KR102663618B1 - 다중 대역 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 대역 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 제 1 접지단자, 제 1 급전단자 및 제 1 방사체를 포함하는 제 1 안테나; 및 제 2 접지단자, 제 2 급전단자, 제 2 방사체 및 상기 제 2 접지단자와 전기적으로 연결되는 도체 패턴을 포함하는 제 2 안테나를 포함하고, 상기 도체 패턴은 상기 제 1 방사체와 커플링(Coupling) 될 수 있는 위치에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이 밖의 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

다중 대역 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치{MULTI-BAND ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 다중 대역 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 안테나 간에 발생하는 커플링(Coupling) 현상을 이용하여 안테나 장치의 성능을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
무선 통신 기술은 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 사물 인터넷(internet of things, IoT) 망으로 진화하고 있다. 사물 인터넷은 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이러한 사물 인터넷 망을 구현하기 위해서는, 하나의 전자 장치는 분산된 구성 요소들, 예컨대, 자동차, 세탁기, 냉장고, TV 등과 무선 통신할 수 있어야 한다. 따라서, 최근에 등장하는 전자 장치는 분산된 다양한 구성 요소들과의 무선 통신을 위해 다중 대역 무선 통신을 지원할 것 및 초고속 통신을 위한 광대역폭을 지원할 것이 요구된다.
이러한 요구로 하나의 전자 장치는 복수개의 안테나를 포함할 수 있지만, 전자 장치의 소형화, 경량화 추세에 따라 공간적인 제약 발생할 수 있다. 특히, 소형화된 전자 장치는 복수개의 안테나를 근접하여 실장하기 때문에 안테나 간의 신호 간섭 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 다중 대역 무선 통신을 지원하는 안테나 장치는 특정 주파수 대역에서 개선된 방사 효율과 개선된 광대역화를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 다중 대역 무선 통신을 지원하는 안테나 장치는 소형화된 전자 장치에 실장된 복수 안테나 간의 격리도(isolation)를 확보할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 제 1 접지단자, 제 1 급전단자 및 제 1 방사체를 포함하는 제 1 안테나; 및 제 2 접지단자, 제 2 급전단자, 제 2 방사체 및 상기 제 2 접지단자와 전기적으로 연결되는 도체 패턴을 포함하는 제 2 안테나를 포함하고, 상기 도체 패턴은 상기 제 1 방사체와 커플링(Coupling) 될 수 있는 위치에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 제 1 접지단자, 제 1 급전단자 및 제 1 방사체를 포함하는 제 1 안테나 및 제 2 접지단자, 제 2 급전단자, 제 2 방사체 및 상기 제 2 접지단자와 전지적으로 연결되는 도체 패턴을 포함하는 제 2 안테나를 포함하고, 상기 도체 패턴은 상기 제 1 방사체와 커플링(Coupling)될 수 있는 위치에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 제 1 접지단자, 제 1 급전단자 및 제 1 방사체를 포함하는 제 1 안테나가 형성된 제 1 안테나 캐리어; 및 제 2 접지단자, 제 2 급전단자, 제 2 방사체 및 상기 제 2 접지단자와 전기적으로 연결되는 도체 패턴을 포함하는 제 2 안테나가 형성된 제 2 안테나 캐리어; 및 상기 도체 패턴이 상기 제 1 방사체와 커플링(Coupling) 될 수 있도록 RF(Radio Frequency) 신호를 전달하는 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 다중 대역에서의 데이터 통신을 지원할 뿐만 아니라, 특정 대역에서 더 높은 이득 및 더 넓은 대역폭을 가지도록 안테나의 방사 효율을 높일 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경 내의 전자 장치가 기재된다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 5b는 다양한 실시예에 따른 제 1 안테나 캐리어를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 6b는 다양한 실시예에 따른 제 2 안테나 캐리어를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 7b는 다양한 실시예에 따른 제 1 안테나 캐리어 및 제 2 안테나 캐리어의 결합을 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 8b는 다양한 실시예에 따른 안테나 장치의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
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, 게임 콘솔, 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 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(201)의 블록도이다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(210), 통신 모듈(220), (가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298) 를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210) 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(220)(예: 통신 인터페이스(170))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF 모듈(229)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(224)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.
메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)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(234)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(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(240)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(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(252), (디지털) 펜 센서(254), 키(256), 또는 초음파 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크(288))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 프로젝터(266), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(272), USB(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)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(280)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(145)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(291)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(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)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(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 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(201))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.
도 3은 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 안테나 장치는 제 1 안테나(310) 및 제 2 안테나(320)를 포함할 수 있다. 각 안테나는 서로 다른 접지단자, 급전단자 및 방사체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 안테나(310)는 제 1 접지단자(311), 제 1 급전단자(312) 및 제 1 방사체(313)를 포함할 수 있고, 제 2 안테나(320)는 제 2 접지단자(321), 제 2 급전단자(322) 및 제 2 방사체(323)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 안테나(310)는 고용량 데이터 통신을 수행하기 위한 안테나일 수 있고, 제 2 안테나(320)는 저용량 데이터 통신을 수행하기 위한 안테나일 수 있다. 예를 들어, 다양한 멀티 대역 데이터 통신(예: LTE, GPS/블루투스/WiFi 등)을 지원하는 안테나 장치에 있어서, 제 1 안테나(310)는 고용량 데이터 통신을 수행하기 위한 LTE 안테나일 수 있다. 초소형 전자 장치에 포함되는 제 1 안테나(310)는 낮은 전력 소모가 요구될 수 있다. 이러한 전자 장치는 저전력 광역(Low Power Wide Area, LPWA) 통신을 지원할 수 있으며, 제 1 안테나(310)는 예를 들어, 협대역 사물 인터넷 표준에 따라 LTE-CAT 안테나를 포함할 수 있다.
제 2 안테나(320)는 저용량 데이터 통신을 수행하는 GPS/블루투스/WiFi 안테나일 수 있다. 마찬가지로, 전자 장치의 전력 소모를 줄이기 위해 제 2 안테나(320)는 소비 전력이 적은 WiFi 헤일로(HaLow), 저전력 블루투스(BLE) 및 Ublox6 GPS 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 안테나 장치에 있어서, 고용량 데이터 통신을 수행하는 제 1 안테나(310)는 전송 속도 및 데이터 통신의 신뢰성을 향상시키기 위해 공진 주파수 대역에서 더 높은 이득과 더 넓은 대역폭을 가지는 것이 바람직하다. 특히, 제 1 안테나(310)가 멀티 대역 데이터 통신(예를 들어, 저대역 및 중대역)을 지원하는 안테나의 경우, 단일 대역 데이터 통신(예를 들어, 중대역)을 지원하는 안테나보다 공진 주파수에서의 대역폭이 협소해질 수 있기 때문에 넓은 대역폭을 가지도록 안테나 성능을 향상시키는 것은 필수적인 과제일 수 있다.
반면, 저용량 데이터 통신을 수행하는 제 2 안테나(320)의 경우 대역폭이 다소 협소해지더라도 통신의 신뢰성에 문제가 발생하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제 2 안테나(320)가 위치 데이터와 같이 용량이 작은 데이터를 송수신하기 위한 목적으로 사용되는 경우 좁은 대역폭을 가지더라도 통신의 신뢰성 또는 전송 속도가 요구되는 규격을 충분히 만족시킬 수 있다.
안테나 사이에서 발생하는 커플링(coupling) 현상을 이용하면 제 1 안테나(310)의 성능을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 안테나(310)에서 진행파를 발생시켜 일정 거리 이격된 제 2 안테나에 급전 신호를 전달하면, 커플링 현상이 발생하며 제 1 안테나 및 제 2 안테나가 광대역 임피던스 매칭을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 안테나(310)는 제 1 접지단자(312), 제 1 급전단자(311) 및 제 1 방사체 (313)를 포함하는 역 F 안테나(Inverted F Antenna, IFA)로 구성될 수 있다. 또 어떤 실시예에서는, 제 1 안테나(310)가 평면 역F 안테나(Planar InvertedF Antenna, PIFA)로 구성될 수 있다.
한편, 제 1 안테나(310)와 광대역 임피던스 매칭을 할 수 있는 제 2 안테나(320)는 수정된 IFA(또는 PIFA) 구조로 구성될 수 있다. 수정된 IFA(또는 PIFA) 란, 예를 들어, 급전단자, 접지단자 및 방사체를 포함하는 일반적인 IFA(또는 PIFA) 구조에서 다른 안테나와의 커플링을 유도하는 도체 패턴을 더 포함하는 구조를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제 2 접지단자(321), 제 2 급전단자(322) 및 제 2 방사체(323)를 포함하는 제 2 안테나(320)에 있어서, 제 1 안테나(310)와의 커플링 효과를 발생시키는 도체 패턴(324)을 더 포함하는 구조를 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 안테나(310)의 제 1 방사체(313)의 적어도 일부는 제 2 안테나(320)의 도체 패턴(324)의 적어도 일부와 제 1 거리(d1) 이격되어 서로 대면할 수 있다. 예를 들어, 제 1 급전단자(312)로부터 급전 신호를 공급받은 제 1 방사체(313)는 진행파(330)를 발생시킬 수 있고, 상기 진행파(330)는 제 1 거리(d1) 이격된 도체 패턴(324)에 전달되어 커플링 급전 신호로 이용될 수 있다. 도체 패턴(324)은 상기 커플링 급전 신호를 수신하여 공진 결합할 수 있으며, 이에 따라 커플링 및/또는 광대역 임피던스 매칭할 수 있다. 도체 패턴(324)이 제 1 방사체(313)와 효율적으로 커플링하기 위해서는 제 1 방사체(313)의 적어도 일부와 상기 도체 패턴(324)의 적어도 일부가 서로 수직 또는 수평적으로 대면하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 제 1 방사체(313)의 적어도 일부와 상기 도체 패턴(324)의 적어도 일부가 서로 비스듬히 배치되는 경우에도 공진 결합할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 거리(d1)는 10mm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 10mm 이하의 거리로 제 1 안테나 및 제 2 안테나가 근접하면, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 간의 신호 간섭이 발생하며, 제 1 안테나 또는 제 2 안테나 간의 신호 왜곡 및/또는 상쇄에 의해 각 안테나 성능은 저하될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 거리(d1)는 10mm 이상인 것이 바람직할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 서로 대면하는 제 1 방사체(313)의 적어도 일부(314) 및 도체 패턴(324)의 적어도 일부(325)는 사용 주파수 대역 및 제 1 거리(d1)에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사체와 도체 패턴이 너무 많은 부분 대면하면 제 1 및 제 2 안테나의 성능이 저하될 수 있으며, 제 1 방사체와 도체 패턴이 너무 적은 부분이 대면하면 커플링 에너지가 제대로 전달되지 않을 수 있다. 따라서, 제 1 방사체(313)의 적어도 일부(314) 및 도체 패턴(324)의 적어도 일부(325)는 사용 주파수 대역 및 제 1 거리(d1)를 고려하여 적절하게 대면할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 2 접지단자(321)는 제 2 급전단자(322) 보다 도체 패턴(324)에 근접하여 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 제 2 급전단자(322)가 제 2 접지단자(321) 보다 도체 패턴(324)에 근접하여 배치되면 제 2 안테나(320)의 성능이 저하될 뿐만 아니라, 제 1 안테나(310) 및 제 2 안테나(320)간의 광대역 임피던스 매칭이 불가능해질 수 있다. 따라서, 제 2 접지단자(321)는 제 2 급전단자(322) 보다 도체 패턴(324)에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.
제 2 접지단자(321)는 도체 패턴(324)과 연결되어 도체 패턴(324)의 전기적 길이를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도체 패턴(324)는 광대역 임피던스 매칭을 유도하고자 하는 주파수 대역에 대응하는 길이를 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 커플링 에너지를 발생시키고자 하는 공진 주파수 대역의 파장 길이에 기초하여 도체 패턴(324)의 길이가 결정될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 제 1 방사체(313)와 도체 패턴(324) 사이에 유전체가 배치될 수 있다. 이러한 유전체는 제 1 안테나(310)에서 발생하여 제 2 안테나(320)로 전달되는 진행파의 특성을 변화시킬 수 있으며, 진행파의 전달 방향을 유도할 수 있기 때문에 원하는 대역에서 광대역 임피던스 매칭이 발생하도록 할 수 있다.
또 어떤 실시예에서는, 제 1 방사체(313)와 도체 패턴(324)가 용량성 소자(예를 들어, 커패시터)를 통해 연결될 수 있다. 용량성 소자는 안테나를 직접적으로 연결함으로써 커플링 효과를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사체(313)와 도체 패턴(324)의 거리가 지나치게 멀어 커플링 에너지 발생이 미미하다면, 용량성 소자를 통해 제 1 방사체(313)와 도체 패턴(324)를 연결하여 커플링 급전 신호를 직접 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 2 급전단자(322)는 제 2 접지단자(321)와 제 2 거리(d2) 이상 격리하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 안테나(310)로부터 전달된 커플링 급전 신호가 제 2 방사체(323)에 영향을 주는 것을 방지하기 위해, 제 2 급전단자(322)는 제 2 접지단자(321)와 격리하여 배치하는 것이 바람직하다. 반면, 제 2 안테나(320)의 정합을 좋게 하기 위해서는 제 2 급전단자(322)가 제 2 방사체(323)의 중간에서 급전 신호를 전달하는 것이 바람직하다. 한 실시예에 따르면, 제 2 급전단자(322)는 제 2 접지단자(321)와 4mm 이상 이격하여 배치되며, 제 2 방사체에 급전 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 장치 내 제 1 급전단자(312) 및 제 2 급전단자(322)는 가능하면 서로 최대 이격 거리를 가지도록 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 제1 급전단자(312)와 제2급전단자(322)의 이격 거리를 증가시키면 제 1 안테나(310) 및 제 2 안테나(320)의 신호 간섭을 최소화할 수 있으며, 신호 왜곡 및/또는 상쇄를 줄일 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
전자 장치는 제 1 하우징(410), 제 2 안테나 캐리어(420), 기판(Printed Circuit board, PCB, 430), 배터리(440), 제 1 안테나 캐리어(450) 및 제 2 하우징(460)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치가 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
제 1 및 제 2 하우징(410, 460)은, 예를 들어, 상기 제 1 안테나 캐리어(420), 기판(Printed Circuit board, PCB, 430), 배터리(440), 제 2 안테나 캐리어(430)를 수용하고, 외부 충격으로부터 이러한 구성요소들을 보호할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 하우징(410, 460)은, 메탈 프레임(metal frame)구조를 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 하우징(410, 460)이 메탈 프레임 구조를 포함하는 경우 안테나와 하우징 사이에 커플링이 발생할 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 하우징(410, 460)은, 메탈 프레임 구조 사이에 형성되는 플라스틱 사출물을 포함할 수 있으며, 상기 플라스틱 사출물을 통해 전파를 방사할 수 있다.
제 1 및 제 2 안테나 캐리어(450, 420)는 안테나를 위한 금속 패턴이 형성되는 몸체로서의 기능을 하며, 유전체 재질로 이루어 질 수 있다. 제 1 및 제 2 안테나 캐리어는 기판과 물리적으로 결합하며 제 1 안테나 및 제 2 안테나가 연성 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
기판(430)은, 예를 들어, 제 1 안테나 및 제 2 안테나와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각에 형성된 급전단자를 통해 RF(Radio Frequency) 신호를 전달할 수 있고, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각에 형성된 접지단자를 통해 공진 주파수 대역을 결정할 수 있다.
배터리(440)는, 예를 들면, 전자 장치에 전력을 공급할 수 있다. 이러한 배터리(440)는 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
도 5a 내지 5b는 다양한 실시예에 따른 제 1 안테나 캐리어를 나타내는 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 안테나 캐리어(450)는 제 1 안테나(310)를 적어도 포함할 수 있다. 제 1 안테나(310)는, 예를 들어, 제 1 접지단자(510), 제 1 급전단자(520) 및 저대역 및 중대역에서의 고용량 데이터 통신을 지원할 수 있도록 적어도 둘 이상의 방사체를 포함할 수 있다.
상기 방사체의 길이 및/또는 모양은 지원하는 공진 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 각 방사체의 길이는 공진 주파수의 파장 길이에 따라 결정될 수 있다. 도 5a 내지 5b를 참조하면, 제 1 급전단자(520)를 기준으로 짧게 연장된 방사체(530)는 중대역에서 공진할 수 있고, 제 1 급전단자(520)를 기준으로 길게 연장된 방사체(540)는 저대역에서 공진할 수 있다.
제 1 안테나 캐리어(450)는 기판(430)과 물리적으로 결합하며 제 1 안테나 캐리어에 배치된 접지단자(510) 및 급전단자(520)를 통해 제 1 안테나(310)가 기판(430)과 전기적으로 연결되게 할 수 있다.
도 6a 내지 6b는 다양한 실시예에 따른 제 2 안테나 캐리어를 나타내는 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 제 2 안테나 캐리어(420)는 제 2 안테나(320)를 적어도 포함할 수 있다. 제 2 안테나(320)는, 예를 들어, 제 2 접지단자(610), 제 2 급전단자(620), 제 2 방사체(630) 및 도체 패턴(640)을 포함할 수 있다.
제 2 방사체(630)의 길이 및/또는 모양은 지원하는 공진 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 2 안테나(620)가 GPS 무선 통신을 지원하도록 구성된 경우 GPS 주파수 대역(예를 들어, 1550~1650MHz)의 파장 길이와 대응하는 길이를 가지도록 제 2 방사체(630)의 길이 및 모양이 형성될 수 있다.
도체 패턴(640)의 길이 및/또는 모양은 커플링 에너지의 발생이 요구되는 주파수 대역 및 제 1 안테나와의 관계에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도체 패턴(640)은 제 2 접지단자(610)와 연결되어 광대역 임피던스 매칭을 발생시키고자 하는 주파수 대역과 대응하는 길이를 가질 수 있다. 또한, 도체 패턴(640)은 제 1 안테나(310)와의 거리 및 제 1 안테나(310)의 모양을 고려하여 커플링을 최대화하면서 안테나 간의 신호 간섭을 최소화할 수 있도록 길이 및 모양을 가질 수 있다.
제 2 안테나 캐리어(420)는 기판(430)과 물리적으로 결합하며 제 2 안테나 캐리어에 배치된 접지단자 및 급전단자를 통해 제 2 안테나(320)가 기판(430)과 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
제 2 급전단자(620)는 제 2 접지단자(610)와 제 2 거리(d2) 이상 격리하여 배치될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 제 2 급전단자(620)는 제 2 접지단자(610)와 4 내지 7mm 이격하여 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
도 7a 내지 7b는 다양한 실시예에 따른 제 1 안테나 캐리어 및 제 2 안테나 캐리어의 결합을 나타내는 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 급전단자(520) 및 제 2 급전단자(620)는 가능하면 서로 최대 이격 거리를 가지도록 배치될 수 있다. 도 7a를 참조하면, 전자 장치의 일 모서리에 제 1 급전단자(520)가 배치되며, 반대편 모서리에 제 2 급전단자(620)가 배치됨을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 저대역에서 공진하도록 구성된 방사체(540)는 제 2 안테나와 인접한 공간까지 연장될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 제 1 안테나 캐리어(450) 및 제 2 안테나 캐리어(420)의 결합을 통해 저대역에서 공진하도록 구성된 방사체(540)및 도체 패턴(640)는 제 1 거리(d1) 격리되어 배치됨을 확인할 수 있다. 상기 제 1 거리(d1)는 10mm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 다만, 초소형 전자 장치 경우 공간적인 제약을 고려하여야 하기 때문에 제 1 거리(d1)가 10 내지 15mm 일 수 있다. 특히, 제 1 거리(d1)가 10mm 이하로 좁아지는 경우 제 1 안테나 또는 제 2 안테나 간의 신호 왜곡 및/또는 상쇄가 발생할 수 있다.
도 8a 내지 8b는 다양한 실시예에 따른 안테나 장치의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 8b를 참조하면, 제 1 안테나(310)를 단독으로 사용하였을 경우의 주파수 특성(810) 및 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 사용하였을 경우의 주파수 특성(820)을 함께 나타내고 있다. 제 1 안테나는 저대역(약 650 내지 750MHz) 및 중대역(약 1700 내지 2200MHz) 데이터 통신을 지원하도록 구성되었음을 가정한다.
도 8a를 참조하면, 제 1 안테나(310)를 단독으로 사용하였을 경우의 주파수 특성(810)과 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 사용하였을 경우의 주파수 특성(820)은 저대역(약 650 내지 750MHz)에서 큰 변화가 발생하지 않았음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 제 2 안테나(320)를 통해 GPS 통신(약 1550 내지 1600MHz)을 지원할 수 있으므로, GPS 주파수 대역에서 높은 이득을 가짐을 확인할 수 있다.
광대역 임피던스 매칭을 발생시킨 중대역(약 1700 내지 2200MHz)에서의 주파수 특성은 도 8b를 통해 보다 자세하게 나타내고 있다.
도 8b를 참조하면, 제 1 안테나(310)를 단독으로 사용하였을 경우, 차단주파수는 약 1940MHz에서 형성되기 때문에 LTE B2(약 1900MHz) 영역에서의 무선 통신을 지원하기 위해서 약 40MHz의 협소한 대역폭을 이용할 수 있다. 즉, 제 1 안테나(310)를 단독으로 사용하였을 경우 LTE B2 영역에서의 고용량 데이터 통신은 사실상 불가능하다는 것을 확인할 수 있다.
반면, 다양한 실시예에 따른 안테나 장치의 경우, 차단주파수가 약 2015MHz에서 형성되므로, LTE B2 영역에서의 무선 통신을 지원하기 위해서 제 1 안테나(310)를 단독으로 사용하였을 경우 보다 약 75MHz 의 대역폭을 더 이용할 수 있으며, 이러한 광대역화는 LTE B2영역에서의 고용량 데이터 통신을 가능하게 할 수 있다.
즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 소형화된 전자 장치에서 저대역 무선 데이터 통신을 지원할 수 있을 뿐만 아니라, 광대역 임피던스 매칭을 발생시킨 중대역에서 더 높은 이득 및 더 넓은 대역폭을 가지도록 안테나의 방사 효율을 높일 수 있음을 확인할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따른 의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

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  11. 전자 장치에 있어서,
    제 1 하우징;
    제 2 하우징;
    제 1 접지단자, 제 1 급전단자 및 제 1 방사체를 포함하는 제 1 안테나가 형성된 제 1 안테나 캐리어;
    제 2 접지단자, 제 2 급전단자, 제 2 방사체 및 상기 제 2 접지단자와 전기적으로 연결되는 도체 패턴을 포함하는 제 2 안테나가 형성된 제 2 안테나 캐리어; 및
    상기 도체 패턴이 상기 제 1 방사체와 커플링(Coupling) 될 수 있도록 RF(Radio Frequency) 신호를 전달하는 기판을 포함하며,
    상기 제 1 하우징 및 상기 제 2 하우징은 상기 제 1 안테나 캐리어, 상기 제 2 안테나 캐리어 및 상기 기판을 수용하며, 외부 충격으로부터 상기 제 1 안테나 캐리어, 상기 제 2 안테나 캐리어 및 상기 기판을 보호하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 1 방사체의 적어도 일부는 상기 도체 패턴의 적어도 일부와 제 1 거리 이격되어 서로 대면하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 도체 패턴은 광대역 임피던스 매칭을 유도하고자 하는 주파수 대역에 대응하는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 접지단자는 상기 제 2 급전단자 보다 상기 도체 패턴에 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나는 고용량 데이터 통신을 수행하기 위한 안테나이며, 상기 제 2 안테나는 저용량 데이터 통신을 수행하기 위한 안테나인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징 및 상기 제 2 하우징은 메탈 프레임(metal frame) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 전자 장치는,
    상기 전자 장치에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 안테나는,
    상기 제 1 방사체와 적어도 다른 주파수 대역에서 공진하는 다른 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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