WO2018084327A1 - 이동 단말기 - Google Patents

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WO2018084327A1
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유승우
이주희
이원우
정준영
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 단말기 바디; 상기 단말기 바디의 내부에 구비되어 제1 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제1 안테나 장치; 및 상기 제1 안테나에 인접하여 형성되고 제2 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제2 안테나 장치를 포함하고, 상기 제2 안테나 장치는 방사체로 작동하는 복수의 유전체를 포함하여 이루어지는 안테나 어레이(antenna array)인 것을 특징으로 한다.

Description

이동 단말기
본 발명은 4G 안테나와 5G안테나가 공존하는 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
한편, 4G(4th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.
5G 이동통신시스템에서는 현재 LTE 대비 1,000배 이상의 전송속도를 요구하고 있다. 이러한 전송속도를 달성하기 위해서 밀리미터 웨이브(mmWave) 대역을 사용한 통신시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 밀리미터 웨이브 대역은 주파수 대역이 넓으며, 직진성이 강하고, 작은 안테나로 첨예한 빔(fine beam)을 형성할 수 있어 높은 전송용량을 제공할 수 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz)대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
하지만, 이러한 전차원 다중 입출력, 어레이 안테나, 빔형성을 단말에서 수행하기 위해서는 복수 개의 안테나 소자들이 필요하다. 하지만, 이러한 복수 개의 안테나 소자들은 기존의 안테나 소자들과 같은 타입으로 구현하는 경우에는 기존의 안테나 소자들과 간섭이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 4G 안테나의 성능을 저하시키지 않는 5G 안테나 장치가 구비되는 이동 단말기를 제공하는 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 단말기 바디; 상기 단말기 바디의 내부에 구비되어 제1 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제1 안테나 장치; 및 상기 제1 안테나에 인접하여 형성되고 제2 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제2 안테나 장치를 포함하고, 상기 제2 안테나 장치는 방사체로 작동하는 복수의 유전체를 포함하여 이루어지는 안테나 어레이(antenna array)인 것을 특징으로 하는 이동 단말기가 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 단말기 바디의 내부에 구비되고 상기 복수의 유전체가 배치되는 메인 회로기판; 및 상기 복수의 유전체를 급전시키도록 상기 메인 회로기판에 형성되는 급전부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 유전체는 상기 메인 회로기판 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 단말기 바디는 금속 재질의 커버를 포함하여 이루어지고, 상기 커버에는 비금속부재가 배치되며, 상기 제2 안테나 장치는 상기 비금속부재와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 커버는 상기 단말기 바디의 상단면을 덮는 비금속부재를 포함하도록 형성되고, 상기 복수의 유전체는 상기 비금속부재와 중첩되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 유전체는 V 형상의 단면을 가질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 비금속부재에는 복수의 홀이 형성되고, 상기 복수의 유전체가 상기 복수의 홀을 관통하여 외부에 노출될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 유전체 사이의 간격은 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 대응되는 파장(λ)의 0.45~0.7배일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 유전체의 빔포밍(beam forming)에 의해 방사 패턴이 전방향(omni-directional)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 메인 회로기판의 단부가 복수의 절개부가 형성되고, 상기 절개부에 상기 복수의 유전체가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 급전부는, 비아 타입(Via Type), 스트립 패치 타입(Strip patch type), 이중 급전 타입(dual feeding type) 중 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 유전체는 그라운드 면 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 그라운드 면은 적층된 메인 회로기판을 통과하는 복수의 비아 홀에 의해 형성될 수 있다. 또는, 상기 그라운드 면은 내부 회로에 해당하는 안테나 칩의 표면 상에 구현될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 급전부와 그라운드 면을 포함하는 회로기판이 상기 유전체 내부에 상기 회로기판의 적어도 일부가 돌출되도록 삽입될 수 있다. 이때, 상기 유전체는 상기 그라운드 면의 일단으로부터 이격된 위치까지 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 돌출된 일부가 메인 회로 기판의 삽입부를 통해 체결될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 유전체는 고차 모드 성분이 큰 내부 영역에 제1 및 제2 슬롯이 제거된 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 슬롯은 길이가 각각 WL1 및 WL2이고 폭은 WW일 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 방사체로 복수의 유전체로 이루어진 안테나 어레이로 형성함으로써 4G 안테나의 성능 저하를 방지할 수 있는 장점이 있으며, 추가적인 공간이 불필요하므로 베젤의 증가가 필요없는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 270°의 반전력 빔폭(Half Power Beam Width,HPBW)을 구현할 수 있으므로, 이동 단말기에 하나의 칩(CHIP)을 설치하여도 5G 서비스가 가능하다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에서의 제1 안테나 장치의 배치 형태를 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체의 개략적인 형상의 예시이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전부의 구조 형태를 도시한 모식도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 회로기판에 형성되는 유전체를 도시한 도면이고, 도 6b는 도 6a에서의 DD를 따라서 취한 단면도이다.
도 7은 그라운드 면의 배치 방식에 따른 두 가지 방식의 유전체 안테나의 구조를 도시한다.
도 8은 연직 그라운드 면 에지(Vertical ground plane edge) 방식의 유전체 안테나의 후면도, 사시도, 전면도 및 측면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 안테나의 형상을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 회로기판의 개략적인 형상을 도시한 것이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 유전체가 메인 회로기판에 배치되는 형상을 도시한 것이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 회로기판에 복수의 유전체가 배치되는 형상을 도시한 것이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 외관을 도시한 것이고, 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속부재와 중첩되도록 형성되는 안테나 어레이를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 유전체가 링 부재에 형성되는 것을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 유전체가 링 부재를 관통하여 형성된 것을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형광전 센서, 직접 반사형광전 센서, 미러반사형광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 단말기 바디에 구비되는 4G(4th-generation) 안테나의 성능을 저해하지 않으면서 5G(5th-generation) 안테나를 구비하는 이동 단말기(100)에 관한 것이다.
4G 이동통신의 경우에는 주로 2GHz 이하의 주파수를 사용하는 반면, 5G 이동통신에서는 4G 롱텀에볼루션(LTE)과 달리 28GHz 정도의 초고대역 주파수를 사용한다. 저대역 주파수는 파장이 길어 커버리지(coverage)가 넓지만 저대역 주파수를 이용한 통신은 대역폭이 상대적으로 좁아 전송 속도가 느리다. 반면에, 고대역 주파수는 파장이 짧아 커버리지가 좁지만, 고대역 주파수를 이용한 통신은 대역폭이 상대적으로 넓어 전송 속도가 빠르다. 또한, 고대역 주파수를 이용한 통신은 직진성이 강한 전파 특성과 어레이 안테나 등을 이용하여 커버리지 제약도 어느 정도 해결할 수 있다, 따라서, 5G 이동통신은 부족한 용량 증가와 사용자에게 다양한 통신서비스를 제공할 수 있으며, 모바일 인터넷 기술과 M2M(Machine to Machine) 기술을 제공할 수 있다.
이와 같은 5G 이동통신을 위한 안테나의 방사를 위하여 금속물질을 사용한다면, 종래부터 사용하고 있던 4G 이동통신용 안테나의 성능을 저해시킬 수 있다. 예를 들면, 5G 안테나 어레이 시스템(antenna array system)의 최적의 위치와 4G MIMO(multi input multi output) 안테나의 최적의 위치가 겹쳐질 수 있으며, 이러한 경우에는 4G 안테나의 성능이 4~5dB 정도의 저하가 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 이동 단말기(100)의 크기를 크게 해야만 하는 문제가 있었다.
또한, 일반적으로는 5G 안테나 어레이 시스템의 빔 패턴이 -60°~+60°로 형성되어 모든 방향에서 필요한 정보를 받지 못하게 되는데, 이를 위하여 5G 칩(132)의 개수를 3~4개로 증가시키고, 다수의 칩(132)을 서로 이격된 채 이동 단말기(100)에 내장하여야만 하는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 5G 이동통신용 안테나를 유전체 어레이로 구성하였다.
이하에서는 4G 이동통신용 안테나를 제1 안테나 장치(145a,145b)라고 칭하고, 5G 이동통신용 안테나를 제2 안테나 장치(130)라고 칭하여 설명하기로 한다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에서의 제1 안테나 장치(145a,145b)의 배치 형태를 도시한 것인데, 도 1d를 참조하면, 이동 단말기(100)의 상측 및 하측에 각각 안테나 장치(145a,145b)가 구비되어 있다.
이동 단말기(100)의 프론트 케이스(101) 또는 리어 케이스(102)의 상측 또는 하측에 제1 안테나 장치(145a,145b)가 구비된다. 이때, 상기 제1 안테나 장치 중 상측에 구비되는 안테나를 상부 안테나(145a)라고 칭하고, 하측에 구비되는 안테나를 하부 안테나(145b)라고 칭할 수 있다. 이때, 상기 제2 안테나 장치(130)는 도 1d에 도시된 이동 단말기(100)의 상부 영역(R1), 이동 단말기(100)의 측면 영역(R2) 또는 이동 단말기(100)의 하부 영역(R3) 중 어느 하나의 영역에 형성될 수 있다. 다만, 상기 제2 안테나 장치(130)는 상기 제1 안테나 장치(145a,145b)에 인접하거나 공간적으로 중첩되더라도 상기 제1 안테나 장치(145a,145b)의 안테나 성능을 저해하지 않아야 한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)는 단말기 바디와, 상기 단말기 바디의 내부에 구비되어 제1 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제1 안테나 장치(145a,145b)와, 상기 제1 안테나에 인접하여 형성되고 제2 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제2 안테나 장치(130)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제2 안테나 장치(130)는 방사체로 작동하는 복수의 유전체(135)를 포함하여 이루어지는 안테나 어레이(antenna array)로 구성함으로써 제2 안테나 장치(130)가 제1 안테나 장치(145a,145b)의 성능에 영향을 미치지 않도록 하였다.
상기 제1 주파수 대역은 앞서 설명한 4G 이동통신용 주파수 대역으로 2GHz 이하의 주파수 대역일 수 있고, 상기 제2 주파수 대역은 5G 이동통신용 주파수 대역으로 수십 GHz의 주파수 대역일 수 있다. 즉, 상기 제2 주파수 대역은 초고주파(mmWave) 대역일 수 있다.
이와 같이, 상기 제2 안테나 장치(130)의 방사체로 금속 물질이 아닌 유전체(135)를 사용하게 되면 인접하여 배치되는 제1 안테나 장치(145a,145b)의 안테나 성능에 영향을 미치지 않으면서 제2 안테나 장치(130)로서의 방사 성능이 그대로 유지될 수 있다. 이때, 상기 유전체(135)는 방사체로 동작하므로 유전 방사체(Dielectric Resonator,DR)로 칭할 수 있으며, 제2 안테나 장치(130)를 유전 방사체 안테나(Dielectric Resonator Antenna,DRA)로 칭할 수 있다.
상기 유전체(135)의 형상은 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 원통 또는 다각기둥의 형상으로 이루어지거나 각뿔의 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 두 개 이상의 원통이 적층되어 형성될 수도 있으며, 이들 형상은 일예에 불과하며 특별히 제한되지 않는다. 다만, 구현성 측면에서 직육면체 형상이 유리할 것이다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 사용되어지는 유전체(135)의 유전율은 4~140의 범위를 가지며, 낮은 손실 탄젠트(loss tangent)를 갖는 유전체(135)를 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 비용절감 측면에서 유전율이 6~10 정도인 유전체(135)가 사용될 수 있다.
상기 복수의 유전체(135)를 급전시키는 급전부(131)의 배치가 문제될 수 있는데, 이에 대하여는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전부(131)의 구조 형태를 도시한 모식도이다. 도 3a는 메인 회로기판(181)에 형성된 급전부(131)를 위에서 바라본 도면이고, 도 3b는 도 3a의 AA를 따르는 단면도이며, 도 3c는 도 3a의 후면도이다. 이와 유사하게 도 4a는 메인 회로기판(181)에 형성된 급전부(131)를 위에서 바라본 도면이고, 도 4b는 도 4a의 BB를 따르는 단면도이며, 도 4c는 도 4a의 후면도이다. 또한, 도 5a는 메인 회로기판(181)에 형성된 급전부(131)를 위에서 바라본 도면이고, 도 5b는 도 5a의 CC를 따르는 단면도이며, 도 5c는 도 5a의 후면도이다.
도 3a 내지 도 5c를 참조하면, 하부에는 그라운드면(182)(Ground plane)이 형성되고, 상기 그라운드면(182) 상에 메인 회로기판(181)이 구비된다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 3a 내지 도 3c에서는 그라운드면(182)에 메인 회로기판(181)이 적층되고, 상기 메인 회로기판(181) 상에 스트립 형태의 급전부(131)가 형성된다. 이때, 상기 그라운드면(182)은 메인 회로기판(181)의 영역보다 작도록 형성될 수도 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 도 3a 내지 도 3c와 유사한 것을 알 수 있다. 다만, 상기 메인 회로기판(181) 상에 급전부(131) 이외에 그라운드면(182)이 추가적으로 형성된 것을 알 수 있다. 즉, 상기 메인 회로기판(181)의 양면에 그라운드면(182)이 형성되고, 메인 회로기판(181)의 일면에 급전부(131)가 형성될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 급전부(131)가 상기 메인 회로기판(181)의 내부에 배치되고, 메인 회로기판(181)의 양면에 그라운드면(182)이 형성된 것을 알 수 있다.
도 3a 내지 도 5c는 급전부(131)가 메인 회로기판(181)에 형성되는 예를 설명하기 위한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 조합으로 형성되는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 3a 내지 도 5c의 조합을 혼합하여 형성할 수도 있다. 이때의 급전부(131)는 시그널 라인(signal line)으로 호칭될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 복수의 유전체(135)는 상기 메인 회로기판(181) 상에 배치될 수 있다. 이때, 메인 회로기판(181) 상에 배치되는 경우는 다수의 층이 적층되어 형성되는 메인 회로기판(181)의 상부의 층 일부를 절개한 상태에서 적층되는 경우와 메인 회로기판(181)의 최상층에 배치되는 경우가 있을 수 있다.
즉, 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 회로기판(181)에 복수의 유전체(135)가 배치되는 형상을 도시한 것인데, 도 12a에서는 전자의 경우에 대한 도면이고, 도 12b는 후자에 대한 도면이다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 12a에서와 같이, 메인 회로기판(181)이 제1 부분(181c)과 제2 부분(181d)이 적층되어 이루어진다면, 제2 부분(181d)의 일부가 절개된 상태에서 제1 부분(181c) 상에 복수의 유전체(135)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 부분(181d)의 일부가 절개된 상태에서 절개된 부분에 상기 복수의 유전체(135)가 삽입될 수 있다.
또한, 도 12b에서와 같이, 메인 회로기판(181)의 최상층, 즉 메인 회로기판(181)의 표면 상에 복수의 유전체(135)가 배치될 수도 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 회로기판(181)에 형성되는 유전체(131) 및 제2 안테나 장치(130)를 도시한 도면이고, 도 6b는 도 6a에서의 DD를 따라서 취한 단면도이다.
이하에서는 도 6a 및 도 6b를 참조하여 메인 회로기판(181)에 형성되는 유전체(135) 및 급전부(131)에 대하여 설명하기로 한다.
도 6a는 상기 메인 회로기판(181)의 단부에 복수의 절개부가 형성되고, 상기 절개부에 상기 복수의 유전체(135)가 배치된 것을 도시한 것이다. 이와 같이, 상기 메인 회로기판(181)의 단부가 볼록한 부분과 오목한 부분으로 형성되도록 하고, 상기 오목한 부분에 상기 복수의 유전체(135)가 배치되도록 할 수 있다. 상기 오목한 부분은 메인 회로기판(181)의 일부가 절개되어 형성된 부분이므로 절개부로 명명될 수도 있다.
이는 도 10 내지 도 11c에 도시된 바와 같다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 회로기판(181)의 개략적인 형상을 도시한 것이고, 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 유전체(135)가 메인 회로기판(181)에 배치되는 형상을 도시한 것이다. 도 10 및 도 11a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 메인 회로기판(181)의 상단부 일부가 절개되어 볼록부(181a)와 오목부(181b)에 의해 요철(凹凸) 형상을 이루며, 도 11b에 도시된 바와 같이, 복수의 유전체(135)가 상기 오목부(181b)에 삽입된다. 상기 복수의 유전체(135)가 상기 오목부(181b)의 크기와 동일하게 하면, 도 11c에 도시된 바와 같이, 외관상 단일의 메인 회로기판(181)을 형성하는 것처럼 보여질 수 있다. 이때, 상기 복수의 유전체(135)의 형상은 직육면체인 경우가 상기 오목부(181b)에 삽입되는 것이 용이하다.
이때, 상기 복수의 유전체(135) 사이의 간격은 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 대응되는 파장(λ)의 0.45~0.7배인 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의 유전체(135)들의 간격이 반드시 서로 일정할 필요는 없고, 안테나 특성에 따라 동일 또는 상이한 간격으로 배치될 수도 있다.
다시 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 메인 회로기판(181)의 내부에는 안테나용 칩(132)(chip)이 구비되고, 상기 칩(132)으로부터 상기 유전체(135)까지 급전부(131)가 연장 형성된다. 이때, 급전부(131)를 형성하는 방식으로는 비아 타입(Via Type), 스트립 패치 타입(Strip patch type), 이중 급전 타입(dual feeding type) 등이 있다.
상기 비아 타입은 상기 유전체(135) 내부에 비아홀(via hole)을 형성하고, 상기 비아홀에 유전체(135)가 배치되는 경우를 의미한다. 즉, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 칩(132)으로부터 형성되는 급전부(131b)가 상기 유전체(135)의 내부로 삽입되어 배치되는 경우이다.
그리고, 상기 스트립 패치 타입은 스트립 형태의 급전부(131a)가 유전체(135)의 측면에 접촉되도록 배치되는 경우를 의미한다. 이는 도 6b에서 도시된 바와 같이, 칩(132)으로부터 연장 형성되는 급전부(131a)가 유전체(135)의 표면에 접촉되도록 배치되는 경우이다.
한편, 도 7과 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 안테나를 도시한다. 이와 관련하여, 도 7은 그라운드 면의 배치 방식에 따른 두 가지 방식의 유전체 안테나의 구조를 도시한다. 또한, 도 8은 연직 그라운드 면 에지(Vertical ground plane edge) 방식의 유전체 안테나의 후면도, 사시도, 전면도 및 측면도를 도시한다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1구조는 그라운드 면(182a)이 배면에 위치하고, 상기 그라운드 면(182a) 상에 유전체(135a)가 배치된 구조이다. 이와 같은 제1구조는 수평 그라운드 면(Perpendicular ground plane) 상에 배치(mount)되는 유전체 안테나에 해당하므로, 수평 그라운드 면 구조로 지칭될 수 있다.
또한, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2구조는 급전부(131b)와 그라운드 면(182b)를 포함하는 회로기판(181b)이 유전체(135b) 내부에 삽입된 구조이다. 이와 같은 제2구조는 연직 그라운드 면 에지(Perpendicular ground plane edge)를 통해 배치(mount)되는 유전체 안테나에 해당하므로, 연직 그라운드 면 에지 구조로 지칭될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 구조에 해당하는 수평 그라운드 면 구조와 연직 그라운드 면 에지 구조에 대하여, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제1구조와 관련하여, 상기 그라운드 면(182a)은 적층된 메인 회로기판(181)를 통과하는 복수의 비아 홀 형태로 구현될 수 있거나 또는, 내부 회로에 해당하는 상기 안테나 칩(132)의 표면 상에 구현될 수 있다. 상기 복수의 비아 홀이 상기 그라운드 면(182a)으로 동작하는 경우, 상기 복수의 비아 홀의 개수는 다음과 같이 결정될 수 있다. 즉, 상기 복수의 비아 홀이 일정 간격 이하로 일정 영역 이상 배치되도록 상기 복수의 비아 홀의 개수가 결정될 수 있다. 한편, 도 6를 참조하면, 상기 제1 구조는 스트립 형태의 급전부(131a)에 의해 상기 유전체(135a)에 신호가 인가되는 구조이다.
다음으로, 상기 제2 구조와 관련하여, 상기 급전부(131b)와 상기 그라운드 면(182b)를 포함하는 상기 회로기판(181b)은 상기 메인 회로 기판(181)과 별도로 구비될 수 있다. 이를 위해, 상기 유전체(135b)에 상기 회로기판(181b)의 적어도 일부가 돌출되도록 삽입하고, 상기 돌출된 일부가 상기 메인 회로 기판(181)의 삽입부를 통해 체결될 수 있다.
한편, 도 8은 연직 그라운드 면 에지 구조를 갖는 유전체 안테나의 (a)후면도, (b)사시도, (c)전면도 및 (d)측면도를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 그라운드 면(182b)은 상기 회로 기판(181b)의 후면의 하단부에 일정한 너비(Lg)로 배치된다. 또한, 상기 유전체(135b)는 상기 그라운드 면(182b)의 일단으로부터 이격(g)된 위치까지 삽입된다. 한편, 스트립 형태의 급전부(132b)가 상기 유전체(135b)로 신호를 인가한다. 이때, 상기 급전부(132b)는 상기 유전체(135b)에 직접 부착되거나, 또는 상기 유전체(135b)가 배치되는 상기 회로기판(181b)의 금속 패드를 통해 상기 유전체(135b)에 연결될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 유전체(135)은 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 한편, 상기 유전체(135)는 방사 성능(radiation performance)을 포함하는 안테나 성능을 향상시키기 위해 최적화될 수 있다. 이와 관련하여, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 안테나의 형상을 도시한다.
이와 관련하여, 제2유전체(135c)는 도 2 내지 도 8에 도시된 상기 유전체(135, 135a, 135b)에서 내부 영역이 제거된 형상을 갖는다. 즉, 상기 제2유전체(135)는 상기 유전체(135, 135a, 135b) 내부에 두 개의 직육면체 영역에 해당하는 제1 및 제2슬롯(136a, 136b)이 제거된 형상을 갖는다. 이때, 상기 제2유전체(135)의 길이가 LD1+LD2이고, 폭은 W이다. 또한, 상기 제1 및 제2슬롯(136a, 136b)은 길이가 각각 WL1 및 WL2이고 폭은 WW이다.
상기 유전체 (135, 135a, 135b)는 내부에서 원하지 않는 고차 모드(higher order mode) 성분에 의해 비대칭 방사 패턴(asymmetric radiation pattern)를 가질 수 있다. 따라서, 상기 유전체(135, 135a, 135b)의 내부에서 고차 모드에 의한 불요 방사(unwanted radiation)를 제거할 필요가 있다. 즉, 상기 유전체(135, 135a, 135b)에서 상기 고차 모드 성분이 큰 영역에 상기 제1 및 제2슬롯(136a, 136b)을 배치하여 상기 제2 유전체(135c)가 형성된다. 이때, 슬롯의 개수는 두 개에 한정되는 것은 아니고, 고차 모드 성분의 분포에 따라 자유롭게 변경 가능하다. 또는, 상기 슬롯들의 길이와 폭은 서로 다른 치수를 가질 수 있다. 또는, 상기 제1 및 제2슬롯(136a, 136b)들은 내부가 빈 형태일 뿐만 아니라, 내부가 막힌 형태일 수도 있다.
이하에서는, 복수의 급전부가 구비되는 유전체 안테나에 대해 설명한다. 상기 복수의 급전부가 구비되는 타입은 이중 급전 타입으로 지칭될 수 있다. 상기 이중 급전 타입은 2 이상의 급전부(131c,131d)가 배치되는 경우로, 도 14b에 도시된 제1 및 제2 급전부(131c,131d)가 동시에 구비되는 경우를 의미한다. 이에 대하여는 후술하기로 한다. 이외에도 급전 방식에는 진행파 여기 타입(traveling wave exciting type) 등이 있다.
이와 같은 방사 유전체(135)에 의해 안테나를 구현하기 위해서는 이미 구비되어 있는 안테나 장치의 성능에 영향을 미치지 않도록 해야 한다. 특히, 이동 단말기(100)의 커버가 금속 재질로 이루어지는 경우에는 비금속부재(105)에 의해 슬릿(slit)을 형성한 후, 상기 비금속부재(105) 영역으로 방사가 이루어지도록 방사 유전체(135)가 배치되어야 한다.
즉, 도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)의 외관을 도시한 것인데, 도 13a를 참조하면, 이동 단말기(100)의 상부 및 하부에는 비금속부재(105,105a,105b)가 형성되어 슬릿을 형성하도록 하였다. 또한, 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속부재(105)와 중첩되도록 형성되는 안테나 어레이를 도시한 것인데, 도 13b에 도시된 바와 같이, 상기 비금속부재(105)를 통한 방사가 이루어지도록 다수의 방사 유전체(135)가 상기 비금속부재(105)와 중첩되는 영역에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 중첩된다는 것은 두 개의 물체가 서로 접촉되거나 공간적으로 이격되어 특정 방향에서 바라볼 때 적어도 일부가 겹쳐지는 것을 의미한다.
이때, 상기 비금속부재(105)를 단말기 바디의 후면을 덮도록 형성되고, 이동 단말기(100)의 폭방향으로 형성되는 제1 비금속부재(105a)와, 상기 제1 비금속부재(105a)로부터 연장되고 상기 이동 단말기(100)의 상단면 또는 하단면을 덮도록 형성되는 제2 비금속부재(105b)를 포함할 수 있다. 이는 이동 단말기(100)의 후면 및/또는 측면이 금속 재질로 이루어지는 경우에 대한 것으로, 이동 단말기(100)의 커버가 금속 재질이 아닌 경우에는 상기 유전체(135)의 배치는 크게 문제되지 않는다. 즉, 커버(103)가 금속 재질이 아닌 경우에는 커버(103)가 유전체(135)에 의한 방사에 크게 영향을 미치지 않으므로, 유전체(135)의 위치 자유도가 높아진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 비금속부재(105a)와 중첩되는 위치에 제1 유전체(135a)가 배치되도록 하였고, 상기 제2 비금속부재(105b)와 중첩되는 위치에는 제2 유전체(135b)가 배치되도록 하였다. 상기 제2 유전체(135b)는 도 11a 및 도 11b에 도시하였다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 유전체(135)가 링 부재(106)에 인접하여 형성되는 것을 도시한 것인데, 이를 위하여 상기 복수의 유전체(135)는 V 형상으로 하였다. 즉, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 상기 제2 유전체(135b)는 이동 단말기(100)의 상단면과 접촉되도록 형성될 수 있는데, 제2 유전체(135b)는 제1 브랜치(135b')와 제2 브랜치(135b'')로 이루어진다. 제1 및 제2 브랜치(135b',135b'')는 대략 V 형상으로 이루어지며, 각각 제1 급전부(131c)와 제2 급전부(131d)에 의해 이중 급전 방식으로 급전되도록 하였다. 이때, 진행파 급전 메커니즘(traveling wave feeding mechanism)을 이용하여 상기 유전체(135)를 여기(excitation)시킬 수도 있다.
이때, 금속 재질의 링 부재(106)가 방사(radiation)에 방해될 수 있으므로 야기 다이폴 모드(Yagi Dipole Mode)와 유전 방사체(dielectric resonator)를 혼용하여 사용함으로써 링 부재(106) 자체가 반사체(reflector)로서 동작하는 것을 막을 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 상기 유전 방사체의 형상을 V 형상으로 구현하였으며, 상기 제1 브랜치(135b')와 제2 브랜치(135b'')의 사이에서의 전기장의 영향을 무시될 수 있다.
이때, 상기 제2 비금속부재(105b)에 관통홀(107)이 형성되고, 상기 관통홀(107)을 통하여 상기 제1 브랜치(135b')의 끝단이 외부에 노출될 수도 있다. 이는 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 유전체(135)가 비금속부재(105)를 관통하여 형성된 것을 도시한 것인데, 도 12를 참조하면, 상기 비금속부재(105) 중 제1 비금속부재(105a)에는 복수의 관통홀(107)이 형성되고, 상기 복수의 유전체(135)가 상기 복수의 관통홀(107)을 관통하여 외부에 노출되도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 유전체(135)의 적어도 일부가 비금속부재(105)와 중첩되도록 배치되고, 경우에 따라서는 외부에 노출될 수도 있다.
전술한 본 발명의 안테나를 설계하거나 또는 안테나로 인가되는 신호를 제어하는 것은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 일 실시예는 5G 안테나가 적용되는 이동 단말기에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 단말기 바디;
    상기 단말기 바디의 내부에 구비되어 제1 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제1 안테나 장치; 및
    상기 제1 안테나에 인접하여 형성되고 제2 주파수 대역의 공진주파수를 구현하는 제2 안테나 장치를 포함하고,
    상기 제2 안테나 장치는 방사체로 작동하는 복수의 유전체를 포함하여 이루어지는 안테나 어레이(antenna array)인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말기 바디의 내부에 구비되고 상기 복수의 유전체가 배치되는 메인 회로기판; 및
    상기 복수의 유전체를 급전시키도록 상기 메인 회로기판에 형성되는 급전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 유전체는 상기 메인 회로기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말기 바디는 금속 재질의 커버를 포함하여 이루어지고,
    상기 커버에는 비금속부재가 배치되며,
    상기 제2 안테나 장치는 상기 비금속부재와 중첩되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버는 상기 단말기 바디의 상단면을 덮는 비금속부재를 포함하도록 형성되고,
    상기 복수의 유전체는 상기 비금속부재와 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 유전체는 V 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 비금속부재에는 복수의 홀이 형성되고, 상기 복수의 유전체가 상기 복수의 홀을 관통하여 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체 사이의 간격은 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 대응되는 파장(λ)의 0.45~0.7배인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유전체의 빔포밍(beam forming)에 의해 방사 패턴이 전방향(omni-directional)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 메인 회로기판의 단부가 복수의 절개부가 형성되고, 상기 절개부에 상기 복수의 유전체가 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 급전부는,
    비아 타입(Via Type), 스트립 패치 타입(Strip patch type), 이중 급전 타입(dual feeding type) 중 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는 그라운드 면 상에 배치되고,
    상기 그라운드 면은 적층된 메인 회로기판을 통과하는 복수의 비아 홀에 의해 형성되거나, 또는
    상기 그라운드 면은 내부 회로에 해당하는 안테나 칩의 표면 상에 구현되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  13. 제1항에 있어서,
    급전부와 그라운드 면을 포함하는 회로기판이 상기 유전체 내부에 상기 회로기판의 적어도 일부가 돌출되도록 삽입되고,
    상기 유전체는 상기 그라운드 면의 일단으로부터 이격된 위치까지 삽입되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 돌출된 일부가 메인 회로 기판의 삽입부를 통해 체결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는 고차 모드 성분이 큰 내부 영역에 제1 및 제2 슬롯이 제거된 형상을 갖고,
    상기 제1 및 제2 슬롯은 길이가 각각 WL1 및 WL2이고 폭은 WW인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190133961A (ko) * 2018-05-24 2019-12-04 삼성전자주식회사 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
KR20190141474A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 삼성전자주식회사 도전성 패턴을 포함하는 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
WO2020096194A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including antenna module
WO2020116968A1 (ko) * 2018-12-05 2020-06-11 삼성전자 주식회사 인쇄 회로 기판의 일면을 통해 외부로 드러나는 신호선을 포함하고, 상기 신호선과 전기적으로 연결된 도전부재를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
EP3820126A4 (en) * 2018-09-06 2021-10-27 Samsung Electronics Co., Ltd. ELECTRONIC DEVICE WITH 5G ANTENNA MODULE

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111864350B (zh) 2019-04-29 2021-08-24 北京小米移动软件有限公司 天线和终端
CN111478045A (zh) * 2020-04-10 2020-07-31 维沃移动通信有限公司 一种电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070095292A (ko) * 2005-01-17 2007-09-28 안테노바 리미티드 순수 유전체 안테나 및 관련 기기
KR20100049259A (ko) * 2008-11-03 2010-05-12 주식회사 아모텍 휴대 단말용 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말
KR20100060887A (ko) * 2008-11-28 2010-06-07 한국과학기술원 다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을포함하는 통신 시스템
KR20110052886A (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 주식회사 아모텍 역 에프형 내장형 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말기
KR101288159B1 (ko) * 2010-11-29 2013-07-18 주식회사 에이스테크놀로지 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004201018A (ja) * 2002-12-18 2004-07-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 誘電体共振器複合アンテナ
JP2007524323A (ja) * 2004-02-25 2007-08-23 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ アンテナアレイ
CN102130376B (zh) * 2011-01-26 2013-06-26 浙江大学 一种微带缝隙耦合馈电的三频介质谐振天线
KR20120104896A (ko) * 2011-03-14 2012-09-24 삼성전자주식회사 초고주파 패키지 모듈
US9531087B2 (en) * 2013-10-31 2016-12-27 Sony Corporation MM wave antenna array integrated with cellular antenna
US10186753B2 (en) 2014-01-31 2019-01-22 Tdk Corporation Antenna device and portable electronic device using the same
WO2015133842A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device and electronic device having the antenna device
JP6402421B2 (ja) * 2014-03-25 2018-10-10 北川工業株式会社 電磁波シールド部材、及び電磁波シールド構造
KR102185196B1 (ko) * 2014-07-04 2020-12-01 삼성전자주식회사 무선 통신 기기에서 안테나 장치
US10056683B2 (en) * 2015-11-03 2018-08-21 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Dielectric resonator antenna array system
US10381735B2 (en) * 2016-03-21 2019-08-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Multi-band single feed dielectric resonator antenna (DRA) array
KR20190005030A (ko) * 2017-07-05 2019-01-15 엘지전자 주식회사 전자장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070095292A (ko) * 2005-01-17 2007-09-28 안테노바 리미티드 순수 유전체 안테나 및 관련 기기
KR20100049259A (ko) * 2008-11-03 2010-05-12 주식회사 아모텍 휴대 단말용 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말
KR20100060887A (ko) * 2008-11-28 2010-06-07 한국과학기술원 다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을포함하는 통신 시스템
KR20110052886A (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 주식회사 아모텍 역 에프형 내장형 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말기
KR101288159B1 (ko) * 2010-11-29 2013-07-18 주식회사 에이스테크놀로지 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3537536A4 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190133961A (ko) * 2018-05-24 2019-12-04 삼성전자주식회사 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
KR102463499B1 (ko) * 2018-05-24 2022-11-04 삼성전자주식회사 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
US11522271B2 (en) 2018-05-24 2022-12-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna and electronic device comprising same
KR20190141474A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 삼성전자주식회사 도전성 패턴을 포함하는 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
EP3766231A4 (en) * 2018-06-14 2021-04-21 Samsung Electronics Co., Ltd. ANTENNA WITH CONDUCTIVE PATTERN AND ELECTRONIC DEVICE WITH IT
US11114747B2 (en) 2018-06-14 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna including conductive pattern and electronic device including the same
KR102431462B1 (ko) * 2018-06-14 2022-08-11 삼성전자주식회사 도전성 패턴을 포함하는 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
EP3820126A4 (en) * 2018-09-06 2021-10-27 Samsung Electronics Co., Ltd. ELECTRONIC DEVICE WITH 5G ANTENNA MODULE
WO2020096194A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including antenna module
US11552392B2 (en) 2018-11-07 2023-01-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including antenna module
WO2020116968A1 (ko) * 2018-12-05 2020-06-11 삼성전자 주식회사 인쇄 회로 기판의 일면을 통해 외부로 드러나는 신호선을 포함하고, 상기 신호선과 전기적으로 연결된 도전부재를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치

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