KR20230038109A - 무선 통신 디바이스들 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템은 무선 통신 모듈을 갖는 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈은 제1 표면 상의 안테나 방사 요소, 제1 표면 상의 안테나 방사 요소를 둘러싸는 접지 링, 및 제2 표면에 장착된 무선 컴포넌트를 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈은 다른 컴포넌트들을 또한 포함하는 시스템 패키지로 통합될 수 있다. 캡슐화 재료는 무선 통신 모듈 및 다른 컴포넌트들을 덮을 수 있다. 차폐 재료는 캡슐화 재료를 덮고 접지 링에 커플링될 수 있다. 차폐 재료 내의 개구는 안테나 방사 요소와 정렬될 수 있다. 원하는 경우, 무선 통신 시스템은 펌웨어 테스트, 디버깅, 복원, 및/또는 다른 데이터를 전달하기 위해 무선 통신 모듈에 통신가능하게 커플링된 무선 통신 모듈을 갖는 외부 장비를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 디바이스들{WIRELESS COMMUNICATION DEVICES}

본 출원은, 2021년 12월 7일자로 출원된 미국 특허출원 제17/544,262호, 및 2021년 9월 10일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/242,868호에 대한 우선권을 주장하며, 이로써, 이들은 그들 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 일반적으로, 무선 회로부를 갖는 전자 디바이스들을 포함하는 전자 디바이스들에 관한 것이다.

전자 디바이스들에는 때때로 외부 장비에 대한 유선 연결들을 가능하게 하는 유선 커넥터들이 제공된다. 다른 문제들 중에서, 일부 유선 커넥터 구조물들은 부피가 크고 전자 디바이스들 내에서 과도한 공간을 취할 수 있다. 유선 커넥터들 대신에 무선 회로부를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

작은 폼팩터(form factor)의 전자 디바이스들에 대한 소비자 요구를 만족시키기 위해, 제조자들은 콤팩트한 구조물들을 사용하는 무선 회로부를 구현하려고 지속적으로 노력하고 있다. 무선 회로부 내의 안테나들이 무선 통신 디바이스에서 서로 그리고 다른 컴포넌트들과 간섭할 잠재성을 갖기 때문에, 무선 회로부가 만족스러운 성능을 나타낼 수 있다는 것을 보장하기 위해 안테나들을 전자 디바이스에 통합할 때 주의를 기울여야 한다. 전자 디바이스들에 대한 개선된 무선 회로부를 제공할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.

전자 디바이스는 무선 회로부를 포함할 수 있다. 무선 회로부는 안테나 방사 요소 및 안테나 방사 요소에 커플링된 무선 주파수 집적 회로를 포함하는 무선 통신 모듈에서 구현될 수 있다. 일 예로서, 안테나 방사 요소는 모듈 기판의 표면에 형성되고 표면에서 접지 링에 의해 둘러싸인 패치 요소(patch element)일 수 있다. 패치 요소는 (원격장) 무선 주파수 신호들에 대한 파 형성(wave formation)을 가능하게 하도록 구성된 거리만큼 접지 링으로부터 분리될 수 있다. 다른 예로서, 무선 주파수 집적 회로는 모듈 기판의 대향 표면 상에 장착될 수 있다. 원하는 경우, 다수의 안테나 신호 피드(feed) 단자들은 상이한 분극(polarization)들을 갖는 무선 주파수 신호들을 전달하기 위해 패치 요소에 커플링될 수 있다.

전자 디바이스는 제1 측면에 디스플레이 및 제1 측면에 대향하는 제2 측면에서 하우징 벽을 가질 수 있다. 하우징 벽은 전자 디바이스의 주변 에지를 따라 레지 부분(ledge portion)을 가질 수 있다. 레지 부분은 전자 디바이스의 코너 구역에서 함몰부(depression)를 가질 수 있다. 무선 통신 모듈은 안테나 방사 요소를 함몰부에 정렬시키고 안테나 요소가 하우징 벽을 통해 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있게 하기 위해 전자 디바이스에 장착될 수 있다. 패치 요소는 무선 주파수 신호들에 대한 파 형성을 가능하게 하도록 구성된 거리만큼 유전체 하우징 벽으로부터 분리될 수 있다.

무선 통신 모듈은 패키지 기판에 장착됨으로써 시스템-인-패키지(system-in-package, SIP)로 통합될 수 있다. 제어 회로부를 구현하는 집적 회로와 같은 컴포넌트들이 또한 패키지 기판에 장착될 수 있다. 무선 통신 모듈 및 다른 컴포넌트들은 완전히 캡슐화된 SIP를 형성하기 위해 캡슐화 재료로 덮일 수 있다. 전도성 차폐 재료는 캡슐화 재료를 덮고 접지 링에 단락될 수 있다. 전도성 차폐 재료에 의해 한정된 개구는 안테나 요소와 정렬될 수 있다.

전자 디바이스는 외부 장비와 무선 통신할 수 있으며, 이는 또한 (예를 들어, 전자 디바이스의 무선 통신 모듈과 동일한 유형의) 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 외부 장비는 무선 통신 링크를 사용하여 전자 디바이스의 펌웨어를 테스트, 디버그, 구성, 복원, 및/또는 달리 업데이트하는 것을 도울 수 있다. 외부 장비에 대한 캐리어 및 정렬 구조물들은 무선 통신 모듈들을 서로 정렬시키는 것을 도울 수 있다.

도 1은 일부 실시예들에 따른 예시적인 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 예시적인 무선 회로부의 블록도이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 예시적인 무선 통신 모듈의 단면도이다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 도 3의 무선 통신 모듈의 평면도이다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 도 1의 무선 통신 시스템 내의 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 무선 통신 모듈을 통합하는 전자 디바이스의 예시적인 주변 부분의 단면도이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 도 6의 전자 디바이스에 대한 하우징 벽의 예시적인 코너 구역의 사시도이다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 패키지 기판에 장착된 무선 통신 모듈의 단면도이다.
도 9는 일부 실시예들에 따른, 시스템-인-패키지로 통합된 무선 통신 모듈을 갖는 예시적인 전자 디바이스의 평면도이다.
도 10은 일부 실시예들에 따른, 무선 통신 모듈을 갖는 도 1의 예시적인 무선 통신 시스템에서의 예시적인 외부 장비의 평면도이다.
도 11은 일부 실시예들에 따른, 도 10의 외부 장비에 대한 예시적인 전자 디바이스 캐리어의 평면도이다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 2개의 무선 통신 모듈들 사이의 예시적인 정렬의 도면이다.
도 13은 일부 실시예들에 따른, 개재 구조물들을 통해 서로 통신가능하게 커플링된 2개의 예시적인 무선 통신 모듈들의 도면이다.

도 1은 전자 디바이스들(10-1, 10-2) 및 임의의 다른 전자 디바이스(들)와 같은 하나 이상의 전자 디바이스들을 포함하는 무선 통신 시스템(8)과 같은 예시적인 시스템을 도시한다. 시스템(8) 내의 전자 디바이스들은 각각, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스, 임베디드 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 더 작은 디바이스, 예컨대 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 헤드폰 또는 이어피스(earpiece) 디바이스, 안경 또는 사용자의 머리에 착용되는 다른 장비에 임베딩된 디바이스, 또는 다른 웨어러블(wearable) 또는 소형 디바이스, 텔레비전, 임베디드 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 디스플레이를 구비한 전자 장비가 키오스크(kiosk) 또는 자동차 내에 장착되어 있는 시스템과 같은 임베디드 시스템, 무선 인터넷 연결 음성 제어 스피커, 가정 엔터테인먼트 디바이스, 원격 제어 디바이스, 게이밍 컨트롤러, 주변 사용자 입력 디바이스, 무선 기지국 또는 액세스 포인트, 무선 전력 디바이스, 펌웨어 테스트, 디버깅, 또는 복원 장비, 이러한 디바이스들 중 2개 이상의 디바이스들의 기능을 구현하는 장비, 또는 다른 전자 장비일 수 있다.

도 1의 기능 블록도에 도시된 바와 같이, 예시적인 디바이스(10-1)는 하우징(12)과 같은 전자 디바이스 하우징 상에 또는 그 내부에 위치되는 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 때때로 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재들, 금속(예를 들어, 스테인리스 강, 알루미늄, 금속 합금 등), 다른 적합한 재료들, 또는 이들 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황들에서, 하우징(12)의 일부들 또는 전체는 유전체 또는 기타 저전도성 재료(예를 들어, 유리, 세라믹, 플라스틱, 사파이어 등)로 형성될 수 있다. 다른 상황들에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 구성하는 구조물들의 적어도 일부는 금속 요소들로부터 형성될 수 있다.

디바이스(10-1)는 제어 회로부(14)를 포함할 수 있다. 제어 회로부(14)는 저장 회로부(16)와 같은 저장소를 포함할 수 있다. 저장 회로부(16)는 하드 디스크 드라이브 저장소, 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 다른 전기적으로 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등을 포함할 수 있다. 저장 회로부(16)는 디바이스(10-1) 및/또는 이동식 저장 매체에 통합된 저장소를 포함할 수 있다.

제어 회로부(14)는 프로세싱 회로부(18)와 같은 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부(18)는 디바이스(10-1)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 프로세싱 회로부(18)는 하나 이상의 프로세서들, 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들, 호스트 프로세서들, 기저대역 프로세서 집적 회로들, 주문형 집적 회로들, 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit, CPU)들 등을 포함할 수 있다. 제어 회로부(14)는 하드웨어(예를 들어, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어, 및/또는 소프트웨어를 사용하여 디바이스(10-1)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 디바이스(10-1)에서 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드는 저장 회로부(16) 상에 저장될 수 있다(예를 들어, 저장 회로부(16)는 소프트웨어 코드를 저장하는 비일시적(유형적) 컴퓨터 판독가능 저장 매체들을 포함할 수 있음). 소프트웨어 코드는 때때로 프로그램 명령어들, 소프트웨어, 펌웨어, 데이터, 명령어들, 또는 코드로 지칭될 수 있다. 저장 회로부(16) 상에 저장된 소프트웨어 코드는 프로세싱 회로부(18)에 의해 실행될 수 있다.

제어 회로부(14)는 위성 내비게이션 애플리케이션들, 인터넷 브라우징 애플리케이션들, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션들, 이메일 애플리케이션들, 미디어 재생 애플리케이션들, 운영 체제 기능들 등과 같은, 디바이스(10-1) 상의 소프트웨어를 실행하기 위해 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용들을 지원하기 위해, 제어 회로부(14)는 통신 프로토콜들을 구현하는 데 사용될 수 있다. 제어 회로부(14)를 사용하여 구현할 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜들, 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 프로토콜들(예를 들어, IEEE 802.11 프로토콜들 - 때때로 Wi-Fi®로 지칭), 다른 단거리 무선 통신 링크용 프로토콜들, 예컨대 Bluetooth® 프로토콜, 또는 다른 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 프로토콜들, IEEE 802.11ad 프로토콜들(예를 들어, 초광대역 프로토콜들), 셀룰러 전화 프로토콜들(예를 들어, 3G 프로토콜들, 4G(LTE) 프로토콜들, 3GPP 5세대(5G) NR(New Radio) 프로토콜들 등), 안테나 다이버시티 프로토콜들, 위성 내비게이션 시스템 프로토콜들(예를 들어, GPS(global positioning system) 프로토콜들, 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GLONASS) 프로토콜들 등), 안테나 기반 공간 레인징 프로토콜들(예를 들어, 무선 검출 및 레인징(RADAR) 프로토콜들 또는 밀리미터파 및 센티미터파 주파수들에서 전달되는 신호들에 대한 다른 원하는 레인지 검출 프로토콜들), 또는 임의의 다른 원하는 통신 프로토콜들을 포함한다. 각각의 통신 프로토콜은 프로토콜을 구현하는 데 사용되는 물리적 연결 방법론을 특정하는 대응하는 무선 액세스 기술(RAT)과 연관될 수 있다.

디바이스(10-1)는 입력-출력 회로부(20)를 포함할 수 있다. 입력-출력 회로부(20)는 입력-출력 디바이스들(22)을 포함할 수 있다. 입력-출력 디바이스들(22)은, 데이터가 디바이스(10-1)에 공급되게 허용하고 데이터가 디바이스(10-1)로부터 외부 디바이스들로 제공되게 허용하기 위해 사용될 수 있다. 입력-출력 디바이스들(22)은 사용자 인터페이스 디바이스들, 데이터 포트 디바이스들, 및 다른 입력-출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력-출력 디바이스들(22)은 터치 센서들, 디스플레이들(예를 들어, 터치 감응형 및/또는 힘 감응형 디스플레이들), 발광 컴포넌트들, 예컨대 터치 센서 능력들이 없는 디스플레이들, 버튼들(기계식, 정전식, 광학식 등), 스크롤 휠들, 터치 패드들, 키 패드들, 키보드들, 마이크로폰들, 카메라들, 버튼들, 스피커들, 상태 표시자들, 오디오 잭들 및 다른 오디오 포트 컴포넌트들, 디지털 데이터 포트 디바이스들, 모션 센서들(가속도계들, 자이로스코프들, 및/또는 모션을 탐지하는 나침반), 정전 용량 센서들, 근접 센서들, 자기 센서들, 힘 센서들(예를 들어, 디스플레이에 인가된 압력을 검출하기 위해 디스플레이와 커플링된 힘 센서들), 온도 센서들 등을 포함할 수 있다. 일부 구성들에서, 키보드들, 헤드폰들, 디스플레이들, 지시 디바이스(pointing device)들, 예컨대 트랙패드들, 마우스들, 및 조이스틱들, 및 다른 입력-출력 디바이스들은 유선 또는 무선 연결들을 사용하여 디바이스(10-1)와 커플링될 수 있다.

입력-출력 회로부(20)는 무선 통신들 및/또는 무선-기반 공간 레인징 동작들을 지원하는 무선 회로부(24)를 포함할 수 있다. 무선 회로부(24)는 하나 이상의 안테나들(30)을 포함할 수 있다. 무선 회로부(24)는 또한 하나 이상의 무선통신장치(radio)들(26)을 포함할 수 있다. 각각의 무선통신장치(26)는 기저대역 주파수들의 신호들에 대해 동작하는 회로부(예를 들어, 기저대역 프로세서 회로부), 신호 생성기 회로부, 변조/복조 회로부(예를 들어, 하나 이상의 모뎀들), 무선 주파수 송수신기 회로부(예를 들어, 무선 주파수 송신기 회로부, 무선 주파수 수신기 회로부, 무선 주파수 신호들을 기저대역 주파수들 또는 무선 주파수와 기저대역 주파수 사이의 중간 주파수들로 하향변환하고 그리고/또는 기저대역 또는 중간 주파수들의 신호들을 무선 주파수들로 상향변환하기 위한 믹서 회로부 등), 증폭기 회로부(예를 들어, 하나 이상의 전력 증폭기들 및/또는 하나 이상의 저잡음 증폭기(LNA)들), 아날로그-디지털 변환기(ADC) 회로부, 디지털-아날로그 변환기(DAC) 회로부, 제어 경로들, 전력 공급 경로들, 신호 경로들(예를 들어, 무선 주파수 송신 라인들, 중간 주파수 송신 라인들, 기저대역 신호 라인들 등), 스위칭 회로부, 필터 회로부, 및/또는 안테나(들)(30)를 사용하여 무선 주파수 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위한 임의의 다른 회로부를 포함할 수 있다. 각각의 무선통신장치(26)의 컴포넌트들은 개개의 기판 상에 장착되거나 또는 개개의 집적 회로, 칩, 패키지(예를 들어, 시스템-인-패키지), 또는 시스템-온-칩(SOC)에 통합될 수 있다. 원하는 경우, 다수의 무선통신장치들(26)의 컴포넌트들은 단일 기판, 집적 회로, 칩, 패키지, 또는 SOC를 공유할 수 있다.

안테나들(30)은 임의의 원하는 안테나 구조물들을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나들(30)은 루프 안테나 구조물들, 패치 안테나 구조물들, 역-F 안테나 구조물들, 슬롯 안테나 구조물들, 평면 역-F 안테나 구조물들, 나선형 안테나 구조물들, 모노폴 안테나들, 다이폴들, 이들 설계들의 하이브리드들 등으로부터 형성되는 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 필터 회로부, 스위칭 회로부, 임피던스 매칭 회로부, 및/또는 다른 안테나 튜닝 컴포넌트들은 시간 경과에 따라 주파수 응답 및 안테나들(30)의 무선 성능을 조정하도록 조정될 수 있다. 무선 회로부(24)는 임의의 원하는 수의 안테나들(30)을 포함할 수 있다.

무선통신장치들(26) 내의 송수신기 회로부는 하나 이상의 안테나들(30)을 사용하여 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있다(예를 들어, 안테나(들)(30)는 송수신기 회로부에 대한 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있음). 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "무선 주파수 신호들을 전달한다"는 (예를 들어, 외부 무선 통신 장비와의 단방향 및/또는 양방향 무선 통신들을 수행하기 위한) 무선 주파수 신호들의 송신 및/또는 수신을 의미한다. 안테나(들)(30)는 무선 주파수 신호들을 자유 공간 내로(또는 유전체 커버 층과 같은 개재 디바이스 구조물들을 통해 자유 공간으로) 방사함으로써 무선 주파수 신호들을 송신할 수 있다. 안테나(들)(30)는, 부가적으로 또는 대안적으로, (예를 들어, 유전체 커버 층과 같은 개재 디바이스 구조물들을 통해) 자유 공간으로부터 무선 주파수 신호들을 수신할 수 있다. 안테나(들)(30)에 의한 무선 주파수 신호들의 송신 및 수신은, 각각, 안테나의 동작 주파수 대역(들) 내의 무선 주파수 신호들에 의한 안테나 내의 안테나 방사 요소 상의 안테나 전류들의 여기 또는 공진을 수반한다.

무선통신장치들(26)은 무선 주파수들에서의 상이한 주파수 대역들(때때로 본 명세서에서 통신 대역들 또는 간단히 "대역들"로 지칭됨) 내에서 무선 주파수 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 안테나들(30)을 사용할 수 있다. 무선통신장치들(26)에 의해 처리되는 주파수 대역들은 2.4 ㎓ WLAN 대역(예를 들어, 2400 내지 2480 ㎒), 5 ㎓ WLAN 대역(예를 들어, 5180 내지 5825 ㎒), Wi-Fi® 6E 대역(예를 들어, 5925 내지 7125 ㎒) 및/또는 다른 Wi-Fi® 대역(예를 들어, 1875 내지 5160 ㎒)과 같은 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 주파수 대역들(예를 들어, Wi-Fi®(IEEE 802.11) 또는 다른 WLAN 통신 대역들), 2.4 ㎓ Bluetooth® 대역 또는 다른 WPAN 통신 대역들과 같은 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 주파수 대역들, 셀룰러 전화 주파수 대역들(예를 들어, 약 600 ㎒ 내지 약 5 ㎓ 대역들, 3G 대역들, 4G LTE 대역들, 10 ㎓ 미만의 5G 새로운 무선방식 주파수 범위 1(FR1) 대역들, 20 내지 60 ㎓의 5G 새로운 무선방식 주파수 범위 2(FR2) 대역들 등), 10 내지 300 ㎓의 다른 센티미터파 또는 밀리미터파 주파수 대역들, 근거리 통신(NFC) 주파수 대역들(예를 들어, 13.56 ㎒), 위성 내비게이션 주파수 대역들(예를 들어, 1565 내지 1610 ㎒의 GPS 대역, 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GLONASS) 대역, BeiDou 내비게이션 위성 시스템(BDS) 대역 등), IEEE 802.15.4 프로토콜 및/또는 다른 초광대역 통신 프로토콜들 하에서 동작하는 초광대역(UWB) 주파수 대역들, 3GPP 무선 통신 표준군 하의 통신 대역들, IEEE 802.XX 표준군 하의 통신 대역들, 및/또는 임의의 다른 원하는 관심 주파수 대역들을 포함할 수 있다.

각각의 무선통신장치(26)는 대응하는 무선통신장치 내의 컴포넌트들에 대한 물리적 연결 방법론을 결정하는 개개의 무선 액세스 기술(RAT)에 따라 무선 주파수 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있다. 하나 이상의 무선통신장치들(26)은 원하는 경우 다수의 RAT들을 구현할 수 있다. 단지 일 예로서, 디바이스(10-1) 내의 무선통신장치들(26)은 하나 이상의 안테나들(30)을 사용하여 UWB 신호들을 전달하기 위한 UWB 무선, 하나 이상의 안테나들(30)을 사용하여 블루투스(BT) 신호들을 전달하기 위한 BT 무선, 하나 이상의 안테나들(30)을 사용하여 WLAN 신호들을 전달하기 위한 Wi-Fi 무선, (예를 들어, 4G 주파수 대역들, 5G FR1 대역들, 및/또는 5G FR2 대역들에서) 하나 이상의 안테나들(30)을 사용하여 셀룰러 전화 신호들을 전달하기 위한 셀룰러 무선, 및 하나 이상의 안테나들(30)을 사용하여 NFC 신호들을 전달하기 위한 NFC 무선을 구현할 수 있다. 이러한 예는 단지 예시적인 것이며, 일반적으로, 무선통신장치들(26)은 RAT들의 임의의 원하는 조합을 커버하기 위해 무선통신장치들의 임의의 원하는 조합을 포함할 수 있다.

무선 회로부(24)는 무선 전력 (수신) 회로부(32)와 같은 무선 전력 회로부 및 하나 이상의 코일들(34)과 같은 코일 구조물들을 포함할 수 있다. 디바이스(10-1)는 무선 전력 어댑터(예를 들어, 무선 전력 송신 디바이스)로부터 무선으로 송신된 전력(예를 들어, 무선 충전 신호들)을 수신하기 위해 무선 전력 회로부(32) 및 코일(34)을 사용할 수 있다.

무선 전력 어댑터는 무선 전력 송신 코일을 통해 AC 전류들을 전달하여, 디바이스(10-1) 내의 코일(34)에 의해 무선 전력(무선 충전 신호들)으로서 수신되는 시변 전자기(예를 들어, 자기)장을 생성할 수 있다. 무선 전력 회로부(32)는 무선 충전 신호들로부터 디바이스(10-1)에 전력을 공급하기 위한 DC 전압을 생성하는 정류기 회로부와 같은 변환기 회로부를 포함할 수 있다. 무선 전력 회로부(32) 내의 정류기 회로부에 의해 생성된 DC 전압은 배터리와 같은 에너지 저장 디바이스를 충전할 시에 사용될 수 있고 그리고/또는 디바이스(10-1) 내의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급할 시에 사용될 수 있다.

도 1의 예에서는 명료함을 위해 제어 회로부(14)가 무선 회로부(24)와는 별개로 도시되어 있지만, 무선 회로부(24)는 프로세싱 회로부(18)의 일부를 형성하는 프로세싱 회로부(예를 들어, 하나 이상의 프로세서들), 및/또는 제어 회로부(14)의 저장 회로부(16)의 일부를 형성하는 저장 회로부를 포함할 수 있다(예를 들어, 제어 회로부(14)의 부분들이 무선 회로부(24) 상에 구현될 수 있음).

무선통신장치들(26)은 디바이스(10-1)와 하나 이상의 다른 외부 무선 통신 장비 또는 디바이스들 사이에서 무선 통신 데이터를 전달하도록 무선 주파수 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 안테나들(30)을 사용할 수 있다. 도 1의 예시적인 예에서, 시스템(8)은 전자 디바이스(10-1)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 동일한 요소들 중 하나 이상을 가질 수 있는 전자 디바이스(10-2)(때때로 본 명세서에서 외부 장비(10-2) 또는 전자 장비(10-2)로 지칭됨)를 포함한다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10-2)는 무선통신장치들(56)과 같은 하나 이상의 무선통신장치들 및 안테나들(60)과 같은 하나 이상의 안테나들을 갖는 무선 회로부(54)와 같은 무선 회로부를 포함할 수 있다.

디바이스들(10-1, 10-2)은 개개의 무선 회로부를 통해 하나 이상의 통신 링크들(66)을 통해 통신가능하게 커플링될 수 있다. 무선 통신 데이터는 디바이스들(10-1, 10-2) 사이에서 양방향으로 또는 단방향으로 전달될 수 있다. 예들로서, 디바이스들(10-1 및 10-2)은 하프-듀플렉스 통신 링크 또는 풀-듀플렉스 통신 링크를 형성할 수 있다.

디바이스(10-2)가 디바이스(10-1)의 펌웨어에 관련된 펌웨어 테스트, 디버깅, 복원, 및/또는 다른 기능들을 수행하도록 구성된 장비와 같은 펌웨어 업데이트 장비를 구현하는 구성들은 본 명세서에서 예시적인 예들로서 설명된다. 원하는 경우, 디바이스(10-2)는 다른 기능들을 갖는 장비 또는 디바이스들이거나 이들을 구현할 수 있다.

디바이스(10-2)에 대한 이러한 구성들 중 일부에서, 디바이스(10-1)에 대해 전달되는 무선 통신 데이터는 대응하는 데이터 패킷들, 예컨대 디바이스(10-1) 상에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션들과 연관된 무선 데이터, 디바이스(10-1)에 대한 소프트웨어 업데이트들과 연관된 무선 데이터, 디바이스(10-1)를 테스트, 디버깅, 및/또는 보수(repair)하는 것과 연관된 무선 데이터, 디바이스(10-1)를 디폴트 또는 공장 설정으로 재설정 또는 복원하는 것과 연관된 무선 데이터, 전화 통화, 메시지, 스트리밍 미디어 콘텐츠, 또는 인터넷 브라우징과 연관된 무선 데이터 등으로 인코딩된 데이터를 포함할 수 있다.

디바이스(10-2)에 대한 이러한 구성들 중 일부에서, 디바이스(10-2) 내의 무선 회로부(54)는 무선 전력 (송신) 회로부(62) 및 하나 이상의 코일들(64)과 같은 코일 구조물들을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 구성되면, 디바이스(10-2)는 무선 전력(신호)을 디바이스(10-1)에 송신하기 위해 무선 전력 회로부(62) 및 코일(64)을 사용할 수 있다.

디바이스(10-2)에 대한 이러한 예시적인 구성들 중 일부에서, 디바이스(10-2)는, 디바이스(10-2)에 대한 무선 회로부 및 다른 컴포넌트들(예를 들어, 제어 회로부, 입력-출력 디바이스들 등)이 장착되고, 디바이스(10-1)를 수용하도록 구성되는 지지 구조물들(42), 예컨대 플랫폼들, 캐리어들, 도크(dock)들, 또는 다른 구조물들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 지지 구조물들(42)은 플라스틱, 유리, 세라믹들, 섬유 복합재들, 금속, 다른 적합한 재료들, 또는 이러한 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.

도 1의 예는 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 시스템(8)은 임의의 적합한 수의 전자 디바이스들 또는 장비(예를 들어, 디바이스(10-1) 및/또는 디바이스(10-2)와 유사한 요소들을 가짐)를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 디바이스(10-1) 또는 디바이스(10-2)는 서로 대신에 또는 이에 부가하여 이러한 다른 전자 디바이스들 또는 장비 중 하나 이상에 통신가능하게 커플링될 수 있거나, 또는 때때로 격리하여 동작할 수 있다. 원하는 경우, 디바이스들(10-1 및 10-2)은 임의의 다른 적합한 요소들을 포함할 수 있거나, 또는 도 1과 관련하여 설명된 하나 이상의 요소들을 생략할 수 있다.

도 2는 도 1의 무선 회로부(24)의 기능 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 무선통신장치(26)는 하나 이상의 무선 주파수 송신 라인들(70)을 통해 하나 이상의 안테나들(30)에 커플링될 수 있다. 예시적인 예로서, 각각의 무선 주파수 송신 라인(70)은 신호 전도체(72)와 같은 전도체 및 신호 전도체(74)와 같은 전도체를 포함할 수 있다. 대응하는 안테나(30)는 전도체(72)에 커플링된 안테나 피드 단자(78) 및 전도체(74)에 커플링된 안테나 피드 단자(80)를 갖는 안테나 피드(76)와 같은 안테나 피드를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 송신 라인(70)은 부가적인 안테나 피드 단자들에 커플링된 부가적인 신호 전도체들을 포함할 수 있다.

원하는 경우, 하나 이상의 무선 주파수 송신 라인들(70)이 무선통신장치들(26) 및/또는 안테나들(30) 사이에서 공유될 수 있다. 무선 주파수 프론트 엔드(radio-frequency front end, RFFE) 모듈들이 하나 이상의 무선 주파수 송신 라인들(70) 상에 개재될 수 있다. 무선 주파수 프론트 엔드 모듈들은 무선통신장치들(26)로부터 분리된 기판들, 집적 회로들, 칩들, 또는 패키지들을 포함할 수 있으며, 필터 회로부, 스위칭 회로부, 증폭기 회로부, 임피던스 매칭 회로부, 무선 주파수 커플러 회로부, 및/또는 무선 주파수 송신 라인들(70)을 통해 전달되는 무선 주파수 신호들에 대해 동작하기 위한 임의의 다른 원하는 무선 주파수 회로부를 포함할 수 있다.

도 2가 디바이스(10-1)(도 1) 내의 하나 이상의 무선통신장치들(26) 및 하나 이상의 안테나들(30)을 설명하지만, 시스템(8) 내의 디바이스(10-2) 및 다른 디바이스들과 같은 다른 전자 디바이스들은 동일한 방식으로 구성된 하나 이상의 무선통신장치들 및 안테나들을 포함할 수 있다.

일부 예시적인 구성들에서, 전자 디바이스들은 높은 데이터 레이트 유선 커넥터들을 포함할 수 있다. 이러한 유선 커넥터들은 부피가 크고 과도한 내부 공간을 취할 수 있으며, 전자 디바이스를 덜 안전하게 만드는 외부 입력-출력 포트들을 요구할 수 있다. 따라서, 높은 데이터 레이트 무선 통신 링크들을 확립할 수 있는 무선 회로부를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

그러나, 약 60 ㎓(예를 들어, 10 ㎓ 초과)의 하나 이상의 주파수들에서와 같이 비교적 높은 주파수들에서 동작하는 무선 회로부를 제공하여, 그에 의해 높은 데이터 레이트 데이터 전달을 허용하는 것은 상당한 난제들을 제기할 수 있다. 예들로서, 공간 절약들을 제공하기 위한 콤팩트한 방식으로 이러한 주파수들에서 무선 회로부를 제공하는 것이 어려울 수 있으며, 각각의 무선 디바이스 내의 다른 컴포넌트들(예를 들어, 무선 회로부의 다른 부분들, 전도성 요소들, 하우징 구조물들 등)은 이러한 무선 통신 링크들을 확립하기 위한 무선 회로부의 동작과 간섭할 잠재성을 갖고, 개개의 무선 회로부 사이의 개재 구조물들과 통신 디바이스들(예를 들어, 개개의 무선 회로부) 사이의 오정렬들은 무선 통신 링크들을 저하시킬 수 있다. 이와 같이, 시스템(8)(도 1) 내의 전자 디바이스들 중 하나 이상에는 이러한 문제들 중 하나 이상을 고려하면서 개선된 무선 회로부가 제공될 수 있다.

도 3은 하나 이상의 디바이스들(예를 들어, 도 1의 시스템(8) 내의 디바이스들)에 대한 무선 회로부를 구현할 수 있는 무선 통신 모듈(82)과 같은 예시적인 무선 통신 모듈의 단면도이다. 무선 통신 모듈(82)이 펌웨어 테스트 데이터, 펌웨어 디버깅 데이터, 펌웨어 보수 데이터, 펌웨어 복원 데이터, 및/또는 디바이스 구성 데이터를 전달하기 위해 10 ㎓ 내지 300 ㎓의 하나 이상의 주파수들에서(예를 들어, 60 ㎓ 주파수 대역에서) 동작하는 구성들이 본 명세서에서 예시적인 예들로서 설명된다. 원하는 경우, 무선 통신 모듈(82)은 임의의 적합한 주파수(예를 들어, 하나 이상의 적합한 주파수 대역들을 커버함)에서 동작할 수 있고, 원하는 기능에 대한 임의의 적합한 유형의 데이터를 전달할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 모듈(82)은 기판(84)과 같은 기판을 포함할 수 있다. 기판(84)은 다수의 층들(86)을 포함할 수 있고, 따라서 다층 기판으로 지칭될 수 있다. 층들(86)의 일부는 유전체 재료들과 같은 하나 이상의 비전도성 재료들로 형성될 수 있고, 층들(86)의 일부는 금속성 재료들과 같은 전도성 재료들일 수 있고, 층들(86)의 일부는 반도체 재료들과 같은 다른 재료들로 형성될 수 있다.

기판(84)은 제1 및 제2 대향 표면들(예를 들어, 도 3의 최상부 및 최하부 표면들)을 갖는다. 안테나에 대한 안테나 방사 요소, 예컨대 전도성 (금속) 패치 요소(90)는 기판(84)의 제1 표면 상에 배치될 수 있다. 안테나에 대한 안테나 접지 구조물, 예컨대 전도성 접지 층(92)(때때로 접지 링(92)으로 지칭됨)이 또한 기판(84)의 제1 표면 상에 배치될 수 있다. 접지 층(92)은 패치 요소(90)를 둘러쌀 수 있고, 유전체 갭(91)만큼 패치 요소(90)로부터 분리될 수 있다. 안테나에 대한 접지 층(94)과 같은 부가적인 안테나 접지 구조물들이 기판(84)에 매립될 수 있다. 기판(84) 내의 전도성 비아들(96)과 같은 전도성 구조물들은 제1 표면의 접지 층(92)을 매립된 접지 층(94)에 커플링시킬 수 있다(예를 들어, 전기적으로 단락시킬 수 있다). 하나 이상의 부가적인 개재 전도성 접지 층들(98)이 또한 비아들(96)에 커플링(예를 들어, 전기적으로 단락)될 수 있다. 이러한 방식으로 구성되면, 안테나에 대한 전도성 접지 구조물들(예를 들어, 접지 층들(92, 94, 98) 및 비아들(96))은 패치 요소(90)에 대한 공동을 둘러싸고 한정할 수 있다.

모듈(82)은 패치 요소(90)에 대한 무선통신장치(예를 들어, 도 1의 무선통신장치(26))를 구현하는 집적 회로 또는 무선 주파수 집적 회로와 같은 무선 컴포넌트(88)를 포함할 수 있다. 무선 컴포넌트(88)를 형성하는 집적 회로는 도 1의 무선통신장치들(26)과 관련하여 설명된 하나 이상의 요소들을 포함할 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 기판(84)의 제2 측면에 장착될 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 하나 이상의 신호 경로들(104)을 따라 안테나 요소들(예를 들어, 패치 요소(90), 접지 구조물 등)에 안테나 신호들을 제공할 수 있다. 일 예로서, 신호 경로들(104)은 안테나 방사 요소 및 안테나 접지에 커플링된 송신 라인 구조들(예를 들어, 신호 전도체 경로들, 접지 전도체 경로들 등)을 형성할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나는 패치 요소(90)에 커플링된 단자들(102-1, 102-2)과 같은 하나 이상의 양극 안테나 피드 단자(positive antenna feed terminal)들을 포함할 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 단자(102-1)에 커플링된 신호 경로들(104, 100-1)로부터 형성된 제1 신호 전도체를 따라 안테나 신호들을 제공할 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 단자(102-2)에 커플링된 신호 경로들(104, 100-2)로부터 형성된 제2 신호 전도체를 따라 안테나 신호들을 제공할 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 모듈(82) 상의 안테나 접지 구조물들에 커플링된 하나 이상의 접지 전도체들을 제공할 수 있다.

원하는 경우, 모듈(82)은 기판(84)의 제2 표면 상에 입력-출력 패드들, 입력-출력 포트들, 입력-출력 핀들 등과 같은 입력-출력 구조물들을 포함할 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 (예를 들어, 솔더를 통해) 제2 표면에서 이러한 입력-출력 구조물들을 통해 신호 경로들(104)에 커플링될 수 있다. 이러한 입력-출력 구조물들은 모듈(82)(예를 들어, 모듈(82) 내의 무선 컴포넌트(88))이 전자 디바이스 내의 다른 컴포넌트들과 인터페이싱하게 허용할 수 있다. 일 예로서, 디바이스 내의 모듈(82) 및 디바이스 내의 제어 회로부는 공유 패키지 기판에 장착될 수 있다. 이러한 예에서, 제어 회로부는 무선 통신을 위해 데이터를 전달하도록 하나 이상의 신호 경로들을 통해 무선 컴포넌트(88)에 커플링될 수 있다. 이러한 신호 경로들은 공유 패키지 기판 내의 금속 라우팅 층들, 패키지 기판을 모듈(82)에 연결시키는 입력-출력 구조물들의 제1 세트, 기판(84) 내의 금속 라우팅 층들, 및 무선 컴포넌트(88)를 기판(84) 내의 금속 라우팅 층들에 커플링시키는 입력-출력 구조물들의 제2 세트를 포함할 수 있다.

도 4는 도 3의 무선 통신 모듈(82)의 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 패치 요소(90)는 직사각형 윤곽(예를 들어, 정사각형 윤곽)을 가질 수 있다. 따라서, 직사각형은 2개의 주요(중심) 수직 축들(106, 108)을 가질 수 있다. 안테나 피드 단자(102-1)는 축(106)을 따라 놓일 수 있다. 안테나 피드 단자(102-2)는 축(108)을 따라 놓일 수 있다. 그러한 방식으로 구성되면, 패치 요소(90)는 다수의 분극들을 갖는 무선 주파수 신호들을 전달하도록 동작가능할 수 있다. 일 예로서, 단자(102-1)를 사용하여 전달되는 무선 주파수 신호들은 제1 선형 분극을 가질 수 있고, 단자(102-2)를 사용하여 전달되는 무선 주파수 신호들은 제2 선형 분극(제1 선형 분극에 직교함)을 가질 수 있다.

패치 요소(90)에 대한 이러한 구성들은 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 패치 요소(90)는 임의의 적합한 형상 또는 윤곽을 가질 수 있다. 원하는 경우, 하나 이상의 안테나 피드 단자들은 하나 이상의 적합한 위치들에서 패치 요소(90)에 커플링될 수 있다. 원하는 경우, 패치 요소(90)는 단일 분극의 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있거나, 상이한 원형 분극들의 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 접지 층(92)은 유전체 갭(91)(예를 들어, 에어 갭 또는 비전도성 재료에 의해 충전된 갭)만큼 패치 요소(90)로부터 분리될 수 있다. 유전체 갭(91)은 패치 요소(90)의 주변부 둘레 전체에 걸쳐 이어질 수 있다. 다시 말해서, 접지 층(92)은 패치 요소(90)의 주변 에지들 각각을 따라 패치 요소(90)를 둘러쌀 수 있고, 패치 요소(90)의 대응하는 주변 에지들에 평행하게 이어지는 에지들을 가질 수 있다. 원하는 경우, 접지 층(92) 및 패치 요소(90)의 대향 에지들을 분리시키는 거리들은 동일할 수 있다. 특히, 거리들(110-1, 110-2) 및 다른 주변 에지들에서의 패치 요소(90)와 접지 층(92) 사이의 대응하는 거리들은 동일할 수 있다. 원하는 경우, 이러한 거리들 중 하나 이상은 서로 상이할 수 있다.

유전체 갭(91)에 의해 부여되는 패치 요소(90)와 접지 층(92) 사이의 분리(예를 들어, 거리들(110-1, 110-2))는 파 형성을 위한 충분한 공간을 허용하도록 구성될 수 있다. 이는 패치 요소(90)에 의해 전달되는 무선 주파수 신호들이 원격장 특성들을 갖게 허용할 수 있다(예를 들어, 평면 파들을 나타내기 위해, 직교 전기장 및 자기장은 서로를 지원함). 이러한 거리들은 무선 주파수 신호들이 원격장 특성들을 나타내게 허용하기 위해 패치 요소(90)에 대한 유효 동작 파장(예를 들어, 경로 요소(90)를 둘러싸는 재료들의 유전 속성들을 고려함으로써 조정되는 동작 파장)에 기초할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 모듈(82)은 둥근 코너들을 갖는 직사각형 윤곽을 가질 수 있다. 모듈(82)의 둥근 코너들은 크램핑된 공간(cramped space)들 내에 모듈(82)을 수용하는 것을 도울 수 있다. 접지 층(92)은 갭(91)의 에지(예를 들어, 패치 요소(90)로부터의 적합한 분리)를 한정하는 내측 에지들을 가질 수 있다. 접지 층(92)의 내측 에지들은 또한, 패치 요소(90)로부터의 적합한 분리를 유지하는 것을 돕기 위해 둥근 코너들을 갖는 직사각형 윤곽을 가질 수 있다. 접지 층(92)은 모듈(82)의 주변 에지들에서 내측 에지들로부터 외측 에지들까지 걸쳐 있을 수 있다. 이는 모듈(82)에 대한 제조 프로세스를 개선시키는 것을 도울 수 있다. 도 4의 예에서, 모듈(82)의 직사각형 윤곽은 기하학적 중심을 가질 수 있고, 패치 요소(90)의 윤곽은 모듈(82)의 기하학적 중심으로부터 오프셋된 기하학적 중심을 가질 수 있다. 원하는 경우, 모듈(82)에 대한 다른 구성들이 사용될 수 있다.

예시적인 예들로서 본 명세서에 설명된 일부 구성들에서, 디바이스(10-1)는 손목시계 디바이스(예를 들어, 스마트 워치)와 같은 휴대용 디바이스일 수 있다. 원하는 경우, 디바이스(10-1)에 대한 다른 구성들이 사용될 수 있다. 도 5는 디바이스(10-1)를 구현할 수 있는 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 사시도이다. 도 5의 예에서, 디바이스(10-1)는 디스플레이(112)와 같은 디스플레이를 포함한다. 디스플레이(112)는 하우징(12)과 같은 하우징에 장착될 수 있다. 하우징(12)은, 하우징(12)의 일부 또는 전부가 단일 구조물로서 기계가공 또는 성형되는 일체형 구성을 사용하여 형성될 수 있거나, 또는 다수의 구조물들(예를 들어, 내부 프레임 구조물, 외부 하우징 표면들을 형성하는 하나 이상의 구조물들 등)을 사용하여 형성될 수 있다. 하우징(12)은 측벽들(12W)과 같은 금속 측벽들, 또는 다른 재료들로부터 형성된 측벽들을 가질 수 있다. 측벽들(12W)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 금속 재료들의 예들은 스테인리스 강, 알루미늄, 은, 금, 금속 합금들, 또는 임의의 다른 원하는 전도성 재료를 포함한다. 측벽들(12W)은 때때로 본 명세서에서 하우징 측벽들(12W) 또는 전도성 하우징 측벽들(12W)로 지칭될 수 있다.

디스플레이(112)는 디바이스(10-1)의 전방측(전면)에 형성(예를 들어, 그 상에 장착)될 수 있다. 하우징(12)은 디바이스(10)의 후방측(후면) 상에 후방 하우징 벽, 예컨대 디바이스(10-1)의 전면에 대향하는 후방 하우징 벽(12R)을 가질 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W)은 디바이스(10-1)의 주변부를 둘러쌀 수 있다(예를 들어, 전도성 하우징 측벽들(12W)은 디바이스(10)의 주변 에지들 주위로 연장될 수 있음). 후방 하우징 벽(12R)은 전도성 재료들 및/또는 유전체 재료들로 형성될 수 있다. 후방 하우징 벽(12R)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 유전체 재료들의 예들은 플라스틱, 유리, 사파이어, 지르코니아와 같은 세라믹, 목재, 중합체, 이들 재료들의 조합들, 또는 임의의 다른 원하는 유전체들을 포함한다.

후방 하우징 벽(12R) 및/또는 디스플레이(112)는 디바이스(10-1)의 (예를 들어, X-축에 평행한) 길이 및 (예를 들어, Y-축에 평행한) 폭의 일부 또는 전부에 걸쳐 연장될 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W)은 (예를 들어, Z-축에 평행한) 디바이스(10-1)의 높이의 일부 또는 전부에 걸쳐 연장될 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W) 및/또는 후방 하우징 벽(12R)은 디바이스(10-1)의 하나 이상의 외부 표면들(예를 들어, 디바이스(10-1)의 사용자에게 가시적인 표면들)을 형성할 수 있고 그리고/또는 디바이스(10-1)의 외부 표면들을 형성하지 않는 내부 구조물들(예를 들어, 얇은 장식층들, 보호 코팅들, 및/또는 유리, 세라믹, 플라스틱과 같은 유전체 재료들을 포함할 수 있는 다른 코팅층들과 같은 층들로 커버되는 전도성 구조물들과 같은 디바이스(10)의 사용자에게 가시적이지 않은 전도성 또는 유전체 하우징 구조물들, 또는 디바이스(10)의 외부 표면들을 형성하고 그리고/또는 사용자의 시선으로부터 하우징 벽들(12R 및/또는 12W)을 숨기는 역할을 하는 다른 구조물들)을 사용하여 구현될 수 있다.

디스플레이(112)는 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트들로부터 형성된 디스플레이 픽셀들의 어레이, 전기 영동 디스플레이 픽셀들의 어레이, 플라즈마 디스플레이 픽셀들의 어레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 픽셀들의 어레이, 전기습윤 디스플레이 픽셀들의 어레이, 또는 다른 디스플레이 기술들에 기초한 디스플레이 픽셀들을 포함할 수 있다. 디스플레이(112)는 디스플레이 커버 층을 사용하여 보호될 수 있다. 디스플레이 커버 층은 투명 재료, 예컨대 유리, 플라스틱, 사파이어 또는 다른 결정질 유전체 재료들, 세라믹, 또는 다른 투명 재료들로 형성될 수 있다. 디스플레이 커버 층은, 예를 들어 디바이스(10-1)의 길이 및 폭의 실질적으로 전부에 걸쳐 연장될 수 있다.

디바이스(10-1)는 버튼(114)과 같은 버튼들을 포함할 수 있다. 디바이스(10-1) 내에 임의의 적합한 수의 버튼들이 있을 수 있다. 버튼들은 하우징(12) 내의 개구들(예를 들어, 전도성 하우징 측벽(12W) 또는 후방 하우징 벽(12R) 내의 개구들)에 위치될 수 있다. 버튼들은 회전식 버튼들, 슬라이딩 버튼들, 이동가능 버튼 부재를 누름으로써 작동되는 버튼들 등일 수 있다. 버튼(114)과 같은 버튼들에 대한 버튼 부재들은 금속, 유리, 플라스틱, 또는 다른 재료들로부터 형성될 수 있다.

디바이스(10-1)는, 원하는 경우, 스트랩(116)과 같은 스트랩에 커플링될 수 있다. 스트랩(116)은 (일 예로서) 사용자의 손목에 대해 디바이스(10-1)를 유지하는 데 사용될 수 있다. 스트랩(116)은 때때로 본 명세서에서 손목 스트랩(116)으로 지칭될 수 있다. 도 5의 예에서, 손목 스트랩(116)은 디바이스(10-1)의 대향하는 측면들에 연결된다. 전도성 하우징 측벽들(12W) 및/또는 후방 하우징 벽(12R)은 손목 스트랩(116)을 하우징(12)에 고정하기 위한 부착 구조들(예를 들어, 손목 스트랩(116)을 수용하도록 하우징(12)을 구성하는 러그(lug)들 또는 다른 부착 메커니즘들)을 포함할 수 있다. 스트랩들을 포함하지 않는 구성들이 또한 디바이스(10-1)에 대해 사용될 수 있다.

도 6은 무선 통신 모듈 내의 안테나가 후방 하우징 벽(12R)을 통해 무선 주파수 신호들을 전달하기 위해 디바이스(10-1) 내에 어떻게 장착될 수 있는지를 도시하는 전자 디바이스(10-1)(도 5)의 부분 측단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 디스플레이(112)는 디바이스(10-1)의 전면을 형성할 수 있는 반면, 후방 하우징 벽(12R)은 디바이스(10-1)의 후면을 형성한다. 도 6의 예에서, 후방 하우징 벽(12R)은 유리, 사파이어, 지르코니아와 같은 세라믹, 또는 플라스틱과 같은 유전체 재료로부터 형성된다. 이는 단지 예시적인 것이며, 원하는 경우, 후방 하우징 벽(12R)은 또한, 전도성 부분들(예를 들어, 후방 하우징 벽(12R) 내의 하나 이상의 유전체 윈도우들, 전도성 장식 층들 등을 둘러싸는 전도성 프레임)을 포함할 수 있다.

디스플레이(112)는 디스플레이 모듈(122) 위에 디스플레이 커버 층(120)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(122)은, 예를 들어, 이미지들을 디스플레이하고 그리고/또는 터치 센서 입력을 수신하는 디스플레이(112)의 활성 영역 또는 부분을 형성할 수 있다. 디스플레이 모듈(122)을 포함하지 않는 디스플레이(112)의 측방향 부분(예를 들어, 디스플레이 커버 층(120)으로부터 형성되지만 디스플레이 모듈(122)의 하부 부분이 없는 디스플레이(112)의 부분들)은 때때로 본 명세서에서 디스플레이(112)의 비활성 영역 또는 부분으로 지칭될 수 있다.

디스플레이 모듈(112)은 디바이스(10-1)의 전면을 통해 방사하는 안테나(예를 들어, 디스플레이 모듈(122) 및/또는 전도성 하우징 측벽들(12W)에 의해 한정된 방사 슬롯 요소와 같은 방사 요소를 갖는 안테나)의 부분들을 형성할 시에 사용되는 전도성 컴포넌트들(때때로 본 명세서에서 전도성 디스플레이 구조물들로 지칭됨)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(122) 내의 전도성 디스플레이 구조들은, 예를 들어 평면형 형상들(예를 들어, 평면형 직사각형 형상들, 평면형 원형 형상들 등)을 가질 수 있고, 디바이스(10-1) 내의 전방-대면 안테나에 대한 안테나 전류들을 전달하는 금속 및/또는 다른 전도성 재료로 형성될 수 있다. 전도성 디스플레이 구조물들은 디스플레이 모듈(122), 픽셀 회로부, 터치 센서 전극들, 내장된 근거리 통신 안테나 등에 대한 프레임을 포함할 수 있다.

디스플레이 커버 층(120)은 유리, 사파이어, 세라믹, 또는 플라스틱과 같은 광학적으로 투명한 유전체로부터 형성될 수 있다. 디스플레이 모듈(122)은 사용자에 의한 보기를 위해 디스플레이 커버 층(120)을 통해 이미지들을 디스플레이(예를 들어, 이미지 광을 방출)할 수 있고 그리고/또는 디스플레이 커버 층(120)을 통해 터치 또는 힘 센서 입력들을 수집할 수 있다. 원한다면, 디스플레이 커버 층(120)의 부분들에는 사용자의 시야로부터 디바이스(10-1)의 내부를 가리기 위한 불투명 마스킹 층들(예를 들어, 잉크 마스킹 층들) 및/또는 안료가 제공될 수 있다.

하나 이상의 강성 인쇄 회로 기판들, 하나 이상의 가요성 인쇄 회로들, 하나 이상의 패키지 기판들 등과 같은 기판들은 디바이스(10-1)의 내부 내에 위치될 수 있다. 도 6의 예에서, 시스템 패키지(124)(예를 들어, 시스템-인-패키지 (SIP))에 대한 기판(126)이 디바이스(10-1) 내에 배치될 수 있다. 컴포넌트들(128)(예를 들어, 도 1의 제어 회로부(14) 또는 다른 회로부, 입력-출력 회로부(20)를 구현하는 하나 이상의 집적 회로들 등)과 같은 시스템 컴포넌트들이 기판(126)에 장착될 수 있다.

부피가 큰 커넥터 컴포넌트들 등을 제거함으로써 이음매 없는 외부 디바이스 표면을 제공하고, 디바이스 방수를 개선시키며, 사용가능한 디바이스 내부 공간을 최적화하기 위해 전자 디바이스에서 유선 커넥터 구조물들을 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 일 예로서, 전자 디바이스는 전자 디바이스 상에서 펌웨어를 테스트, 디버깅, 및/또는 복원하기 위해 그리고 다른 기능들을 위해 수용하기 위한 유선 커넥터 포트들을 포함할 수 있다. 이러한 유선 포트들 및 커넥터들을 제거하는 것이 바람직할 수 있다.

유선 커넥터의 기능들을 보존하기 위해, 동일한 기능들 중 하나 이상을 갖는 무선 회로부를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 위의 예에서, 전자 디바이스의 펌웨어의 테스트 데이터를 전달, 펌웨어를 디버깅, 그리고/또는 펌웨어를 복원하기 위해 무선 연결들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 무선 연결들로 유선 연결의 기존의 애플리케이션들을 유지 및/또는 개선시키기 위해, 무선 연결들은 양방향 무선 통신 링크에서 높은 데이터 레이트들을 사용하여 데이터를 전달할 수 있다. 무선 통신 링크는 10 인치 미만, 5 인치 미만, 4 인치 미만, 2 인치 미만, 1 인치 미만 등의 거리에 걸친 또는 1 인치 초과, 2 인치 초과, 5 인치 초과 등의 거리에 걸친 무선 회로부 사이에 확립될 수 있다. 예들로서, 무선 통신 링크는 일부 유선 연결들(예를 들어, 디버그, 테스트, 복원 및/또는 다른 데이터를 전달하기 위한 유선 연결)을 만족스럽게 대체하기 위해 초당 100 킬로비트 이상, 초당 1 메가비트(Mbps) 이상, 100 Mbps 이상, 500 Mbps 이상, 초당 1 기가비트의 비트 이상 등의 속도들로 높은 데이터 레이트 데이터 전달 동작들을 사용하여 데이터를 전달할 수 있다.

디버그, 테스트, 및/또는 복원 데이터를 전달하기 위해 유선 연결들을 제거 및/또는 대체하는 예들은 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 다른 유선 연결들, 예컨대 USB 유선 연결들 또는 다른 프로토콜들에 기초한 유선 연결들, 또는 무선 연결들(예를 들어, 높은 데이터 레이트, 양방향, 및/또는 근접장 무선 연결들)로 다른 유형들의 신호들을 전달하기 위한 유선 연결들을 제거 및/또는 대체하는 것이 유사하게 바람직할 수 있다.

제한된 디바이스 내부 공간이 주어지면, 이러한 무선 연결들을 구현하기 위해 부가적인 무선 회로부(예를 들어, 안테나들 및 무선 컴포넌트들)를 통합하는 것은 콤팩트하고 잘 통합된 안테나 요소 구현예들을 요구할 수 있다. 여전히 도 6을 참조하면, 안테나 및 무선통신장치, 예컨대 안테나 모듈(82)(도 3 및 도 4)을 갖는 안테나 모듈은 시스템 패키지(124) 내에 통합될 수 있다.

안테나 방사 요소(90)는 후방 하우징 벽(12R)을 통해 무선 주파수 신호들(134)을 전달하기 위해 후방 하우징 벽(12R)을 향하는 안테나 모듈(82)의 측면 상에 배치될 수 있다. 후방 하우징 벽(12R)을 통해 무선 주파수 신호들을 전달할 때 파 형성을 돕기 위해, 개구(132)와 같은 개구(때때로 본 명세서에서 공동 또는 함몰부로 지칭됨)가 안테나 요소(90)와 중첩될 수 있다. 안테나 요소(90)와 후방 하우징 벽(12R) 사이에 분리(예를 들어, 개구(132)의 높이)를 제공함으로써, 원격장 구역에 대한 무선 주파수 신호들(예를 들어, 서로를 지지하는 평면파들, 직교하는 전기장 및 자기장 등과 같은 원격장 특성들을 가짐)이 전달될 수 있도록 파 형성이 발생할 수 있다. 개구(132)에 의해 제공되는 분리는 무선 주파수 신호들이 원격장 특성들을 나타내게 허용하기 위해 패치 요소(90)에 대한 유효 동작 파장(예를 들어, 경로 요소(90)를 둘러싸는 재료들의 유전 속성들을 고려함으로써 조정되는 동작 파장)에 기초할 수 있다.

후방 하우징 벽(12R)은 개구(132)의 하나 이상의 측면들을 한정할 수 있다. 원하는 경우, 컴포넌트들(130)과 같은 이웃 컴포넌트들은 개구(132)의 하나 이상의 측면들을 한정하는 것을 도울 수 있다. 일부 예시적인 예들에서, 컴포넌트들(130)은 부가적인 안테나 방사 요소(예를 들어, 후방 하우징 벽(12R) 상의 후방 대향 안테나 방사 요소)와 같은 전도성 구조물들을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 부가적인 안테나 방사 요소는 개구(132)의 주변 경계들을 한정하는 것을 도울 수 있다. 원하는 경우, 다른 전도성 또는 비전도성 컴포넌트들은 개구(132)의 경계들을 한정하는 것을 도울 수 있다.

도 7은 도 6의 후방 하우징 벽(12R)의 코너 구역의 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 후방 하우징 벽(12R)은 하우징 벽(12R)의 하부 표면(138)으로부터 상승되는 레지(140)와 같은 레지 부분을 가질 수 있다. 하부 표면(138)은 후방 하우징 벽(12R)의 디바이스 내부 표면일 수 있고, 표면(138)의 대향 표면은 디바이스(10-1)의 후면을 한정하는 후방 하우징 벽(12R)의 디바이스 외부 표면일 수 있다. 레지(140)는 측벽들(12W)에 커플링(예를 들어, 부착)된 후방 하우징 벽(12R)의 일부일 수 있다. 레지(140)는 도 7에 도시된 바와 같이 디바이스(10-1)의 적어도 2개의 주변 측면들을 따라 이어질 수 있고, 디바이스(10-1)의 모든 4개의 주변 측면들(예를 들어, 디바이스(10-1)의 주변부 주위)을 따라 이어질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 디바이스(10-1)의 2개의 주변 측면들을 따라 이어지는 레지(140)의 2개의 부분들은 후방 하우징 벽(12R)의 코너에서 결합될 수 있다.

도 7의 예에서, 도 6의 안테나 요소(90)와 정렬된 개구(132)는 디바이스(10-1)의 주변 측면들 중 하나를 따라 레지(140) 내의 함몰부로부터 형성될 수 있다. 특히, 개구(132)는 레지(140)의 코너 구역에 형성될 수 있다. 이는 디바이스(10-1) 내의 다른 컴포넌트들로부터의 간섭을 피하고 콤팩트한 구현을 제공하기 위해 안테나 요소(90)가 디바이스(10-1)의 코너 부근에 배치될 수 있게 허용할 수 있다.

개구(132)는 레지(140)의 표면들(142, 144, 146)에 의해 한정되는 주변 측면들(경계들)을 가질 수 있다. 도 7의 예에서, 함몰부(132)는 레지(140)의 최상부 표면으로부터 표면(138)과 동일 평면 상에 있는 최하부 표면(148)으로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이는 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 함몰부(132)의 최하부 표면(148)은 표면(138)에 비해 여전히 상승될 수 있다. 일반적으로, 함몰부(132)의 깊이(예를 들어, 최하부 표면(148)의 위치) 및 함몰부(132)의 폭 및 길이(예를 들어, 표면들(142, 144, 146)의 위치)는 원격장 특성들을 나타내기 위하여 안테나 요소(90)에 의해 전달되는 무선 주파수 신호들을 돕기 위해 개구(132) 내에서의 파 형성을 허용하도록 구성될 수 있다.

도 7의 구성은 단지 예시적인 것이다. 후방 하우징 벽(12R)의 상이한 부분들이 평면 표면들을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이는 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 이들 표면들(예를 들어, 표면들(138, 142, 144, 146, 148 등)) 중 하나 이상은 만곡 표면들일 수 있다. 개구(132)(및 결과적으로는 안테나 요소(90))가 후방 하우징 벽(12R) 내의 레지(14)의 코너 구역에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 원하는 경우, 개구(132)(및 결과적으로는 안테나 요소(90))는 대신에 다른 적합한 위치들에 배치될 수 있다.

도 8은 무선 통신 모듈(82)을 통합하는 시스템 패키지(124)와 같은 예시적인 시스템 패키지(예를 들어, 시스템-인-패키지(SIP))의 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 시스템 패키지(124)는 패키지 기판(126)을 포함할 수 있다. 기판(84)의 최하부 표면은 패키지 기판(126)의 최상부 표면에 장착될 수 있다. 특히, 기판(84)의 최하부 표면 상의 입력-출력 구조물들은 솔더 볼들(156)과 같은 솔더를 통해 기판(126)의 최상부 표면 상의 입력-출력 구조물들에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판(126) 내의 (신호) 라우팅 층들은 기판(84) 내의 (신호) 라우팅 층들에 전기적으로 연결되고, 그에 의해 무선 컴포넌트(88)에 연결될 수 있다. 무선 컴포넌트(88)는 솔더(예를 들어, 솔더 볼들 또는 마이크로-범프들(152))를 통해 기판(84)의 최하부 표면 상의 입력-출력 구조물들에 커플링될 수 있고, 기판(84) 내의 라우팅 층들을 통해 기판(126) 내의 라우팅 층들에 연결될 수 있다.

캡슐화 재료 또는 캡슐화재(158)는 패키지 기판(126)에 장착된 무선 통신 모듈(82) 및 다른 컴포넌트들을 캡슐화하는 데 사용될 수 있다. 그러한 방식으로, 캡슐화 재료(158)는 시스템 패키지(124) 내의 기판(84), 솔더(152, 156), 무선 컴포넌트(88), 및 다른 컴포넌트들을 둘러싸고, 그에 의해 이들을 오염물들 및 풍화로부터 보호할 수 있다. 캡슐화 재료(158)는 또한 (예를 들어, 안테나 요소(90) 위에) 기판(84)의 최상부 표면을 따라 형성될 수 있다.

차폐 층(160)과 같은 전도성(전자기) 차폐 층은 캡슐화 재료(158), 및 기판(126)의 하나 이상의 측면들 및/또는 표면들을 덮기 위해 (예를 들어, 스퍼터링을 통해) 증착될 수 있으며, 그에 의해 잠재적인 전자기 간섭으로부터 시스템 패키지(124) 내의 컴포넌트들을 차폐한다. 캡슐화 재료(158) 내의 개구는 안테나 접지 링(92)의 일부(또는 접지 링(92)에 연결된 접촉 패드들)를 노출시키기 위해 기판(84)의 최상부 표면을 따라 형성될 수 있다. 전도성 차폐 층(160)은 캡슐화 재료(158) 내의 개구에서 접지 링(92)에 전기적으로 연결(단락)될 수 있다. 전도성 차폐 층(160)은 (예를 들어, 전도성 차폐 층(160)의 일부를 제거함으로써) 안테나 요소(90)와 중첩되거나 정렬되는 개구를 한정할 수 있다. 따라서, 안테나 요소(90)는 전도성 차폐 재료(160)에 의해 간섭되지 않으면서 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있다.

도 9는 무선 통신 모듈을 통합하는 시스템 패키지(124)를 갖는 디바이스(10-1)와 같은 예시적인 전자 디바이스의 평면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 시스템 패키지(124)는 디바이스(10-1)의 직사각형 윤곽에 걸쳐 실질적으로 연장될 수 있다(예를 들어, 하나의 측벽(12W)으로부터 대향 측벽(12W)으로 연장됨). 도 9의 예에서, 무선 통신 모듈 및 안테나 요소(90)는 시스템 패키지(124)의 코너 구역에(예를 들어, 디바이스(10-1)의 코너 구역에) 장착될 수 있다.

원하는 경우, 디바이스(10-1) 내의 상이한 기능 시스템들(예를 들어, 제어 회로부, 전력 관리 회로부, 다른 무선 컴포넌트들 등)은 시스템-인-패키지를 형성하기 위해 시스템 패키지(124) 내로 통합될 수 있다. 특히, 캡슐화 재료(예를 들어, 캡슐화 재료(158))는 시스템 패키지(124)의 기능 표면 전체에 걸쳐(예를 들어, 컴포넌트들이 장착되는 패키지 기판 상의 하나 이상의 표면들 전체에 걸쳐) 형성될 수 있다. 유사하게, 전도성 차폐 층(160)은 안테나 요소(90)가 형성되는 개구를 제외하고 시스템 패키지(124) 전체에 걸쳐 연장될 수 있다. 차폐 층(160) 내의 개구는 캡슐화 재료(158)를 노출시킬 수 있으며, 그 재료 아래에 안테나 요소(90)가 배치된다.

디바이스(10-1)와 같은 전자 디바이스는 하나 이상의 예시적인 전자 디바이스들(예를 들어, 디바이스(10-1) 외부의 장비)과 무선으로 통신할 수 있다. 예시적인 예로서 본 명세서에 설명된 일부 예시적인 구성에서, 디바이스(10-1)는 디바이스(10-2)와 무선으로 통신할 수 있다. 예시적인 구성에서, 디바이스(10-2)는 디바이스(10-1)의 펌웨어에 대해 동작하도록 구성된 펌웨어 테스트, 디버깅, 및/또는 복원 장비를 구현할 수 있고, 따라서 때때로 외부 테스트 장비로 지칭될 수 있다. 원하는 경우, 디바이스(10-2)는 임의의 원하는 방식으로 다른 기능들을 서빙하고 디바이스(10-1)와 상호작용할 수 있다.

도 10 및 도 11은 디바이스(10-2)의 상이한 예시적인 부분들을 도시하는 도면들이다. 도 10은 디바이스(10-1)와 같은 하나 이상의 디바이스들과 무선 통신하도록 구성된 도크(170)와 같은 예시적인 도크의 평면도이다. 특히, 도크(170)는 무선 링크들을 통해 디바이스(10-1)에 대한 펌웨어 테스트, 디버깅, 및/또는 복원 또는 다른 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다.

특히, 디바이스(10-2)는 제어 회로부, 무선 회로부, 및 다른 회로부와 같은 도크(170)의 다른 기능 부분들이 상부에 장착되는 플랫폼일 수 있는 지지 구조물(172)을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 디바이스(10-2)는 무선 통신 모듈(82-2)(예를 들어, 도 3 및 도 4의 무선 통신 모듈(82)과 동일한 구성의 무선 통신 모듈)과 같은 무선 회로부를 포함할 수 있다. 도 10의 예시적인 구성에서, 무선 통신 모듈(82-2)은 대응하는 안테나 요소(예를 들어, 도 3 및 도 4의 안테나 요소(90))가 배치되는 최상단 표면을 (예를 들어, +z 방향으로) 가질 수 있다. 다시 말해서, 안테나 요소는 +z 방향으로 페이지 밖으로 무선 주파수 신호들을 전달하도록 구성된다. 안테나 요소에 대한 무선 컴포넌트(예를 들어, 도 3의 무선 컴포넌트(88))는 무선 통신 모듈(82-2)의 대향하는 최하부 표면 상에 (예를 들어, -z 방향으로) 장착될 수 있다.

다른 디바이스들과의 더 효율적인 통신 링크를 확립하기 위해, 무선 통신 모듈(82-2)은 지지 플레이트(174) 상에 배치될 수 있다. 지지 플레이트(174)는 지지 구조물(172) 위에 배치될 수 있고, 지지 구조물(172) 위로 적합한 거리만큼 (+z 방향으로) 무선 통신부(82-2)를 상승시키도록 구성될 수 있다. 이는 무선 통신 모듈(82-2)과, 무선 통신 모듈(82-2)과 통신하는 대응하는 무선 회로부 사이의 적절한 거리를 제공하는 것을 도울 수 있다. 정렬 플레이트(176)는 지지 플레이트(174)와 중첩될 수 있고, 개구(180)를 포함할 수 있다. 특히, 무선 통신 모듈들(82-2)은 정렬 플레이트(176) 내의 개구(180) 내에 놓일 수 있다. 정렬 플레이트(176)는 무선 통신 모듈(82-2)과 통신하는 무선 회로와 적절하게 정렬되도록 x-y 평면에서 무선 통신 모듈(82)의 상대적 위치를 고정시킬 수 있다. 나사들과 같은 정렬 및 부착 구조물들(178)은 정렬 플레이트(176)(및 지지 플레이트(174))를 지지 구조물(172)에 유지할 수 있다.

무선 통신 모듈(82-2)은 (예를 들어, 솔더를 통해) 가요성 인쇄 회로(182)에 커플링된 입력-출력 구조물들을 가질 수 있다. 가요성 인쇄 회로(182)는 무선 통신 모듈(82-2)을 인쇄 회로 기판(184) 상의 다른 회로부와 연결시킬 수 있다. 원하는 경우, 디바이스(10-2)의 동작(예를 들어, 디바이스(10-1)의 펌웨어에 대한 테스트, 디버깅, 및/또는 복원 동작들)을 제어하기 위한 제어 회로부는 인쇄 회로 기판(184)에 장착되고 무선 통신 모듈(82-2)에 커플링될 수 있다. 원하는 경우, 인쇄 회로 기판(184)은, 인쇄 회로 기판(184) 상에 장착되지 않은 제어 회로부가 무선 통신 모듈(82-2)에 연결되도록 커플링되는 입력-출력 포트들을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구성들에서, 다른 무선 회로부, 예컨대 코일들 및 무선 전력 (송신) 회로부, 예컨대 코일들(64) 및 무선 전력 회로부(62)(도 1)는 위치(188)와 같은 위치에서 지지 구조물(172) 상에 제공되고 그에 장착될 수 있다. 위치(188)에서 구성되면, 무선 전력 (송신) 코일들(64)은 디바이스(10-2)가 모듈(82-2)을 사용하여 디바이스(10-1)와 무선 통신할 때 대응하는 무선 전력 (수신) 코일들(34)에 정렬될 수 있다.

지지 플레이트(174) 및 정렬 플레이트(176)가 도크(170)와 디바이스(10-1) 사이의 만족스러운 통신 링크를 적절하게 가능하게 하기 위해 지지 구조물(172)에 대한 무선 통신 모듈(82-2)의 위치를 고정시키는 것을 돕지만, 디바이스(10-1)는 또한 도크(170)에 대한 위치에 고정될 수 있다. 따라서, 디바이스(10-2)는 또한 도 11의 캐리어(190)와 같은 디바이스 캐리어를 포함할 수 있다.

도 11은, 디바이스(10-1)를 수용하고 도크(170)의 최상부 상에 놓이도록 구성된 디바이스 캐리어(190)의 평면도이다. 도크(170)의 최상부 상에 놓일 때, 캐리어(190)는 디바이스(10-1)와 도크(170)의 기능 회로부(예를 들어, 무선 통신 모듈(82-2), 무선 전력 회로부 등) 사이의 적절한 정렬을 제공할 수 있다. 특히, 캐리어(190)는 디바이스(10-1)를 수용하도록 구성된 개구(194)와 같은 개구를 갖는 캐리어 플랫폼(192)을 포함할 수 있다. 캐리어 플랫폼(192)은 개구(194) 내의 캐리어 플랫폼(192) 상의 제자리에 디바이스(10-1)를 유지하는 표면들 및 다른 메커니즘들을 포함할 수 있다. 개구(194)는, 디바이스(10-1)가 개구(194)에 있고 캐리어(190)가 도크(170) 상에 놓일 때, 디바이스(10-1) 내의 무선 통신 모듈(82-1)이 무선 통신 모듈(82-1)과 정렬될 수 있도록(예를 들어, 모듈들 내의 개개의 안테나 방사 요소들이 서로 정렬되고 중첩되도록) 구성될 수 있다.

도크(170) 상에 캐리어(190)를 적절하게 놓기 위해, 캐리어 플랫폼(192)은 도 10의 지지 구조물(172) 상의 대응하는 정렬 구조물들(186)과 정렬되도록 구성된 정렬 구조물들(196)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 지지 구조물(172)은 정렬 핀들 또는 포스트(post)들(186)을 포함할 수 있고, 개개의 개구들(196)은 정렬 구조물들(186)을 수용하도록 구성된다. 그러한 방식으로, 캐리어(190) 및 결과적으로는 캐리어(190) 내의 디바이스(10-1)는 고정된 상대적 위치에서 지지 구조물(172) 위에 그리고 그의 최상부 상에 장착될 수 있다. 이러한 방식으로 구성되면, 무선 디바이스(10-1) 상의 무선 통신 모듈(82-1)은 고정되고 예측가능한 방식으로 무선 통신 모듈(82-2)과 중첩될 수 있다. 따라서, 무선 통신 모듈들(82-2)은 펌웨어 테스트 데이터, 디버그 데이터, 복원 데이터, 및/또는 다른 적합한 데이터를 전달하기 위해 무선 통신 모듈(82-1)과의 견고하고 신뢰할 수 있는 무선 링크를 확립할 수 있다.

도 12 및 도 13은 무선 통신 모듈들(82-1, 82-2) 사이의 예시적인 정렬 구성을 도시하는 도면들이다. 디바이스(10-1) 및 디바이스(10-2)가 동일한 유형의 무선 통신 모듈을 포함하는 구성들이 본 명세서에서 예시적인 예로서 설명된다. 원하는 경우, 디바이스들(10-1, 10-2)은 서로 통신하는 상이한 유형들의 무선 통신 모듈들을 포함할 수 있다.

도 12의 평면도에 도시된 바와 같이, 디바이스(10-1)가 디바이스(10-2)와 정렬될 때(예를 들어, 캐리어(190) 내의 디바이스(10-1)가 도크(170)에 장착될 때), 무선 통신 모듈들(82-1, 82-2)은 직교 배향으로 정렬될 수 있다. 특히, 무선 통신 모듈(82)(도 4)은 (길이) 치수를 따라 신장될 수 있다. 디바이스(10-1) 내의 통신 모듈(82-1)의 신장된 치수는 축(200)을 따라 이어질 수 있는 반면, 디바이스(10-2) 내의 통신 모듈(82-2)의 신장된 치수는 축(202)을 따라 이어질 수 있다. (하나의 축이 다른 축의 평면 상에 투영될 때) 축(200)은 축(202)에 수직일 수 있다. 모듈(82-1)은, 무선 통신 모듈(82-1) 상의 안테나(90-1)가 모듈(82-2) 상의 안테나(90-2)와 중첩하고 이를 향하도록 모듈(82-2)과 중첩하도록 구성될 수 있다.

도 12의 예시적인 구성에서, 무선 통신 모듈들(82-1, 82-2)은 다수의 분극들에서 무선 주파수 신호들을 서로 전달할 수 있다. 일 예로서, 각각의 안테나 요소(90)(안테나 요소(90-1, 90-2))는 제1 및 제2 포트들에 커플링될 수 있으며, 이들 각각은 상이한 분극을 갖는 무선 주파수 신호들을 전달하는 것과 연관된다. 더욱이, 제1 포트는 무선 주파수 신호들을 수신하도록 구성될 수 있는 반면, 제2 포트는 무선 주파수 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다.

그러한 구성에서, 무선 통신 모듈들(82-1, 82-2)은 다른 모듈이 송신하는 것을 수신할 수 있기 위해 서로 수직 방식으로 배향될 수 있다. 일 예로서, 무선 통신 모듈(82-1, 82-2)은 둘 모두, 모듈의 신장된 치수(길이)와 연관된 제1 분극을 갖는 무선 주파수 신호들을 송신하고 모듈의 더 짧은 치수(폭)과 연관된 제2 분극을 갖는 무선 주파수 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 모듈(82-1)의 길이가 모듈(82-2)의 폭과 정렬될 때, 도 12에 도시된 바와 같이, 모듈(82-2)은, 그 모듈들이 동일한 분극의 무선 주파수 신호들을 전달하도록 정렬되기 때문에 모듈(82-1)로부터 무선 주파수 신호들을 수신할 수 있다. 유사하게, 모듈(82-2)의 길이가 모듈(82-1)의 폭과 정렬될 때, 도 12에 도시된 바와 같이, 모듈(82-1)은, 그 모듈들이 동일한 분극의 무선 주파수 신호들을 전달하도록 정렬되기 때문에 모듈(82-2)로부터 무선 주파수 신호들을 수신할 수 있다.

도 13의 측면도에 도시된 바와 같이, 중첩하는 안테나 요소들(90-1, 90-2)은 하나 이상의 구조물들(204)에 걸쳐 무선 주파수 신호들(66)을 전달할 수 있다. 일 예로서, 구조물들(204)은 에어 갭, 하우징 구조물들, 지지 구조물들, 다른 개재 유전체 재료 등의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 도 6과 관련하여 설명된 바와 같이, 하나 이상의 에어 갭들은 원격장(평면) 파들이 적절하게 생성되게 허용하기 위해 (예를 들어, 디바이스(10-1) 내의 하우징 벽(12R)에서) 안테나 요소들(90-1, 90-2) 사이의 통신 채널을 따라 제공될 수 있다. 원하는 경우, 통신 채널의 무선 주파수 특성들을 수정하는 (에어 이외의) 다른 유전체 재료들(예를 들어, 디바이스(10-2)에서 안테나 요소(90-2)에 장착된 하나 이상의 유전체 재료들)이 또한 안테나 요소들(90-1, 90-2) 사이의 통신 채널을 따라 제공될 수 있다. 안테나 요소들(90-1, 90-2)이 통신할 때, 그들이 15 센티미터 미만, 10 센티미터 미만, 5 센티미터 미만, 3 센티미터 미만, 1 센티미터 미만, 1 센티미터 초과, 2 센티미터 초과, 3 센티미터 초과 등의 거리(대략 몇 센티미터 또는 수십 센티미터)만큼 분리될 수 있지만, 안테나 요소들(90-1, 90-2)에 의해 전달되는 10 ㎓ 초과의 주파수들의 무선 주파수 신호들은 원격장 특성들을 나타낼 수 있다.

도 12 및 도 13의 구성들은 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 안테나 요소들(90-1, 90-2)은 다른 적합한 방식들로 무선 주파수 신호들을 전달할 수 있다. 일부 예시적인 구성들에서, 안테나 요소들(90-1, 90-2)은 z-축을 따라 그들의 기하학적 중심들을 반드시 정렬시킬 필요는 없을 수 있다. 다시 말해서, z-방향으로부터 볼 때, x-y 평면을 따른 안테나 요소(90-1)의 윤곽과 x-y 평면을 따른 안테나 요소(90-2)의 윤곽 사이에 일부 오프셋(부분 중첩)이 있을 수 있다. 이들 오프셋들은 완벽한 정렬(z-축을 따른 완전한 중첩)이 필요하지 않기 때문에 제조 및/또는 배치 허용오차를 제공하는 데 유용할 수 있다.

디바이스(10)(예를 들어, 시스템(8) 내의 디바이스들(10-1, 10-2) 및 다른 디바이스들 중 하나 이상)는 개인적으로 식별가능한 정보를 수집 및/또는 사용할 수 있다. 개인 식별가능 정보의 사용은 사용자들의 프라이버시를 유지하기 위한 산업 또는 정부 요건들을 충족시키거나 초과하는 것으로 일반적으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 따라야 한다는 것이 잘 이해된다. 특히, 개인 식별가능 정보 데이터는 의도하지 않은 또는 인가되지 않은 액세스 또는 사용의 위험들을 최소화하도록 관리되고 취급되어야 하며, 인가된 사용의 성질이 사용자들에게 명확히 표시되어야 한다.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 전자 디바이스가 제공되며, 전자 디바이스는, 제1 측면 상에 하우징 부분을 갖는 하우징, 하우징에 장착된 제2 측면 상의 디스플레이, 하우징 내의 시스템 패키지 기판, 및 시스템 패키지 기판에 장착된 무선 통신 모듈을 포함하고, 무선 통신 모듈은, 시스템 패키지 기판에 장착된 모듈 기판, 및 하우징 부분을 통해 10 ㎓ 초과의 주파수에서 무선 주파수 신호들을 전달하도록 구성된 모듈 기판 상의 안테나 방사 요소를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈은, 모듈 기판에 장착되고 모듈 기판을 통해 시스템 패키지 기판에 커플링된 무선 주파수 집적 회로를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 무선 주파수 집적 회로에 커플링되고 시스템 패키지 기판에 장착된 제어 회로부에 대한 집적 회로를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 시스템 패키지 기판 상에 그리고 무선 통신 모듈 주위에 배치된 캡슐화 재료를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 캡슐화 재료 위에 배치된 전도성 차폐 재료를 포함하며, 전도성 차폐 재료는 안테나 방사 요소와 정렬된 개구를 한정한다.

다른 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈은 전도성 차폐 재료에 커플링된 모듈 기판 상의 안테나 접지 구조물을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 안테나 방사 요소는 모듈 기판의 제1 표면 상에 배치되고, 무선 주파수 집적 회로는 제1 표면에 대향하는 모듈 기판의 제2 표면에 장착된다.

다른 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈은 안테나 방사 요소를 둘러싸는 제1 표면 상의 안테나 접지 링, 모듈 기판에 내장된 안테나 접지 층, 및 안테나 접지 링을 안테나 접지 층에 커플링시키는 모듈 기판 내의 전도성 비아들을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 하우징은 전자 디바이스의 주변부를 따라 이어지는 주변 측벽들을 포함하며, 시스템 패키지 기판은 주변 측벽들 사이에서 연장되고, 전자 디바이스의 주변부를 따라 이어지는 주변 에지들을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 제1 면 및 제2 면을 갖는 손목시계 디바이스가 제공되며, 손목시계 디바이스는, 제1 면의 디스플레이, 제2 면의 하우징 벽, 및 통신 모듈을 포함하고, 무선 통신 모듈은, 제1 및 제2 대향 표면들을 갖는 기판, 기판의 제1 표면 상에 배치되고 하우징 벽을 향하도록 구성된 안테나 요소 - 안테나 요소는 하우징 벽 내의 함몰부와 정렬되고, 하우징 벽의 일부 및 함몰부를 통해 무선 주파수 신호들을 전달하도록 구성됨 -, 및 기판에 장착되고 안테나 요소에 커플링된 무선 컴포넌트를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 손목시계 디바이스는 시스템 패키지에 대한 기판을 포함하며, 무선 통신 모듈에 대한 기판의 제2 표면은 시스템 패키지에 대한 기판에 장착된다.

다른 실시예에 따르면, 손목시계 디바이스는, 시스템 패키지에 대한 기판 및 무선 통신 모듈과 중첩되는 시스템 패키지에 대한 캡슐화 재료, 및 시스템 패키지에 대한 기판 및 무선 통신 모듈과 중첩되는 시스템 패키지에 대한 차폐 재료를 포함하며, 차폐 재료는 안테나 요소와 중첩되는 개구를 한정한다.

다른 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈은 안테나 요소를 둘러싸는 표면 상의 접지 링을 포함하며, 무선 컴포넌트는 기판의 제2 표면에 장착된 무선 주파수 집적 회로를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 함몰부의 다수의 측면들은 하우징 벽에 의해 한정된다.

다른 실시예에 따르면, 하우징 벽은 제1 내부 표면 및 제1 내부 표면 위로 제2 내부 표면으로 상승하는 레지 부분을 가지며, 함몰부는 제2 내부 표면을 따라 레지 부분 상에 형성된다.

다른 실시예에 따르면, 하우징 벽은 손목시계 디바이스의 주변부를 따라 이어지고 하우징 벽의 코너 구역에 결합되는 제1 주변 에지 및 제2 주변 에지를 가지며, 무선 통신 모듈은 하우징 벽의 코너 구역과 중첩된다.

다른 실시예에 따르면, 하우징 벽은 세라믹 재료로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈이 제공되며, 무선 통신 모듈은, 제1 표면 및 제2 표면, 및 제1 표면과 제2 표면 사이에서 연장되는 주변 에지들을 갖는 기판, 제1 표면 상의 안테나 방사 요소, 제1 표면 상에 있고, 안테나 방사 요소를 둘러싸고, 기판의 주변 에지들로 연장되는 안테나 접지 구조물, 제2 표면에 장착되고 안테나 방사 요소에 커플링된 무선 주파수 집적 회로, 및 제2 표면의 입력-출력 구조물들을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 무선 주파수 집적 회로는 10 ㎓ 초과의 주파수에서 펌웨어 데이터와 연관된 무선 주파수 신호들을 전달하기 위해 안테나 방사 요소를 제어하도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 안테나 방사 요소는 패치 안테나 요소를 포함하고, 무선 주파수 집적 회로는 패치 안테나 요소에서 제1 양극 안테나 피드 단자 및 제2 양극 안테나 피드 단자에 커플링되며, 무선 주파수 집적 회로는 외부 무선 통신 장비와의 하프-듀플렉스 통신 링크를 형성하기 위해 안테나 방사 요소를 제어하도록 구성된다.

전술한 것은 단지 예시적인 것이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

1. 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 전자 디바이스로서,
   상기 제1 측면 상에 하우징 부분을 갖는 하우징;
   상기 하우징에 장착된 상기 제2 측면 상의 디스플레이;
   상기 하우징 내의 시스템 패키지 기판; 및
   상기 시스템 패키지 기판에 장착된 무선 통신 모듈을 포함하며, 상기 무선 통신 모듈은,
   상기 시스템 패키지 기판에 장착된 모듈 기판; 및
   상기 하우징 부분을 통해 10 ㎓ 초과의 주파수에서 무선 주파수 신호들을 전달하도록 구성된 상기 모듈 기판 상의 안테나 방사 요소를 포함하는, 전자 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은, 상기 모듈 기판에 장착되고 상기 모듈 기판을 통해 상기 시스템 패키지 기판에 커플링된 무선 주파수 집적 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
3. 제2항에 있어서,
   상기 무선 주파수 집적 회로에 커플링되고 상기 시스템 패키지 기판에 장착된 제어 회로부에 대한 집적 회로를 더 포함하는, 전자 디바이스.
4. 제3항에 있어서,
   상기 시스템 패키지 기판 상에 그리고 상기 무선 통신 모듈 주위에 배치된 캡슐화 재료를 더 포함하는, 전자 디바이스.
5. 제4항에 있어서,
   상기 캡슐화 재료 위에 배치된 전도성 차폐 재료를 더 포함하며, 상기 전도성 차폐 재료는 상기 안테나 방사 요소와 정렬된 개구를 한정하는, 전자 디바이스.
6. 제5항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은 상기 전도성 차폐 재료에 커플링된 상기 모듈 기판 상의 안테나 접지 구조물을 포함하는, 전자 디바이스.
7. 제2항에 있어서, 상기 안테나 방사 요소는 상기 모듈 기판의 제1 표면 상에 배치되고, 상기 무선 주파수 집적 회로는 상기 제1 표면에 대향하는 상기 모듈 기판의 제2 표면에 장착되는, 전자 디바이스.
8. 제7항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은 상기 안테나 방사 요소를 둘러싸는 상기 제1 표면 상의 안테나 접지 링, 상기 모듈 기판에 내장된 안테나 접지 층, 및 상기 안테나 접지 링을 상기 안테나 접지 층에 커플링시키는 상기 모듈 기판 내의 전도성 비아들을 포함하는, 전자 디바이스.
9. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 전자 디바이스의 주변부를 따라 이어지는 주변 측벽들을 포함하며, 상기 시스템 패키지 기판은 상기 주변 측벽들 사이에서 연장되고, 상기 전자 디바이스의 상기 주변부를 따라 이어지는 주변 에지들을 갖는, 전자 디바이스.
10. 제1 면 및 제2 면을 갖는 손목시계 디바이스로서,
    상기 제1 면의 디스플레이;
    상기 제2 면의 하우징 벽; 및
    무선 통신 모듈을 포함하며, 상기 무선 통신 모듈은,
    제1 및 제2 대향 표면들을 갖는 기판;
    상기 기판의 상기 제1 표면 상에 배치되고 상기 하우징 벽을 향하도록 구성된 안테나 요소 - 상기 안테나 요소는 상기 하우징 벽 내의 함몰부(depression)와 정렬되고, 상기 하우징 벽의 일부 및 상기 함몰부를 통해 무선 주파수 신호들을 전달하도록 구성됨 -; 및
    상기 기판에 장착되고 상기 안테나 요소에 커플링된 무선 컴포넌트를 포함하는, 손목시계 디바이스.
11. 제10항에 있어서,
    시스템 패키지에 대한 기판을 더 포함하며, 상기 무선 통신 모듈에 대한 상기 기판의 상기 제2 표면은 상기 시스템 패키지에 대한 상기 기판에 장착되는, 손목시계 디바이스.
12. 제11항에 있어서,
    상기 시스템 패키지에 대한 상기 기판 및 상기 무선 통신 모듈과 중첩되는 상기 시스템 패키지에 대한 캡슐화 재료; 및
    상기 시스템 패키지에 대한 상기 기판 및 상기 무선 통신 모듈과 중첩되는 상기 시스템 패키지에 대한 차폐 재료를 더 포함하고, 상기 차폐 재료는 상기 안테나 요소와 중첩되는 개구를 한정하는, 손목시계 디바이스.
13. 제10항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은 상기 안테나 요소를 둘러싸는 상기 표면 상의 접지 링을 포함하며, 상기 무선 컴포넌트는 상기 기판의 상기 제2 표면에 장착된 무선 주파수 집적 회로를 포함하는, 손목시계 디바이스.
14. 제10항에 있어서, 상기 함몰부의 다수의 측면들은 상기 하우징 벽에 의해 한정되는, 손목시계 디바이스.
15. 제10항에 있어서, 상기 하우징 벽은 제1 내부 표면 및 상기 제1 내부 표면 위로 제2 내부 표면으로 상승하는 레지 부분(ledge portion)을 가지며, 상기 함몰부는 상기 제2 내부 표면을 따라 상기 레지 부분 상에 형성되는, 손목시계 디바이스.
16. 제10항에 있어서, 상기 하우징 벽은 상기 손목시계 디바이스의 주변부를 따라 이어지고 상기 하우징 벽의 코너 구역에 결합되는 제1 주변 에지 및 제2 주변 에지를 가지며, 상기 무선 통신 모듈은 상기 하우징 벽의 상기 코너 구역과 중첩되는, 손목시계 디바이스.
17. 제10항에 있어서, 상기 하우징 벽은 세라믹 재료로 형성되는, 손목시계 디바이스.
18. 무선 통신 모듈로서,
    제1 표면 및 제2 표면, 및 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장되는 주변 에지들을 갖는 기판;
    상기 제1 표면 상의 안테나 방사 요소;
    상기 제1 표면 상에 있고, 상기 안테나 방사 요소를 둘러싸고, 상기 기판의 상기 주변 에지들로 연장되는 안테나 접지 구조물;
    상기 제2 표면에 장착되고 상기 안테나 방사 요소에 커플링된 무선 주파수 집적 회로; 및
    상기 제2 표면의 입력-출력 구조물들을 포함하는, 무선 통신 모듈.
19. 제18항에 있어서, 상기 무선 주파수 집적 회로는 10 ㎓ 초과의 주파수에서 펌웨어 데이터와 연관된 무선 주파수 신호들을 전달하기 위해 상기 안테나 방사 요소를 제어하도록 구성되는, 무선 통신 모듈.
20. 제18항에 있어서, 상기 안테나 방사 요소는 패치(patch) 안테나 요소를 포함하고, 상기 무선 주파수 집적 회로는 상기 패치 안테나 요소에서 제1 양극 안테나 피드 단자(positive antenna feed terminal) 및 제2 양극 안테나 피드 단자에 커플링되며, 상기 무선 주파수 집적 회로는 외부 무선 통신 장비와의 하프-듀플렉스 통신 링크를 형성하기 위해 상기 안테나 방사 요소를 제어하도록 구성되는, 무선 통신 모듈.

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