KR20210083036A - 안테나 모듈 및 이를 이용하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 적어도 하나의 프로세서(214)와, 상기 적어도 하나의 프로세서(214)에 의해 제공된 베이스밴드의 송신 신호를 상향 변환하여 생성한 무선 주파수 대역의 송신 신호를 다수의 안테나 엘리먼트들(248, 850) 중 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들(851)을 통해 송신하고, 상기 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들(851)과 상기 다수의 안테나 엘리먼트들(248, 850) 중 적어도 두 개의 수신 안테나 엘리먼트들(853)을 통해 수신한 무선 주파수 대역의 수신 신호를 하향 변환하여 생성한 베이스밴드의 수신 신호를 상기 적어도 하나의 프로세서(214)로 출력하는 안테나 모듈(246, 800)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 적어도 하나의 프로세서(214)와, 상기 적어도 하나의 프로세서(214)에 의해 제공된 베이스밴드의 송신 신호를 상향 변환하여 생성한 무선 주파수 대역의 송신 신호를 다수의 안테나 엘리먼트들(248, 850) 중 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들(851)을 통해 송신하고, 상기 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들(851)과 상기 다수의 안테나 엘리먼트들(248, 850) 중 적어도 두 개의 수신 안테나 엘리먼트들(853)을 통해 수신한 무선 주파수 대역의 수신 신호를 하향 변환하여 생성한 베이스밴드의 수신 신호를 상기 적어도 하나의 프로세서(214)로 출력하는 안테나 모듈(246, 800)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.
Description
본 개시의 다양한 실시 예는 고주파 대역을 지원하는 안테나 모듈 및 이를 이용하는 전자 장치에 관한 것이다.
4G (4th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 차세대(예: 5th-generation 또는 pre-5G) 통신 시스템의 상용화를 위한 노력이 이루어지고 있다. 예를 들어, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 고주파 대역에서의 구현이 이루어질 수 있다. 고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 또는 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 또는 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
일반적으로 고주파 대역 신호(예: 3GHz ~ 100GHz)는 파장이 짧고 직진성이 강한 특징으로 인해, 자유 공간(free space)을 통해 전송할 경우, 저주파수 대역 신호에 비해 상대적으로 더 큰 감쇄가 이루어질 수 있다.
안테나 모듈에 포함되는 어레이 안테나와 연결되는 송신 회로인에 포함된 PA와 같은 구성이 늘어날 수록 안테나 모듈의 크기가 증가할 수 있다. 또한, 안테나 모듈에 포함되는 구성을 만드는 공정에 따라 전력 소모가 많아지고, 열이 많이 발생할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에서는 고주파 대역에서의 무선 통신을 지원하는, 크기가 작고, 소모 전력을 줄일 수 있는 안테나 모듈 및 이를 위한 운영 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에서는 안테나 모듈의 프론트엔드 구조에서 송신 회로의 개수를 줄임으로써, 공간을 확보할 수 있는 프론트엔드 구조를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 휴대용 통신 장치는, 제 1 인쇄회로기판에 위치된 프로세서와, 통신 회로 및 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 제 2 인쇄회로기판과, 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 제 1 안테나 및 제 2 안테나와, 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 송수신 회로, 상기 송수신 회로는 상기 제 1 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기 및 상기 제 1 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 전송 경로의 일부를 형성하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 제 1 수신 경로의 일부를 형성하고, 상기 송수신 회로에서는 상기 전송 경로 또는 상기 제 1 수신 경로가 상기 통신 회로에 의해 선택적으로 제공될 수 있고, 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 수신 회로, 상기 수신 회로는 상기 제 2 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 및 상기 제 2 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 제 2 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결된 제 2 수신 경로의 일부를 형성할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 휴대용 통신 장치는, 제 1 인쇄회로기판에 위치된 프로세서와, 제 1 면에 제 1 어레이 안테나와 제 2 어레이 안테나가 위치하고, 상기 제 1 면과 다른 면인 제 2 면에 송수신 회로와 수신 회로가 위치하는 제 2 인쇄회로기판을 포함하는 안테나 모듈 및 상기 프로세서와 상기 안테나 모듈을 전기적으로 연결하는 통신 회로를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나를 구성하는 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들과 상기 통신 회로를 전기적으로 연결하는 제 1 경로 상에 위치하는 상기 송수신 회로는, 상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 증폭하는 전력 증폭기들 및 상기 복수의 제1 안테나 엘리먼트들을 통하여 수신된 신호를 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기들을 포함하고, 상기 제 2 어레이 안테나를 구성하는 복수의 제 2 안테나 엘리먼트들과 상기 통신 회로를 전기적으로 연결하는 제 2 경로 상에 위치하는 상기 수신 회로는, 상기 복수의 제 2 안테나 엘리먼트들을 통하여 수신된 신호를 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기들을 포함하며, 상기 제 2 인쇄회로기판에서 상기 송수신 회로와 상기 수신 회로에 포함된 저잡음 증폭기들의 개수가 상기 송수신 회로와 상기 수신 회로에 포함된 전력 증폭기들의 개수보다 많을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 안테나 모듈은, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 위치된 제 1 안테나 및 제 2 안테나; 상기 인쇄회로기판에 위치된 송수신 회로, 상기 송수신 회로는 상기 제 1 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기 및 상기 제 1 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 전송 경로의 일부를 형성하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 제 1 수신 경로의 일부를 형성하고, 상기 송수신 회로에서는 상기 전송 경로 또는 상기 제 1 수신 경로가 상기 통신 회로에 의해 선택적으로 제공될 수 있고; 및 상기 인쇄회로기판에 위치된 수신 회로, 상기 수신 회로는 상기 제 2 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 및 상기 제 2 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 제 2 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결된 제 2 수신 경로의 일부를 형성할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 안테나 모듈의 사이즈 감소로 실장 공간을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전력 소모를 줄임으로써 발열 성능을 향상시킬 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치(101)의 블록 구성을 도시한 도면;
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 전자 장치(101)에서 다수의 무선 네트워크와의 통신을 지원하는 통신 모듈(200)의 블록 구성을 도시한 도면;
도 3은 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)에서 무선 통신 모듈(300)의 블록 구성에 대한 일 예를 도시한 도면;
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 전자장치(101)에 포함된 안테나 모듈(410)의 구조를 도시한 도면(400);
도 5는 다양한 실시 예에 따른, 전자장치(101)에 포함된 안테나 모듈(510)의 구조를 도시한 도면(500);
도 6의 (a)와 (b)는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)에서 안테나 모듈에 포함된 PCB의 구현 예를 도시한 도면(600)
도 7의 (a) 내지 (l)는 다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(101)에서 안테나 어레이의 배치 예들을 도시한 도면;
도 8은 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)의 통신 모듈(200)을 구성하는 안테나 모듈(246)의 구조를 도시한 도면;
도 9는 다양한 실시 예에 따른 분배결합회로(820)의 일 예를 도시한 도면;
도 10의 (a) 내지 (c)는 다양한 실시 예들에 따라, 동일한 커버리지를 하나 또는 그 이상의 어레이 안테나에 의해 서비스하는 경우에 있어서의 빔 패턴을 도시한 도면;
도 11은 다양한 실시 예에 따라, 인쇄 회로 기판 (printed circuit board, PCB)이 송수신 회로만을 포함하는 제1 RFFE 모듈(1110)과 송수신 회로와 수신 회로를 포함하는 제2 RFFE 모듈(1120)의 물리적 영역을 비교한 도면;
도 12 내지 도 14는 다양한 실시 예에 따른, 안테나 모듈의 구현 예들을 도시한 도면들;
도 15은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)가 수신 SNR에 따른 수신 회로들 중에서 활성화되는 회로의 개수를 결정하는 동작을 도시한 흐름도;
도 16은 다양한 실시 예에 따른 안테나 어레이 구조에 대한 일 예를 도시한 도면;
도 17 내지 도 19는 다양한 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 보조 안테나 엘리먼트들의 배치 형상을 도시한 도면들;
도 20은 다양한 실시 예에 따른 듀얼 밴드 안테나 구성을 도시한 도면; 및
도 21은 다양한 실시 예에 따라 RFIC와 FEM이 분리된 안테나 모듈을 이용한 회로 구조를 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 전자 장치(101)에서 다수의 무선 네트워크와의 통신을 지원하는 통신 모듈(200)의 블록 구성을 도시한 도면;
도 3은 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)에서 무선 통신 모듈(300)의 블록 구성에 대한 일 예를 도시한 도면;
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 전자장치(101)에 포함된 안테나 모듈(410)의 구조를 도시한 도면(400);
도 5는 다양한 실시 예에 따른, 전자장치(101)에 포함된 안테나 모듈(510)의 구조를 도시한 도면(500);
도 6의 (a)와 (b)는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)에서 안테나 모듈에 포함된 PCB의 구현 예를 도시한 도면(600)
도 7의 (a) 내지 (l)는 다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(101)에서 안테나 어레이의 배치 예들을 도시한 도면;
도 8은 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)의 통신 모듈(200)을 구성하는 안테나 모듈(246)의 구조를 도시한 도면;
도 9는 다양한 실시 예에 따른 분배결합회로(820)의 일 예를 도시한 도면;
도 10의 (a) 내지 (c)는 다양한 실시 예들에 따라, 동일한 커버리지를 하나 또는 그 이상의 어레이 안테나에 의해 서비스하는 경우에 있어서의 빔 패턴을 도시한 도면;
도 11은 다양한 실시 예에 따라, 인쇄 회로 기판 (printed circuit board, PCB)이 송수신 회로만을 포함하는 제1 RFFE 모듈(1110)과 송수신 회로와 수신 회로를 포함하는 제2 RFFE 모듈(1120)의 물리적 영역을 비교한 도면;
도 12 내지 도 14는 다양한 실시 예에 따른, 안테나 모듈의 구현 예들을 도시한 도면들;
도 15은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)가 수신 SNR에 따른 수신 회로들 중에서 활성화되는 회로의 개수를 결정하는 동작을 도시한 흐름도;
도 16은 다양한 실시 예에 따른 안테나 어레이 구조에 대한 일 예를 도시한 도면;
도 17 내지 도 19는 다양한 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 보조 안테나 엘리먼트들의 배치 형상을 도시한 도면들;
도 20은 다양한 실시 예에 따른 듀얼 밴드 안테나 구성을 도시한 도면; 및
도 21은 다양한 실시 예에 따라 RFIC와 FEM이 분리된 안테나 모듈을 이용한 회로 구조를 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참고하면, 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 임베디드 (embedded)된 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 (communication processor, CP)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 CP)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소 (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), 미들웨어(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 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 적어도 하나의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI (high definition multimedia interface), USB (universal serial bus) 인터페이스, SD 카드 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 적어도 하나의 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 적어도 하나의 CP를 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)으로 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 모듈은 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 안테나들 중에서 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: (radio frequency integrated circuit, RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO (general purpose input and output), SPI (serial peripheral interface), 또는 MIPI (mobile industry processor interface))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)는 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 적어도 하나의 외부 전자 장치에서 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, 적어도 하나의 외부 전자 장치에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 요청을 수신한 적어도 하나의 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 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, 전자 장치(101)에서 다수의 무선 네트워크와의 통신을 지원하는 통신 모듈(200)의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 CP(212), 제 2 CP(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 무선 주파수 프론트엔드(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. 제 2 네트워크(199)는 제 1 셀룰러 네트워크(292)와 제 2 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, 제 2 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 CP(212), 제 2 CP(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 실시 예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제 1 CP(212)는 제 1 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, 제 1 셀룰러 네트워크(292)는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution (LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 CP(214)는 제 2 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, 제 2 셀룰러 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일 실시 예에 따르면, 제 1 CP(212) 또는 제 2 CP(214)는 제 2 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, 제 1 CP(212)와 제 2 CP(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제 1 CP(212) 또는 제 2 CP(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 CP(212)와 제 2 CP(214)는 인터페이스 (미도시)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 서로 연결되어, 어느 한 방향으로 또는 양 방향으로 데이터 또는 제어 신호를 제공하거나 받을 수 있다.
제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 CP(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband, BB) 신호를 제 1 셀룰러 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 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE (예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전 처리 (preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전 처리된 RF 신호를 제 1 CP(212)에 의해 처리될 수 있도록 BB 신호로 변환할 수 있다.
제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 CP(212) 또는 제 2 CP(214)에 의해 생성된 BB 신호를 제 2 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: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 셀룰러 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 CP(212) 또는 제 2 CP(214) 중 대응하는 CP에 의해 처리될 수 있도록 BB 신호로 변환할 수 있다.
송신 시, 제 3 RFIC(226)는 제 2 CP(214)에 의해 생성된 BB 신호를 제 2 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 시, 제 3 RFIC(226)는 안테나 (예: 안테나(248))를 통해 제 2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득한 5G Above6 RF 신호를 전 처리하고, 상기 전 처리된 5G Above6 RF 신호를 제 2 CP(214)에 의해 처리될 수 있도록 BB 신호로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일 실시 예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 CP(214)에 의해 생성된 BB 신호를 중간 주파수 (intermediate frequency, IF) 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 셀룰러 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 CP(214)가 처리할 수 있도록 BB 신호로 변환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244) 중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 주파수 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일 실시 예에 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: 주 PCB, 제1 인쇄 회로 기판)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: 서브 PCB, 제2 인쇄 회로 기판)의 일부 영역(예: 하면 (下面))에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면 (上面))에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써, 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실 (예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 포함된 제3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)에서 분리되어 별도의 칩으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 안테나 모듈(246)은 제2 서브스트레이트에 제3 RFFE(236), 및 안테나(248)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 RFFE(236)이 분리된 제3 RFIC(226)은 제3 안테나 모듈(246)은 제2 서브스트레이트에 배치되거나, 배치 되지 않을 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나(248)는 빔포밍에 사용될 수 있는 복수개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제 3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제 3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘리먼트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들은 대응하는 안테나 엘리먼트를 통해 전자 장치(101)의 외부(예: 5G 네트워크의 베이스 스테이션)로 송신될 5G Above6 RF 신호의 위상을 변환할 수 있다. 수신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들은 대응하는 안테나 엘리먼트를 통해 상기 외부로부터 수신된 5G Above6 RF 신호의 위상을 동일한 또는 실질적으로 동일한 위상으로 변환할 수 있다. 이것은 전자 장치(101)와 상기 외부 간의 빔포밍을 통한 송신 또는 수신을 가능하게 한다.
일 실시 예에 따르면, 제3 안테나 모듈(246)은 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 제공된 베이스밴드의 송신 신호를 상향 변환 (up conversion)할 수 있다. 상기 제3 안테나 모듈 (246)은 상향 변환에 의해 생성한 RF 송신 신호를 다수의 안테나 엘리먼트들(248) 중 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들을 통해 송신할 수 있다. 상기 제3 안테나 모듈(246)은 다수의 안테나 엘리먼트들(248) 중 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들과 적어도 두 개의 수신 안테나 엘리먼트들을 통해 RF 수신 신호를 수신할 수 있다. 상기 제3 안테나 모듈(246)은 상기 RF 수신 신호를 하향 변환 (down conversion)하여 베이스밴드의 수신 신호를 생성할 수 있다. 상기 제3 안테나 모듈(246)은 하향 변환에 의해 생성한 베이스밴드의 수신 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)로 출력할 수 있다. 상기 제3 안테나 모듈(246)은 적어도 두 개의 송수신 안테나 엘리먼트들과 일대일 대응하는 적어도 두 개의 송수신 회로들과 적어도 두 개의 수신 안테나 엘리먼트들과 일대일 대응하는 적어도 두 개의 수신 회로들을 포함할 수 있다.
제 2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영 (예: Stand-Alone (SA))되거나, 연결되어 운영 (예: Non-Stand Alone (NSA))될 수 있다. 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 CP(212), 또는 제 2 CP(214))에 의해 액세스될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 메모리(130) 내에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행할 수 있다. 프로세서(120)는 데이터를 처리하기 위한 회로, 예를 들어, IC (integrated circuit), ALU(arithmetic logic unit), FPGA (field programmable gate array) 및 LSI (large scale integration) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 메모리(130)는 전자 장치(101)와 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 SRAM (static random access memory) 또는 DRAM (dynamic RAM) 등을 포함하는 RAM (random access memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함하거나, ROM (read only memory), MRAM (magneto-resistive RAM), STT-MRAM (spin-transfer torque MRAM), PRAM (phase-change RAM), RRAM (resistive RAM), FeRAM (ferroelectric RAM) 뿐만 아니라 플래시 메모리, eMMC (embedded multimedia card), SSD (solid state drive) 등과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리(130)는 어플리케이션과 관련된 인스트럭션 및 운영 체제(operating system, OS)와 관련된 인스트럭션을 저장할 수 있다. 운영 체제는 프로세서(120)에 의해 실행되는 시스템 소프트웨어이다. 프로세서(120)는 운영 체제를 실행함으로써, 전자 장치(101)에 포함된 하드웨어 컴포넌트들을 관리할 수 있다. 운영 체제는 시스템 소프트웨어를 제외한 나머지 소프트웨어인 어플리케이션으로 API (application programming interface)를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리(130) 내에서, 복수의 인스트럭션들의 집합인 어플리케이션이 하나 이상 설치될 수 있다. 어플리케이션이 메모리(130) 내에 설치되었다는 것은, 어플리케이션이 메모리(130)에 연결된 프로세서(120)에 의해 실행될 수 있는 형태 (format)로 저장되었음을 의미할 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)(예: 휴대용 통신 장치)에서 무선 통신 장치(300)에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치(300)는 제 1 PCB(310)와 제 2 PCB(320)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 PCB(310)에는, 예를 들어, 프로세서(350)(예: 도 2의 프로세서(120))가 위치할 수 있다. 상기 제 2 PCB(320)에는, 예를 들어, 안테나 모듈(330)(예: 도 2의 제3 안테나 모듈(246))의 전체 구성 요소들 또는 적어도 일부 구성 요소가 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 안테나 모듈(330)은 상기 제 2 PCB(320)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈(330)은 통신 회로(340)를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 상기 안테나 모듈(330)이 상기 통신 회로(340)를 포함하더라도, 상기 통신 회로(340)는 상기 제 2 PCB(320)에 위치하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(340)는 무선 신호의 송수신을 위해 프로세서(350)(예: 어플리케이션 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서)와 송수신 회로(323)(또는 수신 회로(328)) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 통신 회로(340)는 하나의 칩 패키지 내부에 위치되거나 복수의 칩 패키지들에 걸쳐 위치될 수 있다. 예를 들면, 통신 회로(340)의 적어도 일부는 안테나 모듈(330)에 포함된 제2 PCB(320)에 위치되거나 프로세서(350)가 위치된 제1 PCB(310)에 위치될 수 있다. 예를 들면, 통신 회로(340)는, RFIC(예: 도 2의 제1, 제2, 제3 및 제4 RFIC(222, 224, 226, 228), IFIC, 결합기, 분배기, 위상 변환기, PLL, 또는 믹서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)에 포함된 제2 PCB(320)는 제1 안테나(321), 제2 안테나(326), 제1 프론트엔드 칩(322) 또는 제2 프론트엔드 칩(327)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프론트엔드 칩(322)은 송수신 회로(323)을 포함할 수 있다. 상기 제2 프론트엔드 칩(327)은 수신 회로(328)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(322) 및 제2 프론트엔드 칩(327)은 하나의 칩으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 회로(340)는 제1 프론트엔드 칩(322) 및 제2 프론트엔드 칩(327)을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 통신 회로(340)는 제2 프론트엔드 칩(327)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 PCB(320)에서 제1 안테나(321)는 전자 장치(101)의 제1면을 향하도록 위치될 수 있고, 상기 제2 PCB(320)에서 제2 안테나(326)는 제1면과 다른 전자 장치(101)의 제2면을 향하도록 위치될 수 있다. 상기 제2 PCB(320)에서 송수신 회로(323)는 제1면과 반대 방향을 향하는 전자 장치(101)의 제3면을 향하도록 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제2 PCB(320)에서 수신 회로(328)는 제2면과 반대 방향을 향하는 제4면을 향하도록 위치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나(321)와 제2 안테나(326)는 통신 회로(340)에 의해 수신된 무선 신호에 대하여 안테나 어레이(도시되지 않음)로 작동하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 송수신 회로(323)는 제 1 물질로 형성된 제 1 반도체를 포함할 수 있고, 수신 회로(328)는 상기 제 1 물질과 다른 제 2 물질로 형성된 제 2 반도체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 송수신 회로(323)는 전력 증폭기(324) 및 제1 저잡음 증폭기(325)를 포함할 수 있다. 상기 전력 증폭기(324)는 제1 안테나(321)를 통하여 전송될 신호를 증폭할 수 있다. 일 실시 예에서, 전력 증폭기(324)는 통신 회로(340)와 제1 안테나(321)를 전기적으로 연결하는 전송 경로(a)의 일부를 형성할 수 있다. 상기 제 1 저잡음 증폭기(325)는 제 1 안테나(321)를 통하여 수신된 신호를 증폭할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 저잡음 증폭기(325)는 제1 안테나(321)와 통신 회로(340)를 전기적으로 연결하는 제 1 수신 경로(b)의 일부를 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전송 경로(a) 또는 제 1 수신 경로(b)는 선택적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 송수신 회로(323)는 스위치를 포함하여, 전송 경로(a)와 제 1 수신 경로(b)를 선택적으로 통신 회로(340)와 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 수신 회로(328)는 제 2 저잡음 증폭기(329)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신 회로(328)는 제 2 안테나(326)를 통하여 전송할 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않을 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 저잡음 증폭기(329)는 제 2 안테나(326)를 통하여 수신된 신호를 증폭할 수 있다. 예를 들면, 제 2 저잡음 증폭기(329)는 제 2 안테나(326)와 통신 회로(340)를 전기적으로 연결하는 제 2 수신 경로(c)의 일부를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 무선 통신 구조(300)에서는 적어도 세 개의 신호 경로들(a, b, c)을 통해 무선 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 상기 적어도 세 개의 신호 경로들(a, b, c) 중 전송 경로(a)와 제1 수신 경로(b)는 송수신 회로(323) 내에서 선택적으로 제공될 수 있다. 제2 수신 경로(c)는 수신 회로(328) 내에 존재하는 수신 전용 경로일 수 있다. 상기 전송 경로(a)와 제1 수신 경로(b)를 제공하는 송수신 회로(323)는, 예를 들어, 제1 프론트엔드 칩(322) 또는 제2 PCB(320) 내에 다수 개 포함될 수 있다. 상기 제2 수신 경로(c)를 제공하는 수신 회로(328)는, 예를 들어, 제2 프론트엔드 칩(327) 또는 제2 PCB(320) 내에 다수 개 포함될 수 있다. 하기에서는 설명의 편의를 위하여, 하나의 송수신 회로(323)가 제1 프론트엔드 칩(322) 또는 제2 PCB(320)에 포함되고, 하나의 수신 회로(328)가 제2 프론트엔드 칩(327) 또는 제2 PCB(320)에 포함됨을 가정할 것이다. 하지만 이후의 다양한 실시 예들에 대한 설명들이 반드시 예시된 경우에만 한정되어 적용될 수 있는 것은 아니다.
일 실시 예에 따른 통신 회로(320)는, 예를 들어, 제1 PCB(310)에 포함된 프로세서(350)로부터 제공된 BB 신호를 RF 신호로 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 RF 신호를 제2 PCB(320)에 포함된 송수신 회로(323)로 전달할 수 있다. 상기 통신 회로(310)는, 예를 들어, 제2 PCB(320)에 포함된 송수신 회로(323)와 수신 회로(328)로부터 전달된 RF 신호를 BB 신호로 하향 변환하고, 상기 하향 변환된 BB 신호를 제1 PCB(310)에 포함된 프로세서(350)로 전달할 수 있다.
상기 송수신 회로(323)는, 예를 들어, 내부에 적어도 하나의 전송 경로(a)와 적어도 하나의 제1 수신 경로(b)를 포함할 수 있다. 상기 송수신 회로(323)에서 전송 경로(a)와 제1 수신 경로(b)는 선택적으로 제공될 수 있으므로, 상기 전송 경로(a)와 상기 제1 수신 경로(b)를 통칭하여 송수신 선택 경로로 불릴 수도 있다.
상기 전송 경로(a)에는 제1 안테나(321)를 송신할 RF 신호를 증폭할 전력 증폭기(324)가 포함될 수 있다. 상기 제1 수신 경로(b)에는 제1 안테나(321)을 통해 수신된 RF 신호를 증폭할 제1 저잡음 증폭기(325)가 포함될 수 있다. 상기 제2 수신 경로(c)에는 제2 안테나(326)를 통해 수신된 RF 신호를 증폭할 제2 저잡음 증폭기(329)가 포함될 수 있다. 상기 수신 회로(328)에는 제2 안테나(326)를 통해 RF 신호를 송신하기 위해, RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기가 포함되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 송수신 회로(323)는 두 가지의 동작 상태들 중 하나의 동작 상태가 선택적으로 제공될 수 있다. 상기 두 가지의 동작 상태는, 예를 들어, 제1 안테나(321)를 통해 송신할 RF 신호를 전력 증폭기(324)에 의해 증폭하는 전송 경로(a)를 활성화시키는 제1 동작 상태와, 상기 제1 안테나(321)를 통해 수신된 RF 신호를 제1 저잡음 증폭기(325)에 의해 증폭한 후 통신 회로(340)로 전달하는 제1 수신 경로(b)를 활성화시키는 제2 동작 상태를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제2 동작 상태에서 제2 안테나(326)를 통해 수신된 RF 신호를 제2 저잡음 증폭기(329)에 의해 증폭한 후 통신 회로(340)로 전달하는 제2 수신 경로(c)가 활성화될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(340)는 제2 동작 상태의 경우, 송수신 회로(323)에 포함된 제1 수신 경로(b)와 수신 회로(328)에 포함된 제2 수신 경로(c)를 통해 수신된 RF 신호들을 결합하고, 상기 결합된 RF 신호를 하향 변환한 BB 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)은 송수신 회로(323)에 포함된 제1 수신 경로(b)와 수신 회로(328)에 포함된 제2 수신 경로(c)를 통해 수신된 RF 신호들을 결합하여 하나의 수신된 RF 신호를 출력할 수 있는 결합기(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 하나의 송수신 회로(323), 하나의 수신 회로(328) 및 결합기는 안테나 모듈(330)에 포함될 수 있는 제2 PCB(320) 또는 통신 회로(340)에 위치할 수 있다.
도 3에서는 하나의 실시 예로 안테나 모듈(330)이 하나의 송수신 회로(323)와 하나의 수신 회로(328)를 포함하는 것을 도시하고 있다. 하지만, 안테나 모듈(330)은 하나의 제1 송수신 회로(323)와 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로(도시되지 않음)를 포함하는 다수의 송수신 회로들 및/또는 하나의 제1 수신 회로(328)와 적어도 하나의 다른 제2 수신 회로(도시되지 않음)를 포함하는 다수의 수신 회로들을 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)은 다수의 송수신 회로들을 포함하는 경우, 하나의 제1 송수신 회로(323) 및 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로와 전기적으로 연결된 제1 결합기(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 하나의 제1 송수신 회로(323), 상기 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로 및 상기 제1 결합기는 제1 프론트엔드 칩(322)에 위치할 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 결합기는 상기 제1 프론트엔드 칩(322)이 아닌 통신 회로(340)에 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 하나의 제1 송수신 회로(323), 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로 및 제1 결합기 모두 통신 회로(340)에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)은 다수의 수신 회로들을 포함하는 경우, 하나의 제1 수신 회로(328) 및 적어도 하나의 다른 제2 수신 회로와 전기적으로 연결된 제2 결합기(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 하나의 제1 수신 회로(328), 상기 적어도 하나의 다른 제2 수신 회로 및 상기 제2 결합기는 제2 프론트엔드 칩(327) 또는 통신 회로(340)에 위치할 수 있다. 다른 예로, 상기 제2 결합기는 상기 제2 프론트엔드 칩(327)이 아닌 통신 회로(340)에 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 하나의 제1 수신 회로(328), 적어도 하나의 다른 제2 수신 회로 및 제2 결합기 모두 통신 회로(340)에 위치할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)은 하나 또는 복수의 송수신 회로들과 하나 또는 복수의 수신 회로들을 포함하는 경우, 적어도 하나의 결합기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 결합기는 상기 하나 또는 복수의 송수신 회로들을 통해 출력되는 적어도 하나의 수신 신호와 상기 하나 또는 복수의 수신 회로들을 통해 출력되는 적어도 하나의 수신 신호를 결합하여 하나의 수신 신호로 출력할 수 있다. 상기 결합기는, 예를 들어, 안테나 모듈(330)에 포함될 수 있는 제2 PCB(320) 또는 통신 회로(340)에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)은 다수의 송수신 회로들을 포함하는 경우, 하나의 제1 도 송수신 회로(323) 및 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로(미도시)와 전기적으로 연결된 분배기(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 하나의 제1 송수신 회로(323), 상기 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로 및 상기 분배기는 제1 프론트엔드 칩(322)에 위치할 수 있다. 다른 예로, 상기 분배기는 상기 제1 프론트엔드 칩(322)이 아닌 제2 PCB(320) 또는 통신 회로(340)에 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 하나의 제1 송수신 회로(323), 적어도 하나의 다른 제2 송수신 회로 및 분배기 모두 통신 회로(340)에 위치할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 PCB(320)는 제3 및 제4 안테나(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 안테나는, 예를 들어, 다른 송수신 회로와 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제4 안테나는, 예를 들어, 다른 수신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 안테나(321)와 제3 안테나는 제1 안테나 어레이(도시되지 않음)로 작동하도록 설정될 수 있고, 제2 안테나(326)와 제4 안테나는 제2 안테나 어레이(도시되지 않음)로 작동하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 PCB(310)에 위치하는 프로세서(350)는 커뮤니케이션 프로세서의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 프로세서(350)는, 예를 들어, 송수신 회로(323), 적어도 하나의 다른 송수신 회로 및 제1 안테나 어레이를 이용하여 제1 빔을 형성하도록 설정될 수 있다. 상기 프로세서(350)는, 예를 들어, 수신 회로(328), 적어도 하나의 다른 수신 회로 및 제2 안테나 어레이를 이용하여 제2 빔을 형성하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 프로세서(350)는 제1 빔과 제2 빔이 동일한 주파수를 갖도록, 상기 제 1 빔을 형성하는 동작 및 상기 제 2 빔을 형성하는 동작을 수행하도록 설정될 수 있다. 상기 제1 빔이 향하는 방향은, 예를 들어, 상기 제2 빔이 향하는 방향과 다를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 PCB(320)에는 복수의 안테나들(예: 3 이상의 개수)이 위치할 수 있다. 상기 제2 PCB(320)는, 예를 들어, 상기 복수의 안테나들과 전기적으로 연결된 제 1 개수(number)의 전송 경로를 형성할 수 있다. 상기 전송 경로들은 상기 복수의 안테나들을 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기들을 포함할 수 있다. 상기 제2 PCB(320)는, 예를 들어, 상기 복수의 안테나들과 전기적으로 연결된 제 2 개수(number)의 수신 경로를 형성할 수 있다. 상기 수신 경로들은 상기 복수의 안테나들을 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 수신 경로들의 제 2 개수는 상기 전송 경로들의 제 1 개수보다 클 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 전자장치(101)(예: 휴대용 통신 장치)에 포함된 안테나 모듈(410)(예: 도 3의 안테나 모듈(310))의 구조를 도시한 도면(400)이다. 도 4에서는 안테나 모듈(410)이 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))를 포함하지 않음을 가정하고 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(410)은 제 2 PCB(420)(예: 도 3의 제2 PCB(320))를 포함할 수 있다. 제 2 PCB(420)는, 예를 들어, 수동 소자, 능동 소자, 또는 칩과 같은 부품들 및 상기 부품들을 체결하기 위한 다수의 포트들을 포함할 수 있다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 제안된 실시 예와 관련한 포트(P1, P2)만을 도시하고 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 PCB(420)에는 제1 안테나(431), 제2 안테나(441), 제1 프론트엔드 칩(433) 또는 제2 프론트엔드 칩(443)이 위치할 수 있다. 상기 제1 프론트엔드 칩(433)은 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323))를 포함할 수 있고, 상기 제2 프론트엔드 칩(443)은 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328))를 포함할 수 있다. 상기 송수신 회로는, 예를 들어, 제 1 안테나(431)를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기(435) 및 상기 제 1 안테나(431)를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기(437)를 포함할 수 있다. 상기 수신 회로는, 예를 들어, 제 2 안테나(441)를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 상기 제 2 안테나(441)를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기(445)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 증폭기(435)는 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))를 제 1 안테나(431)와 전기적으로 연결하는 전송 경로의 일부를 형성할 수 있다. 상기 제 1 저잡음 증폭기(437)는 제1 안테나(431)를 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))와 전기적으로 연결하는 제 1 수신 경로의 일부를 형성할 수 있다. 상기 송수신 회로를 포함하는 제1 프론트엔드 칩(433)은 통신 회로와 전송 경로 또는 제 1 수신 경로를 선택적으로 연결할 수 있다. 상기 제 2 저잡음 증폭기(445)는 제2 안테나(441)를 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))와 전기적으로 연결하는 제 2 수신 경로의 일부를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 포트(P1)는 제 2 PCB(420)에 위치하는 제1 프론트엔드 칩(433)에 의해 저잡음 증폭된 RF 수신 신호를 외부(예: 도 3의 통신 회로(340))로 출력하거나 상기 제1 프론트엔드 칩(433)이 외부(예: 도 3의 통신 회로(340))로부터 송신할 RF 송신 신호를 제공받기 위한 포트일 수 있다. 제2 포트(P2)는 제 2 PCB(420)에 위치하는 제2 프론트엔드 칩(443)에 의해 저잡음 증폭된 RF 수신 신호를 외부(예: 도 3의 통신 회로(340))로 출력하기 위한 포트일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(433)은 제 2 PCB(420)에서 제1 안테나(431)(예: 도 3의 제1 안테나(321))와 제1 포트(P1) 사이의 경로 상에 위치할 수 있다. 상기 제1 프론트엔드 칩(433)은 전력 증폭기(435) 또는 제1 저잡음 증폭기(437)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(433)은 제1 안테나(431)와 제1 포트(P1) 사이에 송수신 선택 경로(430)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 송수신 선택 경로(430)는, 예를 들어, 전송 경로(예: 도 3의 전송 경로(a)) 또는 제1 수신 경로(예: 도 3의 제1 수신 경로(b))를 포함할 수 있다. 상기 송수신 선택 경로(430)에 포함된 전송 경로는, 예를 들어, 제1 프론트엔드 칩(433)에 포함된 전력 증폭기(435)를 통해 제1 포트(P1)를 제1 안테나(431)에 전기적으로 연결하는 것에 의해 형성될 수 있다. 상기 송수신 선택 경로(430)에 포함된 제1 수신 경로는, 예를 들어, 제1 프론트엔드 칩(433)에 포함된 제1 저잡음 증폭기(437)를 통해 제1 안테나(431)를 제1 포트(P1)에 전기적으로 연결하는 것에 의해 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 프론트엔드 칩(443)은 제 2 PCB(420)에서 제2 안테나(441)(예: 도 3의 제2 안테나(326))와 제2 포트(P2) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제2 프론트엔드 칩(443)은 제2 저잡음 증폭기(445)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 프론트엔드 칩(433)은 제2 안테나(441)와 제2 포트(P2) 사이에 제2 수신 경로(440)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 제2 수신 경로(440)(예: 도 3의 제2 수신 경로(c))는, 예를 들어, 제2 프론트엔드 칩(443)에 포함된 제2 저잡음 증폭기(445)를 통해 제2 안테나(441)를 제2 포트(P2)에 전기적으로 연결하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 수신 경로(440)은 수신 전용 경로일 수 있다.
상기 송수신 선택 경로(430)에 포함된 전송 경로를 형성하는 전력 증폭기(435)와 제1 수신 경로를 형성하는 제1 저잡음 증폭기(437)는 하나의 칩(433)(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322))에 포함될 수 있다. 상기 제2 수신 경로(440)를 형성하는 제2 저잡음 증폭기(445)는 하나의 칩(443)(예: 도 3의 제2 프론트엔드 칩(327))에 포함될 수 있다. 상기 제1 프론트엔드 칩(433), 또는 제2 프론트엔드 칩(443)은 제1 물질(예: SiGe, GaAS, 또는 SOI)을 포함하는 반도체일 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))는 제1 물질과 다른 제2 물질(예: CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)을 포함하는 반도체로 만들어질 수 있다.
상기 제1 프론트엔드 칩(433)은 적어도 두 개의 단자들(a, b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프론트엔드 칩(443)은 적어도 두 개의 단자들(c, d)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 2 PCB(420)의 전면 또는 후면에 제1 프론트엔드 칩(433)이 배치되고, 상기 제1 프론트엔드 칩(433)이 배치된 면의 반대 면에 제1 안테나(431)가 배치되는 경우, 상기 제1 프론트엔드 칩(433)의 단자 a를 상기 제2 PCB(420)를 관통하는 비아 홀을 통해 상기 제1 안테나(431)와 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 2 PCB(420)의 전면 또는 후면에 제2 프론트엔드 칩(443)이 배치되고, 제2 프론트엔드 칩(443)이 배치된 면의 반대 면에 제2 안테나(441)가 배치되는 경우, 상기 제2 프론트엔드 칩(443)의 단자 c를 상기 제2 PCB(420)를 관통하는 비아 홀을 통해 상기 제2 안테나(441)와 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 2 PCB(420)에는 제1 프론트엔드 칩(433)의 단자 b를 제1 포트(P1)에 연결할 배선이 인쇄될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(445)의 단자 d를 제2 포트(P2)에 연결할 배선이 인쇄될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(433)은 전력 증폭기(435)로부터 출력되는 무선 전송 신호를 단자 a로 전달하거나, 상기 단자 a로 입력되는 무선 수신 신호를 제1 저잡음 증폭기(437)로 전달하는 전기적 수동 소자(예: 스위치)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 상기 무선 전송 신호와 상기 무선 수신 신호를 분리하는 방식은 전자 장치(101)가 지원하는 통신 방식을 고려하여 적용될 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)가 시분할 이중(time division duplex, TDD) 통신 방식을 지원하는 경우, 설정된 전송 시간 구간에서 전송 경로를 선택하거나 또는 설정된 수신 시간 구간에서 제1 수신 경로를 선택할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(101)가 주파수 분할 이중 통신(frequency division duplex, FDD) 통신 방식을 지원하는 경우, 듀플렉서(duplexer)를 사용하여 송수신 주파수를 분리할 수 있다. 예컨대, 제1 프론트엔드 칩(433)의 단자 a와 전력 증폭기(435)의 출력 (또는 제1 저잡음 증폭기(437)의 입력) 사이에 듀플렉서(duplexer)를 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 듀플렉서는 전력 증폭기(435)의 출력 신호를 단자 a를 통해 제1 안테나(431)로 전달할 수 있고, 상기 단자 a를 통해 상기 제1 안테나(431)로부터 제공된 수신 주파수를 분리하여 제1 저잡음 증폭기(437)의 입력 신호로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 프론트엔드 칩(443)은 제2 수신 경로만을 지원하므로, 송신 경로와 수신 경로를 분리하기 위한 추가 구성이 포함되지 않을 수 있다.
도 4에서는 하나의 실시 예로 제2 PCB(420)에 두 개의 프론트엔드 칩들(433, 443)이 배치된 예를 도시하고 있다. 해당 실시 예에서의 제2 PCB(420)는 외관 재질이 경성(rigid)인 양면 PCB (double side PCB) 또는 다층 (multi-layer board, MLB) PCB를 사용하여 구현할 수 있다. 하지만 제2 PCB(420)에 두 개보다 많은 개수의 프론트엔드 칩들이 배치되고, 이를 기반으로 제안된 실시 예들을 동일하게 적용하는 것이 당업자에게 용이할 것이다. 다른 실시 예로써, 제2 PCB(420)에 다수의 송수신 선택 경로들 및/또는 다수의 수신 전용 경로들을 배치하여 RF 신호의 송신 및 수신을 처리할 수도 있을 것이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른, 전자장치(101)(예: 휴대용 통신 장치)에 포함된 안테나 모듈(510)(예: 도 3의 안테나 모듈(310))의 구조를 도시한 도면(500)이다. 도 5에서는 안테나 모듈(510)이 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))를 포함하지 않음을 가정하고 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(510)은 다수의 기판을 복합 일체화한 PCB(예: 외관 재질이 연/경성(flexible/rigid)인 양면 PCB 또는 다층 PCB)(예: 도 3의 제2 PCB(320), 도 4의 제2 PCB(420))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 PCB에 포함된 다수의 기판들 중 일부의 기판에만 부품 실장이 가능할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 PCB(530)에는 제1 안테나(531)와 제1 프론트엔드 칩(533)이 위치할 수 있고, 제2 PCB(540)에는 제2 안테나(541)와 제2 프론트엔드 칩(543)이 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 PCB(550)는 제1 PCB(530)과 제2 PCB(540)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 제3 PCB(550)는 굴곡이 가능하여 상기 제1 PCB(530)와 상기 제2 PCB(540)를 전자 장치(101)(예: 휴대용 통신 장치) 내부에서 떨어뜨려 배치시키는 것이 가능하도록 할 수 있다. 상기 제1 및 제2 PCB(530, 540)는, 예를 들어, 제1 안테나(531) 또는 제2 안테나(541)의 방사 특성을 고려하여 배치될 수 있다. 일 예로써, 제1 및 제2 PCB(530, 540) 중 하나는 전자 장치(101)의 후면에 인접하게 배치될 수 있고, 다른 하나는 전자 장치(101)의 측면 또는 전면에 인접하게 배치될 수 있다. 다른 예로써, 제1 및 제2 PCB(530, 540) 중 하나는 전자 장치(101)의 네 측면 중 하나에 인접하게 배치될 수 있고, 다른 하나는 전자 장치(101)의 네 측면 중 다른 하나에 인접하게 배치될 수 있다. 일 예로써, 제1 내지 제3 PCB(530, 540, 550)을 하나의 PCB로 간주할 시, 제1 및 제2 PCB(530, 540)는, 경성 회로기판 부분일 수 있고, 제3 PCB(550)는 연성 회로기판 부분일 수 있다.
도면에서 도시하고 있지는 않지만, 하나의 PCB(420)에 두 개보다 많은 개수의 프론트엔드 칩들이 배치되는 경우에도, 제안된 실시 예들을 간단한 설계 변경 정도에 의한 적용이 가능할 구 있다. 예컨대, 제1 PCB(530)에 다수의 송수신 선택 경로들을 배치하여 RF 신호의 송신 및 수신을 처리할 수도 있을 것이다. 예컨대, 제2 PCB(540)에 다수의 수신 전용 경로들을 배치하여 RF 신호의 수신을 처리할 수도 있을 것이다.
일 실시 예에 따르면, 제1 PCB(530)에 위치하는 제1 프론트엔드 칩(533)은 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323))를 포함할 수 있고, 제2 PCB(540)에 위치하는 제2 프론트엔드 칩(543)은 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328))를 포함할 수 있다. 상기 송수신 회로는, 예를 들어, 제 1 안테나(531)를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기(535) 및 상기 제 1 안테나(531)를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기(537)를 포함할 수 있다. 상기 수신 회로는, 예를 들어, 제 2 안테나(541)를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 상기 제 2 안테나(541)를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기(545)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전력 증폭기(535)는 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))를 제 1 안테나(531)와 전기적으로 연결하는 전송 경로의 일부를 형성할 수 있다. 제 1 저잡음 증폭기(537)는 제1 안테나(531)를 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))와 전기적으로 연결하는 제 1 수신 경로의 일부를 형성할 수 있다. 상기 제 2 저잡음 증폭기(445)는 제2 안테나(541)를 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340))와 전기적으로 연결하는 제 2 수신 경로의 일부를 형성할 수 있다. 상기 송수신 회로를 포함하는 제1 프론트엔드 칩(533)은 통신 회로와 전송 경로 또는 제 1 수신 경로를 선택적으로 연결할 수 있다.
그 외의 구조 및 동작은 앞서 도 4를 참조하여 설명된 바에 의해 유사함에 따라, 추가 설명을 생략할 것이다.
도 4와 도 5에서는 하나의 PCB(예: 도 4의 PCB(420) 또는 도 5의 세 개의 PCB들(530, 540, 550))에 두 개의 프론트엔드 칩들(예: 도 4의 프론트엔드 칩들(433, 443) 또는 도 5의 프론트엔드 칩(533, 543))이 실장 (또는 배치)된 예를 도시하였다. 또한, 도 4와 도 5에서는 PCB에 배치된 두 개의 프론트엔드 칩들 중 하나인 제1 프론트엔드 칩(예: 도 4의 제1 프론트엔드 칩(433) 또는 도 5의 제1 프론트엔드 칩(533))에 의해 송수신 선택 경로(예: 도 3의 전송 경로(a)와 제1 수신 경로(b) 또는 도 4의 송수신 선택 경로(430) 또는 도 5의 송수신 선택 경로(560))가 형성될 수 있다. 상기 두 개의 프론트엔드 칩들 중 다른 하나인 제2 프론트엔드 칩(예: 도 4의 제2 프론트엔드 칩(443) 또는 도 5의 제2 프론트엔드 칩(543))에 의해 수신 전용 경로(예: 도 3의 제2 수신 경로(c) 또는 도 4의 제2 수신 경로(440) 또는 도 5의 수신 전용 경로(570))가 형성될 수 있다.
상기 송수신 선택 경로를 형성하는 제1 프론트엔드 칩은, 예를 들어, 전송 경로(예: 도 3의 전송 경로(a))에 위치하는 전력 증폭기(예: 도 3의 전력 증폭기(324) 또는 도 4의 전력 증폭기(435) 또는 도 5의 전력 증폭기(535))와 수신 경로(예: 도 3의 제1 수신 경로(b))에 위치하는 제1 저잡음 증폭기(예: 도 3의 제 1 저잡음 증폭기(325) 또는 도 4의 제1 저잡음 증폭기(437) 또는 도 5의 제1 저잡음 증폭기(537))를 포함할 수 있다. 상기 수신 전용 경로를 형성하는 제2 프론트엔드 칩은, 예를 들어, 수신 경로(예: 도 3의 제2 수신 경로(c))에 위치하는 저잡음 증폭기(예: 도 3의 제 2 저잡음 증폭기(329) 또는 도 4의 제2 저잡음 증폭기(445) 또는 도 5의 제1 저잡음 증폭기(545))를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 하나의 PCB(예: 도 3의 제2 PCB(320) 또는 도 4의 제2 PCB(420) 또는 도 5의 제1 및 제2 PCB(530, 540))에 배치된 두 개의 프론트엔드 칩들 중 하나인 제1 프론트엔드 칩에 의해 송수신 선택 경로가 형성될 수 있고, 상기 두 개의 프론트엔드 칩들 중 다른 하나인 제2 프론트엔드 칩에 의해 수신 전용 경로가 형성될 수 있다.
상기 제1 프론트엔드 칩은, 예를 들어, 전송 경로에 위치하는 제1 전력 증폭기와 제1 수신 경로에 위치하는 제1 저잡음 증폭기를 포함할 수 있다. 상기 제2 프론트엔드 칩은, 예를 들어, 전송 경로에 위치하는 제2 전력 증폭기와 제2 수신 경로에 위치하는 제2 저잡음 증폭기를 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 증폭기와 상기 제1 저잡음 증폭기는, 예를 들어, 레거시 네트워크에서 사용되는 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 설정되고, 상기 제2 전력 증폭기와 상기 제2 저잡음 증폭기는, 예를 들어, 5G 네트워크에서 사용되는 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 설정될 수 있다.
도 6의 (a), (b), (c), (d), (e), (f)는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)에서 안테나 모듈(예: 도 3의 안테나 모듈(310))의 구현 예를 도시한 도면(600)이다.
도 6의 (a), (b), (c) 및 (d)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(310)은 다수의 안테나들과 적어도 하나의 프론트엔드 칩을 포함하는 적어도 하나의 PCB(610, 620, 630, 640)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (a)는 PCB(610)를 포함하는 안테나 모듈이 네 개의 안테나 엘리먼트들(제 1 내지 제 4 안테나(611, 612, 613, 614))를 포함하는 예를 도시한 것이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 PCB(610)는 두개의 면들(예: 앞면 및 뒷면)을 포함할 수 있다. 도 6의 (a)에서 PCB(610)의 한쪽 면(610-a)(예: 앞면)에는 제 1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(611, 612, 613, 614)이 위치할 수 있고, 상기 PCB(610)의 다른 면(610-b)(한쪽 면(610-a)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제1 프론트엔드 칩들(616) 또는 제2 프론트엔드 칩(617)(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)과 제2 프론트엔드 칩(327))이 위치할 수 있다. 도 6의 (a)에서 PCB(610)의 다른 면(610-b)에는 RFIC(615)와 PMIC(618)가 더 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (a)를 기준으로 제 1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(611, 612, 613, 614) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 무선 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있고, 나머지 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 무선 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 도 6의 (a)를 기준으로 제1 프론트엔드 칩(616)은 제1 안테나 엘리먼트(611)및 제2 안테나 엘리먼트(612)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(617)은 제3 안테나 엘리먼트(613)및 제4 안테나 엘리먼트(614)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 엘리먼트(611)및 제2 안테나 엘리먼트(612)와 제1 프론트엔드 칩(616)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 제3 안테나 엘리먼트(613)및 제4 안테나 엘리먼트(614)와 제2 프론트엔드 칩(617)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (b)는 PCB(620)를 포함하는 안테나 모듈이 두 개의 안테나 엘리먼트들(제 1 및 제 2 안테나 엘리먼트들(621, 622))를 포함하는 예를 도시한 것이다.
도 6의 (b)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 PCB(620)는 두개의 면들(예: 앞면 및 뒷면)을 포함할 수 있다. 도 6의 (b)에서 PCB(620)의 한쪽 면(620-a)(예: 앞면)에는 제 1 및 제 2 안테나 엘리먼트들(621, 622)이 위치할 수 있고, 상기 PCB(620)의 다른 면(620-b)(한쪽 면(610-a)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제1 프론트엔드 칩(624), 또는 제2 프론트엔드 칩(625)(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)과 제2 프론트엔드 칩(327))이 위치할 수 있다. 도 6의 (b)에서 PCB(620)의 다른 면(620-b)에는 RFIC(623)와 PMIC(626)가 더 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (b)를 기준으로 제 1 및 제 2 안테나 엘리먼트들(621, 622) 중 하나의 안테나 엘리먼트(예: 제1 안테나(621))가 무선 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있고, 나머지 하나의 안테나 엘리먼트(예: 제2 안테나(622))가 무선 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6의 (b)의 경우, 제1 프론트엔드 칩(624)은 제1 안테나 엘리먼트(621)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(625)은 제2 안테나 엘리먼트(622)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트(621)와 제1 프론트엔드 칩(624)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 엘리먼트(622)와 제2 프론트엔드 칩(625)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6의 (a)와 (b)에서 PCB가 다층 구조를 가지는 경우, 다층 구조의 PCB에서 상층 판의 윗면에 적어도 두 개의 안테나 엘리먼트들이 위치할 수 있고, 상기 다층 구조의 PCB에서 하층 판의 윗면에 적어도 두개의 프론트엔드 칩들이 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (c)는 PCB(630)를 포함하는 안테나 모듈이 네 개의 안테나 엘리먼트들(예: 제 1 내지 제 4 안테나(631, 632, 633, 634))를 포함하는 일 예를 도시한 것이다.
도 6의 (c)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 PCB(630)은 두개의 면들(예: 앞면 및 뒷면)을 포함할 수 있다. 도 6의 (c)에서 PCB(630)의 한쪽 면(630-a)(예: 앞면)에는 제 1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(631, 632, 633, 634)이 위치할 수 있고, 상기 PCB(630)의 다른 면(630-b)(한쪽 면(630-a)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제1 프론트엔드 칩(636) 또는 제2 프론트엔드 칩(637)(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)과 제2 프론트엔드 칩(327))이 위치할 수 있다. 도 6의 (c)에서 PCB(630)의 다른 면(630-b)에는 RFIC(635)와 PMIC(638)가 더 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (c)를 기준으로 제 1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(631, 632, 633, 634) 중 아래쪽에서 가로축 (x축) 방향 (수평 방향)으로 배치된 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(631, 632)가 무선 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있고, 오른쪽에서 세로축 (y축) 방향 (수직 방향)으로 배치된 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(633, 634)가 무선 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 예로, 오른쪽에서 세로축 (y축) 방향 (수직 방향)으로 배치된 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(633, 634)가 무선 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있고, 아래쪽에서 가로축 (x축) 방향 (수평 방향)으로 배치된 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(631, 632)가 무선 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 도 6의 (c)를 기준으로 제1 프론트엔드 칩(636)은 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(631, 632)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(637)은 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(633, 634)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(631, 632)와 제1 프론트엔드 칩(636)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(633, 634)와 제2 프론트엔드 칩(637)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (c)를 기준으로 RFIC(635)와 제1 프론트엔드 칩(636)은 위쪽에서 가로축 (x축) 방향 (수평 방향)으로 배치될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(637)과 PMIC(638)는 오른쪽에서 세로축 (y축) 방향 (수직 방향)으로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 도 6의 (d)는 PCB(640)를 포함하는 네 개의 안테나 엘리먼트들(예: 제 1 내지 제 4 안테나(641, 642, 643, 644))를 포함하는 다른 예를 도시한 것이다.
도 6의 (d)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 PCB(640)은 두개의 면들(예: 앞면 및 뒷면)을 포함할 수 있다. 도 6의 (d)에서 PCB(640)의 한쪽 면(640-a)(예: 앞면)에는 제 1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(641, 642, 643, 644)이 위치할 수 있고, 상기 PCB(640)의 다른 면(640-b)(한쪽 면(640-a)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제1 프론트엔드 칩(646) 또는 제2 프론트엔드 칩(647)(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)과 제2 프론트엔드 칩(327))이 위치할 수 있다. 도 6의 (d)에서 PCB(640)의 다른 면(640-b)에는 RFIC(645)와 PMIC(648)가 더 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (d)를 기준으로 제 1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(641, 642, 643, 644) 중 위쪽에서 가로축 (x축) 방향 (수평 방향)으로 배치된 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(641, 642)가 무선 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있고, 오른쪽에서 세로축 (y축) 방향 (수직 방향)으로 배치된 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(643, 644)가 무선 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 예로, 오른쪽에서 세로축 (y축) 방향 (수직 방향)으로 배치된 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(643, 644)가 무선 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있고, 위쪽에서 가로축 (x축) 방향 (수평 방향)으로 배치된 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(641, 642)가 무선 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 도 6의 (d)를 기준으로 제1 프론트엔드 칩(646)은 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(641, 642)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(647)은 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(643, 644)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(641, 642)와 제1 프론트엔드 칩(646)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(643, 644)와 제2 프론트엔드 칩(647)은 비아 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (d)를 기준으로 RFIC(645)와 제1 프론트엔드 칩(646)은 아래쪽에서 가로축 (x축) 방향 (수평 방향)으로 배치될 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(647)과 PMIC(648)는 오른쪽에서 세로축 (y축) 방향 (수직 방향)으로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6의 (c)와 (d)에서 PCB가 다층 구조를 가지는 경우, 다층 구조의 PCB에서 상층 판의 윗면에 적어도 두 개의 안테나 엘리먼트들이 위치할 수 있고, 상기 다층 구조의 PCB에서 하층 판의 윗면에 적어도 두개의 프론트엔드 칩들이 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (e)는 세 개의 PCB들(650a, 650b, 650c)을 포함하는 안테나 모듈이 네 개의 안테나 엘리먼트들(예: 제 1 내지 제 4 안테나(651, 652, 653, 654))를 포함하는 일 예를 도시한 것이다.
도 6의 (e)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(310)은 다수의 안테나들과 하나 또는 복수의 프론트엔드 칩들을 포함하는 다수의 PCB들(650a, 650b, 650c)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 PCB들(650a, 650b, 650c)은 각각 두개의 면들(예: 앞면 및 뒷면)을 포함할 수 있다. 도 6의 (e)에서 제1 PCB(650a)와 제2 PCB(650b)는 제3 PCB(650c)에 의해 연결된 구조를 가질 수 있다. 상기 제3 PCB(650c)는, 예를 들어, 연성 PCB(FPCB)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6의 (e)에서 제1 PCB(650a)의 한쪽 면에 해당하는 제1 면(650a-1)(예: 앞면)에는 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(651, 652)가 위치할 수 있고, 상기 제1PCB(650a)의 다른 면에 해당하는 제2 면(650a-2)(한쪽 면(650a-1)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제1 프론트엔드 칩(655)이 위치할 수 있다. 상기 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(651, 652)는 상기 제1 프론트엔드 칩(655)에 연결될 수 있다. 상기 제1 PCB(650a)의 제2 면(650a-2)에는 RFIC(예: 도 6의 (a)에서 RFIC(615) 또는 도 6의 (b)에서 RFIC(623))와 PMIC(예: 도 6의 (a)에서 PMIC(618) 또는 도 6의 (b)에서 PMIC(626))가 더 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 제1 PCB(650a)의 제2 면(650a-2)에 메인 PCB(예: 도 3의 제1 PCB(310))를 연결하는 연결 부재(커넥터)가 더 위치할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6의 (e)에서 제2 PCB(650b)의 한쪽 면에 해당하는 제1 면(650b-1)(예: 앞면)에는 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(653, 654)가 위치할 수 있고, 상기 제2 PCB(650b)의 다른 면에 해당하는 제2 면(650b-2)(한쪽 면(650b-1)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제2 프론트엔드 칩(656)이 위치할 수 있다. 상기 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(653, 654)는 상기 제2 프론트엔드 칩(656)에 연결될 수 있다. 상기 제2 PCB(650b)의 제2 면(650b-2)에는 예를 들어, RFIC(예: 도 6의 (a)에서 RFIC(615) 또는 도 6의 (b)에서 RFIC(623))와 PMIC(예: 도 6의 (a)에서 PMIC(618) 또는 도 6의 (b)에서 PMIC(626))가 더 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 제2 PCB(650b)의 제2 면(650b-2)에 메인 PCB(예: 도 3의 제1 PCB(310))를 연결하는 연결 부재(커넥터)가 더 위치할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 도 6의 (f)는 세 개의 PCB들(660a, 660b, 660c)을 포함하는 안테나 모듈이 네 개의 안테나 엘리먼트들(예: 제 1 내지 제 4 안테나(661, 662, 663, 664))를 포함하는 다른 예를 도시한 것이다.
도 6의 (f)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(310)은 다수의 안테나들과 하나 또는 복수의 프론트엔드 칩들을 포함하는 다수의 PCB들(660a, 660b, 660c)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 PCB들(660a, 660b, 660c)은 각각 두개의 면들(예: 앞면 및 뒷면)을 포함할 수 있다. 도 6의 (f)에서 제1 PCB(660b)와 제2 PCB(660b)는 제3 PCB(660c)에 의해 연결된 구조를 가질 수 있다. 상기 제3 PCB(660c)는, 예를 들어, 연성 PCB(FPCB)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6의 (f)에서 제1 PCB(660a)의 한쪽 면에 해당하는 제1 면(660a-1)(예: 앞면)에는 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(661, 662)가 위치할 수 있고, 도 6의 (f)에서 제2 PCB(660b)의 한쪽 면에 해당하는 제1 면(660b-1)(예: 앞면)에는 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(663, 664)(수신용 안테나)(예: 도 3의 제2 안테나(326))가 위치할 수 있다. 상기 제1PCB(660a)의 다른 면에 해당하는 제2 면(660a-2)(한쪽 면(660a-1)의 반대 면)(예: 뒷면)에는 제1 프론트엔드 칩(665)와 제2 프론트엔드 칩(666)이 위치할 수 있다. 상기 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(661, 662)는 상기 제1 프론트엔드 칩(665)에 연결될 수 있다. 상기 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(663, 664)는 상기 제2 프론트엔드 칩(666)에 연결될 수 있다.
일 예로, 도 6의 (f)에서 제1 PCB(660a)의 제2 면(660a-2)에는 RFIC(예: 도 6의 (a)에서 RFIC(615) 또는 도 6의 (b)에서 RFIC(623))와 PMIC(예: 도 6의 (a)에서 PMIC(618) 또는 도 6의 (b)에서 PMIC(626))가 더 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 제1 PCB(660a)의 제2 면(660a-2)에 메인 PCB(예: 도 3의 제1 PCB(310))를 연결하는 연결 부재(커넥터)가 더 위치할 수도 있다. 다른 예로, RFIC, PMIC 및 메인 PCB를 연결하는 연결 부재가 도 6의 (f)에서 제2 PCB(660b)의 제2 면(660b-2)에 위치할 수도 있다.
도 7의 (a) 내지 (l)는 다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(101)에서 안테나 모듈에 포함된 안테나 어레이의 배치 예들을 도시한 도면이다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이와 제2 안테나 어레이는 안테나 모듈(예: 도 3의 안테나 모듈(330))에 포함된 하나 또는 다수의 PCB들(예: 도 4의 PCB(420) 또는 도 5의 제1, 제2 및 제3 PCB(530, 540, 550))의 한 면(예: 도 6의 (a)에서 PCB의 앞면(610) 또는 도 6의 (b)에서 PCB의 앞면(630))에 위치할 수 있다. 상기 제1 어레이 안테나는 다수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 상기 제2 어레이 안테나는 다수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 어레이 안테나가 두 개의 안테나 엘리먼트들을 포함하고, 제2 어레이 안테나 또한 두 개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 것을 가정하였다.
도 7에서는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 내부에 안테나 모듈에 포함된 하나 또는 다수의 PCB들이 배치된 위치들과, 상기 하나 또는 다수의 PCB들에 제1 어레이 안테나와 제2 어레이 안테나가 위치하는 예들에 대한 다양한 실시 예들을 도시한 것이다. 도면에서 하나 또는 다수의 PCB들이 전자 장치 내부에 배치된 형태를 점선으로 표시하였고, 상기 하나 또는 다수의 PCB들에 위치하는 제1 어레이 안테나와 제2 어레이 안테나를 해당 PCB 상에 실선으로 표시하였다. 점선으로 표시된 하나 또는 다수의 PCB들의 형태는 실체 구현된 형태와 완전히 동일하지 않을 수 있으나, 제1 어레이 안테나와 제2 어레이 안테나의 위치에 따라 다수의 PCB들에 의해 굴곡되는 형태를 가질 수 있다. 또한, 도 7에서는 PCB 상에 위치하는 제1 및 제2 어레이 안테나에서 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 위치들을 달리하는 다양한 예들을 도시하였다.
후술될 다양한 실시 예들에서 전자 장치(101)에 배치된 다수의 어레이 안테나 배치를 설명함에 있어서, 직교 좌표계가 사용될 수 있다. 예를 들어, 직교 좌표계의 X축이 향하는 방향은 전자 장치(101)의 가로 방향을 지칭하고, Y축이 향하는 방향은 전자 장치(101)의 세로 방향을 지칭하며, Z축이 향하는 방향은 전자 장치(101)의 두께 방향일 수 있다. 예컨대, X축 및 Z축은 수평 방향일 수 있고, Y축은 수직 방향일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 Z(+)축 방향으로 향하는 전면(제1 플레이트)(예: 도 1의 표시 장치(160))과, Z(-)축 방향으로 향하는 후면(제2 플레이트)(예: 백 커버)과, 전면과 후면 사이를 감싸는, X축 및 Y축 방향으로 향하는 복수 개의 측면들(예: 측면 부재)을 포함할 수 있다. 예컨대, 복수 개의 측면들은 Y(+)축 방향으로 향하는 상측 측면, Y(-)축 방향으로 향하는 하측 측면, X(+)축 방향으로 향하는 우측 측면 및 X(-)축 방향으로 향하는 좌측 측면을 포함할 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 및 2 어레이 안테나(711a, 713a)가 위치하는 PCB(710a)의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711a, 713a)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710a)에 위치하는 제1 어레이 안테나(711a)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있고, PCB(710a)에 위치하는 제2 어레이 안테나(713a)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711a)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713a)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 및 2 어레이 안테나(711b, 713b)가 위치하는 PCB(710b)의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711b, 713b)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710b)에 위치하는 제1 어레이 안테나(711b)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있고, PCB(710b)에 위치하는 제2 어레이 안테나(713b)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711b)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713b)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (c)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711c)가 위치하는 PCB(710c)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713c)가 위치하는 PCB(710c)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711c, 713c)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710c)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710c)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711c)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710c)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713c)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 앞뒤 수평 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711c)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713c)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (d)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711d)가 위치하는 PCB(710d)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713d)가 위치하는 PCB(710d)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711d, 713d)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710d)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710d)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711d)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710d)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713d)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711d)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713d)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (e)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711e)가 위치하는 PCB(710e)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713e)가 위치하는 PCB(710e)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(+)축 방향(예: 전면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711e, 713e)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 반대 방향을 보도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710e)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710e)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711e)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710e)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713e)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711e)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713e)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (f)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711f)가 위치하는 PCB(710f)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713f)가 위치하는 PCB(710f)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(+)축 방향(예: 앞면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711f, 713f)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 반대 방향을 보도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710f)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710f)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711f)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710f)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713f)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711f)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713f)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (g)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711g)가 위치하는 PCB(710g)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Y(+)축 방향(예: 상측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713g)가 위치하는 PCB(710g)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711g, 713g)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710g)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710g)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711g)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 앞뒤 수평 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710g)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713g)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711g)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713g)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (h)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711h)가 위치하는 PCB(710h)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Y(+)축 방향(예: 상측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713h)가 위치하는 PCB(710h)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711h, 713h)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710h)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710h)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711h)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710h)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713h)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 앞뒤 수평 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711h)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713h)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 수직 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (i)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711i)가 위치하는 PCB(710i)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713i)가 위치하는 PCB(710i)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711i, 713i)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710i)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710i)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711i)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710i)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713i)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711i)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713i)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 평행한 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 (j)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711j)가 위치하는 PCB(710j)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Z(-)축 방향(예: 후면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713j)가 위치하는 PCB(710j)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711j, 713j)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710j)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710j)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711j)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710j)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713j)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 앞뒤 수평 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있다.
도 7의 (k)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711k)가 위치하는 PCB(710k)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Y(+)축 방향(예: 상측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713k)가 위치하는 PCB(710k)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711k, 713k)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710k)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710k)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711k)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 좌우 수평 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710k)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713k)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상하 수직 방향(Y축 방향)으로 배치될 수 있다.
도 7의 (l)를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101) 내부에는 제1 어레이 안테나(711l)가 위치하는 PCB(710l)의 제1 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 Y(+)축 방향(예: 상측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있고, 제2 어레이 안테나(713l)가 위치하는 PCB(710l)의 제2 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540))의 한쪽 면(예: 앞면 또는 뒷면)이 전자 장치(101)의 X(+)축 방향(예: 우측 측면)으로 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 2 어레이 안테나(711l, 713l)는 전자 장치(101)의 하나의 모서리 영역에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도면에서 명확하게 구분하고 있지 않으나 PCB(710l)의 제1 부분과 제2 부분은 제3 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))에 의해 연결되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(710l)의 제1 부분에 위치하는 제1 어레이 안테나(711l)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 앞뒤 수평 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있고, 상기 PCB(710l)의 제2 부분에 위치하는 제2 어레이 안테나(713l)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들은 앞뒤 수평 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 어레이 안테나(711l)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치된 방향과 제2 어레이 안테나(713l)에 포함된 두 개의 안테나 엘리먼트들이 배치되는 방향은 서로 평행한 수평 방향으로 향할 수 있다.
도 7의 다양한 실시 예에서는 동일한 형상의 안테나 모듈을 사용하는 것을 개시하고 있으나, 다른 다양한 실시 예에서는 서로 다른 형상의 안테나 모듈을 사용하여 다양한 형상의 어레이 안테나 구조를 형성할 수도 있을 것이다.
일 실시 예로써, 도 7에서는 1x2 어레이 안테나 및/또는 2x1 어레이 안테나를 복합적으로 사용하여 안테나 어레이를 구현한 예들을 도시하고 있으나, 다른 예로, 다양한 사이즈의 어레이 안테나를 활용한 두 개의 안테나 모듈들을 제안된 다양한 실시 예에 따라 전자 장치(101)에 배치하여 안테나 어레이를 구현할 수 있을 것이다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치(101)에 포함된 안테나 모듈(예: 도 2의 제3 안테나 모듈(246))의 구조를 도시한 도면(800)이다. 안테나 모듈(예: 도 2의 제3 안테나 모듈(246))은, 예를 들어, 다수의 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2 ...... 851-M1, 853-1, 853-2 ...... 853-M2), 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(power amplifier, PA)(833, 836, 839), 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA)(831, 835, 838, 741, 843, 845), 또는 위상 변환기(phase shifter)(831, 834, 837, 842, 844, 846)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 고주파수 대역 (예: 약 15GHz ~ 100GHz)의 신호를 송, 수신하기 위하여, RFIC(810), 분배결합회로(820), 제1 프론트엔드 칩(830), 제2 프론트엔드 칩(840) 및/또는 안테나 구조체(850)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제1 프론트엔드 칩(830)은 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323)를 포함할 수 있고, 제2 프론트엔드 칩(840)은 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328)을 포함할 수 있다. 도면에서는 분배결합회로(820)가 독립적인 구성으로 도시되고 있으나, 상기 분배결합회로(820)에 포함된 분배기/결합기(821)는 제1 프론트엔드 칩(830)에 포함될 수 있고, 상기 분배결합회로(820)에 포함된 결합기(823)는 제2 프론트엔드 칩(840)에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 구조체(850)는 제1 안테나 어레이(851) 또는 제2 안테나 어레이(853)를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(850)는 적어도 하나의 PCB(예: 도 6의 PCB(610, 630, 650, 670))을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(851)은 M1개의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2 ……851-M1)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 안테나 어레이(853)는 M2개의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2 ……853-M2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조체(850)은 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함할 수 있다. 상기 제1 안테나는 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2 ……851-M1)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 안테나는 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2 ……853-M2)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RFIC(810)(예: 도 3의 통신 회로(340))는 위상 고정 루프(phased locked loop, PLL)(811), 또는 믹서(mixer)(813)를 포함할 수 있다. 상기 PLL(811)은 상향 변환(up-converting)/하향 변환(down-converting)을 위한 기준 신호를 생성할 수 있다. 상기 믹서(813)는 송신할 IF 신호를 기준 신호와 혼합하여 상향 변환된 RF 신호를 출력할 수 있다. 상기 믹서(813)는 수신된 RF 신호를 기준 신호와 혼합하여 하향 변환된 IF 신호를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 분배결합회로(820)는 1:M1 분배기/결합기(821)(이하 설명의 편의를 위해 '분배기/결합기(821)로 칭함), 1:M2 결합기(823)(이하 설명의 편의를 위해 '결합기(823)'로 칭함), 또는 스위치(825)를 포함할 수 있다. 상기 분배기/결합기(821)는, 예를 들어, 하나의 RF 송신 신호를 M1개의 RF 송신 신호들로 분배할 수 있고, M1개의 RF 수신 신호들을 하나의 RF 수신 신호로 결합할 수 있다. 상기 결합기(823)는, 예를 들어, M2개의 RF 수신 신호들을 하나의 RF 수신 신호로 결합할 수 있다. 상기 스위치(825)는, 예를 들어, 결합기(823)에 의해 출력되는 하나의 RF 수신 신호를 RFIC(810)로 전달하거나, 전달이 안되도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(830)은 복수 개의 송수신 회로들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 송수신 회로들 전부 또는 일부는, 예를 들어, 전력 증폭기(833, 836, 839), 저잡음 증폭기(831, 835, 838) 및/또는 위상 변환기(831, 834, 837)를 포함할 수 있다.
상기 위상 변환기들(831, 834, 837)은, 예를 들어, 분배기/결합기(821)로부터 출력된 M1개의 송신 RF 신호들 중 해당하는 하나의 송신 RF 신호의 위상을 변환하여 전력 증폭기들(833, 836, 839) 중 하나의 해당하는 전력 증폭기로 인가할 수 있다. 예를 들어, 제1 위상 변환기(831)는 분배기/결합기(821)로부터 출력된 제1 송신 RF신호의 위상을 변환하여 제1 전력 증폭기(833)로 인가할 수 있다. 또 다른 예로, 제 M1위상 변환기(837)는 분배기/결합기(821)로부터 출력된 제 M1 송신 RF신호의 위상을 변환하여 제 M1 전력 증폭기(839)로 인가할 수 있다.
상기 전력 증폭기들(833, 836, 839)은, 예를 들어, 위상 변환기들(831, 834, 837) 중 적어도 하나의 해당하는 위상 변환기로부터 제공된 송신 RF 신호의 전력을 증폭하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 전력 증폭기(833)는 제1 위상 변환기(831)로부터 제공된 제1 송신 RF 신호의 전력을 증폭하여 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제M1 전력 증폭기(839)는 제M1 위상 변환기(837)로부터 제공된 제M1 송신 RF 신호의 전력을 증폭하여 출력할 수 있다.
상기 전력 증폭기들(833, 836, 839) 중 적어도 하나에 의해 출력되는 송신 RF 신호는 안테나 구조체(850)의 제1 안테나 어레이(851)에 포함되는 M1개의 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2 ……851-M1) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트로 인가될 수 있다.
상기 저잡음 증폭기들(831, 835, 838) 중 적어도 하나는, 예를 들어, 안테나 구조체(850)의 제1 안테나 어레이(851)에 포함되는 M1개의 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2 ……851-M1) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트로부터 제공된 수신 RF 신호를 저잡음 증폭하여 출력할 수 있다. 상기 저잡음 증폭기들(831, 835, 838) 중 적어도 하나에 의해 출력되는 수신 RF 신호는 위상 변환기들(831, 834, 837) 중 적어도 하나의 위상 변환기로 인가될 수 있다.
상기 위상 변환기들(831, 834, 837) 중 적어도 하나는, 예를 들어, 저잡음 증폭기들(831, 835, 838) 중 적어도 하나의 저잡음 증폭기로부터 출력된 하나의 수신 RF 신호의 위상을 변환하여 분배기/결합기(821)로 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 프론트엔드 칩(840)는 저잡음 증폭기(841, 843, 845) 및/또는 위상 변환기(842, 844, 846)를 포함할 수 있다.
상기 저잡음 증폭기들(841, 843, 845) 중 적어도 하나는, 예를 들어, 안테나 구조체(850)의 제2 안테나 어레이(853)에 포함되는 M2개의 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2 ……853-M2) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트로부터 제공된 수신 RF 신호를 저잡음 증폭하여 출력할 수 있다. 상기 저잡음 증폭기들(841, 843, 845) 중 적어도 하나에 의해 출력되는 수신 RF 신호는 위상 변환기들(842, 844, 846) 중 적어도 하나의 위상 변환기로 인가될 수 있다.
상기 위상 변환기들(842, 844, 846)중 적어도 하나는, 예를 들어, 저잡음 증폭기들(841, 843, 845) 중 적어도 하나의 저잡음 증폭기로부터 출력된 수신 RF 신호의 위상을 변환하여 결합기(823)로 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 구조체(850)는 M1개의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2…851-M1)을 포함하는 제1 안테나 어레이(851)와 M2개의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2…853-M2)을 포함하는 제2 안테나 어레이(853)를 포함할 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2…851-M1)은, 예를 들어, 신호의 송신 및 수신이 모두 가능한 안테나 엘리먼트일 수 있고, 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2…853-M2)은, 예를 들어, 신호의 수신만 가능한 안테나 엘리먼트일 수 있다.
상기 제1 안테나 어레이(851)의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2…851-M1)은 제1 프론트엔드 칩(830)의 송수신 회로들과 결합될 수 있고, 상기 제2 안테나 어레이(853)의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2…853-M2)은 제2 프론트엔드 칩(840)의 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328))들과 결합될 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2…851-M1)은, 예를 들어, 제1 프론트엔드 칩(830)의 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323))들과 일대일 결합 외에도 일대다 결합도 가능할 수 있다. 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2… 853-M2) 또한, 예를 들어, 제2 프론트엔드 칩(840)의 수신 회로들과 일대일 결합 외에도 일대다 결합도 가능할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, M1은 2이상일 수 있으며, M2는 1 이상일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(830) 및 제2 프론트엔드 칩(840)는 RFFE(예: 도 2의 제3 RFFE(236))에 포함될 수 있다. 그리고 도시되어 있지 않지만, 전자 장치는 IFIC (intermediate frequency integrated circuit), 또는 CP(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, RFIC, IFIC 및 CP는 협력하여 고주파수 대역의 RF 신호를 생성하여 안테나 구조체(850)의 제1 안테나 어레이(851)로 전달하거나 또는 안테나 구조체(850)의 제1 안테나 어레이(851) 또는 제2 안테나 어레이(853)로부터 수신한 RF 신호를 전달받아 처리할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 약 15GHz~ 100GHz의 고주파 대역의 신호는 자유 공간뿐 아니라, PCB 배선을 통해 전파된 경우에도 감쇄가 크기 때문에 RFIC(810)는 상대적으로 낮은 IF (intermediate frequency) 대역을 통해 CP로부터 신호를 받거나 또는 CP로 신호를 전송할 수 있다. 상기 IF 대역은, 예를 들어, 약 7~13GHz (예: 11GHz)일 수 있다. 전자 장치는 IF 대역 신호를 PLL(811)과 믹서(813)를 이용하여 약 15GHz~ 100GHz의 RF 신호로 변환하거나 반대로 약 15GHz~ 100GHz의 RF 신호를 IF 신호로 변환할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 분배결합회로(820)의 분배기/결합기(821)는 RFIC(810)에서 생성된 RF 신호를 분주하여 제1 프론트엔드 칩(830)로 전달할 수 있다. 일 실시 예로, M1개의 송수신 회로들이 있는 경우에, 분배결합회로(820)는 RFIC(810)로부터 수신한 RF 신호를 M1개의 RF 신호들로 분주하여 제1 프론트엔드 칩(830)의 M1개의 송수신 회로들로 전달할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 분배결합회로(820)는 분배기/결합기(821)가 제1 프론트엔드 칩(830)을 통해 수신한 RF 신호 및/또는 결합기(823)가 제2 프론트엔드 칩(840)을 통해 수신한 RF 신호를 결합하여 RFIC(810)로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 프론트엔드 칩(840)를 통해 결합기(823)으로 전달되는 RF 신호의 개수는 가변될 수 있다. 일 실시 예로, 제2 프론트엔드 칩(840)가 M2개의 수신 회로들을 포함하고 있다면, 분배결합회로(820)는 M1개 내지 M1+M2개의 RF 신호들을 결합하여 RFIC(810)로 전달할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 분배결합회로(820)는 제1 프론트엔드 칩(830)과 연결되는 분배기/결합기(821), 제2 프론트엔드 칩(840)와 연결되는 결합기(823) 및/또는 결합기(823)와 분배기/결합기(821)를 연결할 수 있는 스위치(825)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 분배결합회로(820)는 RF 신호를 송신 시에는 스위치(825)를 오프(off)시켜 분배기/결합기(821)로만 RF 신호가 입력되도록 하고, 제1 프론트엔드 칩(830)의 복수의 송수신 회로들을 위하여 RF 신호를 분배할 수 있다. 또 다른 예로, 분배결합회로(820)는 RF 신호를 수신 시에는 스위치(825)를 온(on)시켜 분배기/결합기(821)에서 제1 프론트엔드 칩(830)를 통해 수신한 RF 신호들을 결합한 제1 RF 신호와 결합기(823)에서 제2 프론트엔드 칩(840)를 통해 수신한 RF 신호들을 결합한 제2 RF 신호가 결합되어 RFIC(810)로 입력되도록 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 프론트엔드 칩(830)는 복수 개의 송수신 회로들을 포함할 수 있다. 복수 개의 송수신 회로들은 제1 송수신 회로(RF_TRX_1) 내지 제M1 송수신 회로 (RF_TRX_M1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 송수신 회로(RF_TRX_1)는 제1 전력 증폭기(833), 제1 저잡음 증폭기(831) 및/또는 제1 위상 변환기(831)를 포함할 수 있다. 제2 송수신 회로 (RF_TRX_2)는 제2 전력 증폭기(836), 제2 저잡음 증폭기(835) 및/또는 제2 위상 변환기(834)를 포함할 수 있다. 제M1 송수신 회로 (RF_TRX_M1)는 제M1 전력 증폭기(839), 제M1 저잡음 증폭기(838) 및/또는 제M1 위상 변환기(837)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 프론트엔드 칩(840)는 적어도 하나의 수신 회로들을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 수신 회로들은 제1 수신 회로(RF_RX_1) 내지 제M2 수신 회로(RF_RX_M2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 회로(RF_RX_1)는 제1 저잡음 증폭기(741) 및/또는 제1 위상 변환기(842)를 포함할 수 있다. 제2 수신 회로(RF_RX_2)는 제2 저잡음 증폭기(843) 및/또는 제2 위상 변환기(844)를 포함할 수 있다. 제M2 수신 회로(RF_RX_M2)는 제M2 저잡음 증폭기(845) 및/또는 제M2 위상 변환기(846)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 송수신 회로(RF_TRX_1)는 안테나 구조체(850)의 제1 안테나 어레이(851)에 포함되는 제1 안테나 엘리먼트(851-1)와 연결되어 상기 제1 안테나 엘리먼트(851-1)로 RF 신호를 전달하거나, 상기 제1 안테나 엘리먼트(851-1)로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. 제1 수신 회로(RF_RX_1)는 안테나 구조체(850)의 제2 안테나 엘리먼트(853)에 포함되는 제2 안테나 엘리먼트(853-1)와 연결되어 상기 제2 안테나 엘리먼트(853-1)부터 RF 신호를 수신할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 안테나 구조체(850)는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 도 8의 일 실시 예에서 안테나 구조체(850)는 M1+M2개의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 안테나 엘리먼트는 제1 프론트엔드 칩(830)의 송수신 회로 또는 제2 프론트엔드 칩(840)의 수신 회로와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 구조체(850)에 포함된 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제1 프론트엔드 칩(830)와 연결된 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-3……851-M1)은 제1 안테나 어레이(851)를 형성할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 제2 RF 신호를 수신 시에 안테나 구조체(850)에 포함된 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-3……851-M1) 및 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-3……853-M2)은 하나의 안테나 어레이로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(851) 및 제2 안테나 어레이(853)는 하나의 어레이를 형성할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 제2 RF 신호를 수신 시에 안테나 구조체(850)에 포함된 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제1 프론트엔드 칩(830)와 연결된 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-3……851-M1)은 하나의 어레이 안테나(851)로 동작하고, 제2 프론트엔드 칩(840)와 연결된 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-3……853-M2)은 하나의 안테나 어레이로 동작하지 않고, 서로 독립적인 안테나로 동작할 수도 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 제2 RF 신호를 수신 시에 안테나 구조체(850)에 포함된 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제1 프론트엔드 칩(830)와 연결된 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-3……851-M1)은 제1 안테나 어레이(851)로 동작하고, 제2 프론트엔드 칩(840)와 연결된 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-3……853-M2)은 제1 안테나 어레이(851)와 다른 제2 안테나 어레이(853)로 동작할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 제2 RF 신호를 수신 시에 안테나 구조체(850)에 포함된 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제1 프론트엔드 칩(830)와 연결된 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-3……851-M1)과 제2 프론트엔드 칩(840)와 연결된 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-3……853-M2) 중 일부 안테나 엘리먼트가 함께 하나의 안테나 어레이를 동작할 수 있고, 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-3……853-M2) 중 나머지 안테나 엘리먼트들은 동작하지 않거나 독립적인 안테나로 동작하거나 또는 다른 안테나 어레이로 동작할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, RF 신호 송신 시에 RF 신호를 전송하는 안테나 엘리먼트 및 송신 회로의 개수와 RF 신호 수신 시에 RF 신호를 수신하는 안테나 엘리먼트 및 수신 회로의 개수를 다르게 할 수 있고, 그에 따라 RF 신호를 송수신하는 송수신 회로에 포함되는 전력 증폭기의 개수를 줄임으로써 안테나 모듈의 크기를 줄일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 분배결합회로(820), 제1 프론트엔드 칩(830) 및 제2 프론트엔드 칩(840)는 RFIC(810)와 별도로 형성될 수 있다. 일 실시 예로, 분배결합회로(820), 제1 프론트엔드 칩(830) 및 제2 프론트엔드 칩(840)는 RFFE에 포함될 수 있다. 다른 실시 예로, 분배결합회로(820), 제1 프론트엔드 칩(830) 및 제2 프론트엔드 칩(840)는 RFIC(810)에 포함될 수도 있다. 또 다른 실시 예로, 제1 프론트엔드 칩(830) 및 제2 프론트엔드 칩(840)는 RFFE에 포함되고, 분배결합회로(820)는 RFIC(810)에 포함될 수 있다. 또 다른 실시 예로, 제2 프론트엔드 칩(840), 및 분배결합회로(820)는 RFIC(810)에 포함될 수 있다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른 분배결합회로(820)의 일 예를 도시한 도면(900)이다.
도 9를 참조하면, 분배결합회로(820)는 분배기/결합기(911)(예: 도 8의 분배기/결합기(821)), 제1 결합기(912)(예: 도 8의 결합기(823)), 제2 결합기(913) 및/또는 스위치들(914, 915, 916)을 포함할 수 있다. 상기 분배결합회로(820)에 포함된 분배기/결합기(911)와 제1 결합기(912)를 제외한 나머지 구성들(제2 결합기(913) 스위치들(914, 915, 916))은 RF 신호 (송신할 RF 신호 및 수신된 RF 신호)을 상기 분배기/결합기(911) 및/또는 상기 제1 결합기(912)와 RFIC(810)(예: RFIC(810) 내의 믹서(813)) 간에 상호 전달하는 RF 신호 전달 회로를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 분배기/결합기(911)는 도 8에서의 제1 프론트엔드 칩(830)와 연결될 수 있고, 상기 제1 결합기(912)는 도 8에서의 제2 프론트엔드 칩(840)와 연결될 수 있다. 상기 제2 결합기(913)는 상기 분배기/결합기(911)의 출력(out1)인 제1 수신 신호와 상기 제1 결합기(912)의 출력(out2)인 제2 수신 신호를 입력으로 하고, 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 결합(out1+out2)한 수신 신호를 도 8에서의 RFIC(810)로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 스위치(914)는 도 8에서의 RFIC(810)로부터 입력된 송신 신호를 상기 분배기/결합기(911)로 전달할 수 있다. 제2 스위치(915)는 상기 분배기/결합기(911)의 출력인 제1 수신 신호를 상기 제2 결합기(913)로 전달할 수 있다. 제3 스위치(916)는 상기 제2 결합기(913)의 출력을 도 8에서의 RFIC(810)로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, RF 신호를 수신 시, 제1 스위치(914)는 오프 되고, 제2 스위치(915)및 제3 스위치(916)는 온 될 수 있다. RF 신호를 송신 시, 제1 스위치(914)는 온 되고, 제2 스위치(915)및 제3 스위치(916)는 오프 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RF 신호 송신 시에, 제1 스위치(914)는 온이 되고, 제2 및 제3 스위치(915, 916)는 오프가 되어, 도 8에서의 RFIC(810)로부터 입력된 RF 송신 신호가 제1 스위치(914)을 통해 분배기/결합기(911)로 연결될 수 있다. 상기 분배기/결합기(911)로 전송된 RF 송신 신호는 전력이 1/M1 값을 갖는 RF 송신 신호들로 분할된 후 제1 송수신 회로(RF_TRX1_1) 내지 제M1 송수신 회로(RF_TRX1_M1)으로 출력될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RF 신호 수신 시에, 제1 스위치(914)는 오프가 되고, 제2 및 제3 스위치(915, 916)는 온이 되어, 도 8에서의 제1 송수신 회로(RF_TRX1_1) 내지 제M1 송수신 회로(RF_TRX1_M1)으로부터 입력된 M1개의 RF 수신 신호들이 분배기/결합기(911)를 거쳐 제2 결합기(913)를 위한 하나의 입력이 될 수 있고, 도 8에서의 제1 수신 회로(RF_RX1_1) 내지 제M2 수신 회로(RF_RX1_M2)으로부터 입력된 M2개의 RF 수신 신호들이 제1 결합기(912)를 거쳐 상기 제2 결합기(913)를 위한 다른 하나의 입력이 될 수 있다. 상기 제2 결합기(913)에 의해 상기 분배기/결합기(911)의 출력(out1)과 상기 제1 결합기(912)의 출력(out2)이 결합된 하나의 RF 수신 신호(out1+out2)는 도 8에서의 RFIC(810)로 출력될 수 있다.
이하에서는 N(=M1+M2)개의 송수신 회로들을 포함하는 비교 구조와 M1개의 송수신 회로들과 M2개의 수신 회로들을 포함하는 구조 사이의 성능을 비교하여 본다.
일 실시 예에 따라 RF 신호 송신 시의 EIRP를 계산해 보면 다음 수학식 1과 같다.
여기서, Pout은 제1 프론트엔드 칩(830)의 전력 증폭기들(833, 836, 839)에서 출력되는 RF 송신 신호의 전력 값으로, 송신에 사용되는 모든 전력 증폭기들에 대해 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있고, N은 RF 송신 신호를 위해 사용되는 안테나 엘리먼트의 개수이고, ATNGain은 안테나 엘리먼트의 이득(gain)을 나타낸다.
일 실시 예에 따르면, 본 발명의 일 실 시 예에 따른 구조에서 사용하는 송신을 위한 안테나 엘리먼트의 개수가 M1이고, 전력 증폭기들(833, 836, 839)에서 출력되는 RF 신호의 전력 값이 Pout이며, 수신 회로 없이 송수신 회로만을 가지고 있는 비교 구조에서의 안테나 엘리먼트의 개수는 N(=M1+M2)이고, 전력 증폭기에서 출력되는 RF 신호의 전력 값을 P라고 할 때, 비교 구조에서의 EIRP(EIRPold)와 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조에서의 EIRP(EIRPnew)는 다음 수학식 2와 같다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 구조의 EIRP가 비교 구조의 EIRP와 동일하게 되려면 다음 수학식 3에 도시된 바와 같은 전력을 가지는 RF 송신 신호가 제1 프론트엔드 칩(830)의 전력 증폭기들(833, 836, 839)에서 출력되어야 한다.
일 실시 예로, 송수신 회로의 개수가 비교 구조 대비 반으로 준다면, 실질적으로 동일한 EIRP를 유지하기 위해 제1 프론트엔드 칩(830)의 전력 증폭기들(833, 836, 839)에서 출력되는 RF 송신 신호의 전력은 비교 구조 대비 일정 값(예: 5 ~ 7dB, 약 6dB)만큼 상승해야 함을 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따라 RF 신호 수신 시의 EIS를 계산해 보면 다음 수학식 4와 같다.
여기서 S/CH는 채널(channel) 당 민감도(sensitivity)를 나타내고, N은 안테나 엘리먼트의 개수를 나타내고, ATNGain은 안테나 엘리먼트의 이득을 나타낸다.
RF 신호 수신 시의 경우, 비교 구조나 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조 모두 동일한 개수의 안테나 엘리먼트를 가지므로 실질적으로 동등한 값을 유지할 수 있다.
상기 수식 결과로부터, RF 신호 송신 시의 전력 증폭기에서 출력되는 RF 신호의 전력이 비교 구조보다 일정 값(예: 5 ~ 7dB, 약 6dB 정도)만큼 높다면 EIRP/EIS 측면에서 실질적으로 동일한 성능을 유지함을 알 수 있다.
도 10의 (a) 내지 (c)는 다양한 실시 예들에 따라, 동일한 커버리지를 하나 또는 그 이상의 어레이 안테나에 의해 동작하는 경우에 있어서의 빔 패턴을 도시한 도면(1000)이다. 도 10의 (a)는 하나의 안테나(1x1)에 의한 빔 패턴을 도시한 도면이고, 도 10의 (b)는 1x2 어레이 안테나에 의한 빔 패턴을 도시한 도면이며, 도 10의 (c)는 1x4 어레이 안테나에 의한 빔 패턴을 도시한 도면이다.
도 10의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 단일 안테나를 사용할 때((a)의 경우, 하나의 빔만 존재)에 하나의 빔에 의한 커버리지(1010)는 두 개 이상의 안테나를 포함하는 어레이 안테나를 사용할 때((b), (c)의 경우)에 하나의 빔에 의한 커버리지(1020, 1030)에 비해 넓을 수 있다. 두 개의 안테나(1x2 어레이 안테나)를 사용할 때((b)의 경우)에 하나의 빔에 의한 커버리지(1020)는, 예를 들어, 네 개의 안테나 (1x4 어레이 안테나)를 사용할 때 ((c)의 경우)에 하나의 빔에 의한 커버리지(1030)에 비해 넓을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 1x2 어레이 안테나에 의한 한 개 빔의 커버리지(1020)는 1x4 어레이 안테나에 의한 한 개 빔의 커버리지(1030)보다 넓은 대신에 조정 가능한 각도를 약 -30도에서 약 +30도로 좁힐 수 있다. 또 다른 예로, 1x4 어레이 안테나에 의한 한 개 빔의 커버리지(1030)는 1x2 어레이 안테나에 의한 한 개 빔의 커버리지(1020)보다 좁은 대신에 조정 가능한 각도를 약 -45도에서 약 +45도로 넓힐 수 있다. 따라서, 1x2 어레이 안테나에 의한 전체 커버리지 영역은 1x4 어레이 안테나에 의한 전체 커버리지 영역과 실질적인 차이가 있을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 10의 (b)에 도시된 1x2 어레이 안테나에 의한 빔 조정(beam-steering) 가능한 각도 범위와 도 10의 (c)에 도시된 1x4 어레이 안테나에 의한 빔 조정 가능한 각도 범위를 비교해 볼 수 있다.
도 10의 (b)와 도 10의 (c)를 참조하면, 빔 조정 각도가 약 +30도에서 약 +45도의 영역(1023, 1033) 및 약 -30도에서 약 -45도의 영역(1021, 1031)은 1x2 어레이 안테나로는 도달할 수 없는 음영 각도인 반면에 1x4 어레이 안테나로는 조정이 가능한 각도일 수 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 도 8에 도시된 안테나 모듈의 구조를 사용한다면, 송신 시에 1x2 어레이 구성을 위해 사용하는 빔북(beam book)과 수신 시에 1x4 어레이 구성을 위해 사용하는 빔북에 차이가 발생할 수 있고, 이에 따라 최적화된 빔 조정을 구현하기 위해서는 RF 신호 송신 시와 RF 신호 수신 시에 다음 표 1 및 표 2에 도시된 바와 같이 다르게 적용되는 별도의 빔북을 만들어 사용할 수 있다.
| 송신 빔북 | 안테나 엘리먼트 별 위상 이동 | |
| 조정 각도 | 안테나 엘리먼트 1 | 안테나 엘리먼트 2 |
| 0 | 0 | 0 |
| 5 | 15.7 | 31.4 |
| 10 | 31.3 | 62.5 |
| 15 | 46.6 | 93.2 |
| 20 | 61.6 | 123.1 |
| 25 | 76.1 | 152.1 |
| 30 | 90.0 | 180.0 |
| 35 | 90.0 | 180.0 |
| 40 | 90.0 | 180.0 |
| 45 | 90.0 | 180.0 |
| 수신 빔북 | 안테나 엘리먼트 별 위상 이동 | |||
| 조정 각도 | 안테나 엘리먼트 1 |
안테나 엘리먼트 2 |
안테나 엘리먼트 3 |
안테나 엘리먼트 4 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 15.7 | 31.4 | 47.1 | 62.8 |
| 10 | 31.3 | 62.5 | 93.8 | 125.0 |
| 15 | 46.6 | 93.2 | 139.8 | 186.3 |
| 20 | 61.6 | 123.1 | 184.7 | 246.3 |
| 25 | 76.1 | 152.1 | 228.2 | 304.3 |
| 30 | 90.0 | 180.0 | 270.0 | 360.0 |
| 35 | 103.2 | 206.5 | 309.7 | 413.0 |
| 40 | 115.7 | 231.4 | 347.1 | 462.8 |
| 45 | 127.3 | 254.6 | 381.8 | 509.1 |
도 11은 다양한 실시 예에 따라, 송수신 회로만을 포함하는 제1 RFFE 모듈(1110)과 송수신 회로와 수신 회로를 포함하는 제2 RFFE 모듈(1120)의 물리적 영역을 비교한 도면(1100)이다.
도 11을 참조한 일 실시 예에서, 제1 RFFE 모듈(1110)은 전력 증폭기(PA)(예: 도 8의 전력 증폭기(833, 836, 839)), 저잡음 증폭기(LNA)(예: 도 8의 저잡음 증폭기(831, 835, 838)) 및 위상 변환기(phase shifter)(예: 위상 변환기(831, 834, 837))를 포함하는 송수신 회로(1111)이 8개, IF 신호를 RF 신호로 변환하도록 구성된 PLL/믹서(1119)(예: 도 8의 믹서(813)) 및/또는 RF 신호를 분배/결합하도록 구성된 1:8 분배기/결합기(1117)(예: 도 8의 분배기/결합기(821))를 포함할 수 있다.
제2 RFFE 모듈(1120)은 전력 증폭기(PA)(예: 도 8의 전력 증폭기(833, 836, 839)), 저잡음 증폭기(LNA)(예: 도 8의 저잡음 증폭기(831, 835, 838)) 및 위상 변환기(phase shifter)(예: 위상 변환기(831, 834, 837))를 포함하는 송수신 회로(1121)이 4개, 저잡음 증폭기(LNA)(예: 도 8의 저잡음 증폭기(841, 843, 845)) 및 위상 변환기(phase shifter)(예: 위상 변환기(842, 844, 846))를 포함하는 수신 회로(1123)이 4개, IF 신호를 RF 신호로 변환하도록 구성된 PLL/믹서(1129)(예: 도 8의 믹서(813)), RF 신호를 분배/결합하도록 구성된 1:4 분배기/결합기(1127)(예: 도 8의 분배기/결합기(821)) 및/또는 수신 신호를 결합하도록 구성된 1:4 결합기(1125)(예: 도 8의 결합기(823))를 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 IC의 대부분의 공간을 차지하는 것은 전력 증폭기임을 확인할 수 있다. 저잡음 증폭기는 전력 증폭기에 비해 상대적으로 작은 공간을 차지함을 알 수 있다. 따라서, 제1 RFFE 모듈(1110)에 비해 전력 증폭기의 개수를 줄이고, 저잡음 증폭기의 개수를 유지한 제2 RFFE 모듈(1120)의 면적은 제1 RFFE 모듈(1110)의 면적보다 좁을 수 있다. 예컨대, 제2 RFFE 모듈(1120)의 면적은 제1 RFFE 모듈(1110)의 면적에 비해 약 30% 내지 50% 수준으로 줄일 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 송수신 회로의 개수를 줄임으로 면적에 이득을 얻지만, 그로 인해 EIRP 저하가 발생할 수 있다. 이를 극복하기 위해서는 각 안테나 엘리먼트에 대응한 전력 증폭기의 출력 전력을 수학식 3에 나타난 바와 같이 (N/M1)2배 증가시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈에 포함된 전력 증폭기가 소모하는 총 전력이 N/M1만큼 증가할 수 있는데, 이러한 전력 소모의 증가를 보상하기 위해 화합물 반도체를 이용한 프론트엔드 구조를 적용할 수 있다.
도 12 내지 도 14는 다양한 실시 예에 따른, 안테나 모듈(예: 도 2의 제3 안테나 모듈(246), 도 3의 안테나 모듈(330))의 구현 예들을 도시한 도면들(1200, 1300, 1400)이다. 예를 들어, 안테나 모듈(예: 도 2의 제3 안테나 모듈(246), 또 3의 안테나 모듈(330))은 프론트엔드 IC(FEM)(1210)(예: 도 2의 제2 RFFE(236)), 또는 RFIC(1220)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프론트엔드 IC(1210)는 유한 요소법 (finite element method, FEM)에 의한 화합물 (SiGe, GaAs 또는 SOI (silicon-on-insulator) 공정) 반도체로 생산될 수 있다. 상기 RFIC(1220)는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 공정에 의해 생산될 수 있다. 상기 RFIC(1220)는 CMOS 공정으로 생산되므로, 유기 화물 공정으로 전력 증폭기(PA)를 만들 경우에 RFFE가 별도의 IC, 예컨대, 프론트엔드 IC(1210)로 만들어 질 수 있다.
도 12 내지 도 14에서는, 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들은 프론트엔드 IC에 포함될 수 있고, 안테나 모듈에 포함된 구성 요소들 중 나머지 구성 요소들은 RFIC(1220)(예: 도 3의 통신 회로(340))에 포함되는 예들을 보이고 있다. 도 12 내지 도 14에서는 8개의 회로들이 적용된 예를 가정하고 있으나, 다른 개수의 회로들이 적용되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프론트 엔드 IC는 프론트엔드 칩(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322), 제2 프론트엔드 칩(327))일 수 있다.
도 12은 안테나 모듈의 구성 요소들 중 일부 구성 요소들(1240)을 포함하도록 프론트엔드 IC(1210)를 형성하고, 상기 안테나 모듈의 나머지 구성 요소들(1250)을 포함하도록 RFIC(1220)를 형성한 일 예를 도시한 것이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 안테나 구조체(1230), 다수의 전력 증폭기들(1243-1, 1243-2, 1243-3, 1243-4), 다수의 저잡음 증폭기들(1241-1, 1241-2, 1241-3, 1241-4, 1241-5, 1241-6, 1241-7, 1241-8), 다수의 위상 변환기들(1251-1, 1251-2, 1251-3, 1251-4, 1251-5, 1251-6, 1251-7, 1251-8), 분배기/결합기(1253), 결합기(1255), 믹서(1257), PLL(1259), 또는 스위치(RX_ON SW)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 구조체(1230)는 다수의 제1 안테나 엘리먼트들(1231-1, 1231-2, 1231-3, 1231-4)를 포함하는 제1 안테나 어레이(1231)과 다수의 제2 안테나 엘리먼트들(1233-1, 1233-2, 1233-3, 1233-4)를 포함하는 제2 안테나 어레이(1233)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈은 하나 이상의 제2 안테나 엘리먼트(예: 제2 안테나 엘리먼트들(1233-1, 1233-2, 1233-3, 1233-4))를 포함할 수 있다. 도 12 내지 14에서 안테나 모듈에 포함된 제1 안테나 엘리먼트가 4개, 제2 안테나 엘리먼트가 4개로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 안테나 모듈은 적어도 하나 이상의 제1 안테나 엘리먼트 및/또는 적어도 하나 이상의 제2 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프론트엔드 IC(1210)에 포함되는 일부 구성 요소들(1240)은 다수의 저잡음 증폭기들(1241-1, 1241-2, 1241-3, 1241-4, 1241-5, 1241-6, 1241-7, 1241-8) 또는 다수의 전력 증폭기들(1243-1, 1243-2, 1243-3, 1423-4)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RFIC(1220)에 포함되는 나머지 구성 요소들(1250)은 다수의 위상 변환기들(1251-1, 1251-2, 1251-3, 1251-4, 1251-5, 1251-6, 1251-7, 1251-8), 분배기/결합기(1253), 결합기(1255), 믹서(1257), PLL(1259), 또는 스위치(RX_ON SW)를 포함할 수 있다.
도 12을 참조하면, 프론트엔드 IC(1210)와 RFIC(1220)는 신호 전송을 위한 도선들(1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1268)로 연결될 수 있다. 일 예로써, 도선들(1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1268) 각각은 프론트엔드 IC(1210)에 포함된 전력 증폭기들(1243-1 내지 1243-4)과 저잡음 증폭기들(1241-1 내지 1241-4) 또는 저잡음 증폭기들(1241-5 내지 1241-8) 중 하나를 RFIC(1220)에 포함된 위상 변환기들(1251-1 내지 1251-8) 중 하나로 연결할 수 있다.
도 13은 안테나 모듈의 구성 요소들 중 일부 구성 요소들(1340)을 포함하도록 프론트엔드 IC(1310)를 형성하고, 상기 안테나 모듈의 나머지 구성 요소들(1350)을 포함하도록 RFIC(1320)를 형성한 일 예를 도시한 것이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈의 구성 요소들은 안테나 구조체(1330), 다수의 전력 증폭기들(1343-1, 1343-2, 1343-3, 1323-4), 다수의 저잡음 증폭기들(1341-1, 1341-2, 1341-3, 1341-4, 1341-5, 1341-6, 1341-7, 1341-8), 다수의 위상 변환기들(1345-1, 1345-2, 1345-3, 1345-4, 1345-5, 1345-6, 1345-7, 1345-8), 분배기/결합기(1347) 및 결합기(1349), 믹서(1351), PLL(1353), 또는 스위치(1355)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 구조체(1330)는 다수의 제1 안테나 엘리먼트들(1331-1, 1331-2, 1331-3, 1331-4)를 포함하는 제1 안테나 어레이(1331)과 다수의 제2 안테나 엘리먼트들(1333-1, 1333-2, 1333-3, 1333-4)를 포함하는 제2 안테나 어레이(1333)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프론트엔드 IC(1310)에 포함되는 일부 구성 요소들(1340)은 다수의 전력 증폭기들(1343-1, 1343-2, 1343-3, 1323-4), 다수의 저잡음 증폭기들(1341-1, 1341-2, 1341-3, 1341-4, 1341-5, 1341-6, 1341-7, 1341-8), 다수의 위상 변환기들(1345-1, 1345-2, 1345-3, 1345-4, 1345-5, 1345-6, 1345-7, 1345-8), 분배기/결합기(1347) 및 결합기(1349)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RFIC(1320)에 포함되는 나머지 구성 요소들(1350)은 믹서(1351), PLL(1353), 또는 스위치(1355)를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 프론트엔드 IC(1310)와 RFIC(1320)는 신호 전송을 위한 도선들(1360, 1370)로 연결될 수 있다. 일 예로써, 프론트엔드 IC(1310)에 포함된 분배기/결합기(1347)와 결합기(1349)는 RFIC(1320)에 포함된 믹서(1351)와 도선(1360)으로 연결될 수 있다. 이 경우, RFIC(1320)에 포함된 믹서(1351)에 의해 생성된 RF 송신 신호는 제1 도선(1360)을 통해 프론트엔드 IC(1310)에 포함된 분배기/결합기(1347)로 전달되고, 프론트엔드 IC(1310)에 포함된 분배기/결합기(1347)와 결합기(1349) 각각에 의해 출력된 RF 수신 신호는 제1 도선(1360)과 제2 도선(1370)을 통해 RFIC(1320)에 포함된 믹서(1351)로 입력될 수 있다.
도 14는 안테나 모듈의 구성 요소들 중 일부 구성 요소들(1440)을 포함하도록 프론트엔드 IC(1410)로 형성하고, 안테나 모듈의 나머지 구성 요소들(1450)을 포함하도록 RFIC(1420)를 형성한 일 예를 도시한 것이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈의 구성 요소들은 안테나 구조체(1430), 다수의 전력 증폭기들(1443-1, 1443-2, 1443-3, 1423-4), 다수의 저잡음 증폭기들(1441-1, 1441-2, 1441-3, 1441-4, 1441-5, 1441-6, 1441-7, 1441-8), 다수의 위상 변환기들(1445-1, 1445-2, 1445-3, 1445-4, 1445-5, 1445-6, 1445-7, 1445-8), 분배기/결합기(1447) 및 결합기(1449), 믹서(1451), PLL(1453), 또는 스위치(1455)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 구조체(1430)는 다수의 제1 안테나 엘리먼트들(1431-1, 1431-2, 1431-3, 1431-4)를 포함하는 제1 안테나 어레이(1431)과 다수의 제2 안테나 엘리먼트들(1433-1, 1433-2, 1433-3, 1433-4)를 포함하는 제2 안테나 어레이(1433)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프론트엔드 IC(1410)에 포함되는 일부 구성 요소들(1440)은 다수의 전력 증폭기들(1443-1, 1443-2, 1443-3, 1423-4), 다수의 저잡음 증폭기들(1441-1, 1441-2, 1441-3, 1441-4), 다수의 위상 변환기들(1445-1, 1445-2, 1445-3, 1445-4) 또는 분배기/결합기(1447)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 프론트엔드 IC(1410)에 포함되는 일부 구성 요소들(1440)은 다수의 전력 증폭기들(1443-1, 1443-2, 1443-3, 1423-4), 다수의 저잡음 증폭기들(1441-1, 1441-2, 1441-3, 1441-4), 또는 다수의 위상 변환기들(1445-1, 1445-2, 1445-3, 1445-4)를 포함할 수 있고, 분배기/결합기(1447)은 RFIC(1420)에 포함될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, RFIC(1420)에 포함되는 나머지 구성 요소들(1450)은 다수의 저잡음 증폭기들(1451-1, 1451-2, 1451-3, 1451-4), 다수의 위상 변환기들(1453-1, 1453-2, 1453-3, 1453-4), 결합기(1455), 믹서(1451), PLL(1453), 또는 스위치(1455)를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 프론트엔드 IC(1410)와 RFIC(1420)는 신호 전송을 위한 도선(1460)으로 연결될 수 있다. 일 예로써, 프론트엔드 IC(1410)에 포함된 분배기/결합기(1447)는 RFIC(1420)에 포함된 믹서(1456)와 도선(1460)으로 연결될 수 있다. 이 경우, RFIC(1420)에 포함된 믹서(1456)에 의해 생성된 RF 송신 신호는 도선(1460)을 통해 프론트엔드 IC(1410)에 포함된 분배기/결합기(1447)로 전달될 수 있다. 상기 프론트엔드 IC(1410)에 포함된 분배기/결합기(1447)에 의해 출력된 RF 수신 신호는 도선(1460)을 통해 RFIC(1420)에 포함된 믹서(1456)로 입력될 수 있다.
도 12 내지 도 14의 각 실시예 별로 프론트엔드 IC와 RFIC 간 신호 연결을 위한 인터페이스의 편의성, 전력 소모 저감 효과 또는 영역 절감 효과에 따라 차이가 있으므로 시스템의 조건에 따라 적합한 실시 예를 선택해 사용할 수 있다. 또한, 프론트엔드를 프론트엔드 IC와 RFIC 두 개의 IC로 분리하는 구조는 도 12 내지 도 14에 도시된 실시 예에 한정되지 아니하며, 다른 경우도 물론 가능한 것은 주지의 사실일 것이다.
일 실시 예에 따르면, 도 12 내지 도 14의 구현 예처럼 화합물 반도체를 이용한 전력 증폭기의 경우가 CMOS 공정을 이용한 전력 증폭기 대비 최대 출력 전력이 높을 수 있으며, 전력 효율도 높을 수 있으므로, 전력 증폭기의 개수를 줄이면서 요구되었던 전력 증폭기의 출력 전력 상승을 화합물 반도체 공정을 이용하여 획득할 수 있다. 일 예로써, CMOS 공정을 이용하는 것에 비해 화합물 반도체를 이용하여 전력 증폭기를 구현하는 것이 최대 출력 전력을 일정 값(예: 5 ~ 7dB, 약 6dB 정도)만큼 높일 수 있고, 전력 효율 또한 약 2 ~ 3(예: 2.8)배 정도 높일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 12 내지 도 14의 실시 예처럼 송신 회로의 개수를 줄여 필요 공간을 줄이고, 전력 증폭기의 출력 효율을 향상시킬 경우 전체적인 소모 전력을 송수신 회로만을 포함하는 구조와 비교하여 보면 소모 전력 절감 효과를 얻을 수 있다. 일 예로, 송신 회로의 개수를 줄여 필요 공간을 줄이고, 전력 증폭기의 출력 효율을 향상시킬 경우, 전체적인 소모 전력은 송수신 회로만을 포함하는 구조에 비해 약 20 ~ 40%(예: 29%)까지 절감할 수 있다.
일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조를 이용하면 송신 뿐만 아니라 수신 시에서의 전력 소모도 감소될 수 있다. 전계 상황(예: SNR(signal to noise ratio))에 따라서, 수신 회로(예: 도 8의 제1 수신 회로(RF_RX1_1))들의 일부만을 선택적으로 활성화시킴으로써 전력 소모를 적응적으로 변화시킬 수 있다.
도 15은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)가 수신 SNR에 따른 수신 회로들 중에서 활성화되는 회로의 개수를 결정하는 동작을 도시한 흐름도(1500)이다. 도 15에 예시된 흐름도의 동작 주체는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)) 또는 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 1의 무선 통신 모듈(192) 또는 도 2의 제1 및 제2 CP(212, 214))로 이해될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)는 동작 1520에서, 전자 장치(101)는 활성화되는 수신 회로(예: 도 8의 제1 수신 회로(RF_RX1_1))의 개수(M)을 프런트엔드 IC에 포함된 수신 회로의 개수(M2)로 설정할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(101)의 전원이 켜진 후, 전자 장치(101)가 고주파수 대역(예: mmWave)을 이용하는 기지국(base station, BS)에서 방사되는 하향 링크(downlink. DL) 신호를 검출하고, 기지국에 등록하는 과정까지는 시간 단축이 매우 중요하므로 수신 회로 개수에 대한 선택적 적용을 하는 것을 적합하지 않을 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 지원할 수 있는 최대의 수신 회로의 개수를 활용하여 빠르게 기지국에 접속하도록 동작할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1530에서, 전자 장치(101)는 RRC(radio resource control) 연결 수립 및 등록을 완료함으로써 망에 접속할 수 있다. 동작 1540에서, 전자 장치(101)는 현재 활성화된 수신 회로의 개수(Mc)를 개수가 송수신 회로의 개수(M1)와 활성화되는 수신 회로(예: 도 8의 제1 수신 회로(RF_RX1_1))의 개수(M)의 합에 의해 획득할 수 있다 (Mc = M1 + M).
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1550에서, 전자 장치(101)는 수신 신호의 SNR 값에 기반하여 활성화되는 수신 회로의 개수를 선택하기 위하여 수신 신호의 SNR을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 고주파수 대역(예: mmWave)을 사용하는 통신 시스템에서는 하향링크 수신 신호의 품질에 따라 수신 회로의 개수를 적용하는 것이 효과적일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)는 RRC 연결 수립이 완료된 RRC 연결상태에서 M 개의 활성화된 수신 회로를 통해 수신한 신호의 SNR이 제1 임계 값(TH1)과 제2 임계 값(TH2) 사이에 있도록 활성화된 수신 회로의 개수를 조정할 수 있다. 이를 위하여, 동작 1560에서, 전자 장치(101)는 측정된 SNR이 제1 임계 값보다 높은 지를 판단할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 측정된 SNR이 제1 임계 값보다 높다면(1560-Y), 전자 장치(101)는 활성화된 수신 회로 개수를 통신 성능에 영향을 주지 않는 한도 내에서 줄일 수 있다고 판단할 수 있다. 동작 1563에서에서, 전자 장치(101)는 활성화된 수신 회로가 있는 지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 활성화된 수신 회로의 개수인 M이 0보다 큰지 확인할 수 있다. 동작 1563의 판단 결과 활성화된 수신 회로가 없는 경우(1563-N), 전자 장치(101)는 동작 1550으로 돌아가 다시 수신 신호의 SNR을 모니터링할 수 있다. 동작 1563의 판단 결과 활성화된 수신 회로가 있는 경우(1563-Y), 전자 장치(101)는 동작 1565에서 축소시킬 활성화된 수신 회로의 개수를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라 전자 장치(101)는 축소시킬 활성화된 수신 회로의 개수를 다음 수학식 5에 기초하여 결정할 수 있다.
여기서, TH1은 제1 임계 값이고, SNR은 측정된 SNR 값이고, Mc는 현재의 활성화된 수신 회로의 개수, Mn은 새롭게 결정되는 활성화된 수신 회로의 개수이다. 전자 장치(101)는 Mc-Mn 만큼 활성화된 수신 회로를 제어를 통해 비활성화 시킬 수 있다. 수신 회로의 온/오프 (활성화/비활성화)는, 예를 들어, 제어에 의한 구현이 가능할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1560에서, 측정된 SNR이 제1 임계 값보다 낮은 경우(1560-N), 동작 1570에서, 전자 장치(101)는 측정된 SNR이 제2 임계 값보다 낮은 지 판단할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1570의 판단 결과, 측정된 SNR이 제2 임계 값보다 높다면(1570-N), 동작 1550으로 진행하여 다시 수신 SNR를 모니터링할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1570의 판단 결과, 측정된 SNR이 제2 임계 값보다 낮다면(1570-Y), 동작 1573에서, 전자 장치(101)는 활성화된 수신 회로의 개수(M)가 전자 장치(101)가 가지고 있는 최대 수신 회로의 개수(M2)보다 작은 지를 판단할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1573의 판단 결과, 활성화된 수신 회로의 개수가 전자 장치(101)가 가지고 있는 최대 수신 회로의 개수보다 작지 않다면(1573-N), 더 이상 활성화할 수 있는 수신 회로가 없으므로 전자 장치(101)는 동작 1550으로 진행하여 다시 수신 SNR을 모니터링할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 동작 1573의 판단 결과, 활성화된 수신 회로의 개수가 전자 장치(101)가 가지고 있는 최대 수신 회로의 개수보다 작다면(1573-Y), 동작 1575에서, 전자 장치(101)는 활성화시킬 수신 회로의 개수를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라 전자 장치(101)는 다음 수학식 6에 기초하여 활성화시킬 수신 회로의 개수를 결정할 수 있다.
여기서, TH2는 제2 임계 값이고, SNR은 측정된 SNR 값이고, Mc는 현재의 활성화된 수신 회로의 개수, Mn은 새롭게 결정되는 활성화된 수신 회로의 개수이고, M2는 최대 수신 회로의 개수이다. 수학식 6을 참조하면, 활성화되는 수신 회로의 개수의 상한 값은 전자 장치(101)가 포함하고 있는 총 수신 회로의 개수가 될 수 있다. 전자 장치(101)는 Mn-Mc 개수만큼 수신 회로를 활성화시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도 15에 도시된 흐름도에서 활성화된 수신 회로의 개수의 변화 여부를 판단하는 기준이 되는 제1 임계 값 및 계2 임계 값은 통신 조건 (예: MCS (modulation and coding scheme), 변조 파형 (예: CP-OFDM, DFT-S-OFDM), 또는 대역폭)에 따라 달라질 수 있다.
상술 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조는 송신 RF 신호를 위한 전력 증폭기의 개수를 줄임으로써 안테나 모듈의 크기를 줄일 여력을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 15에서는 수신 SNR을 모니터링하는 동작 1540이 활성화된 수신 회로 개수를 설정하는 동작 1520과, 망에 접속하는 동작 1530 이후에 수행하는 것을 제안하였으나, 동작 1520과 1530에 무관하게 동작 1540이 수행될 수도 있다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 안테나 어레이 구조에 대한 일 예를 도시한 도면(1600)이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1610, 1620)(예: 도 2의 제3 안테나 모듈(246), 도 3의 안테나 모듈(330))은 PCB의 일면(예: 앞면)에 어레이 안테나의 안테나 엘리먼트들이 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 안테나 모듈(1610, 1620)은 PCB의 타면(예: 뒷면)에 전력 증폭기를 포함하는 기타 부품들이 배치될 수 있다. 전력 증폭기의 개수를 줄임으로써 전력 증폭기가 차지하는 공간을 줄이더라도, 어레이 안테나의 안테나 엘리먼트들에 의한 공간을 줄이지 않는다면 안테나 모듈의 크기를 줄이기가 용이하지 않을 수 있다.
도 16을 참조하면, 좌측에 도시된 송수신 회로만을 포함하는 안테나 모듈(1610)은 1x4 어레이 안테나를 구현하기 위하여 4개의 안테나 엘리먼트들(1611-1, 16111-2, 1611-3, 1611-4)(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2, 851-M1))이 일정한 간격으로 PCB(1611)(예: 도 8의 안테나 구조체(850)에 포함된 PCB)의 일면에 배치될 수 있다. 이처럼 4개의 안테나 엘리먼트들(1611-1, 1611-2, 1611-3, 1611-4)을 그대로 사용하는 경우, 전력 증폭기(예: 도 8의 전력 증폭기들(833, 836, 839))의 개수를 4개에서 2개로 줄임으로써, 프론트엔드 칩(예: 도 12의 프론트 엔드 IC(1210)) 또는 RFIC(예: 도 12의 RFIC(1220))의 사이즈를 감소시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 우측에 도시된 안테나 모듈(1620)에 포함된 PCB(1630)(예: 도 8의 안테나 구조체(850)에 포함된 PCB)에는 송수신을 위한 1x2 안테나 어레이를 형성하는 2개의 안테나 엘리먼트들(1621, 1623)(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2, 851-M1)) 및 수신 만을 위한 4개의 보조 안테나 엘리먼트(1631, 1633, 1635, 1637)(예: 도 8의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2, 853-M2))이 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 2개의 안테나 엘리먼트(1621, 1623)는 PCB(1630)의 중심에 위치할 수 있다. 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1631, 1633, 1635, 1637)은 PCB(1630)의 네 개 모서리들에 위치할 수 있다. 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1631, 1633, 1635, 1637)은, 예를 들어, 직사각형 모양을 갖는 PCB(1630)에 구비된 4개의 모서리들에 위치할 수 있다. 보조 안테나 엘리먼트(예: 보조 안테나 엘리먼트들(1631, 1633, 1635, 1637))는 안테나 엘리먼트(예: 안테나 엘리먼트(1621, 1623))에 비해 상대적으로 작은 사이즈를 가질 수 있으므로, 안테나 엘리먼트의 개수를 4개에서 2개로 줄이고, 4개의 보조 안테나 엘리먼트들을 추가하더라도, 안테나 모듈의 사이즈, 예를 들어, PCB의 사이즈가 증가하지 않을 수 있다.
일 실시 에에 따르면, 우측에 도시된 안테나 모듈(1620)은 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1631, 1633, 1635, 1637)을 제1 수신 회로(RF_RX_1) 또는 제2 수신 회로(RF_RX_2)에 연결하기 위한 스위치(1641, 1643)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1620)은 N(예: 2, 4)개의 보조 안테나 엘리먼트 및 N개의 보조 안테나 엘리먼트와 연결되는 N개의 수신 회로를 포함하고, 스위치(예: 스위치(1641, 1643))를 포함하지 않을 수도 있다.
도 16을 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(1620)은 성능 확보의 주요 요소가 되는 어레이 안테나의 구성을 1x2로 축소시키고 전력 증폭기의 출력을 증가(예: 5 ~ 7dB, 약 6dB 정도) 시킴으로써, 1x4 어레이 안테나 구조의 안테나 모듈(1610)과 실질적으로 동일한 EIRP 성능을 유지할 수 있다. 이처럼 어레이 안테나에 포함된 안테나 엘리먼트의 개수가 반으로 줄어들 경우 EIS 성능은 일정 수치(예: 약 3dB, 2~ 4 dB)저하될 수 있는데, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(1620)은 수신 성능 저하를 보상하기 위한 보조 안테나 엘리먼트들(1631, 1633, 1635, 1637)을 안테나 엘리먼트들(1621, 1623) 주변의 남는 공간에 배치하고, 수신 회로에 연결함으로써, EIS 성능 저하를 보완할 수 있다.
도 17 내지 도 19는 다양한 실시 예에 따른 안테나 모듈에서 보조 안테나 엘리먼트들의 배치 형상에 대한 예들을 도시한 도면들(1700, 1800, 1900)이다.
도 17을 참조하면, 일 실시 에에 따른 안테나 모듈(1700)에 포함된 PCB(1720)에는 송수신 회로에 연결되고, 1x2 어레이 안테나를 형성하는 2개의 안테나 엘리먼트들(1721, 1723)(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2, 851-M1)), 또는 수신 회로와 연결되는 3개의 보조 안테나 엘리먼트들(1731, 1733, 1735)(예: 도 8의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2, 853-M2))이 위치할 수 있다. 안테나 모듈(1700)은 송신 시에는 1x2 어레이 안테나를 형성하는 2개의 안테나 엘리먼트들(1721, 1723)을 통해 신호를 송신하고, 수신 시에는 1x2 어레이 안테나를 형성하는 2개의 안테나 엘리먼트들(1721, 1723) 및 수신 회로와 연결된 3개의 보조 안테나 엘리먼트들(1731, 1733, 1735) 중 적어도 일부를 통해 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 1x2 어레이 안테나에 해당하는 2개의 안테나 엘리먼트(1721, 1723)는 PCB(1720)의 중심에 위치할 수 있다. 3개의 보조 안테나 엘리먼트들(1731, 1733, 1735)은 PCB(1720)에서 2개의 기준 안테나 엘리먼트(1721, 1723)와 겹치지 않도록 PCB(1720)에 위치할 수 있다. 상기 3개의 보조 안테나 엘리먼트들(1731, 1733, 1735)은, 예를 들어, 직사각형의 PCB(1720) 내에서 하단에 위치하는 두 개의 모서리들과 2개의 기준 안테나 엘리먼트(1721, 1723)가 위치하는 사이 공간 하단에 위치할 수 있다.
도 18을 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(1800)에 포함된 PCB(1820)에는 송수신 회로에 연결되고, 1x2 안테나 어레이를 형성하는 2개의 안테나 엘리먼트들(1821, 1823)(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2, 851-M1)), 또는 수신 회로와 연결되는 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1831, 1833)(예: 도 8의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2, 853-M2))이 위치할 수 있다. 안테나 모듈(1800)은 송신 시에는 2개의 안테나 엘리먼트들(1821, 1823)를 통해 신호를 송신하고, 수신 시에는 2개의 안테나 엘리먼트들(1821, 1823) 및 수신 회로와 연결된 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1831, 1833) 중 적어도 일부를 통해 신호를 수신할 수 있다.
상기 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1831, 1833)은, 예를 들어, 직사각형의 PCB(1820) 내에서 2개의 안테나 엘리먼트(1921, 1923)이 위치하는 좌우 측면에 위치할 수 있다. 예컨대, 제1 보조 안테나 엘리먼트(1831)는 직사각형의 PCB(1820)의 좌측 변에 수직으로 위치할 수 있고, 제2 보조 안테나 엘리먼트(1833)는 직사각형의 PCB(1820)의 우측 변에 수직으로 위치할 수 있다.
도 19를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(1900)에 포함된 PCB(1920)에는 송수신 회로의 송신 경로에 연결되고 1x2 안테나 어레이를 형성하는 2개의 안테나 엘리먼트들(1921, 1923)(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2, 851-M1)을 포함하는 제1 안테나 어레이(851)), 송수신 회로의 수신 경로와 연결되는 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1931, 1933)(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2, 851-M1)), 또는 수신 회로와 연결되는 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1935, 1937)(예: 도 8의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2, 853-M2))이 위치할 수 있다. 안테나 모듈(1900)은 송신 시에는 2개의 안테나 엘리먼트들(1921, 1923)을 통해 신호를 송신하고, 수신 시에는 2개의 안테나 엘리먼트들(1921, 1923) 및 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1931, 1933, 1935, 1937) 중 적어도 일부를 통해 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1931, 1933, 1935, 1937)은 하나의 안테나 어레이를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 2개의 안테나 엘리먼트들(1921, 1923)은 PCB(1920)의 중심에 위치할 수 있다. 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1931, 1933, 1935, 1937) 중 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1933, 1935)은, 예를 들어, PCB(1920)에서 2개의 안테나 엘리먼트들(1921, 1923)와 적어도 일부 중첩되게 위치할 수 있다. 상기 4개의 보조 안테나 엘리먼트들(1931, 1933, 1935, 1937) 중 나머지 2개의 보조 안테나 엘리먼트들(1931, 1937)은, 예를 들어, 직사각형의 PCB(1920)에서 좌측 변과 우측 변에 수직 방향으로 위치할 수 있다.
상술한 도 16 내지 도 19는 신호 수신을 위한 보조 안테나 엘리먼트를 사용하는 다양한 실시 예들을 도시하고 있는 것으로 반드시 이에 한정하는 것이 아니고 다양한 형상 및 구조가 동일한 개념으로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 다양한 실시 예들에서는 안테나 엘리먼트 및/또는 보조 안테나 엘리먼트의 개수 또한 제안을 두지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 구조는 2개의 주파수 대역을 지원하는 듀얼 밴드(dual band) 안테나 모듈에 있어서도 효율적일 수 있다.
도 20은 다양한 실시 예에 따른 듀얼 밴드 안테나 구성을 도시한 도면(2000)이다.
도 20의 실시 예를 참조하면, 안테나 모듈(2010)은 1x4 어레이 안테나 구조에서 2개의 주파수 대역(예: 28GHz 및 39GHz)의 듀얼 밴드를 지원하기 위해 각 주파수 대역에 대해 4대의 전력 증폭기를 포함하여 총 8개의 전력 증폭기가 포함할 수 있다. 안테나 모듈(2010)에서는 제1 주파수 대역(예: 25 ~ 31GHz)을 위한 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기 각각 4개와 제2 주파수 대역(예: 35 ~ 45GHz)을 위한 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기 각각 4개의 총 8개의 전력 증폭기와 총 8개의 저잡음 증폭기를 포함할 수 있다. 이처럼 4개의 어레이 안테나 엘리먼트들(2011, 2013, 2015, 2017)를 실장할 수 있는 크기의 안테나 모듈에 8개의 전력 증폭기를 실장하는 것은 어려울 수 있다.
일 실시 예에 따른 안테나 모듈(2020)은 배치된 4개의 안테나 엘리먼트들(2021, 2023, 2025, 2027) 중 2개(예: 안테나 엘리먼트들(2021, 2023))는 제1 주파수 대역 신호의 송신을 위한 1x2 어레이 안테나로, 나머지 2개(예: 안테나 엘리먼트들(2025, 2027))는 제2 주파수 대역 신호의 송신을 위한 1x2 어레이 안테나로 사용하고, 각 주파수 대역에 대해 2개의 전력 증폭기만 사용하여 총 4개의 전력 증폭기를 포함하고, 각 전력 증폭기의 출력 전력을 일정 값(예: 5 ~ 7dB, 약 6dB 정도)만큼 증가시킴으로써 실질적으로 EIRP 성능의 저하 없이 듀얼 밴드를 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(2020)은 제1 주파수 대역 신호의 송신을 위해 사용되는 안테나 엘리먼트들(2021, 2023)을 제2 주파수 대역의 수신 회로에 연결하고, 제2 주파수 대역의 송신을 위해 사용되는 안테나 엘리먼트들(2025, 2027)은 제1 주파수 대역 신호를 수신하기 위한 수신 회로에 연결하여, 신호 수신 시에는 안테나 엘리먼트의 개수를 4개로 유지함으로써 EIS 성능을 기존과 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다. 본원 발명에 따른 이종 안테나 구조를 이용하는 경우 추가적으로 4개의 저잡음 증폭기가 추가될 수 있으나, 저잡음 증폭기가 차지하는 면적이 상대적으로 적기 때문에 안테나 모듈의 크기를 그렇게 키우지 않을 수 있다.
도 21은 다양한 실시 예에 따라 RFIC와 FEM이 분리된 안테나 모듈을 이용한 회로 구조를 도시한 도면이다.
도 21을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(2100)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 어플리케이션 프로세서(application processor, AP)(2110), 커뮤니케이션 프로세서(CP)(2120), IFIC(2130), 제1 안테나 모듈(2160) 또는 제2 안테나 모듈(2170)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(2100)는 제1 안테나 모듈(2160) 또는 제2 안테나 모듈(2170) 중 하나만 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, AP(2110), CP(2120), IFIC(2130)는 제1 PCB(2150)에 위치할 수 있고, 제1 안테나 모듈(2160)은 제2 PCB를 포함할 수 있으며, 제2 안테나 모듈(2170)은 제3 PCB를 포함할 수 있다. 상기 제1 안테나 모듈(2160)과 상기 제2 안테나 모듈(2170)은 하나의 PCB를 공유할 수도 있다. 상기 제1PCB(2150)는 PCB 모듈 인터페이스를 통해 다른 PCB에 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, RFIC(2161), 및 FEM(2163)은 분리되어 제2 PCB에 위치할 수 있다. 예를 들어, RFIC(2161)는 CMOS 공정으로 형성될 수 있다. FEM(2163)은 화합물 공정으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 안테나 모듈(2160)은 1x2 어레이 안테나(다수의 안테나 엘리먼트들)(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 안테나 모듈(2160)은 제1 PCB(2150)와의 신호 연결을 위한 인터페이스(2165)를 더 포함할 수 있다. 상기 인터페이스(2165)는, 예를 들어, FPCB 연결부, FRC 연결부, 또는 인터포저를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 제2 RFIC(2171), 다수의 FEM들(제1 FEM(2173) .... 제n FEM(2175)은 분리되어 제3 PCB에 위치할 수 있다. 예를 들어, RFIC(2171)는 CMOS 공정으로 형성될 수 있다. 제1 FEM(2173) 또는 제n FEM(2175)은 화합물 공정으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 안테나 모듈(2170)은 N개의 안테나 엘리먼트들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 안테나 모듈(2170)은 N개의 안테나 엘리먼트들을 이용하여 복수의 어레이 안테나를 형성할 할 수 있다. 예를 들어, 제2 안테나 모듈(2170)은 N개의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 이용하여 두 개의 어레이 안테나를 형성할 경우, 하나의 어레이 안테나는 제1 FEM(2173)과 전기적으로 연결하고, 다른 어레이 안테나는 제n FEM(2175)과 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 안테나 모듈(2170)은 제1 PCB(2150)와의 신호 연결을 위한 인터페이스(2179)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(2179)는 FPCB 연결부, FRC 연결부, 또는 인터포저를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 안테나 모듈(2170)은 제1 FEM(2173), 또는 제n FEM(2175) 외에 추가로 FEM을 더 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈들(2160, 2170)에서 사용된 FEM들(2163, 2173, 또는 2175)은, 예를 들어, 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 FEM(2173)이 전송 경로와 제1 수신 경로를 형성하고, 상기 전송 경로와 상기 제1 수신 경로를 통해 무선 신호의 송수신을 모두 지원할 수 있다. 제n2 FEM(2175)은 제2 수신 경로를 형성하고, 상기 제2 수신 경로를 통해 무선 신호의 수신을 지원할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 휴대용 통신 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제 1 인쇄회로기판에 위치된 프로세서(예: 도 3의 프로세서(350)); 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340)); 및 안테나 모듈(예: 도 3의 안테나 모듈(330))을 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 제 2 인쇄회로기판(예: 도 3의 제2 PCB(320)); 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 제 1 안테나(예: 도 3의 제1 안테나(321) 또는 도 6의 제1 안테나 엘리먼트(611, 621)) 및 제 2 안테나(도 3의 제2 안테나(326) 또는 도 6의 제2 안테나 엘리먼트(612, 622)); 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323)), 상기 송수신 회로는 상기 제 1 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기(예: 도 3의 전력 증폭기(324)) 및 상기 제 1 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기(예: 도 3의 제1 저잡음 증폭기(325))를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 전송 경로(예: 도 3의 전송 경로(a))의 일부를 형성하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 제 1 수신 경로(예: 제1 수신 경로(b))의 일부를 형성하고, 상기 송수신 회로에서는 상기 전송 경로 또는 상기 제 1 수신 경로가 상기 통신 회로에 의해 선택적으로 제공될 수 있고; 및 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328)), 상기 수신 회로는 상기 제 2 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 및 상기 제 2 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기(예: 도 3의 제2 저잡음 증폭기(329))를 포함하고, 상기 제 2 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결된 제 2 수신 경로(예: 도 3의 제2 수신 경로(c))의 일부를 형성할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 다른(another) 송수신 회로(예: 도 8의 전력 증폭기(836)과 저잡음 증폭기(835); 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 다른(another) 수신 회로(예; 도 8의 저잡음 증폭기(843)); 상기 송수신 회로 및 상기 다른(the other) 송수신 회로와 전기적으로 연결된 제 1 결합기(예: 도 8의 분배기/결합기(821); 및 상기 수신 회로 및 상기 다른(the other) 수신 회로와 전기적으로 연결된 제 2 결합기(예: 도 8의 결합기(823))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 및 상기 제 1 결합기가 위치된 제 1 프론트엔드 칩(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)); 및 상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 결합기가 위치된 제 2 프론트엔드 칩(예: 도 3의 제2 프론트엔드 칩(327))을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 및 상기 제 1 결합기가 위치된 프론트엔드 칩(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)); 및 상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 결합기가 위치된 라디오 주파수 집적 회로(RFIC)(예: 도 6의 RFIC(615, 623))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 송수신 회로 및 상기 다른 송수신 회로가 위치된 제 1 프론트엔드 칩(예: 도 3의 제1 프론트엔드 칩(322)); 상기 수신 회로 및 상기 다른 수신 회로가 위치된 제 2 프론트엔드 칩(예: 도 3의 제2 프론트엔드 칩(327)); 및 상기 제 1 결합기 및 상기 제 2 결합기가 위치된 RFIC(예: 도 6의 RFIC(615, 623))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 상기 제 1 결합기, 상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 결합기가 위치된 RFIC(예: 도 6의 RFIC(615, 623))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 제 3 안테나(예: 도 6의 제3 안테나 엘리먼트(613)) 및 제 4 안테나(예: 도 6의 제4 안테나 엘리먼트(614))를 포함하고, 상기 제 3 안테나는 상기 다른 송수신 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 제 4 안테나는 상기 다른 수신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 3 안테나는 상기 통신 회로에 의해 수신된 무선 신호에 대하여 제 1 안테나 어레이(예: 도 8의 제1 안테나 어레이(851))로 작동하도록 설정되고, 상기 제 2 안테나 및 상기 제 4 안테나는 상기 무선 신호에 대하여 제 2 안테나 어레이(예: 도 8의 제2 안테나 어레이(853))로 작동하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서는 커뮤니케이션 프로세서(예: 도 2의 제1 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(212, 214))의 적어도 일부를 형성하고, 상기 커뮤니케이션 프로세서는: 상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 및 상기 제 1 안테나 어레이를 이용하여 제 1 빔을 형성하고; 및 상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 안테나 어레이를 이용하여 제 2 빔을 형성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 커뮤니케이션 프로세서는, 상기 제 1 빔이 상기 휴대용 통신 장치의 제 1 면을 향하도록 상기 제 1 빔의 상기 형성하는 동작을 수행하고; 및 상기 제 2 빔이 상기 제 1 면과 다른 제 2 면을 향하도록 상기 제 2 빔의 상기 형성하는 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 1 안테나는 상기 휴대용 통신 장치의 제 1 면을 향하고, 상기 제 2 안테나는 상기 제 1 면과 다른 제 2 면을 향하고, 상기 송수신 회로는 상기 제 1 면에 반대 방향의 제 3 면을 향하도록 위치할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 수신 회로는 상기 제 2 면에 반대 방향의 제 4 면을 향하도록 위치할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 2 인쇄회로기판은 제 1 경성 회로기판 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530)), 제 2 경성 회로기판 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540)), 및 상기 제 1 경성 회로기판 부분 및 상기 제 2 경성 회로기판 부분 사이에 연결된 연성 회로기판 부분(예: 도 5의 제3 PCB(550))을 포함하고; 상기 제 1 안테나 및 상기 송수신 회로는 상기 제 1 경성 회로기판 부분에 위치되고; 및 상기 제 2 안테나 및 상기 수신 회로는 상기 제 2 경성 회로기판 부분에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상기 통신 회로에 의해 수신된 무선 신호에 대하여 안테나 어레이로 작동하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 송수신 회로는 제 1 물질로 형성된 제 1 반도체(예: 도 14의 프론트엔드 IC(1410))를 포함하고, 상기 수신 회로는 상기 제 1 물질과 다른 제 2 물질로 형성된 제 2 반도체(예: 도 14의 RFIC(1420))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 휴대용 통신 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제 1 인쇄회로기판(예: 도 3의 제1 인쇄회로기판(310))에 위치된 프로세서(예: 도 3의 프로세서(350)); 제 1 면(예: 도 6의 한쪽 면(610-a, 620-a, 630-a, 640-a, 650-a-1, 650-b-1, 660-a-1, 660-b-1)에 제 1 어레이 안테나(예: 도 8의 제1 안테나 어레이(851))와 제 2 어레이 안테나(예: 도 8의 제2 안테나 어레이(853))가 위치하고, 상기 제 1 면과 다른 면인 제 2 면(예: 도 6의 다른 면(610-b, 620-b, 630-b, 640-b, 650-a-2, 650-b-2, 660-a-2, 660-b-2)에 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323) 또는 도 8의 송수신 회로(830))와 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328) 또는 도 8의 수신 회로(840))가 위치하는 제 2 인쇄회로기판(예: 도 3의 제2 PCB(320) 또는 도 4의 제 2 PCB(420))을 포함하는 안테나 모듈(예: 도 3의 안테나 모듈(330); 및 상기 프로세서와 상기 안테나 모듈을 전기적으로 연결하는 통신 회로(예: 도 3의 통신 회로(340)를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나를 구성하는 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들(예: 도 8의 제1 안테나 엘리먼트들(851-1, 851-2 ……851-M1))과 상기 통신 회로를 전기적으로 연결하는 제 1 경로 상에 위치하는 상기 송수신 회로는, 상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 증폭하는 전력 증폭기들(예: 도 8의 전력 증폭기들(833, 836, 839)); 및 상기 복수의 제1 안테나 엘리먼트들을 통하여 수신된 신호를 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기들(예: 도 8의 제1 저잡음 증폭기(832, 835, 838))을 포함하고, 상기 제 2 어레이 안테나를 구성하는 복수의 제 2 안테나 엘리먼트들(예: 도 8의 제2 안테나 엘리먼트들(853-1, 853-2 ……853-M1))과 상기 통신 회로를 전기적으로 연결하는 제 2 경로 상에 위치하는 상기 수신 회로는, 상기 복수의 제 2 안테나 엘리먼트들을 통하여 수신된 신호를 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기들(예: 도 8의 제2 저잡음 증폭기(841, 843, 845))을 포함하며, 상기 제 2 인쇄회로기판에서 상기 송수신 회로와 상기 수신 회로에 포함된 저잡음 증폭기들(예: 도 8의 제1 저잡음 증폭기(832, 835, 838)와 제2 저잡음 증폭기(841, 843, 845))의 개수가 상기 송수신 회로와 상기 수신 회로에 포함된 전력 증폭기들(예: 도 8의 전력 증폭기들(833, 836, 839))의 개수보다 많을 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제 2 인쇄회로기판은 제 1 경성 회로기판 부분(예: 도 5의 제1 PCB(530)), 제 2 경성 회로기판 부분(예: 도 5의 제2 PCB(540)) 및 상기 제 1 경성 회로기판 부분과 상기 제 2 경성 회로기판 부분 사이에 연결된 연성 회로기판 부분(예: 제3 PCB(550))을 포함하고, 상기 1 경성 회로기판 부분의 한 면에 상기 제 1 어레이 안테나가 위치하고, 상기 제 1 경성 회로기판 부분의 다른 면에 상기 송수신 회로가 위치하고, 상기 2 경성 회로기판 부분의 한 면에 상기 제 2 어레이 안테나가 위치하고, 상기 제 2 경성 회로기판 부분의 다른 면에 상기 수신 회로가 위치하며, 상기 제 1 어레이 안테나는 빔 포밍 동작을 통해 송신 빔 또는 제1 수신 빔 중 하나의 빔을 형성하도록 동작하고, 상기 제 2 어레이 안테나는 빔 포밍 동작을 통해 제2 수신 빔을 형성하도록 동작하며, 상기 제 1 어레이 안테나와 상기 제 2 어레이 안테나는 상기 제 1 수신 빔과 상기 제 2 수신 빔을 동일 시간에 서로 다른 방향으로 형성하도록 동작할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 안테나 모듈은, 상기 제 1 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들과 상기 제 2 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들을 결합하여 하나의 수신 신호로 출력하는 결합기(예: 도 9의 분배기/결합기(911), 제1 결합기(912) 및 제2 결합기(913)); 및 상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 상기 전력 증폭기들로 분배하여 출력하는 분배기(예: 분배기/결합기(911))를 더 포함하며, 상기 결합기와 상기 분배기는 상기 안테나 모듈에 포함된 상기 제2 인쇄회로기판에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 안테나 모듈은, 상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 상기 전력 증폭기들로 분배하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들을 제 1 수신 신호로 결합하는 분배 및 결합기(예: 도 9의 분배기/결합기(911); 및 상기 제 2 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들을 제 2 수신 신호로 결합하는 제 1 결합기(예: 도 9의 제1 결합기(912); 및 상기 제 1 수신 신호와 상기 제 2 수신 신호를 결합하여 제 3 수신 신호를 출력하는 제 2 결합기(예: 도 9의 제2 결합기(913)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 안테나 모듈(예: 도 3의 안테나 모듈(330))은, 인쇄회로기판(예: (예: 도 3의 제2 PCB(320)); 상기 인쇄회로기판에 위치된 제 1 안테나(예: 도 3의 제1 안테나(321) 또는 도 6의 제1 안테나 엘리먼트(611, 621)) 및 제 2 안테나(도 3의 제2 안테나(326) 또는 도 6의 제2 안테나 엘리먼트(612, 622)); 상기 인쇄회로기판에 위치된 송수신 회로(예: 도 3의 송수신 회로(323)), 상기 송수신 회로는 상기 제 1 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기(예: 도 3의 전력 증폭기(324)) 및 상기 제 1 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기(예: 도 3의 제1 저잡음 증폭기(325))를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 전송 경로의 일부를 형성하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 제 1 수신 경로(예: 제1 수신 경로(b))의 일부를 형성하고, 상기 송수신 회로에서는 상기 전송 경로 또는 상기 제 1 수신 경로가 상기 통신 회로에 의해 선택적으로 제공될 수 있고; 및 상기 인쇄회로기판에 위치된 수신 회로(예: 도 3의 수신 회로(328)), 상기 수신 회로는 상기 제 2 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 및 상기 제 2 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기(예: 도 3의 제2 저잡음 증폭기(329))를 포함하고, 상기 제 2 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결된 제 2 수신 경로(예: 도 3의 제2 수신 경로(c))의 일부를 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서는 송신 회로의 개수와 수신 회로의 개수가 상이한 이종 안테나 구조를 제안하고 있으며, 이로 인하여, 안테나 모듈의 크기를 줄이면서 공간 효율성을 확보할 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예에서는 송신 회로의 개수와 수신 회로의 개수가 상이한 이종 안테나 구조를 제안하고 있으며, 이로 인하여, 안테나 모듈의 크기를 줄이면서 공간 효율성을 확보할 수 있을 것이다.
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, 노트북, PDA, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기를 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, 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 어떤 구성요소가 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 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 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 적어도 하나의 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 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.
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: CD-ROM(compact disc read only memory))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 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 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 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
Claims (20)
- 휴대용 통신 장치에 있어서,
제 1 인쇄회로기판에 위치된 프로세서;
통신 회로; 및
안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은,
제 2 인쇄회로기판;
상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 제 1 안테나 및 제 2 안테나;
상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 송수신 회로, 상기 송수신 회로는 상기 제 1 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기 및 상기 제 1 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 전송 경로의 일부를 형성하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 제 1 수신 경로의 일부를 형성하고, 상기 송수신 회로에서는 상기 전송 경로 또는 상기 제 1 수신 경로가 상기 통신 회로에 의해 선택적으로 제공될 수 있고; 및
상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 수신 회로, 상기 수신 회로는 상기 제 2 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 및 상기 제 2 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 제 2 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결된 제 2 수신 경로의 일부를 형성하는, 휴대용 통신 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 다른(another) 송수신 회로;
상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 다른(another) 수신 회로;
상기 송수신 회로 및 상기 다른(the other) 송수신 회로와 전기적으로 연결된 제 1 결합기; 및
상기 수신 회로 및 상기 다른(the other) 수신 회로와 전기적으로 연결된 제 2 결합기를 포함하는, 휴대용 통신 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 및 상기 제 1 결합기가 위치된 제 1 프론트엔드 칩; 및
상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 결합기가 위치된 제 2 프론트엔드 칩을 포함하는, 휴대용 통신 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 및 상기 제 1 결합기가 위치된 프론트엔드 칩; 및
상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 결합기가 위치된 라디오 주파수 집적 회로(RFIC)를 포함하는, 휴대용 통신 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 송수신 회로 및 상기 다른 송수신 회로가 위치된 제 1 프론트엔드 칩;
상기 수신 회로 및 상기 다른 수신 회로가 위치된 제 2 프론트엔드 칩; 및
상기 제 1 결합기 및 상기 제 2 결합기가 위치된 RFIC를 포함하는, 휴대용 통신 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 상기 제 1 결합기, 상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 결합기가 위치된 RFIC를 포함하는, 휴대용 통신 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 인쇄회로기판에 위치된 제 3 안테나 및 제 4 안테나를 포함하고,
상기 제 3 안테나는 상기 다른 송수신 회로와 전기적으로 연결되고,
상기 제 4 안테나는 상기 다른 수신 회로와 전기적으로 연결된, 휴대용 통신 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 안테나 및 상기 제 3 안테나는 상기 통신 회로에 의해 수신된 무선 신호에 대하여 제 1 안테나 어레이로 작동하도록 설정되고,
상기 제 2 안테나 및 상기 제 4 안테나는 상기 무선 신호에 대하여 제 2 안테나 어레이로 작동하도록 설정된, 휴대용 통신 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는 커뮤니케이션 프로세서의 적어도 일부를 형성하고,
상기 커뮤니케이션 프로세서는:
상기 송수신 회로, 상기 다른 송수신 회로, 및 상기 제 1 안테나 어레이를 이용하여 제 1 빔을 형성하고; 및
상기 수신 회로, 상기 다른 수신 회로, 및 상기 제 2 안테나 어레이를 이용하여 제 2 빔을 형성하도록 설정된, 휴대용 통신 장치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 커뮤니케이션 프로세서는,
상기 제 1 빔이 상기 휴대용 통신 장치의 제 1 면을 향하도록 상기 제 1 빔의 상기 형성하는 동작을 수행하고; 및
상기 제 2 빔이 상기 제 1 면과 다른 제 2 면을 향하도록 상기 제 2 빔의 상기 형성하는 동작을 수행하도록 설정된, 휴대용 통신 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 안테나는 상기 휴대용 통신 장치의 제 1 면을 향하고,
상기 제 2 안테나는 상기 제 1 면과 다른 제 2 면을 향하고,
상기 송수신 회로는 상기 제 1 면에 반대 방향의 제 3 면을 향하도록 위치된, 휴대용 통신 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 수신 회로는 상기 제 2 면에 반대 방향의 제 4 면을 향하도록 위치된, 휴대용 통신 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 인쇄회로기판은 제 1 경성 회로기판 부분, 제 2 경성 회로기판 부분, 및 상기 제 1 경성 회로기판 부분 및 상기 제 2 경성 회로기판 부분 사이에 연결된 연성 회로기판 부분을 포함하고;
상기 제 1 안테나 및 상기 송수신 회로는 상기 제 1 경성 회로기판 부분에 위치되고; 및
상기 제 2 안테나 및 상기 수신 회로는 상기 제 2 경성 회로기판 부분에 위치된, 휴대용 통신 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상기 통신 회로에 의해 수신된 무선 신호에 대하여 안테나 어레이로 작동하도록 설정된, 휴대용 통신 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 송수신 회로는 제 1 물질로 형성된 제 1 반도체를 포함하고,
상기 수신 회로는 상기 제 1 물질과 다른 제 2 물질로 형성된 제 2 반도체를 포함하는, 휴대용 통신 장치.
- 휴대용 통신 장치에 있어서,
제 1 인쇄회로기판에 위치된 프로세서;
제 1 면에 제 1 어레이 안테나와 제 2 어레이 안테나가 위치하고, 상기 제 1 면과 다른 면인 제 2 면에 송수신 회로와 수신 회로가 위치하는 제 2 인쇄회로기판을 포함하는 안테나 모듈; 및
상기 프로세서와 상기 안테나 모듈을 전기적으로 연결하는 통신 회로를 포함하며,
상기 제 1 어레이 안테나를 구성하는 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들과 상기 통신 회로를 전기적으로 연결하는 제 1 경로 상에 위치하는 상기 송수신 회로는,
상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 증폭하는 전력 증폭기들; 및
상기 복수의 제1 안테나 엘리먼트들을 통하여 수신된 신호를 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기들을 포함하고,
상기 제 2 어레이 안테나를 구성하는 복수의 제 2 안테나 엘리먼트들과 상기 통신 회로를 전기적으로 연결하는 제 2 경로 상에 위치하는 상기 수신 회로는,
상기 복수의 제 2 안테나 엘리먼트들을 통하여 수신된 신호를 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기들을 포함하며,
상기 전력 증폭기들과 상기 제 1 저잡음 증폭기들은 다수의 쌍을 구성하고, 상기 다수의 쌍들은 상기 복수의 제1 안테나 엘리먼트들과 매칭되고, 상기 제2 저잡음 증폭기들은 상기 복수의 제2 안테나 엘리먼트들과 매칭되는, 휴대용 통신 장치.
- 제16항에 있어서,
상기 제 2 인쇄회로기판은 제 1 경성 회로기판 부분, 제 2 경성 회로기판 부분 및 상기 제 1 경성 회로기판 부분과 상기 제 2 경성 회로기판 부분 사이에 연결된 연성 회로기판 부분을 포함하고,
상기 1 경성 회로기판 부분의 한 면에 상기 제 1 어레이 안테나가 위치하고, 상기 제 1 경성 회로기판 부분의 다른 면에 상기 송수신 회로가 위치하고,
상기 2 경성 회로기판 부분의 한 면에 상기 제 2 어레이 안테나가 위치하고, 상기 제 2 경성 회로기판 부분의 다른 면에 상기 수신 회로가 위치하며,
상기 제 1 어레이 안테나는 빔 포밍 동작을 통해 송신 빔 또는 제1 수신 빔 중 하나의 빔을 형성하도록 동작하고,
상기 제 2 어레이 안테나는 빔 포밍 동작을 통해 제2 수신 빔을 형성하도록 동작하며,
상기 제 1 어레이 안테나와 상기 제 2 어레이 안테나는 상기 제 1 수신 빔과 상기 제 2 수신 빔을 동일 시간에 서로 다른 방향으로 형성하도록 동작하는, 휴대용 통신 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 안테나 모듈은,
상기 제 1 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들과 상기 제 2 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들을 결합하여 하나의 수신 신호로 출력하는 결합기; 및
상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 상기 전력 증폭기들로 분배하여 출력하는 분배기를 더 포함하며,
상기 결합기와 상기 분배기는 상기 안테나 모듈에 포함된 상기 제2 인쇄회로기판에 위치하는, 휴대용 통신 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 안테나 모듈은,
상기 복수의 제 1 안테나 엘리먼트들을 통하여 전송될 신호를 상기 전력 증폭기들로 분배하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들을 제 1 수신 신호로 결합하는 분배 및 결합기; 및
상기 제 2 저잡음 증폭기들에 의해 증폭되어 출력되는 수신 신호들을 제 2 수신 신호로 결합하는 제 1 결합기; 및
상기 제 1 수신 신호와 상기 제 2 수신 신호를 결합하여 제 3 수신 신호를 출력하는 제 2 결합기를 더 포함하는, 휴대용 통신 회로.
- 안테나 모듈에 있어서,
인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판에 위치된 제 1 안테나 및 제 2 안테나;
상기 인쇄회로기판에 위치된 송수신 회로, 상기 송수신 회로는 상기 제 1 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기 및 상기 제 1 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 1 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 전력 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 전송 경로의 일부를 형성하고, 상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결된 제 1 수신 경로의 일부를 형성하고, 상기 송수신 회로에서는 상기 전송 경로 또는 상기 제 1 수신 경로가 상기 통신 회로에 의해 선택적으로 제공될 수 있고; 및
상기 인쇄회로기판에 위치된 수신 회로, 상기 수신 회로는 상기 제 2 안테나를 통하여 전송될 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함하지 않고, 및 상기 제 2 안테나를 통하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 제 2 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 제 2 저잡음 증폭기는 상기 통신 회로 및 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결된 제 2 수신 경로의 일부를 형성하는, 안테나 모듈.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |