KR20150117161A

KR20150117161A - 안테나 및 이를 구비한 전자 장치

Info

Publication number: KR20150117161A
Application number: KR1020140042593A
Authority: KR
Inventors: 황순호; 박성구; 변준호; 안찬규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-10-19
Also published as: EP2930786A3; KR102151056B1; WO2015156606A1; EP2930786A2

Abstract

안테나를 구비한 전자 장치가 개시된다. 상기 전자 장치는, 접지 영역과 비 접지 영역을 포함하고 안테나 방사체에 급전하는 적어도 하나의 급전부를 포함하는 기판; 상기 전자 장치의 외형을 형성하고, 상기 안테나의 일부로 기능하는 비 분절 금속 케이스를 포함할 수 있다. 이 외에도 다른 실시 예들이 가능하다.

Description

안테나 및 이를 구비한 전자 장치{Antenna and Electronic Devices comprising the Same}

본 발명의 다양한 실시 예들은금속물을 이용하여 전자 장치의 외형을 형성하고 이 금속물을 안테나의 일부로서 활용하는 방안에 관한 것이다.

오늘날 무선 통신 기술은 음성, 영상, 사진 등 다양한 종류의 데이터를 쉽게 전달하고 공유할 수 있는 중요한 수단으로 발전하고 있다. 무선 통신 기술이 폭 넓게 발전하면서 정보의 다양화 및 통신 속도의 고속화가 이루어지고 있다.

스마트폰이나 태블릿과 같은 전자 장치는 최근 디지털 컨버전스(convergence)의 추세에 따라 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, DMB(digital multimedia broadcasting), GPS(global positioning system), BT(Bluetooth), RFID(radio frequency identification), Wi-Fi 등의 통신 기능을 이용한 서비스가 제공될 수 있다. 이와 같은 서비스를 제공하기 위해 전자 장치는 하나 이상의 안테나를 구비할 수 있다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 자유공간으로 전파(신호)를 방사하거나, 자유공간으로부터 전파를 수신하여 무선 통신 기능을 구현할 수 있다.

스마트 폰(smart phone)이나 태블릿(tablet)과 같은 전자 장치는 두께는 점차 얇아지고 스크린의 크기는 점점 커지는 추세에 있다. 얇고 커진 스크린은 사용자에게 만족감을 제공하지만, 외부로부터의 충격에 취약할 수 있다. 충격에 대한 강성을 강화하기 위해 전면 강화유리나 강화 플라스틱 등이 전자 장치의 외형 구조에 사용될 수 있다. 내구도 향상을 위해 금속 재질의 케이스를 사용하는 경우, 전자 장치의 내부에 실장된 안테나 성능이 저하될 수 있다. 또한 금속 케이스의 일부를 안테나로서 활용하더라도 안테나 성능이 저하될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 금속 케이스의 안테나로 활용한 전자 장치를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 전자 장치 100은 후면은 상단 금속 영역 101, 중간 금속 영역 103, 하단 금속 영역 105을 포함할 수 있다. 또한 전자 장치 100은 상단 금속 영역 101과 중간 금속 영역 103을 구분하기 위한 분절 구조 111, 및 중간 금속 영역 103과 하단 금속 영역 105를 구분하기 위한 분절 구조 113을 포함할 수 있다. 이 외에 후면 카메라 120 등이 후면에 노출될 수 있다.

도 1에 도시된 예시에서, 상단 금속 영역 101이 안테나의 방사체로 동작할 수 있다. 분절 구조 111은 목표하는 주파수 대역의 신호를 수신하기 위해 상단 금속 영역 101이 적당한 길이나 영역을 가지도록 설계될 수 있다. 그러나 사용자의 신체 일부(예: 손가락, 뺨 등)가 분절 구조 111(또는 분절 구조 113)에 접촉하면 안테나 성능이 저하될 수 있다. 예를 들어, 분절 구조 111에 접촉된 신체에 의하여 상단 금속 영역 101과 중간 금속 영역 103이 연결되면서 안테나 특성이 변경될 수 있다. 변경된 안테나 특성은 목표 주파수 대역의 신호를 송수신하기 적절하지 않을 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는 금속 케이스를 사용하면서도 기존과 동등하거나 혹은 그 이상의 성능을 확보하고, 금속 케이스에 인체가 케이스에 접촉한 경우에도 성능 저하가 심각하게 발생하지 않도록 하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 접지 영역과 비 접지 영역을 포함하고 안테나 방사체에 급전하는 적어도 하나의 급전부를 포함하는 기판; 및 상기 전자 장치의 외형을 형성하고, 상기 안테나의 일부로 기능하는 비 분절 금속 케이스(not-segmented metal cover)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 금속 케이스를 이용하여 전자 장치의 강성을 확보하면서 동시에 목적하는 안테나의 방사 성능을 구현할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따르면, 금속 케이스를 안테나 방사체, 안테나의 접지 영역, 또는 매칭 수단(matching unit)으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 금속 케이스를 안테나로 활용한 전자 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 개념적인 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 추가 접지 영역으로 활용하는 예시를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 안테나 방사체로 활용하는 예시를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 이용한 안테나 임피던스매칭을 개념적으로 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스와 기판 사이의 비금속 영역에 안테나 방사체가 배열되는 예시를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 안테나 방사체로 활용하는 다른 예시를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 추가 방사체를 구비한 가공된 금속 케이스의 예시를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커플링 구조를 갖는 안테나의 예시를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 하드웨어 구성을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 장치의 반사 계수를 나타낸다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 발명의 다양한 실시 예 가운데 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한 본 발명의 다양한 실시 예에서, "포함하다" 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.

본 발명의 다양한 실시 예에서 "또는" 또는 "A 또는/및 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B" 또는 "A 또는/및 B 중 적어도 하나" 각각은, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시 예 가운데 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들이 본 발명의 다양한 실시 예의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

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 이해될 수 있어야 할 것이다. 예를 들어, 안테나 방사체와 회로 기판이 급전을 위해 연결되는 경우, 상기 급전은 직접 연결을 통한 급전과 간접 급전(예: 커플링 급전(coupling feeding))을 통한 연결을 모두 포함할 수 있다. 또한 접지 연결(ground contact)은 접지 영역과 안테나 사이의 연결 및 간접 연결을 모두 포함한다. 즉, 본 명세서에 개시된 내용에 있어서, 명시적으로 한정되지 않거나 당업자 수준에서 비논리적이거나 실시 불가능한 구성이 아닌 한, “연결” 또는 “연결”로 이해될 수 있는 전기적인 구성은, 직접 또는 간접적인 연결을 포함하며, 전기적으로 연결되는 것으로 충분하고 반드시 물리적으로도 연결될 것을 요구하지 않는다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 통신 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크톱 PC(desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smartwatch) 등)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 전자 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™, 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller’s machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예 따른 전자 장치는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.

다양한 실시 예에서, 케이스(case)라 함은 전자 장치의 외형을 구성하는 전부 또는 일부를 의미할 수 있다. 예를 들어, 금속 케이스는 금속 링(metal ring), 금속 전면 커버(metal front cover), 금속 배터리 커버(metal battery cover), 금속 후면 커버(metal rear cover) 등으로 이해될 수 있다. 구체적으로, 케이스는 전자 장치의 후면을 덮는 배터리 케이스(battery case)를 의미할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 케이스는 전자 장치의 측면을 감싸는 고리(ring) 형태의 케이스를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰의 경우, 케이스는 스마트 폰의 측면을 감싸면서 네 귀퉁이가 라운딩(rounding) 처리 된 금속 링을 의미할 수 있다. 보다 일반적으로, 다양한 실시 예에서 금속 케이스는 전자 장치에서 외부에 노출되는 디스플레이, 리시버, 스피커 등을 제외한 나머지 금속 재질 영역의 전부 또는 일부를 의미할 수 있다. 일 예시로서, 전자 장치의 외형은 디스플레이, 금속 케이스, 사출 케이스의 조합으로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 대해서 살펴본다. 다양한 실시 예에서 이용되는 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 개념적인 구성도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 전자 장치 200의 외형은 후면 케이스 201, 측면 케이스 210, 측면 케이스 210과 후면 케이스 201 사이에 마련되는 케이스 연결부 221을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치 200의 외형은 후면 카메라 220이나 외부 포트(미도시) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 케이스연결부 221은 측면 케이스 210과 일체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치 200의 외형은 후면 케이스 201과 측면 케이스 210의 결합을 통해 형성될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 측면 케이스 210은 전자 장치의 전면에 위치한 디스플레이 패널(또는 강화 유리)과 물리적으로 근접하도록 배치될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 금속 케이스는 전자 장치의 외관을 구성하는 금속 재질의 링(예: 측면 케이스 210)일 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 금속 케이스가 후면 배터리 케이스와 같은 후면 케이스(예: 후면 케이스 201), 전자 장치의 측면(예: 측면 케이스 210)은 비금속 물질로 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 다양한 실시 예에서, 전자 장치 200은 후면 케이스 201, 기판 203, 및 디스플레이 패널 205를 포함할 수 있다. 후면 케이스 201, 기판 203, 및 디스플레이 패널 205는 수직적으로 다른 위치를 갖는 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 도 2에 도시된 형태는 설명의 편의를 위하여 단순화된 예시적인 것이며, 다양한 크기와 모양의 후면 케이스 201, 기판 203, 및 디스플레이 패널 205가 전자 장치 200에 포함될 수 있다. 예를 들어, 기판 203은 메인 PCB(printed circuit board)와 서브 PCB, 또는 3개 이상의 PCB를 포함할 수 있다.

전자 장치 200은 비금속 영역 230을 포함할 수 있다. 비금속 영역 230은 후면 케이스 201과 기판 203, 또는 기판 203과 디스플레이 패널 205 사이의 영역에 마련될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 측면 케이스 210와 기판 203 사이의 영역에 비금속 영역 230이 마련될 수 있다. 비금속 영역 230은 단순히 빈(empty) 공간으로 마련될 수 있고, 지정된 유전율을 갖는 유전체로 채워질 수 있다.

다양한 실시 예에서, 전자 장치 200의 비금속 영역 230에는 안테나 방사체(radiator)가 설계될 수 있다. 비금속 영역 230에 안테나 방사체가 설계되더라도, 전자 장치 200의 금속 케이스 및 내부 금속 부품과 같은 금속 물질이 안테나의 방사 성능에 영향을 줄 수 있다.

다양한 실시 예에서, 비금속 영역 230에서 안테나는 금속 케이스와 연결 없이 기판 203 그라운드를 통해서 구현되거나, 금속 케이스의 일부에 연결되어 구현될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 안테나의 구조는 다이폴(dipole), 폴디드 다이폴(folded dipole), 모노폴(monopole), PIFA(planar inverted F-antenna), IFA, 또는 루프(loop) 안테나와 같은 구조를 가질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 안테나 패턴은 구불구불한 타입(meander type), 또는 곡선 타입(curved type), 직선 타입, 또는 기타 기하학적인 구조를 가질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치 200에 포함되는 안테나는 하나 이상의 급전 구조를 가질 수 있다. 안테나는 금속 케이스와 연결 없이 구현될 수도 있고, 금속 케이스에 하나 이상의 연결을 통해서 구현될 수도 있다. 또한 비금속 영역 230에 안테나(안테나 방사체)가 구현되는 경우, 안테나는 PCB와 같은 전자 장치 200의 부품 중에서 금속 부품과 연결되어 구현될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 금속 부품은 안테나의 일부로 활용되거나 매칭 소자로 활용될 수 있다. 금속 부품은, 예를 들어 마이크, 센서, USB, 키 FPCB(key flexible PCB) 등을 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 금속 케이스는 일부 혹은 전부가 안테나의 접지 영역으로 이용되거나, 안테나의 방사체 중 일부로 이용될 수 있다. 또한 금속 케이스는 안테나의 매칭 역할을 수행할 수 있다. 금속 케이스가 안테나의 매칭 역할을 수행할 때, 금속 케이스를 포함하는 전자 장치의 금속 구조물들은 물리적 또는 전기적으로 연결되거나, 일부 또는 전부가 연결될 수 있다. 혹은, 금속 구조물들은 물리적으로 서로 분리되어 있을 수 있다. 다양한 실시 예에서, 금속 구조물들은 스크류, c-클립, 도전성 테이프, 도전성 접착제, 또는 포고 핀(pogo pin) 등으로 연결될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 별도의 도전성 보강 구조물로서 금속 구조물이 전술한 방법으로 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 분절 구조(예: 분절 구조 111, 113)에 의해 서로 다른 세그먼트(segment)로 분할되지 않는 비 분절 금속케이스는 후면 케이스 201로 이해될 수 있다. 그러나 일부 실시 예에서, 비 분절 금속케이스는 금속 링(예: 210)으로 이해될 수 있다. 이 경우, 후면 케이스 201은 비금속 물질로 구성될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 금속 케이스(예를 들어, 후면 케이스 201)는 전자 장치의 외형을 형성하여 전자 장치의 강성을 강화함과 동시에, 안테나의 일부로 기능할 수 있다. 예를 들어, 금속 케이스는 안테나의 접지 영역을 확보하기 위해 활용되거나, 안테나의 방사체로서 활용되거나, 또는 안테나의 임피던스 매칭을 위한 요소로 활용될 수 있다. 각각의 실시 형태에 관하여는 후술한다.

다양한 실시 예에서, 디스플레이 패널 205는 기판 203과 연결되어 안테나를 위한 접지 영역을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스의 구성을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 전자 장치 300은 후면 케이스 301과 측면 링 310을 포함할 수 있다. 후면 케이스 301과 측면 링 310 사이에는 비금속 영역 311이 마련될 수 있다.

도 3의 (a)의 예시에서, 전자 장치 300은 후면 케이스 301a와 기판 303a, 및 디스플레이 305a를 포함할 수 있다. 후면 케이스 301a와 기판 303a, 및 디스플레이 305a는 지정된 간격을 두고 배치될 수 있고, 측면으로 비금속 영역 330a가 구현될 수 있다. 또한 전자 장치의 외형은 후면 케이스 301a, 측면케이스 310a, 전면 디스플레이 패널 305a에 의해 형성될 수 있다.

도 3의 (a) 예시에서, 후면 케이스 301a와 측면 케이스 310a는 모두 금속 구조물일 수 있다. 상기 금속 구조물은 도전성 물질이며, 도전성 정도는 서로 다르게 구현될 수 있다. 이 경우, 후면 케이스 301a와 측면 케이스 310a를 구분하기 위한 비금속 영역 311이 제공될 수 있다. 후면 케이스 301a와 측면 케이스 310a는 모두 분절 구조를 갖지 않도록 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 금속 구조물들은 서로 연결이 안되거나, 모두 연결되거나, 혹은 적어도 두 개 이상의 금속 구조물이 연결되는 구조로 설계될 수 있다. 금속 구조물이 연결되는 경우, 적어도 하나 이상의 지점에서 연결되거나, 또는 인덕터(inductor)나 캐패시터(capacitor) 등의 매칭 소자를 통해 연결될 수 있다.

도 3의 (b)의 예시에서, 측면 케이스 310b는 금속 구조물이고, 후면 케이스 301b는 금속 구조물이 아닐 수 있다. 예를 들어, 후면 케이스 301b는 사출 배터리 케이스일 수 있다.

다양한 실시 예에서, 전자 장치 300(또는 전자 장치 200)은 후면 케이스(예: 후면 케이스 201)가 금속 구조물로 구현되거나, 측면 케이스(예: 측면 케이스 310b)가 금속 구조물로 구현되거나, 또는 후면 케이스와 측면 케이스(예: 후면 케이스 301a, 측면 케이스 310b) 모두 금속 구조물로 구현될 수 있다. 어느 경우라 하더라도, 후면 또는 측면 케이스는 분절 구조를 갖지 않을 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 추가 접지 영역으로 활용하는 예시를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 전자 장치(예: 전자 장치 200)의 안테나는 안테나 방사체 411, 방사체 411에 급전하는 급전부 413, 및 급전부 413 및 접지(GND) 영역을 제공하는 기판 415를 포함할 수 있다.

많은 경우에 있어서, 안테나의 성능을 충분히 확보하기 위해서는 충분한 접지 영역이 제공되어야 한다. 그러나 전자 장치의 소형화 및 전자 장치에 탑재되는 배터리의 크기 및 부품의 종류와 개수가 증가함에 따라, 기판(예: 기판 415), 또는 기판과 연결되는 디스플레이 그라운드(예: 디스플레이 패널 205)가 충분한 접지 영역을 제공하지 못할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 예를 들면 도 4의 하단에 도시된 실시 예에서, 전자 장치는 후면 금속 케이스를 추가적인 접지 영역으로 활용할 수 있다. 예를 들어, 기판 425는 방사체 421에 급전하기 위한 급전부 423와 접지 영역을 제공할 수 있다. 또한 기판 425는 일 지점 429a에서 후면 금속 케이스 427의 다른 일 지점 429b에 연결될 수 있다. 상기 연결은 c-클립이나 포고 핀, 또는 다른 금속 물질을 통해 구현될 수 있다. 이를 통해 금속 케이스 427을 접지 영역으로 활용함으로써, 전자 장치는 안테나 방사체 421을 위한 충분한 접지 영역을 확보할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 안테나 방사체로 활용하는 예시를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 전자 장치 500은 금속 케이스 501, 기판 503, 및 디스플레이 패널 505를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 기판 503에서 시작되는 급전선이 금속 케이스 501에 직접 연결될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 급전선은 금속 케이스 501뿐만 아니라 다른 금속 구조물에도 연결되어, 해당 금속 구조물은 안테나 또는 안테나의 일부로 활용될 수 있다.

도 5에 도시된 실시 예에서, 전자 장치 500의 안테나 구조는 기판 503의 측면의 일 지점에 위치한 급전부 510에서 금속 케이스 501로 직접 급전되는 것으로 도시되었으나, 급전 위치 및 방식이 도시된 예시로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 급전부 510은 기판 503 내부의 임의의 지점에 위치할 수 있으며, 금속 케이스 501의 임의의 지점으로 급전이 제공될 수 있다. 또한 기판 503은 하나 이상의 급전부 또는 급전선을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 이용한 안테나 임피던스 매칭을 개념적으로 나타낸다.

도 6을 참조하면, 전자 장치 600은 금속 케이스 601, 기판 603, 및 디스플레이 패널 605를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널 605는 기판 603과 연결되어 안테나의 그라운드로 동작할 수 있다. 기판 603은 급전부 610과 접지부 620을 포함하고, 방사체 630은 급전부 610 및 접지부 620에 연결될 수 있다. 또한 기판 603의 일 지점 609a와 금속 케이스 601의 일 지점 609b는 접지를 위해 연결될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 전자 장치의 측면(예를 들어, 비금속 영역)에 방사체 630이 구현될 수 있다. 방사체 630과 금속 케이스 601은 모두 금속 재질로 구성되기 때문에, 방사체 630과 금속 케이스 601의 형상과 길이, 크기 등에 따라 캐패시터 성분 640이 발생할 수 있다. 또한 접지를 위해 금속 케이스 601과 기판 603 사이의 하나 이상의 연결(예: 지점 609a ? 지점 609b 사이의 연결)에 의해 인덕터 성분 및/또는 캐패시터 성분 650이 발생할 수 있다. 다양한 실시 예에서 캐패시터 성분은 비금속 영역을 구성하는 물질의 특성(예: 유전율) 및 금속 물질 사이의 간격에 따라서 변경될 수 있다.

일반적으로 안테나 방사체 주위로 금속 케이스와 같은 금속 판이 형성되는 경우 안테나 성능은 저하될 수 있다. 따라서 스마트 폰과 같은 전자 장치의 후면 케이스를 금속 재질로 사용하면 스마트 폰에 탑재된 3G, LTE 통신, Wi-Fi, GPS, Bluetooth, NFC, IrDA와 같은 다양한 통신용 안테나의 성능이 저하될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 다양한 실시 예에서, 금속 케이스와 안테나 방사체 사이의 거리, 안테나 방사체의 길이, 금속 케이스와 기판 사이의 거리, 금속 케이스와 기판 사이의 접지를 위한 연결 위치 및 개수, 안테나 방사체가 위치하는 비금속 영역의 재질 등을 조절하여 금속 케이스를 안테나의 매칭 요소로 동작하도록 하는 경우, 금속 케이스로 인한 안테나 성능의 저하가 회복되거나, 또는 안테나 성능이 더욱 향상될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스와 기판 사이의 비금속 영역에 안테나 방사체가 배열되는 예시를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 전자 장치 700은 금속 케이스 701, 기판 703, 및 디스플레이 패널 705를 포함할 수 있다. 또한 전자 장치 700은 기판 703에서 확장하고 급전되는 안테나 방사체를 포함할 수 있다. 안테나 방사체는 전자 장치의 비금속 영역에 마련될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 전자 장치 700은 기판 703에서 확장하는 복수의 안테나 방사체를 구비할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치 700은 급전부 711에서 급전되는 방사체 731 및 급전부 712에서 급전되는 방사체 732를 포함할 수 있다. 도 7의 예시 (a)에서, 안테나 방사체(예: 방사체 731)는 모노폴 안테나 형태로 도시되었으나, 방사체의 일 지점에서 확장하여 기판 703의 접지 영역 또는 전자 장치 700에 구비된 다른 접지부에 접지가 이루어지는 IFA 형태의 안테나 구조를 가질 수도 있다. 이 외에도 전자 장치 700은 전술한 다양한 형태의 안테나 구조(예: 루프 안테나)를 가질 수 있다.

다양한 실시 예에서, 방사체 731 또는 732는 금속 케이스 701과 커플링을 형성하거나, 또는 전류 조정을 통해 안테나 성능이 확보될 수 있다. 또한 도 6에서 설명한 것과 같이, 금속 케이스 701은 안테나의 매칭 요소로 동작할 수 있다. 금속 케이스 701과 기판 703은 하나 이상의 지점에서 접지를 위해 연결될 수 있다.

도 7의 예시 (b)에서, 전자 장치 700에서 금속 케이스 701 대신 가공된 금속 케이스 704를 갖는 전자 장치 700’이 도시된다. 금속 케이스 704는 케이스의 일부분(예를 들어, 점선으로 표시된 영역)에 가공 영역을 포함할 수 있다. 가공 영역은 금속 케이스 704의 면적이나, 전류의 흐름을 조정하거나, 측면 영역(예: 비금속 영역)에 설계되는 방사체와의 커플링 등을 위해 다양한 형태로 마련될 수 있다. 가공 영역은 금속 케이스의 일부분이 절단(금속 케이스를 2개 이상의 조각으로 분할하는 형태의 절단을 의미하지 않는다)되는 방식으로 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 가공 영역은 적절한 유전율을 가지는 비금속 물질 등으로 채워질 수 있다. 금속 케이스 704에 포함된 가공 영역은, 전자 장치의 디자인적 요소로 기능할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 안테나는 성능 최적화를 위해 스위처블(switchable), 또는 튜너블(tunable) 방식과 같은 설계 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 안테나(또는 안테나 방사체)는 튜너(tuner) 또는 스위치(switch)와 함께 구성될 수 있다. 예를 들어, 튜너는 튜너블커패시터 칩(tunable capacitor chip)의 형태로 구현될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 튜너는 RF 응답을 전자 장치가 수신하는 다양한 대역에 부합하도록 조절할 수 있다. 부가적으로, 튜너는 인체 또는 도전체가 안테나에 접촉하거나 근접하는 것과 같은 환경 변화에도, 적절하게 안테나가 동작하도록 튜닝을 제공할 수 있다. 또한 방사체(예: 방사체 731, 732)는 구불구불한 구조(meandered structure), 휘어진 구조(curved structure) 등으로 설계될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 방사체(예: 방사체 731, 732)는 두 개 이상의 주파수 대역(예를 들어, WCDMA 용 B1 및 LTE용 B8, 또는 Wi-Fi와 GPS 등)의 신호를 수신하기 위해 하나 이상의 브랜치를 가지는 구조로 설계될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 안테나는 LDS(laser direct structuring) 공정, 이중사출 공정, 또는 FPCB 구조, SUS(steel use stainless) 구조, 금속 잉크 페인팅 구조를 구현하기 위한 공정으로 제작될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 금속 케이스를 안테나 방사체로 활용하는 다른 예시를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 전자 장치 800은 후면 케이스 801, 기판 803, 디스플레이 패널 805, 및 측면 케이스로 기능하는 금속 링 807을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 후면 케이스 801은 금속 재질(예: 금속 배터리 케이스)일 수도 있고, 비금속 재질(예: 사출 배터리 케이스)일 수 있다.

다양한 실시 예에서, 기판 803의 일 지점 811에서 급전선이 금속 링 807에 직접 연결될 수 있다. 급전선에 의해 금속 링 807에 급전이 이루어지면 금속 링 807은 안테나의 일부로 동작할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 기판 803의 하나 이상의 지점(예: 지점 811, 지점 812)에서 급전을 위한 급전선이 금속 링 807의 서로 다른 지점에 연결될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 급전선에 추가적인 방사체 패턴 831이 제공될 수 있다. 추가적인 방사체 패턴 831을 통해 복수의 서비스 대역이 확보될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에서, 하나 이상의 금속 구조물(예를 들어, 금속 링 807 및 후면 케이스 801)은 서로 연결되거나, 모두 연결되지 않거나, 적어도 하나는 연결이 될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 추가 방사체를 구비한 금속 케이스의 예시를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 전자 장치 900은 금속 케이스 901, 기판 903, 및 디스플레이 패널 905를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 금속 케이스 901은 슬릿 904와 같은 슬릿 구조를 가질 수 있다. 슬릿은 복수 개가 구현될 수 있으며, 안테나의 최적 성능 또는 대역폭 조정을 위해 슬릿의 간격, 길이, 방향, 모양, 위치 등이 결정될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 기판 903의 일 지점(예를 들어, 지점 910)에서 급전선이 금속 케이스 901로 직접 연결될 수 있다. 이 경우 금속 케이스 901은 안테나 방사체로 동작할 수 있다. 또한, 금속 케이스 901의 일 지점에서 추가 방사체 930이 확장될 수 있다. 추가 방사체 930은 비금속 영역에 구현될 수 있다. 추가 방사체 930은 금속 케이스 901과 물리적으로, 또는 전기적으로 연결되며, 안테나 성능 개선을 위한 커플링 구조로 설계될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커플링 구조를 갖는 안테나의 예시를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 전자 장치 1000은 금속 케이스 1001, 기판 1003, 및 디스플레이 패널 1005를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치 1000은 기판 1003의 급전부 1010에서 급전되는 안테나 방사체 1030을 포함할 수 있다. 또한 전자 장치 1000은 금속 케이스 1001에서 확장되는 추가 방사체 1040을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 방사체 1030과 방사체 1040은 서로 커플링될 수 있다. 또한 방사체 1030은 금속 케이스 1001, 금속 링(미도시), 디스플레이 패널 1005 등의 금속 구조물에서 확장하는 추가 브랜치를 통해 커플링 될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 하드웨어 구성을 나타낸다.

도 11를 참조하면, 상기 전자 장치 1100은 하나 이상의 어플리케이션 프로세서(AP: application processor) 1110, 통신 모듈 1120, SIM(subscriber identification module) 카드 1124, 메모리 1130, 센서 모듈 1140, 입력 장치 1150, 디스플레이 1160, 인터페이스 1170, 오디오 모듈 1180, 카메라 모듈 1191, 전력 관리 모듈 1195, 배터리 1196, 인디케이터 1197, 또는 모터 1198 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 AP 1110은 운영체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 상기 AP 1110에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 멀티미디어 데이터를 포함한 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 상기 AP 1110은, 예를 들면, SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 AP 1110은 GPU(graphic processing unit, 미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈 1120은 상기 전자 장치 1100과 네트워크를 통해 연결된 다른 전자 장치들간의 통신에서 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 통신 모듈 1120은 셀룰러 모듈 1121, Wi-Fi 모듈 1123, BT 모듈 1125, GPS 모듈 1127, NFC 모듈 1128 및 RF(radio frequency) 모듈 1129를 포함할 수 있다.

상기 셀룰러 모듈 1121은 통신망(예: LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro, 또는 GSM 등)을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 또한, 상기 셀룰러 모듈 1121은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드 1124)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈 1121은 상기 AP 1110이 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 셀룰러 모듈 1121은 멀티 미디어 제어 기능의 적어도 일부를 수행할 수 있다.

한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈 1121은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 셀룰러 모듈 1121은, 예를 들면, SoC로 구현될 수 있다. 도 11에서는 상기 셀룰러 모듈 1121(예: CP), 상기 메모리 1130, 또는 상기 전력관리 모듈 1195 등의 구성요소들이 상기 AP 1110와 별개의 구성요소로 도시되어 있으나, 한 실시 예에 따르면, 상기 AP 1110이 전술한 구성요소들의 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈 1121)를 포함하도록 구현될 수 있다.

한 실시 예에 따르면, 상기 AP 1110 또는 상기 셀룰러 모듈 1121(예: CP)은 각각에 연결된 비 휘발성 메모리 또는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신한 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리할 수 있다. 또한, 상기 AP 1110 또는 상기 셀룰러 모듈 1121은 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신하거나 다른 구성요소 중 적어도 하나에 의해 생성된 데이터를 비 휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.

상기 Wi-Fi 모듈 1123, 상기 BT 모듈 1125, 상기 GPS 모듈 1127 또는 상기 NFC 모듈 1128 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 도 11에서는 셀룰러 모듈 1121, Wi-Fi 모듈 1123, BT 모듈 1125, GPS 모듈 1127 또는 NFC 모듈 1128이 각각 별개의 블록으로 도시되었으나, 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1121, Wi-Fi 모듈 1123, BT 모듈 1125, GPS 모듈 1127 또는 NFC 모듈 1128 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 통합 칩(integrated chip, IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. 예를 들면, 셀룰러 모듈 1121, Wi-Fi 모듈 1123, BT 모듈 1125, GPS 모듈 1127 또는 NFC 모듈 1128 각각에 대응하는 프로세서들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈 1121에 대응하는 커뮤니케이션 프로세서 및 Wi-Fi 모듈 1123에 대응하는 Wi-Fi 프로세서)는 하나의 SoC로 구현될 수 있다.

상기 RF 모듈 1129는 데이터의 송수신, 예를 들면, RF 신호의 송수신을 할 수 있다. 상기 RF 모듈 1129는, 도시되지는 않았으나, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter) 또는 LNA(low noise amplifier) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 RF 모듈 1129는 무선 통신에서 자유 공간상의 전자파를 송수신하기 위한 부품, 예를 들면, 도체 또는 도선 등을 더 포함할 수 있다. 도 11에서는 셀룰러 모듈 1121, Wi-Fi 모듈 1123, BT 모듈 1125, GPS 모듈 1127 및 NFC 모듈 1128이 하나의 RF 모듈 1129을 서로 공유하는 것으로 도시되어 있으나, 한 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈 1121, Wi-Fi 모듈 1123, BT 모듈 1125, GPS 모듈 1127 또는 NFC 모듈 1128 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호의 송수신을 수행할 수 있다.

상기 SIM 카드 1124는 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드일 수 있으며, 전자 장치의 특정 위치에 형성된 슬롯에 삽입될 수 있다. 상기 SIM 카드 1124는 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.

상기 메모리 1130은 내장 메모리 1132 또는 외장 메모리 1134를 포함할 수 있다. 상기 내장 메모리 1132는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예를 들면, DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등) 또는 비 휘발성 메모리(non-volatile memory, 예를 들면, OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

한 실시 예에 따르면, 상기 내장 메모리 1132는 SSD(solid state drive)일 수 있다. 상기 외장 메모리 1134는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 외장 메모리 1134는 다양한 인터페이스를 통하여 상기 전자 장치 1100과 기능적으로 연결될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치 1100은 하드 드라이브와 같은 저장 장치(또는 저장 매체)를 더 포함할 수 있다.

상기 센서 모듈 1140은 물리 량을 계측하거나 전자 장치 1100의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상기 센서 모듈 1140은, 예를 들면, 제스처 센서 1140A, 자이로 센서 1140B, 기압 센서 1140C, 마그네틱 센서 1140D, 가속도 센서 1140E, 그립 센서 1140F, 근접 센서 1140G, color 센서 1140H(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서 1140I, 온/습도 센서 1140J, 조도 센서 1140K 또는 UV(ultra violet) 센서 1140M 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 센서 모듈 1140은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), PPG 센서(photoplethysmography sensor), IR(infra-red) 센서, 홍채 센서, 또는 지문 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈 1140은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 입력 장치 1150은 터치 패널(touch panel) 1152, (디지털) 펜 센서(pen sensor) 1154, 키(key) 1156 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치 1158를 포함할 수 있다. 상기 터치 패널 1152는, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다. 또한, 상기 터치 패널 1152는 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 정전식의 경우, 물리적 접촉 또는 근접 인식이 가능하다. 상기 터치 패널 1152는 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 터치 패널 1152는 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.

상기 (디지털) 펜 센서 1154는, 예를 들면, 사용자의 터치 입력을 받는 것과 동일 또는 유사한 방법 또는 별도의 인식용 시트(sheet)를 이용하여 구현될 수 있다. 상기 키 1156는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키 또는 키패드를 포함할 수 있다. 상기 초음파(ultrasonic) 입력 장치 1158은 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치 1100에서 마이크(예: 마이크 1188)로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있는 장치로서, 무선 인식이 가능하다. 한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치 1100은 상기 통신 모듈 1120을 이용하여 이와 연결된 외부 장치(예: 컴퓨터 또는 서버)로부터 사용자 입력을 수신할 수도 있다.

상기 디스플레이 1160은 패널 1162, 홀로그램 장치 1164 또는 프로젝터 1166을 포함할 수 있다. 상기 패널 1162는, 예를 들면, LCD(liquid-crystal display) 또는 AM-OLED(active-matrix organic light-emitting diode) 등일 수 있다. 상기 패널 1162는, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent) 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 상기 패널 1162는 상기 터치 패널 1152과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 상기 홀로그램 장치 1164는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 상기 프로젝터 1166는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 스크린은, 예를 들면, 상기 전자 장치 1100의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 1160은 상기 패널 1162, 상기 홀로그램 장치 1164, 또는 프로젝터 1166를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 인터페이스 1170은, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface) 1172, USB(universal serial bus) 1174, 광 인터페이스(optical interface) 1176 또는 D-sub(D-subminiature) 1178를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 인터페이스 1170은, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스 또는 IrDA(infra-red data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.

상기 오디오 모듈 1180은 소리(sound)와 전기신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 상기 오디오 모듈 1180은, 예를 들면, 스피커 1182, 리시버 1184, 이어폰 1186 또는 마이크 1188 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

상기 카메라 모듈 1191은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시 예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈(미도시), ISP(image signal processor, 미도시) 또는 플래시 (flash, 미도시)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.

상기 전력 관리 모듈 1195은 상기 전자 장치 1100의 전력을 관리할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 전력 관리 모듈 1195은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit) 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다.

상기 PMIC는, 예를 들면, 집적회로 또는 SoC 반도체 내에 탑재될 수 있다. 충전 방식은 유선과 무선으로 구분될 수 있다. 상기 충전 IC는 배터리를 충전시킬 수 있으며, 충전기로부터의 과전압 또는 과전류 유입을 방지할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 충전 IC는 유선 충전 방식 또는 무선 충전 방식 중 적어도 하나를 위한 충전 IC를 포함할 수 있다. 무선 충전 방식으로는, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등이 있으며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로 또는 정류기 등의 회로가 추가될 수 있다.

상기 배터리 게이지는, 예를 들면, 상기 배터리 1196의 잔량, 충전 중 전압, 전류 또는 온도를 측정할 수 있다. 상기 배터리 1196는 전기를 저장 또는 생성할 수 있고, 그 저장 또는 생성된 전기를 이용하여 상기 전자 장치 1100에 전원을 공급할 수 있다. 상기 배터리 1196는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.

상기 인디케이터 1197는 상기 전자 장치 1100 혹은 그 일부(예: 상기 AP 1110)의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 상기 모터 1198은 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 전자 장치 1100은 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 상기 모바일 TV지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting) 또는 미디어 플로우(media flow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나를 구비한 전자 장치는, 접지 영역과 비 접지 영역을 포함하고 안테나 방사체에 급전하는 적어도 하나의 급전부를 포함하는 기판; 상기 전자 장치의 외형을 형성하고, 상기 안테나의 일부로 기능하는 비 분절 금속 케이스(not-segmented metal cover)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 금속 케이스와 상기 기판 사이는 비금속 영역일 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 전자 장치는 상기 접지 영역과 연결되는 디스플레이 패널을 더 포함하고, 상기 디스플레이 패널은 상기 접지 영역에 대하여 추가적인 접지 영역을 제공할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 방사체는 상기 비금속 영역에 마련되고, 상기 비 분절 금속 케이스는 적어도 하나의 지점에서 상기 접지 영역과 연결되며, 상기 비 분절 금속 케이스는 상기 안테나의 임피던스 매칭 요소(impedance matching element)로 동작할 수 있다. 또한 상기 연결은 c-클립, 포고 핀(pogo pin), 도전성 테이프 중 적어도 하나일 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 급전부는 상기 비 분절 금속 케이스에 직접 급전하고, 상기 급전된 비 분절 금속 케이스는 상기 안테나 방사체의 일부로서 동작할 수 있다. 또한 상기 전자 장치는 상기 비 분절 금속 케이스에서 확장하는 추가 방사체를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비 분절 금속 케이스는 슬릿(slit) 구조를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 비 분절 금속 케이스는 상기 전자 장치의 후면 배터리 케이스고, 이 경우 상기 전자 장치의 측면 케이스는 비금속 물질로 형성될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 비 분절 금속 케이스는 상기 전자 장치의 측면 케이스에 해당할 수 있다. 이 경우, 상기 측면 케이스는 금속 링의 형태를 가질 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 비 분절 금속 케이스는 상기 비금속 영역으로 확장하는 추가 방사체를 구비하고, 상기 추가 방사체는 상기 안테나 방사체와 커플링될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 안테나 방사체의 적어도 일부는 상기 기판에 패터닝(patterning)되고, 상기 안테나 방사체의 나머지 부분은 상기 비금속 영역에 형성될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 안테나 방사체는 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 하나 이상의 브랜치(branch) 구조를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 비금속 영역은 상기 안테나를 튜닝(tuning)하기 위해 지정된 유전율을 갖는 물질로 구성될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 비 분절 금속 케이스는 상기 기판의 상기 접지 영역과 연결되어 추가적인 접지 영역을 제공할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 상기 안테나 방사체는 튜너블 소자 또는 스위칭 소자를 구비하는 구조를 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 장치의 반사 계수를 나타낸다.

도 12에 도시된 방사 성능은, 예를 들어 도 7에 도시된 구조에 의해 구현된 결과일 수 있다. 도 12를 참조하면, 로우 밴드의 공진(M3: 824MHz 대역)은 안테나 방사체(예: 방사체 731)의 전기적 길이에 의해 확보될 수 있다. 미들 밴드의 공진(M5-M7: 1710~2170MHz)은 상기 안테나 방사체(예: 방사체 731)의 패턴 구현의 특징과 하모닉(harmonic) 성분(예를 들어, 824(M3) * 2 = 1648MHz, 유한 면적을 갖는 그라운드에서 안테나의 하모닉 공진 성분은 약 2배 근처의 주파수 대역에서 형성될 수 있음)에 의해 구현될 수 있다. 하이 밴드(M8-M9: 2500~2690MHz)의 공진은 안테나 방사체의 일 지점에서 확장하는 브랜치 구조(도 7에는 미도시)에 의해 구현될 수 있다. 도 12에 도시된 방사 성능은 하나의 포트(port)(예: 급전부 711)에서 구현될 확장하는 방사체 구조를 통해 달성될 수 있지만, 다양한 실시 예에서, 둘 이상의 포트(예: 급전부 711, 급전부 712)에서 확장하는 방사체 구조를 통해 달성될 수도 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 다양한 실시 예의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

안테나를 구비한 전자 장치에 있어서,
접지 영역과 비 접지 영역을 포함하고 안테나 방사체에 급전하는 적어도 하나의 급전부를 포함하는 기판; 및
상기 전자 장치의 외형을 형성하고, 상기 안테나의 일부로 기능하는 비 분절 금속 케이스(not-segmented metal cover)를 포함하고,
상기 금속 케이스와 상기 기판 사이는 비금속 영역인 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 접지 영역과 연결되는 디스플레이 패널을 더 포함하고,
상기 디스플레이 패널은 상기 접지 영역에 대하여 추가적인 접지 영역을 제공하는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 방사체는 상기 비금속 영역에 마련되고,
상기 비 분절 금속 케이스는 적어도 하나의 지점에서 상기 접지 영역과 연결되며,
상기 비 분절 금속 케이스는 상기 안테나의 임피던스 매칭 요소(impedance matching element)로 동작하는 전자 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연결은 c-클립, 포고 핀(pogo pin), 도전성 테이프 중 적어도 하나에 의한 연결인 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 급전부는 상기 비 분절 금속 케이스에 직접 급전하고,
상기 급전된 비 분절 금속 케이스는 상기 안테나 방사체의 일부로서 동작하는 전자 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 비 분절 금속 케이스에서 확장하는 추가 방사체를 더 포함하는 전자 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 비 분절 금속 케이스는 슬릿(slit) 구조를 포함하는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 비 분절 금속 케이스는 상기 전자 장치의 후면 배터리 케이스인 전자 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 전자 장치의 측면 케이스는 비금속 물질로 형성되는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 비 분절 금속 케이스는 상기 전자 장치의 측면 케이스에 해당하는 케이스인 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 비 분절 금속 케이스는 상기 비금속 영역으로 확장하는 추가 방사체를 구비하고,
상기 추가 방사체는 상기 안테나 방사체와 커플링되는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 안테나 방사체의 적어도 일부는 상기 기판에 패터닝(patterning)되고, 상기 안테나 방사체의 나머지 부분은 상기 비금속 영역에 형성되는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 안테나 방사체는 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 브랜치(branch) 구조를 갖는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 비금속 영역은 상기 안테나를 튜닝(tuning)하기 위해 지정된 유전율을 갖는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 비 분절 금속 케이스는 상기 기판의 상기 접지 영역과 연결되어 추가적인 접지 영역을 제공하는 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 안테나 방사체는 튜너(tuner) 또는 스위치와 함께 구성되는 전자 장치.