KR20210029363A - 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전면 커버, 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하고, 제1유전율을 갖는 후면 커버 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징 구조와, 상기 공간에 배치되는 안테나 구조체로서, 상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴과, 상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고, 상기 제1유전율과 동일하거나 다른 제2유전율을 갖는 제1유전체 구조물 및 상기 제1유전체 구조물과 상기 후면 커버 사이에서, 상기 방사 경로 중에 배치되고, 상기 제1유전율 및 상기 제2유전율보다 높은 제3유전율을 갖는 제2유전체 구조물을 포함하는 안테나 구조체 및 상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.
Description
본 발명의 다양한 실시예들은 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전에 따라 전자 장치는 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, 4G(4th generation) 통신 시스템의 상용화 이후, 증가하는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위하여 고주파(예: mmWave) 대역(예: 3 GHz ~ 300 GHz 대역)의 주파수를 이용하여 신호를 송신 및/또는 수신하는 통신 시스템(예: 5G(5th generation), pre-5G 통신 시스템, 또는 new radio(NR))이 연구되고 있다.
차세대 무선 통신 기술은 실질적으로 3GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 이용하여 신호를 송수신할 수 있으며, 주파수 특성상 높은 자유 공간 손실을 극복하고, 안테나의 이득을 높이기 위한 효율적인 실장 구조 및 이에 부응하는 새로운 안테나 구조체가 개발되고 있다. 안테나 구조체는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(예: 적어도 하나의 도전성 패턴 및/또는 적어도 하나의 도전성 패치)가 일정 간격으로 배치되는 어레이 형태의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 안테나 엘리먼트들은 전자 장치 내부에서 어느 하나의 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다.
전자 장치는 강성 보강 및 미려한 외관 형성을 위하여 적어도 부분적으로 도전성 부분을 포함하는 측면 부재를 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치는 내부 공간에서 측면 부재 근처에 배치되는 볼륨/전원 키 버튼 또는 LDS(laser direct structuring) 안테나와 같은 전기 구조물을 포함할 수 있다. 안테나 구조체는 이러한 도전성 측면 부재 및/또는 전기 구조물에 의해 왜곡 및/또는 반사가 발생하여 안테나의 이득이 저하되고, 빔 커버리지가 축소될 수 있다.
또한, 안테나 구조체는 상술한 전기 구조물의 간섭을 회피하기 위하여, 전자 장치의 내부 공간에서 최외곽에 위치하지 못하고, 내측 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 배치 위치를 갖는 안테나 구조체(예: 다이폴 안테나)는 주파수가 높아질수록 방사 패턴의 주 방사 빔(main beam)이 splitting되어 이득(또는 지향성)이 저하될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유전체 구조물을 이용하여 방사 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전면 커버, 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하고, 제1유전율을 갖는 후면 커버 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징 구조와, 상기 공간에 배치되는 안테나 구조체로서, 상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴과, 상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고, 상기 제1유전율과 동일하거나 다른 제2유전율을 갖는 제1유전체 구조물 및 상기 제1유전체 구조물과 상기 후면 커버 사이에서, 상기 방사 경로 중에 배치되고, 상기 제1유전율 및 상기 제2유전율보다 높은 제3유전율을 갖는 제2유전체 구조물을 포함하는 안테나 구조체 및 상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전면 커버, 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하는 후면 커버 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징 구조와, 상기 공간에 배치되는 안테나 구조체로서, 상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴 및 상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고 제1유전율을 갖는 유전체 구조물을 포함하고, 상기 유전체 구조물은 상기 방사 경로와 대응되는 제1영역과, 상기 제1영역의 양측에서, 상기 제1유전율보다 낮은 제2유전율을 갖도록 배치되는 저유전율 구조를 포함하는 안테나 구조체 및 상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치 내부에 배치되는 유전체 구조물을 이용하여, 빔 패턴 방향을 방사 방향으로 유도함으로서, 안테나의 이득이 향상되고, 빔 커버리지가 확장되는, 방사 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 2를 참조하여 설명된 제3안테나 모듈의 구조의 일 실시예를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 4a의 (a)에 도시된 제3안테나 모듈의 라인 Y-Y'에 대한 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 3b의 라인 A-A'에서 바라본 전자 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 7의 안테나 구조체의 리세스의 폭 및 깊이에 따른 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 9의 안테나 구조체의 고유전체 사출부의 두께에 따른 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 11의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체의 고유전체 패치와 주기 구조체들의 유무에 따른 이득 특성을 비교한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체의 고유전체 패치와 주기 구조체들의 유무에 따른 방사 특성을 비교한 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴도이다.
도 17a 내지 도 17b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 전계 분포를 xy-plane에서 바라본 도면이다.
도 18a 내지 도 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 전계 분포를 yz-plane에서 바라본 도면이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주기 구조체들의 구성을 도시한 안테나 구조체의 구성도이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 19의 주기 구조체들의 배열에 따른 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 19의 주기 구조체들의 직경에 따른 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 23a 및 도 23b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 22의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 2를 참조하여 설명된 제3안테나 모듈의 구조의 일 실시예를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 4a의 (a)에 도시된 제3안테나 모듈의 라인 Y-Y'에 대한 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 3b의 라인 A-A'에서 바라본 전자 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 7의 안테나 구조체의 리세스의 폭 및 깊이에 따른 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 9의 안테나 구조체의 고유전체 사출부의 두께에 따른 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 11의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체의 고유전체 패치와 주기 구조체들의 유무에 따른 이득 특성을 비교한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체의 고유전체 패치와 주기 구조체들의 유무에 따른 방사 특성을 비교한 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴도이다.
도 17a 내지 도 17b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 전계 분포를 xy-plane에서 바라본 도면이다.
도 18a 내지 도 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 전계 분포를 yz-plane에서 바라본 도면이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주기 구조체들의 구성을 도시한 안테나 구조체의 구성도이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 19의 주기 구조체들의 배열에 따른 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 19의 주기 구조체들의 직경에 따른 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 23a 및 도 23b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 22의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체의 사시도이다.
도 1은 본 발명의 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, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 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 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 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 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 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 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 2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
일시예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
일시예에 따르면, 안테나(248)는 빔포밍에 사용될 수 있는 복수개의 안테나 엘레멘트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제 3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제 3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘레멘트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 통해 전자 장치(101)의 외부(예: 5G 네트워크의 베이스 스테이션)로 송신될 5G Above6 RF 신호의 위상을 변환할 수 있다. 수신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 통해 상기 외부로부터 수신된 5G Above6 RF 신호의 위상을 동일한 또는 실질적으로 동일한 위상으로 변환할 수 있다. 이것은 전자 장치(101)와 상기 외부 간의 빔포밍을 통한 송신 또는 수신을 가능하게 한다.
제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 전면의 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 3a의 전자 장치(300)의 후면의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b의 전자 장치(300)는 도 1의 전자 장치(101)와 적어도 일부 유사하거나, 전자 장치의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(300)는, 제 1 면(또는 전면)(310A), 제 2 면(또는 후면)(310B), 및 제 1 면(310A) 및 제 2 면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징(310)은, 도 1의 제 1 면(310A), 제 2 면(310B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(310B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)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(310C)은, 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(318)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302)는, 상기 제 1 면(310A)으로부터 상기 후면 플레이트(311) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 제 1 영역(310D)을, 상기 전면 플레이트(302)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 3b 참조)에서, 상기 후면 플레이트(311)는, 상기 제 2 면(310B)으로부터 상기 전면 플레이트(302) 쪽으로 휘어져 심리스(seamless)하게 연장된 제 2 영역(310E)을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302) 또는 후면 플레이트(311)가 상기 제 1 영역(310D) 또는 제 2 영역(310E) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 전면 플레이트(302)는 제 1 영역(310D) 및 제 2 영역(310E)을 포함하지 않고, 제 2 면(310B)과 평행하게 배치되는 편평한 평면만을 포함할 수도 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(300)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(318)는, 상기와 같은 제 1 영역(310D) 또는 제 2 영역(310E)이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께 (또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 디스플레이(301), 입력 장치(303), 음향 출력 장치(307, 314), 센서 모듈(304, 319), 카메라 모듈(305, 312, 313), 키 입력 장치(317), 인디케이터(미도시 됨), 및 커넥터(308, 309) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(317), 또는 인디케이터)를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(301)는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(310A), 및 상기 측면(310C)의 제 1 영역(310D)을 형성하는 전면 플레이트(302)를 통하여 상기 디스플레이(301)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 디스플레이(301)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(304, 319)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(317)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(310D), 및/또는 상기 제 2 영역(310E)에 배치될 수 있다.
입력 장치(303)는, 마이크(303)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 입력 장치(303)는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 배치되는 복수개의 마이크(303)를 포함할 수 있다. 음향 출력 장치(307, 314)는 스피커들(307, 314)을 포함할 수 있다. 스피커들(307, 314)은, 외부 스피커(307) 및 통화용 리시버(314)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 마이크(303), 스피커들(307, 314) 및 커넥터들(308, 309)은 전자 장치(300)의 상기 공간에 배치되고, 하우징(310)에 형성된 적어도 하나의 홀을 통하여 외부 환경에 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는 하우징(310)에 형성된 홀은 마이크(303) 및 스피커들(307, 314)을 위하여 공용으로 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서는 음향 출력 장치(307, 314)는 하우징(310)에 형성된 홀이 배제된 채, 동작되는 스피커(예: 피에조 스피커)를 포함할 수 있다.
센서 모듈(304, 319)은, 전자 장치(300)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(304, 319)은, 예를 들어, 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치된 제 1 센서 모듈(304)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(310)의 제 2 면(310B)에 배치된 제 3 센서 모듈(319)(예: HRM 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치될 수 있다. 지문 센서(예: 초음파 방식 또는 광학식 지문 센서)는 제 1 면(310A) 중 디스플레이(301) 아래에 배치될 수 있다. 전자 장치(300)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(304) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(305, 312, 313)은, 전자 장치(300)의 제 1 면(310A)에 배치된 제 1 카메라 장치(305), 및 제 2 면(310B)에 배치된 제 2 카메라 장치(312), 및/또는 플래시(313)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈들(305, 312)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(313)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들 (광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 상기 전자 장치(300)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(317)는, 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(300)는 상기 언급된 키 입력 장치(317)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 다른 실시예로, 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301)에 포함된 압력 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
인디케이터는, 예를 들어, 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치될 수 있다. 인디케이터는, 예를 들어, 전자 장치(300)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자는, 예를 들어, 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 인디케이터는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(308, 309)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터 또는 IF 모듈(interface connector port 모듈)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(308), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(또는 이어폰 잭)(309)을 포함할 수 있다.
카메라 모듈들(305, 312) 중 일부 카메라 모듈(305), 센서 모듈(304, 319)들 중 일부 센서 모듈(304) 또는 인디케이터는 디스플레이(101)를 통해 노출되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈(305), 센서 모듈(304) 또는 인디케이터는 전자 장치(300)의 내부 공간에서, 디스플레이(301)의, 전면 플레이트(302)까지 천공된 오프닝을 통해 외부 환경과 접할 수 있도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 일부 센서 모듈(304)은 전자 장치의 내부 공간에서 전면 플레이트(302)를 통해 시각적으로 노출되지 않고 그 기능을 수행하도록 배치될 수도 있다. 예컨대, 이러한 경우, 디스플레이(301)의, 센서 모듈과 대면하는 영역은 천공된 오프닝이 불필요할 수도 있다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 3a의 전자 장치(300)의 전개 사시도이다.
도 3c를 참조하면, 전자 장치(300)는, 측면 부재(320)(예: 측면 베젤 구조), 제 1 지지 부재(3211)(예: 브라켓), 전면 플레이트(302), 디스플레이(301), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제 2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370), 및 후면 플레이트(311)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지 부재(3111), 또는 제 2 지지 부재(360))를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 구성 요소들 중 적어도 하나는, 도 3a 또는 도 3b의 전자 장치(300)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지 부재(3211)는, 전자 장치(300)의 내부에 배치되어 측면 부재(320)와 연결될 수 있거나, 측면 부재(320)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지 부재(3211)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지 부재(3211)는, 일면에 디스플레이(301)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)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 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(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 전자 장치(300)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(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(370)는, 후면 플레이트(311)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 측면 부재(320) 및/또는 상기 제 1 지지 부재(3211)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
도 4a는, 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명된 제 3 안테나 모듈(246)의 구조의 일 실시예를 도시한다. 도 4a의 (a)는, 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 4a의 (b)는 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 다른 측에서 바라본 사시도이다. 도 4a의 (c)는 상기 제 3 안테나 모듈(246)의 X-X'에 대한 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 일실시예에서, 제 3 안테나 모듈(246)은 인쇄 회로 기판(410), 안테나 어레이(430), RFIC(radio frequency integrate circuit)(452), 또는 PMIC(power manage integrate circuit)(454)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 안테나 모듈(246)은 차폐 부재(490)를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 상기 언급된 부품들 중 적어도 하나가 생략되거나, 상기 부품들 중 적어도 두 개가 일체로 형성될 수도 있다.
인쇄 회로 기판(410)은 복수의 도전성 레이어들, 및 상기 도전성 레이어들과 교번하여 적층된 복수의 비도전성 레이어들을 포함할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(410)은, 상기 도전성 레이어에 형성된 배선들 및 도전성 비아들을 이용하여 인쇄 회로 기판(410) 및/또는 외부에 배치된 다양한 전자 부품들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다.
안테나 어레이(430)(예를 들어, 도 2의 248)는, 방향성 빔을 형성하도록 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들(432, 434, 436, 또는 438)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들(432, 434, 436, 또는 438)은, 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(410)의 제 1 면에 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 안테나 어레이(430)는 인쇄 회로 기판(410)의 내부에 형성될 수 있다. 실시예들에 따르면, 안테나 어레이(430)는, 동일 또는 상이한 형상 또는 종류의 복수의 안테나 어레이들(예: 다이폴 안테나 어레이, 및/또는 패치 안테나 어레이)을 포함할 수 있다.
RFIC(452)(예를 들어, 도 2의 226)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄 회로 기판(410)의 다른 영역(예: 상기 제 1 면의 반대쪽인 제 2 면)에 배치될 수 있다. 상기 RFIC는, 안테나 어레이(430)를 통해 송/수신되는, 선택된 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, RFIC(452)는, 송신 시에, 통신 프로세서(미도시)로부터 획득된 기저대역 신호를 지정된 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다. 상기 RFIC(452)는, 수신 시에, 안테나 어레이(430)를 통해 수신된 RF 신호를, 기저대역 신호로 변환하여 통신 프로세서에 전달할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, RFIC(452)는, 송신 시에, IFIC(intermediate frequency integrate circuit)(예를 들어, 도 2의 228)로부터 획득된 IF 신호(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz) 를 선택된 대역의 RF 신호로 업 컨버트 할 수 있다. 상기 RFIC(452)는, 수신 시에, 안테나 어레이(430)를 통해 획득된 RF 신호를 다운 컨버트하여 IF 신호로 변환하여 상기 IFIC에 전달할 수 있다.
PMIC(454)는, 상기 안테나 어레이(430)와 이격된, 인쇄 회로 기판(410)의 다른 일부 영역(예: 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. PMIC는 메인 PCB(미도시)로부터 전압을 공급받아, 안테나 모듈 상의 다양한 부품(예를 들어, RFIC(452))에 필요한 전원을 제공할 수 있다.
차폐 부재(490)는 RFIC(452) 또는 PMIC(454) 중 적어도 하나를 전자기적으로 차폐하도록 상기 인쇄 회로 기판(410)의 일부(예를 들어, 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. 일실시예에 따르면, 차폐 부재(490)는 쉴드 캔을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 다양한 실시예들에서, 제 3 안테나 모듈(246)은, 모듈 인터페이스를 통해 다른 인쇄 회로 기판(예: 주 회로 기판)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 모듈 인터페이스는, 연결 부재, 예를 들어, 동축 케이블 커넥터, board to board 커넥터, 인터포저, 또는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈의 RFIC(452) 및/또는 PMIC(454)는 상기 연결 부재를 통하여, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4b는, 도 4a의 (a)에 도시된 제 3 안테나 모듈(246)의 라인 Y-Y'에 대한 단면을 도시한다. 도시된 실시예의 인쇄 회로 기판(410)은 안테나 레이어(411)와 네트워크 레이어(413)를 포함할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 안테나 레이어(411)는, 적어도 하나의 유전층(437-1), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 안테나 엘리먼트(436) 및/또는 급전부(425)를 포함할 수 있다. 상기 급전부(425)는 급전점(427) 및/또는 급전선(429)을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 레이어(413)는, 적어도 하나의 유전층(437-2), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 적어도 하나의 그라운드 층(433), 적어도 하나의 도전성 비아(435), 전송선로(423), 및/또는 신호 선로(429)를 포함할 수 있다.
아울러, 도시된 실시예에서, 도 4a 도시된 (c)의 RFIC(452)(예: 도 2의 제3RFIC(226))는, 예를 들어 제 1 및 제 2 연결부들(solder bumps)(440-1, 440-2)을 통하여 상기 네트워크 레이어(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 연결부 대신 다양한 연결 구조 (예를 들어, 납땜 또는 BGA)가 사용될 수 있다. 상기 RFIC(452)는, 제 1 연결부(440-1), 전송 선로(423), 및 급전부(425)를 통하여 상기 안테나 엘리먼트(436)와 전기적으로 연결될 수 있다. RFIC(452)는 또한, 상기 제 2 연결부(440-2), 및 도전성 비아(435)를 통하여 상기 그라운드 층(433)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, RFIC(452)는 또한 상기 신호 선로(429)를 통하여, 위에 언급된 모듈 인터페이스와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(500)의 사시도이다.
도 5의 안테나 구조체(500)와 무선 통신 회로(595)를 포함하는 안테나 모듈은 도 2의 제3안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예를 더 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 안테나 구조체(500)는 인쇄 회로 기판(590), 인쇄 회로 기판(590)에 배치되는 도전성 패턴(510) 및 인쇄 회로 기판(590) 근처에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(590)을 적어도 부분적으로 지지하도록 배치되는 적어도 하나의 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 제1방향(① 방향)을 향하는 제1면(591) 및 제1면(591)과 대향되는 제2방향 방향(② 방향)으로 향하는 제2면(592)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(510)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1면(591)과 제2면(592) 사이의 내부 공간에 배치되는 다이폴 안테나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(510)은 인쇄 회로 기판의 그라운드 영역(G)으로부터 분리된 비도전성 영역인 필 컷 영역(F)에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(595)는 제2면(592)에 실장되고, 도전성 패턴(510)과 전기적으로 연결될 수도 있다. 다른 실시예로, 무선 통신 회로(595)는 안테나 구조체(500)와 이격된 전자 장치(예: 도 3a의 전자 장치(300))의 내부 공간에 배치되고, 인쇄 회로 기판(590)과 전기적 연결 부재(예: FPCB 커넥터)를 통해 전기적으로 연결될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(500)는 전자 장치(예: 도 3a의 전자 장치(300))의 내부 공간에서, 도전성 패턴(510)을 통해 제1방향(① 방향)과 수직한 제3방향(③ 방향)을 향하여 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3방향(③ 방향)은 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 측면(예: 도 3a의 측면(310C))이 향하는 방향을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(595)는 도전성 패턴(510)을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 주파수 범위에서 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)은 인쇄 회로 기판(590)을 적어도 부분적으로 지지하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)은 전자 장치의 내부 공간에 배치되는 폴리머 재질의 지지 부재(예: 브라켓)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)은 측면 부재로부터 전자 장치의 내부 공간으로 적어도 부분적으로 연장되는 폴리머 재질의 지지 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)은 다이폴 안테나로 동작하는 도전성 패턴(510)의 빔 패턴의 지향성을 증가, 빔 커버리지를 확장, 또는 이득을 증가시키도록 배치되는 별도로 마련되는 구조물을 포함할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)은 적어도 부분적으로 서로 다른 유전율을 갖는 영역들을 포함할 수 있다. 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)은, 유전율의 차이에 의한 전파 유도 경로에 의해 안테나의 방사 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 3b의 라인 A-A'에서 바라본 전자 장치(600)의 일부 단면도이다.
도 6의 전자 장치(600)는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 3a의 전자 장치(300)와 적어도 일부 유사하거나, 전자 장치의 다른 실시예를 더 포함할 수 있다.
도 6을 참고하면, 전자 장치(600)(예: 도 3a의 전자 장치(300))는 제2방향(② 방향)(예: 도 3a의 z 축 방향)을 향하는 전면 커버(630)(예: 제1커버 또는 제1플레이트), 전면 커버(630)와 대향되는 제1방향(① 방향)(예: 도 3b의 -z 축 방향)을 향하는 후면 커버(640)(예: 제2커버 또는 제2플레이트) 및 전면 커버(630)와 후면 커버(640) 사이의 공간(6001)을 둘러싸는 측면 부재(620)를 포함하는 하우징(610)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 측면 부재(620)는 적어도 부분적으로 배치되는 도전성 부분(621), 또는 도전성 부분(621)에 사출(예: 인서트 사출 또는 이중 사출)되는 폴리머 부분(622)(예: 비도전성 부분)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 폴리머 부분(622)은 공간 또는 다른 유전체 물질로 대체될 수도 있다. 다른 실시예로, 폴리머 부분(622)은 도전성 부분(621)에 구조적으로 결합될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면 부재(620)는 측면 부재(620)로부터 내부 공간(6001)의 적어도 일부까지 연장되는 지지 부재(611)(예: 도 3c의 제1지지 구조(3211))를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(611)는 측면 부재(620)로부터 내부 공간(6001)으로 연장되거나, 측면 부재(620)와 구조적 결합에 의해 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(611)는 도전성 부분(621)으로부터 연장될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(611)는 폴리머 부재 및/또는 폴리머 부재가 적어도 부분적으로 사출되는 도전성 부재를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지지 부재(611)는 내부 공간(6001)에 배치되는 장치 기판(650)(예: 메인 기판) 및/또는 디스플레이(631)의 적어도 일부를 지지할 수 있다. 다른 실시예로, 지지 부재(611)는 내부 공간에 배치되는 배터리(예: 도 3c의 배터리(350))의 적어도 일부를 지지하도록 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(631)는 전자 장치(600)의 내부 공간(6001)에서 전면 커버(630)의 적어도 일부를 통해 외부로부터 보일 수 있게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(500)는 다이폴 안테나로 동작하는 도전성 패턴(510)을 포함하는 인쇄 회로 기판(590) 및 내부 공간(6001)에서 적어도 부분적으로 인쇄 회로 기판(590)을 지지하도록 배치되는 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 전자 장치(600)의 내부 공간(6001)에서 후면 커버(640)와 평행한 방향으로 배치될 수 있다. 예컨대, 인쇄 회로 기판(590)은 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)의 적어도 일부의 지지를 받도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 인쇄 회로 기판(590)은 전자 장치(600)의 내부 공간(6001)에서, 유전체 구조물(660, 670, 680, 690) 근처에 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(510)은 인쇄 회로 기판(590)에서, 제1방향(① 방향)과 수직하고, 측면 부재(620)가 향하는 제3방향(③ 방향)으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 도전성 패턴(510)은 제3방향(③ 방향)과 함께, 제3방향(③ 방향)과 제2방향(② 방향) 사이의 공간으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수도 있다. 다른 실시예로, 도전성 패턴은 제3방향(③ 방향)과 함께, 제3방향(③ 방향)과 제1방향(① 방향) 사이의 공간으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도전성 패턴(510)으로부터 제3방향(③ 방향)으로 형성되는 빔 패턴은 측면 부재(620)의 도전성 부분(621)에 의해 간섭 및/또는 왜곡되어, 다른 방향으로 형성되는 또 다른 안테나(예: 도전성 패치 안테나)의 빔 패턴과 부분적으로 중첩되고, 안테나의 빔 커버리지가 축소됨으로서 방사 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치(600)는, 내부 공간(6001)의 인쇄 회로 기판(590)과 측면 부재(620) 사이에서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성되는 빔 패턴의 방사 경로 중에 배치되는 유전체 구조물(660, 670, 680, 690)을 통해 빔 패턴의 지향성 및/또는 이득을 증가, 또는 빔 커버리지의 확장을 통해 안테나의 방사 성능이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(500)의 사시도이다.
도 7을 참고하면, 안테나 구조체(500)는 제3방향(③ 방향)으로 빔 패턴을 형성하는 도전성 패턴(예: 도 5의 도전성 패턴(510))을 포함하는 인쇄 회로 기판(590) 및 인쇄 회로 기판(590) 근처에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(590)이 적어도 부분적으로 실장되도록 배치되는 유전체 구조물(660)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(660)은 폴리머 재질로서 PC로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(660)은 인쇄 회로 기판(590)과 대응되고, 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로 중에 배치되는 제1영역(A1), 제1영역(A1)의 일측에 인접한 제2영역(A2) 및/또는 제1영역(A1)의 타측에 인접한 제3영역(A3)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 인쇄 회로 기판(590)과 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620)) 사이에서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은, 측면 부재(620)를 외부에서 바라볼 때, 적어도 부분적으로 인쇄 회로 기판(590)과 중첩되는 영역을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1영역(A1), 제2영역(A2) 및/또는 제3영역(A3)은 서로 유전율이 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 제1영역(A1)은 제1유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2영역(A2)은 제1유전율 보다 낮은 제2유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3영역(A3) 역시 제1유전율보다 낮은 제3유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2유전율과 제3유전율은 실질적으로 동일하거나 다를 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2영역(A2)은, 유전체 구조물(660)에서, 제1영역(A1)의 제1방향(① 방향)을 향하는 면(661) 보다 낮게 형성되는 리세스(662)를 포함할 수 있다. 제2영역(A2)은, 리세스(662)를 통해 제1영역(A1)보다 낮은 제2유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 리세스(662)는 일정 폭(w1), 일정 길이(l1) 및 일정 깊이(h1)를 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2영역(A2)의 제2유전율은 리세스(662)의 폭(w1), 길이(l1) 또는 깊이(h1) 중 적어도 하나의 변경을 통해 결정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3영역(A3) 역시 제2영역(A2)과 실질적으로 동일하게 형성되는 리세스(663)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(660)은 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 리세스(662, 663)에 채워지고, 제1영역(A1)보다 낮은 유전율을 갖는 충진 부재를 포함할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(660)은, 충진 부재를 통해, 자체 두께를 유지할 수 있고, 강성을 보강하는데 도움을 받을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 충진 부재는 유전체 구조물(660)과 사출 또는 구조적 결합을 통해 리세스(662, 663)에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)의 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴은, 상대적으로 제1영역(A1)보다 저유전율을 갖는 제2영역(A2) 및 제3영역(A3) 사이에서, 방사 경로 중에 배치되고, 상대적으로 고유전율을 갖는 제1영역(A1)의 가이드를 받아 우수한 지향성 및 확장된 빔 커버리지를 갖는 빔 패턴이 형성되도록 유도될 수 있다. 이는 전파가 고유전율을 가진 제1영역(A1)을 따라 진행하려는 성질에 기인한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 7의 안테나 구조체(500)의 리세스(662, 663)의 폭(w1) 및 깊이(h1)에 따른 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 8은, 유전체 구조물(660)의 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에 형성된 리세스(662, 663)의 폭(w1)을 2mm, 4mm 또는 6 mm의 순서로 변경하고, 깊이(h1)를 0.5mm 또는 1 mm의 순서로 변경하였을 경우, 안테나 구조체(500)의 방사 패턴을 도시한 도면이다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(500)는 리세스(662, 663)의 폭(w1)이 2mm, 깊이(h1)가 0.5mm인 경우 약 5.4dBi의 이득이 발현되는 반면(802 그래프), 리세스(662, 663)의 폭(w1)이 6mm, 깊이(h1)가 1mm일 경우 약 7.2 dBi의 이득이 발현되어(801 그래프), 90도에서, 약 1.8 dB의 이득이 향상됨을 알 수 있다. 예컨대, 안테나 구조체(500)는 리세스(662, 663)의 폭(w1) 및 깊이(h1)가 커질수록 빔 포커싱 효과가 우세함을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(500)의 사시도이다.
도 9를 참고하면, 안테나 구조체(500)는 인쇄 회로 기판(590) 및 인쇄 회로 기판(590) 근처에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(590)이 적어도 부분적으로 실장되도록 배치되는 유전체 구조물(670)(예: 제1유전체 구조물)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(670)은 인쇄 회로 기판(590)과 대응되고, 도전성 패턴(예: 도 5의 도전성 패턴(510))으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로 중에 배치되는 제1영역(A1), 제1영역(A1)의 일측에 인접한 제2영역(A2) 및 제1영역(A1)의 타측에 인접한 제3영역(A3)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 인쇄 회로 기판(590)과 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620)) 사이에서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1영역(A1), 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)은 서로 유전율이 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 제1영역(A1)은, 상대적으로 고유전율을 갖도록 배치되는 고유전체 사출부(671)(예: 제2유전체 구조물)를 통해, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 유전율보다 높은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 고유전체 사출부(671)는 유전체 구조물(670)의 제2방향(② 방향)을 향하는 면을 관통하지 않도록 인서트 사출될 수 있다. 따라서, 고유전체 사출부(671)는 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))의 내부 공간(예: 도 6의 내부 공간(6001))에서, 유전체 구조물(670)과 후면 커버(640) 사이에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(670)은, 제1영역(A1)에서, 고유전체 사출부(671)를 통해 후면 커버(640)의 유전율 보다 높은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상대적으로 고유전율을 갖는 고유전체 사출부(671)는, 제1영역(A1)에서, 제2방향(② 방향)으로, 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 후면 커버(640) 및 유전체 구조물(670) 사이에 배치됨으로서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성되는 빔 패턴의 지향성을 증가시키고, 이득을 증가시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 고유전체 사출부(671)의 유전율(Dk)은 5 ~ 25 범위를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 고유전체 사출부(671)는, 제1영역(A1)에서, 유전체 구조물(670)의 제1방향(① 방향)으로 향하는 면과 일치하도록 적어도 부분적으로 인서트 사출된 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 고유전체 사출부(671)를 포함하는 제1영역(A1)은 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)과 일치하는 평면을 갖도록 형성됨으로서, 조립성 향상에 도움을 줄 수 있다. 다른 실시예로, 고유전체 사출부(671)는 유전체 구조물(670)상에 부착되거나, 구조적 결합(예: 억지 끼움)을 통해 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 고유전체 사출부(671)는 일정 폭(w2), 일정 길이(l2) 및 일정 두께(t)를 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 고유전체 사출부(671)의 유전율은 폭(w2), 길이(l2) 또는 두께(t) 중 적어도 하나의 변경을 통해 결정될 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 9의 안테나 구조체(500)의 고유전체 사출부(671)의 두께(t)에 따른 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 유전율 11인 고유전체 사출부(671)의 두께(t)를 0.2mm(case 1), 0.5mm(case 2)로 변경하여 xy-plane 및 yz-plane에서의 방사 세기를 비교한 방사 패턴도이다.
도 10a를 참고하면, xy-plane에서, 고유전체 사출부(671)가 존재하지 않을 경우, 약 5.4 dBi의 이득이 발현되었으며(1011 그래프), 0.2mm 두께를 갖는 고유전체 사출부(671)를 적용하였을 경우, 6.6dBi의 이득이 발현되었고(1012 그래프), 0.5mm 두께를 갖는 고유전체 사출부(671)를 적용하였을 경우, 7.7dBi의 이득이 발현됨을 알 수 있다(1013 그래프). 따라서, 안테나 구조체(500)는 고유전체 사출부(671)의 두께(t)가 두꺼워질수록 HPBW(half power beam width)가 좁아지면서 지향성 자체가 증가하여 빔 포커싱 효과가 우세해짐을 알 수 있다.
도 10b를 참고하면, yz-plane에서, 고유전체 사출부(671)가 존재하지 않을 경우, 약 3.9dBi의 이득이 발현되었으며(1014 그래프), 0.2mm 두께를 갖는 고유전체 사출부(671)를 적용하였을 경우, 5.2dBi의 이득이 발현되었고(1015 그래프), 0.5mm 두께를 갖는 고유전체 사출부(671)를 적용하였을 경우, 6.6dBi의 이득이 발현됨을 알 수 있다(1016 그래프). 따라서, 안테나 구조체(500)는 고유전체 사출부(671)의 두께(t)가 두꺼워질수록 90도 ~ 150도에서, 방사 세기도 동시에 증가하여 빔 커버리지가 향상됨을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(500)의 사시도이다.
도 11의 안테나 구조체(500)는 도 7의 리세스(662, 663)와 도 9의 고유전체 사출부(671)를 동시에 적용시켰을 경우를 도시한 도면으로서, 중복되는 구성 요소들의 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 11을 참고하면, 안테나 구조체(500)는 인쇄 회로 기판(590) 및 인쇄 회로 기판(590) 근처에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(590)이 적어도 부분적으로 실장되도록 배치되는 유전체 구조물(680)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(680)은 인쇄 회로 기판(590)과 대응되고, 도전성 패턴(예: 도 5의 도전성 패턴(510))으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로 중에 배치되는 제1영역(A1), 제1영역(A1)의 일측에 인접한 제2영역(A2) 및 제1영역(A1)의 타측에 인접한 제3영역(A3)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 인쇄 회로 기판(590)과 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620)) 사이에서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 상대적으로 고유전율을 갖도록 배치되는 고유전체 사출부(671)를 통해, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 유전율보다 높은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)은 유전체 구조물(680)의 제1방향(① 방향)으로 향하는 면(661)보다 낮게 형성되는 리세스(662, 663)를 통해 제1영역(A1)의 유전율보다 상대적으로 낮은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 유전체 구조물(680)의 상대적으로 높은 유전율을 갖는 제1영역(A1)은, 제1방향(① 방향)으로, 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 유전체 구조물(680)과 후면 커버(640) 사이에 배치될 수 있고, 리세스(662, 663)를 통해 좌우에 배치된 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 제2영역(A2) 및 제3영역(A3) 사이에 배치됨으로서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성되는 빔 패턴의 지향성, 또는 이득을 증가시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 고유전체 사출부(671)는 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))의 내부 공간(예: 도 6의 내부 공간(6001))에서, 유전체 구조물(680)과 후면 커버(640) 사이에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(680)은, 제1영역(A1)에서, 고유전체 사출부(671)를 통해 후면 커버(640)의 유전율 보다 높은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상대적으로 고유전율을 갖는 고유전체 사출부(671)는, 제1영역(A1)에서, 제2방향(② 방향)으로, 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 후면 커버(640) 및 유전체 구조물(680) 사이에 배치됨으로서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성되는 빔 패턴의 지향성을 증가시키고, 이득을 증가시킬 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 11의 안테나 구조체(500)와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 유전율 11인 고유전체 사출부(671)의 두께(t)를 0.5mm, 폭(w2)을 4mm로 설정하고, 리세스(662, 663)의 폭(w1)을 6mm, 깊이(h1)를 1mm로 설정하였을 경우, 25GHz 대역에서의 xy-plane 및 yz-plane에서의 방사 세기를 비교한 방사 패턴도이다.
도 12a를 참고하면, xy-plane에서, 고유전체 사출부(671)와 리세스(662, 663)가 적용되지 안테나 구조체의 방사 세기가 약 5.4dBi인 반면(1201 그래프), 상술한 조건을 갖는 고유전체 사출부(671)와 리세스(662, 663)가 적용된 안테나 구조체(500)의 방사 세기는 약 7.8dBi로(1202 그래프), 약 2.4dBi의 이득 증가가 발현됨을 알 수 있다. 예컨대, 고유전체 사출부(671)와 리세스(662, 663)가 적용된 안테나 구조체(500)가 측면 방향(예: 도 11의 ③ 방향)에서 빔 포커싱 성능이 더욱 우세함을 알 수 있다.
도 12b를 참고하면, yz-plane에서, 고유전체 사출부(671)와 리세스(662, 663)가 적용되지 안테나 구조체의 방사 세기가 약 3.9dBi인 반면(1203 그래프), 상술한 조건을 갖는 고유전체 사출부(671)와 리세스(662, 663)가 적용된 안테나 구조체(500)의 방사 세기는 약 6.3dBi로, 약 2.4dBi의 이득 증가가 발현됨을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(500)의 사시도이다.
도 13의 안테나 구조체(500)는 전술한 안테나 구조체들(예: 도 7의 안테나 구조체(500), 도 9의 안테나 구조체(500) 또는 도 11의 안테나 구조체(500))과 실질적으로 동일한 영역들(A1, A2, A3)를 포함할 수 있으며, 해당 영역들에 대응하는 유전율을 형성하기 위한 예시적인 실시예들이 제시될 수 있다.
도 13을 참고하면, 안테나 구조체(500)는 인쇄 회로 기판(590) 및 인쇄 회로 기판(590) 근처에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(590)이 적어도 부분적으로 실장되도록 배치되는 유전체 구조물(690)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(690)은 인쇄 회로 기판(590)과 대응되고, 도전성 패턴(예: 도 5의 도전성 패턴(510)) 으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로 중에 배치되는 제1영역(A1), 제1영역(A1)의 일측에 인접한 제2영역(A2) 및 제1영역(A1)의 타측에 인접한 제3영역(A3)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 인쇄 회로 기판(590)과 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620)) 사이에서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 상대적으로 고유전율을 갖도록 배치되는 적어도 하나의 고유전체 패치(691)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1영역(A1)은 상대적으로 고유전율을 갖도록 배치되는 고유전체 패치(691)를 통해, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 유전율보다 높은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 고유전체 패치(691)는 유전체 구조물(690)의 동일한 유전율을 갖도록 사출된 제1영역(A1), 제2영역(A2) 또는 제3영역(A3) 중에서, 제2영역(A2) 및/또는 제3영역(A3)보다 상대적으로 높은 유전율을 갖도록 제1영역(A1)에 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 고유전체 패치(691)는 전술한 고유전체 사출부(예: 도 11의 고유전체 사출부(671))로 대체될 수도 있다. 따라서, 유전체 구조물(690)의 상대적으로 높은 유전율을 갖는 제1영역(A1)은, 제1방향(① 방향)으로, 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 유전체 구조물(690)과 후면 커버(640) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(690)은 제1영역(A1)보다 상대적으로 낮은 유전율을 구현하기 위하여, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에 배치되는 주기 구조체들(692)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 주기 구조체들(692)은 유전체 구조물(690)을 제2방향(② 방향)으로 관통하도록 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 주기 구조체들(692)은 유전체 구조물(690)의 상면(661)으로부터 제2방향(② 방향)으로 적어도 일정 깊이를 갖도록 형성될 수도 있다. 다른 실시예로, 주기 구조체들(692)은 원형이 아닌 타원형 또는 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 형성될 수도 있다. 한 실시 예에서, 주기 구조체들(692)은 어떠한 충진 부재도 적용되지 않은 air hole로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 주기 구조체들(692)은 형성된 air hole에 제1영역(A1)의 유전율 보다 낮은 유전율을 갖는 충진 물질을 포함할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 주기 구조체들(692)은 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에서, 제1영역(A1)의 빔 패턴 형성 방향을 제외하고, 인쇄 회로 기판(590)의 좌우를 감싸는 지점부터 방사 방향을 따라 주기적으로 배치될 수 있다. 한 실시 예에서, 안테나 구조체(500)는, 상대적으로 고유전율을 갖는 제1영역(A1)이, 제2방향(② 방향)으로 배치되는 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 후면 커버(640)와, 좌, 우의 주기 구조체들(692)에 의해 상대적으로 낮은 유전율을 갖도록 형성된 제2영역(A2) 및 제3영역(A3) 사이에 배치됨으로서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성되는 빔 패턴의 지향성, 또는 이득을 증가시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체(500)의 고유전체 패치(691)와 주기 구조체(692)의 유무에 따른 이득 특성을 비교한 그래프이다.
도 14는 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 존재하지 않는 안테나 구조체의 이득 특성(default integration), 주기 구조체들(692)만 형성된 안테나 구조체(500)의 이득 특성(air hole), 고유전체 패치(691)만 배치된 안테나 구조체(500)의 이득 특성(patch) 및 주기 구조체들(692)과 고유전체 패치(691)가 모두 적용되었을 경우(patch & air hole)의 이득 특성을 비교한 그래프이다.
도 14를 참고하면, 25GHz 대역(1401 영역)에서, 주기 구조체들(692)만 적용될 경우, 안테나 구조체(500)는, 초기 안테나 구조체 대비 약 0.4 dB의 이득이 증가됨을 보이며 이득 대역폭도 증가하였음을 확인할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 고유전체 패치(691)가 적용될 경우, 안테나 구조체(500)는 초기 안테나 구조체 대비, 약 0.7 dB의 이득이 증가됨을 보이며 마찬가지로 이득 대역폭도 증가하였음을 확인할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 함께 적용될 경우, 안테나 구조체(500)는, 초기 안테나 구조체 대비, 약 0.9 dB의 이득 향상을 가져오며, 25 GHz에서는 최대 2 dB의 증가 효과가 나타남을 알 수 있다. 더욱이, 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 함께 적용된 안테나 구조체(500)는 약 22 GHz ~ 26.5 GHz 범위의 작동 주파수 대역 내에서 고른 이득 특성이 확보됨을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체(500)의 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)의 유무에 따른 방사 특성을 비교한 도면으로서, 25GHz 대역에서, 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)을 적용한 안테나 구조체(500)는 측면 방향(예: 도 13의 ③ 방향)으로 빔이 focusing되고, HPWB (half power beam width)가 좁아져 지향성이 향상됨을 확인 할 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체(500)와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴도로서, 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 적용되지 않은 안테나 구조체는 도 16a와 같이 main beam이 양쪽으로 분할되어 지향성의 저하를 가져올 수 있는 반면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 적용된 안테나 구조체(500)는 도 16b와 같이 main beam이 focusing되어 높은 이득 특성이 유지됨을 알 수 있다.
도 17a 내지 도 17b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체(500)와 기존 안테나 구조체의 전계 분포를 xy-plane에서 바라본 도면이다.
도 17a에 도시된 바와 같이, 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 적용되지 않은 안테나 구조체는 측면 방사가 좌/우로 넓게 펴져 방사되는 형태를 보이는 반면, 도 17b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시 예에 따른 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 적용된 안테나 구조체(500)는 방사 전장이 전자 장치의 최외각까지 guiding되어 방사됨을 알 수 있다.
도 18a 내지 도 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 13의 안테나 구조체(500)와 기존 안테나 구조체의 전계 분포를 yz-plane에서 바라본 도면이다.
도 18a에 도시된 바와 같이, 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 적용되지 않은 안테나 구조체는 측면 방사가 후면 커버(640)를 따라 전장 분포가 형성되나, 최외각에 가서는 빔 splitting에 의해 전장 세기가 약해짐을 보이는 반면, 도 18b에 도시된, 본 발명의 한 실시 예에 따른 고유전체 패치(691)와 주기 구조체들(692)이 적용된 안테나 구조체(500)는 전장 세기가 최외각 끝까지 guiding되어 최대 전력이 방사됨을 알 수 있다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 주기 구조체들(692)의 구성을 도시한 안테나 구조체(500)의 구성도이다.
도 19를 참고하면, 유전체 구조물(690)의 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)은 주기 구조체들(692)의 변경을 통해 제1영역(A1)의 유전율보다 상대적으로 낮은 유효 유전율이 결정될 수 있다. 예컨대, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 유전율은 주기 구조체들(692)의 직경(d1)(예: 자체 크기), 주기 구조체들(692)간의 간격(d2) 또는 주기 구조체들(692)의 배열 수(r1, r1...rn)에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 유전율은 주기 구조체들(692)간의 간격(d2)을 가깝게 하거나, 주기 구조체들(692) 각각의 직경(d1)을 크게 하거나, 주기 구조체들(692)의 배열 수(r1, r1...rn)를 늘림으로서, 낮은 유효 유전율을 갖도록 구성될 수 있다. 다른 실시예로, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)은 주기 구조체들(692)의 그 배치 밀도를 크게함으로서, 낮은 유효 유전율을 갖도록 구성될 수도 있다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 19의 주기 구조체들(692)의 배열 수(r1, r1...rn)에 따른 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 20은 주기 구조체들(692)의 배열 수(r1, r1...rn)에 따른 빔 포커싱 효과를 비교한 방사 패턴도로서, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에서, 각각 주기 구조체들(692)이 2열씩 배열된 경우(2011), 4열이 배열된 경우(2012) 및 6열이 배열된 경우(2013)의 안테나 구조체(500)의 방사 패턴을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 초기 안테나 구조체에서 2열의 주기 구조체들(692)이 추가 배열된 경우, 빔 포커싱 효과는 크지 않으나, 4열 이상의 주기 구조체들(692)이 배열된 경우부터 안테나 구조체(500)의 측면 방사의 peak gain이 증가하기 시작하여 4열, 6열 적용 시 peak gain은 각각 0.85dB, 1.3dB로 증가될 수 있다. 예컨대, 4열 이상의 주기 구조체들(692)이 적용되어야 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에서 유효 유전율이 낮아지는 효과가 나타나는 것을 의미할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 19의 주기 구조체들(692)의 직경(d1)에 따른 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 21을 참고하면, 안테나 구조체(500)는 주기 구조체들이 적용되기 전(2011 그래프)보다, 직경이 1 mm이고, 4배열인 경우의 주기 구조체들(692)이 적용된 안테나 구조체(500)의 빔 포커싱 성능이 우세해짐을 알 수 있다(2012 그래프). 또한, 직경이 2mm이고, 2배열인 주기 구조체들(692)이 적용된 안테나 구조체(500) 경우(2013 그래프) 역시, 직경이 1mm이고, 4배열인 경우의 주기 구조체들(692)에 적용된 안테나 구조체(500)의 빔 포커싱 성능과 실질적으로 동등한 성능이 발현됨을 알 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2영역(A2)과 제3영역(A3)의 유전율은 주기 구조체들(692)이 차지하는 면적에 비례하여 유효 유전율이 낮아짐을 알 수 있다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(2200)의 사시도이다.
도 22의 안테나 구조체(2200)를 설명함에 있어서, 도 11의 안테나 구조체(500)와 실질적으로 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 부호를 부여하였으며, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 22를 참고하면, 안테나 구조체(500)는 인접하여 배치되는 한 쌍의 인쇄 회로 기판들(590-1, 590-2) 및 한 쌍의 인쇄 회로 기판들(590-1, 590-2) 근처에 배치되거나, 한 쌍의 인쇄 회로 기판들(590-1, 590-2)이 적어도 부분적으로 실장되도록 배치되는 유전체 구조물(2210)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 인쇄 회로 기판은, 다이폴 안테나로서, 제1도전성 패턴(510-1)을 포함하는 제1인쇄 회로 기판(590-1)과, 제2도전성 패턴(510-2)을 포함하는 제2인쇄 회로 기판(590-2)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 유전체 구조물(2210)은 한 쌍의 인쇄 회로 기판들(590-1, 590-2)과 대응되고, 도전성 패턴들(510-1, 510-2)로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로 중에 배치되는 제1영역(A1), 제1영역(A1)의 일측에 인접한 제2영역(A2) 및 제1영역(A1)의 타측에 인접한 제3영역(A3)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 인쇄 회로 기판(590)과 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620)) 사이에서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성된 빔 패턴의 방사 경로를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1인쇄 회로 기판(590-1)과 제2인쇄 회로 기판(590-2)은, 제1영역(A1)에서, 격벽 구조(6611)를 통해 물리적으로 분리되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 도전성 패턴들(510-1, 510-2)은 반파장 간격으로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1영역(A1)은 상대적으로 고유전율을 갖도록 배치되는 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)를 통해, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 유전율보다 높은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)은, 제1영역(A1)에서, 제1인쇄 회로 기판(590-1)과 대면하도록 배치되는 제1고유전체 사출부(671-1) 및 제2인쇄 회로 기판(590-2)과 대면하도록 배치되는 제2고유전체 사출부(671-2)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제1영역(A1)은, 격벽(6611) 없이, 제1고유전체 사출부(671-1)와 제2고유전체 사출부(671-2)를 모두 포함하는 영역에 대응 배치되는 하나의 고유전체 사출부를 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)은 유전체 구조물(2210)의 제1방향(① 방향)으로 향하는 면(661)보다 낮게 형성되는 리세스(662, 663)를 통해 제1영역(A1)의 유전율보다 상대적으로 낮은 유전율을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 유전체 구조물(2210)의 상대적으로 높은 유전율을 갖는 제1영역(A1)은, 제1방향(① 방향)으로, 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 유전체 구조물(2210)과 후면 커버(640) 사이에 배치될 수 있고, 리세스(662, 663)를 통해 좌우에 배치된 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 제2영역(A2) 및 제3영역(A3) 사이에 배치됨으로서, 도전성 패턴(510)으로부터 형성되는 빔 패턴의 지향성, 또는 이득을 증가시킬 수 있다.
도 23a 및 도 23b는 본 발명의 다양한 실시예예 따른 도 22의 안테나 구조체와 기존 안테나 구조체의 방사 패턴을 xy-plane 및 yz-plane에서 비교한 도면이다.
도 23a 및 도 23b는 25GHz 대역에서, xy-plane 및 yz-plane에서의 안테나 구조체(2200)의 방사 세기를 비교한 방사 패턴도이다.
도 23a를 참고하면, xy-plane에서, 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)가 적용되지 않은 안테나 구조체의 방사 세기가 약 8.5 dBi인 반면(2301 그래프), 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)가 적용된 안테나 구조체(2200)의 방사 세기는 약 9.8 dBi로(2302 그래프), 약 1.3 dBi의 이득 증가가 발현됨을 알 수 있다. 예컨대, 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)가 적용된 안테나 구조체(2200)가 측면 방향(예: 도 22의 ③ 방향)에서 빔 포커싱 성능이 더욱 우세함을 알 수 있다.
도 23b를 참고하면, yz-plane에서, 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)가 적용되지 않은 안테나 구조체의 방사 세기가 90도 방향(③ 방향 또는 측면 부재 방향)에서, 약 6.6 dBi인 반면(2303 그래프), 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)이 적용된 안테나 구조체(2200)의 방사 세기는 약 8.6 dBi로, 약 2 dBi의 이득 증가가 발현됨을 알 수 있다. 또한, 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)가 적용되지 않은 안테나 구조체의 방사 세기가 120도 방향((② 방향 또는 전면 커버 방향)에서, 약 1.5 dBi인 반면(2303 그래프), 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)과 리세스(662, 663)가 적용된 안테나 구조체(2200)의 방사 세기는 약 4.3 dBi로, 약 2.8 dBi의 이득 증가가 발현됨을 알 수 있다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(2400)의 사시도이다.
도 24의 안테나 구조체(2400)를 설명함에 있어서, 도 22의 안테나 구조체(2200)와 실질적으로 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 부호를 부여하였으며, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 24를 참고하면, 안테나 구조체(2400)는 유전체 구조물(2410)의 제1영역(A1)에서, 격벽 구조(6611)를 통해 이격 배치되는 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(2400)는, 유전체 구조물(2410)에서 제1영역(A1)과 대면하고, 복수의 고유전체 사출부들(671-1, 671-2)에 공동으로 대면하도록 배치되는 하나의 인쇄 회로 기판(590-3)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(2400)는 인쇄 회로 기판(590-3)에서, 제1고유전체 사출부(671-1)와 제2고유전체 사출부(671-2)에 각각 대면하도록 배치되는 한 쌍의 도전성 패턴들(510-1, 510-2)을 포함할 수 있다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 구조체(1500)의 사시도이다.
도 25의 안테나 구조체(1500)와 무선 통신 회로(1595)를 포함하는 안테나 모듈은 도 2의 제3안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예를 더 포함할 수 있다.
도 25를 참고하면, 안테나 구조체(1500)는 인쇄 회로 기판(1590), 인쇄 회로 기판(1590)에 배치되는 제1안테나 어레이(AR1), 제1안테나 어레이(AR1) 근처에 배치되는 제2안테나 어레이(AR2) 및/또는 인쇄 회로 기판(1590) 근처에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1590)을 적어도 부분적으로 지지하도록 배치되는 유전체 구조물(예: 도 7의 유전체 구조물(660), 도 9의 유전체 구조물(670), 도 11의 유전체 구조물(680), 도 13의 유전체 구조물(690) 또는 도 24의 유전체 구조물(2410))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(1590)은 제1방향(① 방향)을 향하는 제1면(1591) 및 제1면(1591)과 대향되는 제2방향 방향(② 방향)으로 향하는 제2면(1592)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(AR1)는 인쇄 회로 기판(1590)의 제1면(1591)과 제2면(1592) 사이의 내부 공간에 일정 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 어레이(AR1)는 인쇄 회로 기판(1590)의 유전체 층을 포함하는 필 컷 영역(F)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(AR2)는 인쇄 회로 기판(1590)의 제1면(1591)에 노출되거나, 제1면(1591)과 제2면(1592)의 내부 공간에서 제1면(1591)에 가깝게 배치되는 복수의 도전성 패치들(1550, 1560, 1570, 1580)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(AR2)는 인쇄 회로 기판(1590)의 필 컷 영역(F) 근처의 그라운드 층을 포함하는 그라운드 영역(G)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)은 다이폴 안테나로 동작할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 도전성 패치들(1550, 1560, 1570, 1580)은 패치 안테나로 동작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(1595)는 제2면(1592)에 실장되고, 제1안테나 어레이(AR1) 및 제2안테나 어레이(AR2)와 전기적으로 연결될 수도 있다. 다른 실시예로, 무선 통신 회로(1595)는 안테나 구조체(1500)와 이격된 전자 장치(예: 도 3a의 전자 장치(300))의 내부 공간에 배치되고, 인쇄 회로 기판(1590)과 전기적 연결 부재(예: FPCB 커넥터)를 통해 전기적으로 연결될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(1500)는 전자 장치(예: 도 3a의 전자 장치(300))의 내부 공간에서, 제1안테나 어레이(AR1)를 통해 제1방향(① 방향)과 수직한 제3방향(③ 방향)을 향하여 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3방향(③ 방향)은 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))의 측면(예: 도 3a의 측면(310C))이 향하는 방향을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(1500)는 전자 장치(예: 도 3a의 전자 장치(300))의 내부 공간에서, 제2안테나 어레이(AR2)를 통해 제1방향(① 방향)으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1방향(① 방향)은 전자 장치(예: 도 3b이 전자 장치(300))의 후면(예: 도 3b의 후면(310B))이 향하는 방향을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(1595)는 제1안테나 어레이(AR1) 및/또는 제2안테나 어레이(AR2)를 통해 약 3GHz ~ 100GHz 주파수 범위에서 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 4개의 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)을 포함하는 제1안테나 어레이(AR1)와 4개의 복수의 도전성 패치들(1550, 1560, 1570, 1580)을 포함하는 제2안테나 어레이(AR2)를 포함하는 안테나 구조체(1500)에 대하여 도시하고 기술하였으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 안테나 구조체(1500)는, 제1안테나 어레이(AR1)로서, 3개 또는 5개 이상의 복수의 도전성 패턴들을 포함하고, 제2안테나 어레이(AR2)로서, 단일 도전성 패치 또는 2개, 3개 또는 5개 이상의 복수의 도전성 패치들을 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(1500)는 유전체 구조물들(660, 670, 680, 690, 2410)을 통해 인쇄 회로 기판(590)이 적어도 부분적으로 지지받도록 배치될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 유전체 구조물(예: 도 7의 유전체 구조물(660), 도 9의 유전체 구조물(670), 도 11의 유전체 구조물(680), 도 13의 유전체 구조물(690) 또는 도 24의 유전체 구조물(2410))은 적어도 부분적으로 서로 다른 유전율을 갖는 영역들을 포함할 수 있으며, 영역별 유전율의 차이에 의해 형성된 전파 유도 경로에 의해 안테나의 방사 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))는, 전면 커버(예: 도 6의 전면 커버(630)), 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하고, 제1유전율을 갖는 후면 커버(예: 도 6의 후면 커버(640)) 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간(예: 도 6의 공간(6001))을 둘러싸는 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620))를 포함하는 하우징 구조(예: 도 6의 하우징(610))와, 상기 공간에 배치되는 안테나 구조체(예: 도 6의 안테나 구조체(500))로서, 상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판(예: 도 6의 인쇄 회로 기판(590))과, 상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴(예: 도 6의 제1안테나 어레이(AR1))과, 상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고, 상기 제1유전율과 동일하거나 다른 제2유전율을 갖는 제1유전체 구조물(예: 도 7의 유전체 구조물(660)) 및 상기 제1유전체 구조물과 상기 후면 커버 사이에서, 상기 방사 경로 중에 배치되고, 상기 제1유전율 및 상기 제2유전율보다 높은 제3유전율을 갖는 제2유전체 구조물(예: 도 11의 고유전체 사출부(671))을 포함하는 안테나 구조체 및 상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로(예: 도 5의 무선 통신 회로(595))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2유전체 구조물은, 상기 방사 경로에서, 상기 제1유전체 구조물에 사출되는 고유전체 사출부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3유전율은 상기 고유전체 사출부의 폭(예: 도 9의 폭(w2)), 길이(예: 도 9의 길이(l2)) 또는 두께(예: 도 9의 두께(t)) 중 적어도 하나를 통해 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고유전체 사출부는 상기 제1유전체 구조물의 상면(예: 도 11의 상면(661))과 일치하도록 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2유전체 구조물은, 상기 방사 경로에서, 상기 제1유전체 구조물의 상면에 부착되는 고유전체 패치(예: 도 13의 고유전체 패치(691))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판은 적어도 부분적으로 상기 제1유전체 구조물의 지지를 받도록 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1유전체 구조물은, 상기 제2유전체 구조물을 사이에 두고 양측에 배치되고, 상기 제3유전율보다 낮은 제4유전율을 포함하는 저유전율 구조를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 저유전율 구조는, 상기 제1유전체 구조물에 리세스(예: 도 11의 리세스(662, 663))로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제4유전율은 상기 리세스의 폭(예: 도 7의 폭(w1)), 길이(예: 도 7의 길이(l1)) 또는 깊이(예: 도 7의 깊이(h1))중 적어도 하나를 통해 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 저유전율 구조는, 상기 제1유전체 구조물에 일정 깊이로 형성된 주기 구조체들(예: 도 13의 주기 구조체들(692))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 주기 구조체들은, 상기 제1유전체 구조물에 일정 깊이로 형성된 에어 홀(air hole)들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 주기 구조체들은, 상기 에어 홀에 충진되고, 상기 제2유전율 보다 낮은 유전율을 갖는 충진 물질을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제4유전율은 상기 주기 구조체들간의 간격, 상기 주기 구조체들의 크기, 상기 주기 구조체들의 배열 수 또는 상기 주기 구조체들의 배치 밀도를 통해 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 공간에서, 상기 전면 커버를 통해 적어도 부분적으로 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이(예: 도 6의 디스플레이(631))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 6의 전자 장치(600))는, 전면 커버(예: 도 6의 전면 커버(630)), 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하는 후면 커버(예: 도 6의 후면 커버(640)) 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간(예: 도 6의 공간(6001))을 둘러싸는 측면 부재(예: 도 6의 측면 부재(620))를 포함하는 하우징 구조(예: 도 6의 하우징(610))와, 상기 공간에 배치되는 안테나 구조체(예: 도 6의 안테나 구조체(500))로서, 상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판(예: 도 6의 인쇄 회로 기판(590))과, 상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴(예: 도 6의 제1안테나 어레이(AR1)) 및 상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고 제1유전율을 갖는 유전체 구조물(예: 도 7의 유전체 구조물(660))을 포함하고, 상기 유전체 구조물은 상기 방사 경로와 대응되는 제1영역(예: 도 7의 제1영역(A1))과, 상기 제1영역의 양측에서, 상기 제1유전율보다 낮은 제2유전율을 갖도록 배치되는 저유전율 구조(예: 도 7의 리세스(662, 663))를 포함하는 안테나 구조체 및 상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로(예: 도 5의 무선 통신 회로(595))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 저유전율 구조는, 상기 유전체 구조물의 상면보다 낮게 형성된 리세스를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2유전율은 상기 리세스의 폭, 길이 또는 깊이 중 적어도 하나를 통해 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 저유전율 구조는, 상기 유전체 구조물의 상면으로부터 일정 깊이로 형성되는 주기 구조체들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2유전율은 상기 주기 구조체들간의 간격, 상기 주기 구조체들의 크기, 상기 주기 구조체들의 배열 수 또는 상기 주기 구조체들의 배치 밀도를 통해 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 유전체 구조물과 상기 후면 커버 사이에서, 상기 방사 경로 중에 배치되고, 상기 제1유전율 및 상기 후면 커버의 유전율보다 높은 제3유전율을 갖는 고유전체 구조물을 더 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.
500: 안테나 구조체
590: 인쇄 회로 기판
595: 무선 통신 회로 600: 전자 장치
620: 측면 부재 640: 후면 커버
660, 670, 680, 690 : 유전체 구조물
AR1: 제1안테나 어레이
AR2: 제2안테나 어레이
595: 무선 통신 회로 600: 전자 장치
620: 측면 부재 640: 후면 커버
660, 670, 680, 690 : 유전체 구조물
AR1: 제1안테나 어레이
AR2: 제2안테나 어레이
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
전면 커버, 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하고, 제1유전율을 갖는 후면 커버 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징 구조;
상기 공간에 배치되는 안테나 구조체로서,
상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판;
상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴;
상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고, 상기 제1유전율과 동일하거나 다른 제2유전율을 갖는 제1유전체 구조물; 및
상기 제1유전체 구조물과 상기 후면 커버 사이에서, 상기 방사 경로 중에 배치되고, 상기 제1유전율 및 상기 제2유전율보다 높은 제3유전율을 갖는 제2유전체 구조물을 포함하는 안테나 구조체; 및
상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로를 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2유전체 구조물은, 상기 방사 경로에서, 상기 제1유전체 구조물에 사출되는 고유전체 사출부를 포함하는 전자 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제3유전율은 상기 고유전체 사출부의 폭, 길이 또는 두께 중 적어도 하나를 통해 결정되는 전자 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 고유전체 사출부는 상기 제1유전체 구조물의 상면과 일치하도록 배치되는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2유전체 구조물은, 상기 방사 경로에서, 상기 제1유전체 구조물의 상면에 부착되는 고유전체 패치를 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 인쇄 회로 기판은 적어도 부분적으로 상기 제1유전체 구조물의 지지를 받도록 배치되는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1유전체 구조물은 상기 제2유전체 구조물을 사이에 두고 양측에 배치되고, 상기 제3유전율보다 낮은 제4유전율을 포함하는 저유전율 구조를 더 포함하는 전자 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 저유전율 구조는, 상기 제1유전체 구조물에 리세스로 형성되는 전자 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 제4유전율은 상기 리세스의 폭, 길이 또는 깊이 중 적어도 하나를 통해 결정되는 전자 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 저유전율 구조는, 상기 제1유전체 구조물에 일정 깊이로 형성된 주기 구조체들을 포함하는 전자 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 주기 구조체들은, 상기 제1유전체 구조물에 일정 깊이로 형성된 에어 홀(air hole)들을 포함하는 전자 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 주기 구조체들은, 상기 에어 홀에 충진되고, 상기 제2유전율 보다 낮은 유전율을 갖는 충진 물질을 포함하는 전자 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 제4유전율은 상기 주기 구조체들간의 간격, 상기 주기 구조체들의 크기, 상기 주기 구조체들의 배열 수 또는 상기 주기 구조체들의 배치 밀도를 통해 결정되는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 공간에서, 상기 전면 커버를 통해 적어도 부분적으로 외부로부터 보일 수 있게 배치되는 디스플레이를 포함하는 전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,
전면 커버, 상기 전면 커버와 반대 방향으로 향하는 후면 커버 및 상기 전면 커버와 상기 후면 커버 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징 구조;
상기 공간에 배치되는 안테나 구조체로서,
상기 공간에 배치되는 인쇄 회로 기판;
상기 인쇄 회로 기판에서 일정 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴; 및
상기 빔 패턴이 형성되는 방사 경로 중에서, 상기 인쇄 회로 기판과 일체로 형성되거나, 결합 또는 접촉하도록 배치되고 제1유전율을 갖는 유전체 구조물을 포함하고,
상기 유전체 구조물은 상기 방사 경로와 대응되는 제1영역과, 상기 제1영역의 양측에서, 상기 제1유전율보다 낮은 제2유전율을 갖도록 배치되는 저유전율 구조를 포함하는 안테나 구조체; 및
상기 적어도 하나의 도전성 패턴을 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 무선 통신 회로를 포함하는 전자 장치.
- 제15항에 있어서,
상기 저유전율 구조는, 상기 유전체 구조물의 상면보다 낮게 형성된 리세스를 포함하는 전자 장치.
- 제16항에 있어서,
상기 제2유전율은 상기 리세스의 폭, 길이 또는 깊이 중 적어도 하나를 통해 결정되는 전자 장치.
- 제15항에 있어서,
상기 저유전율 구조는, 상기 유전체 구조물의 상면으로부터 일정 깊이로 형성되는 주기 구조체들을 포함하는 전자 장치.
- 제19항에 있어서,
상기 제2유전율은 상기 주기 구조체들간의 간격, 상기 주기 구조체들의 크기, 상기 주기 구조체들의 배열 수 또는 상기 주기 구조체들의 배치 밀도를 통해 결정되는 전자 장치.
- 제20항에 있어서,
상기 유전체 구조물과 상기 후면 커버 사이에서, 상기 방사 경로 중에 배치되고, 상기 제1유전율 및 상기 후면 커버의 유전율보다 높은 제3유전율을 갖는 고유전체 구조물을 더 포함하는 전자 장치.
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