KR20220061572A - 안테나를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
안테나를 포함하는 전자 장치가 개시된다. 전자 장치는 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로, 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조 및 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조를 포함하는 지지 부재, 제1 지지 구조의 돌출부에 위치하고, 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 금속 플랜지, 제1 지지 구조의 일 부분과 제2 지지 구조의 일 부분 사이에 형성된 슬릿, 및 제2 지지 구조와 연결되어 금속 플랜지 주위로 캐비티를 형성하는 금속 플레이트를 포함한다.
Description
아래의 개시는 안테나를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신을 지원하는 전자 장치는 안테나를 탑재하고 있다. 스마트폰이나 태블릿과 같은 전자 장치는 전자 장치의 내부에 배치되거나 전자 장치의 외형을 형성하는 금속 물질을 방사체로 하여 지정된 주파수 범위의 신호를 송수신할 수 있다. 일반적으로 기존의 스마트폰은 측면 베젤 영역이 협소한 반면, 상단 및 하단 베젤 영역은 카메라나 리시버, 스피커, 마이크, 또는 홈 버튼이 배치될 수 있도록 상대적으로 넓은 영역을 가진다. 그에 따라 기존의 스마트폰과 같은 전자 장치에서 셀룰러 네트워크, Wi-Fi, 또는 Bluetooth와 같은 무선 통신을 지원하기 위한 안테나들은 주로 상단 및 하단 베젤 영역에 배치되어 왔다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로; 상기 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조 및 상기 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조를 포함하는 지지 부재; 상기 제1 지지 구조의 돌출부에 위치하고 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 금속 플랜지; 상기 제1 지지 구조의 일 부분과 상기 제2 지지 구조의 일 부분 사이에 형성된 슬릿; 및 상기 제2 지지 구조와 연결되어 상기 금속 플랜지 주위로 캐비티를 형성하는 금속 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 금속 플레이트는, 상기 금속 플랜지와 이격되어 배치되고, 상기 전자 장치의 전면에서 바라볼 때 상기 금속 플랜지와 중첩될 수 있다.
상기 금속 플레이트는, 상기 제2 지지 구조와 일체로 형성된 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 금속 플레이트는, 상기 제2 지지 구조의 일단과 상기 제2 지지 구조의 타단에 연결된 것일 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 금속 플레이트는, 일단이 상기 제2 지지 구조와 연결되고, 타단이 상기 제2 지지 구조와 이격된 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 제2 지지 구조 상에 배치되는 회로 기판; 및 상기 회로 기판을 보호하기 위한 보호 플레이트를 더 포함하고, 상기 금속 플레이트와 상기 보호 금속 플레이트는, 상기 전자 장치의 전면에서 바라볼 때 서로 중첩되어 배치된 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 패널; 상기 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로; 상기 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조 및 상기 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조를 포함하는 지지 부재; 상기 제1 지지 구조의 돌출부에 위치하고 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 금속 플랜지; 상기 제2 지지 구조 상에 배치되고 상기 무선 통신 회로를 포함하는 회로 기판; 및 상기 제2 지지 구조의 일 부분과 함께 상기 금속 플랜지 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 금속 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로; 상기 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되고 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제1 지지 구조; 상기 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조; 상기 제1 지지 구조의 일 부분과 상기 제2 지지 구조의 일 부분 사이에 형성된 슬릿; 및 상기 제2 지지 구조와 연결되어 상기 돌출부 주위로 캐비티를 형성하는 금속 플레이트 를 포함할 수 있다.
상기 금속 플레이트는, 상기 금속 플랜지의 급전 슬롯에서 상기 금속 플레이트로 향하는 전자기파의 적어도 일부가 상기 금속 플레이트 외부로 누출되는 것을 막을 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 후면을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 선을 따라 전자 장치를 절단한 단면도이다.
도 5는 영역(410)의 확대 사시도이다.
도 6은 영역(410)에 대한 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 안테나의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8, 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 금속 플레이트가 안테나의 성능에 미치는 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치의 안테나 구조를 z 축 방향으로 바라본 도면이다.
도 12는 금속 플레이트와 금속 플랜지 간 중첩 영역의 너비에 따른 안테나 성능의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 11의 안테나 구조를 D-D' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 금속 플랜지와 금속 플레이트 간의 이격 거리에 따른 안테나 성능의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 15, 도 16 및 도 17은 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조의 단면도들이다.
도 18, 도 19, 도 20, 도 21, 도 22, 도 23, 도 24 및 도 25는 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조를 z 축 방향에서 바라본 도면들이다.
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도 7은 일 실시예에 따른 안테나의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8, 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 금속 플레이트가 안테나의 성능에 미치는 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
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도 12는 금속 플레이트와 금속 플랜지 간 중첩 영역의 너비에 따른 안테나 성능의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 11의 안테나 구조를 D-D' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 금속 플랜지와 금속 플레이트 간의 이격 거리에 따른 안테나 성능의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 15, 도 16 및 도 17은 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조의 단면도들이다.
도 18, 도 19, 도 20, 도 21, 도 22, 도 23, 도 24 및 도 25는 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조를 z 축 방향에서 바라본 도면들이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 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) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 디스플레이 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성 요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성 요소(예: 디스플레이 장치(160))로 통합될 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)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 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 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소(예: 디스플레이 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 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)은, 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)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 장치(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 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 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 슬릿 안테나, 및/또는 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 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 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 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))을 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. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 윈도우(220), 디스플레이 패널(230), 도전 시트(conductive sheet)(231), 지지 부재(210), 회로 기판(240), 근거리 통신 회로(260), 및/또는 커버(270)를 포함할 수 있다.
윈도우(220)는, 전자 장치(101)의 전면을 형성할 수 있다. 윈도우(220)는 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트 또는 폴리머 플레이트에 의하여 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(230)(예: 도 1의 디스플레이 장치(160))은 윈도우(220)의 아래에 배치될 수 있다. 디스플레이 패널(230)은 윈도우(220)를 통하여 적어도 일부가 시각적으로 노출될 수 있다. 디스플레이 패널(230)은 전자 장치(101)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))와 연결될 수 있다. 디스플레이 패널(230)은 프로세서로부터 영상 데이터를 수신하고 영상 데이터에 기초하여 영상을 표시할 수 있다.
도전 시트(231)는 디스플레이 패널(230)의 일 면에 배치될 수 있다. 도전 시트(231)는 디스플레이 패널(230)의 그라운드(ground) 역할을 수행하는 접지 레이어로 기능할 수 있다. 도전 시트(231)는 예를 들어 금속판(예: 구리 시트(copper(Cu) sheet)) 또는 그래파이트(graphite)로 구현될 수 있다. 도전 시트(231)는 디스플레이 패널(230)로 유입되거나 디스플레이 패널(230)로부터 유출되는 전자기파를 차단할 수 있으며, 디스플레이 패널(230)로부터 발생된 열을 분산시킬 수도 있다.
지지 부재(210)는, 전자 장치(101)의 측면(side surface)의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조(211) 및 전자 장치(101)의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조(212)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 지지 구조(211)는 윈도우(220) 및 커버(270)와 결합될 수 있다. 제1 지지 구조(211)는 금속 및/또는 전도성이 있는 폴리머 재질로 형성될 수 있다. 제2 지지 구조(212)는 전자 장치(101) 내부(또는 바디(body) 부분)에 배치될 수 있다. 제2 지지 구조(212)도 또한 금속 및/또는 전도성이 있는 폴리머 재질로 형성될 수 있다. 제2 지지 구조(212)는 제1 지지 구조(211)와 일체로 형성되거나, 별개로 형성되어 서로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 지지 구조(212) 상에는 PCB(printed circuit board)와 같은 회로 기판(240)이 배치될 수 있다. 제2 지지 구조(212)는, 예를 들어, 회로 기판(240)의 그라운드와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회로 기판(240) 상에는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))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.
일 실시예에 따르면, 회로 기판(240) 상에는 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))가 배치될 수 있다. 무선 통신 회로는 예를 들어, 외부 장치(예: 도 1의 전자 장치(104))와 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(101)는 측면에 배치된 안테나(예: 도 1의 안테나 모듈(197))를 포함할 수 있고, 무선 통신 회로는 안테나를 통해 전송할 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(101)의 측면에 배치된 안테나는 슬릿 안테나일 수 있다. 회로 기판(240)은 그라운드를 포함할 수 있고, 회로 기판(240)의 그라운드는 무선 통신 회로를 이용하여 구현되는 안테나의 그라운드로 기능할 수 있다.
근거리 통신 회로(260)는 외부 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 예를 들어, 근거리 통신 회로(260)는 NFC(near field communication) 또는 MST(magnetic secure transmission)로 구현될 수 있다.
커버(270)는 전자 장치(101)의 후면을 형성할 수 있다. 커버(270)는 전자 장치(101)를 외부의 충격 또는 이물질로부터 보호할 수 있다.
통신 기술이 발전함에 따라 전자 장치(101)에는 다양한 무선 통신 방식과 여러 주파수 밴드의 무선 통신을 수행하기 위한 안테나 구조들이 포함될 것이 요구된다. 이러한 요구에 비해 전자 장치(101)의 내부 공간은 한정되어 있기 때문에, 지지 부재(210)의 상단 및/또는 하단에 배치되는 지지 구조(예: 금속 프레임 또는 금속 하우징) 뿐만 아니라 지지 부재(210)의 측면에 배치되는 지지 구조(예, 제1 지지 구조(211))까지 안테나의 구성 요소로 이용해야 하는 필요성이 생겼다.
지지 부재(210)의 측면에는 버튼이나 키(key)의 동작을 위한 부품들 및 그 외 다양한 부품들(예: mmWAVE 모듈, 전력 관련 부품)이 배치되어 안테나를 실장하기 위한 공간이 충분하지 않을 수 있다. 배치 공간을 적게 차지하고, 전력 관련 부품에 강인(robust)하게 설계가 가능하다는 장점 때문에 지지 부재(210)의 측면에 구현되는 안테나로서 슬릿 안테나가 이용된다. 슬릿 안테나는 두 전도체 사이의 갭(gap)에 해당하는 슬릿(slit)을 이용하여 무선 통신을 수행하는 안테나이다. 슬릿은 에어 갭(air gap)이거나 사출 성형(injection molding)에 의해 절연 물질로 채워질 수 있다. 슬릿 안테나의 급전 슬롯(feeding slot)은 전자 장치(101)의 내부를 향하는 금속 플랜지(metal flange)에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 금속 플랜지(예: 도 5의 금속 플랜지(510))는 지지 부재(210)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플랜지는 제1 지지 구조(예: 도 2의 제1 지지 구조(211))의 돌출부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 금속 플랜지는 제1 지지 구조와 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 슬릿 안테나의 급전 슬롯(예: 도 6의 급전 슬롯(620))은 전자 장치(101)의 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))와 전기적으로 연결되는 급전 영역일 수 있다. 예를 들어, 슬릿 안테나의 급전 슬롯은 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 금속 플랜지의 급전 영역일 수 있다. 예를 들어, 슬릿 안테나의 급전 슬롯은 금속 플랜지와 일체로 형성될 수 있다.
슬릿의 일부는 금속 플랜지를 따라 배치되며, 무선 통신에서 요구되는 주파수 특성에 따라 슬롯의 길이나 형태가 달라질 수 있다.
슬릿은 금속 정도의 강성을 가진 물질을 포함하지 않기 때문에 외부에서 가해지는 힘에 약할 수 있다. 외부로부터 직접적으로 힘을 받는 전자 장치(101)의 측면에 슬릿 안테나를 구현한 경우에는 슬릿 안테나가 배치된 측면의 기구적인 강성을 개선하는 것이 바람직할 수 있다. 이하에서 자세히 설명하는 것처럼, 전자 장치(101)는 측면에 위치하는 슬릿 안테나의 금속 플랜지 주위로 캐비티(cavity)를 형성하면서 제2 지지 구조(212)에 연결된 금속 부재(예: 금속 플레이트(metal plate))를 구비한다. 해당 금속 부재에 의해 슬릿 안테나가 배치된 전자 장치(101) 측면의 기구적인 강성이 개선되고, 슬릿 안테나의 성능이 개선될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 측면에 위치하는 슬릿 안테나의 금속 플랜지(예: 도 5의 금속 플랜지(510)) 주위로 형성되는 캐비티는 두 개의 표면들 사이에 형성되는 구멍 또는 빈 공간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 구조(예: 도 2의 제1 지지 구조(211))의 돌출부(예: 금속 플랜지(예: 도 5의 금속 플랜지(510))의 표면과 제2 지지 구조(212)에 연결된 금속 부재(예: 도 5의 금속 플레이트(530))의 표면 사이에 형성되는 구멍 또는 빈 공간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 측면에 위치하는 슬릿 안테나의 금속 플랜지 주위로 형성되는 캐비티는 적어도 일면에 개구(opening)를 포함할 수도 있다. 다른 예로, 전자 장치(101)의 측면에 위치하는 슬릿 안테나의 금속 플랜지 주위로 형성되는 캐비티는 비도전성 물질(예: 유전체)로 채워질 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 후면을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A' 선을 따라 전자 장치를 절단한 단면도이다. 도 5는 도 4의 영역(410)을 확대하여 나타낸 확대 사시도이고, 도 6은 영역(410)에 대한 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 전자 장치(101)의 내부 측면에 슬릿 안테나가 구현된다. 슬릿 안테나는 지지 부재(예: 도 2의 지지 부재(210)), 금속 플랜지(510), 금속 플레이트(530)를 포함한다. 지지 부재는, 예를 들어, 금속 하우징에 해당할 수 있고, 지지 부재의 측면의 적어도 일부가 슬릿 안테나를 위해 이용될 수 있다. 지지 부재의 내부에는 슬릿이 형성되고, 슬릿에 기초하여 무선 통신을 위한 전자기파의 방사가 이루어질 수 있다. 금속 플랜지(510)에는 무선 통신 회로(예: 1의 무선 통신 모듈(192))와 연결된 급전 슬롯(620)이 배치된다. 급전 슬롯(620)은 예를 들어 C-클립(clip)을 통한 접촉(contact)을 통해 급전되며, 회로 기판(610)(예: 도 2의 회로 기판(240)) 상에 배치될 수 있다. 금속 플레이트(530)는 금속 플랜지(510)와 이격되어 배치되고, 지지 부재의 일단(522) 및 타단(524) 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. 금속 플랜지(510) 주변에 캐비티 구조가 존재한다. 금속 플레이트(530)는 지지 부재의 일단(522) 및 타단(524)과 함께 금속 플랜지(510)의 적어도 일부를 둘러싸서 캐비티를 형성한다.
도 7은 일 실시예에 따른 안테나의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 안테나(슬릿 안테나)의 일 부분으로서 금속 플레이트(530)와 금속 플랜지(510)의 주변 구조가 도시되어 있다. 지지 부재(예: 도 2의 지지 부재(210))는 전자 장치(101)의 측면의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조(710)와 전자 장치(101)의 부품들의 배치 공간을 형성하고 전자 장치(101)의 내부를 지지하는 제2 지지 구조(720)를 포함할 수 있다. 제1 지지 구조(710)는 전자 장치(101)의 내부 방향으로 돌출된 돌출부를 가지고, 돌출부에는 금속 플랜지(510)가 위치할 수 있다. 금속 플랜지(510)에는 급전 슬롯(예: 도 6의 급전 슬롯(620))이 배치된다. 제1 지지 구조(710)의 일 부분과 제2 지지 구조(720)의 일 부분 사이에는 슬릿(730)이 형성되어 있다. 슬릿(730)은 제1 지지 구조(710)와 제2 지지 구조(720) 사이, 및 제1 지지 구조(710)의 돌출부와 제2 지지 구조(720) 사이에 형성될 수 있다. 슬릿(730)은 에어 갭이거나 절연 물질로 채워져 있을 수 있다. 슬릿(730)을 통해 서로 다른 공진 주파수의 다중 공진이 발생할 수 있다. 제2 지지 구조(720)의 적어도 일부는 슬릿(730)을 사이에 두고 제1 지지 구조(710)와 이격되면서 제1 지지 구조(710)의 적어도 일부를 따라 배치될 수 있다.
금속 플레이트(530)는 제2 지지 구조(720)의 일 부분과 함께 금속 플랜지(510) 주위의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 금속 플레이트(530)는 제2 지지 구조(720)와 일체로 형성되거나, 또는 별개로 생성되어 제2 지지 구조(720)에 연결될 수 있다. 금속 플레이트(530)가 별개로 생성되는 경우, 금속 플레이트(530)는 제2 지지 구조(720)의 적어도 일부에 연결되어 금속 플랜지(510) 주위로 캐비티를 형성한다. 금속 플레이트(530)는 제2 지지 구조(720)의 일단(522) 및 타단(524) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 금속 플레이트(530)는 제2 지지 구조(720)의 일단(522)과 타단(524) 모두에 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 플레이트(530)의 일단은 제2 지지 구조(720)와 연결되고, 금속 플레이트(530)의 타단은 제2 지지 구조(720)와 이격될 수도 있다. 금속 플레이트(530)는 스크류(screw)와 같은 고정 부재에 의해 제2 지지 구조(720)에 고정될 수 있다. 제2 지지 구조(720)의 일단(522)과 타단(524) 사이에는 금속 플랜지(510)가 위치한다. 금속 플레이트(530)는 금속 플랜지(510)와 이격되어 배치되고, 일 방향(예: z축 방향, 또는 전자 장치(101)의 전면에서 바라보는 방향)에서 금속 플랜지(510)와 중첩(overlap)될 수 있다.
위에서 설명한 것과 같이, 금속 플레이트(530)가 배치됨으로써 제2 지지 구조(720)의 일단(522)과 타단(524) 사이의 기구적인 강성이 개선되고 이는 전자 장치(101) 측면의 전체적인 강성 개선으로 이어진다. 또한, 금속 플레이트(530)에 의해 안테나의 성능이 보다 개선될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.
도 8, 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 금속 플레이트가 안테나의 성능에 미치는 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8을 참조하면, 참조 번호(810)는 금속 플레이트(830)가 없는 안테나 구조를 나타내고, 참조 번호(812)는 일 실시예에 따른 금속 플레이트(830)(예: 도 7의 금속 플레이트(530))를 구비한 안테나 구조를 나타낸다. 참조 번호(810) 및 참조 번호(812)에 나타난 안테나 구조들은 디스플레이 패널(815), 급전 슬롯(820), 제2 지지 구조의 일단(803) 및 타단(805)을 공통적으로 포함한다.
참조 번호(810)에 나타난 안테나 구조에 따르면, 급전 슬롯(820)에서 전자기파(825)가 방사되고, 제2 지지 구조의 일단(803) 및 타단(805) 사이는 개방되어 있기 때문에 급전 슬롯(820)의 상부로 전자기파(825)의 일부가 누출(leakage)될 수 있다. 이러한 전자기파(825)의 누출에 의해 무선 통신을 위한 충분한 전자기파 필드(field)가 형성되지 않을 수 있다. 반면에, 참조 번호(812)에 나타난 안테나 구조와 같이, 급전 슬롯(820)의 상부에 제2 지지 구조의 일단(803) 및 타단(805)에 연결되어 급전 슬롯(820) 주위로 금속 구조물의 캐비티를 형성하는 금속 플레이트(830)가 배치되는 경우에는, 급전 슬롯(820)에 방사된 전자기파(840)가 특정 방향으로 집중되어 전파됨에 따라 방사 효율이 보다 개선될 수 있다. 금속 플레이트(830)는 금속 플랜지의 급전 슬롯(820)에서 금속 플레이트(830)로 향하는 전자기파의 적어도 일부가 금속 플레이트(830) 외부로 누출되는 것을 막음으로써 안테나의 방사 효율을 높인다.
도 9를 참조하면, 참조 번호(910)는 참조 번호(810)의 케이스와 같이 전자 장치가 금속 플레이트(830)가 없는 안테나 구조를 가질 때, y 축 방향에서 바라본 전자 장치의 측면 안테나의 전자기파 필드(915)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 참조 번호(920)는 참조 번호(812)의 케이스와 같이 전차 장치가 금속 플레이트(830)에 의한 캐비티가 존재하는 안테나 구조를 가질 때, y축 방향에서 바라본 전자 장치의 측면 안테나의 전자기파 필드(925)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 참조 번호(910) 및 참조 번호(920)의 시뮬레이션 결과를 비교할 때, 금속 플레이트(830)가 없는 안테나 구조보다 금속 플레이트(830)가 배치되는 안테나 구조가 강도가 보다 개선된 전자기장 필드를 발생시킴을 확인할 수 있다.
도 10을 참조하면, 참조 번호(1010)는 참조 번호(810)의 케이스와 같이 전자 장치가 금속 플레이트(830)가 없는 안테나 구조를 가질 때, 주파수에 따른 안테나의 전체 방사 효율의 변화를 나타내는 그래프이다. 참조 번호(1020)는 참조 번호(812)의 케이스와 같이 전차 장치가 금속 플레이트(830)에 의한 캐비티가 존재하는 안테나 구조를 가질 때, 주파수에 따른 안테나의 전체 방사 효율의 변화를 나타내는 그래프이다. 참조 번호(1010) 및 참조 번호(1020)의 전체 방사 효율의 그래프를 비교할 때, 금속 플레이트(830)가 없는 경우보다 금속 플레이트(830)가 배치될 때에 넓은 주파수 범위에서 안테나의 전체 방사 효율이 개선됨을 확인할 수 있다.
위에 설명한 바와 같이, 전자 장치의 측면에 위치하는 안테나의 급전 슬롯이 위치하는 금속 플랜지 주변에 금속 플레이트(830)에 의한 캐비티 구조를 구현함으로써 전자 장치의 기구적인 강성 뿐만 아니라 안테나의 성능을 개선시킬 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치의 안테나 구조를 z 축 방향으로 바라본 도면이다.
도 11을 참조하면, 금속 플레이트(530)와 금속 플랜지(510)는 전자 장치(101)의 전면에서 바라볼 때 서로 중첩되고, 중첩되는 영역의 너비 a 에 따라 안테나의 공진 주파수가 달라질 수 있다. 또한, 금속 플레이트(530)가 캐비티를 형성하는 길이 b 에 따라서도 안테나의 공진 주파수가 달라질 수 있다.
도 12는 금속 플레이트(530)와 금속 플랜지(510) 간 중첩 영역의 너비 a 에 따른 안테나 성능의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 참조 번호들(1210, 1220, 1230, 1230)은 서로 다른 너비 a에서 주파수에 따른 안테나의 전체 방사 효율의 변화를 시뮬레이션한 그래프들이다. 참조 번호(1210)는 너비 a가 0일 때, 즉 금속 플레이트(530)가 배치되지 않는 케이스에 대응하고, 참조 번호(1220)는 너비 a가 3.5mm인 케이스에 대응한다. 참조 번호(1230)는 너비 a가 3.0mm인 케이스에 대응하고, 참조 번호(1240)는 너비 a가 2.5mm인 케이스에 대응한다. 여기서, 너비 a의 수치들은 시뮬레이션을 위한 일례에 해당하는 것으로, 이에 의해 실시예의 범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 시뮬레이션 결과에서 알 수 있듯이, 금속 플레이트(530)가 배치되지 않을 때보다 금속 플레이트(530)가 배치될 때에 너비 a에 상관없이 안테나의 전체 방사 효율이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 너비 a에 따라 고주파 대역에서의 안테나의 공진 주파수도 달라짐을 알 수 있다. 따라서, 슬릿 안테나의 설계 단계에서, 금속 플레이트(530)와 금속 플랜지(510) 간 중첩 영역의 너비 a를 조절하는 것에 의해 공진 주파수의 시프트(shift)를 통한 조정(tuning)이 가능해 진다. 너비 a 뿐만 아니라, 금속 플레이트(530)가 캐비티를 형성하는 길이 b 에 따라서도 공진 주파수의 시프트가 이루어져, 슬릿 안테나의 설계 단계에서 길이 b 를 조절하는 것에 의해 공진 주파수를 조정하는 것이 가능해 진다.
도 13은 도 11의 안테나 구조를 D-D' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 13을 참조하면, 금속 플레이트(530)가 제2 지지 구조(212)의 일단(522)과 타단(524)에 연결되고, 금속 플랜지(510) 주위로 캐비티가 형성되어 있다. 금속 플랜지(510)와 금속 플레이트(530) 간에는 이격 거리 c를 가지고 이격된다. 이격 거리 c는 금속 플레이트(530)에 기초하여 형성되는 캐비티의 높이에 대응할 수 있다. 이격 거리 c에 따라 안테나의 공진 주파수 및 전체 방사 효율이 달라질 수 있다.
도 14는 이격 거리 c에 따른 안테나 성능의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하면, 금속 플레이트(530)의 너비 a 와 길이 b는 고정하고, 서로 다른 이격 거리 c에 따라 안테나의 전체 방사 효율이 어떻게 달라지는지를 시뮬레이션한 결과가 도시된다. 참조 번호(1410)는 금속 플레이트(530)가 배치되지 않는 케이스에 대응하고, 참조 번호(1420)는 이격 거리 c가 1.8mm인 케이스에 대응한다. 참조 번호(1430)는 이격 거리 c가 2.3mm인 케이스에 대응하고, 참조 번호(1440)는 이격 거리 c가 2.8mm인 케이스에 대응한다. 여기서, 이격 거리 c의 수치들은 시뮬레이션을 위한 일례에 해당하는 것으로, 이에 의해 실시예의 범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 시뮬레이션 결과에서 알 수 있듯이, 금속 플레이트(530)가 배치되지 않을 때보다 금속 플레이트(530)가 배치될 때에 이격 거리 c에 상관없이 안테나의 전체 방사 효율이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 이격 거리 c에 따라 안테나의 공진 주파수와 이득이 달라짐을 알 수 있다. 슬릿 안테나의 설계 단계에서, 금속 플레이트(530)와 금속 플랜지(510) 간의 이격 거리 c를 조절하는 것에 의해 안테나의 공진 주파수 뿐만 아니라 이득을 조정하는 것이 가능해 진다.
도 15, 도 16 및 도 17은 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조의 단면도들로서, 도 13에 도시된 실시예의 다른 실시예들을 도시한다.
도 15에는 금속 플레이트(1510)가 제2 지지 구조(720)의 일단(522)에는 연결되나, 타단(524)과는 연결되지 않고 갭(gap; 1520)을 두고 이격된 안테나 구조가 도시되어 있다. 도 16에는 금속 플레이트(1610)가 제2 지지 구조(720)의 타단(524)에는 연결되나, 일단(522)과는 갭(1620)을 두고 이격된 안테나 구조가 도시되어 있다. 도 17에는 도 15의 실시예와 유사하게, 금속 플레이트(1710)가 제2 지지 구조(720)의 일단(522)과 연결되고, 타단(524)과는 갭(1720)을 두고 이격되나, 제2 지지 구조(720)의 일단(522)에서 스크류와 같은 고정 부재에 의해 제2 지지 구조(720)에 고정된 안테나 구조가 도시되어 있다.
도 18, 도 19, 도 20, 도 21, 도 22, 도 23, 도 24 및 도 25는 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조를 z 축 방향에서 바라본 도면들로서, 도 11에 도시된 실시예의 다른 실시예들을 도시한다.
도 18에는 독립된 금속 부재인 금속 플레이트(1810)가 제2 지지 구조(720)의 일단(522)과는 이격되고, 영역(1820)에서 타단(524)과 연결된 안테나 구조가 도시되어 있다. 금속 플레이트(1810)는 영역(1820)에서 스크류와 같은 고정 부재에 의해 제2 지지 구조(720)의 타단(524)에 고정될 수 있다. 도 19에는 독립된 금속 부재인 금속 플레이트(1910)가 제2 지지 구조(720)의 타단(524)과는 이격되고, 영역(1920)에서 일단(522)과 연결된 안테나 구조가 도시되어 있다. 도 18 및 도 19에 나타난 안테나 구조들은 슬릿(730)이 위치하는 금속 플랜지(510)의 주변 영역의 기구적인 강성을 금속 플레이트(1810, 1910)를 통해 보강할 수 있는 구조적인 장점을 가진다.
도 20에는 금속 플레이트(2010)가 전자 장치(101)의 내부로 확장된 형상을 가지는 실시예가 도시되어 있다. 금속 플레이트(2010)는 금속 플랜지(510) 영역에 중첩되고 제2 지지 구조(720)의 일 부분과 함께 금속 플랜지(510) 주위의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 금속 플레이트(2010)는 전자 장치(101)의 내부에 배치되는 회로 기판(예: 도 2의 회로 기판(240)) 위로 확장된 형상을 가질 수 있다. 금속 플레이트(2010)의 확장된 부분은 외력으로부터 회로 기판을 보호하고 외부 노이즈가 유입되는 것을 막는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 금속 플레이트(2010)는 회로 기판 위에 배치되는 보호 플레이트에 해당할 수 있다. 이러한 경우, 보호 플레이트가 전자 장치(101)의 측면에 배치된 슬릿 안테나로 확장되어 금속 플랜지(510) 주변에 캐비티 구조를 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 금속 플레이트(2010)는 고정 부재에 의해 영역(2020)에서 제2 지지 구조(720)의 일단(522)에 고정되고, 영역(2030)에서 제2 지지 구조(720)의 타단(524)에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 플레이트(2010)는 영역(2020)과 영역(2030) 중 어느 하나에서만 제2 지지 구조(720)에 고정될 수도 있다.
도 21에는 회로 기판을 보호하기 위한 보호 플레이트(2110)가 제1 지지 구조(710) 및 제2 지지 구조(720)와 물리적으로 연결되는 것 없이 전자 장치(101)의 측면에 위치한 슬릿 안테나로 확장된 실시예가 도시되어 있다. 보호 플레이트(2110)의 확장된 부분은 금속 플랜지(510)에 중첩되는 형상을 가진다.
도 22에는 제2 지지 구조(720)와 연결되고 금속 플랜지(510)에 중첩되어 배치되는 금속 플레이트(2210)와 회로 기판을 보호하기 위한 보호 플레이트(2220)가 각각 배치되는 실시예가 도시되어 있다. 금속 플레이트(2210)와 보호 플레이트(2220)는 일 방향(예, z 축 방향, 또는 전자 장치(101)의 전면에서 바라보는 방향)에서 바라볼 때 서로 중첩되어 배치될 수 있다. 금속 플레이트(2210)는 고정 부재에 의해 영역(2230)에서 제2 지지 구조(720)의 일단(522)에 고정되고, 영역(2240)에서 제2 지지 구조(720)의 타단(524)에 고정될 수 있다.
도 23에는 금속 플레이트(2310)와 보호 플레이트(2320)가 각각 배치되나 서로 중첩되지 않는 실시예가 도시되어 있다. 회로 기판을 보호하기 위한 보호 플레이트(2320)는 슬릿 안테나 쪽으로 확장되어 슬롯(730)의 일부와 중첩되게 배치될 수 있다. 금속 플레이트(2310)는 제2 지지 구조(720)의 일단(522)에만 연결된다. 예를 들어, 금속 플레이트(2310)는 영역(2330)에서 고정 부재(예: 스크류)에 의해 일단(5220)에 고정될 수 있다. 도 24에 도시된 실시예와 같이, 금속 플레이트(2410)는 제2 지지 구조(720)의 타단(524)에만 연결될 수도 있다. 금속 플레이트(2410)는 영역(2420)에서 고정 부재에 의해 타단(524)에 고정될 수 있다. 도 25에 도시된 실시예와 같이, 금속 플레이트(2510)는 제2 지지 구조(720)의 일단(522)과 타단(524) 모두에 연결될 수 있다. 금속 플레이트(2510)는 영역(2520)에서 고정 부재에 의해 일단(522)에 고정되고, 영역(2530)에서 고정 부재에 의해 타단(524)에 고정될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰, PDA), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치(101)는 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. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 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 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성 요소에 분리 배치될 수도 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.
Claims (19)
- 전자 장치에 있어서,
상기 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로;
상기 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조 및 상기 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조를 포함하는 지지 부재;
상기 제1 지지 구조의 돌출부에 위치하고 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 금속 플랜지(metal flange);
상기 제1 지지 구조의 일 부분과 상기 제2 지지 구조의 일 부분 사이에 형성된 슬릿(slit); 및
상기 제2 지지 구조와 연결되어 상기 금속 플랜지 주위로 캐비티(cavity)를 형성하는 금속 플레이트
를 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 금속 플랜지와 이격되어 배치되고, 상기 전자 장치의 전면에서 바라볼 때 상기 금속 플랜지와 중첩되는, 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트는, 상기 제2 지지 구조와 일체로 형성된 것인,
전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 제2 지지 구조의 일단과 상기 제2 지지 구조의 타단에 연결된 것인,
전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트의 일단은, 상기 제2 지지 구조와 연결되고,
상기 금속 플레이트의 타단은, 상기 제2 지지 구조와 이격된 것인, 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
스크류(screw)에 의해 상기 제2 지지 구조에 고정되는,
전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 지지 구조의 적어도 일부는, 상기 슬릿을 사이에 두고 상기 제1 지지 구조와 이격되면서 상기 제1 지지 구조의 적어도 일부를 따라 배치된 것인,
전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플랜지에 급전 슬롯이 배치되는,
전자 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 전자 장치 내부에 배치되는 회로 기판 위(above)로 확장된 것인,
전자 장치.
- 제9항에 있어서,
상기 금속 플레이트의 일단은, 상기 제2 지지 구조에 고정된 것인,
전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 지지 구조 상에 배치되는 회로 기판; 및
상기 회로 기판을 보호하기 위한 보호 플레이트
를 더 포함하고,
상기 금속 플레이트와 상기 보호 금속 플레이트는, 상기 전자 장치의 전면에서 바라볼 때 서로 중첩되어 배치된 것인, 전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,
디스플레이 패널;
상기 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로;
상기 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되는 제1 지지 구조 및 상기 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조를 포함하는 지지 부재;
상기 제1 지지 구조의 돌출부에 위치하고 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 금속 플랜지(metal flange);
상기 제2 지지 구조 상에 배치되고 상기 무선 통신 회로를 포함하는 회로 기판; 및
상기 제2 지지 구조의 일 부분과 함께 상기 금속 플랜지 주위의 적어도 일부를 둘러싸는 금속 플레이트
를 포함하는 전자 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 금속 플랜지의 급전 슬롯에서 상기 금속 플레이트로 향하는 전자기파의 적어도 일부가 상기 금속 플레이트 외부로 누출되는 것을 막는, 전자 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 금속 플랜지와 이격되어 배치되고, 상기 전자 장치의 전면에서 바라볼 때 상기 금속 플랜지와 중첩되는, 전자 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 제2 지지 구조의 일단과 상기 제2 지지 구조의 타단에 연결된 것인,
전자 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 금속 플레이트의 일단은, 상기 제2 지지 구조와 연결되고,
상기 금속 플레이트의 타단은, 상기 제2 지지 구조와 이격된 것인, 전자 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 회로 기판 위로 확장되고, 상기 확장된 부분은 상기 회로 기판을 보호하는,
전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,
상기 전자 장치 내부에 배치되는 무선 통신 회로;
상기 전자 장치의 측면의 적어도 일부에 배치되고 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제1 지지 구조;
상기 전자 장치의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2 지지 구조;
상기 제1 지지 구조의 일 부분과 상기 제2 지지 구조의 일 부분 사이에 형성된 슬릿(slit); 및
상기 제2 지지 구조와 연결되어 상기 돌출부 주위로 캐비티(cavity)를 형성하는 금속 플레이트
를 포함하는 전자 장치.
- 제18항에 있어서,
상기 제2 지지 구조의 적어도 일부는, 상기 슬릿을 사이에 두고 상기 제1 지지 구조와 이격되면서 상기 제1 지지 구조의 적어도 일부를 따라 배치된 것인,
전자 장치.
Priority Applications (3)
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