KR102670241B1

KR102670241B1 - 전자 기기

Info

Publication number: KR102670241B1
Application number: KR1020210034579A
Authority: KR
Inventors: 샤오슈 샤; 칭 우
Original assignee: 베이징 시아오미 모바일 소프트웨어 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2024-05-29
Also published as: JP7096926B2; EP3937306A1; US20220013907A1; US11677148B2; JP2022016284A; CN113922081A; KR20220006452A

Abstract

본 발명은 금속 하우징 및 상이한 주파수 대역에서 작동하는 복수의 안테나를 포함하되; 상기 금속 하우징의 프레임에 적어도 하나의 갭이 설치되어 있고; 각각의 갭 양측 프레임 중 각 프레임은 적어도 하나의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 사용되며; 각 안테나는 신호 회로 및 정합 회로를 포함하고, 상기 정합 회로는 안테나가 위치한 안테나의 신호 회로와 방사 구조체 사이에 직렬로 연결되어 안테나가 위치한 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 정합하고 상기 갭을 통해 커플링된 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용되는 전자 기기에 관한 것이다. 본 실시예에서, 각각의 갭 양측에 적어도 2개의 안테나가 설치될 수 있어, 프레임의 갭 개수를 감소시킬 수 있고, 각각의 갭의 사용 효율을 향상시켜, 금속 구조의 강도를 보장하는데 유리하다. 또한, 각 안테나의 정합 회로는 정합 신호 및 필터 신호의 기능을 가지고 있어, 동일한 갭 양측의 안테나가 안정적으로 작동하도록 보장할 수 있다.

Description

전자 기기 {ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 안테나 기술 분야에 관한 것으로, 특히 전자 기기에 관한 것이다.

5G 통신 기술의 발전에 따라, 전자 기기는 더 많은 안테나를 통합하여 2/3/4/5G 통신을 구현해야 할 필요가 있다. 전자 기기가 금속 프레임을 사용하는 것을 예로, 프레임 안테나는 대역폭과 효율 분야에서 모두 인쇄 성형(PDS), 레이저 광 (LDS) 및 플렉시블 인쇄 회로 기판(FPS) 등 방식으로 제조된 내장 안테나를 능가하는데, 따라서 안테나 엔지니어는 더 많은 안테나를 전자 기기의 금속 프레임에 통합하기를 희망한다.

각 안테나가 상이한 주파수 대역의 신호를 송수신해야 한다는 점을 고려하여, 상이한 길이가 수요되고, 이에 따라 프레임에 갭을 설치할 필요가 있다. 그러나, 안테나 개수의 증가에 따라, 갭 개수도 이에 따라 증가함으로써, 금속 구조의 강도에 영향을 미치고, 동시에 외관에 대한 산업 디자인 요구에도 부합되지 않는다.

본 발명은 관련 기술의 부족함을 해결하기 위해 전자 기기를 제공한다.

본 발명의 실시예의 제1 양태에 따르면, 금속 하우징 및 상이한 주파수 대역에서 작동하는 복수의 안테나를 포함하되; 상기 금속 하우징의 프레임에 적어도 하나의 갭이 설치되어 있고; 각각의 갭 양측 프레임 중 각 프레임은 적어도 하나의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 사용되며; 각 안테나는 신호 회로 및 정합 회로를 포함하고, 상기 정합 회로는 안테나가 위치한 안테나의 신호 회로와 방사 구조체 사이에 직렬로 연결되어 안테나가 위치한 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 정합하고 상기 갭을 통해 커플링된 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용되는 전자 기기가 제공된다.

선택적으로, 상기 각 안테나의 정합 회로는 탄성 시트를 통해 프레임에서의 대응되는 전기적 접점과 탄성으로 접촉되어, 상기 신호 회로가 대응되는 프레임과 전기적 연결을 형성하도록 한다.

선택적으로, 상기 복수의 안테나는 제1 안테나를 포함하되;

상기 제1 안테나의 정합 회로는 제1 인덕턴스, 제2 인덕턴스, 제1 커패시턴스 및 제2 커패시턴스를 포함하고; 상기 제1 인덕턴스는 상기 제1 안테나의 정합 회로의 제1 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 상기 제2 커패시턴스는 상기 제1 안테나의 정합 회로의 제2 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 상기 제1 커패시턴스는 상기 제1 단자와 상기 제2 인덕턴스 사이에 직렬로 연결되며, 상기 제2 인덕턴스의 타단은 상기 제2 단자에 전기적으로 연결된다.

선택적으로, 상기 제2 인덕턴스의 인덕턴스 값은 미리 설정된 제1 인덕턴스 값을 초과하고, 상기 제2 커패시턴스의 커패시턴스 값은 미리 설정된 제1 커패시턴스 값을 초과한다.

선택적으로, 상기 복수의 안테나는 제2 안테나를 더 포함하되, 상기 제2 안테나와 상기 제1 안테나는 동일한 갭의 양측에 각각 설치되고, 상기 제2 안테나의 작동 주파수는 상기 제1 안테나의 작동 주파수를 초과하며;

상기 제2 안테나의 정합 회로는 제3 인덕턴스, 제4 인덕턴스, 제3 커패시턴스 및 제4 커패시턴스를 포함하고; 상기 제3 인덕턴스는 상기 제2 안테나의 정합 회로의 제1 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 상기 제4 커패시턴스는 상기 제2 안테나의 정합 회로의 제2 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 상기 제3 커패시턴스는 상기 제1 단자와 상기 제4 인덕턴스 사이에 직렬로 연결되며, 상기 제4 인덕턴스의 타단은 상기 제2 단자에 전기적으로 연결된다.

선택적으로, 상기 제3 인덕턴스의 인덕턴스 값은 미리 설정된 제2 인덕턴스 값보다 작고, 상기 제3 커패시턴스의 커패시턴스 값은 미리 설정된 제2 커패시턴스 값보다 작다.

선택적으로, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 각각 필터 회로를 포함하고; 상기 필터 회로는 안테나가 위치한 안테나의 정합 회로와 신호 회로 사이에 직렬로 연결되어 커플링된 동일한 갭의 타측 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호 및 본측 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용된다.

선택적으로, 상기 제1 안테나의 필터 회로는 대역 통과 필터 회로를 사용하여 구현되고, 상기 제2 안테나의 필터 회로는 대역 차단 필터 회로를 사용하여 구현되며, 상기 대역 통과 필터 회로의 통과를 허용하는 신호가 위치한 작동 주파수 대역과 상기 대역 차단 필터 회로의 통과를 차단하는 신호가 위치한 작동 주파수 대역은 중첩(overlapped)된다.

선택적으로, 상기 대역 차단 필터 회로는 병렬 LC 공진 회로를 사용하여 구현되고; 상기 대역 통과 필터 회로는 직렬 LC 공진 회로를 사용하여 구현된다.

선택적으로, 상기 복수의 안테나는 상기 제1 안테나와 방사 구조체를 공유하는 제3 안테나를 더 포함하되; 상기 제3 안테나는 제3 주파수 대역에서 작동하고, 상기 제3 주파수 대역의 주파수는 상기 제1 주파수 대역의 주파수보다 작으며;

상기 제1 안테나는 커패시턴스 값이 미리 설정된 제3 커패시턴스 값보다 낮은 커패시턴스 또는 미리 설정된 LC 공진 회로를 더 포함하되, 상기 커패시턴스 또는 상기 LC 공진 회로는 방사 구조체와 정합 회로 사이에 직렬로 연결되어, 상기 제1 주파수 대역 이외의 신호를 필터링하는데 사용되고;

상기 제3 안테나는 인덕턴스 값이 미리 설정된 제3 인덕턴스 값을 초과하는 인덕턴스를 더 포함하되, 상기 인덕턴스는 방사 구조체와 정합 회로 사이에 직렬로 연결되어, 상기 제3 주파수 대역 이외의 신호를 필터링하는데 사용된다.

선택적으로, 상기 제1 안테나 및 상기 제3 안테나는 병렬 형태의 정합 회로 또는 필터 회로의 사용을 피한다.

본 발명의 실시예에서 제공된 기술적 해결수단은 하기와 같은 유익한 효과를 포함할 수 있다.

상기 실시예에서 알 수 있다시피, 본 발명의 실시예에서, 전자 기기는 금속 하우징 및 상이한 주파수 대역에서 작동하는 복수의 안테나를 포함하되; 상기 금속 하우징의 프레임에 적어도 하나의 갭이 설치되어 있고; 각각의 갭 양측 프레임 중 각 프레임은 적어도 하나의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 사용되며; 각 안테나는 신호 회로 및 정합 회로를 포함하고, 상기 정합 회로는 안테나가 위치한 안테나의 신호 회로와 방사 구조체 사이에 직렬로 연결되어 안테나가 위치한 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 정합하고 상기 갭을 통해 커플링된 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용된다. 이와 같이, 본 실시예에서, 각각의 갭 양측에 적어도 2개의 안테나가 설치될 수 있어, 프레임의 갭 개수를 감소시킬 수 있고, 각각의 갭의 사용 효율을 향상시켜, 금속 구조의 강도를 보장하는데 유리하며, 또한 외관에 대한 산업 디자인 요구에 부합되는데 유리하기도 하다. 또한, 각 안테나의 정합 회로를 상응하게 조정하여, 각각의 정합 회로가 작동 주파수 대역 신호를 정합하고 동시에 갭에 의해 커플링된 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역 신호를 필터링하는 기능을 가지고 있도록 함으로써, 동일한 갭 양측의 안테나가 안정적으로 작동하도록 보장할 수 있다.

이상 일반 설명과 아래 세부 설명은 단지 예시적이고 해석적일 뿐, 본 발명을 한정할 수 없음을 이해해야 한다.

여기서의 도면은 명세서에 병합되어 본 명세서의 일부분을 구성하고, 본 발명에 부합되는 실시예를 나타내며, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 해석하기 위한 것이다.
도 1은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 전자 기기의 구조 개략도이다.
도 2는 일 예시적 실시예에 따라 도시된 다른 하나의 안테나 블록도이다.
도 3은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 제1 안테나에 적용되는 정합 회로의 회로도이다.
도 4는 일 예시적 실시예에 따라 도시된 제2 안테나에 적용되는 정합 회로의 회로도이다.
도 5는 일 예시적 실시예에 따라 도시된 정합 회로의 주파수 응답 곡선이다.
도 6은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 제1 안테나에 적용되는 필터 회로의 회로도이다.
도 7은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 제2 안테나에 적용되는 필터 회로의 회로도이다.
도 8은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 필터 회로의 주파수 응답 곡선이다.
도 9는 일 예시적 실시예에 따라 도시된 다른 하나의 전자 기기의 구조 개략도이다.
도 10은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 전자 기기의 블록도이다.

예시적 실시예를 상세하게 설명하고, 그 예시는 도면에 도시된다. 아래 도면에 관한 설명에서, 달리 표시되지 않는 한, 상이한 도면에서 동일한 숫자는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다. 아래 예시적으로 설명되는 실시예는 본 발명과 일치한 모든 실시예를 대표하지 않는다. 반대로, 이들은 단지 첨부된 특허청구범위에 상세하게 설명된, 본 발명의 일부 양태와 일치한 장치의 예이다.

실제 응용에서, 전자 기기의 프레임에 갭을 설치하여 상이한 작동 주파수 대역의 안테나를 설치할 경우, 안테나 개수의 증가에 따라, 갭 개수도 이에 따라 증가함으로써, 금속 구조의 강도에 영향을 미치고, 동시에 외관에 대한 산업 디자인 요구에도 부합되지 않는다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예는 금속 하우징 및 상이한 주파수 대역에서 작동하는 복수의 안테나를 포함하는 전자 기기를 제공한다. 금속 하우징의 프레임에 적어도 하나의 갭이 설치되어 있고; 각각의 갭 양측 프레임 중 각 프레임은 적어도 하나의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 사용되며, 도 1은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 전자 기기의 금속 하우징의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 금속 하우징(10)은 점선(14)을 따라 위로 구부러진 프레임(11, 12)을 포함하고, 구부러진 프레임은 하부 하우징 일부와 수직된다. 이해의 편이상, 도 1에서 금속 하우징을 펼쳐 하나의 금속 평면을 형성하였다. 프레임(11, 12) 사이에 하나의 갭(13)이 형성된다. 상기 갭(13) 양측 프레임 중 각 프레임(11, 12)은 적어도 하나의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 사용된다. 이와 같이, 본 실시예에서, 각각의 갭 양측에 적어도 2개의 안테나가 설치될 수 있어, 프레임의 갭 개수를 감소시킬 수 있고, 각각의 갭의 사용 효율을 향상시켜, 금속 구조의 강도를 보장하는데 유리하며, 또한 외관에 대한 산업 디자인 요구에 부합되는데 유리하기도 하다.

설명해야 할 것은, 금속 하우징 중 각각의 갭의 양측에 적어도 2개의 안테나를 설치할 수 있는 것을 고려하면, 이의 설치 원칙은 갭(13) 양측 안테나의 설치 원칙과 동일하고, 구별되는 점은 단지 작동 주파수가 상이한 것이며, 따라서 도 1에서는 금속 하우징 중 적어도 하나의 갭 중 하나의 갭(13)만 도시한다. 또한, 후속 실시예에서 계속하여 상기 갭(13)으로 각 갭의 구조 또는 기능을 설명할 것이다.

본 실시예에서, 복수의 안테나 중 각 안테나는 신호 회로 및 정합 회로를 포함한다. 정합 회로는 안테나가 위치한 안테나의 신호 회로와 방사 구조체 사이에 직렬로 연결되고, 갭 양측의 안테나에 신호 커플링이 존재하는 것을 고려하면, 본 실시예에서, 각 안테나의 정합 회로는 하기와 같은 기능을 갖는다. 1, 안테나가 위치한 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 정합할 수 있다. 2, 갭에 의해 커플링된 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링한다. 도 2는 일 예시적 실시예에 따라 도시된 갭 양측에 각각 설치된 하나의 안테나의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 제1 안테나(20)는 신호 회로(21) 및 정합 회로(22)를 포함하되, 정합 회로(22)는 프레임(11)과 신호 회로(21) 사이에 직렬로 연결되고, 정합 회로(22)는 제1 안테나(20)가 작동하는 제1 주파수 대역의 신호를 정합하고, 갭(13)으로부터 커플링된 제2 안테나(30)가 작동하는 제2 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용되며; 신호 회로(21)는 소스 신호를 제공하는데 사용되고, 상기 소스 신호를 정합 회로(22)를 통과한 후 방사 구조체에 의해 전자기파를 형성하여 공간에 방사시키거나; 방사 구조체가 공간 중 전자기파 신호를 획득하여 전기 신호를 획득하면, 상기 전기 신호가 정합 회로(22)를 통해 정합된 후 신호 회로(21)에 전송되어, 신호 회로(21)에 의해 처리되어 전자기파 신호에 포함된 신호를 획득한다.

계속하여 도 2를 참조하면, 제2 안테나(30)는 신호 회로(31) 및 정합 회로(32)를 포함하되, 정합 회로(32)는 프레임(12)과 신호 회로(31) 사이에 직렬로 연결되고, 정합 회로(32)는 제2 안테나(30)가 작동하는 제2 주파수 대역의 신호를 정합하고, 갭(13)으로부터 커플링된 제1 안테나(20)가 작동하는 제1 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용된다. 신호 회로(31)의 기능은 신호 회로(21)의 설명 내용을 참조할 수 있으며, 여기서 더이상 서술하지 않는다.

설명해야 할 것은, 실제 응용에서, 제1 안테나(20) 및 제2 안테나(30)의 방사 구조체는 또한 공간 중의 다른 신호를 커플링할 수 있으며, 그 강도는 반대측 안테나로부터 커플링된 신호의 강도에 비해 훨씬 작으므로, 무시할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 기기 중 각 안테나의 정합 회로는 방사 구조체로 프레임에 전기적으로 연결되며, 구체적으로 용접, 탄성 시트 연결, 플러그인 연결 및 볼트 고정 등 방식을 사용할 수 있고, 구체적인 상황에 따라 설치할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기의 생산 제조 공예를 고려하여, 전자 기기의 금속 하우징을 별도로 생산할 수 있고, 이 경우 정합 회로는 프레임과 탄성 시트를 사용하여 탄성 접촉되어 전기적 연결을 형성할 수 있다. 이 경우, 갭(13) 양측의 프레임(11, 12)에 전기적 접점(15)을 설치할 수 있으며, 상기 전기적 접점(15)의 개수는 프레임을 방사 구조체로서 공유하는 안테나의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 프레임(11)이 하나의 안테나의 방사 구조체로 할 경우, 상기 프레임(11)의 전기적 접점(15)의 개수는 하나일 수 있고; 프레임(11)이 2개의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 할 경우, 상기 프레임(11)의 전기적 접점(15)의 개수는 2개일 수 있으며, 이와 같이 유추한다.

계속하여 도 1을 참조하면, 프레임(11)의 길이는 프레임(12)의 길이보다 크므로, 따라서 제2 안테나(30)의 작동 주파수는 제1 안테나(20)의 작동 주파수를 초과한다. 일 예시에서, 제1 안테나(20)는 B1/3/7(1710MHz ~ 2690MHz), 또는 GPS(1575.42 MHz)+2.4G WiFi(2.4GHz ~ 2.5GHz)와 같은 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 제2 안테나(30)는 N78(3300MHz ~ 3800MHz), N79(4400MHz ~ 4900MHz) 또는 WiFi 5G (550MHz ~ 850MHz)와 같은 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 제1 안테나(20) 및 제2 안테나(30)의 작동 주파수 대역은 갭과 사용 상황에 따라 조정할 수 있으며 여기서 한정하지 않는다.

일 실시예에서, 제1 안테나의 정합 회로는 제1 인덕턴스, 제2 인덕턴스, 제1 커패시턴스 및 제2 커패시턴스를 포함하되; 제1 인덕턴스는 제1 안테나의 정합 회로의 제1 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 제2 커패시턴스는 제1 안테나의 정합 회로의 제2 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 제1 커패시턴스는 제1 단자와 제2 인덕턴스 사이에 직렬로 연결되고, 제2 인덕턴스의 타단은 제2 단자에 전기적으로 연결된다. 제2 안테나의 정합 회로는 제3 인덕턴스, 제4 인덕턴스, 제3 커패시턴스 및 제4 커패시턴스를 포함하되; 제3 인덕턴스는 제2 안테나의 정합 회로의 제1 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 제4 커패시턴스는 제2 안테나의 정합 회로의 제2 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 제3 커패시턴스는 제1 단자와 제4 인덕턴스 사이에 직렬로 연결되고, 제4 인덕턴스의 타단은 제2 단자에 전기적으로 연결된다. 일 예시에서, 도 3을 참조하면, 정합 회로(22)는 제1 인덕턴스(L11), 제2 인덕턴스(L12), 제1 커패시턴스(C11) 및 제2 커패시턴스(C12)를 포함하되; 제1 인덕턴스(L11)는 제1 안테나(20)의 정합 회로(22)의 제1 단자(즉 프레임(11)에 전기적으로 연결되는 일단)와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 제2 커패시턴스(C12)는 제1 안테나(20)의 정합 회로(22)의 제2 단자(즉 신호 회로(21)에 전기적으로 연결되는 일단)와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 제1 커패시턴스(C11)는 제1 단자와 제2 인덕턴스(L12) 사이에 직렬로 연결되고, 제2 인덕턴스(L12)의 타단은 제2 단자에 전기적으로 연결된다.

일 예시에서, 제1 안테나(20) 중 제2 인덕턴스(L12) 및 제2 커패시턴스(C12)의 값의 예시는 다음과 같다. 즉 제1 안테나(20)가 B1/3/7 주파수 대역에서 작동하는 것을 예로, 제2 인덕턴스(L12)의 인덕턴스 값은 8nH보다 커야 하고, 제2 커패시턴스(C12)의 커패시턴스 값은 1pF보다 커야 한다. 제1 안테나(20)가 GPS+WiFi 2.4G 주파수 대역에서 작동하는 것을 예로, 제2 인덕턴스(L12)의 인덕턴스 값은 5nH보다 커야 하고, 제2 커패시턴스(C12)의 커패시턴스 값은 0.5pF보다 커야 한다. 이해할 수 있는 것은, 기술자는 구체적인 상황에서 제1 주파수 대역의 주파수 범위에 따라, 제1 안테나(20) 중 제2 인덕턴스(L12) 및 제2 커패시턴스(C12)의 값을 설정할 수 있다. 이와 같이, 본 예에서 정합 회로(22)에 큰 인덕턴스(L12)를 직렬로 연결하여, 방사 구조체에 의해 획득된 제1 주파수 대역의 신호가 통과하는 것을 허용할 수 있고, 커플링된 제2 주파수 대역의 신호를 차단하며; 여전히 제2 주파수 대역의 신호가 통과되면, 병렬로 연결된 큰 커패시턴스(C12)에 의해 이를 접지에 커플링하여 저역 필터링을 구현하여, 제2 주파수 대역의 신호가 신호 회로(21)에 유입되는 것을 방지하는 효과에 달성할 수 있으며, 효과는 도 5에서 곡선(22)에 의해 도시된 바와 같다.

도 4를 참조하면, 정합 회로(32)는 제3 인덕턴스(L21), 제4 인덕턴스(L22), 제3 커패시턴스(C21) 및 제4 커패시턴스(C22)를 포함하되; 제3 인덕턴스(L21)는 제2 안테나(30)의 정합 회로(32)의 제1 단자(즉 프레임(12)에 전기적으로 연결되는 일단)와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 제4 커패시턴스(C22)는 제2 안테나(30)의 정합 회로(32)의 제2 단자(즉 신호 회로(31)에 전기적으로 연결되는 일단)와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 제3 커패시턴스(C21)는 제1 단자와 제4 인덕턴스(L22)사이에 직렬로 연결되고, 제4 인덕턴스(L22)의 타단은 제2 단자에 전기적으로 연결된다.

일 예시에서, 제2 안테나(30) 중 제3 인덕턴스(L21) 및 제3 커패시턴스(C21)의 값의 예는 다음과 같다. 즉 제2 안테나(30)가 N78/N79 주파수 대역에서 작동하는 것을 예로, 제3 인덕턴스(L21)의 인덕턴스 값은 3nH보다 작고, 제3 커패시턴스(C21)의 커패시턴스 값은 1pF보다 작다. 제2 안테나(30)가 제2 안테나(30)에서 작동하는 것을 예로, 제3 인덕턴스(L21)의 인덕턴스 값은 3nH보다 작고, 제3 커패시턴스(C21)의 커패시턴스 값은 1pF보다 작다. 이해할 수 있는 것은, 기술자는 구체적인 상황에서 제2 주파수 대역의 주파수 범위에 따라, 제2 안테나(30) 중 제3 인덕턴스(L21) 및 제3 커패시턴스(C21)의 값을 설정할 수 있다. 이와 같이, 본 예에서 정합 회로(32)에 작은 인덕턴스(L21)를 병렬로 연결하여, 제1 주파수 대역의 신호를 접지에 커플링할 수 있고, 또한 제2 주파수 대역의 신호가 통과하는 것을 허용하여, 고역 필터링을 구현함으로써, 제1 주파수 대역의 신호가 신호 회로(31)에 유입되는 것을 방지하는 효과에 달성할 수 있으며, 효과는 도 5에서 곡선(32)에 의해 도시된 바와 같다.

계속하여 도 5를 참조하면, 곡선(22) 및 곡선(32)의 교차점(점선 코일 내부 영역) 근처에서, 제1 안테나(20) 및 제2 안테나(30)의 격리 정도 효과는 아직 이상적이지 않으며, 제1 안테나 및 제2 안테나의 격리 정도를 더 향상시키기 위해, 일 실시예에서, 각 안테나는 필터 회로를 더 포함하되, 필터 회로는 안테나가 위치한 안테나의 정합 회로와 신호 회로 사이에 직렬로 연결되어, 커플링된 동일한 갭의 타측 안테나의 신호를 필터링하고, 본측에서 프레임을 공유하는 다른 안테나가 존재할 경우 또한 다른 안테나의 신호를 필터링하는데 사용된다.

도 6을 참조하면, 제1 안테나(20)는 하나의 대역 통과 필터인 필터 회로(23)를 포함한다. 상기 필터 회로(23)는 커패시턴스(C13) 및 인덕턴스(L13)를 포함한다. 커패시턴스(C13)는 정합 회로(22)의 제2 단자와 인덕턴스(L13) 사이에 직렬로 연결되고, 인덕턴스의 타단은 접지되어, 하나의 직렬 LC 공진 회로를 구성한다. 커패시턴스(C13)가 0.3pF보다 작고, 인덕턴스(L13)가 9nH보다 클 경우, 상기 직렬 LC 공진 회로의 공진 주파수는 3.3GHz이고; 공진 주파수 포인트에서, 직렬 LC 공진 회로는 단락과 동일하며, 제2 안테나(30)로부터 커플링된 신호를 접지에 단락시킬 수 있으나, 제1 주파수 대역의 신호의 정합에는 영향을 미치지 않으며, 효과는 도 8에서 곡선(23)에 의해 도시된 바와 같다.

도 7을 참조하면, 제2 안테나(30)는 하나의 대역 차단 필터인 필터 회로(33)를 포함한다. 상기 필터 회로(33)는 커패시턴스(C23) 및 인덕턴스(L23)를 포함한다. 커패시턴스(C23)는 정합 회로(32)와 신호 회로(31) 사이에 직렬로 연결되고, 인덕턴스(L23)는 정합 회로(32)와 신호 회로(31) 사이에 직렬로 연결되어, 하나의 병렬 LC 공진 회로를 구성한다. 커패시턴스(C23)가 2.5pF보다 크고, 인덕턴스(L23)가 1.5nH보다 작을 경우, 상기 병렬 LC 공진 회로의 공진 주파수는 2.6GHz이고; 공진 주파수 포인트에서, 병렬 LC 공진 회로는 개방 회로와 동일하며, 제1 안테나로부터 커플링된 신호를 차단시킬 수 있으나, 제2 주파수 대역의 신호의 정합에는 영향을 미치지 않으며, 효과는 도 8에서 곡선(33)에 의해 도시된 바와 같다.

설명해야 할 것은, 도 6에 도시된 대역 통과 필터가 통과를 허용하는 신호가 위치한 작동 주파수 대역과 도 7에 도시된 대역 차단 필터가 통과를 차단하는 신호가 위치한 작동 주파수 대역이 중첩될 경우, 제1 안테나(20)와 제2 안테나(30) 사이의 격리 정도를 증가시킬 수 있으며, 즉 도 5에 도시된 교차점의 격리 정도를 개선하는 효과에 달성한다.

일 실시예에서, 전자 기기는 제1 안테나와 프레임(11)을 방사 구조체로서 공유하는 제3 안테나를 더 포함한다. 도 9를 참조하면, 상기 제3 안테나(40)의 길이는 제1 안테나(20)의 길이보다 크고, 즉 제1 안테나(20)의 작동 주파수는 제3 안테나(40)의 작동 주파수보다 높으며, 예를 들어, 제1 안테나(20)는 중고주파 안테나로, 1.71GHz ~ 2.69GHz에서 작동하고; 제3 안테나(40)는 GPS L5 안테나로, 1.175GHz 주파수 대역에서 작동한다. 이 경우, 제3 안테나(40)는 방사 구조체와 정합 회로 사이에 하나의 큰 인덕턴스(예를 들어, 인덕턴스 값이 15nH를 초과함)를 직렬로 연결하여, 제3 주파수 대역 이외의 신호를 필터링함으로써, 저역 목적을 구현할 수 있다. 및/또는, 제1 안테나(20)는 방사 구조체와 정합 회로 사이에 하나의 작은 커패시턴스(예를 들어, 커패시턴스 값이 1pF보다 작음)를 직렬로 연결하거나, 1급(인덕턴스와 커패시턴스가 병렬 연결되어 형성됨) LC 공진 회로를 직렬로 연결하여, 제1 주파수 대역 이외의 신호 즉 GPS L5 주파수를 필터링할 수 있다.

또한, 제1 안테나(20) 및 제3 안테나(40)의 상호 영향을 감소시키기 위해, 제1 안테나(20) 및 제3 안테나(40)는 구경 동조 효과의 형성을 방지하기 위해 병렬 형태의 정합 회로 또는 필터 회로의 사용을 피한다. 이와 같이, 본 실시예에서 금속 하우징의 프레임에 갭을 증가시키지 않거나 갭 개수를 될수록 적게 증가시키는 경우에, 각각의 갭 양측에 적어도 2개의 안테나를 설치할 수 있어, 각각의 갭의 사용 효율을 향상시키고, 금속 구조의 강도를 보장하는데 유리하며, 또한 외관에 대한 산업 디자인 요구에 부합되는데 유리하기도 하고, 즉 본 실시예는 2/3/4/5G 통신 요구를 잘 충족시킬 수 있는 이중 급전 안테나 또는 다중 급전 안테나 디자인을 구현할 수 있어, 다중 주파수 대역의 다중 안테나를 통합하는데 유리하다.

도 10은 일 예시적 실시예에 따라 도시된 전자 기기의 블록도이다. 예를 들어, 전자 기기(1000)는 스마트 폰, 컴퓨터, 디지털 방송 단말기, 태블릿 기기, 의료 기기, 피트니스 기기, 개인 휴대 정보 단말기 등일 수 있다.

도 10을 참조하면, 전자 기기(1000)는 프로세싱 컴포넌트(1002), 메모리(1004), 전원 컴포넌트(1006), 멀티미디어 컴포넌트(1008), 오디오 컴포넌트(1010), 입력/출력(I/O) 인터페이스(1012), 센서 컴포넌트(1014), 통신 컴포넌트(1016), 및 이미지 수집 컴포넌트(1018) 중 하나 또는 복수의 컴포넌트를 포함할 수 있다.

프로세싱 컴포넌트(1002)는 디스플레이, 전화 통화, 데이터 통신, 카메라 동작 및 기록 동작과 관련된 동작과 같은 전자 기기(1000)의 전체 동작을 제어한다. 프로세싱 컴포넌트(1002)는, 하나 또는 복수의 프로세서(1020)를 포함하여 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있다. 이외에, 프로세싱 컴포넌트(1002)는, 프로세싱 컴포넌트(1002)와 다른 컴포넌트 사이의 인터랙션이 용이하도록 하나 또는 복수의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 컴포넌트(1002)는, 멀티미디어 컴포넌트(1008)와 프로세싱 컴포넌트(1002) 사이의 인터랙션이 편리하도록 멀티미디어 모듈을 포함할 수 있다.

메모리(1004)는 다양한 유형의 데이터를 저장하여 전자 기기(1000)에서의 동작을 지원한다. 이러한 데이터의 예시는 전자 기기(1000)에서 동작하는 임의의 응용 프로그램 또는 방법의 컴퓨터 프로그램, 연락처 데이터, 전화번호부 데이터, 메시지, 사진, 동영상 등을 포함한다. 메모리(1004)는, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 소거 가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EPROM), 프로그램 가능 판독 전용 메모리(PROM), 판독 전용 메모리(ROM), 자기 메모리, 플래시 메모리, 디스크 또는 광 디스크와 같은 임의의 유형의 휘발성 또는 비휘발성 저장 기기 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.

전원 컴포넌트(1006)는 전자 기기(1000)의 다양한 컴포넌트에 전력을 제공한다. 전원 컴포넌트(1006)는 전원 관리 시스템, 하나 또는 복수의 전원, 및 전자 기기(1000)의 생성, 관리, 및 전원 할당과 관련된 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 전원 컴포넌트(1006)는 전원 칩을 포함할 수 있으며, 컨트롤러는 전원 칩과 통신하여 전원 칩이 스위칭 소자를 전도하거나 차단하도록 제어하여 배터리가 메인 보드 회로에 전원을 공급하거나 공급하지 않도록 할 수 있다.

멀티미디어 컴포넌트(1008)는 전자 기기(1000)와 타깃 객체 사이에 출력 인터페이스를 제공하는 스크린을 포함한다. 일부 실시예에서, 스크린은 액정 디스플레이(LCD) 및 터치 패널(TP)을 포함할 수 있다. 만약, 스크린이 터치 패널을 포함하면, 타깃 객체로부터 입력 신호를 수신하도록 스크린은 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 터치 패널은, 터치, 슬라이드 및 터치 패널의 제스처를 감지하기 위한 하나 또는 복수의 터치 센서를 포함한다. 터치 센서는 터치 또는 슬라이드 동작의 경계를 감지할 뿐만 아니라, 터치 또는 슬라이드 동작과 관련된 지속 시간 및 압력을 감지할 수 있다.

오디오 컴포넌트(1010)는 오디오 신호를 출력 및/또는 입력한다. 예를 들어, 오디오 컴포넌트(1010)는 하나의 마이크(MIC)를 포함하고 전자 기기(1000)가 통화 모드, 녹음 모드 및 음성 인식 모드와 같은 동작 모드일 경우, 마이크는 외부 오디오 신호를 수신하도록 구성된다. 수신된 오디오 신호는 메모리(1004)에 저장되거나 통신 컴포넌트(1016)를 통해 발송될 수 있다. 일부 실시예에서, 오디오 컴포넌트(1010)는 오디오 신호를 출력하기 위한 스피커를 더 포함한다.

I/O 인터페이스(1012)는 프로세싱 컴포넌트(1002)와 주변 장치 인터페이스 모듈 사이의 인터페이스를 제공하며, 상기 주변 장치 인터페이스 모듈은 키보드, 클릭 휠(Click Wheel), 버튼 등일 수 있다.

센서 컴포넌트(1014)는 다양한 양태의 상태 평가를 전자 기기(1000)에 제공하기 위한 하나 또는 복수의 센서를 포함한다. 예를 들어, 센서 컴포넌트(1014)는 전자 기기(1000)의 온/오프 상태, 컴포넌트의 상대적 위치를 감지할 수 있고, 예를 들어, 컴포넌트는 전자 기기(1000)의 디스플레이 스크린및 키패드이며, 센서 컴포넌트(1014)는 전자 기기(1000) 또는 하나의 컴포넌트의 위치 변화, 타깃 객체와 전자 기기(1000) 사이의 접촉 여부, 전자 기기(1000) 방위 또는 가속/감속 및 전자 기기(1000)의 온도 변화를 감지할 수 있다.

통신 컴포넌트(1016)는 전자 기기(1000)와 다른 기기 사이의 유선 또는 무선 방식의 통신이 용이하도록 구성된다. 전자 기기(1000)는 WiFi, 2G, 3G, 4G, 5G 또는 이들의 조합과 같은 통신 표준에 기반한 무선 네트워크에 액세스할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 통신 컴포넌트(1016)는 방송 채널을 통해 외부 방송 관리 시스템으로부터 방송 신호 또는 방송 관련 정보를 수신한다. 예시적인 일 실시예에서, 통신 컴포넌트(1016)는 근거리 통신을 추진하는 근거리 통신(NFC) 모듈을 더 포함한다. 예를 들어, NFC 모듈은 무선 주파수 식별(RFID) 기술, 적외선 데이터 연결(IrDA) 기술, 초광대역(UWB) 기술, 블루투스(BT) 기술 및 다른 기술을 기반으로 구현될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 통신 컴포넌트(1016)는 도 1 내지 도 9에 도시된 프레임을 방사 구조체로 사용하는 복수의 안테나를 포함한다.

예시적인 실시예에서, 전자 기기(1000)는 하나 또는 복수의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디티절 신호 프로세서 기기(DSPD), 프로그램 가능 논리 소자(PLD), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 다른 전자 소자에 의해 구현될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 명령을 포함하는 메모리(1004)와 같은 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비 일시적 판독 가능 저장 매체를 더 제공하며, 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 판독 가능 저장 매체는 ROM, 랜덤 액세스 메모리(RAM), CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광 데이터 저장 기기 등일 수 있다.

본 기술분야의 기술자는 명세서를 고려하여 개시된 발명을 실시한 후, 본 발명의 다른 실시 형태를 용이하게 생각해낼 수 있을 것이다. 본 발명은 본 발명의 일반적인 원리에 따른 임의의 변형, 용도 또는 적응성 변화를 포함하고, 또한 본 발명에서 개시되지 않은 본 기술분야의 공지된 상식 또는 습관적인 기술 수단을 포함한다. 명세서와 실시에는 단지 예시적인 것으로 간주되며, 본 발명의 진정한 범위 및 정신은 권리 요구에 의해 지적된다.

이해해야 할 것은, 본 발명은 이상의 서술 및 도면에서 도시된 정밀 구조에 한정되지 않으며, 그 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변화를 수행할 수 있다. 본 발명의 범위는 단지 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.

20: 제1 안테나 21: 신호 회로
22: 정합 회로 30: 제2 안테나

Claims

전자 기기에 있어서,
금속 하우징 및 상이한 주파수 대역에서 작동하는 복수의 안테나를 포함하되; 상기 금속 하우징의 프레임에 적어도 하나의 갭이 설치되어 있고; 각각의 갭 양측 프레임 중 각 프레임은 적어도 하나의 안테나가 공유하는 방사 구조체로 사용되며; 각 안테나는 신호 회로 및 정합 회로를 포함하고, 상기 정합 회로는 안테나가 위치한 안테나의 신호 회로와 방사 구조체 사이에 직렬로 연결되어 안테나가 위치한 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 정합하고 상기 갭을 통해 커플링된 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용되고,
상기 복수의 안테나는 제1 안테나를 포함하되;
상기 제1 안테나의 정합 회로는 제1 인덕턴스, 제2 인덕턴스, 제1 커패시턴스 및 제2 커패시턴스를 포함하고; 상기 제1 인덕턴스는 상기 제1 안테나의 정합 회로의 제1 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 상기 제2 커패시턴스는 상기 제1 안테나의 정합 회로의 제2 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 상기 제1 커패시턴스는 상기 제1 단자와 상기 제2 인덕턴스 사이에 직렬로 연결되며, 상기 제2 인덕턴스의 타단은 상기 제2 단자에 전기적으로 연결되는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 각 안테나의 정합 회로는 탄성 시트를 통해 프레임에서의 대응되는 전기적 접점과 탄성으로 접촉되어, 상기 신호 회로가 대응되는 프레임과 전기적 연결을 형성하도록 하는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 제2 인덕턴스의 인덕턴스 값은 미리 설정된 제1 인덕턴스 값을 초과하고, 상기 제2 커패시턴스의 커패시턴스 값은 미리 설정된 제1 커패시턴스 값을 초과하는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 안테나는 제2 안테나를 더 포함하되, 상기 제2 안테나와 상기 제1 안테나는 동일한 갭의 양측에 각각 설치되고, 상기 제2 안테나의 작동 주파수는 상기 제1 안테나의 작동 주파수를 초과하며;
상기 제2 안테나의 정합 회로는 제3 인덕턴스, 제4 인덕턴스, 제3 커패시턴스 및 제4 커패시턴스를 포함하고; 상기 제3 인덕턴스는 상기 제2 안테나의 정합 회로의 제1 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되며; 상기 제4 커패시턴스는 상기 제2 안테나의 정합 회로의 제2 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되고; 상기 제3 커패시턴스는 상기 제1 단자와 상기 제4 인덕턴스 사이에 직렬로 연결되며, 상기 제4 인덕턴스의 타단은 상기 제2 단자에 전기적으로 연결되는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제4항에 있어서,
상기 제3 인덕턴스의 인덕턴스 값은 미리 설정된 제2 인덕턴스 값보다 작고, 상기 제3 커패시턴스의 커패시턴스 값은 미리 설정된 제2 커패시턴스 값보다 작은,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제4항에 있어서,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 각각 필터 회로를 포함하고; 상기 필터 회로는 안테나가 위치한 안테나의 정합 회로와 신호 회로 사이에 직렬로 연결되어 커플링된 동일한 갭의 타측 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호 및 본측 다른 안테나에 대응되는 작동 주파수 대역의 신호를 필터링하는데 사용되는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제6항에 있어서,
상기 제1 안테나의 필터 회로는 대역 통과 필터 회로를 사용하여 구현되고, 상기 제2 안테나의 필터 회로는 대역 차단 필터 회로를 사용하여 구현되며, 상기 대역 통과 필터 회로의 통과를 허용하는 신호가 위치한 작동 주파수 대역과 상기 대역 차단 필터 회로의 통과를 차단하는 신호가 위치한 작동 주파수 대역은 중첩되는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제7항에 있어서,
상기 대역 차단 필터 회로는 병렬 LC 공진 회로를 사용하여 구현되고; 상기 대역 통과 필터 회로는 직렬 LC 공진 회로를 사용하여 구현되는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 안테나는 상기 제1 안테나와 방사 구조체를 공유하는 제3 안테나를 더 포함하되; 상기 제1 안테나는 제1 주파수 대역에서 작동하고, 상기 제3 안테나는 제3 주파수 대역에서 작동하고, 상기 제3 주파수 대역의 주파수는 상기 제1 주파수 대역의 주파수보다 작으며;
상기 제1 안테나는 커패시턴스 값이 미리 설정된 제3 커패시턴스 값보다 낮은 커패시턴스 또는 미리 설정된 LC 공진 회로를 더 포함하되, 상기 커패시턴스 또는 상기 LC 공진 회로는 방사 구조체와 정합 회로 사이에 직렬로 연결되어, 상기 제1 주파수 대역 이외의 신호를 필터링하는데 사용되고;
상기 제3 안테나는 인덕턴스 값이 미리 설정된 제3 인덕턴스 값을 초과하는 인덕턴스를 더 포함하되, 상기 인덕턴스는 방사 구조체와 정합 회로 사이에 직렬로 연결되어, 상기 제3 주파수 대역 이외의 신호를 필터링하는데 사용되는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
제9항에 있어서,
상기 제1 안테나 및 상기 제3 안테나는 병렬 형태의 정합 회로 또는 필터 회로의 사용을 피하는,
것을 특징으로 하는 전자 기기.
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