KR20210054262A - 안테나 구조체 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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electronic device
power supply
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손철홍
이경재
이상하
황순호
이성준
이현정
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Abstract

전자 장치는 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분인 하우징, 상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체, 및 상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 도전성 부분은, 제1 도전성 패턴, 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴, 및 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고, 상기 안테나 구조체는, 상기 제1 도전성 패턴의 제1 위치와 전기적으로 연결되는 제1 급전부, 상기 제1 위치보다 상기 제3 도전성 패턴에 가까운 상기 제1 도전성 패턴의 제2 위치와 전기적으로 연결되는 제2 급전부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 사이의 제3 위치와 전기적으로 연결되는 제1 접지부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제2 위치와 상기 제3 위치 사이의 제4 위치와 전기적으로 연결되는 제2 접지부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치와 상기 제3 위치 사이의 제5 위치와 전기적으로 연결되는 스위칭 부, 상기 제2 도전성 패턴의 제6 위치와 전기적으로 연결되는 제3 접지부, 및 상기 제3 도전성 패턴의 제7 위치와 전기적으로 연결되는 제4 접지부를 포함할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능할 수 있다.

Description

안테나 구조체 및 이를 포함하는 전자 장치{An antenna structure and an electronic device including the same}
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 안테나 구조체 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달로, 안테나(antenna)를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치의 하우징이 금속 프레임(metal frame)과 같은 도전성 패턴을 포함하는 경우, 안테나는 하우징의 도전성 패턴을 이용하여 구현될 수 있다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 음성 신호 또는 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임)를 포함하는 RF(radio frequency) 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
안테나는 복수의 주파수 대역들을 이용하여 서로 다른 주파수 대역에 속하는 신호들을 동시에 송수신할 수 있다. 전자 장치는 서로 다른 주파수 대역에 속하는 신호들을 이용하여 글로벌(global) 통신 대역을 서비스할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 저주파 대역(low frequency band, LB)에 속하는 신호를 이용하는 통신(예: GPS, Legacy, Wifi1) 및/또는 고주파 대역(high frequency band, HB)에 속하는 신호를 이용하는 통신(예: Wifi2)을 동시에 수행할 수 있다.
전자 장치는 서로 다른 주파수 대역에 속하는 신호들을 송수신하기 위해 스위칭 구조를 적용한 안테나 구조체를 포함할 수 있다. 안테나 구조체는 서로 다른 주파수 대역을 동시에 지원하기 위해 개방 루프 형태(open loop type)의 스위칭 구조를 사용할 수 있다. 예를 들어, 개방 루프 형태는 도전성 패턴에 급전부, 접지부, 및 스위칭 부를 연결한 스위칭 구조일 수 있다. 개방 루프 형태는 급전부에서 스위칭 부로 흐르는 전류 흐름 및 급전부에서 접지부로 흐르는 전류 흐름을 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 지원할 수 있다.
5세대 통신이 도입되면서 전자 장치는 밀리미터파(millimeter wave, mmWave) 및/또는 5G NR(new radio)과 같은 신규 주파수 대역들을 지원할 수 있다. 또한 전자 장치의 성능이 발전함에 따라 카메라 및/또는 스피커와 같은 전기물의 크기 및/또는 배치 개수가 증가할 수 있다. 그 결과, 전자 장치에서 안테나 구조체가 구현될 수 있는 공간은 감소하는 반면 안테나 구조체에 포함된 도전성 패턴의 개수는 증가할 수 있다.
개방 루프 형태의 스위칭 구조는 저주파 대역의 신호를 용이하게 송수신할 수 있는 반면 고주파 대역의 신호를 송수신하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 개방 루프 형태의 스위칭 구조는 안테나 구조체의 부피 및/또는 표면적에 비해 구현할 수 있는 주파수 대역의 개수가 제한적일 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은, 도전성 패턴의 개수를 증가시키지 않고 저주파 대역에 속하는 신호 및 고주파 대역에 속하는 신호를 동시에 송수신할 수 있는 안테나 구조체 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분인 하우징, 상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체, 및 상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 도전성 부분은, 제1 도전성 패턴, 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴, 및 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고, 상기 안테나 구조체는, 상기 제1 도전성 패턴의 제1 위치와 전기적으로 연결되는 제1 급전부, 상기 제1 위치보다 상기 제3 도전성 패턴에 가까운 상기 제1 도전성 패턴의 제2 위치와 전기적으로 연결되는 제2 급전부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 사이의 제3 위치와 전기적으로 연결되는 제1 접지부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제2 위치와 상기 제3 위치 사이의 제4 위치와 전기적으로 연결되는 제2 접지부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치와 상기 제3 위치 사이의 제5 위치와 전기적으로 연결되는 스위칭 부, 상기 제2 도전성 패턴의 제6 위치와 전기적으로 연결되는 제3 접지부, 및 상기 제3 도전성 패턴의 제7 위치와 전기적으로 연결되는 제4 접지부를 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 도전성 부분, 및 상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체를 포함하고, 상기 도전성 부분은, 제1 도전성 패턴, 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴, 및 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고, 상기 안테나 구조체는, 상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제2 도전성 패턴과 인접한 부분에 연결되는 제1 급전부, 상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제3 도전성 패턴에 인접한 부분에 연결되는 제2 급전부, 상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제1 급전부 및 상기 제2 급전부 사이의 부분에 연결되는 적어도 하나 이상의 접지부, 및 상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제 1 급전부 및 상기 적어도 하나 이상의 접지부 사이의 부분에 전기적으로 연결되는 스위칭 부를 포함하고, 상기 제1 급전부 및 상기 스위칭 부에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역은 상기 제1 급전부 및 상기 적어도 하나 이상의 접지부에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분인 하우징, 상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체, 및 상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 도전성 부분은, 제1 도전성 패턴, 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴, 및 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고, 상기 안테나 구조체는, 상기 제1 도전성 패턴의 제1 위치와 전기적으로 연결되는 제1 급전부, 상기 제1 위치보다 상기 제3 도전성 패턴에 가까운 상기 제1 도전성 패턴의 제2 위치와 전기적으로 연결되는 제2 급전부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 사이의 제3 위치와 전기적으로 연결되는 제1 접지부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제2 위치와 상기 제3 위치 사이의 제4 위치와 전기적으로 연결되는 제2 접지부, 상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치와 상기 제3 위치 사이의 제5 위치와 전기적으로 연결되는 스위칭 부를 포함하고, 상기 제1 급전부는 상기 제1 접지부와 제1 전류 흐름을 형성하여 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2 급전부는 상기 제2 접지부와 제3 전류 흐름을 형성하여 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제3 주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제1 급전부는 상기 스위칭 부와 제5 전류 흐름을 형성하여 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역과 상이한 제5 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 폐쇄형 루프 형태(closed loop type)의 스위칭 기법을 적용한 안테나 구조체를 이용하여 안테나 구조체에 추가적인 도전성 패턴을 배치하지 않아 안테나 구조체가 차지하는 공간을 감소시키고, 고주파 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 안테나 구조체에서 저주파 대역의 신호를 송수신하는 부분 및 고주파 대역의 신호를 송수신하는 부분 사이의 아이솔레이션(isolation)을 확보할 수 있어 다양한 주파수 대역에 속하는 신호들을 송수신할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치에서 송수신하는 신호들의 종류를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 전류 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 스위칭 부를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체가 송수신하는 신호들이 속한 주파수 대역들을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제1 도전성 패턴, 스위칭 부, 및 인쇄 회로 기판을 나타낸 블록도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제1 급전부, 제1 접지부, 및 스위칭 부를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 스위칭 부의 인덕턴스에 따른 공진 주파수를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 주파수에 따른 반사 손실을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 Wifi 신호를 포함하는 주파수 대역에서의 반사 손실을 나타낸 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 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 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 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 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 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), MIPI(mobile industry processor interface), 또는 PCIe(Peripheral component Interconnect Express))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.
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 도 1에 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. 예를 들어, 프로세서(120)와 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 프로세서(120)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 결합될 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 전처리되어 중간 주파수 신호인 IF(Intermediate Frequency) 신호(예: 약 13 GHz ~ 약 17 GHz)로 변환될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 변환된 IF 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 4 RFIC(228)를 더 포함할 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 도 2와 같이 제3 RFIC(226)과 별도로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제 4 RFIC(228)는 제 3 RFIC(226)에 포함되어 있을 수도 있다. 제 4 RFIC(228)는 PCIe를 통하여 프로세서(120)와 바로 연결될 수 있다. 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.
일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 안테나(248)는, 예를 들면, 빔포밍에 사용될 수 있는 안테나 어레이를 포함할 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.
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 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에서 송수신하는 신호들의 종류를 나타낸 도면(300)이다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 하우징, 안테나 구조체(501), 및/또는 인쇄 회로 기판(560)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징은 전면 플레이트, 후면 플레이트, 및/또는 측면 부재를 포함할 수 있다. 전면 플레이트는 전자 장치(101)의 전면(front side)을 향하도록 배치되어 전자 장치(101)의 전면을 덮을 수 있다. 후면 플레이트는 전면 플레이트와 반대 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 측면 부재는 전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 측면 부재는 전면 플레이트의 일 측 및 후면 플레이트의 일 측을 연결할 수 있다. 예를 들어, 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)일 수 있다. 하우징은 전자 장치(101)의 내부에 공간을 형성하고 전자 장치(101)를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)는 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(501)는 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)을 이용하여 복수의 주파수 대역들에 속하는 신호들을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조체(501)는 저주파 대역(예: GPS, Wifi1, low band(LB))에 속하는 신호들을 도전성 부분의 적어도 일부(510, 520)를 이용하여 송수신할 수 있다. 다른 예로, 안테나 구조체(501)는 중간 주파수 대역(middle band(MB))에 속하는 신호들을 도전성 부분의 다른 일부(530, 540)를 이용하여 송수신할 수 있다. 또 다른 예로, 안테나 구조체(501)는 고주파 대역(예: Wifi2, 5G NR(new radio))에 속하는 신호들을 도전성 부분의 또 다른 일부(510, 530)를 이용하여 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(560)은 공간에 배치될 수 있다. 인쇄 회로 기판(560)에는 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))가 배치될 수 있다. 인쇄 회로 기판(560)은 후면 카메라(561), 전면 카메라(562), 및/또는 스피커(563)와 같은 복수의 전기물들과 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄 회로 기판(560)은 프로세서(120)가 생성한 신호들을 복수의 전기물들을 전달하기 위해 프로세서(120)와 복수의 전기물들 각각을 전기적으로 연결하는 복수의 배선들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은 제1 도전성 패턴(510), 제2 도전성 패턴(520), 및/또는 제3 도전성 패턴(530)을 포함할 수 있다. 제2 도전성 패턴(520)은 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되도록 배치될 수 있다. 제3 도전성 패턴(530)은 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되도록 배치될 수 있다. 제3 도전성 패턴(530)은 제2 도전성 패턴(520)과 이격되도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은 제4 도전성 패턴(540) 및/또는 제5 도전성 패턴(550)을 더 포함할 수 있다. 제4 도전성 패턴(540)은 제2 도전성 패턴(520)과 이격되도록 배치될 수 있다. 제4 도전성 패턴(540)은 인쇄 회로 기판(560)을 기준으로 제3 도전성 패턴(530)의 반대편에 배치될 수 있다. 제5 도전성 패턴(550)은 제3 도전성 패턴(530) 및 제4 도전성 패턴(540)의 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은 적어도 하나의 급전부(feeding part, F)와 연결될 수 있다. 급전부(F)는 인쇄 회로 기판(560)에 배치된 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))와 연결될 수 있다. 급전부(F)를 통하여 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은 무선 통신 회로와 연결될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 회로는 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550), 및 급전부(F)를 통하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은 복수의 주파수 대역들에 속하는 신호들(예: GPS, Wifi1, LB, MB, Wifi2, 또는 5G NR)을 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 고주파 대역(예: 5G 주파수 대역)의 통신 성능을 향상 시키기 위해 전자 장치(101)의 안테나 구조체(501)는 신호를 수신하는 부분을 4개 포함하는 4개 수신부-다이버시티(4Rx-diversity) 기술을 적용할 수 있다. 그러나 안테나 구조체(501)는 저주파 대역(예: 레거시(legacy) 주파수 대역)을 지원하는 부분도 지정된 안테나의 개수도 유지하여야 할 수 있다. 이에 따라 제한된 전자 장치(101)의 공간에서 추가적인 고주파 대역(예: 5G NR)을 지원하는 안테나 구조체(501)를 설계하기가 용이하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)는 저주파 대역을 송수신하는 제1 도전성 패턴(510), 제2 도전성 패턴(520), 및/또는 제3 도전성 패턴(530)의 구조를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(501)는 도전성 패턴을 별도로 추가하지 않고 추가적인 고주파 대역을 구현함으로써 안테나 구조체(501)의 공간 활용도를 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 금속 프레임(metal frame) 구조의 하우징을 갖는 전자 장치(101)는 상기 금속 프레임 구조를 이용하여 안테나 구조체(501)를 구현할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조체(501)는 금속 프레임인 제1 도전성 패턴(510)을 이용하여 GPS, middle band(MB), high band(HB), 및/또는 5G NR과 같은 주파수 대역을 지원할 수 있다. 안테나 구조체(501)는 금속 프레임인 제2 도전성 패턴(520) 및 제4 도전성 패턴(540)의 적어도 일부를 이용하여 low band(LB) 또는 5G NR 주파수 대역을 지원할 수 있다. 또 다른 예로, 제4 도전성 패턴(540)은 MB 대역 및 HB 대역을 지원할 수 있다. 또 다른 예로, 안테나 구조체(501)는 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530)을 이용하여 WiFi1 대역을 지원할 수 있다. 안테나 구조체(501)는 제3 도전성 패턴(530)을 이용하여 WiFi2 대역을 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 구조체(501)는 제1 도전성 패턴(510)의 양 끝에 급전 구조(F)를 적용한 폐쇄형 루프(closed loop) 구조에 스위칭 부(switch, S)를 적용하여 5G NR 주파수 대역을 추가로 구현할 수 있다. 이에 따라 금속 프레임 구조를 갖는 전자 장치(101)에서 하나의 금속 프레임을 사용하여 기존에 방사하던 주파수 대역인 레거시(legacy) 대역에 5G NR 고주파 대역까지 방사할 수 있는 방사체를 구현할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(501)를 나타낸 도면(400)이다. 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(501)는 도전성 부분(510, 520, 530, 540) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 도전성 부분(510, 520, 530, 540)은 제1 도전성 패턴(510), 제2 도전성 패턴(520), 제3 도전성 패턴(530), 및/또는 제4 도전성 패턴(540)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(501)는 제1 급전부(611), 제2 급전부(621), 제1 접지부(612), 제2 접지부(622), 스위칭 부(613), 제3 접지부(632), 및/또는 제4 접지부(642)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 급전부(611)는 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(P1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 위치(P1)는 예를 들어, 제1 도전성 패턴(510) 중 제2 도전성 패턴(520)과 가까운 제1 부분(portion)(610) 내부의 위치일 수 있다. 예컨대, 제1 위치(P1)는 제1 부분(610)에서 제3 도전성 패턴(530) 보다 제2 도전성 패턴(520)과 인접한 제1 도전성 패턴(510)의 부분에 포함될 수 있다. 제1 급전부(611)는 제1 도전성 패턴(510)에 급전할 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)은 제1 급전부(611)에서 급전 받아 적어도 하나의 주파수 대역에 속하는 신호를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 급전부(621)는 제1 도전성 패턴(510)의 제2 위치(P2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 위치(P2)는 제1 위치보다 제3 도전성 패턴(530)에 가까운 위치일 수 있다. 예를 들어, 제2 위치(P2)는 제1 도전성 패턴(510) 중 제3 도전성 패턴(530)과 가까운 제2 부분(620) 내부의 위치일 수 있다. 예컨대, 제2 위치(P2)는 제2 부분(620)에서 제2 도전성 패턴(520) 보다 제3 도전성 패턴(530)과 인접한 제1 도전성 패턴(510)의 부분에 포함될 수 있다. 제2 급전부(621)는 제1 도전성 패턴(510)에 급전할 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)은 제2 급전부(621)에서 급전 받아 적어도 하나의 주파수 대역에 속하는 신호를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 접지부(612)는 제1 도전성 패턴(510)의 제3 위치(P3)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 위치(P3)는 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(P1) 및 제2 위치(P2)의 사이의 위치일 수 있다. 제1 접지부(612)는 제1 도전성 패턴(510)을 접지시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 접지부(612)는 제1 도전성 패턴(510)의 제1 부분(610)을 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층과 연결시킬 수 있다. 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층과 연결된 제1 도전성 패턴(510)은 접지될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 접지부(622)는 제1 도전성 패턴(510)의 제4 위치(P4)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 위치(P4)는 제1 도전성 패턴(510)의 제2 위치(P2)와 제3 위치(P3) 사이의 위치일 수 있다. 제2 접지부(622)는 제1 도전성 패턴(510)을 접지시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 접지부(622)는 제1 도전성 패턴(510)의 제2 부분(620)을 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층과 연결시킬 수 있다. 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층과 연결된 제1 도전성 패턴(510)은 접지될 수 있다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613)는 제1 도전성 패턴(510)의 제5 위치(P5)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제5 위치(P5)는 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(P1)와 제3 위치(P3) 사이의 위치일 수 있다. 스위칭 부(613)는 제1 급전부(611) 및 제1 접지부(612) 사이에 배치될 수 있다. 스위칭 부(613)는 예를 들어, 제1 도전성 패턴(510)의 제1 부분(610)의 전기적 길이를 변경시킬 수 있다. 제1 부분(610)의 전기적 길이를 변경시키는 경우 제1 도전성 패턴(510)의 공진 주파수를 변경시킬 수 있다. 이에 따라 제1 부분(610)의 전기적 길이를 변경시키면서 제1 도전성 패턴(510)에서 송수신할 수 있는 주파수 대역을 변경시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 접지부(632)는 제2 도전성 패턴(520)의 제6 위치(P6)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제6 위치(P6)는 제2 도전성 패턴(520)의 제3 부분(630) 중 제1 도전성 패턴(510)과 인접한 위치일 수 있다. 제3 접지부(632)는 제1 부분(610)에 포함될 수 있다. 제1 도전성 패턴(510) 및 제2 도전성 패턴(520)은 커플링될 수 있다. 제1 급전부(611) 및 제3 접지부(632)는 지정된 주파수의 신호를 송수신하도록 할 수 있다.
일 실시 예에서, 제4 접지부(642)는 제3 도전성 패턴(530)의 제7 위치(P7)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제7 위치(P7)는 제3 도전성 패턴(530)의 제4 부분(640) 중 제1 도전성 패턴(510)과 인접한 위치일 수 있다. 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530)은 커플링될 수 있다. 커플링으로 인한 커패시턴스 성분에 의하여 제1 도전성 패턴(510)의 일부이며 안테나 방사체가 구현되는 영역인 제2 부분(620)에 공진 주파수가 형성될 수 있다. 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))는 제2 부분(620)에 형성되는 공진 주파수를 갖는 신호를 제2 급전부(621) 및 제2 영역(620)을 통하여 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)는 제3 급전부(631) 및/또는 스위치(633)를 포함할 수 있다. 제3 급전부(631) 및/또는 스위치(633)는 제2 도전성 패턴(520)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 급전부(631)는 제2 도전성 패턴(520)의 제8 위치(P8)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제8 위치(P8)는 예를 들어, 제6 위치(P6)보다 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 위치일 수 있다. 제3 급전부(631)는 제2 도전성 패턴(520)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 스위치(633)는 제2 도전성 패턴(520)의 제9 위치(P9)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제9 위치(P9)는 제8 위치(P8)보다 제6 위치(P6)으로부터 이격된 위치일 수 있다. 제3 부분(630)은 제3 급전부(631), 제3 접지부(632), 제5 접지부(652), 및 제2 도전성 패턴(520) 및 제4 도전성 패턴(540) 사이의 분절부를 포함할 수 있다. 스위치(633)는 제3 부분(630)의 전기적 길이를 조절하여 제2 도전성 패턴(520)의 공진 주파수를 변경할 수 있다. 스위치(633)는 제3 급전부(631)가 제2 도전성 패턴(520) 및 제4 도전성 패턴(540) 사이의 분절부의 커패시턴스를 포함하는 제3 부분(630)의 전기적 길이를 선택적으로 조절할 수 있다. 이에 따라 제3 부분(630)에 포함되는 제2 도전성 패턴(520)은 지정된 주파수의 신호를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)는 제4 급전부(641)를 포함할 수 있다. 제4 급전부(641)는 후면 커버에 배치되는 별도의 안테나 패턴부와 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 급전부(641)는 제7 부분(670)의 제10 위치(P10)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제10 위치(P10)는 제7 부분(670) 중 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530)과 별도의 도전성 패턴과 연결된 위치일 수 있다. 또 다른 예로, 제4 급전부(641)는 제3 도전성 패턴(530)에 연결될 수도 있다. 제4 급전부(641)가 후면 커버에 배치되는 별도의 안테나 패턴부에 연결된 경우 제4 급전부(641)는 후면 커버에 배치되는 별도의 안테나 패턴부에 급전할 수 있다. 제4 급전부(641)가 제3 도전성 패턴(530)에 연결된 경우 제4 급전부(641)는 제3 도전성 패턴(530)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)는 제1 절연부(680) 및/또는 제2 절연부(690)를 더 포함할 수 있다. 제1 절연부(680)는 제1 도전성 패턴(510) 및 제2 도전성 패턴(520) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연부(680)는 제1 도전성 패턴(510) 및 제2 도전성 패턴(520)이 서로 단락되는 것을 방지할 수 있다. 제2 절연부(690)는 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530) 사이에 배치될 수 있다. 제2 절연부(690)는 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530)이 서로 단락되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)는 제4 도전성 패턴(540)을 더 포함할 수 있다. 제4 도전성 패턴(540)은 제2 도전성 패턴(520)과 이격될 수 있다. 제4 도전성 패턴(540)은 예를 들어, 인쇄 회로 기판(560)을 기준으로 제3 도전성 패턴(530)의 반대편에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 도전성 패턴(540)의 제5 부분(650)에는 제5 급전부(651)가 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 도전성 패턴(540)의 제6 부분(660)에는 제6 급전부(661)가 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 도전성 패턴(540)에는 제5 급전부(651) 보다 제2 도전성 패턴(520)에 가까운 제11 위치(P11)에 제5 접지부(652)가 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 도전성 패턴(540)은 제5 급전부(651) 및/또는 제6 급전부(661)로부터 급전 받아 지정된 주파수의 신호를 송수신할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(501)의 전류 흐름(CF1, CF2, CF3, CF4, CF5)을 나타낸 도면(500)이다.
일 실시 예에서, 제1 급전부(611) 및 제1 접지부(612) 사이에는 제1 전류 흐름(CF1)이 형성될 수 있다. 제1 전류 흐름(CF1)은 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름일 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역은 약 1.575㎓의 GPS 신호가 속하는 주파수 대역일 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)에서 제1 급전부(611)로부터 1/4 파장 길이에 제1 접지부(612)를 배치하는 경우 약 1.575㎓의 공진 주파수를 갖게 되어 GPS 공진이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 급전부(611) 및 제3 접지부(632) 사이에는 제2 전류 흐름(CF2)이 형성될 수 있다. 제2 전류 흐름(CF2)은 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름일 수 있다. 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역과 상이한 주파수 대역일 수 있다. 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수 대역은 약 1.8㎓ 이상 약 2.7㎓ 이하의 중간 주파수 대역 및/또는 고주파 대역(MB/HB)일 수 있다. 제1 급전부(611) 및 제3 접지부(632) 사이에 형성된 제1 절연부(680)와 같은 분절 갭(gap)을 사이로 이루어진 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530) 사이의 커플링(coupling)에 의해 약 1.8㎓ 이상 약 2.7㎓ 이하의 공진 주파수를 갖게 되어 중간 주파수 대역 및/또는 고주파 대역(MB/HB)의 공진이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 급전부(621) 및 제2 접지부(622) 사이에는 제3 전류 흐름(CF3)이 형성될 수 있다. 제3 전류 흐름(CF3)은 제3 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름일 수 있다. 제3 주파수 대역은 제1 주파수 대역 과 상이한 주파수 대역일 수 있다. 제3 주파수 대역은 제2 주파수 대역과 적어도 일부 중첩되는 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제3 주파수 대역은 약 2.4㎓의 주파수를 갖는 Wifi1 신호가 속하는 주파수 대역일 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 급전부(621) 및 제4 접지부(642) 사이에는 제4 전류 흐름(CF4)이 형성될 수 있다. 제4 전류 흐름(CF4)은 제4 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름일 수 있다. 제4 주파수 대역은 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역과 상이한 주파수 대역일 수 있다. 제4 주파수 대역은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역, 및 제3 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제4 주파수 대역은 약 5㎓의 주파수를 갖는 Wifi2 신호가 속하는 주파수 대역일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 급전부(611) 및 스위칭 부(613) 사이에는 제5 전류 흐름(CF5)이 형성될 수 있다. 제5 전류 흐름(CF5)은 제5 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름일 수 있다. 제5 주파수 대역은 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역과 상이한 주파수 대역일 수 있다. 제5 주파수 대역은 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 제5 주파수 대역은 제4 주파수 대역과 적어도 일부 중첩되는 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제5 주파수 대역은 약 3.3㎓ 이상 약 6㎓ 이하의 5G NR 신호가 속하는 주파수 대역일 수 있다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613)는 폐쇄 루프 스위치(closed loop switch)일 수 있다. 스위칭 부(613)는 하나의 금속 프레임(예: 제1 도전성 패턴(510))의 양 끝에 급전부(611, 612)가 연결된 폐쇄 루프 구조에 포함될 수 있다. 제1 급전부(611)에 의해서 2개 이상의 전류 흐름(CF1, CF5)이 형성되는 경우 제1 급전부(611)에서 2가지 이상의 공진 주파수가 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 도전성 패턴(510)은 제1 전류 흐름(CF1) 및 제5 전류 흐름(CF5)에 의하여 2가지 이상의 공진 주파수에 속하는 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 제5 전류 흐름(CF5)은 스위칭 부(613)에 의하여 커패시턴스 또는 인덕턴스와 같은 리액턴스 값을 갖는 소자들을 지날 수 있다. 스위칭 부(613) 및 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층 사이에는 제5 전류 흐름(CF5)과 같은 전기적인 경로가 생성될 수 있다. 스위칭 부(613)의 리액턴스 값이 변화하는 경우 제5 전류 흐름(CF5)에 의해 형성되는 공진 주파수가 변경될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제5 전류 흐름(CF1, CF2, CF3, CF4, CF5)들을 이용하여 금속 프레임 구조를 갖는 전자 장치(101)에 포함된 안테나 구조체(501)의 동작 원리를 나타낼 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(P1)에 연결된 제1 급전부(611) 및 제1 도전성 패턴(510)의 제3 위치(P3)에 연결된 제1 접지부(612) 사이의 길이는 GPS 신호를 포함하는 제1 주파수 대역의 파장의 약 1/4배일 수 있다. 이에 따라 제1 급전부(611) 및 제1 접지부(612) 사이에서 제1 주파수 대역 내의 공진 주파수가 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴(510) 및 제2 도전성 패턴(520) 사이에 배치된 제1 절연부(680)는 분절 갭(gap)일 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(P1)에 연결된 제1 급전부(611) 및 제2 도전성 패턴(520)의 제6 위치(P6)에 연결된 제3 접지부(632) 사이에는 분절 갭의 커패시턴스에 의한 커플링에 의해 MB/HB인 제2 주파수 대역 내의 공진 주파수가 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패턴(510)의 제2 위치(P2)에 연결된 제2 급전부(621) 및 제1 도전성 패턴(510)의 제4 위치(P4)에 연결된 제2 접지부(622) 사이의 길이는 WiFi1 신호를 포함하는 제3 주파수 대역의 파장의 약 1/4배일 수 있다. 이에 따라 제2 급전부(621) 및 제2 접지부(622) 사이에서 제3 주파수 대역 내의 공진 주파수가 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴(510) 및 제3 도전성 패턴(530) 사이에 배치된 제2 절연부(690)는 분절 갭일 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)의 제2 위치(P2)에 연결된 제2 급전부(621) 및 제3 도전성 패턴(530)의 제7 위치(P7)에 연결된 제4 접지부(642) 사이에는 분절 갭의 커패시턴스에 의한 커플링에 의해 WiFi2 신호를 포함하는 제4 주파수 대역 내의 공진 주파수가 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패턴(510)을 포함하는 안테나 구조체(501)는 하나의 금속 프레임 내에 스위치 및 접지구조가 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패턴(510)의 제3 위치(P3) 및 제4 위치(P4)에 제1 접지부(612) 및 제2 접지부(622)를 배치할 수 있다. 이에 따라 제1 도전성 패턴(510)의 제1 부분(610) 및 제2 부분(620) 사이의 아이솔레이션(isolation)을 확보할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 급전부(611) 및 제1 접지부(612) 사이에 스위칭 부(613)를 배치하여 제5 주파수 대역을 송수신할 수 있는 제5 전류 흐름(CF5)을 형성할 수 있다. 이에 따라 제1 도전성 패턴(510)을 포함하는 안테나 구조체(501)는 약 3.3㎓ 이상 약 6㎓ 이하의 주파수 대역을 갖는 5G NR 주파수 대역을 추가로 지원할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 스위칭 부(613)를 나타낸 도면(600)이다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패턴(510)은 도 5에서 도시한 제1 도전성 패턴(510)과 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패턴(510)은 메탈 하우징의 일부 영역일 수 있다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613)는 제1 도전성 패턴(510)과 연결될 수 있다. 스위칭 부(613)는 적어도 하나 이상의 수동 소자(Lumped Element, LE)와 선택적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 부(613)는 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)들 중 적어도 하나와 선택적으로 연결될 수 있다. 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)는 저항(Resistor, R), 인덕터(Inductor, L), 및/또는 커패시터(Capacitor, C) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 스위칭 부(613)는 스위치를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 스위칭 부(613)는 스위치 및 적어도 하나 이상의 수동 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 부(613)는 스위치 및 수동 소자를 포함할 수도 있다. 또 다른 예로, 스위칭 부(613)는 수동 소자를 제외하고 스위치를 포함할 수도 있다. 스위칭 부(613)는 조정 가능한 부분 또는 튜너블 유닛(Tunable unit)일 수 있다. 스위칭 부(613)는 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)를 통해 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층과 연결될 수 있다. 스위칭 부(613)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))로부터 제어 신호를 전달 받아 제1 도전성 패턴(510) 및 인쇄 회로 기판(560) 사이의 전기적 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 부(613)는 제어 신호에 기반하여 제1 도전성 패턴(510) 및 인쇄 회로 기판(560) 사이의 임피던스를 가변시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)는 스위칭 부(613) 및 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층을 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)는 인덕터를 포함할 수 있다. 제1 소자(LE1)는 제1 인덕턴스를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 소자(LE1)는 10nH 이상 20nH 이하(예: 약 15nH)의 인덕턴스를 가질 수 있다. 제2 소자(LE2)는 제1 인덕턴스보다 큰 제2 인덕턴스를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 소자(LE2)는 28nH 이상 38nH 이하(예: 약 33nH)의 인덕턴스를 가질 수 있다. 제3 소자(LE3)는 제2 인덕턴스보다 큰 제3 인덕턴스를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 소자(LE3)는 42nH 이상 52nH 이하(예: 약 47nH)의 인덕턴스를 가질 수 있다. 제4 소자(LE4)는 제3 인덕턴스보다 큰 제4 인덕턴스를 가질 수 있다. 예를 들어, 제4 소자(LE4)는 50nH 이상 60nH 이하(예: 약 56nH)의 인덕턴스를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613) 및 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층은 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)와 연결이 되지 않거나, 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4) 중 적어도 하나의 인덕터와 선택적으로 연결될 수 있다. 스위칭 부(613) 및 인쇄 회로 기판(560)의 그라운드 층 사이의 인덕턴스는 변화할 수 있다. 예를 들어, 제1 급전부(예: 도 5의 제1 급전부(611)) 및 그라운드 사이의 전기적 길이가 변화할 수 있다. 이에 따라 제1 급전부(611) 및 그라운드 사이에 형성되는 제5 전류 흐름(CF5)에 의한 공진 주파수 대역이 선택적으로 가변될 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(예: 도 5의 안테나 구조체(501))가 송수신하는 신호들이 속한 주파수 대역들을 나타낸 도면(700)이다.
일 실시 예에서, 제1 신호(710)는 제1 전류 흐름(예: 도 5의 제1 전류 흐름(CF1))에 의해 송수신되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제1 신호(710)는 GPS 신호일 수 있다. 제2 신호(720)는 제2 전류 흐름(예: 도 5의 제2 전류 흐름(CF2))에 의해 송수신되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제2 신호(720)는 MB/HB에 속하는 신호일 수 있다. 제3 신호(730)는 제3 전류 흐름(예: 도 5의 제3 전류 흐름(CF3))에 의해 송수신되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제3 신호(730)는 Wifi1 신호일 수 있다. 제4 신호(740)는 제4 전류 흐름(예: 도 5의 제4 전류 흐름(CF4))에 의해 송수신되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제4 신호(740)는 Wifi2 신호일 수 있다. 제5 신호(750)는 제5 전류 흐름(예: 도 5의 제5 전류 흐름(CF5))에 의해 송수신되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제5 신호(750)는 5G NR 신호일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 신호(710)는 제1 주파수 대역, 제2 신호(720)는 제2 주파수 대역, 제3 신호(730)는 제3 주파수 대역, 제4 신호(740)는 제4 주파수 대역, 또는 제5 신호(750)는 제5 주파수 대역을 가질 수 있다. 제1 내지 제5 신호(710, 720, 730, 740, 750)는 해당 주파수 대역에서 반사 손실(return loss, S11)이 감소하면서 공진 주파수 대역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호(710)는 제1 주파수 대역에서 반사 손실이 감소할 수 있다. 제1 주파수 대역은 약 1.565㎓일 수 있다. 다른 예로, 제2 신호(720)는 제2 주파수 대역에서 반사 손실이 감소할 수 있다. 제2 주파수 대역은 약 2.7㎓일 수 있다. 다른 예로, 제3 신호(730)는 제3 주파수 대역에서 반사 손실이 감소할 수 있다. 제3 주파수 대역은 약 2.4㎓일 수 있다. 다른 예로, 제4 신호(740)는 제4 주파수 대역에서 반사 손실이 감소할 수 있다. 제4 주파수 대역은 약 5㎓일 수 있다. 다른 예로, 제5 신호(750)는 제5 주파수 대역에서 반사 손실이 감소할 수 있다. 제5 주파수 대역은 약 3.3㎓ 이상 약 6㎓ 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 제5 주파수 대역은 변화할 수 있다. 스위칭 부(예: 도 6의 스위칭 부(613)) 내부의 소자들(예: 도 6의 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4))에 의해 형성되는 전기적 길이를 가변시키는 경우, 공진이 발생하는 주파수 대역을 변화시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 전류 흐름(예: 도 5의 제1 전류 흐름(CF1))에 의하여 제1 신호(710)를 포함하는 제1 공진 주파수가 형성될 수 있다. 제2 전류 흐름(예: 도 5의 제2 전류 흐름(CF2))에 의하여 제2 신호(720)를 포함하는 제2 공진 주파수가 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613)에 연결된 제1 및/또는 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4)의 인덕턴스에 따라 제5 전류 흐름(예: 도 5의 제5 전류 흐름(CF5))이 발생할 수 있다. 이에 따라 제5 신호(750)를 포함하는 새로운 공진 주파수인 제5 공진 주파수가 형성되고 인덕턴스를 가변시키는 경우 제5 공진주파수의 주파수가 변경될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 부(613)에서 약 33nH 에서 약 56nH로 인덕턴스을 증가시킬 경우 제5 공진 주파수가 감소할 수 있다. 이에 따라 5G NR 스위칭(switching)이 발생할 수 있다. 이와 같이, 폐쇄 루프 구조에서 스위치를 적용하여 약 1.5㎓ 이상 약 6㎓ 이하의 주파수 대역을 지원하는 광대역 안테나 구조체(501)를 구현할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 제1 도전성 패턴(510), 스위칭 부(613), 및 인쇄 회로 기판(560)을 나타낸 블록도(800)이다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613)는 선택부(910) 및 경로 형성부(920)를 포함할 수 있다. 선택부(910)는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 경로 형성부(920) 상에는 복수의 수동 소자들(예: 도 6의 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4))이 병렬로 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 수동 소자들(LE1, LE2, LE3, LE4)은 서로 다른 임피던스(impedance)를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 수동 소자들(LE1, LE2, LE3, LE4)이 배치된 복수의 병렬 경로들은 인덕터(inductor, L) 또는 캐패시터를 포함하여 서로 다른 임피던스를 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 수동 소자들(LE1, LE2, LE3, LE4)이 배치된 복수의 병렬 경로들 중 일부는 동일한 임피던스(impedance)를 가질 수도 있다. 복수의 수동 소자들(LE1, LE2, LE3, LE4)이 배치된 복수의 병렬 경로들 중 적어도 하나는 인쇄 회로 기판(560)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 스위칭 소자는 복수의 수동 소자들(LE1, LE2, LE3, LE4)이 배치된 복수의 병렬 경로들 중 어느 하나의 경로와 제1 도전성 패턴(510)을 연결시킬 수 있다. 스위칭 부(613)는 제1 도전성 패턴(510) 및 인쇄 회로 기판(560) 사이를 복수의 수동 소자들(LE1, LE2, LE3, LE4)이 배치된 복수의 병렬 경로들 중 어느 하나의 경로를 이용하여 연결시킬 수 있다. 스위칭 부(613)는 제1 도전성 패턴(510) 및 인쇄 회로 기판(560) 사이의 임피던스를 가변시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패턴(510) 및 인쇄 회로 기판(560) 사이의 임피던스가 변화하는 경우 제1 급전부(예: 도 5의 제1 급전부(611)) 및 스위칭 부(613) 사이에 형성되는 제5 전류 흐름(예: 도 5의 제5 전류 흐름(CF5))이 변화할 수 있다. 제5 전류 흐름(CF5)이 변화하는 경우 제5 공진 주파수 대역이 변화할 수 있다. 이에 따라 스위칭 부(613)는 5G NR 스위칭을 구현할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 제1 급전부(611), 제1 접지부(612), 및 스위칭 부(613)를 나타낸 도면(900)이다.
일 실시 예에서, 제1 급전부(611) 및 제1 접지부(612) 사이의 거리는 제1 거리(D1)일 수 있다. 제1 급전부(611) 및 스위칭 부(613) 사이의 거리는 제2 거리(D2)일 수 있다. 제2 거리(D2)는 제1 거리(D1)보다 짧을 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패턴(예: 도 4의 제1 도전성 패턴(510))과 전기적으로 연결된 제1 급전부(611) 및 스위칭 부(613) 사이의 거리를 설정하여 제5 주파수 대역을 설정할 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)의 전기장(E-field)이 높을수록 전압 차에 의해 스위칭 부(613)가 민감하게 동작할 수 있다. 이에 따라 스위칭 부(613)는 제1 도전성 패턴(510)의 전기장이 높은 위치와 인접하도록 배치할 수 있다.
일 실시 예에서, 저주파 대역의 경우 제1 급전부(611)와의 거리가 증가할수록 제1 도전성 패턴(510)의 전기장이 증가할 수 있다. 제1 도전성 패턴(510)에서 저주파 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 전류 흐름을 형성하는 제1 급전부(611) 및 제1 접지부(612) 사이의 제1 거리(D1)를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 거리(D1)는 약 11㎜일 수 있다.
일 실시 예에서, 고주파 대역의 경우 제1 급전부(611)와의 거리가 고주파 대역에 속하는 신호의 파장의 약 0.1배인 경우 제1 도전성 패턴(510)의 전기장의 크기가 가장 클 수 있다. 이에 따라 제1 도전성 패턴(510)에서 고주파 대역의 신호를 송수신하기 위한 제5 전류 흐름을 형성하는 제1 급전부(611) 및 스위칭 부(613) 사이의 거리를 고주파 대역에 속하는 신호의 파장의 약 0.1배로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 거리(D2)는 약 3㎜일 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(예: 도 4의 안테나 구조체(501))의 스위칭 부(예: 도 4의 스위칭 부(613))의 인덕턴스에 따른 공진 주파수를 나타낸 도면(1000)이다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(501)의 스위칭 부(613)에 포함된 스위치 및 소자(예: 도 6의 제1 내지 제4 소자(LE1, LE2, LE3, LE4))를 이용하여 임피던스를 변경할 수 있다. 제1 인덕터(L1)는 약 1nH의 인덕턴스를 갖도록 스위칭 부(613)를 제어하여 임피던스가 제1 인덕터(L1)에 맞도록 소자를 선택하여 임피던스를 설정한 경우이다. 제2 인덕터(L2)는 약 15nH의 인덕턴스를 갖도록 스위칭 부(613)를 제어하여 임피던스가 제2 인덕터(L2)에 맞도록 소자를 선택하여 임피던스를 설정한 스위칭 부(613)를 적용한 안테나 구조체(501)이다. 제3 인덕터(L3)는 약 33nH의 인덕턴스를 갖도록 스위칭 부(613)를 제어하여 임피던스가 제3 인덕터(L3)에 맞도록 소자를 선택하여 임피던스를 설정한 경우이다. 제4 인덕터(L4)는 약 47nH의 인덕턴스를 갖도록 스위칭 부(613)를 제어하여 임피던스가 제4 인덕터(L4)에 맞도록 소자를 선택하여 임피던스를 설정한 경우이다. 제5 인덕터(L5)는 약 56nH의 인덕턴스를 갖도록 스위칭 부(613)를 설정한 경우이다.
일 실시 예에서, 스위칭 부(613)를 제어하여 소자를 선택하여 인덕턴스가 변화하는 경우 안테나 구조체(501)의 공진 주파수가 변화할 수 있다. 공진 주파수에서 반사 효율은 약 -10dB 이하로 감소할 수 있다. 제1 내지 제5 인덕터(L1, L2, L3, L4, L5)와 관계 없이 안테나 구조체(501)의 반사 효율은 약 1.5㎓ 이상 약 3.5㎓ 이하의 주파수 대역에서 약 -12dB 이상 약 -4dB 이하일 수 있다. 이에 따라, 약 1.5㎓ 이상 약 3.5㎓ 이하의 저주파 대역에서는 제1 내지 제5 인덕터(L1, L2, L3, L4, L5) 중 어느 것을 사용하더라도 반사 효율이 지정된 성능을 만족함을 알 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 인덕터(L1)를 사용하는 경우의 안테나 구조체(501)의 약 3.5㎓ 이상 약 6㎓ 이하의 주파수 대역에서의 반사 효율은 제5 인덕터(L5)를 사용하는 경우의 안테나 구조체(501)의 고주파 대역에서의 반사 효율보다 클 수 있다. 예를 들어, 약 3.5㎓ 이상 약 6㎓ 이하의 주파수 대역의 반사 효율은 제1 인덕터(L1)를 사용하는 경우에는 약 -10dB인 반면 제5 인덕터(L5)를 사용하는 경우에는 약 -20dB 이상 약 -10dB 이하일 수 있다. 이에 따라 스위칭 부(613)와 연결된 인덕터(L1, L2, L3, L4, L5)의 인덕턴스가 증가할수록 공진 주파수가 감소함을 알 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(501)의 주파수에 따른 반사 손실을 나타낸 도면(1100)이다. 도 11의 제1 내지 제5 안테나 구조체(1110, 1120, 1130, 1140, 1150) 각각은 도 10의 제1 내지 제5 인덕터(L1, L2, L3, L4, L5)와 연결된 안테나 구조체(501)와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제5 안테나 구조체(1110, 1120, 1130, 1140, 1150)는 주파수에 따라 지정된 반사 손실을 가질 수 있다. 제1 내지 제5 안테나 구조체(1110, 1120, 1130, 1140, 1150)는 특정 주파수 대역에서 공진이 발생하면서 반사가 최소화되는 최소 반사 손실을 가질 수 있다. 제1 안테나 구조체(1110)는 약 2㎓에서 최소 반사 손실을 가질 수 있다. 제2 안테나 구조체(1120)는 약 5㎓에서 최소 반사 손실을 가질 수 있다. 제3 안테나 구조체(1130)는 약 4.2㎓에서 최소 반사 손실을 가질 수 있다. 제4 안테나 구조체(1140)는 약 4㎓에서 최소 반사 손실을 가질 수 있다. 제1 안테나 구조체(1150)는 약 3.5㎓에서 최소 반사 손실을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제5 안테나 구조체(1110, 1120, 1130, 1140, 1150)를 비교하여 보면 스위칭 부(613)를 적용하는 경우 5G NR 대역이 구현을 확인할 수 있다. 또한 제2 내지 제5 안테나 구조체(1120, 1130, 1140, 1150)의 저주파 대역, 중간 주파수 대역, 및 고주파 대역에서의 반사 손실을 살펴보면 스위칭 부(613)를 적용하더라도 저주파 대역 및 중간 주파수 대역에서 실질적으로 성능이 동등하게 유지됨을 확인할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(501)의 Wifi 신호를 포함하는 주파수 대역에서의 반사 손실을 나타낸 도면(1200)이다. 도 12의 제1 내지 제3 안테나 구조체(1210, 1220, 1230)는 도 11의 제1 내지 제3 안테나 구조체(1110, 1120, 1130)와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제3 안테나 구조체(1210, 1220, 1230)는 주파수에 따라 지정된 반사 손실을 가질 수 있다. 제1 내지 제3 안테나 구조체(1210, 1220, 1230)의 반사 손실은 Wifi 신호를 포함하는 제3 및 제4 주파수 대역(예: 도 7의 제3 및 제4 신호(730, 740)가 갖는 제3 및 제4 주파수 대역)에서 실질적으로 동등하게 유지됨을 확인할 수 있다. 제1 도전성 패턴(예: 도 4의 제1 도전성 패턴(510))을 이용하여 서로 다른 주파수 대역의 신호를 방사할 때 제1 부분(610) 및 제2 부분(620) 사이의 아이솔레이션이 제1 접지부(612) 및 제2 접지부(622)에 의해 확보될 수 있다. 이에 따라 WiFi 신호를 포함하는 제3 및 제4 주파수 대역(제3 및 제4 신호(730, 740)가 갖는 제3 및 제4 주파수 대역)은 스위칭 부(예: 도 6의 스위칭 부(613))의 임피던스와 관계 없이 실질적으로 동등한 성능을 유지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분(예: 도 3의 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550))인 하우징, 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체(예: 도 5의 안테나 구조체(501)), 및 상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함하는 인쇄 회로 기판(예: 도 3의 인쇄 회로 기판(560))을 포함하고, 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은, 제1 도전성 패턴(예: 도 4의 제1 도전성 패턴(510)), 상기 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴(예: 도 4의 제2 도전성 패턴(520)), 및 상기 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴(520)과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴(예: 도 4의 제3 도전성 패턴(530))을 포함하고, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(예: 도 4의 제1 위치(P1)와 전기적으로 연결되는 제1 급전부(예: 도 4의 제1 급전부(611)), 상기 제1 위치(P1)보다 상기 제3 도전성 패턴(530)에 가까운 상기 제1 도전성 패턴(510)의 제2 위치(예: 도 4의 제2 위치(P2)와 전기적으로 연결되는 제2 급전부(예: 도 4의 제2 급전부(621)), 상기 제1 도전성 패턴(510)의 상기 제1 위치(P1) 및 상기 제2 위치(P2)의 사이의 제3 위치(예: 도 4의 제3 위치(P3))와 전기적으로 연결되는 제1 접지부(예: 도 4의 제1 접지부(612)), 상기 제1 도전성 패턴(510)의 상기 제2 위치(P2)와 상기 제3 위치(P3) 사이의 제4 위치(예: 도 4의 제4 위치(P4))와 전기적으로 연결되는 제2 접지부(예: 도 4의 제2 접지부(622)), 상기 제1 도전성 패턴(510)의 상기 제1 위치(P1)와 상기 제3 위치(P3) 사이의 제5 위치(예: 도 4의 제5 위치(P5))와 전기적으로 연결되는 스위칭 부(예: 도 4의 스위칭 부(613)), 상기 제2 도전성 패턴(520)의 제6 위치(예: 도 4의 제6 위치(P6))와 전기적으로 연결되는 제3 접지부(예: 도 4의 제3 접지부(632)), 및 상기 제3 도전성 패턴(530)의 제7 위치(예: 도 4의 제7 위치(P7))와 전기적으로 연결되는 제4 접지부(예: 도 4의 제4 접지부(642))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 제1 접지부(612) 사이에는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 전류 흐름(예: 도 5의 제1 전류 흐름(CF1))이 형성되고, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 제3 접지부(632) 사이에는 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 전류 흐름(예: 도 5의 제2 전류 흐름(CF2))이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 급전부(621) 및 상기 제2 접지부(622) 사이에는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 사이의 주파수 대역인 제3 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제3 전류 흐름(예: 도 5의 제3 전류 흐름(CF3))이 형성되고, 상기 제2 급전부(621) 및 상기 제4 접지부(642) 사이에는 상기 제2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제4 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제4 전류 흐름(예: 도 5의 제4 전류 흐름(CF4))이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 스위칭 부(613) 사이에는 상기 제2 주파수 대역 및 상기 제4 주파수 대역 사이의 주파수 대역인 제5 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제5 전류 흐름(예: 도 5의 제5 전류 흐름(CF5))이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제6 위치(P6)보다 상기 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴(520)의 제8 위치(예: 도 4의 제8 위치(P8))와 전기적으로 연결되는 제3 급전부(예: 도 4의 제3 급전부(631)), 및 상기 제8 위치(P8)보다 상기 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴(520)의 제9 위치(예: 도 4의 제9 위치(P9))와 전기적으로 연결되는 스위치(예: 도 4의 스위치(633))를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제7 위치(P7)보다 상기 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 상기 제3 도전성 패턴(530)의 제10 위치(예: 도 4의 제10 위치(P10))와 전기적으로 연결되는 제4 급전부(예: 도 4의 제4 급전부(641))를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제1 도전성 패턴(510) 및 상기 제2 도전성 패턴(520) 사이에 배치되는 제1 절연부(예: 도 4의 제1 절연부(680)) 및 상기 제1 도전성 패턴(510) 및 상기 제3 도전성 패턴(530) 사이에 배치되는 제2 절연부(예: 도 4의 제2 절연부(690))를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은, 상기 제2 도전성 패턴(520)과 이격되고, 상기 인쇄 회로 기판(560)을 기준으로 상기 제3 도전성 패턴(530)의 반대편에 배치된 제4 도전성 패턴(예: 도 3의 제4 도전성 패턴(540))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550) 및 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체(501)를 포함하고, 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은, 제1 도전성 패턴(510), 상기 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴(520), 및 상기 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴(520)과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴(530)을 포함하고, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제1 도전성 패턴(510) 중 상기 제2 도전성 패턴(520)과 인접한 부분에 연결되는 제1 급전부(611), 상기 제1 도전성 패턴(510) 중 상기 제3 도전성 패턴(530)에 인접한 부분에 연결되는 제2 급전부(621), 상기 제1 도전성 패턴(510) 중 상기 제1 급전부(611) 및 상기 제2 급전부(621) 사이의 부분에 연결되는 적어도 하나 이상의 접지부(예: 도 4의 제1 접지부(612) 및/또는 제2 접지부(622)), 및 상기 제1 도전성 패턴(610) 중 상기 제1 급전부(611) 및 상기 적어도 하나 이상의 접지부(612, 622) 사이의 부분에 전기적으로 연결되는 스위칭 부(613)를 포함하고, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 스위칭 부(613)에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역은 상기 제1 급전부(611) 및 상기 적어도 하나 이상의 접지부(612, 622)에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 접지부(612, 622)는 상기 제1 급전부(611)에 가까운 제1 접지부(612) 및 상기 제2 급전부(621)에 가까운 제2 접지부(622)를 포함하고, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 제1 접지부(611) 사이에는 1.4㎓ 이상 1.7㎓ 이하의 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름(예: 도 5의 제1 전류 흐름(CF1))이 형성되고, 상기 제2 급전부(621) 및 상기 제2 접지부(622) 사이에는 2.3㎓ 이상 2.5㎓의 주파수를 갖는 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름(예: 도 5의 제3 전류 흐름(CF3))이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제2 도전성 패턴(520) 중 상기 제1 도전성 패턴(510)과 인접한 부분에 연결되는 제3 접지부(632)를 더 포함하고, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 제3 접지부(632) 사이는 1.8㎓ 이상 2.7㎓ 이하의 주파수 대역에 속하는 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름(예: 도 5의 제2 전류 흐름(CF2))이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 도전성 패턴(530) 중 상기 제1 도전성 패턴(510)과 인접한 부분에 연결되는 제4 접지부(642)를 더 포함하고, 상기 제2 급전부(621) 및 상기 제4 접지부(642) 사이는 4㎓ 이상 6㎓ 이하의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름(예: 도 5의 제4 전류 흐름(CF4))이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 스위칭 부(613)에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역은 3㎓ 이상 7㎓ 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 적어도 하나의 접지부(612, 622) 사이의 거리는 상기 제1 급전부(611) 및 상기 적어도 하나의 접지부(612, 622) 사이의 전류 흐름에 의해 송수신되는 신호의 파장의 1/4배일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 스위칭 부(613) 사이의 거리는 상기 제1 급전부(611) 및 상기 적어도 하나의 접지부(612, 622) 사이의 전류 흐름에 의해 송수신되는 신호의 파장의 0.1배일 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)인 하우징, 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체(501), 및 상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서(120)를 포함하는 인쇄 회로 기판(560)을 포함하고, 상기 도전성 부분(510, 520, 530, 540, 550)은, 제1 도전성 패턴(510), 상기 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴(520), 및 상기 제1 도전성 패턴(510)과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴(520)과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴(530)을 포함하고, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제1 도전성 패턴(510)의 제1 위치(P1)와 전기적으로 연결되는 제1 급전부(611), 상기 제1 위치(P1)보다 상기 제3 도전성 패턴(530)에 가까운 상기 제1 도전성 패턴(510)의 제2 위치(P2)와 전기적으로 연결되는 제2 급전부(621), 상기 제1 도전성 패턴(510)의 상기 제1 위치(P1) 및 상기 제2 위치(P2)의 사이의 제3 위치(P3)와 전기적으로 연결되는 제1 접지부(612), 상기 제1 도전성 패턴(510)의 상기 제2 위치(P2)와 상기 제3 위치(P3) 사이의 제4 위치(P4)와 전기적으로 연결되는 제2 접지부(622), 상기 제1 도전성 패턴(510)의 상기 제1 위치(P1)와 상기 제3 위치(P3) 사이의 제5 위치(P5)와 전기적으로 연결되는 스위칭 부(613)를 포함하고, 상기 제1 급전부(611)는 상기 제1 접지부(612)와 제1 전류 흐름(CF1)을 형성하여 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2 급전부(621)는 상기 제2 접지부(622)와 제3 전류 흐름(CF3)을 형성하여 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제3 주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제1 급전부(611)는 상기 스위칭 부(613)와 제5 전류 흐름(CF5)을 형성하여 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역과 상이한 제5 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 구조체(501)는, 상기 제2 도전성 패턴(520)의 제6 위치(P6)와 전기적으로 연결되는 제3 접지부(632)를 더 포함하고, 상기 제1 급전부(611) 및 상기 제3 접지부(632) 사이에는 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 전류 흐름(CF2)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제6 위치(P6)보다 상기 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴(520)의 제8 위치(P8)와 전기적으로 연결되는 제3 급전부(631) 및 상기 제8 위치(P8)보다 상기 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴(520)의 제9 위치(P9)와 전기적으로 연결되는 스위치(633)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 도전성 패턴(530)의 제7 위치(P7)와 전기적으로 연결되는 제4 접지부(642)를 더 포함하고, 상기 제2 급전부(621) 및 상기 제4 접지부(642) 사이에는 상기 제3 주파수 대역과 상이한 제4 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제4 전류 흐름(CF4)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제7 위치(P7)보다 상기 제1 도전성 패턴(510)으로부터 이격된 상기 제3 도전성 패턴(530)의 제10 위치(P10)와 전기적으로 연결되는 제4 급전부(641)를 더 포함할 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 회로와 같은 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(1401)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1436) 또는 외장 메모리(1438))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1440))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1401))의 프로세서(예: 프로세서(1420))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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 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 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 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.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분인 하우징;
    상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체; 및
    상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 도전성 부분은,
    제1 도전성 패턴;
    상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴; 및
    상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고,
    상기 안테나 구조체는,
    상기 제1 도전성 패턴의 제1 위치와 전기적으로 연결되는 제1 급전부;
    상기 제1 위치보다 상기 제3 도전성 패턴에 가까운 상기 제1 도전성 패턴의 제2 위치와 전기적으로 연결되는 제2 급전부;
    상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 사이의 제3 위치와 전기적으로 연결되는 제1 접지부;
    상기 제1 도전성 패턴의 상기 제2 위치와 상기 제3 위치 사이의 제4 위치와 전기적으로 연결되는 제2 접지부;
    상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치와 상기 제3 위치 사이의 제5 위치와 전기적으로 연결되는 스위칭 부;
    상기 제2 도전성 패턴의 제6 위치와 전기적으로 연결되는 제3 접지부; 및
    상기 제3 도전성 패턴의 제7 위치와 전기적으로 연결되는 제4 접지부를 포함하는 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 급전부 및 상기 제1 접지부 사이에는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 전류 흐름이 형성되고,
    상기 제1 급전부 및 상기 제3 접지부 사이에는 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 급전부 및 상기 제2 접지부 사이에는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 사이의 주파수 대역인 제3 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제3 전류 흐름이 형성되고,
    상기 제2 급전부 및 상기 제4 접지부 사이에는 상기 제2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제4 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제4 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 급전부 및 상기 스위칭 부 사이에는 상기 제2 주파수 대역 및 상기 제4 주파수 대역 사이의 주파수 대역인 제5 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제5 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 구조체는,
    상기 제6 위치보다 상기 제1 도전성 패턴으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴의 제8 위치와 전기적으로 연결되는 제3 급전부; 및
    상기 제8 위치보다 상기 제1 도전성 패턴으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴의 제9 위치와 전기적으로 연결되는 스위치를 더 포함하는 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 구조체는,
    상기 제7 위치보다 상기 제1 도전성 패턴으로부터 이격된 상기 제3 도전성 패턴의 제10 위치와 전기적으로 연결되는 제4 급전부를 더 포함하는 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 구조체는,
    상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴 사이에 배치되는 제1 절연부; 및
    상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제3 도전성 패턴 사이에 배치되는 제2 절연부를 더 포함하는 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 도전성 부분은,
    상기 제2 도전성 패턴과 이격되고, 상기 인쇄 회로 기판을 기준으로 상기 제3 도전성 패턴의 반대편에 배치된 제4 도전성 패턴을 더 포함하는 전자 장치.
  9. 전자 장치에 있어서,
    도전성 부분; 및
    상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체를 포함하고,
    상기 도전성 부분은,
    제1 도전성 패턴, 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴, 및 상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고,
    상기 안테나 구조체는,
    상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제2 도전성 패턴과 인접한 부분에 연결되는 제1 급전부;
    상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제3 도전성 패턴에 인접한 부분에 연결되는 제2 급전부;
    상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제1 급전부 및 상기 제2 급전부 사이의 부분에 연결되는 적어도 하나 이상의 접지부; 및
    상기 제1 도전성 패턴 중 상기 제 1 급전부 및 상기 적어도 하나 이상의 접지부 사이의 부분에 전기적으로 연결되는 스위칭 부를 포함하고,
    상기 제1 급전부 및 상기 스위칭 부에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역은 상기 제1 급전부 및 상기 적어도 하나 이상의 접지부에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 전자 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 적어도 하나의 접지부는 상기 제1 급전부에 가까운 제1 접지부 및 상기 제2 급전부에 가까운 제2 접지부를 포함하고,
    상기 제1 급전부 및 상기 제1 접지부 사이에는 1.4㎓ 이상 1.7㎓ 이하의 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름이 형성되고,
    상기 제2 급전부 및 상기 제2 접지부 사이에는 2.3㎓ 이상 2.5㎓의 주파수를 갖는 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 안테나 구조체는,
    상기 제2 도전성 패턴 중 상기 제1 도전성 패턴과 인접한 부분에 연결되는 제3 접지부를 더 포함하고,
    상기 제1 급전부 및 상기 제3 접지부 사이는 1.8㎓ 이상 2.7㎓ 이하의 주파수 대역에 속하는 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제3 도전성 패턴 중 상기 제1 도전성 패턴과 인접한 부분에 연결되는 제4 접지부를 더 포함하고,
    상기 제2 급전부 및 상기 제4 접지부 사이는 4㎓ 이상 6㎓ 이하의 신호를 송수신하기 위한 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 급전부 및 상기 스위칭 부에 의해 송수신되는 신호가 속한 주파수 대역은 3㎓ 이상 7㎓ 이하인 전자 장치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 급전부 및 상기 적어도 하나의 접지부 사이의 거리는 상기 제1 급전부 및 상기 적어도 하나의 접지부 사이의 전류 흐름에 의해 송수신되는 신호의 파장의 1/4배인 전자 장치.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 급전부 및 상기 스위칭 부 사이의 거리는 상기 제1 급전부 및 상기 적어도 하나의 접지부 사이의 전류 흐름에 의해 송수신되는 신호의 파장의 0.1배인 전자 장치.
  16. 전자 장치에 있어서,
    전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 공간을 둘러싸고 상기 전면 플레이트의 일 측 및 상기 후면 플레이트의 일 측을 연결하는 측면 부재를 포함하며, 상기 측면 부재의 적어도 일부는 도전성 부분인 하우징;
    상기 도전성 부분의 적어도 일부를 포함하는 안테나 구조체; 및
    상기 공간에 배치되고, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 도전성 부분은,
    제1 도전성 패턴;
    상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되도록 배치되는 제2 도전성 패턴; 및
    상기 제1 도전성 패턴과 적어도 일부가 커플링되고, 상기 제2 도전성 패턴과 이격되도록 배치된 제3 도전성 패턴을 포함하고,
    상기 안테나 구조체는,
    상기 제1 도전성 패턴의 제1 위치와 전기적으로 연결되는 제1 급전부;
    상기 제1 위치보다 상기 제3 도전성 패턴에 가까운 상기 제1 도전성 패턴의 제2 위치와 전기적으로 연결되는 제2 급전부;
    상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 사이의 제3 위치와 전기적으로 연결되는 제1 접지부;
    상기 제1 도전성 패턴의 상기 제2 위치와 상기 제3 위치 사이의 제4 위치와 전기적으로 연결되는 제2 접지부;
    상기 제1 도전성 패턴의 상기 제1 위치와 상기 제3 위치 사이의 제5 위치와 전기적으로 연결되는 스위칭 부를 포함하고,
    상기 제1 급전부는 상기 제1 접지부와 제1 전류 흐름을 형성하여 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하고,
    상기 제2 급전부는 상기 제2 접지부와 제3 전류 흐름을 형성하여 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제3 주파수 대역의 신호를 송수신하고,
    상기 제1 급전부는 상기 스위칭 부와 제5 전류 흐름을 형성하여 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역과 상이한 제5 주파수 대역의 신호를 송수신하는 전자 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 안테나 구조체는,
    상기 제2 도전성 패턴의 제6 위치와 전기적으로 연결되는 제3 접지부를 더 포함하고,
    상기 제1 급전부 및 상기 제3 접지부 사이에는 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제6 위치보다 상기 제1 도전성 패턴으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴의 제8 위치와 전기적으로 연결되는 제3 급전부; 및
    상기 제8 위치보다 상기 제1 도전성 패턴으로부터 이격된 상기 제2 도전성 패턴의 제9 위치와 전기적으로 연결되는 스위치를 더 포함하는 전자 장치.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 도전성 패턴의 제7 위치와 전기적으로 연결되는 제4 접지부를 더 포함하고,
    상기 제2 급전부 및 상기 제4 접지부 사이에는 상기 제3 주파수 대역과 상이한 제4 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제4 전류 흐름이 형성되는 전자 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제7 위치보다 상기 제1 도전성 패턴으로부터 이격된 상기 제3 도전성 패턴의 제10 위치와 전기적으로 연결되는 제4 급전부를 더 포함하는 전자 장치.
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