KR20190016251A - 안테나들 간의 간섭을 줄여 안테나 성능을 높인 전자 장치 - Google Patents

안테나들 간의 간섭을 줄여 안테나 성능을 높인 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사물 인터넷을 위하여 소형 사이즈로 구현된 전자 장치에 관한 것으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 하우징, 및 상기 하우징 내부에 위치한 기판을 포함하고, 상기 기판은, 상부면에 위치하여 통신 회로와 WiFi 용 안테나를 연결하는 상부 급전점, 하부면에 위치하여 상기 통신 회로와 셀룰러 통신용 안테나를 연결하는 하부 급전점, 상기 상부면에서 상기 하부 급전점과 중첩되도록 위치하고 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나와 연결되는 도전성 패드를 포함할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예를 더 포함할 수 있다.

Description

안테나들 간의 간섭을 줄여 안테나 성능을 높인 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE THAT REDUCES ANTENNA INTERFERENCE AND ENHANCES ANTENNA PERFORMANCE}
본 발명은 사물 인터넷을 위하여 소형 사이즈로 구현된 전자 장치에 관한 것이다.
최근, 사물 인터넷(IoT; internet of things)에 관한 기술 및 서비스에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
사물 인터넷을 이용한 서비스로는 사물 인터넷 장치를 이용한 위치 추적 서비스가 있다. 상기 위치 추적 서비스를 지원하는 장치는 스마트폰에 비해 크기가 작은 소형 사이즈로 구현되어, 위치 추적 태그의 정보, 현재 위치 정보 및 현재 시간 정보 등을 송수신하는 기능을 제공할 수 있다.
사물 인터넷 장치는, 현재 위치 정보를 송수신하기 위하여, 셀룰러 통신, 근거리 통신, 또는 GPS를 지원하는 복수의 안테나를 포함할 수 있다.
그런데, 사물 인터넷 장치는, 소형 사이즈로 구현됨에 따라, 상기 복수의 안테나들 간의 간섭 문제가 발생하여 안테나 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는, 복수의 안테나를 갖는 사물 인터넷을 위한 전자 장치에 있어서, 복수의 안테나들 간의 간섭을 줄여 안테나 성능을 향상시킬 수 있는 사물 인터넷을 위한 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 방향으로 향하는 제 1 하우징, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 및 제 2 하우징 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징, 상기 하우징 내부에 위치하고, 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면(surface), 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면을 포함하는 기판, 상기 기판과 상기 제 1 하우징 사이에 위치하고, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하는 제 1 브라켓, 및 상기 기판과 상기 제 2 하우징 사이에 위치하고, 제 3 안테나를 포함하는 제 2 브라켓을 포함하고, 상기 기판은, 통신 회로 및 상기 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 표면은, 상기 통신 회로와 연결된 제 1 급전점, 및 상기 제 1 급전점과 상기 제 1 안테나를 연결하는 제 1 연결 부재를 포함하고, 상기 제 2 표면은, 상기 통신 회로와 연결된 제 2 급전점, 상기 제 2 급전점과 상기 제 3 안테나를 연결하는 제 2 연결 부재를 포함하고, 상기 제 1 표면은, 상기 제 2 급전점과 중첩하도록 위치한 도전성 패드, 및 상기 도전성 패드와 상기 제 2 안테나를 연결하는 제 3 연결 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 하우징, 및 상기 하우징 내부에 위치한 기판을 포함하고, 상기 기판은, 상부면에 위치하여 통신 회로와 WiFi 용 안테나를 연결하는 상부 급전점, 하부면에 위치하여 상기 통신 회로와 셀룰러 통신용 안테나를 연결하는 하부 급전점, 상기 상부면에서 상기 하부 급전점과 중첩되도록 위치하고 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나와 연결되는 도전성 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는, 복수의 안테나를 갖는 사물 인터넷을 위한 전자 장치를 구현함에 있어서, 복수의 안테나들 간의 간섭을 줄여 안테나 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외형을 나타낸 예시이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 비교 예에 따른 전자 장치의 안테나의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 안테나의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 통신 모듈과 제 2 안테나의 연결 구조를 설명하기 위한 예시이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 따른 제 1 내지 제 3 안테나의 실장 구조를 설명하기 위한 예시이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 안테나 성능을 테스트한 결과이다.
도 10은 비교 예에 따른 전자 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 비교 실험한 결과이다.
도 11a 및 도 11b는 비교 예에 따른 전자 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 비교 실험한 다른 결과이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 제 2 안테나의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 VSWR 을 측정한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 제 2 안테나의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 방사 패턴을 측정한 그래프이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 표시 장치를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는, 사물 인터넷에 기반한 위치 추적 장치로서, 디스플레이를 포함하지 않을 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 표시 장치(예: 디스플레이)를 포함하지 않는 대신, 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 적어도 하나의 LED를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 LED는 전자 장치의, 충전 상태에 관한 정보, 또는 무선 통신에 관한 정보를 표시하도록, 복수의 컬러 또는 점멸 가능하도록 구성될 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 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 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 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 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 무선 통신 모듈(192), 전력 관리 모듈(188), 및 안테나 모듈(197)에 대한 블럭도(200)이다.
도 2을 참조하면, 무선 통신 모듈(192)은 MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)을 포함하고, 전력 관리 모듈(188)은 무선 충전 모듈(250)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 안테나 모듈(297)은 MST 통신 모듈(210)과 연결된 MST 안테나(297-1), NFC 통신 모듈(230)과 연결된 NFC 안테나(297-3), 및 무선 충전 모듈(250)과 연결된 무선 충전 안테나(297-5)을 포함하는 복수의 안테나들을 별도로 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 1와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.
MST 통신 모듈(210)은 프로세서(120)로부터 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 수신하고, MST 안테나(297-1)를 통해 상기 수신된 신호에 대응하는 자기 신호를 생성한 후, 상기 생성된 자기 신호를 외부의 전자 장치(102)(예: POS 장치)에 전달할 수 있다. 일실시예에 따르면, 예를 들어, MST 통신 모듈(210)은 MST 안테나(297-1)에 연결된 하나 이상의 스위치들을 포함하는 스위칭 모듈을 포함하고(미도시), 이 스위칭 모듈을 제어하여 MST 안테나(297-1)에 공급되는 전압 또는 전류의 방향을 변경할 수 있다. 이는 MST 안테나(297-1)를 통해 송출되어, 예를 들면, 무선 근거리 통신(198)을 통해 외부의 전자 장치(102)에 전달되는 자기 신호(예: 자기장)의 방향을 변경할 수 있다. 방향이 변경된 상태로 전달된 자기 신호는 마그네틱 카드가 전자 장치(102)의 카드 리더기에 읽히면서(swiped) 발생하는 자기장과 유사한 형태 및 효과를 야기할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(102) 에서 상기 자기 신호의 형태로 수신된 결제 관련 정보 및 제어 신호는, 예를 들면, 네트 워크(199)를 통해 결제 서버(예: 서버(108))로 송신될 수 있다.
NFC 통신 모듈(230)은 프로세서(120)로부터 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 획득하고, 상기 획득된 신호를 NFC 안테나(297-3)를 통해 외부의 전자 장치(102)로 송신할 수 있다. 일실시예에 따르면, NFC 통신 모듈(230)은, NFC 안테나(297-3)을 통하여 외부의 전자 장치(102)로부터 송출된 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 수신할 수 있다.
무선 충전 모듈(250)은 무선 충전 안테나(297-5)를 통해 외부의 전자 장치(102)(예: 휴대폰 또는 웨어러블 디바이스)로 전력을 무선으로 송신하거나, 또는 외부의 전자 장치(102)(예: 무선 충전 장치)로부터 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 무선 충전 모듈(250)은, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식을 지원할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5) 중 일부 안테나들은 방사부의 적어도 일부를 서로 공유할 수 있다. 예를 들면, MST 안테나(297-1)의 방사부는 NFC 안테나(297-3) 또는 무선 충전 안테나(297-5)의 방사부로 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5)가 방사부의 적어도 일부 영역을 공유하는 경우, 안테나 모듈(297)은 무선 통신 모듈(192)(예: MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)) 또는 전력 관리 모듈(예: 무선 충전 모듈(250))의 제어에 따라 안테나들(297-1, 297-3, 또는 297-3)의 적어도 일부를 선택적으로 연결 또는 분리(예: open)하기 위한 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 무선 충전 기능을 사용하는 경우, NFC 통신 모듈(230) 또는 무선 충전 모듈(250)은 상기 스위칭 회로를 제어함으로써 NFC 안테나(297-3) 및 무선 충전 안테나(297-5)에 의해 공유된 방사부의 적어도 일부 영역을 일시적으로 NFC 안테나(297-3)와 분리하고 무선 충전 안테나(297-5)와만 연결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210), NFC 통신 모듈(230), 또는 무선 충전 모듈(250)의 적어도 일부 기능은 외부의 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 제어될 수 있다. 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)의 지정된 기능(예: 결제 기능)들은 신뢰된 실행 환경(trusted execution environment, TEE)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 신뢰된 실행 환경(TEE)은, 예를 들면, 상대적으로 높은 수준의 보안이 필요한 기능(예: 금융 거래, 또는 개인 정보 관련 기능)을 수행하기 위해 메모리(130)의 적어도 일부 지정된 영역이 할당되고, 이 지정된 영역에 대한 접근은, 예를 들면, 접근 주체 또는 실행하는 어플리케이션에 따라 구분하여 제한적으로 허용되는 실행 환경일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제 1 방향으로 향하는 제 1 하우징, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 및 제 2 하우징 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징, 상기 하우징 내부에 위치하고, 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면(surface), 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면을 포함하는 기판(예: 610), 상기 기판(610)과 상기 제 1 하우징 사이에 위치하고, 제 1 안테나(예: 645) 및 제 2 안테나(예: 635)를 포함하는 제 1 브라켓, 및 상기 기판(610)과 상기 제 2 하우징 사이에 위치하고, 제 3 안테나(예: 625)를 포함하는 제 2 브라켓을 포함하고, 상기 기판(610)은, 통신 회로(예: 190) 및 상기 통신 회로(190)와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 표면은, 상기 통신 회로(190)와 연결된 제 1 급전점(예: 641), 및 상기 제 1 급전점(641)과 상기 제 1 안테나(645)를 연결하는 제 1 연결 부재를 포함하고, 상기 제 2 표면은, 상기 통신 회로(190)와 연결된 제 2 급전점(예: 621), 상기 제 2 급전점(621)과 상기 제 3 안테나(625)를 연결하는 제 2 연결 부재를 포함하고, 상기 제 1 표면은, 상기 제 2 급전점(621)과 중첩하도록 위치한 도전성 패드(예: 631), 및 상기 도전성 패드(631)와 상기 제 2 안테나(635)를 연결하는 제 3 연결 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 안테나(645)는, WiFi 용 주파수 신호를 송수신하도록 구성되고, 상기 제 2 안테나(635)는, GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 3 안테나(625)는, 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 급전점(641) 및 상기 제 2 급전점(621)은, 상기 제 1 표면 또는 상기 제 2 표면 위에서 볼 때, 서로 반대편에 위치할 수 있다. 상기 제 1 안테나(645)는 제 1 브라켓의 측면에 위치하고, 상기 제 2 안테나(635)는 제 1 방향으로 향하는 상기 제 1 브라켓의 상부면에 위치할 수 있다. 상기 제 2 안테나(635)는, 상기 제 1 브라켓의 상부면 중에서 상기 제 1 안테나(645)와 상대적으로 이격된 부분에 형성될 수 있다. 상기 제 2 안테나(635)는, 반원 형태를 가질 수 있다. 상기 제 2 안테나(635)는, 나선형 형태를 가질 수 있다. 상기 제 2 안테나(635)는, 제 3 연결 부재와 연결된 상기 제 1 브라켓의 상부면의 일측 외곽 부분으로부터 나선형으로 감아져서 끝부분이 상기 제 1 브라켓의 상부면의 중심부에 위치할 수 있다. 상기 제 2 안테나(635)는, 제 3 연결 부재와 연결된 상기 제 1 브라켓의 상부면의 일측으로부터 나선형으로 감아져서 상기 제 1 브라켓의 상부면의 중심부까지 연장되는 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 브라켓의 상부면의 타측 외곽 부분까지 연장되는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 상기 제 3 안테나(625)는 제 2 브라켓의 측면에 위치하고, 상기 제 1 표면 또는 상기 제 2 표면 위에서 볼 때, 상기 제 1 안테나(645)의 반대편에 위치할 수 있다. 상기 셀룰러 통신은 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), Cat-1, Cat-M1, NB-IoT 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 통신 회로(190)는, 상기 제 2 급전점(621)과 상기 도전성 패드(631) 사이의 커패시턴스에 의해 상기 제 2 안테나(635)와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 하우징, 및 상기 하우징 내부에 위치한 기판(예: 610)을 포함하고, 상기 기판(610)은, 상부면에 위치하여 통신 회로(예: 190)와 WiFi 용 안테나(예: 645)를 연결하는 상부 급전점(예: 641), 하부면에 위치하여 상기 통신 회로(190)와 셀룰러 통신용 안테나(예: 625)를 연결하는 하부 급전점(예: 621), 상기 상부면에서 상기 하부 급전점과 중첩되도록 위치하고 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나(예: 635)와 연결되는 도전성 패드(예: 631)를 포함할 수 있다. 상기 WiFi 용 안테나(645)와 상기 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나(635)는, 상기 하우징 내부에서 상기 기판(610)의 상부면과 마주보도록 위치한 상부 브라켓에 형성되고, 상기 셀룰러 통신용 안테나(625)는, 상기 하우징 내부에서 상기 기판(610)의 하부면과 마주보도록 위치한 하부 브라켓에 형성될 수 있다. 상기 WiFi 용 안테나(645)는 상기 상부 브라켓의 측면에 형성되고, 상기 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나(635)는 상기 상부 브라켓의 상부면의 적어도 일부에 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 외형을 나타낸 예시이다. 일 실시예에 따르면, 도 3의 (a)는 전자 장치(101)의 전면을 나타낸 예시도이고, 도 3의 (b)는 전자 장치(101)의 배면을 나타낸 예시도일 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)는, 현재 위치 정보를 송수신하기 위한 사물 인터넷 장치일 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 사물 인터넷을 지원하기 위한 것으로, 휴대가 간편하도록 가로 폭(301) 및 세로 폭(302) 각각이 약 40 mm 내지 약 60 mm 의 크기를 갖는 장치일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 분해 사시도이다. 일 실시예에 따르면, 도 4는 도 3에 도시된 전자 장치를 분해한 사시도일 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)는, 하우징(412, 414), 기판(420), 브라켓(432, 434), 배터리(440), 또는 조작 키(450)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(412, 414)은 제 1 방향(예: 도 4에서 상측 방향)으로 향하는 제 1 하우징(412), 제 1 방향과 반대인 제 2 방향(예: 도 4에서 하측 방향)으로 향하는 제 2 하우징(414), 및 제 1 및 제 2 하우징(412, 414) 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 하우징(412)은 상부 하우징이고, 제 2 하우징(414)은 하부 하우징일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 구성 요소들(예: 기판(420), 브라켓(432, 434), 배터리(432, 434), 또는 조작 키(450))은 하우징(412, 414) 내부에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(420)은 하우징(412, 414) 내부에 위치할 수 있다. 예를 들면, 기판(420)은 제 1 하우징(412)과 제 2 하우징(414) 사이에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(420)은 PCB(printed circuit board) 또는 FPCB(flexible printed circuit board) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(420)은 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면(surface), 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 표면은 기판(420)의 상부면이고, 제 2 표면은 기판(420)의 하부면일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(420)은 통신 모듈(190)과, 통신 모듈(190)과 전기적으로 연결된 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은, 제 1 안테나(예: 645, 도 6 참조)를 통해 WiFi 용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 1 통신 모듈, 제 2 안테나(예: 635, 도 6 참조)를 통해 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 신호를 수신하기 위한 제 2 통신 모듈, 또는 제 3 안테나(예: 625, 도 6 참조)를 통해 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 3 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 내지 제 3 통신 모듈은 단일로 구성되거나 적어도 일부가 별도로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀룰러 통신은 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), Cat-1, Cat-M1, NB-IoT 중 적어도 하나일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 내지 제 3 안테나는 브라켓에 형성될 수 있다. 제 1 내지 제 3 안테나(645, 635, 625)의 위치 및 형태는 도 5 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 후술한다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 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. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는, 통신 모듈(190)의 급전을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 기판(420)에 형성된 급전점(예: 621, 도 6 참조)을 통해 제 1 내지 제 3 안테나(645, 635, 625)에 전기적 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(190)은, 제 1 내지 제 3 안테나(645, 635, 625)에 전류를 공급(feeding)하고, 제 1 내지 제 3 안테나(645, 635, 625)로부터 전류를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 브라켓(432, 434)은 상기 기판(420)과 상기 제 1 하우징(412) 사이에 위치한 제 1 브라켓(432), 상기 기판(420)과 상기 제 2 하우징(414) 사이에 위치한 제 2 브라켓(434)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 브라켓(432)은 상부 브라켓이고, 제 2 브라켓(434)은 하부 브라켓일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 브라켓은 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 브라켓(432)은 제 1 안테나(645) 및 제 2 안테나(635)를 포함하고, 제 2 브라켓(434)은 제 3 안테나(625)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 브라켓(432, 434)에 형성된 안테나들(645, 635, 625)은 연결 부재(예: 633, 도 6 참조)를 통해 기판(420)에 위치한 급전점(예: 641, 621)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(440)는 기판(420)과 제 2 브라켓(434) 사이에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(440)는, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 조작 키(450)는, 제 1 하우징(412)과 제 1 브라켓(432) 사이에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 조작 키(450)는, 전자 장치(101)를 조작하기 위한 사용자 조작 버튼일 수 있다. 예를 들면, 조작 키(450)는, 물리 버튼 타입으로 구성되어 사용자의 푸시 입력을 감지하고, 사용자의 푸시 입력이 감지되면 푸시 정보를 프로세서(120)에게 전송할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 조작 키(450)를 포함하지 않을 수 있다.
도 5는 비교 예에 따른 전자 장치의 안테나의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 비교 예에 따른 전자 장치는, 기판(510)의 상부에 WiFi 용 주파수 신호를 송수신함과 아울러 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 신호를 수신하기 위한 제 1 안테나(535)가 위치하고, 기판(510)의 하부에 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 2 안테나(525)가 위치한다. 또한, 비교 예에 따른 전자 장치는, 기판(510)의 상부면에 제 1 안테나(535)와 연결되는 제 1 급전점(531) 및 제 1 그라운드(533)가 위치하고, 기판(510)의 하부면에 제 2 안테나(525)와 연결되는 제 2 급전점(521) 및 제 2 그라운드(523)가 위치한다.
도 5와 같은, 비교 예에 따른 전자 장치는, 식별번호 540 에 나타낸 바와 같이, 제 1 안테나(535)의 일부와 제 2 안테나(525)의 일부가 서로 중첩됨에 따라 상호 간섭 문제가 발생하고 성능 저하가 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 안테나의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)는 도 5에 도시한 바와 같은 비교 예에 따른 전자 장치의 안테나 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(610)의 상부에는 WiFi 용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 1 안테나(645)와, GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 신호를 수신하기 위한 제 2 안테나(635)가 위치하고, 기판(610)의 하부에는 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 3 안테나(625)가 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(610)의 상부면(예: 제 1 표면)에는 제 1 안테나(645)와 연결되는 제 1 급전점(641) 및 제 1 그라운드(643)가 위치하고, 기판(610)의 하부면(예: 제 2 표면)에는 제 3 안테나(625)와 연결되는 제 2 급전점(621) 및 제 2 그라운드(623)가 위치할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 기판(610)의 상부면이 제 2 급전점(621)과 중첩되는 도전성 패드(631)를 포함하고, 상기 도전성 패드(631)는, 연결 부재(예: 633)를 통해 제 3 안테나(625)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 안테나 내지 제 3 안테나(645, 635, 625) 각각은 제 1 내지 제 3 연결 부재 각각에 의해 기판(610)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 제 1 안테나(645)는 제 1 연결 부재를 통해 제 1 급전점(641)과 연결되고, 제 3 안테나(625)는 제 2 연결 부재를 통해 제 2 급전점(621)과 연결되고, 제 2 안테나(635)는 제 3 연결 부재(633)를 통해 도전성 패드(631)와 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 내지 제 3 연결 부재 각각은 탄성력을 갖는 핀(예: C-클립(clip))일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 급전점(641) 및 상기 제 2 급전점(621)은, 기판(610)을 상기 제 1 표면 또는 상기 제 2 표면 위에서 볼 때, 서로 반대편에 위치할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 통신 모듈(190)과 제 2 안테나(635)의 연결 구조를 설명하기 위한 예시이다. 일 실시예에 따르면, 도 7a는 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 3 안테나(예: 625)의 급전점을 나타낸 기판(예: 610) 하면의 일부이고, 도 7b는 제 3 안테나(625)의 급전점에 대응하는 기판(610) 상면의 일부일 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 기판(610)의 하면에는 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 2 급전점(621)이 형성되고, 상기 제 2 급전점(621)에 대응하는 기판(610)의 상면에는 도전성 패드(631)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판(610)의 상면 또는 하면을 관통하는 방향을 Z축 방향이라고 정의한다면, 제 2 급전점(621)의 적어도 일부와, 도전성 패드(631)의 적어도 일부는 상기 Z축 방향의 동일한 선상에 위치하고, 상기 제 2 급전점(621)의 적어도 일부 및 상기 도전성 패드(631)의 적어도 일부의 사이에는 기판(610)이 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 2 급전점(621)과 도전성 패드(631)는 기판(610)을 사이에 두고 물리적으로는 이격되지만, 상기 제 2 급전점(621)과 상기 도전성 패드(631) 사이의 커패시턴스에 의해 전기적으로는 연결될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는, 제 2 급전점(621)과 중첩되지만 물리적으로는 이격되도록 도전성 패드(631)를 배치하고, 제 2 급전점(621)과 도전성 패드(631) 사이의 커패시턴스에 의한 커플링 효과를 이용하여 통신 모듈(예: 190)이 제 3 안테나(625)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제 3 안테나(625)는 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 신호를 수신하여 전류를 발생하고, 제 3 안테나(625)가 발생한 전류는 제 2 급전점(621)과 도전성 패드(631) 사이의 커플링 효과에 의해 통신 모듈(190)로 전달될 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 제 2 급전점(621)과 도전성 패드(631) 사이에는 적어도 하나의 구성요소가 더 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 구성요소는, 예를 들면, 적어도 하나의 비도전성 물질, 또는 에어 갭을 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 따른 제 1 내지 제 3 안테나(625)의 실장 구조를 설명하기 위한 예시이다. 일 실시예에 따르면, 도 8a는 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)를 상측면에서 바라본 사시도이고, 도 8b는 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)를 하측면에서 바라본 사시도일 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 1 브라켓(예: 432)의 측면에 제 1 안테나(645)가 형성되고, 제 1 브라켓(432)의 상부면에 제 2 안테나(635)가 형성되고, 제 2 브라켓(예: 434)의 측면에 제 3 안테나(625)가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 안테나(645) 및 제 3 안테나(625) 각각은, λ/4 길이의 안테나(예: IFA(Inverted-F Antenna)) 형태를 갖도록 구성되고, 제 2 안테나(635)는 평면 타입으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 안테나(645) 및 제 3 안테나(625)는 제 1 브라켓(432) 또는 제 2 브라켓(434)의 측면을 따라 형성되고, 상호 간의 간섭을 줄이기 위하여 중첩되는 부분을 최소화하도록 위치할 수 있다. 예를 들면, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제 1 안테나(645)의 일부와 제 3 안테나(625)의 일부는 브라켓(432, 434)의 측면들 중에서 1개의 측면에서 일부 영역에서만 서로 중첩되고 나머지 부분은 중첩되지 않을 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 설계 변경을 통해, 제 1 안테나(645) 및 제 3 안테나(625)는 브라켓(432, 434)의 모든 측면에서 서로 중첩되지 않을 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 안테나(635)는 제 1 브라켓(432)의 상부면을 덮는 평면 타입으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 안테나(635)는, 반원 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 2 안테나(635)는 제 3 연결 부재(633)와 연결된 반원 형태를 갖고, 제 1 브라켓(432)의 상부면 중에서 제 1 안테나(645)와 상대적으로 이격된 부분에 위치할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제 2 안테나(635)의 형태는 반원 형태 이외에도 타원형, 또는 다각형 등과 같이 다양하게 변경될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 제 2 안테나(635)는 제 1 안테나(645)와 마찬가지로 제 1 브라켓(432)의 측면에 형성되고, λ/4 길이의 안테나(예: IFA(Inverted-F Antenna)) 형태를 갖도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 안테나 성능을 테스트한 결과이다. 일 실시예에 따르면, 도 9는 GPS 용 제 2 안테나(635)를 기판(610)의 급전점과 직접적으로 연결하지 않고서도 제어할 수 있는지 테스트한 결과일 수 있다. 예를 들면, 도 9는 제 2 안테나(635)와는 물리적으로 이격된 제 2 급전점(621)에 전류를 공급하였을 때, 시간 경과에 따른 제 2 안테나(635)의 방사 형태를 측정한 결과일 수 있다.
도 9를 참조하면, 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하기 위한 제 2 급전점(621)에 전류를 공급한 경우, 제 2 급전점(621)과 상기 도전성 패드(631) 사이의 커패시턴스에 제 2 안테나(635)가 커플링되고 따라서 제 2 안테나(635)에 의해 방사 패턴이 형성됨을 알 수 있다.
도 10은 비교 예에 따른 전자 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)를 비교 실험한 결과이다.
도 10을 참조하면, 비교 예에 따른 전자 장치의 안테나의 성능 측정 그래프(1001)와 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)의 안테나 성능 측정 그래프(1002)를 비교해 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 대역인 1.4 GHz 내지 1.7 GHz에서 방사 효율이 더 뛰어난 것을 알 수 있다. 이는, 멀티 밴드 안테나를 지원하는 전자 장치(101)에 있어서, 본 발명의 전자 장치(101)가 비교 예에 따른 전자 장치에 비하여 안테나들 간의 간섭이 줄어들었음을 간접적으로 증명하는 것일 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 비교 예에 따른 전자 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)를 비교 실험한 다른 결과이다. 일 실시예에 따르면, 도 11a는 비교 예에 따른 전자 장치의 VSWR(voltage standing wave ratio: 전압 정재파 비)를 측정한 그래프이고, 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)의 VSWR 을 측정한 그래프일 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 비교 예에 따른 전자 장치의 VSWR (1101)과 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 VSWR(1102)을 비교해 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 식별번호 1100과 같이, GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 대역인 1.4 GHz 내지 1.7 GHz에서 폴링이 확연하게 발생되는 것을 알 수 있다. 이는, 멀티 밴드 안테나를 지원하는 전자 장치(101)에 있어서, 본 발명의 전자 장치(101)가 비교 예에 따른 전자 장치에 비하여 안테나들 간의 간섭이 줄어들었음을 간접적으로 증명하는 것일 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)의 제 2 안테나(635)의 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(101)의 VSWR 을 측정한 그래프이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)는 제 2 안테나(예: 635)는 제 1 브라켓(432)의 상부면을 덮는 평면 타입으로 구성되고, 나선형으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 안테나(635)는, 제 3 연결 부재(1210)와 연결된 상기 제 1 브라켓(예: 432)의 상부면의 일측 외곽 부분(1220)으로부터 나선형으로 감아져서 끝부분이 상기 제 1 브라켓(432)의 상부면의 중심부(1230)에 위치하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(101)는 제 2 안테나(635)가 나선형으로 구성됨에 따라 전자 장치(101)의 방사 패턴을 특정 방향(예: 전자 장치(101)의 상측 방향)으로 집중되도록 유도할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(101)의 성능을 테스트해본 결과, 도 13에 도시된 바와 같이, GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 대역인 1.575 GHz 또는 1.850 GHz에서 폴링이 보다 확연해진 것을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)의 제 2 안테나(635)의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)는 제 2 안테나(예: 635)는 제 1 브라켓(예: 432)의 상부면을 덮는 평면 타입으로 구성되고, 나선형으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 안테나(635)는, 상기 제 2 안테나(635)는, 제 3 연결 부재(1410)와 연결된 상기 제 1 브라켓(432)의 상부면의 일측으로부터 나선형으로 감아져서 상기 제 1 브라켓(432)의 상부면의 중심부까지 연장되는 제 1 부분(1420), 및 상기 제 1 부분(1420)과 연결되고 상기 제 1 브라켓(432)의 상부면의 중심부로터 상기 제 1 브라켓(432)의 상부면의 타측 외곽 부분까지 연장되는 제 2 부분(1430)을 포함할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)의 방사 패턴을 측정한 그래프이다. 일 실시예에 따르면, 도 15는 도 12 또는 도 14에 도시한 바와 같은 제 2 안테나(예: 635)를 갖는 전자 장치(예: 101)의 방사 패턴을 측정한 그래프일 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(예: 101)는, 안테나의 방사 패턴이 Omni 한 형태가 아니고, 특정 방향으로 집중된 것을 알 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(101)의 방사 패턴은, 전자 장치(101)의 제 1 방향에 비하여 제 1 방향에 반대편인 제 2 방향으로 집중되는 것을 알 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 방사 패턴은 제 2 안테나(예: 635)를 나선형으로 구성함에 따라 Omni 한 방향이 아닌 특정 방향에 집중되도록 할 수 있고, 따라서 안테나의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 전자 장치(101)는 휴대용 장치로서, 자전거의 핸들, 또는 실내의 벽과 같은 장소에 부착할 수 있도록 구성될 수 있는데, 안테나의 방사 패턴이 Omni 한 방향이 아닌 특정 방향에 집중되도록 함으로써 안테나 성능을 더 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예는, 본 발명의 다양한 실시 예는, 복수의 안테나를 갖는 사물 인터넷을 위한 전자 장치를 구현함에 있어서, 복수의 안테나들 간의 간섭을 줄여 안테나 성능을 향상시킬 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰, 또는 위치 추적을 위한 IoT 장치), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 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", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 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 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. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다. 본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
100: 전자 장치
120: 프로세서
130: 메모리
160: 표시 장치

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제 1 방향으로 향하는 제 1 하우징, 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 하우징, 및 상기 제 1 및 제 2 하우징 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 측면 부재를 포함한 하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 제 1 방향으로 향하는 제 1 표면(surface), 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 향하는 제 2 표면을 포함하는 기판;
    상기 기판과 상기 제 1 하우징 사이에 위치하고, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하는 제 1 브라켓; 및
    상기 기판과 상기 제 2 하우징 사이에 위치하고, 제 3 안테나를 포함하는 제 2 브라켓을 포함하고;
    상기 기판은, 통신 회로 및 상기 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고;
    상기 제 1 표면은, 상기 통신 회로와 연결된 제 1 급전점, 및 상기 제 1 급전점과 상기 제 1 안테나를 연결하는 제 1 연결 부재를 포함하고;
    상기 제 2 표면은, 상기 통신 회로와 연결된 제 2 급전점, 상기 제 2 급전점과 상기 제 3 안테나를 연결하는 제 2 연결 부재를 포함하고,
    상기 제 1 표면은, 상기 제 2 급전점과 중첩하도록 위치한 도전성 패드, 및 상기 도전성 패드와 상기 제 2 안테나를 연결하는 제 3 연결 부재를 더 포함하는, 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나는, WiFi 용 주파수 신호를 송수신하도록 구성되고,
    상기 제 2 안테나는, GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 주파수 신호를 수신하도록 구성되고,
    상기 제 3 안테나는, 셀룰러 통신용 주파수 신호를 송수신하도록 구성되는, 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 급전점 및 상기 제 2 급전점은, 상기 제 1 표면 또는 상기 제 2 표면 위에서 볼 때, 서로 반대편에 위치하는, 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나는 제 1 브라켓의 측면에 위치하고,
    상기 제 2 안테나는 제 1 방향으로 향하는 상기 제 1 브라켓의 상부면에 위치하는, 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나는, 상기 제 1 브라켓의 상부면 중에서 상기 제 1 안테나와 상대적으로 이격된 부분에 형성되는, 전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나는, 반원 형태를 갖는, 전자 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나는, 나선형 형태를 갖는, 전자 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나는, 제 3 연결 부재와 연결된 상기 제 1 브라켓의 상부면의 일측 외곽 부분으로부터 나선형으로 감아져서 끝부분이 상기 제 1 브라켓의 상부면의 중심부에 위치하는, 전자 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나는, 제 3 연결 부재와 연결된 상기 제 1 브라켓의 상부면의 일측으로부터 나선형으로 감아져서 상기 제 1 브라켓의 상부면의 중심부까지 연장되는 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 브라켓의 상부면의 타측 외곽 부분까지 연장되는 제 2 부분을 포함하는, 전자 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 안테나는 제 2 브라켓의 측면에 위치하고, 상기 제 1 표면 또는 상기 제 2 표면 위에서 볼 때, 상기 제 1 안테나의 반대편에 위치하는, 전자 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀룰러 통신은 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), Cat-1, Cat-M1, NB-IoT 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 통신 회로는,
    상기 제 2 급전점과 상기 도전성 패드 사이의 커패시턴스에 의해 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  13. 전자 장치에 있어서,
    하우징; 및
    상기 하우징 내부에 위치한 기판을 포함하고;
    상기 기판은, 상부면에 위치하여 통신 회로와 WiFi 용 안테나를 연결하는 상부 급전점, 하부면에 위치하여 상기 통신 회로와 셀룰러 통신용 안테나를 연결하는 하부 급전점, 상기 상부면에서 상기 하부 급전점과 중첩되도록 위치하고 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나와 연결되는 도전성 패드를 포함하는, 전자 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 WiFi 용 안테나와 상기 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나는, 상기 하우징 내부에서 상기 기판의 상부면과 마주보도록 위치한 상부 브라켓에 형성되고,
    상기 셀룰러 통신용 안테나는, 상기 하우징 내부에서 상기 기판의 하부면과 마주보도록 위치한 하부 브라켓에 형성되는, 전자 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 WiFi 용 안테나는 상기 상부 브라켓의 측면에 형성되고,
    상기 GNSS(global navigation satellite system) 또는 GPS(global positioning system) 용 안테나는 상기 상부 브라켓의 상부면의 적어도 일부에 형성되는, 전자 장치.
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