KR102659066B1 - 복수의 주파수 대역에서 통신하기 위한 안테나 시스템 및 안테나 시스템을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

복수의 주파수 대역에서 통신하기 위한 안테나 시스템 및 안테나 시스템을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 시스템은, 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(radiator element) 및 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 포함하는 안테나, 상기 안테나와 연결된 급전부, 제1 접지부, 제2 접지부, 상기 제1 접지부와 연결된 정합 회로 및 스위치를 포함하고, 상기 스위치는, 상기 안테나가 상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하고, 상기 안테나가 상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결할 수 있다.

Description

복수의 주파수 대역에서 통신하기 위한 안테나 시스템 및 안테나 시스템을 포함하는 전자 장치{ANTENNA SYSTEM FOR COMUNICATING IN PLURALITY OF FREQUENCY BANDS AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISNG THE SAME}
본 발명은 복수의 주파수 대역에서 동작하는 안테나 시스템 및 안테나 시스템을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자 장치들이 개발 및 보급되고 있다. 특히, 스마트폰, 노트북 PC, 태블릿 PC, 웨어러블 장치 등과 같은 휴대용 전자 장치의 보급이 확대되고 있다.
최근 출시되는 전자 장치들은 사용자에게 다양한 서비스를 제공하기 위해 다수의 무선 통신 기술을 지원하고 있다. 무선 통신 기술은 종류에 따라 사용하는 주파수 대역이 상이하므로 전자 장치는 다수의 무선 통신 기술을 지원하기 위한 다중 대역 안테나를 포함하고 있다.
안테나의 성능을 측정하는 지표 중 RSE(radiated spurious emission)는 동작 주파수 대역 이외의 노이즈 주파수 성분과 관련된 테스트이다.
안테나가 특정 주파수 대역에서 동작할 때 안테나의 성능을 위해서는 안테나와 연결된 소자들의 선형성이 보장되어야 한다. 안테나와 연결된 소자들이 비선형적으로 동작하는 경우에는 동작 주파수 대역 이외의 노이즈 주파수 성분이 증가할 수 있으며 안테나의 RSE 특성이 문제될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 다중 대역 안테나 시스템에 포함된 스위치의 비선형적인 동작을 제한함으로써 안테나의 RSE 특성을 개선할 수 있는 안테나 시스템 및 안테나 시스템을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 시스템은, 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(radiator element) 및 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 포함하는 안테나, 상기 안테나와 연결된 급전부, 제1 접지부, 제2 접지부, 상기 제1 접지부와 연결된 정합 회로 및 스위치를 포함하고, 상기 스위치는, 상기 안테나가 상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하고, 상기 안테나가 상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고 그라운드 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판 및 상기 하우징 내에 배치된 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은, 상기 무선 통신 회로에 의해 제1 지점에서 급전되고 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트 및 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 포함하는 안테나, 상기 그라운드 영역과 연결된 제1 접지부, 상기 그라운드 영역과 연결된 제2 접지부, 상기 제1 접지부와 연결된 정합 회로 및 스위치를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하고, 상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하도록 상기 스위치를 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 시스템은, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 복수의 방사 엘리먼트(radiator element)를 포함하는 안테나, 상기 안테나와 연결된 급전부, 제1 접지부, 제2 접지부, 스위치; 및 상기 스위치와 상기 제1 접지부 사이에 배치된 정합 회로를 포함하고, 상기 스위치는, 상기 복수의 방사 엘리먼트 중 하나를 상기 제2 접지부와 연결하고, 나머지를 상기 정합 회로와 연결할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 동작 주파수 대역을 스위칭 하는 스위치를 포함하는 안테나에서 스위치에 인가되는 전압을 스위치의 최대 허용 전압 이하로 유지하여 안테나의 RSE 성능 열화를 방지할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 스위칭 회로를 포함하는 안테나 시스템의 동작 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3a는 DPDT(double pole, double throw) 스위치를 포함하는 스위칭 회로의 예를 나타낸다.
도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 스위칭 회로를 포함하는 안테나 시스템의 동작 예를 나타낸다.
도 4a는 DP3T(double pole, triple throw) 스위치를 포함하는 스위치의 예를 나타낸다.
도 4b 내지 도 4d는 도 4a에 도시된 스위칭 회로를 포함하는 안테나 시스템의 동작 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블럭도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 스위칭 회로를 포함하는 안테나 시스템의 동작 예를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 안테나 시스템(100)은 급전부(110), 제1 방사 엘리먼트(120-1) 및 제2 방사 엘리먼트(120-2)를 포함하는 안테나, 접지 라인(또는, 접지부)(133) 및 스위칭 회로(또는, 스위치)(150)를 포함할 수 있다.
스위칭 회로(150)는 SPDT(single pole, double throw)스위치를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(150)는 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 포함할 수 있다. 제1 포트는 그라운드 영역과 연결된 접지 라인(133)과 연결될 수 있다. 제2 포트는 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(120-1)와 연결되고, 제3 포트는 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트(120-2)와 연결될 수 있다.
스위칭 회로(150)는 안테나 시스템(100)이 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트(120-1) 및 접지 라인(133)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 급전부(110)를 통해 공급된 신호는 제1 방사 엘리먼트(120-1), 스위칭 회로(150) 및 접지 라인(133)을 포함하는 경로(P11)를 통해 흐를 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(120-2)는 접지 라인(133)에 연결되지 않으며, 이에 따라, 스위칭 회로(150) 내부에 제1 포트와 제3 포트 사이에 제1 기생 커패시터(parasitic capacitor)(13)가 생성될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 스위칭 회로(150)는 안테나 시스템(100)이 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제2 방사 엘리먼트(120-2) 및 접지 라인(133)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(120-1)는 접지 라인(133)에 연결되지 않으며, 이에 따라, 급전부(110)를 통해 공급된 신호는 제2 방사 엘리먼트(120-2), 스위칭 회로(150) 및 접지 라인(133)을 포함하는 경로(P12)를 통해 흐를 수 있다. 이에 따라, 스위칭 회로(150) 내부에 제1 포트와 제2 포트 사이에 제2 기생 커패시터(parasitic capacitor)(17)가 생성될 수 있다.
기생 커패시터(13, 17)는 매우 작은 커패시턴스 값(예를 들어, 100 내지 200 fF)을 가질 수 있다. 기생 커패시터(13, 17)에 의해 형성되는 임피턴스는 커패시턴스 값에 반비례하므로 기생 커패시터(13, 17)의 커패시턴스 값이 작아질수록 스위칭 회로(150)에 인가되는 전압이 증가할 수 있다. 기생 커패시터(13, 17)에 의해 형성되는 임피턴스는 신호의 주파수에 반비례하므로 안테나 시스템(100)이 저주파(예: 제2 주파수 대역)에서 동작할수록 스위칭 회로(150)에 인가되는 전압이 증가할 수 있다. 기생 커패시터(13, 17)에 의해 스위칭 회로(150)에 인가되는 전압이 스위칭 회로(150)의 최대 허용 전압을 초과하는 경우에는 신호의 전압 파형 중 최대 허용 전압을 초과하는 부분이 클리핑(clipping)될 수 있다. 신호가 클리핑되면 신호의 비선형성에 의한 고조파(harmonics) 성분이 발생할 수 있으며 고조파 성분에 의한 안테나의 RSE(radiated spurious emission) 성능이 문제될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 다양한 실시 예에, 따른 안테나 시스템(또는, 안테나 장치)(200)은 전자 장치(예: 도 5의 전자 장치(501))에 포함된 도전성 플레이트(20)상에 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(20)는 적어도 일부 영역에 도전성 물질(예: 금속)을 포함할 수 있다. 도전성 플레이트(20)는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(20)는 전자 장치의 하우징 내에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(20)는 슬릿 영역(25)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 플레이트(20)는 삼각형 모양의 슬릿 영역(25)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 슬릿 영역(25)은 비도전성 물질(예: 공기 또는 비도전성 고분자)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(20)는 그라운드 영역(또는, 그라운드 플레이트(ground plate))(27) 을 포함할 수 있다. 그라운드 영역(27)은, 예를 들어, 그라운드 플레이트에 대응되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 도전성 플레이트(20)는 복수의 레이어를 포함할 수 있으며, 복수의 레이어 중 일부에 그라운드 플레이트를 포함할 수 있다.
도전성 플레이트(20)의 일부 영역(1)을 확대한 확대 이미지(5)를 참조하면, 안테나 시스템(200)은 급전부(210), 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3)를 포함하는 안테나, 복수의 접지 라인(또는, 복수의 접지부)(231, 233), 정합 회로(240) 및 스위칭 회로(또는, 스위치)(250)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 급전부(210)는 안테나 시스템(또는, 안테나)(200)에 전류(또는, 신호)를 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 급전부(210)는 도전성 플레이트(20)의 특정 지점(point)에 전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 급전부(210)는 도전성 플레이트(20)의 제1 영역(21)에 포함된 제1 지점(P1)에 전류를 공급할 수 있다. 제1 지점(P1)에 급전되는 경우 전류는 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3)의 일부를 구성하는 제4 라인(224)을 통해 도전성 플레이트(20)의 제2 영역(23)에 포함된 제2 지점(P2)으로 흐를 수 있다. 다른 예를 들어, 급전부(210)는 도전성 플레이트(20)의 제2 영역(23)에 포함된 제2 지점(P2)에 전류를 공급할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3)는 서로 다른 주파수에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 방사 엘리먼트(220-1)는 제1 주파수 대역(예: 2200 내지 2600 MHz)에서 동작하고, 제2 방사 엘리먼트(220-2)는 제2 주파수 대역(예: 700 내지 1000 MHz) 에서 동작하고, 제3 방사 엘리먼트(220-3)는 제3 주파수 대역(예: 1700 내지 2100 MHz)에서 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3) 각각은 스위칭 회로(250)와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3) 각각은 스위칭 회로(250)와 연결된 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 방사 엘리먼트(220-1)는 제2 영역(23)의 제3 지점(P3) 및 스위칭 회로(250)의 제4 지점(P4)을 연결하는 제1 라인(221)을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 방사 엘리먼트(220-2)는 제2 영역(23)의 제5 지점(P5) 및 스위칭 회로(150)의 제6 지점(P6)을 연결하는 제2 라인(222)을 포함할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제3 방사 엘리먼트(220-3)는 제2 영역(23)의 제7 지점(P7) 및 스위칭 회로(250)의 제8 지점(P8)을 연결하는 제3 라인(223)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3)는 서로 다른 전기적 길이를 가질 수 있다. 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3) 각각의 전기적 길이는 급전부(210)에 의해 급전되는 제1 지점(P1)을 시작으로 스위칭 회로(250)와 연결되는 각각의 지점(P4, P6, P8)까지의 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 방사 엘리먼트(220-1)의 전기적 길이는 제1 지점(P1)으로부터 제2 지점(P2) 및 제3 지점(P3)을 거쳐 스위칭 회로(250)와 연결되는 제4 지점(P4)에 이르는 길이에 대응될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 방사 엘리먼트(220-2)의 전기적 길이는 제1 지점(P1)으로부터 제2 지점(P2), 제3 지점(P3), 제7 지점(P7) 및 제5 지점(P5)을 거쳐 스위칭 회로(250)와 연결되는 제6 지점(P6)에 이르는 길이에 대응될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제3 방사 엘리먼트(220-3)의 전기적 길이는 제1 지점(P1)으로부터 제2 지점(P2), 제3 지점(P3) 및 제7 지점(P7)을 거쳐 스위칭 회로(250)와 연결되는 제8 지점(P8)에 이르는 길이에 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3) 각각의 동작 주파수는 상기 전기적 길이에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3) 각각은 전기적 길이가 길어질수록 상대적으로 낮은 주파수 대역에서 동작하고, 짧아질수록 상대적으로 높은 주파수 대역에서 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3)는 다른 방사 엘리먼트와 서로 중첩되는 부분을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 방사 엘리먼트(220-1)와 제2 방사 엘리먼트(220-2)는 제1 지점(P1)으로부터 제2 지점(P2)을 거쳐 제3 지점(P3)까지의 부분이 중첩될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 방사 엘리먼트(220-2)와 제3 방사 엘리먼트(220-3)는 제1 지점(P1)으로부터 제2 지점(P2) 및 제3 지점(P3)을 거쳐 제7 지점(P7)까지의 부분이 중첩될 수 있다.
도 2에 도시된 안테나 시스템(200)은 세 개의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3)를 포함하고 있으나, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 복수의 방사 엘리먼트 중 일부(예: 제3 방사 엘리먼트(220-3))는 생략되거나 또는 적어도 하나의 다른 방사 엘리먼트가 추가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 접지 라인(231, 233)은 그라운드 영역(27)과 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 접지 라인(231, 233)은 서로 다른 지점에서 그라운드 영역(27)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 접지 라인(231)은 도전성 플레이트(20)의 제1 영역(21)에 포함된 제9 지점(P9 )을 통해 그라운드 영역(27)과 연결될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 접지 라인(233)은 도전성 플레이트(20)의 제1 영역(21)에 포함된 제10 지점(P10) 을 통해 그라운드 영역(27)과 연결될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 복수의 접지 라인(231, 233)은 동일한 지점에서 그라운드 영역(27)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 접지 라인(231, 233)은 제9 지점(P9) 또는 제10 지점(P10)을 통해 그라운드 영역(27)과 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 접지 라인(231)은 정합 회로(240)와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 접지 라인(233)은 스위칭 회로(250)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 정합 회로(240)는 도전성 플레이트(20)의 슬릿 영역(25)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 정합 회로(240)는 슬릿 영역(25)과 인접한 도전성 플레이트(20)의 제1 영역(21)에 배치되거나 또는 슬릿 영역(25)과 제1 영역(21)에 걸쳐 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 정합 회로(240)는 제1 접지 라인(231)과 스위칭 회로(250) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 정합 회로(240)는 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수 있다. 상기 인덕터의 인덕턴스는 안테나 시스템(200)이 동작할 때 스위칭 회로(250)에 인가되는 전압이 스위칭 회로(250)의 최대 허용 전압 이하가 되도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(250)는 도전성 플레이트(20)의 슬릿 영역(25)에 배치될 수 있다 . 일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(250)는 복수의 포트를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(250)는 서로 다른 포트를 통해 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3), 정합 회로(240) 및 제2 접지 라인(233)과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(250)는 안테나(200)의 동작 주파수에 따라 복수의 방사 엘리먼트(220-1, 220-2, 220-3) 중 하나를 제2 접지 라인(233)과 연결하고 나머지를 정합 회로(240)와 연결할 수 있다.
도 3a는 DPDT(double pole, double throw) 스위치를 포함하는 스위칭 회로의 예를 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 스위칭 회로(350)(예: 도 2의 스위칭 회로(250))는 제1 포트(351), 제2 포트(352), 제3 포트(353) 및 제4 포트(354)를 포함할 수 있다. 제1 포트(351)는 제1 접지 라인(또는, 제1 접지부)(331)(예: 도 2의 제1 접지 라인(231))과 연결된 정합 회로(340)(예: 도 2의 정합 회로(240))와 연결될 수 있다. 제2 포트(352)는 제2 접지 라인(또는, 제2 접지부)(333)(예: 도 2의 제2 접지 라인(233))과 연결될 수 있다. 제1 접지 라인(331) 및 제2 접지 라인(333)은 그라운드 영역(예: 도 2의 그라운드 영역(27))과 연결될 수 있다. 제3 포트(353)는 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(예: 도 2의 제1 방사 엘리먼트(220-1))에 포함된 제1 라인(321)과 연결되고, 제4 포트(354)는 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트(예: 도 2의 제2 방사 엘리먼트(220-2))에 포함된 제2 라인(322)과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(350)는 안테나의 동작 주파수에 따라 제3 포트(353) 및 제4 포트(354) 각각을 제1 포트(351) 및 제2 포트(352) 중 하나와 연결할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(350)는 안테나가 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 포트(351)를 제4 포트(354)와 연결하고, 제2 포트(352)를 제3 포트(353)와 연결할 수 있다. 제2 포트(352)와 제3 포트(353)가 연결되면 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트를 통해 신호가 송수신될 수 있다. 다른 예를 들어, 스위칭 회로(350)는 안테나가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제1 포트(351)를 제3 포트(353)와 연결하고, 제2 포트(352)를 제4 포트(354)와 연결할 수 있다. 제2 포트(352)와 제4 포트(354)가 연결되면 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 통해 신호가 송수신될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 3a에 도시된 DPDT 스위치는 복수(예: 두 개)의 SPDT(single pole, double throw)로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(350)는 제1 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인 또는 정합 회로와 연결하는 제1 SPDT 스위치 및 제2 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인 또는 정합 회로와 연결하는 제2 SPDT 스위치를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 SPDT 스위치는, 안테나가 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인과 연결하고, 안테나가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트를 정합 회로와 연결할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 SPDT 스위치는, 안테나가 상기 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제2 방사 엘리먼트를 정합 회로와 연결하고, 안테나가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제2 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인과 연결할 수 있다.
도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 스위칭 회로를 포함하는 안테나의 동작 예를 나타낸다.
도 3b 및 도 3c를 참조하면, 안테나(300)는 급전부(310), 제1 방사 엘리먼트(320-1), 제2 방사 엘리먼트(320-2), 제1 접지 라인(331), 제2 접지 라인(333), 정합 회로(340) 및 스위칭 회로(350)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(350)는 DPDT(double pole, double throw)스위치를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(350)는 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트 및 제4 포트를 포함할 수 있다. 제1 포트는 제1 접지 라인(331)과 연결된 정합 회로(340)와 연결될 수 있다. 제2 포트는 그라운드 영역(예: 도 2의 그라운드 영역(27))과 연결된 제2 접지 라인(333)과 연결될 수 있다. 제3 포트는 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(320-1)와 연결되고, 제4 포트는 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트(320-2)와 연결될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 스위칭 회로(350)는 안테나(300)가 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트(320-1)와 제2 접지 라인(333)을 전기적으로 연결하고, 제2 방사 엘리먼트(320-2)와 정합 회로(340)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(320-1)와 제2 접지 라인(333)이 연결되면, 급전부(310)를 통해 공급된 신호는 제1 방사 엘리먼트(320-1), 스위칭 회로(350) 및 제2 접지 라인(333)을 포함하는 경로(P31 )를 통해 흐를 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(320-2)와 정합 회로(340)가 연결되면, 제2 방사 엘리먼트(320-2), 스위칭 회로(350), 정합 회로(340) 및 제1 접지 라인(331)을 포함하는 경로를 형성할 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(320-1)의 동작 주파수(예: 2200 내지 2600 MHz) 에서 인덕터를 포함하는 정합 회로(340)는 개방 회로로 동작하여 제1 주파수 대역의 안테나 성능에 영향을 주지 않게 된다.
도 3c를 참조하면, 스위칭 회로(350)는 안테나(300)가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트(320-1)와 정합 회로(340)를 전기적으로 연결하고, 제2 방사 엘리먼트(320-2)와 제2 접지 라인(333)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(320-2)와 제2 접지 라인(333)이 연결되면, 급전부(310)를 통해 공급된 신호는 제2 방사 엘리먼트(320-2), 스위칭 회로(350) 및 제2 접지 라인(333)을 포함하는 경로(P32) 를 통해 흐를 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(320-2)와 정합 회로(340)가 연결되면, 제1 방사 엘리먼트(320-1), 스위칭 회로(350), 정합 회로(340) 및 제1 접지 라인(331)을 포함하는 경로를 형성할 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(320-2) 의 동작 주파수(예: 700 내지 1000 MHz) 에서 인덕터를 포함하는 정합 회로(340)는 개방 회로로 동작하여 제2 주파수 대역의 안테나 성능에 영향을 주지 않게 된다.
일 실시 예에 따르면, 정합 회로(340)에 포함된 인덕터의 인덕턴스는 안테나(300)가 동작할 때 스위칭 회로(350)에 인가되는 전압이 스위칭 회로(350)의 최대 허용 전압 이하가 되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 인덕터의 인덕턴스는 82 내지 100 nH로 설정될 수 있다. 정합 회로(340)에 포함된 인덕터의 임피턴스는 인덕턴스 값에 비례하므로 인덕터의 인덕턴스 값이 커질수록 정합 회로(340)에 인가되는 전압이 증가하고 스위칭 회로(350)에 인가되는 전압이 감소할 수 있다. 정합 회로(340)에 포함된 인덕터의 임피던스가 스위치 회로(350)의 내부 저항 및 방사 엘리먼트(320-1 또는 320-2)의 라인 인덕턴스에 의한 임피던스이 비해 충분히 큰 값을 가지는 경우 스위칭 회로(350)는 최대 허용 전압 이하의 전압에서 동작할 수 있다. 이에 따라, 고조파 성분에 의한 안테나의 RSE 성능의 열화 문제를 방지할 수 있다.
도 4a는 DP3T(double pole, triple throw) 스위치를 포함하는 스위칭 회로의 예를 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 스위칭 회로(450)(예: 도 2의 스위칭 회로(250))는 제1 포트(451), 제2 포트(452), 제3 포트(453), 제4 포트(454) 및 제5 포트(455)를 포함할 수 있다. 제1 포트(451)는 제1 접지 라인(331)(예: 도 2의 제1 접지 라인(231))과 연결된 정합 회로(440)(예: 도 2의 정합 회로(440))와 연결될 수 있다. 제2 포트(452)는 제2 접지 라인(433)(예: 도 2의 제2 접지 라인(233))과 연결될 수 있다. 제1 접지 라인(431) 및 제2 접지 라인(433)은 그라운드 영역(예: 도 2의 그라운드 영역(27))과 연결될 수 있다. 제3 포트(453)는 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(예: 도 2의 제1 방사 엘리먼트(220-1))에 포함된 제1 라인(421)과 연결될 수 있다. 제4 포트(454)는 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트(예: 도 2의 제2 방사 엘리먼트(220-2))에 포함된 제2 라인(422)과 연결될 수 있다. 제5 포트(455)는 제3 주파수 대역에서 동작하는 제3 방사 엘리먼트(예: 도 2의 제3 방사 엘리먼트(220-3))에 포함된 제3 라인(423)과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(450)는 안테나의 동작 주파수에 따라 제3 내지 제5 포트(453, 454, 455) 각각을 제1 포트(451) 및 제2 포트(452) 중 하나와 연결할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(450)는 안테나가 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 포트(451)를 제4 포트(454) 및 제5 포트(455)와 연결하고, 제2 포트(452)를 제3 포트(453)와 연결할 수 있다. 제2 포트(452)와 제3 포트(453) 가 연결되면 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트를 통해 신호가 송수신될 수 있다. 다른 예를 들어, 스위칭 회로(450)는 안테나가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제1 포트(451)를 제3 포트(453) 및 제5 포트(455)와 연결하고, 제2 포트(452)를 제4 포트(454)와 연결할 수 있다. 제2 포트(452)와 제4 포트(454)가 연결되면 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 통해 신호가 송수신될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 스위칭 회로(450)는 안테나가 제3 주파수 대역에서 동작할 때 제1 포트(451)를 제3 포트(453) 및 제4 포트(454)와 연결하고, 제2 포트(452)를 제5 포트(455)와 연결할 수 있다. 제2 포트(452)와 제5 포트(455)가 연결되면 제3 주파수 대역에서 동작하는 제3 방사 엘리먼트를 통해 신호가 송수신될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 4a에 도시된 DP3T 스위치는 복수(예: 세 개)의 SPDT(single pole, double throw)로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(450)는 제1 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인 또는 정합 회로와 연결하는 제1 SPDT 스위치, 제2 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인 또는 정합 회로와 연결하는 제2 SPDT 스위치 및 제3 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인 또는 정합 회로와 연결하는 제3 SPDT 스위치를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 SPDT 스위치는, 안테나가 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인과 연결하고, 안테나가 제2 주파수 대역 또는 제3 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트를 정합 회로와 연결할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 SPDT 스위치는, 안테나가 제1 주파수 대역 또는 제3 주파수 대역에서 동작할 때 제2 방사 엘리먼트를 정합 회로와 연결하고, 안테나가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제2 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인과 연결할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 SPDT 스위치는, 안테나가 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제3 방사 엘리먼트를 정합 회로와 연결하고, 안테나가 제3 주파수 대역에서 동작할 때 제3 방사 엘리먼트를 제2 접지 라인과 연결할 수 있다.
도 4b 내지 도 4d는 도 4a에 도시된 스위칭 회로를 포함하는 안테나의 동작 예를 나타낸다.
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 안테나(400)는 급전부(410), 제1 방사 엘리먼트(420-1), 제2 방사 엘리먼트(420-2), 제3 방사 엘리먼트(420-3), 제1 접지 라인(431), 제2 접지 라인(433), 정합 회로(440) 및 스위칭 회로(450)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로(450)(예: 도 2의 스위칭 회로(250))는 DP3T(double pole, triple throw)스위치를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(450)는 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 제4 포트 및 제5 포트를 포함할 수 있다. 제1 포트는 제1 접지 라인(431)과 연결된 정합 회로(440)와 연결될 수 있다. 제2 포트는 그라운드 영역(예: 도 2의 그라운드 영역(27))과 연결된 제2 접지 라인(433)과 연결될 수 있다. 제3 포트는 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(420-1)와 연결되고, 제4 포트는 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트(420-2)와 연결되고, 제5 포트는 제3 주파수 대역에서 동작하는 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 연결될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 스위칭 회로(450) 는 안테나(400)가 제1 주파수 대역에서 동작할 때 제1 방사 엘리먼트(420-1)와 제2 접지 라인(433)을 전기적으로 연결하고, 제2 방사 엘리먼트(420-2) 및 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 정합 회로(440)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(420-1)와 제2 접지 라인(433)이 연결되면, 급전부(410)를 통해 공급된 신호는 제1 방사 엘리먼트(420-1), 스위칭 회로(450) 및 제2 접지 라인(433)을 포함하는 경로(P41)를 통해 흐를 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(420-2)와 정합 회로(440)가 연결되면, 제2 방사 엘리먼트(420-2), 스위칭 회로(450), 정합 회로(440) 및 제1 접지 라인(431)을 포함하는 경로를 형성할 수 있으며, 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 정합 회로(440)가 연결되면, 제3 방사 엘리먼트(420-3), 스위칭 회로(450), 정합 회로(440) 및 제1 접지 라인(431)을 포함하는 경로를 형성할 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(420-1)의 동작 주파수(예: 2200 내지 2600 MHz) 에 서 인덕터를 포함하는 정합 회로(440)는 개방 회로로 동작하여 제1 주파수 대역의 안테나 성능에 영향을 주지 않게 된다.
도 4c를 참조하면, 스위칭 회로(450)는 안테나(400)가 제2 주파수 대역에서 동작할 때 제2 방사 엘리먼트(420-2)와 제2 접지 라인(433)을 전기적으로 연결하고, 제1 방사 엘리먼트(420-1) 및 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 정합 회로(440)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(420-2)와 제2 접지 라인(433)이 연결되면, 급전부(410)를 통해 공급된 신호는 제2 방사 엘리먼트(420-2), 스위칭 회로(450) 및 제2 접지 라인(433)을 포함하는 경로(P42)를 통해 흐를 수 있다 . 제1 방사 엘리먼트(420-1)와 정합 회로(440)가 연결되면, 제1 방사 엘리먼트(420-1), 스위칭 회로(450), 정합 회로(440) 및 제1 접지 라인(431)을 포함하는 경로를 형성할 수 있으며, 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 정합 회로(440)가 연결되면, 제3 방사 엘리먼트(420-3), 스위칭 회로(450), 정합 회로(440) 및 제1 접지 라인(431)을 포함하는 경로를 형성할 수 있다. 제2 방사 엘리먼트(420-2)의 동작 주파수(예: 700 내지 1000 MHz) 에서 인덕터를 포함하는 정합 회로(440)는 개방 회로로 동작하여 제2 주파수 대역의 안테나 성능에 영향을 주지 않게 된다.
도 4d를 참조하면, 스위칭 회로(450)는 안테나(400)가 제3 주파수 대역에서 동작할 때 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 제2 접지 라인(433)을 전기적으로 연결하고, 제1 방사 엘리먼트(420-1) 및 제2 방사 엘리먼트(420-2)와 정합 회로(440)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3 방사 엘리먼트(420-3)와 제2 접지 라인(433)이 연결되면, 급전부(410)를 통해 공급된 신호는 제2 방사 엘리먼트(420-1), 스위칭 회로(450) 및 제2 접지 라인(433)을 포함하는 경로(P43)를 통해 흐를 수 있다. 제1 방사 엘리먼트(420-1)와 정합 회로(440)가 연결되면, 제1 방사 엘리먼트(420-1), 스위칭 회로(450), 정합 회로(440) 및 제1 접지 라인(431)을 포함하는 경로를 형성할 수 있으며, 제2 방사 엘리먼트(420-2)와 정합 회로(440)가 연결되면, 제2 방사 엘리먼트(420-2), 스위칭 회로(450), 정합 회로(440) 및 제1 접지 라인(431)을 포함하는 경로를 형성할 수 있다. 제3 방사 엘리먼트(420-3)의 동작 주파수(예: 1700 내지 2100 MHz)에서 인덕터를 포함하는 정합 회로(440)는 개방 회로로 동작하여 제3 주파수 대역의 안테나 성능에 영향을 주지 않게 된다.
일 실시 예에 따르면, 정합 회로(440)에 포함된 인덕터의 인덕턴스는 안테나(300)가 동작할 때 스위칭 회로(450)에 인가되는 전압이 스위칭 회로(450)의 최대 허용 전압 이하가 되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 인덕터의 인덕턴스는 82 내지 100 nH로 설정될 수 있다. 정합 회로(440)에 포함된 인덕터의 임피턴스는 인덕턴스 값에 비례하므로 인덕터의 인덕턴스 값이 커질수록 정합 회로(440)에 인가되는 전압이 증가하고 스위칭 회로(450)에 인가되는 전압이 감소할 수 있다. 정합 회로(440)에 포함된 인덕터의 임피던스가 스위치 회로(450)의 내부 저항 및 방사 엘리먼트(420-1, 420-2 또는 420-3)의 라인 인덕턴스에 의한 임피던스이 비해 충분히 큰 값을 가지는 경우 스위칭 회로(450)는 최대 허용 전압 이하의 전압에서 동작할 수 있다. 이에 따라, 고조파 성분에 의한 안테나의 RSE 성능의 열화 문제를 방지할 수 있다.
도 3a 내지 도 4d를 참조하여 두 개 또는 세 개의 방사 엘리먼트를 포함하는 안테나에 대해 설명하였으나 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 안테나는 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 네 개 이상의 방사 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 안테나가 네 개 이상의 방사 엘리먼트를 포함하는 경우 안테나에 포함된 스위칭 회로는 DPxT(x는 방사 엘리먼트의 개수) 스위치를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블럭도이다.
전자 장치(501)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(510), 통신 모듈(520), (가입자 식별 모듈(524), 메모리(530), 센서 모듈(540), 입력 장치(550), 디스플레이(560), 인터페이스(570), 오디오 모듈(580), 카메라 모듈(591), 전력 관리 모듈(595), 배터리(596), 인디케이터(597), 및 모터(598) 를 포함할 수 있다. 프로세서(510)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(510)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(510)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(510)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(510)는 도 5에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(521))를 포함할 수도 있다. 프로세서(510) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(520)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(521), WiFi 모듈(523), 블루투스 모듈(525), GNSS 모듈(527), NFC 모듈(528) 및 RF 모듈(529)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(521)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(521)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(524)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(501)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(521)은 프로세서(510)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(521)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(521), WiFi 모듈(523), 블루투스 모듈(525), GNSS 모듈(527) 또는 NFC 모듈(528) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(529)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(529)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나(예: 도 2의 안테나(200)) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(521), WiFi 모듈(523), 블루투스 모듈(525), GNSS 모듈(527) 또는 NFC 모듈(528) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(524)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(예: AP)(510) 또는 통신 모듈(예: CP)(520)은 안테나에 포함된 스위칭 회로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(예: AP)(510) 또는 통신 모듈(예: CP)(520)은 안테나가 지정된 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 스위칭 회로에 포함된 복수의 포트의 연결 상태를 제어할 수 있다.
메모리(530)는, 예를 들면, 내장 메모리(532) 또는 외장 메모리(534)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(532)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(534)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(534)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(501)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(540)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(501)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(540)은, 예를 들면, 제스처 센서(540A), 자이로 센서(540B), 기압 센서(540C), 마그네틱 센서(540D), 가속도 센서(540E), 그립 센서(540F), 근접 센서(540G), 컬러(color) 센서(540H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(540I), 온/습도 센서(540J), 조도 센서(540K), 또는 UV(ultra violet) 센서(540M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(540)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(540)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(501)는 프로세서(510)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(540)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(510)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(540)을 제어할 수 있다.
입력 장치(550)는, 예를 들면, 터치 패널(552), (디지털) 펜 센서(554), 키(556), 또는 초음파 입력 장치(558)를 포함할 수 있다. 터치 패널(552)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(552)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(552)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(554)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(556)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(558)는 마이크(예: 마이크(588))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(560)는 패널(562), 홀로그램 장치(564), 프로젝터(566), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(562)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(562)은 터치 패널(552)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(562)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(552)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(552)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(564)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(566)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(501)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(570)는, 예를 들면, HDMI(572), USB(574), 광 인터페이스(optical interface)(576), 또는 D-sub(D-subminiature)(578)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(570)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(580)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(580)은, 예를 들면, 스피커(582), 리시버(584), 이어폰(586), 또는 마이크(588) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(591)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(595)은, 예를 들면, 전자 장치(501)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(595)은 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, 자기공명 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(596)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(596)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(597)는 전자 장치(501) 또는 그 일부(예: 프로세서(510))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(598)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(501)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlo™) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(501))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 안테나 시스템에 있어서,
    제1 지점으로부터 제2 지점으로 연장된 방사체를 포함하고 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트(radiator element) 및 상기 방사체 및 상기 제2 지점으로부터 제3 지점으로 연장된 추가 방사체를 포함하고 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 포함하는 안테나;
    상기 안테나의 상기 제1 지점에 연결된 급전부;
    제1 접지부;
    제2 접지부;
    상기 제1 접지부와 연결되고 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역에서 개방회로로 동작하도록 설정된 인덕터를 포함하는 정합 회로; 및
    DPDT(dual pole dual throw) 스위치를 포함하고, 상기 DPDT 스위치는,
    상기 안테나가 상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하고,
    상기 안테나가 상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하도록 설정되고,
    상기 인덕터의 인덕턴스는 상기 안테나 시스템이 동작할 때 상기 DPDT 스위치에 인가되는 전압이 상기 DPDT 스위치의 최대 허용 전압 이하가 되도록 설정된 안테나 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 DPDT 스위치는,
    상기 정합 회로와 연결된 제1 포트;
    상기 제2 접지부와 연결된 제2 포트;
    상기 제1 방사 엘리먼트의 상기 제2 지점과 연결된 제3 포트; 및
    상기 제2 방사 엘리먼트의 상기 제3 지점과 연결된 제4 포트;를 포함하는 안테나 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 DPDT 스위치는,
    상기 안테나가 상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 포트를 상기 제4 포트와 연결하고, 상기 제2 포트를 상기 제3 포트와 연결하도록 설정된 안테나 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 DPDT 스위치는,
    상기 안테나가 상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우 상기 제1 포트를 상기 제3 포트와 연결하고, 상기 제2 포트를 상기 제4 포트와 연결하도록 설정된 안테나 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고 그라운드 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판; 및
    상기 하우징 내에 배치된 무선 통신 회로;를 포함하고,
    상기 인쇄 회로 기판은,
    상기 무선 통신 회로에 의해 제1 지점에서 급전되고, 상기 제1 지점으로부터 제2 지점으로 연장되어 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 방사 엘리먼트 및 상기 제1 방사 엘리먼트 및 상기 제2 지점으로부터 제3 지점으로 연장된 추가 방사체를 포함하고 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 방사 엘리먼트를 포함하는 안테나;
    상기 그라운드 영역과 연결된 제1 접지부;
    상기 그라운드 영역과 연결된 제2 접지부;
    상기 제1 접지부와 연결되고 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역에서 개방회로로 동작하도록 설정된 인덕터를 포함하는 정합 회로; 및
    DPDT(dual pole dual throw) 스위치를 포함하고,
    상기 무선 통신 회로는,
    상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하도록 상기 DPDT 스위치를 제어하고,
    상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제2 방사 엘리먼트를 상기 제2 접지부와 연결하고 상기 제1 방사 엘리먼트를 상기 정합 회로와 연결하도록 상기 DPDT 스위치를 제어하고,
    상기 인덕터의 인덕턴스는 상기 DPDT 스위치에 인가되는 전압이 상기 DPDT 스위치의 최대 허용 전압 이하가 되도록 설정된 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 비도전성 물질을 포함하는 슬릿 영역을 포함하고, 상기 스위치 및 상기 정합 회로는 상기 슬릿 영역에 배치된 전자 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 DPDT 스위치는,
    상기 정합 회로를 통해 상기 그라운드 영역과 연결된 제1 포트;
    상기 그라운드 영역과 연결된 제2 포트;
    상기 제1 방사 엘리먼트의 상기 제2 지점과 연결된 제3 포트; 및
    상기 제2 방사 엘리먼트의 상기 제3 지점과 연결된 제4 포트;를 포함하고,
    상기 무선 통신 회로는,
    상기 제1 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 포트를 상기 제4 포트와 연결하고, 상기 제2 포트를 상기 제3 포트와 연결하고,
    상기 제2 주파수 대역을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 상기 제1 포트를 상기 제3 포트와 연결하고, 상기 제2 포트를 상기 제4 포트와 연결하도록 상기 DPDT 스위치를 제어하는 전자 장치.

  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020170017736A 2017-02-08 2017-02-08 복수의 주파수 대역에서 통신하기 위한 안테나 시스템 및 안테나 시스템을 포함하는 전자 장치 KR102659066B1 (ko)

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