KR20230044782A

KR20230044782A - 패치 안테나를 포함하는 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR20230044782A
Application number: KR1020210127326A
Authority: KR
Inventors: 홍용의; 윤용현; 조영준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2023-04-04
Also published as: US20230246339A1; WO2023048392A1; EP4354659A1

Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치의 외관 중 적어도 일부를 형성하는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되는 PCB (printed circuit board), 상기 하우징의 일면을 향하는 제1 면 및 상기 PCB를 향하는 제2 면을 포함하고 상기 PCB와 상기 하우징 사이에 배치되는 유전층(dielectric layer), 상기 유전층의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB의 제1 지점과 전기적으로 연결되는 패치 안테나, 상기 유전층의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고 상기 PCB에서 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점을 통해 그라운드와 연결되고 상기 패치 안테나와 중첩되는 도전성 플레이트 및 상기 PCB와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 PCB의 상기 제1 지점을 통해 상기 패치 안테나에 급전함으로써, 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

패치 안테나를 포함하는 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치{ANTENNA STRUCTURE INCLUDING PATCH ANTENNA AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING SAME}

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 패치 안테나를 포함하는 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

4G(4th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 차세대(예: 5th-generation 또는 pre-5G) 통신 시스템의 상용화를 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 노력의 일환으로, 차세대 통신 시스템은 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해서 고주파 대역에서의 구현이 이루어질 수 있다.

특히, UWB (Ultra-Wide Band) 무선 기술은 무선 반송파(RF carrier)를 사용하지 않고, 기저 대역(baseband)에서 수 GHz 이상의 매우 넓은 주파수 대역을 사용하여 통신이나 레이더, 또는 보안에 응용되고 있는 새로운 무선기술로서 기존의 무선 시스템의 잡음과 같은 매우 낮은 스펙트럼 전력 밀도를 사용함으로써 이동통신, 방송, 또는 위성의 기존 통신 시스템과 상호 간섭 영향없이 주파수를 사용할 수 있어 새로운 차세대 무선 기술로 급부상하고 있다 UWB 안테나는 보통 6~9GHz의 높은 주파수 대역에서 통신을 수행하기 때문에 패치 형태의 안테나가 채택되고 있다.

또한 이와 동시에, 4G 통신 시스템을 지원하기 위하여, 레이저를 통해 열 가소성 수지에 패턴을 형성하고, 해당 패턴에 대한 도금을 통해 도전성 패턴을 형성함으로써, 이러한 도전성 패턴을 안테나 방사체로 활용하는 LDS(laser direct structure) 안테나 또한 활용되고 있다.

최근 출시되는 모바일 단말들은 4G 통신뿐만 아니라 UWB, mmWave 등과 같은 고주파수 대역 또한 함께 지원하기 위해서 LDS 안테나 및 패치 안테나를 모바일 단말 내에 함께 구현하여야 한다. 그러나 LDS 안테나 및 패치 안테나를 함께 구현함에 있어서, 모바일 단말 내의 실장 공간의 한계가 존재할 수 있고, 이로 인한 공간 활용의 제약이 발생할 수 있다.

또한, 패치 안테나와 LDS 안테나를 별도의 안테나로 구현하는 경우, 제조 공정 및 제조 단가가 증가할 수 있다.

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은 단일한 급전 및 접지 구조를 통해 다중 대역 안테나를 구현할 수 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치의 외관 중 적어도 일부를 형성하는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되는 PCB (printed circuit board), 상기 하우징의 일면을 향하는 제1 면 및 상기 PCB를 향하는 제2 면을 포함하고 상기 PCB와 상기 하우징 사이에 배치되는 유전층(dielectric layer), 상기 유전층의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB의 제1 지점과 전기적으로 연결되는 패치 안테나, 상기 유전층의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고 상기 PCB에서 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점을 통해 그라운드와 연결되고 상기 패치 안테나와 중첩되는 도전성 플레이트 및 상기 PCB와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 PCB의 상기 제1 지점을 통해 상기 패치 안테나에 급전함으로써, 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따른 안테나 구조는, 그라운드를 포함하는 PCB, 상기 PCB와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로 및 상기 PCB와 전기적으로 연결되는 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 PCB와 이격되어 배치되는 유전층(dielectric layer), 상기 유전층은 제1 면 및 상기 제1 면과 반대 방향을 향하고 상기 PCB와 인접하는 제2 면을 포함하고, 상기 유전층의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB의 제1 지점과 전기적으로 연결되는 패치 안테나, 및 상기 유전층의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고 상기 패치 안테나와 전기적으로 연결되는 도전성 플레이트를 포함하고, 상기 도전성 플레이트는 상기 PCB 중 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점을 통해 상기 그라운드와 전기적으로 연결되고, 상기 무선 통신 회로는 상기 PCB의 상기 제1 지점을 통해 상기 안테나 모듈에 급전함으로써, 상기 패치 안테나를 통해 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송수신할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시 예에 따르면, 단일한 급전 및 접지 구조를 통해 4G 통신 및 고주파 대역 통신을 지원하는 다중 대역 안테나를 구현할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따르면, 단일한 안테나 구조를 통해 다중 대역을 지원하는 안테나를 구현함으로써, 제조 단가를 절감하고 제조 공정을 간소화할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따르면, 단일한 안테나 구조를 통해 다중 대역을 지원하는 안테나를 구현함으로써 안테나의 방사 성능을 개선할 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 안테나 구조의 단면도를 도시한다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 안테나 구조를 포함하는 전자 장치의 평면도를 도시한다.
도 3c는 일 실시 예에 따른 안테나 구조의 측면도를 도시한다.
도 4a는 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조의 단면도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 도전성 플레이트 및 패치 안테나를 도시한다.
도 4c는 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 도전성 플레이트 및 패치 안테나의 구조를 도시한다.
도 5은 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조를 통한 방사 효율을 도시한다.
도 6은 일 실시 예에 따라 복수 개의 안테나 방사체를 포함하는 안테나 구조의 평면도다.
도 7a는 예를 들어, 도 6의 제1 도전성 패치와 대응되는 영역에서의 안테나 구조를 통한 신호 방사 성능을 도시한다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 제1 주파수 대역의 신호 방사 결과를 도시한다.
도 7c는 일 실시 예에 따른 제2 주파수 대역의 신호 방사 결과를 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 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 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 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 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 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.

상기 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 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 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 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 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 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어^TM)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 실시예들에 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 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 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 실시예들에 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 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 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 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 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. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.

제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 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 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 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. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.

제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 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: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 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: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 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 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.

전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 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 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 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, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제 3 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 제 2 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 엘레멘트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제 3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제 3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘레멘트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 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 엘레멘트를 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.

제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 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), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.

도 3a는 일 실시 예에 따른 안테나 구조의 단면도를 도시한다. 도 3b는 일 실시 예에 따른 안테나 구조를 포함하는 전자 장치의 평면도를 도시한다. 도 3c는 일 실시 예에 따른 안테나 구조의 측면도를 도시한다.

도 3a 내지 도 3c를 함께 참조하면, 일 실시 예에 따라 전자 장치(101)의 하우징 내부에 배치되는 안테나 구조(300)는 PCB(printed circuit board)(310), 유전층(dielectric layer)(320), 유전층(320)의 일면에 배치되는 패치 안테나(331), 유전층(320)의 타면과 인접하게 배치되는 도전성 플레이트(332) 및 쉴드 캔(shield can)(370)을 포함할 수 있다. 상술한 구성 중 적어도 일부(예: 쉴드 캔(370))는 생략될 수 있고, 다른 구성이 추가될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 유전층(320)을 포함하는 안테나 모듈(330)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조(300)는 패치 안테나(331)를 통해 UWB(ultra-wide band) 대역의 통신을 지원하고, 안테나 모듈(330)은 UWB 안테나 모듈로 참조될 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 함께 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전층(320)은 PCB(310)와 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 PCB(310)로부터 일정한 에어 갭(air gap)을 가지고 이격되도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 유전층(320)과 적어도 일부 영역이 인접하는 쉴드 캔(370)에 의해 PCB(310)와 이격되어 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 제1 면 및 제1 면과 반대 방향을 향하고, PCB(310)와 인접하는 제2 면을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 전자 장치(101)의 하우징의 일면을 향하는 제1 면 및 PCB(310)를 향하는 제2 면을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 패치 안테나(331)가 배치되는 제1 면 및 PCB(310)를 향하는 제2 면을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 유전층(320)의 제1 면에 배치되는 패치 안테나(331)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(331)는 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 도전성 패치를 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(331)는 PCB(310)의 제1 지점(311)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(331)는 도전성 연결 부재(391)를 통해 PCB(310)의 제1 지점(311)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 패치 안테나(331)는 도전성 비아(via)를 통해 PCB(310)의 제1 지점(311)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 도전성 연결 부재(391)가 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 유전층(320)의 제2 면과 인접하여 배치되는 도전성 플레이트(332)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 유전층(320)의 제2 면 상에 배치되는 도전성 플레이트(332)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 플레이트(332)는 도전성 물질(예: 구리)로 형성되는 박막으로 참조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 패치 안테나(331)의 위에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 패치 안테나(331)와 적어도 일부의 영역이 중첩되도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 패치 안테나(331)와 이격되어 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 패치 안테나(331)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)와 패치 안테나(331)는 커플링(coupling)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 패치 안테나(331)를 통한 통신에 있어서, 그라운드(ground)로 동작할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 PCB(310)의 제2 지점(312)에서 그라운드와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 지점(312)은 제1 지점(311)과 이격되어 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PCB(310)는 그라운드 영역을 포함하고, 도전성 플레이트(332)는 PCB(310)의 제2 지점(312)을 통해 그라운드 영역과 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 PCB(310)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 안테나 모듈(330)에 급전함으로써, 지정된 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 안테나 모듈(330)에 급전함으로써, 패치 안테나(331)를 통해 제1 주파수 대역(예: 6GHz 내지 9GHz)의 제1 신호를 송신 및/또는 수신하고, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로(351)를 통해 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역(예: 3GHz)의 제2 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 약 6GHz 내지 9GHz의 UWB(ultra-wide band) 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 다른 예를 들어, 무선 통신 회로는 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 약 28GHz의 mmWave 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 다만, 패치 안테나(331)를 통해 송신 및/또는 수신되는 신호는 상술한 예시의 주파수 대역의 신호에 한정되는 것은 아니며, 다양한 주파수 대역의 신호로 참조될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 유전층(320)의 제1 면과 수직한 방향으로 제1 신호를 방사할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 커플링 급전을 통해 도전성 플레이트(332)에 급전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로(351)를 형성하고, 제1 전기적 경로(351)를 통해 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로가 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전하는 경우, 도전성 플레이트(332)는 커플링 안테나 엘리먼트로 동작할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로(351)를 형성하고 제1 전기적 경로(351)를 통해 약 4GHz의 LTE(long-term evolution) 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 다만, 무선 통신 회로가 제1 전기적 경로(351)를 통해 송신 및/또는 수신하는 제2 신호의 제2 주파수 대역은 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로(351)는 루프 안테나(loop antenna)로 동작할 수 있다.

도 3c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전층(320)은 패치 안테나(331)가 안착되는 제1 유전층(321) 및 도전성 플레이트(332)가 배치되는 제2 유전층(322)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유전층(320)은 패치 안테나(331)가 안착되는 FPCB(flexible printed circuit board) 및 도전성 플레이트(332)가 배치되는 비도전성 안테나 케리어 또는 사출부를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 패치 안테나(331)가 안착되는 FPCB 및 도전성 플레이트(332)가 배치되는 LDS 캐리어 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 패치 안테나(331)가 안착되는 제1 유전층(321)(예: FPCB) 및 도전성 플레이트(332)가 배치되는 제2 유전층(322)(예: LDS 캐리어)가 일체로 형성된 레이어로 참조될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 연결 부재(301)를 통해 PCB(310)의 제2 지점(312)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 연결 부재(301)를 통해 PCB(310)의 제2 지점(312)에 형성되는 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 PCB(310)의 제1 지점(311)과 이격되어 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 PCB(310)를 향하도록 연장되는 연장부(332-1)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)의 연장부(332-1)는 PCB(310)의 제1 지점(311)과 이격되도록 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101) 내부에 배치되는 안테나 모듈(330)은 측면 프레임(381) 중 적어도 일부와 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PCB(310)는 전자 장치(101)의 디스플레이(365)와 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(330)은 패치 안테나(331)가, 디스플레이(365)가 향하는 방향의 반대 방향(예: +y 방향)을 향하도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 유전층(320)의 제1 면과 전자 장치(101)의 후면 방향(예: +y 방향)으로 제1 신호를 방사할 수 있다.

도 4a는 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조의 단면도이다. 도 4b는 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 도전성 플레이트 및 패치 안테나를 도시한다. 도 4c는 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 도전성 플레이트 및 패치 안테나의 구조를 도시한다.

도 4a 내지 도 4c를 함께 참조하면, 일 실시 예에 따라 전자 장치(101)의 하우징 내부에 배치되는 안테나 구조(300)는, PCB(310), 유전층(320), 유전층(320)의 일면에 배치되는 패치 안테나(331), 유전층(320)의 타면과 인접하도록 배치되는 도전성 플레이트(332) 및 도전성 플레이트(332)에서 연장되는 도전성 부재(conductive member)(360)를 포함할 수 있다. 전술한 구성과 동일하거나 실질적으로 동일한 구성은 동일한 참조번호를 사용하였으며, 중복되는 설명은 생략한다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로가 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함에 따라 제1 주파수 대역(예: 6GHz 내지 9GHz)의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 전기적 경로(551)를 통해 패치 안테나(331)에 급전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써 도전서 연결 부재(391) 및 패치 안테나(331)를 포함하는 전기적 경로(551)를 형성하고, 전기적 경로(551)를 통해 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(331)에 대하여 그라운드로 동작하는 도전성 플레이트(332) 및 도전성 플레이트(332)와 전기적으로 연결된 도전성 부재(360)는 제2 주파수 대역 또는 제3 주파수 대역에서 공진하는 커플링 안테나 엘리먼트로 동작할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로가 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함에 따라, 도전성 플레이트(332) 및 도전성 플레이트(332)와 전기적으로 연결된 도전성 부재(360)가 커플링 안테나 엘리먼트로 동작하고, 도전성 플레이트(332), 도전성 부재(360) 및 그라운드를 포함하는 전기적 경로(550)를 형성함으로써 제1 주파수 대역(예: 6GHz 내지 9GHz) 과 다른 제2 주파수 대역(예: 4GHz) 및/또는 제3 주파수 대역(예: 2GHz)의 제3 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로가 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332), 도전성 부재(560) 및 그라운드를 통한 공진 주파수 대역의 방사 전류를 형성함으로써, 지정된 주파수 대역(예: 2GHz)의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332), 도전성 부재(360) 및 그라운드를 포함하는 전기적 경로(550)는 IFA(inverted-F antenna) 또는 PIFA(planar inverted-F antenna)로 동작할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)이 도전성 부재(360)를 더 포함함으로써, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 그라운드를 포함하고 루프 안테나로 동작하는 전기적 경로(550)의 전기적 길이가 변경될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(330)이 도전성 부재(360)를 더 포함함으로써, 패치 안테나(331), 도전성 플레이트(332) 및 그라운드를 포함하는 전기적 경로(550)의 전기적 길이가 변경되고, 이에 따라 전기적 경로(550)를 통해 송수신되는 신호의 공진 주파수가 변경될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 부재(360)는 도전성 플레이트(332)로부터 연장되고, 유전층(320)의 제2 면과 인접하게 배치되는 제1 도전성 부재(361) 및/또는 유전층(320)의 제1 면에 배치되는 제2 도전성 부재(362)를 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 함께 참조하면, 일 실시 예에 따른 도전성 부재(360)는 도전성 플레이트(332)로부터 연장되고 유전층(320)의 제2 면과 인접하게 배치되는 제2 도전성 부재(362)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 도전성 플레이트(332), 제2 도전성 부재(362) 및 그라운드를 포함하는 전기적 경로(550)를 형성하고, 전기적 경로(550)를 통해 제1 주파수 대역(예: 6GHz 내지 9GHz) 및 제2 주파수 대역(예: 4GHz)과 다른 제3 주파수 대역(예: 2GHz)의 제3 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

도 4a 및 도 4c를 함께 참조하면, 다른 실시 예에 따른 도전성 부재(360)는 도전성 플레이트(332)로부터 연장되고 유전층(320)의 제1 면 상에 배치되는 제2 도전성 부재(362)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 도전성 플레이트(332), 제2 도전성 부재(362) 및 그라운드를 포함하는 전기적 경로(550)를 형성하고, 전기적 경로(550)를 통해 제1 주파수 대역(예: 6GHz 내지 9GHz) 및 제2 주파수 대역(예: 4GHz)과 다른 제4 주파수 대역(예: 2.5GHz)의 제4 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

도 5은 일 실시 예에 따라 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조를 통한 방사 효율을 도시한다.

도 5을 참조하면, 일 실시 예에 따라 도전성 부재(예: 도 4a의 도전성 부재(360))를 포함하는 안테나 구조(예: 도 3a의 안테나 구조(300))가 RF 신호를 방사하는 경우, 도전성 부재(360)를 포함하지 않는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우와 다른 공진 주파수를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 부재를 포함하지 않는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 방사 효율은 제1 방사 효율(611)로 참조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 방사 효율은 제2 방사 효율(612)로 참조될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 방사 효율(611) 및 제2 방사 효율(612)은 제2 주파수 대역(572)(예: UWB(ultra-wide band) 대역)에서 최대 방사 효율을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따른 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우 제1 주파수 대역(571)(예: WiFi 대역) 및/또는 제2 주파수 대역(572)(예: UWB 대역)에서 공진이 발생할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 부재를 포함하지 않는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 제1 방사 효율(611)은 약 4GHz의 주파수 대역에서 공진이 발생할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 부재를 포함하지 않는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 제1 방사 효율(611)은 약 4GHz의 주파수 대역에서 최대 방사 효율을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 제2 방사 효율(612)은 제1 주파수 대역(571)(예: WiFi 대역)에서 공진이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 제2 방사 효율(612)은 약 2.5GHz의 주파수 대역에서 공진이 발생할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도전성 부재를 포함하는 안테나 구조가 RF 신호를 방사하는 경우의 제2 방사 효율(612)은 제1 주파수 대역(571)에서 최대 방사 효율을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 방사 효율(612)은 약 2.5GHz의 주파수 대역에서 최대 방사 효율을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조가 도전성 부재를 포함함으로써, 최대 방사 효율을 갖는 공진 주파수가 약 4GHz에서 약 2.5GHz로 변경될 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따라 복수 개의 안테나 방사체를 포함하는 안테나 구조의 평면도다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 구조(300)는 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C) 및 복수 개의 도전성 부재(360A, 360B, 360C)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 유전층(320), 유전층(320) 위에 배치되는 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C) 및 유전층(320) 아래에 배치되는 도전성 플레이트(332)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 유전층(320)은 PI(polyimide) 필름으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)에 포함되는 패치 안테나(예: 도 3a의 패치 안테나(331))는 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C)는 유전층(320)의 일면에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 각각의 도전성 패치(331A, 331B, 또는 331C)는 서로 일정한 간격을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 각각의 도전성 패치(331A, 331B, 또는 331C)는 서로 약 반파장 간격으로 배치될 수 있고, 직각 삼각형 또는 직각 삼각형에 가까운 형태로 배치될 수 있다. 다만, 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C)의 배치가 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 급전 지점(311)을 통해 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C)에 급전함으로써, 지정된 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 각각의 급전 지점(311A, 311B 또는 311C)를 통해 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 또는 331C) 각각에 급전함으로써, 지정된 주파수 대역의 신호를 송신 및 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 제1 급전 지점(311A)을 통해 제1 도전성 패치(331A)에 급전함으로써 지정된 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C)는 UWB 대역의 신호를 송수신하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 UWB 대역은 약 3.1GHz 내지 10.6GHz의 주파수 대역으로 참조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 도전성 플레이트(332)는 제1 도전성 패치(331A)와 커플링을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 제1 급전 지점(311A)을 통해 제1 도전성 패치(331A)에 급전함으로써, 제1 도전성 패치(331A)와 전기적으로 연결된 도전성 플레이트(332)를 포함하는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호(예: Wi-Fi 신호)를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 다만, 이는 제1 급전 지점(311A) 및 제1 도전성 패치(331A)에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 급전 지점(311A, 311B, 311C) 중 하나 및 복수 개의 도전성 패치(331A, 331B, 331C) 중 하나로 참조될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조(300)는 각각의 도전성 패치(331A, 331B, 또는 331C)와 대응되는 위치에 배치되는 복수 개의 도전성 부재(360A, 360B, 360C)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수 개의 도전성 부재(360A, 360B, 360C) 각각은 도 4a의 도전성 부재(360)로 참조될 수 있다.

도 7a는 예를 들어, 도 6의 제1 도전성 패치와 대응되는 영역에서의 안테나 구조를 통한 신호 방사 성능을 도시한다. 도 7b는 일 실시 예에 따른 제1 주파수 대역의 신호 방사 결과를 도시한다. 도 7c는 일 실시 예에 따른 제2 주파수 대역의 신호 방사 결과를 도시한다.

도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나 구조(예: 도 3a의 안테나 구조(300))를 통해 송신 및/또는 수신되는 신호의 주파수 대역에 따른 방사 결과 및 방사 성능을 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 안테나 구조의 방사 성능은 복수 개의 도전성 부재(360) 각각의 길이에 따라 조절될 수 있다.

일 실시 예에 따른 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))는 안테나 구조(300)를 통해 제1 주파수 대역(771)의 제1 신호 및 제2 주파수 대역(771)의 제2 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 안테나 모듈(330)에 급전함으로써, 패치 안테나(331)를 통해 6GHz 내지 9GHz 대역의 UWB 신호를 송신 및/또는 수신하고, 제1 전기적 경로(351)를 통해 2GHz 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c를 함께 참조하면, 무선 통신 회로는 안테나 모듈(예: 도 3a의 안테나 모듈(330))에 급전함으로써, 제1 주파수 대역(예: 6GHz 내지 9GHz)의 제1 신호 및 제2 주파수 대역(예: 2GHz)의 제2 신호를 방사할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 안테나 모듈의 패치 안테나(331)에 급전함으로써 제1 주파수 대역의 제1 신호를 전자 장치(101)의 후면 방향(예: +y 방향)으로 방사할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 안테나 구조(300)에 포함되는 안테나 모듈(330)에 급전함으로써, 패치 안테나(331)를 통해 6GHz 내지 9GHz 대역의 UWB 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 통신 회로는 PCB(310)의 제1 지점(311)을 통해 도전성 플레이트(332)에 급전함으로써 제1 전기적 경로(351)를 형성하여, 제2 주파수 대역의 제2 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 안테나 구조(300)에 포함되는 안테나 모듈(330)에 급전함으로써, 제1 전기적 경로(351)를 통해 2GHz 대역의 LTE 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 다만, 제1 신호 및/또는 제2 신호는 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 다양한 주파수 대역의 RF(radio frequency) 신호로 참조될 수 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는, 상기 전자 장치(101)의 외관 중 적어도 일부를 형성하는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되는 PCB(310) (printed circuit board), 상기 하우징의 일면을 향하는 제1 면 및 상기 PCB(310)를 향하는 제2 면을 포함하고 상기 PCB(310)와 상기 하우징 사이에 배치되는 유전층(320)(dielectric layer), 상기 유전층(320)의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB(310)의 제1 지점(311)과 전기적으로 연결되는 패치 안테나(331), 상기 유전층(320)의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고 상기 PCB(310)에서 상기 제1 지점(311)과 이격된 제2 지점(312)을 통해 그라운드와 연결되고 상기 패치 안테나(331)와 중첩되는 도전성 플레이트(332) 및 상기 PCB(310)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 PCB(310)의 상기 제1 지점(311)을 통해 상기 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332) 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로(351)를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 상기 도전성 플레이트(332)에서 연장되고 상기 제2 면과 인접하게 배치되는 제1 도전성 부재(361)(conductive member)를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 지점(311)을 통해 상기 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332), 상기 제1 도전성 부재(361) 및 상기 그라운드를 포함하는 제2 전기적 경로를 통해 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과 다른 제3 주파수 대역의 제3 신호를 송수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 상기 도전성 플레이트(332)에서 연장되고 상기 제1 면 상에 상기 패치 안테나(331)와 이격하여 배치되는 제2 도전성 부재(362)를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 지점(311)을 통해 상기 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332), 상기 제2 도전성 부재(362) 및 상기 그라운드를 포함하는 제3 전기적 경로를 통해 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과 다른 제4 주파수 대역의 제4 신호를 송수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(101)는, 상기 패치 안테나(331), 상기 유전층(320) 및 상기 도전성 플레이트(332)를 포함하는, 안테나 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 패치 안테나(331)와 상기 도전성 플레이트(332)는 커플링(coupling)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기적 경로(351) 상에서 상기 도전성 플레이트(332)는 상기 패치 안테나(331)로부터 커플링을 통해 급전되고, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332) 및 상기 그라운드를 포함하는 상기 제1 전기적 경로(351)는 루프 안테나(loop antenna)로 동작할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332), 상기 제1 도전성 부재(361) 및 상기 그라운드를 포함하는 제2 전기적 경로는 IFA(inverted-F antenna)로 동작할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 유전층(320)은 상기 패치 안테나(331)가 안착되는 FPCB(flexible printed circuit board) 및 상기 도전성 플레이트(332)가 인접하게 배치되는 LDS(laser directed structure) 캐리어(carrier)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 주파수 대역은 6GHz의 UWB(ultra-wide band) 주파수 대역을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 주파수 대역은 4GHz의 주파수 대역을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 주파수 대역은 2GHz의 LTE(long-term evolution) 주파수 대역을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 패치 안테나(331)는 복수 개의 패치들을 포함하고, 상기 복수 개의 패치들은 상기 유전층(320)의 상기 제1 면 상에서 각각 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 패치 안테나(331)는 도전성 연결 부재(391)에 의해 상기 제1 지점(311)과 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 도전성 연결 부재(391)는 도전성 비아(via)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(101)는 상기 유전층(320)과 적어도 일부의 영역이 인접하도록 배치되는 쉴드 캔(shield can)을 더 포함하고, 상기 쉴드 캔은, 상기 쉴드 캔 및 상기 하우징에 의해 형성되는 공간 내부에 배치되는 전자 부품들에 대한 전기적 차폐를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 안테나 구조(300)는, 그라운드를 포함하는 PCB(310), 상기 PCB(310)와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로 및 상기 PCB(310)와 전기적으로 연결되는 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 PCB(310)와 이격되어 배치되는 유전층(320)(dielectric layer), 상기 유전층(320)은 제1 면 및 상기 제1 면과 반대 방향을 향하고 상기 PCB(310)와 인접하는 제2 면을 포함하고, 상기 유전층(320)의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB(310)의 제1 지점(311)과 전기적으로 연결되는 패치 안테나(331), 및 상기 유전층(320)의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고 상기 패치 안테나(331)와 전기적으로 연결되는 도전성 플레이트(332)를 포함하고, 상기 도전성 플레이트(332)는 상기 PCB(310) 중 상기 제1 지점(311)과 이격된 제2 지점(312)을 통해 상기 그라운드와 전기적으로 연결되고, 상기 무선 통신 회로는 상기 PCB(310)의 상기 제1 지점(311)을 통해 상기 안테나 모듈에 급전함으로써, 상기 패치 안테나(331)를 통해 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332), 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로(351)를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 도전성 플레이트(332)에서 연장되고 상기 제2 면과 인접하게 배치되는 도전성 부재를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 지점(311)을 통해 상기 패치 안테나(331)에 급전함으로써, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332), 상기 도전성 부재 및 상기 그라운드를 포함하는 제2 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과 다른 제3 주파수 대역의 제3 신호를 송수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 주파수 대역은 UWB 주파수 대역을 포함하고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 패치 안테나(331)와 상기 도전성 플레이트(332)는 커플링을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 패치 안테나(331), 상기 도전성 플레이트(332), 및 상기 그라운드를 포함하는 상기 제1 전기적 경로(351)는 루프 안테나로 동작할 수 있다.

Claims

전자 장치에 있어서,
상기 전자 장치의 외관 중 적어도 일부를 형성하는 하우징;
상기 하우징 내부에 배치되는 PCB (printed circuit board);
상기 PCB와 상기 하우징 사이에 배치되는 유전층(dielectric layer), 상기 유전층은 상기 하우징의 일면을 향하는 제1 면 및 상기 PCB를 향하는 제2 면을 포함함;
상기 유전층의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB의 제1 지점과 전기적으로 연결되는 패치 안테나;
상기 유전층의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고, 상기 패치 안테나와 중첩되는 도전성 플레이트, 상기 도전성 플레이트는 상기 PCB에서 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점을 통해 그라운드와 연결됨; 및
상기 PCB와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는 상기 PCB의 상기 제1 지점을 통해 상기 패치 안테나에 급전함으로써:
제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고,
상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송수신하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 도전성 플레이트에서 연장되고 상기 제2 면과 인접하게 배치되는 제1 도전성 부재(conductive member)를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 지점을 통해 상기 패치 안테나에 급전함으로써, 상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 상기 제1 도전성 부재 및 상기 그라운드를 포함하는 제2 전기적 경로를 통해 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과 다른 제3 주파수 대역의 제3 신호를 송수신하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 도전성 플레이트에서 연장되고 상기 제1 면 상에 상기 패치 안테나와 이격하여 배치되는 제2 도전성 부재를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 지점을 통해 상기 패치 안테나에 급전함으로써, 상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 상기 제2 도전성 부재 및 상기 그라운드를 포함하는 제3 전기적 경로를 통해 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과 다른 제4 주파수 대역의 제4 신호를 송수신하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전자 장치는, 상기 패치 안테나, 상기 유전층 및 상기 도전성 플레이트를 포함하는, 안테나 모듈을 포함하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 패치 안테나와 상기 도전성 플레이트는 커플링(coupling)을 통해 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 전기적 경로 상에서 상기 도전성 플레이트는 상기 패치 안테나로부터 커플링을 통해 급전되고,
상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트 및 상기 그라운드를 포함하는 상기 제1 전기적 경로는 루프 안테나(loop antenna)로 동작하는, 전자 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 상기 제1 도전성 부재 및 상기 그라운드를 포함하는 제2 전기적 경로는 IFA(inverted-F antenna)로 동작하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유전층은 상기 패치 안테나가 안착되는 FPCB(flexible printed circuit board) 및 상기 도전성 플레이트가 인접하게 배치되는 LDS(laser directed structure) 캐리어(carrier)를 포함하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 주파수 대역은 6GHz의 UWB(ultra-wide band) 주파수 대역을 포함하는, 전자 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 주파수 대역은 4GHz의 주파수 대역을 포함하는, 전자 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제3 주파수 대역은 2GHz의 LTE(long-term evolution) 주파수 대역을 포함하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 패치 안테나는 복수 개의 패치들을 포함하고,
상기 복수 개의 패치들은 상기 유전층의 상기 제1 면 상에서 각각 일정한 간격으로 이격되어 배치되는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 패치 안테나는 도전성 연결 부재에 의해 상기 제1 지점과 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 도전성 연결 부재는 도전성 비아(via)를 포함하는, 전자 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전자 장치는 상기 유전층과 적어도 일부의 영역이 인접하도록 배치되는 쉴드 캔(shield can)을 더 포함하고,
상기 쉴드 캔은, 상기 쉴드 캔 및 상기 하우징에 의해 형성되는 공간 내부에 배치되는 전자 부품들에 대한 전기적 차폐를 제공하는, 전자 장치.
안테나 구조에 있어서,
그라운드를 포함하는 PCB;
상기 PCB와 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로; 및
상기 PCB와 전기적으로 연결되는 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은:
상기 PCB와 이격되어 배치되는 유전층(dielectric layer), 상기 유전층은 제1 면 및 상기 제1 면과 반대 방향을 향하고 상기 PCB와 인접하는 제2 면을 포함함,
상기 유전층의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 PCB의 제1 지점과 전기적으로 연결되는 패치 안테나, 및
상기 유전층의 상기 제2 면과 인접하게 배치되고 상기 패치 안테나와 전기적으로 연결되는 도전성 플레이트를 포함하고, 상기 도전성 플레이트는 상기 PCB 중 상기 제1 지점과 이격된 제2 지점을 통해 상기 그라운드와 전기적으로 연결됨,
상기 무선 통신 회로는 상기 PCB의 상기 제1 지점을 통해 상기 안테나 모듈에 급전함으로써:
상기 패치 안테나를 통해 제1 주파수 대역의 제1 신호를 송수신하고,
상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 및 상기 그라운드를 포함하는 제1 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 제2 신호를 송수신하는, 안테나 구조.
청구항 16에 있어서,
상기 도전성 플레이트에서 연장되고 상기 제2 면과 인접하게 배치되는 도전성 부재를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는, 상기 제1 지점을 통해 상기 패치 안테나에 급전함으로써, 상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 상기 도전성 부재 및 상기 그라운드를 포함하는 제2 전기적 경로를 통해, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과 다른 제3 주파수 대역의 제3 신호를 송수신하는, 안테나 구조.
청구항 16에 있어서,
상기 제1 주파수 대역은 UWB 주파수 대역을 포함하고,
상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역을 포함하는, 전자 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 패치 안테나와 상기 도전성 플레이트는 커플링을 통해 전기적으로 연결되고,
상기 패치 안테나, 상기 도전성 플레이트, 및 상기 그라운드를 포함하는 상기 제1 전기적 경로는 루프 안테나로 동작하는, 안테나 구조.
청구항 16에 있어서,
상기 패치 안테나는 복수 개의 패치들을 포함하고,
상기 복수 개의 패치들은 상기 유전층의 상기 제1 면 상에서 각각 일정한 간격으로 이격되어 배치되는, 안테나 구조.