KR20210141116A - 도래각 측정을 위한 안테나를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 도전성 패치의 및 제2 도전성 패치를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리에 위치되는 제1 지점 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리에 위치되는 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축 상에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고, 상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고, 상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 가질 수 있다.
Description
다양한 실시예들은 안테나를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전에 따라, 전자 장치가 외부 장치와 연결되어 다양한 기능을 제공하는 커넥티비티(connectivity) 기술이 등장하고 있다. 예를 들어, 전자 장치는 전자 장치의 외부 장치와의 무선 통신에 기반하여, 전자 장치 자체 또는 외부 장치(예: IoT 기기)의 위치를 검출할 수 있다. 전자 장치는 탐지된 위치에 기반하여 외부 장치의 다양한 기능을 제어하거나, 전자 장치를 소지한 사용자에게 다양한 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 전자 장치 자체의 위치 및/또는 외부 전자 장치의 위치를 정밀하게 검출하기 위하여, 위치 검출 메시지(또는 ranging 메시지)를 송수신함으로써, 측위 정보(거리 정보 및 도래각 정보)를 획득할 수 있는 초광대역(UWB: ultra-wide band) 통신 기술이 적용되고 있다.
전자 장치는 UWB 통신 기술을 이용하여 위치 측정을 하기 위하여 복수 개의 UWB 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 두 개의 UWB 안테나를 이용하여, 송신 장치의 방향 및 거리를 측정할 수 있고, 측정된 방향 및 거리에 기반하여 송신 장치의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 전자 장치는 광대역의 구현을 위하여 다중 공진을 일으킬 수 있는 UWB 안테나 시스템을 포함할 수 있다.
일반적으로 UWB를 활용한 위치 측정의 성능은 LOS(line-of-sight) 환경에서 약 30cm의 오차를 가질 수 있다. 반대로 장애물이 많거나 차량이 혼잡하게 있는 NLOS(non-line-of-sight) 환경(예: 주차장)에서는 위치 측정의 정확도가 저하될 수 있다. 특히, 전파를 방해하는 장애물 환경 또는 전자 장치가 사용자의 뒷주머니(back pocket)에 수납된 경우, 인체 간섭으로 인해 위치 측정의 오차는 증가될 수 있다.
두 개의 UWB 안테나를 포함하는 전자 장치는, 이론 상 전자 장치를 기준으로 180˚범위에서 수신되는 신호의 도래각(AoA, angle of arrival)만을 측정할 수 있으므로, 외부 전자 장치가 전자 장치를 기준으로 좌측 방향에 있는지, 또는 우측 방향에 있는지에 대해서는 파악하기 어렵다. 또한, 두 개의 UWB 안테나를 포함하는 전자 장치는, 다양한 통신 환경에 적응적으로 위치 측정을 하기 어렵다.
즉, 전자 장치의 전 방향에서 수신되는 신호의 도래각을 측정하고, 다양한 통신 환경에 적응적으로 위치를 측정하기 위해서는 전자 장치 내에 지정된 거리(예: λ/2 거리) 이내에 밀집하여 배치된 적어도 3개 이상의 UWB의 안테나가 구비되어야 한다. 그러나, 전자 장치의 두께가 얇아지며 전자 장치는 점차 소형화되고 있고, 다양한 기능을 수행하기 위해 전자 장치 내에 배치되는 부품 또한 증가되고 있다. 이러한 전자 장치 내의 공간 제약 하에서, 상기 지정된 거리 이내에 밀집하여 배치된 적어도 3 개 이상의 UWB 안테나를 구현하기 어려울 수 있다.
본 개시는, 두 개의 UWB 안테나의 급전 구조를 통해, 전 방향에 위치한 외부 전자 장치의 위치를 검출할 수 있는 전자 장치를 제공하고자 한다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 도전성 패치의 및 제2 도전성 패치를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리에 위치되는 제1 지점 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리에 위치되는 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축 상에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고, 상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고, 상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 도전성 패치 및 제2 도전성 패치를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로, 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리에 위치되는 제1 지점 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리에 위치되는 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축 상에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고, 상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고,
상기 제3 지점은, 상기 제2 도전성 패치의 가장자리들 중, 상기 제2 지점과 가장 먼 가장자리에 배치되고, 상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 가질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 전자 장치의 전 방향에서 수신되는 RF(radio frequency) 신호의 도래각(AOA: arrival of angle)을 측정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, UWB 통신 기술을 통해 외부 전자 장치의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 지지 구조 및 지지 구조에 배치된 패치 안테나를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 전자 장치를 A-A' 방향으로 바라본 단면도이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 패치 안테나 및 무선 통신 회로를 도시한다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나 및 무선 통신 회로를 도시한다.
도 6c는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나 및 무선 통신 회로를 도시한다.
도 6d는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나의 제1 도전성 패치 및 제2 도전성 패치를 도시한다.
도 7는 일 실시 예에 따른 패치 안테나의 전압 정재파비(VSWR)를 나타내는 그래프이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 패치 안테나의 분해 사시도이다.
도 8b는 다른 실시예에 따른 전자 장치의 패치 안테나의 분해 사시도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 도 9의 동작 901의 세부 순서도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치와의 거리 측정 과정(ranging)을 나타내기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른, UWB 통신의 데이터 프레임을 도시한다.
도 14는 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 전자 장치의 자세에 따라, 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 16a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 자세가 포트레이트(portrait) 상태일 때, 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 과정을 도시한다.
도 16b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 자세가 랜드스케이프(landscape) 상태일 때, 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 과정을 도시한다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 지지 구조 및 지지 구조에 배치된 패치 안테나를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 전자 장치를 A-A' 방향으로 바라본 단면도이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 패치 안테나 및 무선 통신 회로를 도시한다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나 및 무선 통신 회로를 도시한다.
도 6c는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나 및 무선 통신 회로를 도시한다.
도 6d는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나의 제1 도전성 패치 및 제2 도전성 패치를 도시한다.
도 7는 일 실시 예에 따른 패치 안테나의 전압 정재파비(VSWR)를 나타내는 그래프이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 패치 안테나의 분해 사시도이다.
도 8b는 다른 실시예에 따른 전자 장치의 패치 안테나의 분해 사시도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 도 9의 동작 901의 세부 순서도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치와의 거리 측정 과정(ranging)을 나타내기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른, UWB 통신의 데이터 프레임을 도시한다.
도 14는 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 전자 장치의 자세에 따라, 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 16a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 자세가 포트레이트(portrait) 상태일 때, 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 과정을 도시한다.
도 16b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 자세가 랜드스케이프(landscape) 상태일 때, 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 과정을 도시한다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성 요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성 요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)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 인 액티브(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 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성 요소(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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)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. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, Wi-Fi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브 스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성 요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성 요소를 다른 해당 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성 요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성 요소가 다른(예: 제 2) 구성 요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성 요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 상기 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 전자 장치(200)의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 전자 장치(200)의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제1 면(또는 "전면")(210A), 제2 면(또는 "후면")(210B), 및 제1 면(210A)과 제2 면(210B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(또는 "측벽")(210C)을 포함하는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 하우징(210)은, 도 2a 및 도 2b의 제1 면(210A), 제2 면(210B) 및 측면(210C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 면(210A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(202)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 전면 플레이트(202)는, 적어도 일측 단부(side edge portion)에서 제1 면(210A)으로부터 후면 플레이트(211) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 곡면 부분을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 면(210B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(211)에 의하여 형성될 수 있다. 후면 플레이트(211)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인리스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 후면 플레이트(211)는, 적어도 일측 단부에서 제2 면(210B)으로부터 전면 플레이트(202) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 곡면 부분을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 측면(210C)은, 전면 플레이트(202) 및 후면 플레이트(211)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 부재(또는 "브라켓")(218)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(211) 및 측면 부재(218)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(200)는, 디스플레이(201), 오디오 모듈(203), 센서 모듈(미도시), 적어도 하나의 카메라 모듈(205, 212, 213, 214, 215), 플래시(206), 키 입력 장치(217) 및 커넥터 홀(208) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(200)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(217))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 센서 모듈을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈은 광학 센서, 초음파 센서, 및/또는 정전 용량형 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 센서 모듈은, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 배면 및/또는 디스플레이(201)의 주변부에 배치될 수 있다. 상기 화면 표시 영역은, 전자 장치(200)의 전면 플레이트(202)를 통해 보여지는 디스플레이(201)의 영역일 수 있다. 어떤 실시 예에서, 전자 장치(200)는 발광 소자를 더 포함할 수 있으며, 발광 소자는 전면 플레이트(202)가 제공하는 영역 내에서 디스플레이(201)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 발광 소자는, 예를 들어, 전자 장치(200)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 발광 소자는, 예를 들어, 제1 카메라 모듈(205)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(201)는, 예를 들어, 전면 플레이트(202)의 상당 부분을 통하여 전자 장치(200)의 외부에서 보일 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 디스플레이(201)의 가장자리를 전면 플레이트(202)의 인접한 외곽 형상(예: 곡면)과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 디스플레이(201)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(201)의 외곽과 전면 플레이트(202)의 외곽 간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스(recess), 노치(notch), 또는 개구부(opening)를 형성하고, 상기 리세스, 상기 노치, 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 다른 전자 부품, 예를 들어, 제1 카메라 모듈(205), 도시되지 않은 근접 센서 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
다른 실시 예(미도시)에서는, 전자 장치(200)는 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 배면에, 적어도 하나의 카메라 모듈(205, 212, 213, 214, 215), 지문 센서, 및 플래시(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예(미도시)에서는, 디스플레이(201)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
오디오 모듈(203)은, 마이크 홀 및/또는 스피커 홀을 포함할 수 있다. 마이크 홀은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시 예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수 개의 마이크가 배치될 수 있다. 어떤 실시 예에서는 스피커 홀과 마이크 홀이 하나의 홀(예: 오디오 모듈(203))로 구현되거나, 스피커 홀 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커). 스피커 홀은, 외부 스피커 홀 및/또는 통화용 리시버 홀을 포함할 수 있다.
전자 장치(200)는 도시되지 않은 센서 모듈을 포함함으로써, 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈은, 예를 들어, 하우징(210)의 제1 면(210A)에 배치된 근접 센서, 디스플레이(201)에 통합된 또는 인접하게 배치된 지문 센서, 및/또는 상기 하우징(210)의 제2 면(210B)에 배치된 생체 센서(예: HRM 센서)를 더 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 카메라 모듈(205, 212, 213, 214, 215) 중 제1 카메라 모듈(205)은 전자 장치(200)의 제1 면(210A)에 배치될 수 있고, 제2 카메라 모듈들(212, 213, 214, 215) 및 플래시(206)는 전자 장치(200)의 제2 면(210B)에 배치될 수 있다. 상술한 적어도 하나의 카메라 모듈(205, 212, 213, 214, 215)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(206)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(200)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(217)는, 하우징(210)의 측면(210C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(200)는 상기 언급된 키 입력 장치(217) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(217)는 디스플레이(201) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(210)의 제2 면(210B)에 배치된 지문 센서의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(208)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터, 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있다. 예를 들어, 커넥터 홀(208)은 USB 커넥터 또는 이어폰 잭을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, USB 커넥터와 이어폰 잭은 하나의 홀(예: 도 2a, 도 2b의 208)로 구현될 수도 있으며, 다른 실시예(미도시)에 따르면, 전자 장치(200)는 별도의 커넥터 홀 없이 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102, 104))와 전력 및/또는 데이터를 송수신하거나, 오디오 신호를 송수신할 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치(300)의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(300)(예: 도 2a, 도 2b의 전자 장치(200))는, 전면 플레이트(미도시)(예: 도 2a의 전면 플레이트(202)), 디스플레이(310)(예: 도 2a의 디스플레이(201)), 측면 부재(320)(예: 도 2a, 도 2b의 측면 부재(218)), 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330), 제1 지지 구조(340)(또는 "쉴드 캔(shield can)"), 제2 지지 구조(350), 배터리(360) 및/또는 후면 플레이트(370)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2a, 도 2b의 전자 장치(200)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 측면 부재(320)는 메탈 프레임 구조(321) 및/또는 지지 부재(322)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 메탈 프레임 구조(321)는 도전성 재질(예: 금속)로 형성되어, 전자 장치(300)의 측면(예: 도 2a의 측면(210C))을 형성할 수 있다. 예를 들어, 메탈 프레임 구조(321)는 적어도 하나의 도전성 부분 및/또는 적어도 하나의 도전성 부분을 절연시키는 적어도 하나의 비도전성 부분을 포함할 수 있다. 상술한 메탈 프레임 구조(321)의 적어도 하나의 도전성 부분은 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 및/또는 수신하는 안테나 방사체로 동작할 수 있다.
일 실시 예에서, 지지 부재(322)는 금속 재질 및/또는 비금속(예: 폴리머) 재질로 형성되어, 전자 부품들이 전자 장치(300) 내에 배치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(322)의 일면(예: 도 3의 +z 방향의 일면)에는 디스플레이(310)가 배치되고 지지 부재(322)의 다른 일면(예: 도 3의 -z 방향의 일면)에는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)이 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라, 지지 부재(322)는 메탈 프레임 구조(321)와 연결되거나, 메탈 프레임 구조(321)와 일체로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)에는 복수의 전자 부품들이 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)에는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))가 배치될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(200)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)은 제1 인쇄 회로 기판(331) 및/또는 제2 인쇄 회로 기판(332)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 인쇄 회로 기판(331)은 지지 부재(322)의 일 영역(예: 도 3의 +y 방향 영역)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 인쇄 회로 기판(332)은 제1 인쇄 회로 기판(331)과 이격된 지지 부재(322)의 다른 일 영역(예: 도 3의 -y 방향 영역)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 인쇄 회로 기판(331)과 제2 인쇄 회로 기판(332)은 전기적 연결 부재(333)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 상술한 전기적 연결 부재(333)는, 예를 들어, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB: flexible printed circuit board), 동축 케이블, B to B(board to board) 커넥터 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)의 구조가 도면 상에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 다른 실시 예(미도시)에 따르면, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)은 하나의 인쇄 회로 기판으로 구성될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 지지 구조(340)(또는 "쉴드 캔(shield can)")는 도전성 재질(예: 금속)로 형성되어, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지지 구조(340)의 적어도 일 영역(예: 도 3의 -z 방향의 일 영역)에는 패치 안테나(patch antenna)(미도시)가 배치될 수 있다. 제1 지지 구조(340)는 상술한 패치 안테나를 지지할 수 있다. 상술한 패치 안테나는, 예를 들어, 초광대역(UWB: ultra-wide band)의 RF(radio frequency) 신호를 송신 및/또는 수신하는 안테나 방사체로 동작할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 지지 구조(340)는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)에 배치된 복수의 전자 부품들을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 구조(340)는 복수의 전자 부품들을 감싸거나 덮는 형태로 배치되어, 복수의 전자 부품들로부터 발생하는 노이즈를 차단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 지지 구조(350)(또는 리어 케이스(rear case))는 제1 지지 구조(340)와 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 지지 구조(350)는 비도전성 재질(예: 플라스틱)으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시 예에서, 제2 지지 구조(350)는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)의 일 영역에 배치되어, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)의 적어도 일 영역 및/또는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)에 배치된 복수의 전자 부품들이 외부 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 지지 구조(350)는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)의 상단(예: 도 3의 -z 방향)에서 봤을 때, 제1 지지 구조(340)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제2 지지 구조(350)는 제1 지지 구조(340)와 일부 중첩되도록 배치될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리(360)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(360)의 적어도 일부는, 예를 들어, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(330)과 실질적으로 동일 평면에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라, 배터리(360)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈 부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 후면 플레이트(370)는 전자 장치(300)의 후면(예: 도 2b의 제2 면(210B))을 형성할 수 있다. 후면 플레이트(370)는 전자 장치(300)의 내부 구성 요소들을 외부의 충격 또는 이물질의 유입으로부터 보호할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)의 제1 지지 구조(340) 및 제1 지지 구조(340)에 배치된 패치 안테나(400)를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 전자 장치의 측면 부재(예: 도 3의 측면 부재(320))를 일 방향(예: 도 3의 -z 방향)에서 바라본 정면도이다.
도 5는 도 4의 전자 장치를 A-A' 방향으로 바라본 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)는, 디스플레이(310), 측면 부재(320), 인쇄 회로 기판(330), 적어도 하나의 전자 부품(334), 제1 지지 구조(340), 제2 지지 구조(350), 후면 플레이트(370), 및/또는 패치 안테나(patch antenna)(400) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)의 구성 요소들 중 도 3을 참조하여 제공된 설명은 생략하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 측면 부재(320)는 전자 장치(300)의 구성 요소들이 배치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 측면 부재(320)의 일면(예: 도 5의 -z 방향의 일면)에는 인쇄 회로 기판(330)이 배치되고, 측면 부재(320)의 다른 일면(예: 도 5의 +z 방향의 일면)에는 디스플레이(310)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(330)의 적어도 일 영역에는 적어도 하나의 전자 부품(334)이 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 적어도 하나의 전자 부품(334)은, 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 프로세서(미도시)(예: 도 1의 프로세서(120)), 신호 배선 및/또는 무선 통신 회로(미도시)(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 지지 구조(340)는 도전성 재질(예: 금속)로 형성되어, 인쇄 회로 기판(330)의 적어도 일 영역에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지지 구조(340)의 후면 플레이트(370)를 향하는 일면(340a)(예: 도 5의 -z 방향의 일면)에는 패치 안테나(400)가 배치될 수 있으며, 제1 지지 구조(340)는 패치 안테나(400)를 지지할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지지 구조(340)는 인쇄 회로 기판(330)에 배치되는 적어도 하나의 전자 부품(334)을 차폐하는 "쉴드 캔(shield can)"으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 구조(340)는 적어도 하나의 전자 부품(334)에서 발생되는 노이즈를 차폐할 수 있다. 제1 지지 구조(340)는 제1 지지 구조(340) 내에 배치된 적어도 하나의 전자 부품(334)에서 발생된 열을 배출하기 위한 방열 부재로 동작할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 지지 구조(340)의 패치 안테나(400)가 배치되는 일면은 적어도 일 영역이 평평한(flat) 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에 따르면, 제2 지지 구조(350)는 제1 지지 구조(340)와 다른 비도전성 재질(예: 플라스틱 또는 폴리머)로 형성되어, 측면 부재(320)와 후면 플레이트(370) 사이에 위치할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 지지 구조(350)는 측면 부재(320)의 적어도 일 영역 및/또는 인쇄 회로 기판(330)의 적어도 일 영역에 배치되어, 측면 부재(320) 및/또는 인쇄 회로 기판(330)의 일부 영역이 외부 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시 예에서, 측면 부재(320)를 후면 플레이트(370)에서 봤을 때, 제2 지지 구조(350)는 제1 지지 구조(340)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 다만, 제1 지지 구조(340)와 제2 지지 구조(350)의 배치 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예(미도시)에서, 제2 지지 구조(350)는 제1 지지 구조(340)의 일부 영역과 중첩되도록 배치될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(400)는 제1 지지 구조(340)의 후면 플레이트(370)를 향하는 일면(340a)(예: 도 5의 -z 방향의 일면)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 패치 안테나(400)는 연성 인쇄 회로 기판(430)(또는 "FPCB(flexible printed circuit board)"), 제1 도전성 패치(410), 및 제2 도전성 패치(420)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)은 복수의 층(layer)으로 구성될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(430)은 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)의 접지를 위한 도전성 레이어를 포함할 수 있다. 접지를 위한 도전성 레이어는 연성 인쇄 회로 기판(430)의 레이어들 중 어느 하나의 레이어의 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(430)은 상기 도전성 레이어를 포함하기 때문에, 연성 인쇄 회로 기판(430)이 도전성인 제1 지지 구조(340) 상에 배치되더라도 도전체에 의한 영향을 적게 받을 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(430)은 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)가 배치되는 층과 그라운드를 포함하는 층 사이에 배치되는 유전층(미도시)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)와 제2 도전성 패치(420)는 연성 인쇄 회로 기판(430)의 후면 플레이트(370)를 향하는 일면(예: 도 5의 -z 방향의 일면)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)와 제2 도전성 패치(420)는 서로 동일한 면에 배치될 수 있고, 제1 도전성 패치(410)와 제2 도전성 패치(420)는 지정된 거리만큼 이격될 수 있다. 일 실시 예에서, 패치 안테나(400)의 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)는 신호 배선(미도시)을 통해 인쇄 회로 기판(330)에 배치된 무선 통신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 상술한 전기적 연결 경로를 통해, 무선 통신 회로는 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)에 급전할 수 있고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)는 초광대역(UWB: ultra-wide band) 주파수 대역의 RF 신호를 송신 및/또는 수신하는 방사체로 동작할 수 있다. 예를 들어, 초광대역 주파수 대역은 약 6.25 GHz 내지 약 8.75 GHz의 주파수 대역일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 패치 안테나(400) 및 무선 통신 회로(492)를 도시한다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나(400) 및 무선 통신 회로(492)를 도시한다.
도 6c는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나(400) 및 무선 통신 회로(492)를 도시한다.
도 6d는 다른 실시 예에 따른 패치 안테나(400)의 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)를 도시한다. 도 6d에서, 패치 안테나(400)의 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420) 외의 다른 구성의 도시는 설명의 편의 상 생략하였다.
도 7은 일 실시 예에 따른 패치 안테나(400)의 전압 정재파비(VSWR)를 나타내는 그래프이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)는 패치 안테나(400) 및 무선 통신 회로(492)(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 패치 안테나(400)는 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 및 연성 인쇄 회로 기판(430)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)은 제1 전송 선로(transmission line)(411), 제2 전송 선로(412), 제3 전송 선로(421) 및 연결부(connecting unit)(440)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412)는 제1 도전성 패치(410) 및 연결부(440)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 6a 및 도 6c를 참조하면, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 전송 선로(411)는 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1) 및 연결부(440)의 제1 단자(T1)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제2 전송 선로(412)는 제1 도전성 패치(410)의 제2 지점(P2) 및 연결부(440)의 제2 단자(T2)에 연결될 수 있다. 다른 예를 들어, 도 6b를 참조하면, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 전송 선로(411)는 제1 도전성 패치(410)의 제2 지점(P2) 및 연결부(440)의 제1 단자(T1)에 연결될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제2 전송 선로(412)는 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1) 및 연결부(440)의 제2 단자(T2)에 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제3 전송 선로(421)는 제2 도전성 패치(420)의 제3 지점(P3) 및 연결부(440)의 제3 단자(T3)에 연결될 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d에서 제1 도전성 패치(410)가 두 개의 지점(예: P1 및 P2)에서 급전되고, 제2 도전성 패치(420)가 하나의 지점(예: P3)에서 급전되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 6a 내지 도 6d와 달리 제1 도전성 패치(410)는 하나의 지점에서 급전되고, 제2 도전성 패치(420)는 두 개의 지점에서 급전될 수도 있다. 다른 예를 들면, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420) 모두 복수 개의 지점에서 급전될 수도 있다.
일 실시 예에서, 제1 전송 선로(411), 제2 전송 선로(412), 및 제3 전송 선로(421)는 도전성 물질(예: 금속)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412)의 두께(또는 폭)는 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시 예에서, 도 6a와 같이 제3 전송 선로(421)의 두께는 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412)와 상이할 수 있다. 예를 들면, 제3 전송 선로(421)의 두께는 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412) 보다 얇을 수 있다. 이 경우, 제1 전송 선로(411) 및/또는 제2 전송 선로(412)는 제1 두께를 가질 수 있고, 제3 전송 선로(421)는 상기 제1 두께 보다 작은 제2 두께를 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 도 6b 및 도 6c와 같이 제1 전송 선로(411), 제2 전송 선로(412), 및 제3 전송 선로(421)는 서로 실질적으로 동일한 두께(또는 폭)를 가질 수도 있다.
일 실시 예에서, 연결부(440)는 연성 인쇄 회로 기판(430)의 일 면에 배치되어 전자 장치(300)의 인쇄 회로 기판(330)과 연결될 수 있다. 전자 장치(300)의 인쇄 회로 기판(330)에 배치된 무선 통신 회로(492)는 인쇄 회로 기판(330)에 의해 제공되는 전기적 경로를 통해 연성 인쇄 회로 기판(430)의 연결부(440)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결부(440)는 도전성 패드 또는 커넥터(예: 소켓 또는 플러그)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결부(440)가 도전성 패드를 포함하는 경우, 연결부(440)는, 솔더링(soldering)과 같은 고정 수단을 통해, 인쇄 회로 기판(330)에 마련된 도전성 패드와 접촉된 상태를 유지할 수 있고, 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 예를 들어, 연결부(440)가 커넥터를 포함하는 경우, 연결부(440)의 커넥터(예: 플러그)가 인쇄 회로 기판(330)의 커넥터(예: 소켓)와 결합됨으로써, 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(492)는 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412)를 통해 제1 도전성 패치(410)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제3 전송 선로(421)를 통해 제2 도전성 패치(420)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)는 연성 인쇄 회로 기판(430)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)의 형상은 지정된 폭 및 지정된 길이를 갖는 사각형일 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)의 형상은 원형, 마름모, 또는 다각형일 수도 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)는 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412)를 통해 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 도 6a를 참조하면, 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1)은 제1 도전성 패치(410)의 가장자리들 중 제1 가장자리(410a)에 배치될 수 있고, 제1 도전성 패치(410)의 제2 지점(P2)은 제1 가장자리(410a)와 대향하고 제1 가장자리(410a)와 실질적으로 평행한 제2 가장자리(410b)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에서, 도 6b 및 도 6d를 참조하면, 제1 지점(P1)은 제1 도전성 패치(410)의 제3 가장자리(410c)에 배치될 수 있고, 제2 지점(P2)은 제3 가장자리(410c)와 대향하는 제4 가장자리(410d)에 배치될 수 있다. 도시되지 않은 다른 실시 예에서, 제1 지점(P1) 및 제2 지점(P2)은 제1 도전성 패치(410)의 서로 대향하는 가장자리에 각각 배치되지 않고, 서로 이웃하는 가장자리에 각각 배치될 수도 있다. 예를 들면, 제1 지점(P1)이 제1 가장자리(410a)에 배치되는 경우, 제2 지점(P2)은 제1 가장자리(410a)의 양 단으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 제3 가장자리(410c) 또는 제4 가장자리(410d)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지점(P1) 및 제2 지점(P2) 각각은 제1 도전성 패치(410)의 가장자리들 중 서로 다른 가장자리에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)는 제1 지점(P1) 또는 제2 지점(P2)에서 무선 통신 회로(492)로부터 급전될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)는 연성 인쇄 회로 기판(430)에 배치될 수 있다. 제2 도전성 패치(420)는 제1 도전성 패치(410)와 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 6c를 참조하면, 제2 도전성 패치(420)는 제1 도전성 패치(410)와 지정된 거리(g)만큼 이격될 수 있다. 제2 도전성 패치(420)가 제1 도전성 패치(410)와 이격됨으로써, 제2 도전성 패치(420)와 제1 도전성 패치(410) 간의 격리도가 향상될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)의 형상은 폭(W2) 및 길이(H2)를 갖는 사각형일 수 있다. 다른 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)의 형상은 원형, 마름모, 또는 다각형일 수도 있다.
일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)의 면적은 제1 도전성 패치(410)의 면적보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 6a를 참조하면, 제2 도전성 패치(420)의 길이(H2)는 제1 도전성 패치(410)의 길이(H1) 보다 작을 수 있다. 또한, 제2 도전성 패치(420)의 폭(W2)은 제1 도전성 패치(410)의 폭(W1) 보다 작을 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)의 면적은 제2 도전성 패치(420)의 면적과 실질적으로 동일할 수도 있다. 예를 들어, 도 6b를 참조하면, 제1 도전성 패치(410)의 길이(H2) 및 폭(W2)은 제2 도전성 패치(420)와 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 도전성 패치(410)의 길이 및 폭은 제2 도전성 패치(420)와 상이할 수 있으나, 면적은 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)는 제3 전송 선로(421)를 통해 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)의 제3 지점(P3)은 제2 도전성 패치(420)의 가장자리들 중 어느 하나의 가장자리에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 지점(P3)이 제1 지점(P1) 및/또는 제2 지점(P2)으로부터 멀어질수록, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420) 간 격리도(isolation)가 향상될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)의 제3 지점(P3)은 제2 도전성 패치(420)의 가장자리들 중 제1 지점(P1) 및/또는 제2 지점(P2)으로부터 가장 먼 가장자리에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)는 제3 지점(P3)에서 무선 통신 회로(492)로부터 급전될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 지점(P1)과 제3 지점(P3)을 연결하는 가상의 제1 선분(예: 도 6d의 선분(C)), 제2 지점(P2) 및 제3 지점(P3)을 연결하는 가상의 제2 선분(예: 도 6d의 선분(B)) 및 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2)을 연결하는 가상의 제3 선분(예: 도 6d의 선분(A))이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지점(P1), 제2 지점(P2), 및 제3 지점(P3)은 상기 제1 선분과 상기 제2 선분이 서로 평행하지 않도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 6c를 참조하면, 제1 지점(P1)과 제3 지점(P3)을 연결하는 가상의 제1 선분(C)은, 제2 지점(P2)과 제3 지점(P3)을 연결하는 가상의 제2 선분(B)과 실질적으로 직각을 이룰 수 있다. 이 경우, 제1 도전성 패치(410)는 제2 도전성 패치(420) 보다 길이 방향으로 더 길 수 있고, 제1 도전성 패치(410)의 면적은 제2 도전성 패치(420) 보다 클 수 있다. 도 6c의 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이의 거리는 도 6a, 도 6b, 및 도 6d의 제1 도전성 패치(410)의 경우보다 더 멀기 때문에, 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이에 제1 도전성 패치(410)의 안테나 영역을 분리하기 위한 쇼팅 비아(shorting via)(413)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)는 패치 안테나(400)가 전자 장치에 배치된 상태를 기준으로, 연성 인쇄 회로 기판(430) 상에서 사선 방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 도 4의 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)가 전자 장치(300)의 측면 부재(320)와 동일한 방향으로 배치되는 것과 달리, 도 6c의 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)는 전자 장치의 하우징(예: 도 4의 측면 부재(320))의 길이 방향과 평행하지 않는 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 가상의 제1 선분(C)은 전자 장치의 제1 가장 자리(예: 도 16a의 제1 측면(900a) 또는 제2 측면(900b))와 실질적으로 수직할 수 있고, 상기 제1 가장자리와 수직한 제2 가장자리(예: 도 16a의 제3 측면(900c) 또는 제4 측면(900d))와 실질적으로 평행할 수 있다. 가상의 제2 선분(B)은 전자 장치의 상기 제1 가장자리(예: 도 16a의 제1 측면(900a) 또는 제2 측면(900b))와 실질적으로 평행할 수 있고, 상기 제2 가장자리(예: 도 16a의 제3 측면(900c) 또는 제4 측면(900d))와 실질적으로 수직할 수 있다.
다른 예를 들어, 도 6d를 참조하면, 제1 지점(P1), 제2 지점(P2), 및 제3 지점(P3)은 선분(A)과 선분(B)이 서로 실질적으로 직각을 이루고, 선분(B)와 선분(C)가 평행하지 않도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)의 제3 지점(P3)과 제1 도전성 패치(410)의 제2 지점(P2)의 거리는 제1 거리일 수 있다. 제2 도전성 패치(420)의 제3 지점(P3)과 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1)의 거리는 상기 제1 거리보다 크거나 같은 제2 거리일 수 있다. 예를 들어, 도 6a를 참조하면, 제1 지점(P1) 및 제3 지점(P3) 사이의 상기 제2 거리는, 제2 지점(P2) 및 제3 지점(P3) 사이의 상기 제1 거리보다 클 수 있다. 다른 예를 들어, 도 6b를 참조하면, 제1 지점(P1) 및 제3 지점(P3) 사이의 상기 제2 거리는, 제2 지점(P2) 및 제3 지점(P3) 사이의 상기 제1 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리는 지정된 거리(예: 패치 안테나(400)를 통해 수신하고자 하는 신호의 반 파장(λ/2)) 이하일 수 있다. 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리가 패치 안테나(400)를 통해 수신하고자 하는 신호의 반 파장(λ/2)을 초과하는 경우, 패치 안테나(400)를 이용한 위치 측정 성능이 열화될 수 있다. 상기 지정된 거리는, 예를 들어, 약 10 mm 이상 30 mm 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)는 연성 인쇄 회로 기판(430)의 수평 축(예: ① 방향) 상에서 서로 적어도 일부가 중첩되도록 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 6a를 참조하면, 제2 도전성 패치(420)는 제1 도전성 패치(410)로부터 이격되지만, 패치 안테나(400)를 측면(예: ① 방향)에서 바라보았을 때 제2 도전성 패치(420)는 제1 도전성 패치(410)와 지정된 길이(L)만큼 중첩되도록 배치될 수 있다. 지정된 길이(L)는 제2 도전성 패치(420)의 길이(H2) 이하 제2 도전성 패치(420)의 길이의 절반(H2/2) 이상일 수 있다. 다른 예를 들면, 도 6b를 참조하면, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)는 연성 인쇄 회로 기판(430) 상에서 ①방향을 따라서 배열될 수 있고, ①방향으로 패치 안테나(400)를 바라보았을 때 제1 도전성 패치(410)의 전부가 제2 도전성 패치(420)와 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(492)는 스위치 회로(450)를 이용하여, 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1) 또는 제2 지점(P2)에 급전할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 회로(492)는 스위치 회로(450)로 제어 신호를 송신하여 RF 신호 경로를 선택할 수 있고, 상기 선택된 RF 신호 경로로 급전할 수 있다. 일 실시 예에서, 스위치 회로(450)는 SPDT(single pole double throw) 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 물리적으로 하나의 구성인 제1 도전성 패치(410)는 스위치 회로(450)를 이용하여 제1 지점(P1) 또는 제2 지점(P2)에 급전되는 구조를 통하여, 두 개의 안테나 엘리먼트(element)로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 제1 도전성 패치(410)는 제1 지점(P1)으로 급전되는 제1 안테나 엘리먼트 또는 제2 지점(P2)으로 급전되는 제2 안테나 엘리먼트로 동작할 수 있다. 제1 도전성 패치(410)의 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트는 서로 다른 빔 패턴(beam pattern)을 출력할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(492)의 RX 포트(receive port)는 스위치 회로(450)를 통해 제1 도전성 패치(410)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 도전성 패치(410)는 제1 지점(P1) 또는 제2 지점(P2)에 급전되는 구조를 통해, 지정된 대역의 RF 신호를 수신하기 위한 두 개의 안테나 엘리먼트로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 회로(492)는, 스위치 회로(450)를 통해 제1 지점(P1)에 연결된 제1 도전성 패치(410)를 이용하여, 지정된 대역의 RF 신호를 수신할 수 있다. 다른 예를 들면, 무선 통신 회로(492)는, 스위치 회로(450)를 통해 제2 지점(P2)에 연결된 제1 도전성 패치(410)를 이용하여, 지정된 대역의 RF 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(492)의 RX/TX 포트(receive/transmit port)는 제2 도전성 패치(420)와 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(492)는 제3 지점(P3)에 급전되는 제2 도전성 패치(420)를 이용하여, 지정된 대역의 RF 신호를 수신하거나 송신할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(492)의 제어 포트(control port)는 스위치 회로(450)와 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(492)는, 상기 제어 포트를 통해, 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1) 또는 제2 지점(P2)을 선택하기 위한 제어 신호를 스위치 회로(450)로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 패치 안테나(400)는 다중 공진 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 제1 도전성 패치(410)는 제1 중심 주파수(f1)(예: 6.5 GHz)를 갖는 제1 주파수 범위 및 제2 중심 주파수(f2)(예: 8.2 GHz)를 갖는 제2 주파수 범위에서 공진이 발생할 수 있고, 제2 도전성 패치(420) 또한 제1 중심 주파수(f1)를 갖는 주파수 범위 및 제2 중심 주파수(f2)를 주파수 범위에서 공진이 발생할 수 있다.
도 8a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 패치 안테나(400)의 분해 사시도이다.
도 8b는 다른 실시예에 따른 전자 장치의 패치 안테나(400)의 분해 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 4 및 도 5의 전자 장치(300)의 패치 안테나(400)의 구성을 나타낸다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)의 패치 안테나(400)는, 연성 인쇄 회로 기판(430), 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811)(예: 도 6a의 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412)), 및 제2 전송 선로(821)(예: 도 6a의 제3 전송 선로(421))를 포함할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 연성 인쇄 회로 기판(430)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연성 인쇄 회로 기판(430)은 제1 층(431) 및 제1 층(431)의 하단(예: ② 방향)에 위치하는 제2 층(432)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)에는 제1 도전성 패치(410), 제1 도전성 패치(410)와 이격된 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811) 및 제2 전송 선로(821)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)는 제1 전송 선로(811)를 통해 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전송 선로(811)는 복수 개의 전송 선로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6a와 같이, 제1 도전성 패치(410)의 서로 다른 두 개의 가장자리에 각각 연결되는 두 개의 전송 선로(예: 도 6a의 제1 전송 선로(411) 및 제2 전송 선로(412))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)는 제2 전송 선로(821)를 통해 무선 통신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 8a 및 도 8b에서 제1 전송 선로(811)는 제2 전송 선로(821)와 서로 다른 폭을 갖는 것으로 도시되었으나, 제1 전송 선로(811) 및 제2 전송 선로(821) 각각의 폭은 도시된 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6b와 같이 제1 전송 선로(811)(예: 도 6b의 제1 전송 선로(411) 및/또는 제2 전송 선로(412))는 제2 전송 선로(821)(예: 도 6b의 제3 전송 선로(421))와 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있다.
제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821)의 배치 위치는 도시된 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 실시 예에 따라 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821)의 배치 위치는 달라질 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)은 제1 층(431)의 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)와 제2 층(432)의 그라운드(ground)를 전기적으로 연결하는 전기적 연결 부재(415, 416)를 포함할 수 있다. 전기적 연결 부재(415, 416)는 제1 층(431)의 제1 도전성 패치(410)와 제2 층(432)의 그라운드를 전기적으로 연결하는 제1 전기적 연결 부재(415) 및 제1 층(431)의 제2 도전성 패치(420)와 제2 층(432)의 그라운드를 전기적으로 연결하는 제2 전기적 연결 부재(416)를 포함할 수 있다. 제1 전기적 연결 부재(415) 및/또는 제2 전기적 연결 부재(416)를 통해, 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)의 전류 흐름(current flow)가 변경될 수 있고, 그 결과 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)의 공진 특성이 변경될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 전기적 연결 부재(415) 및/또는 제2 전기적 연결 부재(416)는 복수의 도전성 비아(via)가 벽(wall) 형태로 정렬된 구조를 의미할 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 전기적 연결 부재(415) 및/또는 제2 전기적 연결 부재(416)는 벽(wall) 형상의 도전성 비아(via)일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전기적 연결 부재(415) 및/또는 제2 전기적 연결 부재(416)는 신호 배선, 도전성 가스켓, 도전성 폼 및/또는 C-클립 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)에는 적어도 하나의 홀(4311a)을 포함하는 보호 그라운드(guard ground)(4311)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호 그라운드(4311)는 제1 층(431)에 배치되는 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821) 중 적어도 하나를 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821) 중 적어도 하나가 보호 그라운드(4311)의 적어도 하나의 홀(4311a) 내에 배치됨으로써, 보호 그라운드(4311)가 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821) 중 적어도 하나를 감쌀 수 있다. 일 실시 예에서, 보호 그라운드(4311)는 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821) 중 적어도 하나를 차폐할 수 있다. 예를 들어, 보호 그라운드(4311)는 전자 장치(300) 내의 다른 전자 부품들에서 발생되는 노이즈로부터 제1 도전성 패치(410), 제2 도전성 패치(420), 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821) 중 적어도 하나를 차폐할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제2 층(432)(또는 그라운드 층(ground layer))은 그라운드(ground)를 포함할 수 있다. 제2 층(432)의 그라운드와 제1 층(431)의 제1 및 제2 전송 선로(811, 821) 사이에 커플링(coupling)(또는 커패시티브 커플링(capacitive coupling))이 발생될 수 있다. 일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)과 제2 층(432) 사이에는 지정된 유전율을 갖는 유전체(미도시)가 채워질 수 있다. 제1 층(431)과 제2 층(432) 사이에 배치되는 유전체의 두께에 따라, 안테나 방사체로 동작하는 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)의 공진 특성이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체의 두께가 두꺼워질수록, 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)와 제2 층(432)의 그라운드 사이의 커플링 공간이 증가될 수 있고, 이에 따라 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)의 안테나 효율(예: 안테나 이득)이 향상될 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)과 제2 층(432)은, 보호 그라운드(4311)를 관통하고 도전성 물질을 포함하는 적어도 하나의 비아(via)(미도시)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 층(431)의 보호 그라운드(4311)에는 적어도 하나의 제1 관통 홀(또는 "비아 홀(via hole)")(431a, 431b)이 형성될 수 있으며, 제2 층(432)의 제1 층(431)의 적어도 하나의 제1 관통 홀(431a, 431b)과 대응되는 위치에는 적어도 하나의 제2 관통 홀(432a, 432b)가 형성될 수 있다. 적어도 하나의 비아는 제1 층(431)의 적어도 하나의 제1 관통 홀(431a, 431b) 및 제2 층(432)의 적어도 하나의 제2 관통 홀(432a, 432b) 내에 배치됨으로써, 제1 층(431)과 제2 층(432)을 전기적으로 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)의 상단(예: ① 방향 영역) 및/또는 제2 층(432)의 하단(예: ② 방향 영역)에는 필름층(cover lay)(미도시)이 배치될 수 있다. 상술한 필름층은 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)과 제2 층(432)을 보호할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 연성 인쇄 회로 기판(430)은 제1 층(431), 제1 층(431)의 하단(예: ② 방향)에 위치하는 제2 층(432) 및 제2 층(432)의 하단(예: ② 방향)에 위치하는 제3 층(433)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)에는 제1 도전성 패치(410) 및 제1 도전성 패치(410)와 지정된 거리만큼 이격된 제2 도전성 패치(420)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)에는 적어도 하나의 홀(4311a, 4311b)를 포함하는 제1 보호 그라운드(4311)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 보호 그라운드(4311)는 제1 층(431)의 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)를 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패치(410)는 제1 보호 그라운드(4311)의 제1 홀(4311a) 내에 배치되고, 제2 도전성 패치(420)는 제1 보호 그라운드(4311)의 제2 홀(4311b) 내에 배치됨으로써, 제1 보호 그라운드(4311)가 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)를 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 보호 그라운드(4311)는 제1 도전성 패치(410) 및 제2 도전성 패치(420)를 외부 노이즈로부터 차폐할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제2 층(432)에는 제1 전송 선로(811) 및 제2 전송 선로(821)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)는 제1 전송 선로(811)를 통해 무선 통신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)는 제2 전송 선로(821)를 통해 무선 통신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지 않았으나, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제2 층(432)에는 제1 도전성 패치(410) 및/또는 제2 도전성 패치(420)를 제3 층(433)의 그라운드(ground)와 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결 부재를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제2 층(432)에는 적어도 하나의 홀(4321a, 4321b)를 포함하는 제2 보호 그라운드(4321)가 추가적으로 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 보호 그라운드(4321)는 제1 및 제2 전송 선로(811, 821)를 감싸는 형태로 배치되어, 제1 및 제2 전송 선로(811, 821)를 외부 노이즈로부터 차폐할 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 선로(811)는 제2 보호 그라운드(4321)의 제3 홀(4321a) 내에 배치되고, 제2 전송 선로(821)는 제2 보호 그라운드(4321)의 제4 홀(4321b) 내에 배치됨으로써, 제2 보호 그라운드(4321)가 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821)를 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821)의 배치 위치는 도시된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 실시예에 따라 제1 전송 선로(811) 및/또는 제2 전송 선로(821)의 배치 위치는 달라질 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제3 층(433)(또는 "그라운드 층(ground layer)")은 그라운드(ground)를 포함할 수 있다. 제3 층(433)의 그라운드와 제2 층(432)의 제1 및 제2 전송 선로(811, 821) 사이에는 커플링(coupling)(또는 "커패시티브 커플링(capacitive coupling)")이 발생할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431), 제2 층(432) 및/또는 제3 층(433)은 도전성 물질을 포함하는 적어도 하나의 비아(via)(미도시)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 층(431)의 보호 그라운드(4311)에는 적어도 하나의 제1 관통 홀(또는 "비아 홀(via hole)")(431a, 431b)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 층(432)에서, 제1 층(431)의 적어도 하나의 제1 관통 홀(431a, 431b)과 대응되는 위치에 적어도 하나의 제2 관통 홀(432a, 432b)가 형성될 수 있으며, 제3 층(433)의 제2 층(432)의 적어도 하나의 제2 관통 홀(432a, 432b)과 대응되는 위치에는 적어도 하나의 제3 관통 홀(433a, 433b)가 형성될 수 있다. 적어도 하나의 비아는 제1 층(431)의 적어도 하나의 제1 관통 홀(431a, 431b), 제2 층(432)의 적어도 하나의 제2 관통 홀(432a, 432b) 및/또는 제3 층(433)의 적어도 하나의 제3 관통 홀(433a, 433b) 내에 배치됨으로써, 제1 층(431), 제2 층(432) 및/또는 제3 층(433)을 전기적으로 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)과 제2 층(432) 사이 및 제2 층(432)과 제3 층(433) 사이에는 지정된 유전율을 갖는 유전체(미도시)가 채워질 수 있다. 일 실시 예에서, 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431)의 상단(예: ① 방향 영역) 및/또는 제3 층(433)의 하단(예: ② 방향 영역)에는 필름층(cover lay)(미도시)이 배치될 수 있으며, 상술한 필름층은 연성 인쇄 회로 기판(430)의 제1 층(431), 제2 층(432) 및/또는 제3 층(433)을 보호할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)가 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 10은, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)가 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 전술한 전자 장치(300)에 관한 설명 중 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소들에 대한 설명이 도 10의 전자 장치(900)에 적용될 수 있다.
도 11은 도 9의 동작 901의 세부 순서도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)가 외부 장치(902)와의 거리 측정 과정(ranging)을 나타내기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른, UWB 통신의 데이터 프레임을 도시한다.
도 9의 동작들은 순차적으로 또는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 동작들은 동작 901부터 동작 913까지 순차적으로 수행될 수 있다. 다른 예를 들면, 동작 901은 동작 903 내지 동작 911과 동시에 수행되거나, 동작 901의 수행 중에 동작 903 내지 동작 911이 수행될 수도 있다.
도 9에 도시된 동작들은, 도 10에 도시된 전자 장치(900)(예: 도 3의 전자 장치(300)) 또는 전자 장치(900)의 프로세서(990)(예: 도 1의 프로세서(120))에 의해 수행될 수 있다.
이하 도 10, 도 11, 도 12, 및 도 13을 참조하여, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)가 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 동작을 설명한다.
먼저, 도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른, 스위치 회로(450)를 통해 제1 지점(P1)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제1 도전성 패치(410)는 제1 안테나(910)로 동작할 수 있다. 스위치 회로(450)를 통해 제2 지점(P2)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제1 도전성 패치(410)는 제2 안테나(920)로 동작할 수 있다. 제3 지점(P3)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제2 도전성 패치(420)는 제3 안테나(930)로 동작할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(492)의 RX 포트(receive port)는 스위치 회로(450)를 통해 제1 도전성 패치(410)와 전기적으로 연결될 수 있고, 무선 통신 회로(492)의 TX/RX 포트(transmit/receive 포트)는 제2 도전성 패치(420)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)는 지정된 대역(예: UWB)의 RF 신호를 수신하기 위한 안테나(예: 제1 안테나(910) 및 제2 안테나(920))로 동작할 수 있고, 외부 장치(902)로부터 수신되는 RF 신호의 도래각(angle of arrival)을 측정하기 위한 안테나로 동작할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 도전성 패치(420)는 지정된 대역의 RF 신호를 송신 및 수신하기 위한 안테나(예: 제3 안테나(930))로 동작할 수 있고, 외부 장치(902)와의 거리를 측정하기 위한 안테나 및 외부 장치(902)로부터 수신되는 RF 신호의 도래각(angle of arrival)을 측정하기 위한 안테나로 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 프로세서(990)와 전기적으로 연결되는 센서부(976)(예: 도 1의 센서 모듈(176))를 포함할 수 있다. 센서부(976)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(976)는 자기장 센서(또는 지자계 센서) 및/또는 GNSS(global navigation satellite system)(예: GPS(global positioning system))을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 동작 901에서, 전자 장치(900)는 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 거리를 측정하기 위해 TWR(two way ranging) 방식이 이용될 수 있다. 도 9의 동작 901의 세부 순서도인 도 11을 참조하면, 동작 1101에서, 전자 장치(900)는 외부 장치(902)에 적어도 하나의 RF 신호(poll)를 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 12를 참조하면, 전자 장치(900)의 프로세서(990)는 제3 안테나(930)를 이용하여 외부 장치(902)로 적어도 하나의 거리 측정 요청 메시지(ranging request message)(또는 폴 메시지(poll message))를 송신할 수 있다. 상기 적어도 하나의 거리 측정 요청 메시지를 수신한 외부 장치(902)는 전자 장치(900)로 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지(ranging response message)(또는 응답 메시지(response message))를 송신할 수 있다.
동작 1103에서, 전자 장치(900)는 외부 장치(902)로부터 적어도 하나의 RF 신호(response)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 12를 참조하면, 전자 장치(900)의 프로세서(990)는, 제1 안테나(910), 제2 안테나(920), 및/또는 제3 안테나(930) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지를 수신할 수 있다.
동작 1105에서, 전자 장치(900)는 외부 장치(902)로부터 수신된 적어도 하나의 RF 신호에 기반하여, 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 12를 참조하면, 프로세서(990)는 상기 거리 측정 요청 메시지를 송신한 시각과 상기 거리 측정 응답 메시지를 수신한 시각에 기반하여 RTT(round trip time)(예: RTTA)을 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 외부 장치(902)가 상기 거리 측정 요청 메시지를 수신한 뒤 거리 측정 응답 메시지를 송신하는데 걸린 시간(예: Reply TimeA)을 상기 RTT에서 뺌으로써, 전자 장치(900)로부터 RF 신호가 송신되어 외부 장치(902)까지 도달하는데 걸리는 시간인 TOF(time of flight)를 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정된 TOF에 기반하여 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 동작 903에서, 전자 장치(900)는 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 통해, 데이터 프레임의 제1 부분을 외부 장치(902)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 13을 참조하면, 프로세서(990)는 무선 통신 회로(492)를 이용하여, 스위치 회로(450)가 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1)에 연결되도록 제어할 수 있다. 프로세서(990)는 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 이용하여, 외부 장치(902)로부터 데이터 프레임(1300)의 SYNC 패킷(synchronization packet) 및 SFD 패킷(start of frame delimiter packet)을 포함하는 제1 부분(1301)을 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 외부 장치(902)로부터 수신되는 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지는 UWB 통신 규격에 따라 설정된 포맷(format)의 복수의 패킷(packet)을 포함하는 하나의 데이터 프레임(data frame)(1300)을 포함할 수 있다. 즉, 데이터 프레임(1300)은 동작 1103에서 설명한 외부 장치(902)로부터 수신되는 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지에 포함될 수 있기 때문에, 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)을 수신하는 동작 903는 외부 장치로부터 적어도 하나의 RF 신호(response)를 수신하는 동작 1103과 동시에 또는 동작 1103을 수행하는 과정 중에 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 데이터 프레임(1300)은 외부 장치(902)와의 시간적 동기화 정보를 포함하는 SYNC 패킷(1301), 상기 SYNC 패킷의 끝을 지시하기 위한 SFD 패킷(1301), 아무런 신호를 송수신 하지 않는 시간 간격(time gap)인 GUARD 패킷(1302), 및 데이터 프레임(1300)에 포함된 데이터에 대한 공격을 방지하기 위한 STS 패킷(scrambled timestamp sequence packet)(1303)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(410)가 제1 지점(P1)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 상태는, 제1 안테나(910)가 활성화된 상태 및 제2 안테나(920)가 비활성화된 상태로 참조될 수 있다. 제1 도전성 패치(410)가 제2 지점(P2)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 상태는, 제1 안테나(910)가 비활성화된 상태 또는 제2 안테나(920)가 활성화된 상태로 참조될 수 있다.
동작 905에서, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 외부 장치(902)로부터 수신된 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)에 기반하여, 제1 도래각(angle of arrival(AOA))을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 프로세서(990)는 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)에 대응되는 RF 신호가 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)로 각각 수신되는 시각의 차이에 기반하여, 제1 안테나(910)로 수신되는 신호와 제3 안테나(930)로 수신되는 신호의 위상 차이를 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정된 위상의 차이, 수신된 RF 신호의 파장, 및 제1 안테나(910)와 제3 안테나(930)의 거리(D2)에 기반하여 외부 장치(902)로부터 수신한 RF 신호의 제1 도래각(θ1)을 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 수신된 SYNC 패킷을 저장된 SYNC 시퀀스(sequence)와의 교차 상관 관계(cross-correlation)를 비교하여, CIR(channel impulse response)를 계산할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 계산된 CIR에 기반하여, 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)에 해당하는 SYNC 패킷 및 SFD 패킷으로부터 타임 스탬프(time stamp) 정보를 획득할 수 있고, 이를 통해 상기 제1 도래각(θ1)을 결정할 수 있다.
동작 907에서, 전자 장치(900)는 데이터 프레임(1300)의 제2 부분(1302)에 기반하여 안테나를 스위칭 할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 13을 참조하면, 프로세서(990)는 UWB 통신의 시분할 동작에 대응하여 제1 안테나(910) 및/또는 제3 안테나(930) 중 적어도 하나의 안테나를 통해 데이터 프레임(1300)의 제2 부분(1302)을 수신할 수 있다. 프로세서(990)는, 데이터 프레임(1302)의 제2 부분(1302)에 대응되는 시간에서 제1 지점(P1)에 연결된 제1 도전성 패치(410)가 제2 지점(P2)에서 연결되도록 스위치 회로(450)를 제어할 수 있다. 프로세서(990)는 제1 안테나(910)의 상태를 활성화 상태에서 비활성화 상태로 변경할 수 있고, 제2 안테나(920)의 상태를 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환할 수 있다.
동작 909에서, 전자 장치(900)는 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 통해, 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)을 외부 장치(902)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 프로세서(990)는 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 이용하여, UWB 통신의 시분할 동작에 대응하여 외부 장치(902)로부터 데이터 프레임(1300)의 STS 패킷을 포함하는 제3 부분(1303)을 수신할 수 있다. 데이터 프레임(1300)은 동작 1103에서 설명한 외부 장치(902)로부터 수신되는 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지에 포함될 수 있기 때문에, 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)을 수신하는 동작 909는 외부 장치로부터 적어도 하나의 RF 신호(response)를 수신하는 동작 1103과 동시에 또는 동작 1103을 수행하는 동안에 수행될 수 있다.
동작 911에서, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 외부 장치(902)로부터 수신된 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)에 기반하여, 제2 도래각을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 프로세서(990)는 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)에 대응되는 RF 신호가 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)로 각각 수신되는 시각의 차이에 기반하여, 제2 안테나(920)로 수신되는 신호와 제3 안테나(930)로 수신되는 신호의 위상 차이를 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정된 위상의 차이, 수신된 RF 신호의 파장, 및 제2 안테나(920)와 제3 안테나(930)가 이격된 거리(D1)에 기반하여, 외부 장치(902)로부터 수신한 RF 신호의 제2 도래각(θ2)을 결정할 수 있다. 동작 905와 유사하게, 프로세서(990)는 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)에 해당하는 STS 패킷을 저장된 STS 시퀀스와의 교차 상관 관계(cross correlation)를 비교하여, CIR를 계산할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 계산된 CIR에 기반하여, STS 패킷으로부터 외부 장치(902)에 대한 제2 도래각을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 부분(1303)의 STS 패킷은 타임 스탬프 정보를 포함하지 않을 수 있다. UWB 통신을 수행하는 전자 장치들(예: 전자 장치(900) 및 외부 장치(902))는 기 정의된 패턴을 기반으로 STS 패킷을 생성하고, 매 송신 주기마다 인덱스(index) 값을 변경할 수 있다. UWB 통신을 수행하는 전자 장치들은, 에어(air) 상에서 외부로부터 해킹(hacking)과 같은 공격을 당하더라도 이미 이전의 인덱스 값(예: 제1 부분(1301)의 인덱스 값)을 포함하기 때문에, 외부의 공격으로부터 안전할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 안테나(910)와 제3 안테나(930)의 거리(D2)는 제1 지점(P1)과 제3 지점(P3) 사이의 거리를 의미할 수 있고, 제2 안테나(920)와 제3 안테나(930)의 거리(D1)는 제2 지점(P2)과 제3 지점(P3) 사이의 거리를 의미할 수 있다. 거리(D2)는 거리(D1) 보다 클 수 있다. 거리(D1) 및 거리(D2)는 지정된 거리(예: 패치 안테나(400)를 통해 수신하고자 하는 신호의 반 파장(λ/2)) 이하일 수 있다.
동작 913에서, 전자 장치(900)는 거리 측정 값, 제1 도래각, 및 제2 도래각에 기반하여 외부 장치의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(990)는 동작 901에서 측정된 외부 장치(902)와의 거리, 동작 905에서 결정된 제1 도래각(θ1), 및 동작 911에서 측정된 제2 도래각(θ2)에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(990)는 센서부(976)를 통해, 자북 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 획득된 자북 방향에 대한 정보와 제1 도래각(θ1) 및 제2 도래각(θ2)에 기반하여, 외부 장치(902)의 방향(또는 외부 장치(902)의 방위각)을 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정된 외부 장치(902)의 방향 및 동작 901에서 결정된 외부 장치(902)와의 거리에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 검출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 UWB 통신의 하나의 데이터 프레임 내에서, 서로 다른 각도로 배열된 안테나들을 통해 획득한 제1 도래각 정보 및 제2 도래각 정보를 이용하여 외부 장치(902)의 위치를 결정하기 때문에, 외부 장치(902)의 위치 측정의 정확성을 향상시킬 수 있고, 전자 장치(900)의 자세(예: 포트레이트(portrait) 또는 랜드스케이프(land scape))가 위치 측정에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 다양한 무선 통신 환경(예: LOS 환경 또는 NLOS 환경)에 대하여 적응적으로 외부 장치(902)의 위치 측정이 가능할 수 있다.
상술한 도 9의 동작 903에서 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 통해 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)을 수신하고, 동작 907에서 안테나를 스위칭 하고, 동작 909에서 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 통해 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)을 수신하는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서, 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 통해 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)을 수신하고, 활성화된 안테나를 스위칭 하여, 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 통해 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)을 수신할 수도 있다.
도 14는 다른 실시 예에 따른 전자 장치(900)가 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 14의 동작들은 순차적으로 또는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 동작들은 동작 1401부터 동작 1413까지 순차적으로 수행될 수 있다. 다른 예를 들면, 동작 1401은 동작 1403 내지 동작 1411과 동시에 수행되거나, 동작 1401의 수행 중에 동작 1403 내지 동작 1411이 수행될 수도 있다.
도 14에 도시된 동작들은, 도 10에 도시된 전자 장치(900)(예: 도 3의 전자 장치(300)) 또는 전자 장치(900)의 프로세서(990)(예: 도 1의 프로세서(120))에 의해 수행될 수 있다.
도 14를 참조하면, 동작 1401에서, 전자 장치(900)는 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다. 동작 1401은 도 9의 동작 901 및 도 11의 동작 1101 내지 1105에 대응될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 동작 1101과 같이 전자 장치(900)의 프로세서(990)는 외부 장치(902)에 적어도 하나의 거리 측정 요청 메시지를 송신할 수 있고, 도 11의 동작 1103와 같이 외부 장치(902)로부터 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지를 수신할 수 있다. 프로세서(990)는, 도 11의 동작 1105와 같이, 상기 적어도 하나의 거리 측정 응답 메시지에 기반하여 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다.
동작 1403에서, 전자 장치(900)는 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 통해, 제1 거리 측정 응답 메시지를 외부 장치(902)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 프로세서(990)는 무선 통신 회로(492)를 이용하여, 스위치 회로(450)가 제1 도전성 패치(410)의 제1 지점(P1)에 연결되도록 제어할 수 있다. 프로세서(990)는 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 이용하여, 외부 장치(902)로부터 적어도 하나의 데이터 프레임(예: 도 13의 데이터 프레임(1300))을 포함하는 제1 거리 측정 응답 메시지를 수신할 수 있다.
동작 1405에서, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 외부 장치(902)로부터 수신된 제1 거리 측정 응답 메시지에 기반하여, 제1 도래각(angle of arrival(AOA))을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 프로세서(990)는 제1 거리 측정 응답 메시지에 대응되는 RF 신호가 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)로 각각 수신되는 시각의 차이에 기반하여, 제1 안테나(910)로 수신되는 신호와 제3 안테나(930)로 수신되는 신호의 위상 차이를 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정된 위상의 차이, 수신된 RF 신호의 파장, 및 제1 안테나(910)와 제3 안테나(930)의 거리(D2)에 기반하여 외부 장치(902)로부터 수신한 RF 신호의 제1 도래각(θ1)을 결정할 수 있다. 동작 1405는 데이터 프레임(1300)의 제1 부분(1301)에 기반하여 제1 도래각을 측정하는 동작 905와 대응될 수 있다.
동작 1407에서, 전자 장치(900)는 안테나를 스위칭 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(990)는 상기 제1 거리 측정 응답 메시지를 수신한 후, 제2 거리 측정 응답 메시지를 수신하기 전에, 제1 지점(P1)에 연결된 제1 도전성 패치(410)가 제2 지점(P2)에서 연결되도록 스위치 회로(450)를 제어할 수 있다. 프로세서(990)는 제1 안테나(910)의 상태를 활성화 상태에서 비활성화 상태로 변경할 수 있고, 제2 안테나(920)의 상태를 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환할 수 있다.
동작 1409에서, 전자 장치(900)는 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 통해, 제2 거리 측정 응답 메시지를 외부 장치(902)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(990)는 활성화 상태의 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 이용하여, 적어도 하나의 데이터 프레임(예: 도 13의 데이터 프레임(1300)을 포함하는 제2 거리 측정 응답 메시지를 수신할 수 있다.
동작 1411에서, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 외부 장치(902)로부터 제2 거리 측정 응답 메시지에 기반하여, 제2 도래각을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 프로세서(990)는 제2 거리 측정 응답 메시지에 대응되는 RF 신호가 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)로 각각 수신되는 시각의 차이에 기반하여, 제2 안테나(920)로 수신되는 신호와 제3 안테나(930)로 수신되는 신호의 위상 차이를 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정된 위상의 차이, 수신된 RF 신호의 파장, 및 제2 안테나(920)와 제3 안테나(930)가 이격된 거리(D1)에 기반하여, 외부 장치(902)로부터 수신한 RF 신호의 제2 도래각(θ2)을 결정할 수 있다. 동작 1411은 데이터 프레임(1300)의 제3 부분(1303)에 기반하여 제2 도래각을 측정하는 동작 911과 대응될 수 있다.
동작 1413에서, 전자 장치(900)는 거리 측정 값, 제1 도래각, 및 제2 도래각에 기반하여 외부 장치의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(990)는 동작 1401에서 측정된 외부 장치(902)와의 거리, 동작 1405에서 결정된 제1 도래각(θ1), 및 동작 1411에서 측정된 제2 도래각(θ2)에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 측정할 수 있다. 동작 1413은 도 9의 동작 913과 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)로 수신한 제1 거리 측정 응답 메시지를 통해 획득한 제1 도래각 정보 및 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)로 수신한 제2 거리 측정 응답 메시지를 통해 획득한 제2 도래각 정보에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 결정하기 때문에, 외부 장치(902)의 위치 측정의 정확성을 향상시킬 수 있고, 전자 장치(900)의 자세(예: 포트레이트(portrait) 또는 랜드스케이프(land scape))와 무관하게 외부 장치(902)의 위치를 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 다양한 무선 통신 환경(예: LOS 환경 또는 NLOS 환경)에 대하여 적응적으로 외부 장치(902)의 위치 측정이 가능할 수 있다.
상술한 도 14의 동작 1403에서 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 통해 제1 거리 측정 응답 메시지를 수신하고, 동작 1407에서 안테나를 스위칭 하고, 동작 1409에서 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 통해 제2 거리 측정 응답 메시지를 수신하는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서, 제2 안테나(920) 및 제3 안테나(930)를 통해 제1 거리 측정 응답 메시지를 수신하고, 활성화된 안테나를 스위칭 하여, 제1 안테나(910) 및 제3 안테나(930)를 통해 제2 거리 측정 응답 메시지를 수신할 수도 있다.
도 15는, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)가 전자 장치(900)의 자세에 따라, 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 16a은 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)의 자세가 포트레이트(portrait) 상태일 때, 전자 장치(900)가 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 과정을 도시한다.
도 16b은 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)의 자세가 랜드스케이프(landscape) 상태일 때, 전자 장치(900)가 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 과정을 도시한다. 도 16a 및 도 16b에 도시된 제1 도전성 패치(410)와 제2 도전성 패치(420)의 정렬 관계 및 제1 지점(P1), 제2 지점(P2), 및 제3 지점(P3)의 배치 관계는, 도 6b에 도시된 패치 안테나(400)를 기준으로 하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하의 설명은 도 6a, 도 6c 및 도 6d의 패치 안테나(400)의 경우에도 동일하게 또는 대응하는 방식으로 적용될 수 있다.
이하에서 도 16a 및 도 16b를 참조하여, 도 15의 전자 장치가 외부 장치의 위치를 검출하는 동작을 설명한다. 도 16a 및 도 16b에 도시된 구성 도 10의 구성과 동일한 참조 부호를 갖는 구성은, 전술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(492)에 의해 제1 지점(P1)에 급전되는 제1 도전성 패치(410)는 제1 안테나(예: 도 10의 제1 안테나(910))로 동작할 수 있고, 제2 지점(P2)에 급전되는 제1 도전성 패치(410)는 제2 안테나(예: 도 10의 제2 안테나(920))로 동작할 수 있다. 또한, 제3 지점(P3)에 급전되는 제2 도전성 패치(420)는 제3 안테나(예: 도 10의 제3 안테나(930))로 동작할 수 있다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)는 제1 방향(예: 도 16a의 +y 방향)을 따라 연장되는 제1 측면(900a), 제1 측면(900a)과 평행한 제2 측면(900b), 제1 방향과 수직한 제2 방향(예: 도 16a의 +x 방향)을 따라 연장되고 제1 측면(900a)의 일단(예: 도 16a의 +y 방향의 일단)과 제2 측면(900b)의 일단(예: 도 16a의 +y 방향의 일단)을 연결하는 제3 측면(900c) 및 제3 측면(900c)과 평행하고 제1 측면(900a)의 타단(예: 도 16a의 -y 방향의 일단)과 제2 측면(900b)의 타단(예: 도 16a의 -y 방향의 일단)을 연결하는 제4 측면(900d)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(900)의 제1 측면(900a)과 제2 측면(900b)은 제3 측면(900c)과 제4 측면(900d)에 비해 상대적으로 긴 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(900)는 프로세서(990)와 전기적으로 연결된 센서부(976)를 포함할 수 있다. 프로세서(990)는 센서부(976)를 이용하여, 전자 장치(900)의 자세를 감지할 수 있다. 센서부(976)는 자이로 센서 및/또는 위치 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시 예에서, 프로세서(990)는 센서부(976)를 통해 획득된 값에 기반하여 전자 장치(300)의 현재 자세가 포트레이트(portrait) 상태인지 또는 랜드스케이프(landscape) 상태인지 여부를 결정할 수 있다.
본 개시에서 전자 장치(900)의 자세가 '포트레이트 상태'라는 의미는 전자 장치(900)의 측면 중 상대적으로 길이가 짧은 제3 측면(900c) 또는 제4 측면(900d)이 전자 장치(900)의 하단(예: 도 16a의 -y 방향)에 위치하는 상태를 의미할 수 있다. 본 개시에서 전자 장치(900)의 자세가 '포트레이트 상태'라는 의미는 전자 장치(900)의 측면 중 상대적으로 길이가 짧은 제3 측면(900c) 및/또는 제4 측면(900d)보다 상대적으로 길이가 긴 제1 측면(900a) 및/또는 제2 측면(900b)이 중력의 방향과 더 나란하게 위치하는 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 중력이 작용하는 방향을 도 16a의 +y 방향에서 -y 방향을 향하는 방향이라고 할 때, 제1 측면(900a) 및 제2 측면(900b)은 중력의 방향과 평행하고, 제3 측면(900c) 및 제 4 측면(900d)은 중력이 작용하는 방향과 수직할 수 있다. 이 경우, 제1 측면(900a) 및 제2 측면(900b)이 제3 측면(900c) 및 제4 측면(900d) 보다 중력의 방향과 더 나란하게 위치하므로, 전자 장치(900)의 자세는 포트레이트 상태일 수 있다.
본 개시에서 전자 장치(900)의 자세가 "랜드스케이프 상태"라는 의미는 전자 장치(300)의 측면 중 상대적으로 길이가 긴 제1 측면(900a) 또는 제2 측면(900b)이 전자 장치(900)의 하단(예: 도 16b의 -y 방향)에 위치하는 상태를 의미할 수 있다. 본 개시에서 전자 장치(900)의 자세가 '랜드스케이프 상태'라는 의미는 전자 장치(900)의 측면 중 상대적으로 길이가 긴 제1 측면(900a) 및/또는 제2 측면(900b) 보다 상대적으로 길이가 짧은 제3 측면(900c) 및/또는 제4 측면(900d)이 중력의 방향과 더 나란하게 위치하는 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 중력이 작용하는 방향을 도 16b의 +y 방향에서 -y 방향을 향하는 방향이라고 할 때, 제1 측면(900a) 및 제2 측면(900b)은 중력의 방향과 수직하고, 제3 측면(900c) 및 제 4 측면(900d)은 중력이 작용하는 방향과 평행할 수 있다. 이 경우, 제3 측면(900c) 및 제4 측면(900d)이 제1 측면(900a) 및 제2 측면(900b) 보다 중력의 방향과 더 나란하게 위치하므로, 전자 장치(900)의 자세는 랜드스케이프 상태일 수 있다.
본 개시의 '포트레이트 상태' 및/또는 '랜드스케이프 상태'는 디스플레이(예: 도 2a의 디스플레이(201))를 통해 보여지는 UI(user interface) 및/또는 UX(user experience)에 의해 구분될 수도 있다. 예를 들어, '포트레이트 상태'에서 디스플레이를 통해 보여지는 UI 및/또는 UX와 '랜드스케이프 상태'에서 디스플레이를 통해 보여지는 UI 및/또는 UX는 서로 실질적으로 수직할 수 있다.
이하에서는, 프로세서(990)의 전자 장치(900)의 자세에 따른 외부 장치(902)의 위치를 검출하는 동작에 대하여 살펴보도록 한다.
도 15를 참조하면, 동작 1501에서, 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)의 프로세서(990)는, 센서부(976)를 이용하여 전자 장치(900)의 자세를 감지할 수 있다. 예를 들면, 센서부(976)는 전자 장치(900)의 자세를 감지하고, 상기 감지된 자세에 대응되는 데이터를 획득할 수 있다. 센서부(976)는 상기 획득된 데이터를 프로세서(990)로 제공할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 제공받은 데이터에 기반하여, 전자 장치(900)의 자세를 감지할 수 있다.
동작 1503에서, 전자 장치(900)의 프로세서(990)는 전자 장치(900)의 자세가 포트레이트 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 센서부(976)는 9축 모션 센서를 포함할 수 있고, 프로세서(990)는 9축 모션 센서로부터 측정된 방위각(azimuth)(또는 "요(yaw)"), 피치(pitch), 롤(roll) 값을 획득할 수 있다. 프로세서(990)는 포트레이트 영역 및 랜드스케이프 영역으로 구분된 가상의 좌표 공간을 형성하고, 9축 모션 센서로부터 측정된 값이 상기 가상의 좌표 공간 내에서 포트레이트 영역 또는 랜드스케이프 영역에 속하는 지 여부를 결정할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 결정에 기반하여, 전자 장치(900)의 자세가 포트레이트 상태인지 또는 랜드스케이프 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 동작 1503에서, 전자 장치(900)의 자세를 포트레이트 상태라고 판단한 경우, 동작 1505를 수행하고, 그렇지 않은 경우(또는 전자 장치(900)의 자세를 랜드스케이프 상태라고 판단한 경우) 동작 1509를 수행할 수 있다.
동작 1505에서, 전자 장치(900)의 프로세서(990)는 제2 안테나와 제3 안테나를 통해 외부 장치로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 도 16a를 참조하면, 제1 지점(P1)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제1 도전성 패치(410)는 제1 안테나로 동작할 수 있고, 제2 지점(P2)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제1 도전성 패치(410)는 제2 안테나로 동작할 수 있다. 제3 지점(P3)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제2 도전성 패치(420)는 제3 안테나로 동작할 수 있다. 일 실시 예에 따른 프로세서(990)는 전자 장치(900)의 자세를 포트레이트 상태로 결정함에 응답하여, 무선 통신 회로(492)가 제2 지점(P2)에서 제1 도전성 패치(410)와 전기적으로 연결되도록 스위치 회로(450)를 제어할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 제2 안테나 및 상기 제3 안테나를 이용하여, 외부 장치(902)로부터 RF 신호를 수신할 수 있다.
동작 1507에서, 일 실시예에 따른 프로세서(990)는, 1505 동작을 통해 외부 장치(902)로부터 수신된 RF 신호에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 검출할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(990)는 상기 제2 안테나 및 상기 제3 안테나를 통해 외부 장치(902)로부터 수신된 RF 신호에 기반하여, RTT(round trip time) 및/또는 RF 신호의 도래각(AOA)을 계산할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 RTT에 기반하여 외부 장치(902)와의 거리를 계산할 수 있고, 상기 도래각에 기반하여 외부 장치(902)의 방향을 계산할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 외부 장치(902)와의 거리 및 상기 외부 장치(902)의 방향에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 검출할 수 있다. 동작 1507은, 도 14의 동작 1401, 동작 1409, 동작 1411, 및 동작 1413과 대응될 수 있다. 예를 들면, 동작 1507에서, 프로세서(990)는 동작 1401과 같이 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다. 프로세서(990)는 동작 1409 내지 동작 1411과 대응되는 방식으로 제2 안테나 및 제3 안테나를 이용하여 외부 장치(902)로부터 수신된 RF 신호의 도래각을 측정할 수 있다. 프로세서(990)는 동작 1413과 대응되는 방식으로, 외부 장치(902)와의 거리 및 상기 측정된 도래각에 기반하여 외부 장치(902)의 위치를 결정할 수 있다.
동작 1509에서, 일 실시 예에 따른 프로세서(990)는 동작 1503에서 전자 장치(900)의 자세가 랜드스케이프 상태인 것으로 판단함에 응답하여, 제1 안테나와 제3 안테나를 통해 외부 장치(902)로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 16b를 참조하면, 프로세서(990)는 전자 장치(900)의 자세가 랜드스케이프 상태인 것으로 판단함에 응답하여, 무선 통신 회로(492)가 제1 지점(P1)에서 제1 도전성 패치(410)와 전기적으로 연결되도록 스위치 회로(450)를 제어할 수 있다. 제1 지점(P1)에서 무선 통신 회로(492)와 전기적으로 연결된 제1 도전성 패치(410)는 제1 안테나로 동작할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 제1 안테나 및 상기 제3 안테나를 이용하여, 외부 장치(902)로부터 RF 신호를 수신할 수 있다.
동작 1511에서, 일 실시예에 따른 프로세서(990)는, 동작 1509에서 외부 장치(902)로부터 수신된 RF 신호에 기초하여, 외부 장치(902)의 위치를 검출할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(990)는 상기 제1 안테나 및 상기 제3 안테나를 통해 외부 장치(902)로부터 수신된 RF 신호에 기반하여, RTT 및/또는 RF 신호의 도래각(AOA)을 계산할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 RTT에 기반하여 외부 장치(902)와의 거리를 계산할 수 있고, 상기 도래각에 기반하여 외부 장치(902)의 방향을 계산할 수 있다. 프로세서(990)는 상기 외부 장치(902)와의 거리 및 상기 외부 장치(902)의 방향에 기반하여, 외부 장치(902)의 위치를 검출할 수 있다. 동작 1511은, 도 14의 동작 1401, 동작 1403, 동작 1405, 및 동작 1413과 대응될 수 있다. 예를 들면, 동작 1507에서, 프로세서(990)는 동작 1401과 같이 외부 장치(902)와의 거리를 측정할 수 있다. 프로세서(990)는 동작 1403 내지 동작 1405과 대응되는 방식으로 제1 안테나 및 제3 안테나를 이용하여 외부 장치(902)로부터 수신된 RF 신호의 도래각을 측정할 수 있다. 프로세서(990)는 동작 1413과 대응되는 방식으로, 외부 장치(902)와의 거리 및 상기 측정된 도래각에 기반하여 외부 장치(902)의 위치를 결정할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(300))는, 제1 도전성 패치(예: 도 6a 내지 도 6d의 제1 도전성 패치(410))의 및 제2 도전성 패치(예: 도 6a 내지 도 6d의 제2 도전성 패치(420))를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판(예: 도 6a 내지 도 6d의 연성 인쇄 회로 기판(430)), 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로(예: 도 6a 내지 도 6d의 무선 통신 회로(492)) 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서(예: 도 10의 프로세서(990))를 포함하고, 상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리(예: 도 6a의 제1 가장자리(410a), 도 6b의 제3 가장자리(410c), 또는 도 6d의 제3 가장자리(410c))에 위치되는 제1 지점(예: 도 6a 내지 도 6d의 제1 지점(P1)) 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리(예: 도 6a의 제2 가장자리(410b), 도 6b의 제4 가장자리(410d), 또는 도 6d의 제4 가장자리(410d))에 위치되는 제2 지점(예: 도 6a 내지 도 6d의 제2 지점(P2))에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점(예: 도 6a 내지 도 6d의 제3 지점(P3))에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축(예: 도 6a의 ① 방향) 상에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고, 상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고, 상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는,
상기 제2 도전성 패치를 이용하여 외부 장치로 적어도 하나의 제1 RF 신호를 송신하고, 및
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제1 RF 신호에 응답하여 송신된 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, 상기 외부 장치의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는,
상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여 상기 외부 장치로부터 수신된 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 데이터 프레임(예: 도 13의 데이터 프레임(1300)) 중 제1 부분(예: 도 13의 제1 부분(1301))을 수신하고, 상기 제1 부분에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 수신된 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제1 AOA(angle of arrival)를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 무선 통신 회로 및 상기 제1 도전성 패치와 전기적으로 연결된 스위치 회로(예: 도 10의 스위치 회로(450))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 상기 데이터 프레임의 제2 부분(예: 도 13의 제2 부분(1302))을 수신하는 동안, 상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치가 상기 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되도록, 상기 스위치 회로를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 제2 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 데이터 프레임의 제3 부분(예: 도 13의 제3 부분(1303))을 수신하고, 및
상기 제3 부분에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 수신된 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제2 AOA를 식별할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 부분은, SYNC 패킷(synchronization packet) 및 SFD 패킷(start of frame delimiter packet)을 포함하고, 상기 제2 부분은 guard 패킷을 포함하고, 상기 제3 부분은 STS 패킷(scrambled timestamp sequence packet)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, RTT(round trip time)를 식별하고, 상기 식별된 RTT에 기반하여 상기 전자 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 식별된 제1 AOA, 상기 식별된 제2 AOA, 및 상기 결정된 거리에 기반하여, 외부 장치의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는,
상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 수신되는 적어도 하나의 제2 RF 신호 중 제1 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 신호의 제1 AOA(angle of arrival)를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 무선 통신 회로 및 상기 제1 도전성 패치와 전기적으로 연결된 스위치 회로를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1 신호를 수신하는 것에 응답하여, 상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치가 상기 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되도록, 상기 스위치 회로를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 제2 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 수신되는 적어도 하나의 제2 RF 신호 중 제2 신호를 수신하고, 및 상기 수신된 제2 신호의 제2 AOA를 식별할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, RTT(round trip time)를 식별하고, 상기 식별된 RTT에 기반하여 상기 전자 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 결정하고, 및 상기 식별된 제1 AOA, 상기 식별된 제2 AOA, 및 상기 결정된 거리에 기반하여, 외부 장치의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치의 자세를 감지하는 적어도 하나의 센서(예: 도 10의 센서부(976))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 센서에 의해 획득된 값에 기반하여 상기 전자 장치의 자세를 감지하고, 상기 감지된 전자 장치의 자세가 랜드스케이프(landscape) 상태인 경우, 상기 제1 지점에 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 통해 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고, 상기 감지된 전자 장치의 자세가 포트레이트(portrait) 상태인 경우, 상기 제2 지점에 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 통해 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 프로세서 및 상기 무선 통신 회로가 배치되는 인쇄 회로 기판(예: 도 4의 인쇄 회로 기판(330)), 및 상기 프로세서 및 상기 무선 통신 회로 중 적어도 하나를 덮도록, 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 쉴드 캔(shield can)(예: 도 5의 제1 지지 구조(340))을 포함하고, 상기 연성 인쇄 회로 기판은 상기 쉴드 캔의 외부에서 상기 쉴드 캔 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연성 인쇄 회로 기판은 제1 레이어(예: 도 8a의 제1 레이어(431)), 제2 레이어(예: 도 8a의 제2 레이어(432)), 및 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어 사이에 배치되는 제3 레이어를 포함하고, 상기 제1 레이어는 적어도 하나의 홀이 형성된 보호 그라운드 레이어(guard ground layer)(예: 도 8a의 보호 그라운드(4311))를 포함하고, 상기 제2 레이어는 그라운드 레이어를 포함하고, 상기 제3 레이어는 유전체를 포함하고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는 상기 적어도 하나의 홀(예: 도 8a의 적어도 하나의 홀(4311a)) 내에 배치되고, 상기 보호 그라운드 레이어 및 상기 그라운드 레이어는 적어도 하나의 제1 도전성 비아(예: 도 8a의 적어도 하나의 제1 관통 홀(431a, 431b) 및 적어도 하나의 제2 관통 홀(432a, 432b))를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는 적어도 둘의 제2 도전성 비아(예: 도 8a의 전기적 연결 부재(415, 416))를 통해 상기 그라운드 레이어에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(300))는, 제1 도전성 패치(예: 도 6a 내지 도 6d의 제1 도전성 패치(410)) 및 제2 도전성 패치(예: 도 6a 내지 도 6d의 제2 도전성 패치(420))를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판(예: 도 6a 내지 도 6d의 연성 인쇄 회로 기판(430)), 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로(예: 도 6a 내지 도 6d의 무선 통신 회로(492)), 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서(예: 도 10의 프로세서(990))를 포함하고, 상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리(예: 도 6a의 제1 가장자리(410a), 도 6b의 제3 가장자리(410c), 또는 도 6d의 제3 가장자리(410c))에 위치되는 제1 지점(예: 도 6a 내지 도 6d의 제1 지점(P1)) 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리(예: 도 6a의 제2 가장자리(410b), 도 6b의 제4 가장자리(410d), 또는 도 6d의 제4 가장자리(410d))에 위치되는 제2 지점(예: 도 6a 내지 도 6d의 제2 지점(P2))에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점(예: 도 6a 내지 도 6d의 제3 지점(P3))에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축 상(예: 도 6a의 ① 방향) 에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고, 상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고, 상기 제3 지점은, 상기 제2 도전성 패치의 가장자리들 중, 상기 제2 지점과 가장 먼 가장자리에 배치되고, 상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 외부 장치로 적어도 하나의 제1 RF 신호를 송신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 제1 도전성 패치 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 스위치 회로(예: 도 10의 스위치 회로(450))를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 스위치 회로를 이용하여, 상기 무선 통신 회로가 상기 제1 도전성 패치의 상기 제1 지점에서 전기적으로 연결되도록 하고, 상기 제1 지점에 연결된 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제1 AOA(angle of arrival)를 식별할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 스위치 회로를 이용하여, 상기 무선 통신 회로가 상기 제1 도전성 패치의 제2 지점에서 연결되도록 하고, 상기 제2 지점에 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제2 AOA를 식별할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, 상기 RF 신호의 RTT(round trip time)를 식별하고, 상기 RTT, 상기 제1 AOA, 및 상기 제2 AOA에 기반하여, 상기 외부 장치의 위치를 결정할 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.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불 휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 콤팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예 들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위 뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
제1 도전성 패치 및 제2 도전성 패치를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판;
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로; 및
상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서;를 포함하고,
상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리에 위치되는 제1 지점 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리에 위치되는 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고,
상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고,
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축 상에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고,
상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고,
상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고,
상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 갖는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 제2 도전성 패치를 이용하여 외부 장치로 적어도 하나의 제1 RF 신호를 송신하고, 및
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제1 RF 신호에 응답하여 송신된 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고,
상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, 상기 외부 장치의 위치를 결정하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여 상기 외부 장치로부터 수신된 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 데이터 프레임 중 제1 부분을 수신하고,
상기 제1 부분에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 수신된 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제1 AOA(angle of arrival)를 식별하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 무선 통신 회로 및 상기 제1 도전성 패치와 전기적으로 연결된 스위치 회로를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 상기 데이터 프레임의 제2 부분을 수신하는 동안, 상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치가 상기 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되도록, 상기 스위치 회로를 제어하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 제2 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 데이터 프레임의 제3 부분을 수신하고, 및
상기 제3 부분에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 수신된 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제2 AOA를 식별하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 부분은, SYNC 패킷(synchronization packet) 및 SFD 패킷(start of frame delimiter packet)을 포함하고,
상기 제2 부분은 guard 패킷을 포함하고,
상기 제3 부분은 STS 패킷(scrambled timestamp sequence packet)을 포함하는, 전자 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, RTT(round trip time)를 식별하고,
상기 식별된 RTT에 기반하여 상기 전자 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 결정하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 식별된 제1 AOA, 상기 식별된 제2 AOA, 및 상기 결정된 거리에 기반하여, 외부 장치의 위치를 결정하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 수신되는 적어도 하나의 제2 RF 신호 중 제1 신호를 수신하고,
상기 수신된 제1 신호의 제1 AOA(angle of arrival)를 식별하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 무선 통신 회로 및 상기 제1 도전성 패치와 전기적으로 연결된 스위치 회로를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 제1 신호를 수신하는 것에 응답하여, 상기 제1 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치가 상기 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되도록, 상기 스위치 회로를 제어하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 10에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 제2 지점에서 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에서 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 수신되는 적어도 하나의 제2 RF 신호 중 제2 신호를 수신하고, 및
상기 수신된 제2 신호의 제2 AOA를 식별하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, RTT(round trip time)를 식별하고,
상기 식별된 RTT에 기반하여 상기 전자 장치와 상기 외부 장치 사이의 거리를 결정하고, 및
상기 식별된 제1 AOA, 상기 식별된 제2 AOA, 및 상기 결정된 거리에 기반하여, 외부 장치의 위치를 결정하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 전자 장치의 자세를 감지하는 적어도 하나의 센서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 적어도 하나의 센서에 의해 획득된 값에 기반하여 상기 전자 장치의 자세를 감지하고,
상기 감지된 전자 장치의 자세가 랜드스케이프(landscape) 상태인 경우, 상기 제1 지점에 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 통해 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고,
상기 감지된 전자 장치의 자세가 포트레이트(portrait) 상태인 경우, 상기 제2 지점에 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 통해 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하도록 설정되는, 전자 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 프로세서 및 상기 무선 통신 회로가 배치되는 인쇄 회로 기판, 및
상기 프로세서 및 상기 무선 통신 회로 중 적어도 하나를 덮도록, 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 쉴드 캔(shield can)을 포함하고,
상기 연성 인쇄 회로 기판은 상기 쉴드 캔의 외부에서 상기 쉴드 캔 상에 배치되는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 연성 인쇄 회로 기판은 제1 레이어, 제2 레이어, 및 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어 사이에 배치되는 제3 레이어를 포함하고,
상기 제1 레이어는 적어도 하나의 홀이 형성된 보호 그라운드 레이어(guard ground layer)를 포함하고,
상기 제2 레이어는 그라운드 레이어를 포함하고,
상기 제3 레이어는 유전체를 포함하고,
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는 상기 적어도 하나의 홀 내에 배치되고,
상기 보호 그라운드 레이어 및 상기 그라운드 레이어는 적어도 하나의 제1 도전성 비아를 통해 전기적으로 연결되고,
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는 적어도 둘의 제2 도전성 비아를 통해 상기 그라운드 레이어에 각각 전기적으로 연결되는, 전자 장치. - 전자 장치에 있어서,
제1 도전성 패치 및 제2 도전성 패치를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판;
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치와 전기적으로 연결된 무선 통신 회로; 및
상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 프로세서;를 포함하고,
상기 제1 도전성 패치는, 상기 제1 도전성 패치의 제1 가장 자리에 위치되는 제1 지점 또는 상기 제1 가장 자리와 다른 제2 가장 자리에 위치되는 제2 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF (radio frequency) 신호를 수신하는 안테나 방사체로 동작하고,
상기 제2 도전성 패치는, 상기 제2 도전성 패치의 제3 지점에서 상기 무선 통신 회로로부터 급전되고, 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작하고,
상기 제1 도전성 패치 및 상기 제2 도전성 패치는, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 수평 축 상에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 중첩되고,
상기 제1 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는, 상기 RF 신호의 반 파장(λ/2) 이하인 제1 지정된 거리이고,
상기 제2 지점 및 상기 제3 지점 사이의 거리는 상기 제1 지정된 거리보다 작은 제2 지정된 거리이고,
상기 제3 지점은, 상기 제2 도전성 패치의 가장자리들 중, 상기 제2 지점과 가장 먼 가장자리에 배치되고,
상기 제1 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제1 선분은, 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 잇는 제2 선분과 다른 기울기를 갖는, 전자 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 외부 장치로 적어도 하나의 제1 RF 신호를 송신하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 제1 도전성 패치 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 스위치 회로;를 더 포함하고,
상기 프로세서는:
상기 스위치 회로를 이용하여, 상기 무선 통신 회로가 상기 제1 도전성 패치의 상기 제1 지점에서 전기적으로 연결되도록 하고,
상기 제1 지점에 연결된 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고,
상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제1 AOA(angle of arrival)를 식별하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 18에 있어서, 상기 프로세서는:
상기 스위치 회로를 이용하여, 상기 무선 통신 회로가 상기 제1 도전성 패치의 제2 지점에서 연결되도록 하고,
상기 제2 지점에 연결된 상기 제1 도전성 패치 및 상기 제3 지점에 연결된 상기 제2 도전성 패치를 이용하여, 상기 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호를 수신하고,
상기 적어도 하나의 제2 RF 신호의 제2 AOA를 식별하도록 설정되는, 전자 장치. - 청구항 19에 있어서,
상기 프로세서는:
상기 적어도 하나의 제1 RF 신호 및 상기 적어도 하나의 제2 RF 신호에 기반하여, 상기 RF 신호의 RTT(round trip time)를 식별하고,
상기 RTT, 상기 제1 AOA, 및 상기 제2 AOA에 기반하여, 상기 외부 장치의 위치를 결정하도록 설정되는, 전자 장치.
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