KR20210035639A - 거리 감지 기능을 지원하는 안테나 모듈 및 그것을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

거리 감지 기능을 지원하는 안테나 모듈 및 그것을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR20210035639A
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Abstract

제1 안테나 엘리먼트 및 제2 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 모듈, 및 상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하는 전자 장치가 개시된다. 상기 프로세서는, 상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호의 위상에 기초하여 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하고, 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정될 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

거리 감지 기능을 지원하는 안테나 모듈 및 그것을 포함하는 전자 장치{Antenna module supporting function of sensing distance and electronic device including the same}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 거리 감지 기능을 지원하는 안테나 기술과 관련된다.
전자 장치의 보급이 대중화됨에 따라 전자 장치(예: 스마트 폰)에 의한 네트워크 트래픽이 급격히 증가하고 있다. 상기 트래픽을 개선하기 위해 초고주파 대역의 신호를 이용한 차세대 이동 통신 기술, 예컨대, 5세대 이동 통신(5G) 기술(예: mmWave 안테나 기술)과 관련한 연구가 활발히 진행되고 있다. 5세대 이동 통신 기술을 이용하면, 대역폭을 더 넓게 사용할 수 있어 보다 더 많은 양의 정보를 송신 또는 수신할 수 있다.
상기 5세대 이동 통신 기술을 이용하기 위하여, 전자 장치는 안테나 구조체를 포함할 수 있다. 안테나 구조체는 단일 안테나보다 큰 유효 등방 방사 전력(effective isotropically radiated power; EIRP)을 가지므로, 각종 데이터를 보다 효율적으로 송/수신할 수 있다.
5세대 이동 통신 기술이 상용화되면서, 전자 장치는 전자파에 대하여 SAR(specific absorption rate) 규제와 더불어 MPE(maximum permissible exposure) 규제도 만족해야 될 필요가 생겼다. SAR 규제를 만족하기 위해, 전자 장치는 캐패시턴스 값의 변화량을 이용하는 그립 센서(grip sensor)를 이용하거나 반송 주파수를 이용하여 수십 cm 이상의 거리를 인식할 수 있었다. 그러나 MPE 규제는 SAR 규제와 다른 범위의 거리 기준(예: 10cm 이내의 거리)을 적용하고 있어, 전자 장치는 SAR 규제만 적용했을 때와 다른 거리 감지 기능이 필요하게 되었다. 한편, MPE 규제를 만족하기 위해 추가적인 거리 센서를 사용하는 것은 전자 장치 내에 추가적인 내부 공간을 필요로 하기 때문에, 다른 부품(예: 배터리)의 크기 감소를 초래할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은, 거리 센서의 추가 없이, 5세대 이동 통신을 위한 안테나 모듈을 이용하여 대상 물체(예: 인체)까지의 거리를 감지하고, 감지된 거리에 따라 안테나 모듈의 전력을 감소하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 안테나 엘리먼트 및 제2 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 모듈, 및 상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호의 위상에 기초하여 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하고, 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 안테나 엘리먼트 및 제2 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 모듈, 및 상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호의 전력 레벨이 기준 전력 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 신호를 이용한 레이더 동작을 수행하고, 상기 레이더 동작에 의해 측정된, 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 제2 신호의 위상 변화를 판단하고, 상기 제2 신호의 위상 변화가 기준 위상 변화보다 큰 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 추가적인 거리 센서 없이 대상 물체까지의 거리를 감지할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, MPE 규제를 만족하도록 안테나 모듈의 송신 또는 수신 전력을 제어할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 이용한 거리 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 사용되는 캐리어 주파수의 일 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 사용되는 다양한 캐리어 주파수에 대응하는 반사 신호들의 위상과 대상 물체까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 반사 신호의 위상에 기초하여 대상 물체까지의 거리를 측정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에 포함된 커플링 신호 검출 회로의 일 예를 나타낸다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에 포함된 캐리어 동기 회로 및 커플링 신호 제거 회로의 일 예를 나타낸다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에 포함된 거리 추정 회로의 일 예를 나타낸다.
도 10은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 사용되는 신호 전송 방식의 일 예를 나타내는 표이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 대상 물체가 근접 상태에 있는지 여부를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈이 근접 영역을 구분짓는 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 반사 신호의 위상에 기초하여 대상 물체까지의 거리를 측정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 일 실시 예에 따라 오프셋 존재 여부에 따라 캐리어 주파수에 대응하는 반사 신호들의 위상과 대상 물체까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 전력 감지 및 레이더 동작을 통해 대상 물체까지의 거리를 측정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 16은 레이더 동작을 통해 대상 물체까지의 거리를 측정하는 안테나 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 일 실시 예에 따라 레이더 동작 시 안테나 모듈에서 송수신되는 펄스 신호를 나타낸다.
도 18은 전력 감지 및 레이더 동작을 통해 대상 물체까지의 거리를 측정하는 안테나 모듈의 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 송신 빔의 전체 영역이 대상 물체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 20은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 송신 빔의 일부 영역이 대상 물체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 21은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔의 일부 영역이 인체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 22는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔의 일부 영역이 인체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 23은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔의 일부 영역이 인체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 24는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔의 일부 영역이 인체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 25는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔의 일부 영역이 인체가 아닌 대상 물체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 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)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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)는 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. 일 실시 예에 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 센서 모듈(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)는, 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. 일 실시 예에 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)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)는, 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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 제1 네트워크(198) 또는 제2 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. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 전자 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.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제1 RFIC(radio frequency integrated circuit, 222), 제2 RFIC(224), 제3 RFIC(226), 제4 RFIC(228), 제1 RFFE(radio frequency front end, 232), 제2 RFFE(234), 제1 안테나 모듈(242), 제2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 제2 네트워크(199)는 제1 셀룰러 네트워크(292)와 제2 셀룰러 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 도 1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 제2 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제1 RFIC(222), 제2 RFIC(224), 제4 RFIC(228), 제1 RFFE(232), 및 제2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제4 RFIC(228)는 생략되거나, 제3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제1 셀룰러 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제1 셀룰러 네트워크(292)는 2세대(2G), 3세대(3G), 4세대(4G), 및/또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제2 셀룰러 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 실시 예들에 따르면, 제2 셀룰러 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일 실시 예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제2 셀룰러 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. 일 실시 예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 도 1의 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
제1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저 대역(baseband) 신호를 제1 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(radio frequency, RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제1 안테나 모듈(242))를 통해 제1 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저 대역 신호로 변환할 수 있다.
제2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저 대역 신호를 제2 셀룰러 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: 제2 안테나 모듈(244))를 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저 대역 신호로 변환할 수 있다.
제3 RFIC(226)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저 대역 신호를 제2 셀룰러 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 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 예를 들어, 제3 RFFE(236)는 위상 변환기(238)를 이용하여 신호의 전처리를 수행할 수 있다. 제3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above 6 RF 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저 대역 신호로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 RFFE(236)는 제3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일 실시 예에 따르면, 제3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제4 RFIC(228)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저 대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF (intermediate frequency) 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제4 RFIC(228)는 IF 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저 대역 신호로 변환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 RFIC(222)와 제2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 RFFE(232)와 제2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 모듈(242) 또는 제2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제1 서브스트레이트와 별도의 제2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나(248)는, 예를 들면, 빔포밍에 사용될 수 있는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 제3 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 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제1 셀룰러 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), 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 도면이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 이용한 거리 측정 방법을 나타내는 도면이다. 도 5는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 사용되는 캐리어 주파수의 일 예를 나타낸다. 도 6은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 사용되는 다양한 캐리어 주파수에 대응하는 반사 신호들의 위상과 대상 물체까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 301은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에서 사용되는 적어도 하나의 안테나 모듈(310)(예: 제3 안테나 모듈(246))을 나타낸다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 5세대 이동 통신을 지원하는 안테나 모듈(예: 5G 모듈, mmWave 모듈)을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 제1 내지 제4 안테나 엘리먼트들(311, 312, 313, 314)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 안테나 엘리먼트들(311, 312, 313, 314) 각각은 이중 편파 안테나로 형성될 수 있다. 제1 내지 제4 안테나 엘리먼트들(311, 312, 313, 314)은 제1 편파(311a, 312a, 313a, 314a) 및 제2 편파(311b, 312b, 313b, 314b)를 통해 송수신하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(311, 312, 313, 314)은 다이폴(dipole) 안테나 또는 패치(patch) 안테나 일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 편파(311a, 312a, 313a, 314a) 및 제2 편파(311b, 312b, 313b, 314b)는, 안테나 엘리먼트들(311, 312, 313, 314)에서 안테나 신호를 송신 또는 수신하는 경로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 편파(311a, 312a, 313a, 314a) 및 제2 편파(311b, 312b, 313b, 314b)는 각각 독립적인 급전부(feeding portion)를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(310)은 이중 편파 안테나를 이용하여 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 기준 신호(SA)를 송신하고, 수신 신호(SB)를 수신할 수 있다. 전자 장치는 수신 신호(SB)를 분석하여 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(예: 제1 안테나 엘리먼트(311))의 제1 편파(예: 제1 편파(311a))를 이용하여 기준 신호(SA)를 송신할 수 있다. 또한, 안테나 모듈(310)은 적어도 하나의 다른 안테나 엘리먼트(예: 제4 안테나 엘리먼트(314))의 제2 편파(예: 제2 편파(314a))를 이용하여 수신 신호(SB)를 수신할 수 있다. 따라서, 안테나 모듈(310)은 기준 신호(SA)를 송신하면서 동시에 수신 신호(SB)를 수신할 수 있다. 예컨대, 수신 신호(SB)는 대상 물체(390)에 반사되어 반사 경로(391)를 통해 수신되는 반사 신호 및 송수신 안테나 엘리먼트 간의 간섭에 의한 커플링 경로(392)를 통해 수신되는 커플링 신호를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 수신 신호(SB)에서 커플링 신호를 제거하고, 반사 신호의 위상 정보를 획득하고, 반사 신호의 위상 정보에 기초하여 대상 물체(390)까지의 거리를 추정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 기준 신호(SA)가 대상 물체(390)에서 반사되어 안테나 모듈(310)로 돌아온 반사 신호의 지연 시간(
Figure pat00001
)과 반사 신호의 위상(
Figure pat00002
)의 관계는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 수학식 1에서,
Figure pat00003
는 기준 신호(SA)의 주파수를 나타낸다.
Figure pat00004
또한, 반사 신호의 지연 시간(
Figure pat00005
)과 대상 물체(390)까지의 거리(d)는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00006
따라서, 안테나 모듈(310)은 반사 신호의 위상(
Figure pat00007
)을 계산하고, 수학식 1 및 수학식 2를 통해 대상 물체(390)까지의 거리(d)를 획득할 수 있다. 도 6은 다양한 주파수(예: 20MHz, 200MHz, 400MHz, 28GHz)의 기준 신호(SA)에 대응하는 반사 신호의 위상(
Figure pat00008
)과 대상 물체(390)까지의 거리(d)의 관계를 나타내는 그래프이다. 예컨대, 지정된 거리(예: 2cm와 10cm 사이)에서, 28GHz의 기준 신호(SA)는 반사 신호의 위상 변화가 심하기 때문에 거리 측정에 사용되기 어렵다. 또한, 지정된 거리(예: 2cm와 10cm 사이)에서, 20MHz의 기준 신호(SA)는 반사 신호의 위상 변화가 거의 없기 때문에 거리 측정에 사용되기 어렵다. 반면에, 지정된 거리(예: 2cm와 10cm 사이)에서, 200MHz 또는 400MHz의 기준 신호(SA)는 반사 신호의 위상 변화가 선형적이기 때문에 거리 측정에 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따라 도 5를 참조하면, 5세대 이동 통신에 사용되는 안테나 모듈(310)은, 예시적으로, 28GHz의 캐리어 신호(CS)를 사용할 수 있다. 또한, 안테나 모듈(310)은 캐리어 신호(CS)의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 대역폭에 따라 28GHz와 200MHz 또는 400MHz의 주파수 차이를 가지는 서브 캐리어 신호들(SCS11, SCS21)을 사용할 수 있다(예: 그래프(501) 참조). 그래프(502)를 참조하면, 서브 캐리어 신호들(SCS11, SCS21)은 기저 대역에서 바라보면 200MHz의 서브 캐리어 신호(SCS12) 및 400MHz의 서브 캐리어 신호(SCS22)로 변환될 수 있다. 따라서, 안테나 모듈(310)은 서브 캐리어 신호들(SCS12, SCS22) 중 적어도 하나를 사용하여 대상 물체(390)까지의 거리(d)를 획득할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 반사 신호의 위상에 기초하여 대상 물체까지의 거리를 측정하는 방법(700)을 나타내는 순서도이다. 도 8은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에 포함된 커플링 신호 검출 회로(800)의 일 예를 나타낸다. 도 9a는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에 포함된 캐리어 동기 회로 및 커플링 신호 제거 회로의 일 예를 나타낸다. 도 9b는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에 포함된 거리 추정 회로의 일 예를 나타낸다. 도 9a 및 도 9b에서, 캐리어 동기 회로(910), 커플링 신호 제거 회로(920) 및 거리 추정 회로(930)는 안테나 모듈(310)의 MPE 보상 회로(900)를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 710에서, 안테나 모듈(310)은 대상 물체(390)가 없는 상태에서 커플링 신호의 크기 및 위상 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 안테나 모듈(310)은 제1 안테나 엘리먼트(311)을 통해 기준 신호(SB)를 송신하고(도 4 참조), 안테나 모듈(310)은 제4 안테나 엘리먼트(314)를 통해 커플링 신호를 수신할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 전압 제어 발진기(811), 제1 및 제2 믹서(812a, 812b), 제1 및 제2 저역 통과 필터(813a, 813b), 및 위상 검출기(814)를 포함할 수 있다. 제4 안테나 엘리먼트(314)를 통해 수신된 커플링 신호는 제1 및 제2 믹서(812a, 812b)를 통해 I/Q 신호로 전환될 수 있다. 전압 제어 발진기(811)는 커플링 신호를 I/Q 신호로 전환하기 위한 신호를 제1 및 제2 믹서(812a, 812b)에 전달할 수 있다. I/Q 신호는 제1 및 제2 저역 통과 필터(813a, 813b)를 통해 원하는 주파수(예: 200MHz 또는 400MHz)의 I/Q 신호만 선택할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 제1 및 제2 저역 통과 필터(813a, 813b)를 통과한 I/Q 신호로부터 커플링 신호의 I/Q 성분 크기(Xref,I, Xref,Q)를 획득할 수 있다. 위상 검출기(814)는 제1 및 제2 저역 통과 필터(813a, 813b)를 통과한 I/Q 신호로부터 커플링 신호의 위상(
Figure pat00009
ref)을 획득할 수 있다. 일 실시 예로서, 안테나 모듈(310)은 획득된 커플링 신호의 크기(Xref,I, Xref,Q) 및 위상(
Figure pat00010
ref)을 메모리(예: 메모리(130))에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 720에서, 안테나 모듈(310)은 대상 물체(390)가 존재하는 경우 기준 신호(SB)를 송신하고, 수신 신호를 획득할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 제1 안테나 엘리먼트(311)을 통해 기준 신호(SB)를 송신하고, 제4 안테나 엘리먼트(314)를 통해 수신 신호를 수신할 수 있다. 수신 신호는 커플링 신호 및 대상 물체에서 반사된 반사 신호를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 730에서, 안테나 모듈(310)은 수신 신호에서 커플링 신호를 제거하고, 반사 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 도 9a를 참조하면, 안테나 모듈(310)은 캐리어 동기 회로(910) 및 커플링 제거 회로(920)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 캐리어 동기 회로(910)는 전압 제어 발진기(911), 제3 및 제4 믹서(912a, 912b), 제3 및 제4 저역 통과 필터(913a, 913b), 및 위상 검출기(914)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 커플링 신호(CP)는 수학식 3과 같이 표현되고, 반사 신호(DS)는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. 이때 제1 안테나 엘리먼트(314)로 수신된 수신 신호(RS)는 수학식 5와 같이 표현될 수 있다(①번 노드).
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
수신 신호(RS)는 제3 및 제4 믹서(912a, 912b)를 통해 I/Q 신호로 전환될 수 있다. 전압 제어 발진기(911)는 수신 신호(RS)를 I/Q 신호로 전환하기 위한 신호를 제3 및 제4 믹서(912a, 912b)에 전달할 수 있다. I 신호(SI) 및 Q 신호(SQ)는 수학식 6 및 수학식 7과 같이 표현될 수 있다(②번 노드, ③번 노드). 이때 위상 검출기(914)는 동작 710에서 측정된 커플링 신호의 위상(
Figure pat00014
ref)에 기초하여 제3 및 제4 믹서(912a, 912b)에 전달되는 신호를 생성하도록 전압 제어 발진기(911)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 수신 신호(RS)는 커플링 제거 회로(920)에서 커플링 신호를 제거할 수 있는 형태로 전환될 수 있다.
Figure pat00015
Figure pat00016
I 신호(SI) 및 Q 신호(SQ)가 제3 및 제4 저역 통과 필터(913a, 913b)를 통과하면 수학식 8 및 수학식 9와 같이 변환될 수 있다(④번 노드, ⑤번 노드). 수학식 8 및 수학식 9에서,
Figure pat00017
는
Figure pat00018
을 대체하여 표현한 것이다.
Figure pat00019
Figure pat00020
수학식 8 및 수학식 9에서, 수신 신호(RS)는 고대역 주파수(
Figure pat00021
)(예: 28GHz)에서 기저 대역 주파수(
Figure pat00022
)(예: 200MHz 또는 400MHz)를 가지는 I 신호(SI) 및 Q 신호(SQ)로 변환될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 커플링 제거 회로(920)는 제1 및 제2 제거기(921a, 921b), 제5 및 제6 믹서(922a, 922b), 위상 차이 검출기(923) 및 합성기(924)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 커플링 제거 회로(920)는 제1 및 제2 제거기(921a, 921b)를 통해 수학식 8 및 수학식 9의 I 신호(SI) 및 Q 신호(SQ)에서 동작 710에서 획득된 커플링 신호의 I/Q 성분을 제거하여 수학식 10 및 수학식 11과 같이 반사 신호(DS)의 I/Q 성분(DSI, DSQ)을 획득할 수 있다(⑥번 노드, ⑦번 노드).
Figure pat00023
Figure pat00024
커플링 제거 회로(920)는 제5 및 제6 믹서(922a, 922b)를 통해 캐리어 동기 회로(910)에 의해 발생한 위상 오프셋을 보상할 수 있다. 위상 차이 검출기(923)는 제5 및 제6 믹서(922a, 922b)의 출력 신호에서 위상 오프셋을 검출하여 제5 및 제6 믹서(922a, 922b)에 믹싱될 신호를 생성할 수 있다. 합성기(924)는 반사 신호(DS)의 I/Q 성분(DSI, DSQ)을 합성하여 반사 신호(DS)(예: Xsig)를 획득할 수 있다. 합성기(924)에서 반사 신호(DS)의 I/Q 성분(DSI, DSQ)의 합성 과정은 수학식 12와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00025
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(310)은 반사 신호의 위상 정보를 이용하여 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 도 6의 반사 신호의 위상과 대상 물체(390)까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프(또는 룩업 테이블)를 메모리(예: 메모리(130))에 저장할 수 있다. 안테나 모듈(310)는 획득된 반사 신호의 위상 정보를 도 6의 그래프(또는 룩업 테이블)에 적용하여 대상 물체(390)까지의 거리를 획득할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 사용되는 신호 전송 방식의 일 예를 나타내는 표이다. 도 10은, 예컨대, TDD(time division duplex) 슬롯 구조(1000)를 보여준다.
도 10을 참조하면, 안테나 모듈(310)은 TDD 방식을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 복수의 슬롯을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 복수의 슬롯은 신호를 수신하는 다운링크 슬롯(D) 또는 신호를 송신하는 업링크 슬롯(U)을 포함할 수 있다. 또한, 안테나 모듈(310)은 아무런 동작을 수행하지 않는 플렉서블 슬롯(F)을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 안테나 모듈(310)은 플렉서블 슬롯(F)일 때 도 7의 거리 측정 동작을 수행할 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 슬롯(예: 업링크 슬롯(U), 다운링크 슬롯(D) 또는 플렉서블 슬롯(F))은 전송되는 데이터의 시간 구분 단위 일 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 대상 물체가 근접 상태에 있는지 여부를 판단하는 방법(1100)을 나타내는 순서도이다. 도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈이 근접 영역을 구분 짓는 방법(1200)을 나타내는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 대상 물체(390)가 제1 거리(D1)보다 가까운 거리에 있는 경우 커플링 신호의 위상이 변경되어, 안테나 모듈(310)은 도 7의 방법에 의해 대상 물체(390)까지의 거리를 판단하지 못할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1110에서, 안테나 모듈(310)은 커플링 신호의 크기 및 위상 정보를 획득할 수 있다(도 7의 동작 710 참조). 동작 1120에서, 안테나 모듈(310)은 기준 신호를 송신하고 수신 신호를 획득할 수 있다(도 7의 동작 720 참조). 동작 1130에서, 안테나 모듈(310)은 현재의 커플링 신호의 크기(Xcp)와 동작 1110에서 획득된 커플링 신호의 크기(Xref)의 차이가 기준값(A) 이하인지 판단할 수 있다. 동작 1140 및 동작 1160에서, 현재의 커플링 신호의 크기(Xcp)와 동작 1110에서 획득된 커플링 신호의 크기(Xref)의 차이가 기준값(A) 이하인 경우, 안테나 모듈(310)은 수신 신호에서 커플링 신호를 제거하고, 반사 신호의 위상 정보를 이용하여 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다(도 7의 동작 730 및 동작 740 참조). 동작 1150에서, 현재의 커플링 신호의 크기(Xcp)와 동작 1110에서 획득된 커플링 신호의 크기(Xref)의 차이가 기준값(A)보다 큰 경우, 안테나 모듈(310)은 대상 물체(390)가 근접 상태(예: 제1 거리(D1)보다 가까운 상태, 제1 거리(D1)는 약 2cm)로 판단할 수 있다. 전자 장치(예: 전자 장치(101))는 근접 상태로 판단되는 경우 안테나 모듈(310)의 송신 또는 수신 전력을 감소시킬 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 반사 신호의 위상에 기초하여 대상 물체까지의 거리를 측정하는 방법(1300)을 나타내는 순서도이다. 도 14는 일 실시 예에 따라 위상 오프셋 존재 여부에 따라 캐리어 주파수에 대응하는 반사 신호들의 위상과 대상 물체까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14에서 제1 그래프(1401)는 위상 오프셋이 없는 경우 반사 신호들의 위상과 대상 물체까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14에서 제2 그래프(1402)는 위상 오프셋이 있는 경우 반사 신호들의 위상과 대상 물체까지의 거리의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 위상 오프셋이 존재하는 경우, 하나의 기준 신호를 이용하면, 대상 물체(390)까지의 거리가 정확하게 측정되지 않을 수 있다. 예를 들면, 도 14의 제1 그래프(1401)에서 위상 오프셋이 없는 경우, 대상 물체(390)까지의 거리가 8cm일 때, 반사 신호의 위상은 제1 위상(PH1)으로 측정될 수 있다. 도 14의 제2 그래프(1402)에서 위상 오프셋이 존재하는 경우, 대상 물체(390)까지의 거리가 8cm일 때, 반사 신호의 위상은 제2 위상(PH2)으로 측정될 수 있다. 하지만, 위상 오프셋이 존재하는 경우에도, 2개의 기준 신호에 의해 획득된 반사 신호들의 위상 차이는 일정하게 유지(예: 도 14에서 PD1과 PD2는 동일)될 수 있다. 따라서, 복수의 기준 신호들에 대응하는 반사 신호들의 위상 차이를 이용하면, 안테나 모듈(310)은 정확하게 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1310에서, 안테나 모듈(310)은 커플링 신호의 크기 및 위상 정보를 획득할 수 있다(도 7의 동작 710 참조). 동작 1320에서, 안테나 모듈(310)은 제1 기준 신호(예: 200MHz의 기준 신호) 및 제2 기준 신호(예: 400MHz의 기준 신호)를 송신하고, 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호에 대응하는 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 획득할 수 있다(도 7의 동작 720 참조). 동작 1330에서, 안테나 모듈(310)은 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호 각각에서 커플링 신호를 제거하고 제1 반사 신호 및 제2 반사 신호를 획득할 수 있다(도 7의 동작 730 참조). 동작 1340에서, 안테나 모듈(310)은 제1 반사 신호 및 제2 반사 신호의 위상 차이를 계산하고, 상기 위상 차이에 기초하여 대상 물체(390)까지의 거리를 획득할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 도 14의 그래프를 메모리(예: 메모리(130))에 저장하고, 도 14의 그래프를 이용하여 대상 물체(390)까지의 거리를 계산할 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 전력 감지 및 레이더 동작을 통해 대상 물체까지의 거리를 측정하는 방법(1500)을 나타내는 순서도이다. 도 16은 레이더 동작을 통해 대상 물체까지의 거리를 측정하는 안테나 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 17은 일 실시 예에 따라 레이더 동작 시 안테나 모듈에서 송수신되는 펄스 신호의 타이밍(1700)을 나타낸다. 도 18은 전력 감지 및 레이더 동작을 통해 대상 물체까지의 거리를 측정하는 안테나 모듈의 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 안테나 모듈(310)은 전력 감지 동작 및 레이더 동작을 통해 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다. 도 15에서, 안테나 모듈(310)은 전력 감지 및 레이더 동작 회로(1600)를 포함할 수 있다. 도 18에서, 안테나 모듈(310)은 전력 감지 및 레이더 동작 회로(1800)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1510에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 전력 감지 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 적어도 하나의 안테나 엘리먼트에서 도 17의 송신 펄스를 송신하고, 적어도 하나의 안테나 엘리먼트에서 도 17의 수신 펄스를 수신하여 대상 물체(390)에서 반사되는 전력을 측정할 수 있다. 일 예로서, 도 16에서 프로세서(1680)는 스위치(1620)를 제어하여 상기 송신 펄스를 송신하고, 상기 수신 펄스를 수신할 수 있다. 프로세서(1680)는 상기 수신 펄스를 분석하여 대상 물체(390)에서 반사되는 전력을 측정할 수 있다. 다양한 예로서, 도 18의 전력 검출기(1891)는 대상 물체(390)에서 반사되는 전력을 측정하여 프로세서(1880)에 전달할 수 있다. 전력 검출기(1891)는 안테나 모듈(310) 내에 집적될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1520에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 동작 1520에서 측정된 전력과 기준 전력을 비교할 수 있다. 예를 들면, 측정된 전력이 기준 전력보다 작은 경우, 프로세서(1680 또는 1880)는 동작 1530을 수행할 수 있다. 또는 측정된 전력이 기준 전력 이상인 경우, 프로세서(1680 또는 1880)는 동작 1550을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1520에서 측정된 전력과 기준 전력보다 작은 경우, 동작 1530에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 레이다 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 프로세서(1680 또는 1880)의 제어에 따라 레이더로 동작할 수 있다. 일 예로서, 도 16에서 프로세서(1680)는 도 17의 변조 펄스를 스위치(1620)에 인가하여 안테나 엘리먼트(1610)를 통해 도 17의 송신 펄스를 송신하고, 특정 시간(tR) 이후 안테나 엘리먼트(1610)를 통해 도 17의 수신 펄스를 수신할 수 있다. 프로세서(1680)는 도 17의 목표물에서 반사된 신호를 분석하여 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다. 다양한 예로서, 도 18에서, 안테나 모듈(310)은 고속 스위칭 회로(1892) 및 스위치(1893)를 포함할 수 있다. 프로세서(1880)는 고속 스위칭 회로(1892)에 기준 클록(CLKR)을 제공하고, 안테나 모듈(310)은 고속 스위칭 회로(1892) 및 스위치(1893)를 통해 도 17의 송신 펄스를 생성할 수 있다. 프로세서(1880)는 제1 채널(1811)을 통해 도 17의 송신 펄스를 송신하고, 제2 채널(1812)을 통해 도 17의 수신 펄스를 수신할 수 있다. 프로세서(1880)는 도 17의 목표물에서 반사된 신호를 분석하여 대상 물체(390)까지의 거리를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1540에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 동작 1530을 통해 획득된 측정 거리와 기준 거리를 비교할 수 있다. 예를 들면, 측정 거리가 기준 거리보다 작은 경우, 프로세서(1680 또는 1880)는 동작 1550를 수행할 수 있다. 측정 거리가 기준 거리 이상인 경우 MPE 규제가 적용되지 않으므로, 프로세서(1680 또는 1880)는 동작 1580에서 안테나 모듈(310)의 전력 레벨을 현 상태로 유지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(310)의 전력 레벨은 안테나 모듈(310)에서 신호의 송신 전력 또는 신호의 수신 전력 일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1550에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 수신 펄스의 위상을 분석할 수 있다. 예를 들면, 송신 펄스와 수신 펄스의 위상 변화가 없으면, 대상 물체(390)는 균일한 매질을 가진 물체(예: 금속)로 판단될 수 있다. 또는 송신 펄스와 수신 펄스의 위상 변화가 기준 위상 변화보다 크면, 대상 물체(390)는 인체로 판단될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1560에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 측정 위상 변화와 기준 위상 변화를 비교할 수 있다. 예를 들면, 측정 위상 변화가 기준 위상 변화보다 크면, 대상 물체(390)는 인체로 판단될 수 있고, 동작 1570에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 안테나 모듈(310)의 전력 레벨을 감소할 수 있다. 또는 측정 위상 변화가 기준 위상 변화 이하이면, 대상 물체(390)는 균일한 매질을 가지는 물체(예: 금속)로 판단될 수 있고, 동작 1580에서, 프로세서(1680 또는 1880)는 안테나 모듈(310)의 전력 레벨을 현 상태로 유지할 수 있다.
도 19는 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 송신 빔의 전체 영역이 대상 물체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다. 도 20은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 송신 빔의 일부 영역이 대상 물체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다. 안테나 모듈(310)은 하나의 안테나 엘리먼트를 사용하여 넓은 빔으로 송신 빔을 형성하고, 복수의 안테나 엘리먼트를 사용하여 좁은 빔으로 수신 빔을 형성할 수 있다.
도 19를 참조하면, 전자 장치(101)의 네트워크 환경(1900)에서, 대상 물체(390)는 송신 빔(1910)의 전 영역을 차단할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(310)은 송신 빔(1910)을 넓은 빔으로 형성할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 도 3 내지 도 18에서 설명된 방법을 이용하여 대상 물체(390)의 유무 및 대상 물체(390)와의 거리를 측정할 수 있다. 도 19와 같이 송신 빔(1910)의 전 영역이 대상 물체(390)로 인해 차단되는 것으로 판단되는 경우, 안테나 모듈(310)은 송신 빔(1910)의 전 영역에 대하여 신호의 전력 레벨을 감소할 수 있다.
도 20을 참조하면, 대상 물체(390)는 송신 빔(2010)의 일부 영역만을 차단할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 네트워크 환경(2001)에서, 안테나 모듈(310)은 송신 빔(2010)을 넓은 빔으로 생성할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 도 3 내지 도 18에서 설명된 방법을 이용하여 대상 물체(390)의 유무 및 대상 물체(390)와의 거리를 측정할 수 있다. 안테나 모듈(310)은, 예컨대, 제1 수신 빔(2021), 제2 수신 빔(2022), 제3 수신 빔(2023), 제4 수신 빔(2024), 제5 수신 빔(2025) 또는 제6 수신 빔(2026) 중 하나를 좁은 빔으로 형성할 수 있다. 송신 빔(2010)의 일부 영역이 대상 물체(390)로 인해 차단되는 것으로 판단되는 경우, 전자 장치(101)의 네트워크 환경(2002)에서, 안테나 모듈(310)은 대상 물체(390)에 의해 차단되지 않은 방향의 제1 수신 빔(2021)을 형성할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 제1 수신 빔(2021)을 통해 전력 레벨의 감소없이 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
도 21 내지 도 24는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 일부 영역이 인체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법들을 나타내는 도면이다. 도 25는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에서 안테나 모듈의 통신 빔(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 일부 영역이 인체가 아닌 대상 물체에 의해 차단되는 경우 안테나 모듈의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 21 내지 도 25를 참조하면, 안테나 모듈(310)은 하나의 안테나 엘리먼트를 사용하여 넓은 빔으로 송신 빔을 형성하고, 복수의 안테나 엘리먼트를 사용하여 좁은 빔으로 수신 빔을 형성할 수 있다. 또는 안테나 모듈(310)은 복수의 안테나 엘리먼트를 사용하여 좁은 빔으로 송신 빔을 형성하고, 복수의 안테나 엘리먼트를 사용하여 좁은 빔으로 수신 빔을 형성할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 도 3 내지 도 18에서 설명된 방법을 이용하여 대상 물체(예: 인체(390a) 또는 비인체(390b))의 위치 및 상기 대상 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 도 15에서 설명된 방법을 이용하여 대상 물체의 종류(예: 인체(390a) 또는 비인체(390b))를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 21에서, 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되는 통신 빔(2123, 2124)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 전력 레벨을 감소할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되지 않는 통신 빔(2121, 2122)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 전력 레벨을 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 22에서, 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되는 통신 빔(2223, 2224)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)을 비활성화 시킬 수 있다. 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되지 않는 통신 빔(2221, 2222)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 전력 레벨을 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 23에서, 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되는 통신 빔(2323)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)을 넓은 빔으로 변경하고, 통신 빔(2323)의 전력 레벨을 감소할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되지 않는 통신 빔(2321, 2322)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 전력 레벨을 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 24에서, 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되는 통신 빔(2423)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 방향을 인체(390a)에 의해 차단되지 않는 방향으로 변경(또는 인체(390a)를 회피하는 방향의 통신 빔(2423)을 생성)하고, 통신 빔(2423)의 전력 레벨을 유지할 수 있다. 안테나 모듈(310)은 인체(390a)에 의해 차단되지 않는 통신 빔(2421, 2422)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 전력 레벨을 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 25에서 비인체(390b)(예: 금속)에 의해 차단되는 경우, 안테나 모듈(310)은 차단되는 부분과 관계없이 통신 빔(2521, 2522, 2523, 2524)(예: 송신 빔 또는 수신 빔)의 전력 레벨을 유지할 수 있다. 다양한 실시 예로서, 안테나 모듈(310)은 비인체(390b)에 의해 차단되는 통신 빔(2523, 2524)의 전력 레벨을 감소할 수 있다. 또는 안테나 모듈(310)은 비인체(390b)에 의해 차단되는 통신 빔(2523, 2524)을 비활성화 시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(101))는, 제1 안테나 엘리먼트(예: 제1 안테나 엘리먼트(311)) 및 제2 안테나 엘리먼트(예: 제4 안테나 엘리먼트(314))를 포함하는 안테나 모듈(예: 안테나 모듈(310)), 및 상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서(예: 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호(예: 기준 신호(SA))를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체(예: 대상 물체(390))에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호(예: 수신 신호(SB))를 수신하고, 상기 제2 신호의 위상에 기초하여 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하고, 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트는 제1 편파 및 제2 편파를 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 제1 안테나 엘리먼트의 제1 편파(예: 제1 편파(311a))를 이용해 상기 제1 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트의 제2 편파(예: 제2 편파(314b))를 이용해 상기 제2 신호를 수신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 신호는 상기 제1 신호에 의한 커플링 신호 및 상기 대상 물체에 의한 반사 신호를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 제2 신호에서 상기 커플링 신호를 제거하여 상기 반사 신호를 획득하고, 상기 반사 신호의 위상에 기초하여 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 대상 물체가 없는 상태에서, 상기 커플링 신호의 크기 및 위상을 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 커플링 신호의 위상에 기초하여 상기 제2 신호를 기저 대역 신호로 변환하고, 상기 기저 대역 신호에서 상기 커플링 신호의 크기를 제거하고, 상기 기저 대역 신호의 변환 과정에서 발생한 위상 오프셋을 보정하여 상기 반사 신호를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제3 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 제4 신호를 수신하고, 상기 제2 신호에서 미리 획득된 커플링 신호를 제거하여 제1 반사 신호를 획득하고, 상기 제4 신호에서 상기 커플링 신호를 제거하여 제2 반사 신호를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 제1 반사 신호와 상기 제2 반사 신호의 위상 차이에 기초하여 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 대상 물체가 없는 상태에서, 제1 커플링 신호를 측정하고, 상기 대상 물체가 존재하는 상태에서, 제2 커플링 신호를 측정하고, 상기 제1 커플링 신호와 상기 제2 커플링 신호의 크기 차이가 기준 크기보다 크면, 상기 대상 물체까지의 거리가 지정된 거리보다 작은 근접 상태로 판단하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 복수의 슬롯(예: 다운링크 슬롯(D) 또는 업링크 슬롯(U))을 통해 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크를 수행할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크가 없는 플렉서블 슬롯(예: 플렉서블 슬롯(F))을 통해 상기 제1 신호를 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 대상 물체가 상기 안테나 모듈의 송신 빔의 일부 영역을 차단하는 경우, 상기 대상 물체에 의해 차단되지 않는 방향으로 향하는 상기 안테나 모듈의 수신 빔에 대하여 전력 레벨을 감소시키지 않도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는, 제1 안테나 엘리먼트 및 제2 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 모듈, 및 상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호를 수신하고, 상기 제2 신호의 전력 레벨이 기준 전력 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 신호를 이용한 레이더 동작을 수행하고, 상기 레이더 동작에 의해 측정된, 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 제2 신호의 위상 변화를 판단하고, 상기 제2 신호의 위상 변화가 기준 위상 변화보다 큰 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 신호는 지정된 시간 간격에 따라 송신되는 펄스 신호를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2 신호의 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨 이상인 경우, 상기 제2 신호의 위상 변화를 판단하고, 상기 제2 신호의 위상 변화가 기준 위상 변화보다 큰 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 레이더 동작에 의해 측정된, 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리 이상인 경우, 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 유지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2 신호의 위상 변화가 상기 기준 위상 변화 이하인 경우, 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 유지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 모듈은, 상기 제2 신호의 전력 레벨을 측정하는 전력 검출기(예: 전력 검출기(1891))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 모듈은, 상기 제1 신호를 생성하는 고속 스위칭 회로(예: 고속 스위칭 회로(1892))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 고속 스위칭 회로에 기준 클럭을 제공하고, 상기 고속 스위칭 회로는 상기 기준 클럭에 기초하여 상기 기준 클록보다 큰 주파수를 가지는 상기 제1 신호를 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 복수의 슬롯을 통해 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크를 수행할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해, 상기 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크가 없는 플렉서블 슬롯을 통해 상기 제1 신호를 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 대상 물체가 상기 안테나 모듈의 송신 빔의 일부 영역을 차단하는 경우, 상기 대상 물체에 의해 차단되지 않는 방향으로 향하는 상기 안테나 모듈의 수신 빔에 대하여 전력 레벨을 감소시키지 않도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 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.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 스토어™)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 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 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.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 안테나 엘리먼트 및 제2 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 모듈; 및
    상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호를 송신하고,
    상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호를 수신하고,
    상기 제2 신호의 위상에 기초하여 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하고,
    상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정된, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트는 제1 편파 및 제2 편파를 포함하도록 형성되고,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 제1 안테나 엘리먼트의 제1 편파를 이용해 상기 제1 신호를 송신하고, 상기 제2 안테나 엘리먼트의 제2 편파를 이용해 상기 제2 신호를 수신하도록 설정된, 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 신호는 상기 제1 신호에 의한 커플링 신호 및 상기 대상 물체에 의한 반사 신호를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 제2 신호에서 상기 커플링 신호를 제거하여 상기 반사 신호를 획득하고,
    상기 반사 신호의 위상에 기초하여 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하도록 설정된, 전자 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 대상 물체가 없는 상태에서, 상기 커플링 신호의 크기 및 위상을 획득하도록 설정된, 전자 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나 모듈을 통해, 상기 커플링 신호의 위상에 기초하여 상기 제2 신호를 기저 대역 신호로 변환하고,
    상기 기저 대역 신호에서 상기 커플링 신호의 크기를 제거하고, 상기 기저 대역 신호의 변환 과정에서 발생한 위상 오프셋을 보정하여 상기 반사 신호를 획득하도록 설정된, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제3 신호를 송신하고,
    상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 제4 신호를 수신하고,
    상기 제2 신호에서 미리 획득된 커플링 신호를 제거하여 제1 반사 신호를 획득하고,
    상기 제4 신호에서 상기 커플링 신호를 제거하여 제2 반사 신호를 획득하도록 설정된, 전자 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 제1 반사 신호와 상기 제2 반사 신호의 위상 차이에 기초하여 상기 대상 물체까지의 거리를 계산하도록 설정된, 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 대상 물체가 없는 상태에서, 제1 커플링 신호를 측정하고,
    상기 대상 물체가 존재하는 상태에서, 제2 커플링 신호를 측정하고,
    상기 제1 커플링 신호와 상기 제2 커플링 신호의 크기 차이가 기준 크기보다 크면, 상기 대상 물체까지의 거리가 지정된 거리보다 작은 근접 상태로 판단하도록 설정된, 전자 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 모듈은 복수의 슬롯을 통해 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크를 수행하고,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크가 없는 플렉서블 슬롯을 통해 상기 제1 신호를 전송하도록 설정된, 전자 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 대상 물체가 상기 안테나 모듈의 송신 빔의 일부 영역을 차단하는 경우,
    상기 대상 물체에 의해 차단되지 않는 방향으로 향하는 상기 안테나 모듈의 수신 빔에 대하여 전력 레벨을 감소시키지 않도록 설정된, 전자 장치.
  11. 전자 장치에 있어서,
    제1 안테나 엘리먼트 및 제2 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 모듈; 및
    상기 안테나 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 안테나 엘리먼트를 통해 제1 신호를 송신하고,
    상기 제2 안테나 엘리먼트를 통해 상기 제1 신호가 대상 물체에 의해 반사된 신호를 포함하는 제2 신호를 수신하고,
    상기 제2 신호의 전력 레벨이 기준 전력 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 신호를 이용한 레이더 동작을 수행하고,
    상기 레이더 동작에 의해 측정된, 상기 안테나 모듈로부터 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리보다 작은 경우 상기 제2 신호의 위상 변화를 판단하고,
    상기 제2 신호의 위상 변화가 기준 위상 변화보다 큰 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정된, 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 신호는 지정된 시간 간격에 따라 송신되는 펄스 신호를 포함하는 전자 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 신호의 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨 이상인 경우,
    상기 제2 신호의 위상 변화를 판단하고,
    상기 제2 신호의 위상 변화가 기준 위상 변화보다 큰 경우 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 감소시키도록 설정된, 전자 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 레이더 동작에 의해 측정된, 상기 대상 물체까지의 거리가 기준 거리 이상인 경우, 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 유지하도록 설정된, 전자 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 신호의 위상 변화가 상기 기준 위상 변화 이하인 경우, 상기 안테나 모듈의 전력 레벨을 유지하도록 설정된, 전자 장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    상기 제2 신호의 전력 레벨을 측정하는 전력 검출기를 포함하는 전자 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    상기 제1 신호를 생성하는 고속 스위칭 회로를 포함하는 전자 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 고속 스위칭 회로에 기준 클럭을 제공하고,
    상기 고속 스위칭 회로는 상기 기준 클럭에 기초하여 상기 기준 클록보다 큰 주파수를 가지는 상기 제1 신호를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 안테나 모듈은 복수의 슬롯을 통해 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크를 수행하고,
    상기 프로세서는, 상기 안테나 모듈을 통해,
    상기 데이터 전송을 위한 신호의 업 링크 또는 다운 링크가 없는 플렉서블 슬롯을 통해 상기 제1 신호를 전송하도록 설정된, 전자 장치.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 대상 물체가 상기 안테나 모듈의 송신 빔의 일부 영역을 차단하는 경우,
    상기 대상 물체에 의해 차단되지 않는 방향으로 향하는 상기 안테나 모듈의 수신 빔에 대하여 전력 레벨을 감소시키지 않도록 설정된, 전자 장치.
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