KR20220166587A - 안테나를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치의 제1 측면을 형성하는 제1 프레임, 상기 제1 프레임의 일 영역에 형성되는 제1 개구, 상기 제1 개구를 향하는 제1 인쇄 회로 기판의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들을 포함하는 제1 인쇄 회로 기판을 포함하는 제1 안테나 모듈, 상기 제1 개구에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체, 상기 제1 유전체 및 상기 제1 도전성 패치들 사이에 배치되는 제2 유전체 및 상기 제1 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함할 수 있고, 상기 제1 안테나 모듈은 상기 제1 프레임의 상기 제1 개구를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치의 내부에 배치될 수 있고, 상기 제2 유전체의 제2 유전율은 상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮을 수 있고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1 도전성 패치들에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능할 수 있다.
Description
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 안테나를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
통신 장치의 발달로, 전자 장치는 다양한 콘텐츠의 생산 및 전송, 다양한 사물들과의 인터넷 연결(예를 들면, 사물 인터넷(IoT, internet of things)), 또는 자율 주행을 위한 각종 센서들 간의 통신 연결을 위해서 빠르고, 고용량 전송이 가능한 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 mmWave 신호를 방사하는 안테나 모듈(이하 mmWave 안테나 모듈)을 포함할 수 있다.
mmWave 안테나 모듈은 전자 장치의 측면을 형성하는 프레임의 외곽에 인접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 전자 장치의 측면에 인접하게 배치되며 상기 측면을 향하여 빔을 형성하는 2개의 mmWave 안테나 모듈들을 포함할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 전자 장치는 전자 장치의 측면에 인접하게 배치되며 상기 측면을 향하여 빔을 형성하는 1개의 mmWave 안테나 모듈과, 후면 커버에 인접하게 배치되며 상기 후면을 향하여 빔을 형성하는 1개의 mmWave 안테나 모듈을 포함할 수 있다.
전자 장치의 프레임 구조 중 제1 프레임은 전자 장치의 제1 측면을 형성할 수 있고, 제1 프레임은 일 영역에 제1 안테나 모듈이 mwWave 신호를 방사하기 위해 마련된 개구를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 안테나 모듈이 방사하는 mmWave 신호 중 수평 편파(예: 도 5c의 y축 방향의 편파)의 특성을 갖는 신호가 상기 개구를 통과하기 위해서는 상기 개구의 높이는 mmWave 신호의 1/2 파장의 길이보다 커야 할 수 있다. 그러나 최근 전자 장치가 점차 얇아짐에 따라 전자 장치는 mmWave 신호의 통과시키기 위해 충분한 개구의 높이를 확보하는데 어려울 수 있다.
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 개구 및 개구와 제1 안테나 모듈 사이의 공간에 제1 유전율을 갖는 제1 유전체와 제2 유전율을 갖는 제2 유전체를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 상기 전자 장치의 제1 측면을 형성하는 제1 프레임, 상기 제1 프레임의 일 영역에 형성되는 제1 개구, 상기 제1 개구를 향하는 제1 인쇄 회로 기판의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들을 포함하는 제1 인쇄 회로 기판을 포함하는 제1 안테나 모듈, 상기 제1 개구에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체(dielectric material), 상기 제1 유전체 및 상기 제1 도전성 패치들 사이에 배치되는 제2 유전체 및 상기 제1 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함할 수 있고, 상기 제1 안테나 모듈은 상기 제1 프레임의 상기 제1 개구를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치의 내부에 배치될 수 있고, 상기 제2 유전체의 제2 유전율은 상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮을 수 있고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1 도전성 패치들에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 상기 전자 장치의 제1 측면을 형성하는 제1 프레임, 상기 제1 프레임의 일 영역에 형성되는 제1 개구, 상기 제1 개구를 향하는 제1 인쇄 회로 기판의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들을 포함하는 제1 인쇄 회로 기판을 포함하는 제1 안테나 모듈, 상기 제1 개구에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체(dielectric material), 상기 제1 유전체 및 상기 제1 도전성 패치들 사이에 배치되는 제2 유전체, 상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮은 제3 유전율을 가지는 제3 유전체 및 상기 제1 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함할 수 있고, 상기 제1 안테나 모듈은 상기 제1 프레임의 상기 제1 개구를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치의 내부에 배치될 수 있고, 상기 제2 유전체의 제2 유전율은 상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮을 수 있고, 상기 제3 유전체는 상기 제1 개구에 배치되고 상기 제1 개구에 배치된 상기 제1 유전체에 대하여 상기 제1 안테나 모듈에서 상기 제1 개구를 향하는 제1 방향으로 위치할 수 있고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1 도전성 패치들에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 무선 통신 회로가 송신 및/또는 수신하는 RF 신호가 유전율이 다른 복수의 유전체들을 통과하게 하여 안테나 이득 및 안테나의 커버리지(coverage)를 향상시킬 수 있다.
또한 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 개구 및 개구와 안테나 모듈 사이에 복수의 유전체를 배치하여 mmWave 신호 송신 및/또는 수신을 위한 개구의 높이를 감소시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 복수개의 셀룰러 네트워크들을 포함하는 네트워크 환경에서의 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 전자 장치를 후면에서 바라본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈의 단면도를 도시하는 도면이다.
도 4b는 다른 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈을 도시하는 도면이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 내부에 배치되는 안테나 모듈들의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈이 인접하게 배치되는 제1 프레임 및 제1 프레임에 형성되는 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 유전체를 제거한 제1 프레임에 형성된 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5d는 다른 실시 예에 따른 유전체를 제거한 제1 프레임에 형성된 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역 및 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 하나의 유전체를 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 배치하는 경우의 안테나 이득과 제1 개구 영역에 제1 유전체가 배치되고 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 제2 유전체가 배치되는 경우의 안테나 이득을 비교하는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 제1 유전체보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 배치하는 경우의 안테나 커버리지와 제1 개구 영역에 제1 유전체가 배치되고 제1 유전체와 제1 안테나 모듈 사이에 제2 유전체가 배치되는 경우의 24.25 GHz 대역의 안테나 커버리지를 비교하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 유전체의 유전율의 변화에 따른 안테나 이득을 도시하는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 24.25 GHz 대역에서 유전율 변화에 따른 안테나 이득의 누적 분포 함수를 도시한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 38 GHz 대역에서 안테나 이득의 누적 분포 함수 그래프를 도시한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 제1 유전체의 제1 유전율 변화에 따른 24.25 GHz 대역에서 안테나 이득의 히트 맵을 도시한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 제1 유전체의 제1 유전율 변화에 따른 38 GHz 대역에서 안테나 이득의 히트 맵을 도시한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 개구 영역과 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 15는 다른 실시 예에 따른 개구 영역과 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 16은 개구의 높이에 따른 지정된 주파수 대역에서 안테나 이득을 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 복수개의 셀룰러 네트워크들을 포함하는 네트워크 환경에서의 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 전자 장치를 후면에서 바라본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈의 단면도를 도시하는 도면이다.
도 4b는 다른 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈을 도시하는 도면이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 내부에 배치되는 안테나 모듈들의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈이 인접하게 배치되는 제1 프레임 및 제1 프레임에 형성되는 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 유전체를 제거한 제1 프레임에 형성된 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5d는 다른 실시 예에 따른 유전체를 제거한 제1 프레임에 형성된 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역 및 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 하나의 유전체를 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 배치하는 경우의 안테나 이득과 제1 개구 영역에 제1 유전체가 배치되고 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 제2 유전체가 배치되는 경우의 안테나 이득을 비교하는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 제1 유전체보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 배치하는 경우의 안테나 커버리지와 제1 개구 영역에 제1 유전체가 배치되고 제1 유전체와 제1 안테나 모듈 사이에 제2 유전체가 배치되는 경우의 24.25 GHz 대역의 안테나 커버리지를 비교하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 유전체의 유전율의 변화에 따른 안테나 이득을 도시하는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 24.25 GHz 대역에서 유전율 변화에 따른 안테나 이득의 누적 분포 함수를 도시한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 38 GHz 대역에서 안테나 이득의 누적 분포 함수 그래프를 도시한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 제1 유전체의 제1 유전율 변화에 따른 24.25 GHz 대역에서 안테나 이득의 히트 맵을 도시한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 제1 유전체의 제1 유전율 변화에 따른 38 GHz 대역에서 안테나 이득의 히트 맵을 도시한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 개구 영역과 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 15는 다른 실시 예에 따른 개구 영역과 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 16은 개구의 높이에 따른 지정된 주파수 대역에서 안테나 이득을 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(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), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(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 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 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 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시 예에 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, 인공지능이 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 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(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 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(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 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 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 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi 다이렉트(wireless fidelity direct) 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 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 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 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 다중 입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔포밍, 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: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 피크 데이터 레이트(peak data rate)(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 커버리지(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 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 기판(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 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 제2 면(예: 윗면 또는 측면)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 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 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.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 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 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: CD-ROM(compact disc read only memory))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제2 RFIC(224), 제3 RFIC(226), 제4 RFIC(228), 제1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제2 RFFE(234), 제1 안테나 모듈(242), 제2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 도1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제1 RFIC(222), 제2 RFIC(224), 제4 RFIC(228), 제1 RFFE(232), 및 제2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제4 RFIC(228)는 생략되거나, 제3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일 실시 예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
제1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제1 안테나 모듈(242))를 통해 제1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제2 안테나 모듈(244))를 통해 제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제3 RFIC(226)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above6 RF 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 RFFE(236)는 제3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일 실시 예에 따르면, 제3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제4 RFIC(228)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제4 RFIC(228)는 IF 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 RFIC(222)와 제2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 RFFE(232)와 제2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 모듈(242) 또는 제2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제1 서브스트레이트와 별도의 제2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나(248)는 빔포밍에 사용될 수 있는 복수개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘리먼트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘리먼트를 통해 전자 장치(101)의 외부(예: 5G 네트워크의 베이스 스테이션)로 송신될 5G Above6 RF 신호의 위상을 변환할 수 있다. 수신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘리먼트를 통해 상기 외부로부터 수신된 5G Above6 RF 신호의 위상을 동일한 또는 실질적으로 동일한 위상으로 변환할 수 있다. 이것은 전자 장치(101)와 상기 외부 간의 빔포밍을 통한 송신 또는 수신을 가능하게 한다.
제2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 전자 장치를 후면에서 바라본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 3b를 참고하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 제1 면(또는 전면)(310A), 제2 면(또는 후면)(310B), 및 제1 면(310A)과 제2 면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(또는 측벽)(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 하우징은 도 3a 및 도 3b의 제1 면(310A), 제2 면(310B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)의 제1 면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 전면 플레이트(302)는 적어도 일측 단부(side edge portion)에서 제1 면(310A)으로부터 후면 플레이트(311) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 곡면 부분을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 면(310B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 후면 플레이트(311)는 적어도 일측 단부에서 제2 면(310B)으로부터 전면 플레이트(302) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 곡면 부분을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)의 상기 측면(310C)은 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합할 수 있고, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 프레임 구조(315)에 의하여 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 후면 플레이트(311) 및 프레임 구조(315)는 일체로 형성될 수 있고, 실질적으로 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는, 디스플레이(301), 오디오 모듈(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 센서 모듈, 제1 카메라 모듈(305), 키 입력 장치(317) 및 커넥터 홀(308) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 전자 장치(101)는 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(317))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 도시되지 않은 센서 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전면 플레이트(302)가 제공하는 영역 내에는 근접 센서 또는 조도 센서와 같은 센서가 디스플레이(301)에 통합되거나, 디스플레이(301)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 전자 장치(101)는 발광 소자를 더 포함할 수 있으며, 발광 소자는 전면 플레이트(302)가 제공하는 영역 내에서 디스플레이(301)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 발광 소자는, 예를 들어, 전자 장치(101)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 발광 소자는, 예를 들어, 제1 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자는, 예를 들어, LED, IR LED 및/또는 제논 램프를 포함할 수 있다.
디스플레이(301)는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 외부에 보여질 수 있다. 다른 실시 예에서는, 디스플레이(301)의 가장자리를 상기 전면 플레이트(302)의 인접한 외곽 형상(예: 곡면)과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 디스플레이(301)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(301)의 외곽과 전면 플레이트(302)의 외곽 간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)를 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 다른 전자 부품, 예를 들어, 제1 카메라 모듈(305), 도시되지 않은 근접 센서 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 배면에, 제2 카메라 모듈(312), 제3 카메라 모듈(313), 지문 센서(316), 및 플래시(306) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 디스플레이(301)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. 다른 실시 예에서, 디스플레이(301)는 지문 센서(316), 터치 감지 회로, 압력 센서 및/또는 디지타이저를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 오디오 모듈(170)은 마이크 홀 및 스피커 홀을 포함할 수 있다. 마이크 홀은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 일 실시 예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서는 스피커 홀과 마이크 홀이 하나의 홀(303)로 구현되거나, 스피커 홀 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커). 스피커 홀은, 외부 스피커 홀 및 통화용 리시버 홀(314)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(101)는 도시되지 않은 센서 모듈을 포함함으로써, 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈은, 예를 들어, 하우징(310)의 제1 면(310A)에 배치된 근접 센서, 디스플레이(301)에 포함된 또는 인접하게 배치된 지문 센서, 및/또는 상기 하우징(310)의 제2 면(310B)에 배치된 생체 센서(예: HRM 센서)를 더 포함할 수 있다. 전자 장치(101)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.
일 실시 예에서, 전자 장치(101)는 제2 면(310B)에 배치되는 제2 카메라 모듈(312), 제3 카메라 모듈(313) 및/또는 플래시(306)를 포함할 수 있다. 제1 카메라 모듈(305), 제2 카메라 모듈(312) 및/또는 제3 카메라 모듈(313)은 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(101)는 플래시(306)를 포함할 수 있다. 플래시(306)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및/또는 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(101)의 일 면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 키 입력 장치(317)는 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에서는, 전자 장치(101)는 상기 언급된 키 입력 장치(317) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 다른 실시 예에서, 키 입력 장치는 하우징(310)의 제2 면(310B)에 배치된 지문 센서(316)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 커넥터 홀(308)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(308)은 USB 커넥터 또는 이어폰 잭을 포함할 수 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈의 단면도를 도시하는 도면이다.
도 4a를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈(346)은 제1 인쇄 회로 기판(410), 제1 도전성 패치들(330), 제1 무선 통신 회로(452) 및/또는 PMIC(power manage integrate circuit)(454)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 안테나 모듈(346)은 차폐 부재(490)(예: 쉴드 캔(shield can))를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 인쇄 회로 기판(410)은 복수의 도전성 레이어들 및 상기 도전성 레이어들과 교번하여 적층되는 복수의 비도전성 레이어들을 포함할 수 있다. 제1 인쇄 회로 기판(410)은 상기 도전성 레이어에 형성된 배선들 및 도전성 비아들을 이용하여 제1 인쇄 회로 기판(410)에 배치된 다양한 전자 부품들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나 모듈(346)은 제1 도전성 패치들(330)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 모듈(346)은 제1 도전성 패치(332), 제2 도전성 패치(334), 제3 도전성 패치(336), 제4 도전성 패치(338) 및/또는 제5 도전성 패치(340)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치들(330)은 방향성 빔을 형성하기 위한 안테나 엘리먼트(element)들로 동작할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치들(330)은 도 4a에 도시된 바와 같이 제1 인쇄 회로 기판(410)의 제1 면 또는 제1 면과 인접한 위치에 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 도전성 패치들(330) 제1 인쇄 회로 기판(410)의 내부에 형성될 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 모듈(346)은 제1 도전성 패치들(330) 이외에 동일 또는 상이한 형상 또는 종류의 복수의 안테나 어레이들(예: 다이폴 안테나 어레이, 및/또는 추가 패치 안테나 어레이)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 무선 통신 회로(452)는 제1 인쇄 회로 기판(410)의 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 무선 통신 회로(452)는 제1 도전성 패치들(330)을 통해 송신 및/또는 수신되는 지정된 주파수 대역(예: 10 GHz 대역 이상의 주파수 대역)의 RF 신호를 처리할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 무선 통신 회로(452)는 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신하기 위해 프로세서(120)로부터 획득된 기저대역 신호(baseband signal)를 지정된 주파수 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다. 제1 무선 통신 회로(452)는 제1 도전성 패치들(330)을 통해 수신된 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하여 프로세서(120)로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 10 GHz 이상의 주파수 대역에서 송신 및/또는 수신되는 RF 신호는 편파 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 10 GHz 이상의 주파수 대역의 제1 RF 신호는 수평 편파 특성을 가질 수 있고, 10 GHz 이상의 주파수 대역의 제2 RF 신호는 수직 편파 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 전자 장치(101)는 서로 다른 편파 특성을 가지는 제1 RF 신호 및/또는 제2 RF 신호를 이용하여 다양한 정보를 외부 장치에 전달할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 제1 무선 통신 회로(452)(예: 도 2의 제3 RFIC(226))는 RF 신호를 송신하기 위해 IFIC(intermediate frequency integrate circuit)(예: 도 2의 제4 RFIC(228))로부터 획득된 IF 신호(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)를 선택된 대역의 RF 신호로 업 컨버트 할 수 있다. 또한, 제1 무선 통신 회로(452)는 제1 도전성 패치들(330)을 통해 획득된 RF 신호를 다운 컨버트하여 IF 신호로 변환하여 상기 IFIC에 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따른 PMIC(454)는 제1 인쇄 회로 기판(410)의 제2 면에 배치될 수 있다. PMIC(454)는 제1 안테나 모듈(346)의 다양한 전자 부품(예: 제1 무선 통신 회로(452))에 필요한 전력을 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 차폐 부재(490)는 제1 무선 통신 회로(452) 또는 PMIC(454) 중 적어도 하나를 전자기적으로 차폐하도록 제1 인쇄 회로 기판(410)의 제2 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(490)는 제1 무선 통신 회로(452) 및/또는 PMIC(454)를 덮는 형태로 제1 인쇄 회로 기판(410)의 상기 제2 면에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 차폐 부재(490)는 EMC(epoxy molding compound)와 같은 봉지재 또는 쉴드 캔을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시 예에서 도시되지 않았으나, 다양한 실시예들에 따르면 제1 안테나 모듈(346)은, 인터페이스를 통해 다른 인쇄 회로 기판(예: 도 5a의 메인 인쇄 회로 기판(501))과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 인터페이스는, 다양한 연결 부재(예: 동축 케이블 커넥터, board to board 커넥터, 인터포저, 또는 FPCB(flexible printed circuit board))를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 안테나 모듈(346)의 제1 무선 통신 회로(452) 및/또는 PMIC(454)는 상기 연결 부재를 통하여, 다른 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a에 도시된 제1 안테나 모듈(346)은 1x5 안테나 어레이를 형성하는 제1 도전성 패치들(330)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 제1 안테나 모듈(346)은 다양한 개수 및 배치 구조를 가지는 도전성 패치들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 모듈(346)은 제1 도전성 패치(332) 및 제2 도전성 패치(334)를 포함할 수 있고, 상기 제1 도전성 패치(332) 및 제2 도전성 패치(334)는 1x2 안테나 어레이를 형성할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 안테나 모듈(346)은 제1 도전성 패치(332), 제2 도전성 패치(334), 제3 도전성 패치(336) 및 제4 도전성 패치(338)를 포함할 수 있고, 상기 제1 도전성 패치(332), 제2 도전성 패치(334), 제3 도전성 패치(336) 및 제4 도전성 패치(338)는 1x4 안테나 어레이를 형성할 수 있다. 이하, 도 4b에서는 1x4 안테나 어레이를 형성하는 도전성 패치들을 포함하는 다른 실시 예의 안테나 모듈이 도시된다.
도 4b는 다른 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈을 도시하는 도면이다.
도 4b를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈(446)은 복수의 도전성 패치들(430)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 모듈(446)은 제1 도전성 패치(432), 제2 도전성 패치(434), 제3 도전성 패치(436) 및/또는 제4 도전성 패치(438)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(432), 제2 도전성 패치(434), 제3 도전성 패치(436) 및 제4 도전성 패치(438)는 1x4 안테나 어레이를 형성할 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 내부에 배치되는 안테나 모듈들의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참고하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 제1 안테나 모듈(346), 제2 안테나 모듈(546) 및/또는 제3 안테나 모듈(547)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 안테나 모듈(546) 및 제3 안테나 모듈(547)은 도 4a에 도시된 제1 안테나 모듈(346)과 실질적으로 동일한 부품(예: 인쇄 회로 기판, 도전성 패치들, 또는 무선 통신 회로)을 포함할 수 있다. 제2 안테나 모듈(546)에 대한 구체적인 설명은 도 6에서 후술한다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 모듈(346) 및/또는 제2 안테나 모듈(546)은 프레임 구조(315)와 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 프레임 구조(315)는 제1 프레임(315a), 제2 프레임(315b), 제3 프레임(315c) 및 제4 프레임(315d)을 포함할 수 있다. 제1 프레임(315a), 제2 프레임(315b), 제3 프레임(315c) 및 제4 프레임(315d) 예를 들어, 결합되거나, 일체로 형성될 수 있다. 일 예시에서, 제1 안테나 모듈(346)은 전자 장치(101)의 제1 측면(511)을 형성하는 제1 프레임(315a)과 인접하게 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 모듈(546)은 전자 장치(101)의 제2 측면(512)을 형성하는 제2 프레임(315b)과 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 모듈(346)은 전자 장치(101)의 전자 부품(예: 배터리)의 +x축 방향으로 메인 빔 패턴을 형성하기 위하여 제1 측면(511)을 향하도록 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 모듈(546)은 전자 장치(101)의 전자 부품(예: 배터리)의 -x축 방향으로 메인 빔 패턴을 형성하기 위하여 제2 측면(512)을 향하도록 배치될 수 있다. 다만, 제1 안테나 모듈(346) 및/또는 제2 안테나 모듈(546)이 배치되는 위치 및 배치되는 구조는 도 5a에 도시된 위치 및 구조로 한정되지 아니하고, 제1 안테나 모듈(346) 및/또는 제2 안테나 모듈(546)은 전자 장치(101) 내 다양한 위치에 다양한 배치 구조를 가지고 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제3 안테나 모듈(547)은 전자 장치(101)의 제2 면(310B)이 향하는 방향으로 메인 빔 패턴을 형성할 수 있도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 안테나 모듈(547)은 전자 장치(101)의 후면(310B)을 향하도록 배치될 수 있다. 도 5a에 도시된 제3 안테나 모듈(547)이 배치되는 전자 장치(101) 내의 위치 및 구조는 일 예시일 뿐이고, 이에 한정되지 아니한다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 제1 안테나 모듈이 인접하게 배치되는 제1 프레임 및 제1 프레임에 형성되는 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5b를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 프레임(315a)은 일 영역에 제1 개구 영역(570)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 개구 영역(570)에는 유전체(dielectric material)(580)가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 유전체(580)는 제1 개구 영역(570)에 배치되어 제1 프레임(315a)과 함께 전자 장치(101)의 제1 측면(511)을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 개구 영역(570)은 사각형 형상을 가질 수 있으며 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 개구 영역(570)은 +x축 방향에서 볼 때, 제1 안테나 모듈(346)에 포함된 제1 도전성 패치들(330)과 중첩될 수 있는 크기와 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 무선 통신 회로(452)가 제1 도전성 패치들(330)에 급전함에 따라 송신 및/또는 수신되는 RF 신호는 제1 개구 영역(570) 및 제1 개구 영역(570)에 배치된 유전체(580)를 통과할 수 있다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 유전체를 제거한 제1 프레임에 형성된 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5c를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 프레임(315a)에 형성되는 제1 개구 영역(570)은 제1 개구(571), 제2 개구(572), 제3 개구(573), 제4 개구(574) 및/또는 제5 개구(575)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)은 각각 제1 안테나 모듈(346)의 제1 도전성 패치들(330)에 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)은 지정된 높이 및 지정된 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 개구(571)는 제1 가장자리(571a)를 가질 수 있고, 제1 개구(571)의 높이에 해당하는 제1 가장자리(571a)는 제1 길이(L1)를 가질 수 있다. 일 예시에서 제1 개구(571)는 제1 가장자리(571a)와 실질적으로 수직한 제2 가장자리(571b)를 가질 수 있고, 제1 개구(571)의 폭에 해당하는 제2 가장자리(571b)는 제2 길이(L2)를 가질 수 있다.
일 실시 예에서는 제1 개구 영역(570)이 제1 개구(571), 제2 개구(572), 제3 개구(573), 제4 개구(574) 및/또는 제5 개구(575)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 개구의 개수 및 크기는 이에 한정되지 아니한다.
도 5d는 다른 실시 예에 따른 유전체를 제거한 제1 프레임에 형성된 개구 영역을 도시하는 도면이다.
도 5d를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 프레임(315a)의 일 영역에는 제1 개구 영역(576)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 개구 영역(576)은 도 5c의 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)을 포함하는 제1 개구 영역(570)과 다르게 하나의 개구로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 개구 영역(570)은 사각형 형상으로 형성될 수 있으며 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 개구 영역(576)은 지정된 높이 및 지정된 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 개구 영역(576)은 제1 가장자리(576a)를 가질 수 있고, 제1 개구 영역(576)의 높이에 해당하는 제1 가장자리(576a)는 제1 길이(L1)를 가질 수 있다. 일 예시에서 제1 개구 영역(576)은 제1 가장자리(576a)와 실질적으로 수직한 제2 가장자리(576b)를 가질 수 있고, 제1 개구 영역(576)의 폭에 해당하는 제2 가장자리(576b)의 길이는 제3 길이(L3)를 가질 수 있다. 제3 길이(L3)는 제1 길이(L1)보다 길 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역 및 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 6을 참고하면, 도 5a에 도시된 전자 장치(101)의 A-A
단면도 및 전자 장치(101)의 B-B
단면도가 도시된다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 지지 부재(601)를 포함할 수 있고, 지지 부재(601)는 제1 안테나 모듈(346)이 제1 프레임(315a)을 향하여 빔 패턴을 형성하게 위치할 수 있도록 제1 안테나 모듈(346)을 지지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1 유전체(611) 및 제2 유전체(612)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 유전체(611)는 제1 개구 영역(570)에 배치될 수 있고, 제1 프레임(315a)과 함께 전자 장치(101)의 제1 측면(511)을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 유전체(611)의 적어도 일부는 제1 개구 영역(570)의 z축 방향의 길이가 가장 작은 부분에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 유전체(612)는 제1 유전체(611) 및 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치될 수 있다. 제2 유전체(612)는 제1 유전체(611)와 제1 고정 부재(602)를 통해 결합할 수 있고, 제1 유전체(611)를 제1 개구 영역(570)에 고정시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 유전체(611)는 다양한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 유전체(611)는 약 1 mm의 두께를 가질 수 있다. 제2 유전체(612)는 다양한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 유전체(612)는 약 0.7 mm의 두께를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 고정 부재(602)는 생략될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 유전체(611)(예: glass)는 제2 유전체(612)보다 높은 유전율을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 유전체(611)의 제1 유전율은 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값을 가질 수 있고, 제2 유전체(612)(예: PC(polycarbonate resin))의 제2 유전율은 약 2 ~ 4 사이의 적절한 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 무선 통신 회로(452)가 제1 도전성 패치들(330)에 급전함에 따라 송신 및/또는 수신되는 RF 신호는 제1 유전체(611) 및 제2 유전체(612)를 통과할 수 있다. 상기 송신 및/또는 수신되는 RF 신호가 제1 유전체(611) 및 제2 유전체(612)를 통과함에 따라 전자 장치(101)는 RF 신호가 제1 유전체(611)의 제1 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 통과하는 경우에 비해 높은 안테나 이득 및 넓은 안테나 커버리지(coverage)를 확보할 수 있다.
예를 들면, 전자 장치(101)가 송신 및/또는 수신하는 RF 신호는 제1 방향의 제1 편파 특성 및 상기 제1 방향과 실질적으로 직교하는 제2 방향의 제2 편파 특성을 가질 수 있다. 상기 제1 방향은 예를 들어, 도 5c의 제1 개구(571)의 제1 가장자리(571a)와 평행한 방향을 의미할 수 있고, 상기 제2 방향은 제1 개구(571)의 제2 가장자리(571b)와 평행한 방향을 의미할 수 있다. 이하, 제1 방향의 제1 편파 특성은 수평 편파 특성이고, 제2 방향의 제2 편파 특성은 수직 편파 특성임을 전제로 설명한다.
상기 RF 신호가 제1 안테나 모듈(346)에서 전자 장치(101)의 외부로 송신 및/또는 수신되기 위해서는 상기 RF 신호 중 수평 편파 특성을 갖는 제1 신호의 1/2 파장(λ/2)은 제1 측면(315a)에 형성된 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 높이인 제1 길이(L1)보다 작아야 할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 길이(L1)는 다양한 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 길이(L1)은 약 3 mm에 해당할 수 있다.
또한, 상기 RF 신호 중 수직 편파 특성을 갖는 제2 신호의 1/2 파장(λ/2)은 제1 측면(315a)에 형성된 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 폭인 제2 길이(L2)보다 작아야 할 수 있다. 다만, 제1 개구 영역(570)에 제1 유전체(611)가 배치되고, 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제2 유전체(612)가 배치되는 경우, 상기 RF 신호의 1/2 파장(λ/2)의 길이가 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 높이인 제1 길이(L1)보다 크거나, 폭인 제2 길이(L2)보다 크더라도 상기 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)을 통과할 수 있다.
따라서, 전자 장치(101)는 제1 개구 영역(570) 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제1 유전체(611) 및 제2 유전체(612)를 배치함으로써 제1 유전체(611)보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 배치하는 경우에 비해 넓은 안테나 커버리지와 안테나 이득을 확보할 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(101)는 제1 개구 영역(570) 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제1 유전체(611) 및 제2 유전체(612)를 배치함으로써 제1 유전체(611)보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 배치하는 경우에 비해 제1 길이(L1) 또는 제2 길이(L2)를 보다 짧게 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 안테나 모듈(546)은 제2 인쇄 회로 기판(510), 제2 인쇄 회로 기판(510)의 제1 면에 배치되는 제2 도전성 패치들(530), 제2 인쇄 회로 기판(510)의 제2 면에 배치되는 제2 무선 통신 회로(552) 및/또는 제2 차폐 부재(590)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 무선 통신 회로(552)는 제2 도전성 패치들(530)에 급전하여 지정된 주파수 대역(예: 10 GHz 대역 이상)의 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 지지 부재(601)를 포함할 수 있고, 지지 부재(601)는 제2 안테나 모듈(546)이 제2 프레임(315b)을 향하여 빔 패턴을 형성하게 위치할 수 있도록 제2 안테나 모듈(546)을 지지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 프레임(315b)은 일 영역에 제2 개구 영역(670)을 포함할 수 있다. 도 6에 도시되지는 않았으나 제2 개구 영역(670)은 제1 개구 영역(570)과 마찬가지로 복수의 개구들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 개구들은 제2 안테나 모듈(546)의 제2 도전성 패치들(530)에 대응할 수 있다. 제1 개구 영역(570)의 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)이 제1 길이(L1)의 높이를 가지는 것에 대응하여 제2 개구 영역(670)의 복수의 개구들은 제4 길이(L4)의 높이를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 길이(L4)는 다양한 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 길이(L1)은 약 3.2 mm에 해당할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(101)는 제3 유전체(613) 및 제4 유전체(614)를 포함할 수 있다. 제3 유전체(613)는 제2 개구 영역(670)에 배치될 수 있고, 제2 프레임(315b)과 함께 전자 장치(101)의 제2 측면(512)을 형성할 수 있다. 제4 유전체(614)는 제2 안테나 모듈(546) 및 제3 유전체(613) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 유전체(613)는 제4 유전체(614)보다 높은 유전율을 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 유전체(613)의 제3 유전율은 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값을 가질 수 있고, 제4 유전체(614)의 제4 유전율은 약 2 ~ 4 사이의 적절한 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 무선 통신 회로(552)가 제2 도전성 패치들(530)에 급전함에 따라 송신 및/또는 수신되는 RF 신호는 제3 유전체(613) 및 제4 유전체(614)를 통과할 수 있다. 상기 송신 및/또는 수신되는 RF 신호가 제3 유전체(613) 및 제4 유전체(614)를 통과함에 따라 전자 장치(101)는 RF 신호가 제4 유전체(614)를 통과하는 경우에 비해 높은 안테나 이득 및 넓은 안테나 커버리지(coverage)를 확보할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 약 2 ~ 약 4 사이의 유전율을 갖는 하나의 유전체를 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 배치하는 경우의 안테나 이득과 제1 개구 영역에 제1 유전체가 배치되고 제1 유전체와 제1 안테나 모듈 사이에 제2 유전체가 배치되는 경우의 안테나 이득을 비교하는 도면이다.
도 7을 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 그래프(701)는 약 24.25 GHz 대역에서 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 약 2 ~ 4 사이의 유전율을 갖는 하나의 유전체(예: 제2 유전체(612))가 배치된 경우의 안테나 이득에 따른 누적 분포를 도시한다. 일 실시 예에서, 제2 그래프(702)는 약 24.25 GHz 대역에서 제1 개구 영역(570)에 제1 유전체(611)가 배치되고, 제1 유전체(611)와 제1 안테나 모듈(346) 사이에 약 2 ~ 4 사이의 유전율을 갖는 제2 유전체(612)가 배치된 경우 안테나 이득에 따른 누적 분포를 도시한다.
표 1은 누적 분포 확률에 따른 24.25 GHz 대역에서의 안테나 이득을 나타낸다.
| 약 2 ~ 4 사이의 유전율을 갖는 하나의 유전체가 배치되는 경우(예: 제2 유전체) | 제1 유전체 및 제2 유전체가 배치되는 경우 | |
| 최대 | 8.4 | 8.0 |
| 50% | 3.9 | 5.1 |
| 20% | -0.6 | 1.6 |
표 1을 참고하면, 제1 그래프(701) 및 제2 그래프(702)에서 누적 확률 값이 최대일 때 대비하여 50% 일 때, 제1 그래프(701)는 3.9의 안테나 이득 값을 가지고, 제2 그래프(702)는 5.1의 안테나 이득 값을 가진다. 또한, 제1 그래프(701) 및 제2 그래프(702)에서 누적 확률 값이 최대일 때 대비하여 20% 일 때, 제1 그래프(701)는 -0.6의 안테나 이득 값을 가지고, 제2 그래프(702)는 1.6의 안테나 이득 값을 가진다.
따라서, 제1 개구 영역(570)에 제1 유전체(611)를 배치하고, 제1 유전체(611)와 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제2 유전체(612)를 배치하는 경우 전자 장치(101)는 약 2 ~ 4 사이의 유전율을 갖는 하나의 유전체(예: 제2 유전체(612))를 배치하는 경우에 비해서 지정된 주파수 대역(예: 25.25 GHz)에서 상대적으로 높은 안테나 이득을 확보할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 하나의 유전체의 유전율이 약 2 ~ 4 사이의 값을 갖는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예시일 뿐이고 상기 하나의 유전체의 유전율은 제1 유전체(611)에 비해 낮은 유전율을 갖는 조건하에서 다양한 값을 가질 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역과 제1 안테나 모듈 사이에 제1 유전체보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 배치하는 경우의 안테나 커버리지와 제1 개구 영역에 제1 유전체가 배치되고 제1 유전체와 제1 안테나 모듈 사이에 제2 유전체가 배치되는 경우, 약 24.25 GHz 대역의 안테나 커버리지를 비교하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 제1 유전체(611)를 배치하고, 제1 유전체(611) 및 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제2 유전체(612)를 배치하는 경우 제1 유전체(611)보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 배치하는 경우에 비해 전자 장치(101)는 24.25 GHz 대역에서 넓은 안테나 커버리지를 확보할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 유전체의 유전율의 변화에 따른 안테나 이득을 도시하는 도면이다.
도 9를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 그래프(901)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6일 때 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다. 제2 그래프(902)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6일 때 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다. 도 9에서는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6인 경우를 설명하였으나, 이는 유전율 변화에 따른 안테나 이득을 비교하기 위한 것이고, 제1 유전체(611)의 제1 유전율은 실제로는 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 그래프(903)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 6일 때 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다. 제4 그래프(904)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 6일 때 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다.
일 실시 예에서, 제5 그래프(905)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 8일 때 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다. 제6 그래프(906)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 8일 때 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다.
일 실시 예에서, 제7 그래프(907)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 10일 때 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다. 제8 그래프(908)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 10일 때 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 안테나 이득을 도시한다.
표 2는 지정된 주파수 대역(예: n258, n261, n260)에서 수평 편파 및 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득 값을 유전율에 따라 나타낸다. 일 실시 예에서, n258은 26 GHz 주파수 대역(예: 약 26.5 ~ 29.5 GHz)을 의미할 수 있고, n261은 28 GHz 주파수 대역(예: 약 27.5 ~ 28.35 GHz)을 의미할 수 있고, n260은 39 GHz 주파수 대역(예: 약 37 ~ 40 GHz)을 의미할 수 있다.
| 유전율 | n258 (수평) |
n258 (수직) |
n261 (수평) |
n261 (수직) |
n260 (수평) |
n260 (수직) |
| 3.6 | 3.0 | 7.5 | 4.5 | 7.7 | 7.8 | 6.8 |
| 6 | 3.8 | 7.2 | 4.9 | 6.9 | 7.8 | 6.8 |
| 8 | 5.4 | 6.9 | 6.7 | 5.9 | 7.3 | 6.1 |
| 10 | 7.0 | 5.9 | 7.8 | 6.1 | 6.9 | 5.6 |
표 2를 참고하면, 약 28 GHz 주파수 대역 보다 낮은 주파수 대역일 경우, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아질수록 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득은 증가하며, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아질수록 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득은 감소할 수 있다. 다만, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아져 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득이 감소하더라도 여전히 최소 안테나 이득의 값은 5 이상의 값을 가짐을 알 수 있다. 예컨대, 약 28 GHz 주파수 대역 보다 낮은 주파수 대역일 경우, 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득 및 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득은 트레이드 오프(trade-off) 관계를 가질 수 있다. 또 다른 예로, 약 39 GHz 주파수 대역일 경우, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아질수록 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득 및 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 최소 안테나 이득은 감소할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 24.25 GHz 대역에서 유전율 변화에 따른 안테나 이득의 누적 분포 함수를 도시한다.
도 10을 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 그래프(1001)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이고, 제2 그래프(1002)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 6일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이고, 제3 그래프(1003)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 8일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이고, 제4 그래프(1004)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 10일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이다.
표 3은 24.25 GHz 대역에서 누적 확률 값이 최대일 때, 최대일 때 대비 50%일 때, 최대일 때 대비 20%일 때의 제1 그래프(1001), 제2 그래프(1002), 제3 그래프(1003) 및 제4 그래프(1004)에서의 안테나 이득을 나타낸다.
| 제1 그래프(1001) | 제2 그래프(1002) | 제3 그래프(1003) | 제4 그래프(1004) | |
| 최대 | 8.4 | 8.2 | 8.3 | 7.4 |
| 50% | 1.9 | 1.2 | 2.4 | 4.2 |
| 20% | -3.4 | -3.4 | -1.6 | 0.8 |
표 3을 참고하면, 누적 확률 값이 최대일 때 대비하여 50%일 때의 안테나 이득 값은 제1 그래프(1001)는 1.9이고, 제2 그래프(1002)는 1.2이고, 제3 그래프(1003)는 2.4이고, 제4 그래프(1004)는 4.2 이다. 이에 따라 24.25 GHz 주파수 대역에서 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아질수록 누적 확률 값이 최대일 때 대비하여 50%일 때의 안테나 이득 값이 증가함을 알 수 있다. 또 다른 예로서, 누적 확률 값이 최대일 때 대비하여 20%일 때의 안테나 이득 값은 제1 그래프(1001)는 -3.4 이고, 제2 그래프(1002)는 -3.4 이고, 제3 그래프(1003)는 -1.6 이고, 제4 그래프(1004)는 0.8 이다. 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아질수록 누적 확률 값이 최대일 때 대비하여 20%일 때의 안테나 이득 값이 증가함을 알 수 있다.따라서, 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율을 높일수록 전자 장치(101)는 24.25 GHz에서 상대적으로 높은 안테나 이득을 확보할 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 38 GHz 대역에서 안테나 이득의 누적 분포 함수를 도시한다.
도 11을 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 그래프(1101)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이고, 제2 그래프(1102)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 유전율이 약 6일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이고, 제3 그래프(1103)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 8일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이고, 제4 그래프(1104)는 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 10일 때 안테나 이득의 누적 분포 함수이다.
표 4는 38 GHz 대역에서 누적 확률 값이 최대일 때, 최대일 때 대비 50%일 때, 최대일 때 대비 20%일 때의 제1 그래프(1101), 제2 그래프(1102), 제3 그래프(1103) 및 제4 그래프(1104)에서의 안테나 이득을 나타낸다.
| 제1 그래프(1101) | 제2 그래프(1102) | 제3 그래프(1103) | 제3 그래프(1104) | |
| 최대 | 8.7 | 8.4 | 7.7 | 7.2 |
| 50% | 3.8 | 4.3 | 3.9 | 3.3 |
| 20% | 1.4 | 1.8 | 1.0 | 0.1 |
표 4를 참고하면, 누적 확률이 최대일 때 대비하여 50%일 때의 안테나 이득 값은 제1 그래프(1101)는 3.8이고, 제2 그래프(1102)는 4.3이고, 제3 그래프(1103)는 3.9이고, 제4 그래프(1104)는 3.3 이다. 이에 따라 38 GHz 주파수 대역에서 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 낮아질수록 누적 확률 값이 최대일 때 대비 50%일 때의 안테나 이득 값이 증가함을 알 수 있다. 따라서, 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 낮을수록 전자 장치(101)는 38 GHz에서 상대적으로 높은 안테나 이득을 확보할 수 있다.
결과적으로, 도 10 및 도 11에 도시된 그래프들(1001, 1002, 1003, 1004, 1101, 1102, 1103, 1104)을 참고하면 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율의 변화에 따른 안테나 이득 값의 변화는 주파수 대역에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 24,25 GHz 주파수 대역에서는 제1 유전체(611)의 제1 유전율을 높일수록 안테나 이득이 최대일 때 대비 50%일 때의 안테나 이득이 증가할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 38 GHz 주파수 대역에서는 제1 유전체(611)의 제1 유전율을 낮일수록 안테나 이득이 최대일 때 대비 50%일 때의 안테나 이득이 증가할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 제1 유전체의 제1 유전율 변화에 따른 24.25 GHz 대역에서 안테나 이득의 히트 맵을 도시한다.
도 12를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 높아짐에 따라 약 24.25 GHz 대역의 안테나 이득이 높아질 수 있고, 이에 따라 안테나 커버리지가 넓어질 수 있다. 예를 들면, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6인 경우 보다 약 6인 경우에 약 24.25 GHz 대역에서 전자 장치(101)가 더 넓은 안테나 커버리지를 가질 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 8인 경우는 약 6인 경우보다 약 24.25 GHz 대역에서 전자 장치(101)가 더 넓은 안테나 커버리지를 가질 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 10인 경우는 약 8인 경우보다 약 24.25 GHz 대역에서 전자 장치(101)가 더 넓은 안테나 커버리지를 가질 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역에 배치되는 제1 유전체의 제1 유전율 변화에 따른 38 GHz 대역에서 안테나 이득의 히트 맵을 도시한다.
도 13을 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 배치되는 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 낮아짐에 따라 약 38 GHz 대역의 안테나 이득이 높아질 수 있고, 이에 따라 안테나 커버리지가 넓어질 수 있다. 예를 들면, 제1 유전체(611)의 유전율이 약 10인 경우 보다 약 8인 경우에 약 38 GHz 대역에서 전자 장치(101)가 더 넓은 안테나 커버리지를 가질 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 6인 경우는 약 8인 경우보다 약 38 GHz 대역에서 전자 장치(101)가 더 넓은 안테나 커버리지를 가질 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1 유전체(611)의 제1 유전율이 약 3.6인 경우는 약 6인 경우보다 약 38 GHz 대역에서 전자 장치(101)가 더 넓은 안테나 커버리지를 가질 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 개구 영역과 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 14를 참고하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 유전체(1411)는 제1 개구 영역(570)의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 제1 유전체(1411)의 제1 유전율은 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 개구 영역(570)의 복수의 개구들(예: 도 5c의 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575))는 지정된 깊이(D1)를 가질 수 있고, 제1 유전체(1411)는 지정된 깊이(D1)의 1/10 이상의 두께를 가지고 제1 개구 영역(570)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 유전체(1411)는 약 0.5mm 의 두께를 가지고 제1 개구 영역(570)에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 유전체(1412)는 제1 유전체(1411) 및 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 유전체(1412)는 제1 유전체(1411)의 제1 유전율(예: 약 5.5 ~ 10)보다 낮은 제2 유전율을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 유전체(1411)의 제1 유전율은 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값(예: 약 7, 또는 약 9)을 가질 수 있고, 제2 유전체(1412)의 제2 유전율은 약 2 ~ 4 사이의 적절한 값(예: 약 3.6)을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 유전체(1413)는 제1 개구 영역(570)에 배치되며, 제1 유전체(1411)에 대하여 제1 안테나 모듈(346)에서 제1 개구 영역(570)을 향하는 제1 방향(예: +x 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제3 유전체(1413) 및 제2 유전체(1412) 사이에 제1 유전체(1411)가 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 유전체(1413)는 제1 개구 영역(570)에 배치되어 제1 프레임(315a)과 함께 전자 장치(101)의 제1 측면(511)을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 유전체(1413)의 제3 유전율은 제1 유전체(1411)의 제1 유전율보다 낮을 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 유전체(1413)의 제3 유전율은 제2 유전체(1412)의 제2 유전율과 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제3 유전율은 제1 유전율보다 낮은 범위에서 제2 유전체(1412)의 제2 유전율과 다를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 무선 통신 회로(452)가 제1 도전성 패치들(330)에 급전함에 따라 송신 및/또는 수신되는 RF 신호는 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413)를 통과할 수 있다. 상기 송신 및/또는 수신되는 RF 신호가 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413)를 통과함에 따라 전자 장치(101)는 RF 신호가 제1 유전체(1411)의 제1 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 통과하는 경우에 비해 높은 안테나 이득 및 넓은 안테나 커버리지(coverage)를 확보할 수 있다.
예를 들면, 전자 장치(101)가 송신 및/또는 수신하는 RF 신호는 수직 편파 특성 및 수평 편파 특성을 가질 수 있다. 상기 RF 신호가 제1 안테나 모듈(346)에서 전자 장치(101)의 외부로 송신 및/또는 수신되기 위해서는 제1 측면(315a)에 형성된 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 높이인 제1 길이(L1)는 상기 RF 신호 중 수평 편파 특성을 갖는 제1 신호의 1/2 파장(λ/2)보다 커야 방사 손실이 감소할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 측면(315a)에 형성된 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 폭인 제2 길이(L2)는 상기 RF 신호 중 수직 편파 특성을 갖는 제2 신호의 1/2 파장(λ/2)보다 커야 방사 손실이 감소할 수 있다.
다만, 제1 개구 영역(570) 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413)가 배치될 경우, 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 높이인 제1 길이(L1) 및/또는 폭인 제2 길이(L2)가 상기 RF 신호의 1/2 파장(λ/2)의 길이보다 작더라도 상기 RF 신호는 상기 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)을 통과할 수 있고, 안테나 방사 손실이 감소할 수 있다.
따라서, 전자 장치(101)는 제1 개구 영역(570) 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413)를 배치함으로써 높은 안테나 이득 및 넓은 안테나 커버리지를 확보할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 제4 유전체(1414), 제5 유전체(1415) 및/또는 제6 유전체(1416)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 프레임(315b)은 일 영역에 제2 개구 영역(670)을 포함할 수 있다. 도 14에 도시되지는 않았으나 제2 개구 영역(670)은 제1 개구 영역(570)과 마찬가지로 복수의 개구들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 개구들은 제2 안테나 모듈(546)의 제2 도전성 패치들(530)에 대응할 수 있다. 제1 개구 영역(570)의 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)이 제1 길이(L1)의 높이를 가지는 것에 대응하여 제2 개구 영역(670)의 복수의 개구들은 제4 길이(L4)의 높이를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 길이(L4)는 다양한 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 길이(L1)은 약 3.2 mm에 해당할 수 있다.
일 실시 예에서, 제4 유전체(1414)는 제2 개구 영역(670)의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 제4 유전체(1414)의 제4 유전율은 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 개구 영역(670)의 복수의 개구들은 지정된 깊이(D2)를 가질 수 있고, 제4 유전체(1414)는 지정된 깊이(D2)의 1/10 이상의 두께를 가지고 제2 개구 영역(670)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제4 유전체(1411)는 약 0.4mm 의 두께를 가지고 제2 개구 영역(670)에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제5 유전체(1415)는 제4 유전체(1414) 및 제2 안테나 모듈(546) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제5 유전체(1415)는 제4 유전체(1414)의 제4 유전율(예: 약 5.5 ~ 10)보다 낮은 제5 유전율을 가질 수 있다. 예를 들면, 제4 유전체(1414)의 제4 유전율은 약 5.5 ~ 10 사이의 적절한 값을 가질 수 있고, 제5 유전체(1415)의 제5 유전율은 약 2 ~ 4 사이의 적절한 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제6 유전체(1416)는 제2 개구 영역(670)에 배치되며, 제4 유전체(1414)에 대하여 제2 안테나 모듈(546)에서 제2 개구 영역(670)을 향하는 제2 방향(예: -x 방향)으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제6 유전체(1416) 및 제5 유전체(1415) 사이에 제4 유전체(1414)가 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제6 유전체(1416)는 제2 개구 영역(670)에 배치되어 제2 프레임(315b)과 함께 전자 장치(101)의 제2 측면(512)을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 무선 통신 회로(552)가 제2 도전성 패치들(530)에 급전함에 따라 송신 및/또는 수신되는 RF 신호는 제4 유전체(1414), 제5 유전체(1415) 및 제6 유전체(1416)를 통과할 수 있다. 상기 송신 및/또는 수신되는 RF 신호가 제4 유전체(1414), 제5 유전체(1415) 및 제6 유전체(1416)를 통과함에 따라 전자 장치(101)는 RF 신호가 제4 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체를 통과하는 경우에 비해 높은 안테나 이득 및 넓은 안테나 커버리지(coverage)를 확보할 수 있다.
도 15는 다른 실시 예에 따른 개구 영역과 안테나 모듈 사이에 배치되는 유전체들을 도시하는 도면이다.
도 15를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 유전체(1511)는 도 14의 제1 유전체(1411)와 비교하여 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 유전체(1511)는 약 0.2 mm의 두께를 가지고 제1 개구 영역(570)에 배치될 수 있다. 다만, 제1 유전체(1511)는 여전히 제1 개구 영역(570)에 포함되는 복수의 개구들(571, 572, 573, 574, 575)의 깊이(D1)의 1/10 이상의 두께를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 유전체(1512) 및 제3 유전체(1513)는 도 14의 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413)와 실질적으로 대응되며, 이에 대한 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 도 15의 제4 유전체(1514)는 도 14의 제4 유전체(1414)와 비교하여 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제4 유전체(1514)는 약 0.2 mm의 두께를 가지고 제2 개구 영역(670)에 배치될 수 있다. 다만, 제4 유전체(1514)는 여전히 제2 개구 영역(670)에 포함되는 복수의 개구들의 깊이(D2)의 1/10 이상의 두께를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 제5 유전체(1515) 및 제6 유전체(1516)는 도 14의 제5 유전체(1415) 및 제6 유전체(1416)와 실질적으로 대응되며, 이에 대한 설명은 생략한다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예들의 주파수 대역에 따른 안테나 이득을 설명한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 제1 유전체(611), 제2 유전체(612), 제3 유전체(613) 및 제4 유전체(614)를 포함하는 전자 장치(101)의 실시 예를 CASE 1로 참조할 수 있다. 도 14에 도시된 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1412), 제3 유전체(1413), 제4 유전체(1414), 제5 유전체(1415) 및/또는 제6 유전체(1416)를 포함하는 전자 장치(101)의 실시 예를 CASE 2로 참조할 수 있다. 또한, 도 15에 도시된 CASE 2에 비해 상대적으로 얇은 제1 유전체(1511) 및 제4 유전체(1514)를 포함하는 전자 장치(101)의 실시 예를 CASE 3로 참조할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(101)는 CASE 1, CASE 2, 또는 CASE 3의 구성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 제1 개구 영역(570) 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에는 CASE 1의 구성(예: 제1 유전체(611), 또는 제2 유전체(612))가 배치될 수 있고, 전자 장치(101)의 제2 개구 영역(670) 및 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에는 CASE 2의 구성(예: 제1 유전체(1411), 제2 유전체(1415), 또는 제6 유전체(1416))이 배치될 수 있다. 따라서, CASE 1, CASE 2 및 CASE 3 중 하나의 경우만 전자 장치(101)에 구현되는 것이 아니라 CASE 1, CASE 2 및 CASE 3 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합이 전자 장치(101)에 구현될 수 있다.
표 5는 24.25 GHz에서 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제1 안테나 모듈(346)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 6은 27.5 GHz에서 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제1 안테나 모듈(346)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 7은 28 GHz에서 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제1 안테나 모듈(346)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 8은 28.35 GHz에서 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제1 안테나 모듈(346)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 9는 38.5 GHz에서 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제1 안테나 모듈(346)의 안테나 이득을 나타낸다.
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 9.5 | 9.5 | 9.5 | 9.5 |
| 50% | -0.3 | 1.4 | 0.2 | -0.3 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 |
| 50% | 1.3 | 2.9 | 3.2 | 2.6 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 |
| 50% | 1.3 | 2.5 | 3.0 | 2.7 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 7.8 | 7.8 | 7.8 | 7.8 |
| 50% | 1.0 | 1.9 | 2.4 | 2.6 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 10.0 | 9.6 | 10.8 | 10.4 |
| 50% | 3.8 | 2.8 | 3.3 | 3.7 |
표 5, 표 6, 표 7, 표 8 및 표 9를 참고하면, 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 유전율이 약 3.6인 단일 유전체(예: 제2 유전체(612))를 사용하는 경우보다 CASE 1, CASE 2 및 CASE 3는 24.25 GHz, 27.5 GHz, 28 GHz 및 28.35 GHz 대역에서 누적 확률이 최대일 때 대비 50%일 때의 안테나 이득이 상대적으로 높다. 예를 들면, 27.5 GHz 대역에서 단일 유전체를 사용하는 경우의 안테나 이득은 1.3 이며, CASE 1, CASE 2, CASE 3의 경우 각각 순서대로 2.9, 3.2, 2.6의 안테나 이득을 갖는다.따라서, 제1 개구 영역(570)에 유전율이 상대적으로 높은 제1 유전율(예: 약 5.5 ~ 10)을 갖는 제1 유전체를 배치하고, 제1 유전체와 제1 안테나 모듈(346) 사이에 유전율이 상대적으로 낮은 제2 유전율(예: 약 2 ~ 4)을 갖는 제2 유전체를 배치하는 경우, 전자 장치(101)는 단일 유전체를 사용하는 경우보다 높은 안테나 이득을 확보할 수 있다.
또한, CASE 2는 CASE 1에 비해서 27.5 GHz, 28 GHz, 28.35 GHz 및 38.5 GHz 대역(예: n261, n260)에서 상대적으로 높은 안테나 이득을 가짐을 알 수 있다. 예를 들면, 27.5 GHz 대역에서 CASE 2는 3.2의 안테나 이득을 가지고, CASE 1은 2.9의 안테나 이득을 가진다. 또 다른 예를 들면, 28 GHz 대역에서 CASE 2는 3.0의 안테나 이득을 가지고, CASE 1은 2.5의 안테나 이득을 가진다. 따라서, 제1 유전체(1411)가 제1 유전율보다 낮은 유전율을 가지는 제2 유전체(1412) 및 제3 유전체(1413) 사이에 배치되는 CASE 2의 경우, 전자 장치(101)는 CASE 1에 비해서 높은 안테나 이득 및 넓은 안테나 커버리지를 확보할 수 있다.
표 10은 24.25 GHz에서 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제2 안테나 모듈(546)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 11은 26.5 GHz에서 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제2 안테나 모듈(546)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 12는 27.5 GHz에서 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제2 안테나 모듈(546)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 13은 28.35 GHz에서 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제2 안테나 모듈(546)의 안테나 이득을 나타낸다.
표 14는 38.5 GHz에서 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 배치되는 유전체들에 따른 제2 안테나 모듈(546)의 안테나 이득을 나타낸다.
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 10.1 | 10.1 | 10.1 | 10.1 |
| 50% | 0.0 | 2.2 | 2.0 | 0.7 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 10.8 | 10.8 | 10.8 | 10.8 |
| 50% | 0.9 | 3.6 | 3.3 | 2.1 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 10.4 | 10.4 | 10.4 | 10.4 |
| 50% | 1.0 | 3.4 | 3.3 | 2.6 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 |
| 50% | 0.6 | 2.6 | 2.6 | 1.9 |
| 단일 유전체 | CASE 1 | CASE 2 | CASE 3 | |
| PEAK | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 |
| 50% | 3.8 | 2.9 | 3.1 | 3.5 |
표 10, 표 11, 표 12, 표 13 및 표 14를 참고하면, 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 유전율이 약 3.6인 단일 유전체를 사용하는 경우보다 CASE 1, CASE 2, CASE 3는 24.25 GHz, 26.5 GHz, 27.5 GHz 및 28.35 GHz 대역에서 누적 확률이 최대일 때 대비 50%일 때의 안테나 이득이 상대적으로 높다. 예를 들면, 27.5 GHz 대역에서 단일 유전체를 사용하는 경우의 안테나 이득은 1.0 이며, CASE 1, CASE 2, CASE 3의 경우 각각 순서대로 3.4, 3.3, 2.6의 안테나 이득을 갖는다.따라서, 제2 개구 영역(670)에 유전율이 상대적으로 높은 제4 유전율(예: 5.5 ~ 10)을 갖는 제4 유전체(1414)를 배치하고, 제2 개구 영역(670)과 제2 안테나 모듈(546) 사이에 유전율이 상대적으로 낮은 제2 유전율(예: 2 ~ 4)을 갖는 제5 유전체(1412)를 배치하는 경우, 전자 장치(101)는 단일 유전체를 사용하는 경우보다 높은 안테나 이득을 확보할 수 있다.
도 16은 개구의 높이에 따른 지정된 주파수 대역에서 안테나 이득을 도시한다.
도 16을 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570) 및 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제1 유전체(611) 및 제2 유전체(612)가 배치되는 공통 조건 하에, 제1 개구 영역(570)의 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3.5mm 인 경우 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제1 그래프(1601)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3.5mm인 경우 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제2 그래프(1602)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3mm인 경우 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제3 그래프(1603)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3mm 인 경우 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제4 그래프(1604)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 2.5mm인 경우 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제5 그래프(1605)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 2.5mm인 경우 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제6 그래프(1606)로 도시된다.
일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570) 및 제1 안테나 모듈(346) 사이에 제1 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체가 배치되는 공통 조건 하에, 제1 개구 영역(570)의 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3.5mm 인 경우 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제7 그래프(1607)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3.5mm인 경우 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제8 그래프(1608)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 2.5mm인 경우 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제9 그래프(1609)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 2.5cm 인 경우 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제10 그래프(1610)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3mm인 경우 수직 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제11 그래프(1611)로 도시되고, 제1 개구(571)의 높이(L1)가 약 3mm인 경우 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호에 대한 안테나 이득은 제12 그래프(1612)로 도시된다.
표 15는 제1 개구(571)의 높이(L1) 변화에 따른 최소 안테나 이득을 나타낸다.
| 제1 개구 영역의 높이(mm) |
24 ~ 28.35 GHz (수평 편파) |
24 ~ 28.35 GHz (수직 편파) |
37 ~ 40 GHz (수평 편파) |
37 ~ 40 GHz (수직 편파) |
|
| 하나의 유전체 |
2.5 | 1.4 | 6.4 | 6.8 | 5.2 |
| 3 | 3.7 | 7.3 | 7.9 | 6.6 | |
| 3.5 | 6.1 | 7.6 | 8.4 | 8.1 | |
| 복수의 유전체 | 2.5 | 1.7 | 6.0 | 7.4 | 6.6 |
| 3 | 5.3 | 7.0 | 8.1 | 7.1 | |
| 3.5 | 7.4 | 7.0 | 8.3 | 7.3 |
표 15를 참고하면, 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 제1 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체가 배치되는 경우 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 복수의 유전체(예: 제1 유전체(1411) 및 제2 유전체(1412))가 배치된 경우 모두 제1 개구 영역(570)의 제1 개구(571)의 높이가 커질수록 제1 주파수 대역(예: 24 ~ 28.35 GHz) 및 제2 주파수 대역(예: 37 ~ 40 GHz)에서의 최소 안테나 이득은 증가한다. 일 실시 예에 따른 제1 개구 영역(570)에 제1 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체가 배치되는 경우 및 제1 개구 영역(570)과 제1 안테나 모듈(346) 사이에 복수의 유전체가 배치된 경우를 비교하면, 동일한 제1 개구(571)의 크기 대비 제1 개구 영역(570)에 복수의 유전체가 배치되는 경우가 제1 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 하나의 유전체가 배치되는 경우에 비해 상대적으로 높은 최소 안테나 이득 값을 가진다. 이는 제1 개구 영역(570)에 제1 유전체(1411)가 배치됨에 따라 수평 편파 특성을 갖는 RF 신호의 1/2 파장이 제1 개구(571)의 높이보다 작더라도, 상기 RF 신호가 제1 유전체(1411)를 지남에 따라 제1 개구(571)를 통과하여 RF 신호는 전자 장치(101)의 외부로 송신 및/또는 수신될 수 있음에 기인할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 개구 영역(570) 중 제1 개구(571)를 기준으로 설명하였으나, 이는 일 예시일 뿐이고 상기 서술된 개구의 높이 변화에 따른 최소 안테나 이득에 대한 설명은 제2 개구(572), 제3 개구(573), 제4 개구(574) 및/또는 제5 개구(575)에도 적용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 제1 프레임(315a), 상기 제1 프레임(315a)의 일 영역에 형성되는 제1 개구(571), 상기 제1 프레임(315a)의 상기 제1 개구(571)를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치(101)의 내부에 배치되는 제1 안테나 모듈(346), 상기 제1 개구(571)에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체(dielectric material)(1411), 상기 제1 유전체(1411) 및 상기 제1 도전성 패치들(330) 사이에 배치되는 제2 유전체(1412) 및 상기 제1 안테나 모듈(346)과 전기적으로 연결되는 제1 무선 통신 회로(452)를 포함할 수 있고, 상기 제1 프레임(315a)은 상기 전자 장치(101)의 제1 측면(511)을 형성할 수 있고, 상기 제1 안테나 모듈(346)은 제1 인쇄 회로 기판(410)을 포함할 수 있고, 상기 제1 개구(571)를 향하는 상기 제1 인쇄 회로 기판(410)의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들(330)을 포함할 수 있고, 상기 제2 유전체(1412)의 제2 유전율은 상기 제1 유전체(1411)의 상기 제1 유전율보다 낮을 수 있고, 상기 제1 무선 통신 회로(452)는 상기 제1 도전성 패치들(330)에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 상기 제1 유전체(1411)의 상기 제1 유전율보다 낮은 제3 유전율을 가지는 제3 유전체(1413)를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 유전체(1413)는 상기 제1 개구(571)에 배치될 수 있고, 상기 제1 개구(571)에 배치된 상기 제1 유전체(1411)에 대하여 상기 제1 안테나 모듈(346)에서 상기 제1 개구(571)를 향하는 제1 방향으로 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 유전체(1413)의 상기 제3 유전율은 상기 제2 유전체(1412)의 상기 제2 유전율과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 유전체(1413)는 상기 제1 프레임(315a)과 함께 상기 제1 측면(511)을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 무선 통신 회로(452)가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 상기 제1 유전체(1411) 및 상기 제2 유전체(1412)를 통과할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구(571)는 제1 가장자리(571a) 및 상기 제1 가장자리(571a)와 수직한 제2 가장자리(571b)를 포함할 수 있고, 상기 제1 가장자리(571a)는 제1 길이(L1)를 가지고, 상기 제2 가장자리(571b)는 상기 제1 길이(L1)보다 긴 제2 길이(L2)를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 무선 통신 회로(452)가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 제1 방향의 제1 편파 특성을 가지는 제1 신호 및 제2 방향의 제2 편파 특성을 가지는 제2 신호를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 방향은 상기 제1 가장자리(571a)와 평행할 수 있고, 상기 제1 개구(571)의 상기 제1 가장자리(571a)의 상기 제1 길이(L1)는 상기 제1 신호의 파장의 1/2 파장보다 짧을 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 상기 제2 유전체(1412)와 결합하는 제1 고정 부재(602)를 더 포함할 수 있고, 상기 고정 부재(602)는 상기 제1 유전체(1411)와 결합하여 상기 제1 유전체(1411)를 상기 제1 개구(571)에 고정시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구(571)는 제1 깊이를 가질 수 있고, 상기 제1 유전체(1411)는 상기 제1 깊이의 1/10 이상의 두께를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구(571)는 직사각형 형상에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 상기 전자 장치(101)의 제2 측면(512)을 형성하는 제2 프레임(315b), 상기 제2 프레임(315b)의 일 영역에 형성되는 제2 개구 영역(670), 상기 제2 프레임(315b)의 상기 제2 개구 영역(670)을 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치(101)의 내부에 배치되는 제2 안테나 모듈(546), 상기 제2 개구 영역(670)에 배치되며 제4 유전율을 가지는 제4 유전체(1414) 및 상기 제4 유전체(1414) 및 상기 제2 도전성 패치들(530) 사이에 배치되고, 상기 제4 유전체(1414)의 상기 제4 유전율보다 낮은 제5 유전율을 가지는 제5 유전체(1415)를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 안테나 모듈(546)은 제2 인쇄 회로 기판(510)을 포함할 수 있고, 상기 제2 개구 영역(670)를 향하는 상기 제2 인쇄 회로 기판(510)의 일 면에 배치되는 제2 도전성 패치들(530)을 포함할 수 있고, 상기 제2 안테나 모듈(546)과 전기적으로 연결되는 상기 무선 통신 회로(552)는 상기 제2 도전성 패치들(530)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 개구 영역(670)은 제2 깊이를 가질 수 있고, 상기 제4 유전체(1414)는 상기 제2 깊이의 1/10 이상의 두께를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유전체(1411)의 상기 제1 유전율은 5.5 ~ 10 사이의 값을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 유전체(1412)의 상기 제2 유전율은 2 ~ 4 사이의 값을 가질 수 있다..
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 제1 프레임(315a), 상기 제1 프레임(315a)의 일 영역에 형성되는 제1 개구 (571), 상기 제1 프레임(315a)의 상기 제1 개구(571)를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치(101)의 내부에 배치되는 제1 안테나 모듈(346), 상기 제1 개구(571)에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체(1411), 상기 제1 유전체(1411) 및 상기 제1 도전성 패치들(330) 사이에 배치되는 제2 유전체(1412), 상기 제1 유전체(1411)의 상기 제1 유전율보다 낮은 제3 유전율을 가지는 제3 유전체(1413) 및 상기 제1 안테나 모듈(346)과 전기적으로 연결되는 제1 무선 통신 회로(452)를 포함할 수 있고, 상기 제1 프레임(315a)은 상기 전자 장치(101)의 제1 측면(511)을 형성할 수 있고, 상기 제1 안테나 모듈(346)은 제1 인쇄 회로 기판(410)을 포함할 수 있고, 상기 제1 개구(571)를 향하는 상기 제1 인쇄 회로 기판(410)의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들(330)을 포함할 수 있고, 상기 제2 유전체(1412)의 제2 유전율은 상기 제1 유전체(1411)의 상기 제1 유전율보다 낮을 수 있고, 상기 제3 유전체(1413)는 상기 제1 개구(571)에 배치될 수 있고 상기 제1 개구(571)에 배치된 상기 제1 유전체(1411)에 대하여 상기 제1 안테나 모듈(346)에서 상기 제1 개구 (571)를 향하는 제1 방향으로 위치할 수 있고, 상기 제1 무선 통신 회로(452)는 상기 제1 도전성 패치들(330)에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 무선 통신 회로(452)가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 상기 제1 유전체(1411), 상기 제2 유전체(1412) 및 상기 제3 유전체(1413)를 통과할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구(571)는 제1 가장자리(571a) 및 상기 제1 가장자리(571a)와 수직한 제2 가장자리(571b)를 포함할 수 있고, 상기 제1 가장자리(571a)는 제1 길이(L1)를 가지고, 상기 제2 가장자리(571b)는 상기 제1 길이(L1)보다 긴 제2 길이(L2)를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 무선 통신 회로(452)가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 상기 제1 가장자리(571a)와 평행한 제1 편파 특성을 가지는 제1 신호를 포함할 수 있고, 상기 제1 개구(571)의 상기 제1 가장자리(571a)의 상기 제1 길이(L1)는 상기 제1 신호의 파장의 1/2 파장보다 짧을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구(571)는 제1 깊이를 가질 수 있고, 상기 제1 유전체(1411)는 상기 제1 깊이의 1/10 이상의 두께를 가질 수 있다.
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
제1 프레임, 상기 제1 프레임은 상기 전자 장치의 제1 측면을 형성함;
상기 제1 프레임의 일 영역에 형성되는 제1 개구;
상기 제1 프레임의 상기 제1 개구를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치의 내부에 배치되는 제1 안테나 모듈, 상기 제1 안테나 모듈은 제1 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 제1 개구를 향하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들을 포함함;
상기 제1 개구에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체(dielectric material);
상기 제1 유전체 및 상기 제1 도전성 패치들 사이에 배치되는 제2 유전체, 상기 제2 유전체의 제2 유전율은 상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮음; 및
상기 제1 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는 상기 제1 도전성 패치들에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮은 제3 유전율을 가지는 제3 유전체를 더 포함하고,
상기 제3 유전체는 상기 제1 개구에 배치되고, 상기 제1 개구에 배치된 상기 제1 유전체에 대하여 상기 제1 안테나 모듈에서 상기 제1 개구를 향하는 제1 방향으로 위치하는, 전자 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제3 유전체의 상기 제3 유전율은 상기 제2 유전체의 상기 제2 유전율과 실질적으로 동일한, 전자 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제3 유전체는 상기 제1 프레임과 함께 상기 제1 측면을 형성하는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 무선 통신 회로가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 상기 제1 유전체 및 상기 제2 유전체를 통과하는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 개구는 제1 가장자리 및 상기 제1 가장자리와 수직한 제2 가장자리를 포함하고,
상기 제1 가장자리는 제1 길이를 가지고, 상기 제2 가장자리는 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가지는, 전자 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 무선 통신 회로가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 제1 방향의 제1 편파 특성을 가지는 제1 신호 및 제2 방향의 제2 편파 특성을 가지는 제2 신호를 포함하는, 전자 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 제1 방향은 상기 제1 가장자리와 평행하고,
상기 제1 개구의 상기 제1 가장자리의 상기 제1 길이는 상기 제1 신호의 파장의 1/2 파장보다 짧은, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 유전체와 결합하는 고정 부재를 더 포함하고,
상기 고정 부재는 상기 제1 유전체와 결합하여 상기 제1 유전체를 상기 제1 개구에 고정시키는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 개구는 제1 깊이를 가지고,
상기 제1 유전체는 상기 제1 깊이의 1/10 이상의 두께를 가지는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 개구는 직사각형 형상에 해당하는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전자 장치의 제2 측면을 형성하는 제2 프레임;
상기 제2 프레임의 일 영역에 형성되는 제2 개구;
상기 제2 프레임의 상기 제2 개구를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치의 내부에 배치되는 제2 안테나 모듈, 상기 제2 안테나 모듈은 제2 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 제2 개구를 향하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일 면에 배치되는 제2 도전성 패치들을 포함함;
상기 제2 개구에 배치되며 제3 유전율을 가지는 제3 유전체; 및
상기 제3 유전체 및 상기 제2 도전성 패치들 사이에 배치되고, 상기 제3 유전체의 상기 제3 유전율보다 낮은 제4 유전율을 가지는 제4 유전체를 더 포함하고,
상기 제2 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 상기 무선 통신 회로는 상기 제2 도전성 패치들에 급전하는, 전자 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 제2 개구는 제2 깊이를 가지고,
상기 제3 유전체는 상기 제2 깊이의 1/10 이상의 두께를 가지는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율은 5.5 ~ 10 사이의 값을 가지는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 유전체의 상기 제2 유전율은 2 ~ 4 사이의 값을 가지는, 전자 장치. - 전자 장치에 있어서,
제1 프레임, 상기 제1 프레임은 상기 전자 장치의 제1 측면을 형성함;
상기 제1 프레임의 일 영역에 형성되는 제1 개구;
상기 제1 프레임의 상기 제1 개구를 향하여 무선으로 신호를 방사하도록 상기 전자 장치의 내부에 배치되는 제1 안테나 모듈, 상기 제1 안테나 모듈은 제1 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 제1 개구를 향하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일 면에 배치되는 제1 도전성 패치들을 포함함;
상기 제1 개구에 배치되며 제1 유전율을 가지는 제1 유전체(dielectric material);
상기 제1 유전체 및 상기 제1 도전성 패치들 사이에 배치되는 제2 유전체, 상기 제2 유전체의 제2 유전율은 상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮음;
상기 제1 유전체의 상기 제1 유전율보다 낮은 제3 유전율을 가지는 제3 유전체, 상기 제3 유전체는 상기 제1 개구에 배치되고 상기 제1 개구에 배치된 상기 제1 유전체에 대하여 상기 제1 안테나 모듈에서 상기 제1 개구를 향하는 제1 방향으로 위치함; 및
상기 제1 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는 상기 제1 도전성 패치들에 급전하여 10 GHz 이상의 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는, 전자 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 무선 통신 회로가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 상기 제1 유전체, 상기 제2 유전체 및 상기 제3 유전체를 통과하는, 전자 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 제1 개구는 제1 가장자리 및 상기 제1 가장자리와 수직한 제2 가장자리를 포함하고,
상기 제1 가장자리는 제1 길이를 가지고, 상기 제2 가장자리는 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가지는, 전자 장치. - 청구항 18에 있어서,
상기 무선 통신 회로가 수신하는 상기 10 GHz 이상의 주파수 대역의 상기 신호는 상기 제1 가장자리와 평행한 제1 편파 특성을 가지는 제1 신호를 포함하고,
상기 제1 개구의 상기 제1 가장자리의 상기 제1 길이는 상기 제1 신호의 파장의 1/2 파장보다 짧은, 전자 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 제1 개구는 제1 깊이를 가지고,
상기 제1 유전체는 상기 제1 깊이의 1/10 이상의 두께를 가지는, 전자 장치.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| KR1020210075516A KR20220166587A (ko) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 안테나를 포함하는 전자 장치 |
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