KR20190098529A - 다중 급전을 이용한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징과, 상기 제2플레이트와 평행한 적어도 하나의 플래인을 포함하는 안테나 구조로써, 상기 안테나 구조는, 상기 플래인에 배치되는 제1엘리먼트와, 상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제1엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제2엘리먼트와, 상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제2엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제3엘리먼트, 상기 제2엘리먼트는 상기 제1엘리먼트와 상기 제3엘리먼트 사이에 배치되고, 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1엘리먼트에 연결되는 제1전기적 경로와, 상기 제2엘리먼트상의 제1지점에 연결되는 제2전기적 경로, 상기 제1지점은 상기 제3엘리먼트보다 제1엘리먼트에 가까우며, 상기 제2엘리먼트상의 제2지점에 연결되는 제3전기적 경로, 상기 제2지점은 상기 제1엘리먼트보다 제3엘리먼트에 가까우며, 상기 제3엘리먼트에 연결되는 제4전기적 경로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1지점에서의 제1신호와 상기 제2지점에서의 제2신호간의 위상차(phase difference)를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.

Description

다중 급전을 이용한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치{ANTENNA USING MULTI-FEEDING AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명의 다양한 실시예들은 다중 급전(multi-feeding)을 이용한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전에 따라 전자 장치(예: 통신용 전자 장치)는 일상 생활에 보편적으로 사용되고 있으며, 이로 인한 컨텐츠 사용이 기하급수적으로 증가되고 있는 추세이다. 이러한 컨텐츠 사용의 급속한 증가에 의해 네트워크 용량은 점차 한계에 도달하고 있으며, low latency 데이터 통신이 요구됨에 따라 차세대 무선 통신 기술(예: 5G 통신) 또는 WIGIG(wireless gigabit alliance)(예: 802.11AD) 등의 고속 무선 통신 기술이 개발되고 있다.
차세대 무선 통신 기술은 실질적으로 20GHz 이상의 밀리미터웨이브(millimeter wave)가 사용될 수 있으며, 주파수 특성상 높은 자유 공간 손실을 극복하고, 안테나의 이득을 높이기 위하여 복수의 안테나 엘리먼트가 일정 간격으로 배열된 어레이 구조를 사용할 수 있다. 이러한 어레이 안테나는 단위 안테나 엘리먼트의 개수가 증가할수록 이득은 증가하지만 안테나의 부피가 증가하여 전자 장치에 실장할 경우, 어려움이 있을 수 있다.
안테나의 부피를 줄이기 위하여, 안테나 엘리먼트들 사이의 간격을 줄임으로써 안테나 전자 부피를 감소시킬 수 있다. 그러나 이러한 방법은 안테나 엘리먼트 사이의 간격이 줄어듦으로써 상호 간섭이 증가되어 안테나의 전체 이득이 감소될 수 있다. 또한, 안테나 엘리먼트를 기판의 여러면에 실장하여 안테나 엘리먼트의 개수를 유지하면서 크기를 감소시킬 수 있으나, 서로 다른 방향으로 지향성을 가지기 때문에 보강 간섭에 의한 어레이 안테나의 효과를 얻기 힘들다.
본 발명의 다양한 실시예들은 다중 급전을 이용한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 안테나의 이득 저하를 감소시키면서 실장 공간을 줄일 수 있는 다중 급전을 이용한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징과, 상기 제2플레이트와 평행한 적어도 하나의 플래인을 포함하는 안테나 구조로써, 상기 안테나 구조는, 상기 플래인에 배치되는 제1엘리먼트와, 상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제1엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제2엘리먼트와, 상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제2엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제3엘리먼트, 상기 제2엘리먼트는 상기 제1엘리먼트와 상기 제3엘리먼트 사이에 배치되고, 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1엘리먼트에 연결되는 제1전기적 경로와, 상기 제2엘리먼트상의 제1지점에 연결되는 제2전기적 경로, 상기 제1지점은 상기 제3엘리먼트보다 제1엘리먼트에 가까우며, 상기 제2엘리먼트상의 제2지점에 연결되는 제3전기적 경로, 상기 제2지점은 상기 제1엘리먼트보다 제3엘리먼트에 가까우며, 상기 제3엘리먼트에 연결되는 제4전기적 경로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1지점에서의 제1신호와 상기 제2지점에서의 제2신호간의 위상차(phase difference)를 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트, 상기 제2플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징과, 상기 제1플레이트에 평행하게 배치되는 적어도 하나의 플래인을 포함하고, 상기 플레인에 배치되는 제1안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 구조 및 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1안테나 엘리먼트상의 서로 이격된 복수의 지점들 각각에 전기적으로 연결되는 전기적 경로들을 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 복수의 지점들에서 적어도 두 개의 신호들 중 적어도 하나의 위상차를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 동일 개수의 급전 포트를 유지하면서 다중 급전을 통하여 안테나 엘리먼트의 개수를 줄임으로써, 이득 저하를 최소화하고 안테나의 전체 부피를 감소시켜 전자 장치의 부피를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 2a의 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 5G 통신을 지원하는 전자 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 4a의 통신 장치의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 4a의 통신 장치의 전계 분포를 도시한 도면이다.
도 4d 내지 도 4f는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 다양한 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 7a의 통신 장치의 급전 구조를 도시한 구성도이다.
도 7c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 급전 구조를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 7의 통신 장치의 방사 패턴과 종래 통신 장치의 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 9a는 종래 기술에 따른 3개의 안테나 엘리먼트에 각각 단일 급전된 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이다.
도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 7의 통신 장치의 방사 패턴을 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10h는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 스위칭 장치를 이용하여 다중 급전된 통신 장치를 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 서로 다른 형태로 배치된 도전성 엘리먼트들이 다중 급전을 통해 안테나 어레이로 형성된 통신 장치를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 사시도이다.
도 13a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 12의 통신 장치의 제1안테나(A1)의 구성을 도시한 구성도이다.
도 13b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 13a의 라인 A-A'에서 바라본 제1안테나의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 12의 통신 장치의 제5안테나(A5) 및 제7안테나(A7)의 구성을 도시한 부분 사시도이다.
도 14b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 14a의 라인 B-B'에서 바라본 제2안테나의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 다양한 급전 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 구성도이다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 16의 제2안테나 어레이 및 제4안테나 어레이의 급전 구조를 도시한 도면이다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 16의 제3안테나 어레이 및 제5안테나 어레이의 다양한 급전 구조를 도시한 도면이다.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 배치를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 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), 또는 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, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
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 실행) 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. 일실시예에 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 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 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 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 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 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 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 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 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. 일실시예에 따르면, 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. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 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 직접(예: 유선) 통신 채널 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 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 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 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 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. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제 1 네트워크 198 또는 제 2 네트워크 199와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 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), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", “A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 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, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 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 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치(200)의 전면의 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 1의 모바일 전자 장치(200)의 후면의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 모바일 전자 장치(200)는, 제 1 면(또는 전면)(210A), 제 2 면(또는 후면)(210B), 및 제 1 면(210A) 및 제 2 면(210B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(210C)을 포함하는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 제 1 면(210A), 제 2 면(210B) 및 측면(210C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(210A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(202)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(210B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(211)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(211)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(210C)은, 전면 플레이트(202) 및 후면 플레이트(211)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 “측면 부재”)(218)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(211) 및 측면 베젤 구조(218)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(202)는, 상기 제 1 면(210A)으로부터 상기 후면 플레이트(211) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(210D)들을, 상기 전면 플레이트(202)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 2b 참조)에서, 상기 후면 플레이트(211)는, 상기 제 2 면(210B)으로부터 상기 전면 플레이트(202) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(210E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(202) (또는 상기 후면 플레이트(211))가 상기 제 1 영역(210D)들 (또는 상기 제 2 영역(210E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제 1 영역(210D)들 또는 제 2 영역(210E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(200)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(218)는, 상기와 같은 제 1 영역(210D) 또는 제 2 영역(210E)이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께 (또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역(210D) 또는 제 2 영역(210E)을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는, 디스플레이(201), 오디오 모듈(203, 207, 214), 센서 모듈(204, 216, 219), 카메라 모듈(205, 212, 213), 키 입력 장치(217), 발광 소자(206), 및 커넥터 홀(208, 209) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(200)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(217), 또는 발광 소자(206))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(201)는, 예를 들어, 전면 플레이트(202)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(210A), 및 상기 측면(210C)의 제 1 영역(210D)을 형성하는 전면 플레이트(202)를 통하여 상기 디스플레이(201)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(201)의 모서리를 상기 전면 플레이트(202)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(201)의 외곽과 전면 플레이트(202)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(214), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205), 및 발광 소자(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(214), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205), 지문 센서(216), 및 발광 소자(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(204, 219)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(217)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(210D), 및/또는 상기 제 2 영역(210E)에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(203, 207, 214)은, 마이크 홀(203) 및 스피커 홀(207, 214)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(203)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(207, 214)은, 외부 스피커 홀(207) 및 통화용 리시버 홀(214)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(207, 214)과 마이크 홀(203)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(207, 214) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예 : 피에조 스피커).
센서 모듈(204, 216, 219)은, 전자 장치(200)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(204, 216, 219)은, 예를 들어, 하우징(210)의 제 1 면(210A)에 배치된 제 1 센서 모듈(204)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(210)의 제 2 면(210B)에 배치된 제 3 센서 모듈(219)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(216) (예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(210)의 제 1면(210A)(예: 디스플레이(201) 뿐만 아니라 제 2면(210B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(200)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(204) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(205, 212, 213)은, 전자 장치(200)의 제 1 면(210A)에 배치된 제 1 카메라 장치(205), 및 제 2 면(210B)에 배치된 제 2 카메라 장치(212), 및/또는 플래시(213)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(205, 212)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(213)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들 (적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(200)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(217)는, 하우징(210)의 측면(210C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(200)는 상기 언급된 키 입력 장치(217)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(217)는 디스플레이(201) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(210)의 제 2면(210B)에 배치된 센서 모듈(216)을 포함할 수 있다.
발광 소자(206)는, 예를 들어, 하우징(210)의 제 1 면(210A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(206)는, 예를 들어, 전자 장치(200)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자(206)는, 예를 들어, 카메라 모듈(205)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(206)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(208, 209)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(208), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(209)을 포함할 수 있다.
도 2c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 2a의 모바일 전자 장치(예: 도 2a의 모바일 전자 장치(200))의 전개 사시도이다.
도 2c를 참조하면, 모바일 전자 장치(220)는, 측면 베젤 구조(221), 제 1 지지부재(2211)(예 : 브라켓), 전면 플레이트(222), 디스플레이(223), 인쇄 회로 기판(224), 배터리(225), 제 2 지지부재(226)(예 : 리어 케이스), 안테나(227), 및 후면 플레이트(228)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(220)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(2211), 또는 제 2 지지부재(226))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(220)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2a, 또는 도 2b의 전자 장치(200)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지부재(2211)는, 전자 장치(220) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(221)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(221)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(2211)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(2211)는, 일면에 디스플레이(223)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(224)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(224)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(220)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(225)는 전자 장치(220)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(225)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(224)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(225)는 전자 장치(220) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(220)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(227)는, 후면 플레이트(228)와 배터리(225) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(227)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(227)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(221) 및/또는 상기 제 1 지지부재(2211)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
도 3a는 5G 통신을 지원하는 전자 장치(300)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3a을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 2a의 전자 장치(200))는 하우징(310), 프로세서(340), 통신 모듈(350)(예: 도 1의 통신 모듈(190)), 제1 통신 장치(321), 제2 통신 장치(322), 제3 통신 장치(323), 제4 통신 장치(324), 제1 도전성 라인(331), 제2 도전성 라인(332), 제3 도전성 라인(333), 또는 제4 도전성 라인(334)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(310)은 전자 장치(300)의 다른 구성요소들을 보호할 수 있다. 하우징(310)은, 예를 들어, 전면 플레이트(front plate), 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는(facing away) 후면 플레이트(back plate), 및 후면 플레이트에 부착되거나 후면 플레이트와 일체로 형성되고, 전면 플레이트와 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재(또는 메탈 프레임)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300)는 제1 통신 장치(321), 제2 통신 장치(322), 제3 통신 장치(323), 또는 제4 통신 장치(324)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(321), 제2 통신 장치(322), 제3 통신 장치(323), 또는 제4 통신 장치(324)는 하우징(310)의 내부에 위치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 후면 플레이트 위에서 볼 때, 제1 통신 장치(321)는 전자 장치(300)의 좌측 상단에 배치될 수 있고, 제2 통신 장치(322)는 전자 장치(300)의 우측 상단에 배치될 수 있고, 제3 통신 장치(323)는 전자 장치(300)의 좌측 하단에 배치될 수 있고, 제4 통신 장치(300)는 전자 장치(300)의 우측 하단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(340)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, GPU(graphic processing unit), 카메라의 이미지 신호 프로세서, 또는 baseband processor(또는, 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP))) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(340)는 SoC(system on chip) 또는 SiP(system in package)으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(350)은 제1 도전성 라인(331), 제2 도전성 라인(332), 제3 도전성 라인(333), 또는 제4 도전성 라인(334)을 이용하여, 제1 통신 장치(321), 제2 통신 장치(322), 제3 통신 장치(323), 또는 제4 통신 장치(324)와 전기적으로 연결될 수 있다. 통신 모듈(350)은, 예를 들어, baseband processor, 또는 적어도 하나의 통신 회로(예: IFIC, 또는 RFIC)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(350)은, 예를 들어, 프로세서(340)(예: 어플리케이션 프로세서 (AP))와 별개의 baseband processor 를 포함할 수 있다. 제1 도전성 라인(331), 제2 도전성 라인(332), 제3 도전성 라인(333), 또는 제4 도전성 라인(334)은, 예를 들어, 동축 케이블, 또는 FPCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(350)은 제 1 Baseband Processor(BP)(미도시), 또는 제 2 Baseband Processor(BP)(미도시)를 포함할 수 있다. 전자 장치(300)는 제1 BP(또는 제2 BP)와 프로세서(340) 사이에 칩(chip) 간 통신을 지원하기 위한, 하나 이상의 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서(340)와 제1 BP 또는 제2 BP는 상기 칩 간 인터페이스(inter processor communication channel)를 사용하여 데이터를 송수신 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 BP 또는 제2 BP는 다른 개체들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 제1 BP는, 예를 들어, 제1 네트워크(미도시)에 대한 무선 통신을 지원할 수 있다. 제2 BP는, 예를 들어, 제2 네트워크(미도시)에 대한 무선 통신을 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 BP 또는 제2 BP는 프로세서(340)와 하나의 모듈을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 BP 또는 제2 BP는 프로세서(340)와 통합적으로 형성(integrally formed)될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제1 BP 또는 제2 BP는 하나의 칩(chip)내에 배치되거나, 또는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(340)와 적어도 하나의 Baseband Processor(예: 제 1 BP)는 하나의 칩(SoC chip)내에 통합적으로 형성되고, 다른 Baseband Processor(예: 제 2 BP)는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시), 또는 제2 네트워크(미도시)는 도 1의 네트워크(199)에 대응할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시) 및 제2 네트워크(미도시) 각각은 4G(4th generation) 네트워크 및 5G(5th generation) 네트워크를 포함할 수 있다. 4G 네트워크는 예를 들어, 3GPP에서 규정되는 LTE(long term evolution) 프로토콜을 지원할 수 있다. 5G 네트워크는 예를 들어, 3GPP에서 규정되는 NR(new radio) 프로토콜을 지원할 수 있다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 통신 장치(360)의 블록도이다.
도 3b를 참조하면, 통신 장치(360)(예: 도 3a의 제1 통신 장치(321), 제2 통신 장치(322), 제3 통신 장치(323), 또는 제4 통신 장치(324))는 통신 회로(362)(예: RFIC), PCB(printed circuit board)(361), 제1 안테나 어레이(363), 또는 제2 안테나 어레이(364)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PCB(361)에는 통신 회로(362), 제1 안테나 어레이(363), 또는 제2 안테나 어레이(364)가 위치할 수 있다. 예를 들어, PCB(361)의 제1 면에는 제1 안테나 어레이(363), 또는 제2 안테나 어레이(364)가 배치되고, PCB(361)의 제 2면에는 통신 회로(362)가 위치할 수 있다. PCB(361)는 전송선로(예: 도 3a의 제1 도전성 라인(331), 동축 케이블)를 이용하여 다른 PCB(예: 도 3a의 통신 모듈(350)가 배치된 PCB)와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(예: 동축 케이블 커넥터 또는 B-to-B(board to board))가 포함될 수 있다. 상기 PCB(361)는 예를 들어, 동축 케이블 커넥터를 이용하여 통신 모듈(350)이 배치된 PCB와 동축 케이블로 연결되고, 동축 케이블은 송신 및 수신 IF 신호 또는 RF 신호의 전달을 위해 이용될 수 있다. 또 다른 예로, B-to-B 커넥터를 통해서, 전원이나 그 밖의 제어 신호가 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(363), 또는 제2 안테나 어레이(364)는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들은 패치 안테나, 루프 안테나 또는 다이폴 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(363)에 포함된 안테나 엘리먼트는 전자 장치(360)의 후면 플레이트를 향해 빔을 형성하기 위해 패치 안테나일 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 어레이(364)에 포함된 안테나 엘리먼트는 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200)의 측면 부재를 향해 빔을 형성하기 위해 다이폴 안테나, 또는 루프 안테나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(362)는 3GHZ에서 100GHZ 대역 중 적어도 일부 대역(예: 24GHZ에서 30GHZ 또는 37GHz 에서 40GHz)을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 회로(362)는 주파수를 업 컨버터 또는 다운 컨버터 할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(360)(예: 도 3a의 제 1 통신 장치(321))에 포함된 통신 회로(362)는 통신 모듈(예: 도 3a의 통신 모듈(350))로부터 도전성 라인(예: 도 3a의 제1 도전성 라인(331))을 통해 수신한 IF 신호를 RF 신호로 업 컨버터 할 수 있다. 또 다른 예로, 통신 장치(360)(예: 도 3a의 제 1 통신 장치(321))에 포함된 통신 회로(362)는 제1 안테나 어레이(363) 또는 제2 안테나 어레이(364)를 통해 수신한 RF 신호(예: 밀리미터 웨이브 신호)를 IF 신호로 다운 컨버터 하여 도전성 라인을 이용하여 통신 모듈에 전송할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치(400)의 사시도이다.
도 4a의 통신 장치(400)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 4a를 참고하면, 통신 장치(400)는 기판(410)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)은 제1면(411) 및 제1면(411)의 반대 방향으로 향하는 제2면(412)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)은 제2면(412)이 전자 장치(예: 도 2b의 전자 장치(200))의 후면 플레이트(예: 도 2b의 후면 플레이트(211))를 향하도록 배치될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 기판(410)은 제2면(412)이 전자 장치의 측면 부재(예: 도 2a의 측면 부재(216)), 또는 전면 플레이트(예: 도 2a의 전면 플레이트(202))를 향하도록 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(400)는 기판(410)의 제2면(412)에 배치되는 안테나(450)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조는 전자 장치(예: 도 3a의 전자 장치(300))의 제2플레이트와 평행한 기판(410)의 적어도 하나의 플래인 및 안테나(450)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나(450)는 기판(410)의 제2면(412)에 배치되는 안테나 엘리먼트(420)(예: 도전성 플레이트 또는 도전성 패치)를 포함할 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 안테나 엘리먼트(420)는 기판(410)을 형성하는 복수의 절연층들 사이에 개재될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(420)는 중앙을 지나는 라인 C-C'을 기준으로 상호 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(420)는 한 쌍의 급전부(421, 422)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 급전부(421, 422)는 대칭 라인 C-C'을 기준으로 상호 대칭되는(예: 대향되는) 지점에 각각 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 급전부(421, 422)는 기판(410)의 제1면(411)에 배치되는 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(430)는 안테나 엘리먼트(420)를 통해 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 급전부(421, 422)는 기판(410)의 제1면(411)에서 제2면(412)까지 전기적으로 연결되는 도전성 비아를 통해 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 급전부(421, 422)는 무선 통신 회로(430)와 커플링 급전을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(420)는 기판에 형성되는 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(420)는 기판(410)에 부착되는 금속 플레이트, 가요성 인쇄회로(FPCB) 또는 도전성 도료를 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(400)는 안테나 엘리먼트로 사용되는 하나의 안테나 엘리먼트(420)에 무선 통신 회로(430)의 두 개의 급전 포트가 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 통신 장치(400)는 입력 포트가 두 배로 증가하여 안테나 엘리먼트(420)로 인가되는 입력 파워가 증가되고, 이로 인하여 통신 장치(400)의 출력 파워가 증가될 수 있다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 4a의 통신 장치(400)의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 4b를 참고하면, 기판(410)은 복수의 절연 레이어를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)은 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제1레이어 영역(4101), 또는 제1레이어 영역(4101)과 이웃하고, 또 다른 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제2레이어 영역(4102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 안테나(450)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나(450)는 안테나 엘리먼트(420)(예: 도전성 플레이트 또는 도전성 패치)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 안테나 엘리먼트(420)로부터 서로 대칭되는 위치에서 제2레이어 영역(4102)까지 연장되고, 무선 통신 회로(430)와 각각 전기적으로 연결되는 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)는 기판(410)의 두께 방향으로 제1레이어 영역(4101)을 관통하는 도전성 비아를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제1급전 선로(442)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부(422)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제2급전 선로(443)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전 선로(442) 및 제2급전 선로(443)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 그라운드 플래인(441) 중 적어도 하나와 전기적으로 단절되도록 형성될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 그라운드 플래인(441)은 하나 이상일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(420)는 기판(410)의 제1레이어 영역(4101)의 최상면(예: 제2면(412))에 배치될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 안테나 엘리먼트(420)는 제1레이어 영역(4101) 중 어느 하나의 절연 레이어에 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2레이어 영역(4102)은 서로 다른 절연 레이어에 배치되는 그라운드 플래인(441)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(430)는 BGA(ball grid array) 방식으로 기판(410)의 제1면(411)에 실장될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 그라운드 플래인(441)은 도전성 비아(4411)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 도전성 비아(4411)는 하나 이상일 수 있다.
도 4c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 4a의 통신 장치(400)의 전계 분포를 도시한 도면으로써, 도 4a의 대칭 라인 C-C'을 기준으로 좌우에 대칭을 이루는 전계 분포가 형성됨을 알 수 있다. 따라서, 대칭 라인 C-C'을 기준으로 각각의 영역 중 서로 대칭되는(대향되는) 지점에 급전부(421, 422)를 배치하더라도 안테나 엘리먼트(420)의 방사 특성은 변함없으며, 출력 파워가 증가될 수 있다.
도 4d 내지 도 4f는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 다양한 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 4d를 참고하면, 통신 장치(400-1)는 기판(410)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)은 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제1레이어 영역(4101), 또는 제1레이어 영역(4101)과 이웃하고, 또 다른 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제2레이어 영역(4102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 안테나(450)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나(450)는 안테나 엘리먼트(420)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 안테나 엘리먼트(420)로부터 서로 대칭되는 위치에서 제2레이어 영역(4102)까지 연장되고, 무선 통신 회로(430)와 각각 전기적으로 연결되는 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)는 기판(410)의 두께 방향으로 제1레이어 영역(4101)을 관통하는 도전성 비아를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제1급전 선로(442)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부(422)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제2급전 선로(443)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2레이어 영역(4102)은 제2면(412)을 위에서 바라볼 때, 중첩되지 않도록 연장되는 연장 영역(F)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 연장 영역(F)은 flexible하게 연장될 수 있다. 연장 영역(F)의 적어도 일부는 제1면(411)으로부터 연장되고, 그곳에 실장되는 무선 통신 회로(430)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 연장 영역(F)은 저손실을 위하여 최대한 짭게 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 연장 영역(F)은 고주파 저손실 소재를 이용하여 형성될 수 있다.한 실시예에 따르면, 통신 장치(400-1)는 연장 영역(F)을 이용하여 전자 장치의 다양한 위치(예: 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200))의 측면(예: 도 2a의 측면(210C)으로부터 후면 플레이트(예: 2c의 후면 플레이트(210B) 까지의 위치)에 실장됨으로써 실장 공간 활용성이 극대화될 수 있다.
도 4e를 참고하면, 통신 장치(400-2)는 기판(410)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)은 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제1레이어 영역(4101), 또는 제1레이어 영역(4101)과 이웃하고, 또 다른 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제2레이어 영역(4102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 안테나(450)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나(450)는 안테나 엘리먼트(420)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 안테나 엘리먼트(420)로부터 제1간격(d1)으로 이격되고, 서로 대칭되는 위치에 배치되는 제1도전성 패드(423) 및 제2도전성 패드(424)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패드(423) 및 제2도전성 패드(424)는 안테나 엘리먼트(420)와 커플링 가능하게(capacitively coupled) 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 제1급전 패드(423) 및 제2급전 패드(424)로부터 제2레이어 영역(4102)까지 각각 연장되고, 무선 통신 회로(430)와 각각 전기적으로 연결되는 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)는 기판(410)의 두께 방향으로 제1레이어 영역(4101)을 관통하는 도전성 비아를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제1급전 선로(442)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제2급전 선로(443)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4f를 참고하면, 통신 장치(400-3)는 기판(410)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(410)은 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제1레이어 영역(4101), 또는 제1레이어 영역(4101)과 이웃하고, 또 다른 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제2레이어 영역(4102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치는 제1레이어 영역(4101)의 서로 다른 위치에 배치되는 안테나(450-1)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나(450-1)는 제1레이어 영역(4101)에 배치되는 제1안테나 엘리먼트(420)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 제1안테나 엘리먼트(420)로부터 제1간격(d1)으로 이격되고, 서로 대칭되는 위치에 배치되는 제1도전성 패드(423) 및 제2도전성 패드(424)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나(450-1)는 제1레이어 영역(4101)의 제1도전성 패드(423) 및 제2도전성 패드(424)로부터 제2간격(d2)으로 이격 배치되는 제2안테나 엘리먼트(426)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패드(423) 및 제2도전성 패드(424)는 제1안테나 엘리먼트(420) 및 제2안테나 엘리먼트(426) 사이에서 제1안테나 엘리먼트(420) 및 제2안테나 엘리먼트(426)와 커플링 가능하게(capacitively coupled) 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(4101)은 제1급전 패드(423) 및 제2급전 패드(424)로부터 제2레이어 영역(4202)까지 각각 연장되고, 무선 통신 회로(430)와 각각 전기적으로 연결되는 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421) 및 제2급전부(422)는 기판(410)의 두께 방향으로 제1레이어 영역(4101)을 관통하는 도전성 비아를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(421)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제1급전 선로(442)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부(422)는 제2레이어 영역(4102)에 배치되는 제2급전 선로(443)를 통하여 무선 통신 회로(430)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(430)는 제1안테나 엘리먼트(420)를 통하여 제1주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(430)는 제2안테나 엘리먼트(426)를 통하여 제2주파수 대역의 무선 신호를 송수신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1주파수는 제2주파수보다 높게 설정될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 제1안테나 엘리먼트(420) 및 제2안테나 엘리먼트(426)의 크기에 따라 제1주파수는 제2주파수보다 상대적으로 낮게 설정될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치(510)의 사시도이다.
도 5의 통신 장치(510)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 안테나 엘리먼트에 적용된 다중 급전(예: 이중 급전)을 통해 기존의 통신 장치 대비 상대적으로 그 크기가 감소된 상태를 도시하고 있다.
도 5를 참고하면, 통신 장치(510)는 기판(511), 기판(511)에 배치되는 안테나 어레이(520) 및 안테나 어레이(520)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(514)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(520)는 일정 간격으로 이격 배치되는 제1안테나(551) 및 제2안테나(552)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(551)는 제1안테나 엘리먼트(512)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(552)는 제2안테나 엘리먼트(513)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(514)는 제1안테나 엘리먼트(512) 및 제2안테나 엘리먼트(513)을 통해 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기판(511)의 제2면(5112)에 일정 간격으로 배치되는 안테나 엘리먼트들(512, 513)은 기판(511)의 제1면(5111)에 배치되는 무선 통신 회로(514)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(510)는 4개의 급전 포트를 갖는 무선 통신 회로(514)와 기판(511)에 배치되는 안테나 엘리먼트들(512, 513)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(512, 513)은 전술한 도 4a 및 도 4b의 구성과 동일 또는 유사한 방식으로 무선 통신 회로(514)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 무선 통신 회로(514)는 두 개의 급전 포트를 통해 제1안테나 엘리먼트(512)의 제1급전부(5121) 및 제2급전부(5122)에 각각 전기적으로 연결될 수 있으며, 나머지 두 개의 급전 포트를 통해 제2안테나 엘리먼트(513)의 제3급전부(5131) 및 제4급전부(5132)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(512)의 제1급전부(5121) 및 제2급전부(5122) 또는 제2안테나 엘리먼트(513)의 제3급전부(5131) 및 제4급전부(5132)는 제1안테나 엘리먼트(512) 및 제2안테나 엘리먼트(513)의 중심을 지나는 라인 C-C'을 기준으로 대칭되는(대향되는) 지점에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(510)는 동일한 개수의 급전 포트를 이용하더라도 다중 급전(예: 이중 급전)을 통해 안테나 엘리먼트(예: 도전성 플레이트)의 개수를 줄임으로써 그 부피가 감소할 수 있다. 예를 들어, 4개의 급전 포트를 갖는 무선 통신 회로(514)가 이중 급전을 통하여 제1안테나 엘리먼트(512) 및 제2안테나 엘리먼트(513)에 전기적으로 연결되면 기판(511)의 길이(L)는, 무선 통신 회로(514)가 단일 급전 방식으로 4개의 안테나 엘리먼트 각각에 전기적으로 연결되는 기판의 길이(예: 2L) 보다 감소될 수 있다. 이는 통신 장치가 실장되는 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200) 내부의 실장 공간을 효율적으로 사용함으로써 전자 장치의 슬림화를 유도할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200)) 내부에서 통신 장치(510)의 실장 공간이 고려되어 안테나 엘리먼트의 개수가 부득이하게 제한될 경우, 개 수가 줄어든 안테나 엘리먼트들(512, 513)에 다중 급전 구성을 적용하면, 안테나 엘리먼트(도전성 플레이트)의 수가 감소되어 이득은 다소 감소하나, 줄어든 안테나 엘리먼트에 적용되는 단일 급전 구성 대비 포트의 수가 증가되어, EIRP(effective isotropically radiated power)(예: 실효등방성 복사전력)는 상대적으로 증가할 수 있다. 예컨대, 무선 통신 회로(514)의 4개의 급전 포트 각각에 급전되는 4개의 안테나 엘리먼트를 갖는 통신 장치가 설치 공간의 제약에 의해 2개의 안테나 엘리먼트만을 가지며, 단일 급전 방식으로 통신 장치로 변경될 경우, EIRP는 현저히 감소될 수 있다. 그러나 통신 장치(510)가 2개의 안테나 엘리먼트들(512, 513)만을 갖더라도, 본 발명의 실시예에 따라 다중 급전(이중 급전) 구성이 적용되기 때문에 급전 포트의 수가 유지되고 상대적으로 EIRP의 감소폭을 줄일 수 있다.
예를 들어, 하기 <표 1>은 4개의 급전 포트를 갖는 무선 통신 회로(514)와 전기적으로 연결되는 안테나 엘리먼트(예: 제1안테나 엘리먼트(512), 또는 제2안테나 엘리먼트(513))의 다양한 전기적 연결 관계를 도시하고 있다. 예를 들어, 'Single 1×4'는 4개의 급전 포트가 4개의 안테나 엘리먼트에 단일 급전되는 경우((a)의 경우)를 의미하며, 'Dual 1×2'는 4개의 급전 포트가 2개의 안테나 엘리먼트에 각각 이중 급전되는 경우((b)의 경우)(예: 도 5의 경우)를 의미하고, 'Dual 1×3'은 4개의 급전 포트 중 두 개의 급전 포트가 3개의 안테나 엘리먼트 중 어느 하나의 안테나 엘리먼트에 이중 급전되는 경우((c)의 경우)(예: 도 7a의 경우)를 의미할 수 있다.
Figure pat00001
상술한 <표 1>을 참고할 때, 각 안테나 엘리먼트의 이득이 5dBi이고, 급전 포트 하나의 입력 파워가 10dBm일 경우, (a)의 통신 장치 대비 (b)의 통신 장치의 경우 이득은 11dBi에서 8dBi로 다소 감소되었으나, 급전 포트의 수가 유지되기 때문에 EIRP는 27dBm에서 24dBm으로 감소폭이 줄어듬을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치(600)의 구성을 도시한 도면이다.
도 6의 통신 장치(600)는 도 3의 통신 장치들(310, 320, 330, 340)와 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 6을 참고하면, 통신 장치(600)는 기판(610), 기판(610)의 제2면(612)에 배치되는 안테나(650) 및 기판(610)의 제1면(611)에 배치되어 안테나 엘리먼트(620)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(630)를 포함할 수 있다. 안테나(650)는 안테나 엘리먼트(620)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(620)는 중심을 지나며 서로 수직한 적어도 두 개의 가상의 라인(예: x 축 및 y 축)을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(620)는 원형으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 안테나 엘리먼트(620)는 정사각형 또는 정팔각형으로 형성될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(620)는 무선 통신 회로(630)와 다중 급전되는 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(620)는 무선 통신 회로(630)의 4개의 급전 포트가 안테나 엘리먼트(620)의 4개의 지점에서 급전될 수 있다. 예컨대, 안테나 엘리먼트(620)는 제1급전부(621), 제1급전부(621)에서 중심을 Z축으로 90도의 각도를 갖는 지점에 배치되는 제2급전부(622)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, y 축을 기준으로 제1급전부(621)와 대칭되는 지점에 배치되는 제3급전부(623)와, x 축을 기준으로 제2급전부(622)와 대칭되는 지점에 배치되는 제4급전부(624)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(621)와, 제1급전부(621)와 전계에 대해 대칭으로 배치되는 제3급전부(623)는 증가된 출력 파워를 가지며 제1편파를 형성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부(622)와, 제2급전부(622)와 전계에 대해 대칭으로 배치되는 제4급전부(624)는 제1편파와 수직하고 증가한 출력 파워를 갖는 제2편파를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 각 급전부들(621, 622, 623, 624)의 위치는 임피던스 정합 등을 위해서 변경될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(600)는 이웃하는 급전부가 수직하게 배치된 이중 편파를 지원하는 구조가 아닌 두 개의 원형 편파(예: RHCP, 또는 LHCP)를 지원하는 구조에서도 동일하게 대칭 구조를 통해 다중 급전을 적용할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치(710)의 구성을 도시한 도면이다.
도 7a 통신 장치(710)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)와 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들(321, 322, 323, 324)의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 7a는 단일 급전이 적용된 안테나 엘리먼트들(712, 714)과 다중 급전(예: 이중 급전)이 적용된 안테나 엘리먼트(713)가 혼합된 통신 장치(710)를 도시하고 있다.
도 7a를 참고하면, 통신 장치(710)는 기판(711), 기판(711)에 배치되는 안테나 어레이(720) 및 안테나 어레이(720)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(715)(예: 도 3b의 통신 회로(362))를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(720)는 기판(711)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(751), 제2안테나(752) 및 제3안테나(753)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(751)는 제1 안테나 엘리먼트(712)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(752)는 제2 안테나 엘리먼트(713)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(753)는 제3 안테나 엘리먼트(714)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(710)는 제1 안테나 엘리먼트(712), 제2 안테나 엘리먼트(713), 또는 제3 안테나 엘리먼트(714)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(715)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(715)는 제1 안테나 엘리먼트(712), 제2 안테나 엘리먼트(713), 또는 제3 안테나 엘리먼트(714) 를 통해 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기판(711)의 제2면(7112)에 일정 간격으로 배치되는 안테나 엘리먼트들(712, 713, 714)은 기판(711)의 제1면(7111)에 배치되는 무선 통신 회로(715)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(710)는 4개의 급전 포트를 갖는 무선 통신 회로(715), 또는 기판(711)에 배치되는 안테나 엘리먼트들(712, 713, 714)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(712), 또는 제3안테나 엘리먼트(714)는 제1 급전부(7121), 또는 제 4 급전부(7141)를 통하여 무선 통신 회로(715)의 각 급전 포트와 단일 급전을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4 급전부(7141)는 제3안테나 엘리먼트(714)에서 대칭되는 반대 방향에 배치될 수도 있다. 이는 내부 배선 또는 제2안테나 엘레먼트(713)의 제3 급전부(7132)와의 간섭을 최소화하기 위하여 최대 이격 거리를 두어 내부 배선의 자유도를 높일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(712), 또는 제3안테나 엘리먼트(714) 사이에 배치된 제2안테나 엘리먼트(713)는 무선 통신 회로(715)의 두 개의 포트와 제2 급전부(7131), 및 제3 급전부(7132)를 통하여 이중 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 각 제2안테나 엘리먼트(713)의 제2, 3급전부(7131, 7132)는 중심을 지나는 라인 C-C'을 기준으로 대칭되는(대향되는) 지점에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 4개의 급전 포트를 갖는 무선 통신 회로(715)가 중앙에 배치된 제2안테나 엘리먼트(713)의 이중 급전을 통하여 전기적으로 연결되면 기판(521)의 길이(1.5L)는, 무선 통신 회로가 단일 급전을 통하여 4개의 안테나 엘리먼트 각각에 전기적으로 연결되는 기판의 길이(예: 2L) 보다 감소될 수 있다. 이는 통신 장치가 실장되는 전자 장치 내부의 실장 공간을 효율적으로 사용함으로써 전자 장치의 슬림화를 유도할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 안테나 엘리먼트(예: 제1안테나 엘리먼트(712), 제2 안테나 엘리먼트(713), 또는 제3안테나 엘리먼트(714)) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(예: 제2 안테나 엘리먼트(713))에 이중 급전이 적용될 경우, 전술한 바와 같이, EIRP의 감소폭을 줄일 수 있다. 예를 들어, 상기 <표 1>을 참고할 때, 각 안테나 엘리먼트의 이득이 5dBi이고, 급전 포트 하나의 입력 파워가 10dBm일 경우, (a)의 통신 장치 대비 (c)의 통신 장치의 경우(예: 도 7의 경우) 이득은 11dBi에서 9.78dBi로 다소 감소되었으나, 급전 포트의 수가 유지되기 때문에 EIRP는 27dBm에서 25.78dBm으로 그 감소폭이 줄어듬을 알 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 안테나 엘리먼트들(예: 도 7a의 안테나 엘리먼트들(712, 713, 714)) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(예: 도 7a의 제2안테나 엘리먼트(713))에 대한 이중 급전이 적용될 경우, 예를 들어, 복수의 안테나 엘리먼트들(예: 도 7a의 안테나 엘리먼트들(712, 713, 714)) 중 중앙에 배치되는 안테나 엘리먼트(예: 도 7a의 제2안테나 엘리먼트(713))에만 이중 급전이 적용될 경우, 상대적으로 중앙에 배치되는 안테나 엘리먼트(예: 도 7a의 제2안테나 엘리먼트(713))에서 방사하는 파워가 주변의 단일 급전이 적용된 안테나 엘리먼트들(예: 도 7a의 제1안테나 엘리먼트(712) 및 제3안테나 엘리먼트(714)))에 비해 높게 발현될 수 있고, 이를 통해 SLL(side lobe level)(예: 부엽 레벨)을 감소시키고 single beam의 빔폭이 넓어질 수 있다.
예를 들어, 하기 <표 2>는 1×3의 안테나 엘리먼트 배열 구성을 갖는 통신 장치의 파워 분포에 따른 방사 패턴의 변화를 나타내고 있다. 예를 들어, '(d) Single 1:1:1'은 3개의 안테나 엘리먼트가 각각 단일 급전을 통해 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 경우를 의미하고, '(e) Dual 1:2:1'은 두 개의 단일 급전된 안테나 엘리먼트 사이에 하나의 이중 급전된 안테나 엘리먼트가 배치되는 경우(예: 도 7a의 경우)를 나타내고 있다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 7a의 통신 장치(710)의 급전 구조를 도시한 구성도이다.
도 7b를 참고하면, 제1안테나 엘리먼트(712)는 제1RF 체인(chain)(7151)을 통해 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))와 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(713)는 제2RF 체인(7152) 및 제3RF 체인(7153)을 통해 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))와 이중 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 엘리먼트(714)는 제4RF 체인(7154)을 통해 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))와 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(710)는 특정 위상을 가지도록 안테나 엘리먼트들(712, 713, 714)에 전기적으로 연결되는 위상 천이기(phase shifter)들(7161, 7162, 7163, 7164)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 위상 천이기들(7161, 7162, 7163, 7164)은 제1RF 체인(7151) 중에 배치되고 제1안테나 엘리먼트(712)의 위상을 결정하는 제1위상 천이기(7161), 제2RF 체인(7152)과 제3RF 체인(7153) 중에 각각 배치되어 제2안테나 엘리먼트(712)의 위상을 결정하는 제2위상 천이기(7162)와 제3위상 천이기(7163) 및 제4RF 체인(7154) 중에 배치되어 제3안테나 엘리먼트(714)의 위상을 결정하는 제4위상 천이기(7164)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(712)가 제1RF 체인(7151)을 통해 0도의 위상을 갖도록 급전되고, 제2안테나 엘리먼트(713)가 제2RF 체인(7152)을 통해 0도의 위상 및 제3RF 체인(7153)을 통해 180도의 위상을 갖도록 급전되며, 제3안테나 엘리먼트(714)가 제4RF 체인(7154)을 통해 120도의 위상을 갖도록 급전되면, 통신 장치(730)의 빔 패턴(742)은 기판(711)의 제2면(7112)과 수직한 외측 방향으로 빔 패턴(741)이 형성될 수 있다.
도 7c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치(710)의 급전 구조를 도시한 구성도이다.
도 7c를 참고하면, 제1안테나 엘리먼트(712)는 제1RF 체인(chain)(7151)을 통해 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))와 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(713)는 제2RF 체인(7152) 및 제3RF 체인(7153)을 통해 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))와 이중 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 엘리먼트(713)는 제4RF 체인(7154)을 통해 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))와 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(713)의 두 급전부(예: 도 7a의 제2 급전부(7131), 또는 제3 급전부(7132))는 제2RF 체인(7152) 및 제3RF 체인(7153)을 통해 180도의 위상 차이를 가지도록 급전될 수 있다. 예컨대, 제2안테나 엘리먼트(713)의 하나의 급전부(예: 도 7a의 제2 급전부(7131))가 제2RF 체인(7152)을 통해 60도의 위상을 갖도록 급전된다면, 제2안테나 엘리먼트(713)의 나머지 하나의 급전부(예: 도 7a의 제3 급전부(7132))는 제3RF 체인(7153)을 통해 240도의 위상을 갖도록 급전될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(예: 도 7a의 통신 장치(710))는 복수의 안테나 엘리먼트 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 위상차를 이용하여 빔 패턴 방향이 변경될 수도 있다. 예컨대, 제1안테나 엘리먼트(712)가 제1RF 체인(7151)을 통해 0도의 위상을 갖도록 급전되고, 제2안테나 엘리먼트(713)가 제2RF 체인(7152)을 통해 60도의 위상 및 제3RF 체인(7153)을 통해 240도의 위상을 갖도록 급전되며, 제3안테나 엘리먼트(714)가 제4RF 체인(7154)을 통해 120도의 위상을 갖도록 급전되면, 통신 장치(730)의 빔 패턴(742)은 기판(711)의 제2면(7112)의 외측 방향의 제3안테나 엘리먼트(714) 방향으로 편향되도록 설정될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 7a의 통신 장치의 방사 패턴과 종래 통신 장치의 방사 패턴을 비교한 도면이다.
Figure pat00002
상기 <표 2> 및 도 8을 참고하면, (d)의 경우대비 (e)의 경우에 SLL은 -13dB 에서 -42dB로 현저히 감소함을 알 수 있으며, 단일 빔폭 역시 32.9°에서 37.5°로 현저히 넓어짐을 알 수 있다.
도 9a는 종래 기술에 따른 3개의 안테나 엘리먼트(712, 713, 714)에 각각 단일 급전된 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이고, 도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 7의 통신 장치(710)의 방사 패턴을 도시한 도면으로써, (e)의 경우, 해당 방향으로 빔포밍이 원활히 수행되는 것을 알 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(710)는 3개의 안테나 엘리먼트(712, 713, 714) 중 중앙에 배치된 제2 안테나 엘리먼트(713)만을 이중 급전으로 구현하여 EIRP의 감소폭을 줄이거나 SLL을 저감시키고 있으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 통신 장치는 4개 이상으로 배치되는 안테나 엘리먼트를 포함하는 통신 장치에서 대체적으로 중앙에 배치되는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 이중 급전시키는 방식으로 구현될 수도 있다.
도 10a 내지 도 10h는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 스위칭 장치를 이용하여 다중 급전된 통신 장치들(1010, 1020, 1030, 1040)을 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10h의 통신 장치들(1010, 1020, 1030, 1040)은 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들(321, 322, 323, 324)의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참고하면, 통신 장치(1010)는 기판(1011)에 배치되는 안테나 어레이(1019)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(1019)는 기판(1010)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(1051), 제2안테나(1052) 및 제3안테나(1053)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1051)는 제1안테나 엘리먼트(1012)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(1052)는 제2안테나 엘리먼트(1013)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(1053)는 제3안테나 엘리먼트(1014)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1012) 및 제3안테나 엘리먼트(1014) 각각은 제1 급전부(F1) 및 제4 급전부(F5)를 통하여 단일 급전 방식으로 무선 통신 회로(1016)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1013)는 제1안테나 엘리먼트(1012) 및 제3안테나 엘리먼트(1014) 사이에 배치되고, 제2 급전부(F3) 및 제3 급전부(F4)를 통하여 이중 급전을 통하여 무선 통신 회로(1016)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3 급전부(F4)는 제3안테나 엘리먼트(1014)에서 대칭되는 반대 방향에 배치될 수도 있다. 이는 내부 배선 또는 제2안테나 엘레먼트(1013)의 제3 급전부(F4)와의 간섭을 최소화하기 위하여 최대 이격 거리를 두어 내부 배선의 자유도를 높일 수 있다
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(1010)는 안테나 엘리먼트들(1012, 1013, 1014)과 무선 통신 회로(1016)의 복수의 급전 포트들(P1 ~ P6) 사이에 개재되는 스위칭 장치(1015)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200))는 스위칭 장치(1015)를 제어함으로써, 안테나 엘리먼트들(1012, 1013, 1014) 중 제2 안테나 엘리먼트(1013)를 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1016)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1안테나 엘리먼트(1012) 및 제3안테나 엘리먼트(1014)는 스위칭 장치(1015)를 통하여 제1포트(P1) 및 제5포트(P5)와 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1013)는 무선 통신 회로(1016)의 제3포트(P3) 및 제4포트(P4)를 이용하여 무선 통신 회로(1016)와 이중 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10c 및 도 10d를 참고하면, 통신 장치(1020)는 기판(1021)에 배치되는 안테나 어레이(1029)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(1029)는 기판(1020)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(1054), 제2안테나(1055), 제3안테나(1056) 및 제4안테나(1057)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1054)는 제1안테나 엘리먼트(1022)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(1055)는 제2안테나 엘리먼트(1023)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(1056)는 제3안테나 엘리먼트(1024)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나(1057)는 제4안테나 엘리먼트(1025)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1022) 및 제4안테나 엘리먼트(1025)는 각각 하나의 급전부, 예를 들면, 제1 급전부(F1) 및 제6 급전부(F7)를 통하여 단일 급전 방식으로 무선 통신 회로(1027)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1023) 및 제3안테나 엘리먼트(1024)는 제1안테나 엘리먼트(1022) 및 제4안테나 엘리먼트(1025) 사이에 배치되고, 각각 두 개의 급전부, 예를 들면, 제2 급전부(F3), 제3 급전부(F4), 및 제4 급전부(F5), 제5 급전부(F6)를 통하여 이중 급전을 통하여 무선 통신 회로(1027)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제6 급전부(F7)는 제4안테나 엘리먼트(1057)에서 대칭되는 반대 방향에 배치될 수도 있다. 이는 내부 배선 또는 제3안테나 엘레먼트(1056)의 제5 급전부(F6)와의 간섭을 최소화하기 위하여 최대 이격 거리를 두어 내부 배선의 자유도를 높일 수 있다
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(1020)는 안테나 엘리먼트들(1022, 1023, 1024, 1025)과 무선 통신 회로(1027)의 복수의 급전 포트들(P1 ~ P8) 사이에 개재되는 스위칭 장치(1026)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 스위칭 장치(1026)를 제어함으로써, 안테나 엘리먼트들(1022, 1023, 1024, 1025) 중 제2 안테나 엘리먼트(1023), 또는 제3 안테나 엘리먼트(1024)를 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1027)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1안테나 엘리먼트(1022) 및 제4안테나 엘리먼트(1025)는 스위칭 장치(1026)를 통하여 제1포트(P1) 및 제7포트(P7)와 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1023)는 무선 통신 회로(1027)의 제3포트(P3) 및 제4포트(P4)를 이용하여 무선 통신 회로(1027)와 이중 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 엘리먼트(1024)는 무선 통신 회로(1027)의 제5포트(P5) 및 제6포트(P6)를 이용하여 무선 통신 회로(1027)와 이중 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10e 및 도 10f를 참고하면, 통신 장치(1030)는 기판(1031)에 배치되는 안테나 어레이(1039)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(1039)는 기판(1030)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(1058), 제2안테나(1059) 및 제3안테나(1060)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1058)는 제1안테나 엘리먼트(1032)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(1059)는 제2안테나 엘리먼트(1033)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(1060)는 제3안테나 엘리먼트(1034)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1032) 및 제3안테나 엘리먼트(1034)는 각각 두 개의 급전부, 예를 들면, 제1 급전부(F1), 제2 급전부(F2) 및 제7 급전부(F9), 제8 급전부(F10)를 통하여 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전되는 방식으로 무선 통신 회로(1036)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1033)는 제1안테나 엘리먼트(1032) 및 제3안테나 엘리먼트(1034) 사이에 배치되고, 네 개의 급전부, 예를 들면, 제3 급전부(F5), 제4 급전부(F6), 제5 급전부(F7), 및 제6 급전부(F8)를 통하여 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전을 통하여 무선 통신 회로(1036)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제7 급전부(F9)는 제3안테나 엘리먼트(1034)에서 대칭되는 반대 방향에 배치될 수도 있다. 이는 내부 배선 또는 제2안테나 엘레먼트(1033)의 제5 급전부(F7)와의 간섭을 최소화하기 위하여 최대 이격 거리를 두어 내부 배선의 자유도를 높일 수 있다
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(1030)는 안테나 엘리먼트들(1032, 1033, 1034)과 무선 통신 회로(1016)의 복수의 급전 포트들(P1 ~ P12) 사이에 개재되는 스위칭 장치(1035)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200))는 스위칭 장치(1035)를 제어함으로써, 안테나 엘리먼트들(1032, 1033, 1034) 중 제2 안테나 엘리먼트(1033)를 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1036)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1안테나 엘리먼트(1032) 및 제3안테나 엘리먼트(1034)는 스위칭 장치(1035)를 통하여 제1포트(P1), 제2포트(P2) 및 제9포트(P9), 제10포트(P10)와 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1033)는 무선 통신 회로(1036)의 제5포트(P5), 제6포트(P6), 제7포트(P7) 및 제8포트(P8)를 이용하여 무선 통신 회로(1036)와 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전되는 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10g 및 도 10h를 참고하면, 통신 장치(1040)는 기판(1041)에 배치되는 안테나 어레이(1049)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(1049)는 기판(1040)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(1061), 제2안테나(1062), 제3안테나(1063) 및 제4안테나(1064)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1061)는 제1안테나 엘리먼트(1042)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(1062)는 제2안테나 엘리먼트(1043)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(1063)는 제3안테나 엘리먼트(1044)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나(1064)는 제4안테나 엘리먼트(1045)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1042) 및 제4안테나 엘리먼트(1045)는 각각 두 개의 급전부, 예를 들면, 제1 급전부(F1), 제2 급전부(F2) 및 제11 급전부(F11), 제12 급전부(F12)를 통하여 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전 방식으로 무선 통신 회로(1047)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1043) 및 제3안테나 엘리먼트(1044)는 제1안테나 엘리먼트(1042) 및 제4안테나 엘리먼트(1045) 사이에 배치되고, 각각 네 개의 급전부 예를 들면, 제3 급전부(F3), 제4 급전부(F4), 제5 급전부(F5), 제6 급전부(F6) 및 제7 급전부(F7), 제8 급전부(F8), 제9 급전부(F9), 제10 급전부(F10)를 통하여 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1047)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(1040)는 안테나 엘리먼트들(1042, 1043, 1044, 1045)과 무선 통신 회로(1047)의 복수의 급전 포트들(P1 ~ P16) 사이에 개재되는 스위칭 장치(1046)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200))는 스위칭 장치(1046)를 제어함으로써, 안테나 엘리먼트들(1042, 1043, 1044, 1045) 중 제2 안테나 엘리먼트(1043), 또는 제3 안테나 엘리먼트(1044)를 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1047)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1안테나 엘리먼트(1042) 및 제4안테나 엘리먼트(1045)는 스위칭 장치(1046)를 통하여 제1포트(P1), 제2포트(P2) 및 제13포트(P13), 제14포트(P14)와 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1043)는 무선 통신 회로(1047)의 제5포트(P5), 제6포트(P6), 제7포트(P7) 및 제8포트(P8)를 이용하여 무선 통신 회로(1047)와 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전되는 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 엘리먼트(1044)는 무선 통신 회로(1047)의 제9포트(P9), 제10포트(P10), 제11포트(P11) 및 제12포트(P12)를 이용하여 무선 통신 회로(1047)와 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전되는 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200))는 통신 장치(예: 도 10a의 통신 장치(1010))의 스위칭 장치(예: 도 10b의 스위칭 장치(1015))를 통하여 복수의 포트들(예: 도 10b의 복수의 포트들(P1~P6))과 안테나 엘리먼트들(예: 도 10a의 안테나 엘리먼트들(1012, 1013, 1014))간의 전기적 연결을 선택적으로 설정함으로써 특정 위치의 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 단일 급전, 이중 급전, 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전 및/또는 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
도 11a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 서로 형태로 배치된 안테나 엘리먼트들이 다중 급전을 통해 안테나 어레이로 형성된 통신 장치(1130)를 도시한 도면이다.
도 11a의 통신 장치(1130)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)와 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 11a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 서로 다른 형태를 갖는 도전성 엘리먼트들에 적용된 다중 급전(예: 이중 급전)을 통해 기존의 통신 장치 대비 상대적으로 그 크기가 감소된 상태를 도시하고 있다.
도 11a를 참고하면, 통신 장치(1130)는 기판(1131), 기판(1131)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 어레이(1110) 및 제1안테나 어레이(1110) 근처에 배치되는 제2안테나 어레이(1120)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1110)는 기판(1131)의 제2면(1104)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(1111) 및 제2안테나(1112)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1111)는 제1안테나 엘리먼트(1132)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(1112)는 제2안테나 엘리먼트(1134)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1120)는 기판(1131)의 제2면(1104)에서 제1안테나(1111) 근처에 배치되는 제3안테나(1121) 및 제2안테나(1112) 근처에 배치되는 제4안테나(1122)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(1121)는 일정 간격으로 배치되는 제3안테나 엘리먼트(1136), 제4안테나 엘리먼트(1137)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나(1122)는 일정 간격으로 배치되는 제5안테나 엘리먼트(1138) 및 제6안테나 엘리먼트(1139)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(1130)는 기판(1131)의 제1면(1103)에 배치되고 제1안테나 어레이(1110) 및 제2안테나 어레이(1120)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(1170)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1110)는 제1안테나 엘리먼트(1132), 및 제2안테나 엘리먼트(1134)의 중심을 지나는 각각의 라인 C-C'을 기준으로 대칭되게 각각 배치되는 한 쌍의 급전부들(1142과 1143 및 1144와 1145)을 통하여 무선 통신 회로(1170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1120)는 제3안테나 엘리먼트(1136)와 제4안테나 엘리먼트(1137) 및 제5안테나 엘리먼트(1138)와 제6안테나 엘리먼트(1139) 사이를 각각 지나는 라인 C-C'을 기준으로 각각 배치되는 한 쌍의 급전부들(1146과 1147 및 1148과 1149)를 통하여 무선 통신 회로(1170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1110)에 포함되는 제1안테나 엘리먼트(1132), 및 제2안테나 엘리먼트(1134)는 도전성 플레이트 또는 도전성 패치 형태의 방사체로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1120)에 포함되는 제3안테나 엘리먼트(1136), 제4안테나 엘리먼트(1137), 제5안테나 엘리먼트(1138) 및 제6안테나 엘리먼트(1139)는 기판(1131)에 형성되는 도전성 패턴 형태의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다. 예컨대, 제3안테나 엘리먼트(1136)와 제4안테나 엘리먼트(1137)는 하나의 다이폴 형태의 방사체로 형성될 수 있다. 제5안테나 엘리먼트(1138)와 제6안테나 엘리먼트(1139)는 또 다른 하나의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(1130)는 무선 통신 회로(1170)를 통해 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 11a의 통신 장치(1130)는 8개의 급전 포트를 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1110)의 제1안테나 엘리먼트(1132), 및 제2안테나 엘리먼트(1134) 중 적어도 하나, 또는 제2안테나 어레이(1120)의 각 제3안테나 엘리먼트(1136), 제4안테나 엘리먼트(1137), 제5안테나 엘리먼트(1138) 및 제6안테나 엘리먼트(1139) 중 적어도 하나는 이중 급전됨으로써, 제1안테나 어레이(1110), 및 제2안테나 어레이(1120)의 안테나 엘리먼트의 개수를 줄여 통신 장치의 부피를 감소시킬 수 있다.
도 11b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 서로 형태로 배치된 도전성 엘리먼트들이 다중 급전을 통해 안테나 어레이로 형성된 통신 장치(1150)를 도시한 도면이다.
도 11b의 통신 장치(1150)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들(321, 322, 323, 324)의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 11b를 참고하면, 통신 장치(1150)는 기판(1151), 기판(1151)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 어레이(1180) 및 제1안테나 어레이(1180) 근처에 배치되는 제2안테나 어레이(1190)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1180)는 기판(1151)의 제2면(1106)에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나(1113), 제2안테나(1114) 및 제3안테나(1115)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1113)는 제1안테나 엘리먼트(1152)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(1114)는 제2안테나 엘리먼트(1153)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나(1115)는 제3안테나 엘리먼트(1155)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1190)는 기판(1151)의 제2면(1106)에 일정 간격으로 배치되는 제4안테나(1123), 제5안테나(1124) 및 제6안테나(1125)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나(1123)는 일정 간격으로 배치되는 제4안테나 엘리먼트(1156) 및 제5안테나 엘리먼트(1157)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나(1124)는 일정 간격으로 배치되는 제6안테나 엘리먼트(1158) 및 제7안테나 엘리먼트(1159)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제6안테나(1125)는 일정 간격으로 배치되는 제8안테나 엘리먼트(1160) 및 제9안테나 엘리먼트(1161)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(1150)는 기판(1151)의 제1면(1105)에 배치되고 제1안테나 어레이(1180) 및 제2안테나 어레이(1190)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(1170)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1180)에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들(1152, 1153, 1155)은 도전성 플레이트 또는 도전성 패치 형태의 방사체로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1190)에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들(1156, 1157, 1158, 1159, 1160, 1161)은 기판(1151)에 형성되는 도전성 패턴의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다. 예컨대, 제4안테나 엘리먼트(1156)와 제5안테나 엘리먼트(1157)는 하나의 다이폴 형태의 방사체로 형성될 수 있다. 제6안테나 엘리먼트(1158)와 제7안테나 엘리먼트(1159)는 다른 하나의 다이폴 형태의 방사체로 형성될 수 있다. 제8안테나 엘리먼트(1160)와 제9안테나 엘리먼트(1161)는 또 다른 하나의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1180)의 제1안테나 엘리먼트(1152), 또는 제3안테나 엘리먼트(1155)는 제1 급전부(1162), 또는 제4 급전부(1165)를 통해 무선 통신 회로(1170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1190)의 제4안테나 엘리먼트(1156), 또는 제8안테나 엘리먼트(1160)는 제5 급전부(1166), 또는 제8 급전부(1169)를 통해 무선 통신 회로(1170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1153)는 제1안테나 어레이(1180)의 제1안테나 엘리먼트(1152), 또는 제3안테나 엘리먼트(1155) 사이에 배치되고, 제2 급전부(1163), 및/또는 제3 급전부(1164)를 통해 무선 통신 회로(1170)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1190)의 제6안테나 엘리먼트(1158) 및 제7안테나 엘리먼트(1159)는 제5안테나 엘리먼트(1157)와 제8안테나 엘리먼트(1160) 사이에 배치되고 제6 급전부(1167), 및/또는 제7 급전부(1168)를 통해 무선 통신 회로(1170)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1180)의 복수의 안테나 엘리먼트들(1152, 1153, 1155) 및/또는 제2안테나 어레이(1190)의 복수의 안테나 엘리먼트들(1156, 1157, 1158, 1159, 1160, 1161)로 형성된 안테나들 중 적어도 하나에 대한 이중 급전이 적용될 경우, 그 부피가 감소하더라도 통신 장치(1150)의 EIRP의 감소폭을 줄일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1180)의 복수의 안테나 엘리먼트들(1152, 1153, 1155) 및/또는 제2안테나 어레이(1190)의 복수의 안테나 엘리먼트들(1156, 1157, 1158, 1159, 1160, 1161)로 형성된 안테나들 중 적어도 하나에 대한 이중 급전이 적용될 경우, 예를 들어, 이중 급전이 적용되는 적어도 하나의 안테나가 다른 안테나들의 중앙에 배치되는 경우, 상대적으로 중앙에 배치되는 안테나에서 방사하는 파워가 주변의 단일 급전이 적용된 안테나들에 비해 높게 발현될 수 있고, 이를 통해 SLL을 감소시키고 단일 빔폭을 확장시킬 수도 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 사시도이다.
도 12의 통신 장치(1200)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들(321, 322, 323, 324)의 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 12를 참고하면, 통신 장치(1200)는 기판(1210)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(1210)은 제1면(1211), 제1면(1211)의 반대 방향으로 향하는 제2면(1212) 및 제1면(1211)과 제2면(1212) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(1213)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(1210)은 제2면(1212)이 전자 장치(예: 도 2b의 전자 장치(200))의 후면 플레이트(예: 도 2b의 후면 플레이트(211))를 향하도록 배치될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 기판(1210)의 제2면(1212)이 전자 장치의 측면 부재(예: 도 2a의 측면 부재(216)), 또는 전면 플레이트(예: 도 2a의 전면 플레이트(202))를 향하도록 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치(1200)는 기판(1210)에 배치되는 제1안테나 어레이(1214), 제2안테나 어레이(1215), 제3안테나 어레이(1216), 제4안테나 어레이(1217) 및 제5안테나 어레이(1218)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1214)는 기판(1210)의 제2면(1212)을 통해 z 축 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1215)는 기판(1210)의 제1에지 영역(E1)에서 y 축 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1216)는 제2안테나 어레이(1215)와 인접하도록 배치되고, 기판(1210)의 제1에지 영역(E1)에서 y 축 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나 어레이(1217)는 제1에지 영역(E1)으로부터 일정 각도로(예: 수직으로) 연장된 기판(1210)의 제2에지 영역(E2)에서 x 축 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면 제5안테나 어레이(1218)는 제4안테나 어레이(1217)와 인접하도록 배치되고, 기판(1210)의 제2에지 영역(E2)에서 x 축 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1214)는 기판(1210)의 제2면(1212)에서 일정 간격으로 배치되는 제1 안테나(A1), 제2 안테나(A2), 제3 안테나(A3), 또는 제4 안테나(A4)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1215)는 기판(1210)의 제1에지 영역(E1)에서 일정 간격으로 배치되는 제5 안테나(A5), 또는 제6 안테나(A6)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1216)는 제1에지 영역(E1)에서 일정 간격으로 배치되는 제7 안테나(A7), 또는 제8 안테나(A8)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나 어레이(1217)는 기판의 제2에지 영역(E2)에서 일정 간격으로 배치되는 제9 안테나(A9), 또는 제10 안테나(A10)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나 어레이(1218)는 제2에지 영역(E2)에서 일정 간격으로 배치되는 제11 안테나(A11), 또는 제12 안테나(A12)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(1200)는 기판(1210)의 제1면(1211)에 실장되고, 복수의 안테나들(A1 ~ A12)과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(1247)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(1247)는 복수의 안테나들(A1 ~ A12)을 통해 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수 대역을 갖는 적어도 하나의 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1214)의 제1 안테나(A1), 제2 안테나(A2), 제3 안테나(A3), 또는 제4 안테나(A4) 중 적어도 하나, 제2안테나 어레이(1215)의 제5 안테나(A5), 또는 제6 안테나(A6) 중 적어도 하나, 제3안테나 어레이(1216)의 제7 안테나(A7), 또는 제8 안테나(A8) 중 적어도 하나, 제4안테나 어레이(1217)의 제9 안테나(A9), 또는 제10 안테나(A10) 중 적어도 하나 및 제5안테나 어레이(1218)의 제11 안테나(A11), 또는 제12 안테나(A12) 중 적어도 하나는 이중 급전 및/또는 이중 편파 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결됨으로써 동일한 개 수의 급전 포트를 이용하더라도 다중 급전(예: 이중 급전)을 통해 안테나의 개 수를 줄임으로써 통신 장치의 부피가 감소될수 있다.
도 13a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 12의 통신 장치(1200)의 제1안테나(A1)의 구성을 도시한 도면이다. 도 13b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 13a의 라인 A-A'에서 바라본 제1안테나의 적층 구조를 도시한 단면도이다
도 13a를 설명함에 있어, 제1안테나 어레이(1214)에서 제1안테나(A1)의 구성을 도시하고 설명하였으나, 제1안테나 어레이(1214)의 제2안테나(A2), 제3안테나(A2) 및 제4안테나(A4) 역시 제1안테나(A1)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있음은 자명하다.
도 13a를 참고하면, 제1안테나(A1)는 기판(1210)의 제2면(1212)에 배치되는 안테나 엘리먼트(1221)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(1221)는 금속 플레이트 또는 금속 패치 타입으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(A1)는 안테나 엘리먼트(1221) 주변에 배치되며, 안테나 엘리먼트(1221)를 둘러싸는 방식으로 배치되는 도전성 패턴(1226)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도시된 바와 같이 도전성 패턴(1226)은 복수 개일 수 있으면, 나머지 도전성 패턴들 역시 도전성 패턴(1226)과 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다.
한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(1226)은 내부 공간을 가지며, 폐루프로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(1226)은 사각형으로 형성되었으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 도전성 패턴(1226)은 원형, 타원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(1226)은 안테나 엘리먼트(1221)와 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치되어 안테나 엘리먼트(1221)의 방사 성능을 향상시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(1226)은 특정 주기 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 안테나 엘리먼트(1221)는 λ/4 의 전기적 길이를 갖는 주기 구조체로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(1221)는 AMC(artificial magnetic conductor) 구조이거나 SAMC(superstrate artificial magnetic conductor)를 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기판(1210)의 제2면(1212)을 상부에서 바라볼 때, 도전성 패턴(1226)은 내부 공간에 배치되는 더미 패턴(1227)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 더미 패턴(1227)은 기판 제조시 균등한 열팽창계수를 제공함으로써 고온의 열에 의해 발생할 수 있는 기판(1210)의 휨 현상을 방지할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 더미 패턴(1227)은 도전성 재질 또는 비도전성 재질로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도시된 바와 같이 더미 패턴(1227)은 복수 개일 수 있으면, 나머지 더미 패턴들 역시 더미 패턴(1227)과 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(1221)는 기판(1210)의 제1면(1211)에 실장된 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(1221)는 네 개의 급전부(1222, 1223, 1224, 1225)를 통하여 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1안테나(A1)의 안테나 엘리먼트(1221)는 서로 대칭되는 위치에 배치되는 제1 급전부(1222), 또는 제2 급전부(1223)와 각 급전부에서 중심축을 기준으로 90도 회전되는 위치에 배치되는 제3 급전부(1224), 또는 제4 급전부(1225)를 통하여 이중 편파 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 13b를 참고하면, 기판(1210)은 복수의 절연 레이어를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 기판(1210)은 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제1레이어 영역(1201), 제1레이어 영역(1201)과 이웃하고, 또 다른 적어도 하나의 절연 레이어를 포함하는 제2레이어 영역(1202)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(1201)은 안테나 엘리먼트(1221)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(1201)은 안테나 엘리먼트(1221)로부터 서로 대칭되는 위치에서 제2레이어 영역(1202)까지 연장되고, 무선 통신 회로(1247)와 각각 전기적으로 연결되는 제1급전부(1222) 및 제2급전부(1223)를 포함할 수 있다. 미도시되었으나, 제3급전부(예: 도 13a의 제3급전부(1224)) 및 제4급전부(예: 도 13a의 제4급전부(1225)) 역시 동일한 방식으로 무선 통신 회로(1247)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(1222) 및 제2급전부(1223)는 기판(1210)의 두께 방향으로 제1레이어 영역(1201)을 관통하는 도전성 비아를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1급전부(1222)는 제2레이어 영역(1202)에 배치되는 제1급전 선로(1205)를 통하여 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부(1223)는 제2레이어 영역(1202)에 배치되는 제2급전 선로(1206)를 통하여 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전 선로(1205) 및 제2급전 선로(1206)는 제2레이어 영역(1202)에 배치되는 그라운드 플래인(1203)과 전기적으로 단절되도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(1221)는 기판(1210)의 제1레이어 영역(1201)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(1226)은 기판(1210)의 제1레이어 영역(1201) 중 안테나 엘리먼트(1221)보다 기판(1210)의 제2면(1212)에 가깝게 배치된 플래인상에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 더미 패턴(1227)은 도전성 패턴(1226)보다 기판(1210)의 제2면(1212)에서 멀게 배치된 플래인상에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 엘리먼트(1221)는 더미 패턴(1227) 중 적어도 일부가 배치된 플래인과 동일한 플래인에 배치될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 안테나 엘리먼트(1221), 도전성 패턴(1226) 및/또는 더미 패턴(1227)은 제1레이어 영역(1201) 중 동일한 플래인 및/또는 서로 다른 플래인에 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나(A1)는 도전성 패턴(1226)에 의해 밴드폭이 확장되고, 이득이 향상될 수 있다. 예를 들어, 하기 <표 3>에 도시된 바와 같이, 안테나 엘리먼트(1221)만으로 제1안테나가 형성될 경우, 이득은 6.5dBi, 밴드폭은 1GHz로 발현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나가 안테나 엘리먼트(1221) 주변에 배치되는 일반적인 형상의 복수의 도전성 패턴을 더 포함하는 AMC(artificial magnetic conductor) 구조로 형성될 경우, 이득은 7.5dBi, 밴드폭은 2.5GHz로 향상될 수 있으며, 제1안테나가 안테나 엘리먼트 주변에 배치되는 상술한 링 타입 도전성 패턴(1226)을 더 포함하는 SAMC(superstrate artificial magnetic conductor) 구조로 형성될 경우, 이득은 8.2dBi, 밴드폭은 5GHz로 향상됨을 알 수 있다.
Figure pat00003
도 14a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 12의 통신 장치(1200)의 제5안테나(A5) 및 제7안테나(A7)의 구성을 도시한 부분 사시도이다. 도 14b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 14a의 라인 B-B'에서 바라본 제2안테나의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 14a를 설명함에 있어, 제2안테나 어레이(1215)에서 제5안테나(A5)의 구성을 도시하고 설명하였으나, 제2안테나 어레이(1215)의 제6안테나(A6), 제4안테나 어레이(1217)의 제9안테나(A9) 및 제10안테나(A10)는 제5안테나(A5)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있음은 자명하다. 또 다른 예로, 제3안테나 어레이(1216)에서 제7안테나(A7)의 구성을 도시하고 설명하였으나, 제3안테나 어레이(1216)의 제8안테나(A8), 제5안테나 어레이(1218)의 제11안테나(A11) 및 제12안테나(A12)는 제7안테나(A7)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있음은 자명하다.
도 14a를 참고하면, 제5안테나(A5)는 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233)는 기판(1210)의 제2면(1212)을 상부에서 바라볼 때, 적어도 일부 영역이 서로 중접되는 위치에서 일정 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))는 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233)을 통하여 수직 편파를 송수신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233)는 금속 플레이트 또는 금속 패치 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제7안테나(A7)는 제3안테나 엘리먼트(1236) 및 제4안테나 엘리먼트(1237)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 엘리먼트(1236) 및 제4안테나 엘리먼트(1237)는 나란하게 배치되고, 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233) 사이의 공간에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))는 제3안테나 엘리먼트(1236) 및 제4안테나 엘리먼트(1237)를 통하여 수평 편파를 송수신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 엘리먼트(1236) 및 제4안테나 엘리먼트(1237)는 기판(1210)에서 금속 패턴 형태의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제5안테나(A5)의 제1안테나 엘리먼트(1232)와 제2안테나 엘리먼트(1233) 및/또는 제7안테나(A7)의 제3안테나 엘리먼트(1236)와 제4안테나 엘리먼트(1237)는 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결됨으로써, 동일한 개 수의 급전 포트를 이용하더라도 다중 급전(예: 이중 급전)을 통해 안테나의 개 수를 줄임으로써 통신 장치의 부피가 감소될 수 있다.
도 14b를 참고하면, 기판(1210)은 급전 영역(NA), 매칭 영역(MA) 및 안테나 배치 영역(FA)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나(A5)는 기판(1210)의 절연 레이어 중 서로 다른 플래인에 배치되는 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1232)는 제1급전 선로(1251) 및 제1급전 라인(1241)를 통하여 제1급전 지점(1242)에서 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 엘리먼트(1233)는 제2급전 선로(1252) 및 제2급전 라인(1243)를 통하여 제2급전 지점(1244)에서 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제5안테나(A5)는 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233)의 제1매칭 영역(MA1) (예: 임피던스 매칭 영역, 캐비티(cavity)) 및 제2매칭 영역(MA2)(예: 임피던스 매칭 영역, 캐비티)을 통하여 작동 주파수 대역이 결정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나(A5)는 제1안테나 엘리먼트(1232)의 제1급전 라인(1241)과의 수직거리 및/또는 커플링 면적에 따른 커패시턴스 값에 따라 작동 주파수가 결정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나(A5)는 제2안테나 엘리먼트(1233)의 제2급전 라인(1243)과의 수직거리 및/또는 커플링 면적에 따른 커패시턴스 값에 따라 작동 주파수가 결정될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 제5안테나(A5)는 제1급전 라인(1241)과 그라운드 플래인(1207) 및/또는 제2급전 라인(1243)과 그라운드 플래인(1207)과의 수직거리 또는 커플링 면적에 따른 커패시턴스 값에 따라 작동 주파수가 결정될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제7안테나(A7)는 제5안테나(A5)의 제1안테나 엘리먼트(1232) 및 제2안테나 엘리먼트(1233) 사이의 공간에 배치되고, 제5안테나(A5) 로부터 적어도 일부가 돌출되도록 형성되는 제3급전 라인(1245) 및 제4급전 라인(1246)의 단부에 각각 배치되는 제3도전성 패턴(1236) 및 제4도전성 패턴(1237)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3급전 라인(1245)은 제3급전 선로(1253)를 통하여 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4급전 라인(1246)은 제4급전 선로(1254)를 통하여 무선 통신 회로(1247)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치(1500)의 다양한 급전 구조를 도시한 도면이다.
도 15a의 통신 장치(1500)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들(321, 322, 323, 324)의 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 15a를 참고하면, 통신 장치(1500)는 기판(1510)에 배치되는 제1안테나 어레이(1520), 제1안테나 어레이(1520)와 인접하여 기판(1510)에 배치되는 제2안테나 어레이(1530) 및 제2안테나 어레이(1530)와 인접하여 기판(1510)에 배치되는 제3안테나 어레이(1540)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1520)는 기판(1510)에 배치되는 1X4 배열의 4 개의 안테나들(A1, A2, A3, A4)을 포함할 수 있다. 제1안테나 어레이(1520)의 안테나들(A1, A2, A3, A4)은 도 12의 제1안테나(A1)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1530)는 기판(1510)에 배치되는 1X4 배열의 4 개의 안테나들(A5, A6, A7, A8)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1530)의 안테나들(A5, A6, A7, A8)은 도 12의 제5안테나(A5)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1540)는 기판(1510)에 배치되는 1X4 배열의 4 개의 안테나들(A9, A10, A11, A12)을 포함할 수 있다. 제3안테나 어레이(1540)의 안테나들(A9, A10, A11, A12)은 도 12의 제7안테나(A7)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1520)는 제1안테나(A1), 제2안테나(A2), 제3안테나(A3) 및 제4안테나(A4)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(A1)는 제1안테나 엘리먼트(1521), 제1안테나 엘리먼트(1521)를 둘러싸는 방식으로 배치되는 폐루프 형태의 도전성 패턴(1526)(예: 도 13a의 도전성 패턴(1226)) 및 도전성 패턴(1526)의 내부 공간에 배치되는 더미 패턴(1527)(예: 도 13a의 더미 패턴(1227))을 포함할 수 있다. 도전성 패턴(1526), 또는 더미 패턴(1527)은 예를 들면, 복수 개일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 엘리먼트(1521)는 제1급전부(F1), 제2급전부(F2), 제3급전부(F3) 및 제4급전부(F4)를 통하여 이중 편파 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나(A2), 제3안테나(A3) 및 제4안테나(A4) 역시 제2안테나 엘리먼트(1522), 제3안테나 엘리먼트(1523) 및 제4안테나 엘리먼트(1524)를 포함할 수 있으며, 제2안테나 엘리먼트(1522), 제3안테나 엘리먼트(1523) 및 제4안테나 엘리먼트(1524)은 제1안테나 엘리먼트(1521)와 동일하게 복수의 급전부(F6, F7, F8, F9, F10, F11, F12, F13, F14, F15, F16)를 통하여 이중 편파 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1520)는 제1안테나 엘리먼트(1221), 제1안테나 엘리먼트(1522), 제3안테나 엘리먼트(1223) 및 제4안테나 엘리먼트(1524)를 통해 이중 편파 이중 급전 방식으로 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결됨으로써, 동일한 개 수의 급전 포트를 이용하더라도 다중 급전(예: 이중 급전)을 통해 기존보다 안테나의 개 수를 줄임으로써 통신 장치의 부피가 감소될 수 있다.
도 15b에 도시된 바와 같이, 전술한 도 15a의 제1안테나 어레이(1520)의 4개의 안테나들(A1, A2, A3, A4)에 각각 배치된 안테나 엘리먼트들(1521, 1522, 1523, 1524) 중 제1안테나(A1)의 제1안테나 엘리먼트(1521) 및 제4안테나(A4)의 제4안테나 엘리먼트(1524)는 제1급전부(F1), 제4급전부(F4), 제13급전부(F13) 및 제16급전부(F16)를 통하여 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전되는 방식으로 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결되고, 제2안테나(A2)의 제2안테나 엘리먼트(1522) 및 제3안테나(A3)의 제3안테나 엘리먼트(1523)는 제5급전부(F5) 내지 제12급전부(F12)를 통해 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전되는 방식으로 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1안테나 어레이(1520)에서, 복수의 안테나(A1, A2, A3, A4) 중 적어도 중앙에 배치된 제2안테나(A2) 및 제3안테나(A3)의 대응 안테나 엘리먼트들(1522. 1523)에 이중 편파 중 각 편파를 이중 급전 방식이 적용될 경우, 주변의 이중 편파 중 각 편파를 단일 급전 방식이 적용된 안테나들(A1, A4)에 비해 방사 파워가 높게 발현될 수 있고, 이를 통해 SLL(side lobe level)이 감소되고, single beam의 빔폭이 넓어질 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 구성도이다.
도 16의 통신 장치(1600)는 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324)과 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치들(321, 322, 323, 324)의 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 16을 참고하면, 통신 장치(1600)는 기판(1610)을 포함할 수 있다. 기판(1610)은 제1면(1611) 및 제1면(1611)과 반대 방향으로 향하는 제2면(1612)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(1600)는 기판(1610)에 배치되는 제1안테나 어레이(1620), 기판(1610)의 일측에 배치되는 제2안테나 어레이(1630) 및 제3안테나 어레이(1640)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 통신 장치(1600)는 기판(1610)의 일측과 대향되는 타측 근처에 배치되는 제4안테나 어레이(1650) 및 제5안테나 어레이(1660)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1630)와 제4안테나 어레이(1650)는 실질적으로 동일한 구성을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1640)와 제5안테나 어레이(1660)는 실질적으로 동일한 구성을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(1620)는 기판(1610)의 제2면(1612) 방향으로 빔 패턴이 형성되는 제1안테나(1621), 제2안테나(1622) 및 제3안테나(1623)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나(1621), 제2안테나(1622) 및 제3안테나(1623)는 도전성 플레이트 또는 도전성 패치 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1630)는 기판(1610)의 일측에서 제1안테나 어레이(1620)의 안테나들(1621, 1622, 1623)과 대응되는 위치에 배치되는 제4안테나(1631), 제5안테나(1632), 또는 제6안테나(1633)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나 어레이(1650)는 기판(1610)의 타측에서 제1안테나 어레이(1620)의 안테나들(1621, 1622, 1623)과 대응되는 위치에 배치되는 제7안테나(1651), 제8안테나(1652), 또는 제9안테나(1653)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나(1631) 내지 제9안테나(1653)는 도전성 플레이트 또는 도전성 패치 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1640)는 제2안테나 어레이(1630) 근처에 배치되는 제10안테나(1641), 제11안테나(1642), 또는 제12안테나(1643)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나 어레이(1660)는 제4안테나 어레이(1650) 근처에 배치되는 제13안테나(1661), 제14안테나(1662), 또는 제15안테나(1663)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제10안테나(1641) 내지 제15안테나(1663)는 기판(1610)에 형성되는 도전성 패턴 형태의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나(1631) 내지 제9안테나(1653)는 도 14a의 제5안테나(A5)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제10안테나(1641) 내지 제15안테나(1653)는 도 14a의 실질적으로 제7안테나(A7)와 동일한 구성을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제4안테나(1631)는 일정 간격으로 이격 배치되고, 서로 마주보도록 배치되는 제1안테나 엘리먼트(1631-1) 및 제2안테나 엘리먼트(1631-2)를 포함할 수 있다. 제5안테나(1632)는 제3안테나 엘리먼트(1632-1) 및 제4안테나 엘리먼트(1632-2)를 포함할 수 있다. 제6안테나(1633)는 제5안테나 엘리먼트(1633-1) 및 제6안테나 엘리먼트(1633-2)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제7안테나(1651)는 제7안테나 엘리먼트(1651-1) 및 제8안테나 엘리먼트(1651-2)를 포함할 수 있다. 제8안테나(1652)는 제9안테나 엘리먼트(1652-1) 및 제10안테나 엘리먼트(1652-2)를 포함할 수 있다. 제9안테나(1653)는 제11안테나 엘리먼트(1653-1) 및 제12안테나 엘리먼트(1653-2)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제10안테나(1641)는 일정 간격으로 이격 배치되고, 서로 마주보도록 배치되는 제13안테나 엘리먼트(1641-1) 및 제14안테나 엘리먼트(1641-2)를 포함할 수 있다. 제11안테나(1642)는 제15안테나 엘리먼트(1642-1) 및 제16안테나 엘리먼트(1642-2)를 포함할 수 있다. 제12안테나(1643)는 제17안테나 엘리먼트(1643-1) 및 제18안테나 엘리먼트(1643-2)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제13안테나(1661)는 제19안테나 엘리먼트(1661-1) 및 제20안테나 엘리먼트(1661-2)를 포함할 수 있다. 제14안테나(1662)는 제21안테나 엘리먼트(1662-1) 및 제22안테나 엘리먼트(1622-2)를 포함할 수 있다. 제15안테나(1663)는 제23안테나 엘리먼트(1663-1) 및 제24안테나 엘리먼트(1663-2)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1630) 및 제4안테나 어레이(1650)는 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결되어, 기판(1610)의 측면 방향으로 수직 편파를 발생할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1640) 및 제5안테나 어레이(1660)는 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))와 전기적으로 연결되어, 기판(1610)의 측면 방향으로 수평 편파를 발생할 수 있다.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 16의 제2안테나 어레이(1630) 및 제4안테나 어레이(1650)의 급전 구조를 도시한 도면이다.
도 17a 및 도 17b를 참고하면, 제2안테나 어레이(1630)의 3개의 안테나 중 중앙에 배치된 제5안테나(1632)와 제4안테나 어레이(1650)의 3개의 안테나 중 중앙에 배치된 제8안테나(1652)는 이중 급전 방식으로 통신 장치(1600)의 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))의 급전 포트들(port 1 ~ port 8)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(1630)는 제4안테나(1631)의 제1안테나 엘리먼트(1631-1)가 제1급전 포트(port 1)에 연결되고, 제5안테나(1632)의 제3안테나 엘리먼트(1632-1)와 제4안테나 엘리먼트(1632-2)가 제2급전 포트(port 2) 및 제3급전 포트(port 3)에 각각 연결되고, 제6안테나(1633)의 제5안테나 엘리먼트(1633-1)가 제4급전 포트(port 4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나 어레이(1650)는 제7안테나(1651)의 제7안테나 엘리먼트(1651-1)가 제5급전 포트(port 5)에 연결되고, 제8안테나(1652)의 제9안테나 엘리먼트(1652-1)와 제10안테나 엘리먼트(1652-2)가 제6급전 포트(port 6) 및 제7급전 포트(port 7)에 각각 연결되고, 제9안테나(1653)의 제11안테나 엘리먼트(1653-1)가 제8급전 포트(port 8)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 16의 제3안테나 어레이(1640) 및 제5안테나 어레이(1660)의 다양한 급전 구조를 도시한 도면이다.
도 18a를 참고하면, 제3안테나 어레이(1640)의 3개의 안테나 중 중앙에 배치된 제11안테나(1642)와 제5안테나 어레이(1660)의 3개의 안테나 중 중앙에 배치된 제14안테나(1662)는 이중 급전 방식으로 통신 장치(1600)의 무선 통신 회로(예: 도 12의 무선 통신 회로(1247))의 일부의 급전 포트들(port 9 ~ port 16)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 어레이(1640)는 제10안테나(1641)의 제13안테나 엘리먼트(1641-1)가 제9급전 포트(port 9)에 연결되고, 제11안테나(1642)의 제15안테나 엘리먼트(1642-1)와 제16안테나 엘리먼트(1642-2)가 제10급전 포트(port 10) 및 제11급전 포트(port 11)에 각각 연결되고, 제12안테나(1643)의 제18안테나 엘리먼트(1643-2)가 제12급전 포트(port 12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나 어레이(1660)는 제13안테나(1661)의 제19안테나 엘리먼트(1661-1)가 제13급전 포트(port 13)에 연결되고, 제14안테나(1662)의 제21안테나 엘리먼트(1662-1)와 제22안테나 엘리먼트(1662-2)가 제14급전 포트(port 14) 및 제15급전 포트(port 15)에 각각 연결되고, 제15안테나(1663)의 제24안테나 엘리먼트(1663-2)가 제16급전 포트(port 16)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 18b를 참고하면, 제3안테나 어레이(1640)의 3개의 안테나(1641, 1642, 1643)는 18a와 실질적으로 동일한 급전 구조를 가지며, 폴디드 다이폴 형태의 안테나 엘리먼트들(1644, 1645, 1646)로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제5안테나 어레이(1660)의 3개의 안테나(1661, 1662, 1663)는 18a와 실질적으로 동일한 급전 구조를 가지며, 폴디드 다이폴 형태의 안테나 엘리먼트들(1664, 1665, 1666)로 형성될 수 있다.
도 18c를 참고하면, 도 18b의 구성에서 제3안테나 어레이(1640)의 제10안테나(1644) 및 제12안테나(1646)가 일반 다이폴 형태의 안테나(1641, 1643)로 형성되고, 제11안테나(1645)는 폴디드 다이폴 형태로 형성될 수도 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 폴디드 다이폴 형태의 안테나들(1645, 1664, 1665, 1666) 중 적어도 하나의 안테나 역시 도 18a와 같이, 일반 다이폴 안테나들(1642, 1661, 1662, 1663) 중 적어도 하나와 같은 형태로 형성될 수도 있다.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 통신 장치의 배치를 도시한 도면이다.
도 19a 및 도 19b의 통신 장치들(520, 520-1, 520-2)은 도 3a의 통신 장치들(321, 322, 323, 324), 도 4a의 통신 장치(400), 도 5의 통신 장치(510), 도 6의 통신 장치(600), 도 7a의 통신 장치(710), 도 10a의 통신 장치(1010), 도 10c의 통신 장치(1020), 도 10e의 통신 장치(1030), 도 10g의 통신 장치(1040), 도 11a의 통신 장치(1130), 도 11b의 통신 장치(1150), 도 12의 통신 장치(1200), 도 15a의 통신 장치(1500) 또는 도 16의 통신 장치(1600)와 적어도 일부 유사하거나, 통신 장치의 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 19a를 참고하면, 전자 장치(1900)는 하우징(1910)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 하우징(1910)은 측면 부재(1920)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 측면 부재(1920)의 적어도 일부 영역은 도전성 부재로 형성될 수 있으며, 비도전성 부분에 의해 단위 도전성 부분으로 구현되어 안테나 방사체로 동작할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 하우징(1910)은 제1길이를 갖는 제1부분(1911), 제1부분(1911)과 수직한 방향으로 연장되며 제2길이를 갖는 제2부분(1912), 제2부분(1912)에서 제1부분(1911)과 평행하게 제1길이를 갖도록 연장되는 제3부분(1913) 및 제3부분(1913)에서 제2부분(1912)과 평행하게 제2길이를 갖도록 연장되는 제4부분(1914)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1통신 장치(520), 또는 제2통신 장치(520-1)는 전자 장치(1900)의 내부 공간(1901)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1통신 장치(520), 또는 제2통신 장치(520-1)는 실질적으로 사각형 형상의 전자 장치(1900)의 적어도 하나의 코너 부분에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1통신 장치(520)의 제1측부(5201)는 하우징(1910)의 제1부분(1911)과 인접하고, 제1통신 장치(520)의 제2측부(5202)는 하우징(1910)의 제2부분(1912)과 인접하게 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제1통신 장치(520)의 전기적 연결 부재(550)(예: 전원 단자 및/또는 RF 단자)는 제1통신 장치(520)의 제4측부(5204)에서 전자 장치(1900)의 중심 방향으로 인출될 수 있다. 또 다른 예로, 전기적 연결 부재(550)는 제1통신 장치(520)의 제3측부(5203)에서 전자 장치(1900)의 중심 방향으로 인출될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 제2통신 장치(520-1)의 제1측부(5201)는 하우징(1910)의 제4부분(1914)과 인접하고, 제2통신 장치(520-1)의 제2측부(5202)가 하우징(1910)의 제1부분(1911)과 인접하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1통신 장치(520)는 전자 장치의 후면 플레이트(예: 도 2b의 후면 플레이트(211)) 방향으로 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 19b를 참고하면, 제1통신 장치(520), 제2통신 장치(520-1), 또는 제3통신장치(520-2)는 전자 장치(1900)의 모서리 중 일부 영역에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1통신 장치(520)는 제1통신 장치(520)의 기판(521)의 제2면(예: 도 4a의 제2면(412))이 하우징(1910)의 제1부분(1911)의 실질적으로 중앙에서 제1부분(1911)을 향하도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(1900)의 제2플레이트(예: 도 2b의 제2플레이트(211))를 위에서 바라볼 때, 제1통신 장치(520)는 제1통신 장치(520)의 기판(521)의 제1측부(5201)가 하우징(1910)의 제1부분(1911)과 나란한 방식으로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2통신 장치(520-1)는 제2통신 장치(520-1)의 기판(521)의 제2면(예: 도 4a의 제2면(412))이 하우징(1910)의 제4부분(1914) 중 일부 영역에서, 제4부분(1914)과 인접하고 나란한 방식으로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3통신 장치(520-2)는 제3통신 장치(520-2)의 기판(521)의 제2면(예: 도 4a의 제2면(412))이 하우징(1910)의 제2부분(1912) 중 일부 영역에서, 제2부분(1912)과 인접하고 나란한 방식으로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1통신 장치(520)는 하우징(1910)의 제1부분(1911)으로 향하는(예: ① 방향으로 향하는) 빔 패턴을 형성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2통신 장치(520-1)는 하우징(1910)의 제4부분(1914)으로 향하는(예: ④ 방향으로 향하는) 빔 패턴을 형성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3통신 장치(520-2)는 하우징(1910)의 제2부분(1912)으로 향하는(예: ③ 방향으로 향하는) 빔 패턴을 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 미도시 되어으나, 도 19a 및 도 19b에 제시된 통신 장치들(520, 520-1, 520-2)은 실질적으로 장방형인 전자 장치(1900)의 각 코너, 또는 각 모서리 중 적어도 일부 영역에 배치되거나, 코너 또는 모서리에 혼용으로 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 장치들(520, 520-1, 520-2)이 실장된 부분과 대응하는 하우징(1910)의 영역은 통신 장치의 방사 성능 저하를 방지하기 위하여, 도전성 재질이 아닌 다른 재질(예: 유전체 재질)로 형성될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 하우징(1910)의 대응 영역은 통신 장치의 빔 형성 방향으로 하우징상에 홀이 형성되거나 빔이 통과 가능한 금속 주기 구조체(예: metal grid)로 대체될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(200))는, 제1플레이트(예: 도 2a의 제1플레이트(202)), 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트(예: 도 2b의 제2플레이트(211)) 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재(예: 도 2a의 측면 지지 구조(218))를 포함하는 하우징(예: 도 2a의 하우징(210))과, 상기 제2플레이트와 평행한 적어도 하나의 플래인을 포함하는 안테나 구조(예: 도 7a의 안테나 어레이(720))로써, 상기 안테나 구조는, 상기 플래인에 배치되는 제1엘리먼트(예: 도 7a의 제2엘리먼트(712))와, 상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제1엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제2엘리먼트(예: 도 7a의 제2엘리먼트(713))와, 상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제2엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제3엘리먼트(예: 도 7a의 제3엘리먼트(714)), 상기 제2엘리먼트는 상기 제1엘리먼트와 상기 제3엘리먼트 사이에 배치되고, 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로(예: 도 7a의 무선 통신 회로(715))를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1엘리먼트에 연결되는 제1전기적 경로(예: 도 7a의 제1전기적 경로(7121))와, 상기 제2엘리먼트상의 제1지점에 연결되는 제2전기적 경로(예: 도 7a의 제2전기적 경로(7131)), 상기 제1지점은 상기 제3엘리먼트보다 제1엘리먼트에 가까우며, 상기 제2엘리먼트상의 제2지점에 연결되는 제3전기적 경로(예: 도 7a의 제3전기적 경로(7132)), 상기 제2지점은 상기 제1엘리먼트보다 제3엘리먼트에 가까우며, 상기 제3엘리먼트에 연결되는 제4전기적 경로(예: 도 7a의 제4전기적 경로(7141))를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1지점에서의 제1신호와 상기 제2지점에서의 제2신호간의 위상차(phase difference)를 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 위상차는 180도일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1엘리먼트(예: 도 7a의 제1엘리먼트(712)), 상기 제2엘리먼트(예: 도 7a의 제2엘리먼트(713)) 및 상기 제3엘리먼트(예: 도 7a의 제3엘리먼트(714))는 서로 동일 직경을 갖는 대칭 형상으로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1지점(예: 도 7a의 제1지점(7131))은 상기 제2엘리먼트(예: 도 7a의 제2엘리먼트(713))의 중앙과 상기 제1엘리먼트(예: 도 7a의 제1엘리먼트(712)) 사이에 배치되고, 상기 제2지점(예: 도 7a의 제2지점(7132))은 상기 제2엘리먼트(예: 도 7a의 제2엘리먼트(713))의 중앙과 상기 제3엘리먼트(예: 도 7a의 제3엘리먼트(714)) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1엘리먼트(예: 도 11b의 제1엘리먼트(1152)), 상기 제2엘리먼트(예: 도 11b의 제2엘리먼트(1153)) 및 상기 제3엘리먼트(예: 도 11b의 제3엘리먼트(1155))는 제1열(예: 도 11b의 제1열(1180))을 형성하고, 상기 안테나 구조는 상기 제1열과 평행한 제2열에 배치되는 다이폴 안테나 어레이(예: 도 11b의 제2안테나 어레이(1190))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트(예: 도 2a의 제1플레이트(202)), 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트(예: 도 2a의 제2플레이트(211))및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재(예: 도 2a의 측면 지지 구조(218))를 포함하는 하우징(예: 도 2a의 하우징(210))과, 상기 제1플레이트에 평행하게 배치되는 적어도 하나의 플래인을 포함하고, 상기 플레인에 배치되는 제1안테나 엘리먼트(예: 도 4a의 안테나 엘리먼트(420))를 포함하는 안테나 구조(예: 도 4a의 안테나(450)) 및 10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로(예: 도 4a의 무선 통신 회로(430))를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1안테나 엘리먼트상의 서로 이격된 복수의 지점들 각각에 전기적으로 연결되는 전기적 경로들(예: 도 4a의 전기적 경로들(421, 422))을 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 복수의 지점들에서 적어도 두 개의 신호들 중 적어도 하나의 위상차를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 복수의 지점들 중 적어도 두 개는 상기 제1안테나 엘리먼트의 중앙에 대하여 서로 대칭으로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 6의 안테나 엘리먼트(620))는 중앙을 지나는 가상의 라인을 기준으로 상호 대칭되는 형상으로 형성되고, 상기 복수의 지점은 상기 제1안테나 엘리먼트에서 상기 라인을 기준으로 일측에 배치되는 제1지점(예: 도 6의 제1지점(621))과, 상기 라인을 기준으로 타측에서 상기 제1지점과 대칭되는 위치에 배치되는 제2지점(예: 도 6의 제2지점(623))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1안테나 엘리먼트는, 상기 중심을 기준으로 상기 제1지점에서 90도 회전된 위치에 배치되는 제3지점(예: 도 6의 제3지점(622)) 및 상기 제3지점과 대칭되는 상기 제1안테나 엘리먼트 상에 배치되는 제4지점(예: 도 6의 제4지점(624))을 포함하고, 상기 제3지점 및 제4지점은 상기 무선 통신 회로(예: 도 6의 무선 통신 회로(630)에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 절연 레이어가 적층되는 방식으로 형성되는 기판(예: 도 4b의 기판(410))을 더 포함하고, 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 4b의 안테나 엘리먼트(420))는 상기 기판의 절연 레이어 중 제1플래인(예: 도 4b의 제1플래인(4101))에 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 무선 통신 회로는 상기 기판의 절연 레이어를 통하여 배치되는 상기 전기적 경로(예: 도 4b의 전기적 경로(421, 422)를 이용하여 상기 제1안테나 엘리먼트에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전기적 경로들(예: 도 4e의 전기적 경로(421, 422))은 상기 기판의 절연 레이어 중 제1플래인과 다른 제2플래인(예 도 4e의 제2플레인(4101))에 대응 배치되는 적어도 두 개의 도전성 패드(예: 도 4e의 도전성 패드(423, 424))와 전기적으로 연결되고, 상기 적어도 두 개의 도전성 패드는 상기 안테나 엘리먼트와 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 4f의 제1안테나 엘리먼트(420))와 이격된 상기 절연 레이어의 제3플래인(예: 도 4f의 제3플래인(4101))상에 배치되는 제2안테나 엘리먼트(도 4f의 제2안테나 엘리먼트(426))를 더 포함하고, 상기 적어도 두 개의 제2도전성 패드(예: 도 4f의 두 개의 도전성 패트(423, 424))는 상기 제1안테나 엘리먼트 및 상기 제2안테나 엘리먼트 사이에 배치되며, 상기 제2안테나 엘리먼트는 상기 적어도 두 개의 제2도전성 패드와 커플링 가능한 위치에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 무선 통신 회로(예: 도 4f의 무선 통신 회로(430))는 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 4f의 안테나 엘리먼트(420))를 통해 제1주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2안테나 엘리먼트(예: 도 4f의 제2안테나 엘리먼트(426))를 통해 상기 제1주파수 대역의 신호와 다른 제2주파수 대역이 신호를 송수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 전기적 경로들을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위칭 장치(예: 도 10b의 스위칭 장치(1015))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 11a의 안테나 엘리먼트(1232, 1234)) 주변에 형성되며, 상기 무선 통신 회로(예: 도 11a의 무선 통신 회로(1170))와 적어도 두 지점에서 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 도전성 패턴(예: 도 11a의 도전성 패턴(1121, 1122))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 도전성 패턴(예: 도 11a의 도전성 패턴(1121, 1122))은 다이폴 안테나 또는 폴디드(folded) 다이폴 안테나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 도전성 패턴(예: 도 11a의 도전성 패턴(1121, 1122))은 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 각각 연결되는 제1도전성 패턴 및 제2도전성 패턴을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1플레이트(예: 도 2a의 제1플레이트(202))를 향하는 제1면(예: 도 11a의 제1면(1103)) 및 상기 제2플레이트(예: 도 2b의 제2플레이트(211))를 향하는 제2면(예: 도 11a의 제2면(1104))을 포함하는 기판(예: 도 11a의 기판(1131))을 더 포함하고, 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 11a의 안테나 엘리먼트(1132))는 상기 제2면에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1안테나 엘리먼트(예: 도 11a의 안테나 엘리먼트(1132))는 상기 기판에 형성되는 금속 패턴, 상기 기판에 부착되는 금속 플레이트, 가요성 인쇄회로(FPCB) 또는 상기 기판에 도포되는 도전성 도료를 포함할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
400: 통신 장치 410: 기판
411: 제1면 412: 제2면
420: 안테나 엘리먼트 421: 제1급전부
422: 제2급전부

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징;
    상기 제2플레이트와 평행한 적어도 하나의 플래인을 포함하는 안테나 구조로서, 상기 안테나 구조는:
    상기 플래인에 배치되는 제1엘리먼트;
    상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제1엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제2엘리먼트;
    상기 플래인의 상부에서 바라볼 때, 상기 플래인에서 상기 제2엘리먼트와 이격되도록 배치되는 제3엘리먼트, 상기 제2엘리먼트는 상기 제1엘리먼트와 상기 제3엘리먼트 사이에 배치되고; 및
    10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는,
    상기 제1엘리먼트에 연결되는 제1전기적 경로;
    상기 제2엘리먼트상의 제1지점에 연결되는 제2전기적 경로, 상기 제1지점은 상기 제3엘리먼트보다 제1엘리먼트에 가까우며;
    상기 제2엘리먼트상의 제2지점에 연결되는 제3전기적 경로, 상기 제2지점은 상기 제1엘리먼트보다 제3엘리먼트에 가까우며; 및
    상기 제3엘리먼트에 연결되는 제4전기적 경로를 포함하고,
    상기 무선 통신 회로는 상기 제1지점에서의 제1신호와 상기 제2지점에서의 제2신호간의 위상차(phase difference)를 제공하도록 구성되는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위상차는 180도인 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1엘리먼트, 상기 제2엘리먼트 및 상기 제3엘리먼트는 서로 동일 직경을 갖는 대칭 형상으로 형성되는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1지점은 상기 제2엘리먼트의 중앙과 상기 제1엘리먼트 사이에 배치되고, 상기 제2지점은 상기 제2엘리먼트의 중앙과 상기 제3엘리먼트 사이에 배치되는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1엘리먼트, 상기 제2엘리먼트 및 상기 제3엘리먼트는 제1열을 형성하고, 상기 안테나 구조는 상기 제1열과 평행한 제2열에 배치되는 다이폴 안테나 어레이를 더 포함하는 전자 장치.
  6. 전자 장치에 있어서,
    제1플레이트, 상기 제2플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징;
    상기 제1플레이트에 평행하게 배치되는 적어도 하나의 플래인을 포함하고, 상기 플레인에 배치되는 제1안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 구조; 및
    10GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 갖는 신호를 송수신하도록 전기적으로 구성되는 무선 통신 회로를 포함하고,
    상기 무선 통신 회로는 상기 제1안테나 엘리먼트상의 서로 이격된 복수의 지점들 각각에 전기적으로 연결되는 전기적 경로들을 포함하고,
    상기 무선 통신 회로는 상기 복수의 지점들에서 적어도 두 개의 신호들 중 적어도 하나의 위상차를 제공하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 복수의 지점들 중 적어도 두 개는 상기 제1안테나 엘리먼트의 중앙에 대하여 서로 대칭으로 배치되는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1안테나 엘리먼트는 중앙을 지나는 가상의 라인을 기준으로 상호 대칭되는 형상으로 형성되고,
    상기 복수의 지점은 상기 제1안테나 엘리먼트에서 상기 라인을 기준으로 일측에 배치되는 제1지점과, 상기 라인을 기준으로 타측에서 상기 제1지점과 대칭되는 위치에 배치되는 제2지점을 포함하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1안테나 엘리먼트는,
    상기 중심을 기준으로 상기 제1지점에서 90도 회전된 위치에 배치되는 제3지점; 및
    상기 제3지점과 대칭되는 상기 제1안테나 엘리먼트 상에 배치되는 제4지점을 포함하고,
    상기 제3지점 및 제4지점은 상기 무선 통신 회로에 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    복수의 절연 레이어가 적층되는 방식으로 형성되는 기판을 더 포함하고,
    상기 제1안테나 엘리먼트는 상기 기판의 절연 레이어 중 제1플래인에 형성되는 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 통신 회로는 상기 기판의 절연 레이어를 통하여 배치되는 상기 전기적 경로를 이용하여 상기 제1안테나 엘리먼트에 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전기적 경로들은 상기 기판의 절연 레이어 중 제1플래인과 다른 제2플래인에 대응 배치되는 적어도 두 개의 도전성 패드와 전기적으로 연결되고,
    상기 적어도 두 개의 도전성 패드는 상기 제1안테나 엘리먼트와 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치되는 전자 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1안테나 엘리먼트와 이격된 상기 절연 레이어의 제3플래인상에 배치되는 제2안테나 엘리먼트를 더 포함하고, 상기 적어도 두 개의 제2도전성 패드는 상기 제1안테나 엘리먼트 및 상기 제2안테나 엘리먼트 사이에 배치되며,
    상기 제2안테나 엘리먼트는 상기 적어도 두 개의 제2도전성 패드와 커플링 가능한 위치에 배치되는 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 무선 통신 회로는 상기 제1안테나 엘리먼트를 통해 제1주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1주파수 대역의 신호와 다른 제2주파수 대역이 신호를 송수신하는 전자 장치.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 전기적 경로들을 선택적으로 스위칭하기 위한 스위칭 장치를 더 포함하는 전자 장치.
  16. 제6항에 있어서,
    상기 제1안테나 엘리먼트 주변에 형성되며, 상기 무선 통신 회로와 적어도 두 지점에서 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 도전성 패턴을 더 포함하는 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 도전성 패턴은 다이폴 안테나 또는 폴디드(folded) 다이폴 안테나를 포함하는 전자 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 도전성 패턴은 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 각각 연결되는 제1도전성 패턴 및 제2도전성 패턴을 포함하는 전자 장치.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 제1플레이트를 향하는 제1면 및 상기 제2플레이트를 향하는 제2면을 포함하는 기판을 더 포함하고,
    상기 제1안테나 엘리먼트는 상기 제2면에 배치되는 전자 장치.
  20. 제6항에 있어서,
    상기 제1안테나 엘리먼트는 상기 기판에 형성되는 금속 패턴, 상기 기판에 부착되는 금속 플레이트, 가요성 인쇄회로(FPCB) 또는 상기 기판에 도포되는 도전성 도료를 포함하는 전자 장치.
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