KR102630537B1 - Electronic device having an antenna - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 화면에 정보를 표시하도록 구성된 디스플레이; 및 상기 전자 기기의 디스플레이에 금속 메쉬 패턴 또는 투명 소재의 금속 패턴으로 구현되는 투명 안테나(transparent antenna)를 포함할 수 있다. 상기 투명 안테나는 신호를 방사하도록 구성되고, 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit)을 구비하는 방사체(radiator); 및 상기 방사체로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line)과 그라운드로 동작하는 그라운드 패턴으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함할 수 있다.An electronic device including an antenna according to an embodiment is provided. The electronic device includes a display configured to display information on a screen; And it may include a transparent antenna implemented as a metal mesh pattern or a metal pattern made of transparent material on the display of the electronic device. The transparent antenna includes a radiator configured to radiate a signal and having slits in which a metal pattern is removed to a predetermined length on both sides of the upper portion; And it may include a feeding unit consisting of a feeding line that feeds a signal to the radiator and a ground pattern that operates as a ground.
Description
본 명세서는 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 특정 구현은 전자 기기의 디스플레이에 구현되는 투명 안테나에 관한 것이다.This specification relates to an electronic device having an antenna. Particular implementations relate to transparent antennas implemented in displays of electronic devices.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다. Electronic devices can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, electronic devices can be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals depending on whether the user can carry them directly.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다. The functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions such as data and voice communication, photography and video shooting using a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and outputting images or videos to the display. Some terminals add electronic game play functions or perform multimedia player functions. In particular, recent mobile terminals can receive multicast signals that provide broadcasting and visual content such as video or television programs.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. As the functions of such electronic devices diversify, they are implemented in the form of multimedia devices (Multimedia players) with complex functions such as taking photos or videos, playing music or video files, playing games, and receiving broadcasts. there is.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.In order to support and increase the functionality of such electronic devices, improving the structural and/or software aspects of the terminal may be considered.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다. In addition to the above attempts, recently, electronic devices have been commercialized with wireless communication systems using LTE communication technology, providing various services. In addition, in the future, wireless communication systems using 5G communication technology are expected to be commercialized and provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.In this regard, the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide 5G communication services using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication services will be provided using mmWave bands in addition to the Sub6 band for faster data speeds.
5G 통신 서비스 또는 WiFi 통신 서비스를 제공하기 위해 안테나는 전자 기기 내부에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 디스플레이 내부의 넓은 공간을 활용하면 전자 기기 내부에 배치된 기존 안테나들과 간섭 없이 안테나를 구현할 수 있다. 하지만, 이와 같이 디스플레이에 구비되는 투명 안테나는 메탈 메쉬 격자 구조 또는 투명 소재로 구현되어 전도성이 저감되는 문제점이 있다.To provide 5G communication services or WiFi communication services, an antenna may be placed inside an electronic device or inside a display. In this regard, by utilizing the large space inside the display, an antenna can be implemented without interference with existing antennas placed inside electronic devices. However, the transparent antenna provided in the display like this has a problem in that conductivity is reduced because it is implemented with a metal mesh grid structure or transparent material.
이와 관련하여, 5G 차량, 이동 단말기, 또는 전자 기기의 외관 디자인의 변경없이 통신용량증대를 위해 투명 안테나가 디스플레이 내부 또는 디스플레이 상에 배치될 수 있다. 하지만, 투명 소재 안테나의 전기적 손실(electrical loss)로 인하여 안테나 방사 효율 및 임피던스 대역폭(impedance bandwidth, IBW) 특성이 열화되는 문제점이 있다.In this regard, a transparent antenna can be placed inside or on the display to increase communication capacity without changing the exterior design of the 5G vehicle, mobile terminal, or electronic device. However, there is a problem in that the antenna radiation efficiency and impedance bandwidth (IBW) characteristics are deteriorated due to electrical loss of the transparent material antenna.
본 명세서는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 WiFi 대역 및 5G Sub6 대역에서 동작하는 투명 소재의 안테나를 제공하기 위한 것이다. This specification aims to solve the above-mentioned problems and other problems. Additionally, another purpose is to provide an antenna made of transparent material that operates in the WiFi band and 5G Sub6 band.
본 명세서의 다른 일 목적은, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역까지 하나의 안테나 모듈로 광대역 동작하는 안테나 구조를 제시하기 위한 것이다.Another purpose of the present specification is to present an antenna structure that operates in a wide range up to the WiFi band and 5G Sub6 band with a single antenna module.
본 명세서의 다른 일 목적은, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역까지 하나의 안테나 모듈로 광대역 동작하는 다중 모드/다중 대역 안테나 구조를 제시하기 위한 것이다.Another purpose of the present specification is to present a multi-mode/multi-band antenna structure that operates in a wide bandwidth up to the WiFi band and 5G Sub6 band with one antenna module.
본 명세서의 다른 일 목적은, 전자 기기의 디스플레이에 복수 개의 투명 안테나를 배치하여 통신 성능을 개선하기 위한 것이다.Another purpose of the present specification is to improve communication performance by disposing a plurality of transparent antennas on a display of an electronic device.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 일 실시 예에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 화면에 정보를 표시하도록 구성된 디스플레이; 및 상기 전자 기기의 디스플레이에 금속 메쉬 패턴 또는 투명 소재의 금속 패턴으로 구현되는 투명 안테나(transparent antenna)를 포함할 수 있다. 상기 투명 안테나는 신호를 방사하도록 구성되고, 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit)을 구비하는 방사체(radiator); 및 상기 방사체로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line)과 그라운드로 동작하는 그라운드 패턴으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함할 수 있다.To achieve the above or other purposes, an electronic device including an antenna according to an embodiment is provided. The electronic device includes a display configured to display information on a screen; And it may include a transparent antenna implemented as a metal mesh pattern or a metal pattern made of transparent material on the display of the electronic device. The transparent antenna includes a radiator configured to radiate a signal and having slits in which a metal pattern is removed to a predetermined length on both sides of the upper portion; And it may include a feeding unit consisting of a feeding line that feeds a signal to the radiator and a ground pattern that operates as a ground.
일 실시 예로, 상기 급전 라인의 양 측에 상기 그라운드 패턴이 상기 급전 라인과 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 그라운드 패턴의 너비는 상기 방사체의 너비보다 더 좁게 형성될 수 있다. In one embodiment, the ground pattern may be disposed on both sides of the feed line at a predetermined distance from the feed line. The width of the ground pattern may be narrower than the width of the radiator.
일 실시 예로, 상기 양 측에 배치된 상기 그라운드 패턴은 소정 곡률 또는 소정 각도로 금속 패턴이 제거된 슬롯을 구비할 수 있다. In one embodiment, the ground patterns disposed on both sides may have slots in which the metal pattern is removed at a predetermined curvature or angle.
일 실시 예로, 상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 패턴의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 상기 그라운드 패턴의 외부에 배치될 수 있다. 상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 패턴은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the center of curvature of the slot may be located outside a predetermined distance range from the center of the ground pattern or outside the ground pattern. The metal pattern area may be configured to decrease as the ground pattern moves to both sides due to the slot.
일 실시 예로, 상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 패턴의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치될 수 있다. 상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 패턴은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하고, 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the center of curvature of the slot may be located within a predetermined distance from the center of the ground pattern. Due to the slot, the ground pattern may be configured so that the metal pattern area decreases as it moves from the inside to the center area, and the metal pattern area increases as it moves from the center area to the outside.
일 실시 예로, 상기 급전부의 길이는 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 이하로 설정될 수 있다. In one embodiment, the length of the power feeder may be set to λ/8 or less of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
일 실시 예로, 상기 급전부의 길이는 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/20 이하로 설정될 수 있다.In one embodiment, the length of the power feeder may be set to λ/20 or less of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
일 실시 예로, 상기 방사체는 상기 급전 라인과 연결되고, 서로 다른 길이로 단차가 형성되도록 구성된 제1 방사부(radiation portion); 및 상기 제1 방사부의 단부로부터 연장되고, 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit)을 구비하는 제2 방사부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the radiator includes a first radiation portion connected to the feed line and configured to have steps of different lengths; And it may include a second radiating part extending from an end of the first radiating part and having slits in which a metal pattern is removed to a predetermined length on both sides of the upper part.
일 실시 예로, 상기 양 측에 형성된 상기 슬릿은 상기 제2 방사부의 최상부 지점으로부터 소정 길이와 너비를 갖도록 형성되는 제1 슬릿; 및 너비가 상기 제1 슬릿의 너비로부터 소정 각도 범위로 증가하고, 소정 길이를 갖도록 형성되는 제2 슬릿을 구비할 수 있다. In one embodiment, the slits formed on both sides include a first slit formed to have a predetermined length and width from the uppermost point of the second radiating part; and a second slit whose width increases in a predetermined angle range from the width of the first slit and is formed to have a predetermined length.
일 실시 예로, 상기 양 측에 형성된 상기 슬릿의 길이의 합과 상기 제2 방사체의 단부의 길이의 합은 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다.In one embodiment, the sum of the lengths of the slits formed on both sides and the length of the end of the second radiator is a value in a predetermined range from λ/2 of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna. can be set.
일 실시 예로, 상기 투명 안테나는 투명 소재 금속(transparent material metal) 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 구현될 수 있다. 상기 전자 기기는 불 투명 영역(un-transparent region)에 형성되고, 상기 급전 라인과 연결되어 복수의 주파수 대역의 신호를 전달하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit)를 더 포함할 수 있다. 상기 송수신부 회로는 상기 급전 라인을 통해 상기 투명 안테나로 신호를 전달하여, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역의 신호를 상기 투명 안테나를 통해 방사하도록 할 수 있다. In one embodiment, the transparent antenna may be implemented with a transparent material metal or a metal mesh grid. The electronic device may further include a transceiver circuit formed in an un-transparent region and connected to the feed line to transmit signals in a plurality of frequency bands. The transceiver circuit can transmit a signal to the transparent antenna through the feed line, allowing signals in the WiFi band and 5G Sub6 band to be radiated through the transparent antenna.
일 실시 예로, 상기 투명 안테나는 상기 전자 기기의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 전자 기는 상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 복수의 안테나들 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.In one embodiment, the transparent antenna may include a plurality of antennas disposed in different areas of the electronic device. The electromagnetic device may further include a processor operably coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit. The processor may perform multiple input/output (MIMO) through two or more antennas among the plurality of antennas.
일 실시 예로, 상기 프로세서는 상기 송수신부 회로를 제어하여, 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 안테나를 이용하여 반송파 집성(carrier aggregation)을 수행할 수 있다. In one embodiment, the processor may control the transceiver circuit to perform carrier aggregation using at least one antenna among the plurality of antennas.
일 실시 예로, 상기 안테나는 상기 전자 기기의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 송수신부 회로를 제어하여, 상기 복수의 안테나들 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하면서, 반송파 집성(carrier aggregation)을 수행할 수 있다.In one embodiment, the antenna may include a plurality of antennas disposed in different areas of the electronic device. The processor may control the transceiver circuit to perform carrier aggregation while performing multiple input/output (MIMO) through two or more antennas among the plurality of antennas.
일 실시 예로, 상기 전자 기기는 이동 단말기, 사이니지, 디스플레이 기기, 투명 AR/VR 기기, 차량 또는 무선 오디오/비디오 장치일 수 있다. 상기 투명 안테나는 디스플레이 상에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치될 수 있다.In one embodiment, the electronic device may be a mobile terminal, signage, a display device, a transparent AR/VR device, a vehicle, or a wireless audio/video device. The transparent antenna may be placed on or inside the display.
본 발명의 다른 양상에 따른 디스플레이에 구비되는 투명 안테나를 포함하는 안테나 모듈이 제공된다. 상기 안테나 모듈은 투명 기판(transparent substrate) 상에 배치되고, 복수의 주파수 대역에서 공진하도록 동작하는 투명 안테나; 및 상기 투명 기판 상에 배치되고, 상기 투명 안테나로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line)과 그라운드로 동작하는 그라운드 라인으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함할 수 있다. 상기 투명 안테나는 상기 투명 기판 상에 금속 메쉬 패턴 또는 투명 소재의 금속 패턴으로 배치되어, 신호를 방사하도록 구성되는 방사체(radiator)를 포함할 수 있다. 상기 양 측에 배치된 상기 그라운드 패턴은 소정 곡률로 금속 패턴이 제거된 슬롯을 구비할 수 있다.An antenna module including a transparent antenna provided in a display according to another aspect of the present invention is provided. The antenna module includes: a transparent antenna disposed on a transparent substrate and operating to resonate in a plurality of frequency bands; and a feeding unit disposed on the transparent substrate and composed of a feeding line that feeds a signal to the transparent antenna and a ground line that operates as a ground. The transparent antenna may include a radiator arranged in a metal mesh pattern or a metal pattern made of transparent material on the transparent substrate and configured to radiate a signal. The ground patterns disposed on both sides may have slots in which the metal pattern is removed at a predetermined curvature.
일 실시 예로, 상기 방사체는 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit)을 구비할 수 있다. 상기 양 측에 형성된 상기 슬릿의 길이의 합과 상기 방사체의 단부의 길이의 합은 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. In one embodiment, the radiator may have slits in which a metal pattern is removed to a predetermined length on both sides of the upper portion. The sum of the lengths of the slits formed on both sides and the length of the end of the radiator may be set to a value within a predetermined range from λ/2 of the wavelength λ corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
일 실시 예로, 상기 급전부의 길이는 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 내지 λ/20 사이의 범위로 설정될 수 있다. In one embodiment, the length of the power feeder may be set to a range between λ/8 and λ/20 of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
일 실시 예로, 상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 패턴의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 상기 그라운드 패턴의 외부에 배치될 수 있다. 상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 패턴은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, the center of curvature of the slot may be located outside a predetermined distance range from the center of the ground pattern or outside the ground pattern. The metal pattern area may be configured to decrease as the ground pattern moves to both sides due to the slot.
일 실시 예로, 상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 패턴의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치될 수 있다. 상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 패턴은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴이 감소하고, 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, the center of curvature of the slot may be located within a predetermined distance from the center of the ground pattern. Due to the slot, the ground pattern may be configured so that the metal pattern area decreases as it moves from the inside to the center area, and the metal pattern area increases as it moves from the center area to the outside.
이와 같은 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The technical effects of such a transparent antenna and the electronic device that controls it are explained as follows.
일 실시 예에 따르면, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역에서 동작하는 투명 소재의 안테나를 제공할 수 있다.According to one embodiment, an antenna made of transparent material that operates in the WiFi band and 5G Sub6 band can be provided.
일 실시 예에 따르면, 광대역 주파수 범위에서 안테나 성능이 유지되는 전자 기기의 디스플레이에 구비되는 안테나 모듈을 제공하여, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역까지 하나의 안테나 모듈로 광대역 동작하는 다중 모드/다중 대역 안테나 구조를 제시할 수 있다.According to one embodiment, an antenna module provided in a display of an electronic device that maintains antenna performance in a broadband frequency range is provided, and a multi-mode/multi-band antenna structure that operates in a wide band up to the WiFi band and 5G Sub6 band with one antenna module. can be presented.
일 실시 예에 따르면, 투명 안테나의 급전부의 길이를 최소화하여 안테나 방사 효율을 개선할 수 있다.According to one embodiment, antenna radiation efficiency can be improved by minimizing the length of the feed portion of the transparent antenna.
일 실시 예에 따르면, 투명 안테나에서 추가적인 전류 경로를 형성하여, 임피던스 대역폭 특성과 효율 대역폭 특성을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment, by forming an additional current path in the transparent antenna, impedance bandwidth characteristics and efficiency bandwidth characteristics can be improved.
일 실시 예에 따르면, 전자 기기의 디스플레이에 복수 개의 투명 안테나를 배치하고, 다중 입출력(MIMO) 및/또는 반송파 집성(CA)을 통해 통신 성능을 개선할 수 있다.According to one embodiment, a plurality of transparent antennas can be placed on the display of an electronic device, and communication performance can be improved through multiple input/output (MIMO) and/or carrier aggregation (CA).
본 명세서의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 명세서의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Additional scope of applicability of the present disclosure will become apparent from the detailed description that follows. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present specification may be clearly understood by those skilled in the art, the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present specification should be understood as being given only as examples.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 기기를 설명하기 위한 구성과 전자 기기와 외부기기 또는 서버와의 인터페이스를 나타낸다.
도 2a는 도 1의 전자 기기에 대한 상세 구성을 나타낸다. 한편, 도 2b 및 2c는 본 명세서와 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3b는 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나와 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 나타낸다. 또한, 도 4b는 본 명세서에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이의 구조를 나타낸다.
도 5a는 본 명세서와 관련하여 투명 기판에 구현된 급전부를 갖는 투명 안테나 구조를 나타낸다. 한편, 도 5b는 본 명세서에 따른 최적화된 급전 구조를 갖는 투명 안테나가 배치된 전자 기기를 나타낸다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 슬롯의 형상을 나타낸다.
도 7은 서로 다른 형상의 복수의 슬릿으로 구성된 슬릿 영역이 구비된 투명 안테나를 나타낸다.
도 8a 내지 도 8c는 제1 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 나타낸다.
도 9a 내지 도 9c는 제2 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 임피던스 값을 제1 실시 예의 특성과 비교한 것이다.
도 10a 내지 도 10c는 제3 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 제2 실시 예의 특성과 비교한 것이다.
도 11a 내지 도 11c는 제4 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 제3 실시 예의 특성과 비교한 것이다.
도 12a와 도 12b는 도 11a의 투명 안테나 구조와 도 5a의 투명 안테나 구조의 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 나타낸다.
도 12c는 도 5a의 투명 안테나와 도 11a의 투명 안테나의 임피던스 대역폭, 최대 효율 및 효율 대역폭을 비교한 것이다.
도 13은 본 명세서의 다양한 실시 예에 따른 투명 안테나로 구현되는 안테나 구성을 나타낸다.
도 14a 및 도 14b는 도 5a 및 도 11a의 투명 안테나의 방사 패턴(radiation pattern)을 서로 다른 축 방향에서 나타낸 것이다.
도 15는 전자 기기의 서로 다른 위치에 배치된 복수의 안테나들과 이들을 제어하는 구성을 나타낸다.
도 16a는 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나가 다양한 전자 기기에 적용된 예시를 나타낸다.
도 16b는 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나가 로봇(robot)에 적용된 실시예를 나타낸다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.Figure 1 shows a configuration for explaining an electronic device and an interface between the electronic device and an external device or server according to an embodiment.
FIG. 2A shows a detailed configuration of the electronic device of FIG. 1. Meanwhile, FIGS. 2B and 2C are conceptual diagrams of an example of an electronic device related to the present specification viewed from different directions.
FIG. 3A shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device can be arranged according to an embodiment. FIG. 3B shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to an embodiment.
FIG. 4A shows an electronic device including a transparent antenna and a transmission line built into a display according to the present specification. Additionally, Figure 4b shows the structure of a display with a built-in transparent antenna according to the present specification.
Figure 5a shows a transparent antenna structure with a power feeder implemented on a transparent substrate in relation to the present specification. Meanwhile, Figure 5b shows an electronic device in which a transparent antenna with an optimized power feeding structure according to the present specification is disposed.
Figure 6 shows the shape of a slot according to various embodiments.
Figure 7 shows a transparent antenna provided with a slit area composed of a plurality of slits of different shapes.
Figures 8a to 8c show a transparent antenna structure according to the first embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics.
9A to 9C compare the transparent antenna structure according to the second embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and impedance values with the characteristics of the first embodiment.
10A to 10C compare the transparent antenna structure according to the third embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics with the characteristics of the second embodiment.
11A to 11C compare the transparent antenna structure according to the fourth embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics with those of the third embodiment.
Figures 12a and 12b show the reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics of the transparent antenna structure of Figure 11a and the transparent antenna structure of Figure 5a.
FIG. 12C compares the impedance bandwidth, maximum efficiency, and efficiency bandwidth of the transparent antenna of FIG. 5A and the transparent antenna of FIG. 11A.
Figure 13 shows an antenna configuration implemented as a transparent antenna according to various embodiments of the present specification.
FIGS. 14A and 14B show radiation patterns of the transparent antennas of FIGS. 5A and 11A in different axial directions.
Figure 15 shows a plurality of antennas placed at different locations in an electronic device and a configuration for controlling them.
Figure 16a shows an example in which the transparent antenna presented herein is applied to various electronic devices.
Figure 16b shows an example in which the transparent antenna presented in this specification is applied to a robot.
Figure 17 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in this specification can be applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of this specification are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다. Electronic devices described in this specification include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, and slate PCs. , tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included. there is.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.However, those skilled in the art will easily understand that, except for the case where the configuration according to the embodiment described in this specification is applicable only to mobile terminals, it can also be applied to fixed terminals such as digital TVs, desktop computers, digital signage, etc. will be.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 기기를 설명하기 위한 구성과 전자 기기와 외부기기 또는 서버와의 인터페이스를 나타낸다. 한편, 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 도 2a는 도 1의 전자 기기에 대한 상세 구성을 나타낸다. 한편, 도 2b 및 2c는 본 명세서와 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.Figure 1 shows a configuration for explaining an electronic device and an interface between the electronic device and an external device or server according to an embodiment. Meanwhile, referring to FIGS. 2A to 2C, FIG. 2A shows a detailed configuration of the electronic device of FIG. 1. Meanwhile, FIGS. 2B and 2C are conceptual diagrams of an example of an electronic device related to the present specification viewed from different directions.
도 1을 참조하면, 전자 기기(100)는 통신 인터페이스(110), 입력 인터페이스 (또는, 입력 장치)(120), 출력 인터페이스 (또는, 출력 장치)(150) 및 프로세서(180)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 통신 인터페이스(110)는 무선 통신모듈(110)를 지칭할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)는 디스플레이(151)와 메모리(170)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. Referring to FIG. 1, the
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신모듈(110)은, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신모듈(110)은, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.More specifically, among the above components, the
도 1 및 도 2a를 참조하면, 이러한 무선 통신모듈(110)은, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 모뎀과 같은 기저대역 프로세서로 구현될 수 있다. 일 예시로, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 IF 대역에서 동작하는 송수신부 회로(transceiver circuit)와 기저대역 프로세서로 구현될 수 있다. 한편, RF 모듈(1200)은 각각의 통신 시스템의 RF 주파수 대역에서 동작하는 RF 송수신부 회로로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 각각의 RF 모듈을 포함하도록 해석될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2A, this
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.The 4G
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.The 5G
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 5G
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다. At this time, the 5G frequency band can use the same band as the 4G frequency band, and this can be referred to as LTE re-farming. Meanwhile, the Sub6 band, a band below 6GHz, can be used as the 5G frequency band.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.On the other hand, the millimeter wave (mmWave) band can be used as the 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When the millimeter wave (mmWave) band is used, the
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.Meanwhile, regardless of the 5G frequency band, the 5G communication system can support a greater number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) to improve transmission speed. In this regard, uplink (UL) MIMO can be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to a 5G base station. Additionally, downlink (DL) MIMO can be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
한편, 무선 통신모듈(110)은 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.Meanwhile, the
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.Meanwhile, if the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput can be improved through heterogeneous carrier aggregation (inter-CA (Carrier Aggregation)). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, a 4G reception signal and a 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.The short-
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다. Meanwhile, short-distance communication between electronic devices can be performed using the 4G
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Meanwhile, to improve transmission speed and communicate system convergence, carrier aggregation (CA) is performed using at least one of the 4G
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(114)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신모듈(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다. The
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.Specifically, by using the 5G
입력 장치(120)는, 펜 센서(1200), 키 버튼(123), 음성입력 모듈(124), 터치 패널(151a) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력 장치(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라 모듈(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 152c), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력 장치(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.The
카메라 모듈(121)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 신호 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 lamp 등)를 포함할 수 있다. The
센서 모듈(140)은 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(140)은 제스처 센서(340a), 자이로 센서(340b), 기압 센서(340c), 마그네틱 센서(340d), 가속도 센서(340e), 그립 센서(340f), 근접 센서(340g), 컬러(color) 센서(340h)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(340i), 온/습도 센서(340j), 조도 센서(340k), 또는 UV(ultra violet) 센서(340l), 광 센서(340m), 홀(hall)센서(340n) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 센서 모듈(140)은 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 152c 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The
출력 인터페이스(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이(151), 오디오 모듈(152), 햅팁 모듈(153), 인디케이터(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
이와 관련하여, 디스플레이(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(micro electro mechanical systems, MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(151)는 사용자에게 각종 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(151)는 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.In this regard, the
한편, 디스플레이(151)는 터치 패널(151a), 홀로그램 장치(151b) 및 프로젝터(151c) 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 패널은 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널은 터치 패널(151a)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 홀로그램 장치(151b)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(151c)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(100)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. Meanwhile, the
오디오 모듈(152)은 리시버(152a), 스피커(152b) 및 마이크로폰(152c)과 연동하도록 구성될 수 있다. 한편, 햅팁 모듈(153)은 전기 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과(예: 압력, 질감) 등을 발생시킬 수 있다. 전자 기기는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 또한, 인디케이터(154)는 전자 기기(100) 또는 그 일부(예: 프로세서(310))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다.The audio module 152 may be configured to interoperate with the
인터페이스부로 구현될 수 있는 유선 통신모듈(160)은 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 유선 통신 모듈(160)는, HDMI(162), USB(162), 커넥터/포트(163), 광 인터페이스(optical interface)(164), 또는 D-sub(D-subminiature)(165)를 포함할 수 있다. 또한, 유선 통신모듈(160)은 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 유선 통신 모듈(160)에 외부기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.The
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버(예컨대, 제1 서버(310) 또는 제2 서버(320))로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 프로세서(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.Additionally, the
이와 관련하여, 제1 서버(310)는 인증 서버로 지칭될 수 있고, 제2 서버(320)는 컨텐츠 서버로 지칭될 수 있다. 제1 서버(310) 및/또는 제2 서버(320)는 기지국을 통해 전자 기기와 인터페이스될 수 있다. 한편, 컨텐츠 서버에 해당하는 제2 서버(320) 중 일부는 기지국 단위의 모바일 에지 클라우드(MEC, 330)로 구현될 수 있다. 따라서, 모바일 에지 클라우드(MEC, 330)로 구현된 제2 서버(320)를 통해 분산 네트워크를 구현하고, 컨텐츠 전송 지연을 단축시킬 수 있다.In this regard, the
메모리(170)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(170)는 내장 메모리(170a)와 외장 메모리(170b)를 포함할 수 있다. 메모리(170)는, 예를 들면, 전자 기기(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(170)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(240)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로그램(240)은 커널(171), 미들웨어(172), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(173) 또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(174) 등을 포함할 수 있다. 커널(171), 미들웨어(172), 또는 API(174)의 적어도 일부는, 운영 시스템(OS)으로 지칭될 수 있다.
커널(171)은 다른 프로그램들(예: 미들웨어(172), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programing interface, API)(173), 또는 어플리케이션 프로그램(174))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스, 메모리(170), 또는 프로세서(180) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(171)은 미들웨어(172), API(173), 또는 어플리케이션 프로그램(174)에서 전자 기기(100)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(172)는 API(173) 또는 어플리케이션 프로그램(174)이 커널(171)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(172)는 어플리케이션 프로그램(247)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 일 실시 예로, 미들웨어(172)는 어플리케이션 프로그램(174) 중 적어도 하나에 전자 기기(100)의 시스템 리소스(예: 버스, 메모리(170), 또는 프로세서(180) 등)를 사용할 수 있는 우선순위를 부여하고, 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(173)는 어플리케이션 프로그램(174)이 커널(171) 또는 미들웨어(1723)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예컨대 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.The
프로세서(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다. 또한, 프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1 및 도 2a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.In addition to operations related to the application program, the
프로세서(180)는, 중앙처리장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 이미지 신호 프로세서(image signal processor, ISP) 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP), 저전력 프로세서(예: 센서 허브) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(180)는 전자 기기(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.The
전원공급부(190)는 프로세서(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 전력 관리 모듈(191)과 배터리(192)를 포함하며, 배터리(192)는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다. 전력 관리 모듈(191은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기 공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(396)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 배터리(192)는, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.The
외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320) 각각은 전자 기기(100)와 동일한 또는 다른 종류의 기기(예: 외부기기 또는 서버)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 기기(100)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 기기(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 기기(100)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 기기(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(201)로 전달할 수 있다. 전자 기기(100)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 클라이언트-서버 컴퓨팅, 또는 모바일 에지 클라우드(MEC) 기술이 이용될 수 있다.Each of the
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다. At least some of the components may cooperate with each other to implement operation, control, or a control method of an electronic device according to various embodiments described below. Additionally, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by running at least one application program stored in the
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 전자 장치(100), 적어도 하나의 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320)를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)는 적어도 하나의 외부기기(100a)와 기능적으로 연결되고, 적어도 하나의 외부기기(100a)로부터 수신한 정보를 기반으로 전자 기기(100)의 콘텐츠나 기능을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 기기(100)는 서버(310, 320)를 이용하여 적어도 하나의 외부기기(100)가 소정의 규칙을 따르는 정보를 포함하거나 혹은 생성하는지를 판단하기 위한 인증을 수행할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)는 인증 결과에 기반하여 전자 기기(100)를 제어함으로써 콘텐츠 표시 혹은 기능 제어를 달리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 기기(100)는 유선 혹은 무선 통신 인터페이스를 통해 적어도 하나의 외부기기(100a)와 연결되어 정보를 수신 혹은 송신할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(100) 및 적어도 하나의 외부기기(100a)는 NFC(near field communication), 충전기(charger)(예: USB(universal serial bus)-C), 이어잭(ear jack), BT(bluetooth), WiFi(wireless fidelity) 등의 방식으로 정보를 수신 혹은 송신할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a wireless communication system may include an
전자 기기(100)는 외부기기 인증 모듈(100-1), 콘텐츠/기능/정책 정보 DB(100-2), 외부기기 정보 DB(100-3), 혹은 콘텐츠 DB(104) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)와 연계 가능한 보조(assistant) 기구로서, 전자 기기(100)의 사용 편의성, 외관적 미감 증대, 활용성 강화 등 다양한 목적으로 설계된 기기일 수 있다. 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)에 물리적으로 접촉되거나 혹은 물리적으로 접촉되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 유선/무선 통신모듈을 이용하여 전자 기기(100)에 기능적으로 연결되고, 전자 기기(100)에서 콘텐츠나 기능을 제어하기 위한 제어 정보를 전송할 수 있다. The
한편, 제1 서버(310)는 적어도 하나의 외부기기(100a)와 관련한 서비스를 위한 서버나 클라우드 장치 혹은 스마트 홈 환경에서 서비스를 제어하기 위한 허브 장치를 포함할 수 있다. 제1 서버(310)는 외부기기 인증 모듈(311), 콘텐트/기능/정책 정보 DB(312), 외부기기 정보 DB(313) 또는 전자 기기/사용자 DB(314) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 서버(310)는 인증 관리 서버, 인증 서버, 인증 관련 서버로 지칭될 수 있다. 제2 서버(320)는, 서비스나 콘텐츠 제공을 위한 서버나 클라우드 장치, 혹은 스마트 홈 환경에서 서비스를 제공하기 위한 허브 장치를 포함할 수 있다. 제2 서버(320)는 콘텐츠 DB(321), 외부기기 스펙 정보 DB(322), 콘텐츠/기능/정책 정보 관리 모듈(323) 혹은 장치/사용자 인증/관리 모듈(324) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 서버(130)는 콘텐츠 관리 서버, 콘텐츠 서버 또는 콘텐츠 관련 서버로 지칭될 수 있다. Meanwhile, the
도 2b 및 2c를 참조하면, 개시된 전자 기기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 명세서는 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다. Referring to FIGS. 2B and 2C, the disclosed
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.Here, the terminal body can be understood as a concept that refers to the
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.The
단말기 바디의 전면에는 디스플레이(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.A
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.In some cases, electronic components may also be mounted on the
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.As shown, when the
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 전자 기기(100)에는 디스플레이(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 유선 통신 모듈(160) 등이 구비될 수 있다.2A to 2C, the
디스플레이(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.The
또한, 디스플레이(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.Additionally, there may be two or
디스플레이(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 프로세서(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.The
이처럼, 디스플레이(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 2a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.In this way, the
제1음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.The first
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 프로세서(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.The
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.The
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.The first and
한편, 전자 기기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 프로세서(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.Meanwhile, the
유선 통신 모듈(160)은 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 유선 통신 모듈(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 유선 통신 모듈(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.The
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다. 제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다. 플래시(125)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(125)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.A
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다. 또한, 마이크로폰(152c)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(152c)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.A second
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)와 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.The terminal body may be equipped with at least one antenna for wireless communication. The antenna may be built into the terminal body or formed in the case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.Meanwhile, a plurality of antennas placed on the side of the terminal may be implemented as four or more to support MIMO. Additionally, when the 5G
단말기 바디에는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 2a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.The terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 2A) to supply power to the
이하에서는 실시 예에 따른 다중 통신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 명세서는 본 명세서의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, the structure of a multiple communication system according to an embodiment and electronic devices including the same, particularly embodiments related to an antenna and an electronic device including the same in a heterogeneous radio system, will be discussed with reference to the attached drawings. It is obvious to those skilled in the art that this specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present specification.
한편, 도 2a와 같은 4G/5G 무선 통신 모듈이 구비된 일 실시예에 따른 복수의 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.Meanwhile, the specific operations and functions of an electronic device equipped with a plurality of antennas according to an embodiment equipped with a 4G/5G wireless communication module as shown in FIG. 2A will be reviewed below.
일 실시예에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 5G 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.In a 5G communication system according to an embodiment, the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band. For example, the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited to this and can be changed depending on the application.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3a를 참조하면, 전자 기기(100)의 내부 또는 전면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 전자 기기의 내부에 캐리어에 프린트된 형태로 구현되거나 또는 RFIC와 함께 시스템 온 칩(Soc) 형태로 구현될 수 있다. 한편, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 전자 기기의 내부 이외에 전자 기기의 전면에 배치될 수도 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 전면에 배치되는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 디스플레이에 내장되는 투명 안테나(transparent antenna)로 구현될 수 있다.FIG. 3A shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device can be arranged according to an embodiment. Referring to FIG. 3A , a plurality of
한편, 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 측면에 도전 멤버 형태로 4G 안테나가 배치되고, 도전 멤버 영역에 슬롯이 형성되고, 슬롯을 통해 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 5G 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 또한, 전자 기기(100)의 배면에 안테나들(1150B)이 배치되어, 5G 신호가 후면 방사되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on the side of the
한편, 본 명세서는 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 또한, 본 명세서는 전자 기기(100)의 전면 및/또는 측면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2)중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, in this specification, at least one signal can be transmitted or received through a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the
도 3b는 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 3b를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(1210), 제2 전력 증폭기(1220) 및 RFIC(1250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 500)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.FIG. 3B shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to an embodiment. Referring to FIG. 3B, the electronic device includes a
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 410 내지 440)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(1210), 제2 전력 증폭기(1220), 제어부(1250) 및 복수의 저잡음 증폭기(310 내지 340)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.Meanwhile, the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNA: 410 to 440) in the receiving unit. Here, the
도 3b에 도시된 바와 같이, RFIC(1250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(1250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(1400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. As shown in FIG. 3B, the
한편, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, if the
한편, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.Meanwhile, even if the RFIC (1250) is configured as a 4G/5G separate type, it is also possible for the 4G RFIC and 5G RFIC to be logically and functionally separated and physically implemented on one chip.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 모뎀(1400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다. Meanwhile, the application processor (AP, 1450) is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 1450 can control the operation of each component of the electronic device through the
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.For example, the
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(1250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(1250)를 제어할 수 있다. In relation to this, if the application processor (AP) 500 determines that the electronic device is in idle mode, it can control the RFIC (1250) through the
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the electronic device is in low battery mode, the application processor (AP) 500 may control the
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(1400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, if the remaining battery capacity of the electronic device is greater than or equal to a threshold, the
한편, 도 3b의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, the multi-transceiving system of FIG. 3b can integrate the transmitting unit and receiving unit of each radio system into one transceiving unit. Accordingly, there is an advantage in that the circuit part that integrates two types of system signals can be removed from the RF front-end.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.Additionally, since the front-end components can be controlled with an integrated transmitter and receiver, the front-end components can be integrated more efficiently than when the transmitter and receiver systems are separated for each communication system.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.Additionally, if communication systems are separated, it is impossible to control other communication systems as needed, or efficient resource allocation is impossible because this increases system delay. On the other hand, a multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage of being able to control other communication systems as needed and minimizing system delay resulting from this, enabling efficient resource allocation.
한편, 제1 전력 증폭기(1210)와 제2 전력 증폭기(1220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다. Meanwhile, the
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. On the other hand, when the 5G communication system operates in the millimeter wave (mmWave) band, one of the first and
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다. Meanwhile, by integrating the transmitter and receiver, it is possible to implement two different wireless communication systems with one antenna using a dual-use antenna. At this time, 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2. At this time, 4x4 DL MIMO can be performed through downlink (DL).
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, if the 5G band is the Sub6 band, the first to fourth antennas (ANT1 to ANT4) can be configured to operate in both the 4G band and the 5G band. On the other hand, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, the first to fourth antennas (ANT1 to ANT4) may be configured to operate in either the 4G band or the 5G band. At this time, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the mmWave band.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(1210)와 제2 전력 증폭기(1220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.Meanwhile, 2x2 MIMO can be implemented using two antennas connected to the
한편, RFIC(1250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(1250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.Meanwhile, a switch-type splitter or power divider is built into the RFIC corresponding to the RFIC (1250), so there is no need for separate components to be placed externally, which improves component mountability. You can. Specifically, it is possible to select the transmitter (TX) of two different communication systems using a SPDT (Single Pole Double Throw) type switch inside the RFIC corresponding to the
또한, 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 위상 제어부(1230), 듀플렉서(duplexer, 1231), 필터(1232) 및 스위치(1233)를 더 포함할 수 있다.Additionally, an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to an embodiment may further include a
mmWave 대역과 같은 주파수 대역에서 전자 기기는 기지국과의 통신을 위한 커버리지 확보를 위해 지향성 빔을 사용할 필요가 있다. 이를 위해, 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 복수의 안테나 소자들로 이루어질 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)로 구현될 필요가 있다. 위상 제어부(1230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자로 인가되는 신호의 위상을 제어하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 위상 제어부(1230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자로 인가되는 신호의 크기와 위상을 모두 제어 가능하다. 이에 따라, 위상 제어부(1230)는 신호의 크기와 위상을 모두 제어하므로 전력 및 위상 제어부(230)로 지칭할 수 있다.In frequency bands such as the mmWave band, electronic devices need to use directional beams to secure coverage for communication with base stations. To this end, each antenna (ANT1 to ANT4) needs to be implemented as an array antenna (ANT1 to ANT4) composed of a plurality of antenna elements. The
따라서, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 위상을 제어하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 독립적으로 빔 포밍(beam-forming)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 다중 입출력(MIMO)를 수행할 수 있다. 이 경우, 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)가 서로 다른 방향으로 빔을 형성하도록 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 위상을 제어할 수 있다.Therefore, by controlling the phase of the signal applied to each antenna element of each array antenna (ANT1 to ANT4), beam-forming can be performed independently through each array antenna (ANT1 to ANT4). there is. In this regard, multiple input/output (MIMO) can be performed through each array antenna (ANT1 to ANT4). In this case, the phase control unit 230 may control the phase of the signal applied to each antenna element so that each array antenna (ANT1 to ANT4) forms a beam in a different direction.
듀플렉서(1231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(1231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(1231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다. The
필터(1232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(1232)는 듀플렉서(1231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(1231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(1232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.The
스위치(1233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 명세서의 일 실시 예에서, 스위치(1233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(1231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.The
한편, 본 명세서의 다른 실시 예에서, 스위치(1233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(1233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(1231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(1233)가 반드시 필요한 것은 아니다. Meanwhile, in another embodiment of the present specification, the
한편, 실시 예에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(1400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(1250)와 모뎀(1400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the electronic device according to the embodiment may further include a
모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(1400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)를 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The
모뎀(1400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(1250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(1310 내지 1340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.The
이하에서는, 본 명세서에 따른 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 설명하기로 한다. 구체적으로, 디스플레이에 내장되는 투명 안테나 형태의 복수의 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an electronic device equipped with an array antenna capable of operating in the millimeter wave band according to the present specification will be described. Specifically, an electronic device having a plurality of array antennas in the form of transparent antennas built into a display will be described.
이와 관련하여, 도 4a는 본 명세서에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나와 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 나타낸다. 또한, 도 4b는 본 명세서에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이의 구조를 나타낸다.In this regard, Figure 4a shows an electronic device having a transparent antenna and a transmission line built into a display according to the present specification. Additionally, Figure 4b shows the structure of a display with a built-in transparent antenna according to the present specification.
도 4a를 참조하면, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 안테나(1100)와 안테나(1100)를 급전하도록 구성된 전송 선로(transmission line, 1120)를 포함한다. 여기서, 디스플레이(151)는 OLED 또는 LCD로 구성 가능하다. 한편, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)과 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)을 급전하도록 구성된 전송 선로(1120)을 포함한다. 여기서, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)은 각각 배열 안테나(array antenna)로 구현되어 빔 포밍을 수행하도록 구성 가능하다. 한편, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 각각의 배열 안테나는 상호 간에 이격되어 배치되어 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각에 의한 빔 방향은 실질적으로 상호 직교하도록 공간 빔 포밍(spatial beam forming)이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the electronic device includes an
이와 관련하여, 본 명세서에 따른 복수의 배열 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)의 각각의 안테나 소자는 시인성 향상을 위해 일 방향으로 형성된 메탈 메쉬로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 배열 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)의 각각의 안테나 소자의 내부에는 특정 각도의 사선 방향으로 형성된 메탈 메쉬 라인이 구비될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 각각의 안테나 소자의 내부에는 수평 방향 또는 수직 방향으로 형성된 메탈 메쉬 라인이 구비될 수 있다.In this regard, each antenna element of the plurality of array antennas (
이와 관련하여, 도 4a와 같이 4개의 안테나 소자가 하나의 배열 안테나로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니라, 2x1, 4x1, 8x1 배열 안테나 등으로 변경 가능하다. 또한, 일 축 방향, 예컨대 수평 방향 이외에 타 축 방향, 예컨대 수직 방향으로도 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이를 위해, 2x2, 4x2, 4x4, 2x4 배열 안테나 등으로 변경 가능하다. 이와 같은 배열 안테나를 이용하여 밀리미터 파(mmWave) 대역에서 빔 포밍이 가능하다.In this regard, four antenna elements can be implemented as one array antenna, as shown in FIG. 4A. However, it is not limited to this and can be changed to a 2x1, 4x1, or 8x1 array antenna. In addition, beam forming can be performed in one axis direction, for example, the horizontal direction, as well as in another axis direction, for example, the vertical direction. For this purpose, it can be changed to 2x2, 4x2, 4x4, 2x4 array antenna, etc. Beam forming is possible in the millimeter wave (mmWave) band using such an array antenna.
한편, 본 명세서에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자기기에서, 투명 안테나는 Sub6 대역에서 동작할 수도 있다. 이와 관련하여, Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나는 배열 안테나 형태로 구비되어야 하는 것은 아니다. 따라서, Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나는 단일 안테나가 상호 간에 이격되어 배치되어 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다.Meanwhile, in an electronic device equipped with a transparent antenna according to the present specification, the transparent antenna may operate in the Sub6 band. In this regard, a transparent antenna operating in the Sub6 band does not have to be provided in the form of an array antenna. Therefore, a transparent antenna operating in the Sub6 band can operate to perform multiple input/output (MIMO) by placing single antennas spaced apart from each other.
이에 따라, 도 4a의 패치 안테나가 배열 안테나로 배치되지 않고, 단일 안테나 형태의 패치 안테나가 전자 기기의 좌측 상부, 좌측 하부, 우측 상부 및 우측 하부에 배치되고, 각각의 패치 안테나가 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다.Accordingly, the patch antenna of FIG. 4A is not arranged as an array antenna, but patch antennas in the form of a single antenna are placed at the upper left, lower left, upper right, and lower right of the electronic device, and each patch antenna has multiple input/output (MIMO) ) can be operated to perform.
한편, 본 명세서에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이 구조에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 4b를 참조하면, 디스플레이(151) 내부의 OLED 디스플레이 패널과 OCA 상부에 유전체 레이어, 즉 유전체 기판(dielectric substrate, SUB)이 배치될 수 있다. 여기서, 상부에 필름 형태의 유전체(1130)가 안테나(1100)의 유전체 기판(dielectric substrate)으로 사용될 수 있다. 또한, 필름 형태의 유전체(1130) 상부에 안테나 레이어가 배치될 수 있다. 여기서, 안테나 레이어는 은 합금(Ag alloy), 구리(copper), 알루미늄(aluminum) 등으로 구현될 수 있다. 한편, 안테나 레이어에는 도 4a의 안테나(1100)와 전송 선로(1120)가 배치될 수 있다. Meanwhile, the display structure with a built-in transparent antenna according to the present specification will be described as follows. Referring to FIG. 4B, a dielectric layer, that is, a dielectric substrate (SUB), may be disposed on the OLED display panel and OCA inside the
이와 관련하여, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 명세서에 따른 투명 안테나는 패치 안테나 내부가 메탈 메쉬 격자 구조로 형성될 수 있다. 또는, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 명세서에 따른 투명 안테나는 패치 안테나 내부가 전술한 금속 재질의 투명 필름 형태의 구조로 형성될 수 있다.In this regard, referring to FIGS. 4A and 4B, the transparent antenna according to the present specification may have a metal mesh grid structure inside the patch antenna. Alternatively, referring to FIGS. 4A and 4B, the transparent antenna according to the present specification may have the inside of the patch antenna formed in a transparent film-type structure made of the metal material described above.
한편, 도 1 내지 도 2b와 같은 전자 기기에서, 도 3a 및 도 4a와 같이 전자 기기 내부에 배치되는 안테나와 도 3b와 같은 다중 송수신 시스템을 구비하는 전자기기의 구체적인 구성 및 기능에 대해서 이하에서 설명하기로 한다.Meanwhile, in the electronic device shown in FIGS. 1 to 2B, the specific configuration and function of the electronic device including an antenna disposed inside the electronic device as shown in FIGS. 3A and 4A and a multiplex transmission/reception system as shown in FIG. 3B will be described below. I decided to do it.
이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 5G 통신 서비스 또는 WiFi 통신 서비스를 제공하기 위해 안테나는 전자 기기 내부에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 디스플레이 내부의 넓은 공간을 활용하면 전자 기기 내부에 배치된 기존 안테나들과 간섭 없이 안테나를 구현할 수 있다. 하지만, 이와 같이 디스플레이에 구비되는 투명 안테나는 메탈 메쉬 격자 구조 또는 투명 소재로 구현되어 전도성이 저감되는 문제점이 있다.Mobile terminals can be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide 5G communication services using the Sub6 band below the 6GHz band. To provide 5G communication services or WiFi communication services, an antenna may be placed inside an electronic device or inside a display. In this regard, by utilizing the large space inside the display, an antenna can be implemented without interference with existing antennas placed inside electronic devices. However, the transparent antenna provided in the display like this has a problem in that conductivity is reduced because it is implemented with a metal mesh grid structure or transparent material.
이와 관련하여, 5G 차량, 이동 단말기, 또는 전자 기기의 외관 디자인의 변경없이 통신용량증대를 위해 투명 안테나가 디스플레이 내부 또는 디스플레이 상에 배치될 수 있다. 하지만, 투명 소재 안테나의 전기적 손실(electrical loss)로 인하여 안테나 방사 효율 및 임피던스 대역폭(impedance bandwidth, IBW) 특성이 열화되는 문제점이 있다.In this regard, a transparent antenna can be placed inside or on the display to increase communication capacity without changing the exterior design of the 5G vehicle, mobile terminal, or electronic device. However, there is a problem in that the antenna radiation efficiency and impedance bandwidth (IBW) characteristics are deteriorated due to electrical loss of the transparent material antenna.
본 명세서는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 전자 기기의 디스플레이에 구현될 수 있는 투명 소재의 안테나를 통해 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 것이다. This specification aims to solve the above-mentioned problems and other problems. Additionally, another purpose is to provide various communication services through an antenna made of transparent material that can be implemented in a display of an electronic device.
본 명세서의 다른 일 목적은, 광대역 동작하는 투명 안테나 구조에서 전기적 손실을 저감하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 임피던스 정합을 위해 급전부의 길이가 증가될 수 있다. 특히, 투명 소재 금속 및 금속 메쉬 격자로 구현되는 투명 안테나는 단위 길이 당 전기적 손실이 증가할 수 있다. 특히, 방사체와 급전부 사이에 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합부에 의해 투명 안테나 모듈의 전기적 손실이 증가할 수 있다. 본 명세서에서는 급전부의 길이를 동작 주파수의 파장의 1/8 배 또는 1/20배 이하로 구성하여, 방사효율 특성이 약 16% 정도 향상될 수 있다. Another purpose of the present specification is to reduce electrical loss in a transparent antenna structure that operates in a wide band. In this regard, the length of the power feeder may be increased for impedance matching. In particular, transparent antennas implemented with transparent metal and metal mesh grids may increase electrical loss per unit length. In particular, the electrical loss of the transparent antenna module may increase due to the impedance matching unit for impedance matching between the radiator and the power feeder. In this specification, by configuring the length of the power feeder to be less than 1/8 or 1/20 times the wavelength of the operating frequency, the radiation efficiency characteristics can be improved by about 16%.
본 명세서의 다른 일 목적은, 광대역 동작하는 투명 안테나의 방사 효율을 향상하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 방사체의 상부의 양 측에 에지 형태로 슬릿이 구비될 수 있다. 에지 형태로 구비되는 슬릿이 급전부에서 가장 먼 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 투명 안테나의 임피던스 대역폭 특성이 약 16% 정도 향상될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 방사체 자체에 형성되는 표면 전류(surface current)에 의해 대역폭 특성이 한정되는 제약을 극복하기 위한 것이다. 이를 위해, 방사체 자체에 형성되는 표면 전류와 에지 영역에 형성되는 표면 전류를 모두 이용하여 대역폭 특성을 향상시킬 수 있다. Another purpose of the present specification is to improve the radiation efficiency of a transparent antenna operating in a wide band. In this regard, slits may be provided in the form of edges on both sides of the upper part of the radiator. A slit provided in the form of an edge may be placed at a position furthest from the power feeder. Accordingly, the impedance bandwidth characteristics of the transparent antenna can be improved by about 16%. Therefore, the purpose of this specification is to overcome the limitation that the bandwidth characteristics are limited by the surface current formed in the radiator itself. To this end, bandwidth characteristics can be improved by using both the surface current formed in the radiator itself and the surface current formed in the edge area.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 명세서에서 설명되는 전자 기기에 구비되는 안테나는 기판(substrate) 상에 배치될 수 있다. 한편, 안테나는 투명 안테나(transparent antenna)로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나의 금속 패턴이 투명 소재(transparent material)로 구현되거나 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 구현될 수 있다. 안테나가 배치되는 기판도 투명 소재 기판(transparent material substrate)로 구현될 수 있다.The antenna provided in the electronic device described in this specification to achieve this purpose may be placed on a substrate. Meanwhile, the antenna may be implemented as a transparent antenna. In this regard, the metal pattern of the antenna may be implemented as a transparent material or a metal mesh grid. The substrate on which the antenna is placed may also be implemented as a transparent material substrate.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에 구비되는 안테나는 WiFi 대역과 5G Sub6 대역에서 모두 동작할 필요가 있다. 구체적으로, 전자 기기는 약 2.4GHz 대역 및 5GHz 대역의 WiFi 통신 서비스 대역을 포함하여 광대역(wideband)에서 동작할 필요가 있다. 이와 관련하여, 전자 기기에 구비되는 안테나는 IEEE 802.11 표준을 지원하도록 WiFi 대역에서 동작할 필요가 있다.The antenna provided in the electronic device described in this specification needs to operate in both the WiFi band and the 5G Sub6 band. Specifically, electronic devices need to operate in a wideband, including WiFi communication service bands in the approximately 2.4 GHz band and 5 GHz band. In this regard, antennas provided in electronic devices need to operate in the WiFi band to support the IEEE 802.11 standard.
전자 기기에 구비되는 안테나는 WiFi 대역과 5G Sub6 대역에서 모두 동작하기 위해 약 2.4GHz 내지 6GHz의 광대역에서 동작할 필요가 있다. 또한, 향후 다양한 통신 서비스를 지원하기 위해 전자 기기에 구비되는 안테나는 약 2.4GHz 내지 10GHz의 광대역에서 동작할 필요가 있다.Antennas provided in electronic devices need to operate in a broadband range of approximately 2.4GHz to 6GHz in order to operate in both the WiFi band and the 5G Sub6 band. Additionally, in order to support various communication services in the future, antennas provided in electronic devices need to operate in a broadband range of approximately 2.4 GHz to 10 GHz.
이와 관련하여, 도 5a는 본 명세서와 관련하여 투명 기판에 구현된 급전부를 갖는 투명 안테나 구조를 나타낸다. 한편, 도 5b는 본 명세서에 따른 최적화된 급전 구조를 갖는 투명 안테나가 배치된 전자 기기를 나타낸다.In this regard, Figure 5a shows a transparent antenna structure with a power feeder implemented on a transparent substrate in relation to the present specification. Meanwhile, Figure 5b shows an electronic device in which a transparent antenna with an optimized power feeding structure according to the present specification is disposed.
도 5a를 참조하면, 일반적인 coplanar waveguide (CPW) 급전 구조를 갖는 급전부의 길이가 증가함에 따라 투명 소재의 금속 패턴 또는 금속 메쉬 패턴에 의한 전기적 손실이 증가할 수 있다. 투명 소재의 금속 패턴 또는 금속 메쉬 패턴은 불투명 소재의 금속 패턴보다 전기적 손실이 더 크다. 한편, 급전 라인과 연결되는 방사체(radiator)는 임피던스 매칭을 위해 서로 다른 길이로 단차(step)가 형성될 수 있다. 하지만, 이러한 단차가 형성된 정합부가 배치된 경우에도 긴 급전선(long feeder)에 따라 전기적 손실이 증가할 수 있다.Referring to FIG. 5A, as the length of a power feeder having a general coplanar waveguide (CPW) feed structure increases, electrical loss due to a metal pattern or metal mesh pattern of a transparent material may increase. Metal patterns or metal mesh patterns made of transparent materials have greater electrical loss than metal patterns made of opaque materials. Meanwhile, the radiator connected to the feed line may have steps of different lengths for impedance matching. However, even when the matching part with such a step is formed, electrical loss may increase depending on the long feeder.
급전부에 의한 전기적 손실을 감소시키기 위해, 투명 안테나의 급전부(feeding unit)의 길이를 짧게 형성하면서 급전 라인에 인접한 그라운드 패턴의 형태를 최적화할 수 있다. 도 5b를 참조하면 전자 기기는 디스플레이(151) 및 투명 안테나(1100)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기는 이동 단말기, 사이니지, 디스플레이 기기, 투명 AR/VR 기기, 차량 또는 무선 오디오/비디오 장치일 수 있다. 이하에서는 전자 기기는 텔레비전(television)과 같은 디스플레이 기기인 것으로 가정하고 설명하기로 한다. 하지만, 본 명세서에서 개시되는 전자 기기는 디스플레이 기기에 한정되는 것은 아니고 디스플레이를 구비하는 임의의 전자 기기일 수 있다.In order to reduce electrical loss due to the feeding unit, the length of the feeding unit of the transparent antenna can be shortened and the shape of the ground pattern adjacent to the feeding line can be optimized. Referring to FIG. 5B, the electronic device may include a
디스플레이(151)는 화면에 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 투명 안테나(transparent antenna, 1100)는 전자 기기의 디스플레이(151)에 금속 메쉬 패턴(metal mesh pattern) 또는 투명 소재(transparent material)의 금속 패턴으로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100)가 디스플레이 내부에 배치되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 투명 안테나(1100)는 투명 기판(transparent substrate) 상에 프린트된 금속 패턴(metal pattern)으로 구현될 수 있다. 일 예로, 투명 기판은 디스플레이 상에 부착되는 투명 필름(transparent film)일 수 있다. 다른 예로, 투명 안테나(1100)는 디스플레이 내부에 배치되는 투명 기판 상에 프린트된 금속 패턴으로 구현될 수 있다. The
투명 안테나(1100)는 방사체(radiator, 1110) 및 급전부(1150)을 포함하도록 구성될 수 있다. 방사체(1110)는 신호를 방사하도록 구성되고, 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit, 1120)을 구비할 수 있다. The
이와 관련하여, 양 측에 형성된 슬릿(1120)의 길이의 합과 방사체(1110)의 단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 양 측에 형성된 슬릿(1120)의 길이의 합과 방사체(1110)의 단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/4에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. 따라서, 약 λ/2 또는 λ/4 길이의 추가 방사 구조(additional radiation structure)에 의해 투명 안테나의 대역폭 특성을 개선할 수 있다.In this regard, the sum of the lengths of the
급전부(1150)는 방사체로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line, 1150a)과 그라운드로 동작하는 그라운드 패턴으로 구성된 급전부(feeding unit, 1150b)를 포함할 수 있다.The
투명 안테나(1100)는 전자 기기의 디스플레이 내부 또는 디스플레이상에 배치되고, 복수의 주파수 대역에서 공진하도록 동작할 수 있다. 급전부(1150)도 투명 안테나(1100)와 동일 평면 상에 배치되고, 안테나(1100)로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line, 1150a)과 그라운드로 동작하는 그라운드 패턴(1150b)으로 구성될 수 있다. 일 예로, 급전부(1150)는 급전 라인(1150a)의 양 측에 그라운드 패턴(1150b)이 소정 간격으로 이격된 구조로 형성될 수 있다. 즉, 급전부(1150)는 co-planar waveguide 구조로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
급전부(1150)의 구성과 관련하여, 그라운드 패턴(1150b)은 투명 안테나(1100)가 배치되는 안테나 기판 중 일부 영역에만 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 급전 라인(1150a)의 양 측에 그라운드 패턴(1150b)이 급전 라인(1150a)과 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 그라운드 패턴(1150b)의 너비(W2)는 방사체(1100)의 너비(W1)보다 더 좁게 형성될 수 있다. Regarding the configuration of the
한편, 급전 라인(1150a)의 양 측에 배치된 그라운드 패턴(1150b)은 소정 곡률 또는 소정 각도로 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155)을 구비할 수 있다. 이러한 그라운드 패턴(1150b)에 형성된 슬롯(1155)의 곡률 또는 각도를 조절하여 투명 안테나의 동작 대역 특성을 조절할 수 있다.Meanwhile, the
이와 관련하여, 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155)의 형상은 곡선 또는 직선 형태일 수 있다. 일 예로, 제거된 슬롯(1155)의 형상은 직선형, 원형, 타원형 등 일 수 있다. 이와 관련하여, 도 6은 다양한 실시예들에 따른 슬롯의 형상을 나타낸다. 도 6(a)는 도 5b의 슬롯 형상과 같이 슬롯(1155)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b) 내에 배치되어, 슬롯(1155)의 외곽선이 반원(semi-circle) 형상으로 구현된 경우이다. 도 6(a)를 참조하면, 슬롯(1155)의 외곽선이 반원 형상으로 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 슬롯(1155)이 원형 형상인 경우, 슬롯(1155)의 외곽선의 길이는 원주의 1/4과 1/2 사이의 범위일 수 있다. In this regard, the shape of the
도 6(b)는 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b) 내에 배치되어, 슬롯(1155b)의 외곽선이 사분원(quarter-circle) 형상으로 구현된 경우이다. 도 6(a)를 참조하면, 슬롯(1155)의 외곽선이 사분원 형상으로 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 슬롯(1155)이 원형 형상인 경우, 슬롯(1155)의 외곽선의 길이는 원주의 1/4이하일 수 있다.FIG. 6(b) shows a case where the center of curvature of the
도 5b 및 도 6(a)를 참조하면, 슬롯(1155)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b) 내에 배치될 수 있다. 즉, 슬롯(1155)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치될 수 있다. 일 예로, 슬롯(1155)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b) 내에 배치되어, 슬롯(1155)의 외곽선이 반원(semi-circle) 형상일 수 있다. 도 6(a)를 참조하면, 슬롯(1155)의 외곽선이 반원 형상으로 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 슬롯(1155)이 원형 형상인 경우, 슬롯(1155)의 외곽선의 길이는 원주의 1/4과 1/2 사이의 범위일 수 있다. 따라서, 슬롯(1155)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소할 수 있다. 또한, 슬롯(1155)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가할 수 있다. 여기서, 금속 패턴 영역이 감소한다는 의미는 금속 패턴에 형성된 슬롯(1155)이 형성되는 면적이 증가한다는 의미이다. 또한, 금속 패턴 영역이 증가한다는 의미는 금속 패턴에 형성된 슬롯(1155)이 형성되는 면적이 감소한다는 의미이다.Referring to FIGS. 5B and 6(a) , the center of curvature of the
도 6(b)를 참조하면, 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 즉, 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 그라운드 패턴(1150b)의 외부에 배치될 수 있다. 일 예로, 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 외측에 배치되어, 슬롯(1155b)의 외곽선이 사분원(quarter-circle) 형상일 수 있다. 도 6(b)를 참조하면, 슬롯(1155b)의 외곽선이 사분원 형상으로 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 슬롯(1155b)이 사분원 형상인 경우, 슬롯(1155b)의 외곽선의 길이는 원주의 1/4 이하의 범위일 수 있다. 따라서, 슬롯(1155b)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소할 수 있다. 여기서, 금속 패턴 영역이 감소한다는 의미는 금속 패턴에 형성된 슬롯(1155b)이 형성되는 면적이 증가한다는 의미이다. Referring to FIG. 6(b), the center of curvature of the
도 6(c)를 참조하면, 그라운드 패턴(1150)은 소정 각도로 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155c)을 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 소정 각도로 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155c)의 외곽선은 소정 각도로 형성된 두 개의 직선 라인으로 구성될 수 있다. 이 경우, 슬롯(1155c)의 형상은 역삼각형 형상일 수 있다. 따라서, 슬롯(1155c)의 중심, 즉 삼각형의 중심과 그라운드 패턴(1150)의 중심이 실질적으로 일치할 수 있다. Referring to FIG. 6(c), the
다른 예로, 소정 각도로 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155c)의 외곽선은 서로 다른 각도로 형성된 두 개의 직선 라인으로 구성될 수 있다. 이 경우, 슬롯(1155c)의 형상은 서로 두 변의 길이가 다른 역삼각형 형상일 수 있다. 따라서, 슬롯(1155c)의 중심, 즉 삼각형의 중심은 그라운드 패턴(1150)의 중심으로부터 소정 거리만큼 이격될 수 있다.As another example, the outline of the
도 5b를 참조하면, 급전부(1150)의 길이는 투명 안테나(1100)의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 이하로 설정될 수 있다. 다른 예로, 급전부(1150)의 길이는 투명 안테나(1100)의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/20 이하로 설정될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5a를 참조하면, 투명 안테나의 급전부의 길이는 약 λ/4 이상으로 형성될 수 있다. 안테나와 급전부 사이를 정합하도록 구성되는 임피던스 정합부(impedance matching portion)의 길이가 약 λ/4로 형성되기 때문이다.Referring to FIG. 5B, the length of the
도 5b를 참조하면, 투명 안테나(1100)의 방사체(1110)는 하나 이상의 방사부(radiation portion)로 구성될 수 있다. 안테나(1100)는 제1 방사부(1111) 및 제2 방사부(1112)를 포함하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5B, the
제1 방사부(1111)는 급전 라인(1150a)과 연결되고, 서로 다른 길이로 단차(step)가 형성되도록 구성될 수 있다. 제2 방사부(1112)는 제1 방사부(1111)의 단부로부터 연장되도록 구성될 수 있다. 제2 방사부(1112)는 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit, 1120)을 구비할 수 있다.The
본 명세서의 다양한 실시예들을 참조하면, 투명 안테나(1100)의 방사체(1110) 상부에 형성된 슬릿은 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7은 서로 다른 형상의 복수의 슬릿으로 구성된 슬릿 영역이 구비된 투명 안테나를 나타낸다. Referring to various embodiments of the present specification, the slit formed on the top of the
도 7을 참조하면, 투명 안테나(1100)는 방사체(radiator, 1110) 및 급전부(1150)을 포함하도록 구성될 수 있다. 방사체(1110)는 신호를 방사하도록 구성되고, 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit, 1120)을 구비할 수 있다. 방사체(1110)는 급전 라인(1150a)과 연결되고, 서로 다른 길이로 단차(step)가 형성되도록 구성된 제1 방사부(1111)를 포함할 수 있다. 또한, 방사체(1110)는 제1 방사부(1111)의 단부로부터 연장되고, 상부의 양 측에 슬릿(slit, 1120)을 구비하는 제2 방사부(1112)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
방사체(1110)의 상부의 양 측에 형성된 슬릿(1120)은 제1 슬릿(1121) 및 제2 슬릿(1122)를 포함할 수 있다. 제1 슬릿(1121)은 제2 방사부(1112)의 최상부 지점으로부터 소정 길이와 너비를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 슬릿(1122)은 너비가 제1 슬릿(1121)의 너비로부터 소정 각도 범위로 증가하고, 소정 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 방사체(1110)의 상부 영역에 형성되는 슬릿(1120) 중 일부 영역을 역 삼각형 구조로 형성할 수 있다. 이에 따라, 직선 형태로만 구현된 슬릿에 비해 투명 안테나의 대역폭 특성을 더욱 개선할 수 있다.The
이와 관련하여, 양 측에 형성된 제1 및 제2 슬릿(1121, 1122)의 길이의 합과 제2 방사체(1112)의 단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 양 측에 형성된 제1 및 제2 슬릿(1121, 1122)의 길이의 합과 제2 방사체(1112)의 단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/4에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. 따라서, 약 λ/2 또는 λ/4 길이의 추가 방사 구조(additional radiation structure)에 의해 투명 안테나의 대역폭 특성을 개선할 수 있다.In this regard, the sum of the lengths of the first and
본 명세서의 다양한 실시예들을 참조하면, 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 최적화하기 위해 투명 안테나(1100)의 급전 구조와 방사체는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8a 내지 도 8c는 제1 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 나타낸다. 도 8a는 그라운드 패턴에 슬롯이 형성되지 않은 투명 안테나 구조를 나타낸다. 한편, 도 8b와 도 8c는 제1 실시 예의 투명 안테나 구조의 효율 대역 특성과 반사계수 대역 특성을 도 5a의 투명 안테나의 특성과 비교한 것이다.Referring to various embodiments of the present specification, the feed structure and radiator of the
도 8a를 참조하면, 급전 라인(1150a)의 길이가 도 5a의 급전 라인 길이보다 더 짧게 형성된다. 이와 관련하여, 도 5a와 같이 급전 라인 길이가 증가함에 따라 급전 라인의 전기적 손실이 증가하고, 이에 따라 안테나 효율이 감소할 수 있다. 반면에, 도 8a와 같이 급전 라인(1150a)의 길이(L)를 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 이하로 설정할 수 있다. 한편, 급전 라인(1150a)의 길이를 더 짧게 형성하여, 급전 라인(1150a)의 길이가 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/20 이하로 설정할 수 있다. Referring to FIG. 8A, the length of the
일 예로, 급전 라인(1150a)의 길이를 3GHz에 대응하는 파장(λ)의 λ/20 로 설정하여, 급전 라인의 전기적 손실을 최소화할 수 있다. 이와 관련하여, 도 8b를 참조하면, 도 5a의 투명 안테나에 비해 도 8a의 short feed length를 갖는 투명 안테나의 효율이 약 11% 이상 향상됨을 알 수 있다. 이와 관련하여, 동일 주파수에서의 투명 안테나 효율을 비교하면, 11%보다 더 높게 안테나 효율이 증가함을 알 수 있다. 도 5a의 투명 안테나에 비해 도 8a의 short feed length를 갖는 투명 안테나의 효율이 약 5GHz 대역에서 2배 이상 향상됨을 알 수 있다.For example, by setting the length of the
하지만, 도 8a의 투명 안테나 구조는 short feed length에 따라 임피던스 대역폭 특성이 다소 열화될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8c를 참조하면, 도 8a의 투명 안테나 구조는 short feed length에 따라 임피던스 mismatching이 발생하여 대역폭 특성이 열화될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8a의 투명 안테나 구조는 약 3GHz 대역과 약 6GHz 대역에서 이중 공진하도록 구성된다. 하지만, 3GHz 대역과 6GHz 대역의 중간 대역인 4-5GHz 대역에서 반사 계수가 -10dB 이상의 값을 갖는다. 이에 따라, 도 8a의 투명 안테나 구조가 임피던스 대역폭 특성이 다소 열화될 수 있다.However, the transparent antenna structure of FIG. 8A may have slightly deteriorated impedance bandwidth characteristics depending on the short feed length. In this regard, referring to FIG. 8C, impedance mismatching may occur in the transparent antenna structure of FIG. 8A depending on the short feed length, resulting in deterioration of bandwidth characteristics. In this regard, the transparent antenna structure of FIG. 8A is configured to dual resonate in a band of approximately 3 GHz and a band of approximately 6 GHz. However, in the 4-5GHz band, which is the middle band between the 3GHz band and the 6GHz band, the reflection coefficient has a value of -10dB or more. Accordingly, the impedance bandwidth characteristics of the transparent antenna structure of FIG. 8A may be somewhat deteriorated.
도 9a 내지 도 9c는 제2 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 임피던스 값을 제1 실시 예의 특성과 비교한 것이다. 도 9a는 그라운드 패턴에 제1 타입의 슬롯이 형성된 투명 안테나 구조를 나타낸다. 한편, 도 9b와 도 9c는 도 8a의 투명 안테나 구조와 도 9a의 투명 안테나 구조의 반사계수 대역 특성과 이에 따른 스미스 차트를 나타낸다.9A to 9C compare the transparent antenna structure according to the second embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and impedance values with the characteristics of the first embodiment. Figure 9a shows a transparent antenna structure in which a first type of slot is formed in a ground pattern. Meanwhile, FIGS. 9B and 9C show the reflection coefficient band characteristics of the transparent antenna structure of FIG. 8A and the transparent antenna structure of FIG. 9A and the resulting Smith chart.
도 9a를 참조하면, 급전 라인(1150a)의 양 측에 배치된 그라운드 패턴(1150b)은 소정 곡률로 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155b)을 구비할 수 있다. 이러한 그라운드 패턴(1150b)에 형성된 슬롯(1155b)의 곡률 또는 각도를 조절하여 투명 안테나의 동작 대역 특성을 조절할 수 있다. 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 그라운드 패턴(1150b)의 외부에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 9A, the
일 예로, 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 외측에 배치되어, 슬롯(1155b)의 외곽선이 사분원(quarter-circle) 형상일 수 있다. 슬롯(1155b)의 외곽선이 사분원 형상으로 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 슬롯(1155b)이 사분원 형상인 경우, 슬롯(1155b)의 외곽선의 길이는 원주의 1/4 이하의 범위일 수 있다. 따라서, 슬롯(1155b)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소할 수 있다. 여기서, 금속 패턴 영역이 감소한다는 의미는 금속 패턴에 형성된 슬롯(1155b)이 형성되는 면적이 증가한다는 의미이다. For example, the center of curvature of the
도 8a과 비교하여 도 9a를 참조하면, 그라운드 패턴(1150b)에 슬롯(1155b)을 추가하여, 임피던스 부정합 및 임피던스 대역폭 감소 이슈를 해결할 수 있다. 이와 관련하여, 도 9b를 참조하면, 도 8a의 투명 안테나에 비해 도 9a의 투명 안테나가 임피던스 대역폭이 증가함을 알 수 있다. 도 9b를 참조하면, 도 9a의 투명 안테나는 약 3GHz 대역과 약 6GHz 대역에서 이중 공진하도록 구성된다. 또한, 3GHz 대역과 6GHz 대역의 중간 대역인 4-5GHz 대역에서도 반사 계수가 -10dB 이하의 값을 갖는다. 이에 따라, 도 9a의 투명 안테나 구조가 도 8a의 투명 안테나 구조에 비해 임피던스 대역폭 특성이 향상된다. Referring to FIG. 9A compared to FIG. 8A, the issues of impedance mismatch and impedance bandwidth reduction can be solved by adding a
도 9c의 스미스 차트를 참조하면, 도 9a의 투명 안테나의 임피던스 특성과 연관된 제2 루프(L2) 크기가 (i) 도 8a의 투명 안테나의 임피던스 특성과 연관된 제1 루프(L1) 크기보다 더 작음을 알 수 있다. 이에 따라, 도 9a의 투명 안테나 구조가 도 8a의 투명 안테나 구조에 비해 더 광대역 특성을 갖는다.Referring to the Smith chart of FIG. 9C, the size of the second loop (L2) associated with the impedance characteristic of the transparent antenna of FIG. 9A is (i) smaller than the size of the first loop (L1) associated with the impedance characteristic of the transparent antenna of FIG. 8A. can be seen. Accordingly, the transparent antenna structure of FIG. 9A has more broadband characteristics than the transparent antenna structure of FIG. 8A.
도 10a 내지 도 10c는 제3 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 제2 실시 예의 특성과 비교한 것이다. 도 10a는 상부 영역에 슬릿이 형성된 투명 안테나 구조를 나타낸다. 한편, 도 10b와 도 10c는 도 9a의 투명 안테나 구조와 도 10a의 투명 안테나 구조의 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 나타낸다.10A to 10C compare the transparent antenna structure according to the third embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics with the characteristics of the second embodiment. Figure 10a shows a transparent antenna structure with a slit formed in the upper area. Meanwhile, Figures 10b and 10c show the reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics of the transparent antenna structure of Figure 9a and the transparent antenna structure of Figure 10a.
도 9a를 참조하면, 투명 안테나의 방사체(1100)는 투명 기판의 일부 영역에만 배치되고, 슬릿이 별도로 구비되지 않도록 구성될 수 있다. 반면에, 도 10a를 참조하면, 투명 안테나의 방사체(1100)는 투명 기판의 전체 영역에 배치되고, 슬릿(1120)이 방사체(1100)의 상부에 소정 너비로 형성될 수 있다. 방사체(1110)는 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit, 1120)을 구비할 수 있다. 방사체(1110)는 급전 라인(1150a)과 연결되고, 서로 다른 길이로 단차(step)가 형성되도록 구성된 제1 방사부(1111)를 포함할 수 있다. 또한, 방사체(1110)는 제1 방사부(1111)의 단부로부터 연장되고, 상부의 양 측에 슬릿(slit, 1120)을 구비하는 제2 방사부(1112)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9A, the
양 측에 형성된 슬릿(1120)의 길이의 합과 제2 방사부(1112)의 단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 양 측에 형성된 슬릿(1120)의 길이의 합과 제2 방사부(1112)의 단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/4에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다. 따라서, 특정 주파수를 기준으로 약 λ/2 또는 λ/4 길이의 추가 방사 구조(additional radiation structure)에 의해 투명 안테나의 대역폭 특성을 개선할 수 있다. The sum of the lengths of the
일 예로, 약 3GHz에서 약 λ/2 길이를 갖는 edge 슬롯 구조물을 추가할 수 있다. 이와 관련하여, 방사체(1100)에 형성되는 전류 경로(current path)가 확장되어, 투명 안테나에서 추가 공진이 발생할 수 있다. 또한, 방사체(1100)에 의해 형성되는 전류 경로에 의해 안테나 효율이 개선될 수 있다. 방사체(1100) 자체에 의한 제1 공진 모드에 의해 제1 대역에서 제1 공진이 발생할 수 있다. 또한, 방사체(1100)의 edge slot에 의해 형성되는 전류 경로에 의해 제2 대역에서 제2 공진이 발생할 수 있다. 따라서, 방사체(1100) 자체에 의해 제1 대역 및 제2 대역을 커버하는 경우에 비해, 서로 다른 공진 모드에 의해 제1 대역 및 제2 대역을 커버하여 각 대역에서의 안테나 효율을 향상시킬 수 있다.As an example, an edge slot structure with a length of about λ/2 can be added at about 3 GHz. In this regard, the current path formed in the
도 10b를 참조하면, 도 9a의 투명 안테나에 비해 도 10a의 투명 안테나의 임피던스 대역폭이 약 12% 정도 증가함을 알 수 있다. 또한, 도 10c를 참조하면, 도 9a의 투명 안테나에 비해 도 10a의 투명 안테나의 효율 대역폭이 약 20% 정도 증가함을 알 수 있다. 또한, 도 9a의 투명 안테나에 비해 도 10a의 투명 안테나의 효율 특성이 약 2% 정도 증가함을 알 수 있다.Referring to FIG. 10B, it can be seen that the impedance bandwidth of the transparent antenna of FIG. 10A increases by about 12% compared to the transparent antenna of FIG. 9A. Additionally, referring to FIG. 10C, it can be seen that the efficiency bandwidth of the transparent antenna of FIG. 10A increases by about 20% compared to the transparent antenna of FIG. 9A. Additionally, it can be seen that the efficiency characteristics of the transparent antenna of FIG. 10A increase by about 2% compared to the transparent antenna of FIG. 9A.
도 11a 내지 도 11c는 제4 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 제3 실시 예의 특성과 비교한 것이다. 도 11a는 그라운드 패턴에 제2 타입의 슬롯이 형성된 투명 안테나 구조를 나타낸다. 한편, 도 11b와 도 11c는 도 10a의 투명 안테나 구조와 도 11a의 투명 안테나 구조의 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 나타낸다.11A to 11C compare the transparent antenna structure according to the fourth embodiment and the resulting reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics with those of the third embodiment. Figure 11a shows a transparent antenna structure in which a second type of slot is formed in a ground pattern. Meanwhile, Figures 11b and 11c show the reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics of the transparent antenna structure of Figure 10a and the transparent antenna structure of Figure 11a.
도 10a를 참조하면, 슬롯(1155b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 그라운드 패턴(1150b)의 외부에 배치될 수 있다. 슬롯(1155b)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10A, the center of curvature of the
도 11a를 참조하면, 슬롯(1155)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치될 수 있다. 슬롯(1155)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하고, 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가하도록 구성될 수 있다. 즉, 그라운드에 형성되는 슬롯의 크기 및/또는 위치를 최적화하여, 투명 안테나 특성을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 11A, the center of curvature of the
도 11b를 참조하면, 도 10a의 투명 안테나 구조는 도 9a의 투명 안테나 구조에 비해 임피던스 대역폭이 약 31 % 정도 증가함을 알 수 있다. 도 11c를 참조하면, 도 10a의 투명 안테나 구조는 도 9a의 투명 안테나 구조에 비해 안테나 효율 50%를 기준으로 효율 대역폭이 약 19 % 정도 증가함을 알 수 있다. Referring to FIG. 11B, it can be seen that the impedance bandwidth of the transparent antenna structure of FIG. 10A increases by about 31% compared to the transparent antenna structure of FIG. 9A. Referring to FIG. 11C, it can be seen that the transparent antenna structure of FIG. 10A increases the efficiency bandwidth by about 19% based on an antenna efficiency of 50% compared to the transparent antenna structure of FIG. 9A.
도 10a의 투명 안테나 구조에 비해 도 11a의 투명 안테나 구조가 더 광대역 특성을 나타내는 이유는 슬롯(1155)과 제2 방사체(1112)의 하단부와의 거리가 일정 거리 범위 내로 한정되기 때문이다. 슬롯(1155)과 제2 방사체(1112)의 하단부와의 거리가 일정 거리 범위 내로 한정되어, 슬롯(1155)과 제2 방사체(1112) 사이의 커플링에 따른 공진 모드에 의해 투명 안테나가 더 광대역 동작할 수 있다.The reason why the transparent antenna structure of FIG. 11A exhibits more broadband characteristics compared to the transparent antenna structure of FIG. 10A is that the distance between the
도 11a의 제4 실시 예에 따른 투명 안테나 구조와 이에 따른 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 도 5a의 투명 안테나 특성과 비교하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 12a와 도 12b는 도 11a의 투명 안테나 구조와 도 5a의 투명 안테나 구조의 반사계수 대역 특성과 효율 대역 특성을 나타낸다. 한편, 도 12c는 도 5a의 투명 안테나와 도 11a의 투명 안테나의 임피던스 대역폭, 최대 효율 및 효율 대역폭을 비교한 것이다.The transparent antenna structure according to the fourth embodiment of FIG. 11A and the resulting reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics are compared with the transparent antenna characteristics of FIG. 5A as follows. In this regard, FIGS. 12A and 12B show the reflection coefficient band characteristics and efficiency band characteristics of the transparent antenna structure of FIG. 11A and the transparent antenna structure of FIG. 5A. Meanwhile, Figure 12c compares the impedance bandwidth, maximum efficiency, and efficiency bandwidth of the transparent antenna of Figure 5a and the transparent antenna of Figure 11a.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 도 11a의 투명 안테나는 약 2.4GHz 내지 약 10GHz의 대역폭에서 광대역 동작한다. 한편, 도 11a의 투명 안테나의 최대 효율은 약 69%이다. 도 5a의 투명 안테나의 최대 효율이 약 53%이므로, 도 11a의 투명 안테나가 도 5a의 투명 안테나보다 15% 이상 높은 안테나 효율을 갖는다. 특히, 도 11a의 투명 안테나의 효율 대역폭이 약 121%로 광대역 특성을 갖는다. 도 5a의 투명 안테나의 효율 대역폭이 약 40%이므로, 도 11a의 투명 안테나의 효율 대역폭이 약 3배 이상의 광대역 특성을 갖는다.Referring to FIGS. 12A to 12C, the transparent antenna of FIG. 11A operates in a wideband bandwidth of about 2.4 GHz to about 10 GHz. Meanwhile, the maximum efficiency of the transparent antenna in Figure 11a is about 69%. Since the maximum efficiency of the transparent antenna in FIG. 5A is about 53%, the transparent antenna in FIG. 11A has an antenna efficiency that is more than 15% higher than the transparent antenna in FIG. 5A. In particular, the efficiency bandwidth of the transparent antenna of Figure 11a is about 121%, which has wideband characteristics. Since the efficiency bandwidth of the transparent antenna of FIG. 5A is about 40%, the efficiency bandwidth of the transparent antenna of FIG. 11A has wide bandwidth characteristics of about 3 times or more.
본 명세서에서 제시되는 안테나는 투명 소재 금속(transparent material metal) 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 이루어진 투명 안테나로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 도 13은 본 명세서의 다양한 실시 예에 따른 투명 안테나로 구현되는 안테나 구성을 나타낸다. The antenna presented in this specification may be implemented as a transparent antenna made of transparent material metal or metal mesh grid. In this regard, Figure 13 shows an antenna configuration implemented as a transparent antenna according to various embodiments of the present specification.
도 13을 참조하면, 투명 필름 또는 글래스 소재의 기판(1010) 상에 메탈 메쉬 격자(1020) 및 더미 메쉬 격자(1030)가 배치될 수 있다. 한편, 메탈 메쉬 격자(1020) 및 더미 메쉬 격자(1030)의 상부에 금속 패턴을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 투명 필름(1040)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 13, a
본 명세서에서 제시되는 투명안테나의 공정을 단순화하기 위해, 메탈 메쉬 격자(1020) 및 더미 메쉬 격자(1030)로 이루어진 투명 안테나는 단일 레이어로 구성될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나는 단일 레이어로 구성되면서도 다중 모드에 따라 광대역 안테나로 동작할 수 있다.In order to simplify the process of the transparent antenna presented in this specification, the transparent antenna composed of the
도 13을 참조하면, 기판(1010)은 투명 소재 기판(transparent material substrate)으로 구현될 수 있다. 도 5b, 도 7, 도 8a 내지 도 11a를 참조하면, 투명 안테나(1100)를 구성하는 방사체(1100)와 급전부(1150)는 투명 소재 금속(transparent material metal) 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 구현될 수 있다. 도 5b, 도 7, 도 8a 내지 도 11a를 참조하면, 투명 안테나(1100)를 구성하는 제1 방사부(1111) 및 제2 방사부(1112)와 급전부(1150)는 투명 소재 금속 또는 메탈 메쉬 격자로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 13, the substrate 1010 may be implemented as a transparent material substrate. 5B, 7, 8A to 11A, the
한편, 투명 소재 기판(1010)에 일부 영역에만 금속 패턴 또는 메탈 메쉬 격자가 배치되는 경우, 금속 영역과 유전체 영역(dielectric region)에 의해 시인성(visibility) 이슈가 발생할 수 있다. 이러한 이슈를 해결하기 위해, 기판(1010)의 유전체 영역에도 더미 메쉬 격자(dummy mesh grid)를 배치할 필요가 있다. 기판(1010)의 금속 영역에 배치되는 메탈 메쉬 격자는 소정 너비(W)의 메쉬 격자로 구성될 수 있다. 기판(1010)의 유전체 영역에 배치되는 더미 메쉬 격자도 소정 너비(W1)의 메쉬 격자로 구성될 수 있다. 또한, 기판(1010)의 금속 영역에 배치되는 메탈 메쉬 격자는 소정 간격의 피치(P)로 주기적으로 배치될 수 있다. 기판(1010)의 유전체 영역에 배치되는 더미 메쉬 격자도 소정 간격의 피치(P1)로 주기적으로 배치될 수 있다.Meanwhile, when a metal pattern or metal mesh grid is disposed only in some areas of the transparent material substrate 1010, visibility issues may occur due to the metal area and the dielectric region. To solve this issue, it is necessary to place a dummy mesh grid in the dielectric area of the substrate 1010. The metal mesh grid disposed in the metal area of the substrate 1010 may be composed of a mesh grid with a predetermined width (W). The dummy mesh grid disposed in the dielectric area of the substrate 1010 may also be composed of a mesh grid with a predetermined width W1. Additionally, the metal mesh grid disposed in the metal area of the substrate 1010 may be periodically arranged at a predetermined pitch (P). A dummy mesh grid disposed in the dielectric region of the substrate 1010 may also be periodically disposed at a predetermined pitch P1.
이와 관련하여, 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자는 유전체의 더비 메쉬 격자와 전기적으로 분리되어야 한다. 한편, 메탈 메쉬 격자의 너비(W)와 더미 메쉬 격자의 너비(W1)와 동일하게 형성될 수 있다. 다른 예로, 최적의 안테나 효율 특성 및/또는 시인성 개선을 위해 메탈 메쉬 격자의 너비(W)와 더미 메쉬 격자의 너비(W1)는 상이하게 형성될 수 있다. 또한, 메탈 메쉬 격자의 피치(P)와 더미 메쉬 격자의 피치(P1)는 동일하게 형성될 수 있다. 다른 예로, 최적의 안테나 효율 특성 및/또는 시인성 개선을 위해 메탈 메쉬 격자의 피치(P)와 더미 메쉬 격자의 피치(P1)는 상이하게 형성될 수 있다.In this regard, the metal mesh grid of the
한편, 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나가 배치되는 기판은 투명 소재 기판으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 투명 안테나의 방사체의 후면(rear-surface)에는 그라운드 평면이 배치되지 않을 수 있다. 이와 관련하여, 도 14a 및 도 14b는 도 5a 및 도 11a의 투명 안테나의 방사 패턴(radiation pattern)을 서로 다른 축 방향에서 나타낸 것이다. 도 5a 및 도 11a, 도 14a 및 도 14b를 참조하면, x축 방향의 지향성이 y축 방향의 지향성보다 더 크게 나타난다. 한편, x축 방향 및 y 축 방향의 방사 패턴 모두에 대해 도 11a의 투명 안테나 구조가 도 5a의 투명 안테나 구조보다 더 지향성을 갖도록 방사패턴을 형성한다. 일 예로, 도 11a의 투명 안테나 구조가 도 5a의 투명 안테나 구조보다 0.5dB 높은 지향성 값을 갖는다. 이와 관련하여, 방사체(1110) 상부의 양 측에 형성된 에지 슬롯에 의해 지향성이 향상된다. 즉, 에지 슬롯과 방사체(1110)의 상부 단부 길이에 의한 추가적 구조에 기인하여 광대역 특성 이외에 안테나 빔의 방향성이 더욱 증가한다.Meanwhile, the substrate on which the transparent antenna presented in this specification is disposed may be formed of a transparent material substrate. Accordingly, the ground plane may not be disposed on the rear-surface of the radiator of the transparent antenna. In this regard, FIGS. 14A and 14B show radiation patterns of the transparent antennas of FIGS. 5A and 11A in different axial directions. Referring to FIGS. 5A, 11A, 14A, and 14B, the directivity in the x-axis direction appears greater than the directivity in the y-axis direction. Meanwhile, for both the x-axis direction and the y-axis direction, the transparent antenna structure of FIG. 11A forms a radiation pattern to have more directivity than the transparent antenna structure of FIG. 5A. For example, the transparent antenna structure of FIG. 11A has a directivity value that is 0.5 dB higher than that of the transparent antenna structure of FIG. 5A. In this regard, directivity is improved by the edge slots formed on both sides of the upper part of the
전술한 바와 같이, 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나의 방사부(radiation portion)은 투명 소재 기판 및 메탈 메쉬 격자로 구현될 수 있다. 반면에, 투명 안테나의 급전부 중 일부는 불 투명 영역 (un-transparent region)으로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8a 내지 도 11a는 일 예시에 따른 투명 안테나와 이를 제어하는 구성을 나타낸다.As described above, the radiation portion of the transparent antenna presented in this specification may be implemented with a transparent material substrate and a metal mesh grid. On the other hand, some of the feed portions of the transparent antenna may be implemented as non-transparent regions. In this regard, FIGS. 8A to 11A show a transparent antenna and a configuration for controlling the same according to an example.
도 8a 내지 도 11a를 참조하면, 투명 안테나(1100)를 구성하는 방사체(1110)는 투명 소재 금속(transparent material metal) 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 구현될 수 있다. 급전부(1150)도 투명 소재 금속(transparent material metal) 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 구현될 수 있다. 불 투명 영역에 구현된 제2 급전부(1150-2)는 CPW 구조로 형성될 수 있다. 급전부(1150)는 RF 커넥터와 RF 케이블을 통해 송수신부 회로와 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 8A to 11A , the
도 8a 내지 도 11a를 참조하면, 투명 안테나(1100)는 투명 안테나(1100)를 제어하는 송수신부 회로(1250) 및 프로세서(1400)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 프로세서(1400)는 모뎀(modem)과 같은 기저대역 프로세서(baseband processor)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 송수신부 회로(1250)를 제어하는 임의의 프로세서일 수 있다.Referring to FIGS. 8A to 11A , the
송수신부 회로(1250)는 불 투명 영역(un-transparent region)에 형성될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 급전 라인(1150a)과 연결되어 복수의 주파수 대역의 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 도 3b를 참조하면, 송수신부 회로는 전력 증폭기(1210, 1220) 및 저잡음 증폭기(1310 내지 1340)와 같은 프론트 엔드 모듈(FEM)을 더 포함할 수 있다.The
송수신부 회로(1250)는 급전 라인(1150a)을 통해 투명 안테나(1100)로 신호를 전달하여, WiFi 대역의 신호 및 5G Sub6 대역의 신호를 투명 안테나(1100)를 통해 방사하도록 할 수 있다. 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합되고, 송수신부 회로(1250)를 제어하도록 구성될 수 있다. The
본 명세서의 다른 양상에 따르면, 디스플레이에 구비되는 투명 안테나를 포함하는 안테나 모듈이 제시된다. 안테나 모듈과 관련하여, 전술한 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에서 설명된 기술적 특징들이 적용될 수 있다.According to another aspect of the present specification, an antenna module including a transparent antenna provided in a display is presented. In relation to the antenna module, the technical features described in the electronic device equipped with the above-described transparent antenna can be applied.
이와 관련하여, 도 5b, 도 7, 도 8a 내지 도 11a를 참조하면, 디스플레이에 구비되는 투명 안테나를 포함하는 안테나 모듈은 투명 안테나(1100) 및 급전부(feeding unit, 1150)를 포함하도록 구성될 수 있다.In this regard, referring to FIGS. 5B, 7, and 8A to 11A, the antenna module including a transparent antenna provided in the display will be configured to include a
투명 안테나(1100)는 투명 기판(transparent substrate) 상에 배치되고, 복수의 주파수 대역에서 공진하도록 동작할 수 있다. 급전부(1150)는 투명 기판 상에 배치되고, 투명 안테나(1100)로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line, 1150a)과 그라운드로 동작하는 그라운드 라인(1150b)으로 구성될 수 있다.The
투명 안테나(1100)는 투명 기판 상에 금속 메쉬 패턴 또는 투명 소재의 금속 패턴으로 배치되어, 신호를 방사하도록 구성되는 방사체(radiator, 1110)를 포함할 수 있다. 급전 라인(1150a)의 양 측에 배치된 그라운드 패턴(1150b)은 소정 곡률로 금속 패턴이 제거된 슬롯(1155, 1155b)을 구비할 수 있다. The
방사체(1110)는 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit, 1120)을 구비할 수 있다. 급전 라인의 양 측에 형성된 슬릿(1120)의 길이의 합과 방사체(1110)의 상단부의 길이의 합은 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정될 수 있다.The
급전부(1150)의 길이는 투명 안테나(1100)의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 내지 λ/20 사이의 범위로 설정될 수 있다. 다른 예로, 급전부(1150)의 길이는 투명 안테나(1100)의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/20 이하로 설정될 수 있다.The length of the
슬롯(1150b)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 상기 그라운드 패턴의 외부에 배치될 수 있다. 슬롯(1150b)에 의해 그라운드 패턴(1150b)은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하도록 구성될 수 있다. The center of curvature of the
다른 예로, 슬롯(1155)의 곡률 중심이 그라운드 패턴(1150b)의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치될 수 있다. 슬롯(1155)에 그라운드 패턴(1150b)은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴이 감소하고, 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가하도록 구성될 수 있다.As another example, the center of curvature of the
본 명세서에서 개시되는 광대역 동작하는 투명 안테나와 이를 구비하는 안테나 모듈은 급전부의 전기적 손실을 저감하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 임피던스 정합을 위해 급전부의 길이가 증가될 수 있다. 특히, 투명 소재 금속 및 금속 메쉬 격자로 구현되는 투명 안테나는 단위 길이 당 전기적 손실이 증가할 수 있다. 특히, 방사체와 급전부 사이에 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합부에 의해 투명 안테나 모듈의 전기적 손실이 증가할 수 있다. 본 명세서에서는 급전부의 길이를 동작 주파수의 파장의 1/8 배 또는 1/20배 이하로 구성하여, 방사효율 특성이 약 16% 정도 향상될 수 있다. 이와 관련하여, 짧은 급전부 길이로 인한 안테나 특성 변화는 그라운드 패턴에 형성되는 슬롯의 크기 및/또는 위치를 조절하여 향상시킬 수 있다. 일 예로, 그라운드 패턴에 형성되는 슬롯의 형태는 원형 구조일 수 있다. 한편, 슬롯의 형태가 원형 구조에 한정되는 것은 아니고, 도 6(c)와 같이 삼각형 구조로 구현될 수 있다. The transparent antenna operating in a wide band and the antenna module including the same disclosed in this specification are intended to reduce electrical loss in the power feeder. In this regard, the length of the power feeder may be increased for impedance matching. In particular, transparent antennas implemented with transparent metal and metal mesh grids may increase electrical loss per unit length. In particular, the electrical loss of the transparent antenna module may increase due to the impedance matching unit for impedance matching between the radiator and the power feeder. In this specification, by configuring the length of the power feeder to be less than 1/8 or 1/20 times the wavelength of the operating frequency, the radiation efficiency characteristics can be improved by about 16%. In this regard, changes in antenna characteristics due to a short feeder length can be improved by adjusting the size and/or position of the slot formed in the ground pattern. For example, the slot formed in the ground pattern may have a circular structure. Meanwhile, the shape of the slot is not limited to a circular structure, and may be implemented as a triangular structure as shown in FIG. 6(c).
본 명세서의 다른 일 목적은, 광대역 동작하는 투명 안테나의 방사 효율을 향상하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 방사체의 상부의 양 측에 에지 형태로 슬릿이 구비될 수 있다. 에지 형태로 구비되는 슬릿이 급전부에서 가장 먼 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 투명 안테나의 임피던스 대역폭 특성이 약 16% 정도 향상될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 방사체 자체에 형성되는 표면 전류(surface current)에 의해 대역폭 특성이 한정되는 제약을 극복하기 위한 것이다. 이를 위해, 방사체 자체에 형성되는 표면 전류와 에지 영역에 형성되는 표면 전류를 모두 이용하여 대역폭 특성을 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여, 방사체 상부의 양 측에 해당하는 에지 영역에 슬롯을 파장의 1/2배로 형성할 수 있다. 일 예로, 약 3GHz에서 슬롯 길이를 파장의 1/2배로 형성하여, 투명 안테나의 대역폭 특성을 향상시킬 수 있다.Another purpose of the present specification is to improve the radiation efficiency of a transparent antenna operating in a wide band. In this regard, slits may be provided in the form of edges on both sides of the upper part of the radiator. A slit provided in the form of an edge may be placed at a position furthest from the power feeder. Accordingly, the impedance bandwidth characteristics of the transparent antenna can be improved by about 16%. Therefore, the purpose of this specification is to overcome the limitation that the bandwidth characteristics are limited by the surface current formed in the radiator itself. To this end, bandwidth characteristics can be improved by using both the surface current formed in the radiator itself and the surface current formed in the edge area. In this regard, slots can be formed at 1/2 the wavelength in edge areas corresponding to both sides of the upper part of the radiator. For example, at about 3 GHz, the bandwidth characteristics of a transparent antenna can be improved by making the
한편, 급전부의 그라운드 패턴의 슬롯의 크기 및/또는 위치를 최적화하고 방사체 상부의 에지 형태의 슬릿을 통해 투명 안테나의 방사효율 (50% 효율 기준)을 약 81% 정도 향상시킬 수 있다. 또한, 다양한 형태의 전류 경로를 형성하여 투명 안테나의 지향성(directivity)을 약 0.5dB 정도 증가시킬 수 있다.Meanwhile, the radiation efficiency of the transparent antenna (based on 50% efficiency) can be improved by about 81% by optimizing the size and/or position of the slot of the ground pattern of the feeder and using the edge-shaped slit on the top of the radiator. Additionally, by forming various types of current paths, the directivity of the transparent antenna can be increased by about 0.5 dB.
본 명세서에서 제시되는 다중 모드/다중 대역 안테나는 복수의 안테나들로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 15는 전자 기기의 서로 다른 위치에 배치된 복수의 안테나들과 이들을 제어하는 구성을 나타낸다.The multi-mode/multi-band antenna presented in this specification may be composed of a plurality of antennas. In this regard, Figure 15 shows a plurality of antennas disposed at different locations in an electronic device and a configuration for controlling them.
도 15를 참조하면, 안테나는 전자 기기(1000)의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4)은 개수는 4개에 한정되는 것은 아니고, 2개, 4개, 6개, 8개로 응용에 따라 변경 가능하다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 4개의 안테나에 대해 설명하기로 한다. 프로세서(14400)는 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 15 , the antenna may include a plurality of antennas ANT1 to ANT4 disposed in different areas of the
도 5b, 도 7, 도 8a 내지 도 11a 및 도 15를 참조하면, 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 송수신부 회로(1250) 및 프로세서(1400)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈에 해당하는 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 전자 기기 내에 복수 개 배치되어, 다중 입출력을 수행할 수 있다. Referring to FIGS. 5B, 7, 8A to 11A, and 15, each antenna (ANT1 to ANT4) may be operably coupled to the
프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 제어하여, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4) 중 적어도 하나의 안테나를 이용하여 반송파 집성(carrier aggregation)을 수행할 수 있다.The
다중 입출력(MIMO)을 수행하면서 반송파 집성(carrier aggregation)을 수행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 제어하여, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하면서, 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다.Carrier aggregation can be performed while performing multiple input/output (MIMO). To this end, the
복수의 안테나는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)를 포함하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)는 전자 기기의 좌측, 우측, 상부 및 하부에 배치될 수 있다. 하지만, 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)가 배치되는 위치는 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다. The plurality of antennas can be configured to include a first antenna (ANT1) to a fourth antenna (ANT4). In this regard, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be placed on the left, right, top, and bottom of the electronic device. However, the positions where the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 are placed are not limited to this and can be changed depending on the application.
본 명세서에서 설명되는 투명 안테나(1100)는 메탈 메쉬 격자 구조 또는 투명 소재를 이용한 투명 안테나로 구현될 수 있다. 따라서, 투명 안테나(1100)로 구성되는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)는 전자 기기의 디스플레이(151) 내부의 투명 소재 기판 또는 투명 필름에 배치될 수 있다.The
제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)는 각각 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4) 각각은 위상 제어부, 전력 증폭기 및 수신 증폭기를 구비할 수 있다. 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4) 각각은 RFIC에 해당하는 송수신부 회로(1250) 중 일부 구성을 포함할 수 있다.The first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be operably coupled to the first to fourth front end modules FEM1 to FEM4, respectively. In this regard, each of the first to fourth front-end modules FEM1 to FEM4 may include a phase control unit, a power amplifier, and a reception amplifier. Each of the first front-end module (FEM1) to the fourth front-end module (FEM4) may include some components of the
기저대역 프로세서(1400)는 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 프로세서(1400)는 RFIC에 해당하는 송수신부 회로(1250) 중 일부 구성을 포함할 수 있다. 프로세서(1400)는 모뎀에 해당하는 기저대역 프로세서(1400)를 포함할 수 있다. 프로세서(1400)는 RFIC에 해당하는 송수신부 회로(1250) 중 일부 구성과 모뎀에 해당하는 기저대역 프로세서(1400)를 포함하도록 SoC (System on Chip) 형태로 제공될 수 있다. 하지만, 도 12의 구성에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 다양하게 변경 가능하다.The
전술한 바와 같이, 다중 모드/다중 대역안테나는 투명 안테나 형태로 전자 기기의 디스플레이에 복수의 안테나(ANT1 내지 ANT4)로 구성되고, 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 프로세서(1400)는 복수의 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다.As described above, the multi-mode/multi-band antenna is composed of a plurality of antennas (ANT1 to ANT4) on the display of an electronic device in the form of a transparent antenna, and can be operably coupled to the
기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4)을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)를 통해 수신되는 신호의 품질에 기반하여, 최적의 안테나를 선택할 수 있다.The
기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 둘 이상을 통해 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4)을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)를 통해 수신되는 신호의 품질과 간섭 수준에 기반하여, 최적의 안테나 조합을 선택할 수 있다.The
기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 적어도 하나를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)이 수행되도록 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1) 내지 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4)을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 각각이 복수의 WiFi 대역 및 5G Sub6 대역 중 복수의 대역에서 다중 공진하므로, 하나의 안테나를 통해서도 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, WiFi 대역 + 5G Sub6 대역의 이종 반송파 집성(heterogeneous carrier aggregation)이 수행될 수 있다.The
프로세서(1400)는 각각의 안테나에 대해 제1 대역과 제2 대역에서의 신호 품질을 판단할 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역과 제2 대역에서의 신호 품질에 기반하여, 제1 대역에서 어느 하나의 안테나와 제2 대역에서 다른 안테나를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. 여기서, 제1 대역과 제2 대역은 각각 서로 다른 대역의 WiFi 대역일 수 있다. 다른 예로, 제1 대역과 제2 대역은 2.4GHz 대역 WiFi 대역 및 5G Sub6 대역일 수 있다. 투명 안테나(1100)를 통해 서로 다른 통신 서비스를 지원할 수 있으므로, 투명 안테나(1100)를 다중 모드/다중 대역 안테나로 지칭할 수 있다.The
다중 모드/다중 대역 안테나와 이를 제어하는 전자기기와 관련된 전술한 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정은 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있다. 따라서, 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정은 이하의 청구항들의 권리 범위 내에 속하는 것으로 이해되어 한다.Various changes and modifications to the above-described embodiments related to multi-mode/multi-band antennas and electronic devices that control them can be clearly understood by those skilled in the art within the spirit and scope of the present specification. Accordingly, various changes and modifications to the embodiments are to be understood as falling within the scope of the following claims.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기는 주변 전자 기기, 외부 기기 또는 기지국 등 다양한 엔티티로부터 동시에 정보를 송신 또는 수신할 수 있다. 필요가 있는 경우, 도 1 내지 도 15를 참조하면, 전자 기기는 안테나 모듈(1100)과 이를 제어하는 송수신부 회로(1250) 및 기저대역 프로세서(1400)를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 다중 입출력(MIMO)을 수행하여 통신 용량 향상 및/또는 정보 송신 및 수신의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 기기는 다양한 엔티티로부터 동시에 서로 다른 정보를 송신 또는 수신하여 통신 용량을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 기기에서 대역폭의 확장 없이도 MIMO 동작을 통해 통신 용량을 향상시킬 수 있다.Electronic devices described in this specification can simultaneously transmit or receive information from various entities, such as peripheral electronic devices, external devices, or base stations. If necessary, referring to FIGS. 1 to 15, the electronic device can perform multiple input/output (MIMO) through the
대안으로, 전자기기는 다양한 엔티티로부터 동시에 동일한 정보를 동시에 송신 또는 수신하여 주변 정보에 대한 신뢰성을 향상시키고 레이턴시를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 전자기기에서 URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication) 통신이 가능하고 전자기기는 URLLC UE로 동작할 수 있다. 이를 위해, 스케줄링을 수행하는 기지국은 URLLC UE로 동작하는 전자기기를 위해 시간 슬롯을 우선적으로 할당할 수 있다. 이를 위해 이미 다른 UE에게 할당된 특정 시간-주파수 자원 중 일부를 펑처링(puncturing)할 수 있다.Alternatively, electronic devices can simultaneously transmit or receive the same information from various entities at the same time, improving reliability of surrounding information and reducing latency. Accordingly, URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication) communication is possible in electronic devices, and electronic devices can operate as URLLC UEs. To this end, the base station performing scheduling may preferentially allocate time slots for electronic devices operating as URLLC UEs. To this end, some of the specific time-frequency resources already allocated to other UEs can be punctured.
전술한 바와 같이, 복수의 안테나(ANT1 내지 ANT4)은 제1 대역과 제2 대역에서 광대역 동작할 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역에서 복수의 안테나 소자들(ANT1 내지 ANT4) 중 일부를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 대역에서 복수의 안테나 소자들(ANT1 내지 ANT4) 중 일부를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 상호 간에 충분한 거리로 이격되고 소정 각도로 회전된 상태로 배치된 배열 안테나들을 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이에 따라, 동일 대역 내의 제1 신호 및 제2 신호 간의 격리도(isolation)를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.As described above, the plurality of antennas ANT1 to ANT4 can operate in a wide range in the first band and the second band. The
전자 기기 내의 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 하나 이상의 안테나는 제1 대역에서 방사체(radiator)로서 동작할 수 있다. 한편, 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 하나 이상의 안테나가 제2 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 여기서, 제1 대역과 제2 대역은 각각 제1 주파수 대역 내지 제4 주파수 대역 중 하나 이상의 대역일 수 있다.One or more antennas among the first antenna (ANT1) to the fourth antenna (ANT4) in the electronic device may operate as a radiator in the first band. Meanwhile, one or more of the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may operate as a radiator in the second band. Here, the first band and the second band may be one or more of the first to fourth frequency bands, respectively.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1400)는 제1 대역에서 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 한편, 프로세서(1400)는 제2 대역에서 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. According to one embodiment, the
이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역에서 둘 이상의 안테나의 신호 품질이 모두 임계치 이하이면, 제2 대역의 시간/주파수 자원 요청을 기지국으로 송신할 수 있다. 이에 따라, 제2 대역의 시간/주파수 자원이 할당되면, 프로세서(1400)는 해당 자원을 통해 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. In this regard, the
제2 대역의 자원이 할당된 경우에도 동일한 둘 이상의 안테나를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 따라서, 안테나가 변경됨에 따라 해당 프론트 엔드 모듈(FEM)을 다시 온/오프 함에 따라 전력 소모를 방지할 수 있다. 또한, 안테나가 변경됨에 따라 해당 프론트 엔드 모듈(FEM)을 다시 온/오프 함에 따른 전자 부품, 예컨대 증폭기의 settling time에 따른 성능 저하를 방지할 수 있다.Even when the resources of the second band are allocated, multiple input/output (MIMO) can be performed using the same two or more antennas. Therefore, power consumption can be prevented by turning the front-end module (FEM) on/off again as the antenna changes. In addition, it is possible to prevent performance degradation due to settling time of electronic components, such as amplifiers, due to turning the front-end module (FEM) on/off again as the antenna is changed.
한편, 제2 대역의 자원이 할당된 경우, 둘 이상의 안테나 중 적어도 하나의 안테나가 변경되고, 해당 안테나들을 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 따라서, 제1 대역 및 제2 대역의 전파 환경이 상이하여 해당 안테나를 통해 통신 수행이 어렵다고 판단되면 다른 안테나를 이용할 수 있다.Meanwhile, when resources of the second band are allocated, at least one antenna among two or more antennas is changed, and multiple input/output (MIMO) can be performed through the corresponding antennas. Therefore, if it is determined that it is difficult to communicate through the corresponding antenna because the propagation environments of the first band and the second band are different, another antenna can be used.
다른 실시 예에 따르면, 프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 하나를 통해 제1 대역의 제1 신호를 수신하면서 제2 대역의 제2 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 이 경우, 하나의 안테나를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다는 장점이 있다.According to another embodiment, the
따라서, 프로세서(1400)는 제1 대역과 제2 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA: Carrier Aggregation)을 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 명세서에서는 전자 기기에서 대용량의 데이터를 송신 또는 수신할 필요가 있는 경우, 반송파 집성을 통해 광대역 수신이 가능하다는 장점이 있다.Accordingly, the
이에 따라, 전자 기기는 eMBB (Enhanced Mobile Broad Band) 통신이 가능하고 전자 기기는 eMBB UE로 동작할 수 있다. 이를 위해, 스케줄링을 수행하는 기지국은 eMBB UE로 동작하는 전자 기기를 위해 광대역 주파수 자원을 할당할 수 있다. 이를 위해 이미 다른 UE에게 할당된 주파수 자원을 제외하고 여유 있는 주파수 대역들에 대한 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Accordingly, the electronic device is capable of eMBB (Enhanced Mobile Broad Band) communication and the electronic device can operate as an eMBB UE. To this end, the base station that performs scheduling can allocate broadband frequency resources for electronic devices operating as eMBB UEs. To this end, carrier aggregation (CA) can be performed on spare frequency bands, excluding frequency resources already allocated to other UEs.
다중 모드/다중 대역 안테나 및 이를 제어하는 전자기기와 관련된 전술한 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정은 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있다. 따라서, 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정은 이하의 청구항들의 권리 범위 내에 속하는 것으로 이해되어 한다.Various changes and modifications to the above-described embodiments related to multi-mode/multi-band antennas and electronic devices that control them can be clearly understood by those skilled in the art within the spirit and scope of the present specification. Accordingly, various changes and modifications to the embodiments are to be understood as falling within the scope of the following claims.
본 명세서에서 제시되는 다중 모드로 동작하는 투명 안테나는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 이와 관련하여, 도 16a는 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나가 다양한 전자 기기에 적용된 예시를 나타낸다. 도 15 및 도 16a를 참조하면, 전자 기기(1000)는 이동 단말기, 사이니지, 디스플레이 기기, 투명 AR/VR 기기, 차량 또는 무선 오디오/비디오 장치 중 적어도 하나일 수 있다. 한편, 다중 모드로 동작하는 안테나(1100)는 디스플레이상에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치되는 투명 안테나일 수 있다.The transparent antenna operating in multiple modes presented in this specification can be applied to various electronic devices. In this regard, Figure 16a shows an example in which the transparent antenna presented herein is applied to various electronic devices. Referring to FIGS. 15 and 16A , the
한편, 도 16b는 본 명세서에서 제시되는 투명 안테나가 로봇(robot)에 적용된 실시예를 나타낸다. 도 5b, 도 7, 도 8a 내지 도 11a, 도 15 및 도 16b를 참조하면, 로봇(1000b)의 디스플레이(151b) 상에 또는 디스플레이(151b) 내부에 투명 안테나(1100)가 배치될 수 있다. 투명 안테나(1100)는 복수의 방사체의 조합 중 하나, 즉 제1 방사체(1110) 내지 제3 방사체(1130)의 다양한 조합 중 하나로 구현되어 다중 모드/다중 대역 안테나로 동작할 수 있다. 투명 안테나(1100)는 복수의 방사체의 조합 중 하나, 즉 제1 방사체(1110) 내지 제3 방사체(1130)의 다양한 조합 중 하나를 통해 LTE 대역 및/또는 5G Sub6 대역에서 동작할 수 있다.Meanwhile, Figure 16b shows an example in which the transparent antenna presented in this specification is applied to a robot. Referring to FIGS. 5B, 7, 8A to 11A, 15, and 16B, the
로봇(1000b)은 디바이스 엔진과 같은 제어부(180)의 제어 하에 통신 네트워크를 통해 서버(300)와 연동할 수 있다. 이 경우, 통신 네트워크는 5G 통신 네트워크일 수 있다. 통신 네트워크는 VPN 또는 TCP 브릿지(bridge)로 구현될 수 있다. 로봇(1000b)은 통신 네트워크를 통해 MEC 서버(300)에 접속할 수 있다. 로봇(1000b)이 MEC 서버(300)와 연동하므로 이러한 로봇/네트워크 시스템을 클라우드 로보틱스 시스템으로 지칭할 수 있다. 클라우드 로보틱스 시스템은 로봇(1000b)이 주어진 임무 수행에 필요한 기능을 MEC 서버(300)와 같은 클라우드 서버에서 처리하는 시스템이다. The
이상에서는 본 명세서에 따른 다중 모드/다중 대역 안테나 및 이를 제어하는 전자기기에 대해 설명하였다. 이러한 다중 모드/다중 대역 안테나 및 이를 제어하는 전자기기와 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.In the above, the multi-mode/multi-band antenna and the electronic device that controls it according to the present specification have been described. A wireless communication system including such a multi-mode/multi-band antenna, electronic devices that control it, and a base station is as follows. In this regard, Figure 17 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in this specification can be applied.
도 17을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 통신 장치(910) 및/또는 제 2 통신 장치(920)을 포함한다. 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'와 동일한 의미로 해석될 수 있다. 제 1 통신 장치가 기지국을 나타내고, 제 2 통신 장치가 단말을 나타낼 수 있다(또는 제 1 통신 장치가 단말 또는 차량을 나타내고, 제 2 통신 장치가 기지국을 나타낼 수 있다).Referring to FIG. 17, the wireless communication system includes a
기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(general NB), 5G 시스템, 네트워크, AI 시스템, RSU(road side unit), 로봇 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈 등의 용어로 대체될 수 있다.A base station (BS) is a fixed station, Node B, evolved-NodeB (eNB), Next Generation NodeB (gNB), base transceiver system (BTS), access point (AP), and general gNB (gNB). NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), robot, etc. Additionally, the terminal may be fixed or mobile, and may include UE (User Equipment), MS (Mobile Station), UT (user terminal), MSS (Mobile Subscriber Station), SS (Subscriber Station), and AMS (Advanced Mobile). Station), WT (Wireless terminal), MTC (Machine-Type Communication) device, M2M (Machine-to-Machine) device, D2D (Device-to-Device) device, vehicle, robot, AI module It can be replaced with terms such as:
제 1 통신 장치와 제 2 통신 장치는 프로세서(processor, 911,921), 메모리(memory, 914,924), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 915,925), Tx 프로세서(912,922), Rx 프로세서(913,923), 안테나(916,926)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(911)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 제 2 통신 장치(920)에 제공하며, 제 2 통신 장치로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(912)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 제 2 통신 장치에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,915)를 통해 상이한 안테나(916)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 제 2 통신 장치에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,925)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(923)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 제 2 통신 장치로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 제 2 통신 장치로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 제 1 통신 장치에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조 된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 제 1 통신 장치에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙 된다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(921)에 제공된다.The first and second communication devices include a processor (911,921), a memory (914,924), one or more Tx/Rx RF modules (radio frequency module (915,925)), a Tx processor (912,922), and an Rx processor (913,923). , including
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(920)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(910)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(925)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(923)에 제공한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.UL (communication from the second communication device to the first communication device) is processed in the
이상에서는 WiFi 대역 및 5G Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자 기기에 대해 설명하였다. 이와 같은 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.In the above, the transparent antenna operating in the WiFi band and 5G Sub6 band and the electronic device that controls it were explained. The technical effects of such a transparent antenna and the electronic device that controls it are explained as follows.
투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The technical effects of the transparent antenna and the electronic devices that control it are explained as follows.
일 실시 예에 따르면, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역에서 동작하는 투명 소재의 안테나를 제공할 수 있다.According to one embodiment, an antenna made of transparent material that operates in the WiFi band and 5G Sub6 band can be provided.
일 실시 예에 따르면, 광대역 주파수 범위에서 안테나 성능이 유지되는 전자 기기의 디스플레이에 구비되는 안테나 모듈을 제공하여, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역까지 하나의 안테나 모듈로 광대역 동작하는 다중 모드/다중 대역 안테나 구조를 제시할 수 있다.According to one embodiment, an antenna module provided in a display of an electronic device that maintains antenna performance in a broadband frequency range is provided, and a multi-mode/multi-band antenna structure that operates in a wide band up to the WiFi band and 5G Sub6 band with one antenna module. can be presented.
일 실시 예에 따르면, 투명 안테나의 급전부의 길이를 최소화하여 안테나 방사 효율을 개선할 수 있다.According to one embodiment, antenna radiation efficiency can be improved by minimizing the length of the feed portion of the transparent antenna.
일 실시 예에 따르면, 투명 안테나에서 추가적인 전류 경로를 형성하여, 임피던스 대역폭 특성과 효율 대역폭 특성을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment, by forming an additional current path in the transparent antenna, impedance bandwidth characteristics and efficiency bandwidth characteristics can be improved.
일 실시 예에 따르면, 전자 기기의 디스플레이에 복수 개의 투명 안테나를 배치하고, 다중 입출력(MIMO) 및/또는 반송파 집성(CA)을 통해 통신 성능을 개선할 수 있다.According to one embodiment, a plurality of transparent antennas can be placed on the display of an electronic device, and communication performance can be improved through multiple input/output (MIMO) and/or carrier aggregation (CA).
본 명세서의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 명세서의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Additional scope of applicability of the present disclosure will become apparent from the detailed description that follows. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present specification may be clearly understood by those skilled in the art, the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present specification should be understood as being given only as examples.
전술한 본 명세서와 관련하여, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자 기기의 설계 및 이의 구동은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.In relation to the above-described specification, the design and operation of a transparent antenna operating in the WiFi band and 5G Sub6 band and an electronic device that controls the same can be implemented as computer-readable code on a program recorded medium. Computer-readable media includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. It also includes those implemented in the form of carrier waves (e.g., transmission via the Internet). Additionally, the computer may include a terminal control unit. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of this specification should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of this specification are included in the scope of this specification.
Claims (20)
화면에 정보를 표시하도록 구성된 디스플레이; 및
상기 전자 기기의 디스플레이에 금속 메쉬 패턴 또는 투명 소재의 금속 패턴으로 구현되는 투명 안테나(transparent antenna)를 포함하고,
상기 투명 안테나는,
신호를 방사하도록 구성되고, 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 슬릿(slit)을 구비하는 방사체(radiator);
상기 방사체로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line); 및
상기 급전 라인의 양 측에 배치되고, 그라운드로 동작하는 그라운드 패턴을 포함하고,
상기 방사체는,
상기 급전 라인과 연결되고, 서로 다른 길이로 단차가 형성되도록 구성되는 제1 방사부(radiation portion);
상기 제1 방사부의 단부로부터 연장되고, 상부의 양 측에 금속 패턴들이 소정 길이로 제거된 상기 슬릿을 구비하는 제2 방사부를 포함하고,
상기 제2 방사부는,
상기 제1 방사부의 단부에서 상기 제1 방사부의 제1 너비보다 넓은 제2 너비로 형성된 제1 금속 패턴; 및
상기 제1 금속 패턴의 단부로부터 연장되고, 제3 너비로 형성된 제2 금속 패턴을 포함하고,
상기 제2 금속 패턴의 양 측에 상기 슬릿이 형성되어, 상기 제2 금속 패턴의 상기 제3 너비는 상기 제2 너비보다 더 좁게 형성되는, 전자 기기.In an electronic device having an antenna,
A display configured to display information on a screen; and
A display of the electronic device includes a transparent antenna implemented as a metal mesh pattern or a metal pattern made of transparent material,
The transparent antenna is,
A radiator configured to radiate a signal and having slits in which a metal pattern is removed to a predetermined length on both sides of the upper portion;
a feeding line that feeds a signal to the radiator; and
It includes a ground pattern disposed on both sides of the feed line and operating as a ground,
The emitter is,
a first radiation portion connected to the feed line and configured to have steps of different lengths;
A second radiating part extending from an end of the first radiating part and having a slit in which metal patterns are removed to a predetermined length on both sides of the upper part,
The second radiation part,
a first metal pattern formed at an end of the first radiating portion with a second width wider than the first width of the first radiating portion; and
a second metal pattern extending from an end of the first metal pattern and having a third width;
The slits are formed on both sides of the second metal pattern, so that the third width of the second metal pattern is narrower than the second width.
상기 그라운드 패턴의 너비는 상기 제2 방사부의 상기 제2 너비보다 더 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.According to claim 1,
An electronic device, characterized in that the width of the ground pattern is narrower than the second width of the second radiation portion.
상기 양 측에 배치된 상기 그라운드 패턴은 소정 곡률 또는 소정 각도로 금속 패턴이 제거된 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기. According to claim 1,
The ground pattern disposed on both sides is characterized in that it has a slot in which the metal pattern is removed at a predetermined curvature or angle.
상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 패턴의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 상기 그라운드 패턴의 외부에 배치되고,
상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 패턴은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하는, 전자 기기.According to clause 3,
The center of curvature of the slot is disposed outside a predetermined distance range from the center of the ground pattern or outside the ground pattern,
An electronic device in which the metal pattern area decreases as the ground pattern moves to both sides by the slot.
상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 패턴의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치되고,
상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 패턴은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하고, 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가하는, 전자 기기.According to clause 3,
The center of curvature of the slot is disposed within a predetermined distance from the center of the ground pattern,
An electronic device in which the metal pattern area of the ground pattern decreases as it moves from the inside to the center area due to the slot, and the metal pattern area increases as it moves from the center area to the outside.
상기 급전 라인의 길이는 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 이하로 설정되는, 전자 기기.According to claim 1,
The length of the feed line is set to λ/8 or less of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
상기 급전 라인의 길이는 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/20 이하로 설정되는, 전자 기기.According to claim 1,
The length of the feed line is set to λ/20 or less of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
상기 제2 방사부는,
상기 제2 금속 패턴의 단부로부터 연장되고, 상기 제3 너비보다 넓은 제4 너비로 형성된 제3 금속 패턴을 더 포함하고,
상기 양 측에 형성된 상기 슬릿은,
상기 제2 방사부의 최상부 지점으로부터 소정 길이와 너비를 갖도록 형성되고, 상기 제3 금속 패턴의 양 측에 형성되는 제1 슬릿; 및
너비가 상기 제1 슬릿의 너비로부터 소정 각도 범위로 증가하고, 소정 길이를 갖도록 형성되고, 상기 제2 금속 패턴의 양 측에 형성되는 제2 슬릿을 구비하고,
상기 양 측에 형성된 상기 제1 슬릿의 사이에 배치되는 상기 제3 금속 패턴은 상기 제4 너비로 형성되고,
상기 양 측에 형성된 상기 제2 슬릿의 사이에 배치되는 상기 제2 금속 패턴의 너비는 상기 제4 너비에서 소정 각도 범위로 상기 제3 너비까지 감소되는, 전자 기기.According to claim 1,
The second radiation part,
It further includes a third metal pattern extending from an end of the second metal pattern and having a fourth width that is wider than the third width,
The slits formed on both sides are,
a first slit formed to have a predetermined length and width from an uppermost point of the second radiating portion and formed on both sides of the third metal pattern; and
a second slit whose width increases within a predetermined angle range from the width of the first slit, is formed to have a predetermined length, and is formed on both sides of the second metal pattern;
The third metal pattern disposed between the first slits formed on both sides is formed to have the fourth width,
The width of the second metal pattern disposed between the second slits formed on both sides is reduced from the fourth width to the third width within a predetermined angle range.
상기 양 측에 형성된 상기 슬릿의 길이의 합과 상기 제2 방사부의 단부의 길이의 합은 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정되는, 전자 기기.According to clause 9,
The sum of the lengths of the slits formed on both sides and the length of the ends of the second radiating portion are set to a value in a predetermined range at λ/2 of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna. device.
상기 투명 안테나는 투명 소재 금속(transparent material metal) 또는 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 구현되고,
불 투명 영역(un-transparent region)에 형성되고, 상기 급전 라인과 연결되어 복수의 주파수 대역의 신호를 전달하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit)를 더 포함하고,
상기 송수신부 회로는 상기 급전 라인을 통해 상기 투명 안테나로 신호를 전달하여, WiFi 대역 및 5G Sub6 대역의 신호를 상기 투명 안테나를 통해 방사하도록 하는, 전자 기기.According to claim 1,
The transparent antenna is implemented with transparent material metal or metal mesh grid,
It is formed in an non-transparent region and is connected to the feed line, further comprising a transceiver circuit configured to transmit signals in a plurality of frequency bands,
The transceiver circuit transmits a signal to the transparent antenna through the feed line, so that signals in the WiFi band and 5G Sub6 band are radiated through the transparent antenna.
상기 투명 안테나는 상기 전자 기기의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 안테나들을 포함하고,
상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하고,
상기 프로세서는
상기 복수의 안테나들 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하는, 전자 기기.According to claim 11,
The transparent antenna includes a plurality of antennas disposed in different areas of the electronic device,
further comprising a processor operably coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit,
The processor is
An electronic device that performs multiple input/output (MIMO) through two or more antennas among the plurality of antennas.
상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하고,
상기 프로세서는
상기 송수신부 회로를 제어하여, 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 안테나를 이용하여 반송파 집성(carrier aggregation)을 수행하는, 전자 기기.According to claim 11,
further comprising a processor operably coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit,
The processor is
An electronic device that controls the transceiver circuit to perform carrier aggregation using at least one antenna among the plurality of antennas.
상기 안테나는 상기 전자 기기의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 안테나들을 포함하고,
상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하고,
상기 프로세서는
상기 송수신부 회로를 제어하여, 상기 복수의 안테나들 중 둘 이상의 안테나를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하면서, 반송파 집성(carrier aggregation)을 수행하는, 전자 기기.According to claim 11,
The antenna includes a plurality of antennas disposed in different areas of the electronic device,
further comprising a processor operably coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit,
The processor is
An electronic device that controls the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) and carrier aggregation through two or more of the plurality of antennas.
상기 전자 기기는 이동 단말기, 사이니지, 디스플레이 기기, 투명 AR/VR 기기, 차량 또는 무선 오디오/비디오 장치이고,
상기 투명 안테나는 디스플레이 상에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.According to claim 1,
The electronic device is a mobile terminal, signage, display device, transparent AR/VR device, vehicle, or wireless audio/video device,
An electronic device, characterized in that the transparent antenna is disposed on or inside the display.
투명 기판(transparent substrate) 상에 배치되고, 복수의 주파수 대역에서 공진하도록 동작하는 투명 안테나;
상기 투명 기판 상에 배치되고, 상기 투명 안테나로 신호를 급전하는 급전 라인 (feeding line); 및
상기 급전 라인의 양 측에 배치되고, 그라운드로 동작하는 그라운드 라인을 포함하고,
상기 투명 안테나는 상기 투명 기판 상에 금속 메쉬 패턴 또는 투명 소재의 금속 패턴들로 배치되어, 신호를 방사하도록 구성되는 방사체(radiator)를 포함하고,
상기 양 측에 배치된 상기 그라운드 라인은 소정 곡률로 금속 패턴이 제거된 슬롯을 구비하고,
상기 방사체는,
상기 급전 라인과 연결되고, 서로 다른 길이로 단차가 형성되도록 구성되는 제1 방사부(radiation portion);
상기 제1 방사부의 단부로부터 연장되고, 상부의 양 측에 금속 패턴들이 소정 길이로 제거된 슬릿을 구비하는 제2 방사부를 포함하고,
상기 제2 방사부는,
상기 제1 방사부의 단부에서 상기 제1 방사부의 제1 너비보다 넓은 제2 너비로 형성된 제1 금속 패턴; 및
상기 제1 금속 패턴의 단부로부터 연장되고, 제3 너비로 형성된 제2 금속 패턴을 포함하고,
상기 제2 금속 패턴의 양 측에 슬릿(slit)이 형성되어, 상기 제2 금속 패턴의 상기 제3 너비는 상기 제2 너비보다 더 좁게 형성되는, 안테나 모듈.In the antenna module including a transparent antenna provided in the display,
A transparent antenna disposed on a transparent substrate and operating to resonate in a plurality of frequency bands;
a feeding line disposed on the transparent substrate and feeding a signal to the transparent antenna; and
It includes a ground line disposed on both sides of the feed line and operating as a ground,
The transparent antenna includes a radiator configured to radiate a signal by placing a metal mesh pattern or a transparent metal pattern on the transparent substrate,
The ground lines disposed on both sides have slots from which the metal pattern is removed with a predetermined curvature,
The emitter is,
a first radiation portion connected to the feed line and configured to have steps of different lengths;
A second radiating part extending from an end of the first radiating part and having slits on both sides of the upper part in which metal patterns are removed to a predetermined length,
The second radiation part,
a first metal pattern formed at an end of the first radiating portion with a second width wider than the first width of the first radiating portion; and
a second metal pattern extending from an end of the first metal pattern and having a third width;
An antenna module wherein slits are formed on both sides of the second metal pattern, so that the third width of the second metal pattern is narrower than the second width.
상기 방사체는 상부의 양 측에 금속 패턴이 소정 길이로 제거된 상기 슬릿(slit)을 구비하고,
상기 양 측에 형성된 상기 슬릿의 길이의 합과 상기 방사체의 단부의 길이의 합은 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/2에서 소정 범위의 값으로 설정되는, 안테나 모듈.According to claim 16,
The radiator has slits on both sides of the upper portion in which a metal pattern is removed to a predetermined length,
The sum of the lengths of the slits formed on both sides and the length of the end of the radiator is set to a value in a predetermined range at λ/2 of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
상기 급전 라인의 길이는 상기 투명 안테나의 동작 주파수에 대응하는 파장(λ)의 λ/8 내지 λ/20 사이의 범위로 설정되는, 안테나 모듈.According to claim 16,
The length of the feed line is set to a range between λ/8 and λ/20 of the wavelength (λ) corresponding to the operating frequency of the transparent antenna.
상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 라인의 중심부에서 소정 간격 범위 밖 또는 상기 그라운드 라인의 외부에 배치되고,
상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 라인은 양 측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 감소하는, 안테나 모듈.According to claim 17,
The center of curvature of the slot is disposed outside a predetermined distance range from the center of the ground line or outside the ground line,
An antenna module wherein the metal pattern area decreases as the ground line moves to both sides by the slot.
상기 슬롯의 곡률 중심이 상기 그라운드 라인의 중심부에서 소정 간격 범위 내에 배치되고,
상기 슬롯에 의해 상기 그라운드 라인은 내측에서 중심 영역으로 이동할수록 금속 패턴이 감소하고, 중심 영역에서 외측으로 이동할수록 금속 패턴 영역이 증가하는, 안테나 모듈.According to claim 17,
The center of curvature of the slot is disposed within a predetermined distance from the center of the ground line,
An antenna module in which the metal pattern area of the ground line decreases as it moves from the inside to the center area by the slot, and the metal pattern area increases as it moves from the center area to the outside.
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