KR20210121265A - 안테나 장치 및 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

플렉서블 디스플레이를 갖는 전자 디바이스에 사용되는 안테나 장치가 개시되는데, 플렉서블 디스플레이는 회전축에서 구부러질 수 있고, 플렉서블 디스플레이는 회전축의 양 쪽에 각각 구성된 주 화면과 보조 화면을 포함한다. 안테나 장치는 회전축의 한 단부에 가깝게 주 화면 프레임 상에 배치되는 제 1 금속 스트립과, 회전축의 동일한 단부에 가깝게 보조 화면 프레임 상에 배치되는 제 2 금속 스트립을 포함할 수 있다. 제 1 금속 스트립은 이중 급전 설계를 통해 복수의 안테나로서 구현될 수 있다. 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때, 제 2 금속 스트립은 제 1 금속 스트립의 기생 안테나로 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 보조 화면 프레임 상에 배치된 제 2 금속 스트립은, 주 화면 프레임 상에 배치된 제 1 금속 스트립의 방사 효율을 향상시키고 가요성 디스플레이가 접힌 상태일 때 제 1 금속 스트립의 안테나 성능을 최적화하도록 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

안테나 장치 및 전자 디바이스
본 출원은 2019년 2월 22일자로 중국 국가지식재산관리국에 제출되고 제목이 "안테나 장치 및 전자 디바이스(ANTENNA APPARATUS AND ELECTRONIC DEVICE)"인 중국 특허 출원 번호 201910136437.0에 대한 우선권을 주장하는데, 이는 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 안테나 기술의 분야에 관한 것이고, 특히, 전자 디바이스에 사용되는 안테나 장치에 관한 것이다.
모바일 통신 기술의 발달과 스마트폰의 대중화에 따라, 스마트폰의 설계는 큰 화면, 베젤리스(bezel-less) 화면, 회전식 화면 등으로부터 보다 나은 사용자 경험과 새로운 외관 및 기능을 위한 폴더블 화면(foldable screens)으로 진화하고 있다. 이러한 진화는 플렉서블 디스플레이 기술의 발전에 의존한다. 스마트폰과 같은 전자 디바이스의 폴더블 화면은 전자 디바이스의 기능적 설계에 대한 새로운 가능성을 야기하며, 더 많은 새로운 응용 시나리오에 적용가능하고 이들을 커버할 수 있다. 또한, 폴더블 화면은 전자 디바이스의 안테나 설계에 대한 새로운 도전과 새로운 가능성을 야기하기도 한다.
본 발명의 실시예는 안테나 장치를 제공한다. 전자 디바이스의 플렉서블 디스플레이 아키텍처에 기초하여, 보조 화면 프레임에 배치된 제 2 금속 스트립은, 주 화면 프레임 상에 배치된 제 1 금속 스트립의 방사 효율을 향상시키고, 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때 제 1 금속 스트립의 안테나 성능을 최적화하고, 플렉서블 디스플레이의 접힌 상태에서의 안테나 성능과 플렉서블 디스플레이의 열린 상태에서의 안테나 성능 사이의 차이를 감소시키도록 효과적으로 사용될 수 있다.
제 1 양태에 따르면, 본 출원은 전자 디바이스에 사용되는 안테나 장치를 제공한다. 전자 디바이스는 플렉서블 디스플레이, 회전축 및 프레임을 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 주 화면 및 보조 화면을 포함할 수 있다. 주 화면과 보조 화면은 회전축을 사용하여 접속된다. 주 화면의 폭와 보조 화면의 폭(w2)은 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 전자 디바이스의 프레임은 주 화면 프레임 및 보조 화면 프레임을 포함할 수 있다. 본 출원에서, 주 화면은 제 1 화면으로 지칭될 수 있고, 보조 화면은 제 2 화면으로 지칭될 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 회전축에서 구부러질 수 있다. 여기서, 구부러지는 것은 플렉서블 디스플레이가 바깥쪽으로 구부러지거나 플렉서블 디스플레이가 안쪽으로 구부러지는 것을 포함할 수 있다.
안테나 장치는 제 1 금속 스트립 및 제 2 금속 스트립을 포함할 수 있다. 제 1 금속 스트립의 두 개의 단부는 개방되고 제 1 개방 단부 및 제 2 개방 단부를 포함할 수 있다. 제 1 금속 스트립은 제 1 개방 단부에 가까운 제 1 급전점 및 제 2 개방 단부에 가까운 제 2 급전점을 가질 수 있다. 제 1 급전점은 제 1 안테나(예를 들어, 다이버시티 안테나)의 정합 회로에 접속될 수 있고, 제 2 급전점은 제 2 안테나(예를 들어, GPS 안테나)의 정합 회로에 접속될 수 있다. 제 1 금속 스트립 상에서 제 1 급전점과 제 2 급전점 사이에 제 1 접지점이 배치될 수 있다. 제 2 금속 스트립의 한 단부는 개방되고 제 2 금속 스트립의 다른 단부는 접지된다. 제 2 금속 스트립 상에는 제 1 접속점이 배치될 수 있고, 제 1 접속점은 제 1 필터에 접속된다. 제 1 필터의 동작 대역은 제 1 안테나의 방사 대역(예를 들어, 저대역) 및 제 2 안테나의 방사 대역(예를 들어, GPS 대역)을 포함할 수 있다. 제 1 금속 스트립은 회전축의 제 1 단부에 가깝게 제 1 화면 프레임 상에 배치될 수 있다. 제 2 금속 스트립은 회전축의 제 1 단부에 가깝게 제 2 화면 프레임 상에 배치될 수 있다. 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때, 제 1 금속 스트립은 제 2 금속 스트립에 결합되어 제 1 안테나의 방사 대역에서 방사를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 안테나의 방사 대역(예를 들어, 저대역) 및 제 2 안테나의 방사 대역(예를 들어, GPS 대역)에서 제 1 금속 스트립의 안테나 성능이 향상될 수 있다. 이 경우, 제 2 금속 스트립은 제 1 금속 스트립의 기생 구조(parasitic structure)로 사용될 수 있다.
제 1 측면에 제공된 안테나 장치가 구현되어, 보조 화면 프레임 상에 배치된 제 2 금속 스트립은 효과적으로 사용될 수 있다. 제 1 필터가 보조 화면 프레임 상의 제 2 금속 스트립에 배치되기 때문에, 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때, 주 화면 프레임 상에 배치된 제 1 금속 스트립의 방사 효율이 향상되고, 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때 제 1 금속 스트립의 안테나 성능이 최적화되며, 플렉서블 디스플레이의 접힌 상태에서의 안테나 성능과 플렉서블 디스플레이의 열린 상태에서의 안테나 성능 사이의 차이가 감소된다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 금속 스트립의 제 1 개방 단부에 가까운 쪽에 제 2 필터가 추가로 배치될 수 있다. 제 2 필터는 제 2 안테나의 방사 대역(예를 들어, GPS 대역)에서 접지된 대역 통과로서 제시될 수 있다. 제 2 필터의 도입은, 제 1 접지점과 제 2 필터의 제 2 접속점 사이의 방사체(radiator)가 두 단부에서 폐쇄되고 두 단부는 강전류점(strong current points)이라는 경계 조건을 생성할 수 있다. 제 2 필터와 제 1 개방 단부 사이의 방사체의 1/4 파장 모드는 또한 제 2 안테나의 방사 대역의 공진을 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 제 2 안테나의 방사 대역의 공진이 보완되어 제 2 안테나의 방사 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 필터가 배치되어, 제 2 안테나로부터의 제 1 안테나의 분리가 더욱 향상될 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 2 필터는 제 1 급전점에 배치될 수 있거나, 또는 제 1 급전점과 제 1 접지점 사이에서 제 1 급전점에 가까운 위치에 배치될 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 화면 프레임은 금속 프레임일 수 있다. 이 경우, 제 1 화면 프레임의 외관은 금속 외관으로 제시되며, 제 1 금속 스트립은 금속 프레임을 포함할 수 있다. 구체적으로, 두 개의 슬롯, 즉, 제 1 슬롯과 제 2 슬롯이 금속 프레임 상에 배치될 수 있고, 두 개의 슬롯 사이의 금속 프레임 세그먼트는 제 1 금속 스트립으로 사용될 수 있다. 두 개의 슬롯 중 하나는 회전축의 제 1 단부에 가까운 위치에 배치될 수 있다. 여기서 "가까운"은 슬롯과 회전축 사이의 거리가 제 1 사전설정 거리(예를 들어, 2mm) 미만인 것을 의미한다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 화면 프레임은 제 1 프레임 부분 및 제 2 프레임 부분을 포함할 수 있다. 제 1 프레임 부분은 금속(금속 외관)이고 제 2 프레임 부분은 비금속(비금속 외관)이다. 제 1 프레임 부분의 한 단부는 회전축의 제 1 단부에 접속되고, 제 1 프레임 부분의 다른 단부는 제 2 프레임 부분에 접속되고 개방된다. 제 1 프레임 부분 상에서 회전축의 제 1 단부에 가까운 위치에 슬롯이 배치될 수 있다. 여기서, 슬롯은 제 3 슬롯으로 지칭될 수 있고, 제 3 슬롯은 전술한 제 1 슬롯일 수 있다. 여기서 "가까운"은 슬롯과 회전축 사이의 거리가 제 1 사전설정 거리(예를 들어, 2mm) 미만인 것을 의미한다. 슬롯과 제 1 프레임 부분의 다른 단부 사이의 금속 프레임 세그먼트는 제 1 금속 스트립으로 사용될 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 화면 프레임은 비금속 프레임(예를 들어, 플라스틱 프레임 또는 유리 프레임)일 수 있다. 이 경우, 주 화면 프레임의 외관은 비금속(예를 들어, 플라스틱 또는 유리)으로 제시된다. 제 1 금속 스트립은 비금속 프레임의 내부 표면에 접착된 금속 스트립일 수 있고, 또는 비금속 프레임의 내부 표면에 전도성 은 페이스트(conductive silver paste)가 인쇄될 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 화면 프레임은 금속 프레임일 수 있다. 이 경우, 제 1 화면 프레임의 외관은 금속 외관으로 제시되며, 제 2 금속 스트립은 금속 프레임을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속 프레임 상에 제 2 접지점이 배치될 수 있다. 또한, 금속 프레임 상에서 회전축의 제 1 단부에 가까운 위치에 슬롯이 배치될 수 있다. 여기서 "가까운"은 슬롯과 회전축 사이의 거리가 제 2 사전설정 거리(예를 들어, 2mm) 미만인 것을 의미한다. 슬롯과 제 2 접지점 사이의 금속 프레임 세그먼트는 제 2 금속 스트립으로 사용될 수 있다. 여기서, 슬롯은 제 4 슬롯으로 지칭될 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 화면 프레임은 비금속 프레임(예를 들어, 플라스틱 프레임 또는 유리 프레임)일 수 있다. 이 경우, 제 1 화면 프레임의 외관은 비금속 외관으로 제시된다. 제 2 금속 스트립은 비금속 프레임의 내부 표면에 접착된 금속 스트립일 수 있고, 또는 상기 비금속 프레임의 내부 표면 상에 전도성 은 페이스트가 인쇄될 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 금속 스트립의 길이는 제 2 금속 스트립의 길이보다 클 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 2 필터는 제 1 안테나(예를 들어, 다이버시티 안테나)의 정합 회로 내에 포함될 수 있다. 이 경우, 제 2 필터의 제 2 접속점(31-4)은 제 1 급전점(31-1)과 일치할 수 있다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 필터(32-4)의 제 1 접속점(32-3)과 개방 단부(32-5) 사이의 거리는 제 3 사전설정 거리 미만이다.
제 1 양태를 참조하면, 일부 선택적 실시예에서, 제 1 필터(32-4)의 접속점(32-3)과 제 2 접지점(32-1) 사이의 거리는 제 4 사전설정 거리 미만이다. 이 경우, 제 1 필터(32-4)의 접속점(32-3)과 제 2 접지점(32-1) 사이의 거리는 제 1 필터(32-4)의 접속점(32-3)과 개방 단부(32-5)(또는 슬롯(32-2)) 사이의 거리보다 짧다. 즉, 제 1 필터(32-4)는 금속 스트립(13-3)의 복수의 위치에 배치될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
제 2 양태에 따르면, 본 출원은 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 플렉서블 디스플레이, 회전축, 프레임, 및 제 1 측면에 따른 안테나 장치를 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 제 1 화면 및 제 2 화면을 포함할 수 있고, 제 1 화면과 제 2 화면은 회전축을 사용하여 접속될 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 회전축에서 접힐 수 있고, 플렉서블 디스플레이는 접힌 상태 및 열린 상태를 가질 수 있다. 프레임은 제 1 화면 프레임 및 제 2 화면 프레임을 포함할 수 있다. 또한, 전자 디바이스는 인쇄 회로 기판(PCB) 및 후면 커버를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 실시예의 기술적 솔루션을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 출원의 실시예의 첨부 도면을 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략적 구조도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 출원에 따른 여러 안테나 장치의 개략도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 출원에 따른 전자 디바이스의 안테나 구조의 개략적 구조도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 출원의 실시예에 따른 안테나 설계 솔루션의 개략도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 안테나 설계 솔루션의 일부 시뮬레이션 개략도이다.
도 6은 도 4a 및 도 4b에 도시된 안테나 설계 솔루션의 또 다른 시뮬레이션 개략도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 출원의 다른 실시예에 따른 안테나 설계 솔루션의 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 출원의 또 다른 실시예에 따른 안테나 설계 솔루션의 개략도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 출원의 또 다른 실시예에 따른 안테나 설계 솔루션의 개략도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 출원의 일부 다른 실시예에 따른 안테나 설계 솔루션의 개략도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예의 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 출원에서 제공되는 기술 솔루션은 다음과 같은 통신 기술들 중 하나 이상을 사용하는 전자 디바이스에 적용할 수 있다: 글로벌 이동 통신 시스템(global system for mobile communications: GSM) 기술, 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access: CDMA) 통신 기술, 광대역 코드 분할 다중 액세스(wideband code division multiple access: WCDMA) 통신 기술, 일반 패킷 무선 서비스(general packet radio service: GPRS), 롱 텀 에볼루션(long term evolution: LTE) 통신 기술, Wi-Fi 통신 기술, 5G 통신 기술, 밀리미터파(mmWave) 통신 기술, SUB-6G 통신 기술, 기타 미래 통신 기술 등. 이하의 실시예는 통신 네트워크에 대한 요건을 강조하지 않고 고대역 또는 저대역에 기초한 안테나의 작동 특성만을 설명한다. 본 출원에서, 전자 디바이스는 모바일폰, 태블릿 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant: PDA) 등과 같은 전자 디바이스일 수 있다.
도 1a는 본 출원에서 제공되는 안테나 설계 솔루션이 기초로 하는 전자 디바이스의 예를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스는 플렉서블 디스플레이(11), 회전축(rotating shaft)(13) 및 프레임을 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)는 주 화면(11-1) 및 하나 이상의 보조 화면(11-3)을 포함할 수 있다. 첨부 도면을 단순화하기 위해, 하나의 보조 화면(11-3)만이 첨부 도면에 도시된다. 주 화면(11-1)과 보조 화면(11-3)은 회전축(13)을 사용하여 접속된다. 주 화면(11-1)의 폭(w1)과 보조 화면(11-3)의 폭(w2)은 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 본 출원에서, 주 화면은 제 1 화면으로 지칭될 수 있고, 보조 화면은 제 2 화면으로 지칭될 수 있다. 전자 디바이스의 프레임은 주 화면 프레임(12-1) 및 보조 화면 프레임(12-3)을 포함할 수 있다. 주 화면 프레임(12-1)은 3개의 주 화면 프레임 부분을 포함할 수 있다. 2개의 주 화면 프레임 부분은 회전축(13)의 2개의 단부에 개별적으로 근접할 수 있고, 나머지 주 화면 프레임 부분은 회전축(13)에 평행할 수 있다. 유사하게, 보조 화면 프레임(12-3)은 3개의 보조 화면 프레임 부분을 포함할 수 있다. 2개의 보조 화면 프레임 부분은 회전축(13)의 2개의 단부에 개별적으로 근접할 수 있고, 나머지 보조 화면 프레임 부분은 회전축(13)에 평행할 수 있다. 위에서 설명된 프레임은 금속 프레임일 수 있거나 비금속 프레임(예컨대, 플라스틱 프레임 또는 유리 프레임)일 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 플렉서블 디스플레이(11)는 회전축(13)에서 구부러질 수 있다. 여기서, 구부러지는 것은 플렉서블 디스플레이(11)가 바깥쪽으로 구부러지거나, 플렉서블 디스플레이(11)가 안쪽으로 구부러지는 것을 포함할 수 있다. 바깥쪽으로 구부러지는 것은 구부러진 후 플렉서블 디스플레이(11)가 바쪽에 나타나고, 전자 디바이스의 후면 커버가 안쪽에 나타나며, 플렉서블 디스플레이(11) 상에 디스플레이된 컨텐츠가 사용자에게 보이는 것을 의미한다. 안쪽으로 구부러지는 것은 구부러진 후 플렉서블 디스플레이(11)가 내부에 숨겨지고, 전자 디바이스의 후면 커버가 바깥쪽에 나타나며, 플렉서블 디스플레이(11) 상에 디스플레이된 컨텐츠가 사용자에게 보이지 않는 것을 의미한다. 플렉서블 디스플레이(11)는 열린(open) 상태와 접힌(folded) 상태의 두 가지 상태를 갖는다. 열린 상태는 주 화면과 보조 화면 사이의 끼인각(α)이 제 1 각도(예컨대, 120°)를 초과하는 상태일 수 있다. 접힌 상태는 주 화면과 보조 화면 사이의 끼인각(α)이 제 2 각도(예컨대, 15°)보다 작은 상태일 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 열린 상태인 경우, 전자 디바이스는 도 1a에 예로서 도시될 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태인 경우, 전자 디바이스는 도 1c에 예로서 도시될 수 있다.
전자 디바이스는 도시되지 않은 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB) 및 후면 커버를 더 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 전자 디바이스에 기초하여, 이하에서는 본 출원에 제공된 안테나 설계 솔루션을 설명한다.
본 출원의 주요 설계 아이디어는 다음을 포함할 수 있다: 회전축(13)의 한 단부에 가깝게 주 화면 프레임(12-1) 상에 제 1 금속 스트립이 배치되고, 회전축(13)의 동일한 단부에 가깝게 보조 화면 프레임(12-3) 상에 제 2 금속 스트립이 배치된다. 제 1 금속 스트립은 이중 급전(dual-feed) 설계를 통해 아래에 설명되는 복수의 안테나, 즉, 제 1 안테나(예컨대, 다이버시티 안테나) 및 제 2 안테나(예컨대, GPS 안테나)로서 구현될 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때, 제 1 금속 스트립은 제 2 금속 스트립에 결합되어 방사를 생성할 수 있다. 이 경우, 제 2 금속 스트립은 제 1 금속 스트립의 기생 안테나로 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 보조 화면 프레임(12-3) 상에 배치된 제 2 금속 스트립은, 주 화면 프레임(12-1) 상에 배치된 제 1 금속 스트립의 방사 효율을 향상시키고, 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때 제 1 금속 스트립의 안테나 성능을 최적화하고, 플렉서블 디스플레이(11)의 접힌 상태에서의 안테나 성능과 플렉서블 디스플레이(11)의 열린 상태에서의 안테나 성능 사이의 차이를 감소시키도록 효과적으로 사용될 수 있다.
먼저, 도 2a 내지 도 2d을 참조하여 본 출원에서 제공되는 안테나 설계 솔루션이 요약된다.
도 2a는 이중 급전 설계를 통해 제 1 금속 스트립에 의해 구현된 복수의 안테나를 단순화된 방식으로 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 스트립의 2개의 단부는 개방될 수 있고, 제 1 개방 단부 및 제 2 개방 단부를 포함할 수 있다. 제 2 개방 단부는 제 1 개방 단부보다 회전축(13)에 더 가깝다. 제 1 금속 스트립은 2개의 급전점(feed points), 즉, 급전 1 및 급전 2를 가질 수 있다. 급전 1은 제 1 급전점으로 지칭될 수 있고, 급전 2는 제 2 급전점으로 지칭될 수 있다. 제 1 급전점은 다이버시티 안테나의 급전점이 될 수 있으며, 다이버시티 안테나의 정합 회로에 접속된다. 제 2 급전점은 GPS 안테나의 급전점이 될 수 있으며, GPS 안테나의 정합 회로에 접속된다. 2개의 급전점 사이에는 접지점(GND1)이 배치될 수 있다. 접지점은 GPS 안테나로부터 다이버시티 안테나를 분리하기 위해 접지된다. 접지점(GND1)은 제 1 접지점으로 지칭될 수 있다.
다이버시티 안테나의 정합 회로는, 대역들 간의 스위칭을 위해, 병렬 접속된 커패시터 및 직렬 접속된 커패시터를 포함할 수 있다. 다이버시티 안테나의 저주파(예를 들어, 690MHz ~ 960MHz) 신호는 레프트 핸드 모드(left-hand mode)에 의해 생성될 수 있고, 중간 주파 또는 고주파(예를 들어, 17000MHz ~ 2700MHz) 신호는 제 1 급전점(급전 1)에서 제 1 개방 단부까지의 방사체(radiator)의 1/4 파장 모드에 의해 생성될 수 있다. 또한, 정합 회로 내의 조정가능한 디바이스는 공진 주파수를 조정한다. 제 1 접지점(GND1)에서 제 1 개방 단부까지의 방사체의 3/4 파장 모드 역시 2.7GHz 근처의 신호를 생성할 수 있으므로, 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation: CA) 상태에서의 LTE B7 공진이 보완될 수 있다. LTE B7 대역은 업링크의 경우 2500MHz ~ 2570MHz 범위이고, 다운링크의 경우 2620MHz ~ 2690MHz 범위이다.
GPS 안테나의 방사 대역(1575MHz 근처의 GPS 대역)의 신호는 제 2 급전점(급전 2)에서 제 2 개방 단부까지의 방사체의 1/4 파장 모드에 의해 생성될 수 있다. 또한, GPS 대역의 3차 주파수는 5GHz 대역이다. 따라서, 제 2 급전점(급전 2)에서 제 2 개방 단부까지의 방사체는 GPS 대역의 신호와 5GHz 대역의 신호를 모두 방사할 수 있다.
플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때, 보조 화면(11-3)에 의한 차단으로 인해 주 화면 프레임 상에 배치된 제 1 금속 스트립의 안테나 성능은 악화되고, 플렉서블 디스플레이(11)가 열린 상태일 때의 제 1 금속 스트립의 안테나 성능보다확실히 더 나빠진다는 것이 이해될 수 있다.
주 화면 프레임 상에 배치된 제 1 금속 스트립의 안테나 성능을 향상시키기 위해, 본 출원에서 제공되는 안테나 설계 솔루션은 보조 화면 프레임 상에 배치된 제 2 금속 스트립을 전적으로 활용한다. 도 2b는 제 1 금속 스트립 및 제 2 금속 스트립을 포함하는 안테나 구조를 단순화된 방식으로 도시한다. 제 1 금속 스트립에 대한 설명은 도 2a의 관련 설명을 참조한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 2 금속 스트립의 한 단부는 폐쇄되고(접지된 GND2), 제 2 금속 스트립의 회전축(13)에 가까운 한 단부는 개방된다. 제 2 금속 스트립 상에서 개방 단부에 가까운 위치에 필터 1이 배치될 수 있다. 필터 1의 동작 대역은 다이버시티 안테나의 방사 대역 및 GPS 안테나의 방사 대역을 포함할 수 있는데, 즉, 필터 1는 저대역 및 GPS 대역 모두에서 작동할 수 있는 이중 대역 필터일 수 있다. 특정 구현에서, 필터 1은 고차 필터, 예를 들어, 3차 필터일 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때, 제 1 금속 스트립은 제 2 금속 스트립에 결합되어 저대역 및 GPS 대역에서 방사를 생성할 수 있으므로, 저대역 및 GPS 대역에서 제 1 금속 스트립의 안테나 성능은 향상될 수 있다. 이 경우, 제 2 금속 스트립은 제 1 금속 스트립의 기생 구조로 사용될 수 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 회전축(13)의 존재로 인해, 제 1 금속 스트립의 회전축에 가까운 쪽은 다른 쪽에 비해 상대적으로 폐쇄된다. 제 1 금속 스트립의 회전축에 가까운 쪽의 안테나 성능을 향상시키기 위해, 예를 들어, GPS 대역에서 이 쪽의 안테나 성능을 향상시키기 위해, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 스트립의 제 1 개방 단부에 가까운 쪽에 필터 2가 추가로 배치될 수 있다. 필터 2는 GPS 대역에서 접지된 대역통과(grounded bandpass)로서 제시될 수 있다. 필터 2의 도입은 제 1 접지점(GND1)과 필터 2 사이의 방사체의 양 단부가 폐쇄되고, 양 단부가 강전류점(strong current points)이라는 경계 조건을 생성할 수 있다. 필터 2와 제 1 개방 단부 사이의 방사체의 1/4 파장 모드도 GPS 대역의 공진을 생성할 수 있다. 이러한 방식으로 GPS 대역의 공진이 보완되어 GPS 안테나의 방사 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 필터 2가 배치되어 GPS 안테나로부터 다이버시티 안테나의 분리를 더욱 향상시킬 수 있고, 다이버시티 안테나의 다이버시티 상태가 변할 때 GPS 안테나의 공진이 영향을 받지 않게 한다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 필터 1는 제 2 금속 스트립 상에서 개방 단부에 가까운 위치에 배치될 수 있고, 필터 2는 제 1 금속 스트립의 제 1 개방 단부에 가까운 쪽에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 주 화면 프레임(12-1) 상의 제 1 금속 스트립의 안테나 성능은 더욱 현저하게 향상될 수 있고, 보조 화면(11-3)에 의한 차단 및 회전축(13)에 의한 차단이 회피될 수 있고, 제 1 금속 스트립 상에서 GPS 안테나로부터의 다이버시티 안테나의 분리가 더욱 향상될 수 있으며, GPS 공진에 대한 다이버시티 상태의 변화의 영향이 회피될 수 있다.
본 출원에서, 제 1 급전점(급전 1)에 의해 급전되는 안테나는 제 1 안테나로 지칭될 수 있다. 제 1 안테나는 다이버시티 안테나에 한정되지 않고, 다른 안테나, 예를 들어 2.4GHz Wi-Fi 안테나를 더 포함할 수 있다. 본 출원에서, 제 2 급전점(급전 2)에 의해 급전되는 안테나는 제 2 안테나로 지칭될 수 있다. 제 2 급전점(급전 2)은 GPS 안테나에 한정되지 않는 다른 안테나, 예를 들어 LTE B3 안테나 또는 LTE B5 안테나의 정합 회로에 접속될 수도 있다.
다음으로, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 전자 디바이스에서의 본 출원의 안테나 구조의 아키텍처가 요약된다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 스트립은 금속 스트립(13-1)일 수 있고, 제 2 금속 스트립은 금속 스트립(13-3)일 수 있다. 도 3a는 플렉서블 디스플레이(11)가 열린 상태일 때의 금속 스트립(13-1) 및 금속 스트립(13-3)을 포함하는 안테나 구조를 도시하고, 도 3b 및 도 3c는 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때의 금속 스트립(13-1) 및 금속 스트립(13-3)을 포함하는 안테나 구조를 도시한다.
금속 스트립(13-1)은 회전축(13)의 한 단부에 가깝게 주 화면 프레임(12-1) 상에 배치될 수 있다. 차후 참조의 편의를 위해, 회전축(13)의 한 단부는 회전축(13)의 제 1 단부로 지칭될 수 있다. 금속 스트립(13-1)은 구체적으로 다음과 같은 방식으로 구현될 수 있다:
방식 1: 주 화면 프레임(12-1)은 금속 프레임일 수 있다. 이 경우, 주 화면 프레임(12-1)의 외관은 금속 외관으로 제시되며, 금속 스트립(13-1)은 금속 프레임을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속 프레임 상에 2개의 슬롯이 배치될 수 있는데, 예를 들어, 위치 a 근처에 제 1 슬롯이 배치되고, 위치 b 근처에 제 2 슬롯이 배치된다. 2개의 슬롯 사이의 금속 프레임 세그먼트는 금속 스트립(13-1)으로 사용될 수 있다. 슬롯들 중 하나(예를 들어, 도 3a의 슬롯 1)는 회전축(13)의 한 단부에 가까운 위치에 배치될 수 있다. 여기서 "가까운"은 슬롯(예를 들어, 슬롯 1)과 회전축(13) 사이의 거리가 제 1 사전설정 거리(예를 들어, 2 밀리미터) 미만임을 의미한다.
방식 2: 주 화면 프레임(12-1)은 제 1 프레임 부분(예를 들어, 위치 a와 위치 b 사이의 주 화면 프레임 부분)과 제 2 프레임 부분(예를 들어, 위치 b와 위치 c 사이의 주 화면 프레임 부분 또는 위치 b와 위치 d 사이의 주 화면 프레임 부분)을 포함할 수 있다. 제 1 프레임 부분은 금속(금속 외관)이고 제 2 프레임 부분은 비금속(비금속 외관)이다. 제 1 프레임 부분의 한 단부는 회전축(13)의 제 1 단부에 접속되고, 제 1 프레임 부분의 다른 단부는 제 2 프레임 부분에 접속되고 개방된다. 제 1 프레임 부분 상에서 회전축(13)의 제 1 단부에 가까운 위치에 슬롯이 배치될 수 있다. 여기서, 슬롯은 제 3 슬롯으로 지칭될 수 있고, 제 3 슬롯은 전술한 제 1 슬롯일 수 있다. 여기서 "가까운"은 슬롯(예를 들어, 슬롯 1)과 회전축(13) 사이의 거리가 제 1 사전설정 거리(예를 들어, 2 밀리미터) 미만임을 의미한다. 슬롯과 제 1 프레임 부분의 다른 단부 사이의 금속 프레임 세그먼트는 금속 스트립(13-1)으로 사용될 수 있다.
방식 3: 주 화면 프레임(12-1)은 비금속 프레임(예를 들어, 플라스틱 프레임 또는 유리 프레임)일 수 있다. 이 경우, 주 화면 프레임의 외관은 비금속(예컨대, 플라스틱 또는 유리)으로 제시된다. 금속 스트립(13-1)은 비금속 프레임의 내부 표면에 접착된 금속 스트립일 수 있거나, 또는 비금속 프레임의 내부 표면에 전도성 은 페이스트(conductive silver paste)가 인쇄될 수 있다.
금속 스트립(13-3)은 회전축(13)의 제 1 단부에 가깝게 보조 화면 프레임(12-3) 상에 배치될 수 있다. 금속 스트립(13-3)은 구체적으로 다음과 같은 여러 방식으로 구현될 수 있다:
방식 1: 보조 화면 프레임(12-3)은 금속 프레임일 수 있다. 이 경우, 보조 화면 프레임(12-3)의 외관은 금속 외관으로서 제시되며, 금속 스트립(13-3)은 금속 프레임을 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속 프레임 상에 제 2 접지점(GND2)이 배치될 수 있다. 또한, 금속 프레임 상에서 회전축(13)의 제 1 단부에 가까운 위치에 슬롯(슬롯 2)이 배치될 수 있다. 여기서 "가까운"은 슬롯(예를 들어, 슬롯 2)과 회전축(13) 사이의 거리가 제 2 사전설정 거리(예를 들어, 2 밀리미터) 미만임을 의미한다. 슬롯(슬롯 2)과 제 2 접지점(GND2) 사이의 금속 프레임 세그먼트는 금속 스트립(13-3)으로 사용될 수 있다. 여기서, 슬롯은 제 4 슬롯으로 지칭될 수 있다.
방식 2: 보조 화면 프레임(12-3)은 비금속 프레임(예를 들어, 플라스틱 프레임 또는 유리 프레임)일 수 있다. 이 경우, 보조 화면 프레임(12-3)의 외관은 비금속 외관으로서 제시된다. 금속 스트립(13-3)은 비금속 프레임의 내부 표면에 접착된 금속 스트립일 수 있거나, 또는 비금속 프레임의 내부 표면에 전도성 은 페이스트가 인쇄될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 금속 스트립(13-1)은 2개의 급전점, 즉, 급전 1 및 급전 2를 가질 수 있다. 급전 1은 다이버시티 안테나의 급전점일 수 있고, 급전 2는 GPS 안테나의 급전점일 수 있다. 2개의 급전점 사이에 접지점(GND1)이 배치될 수 있다. 금속 스트립(13-3) 상에서 개방 단부(슬롯 2)에 가까운 위치 근처에 필터 1(도 3a 및 도 3b에 도시되지 않음)이 배치되어, 금속 스트립(13-1)의 안테나 성능을 향상시킬 수 있고 보조 화면(11-3)에 의한 차단 문제를 해결한다. 금속 스트립(13-1)의 회전축(13)에서 멀어지는 쪽에 필터 2(도 3a 및 도 3b에 도시되지 않음)가 배치되어, 금속 스트립(13-1)의 회전축(13)에 가까운 쪽의 안테나 성능을 더욱 향상시키고 회전축(13)에 의한 차단 문제를 해결한다. 세부 사항에 대해서는 도 2a 내지 도 2d의 관련 내용을 참조한다. 세부 사항은 여기에서 다시 설명되지 않는다.
금속 스트립(13-1)의 길이는 금속 스트립(13-3)의 길이보다 길거나 같거나 짧을 수 있다. 금속 스트립(13-1)의 길이가 금속 스트립(13-3)의 길이보다 길면, 금속 스트립(13-1)의 회전축(13)로부터 멀어지는 쪽의 안테나 성능은 비교적 바람직하다. 이는 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때 금속 스트립(13-1)의 회전축(13)에서 멀어지는 쪽의 개방 조건이 바람직하기 때문이다.
다음은 본 출원의 여러 실시예에서 제공되는 안테나 구조를 상세히 설명한다.
실시예 1
도 4a 내지 도 4c는 실시예 1에 따른 안테나 구조의 예를 도시한다. 도 4a는 플렉서블 디스플레이(11)가 열린 상태일 때 형성되는 안테나 구조를 도시하고, 도 4b 및 도 4c는 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때 형성되는 안테나 구조를 도시한다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 안테나 구조는 주 화면 프레임(12-1) 상에 배치된 금속 스트립(13-1) 및 보조 화면 프레임(12-3) 상에 배치된 금속 스트립(13-3)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 안테나 구조가 기초로 하는 전자 디바이스의 크기는 160(mm) x 75(mm) x 10.5(mm)일 수 있다. 여기서, 160(mm)은 열린 상태에서의 플렉서블 디스플레이(11)의 폭, 즉, 도 4a의 W이고, 75(mm)는 플렉서블 디스플레이(11)의 길이, 즉, 도 4a의 L이며, 10.5(mm)는 접힌 상태에서 플렉서블 디스플레이(11)의 두께, 즉, 도 4c의 H이다. 주 화면 프레임(12-1) 상의 금속 스트립(13-1)의 길이는 약 58.5mm일 수 있고, 보조 화면 프레임(12-3) 상의 금속 스트립(13-3)의 길이는 약 43mm일 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 열린 상태일 때, 주 화면(11-1)과 보조 화면(11-3)의 비중첩 폭은 15mm일 수 있다.
금속 스트립(13-1)의 두 단부는 개방될 수 있고 제 1 개방 단부(31-7) 및 제 2 개방 단부(31-8)를 포함한다. 제 2 개방 단부(31-8)는 제 1 개방 단부(31-7)보다 회전축(13)의 제 1 단부(33)에 더 가깝다. 주 화면 프레임(12-1)이 금속 프레임인 경우, 금속 스트립(13-1)의 제 2 개방 단부(31-8)는 회전축(13)의 제 1 단부(33)에 가까운 위치에 슬롯(31-5)을 배치함으로써 구현될 수 있다.
금속 스트립(13-1)은 2개의 급전점, 즉, 제 1 급전점(31-1) 및 제 2 급전점(31-2)을 가질 수 있다. 제 1 급전점(31-1)은 다이버시티 안테나의 정합 회로에 접속될 수 있다. 제 2 급전점(31-2)은 GPS 안테나의 정합 회로에 접속될 수 있다. 2개의 급전점 사이에 제 1 접지점(31-3)(GND1)이 배치되어 GPS 안테나로부터 다이버시티 안테나를 분리시킬 수 있다.
금속 스트립(13-3)의 회전축(13)에 가까운 한 단부(32-3)는 개방되고, 금속 스트립(13-3)의 다른 단부(32-1)는 접지된다(GND2). 보조 화면 프레임(12-3)이 금속 프레임인 경우, 금속 스트립(13-3)의 개방 단부(32-5)는 회전축(13)의 제 1 단부(33)에 가까운 위치에 슬롯(32-2)을 배치함으로써 구현될 수 있다.
제 1 필터(32-4)는 금속 스트립(13-3) 상에서 개방 단부(32-5)에 가까운 위치에 배치될 수 있다. 여기서, "가까운"은 제 1 필터(32-4)의 제 1 접속점(32-3)과 개방 단부(32-5) 사이의 거리가 제 3 사전설정 거리 미만임을 의미한다. 제 1 필터(32-4)의 동작 대역은 다이버시티 안테나의 방사 대역 및 GPS 안테나의 방사 대역, 예를 들어, 저대역 및 GPS 대역을 포함할 수 있다. 제 1 필터(32-4)는 저대역 및 GPS 대역에서 동작할 수 있는 이중 대역 필터일 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때(도 4b에 도시됨), 금속 스트립(13-1)은 금속 스트립(13-3)에 결합되어 다이버시티 안테나의 방사 대역 및 GPS 안테나의 방사 대역(즉, 저대역 및 GPS 대역)에서 방사를 생성할 수 있으므로, 보조 화면(11-3)에 의한 차단 문제가 해결될 수 있고 금속 스트립(13-1)의 안테나 성능이 향상될 수 있다. 이 경우, 금속 스트립(13-3)은 금속 스트립(13-1)의 기생 구조로 사용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 실시예에 따라 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때의 안테나 구조(제 1 필터(32-4)가 별도로 추가됨)의 효율 시뮬레이션 곡선을 도시한다. 도 5a는 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때 저대역(0.7GHz 내지 0.96GHz)에서 제 1 필터(32-4)가 있는 안테나 구조의 방사 효율과 제 1 필터(32-4)가 없는 안테나 구조의 방사 효율을 비교한다. 알 수 있는 바와 같이, 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때, 제 1 필터(32-4)는 보조 화면(11-3) 상의 금속 스트립(13-3) 상에 배치되기 때문에, 저대역에서의 안테나 방사 효율은 약 1.5dB만큼 향상된다. 도 5b는 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때 GPS 대역(1.55GHz 내지 1.65GHz)에서 제 1 필터(32-4)가 있는 안테나 구조의 방사 효율과 제 1 필터(32-4)가 없는 안테나 구조의 방사 효율을 비교한다. 알 수 있는 바와 같이, 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때, 제 1 필터(32-4)는 보조 화면(11-3) 상의 금속 스트립(13-3) 상에 배치되기 때문에, GPS 대역에서의 안테나 방사 효율은 약 0.5dB만큼 향상된다.
또한, 금속 스트립(13-1)의 제 1 개방 단부(31-7)에 가까운 쪽에 제 2 필터(31-6)가 추가로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 2 필터(31-6)는 제 1 급전점(31-1)(급전 1)에 배치될 수 있다. 즉, 제 2 필터(31-6)의 제 2 접속점(31-4)은 제 1 급전점(31-1)과 일치한다. 제 2 필터(31-6)는 GPS 안테나의 방사 대역에서 접지된 대역통과로서 제시될 수 있다. 위치(31-4)와 제 1 개방 단부(31-7) 사이의 방사체의 1/4 파장 모드 역시 GPS 대역에서 공진을 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, GPS 안테나의 방사 대역의 공진이 보완되어 GPS 안테나의 방사 성능을 향상시킬 수 있다. 도 6은 본 실시예에 따라 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때 안테나 구조(제 2 필터(31-6)가 더 추가됨)의 효율 시뮬레이션 곡선을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 플렉서블 디스플레이가 접힌 상태일 때, 주 화면(11-1) 상의 금속 스트립(13-1) 상에 제 2 필터(31-6)가 배치되기 때문에, GPS 대역에서의 안테나 방사 효율은 0.5dB보다 더 많이 향상된다. 제 2 필터(31-6)를 도입함으로써, GPS 안테나로부터의 다이버시티 안테나의 분리가 더욱 향상될 수 있고, 다이버시티 안테나의 다이버시티 상태가 변할 때 GPS 안테나의 공진은 영향을 받지 않을 수 있다.
실시예 1에서, 제 2 필터(31-6)는 다이버시티 안테나의 정합 회로 내에 포함될 수 있다. 이 경우, 제 2 필터(31-6)의 제 2 접속점(31-4)은 제 1 급전점(31-1)과 일치할 수 있다. 정합 회로 및 급전 소스는 PCB 상에 배치될 수 있다. 금속 스트립(13-1)은 구조적 설계(예를 들어, 금속 스프링)를 통해 PCB 상의 정합 회로 및 급전 소스에 접속될 수 있다. 제 2 필터(31-6) 외에, 다이버시티 안테나의 정합 회로는 병렬 접속된 가변 커패시터 및 직렬 접속된 가변 커패시터를 더 포함하여 주파수 튜닝을 수행할 수 있다.
실시예 2
도 7a 및 도 7b는 실시예 2에 따른 안테나 구조의 예를 도시한다. 실시예 1에 따른 안테나 구조와 달리, 제 1 필터(32-4)는 금속 스트립(13-3)의 접지에 가까운 쪽에 배치될 수 있고, 즉, 제 1 필터(32-4)의 접속점(32-3)과 제 2 접지점(32-1) 사이의 거리는 제 4 사전설정 거리 미만이다. 이 경우, 제 1 필터(32-4)의 접속점(32-3)과 제 2 접지점(32-1) 사이의 거리는 제 1 필터(32-4)의 접속점(32-3)과 개방 단부(32-5)(또는 슬롯 32-2) 사이의 거리보다 짧다. 즉, 금속 스트립(13-3) 상의 제 1 필터(32-4)의 복수의 위치가 선택될 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
실시예 3
도 8a 및 도 8b는 실시예 3에 따른 안테나 구조의 예를 도시한다. 실시예 1에 따른 안테나 구조와 달리, 제 2 필터(31-6)는 제 1 급전점(31-1)(급전 1)에 한정되지 않는 제 1 급전점(31-1)(급전 1)과 제 1 접지점(31-3) 사이의 다른 위치에 배치될 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 3에서, 제 1 안테나(예를 들어, 다이버시티 안테나)는 제 1 급전점(31-1)(급전 1), 제 1 급전점(31-1)(급전 1)에 접속된 정합 회로, 및 다음과 같은 방사체, 즉, 제 1 접지점(31-3)에서 제 1 개방 단부(31-7)까지의 방사체 및 제 1 급전점(31-1)(급전 1)에서 제 1 개방 단부(31-7)까지의 방사체를 포함할 수 있다. 제 1 접지점(31-3)에서 제 1 개방 단부(31-7)까지의 방사체의 1/4 파장 모드는 저주파 공진을 생성할 수 있고, 제 1 급전점(31-1)(급전 1)에서 제 1 개방 단부(31-7)까지의 방사체의 1/4 파장 모드는 중간 주파 공진 및 고주파 공진을 생성할 수 있으며, 제 1 접지점(31-3)에서 제 1 개방 단부(31-7)까지 방사체의 3/4 파장 모드는 CA 상태에서 LTE B7 공진을 보완하기 위해 2.7GHz 근처에서 공진을 추가로 생성할 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 3에서, 제 2 안테나(예를 들어, GPS 안테나)는 제 2 급전점(31-2)(급전 2), 제 2 급전점(31-2)(급전 2)에 접속된 정합 회로, 다음과 같은 방사체, 즉, 제 1 접지점(31-3)에서 제 2 개방 단부(31-8)까지의 방사체 및 2 필터(31-4)(필터 2)에서 제 2 개방 단부(31-8)까지의 방사체를 포함할 수 있다. 제 1 접지점(31-3)에서 제 2 개방 단부(31-8)까지의 방사체의 1/4 파장 모드는 GPS 대역에서 공진을 생성할 수 있고, 제 1 접지점(31-3)에서 제 2 개방 단부(31-8)까지의 방사체의 3/4 파장 모드는 5GHz 대역에서 공진을 생성할 수 있으며, 제 2 필터(31-4)(필터 2)에서 제 2 개방 단부(31-8)까지의 방사체는 1.65GHz 근처에서 공진을 생성할 수 있다. 또한, 전자 디바이스에서의 제 2 안테나의 설계가 도 4a에 도시될 때, 슬롯(31-5)에서 회전축(13)과 주 화면 프레임(12-1) 슬롯을 접속하는 접속점까지의 방사체는 6GHz 대역에서 공진을 추가로 생성할 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 안테나 구조는 어떠한 제한도 가하지 않는다. 일부 다른 실시예에 따른 안테나 구조에서는, 제 1 금속 스트립(31-1) 상에 제 2 필터(31-6)를 배치하고 제 2 금속 스트립(31-3) 상에 제 1 필터(32-4)를 배치하는 것 대신, 제 2 필터(31-6)만을 제 1 금속 스트립(31-1) 상에 배치하거나, 또는 제 1 필터(32-4)만을 제 2 금속 스트립(31-3) 상에 배치하는 것도 가능하다. 이러한 방식으로, 제 1 금속 스트립(31-1)의 안테나 성능은 또한 다른 차원에서 향상될 수 있다. 세부 사항은 도 2b 및 도 2c의 관련 설명을 참조한다.
실시예 4
도 9a 및 도 9b는 실시예 4에 따른 안테나 구조의 예를 도시한다. 도 9a는 안테나 구조의 간단한 개략도이고, 도 9b는 전자 디바이스에서의 안테나 구조의 아키텍처를 도시한다. 도 9b는 또한 전자 디바이스에서의 전술한 실시예에 따른 안테나 구조의 아키텍처를 도시한다. 도 9b는 어떠한 제한도 가하지 않으며, 실시예 4에 따른 안테나 구조는 전자 디바이스에서 독립적으로 사용될 수도 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 안테나 구조는 제 3 금속 스트립(51-1) 및 제 4 금속 스트립(51-3)을 포함할 수 있다. 제 3 금속 스트립(51-1)의 양 단부는 개방되고, 제 3 금속 스트립(51-1) 상에 슬롯(55-1)이 배치된다. 슬롯(55-1)의 한 쪽에는 제 3 접속점(57) 및 제 3 접지점(56-1)이 배치되고, 슬롯(55-1)의 다른 쪽에는 제 3 급전점(53) 및 제 4 접지점(56-2)이 배치된다. 제 3 접속점(57)은 제 3 필터에 접속된다. 제 4 금속 스트립(51-3)의 양 단부는 개방되고, 제 4 금속 스트립(51-3) 상에 슬롯(55-5)이 배치된다. 슬롯(55-5)의 한 쪽에는 제 5 접지점(56-3)이 배치되고, 슬롯(55-5)의 다른 쪽에는 제 6 접지점(56-4) 및 제 7 접지점(56-5)이 배치된다.
제 3 금속 스트립(51-1)은 회전축(13)의 다른 단부(제 2 단부(35)로 지칭될 수 있음)에 가까운 주 화면 프레임(12-1) 상에 배치될 수 있다. 제 4 금속 스트립(51-3)은 회전축(13)의 제 2 단부(35)에 가까운 보조 화면 프레임(12-3) 상에 배치될 수 있다.
제 3 급전점(53)은, 제 3 금속 스트립(51-1)이 1710~2700MHz의 공진 및 3300~5000MHz의 공진을 생성할 수 있도록 급전을 수행한다. 슬롯(55-1)에서 제 4 접지점(56-2)(GND6)까지의 방사체의 1/4 파장 모드는 1700~2200MHz의 공진을 생성할 수 있고, 슬롯(55-1)에서 제 3 접지점(56-1)까지의 방사체의 1/4 파장 모드는 2300~2700MHz의 공진을 생성할 수 있고, 슬롯(55-1)에서 제 3 접속점(57)(필터 3에 접속됨)까지의 방사체의 1/4 파장 모드는 3300~4200MHz의 공진을 생성할 수 있으며, 슬롯(55-1)에서 제 4 접지점(56-2)(GND6)까지의 방사체의 3/4 파장 모드는 4200~5000MHz의 공진을 생성할 수 있다. 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때, 제 3 금속 스트립(51-1)은 제 4 금속 스트립(51-3)에 결합되어 다음과 같은 3가지 공진 모드를 여기시킬 수 있다: (1) 제 6 접지점(56-4)(GND8)에서 제 7 접지점(56-5)(GND9) 까지의 LOOP 공진 모드는 3300MHz 근처에서 공진을 생성할 수 있고, (2) 슬롯(55-5)에서 제 6 접지점(56-4)(GND8)까지의 방사체의 1/4 파장 공진 모드는 5000MHz 근처에서 공진을 생성할 수 있으며, (3) 슬롯(55-5)에서 제 5 접지점(56-3)(GND7)까지의 방사체의 1/4 파장 공진 모드는 2700MHz 근처에서의 공진 또는 5000MHz 근처에서의 공진을 생성할 수 있다. 위의 3가지 공진 모드에서는, 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때 제 3 금속 스트립(51-1)의 안테나 성능이 향상될 수 있다.
실시예 5
도 10a는 실시예 5에 따른 안테나 구조의 예를 도시한다. 실시예 4에 따른 안테나 구조와 달리, 제 5 접지점(56-3)(GND7)은 제 4 금속 스트립(51-3) 상에 배치되지 않을 수 있다. 이 실시예에서, 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때, 제 3 금속 스트립(51-1)은 제 4 금속 스트립(51-3)에 결합되어 다음과 같은 2가지 공진 모드를 여기시킬 수 있다: (1) 제 6 접지점(56-4)(GND8)에서 제 7 접지점(56-5)(GND9)까지의 방사체의 LOOP 공진 모드는 3300MHz 근처에서 공진을 생성할 수 있고, (2) 슬롯(55-5)에서 제 6 접지점(56-4)(GND8)까지의 방사체의 1/4 파장 공진 모드는 5000MHz 근처에서 공진을 생성할 수 있다.
실시예 6
도 10b는 실시예 6에 따른 안테나 구조의 예를 도시한다. 실시예 4에 따른 안테나 구조와 달리, 제 6 접지점(56-4)(GND8)은 제 4 금속 스트립(51-3) 상에 배치되지 않을 수 있다. 이 실시예에서, 플렉서블 디스플레이(11)가 접힌 상태일 때, 제 3 금속 스트립(51-1)은 제 4 금속 스트립(51-3)에 결합되어 다음과 같은 2가지 공진 모드를 여기시킬 수 있다: (1) 슬롯(55-5)에서 제 6 접지점(56-4)(GND8)까지의 방사체의 1/4 파장 공진 모드는 5000MHz 근처에서 공진을 생성할 수 있고, (2) 슬롯(55-5)에서 제 5 접지점(56-3)(GND7)까지의 방사체의 1/4 파장 공진 모드는 2700MHz 근처에서의 공진 또는 5000MHz 근처에서의 공진을 생성할 수 있다.
본 출원에서, 안테나의 파장 모드(예를 들어, 반파장 모드)에서의 파장은 안테나에 의해 방사되는 신호의 파장일 수 있다. 예를 들어, 부유식 금속 안테나(floated metal antenna)의 반파장 모드는 1.575GHz 대역에서 공진을 생성할 수 있는데, 여기서 반파장 모드에서의 파장은 1.575GHz 대역에서 안테나에 의해 방사되는 신호의 파장이다. 공기 중에 방사되는 신호의 파장은 다음과 같이 계산될 수 있음을 이해해야 한다: 파장 = 빛의 속도/주파수(여기서, 주파수는 방사된 신호의 주파수임). 매질에서 방사되는 신호의 파장은 다음과 같이 계산될 수 있다: 파장 = (빛의 속도/
Figure pct00001
)/주파수(여기서,
Figure pct00002
은 매질의 비유전율이고, 주파수는 방사된 신호의 주파수임).
전술한 설명은 단지 본 출원의 특정 구현일 뿐이며, 본 출원의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본 출원에 개시된 기술적 범위 내에서 당업자에 의해 용이하게 파악된 변형 또는 대체는 본 출원의 보호 범위에 속할 것이다. 따라서 본 출원의 보호 범위는 청구범위의 보호 범위에 따라야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 전자 디바이스에서 사용되는 안테나 장치로서,
    상기 전자 디바이스는 플렉서블 디스플레이(flexible display), 회전축(rotating shaft) 및 프레임을 포함하고, 상기 플렉서블 디스플레이는 제 1 화면 및 제 2 화면을 포함하고, 상기 제 1 화면과 상기 제 2 화면은 상기 회전축을 사용하여 접속되고, 상기 플렉서블 디스플레이는 상기 회전축에서 접힐 수 있고, 상기 프레임은 제 1 화면 프레임 및 제 2 화면 프레임을 포함하고,
    상기 안테나 장치는 제 1 금속 스트립 및 제 2 금속 스트립을 포함하고, 상기 제 1 금속 스트립의 2개의 단부는 개방되고 제 1 개방 단부 및 제 2 개방 단부를 포함하고, 상기 제 1 금속 스트립은 상기 제 1 개방 단부에 가까운 제 1 급전점(feed point) 및 상기 제 2 개방 단부에 가까운 제 2 급전점을 갖고, 상기 제 1 급전점은 제 1 안테나의 정합 회로에 접속되고, 상기 제 2 급전점은 제 2 안테나의 정합 회로에 접속되고, 상기 제 1 금속 스트립 상에서 상기 제 1 급전점과 상기 제 2 급전점 사이에 제 1 접지점(ground point)이 배치되고, 상기 제 2 금속 스트립의 한 단부는 개방되고 상기 제 2 금속 스트립의 다른 단부는 접지되며, 상기 제 2 금속 스트립 상에 제 1 접속점이 배치되고, 상기 제 1 접속점은 제 1 필터에 접속되고, 상기 제 1 필터의 동작 대역은 상기 제 1 안테나의 방사 대역 및 상기 제 2 안테나의 방사 대역을 포함하며,
    상기 제 1 금속 스트립은 상기 회전축의 제 1 단부에 가깝게 상기 제 1 화면 프레임 상에 배치되고, 상기 제 2 금속 스트립은 상기 회전축의 상기 제 1 단부에 가깝게 상기 제 2 화면 프레임 상에 배치되는,
    안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 화면 프레임은 금속 프레임이고, 상기 제 1 화면 프레임 상에 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯이 배치되고, 상기 제 1 슬롯과 상기 제 2 슬롯 사이의 금속 프레임 세그먼트는 상기 제 1 금속 스트립을 형성하고, 상기 제 1 슬롯과 상기 제 2 슬롯 중 하나와 상기 회전축 사이의 거리는 제 1 사전설정 거리 미만인,
    안테나 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 화면 프레임은 제 1 프레임 부분 및 제 2 프레임 부분을 포함하고, 상기 제 1 프레임 부분은 금속이고 상기 제 2 프레임 부분은 비금속이며, 상기 제 1 프레임 부분의 한 단부는 상기 회전축의 상기 제 1 단부에 접속되고 상기 제 1 프레임 부분의 다른 단부는 상기 제 2 프레임 부분에 접속되며, 상기 제 1 프레임 부분 상에 제 3 슬롯이 배치되고, 상기 제 3 슬롯과 상기 제 1 화면 프레임 부분의 상기 다른 단부 사이의 금속 프레임은 상기 제 1 금속 스트립을 형성하는,
    안테나 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 화면 프레임은 비금속 프레임이고, 상기 제 1 금속 스트립은 상기 제 1 화면 프레임의 내부 표면 상에 배치된 금속 스트립인,
    안테나 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 화면 프레임은 금속 프레임이고, 상기 제 2 화면 프레임 상에 제 2 접지점이 배치되고, 상기 제 2 화면 프레임 상에 제 4 슬롯이 배치되고, 상기 제 4 슬롯과 상기 회전축의 상기 제 1 단부 사이의 거리는 제 2 사전설정 거리 미만이고, 상기 제 4 슬롯과 상기 제 2 접지점 사이의 금속 프레임 세그먼트는 상기 제 2 금속 스트립을 형성하는,
    안테나 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 화면 프레임은 비금속 프레임이고, 상기 제 1 금속 스트립은 상기 제 2 화면 프레임의 내부 표면 상에 배치된 금속 스트립인,
    안테나 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터에 접속된 상기 제 1 접속점과 상기 제 2 금속 스트립의 개방된 단부 사이의 거리는 제 3 사전설정 거리 미만인,
    안테나 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터에 접속된 상기 제 1 접속점과 상기 제 2 금속 스트립의 접지된 단부 사이의 거리는 제 4 사전설정 거리 미만인,
    안테나 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 스트립 상에 제 2 접속점이 배치되고, 상기 제 2 접속점은 제 2 필터에 접속되는,
    안테나 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 필터에 접속된 상기 제 2 접속점은 상기 제 1 급전점과 일치하는,
    안테나 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 필터는 상기 제 1 안테나의 정합 회로 내에 포함되는,
    안테나 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나는 다이버시티 안테나를 포함하는,
    안테나 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나는 GPS 안테나를 포함하는,
    안테나 장치.
  14. 전자 디바이스로서,
    플렉서블 디스플레이, 회전축, 프레임, 및 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 포함하되, 상기 플렉서블 디스플레이는 제 1 화면 및 제 2 화면을 포함하고, 상기 제 1 화면과 상기 제 2 화면은 상기 회전축을 사용하여 접속되고, 상기 플렉서블 디스플레이는 상기 회전축에서 접힐 수 있고, 상기 프레임은 제 1 화면 프레임 및 제 2 화면 프레임을 포함하는,
    전자 디바이스.
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