WO2020145419A1 - Electronic device comprising antenna - Google Patents

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WO2020145419A1
WO2020145419A1 PCT/KR2019/000255 KR2019000255W WO2020145419A1 WO 2020145419 A1 WO2020145419 A1 WO 2020145419A1 KR 2019000255 W KR2019000255 W KR 2019000255W WO 2020145419 A1 WO2020145419 A1 WO 2020145419A1
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WO
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antenna
electronic device
feeding
disposed
patch
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/000255
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
유승우
이주희
정준영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46Electric supply lines or communication lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device having an antenna. More particularly, it relates to an electronic device having an array antenna.
  • Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they are movable. Again, electronic devices may be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals according to whether the user can directly carry them.
  • the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and output of an image or video to the display.
  • an electronic game play function is added or a multimedia player function is performed.
  • recent mobile terminals can receive multicast signals that provide visual content such as broadcast and video or television programs.
  • Such electronic devices have diversified functions, for example, they are implemented in the form of a multimedia player equipped with complex functions such as taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
  • the mobile terminal may be configured to provide 5G communication service in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using a Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected to provide 5G communication service using millimeter wave (mmWave) band in addition to Sub6 band for faster data rate.
  • mmWave millimeter wave
  • a mobile terminal has a problem in that a space for arranging an antenna on the side becomes more insufficient as a thin and low-profile structure is required. Accordingly, as the antenna is disposed on the side of the electronic device, the area of the ground is reduced, thereby deteriorating the antenna performance.
  • the antenna feeding in the millimeter wave band is likely to use a coupling type feeding method for more broadband operation.
  • a coupling type feeding method there is a problem that the performance of the antenna element deteriorates due to an alignment error between the antenna element and a feeding line disposed on a different substrate.
  • the present invention aims to solve the above and other problems.
  • another object is to provide an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of the performance change of the antenna element in a higher frequency band and an electronic device supporting the antenna configuration.
  • Another object of the present invention is to provide an electronic device having a configuration in which antenna elements in which the sensitivity of the antenna performance change is relaxed can be arranged on the side of the electronic device.
  • an electronic device having an antenna according to the present invention is provided.
  • the electronic device is a feeding unit composed of an antenna disposed on a side of an electronic device and disposed on a substrate, and a spiral-shaped feeding line disposed under the antenna to feed the coupling to the antenna.
  • the power supply unit includes first and second power supply units for coupling and feeding so that the antenna resonates with a double polarization, and an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of the performance change of the antenna element using a spiral type feeding structure. And electronic devices supporting such an antenna configuration.
  • the length between can be determined.
  • the leakage field may be reduced to reduce the thickness of the module in which the antenna is disposed.
  • the antenna is a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction, and each of the array antennas is dual fed by the first and second feeders. feeding).
  • the first and second feeders are formed with the same length and width, and may be symmetrical left and right based on the circular patch.
  • the sum of the areas of the first and second feeders may be 40 to 50% of the area of the antenna.
  • the antenna is fed orthogonally in a diagonal direction by the first and second feeders to transmit or receive the orthogonal diagonal first and second polarization signals can do.
  • the antenna may include: an active patch antenna coupled and fed by the first and second feeders; And a stack patch antenna disposed on the active patch antenna and configured to operate in a wide band.
  • the active patch antenna and the stack patch antenna are circular patch array antennas that can be formed to the smallest size to reduce antenna radiator size and prevent interference between the antenna radiators. array antenna).
  • the diameter of the stack patch antenna may be set larger than the diameter of the active patch antenna so that the gain of the antenna radiator is optimized.
  • the shape of the substrate on which the circular patch array antenna is disposed may have an asymmetrical shape in which a horizontal ground region is less than a vertical ground region so that it can be disposed on a side surface of the electronic device. It may be in the form of an asymmetric ground.
  • An electronic device having an array antenna according to another aspect of the present invention is provided.
  • the electronic device is arranged on a side of the electronic device, an array antenna disposed on a substrate, and a spiral-type feeding line disposed below the array antenna to feed power to each antenna element of the array antenna.
  • It comprises a feeding unit (feeding unit), the feeding unit includes a first feeding unit and a second feeding unit for coupling and feeding so that the antenna element resonates with a double polarization.
  • the first power supply unit is coupled by the first power combiner, and may be connected to the first power amplifier and the first receive amplifier.
  • the second power supply unit may be coupled by a second power combiner to be connected to the second power amplifier and the second receive amplifier.
  • the electric field is supplied to the antenna element by the first feeding unit, and an electric field is formed in a first polarization direction to operate as the first antenna.
  • an electric field may be supplied to the antenna element in the direction of the second polarization by being fed by the second feeding unit to operate as a second antenna. Accordingly, the second polarization direction is formed perpendicular to the first polarization direction, so that the first antenna and the second antenna may operate as a multiple input multiple output (MIMO) antenna.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the length between can be determined.
  • the leakage field may be reduced to reduce the thickness of the module in which the antenna is disposed.
  • the antenna is a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction, and each of the array antennas is dual fed by the first and second feeders. feeding).
  • the first and second feeders are formed with the same length and width, and may be symmetrical left and right based on the circular patch.
  • An electronic device having an antenna according to the present invention has an advantage of providing an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of a change in performance of an antenna element using a spiral-type feeding structure and an electronic device supporting the antenna configuration. have.
  • an electronic device having a configuration capable of being arranged in a low-profile structure on the side of the electronic device by adopting a circular patch form having a reduced size and through spiral feeding in a specific feeding direction. It has the advantage of being able to.
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views illustrating an example of an electronic device related to the present invention in different directions.
  • FIG. 2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
  • FIG 3 shows an array antenna structure of various configurations according to the present invention.
  • FIG. 4 shows a circular patch antenna structure in which the dual patch method of the circular patch antenna and the spiral type according to the present invention is adopted.
  • FIG. 5 shows an electric field shape in a spiral-type power feeding unit according to the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing deterioration of antenna performance according to manufacturing or alignment error of a certain number in the antenna structure according to the present invention.
  • FIG. 8 shows the same antenna characteristics for each polarization in a feeding method using a diagonal mode in an asymmetric ground structure as in the present invention.
  • FIG. 9 shows various examples in which a circular patch antenna according to the present invention is disposed together with a square patch antenna operating in different frequency bands.
  • FIG. 10 shows an equivalent circuit for explaining the operation of a spiral patch dual feeder and a stacked circular patch antenna according to the present invention.
  • FIG. 11 shows the reflection coefficient characteristics and the isolation characteristics between the dual polarizations of the circular patch antenna of the spiral type double feeder and the stack structure according to the present invention.
  • FIG. 12 shows the structure of a dual polarized circular patch array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention.
  • FIG. 13 shows a structure in which a dual polarization array antenna having a spiral feeding structure according to the present invention is connected to a transmitting and receiving circuit.
  • Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, and slate PCs.
  • Tablet PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device wearable device, for example, a watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included have.
  • the configuration according to the embodiment described in the present specification can be easily recognized by those skilled in the art that the configuration may be applied to a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, and a digital signage, except when applicable only to a mobile terminal. will be.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an electronic device related to the present invention as viewed from different directions.
  • the electronic device 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a control unit 180, and a power supply unit 190 ) And the like.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential for implementing an electronic device, and thus, the electronic device described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 among the components, between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 and an external server It may include one or more modules that enable wireless communication between. Also, the wireless communication unit 110 may include one or more modules connecting the electronic device 100 to one or more networks.
  • the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111, a 5G wireless communication module 112, a short-range communication module 113, and a location information module 114.
  • the 4G wireless communication module 111 may transmit and receive 4G base stations and 4G signals through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to a 4G base station. Also, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from a 4G base station.
  • uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to a 4G base station.
  • downlink (DL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G received signals received from a 4G base station.
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network.
  • the 4G base station and the 5G base station may have a non-stand-alone (NSA) structure.
  • the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in the cell.
  • the 5G base station may be arranged in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. At this time, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to a 5G base station. Also, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G reception signals from a 5G base station.
  • the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, which may be referred to as LTE re-farming.
  • a 5G frequency band a Sub6 band, which is a band of 6 GHz or less, may be used.
  • the millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication.
  • the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with the base station.
  • a 5G communication system may support a larger number of multi-input multi-output (MIMO) to improve transmission speed.
  • MIMO multi-input multi-output
  • uplink (UL) MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to a 5G base station.
  • DL MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
  • DC dual connectivity
  • a dual connection between a 4G base station and a 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
  • the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput can be improved through inter-CA (carrier aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station can be In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
  • the short-range communication module 113 is for short-range communication, BluetoothTM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, NFC (Near Field Communication), by using at least one of Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology, it can support short-range communication.
  • the short-range communication module 114 may be provided between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or through the electronic device 100 through wireless area networks. ) And other electronic devices 100 or a network in which an external server is located may support wireless communication.
  • the short-range wireless communication network may be wireless personal area networks (Wireless Personal Area Networks).
  • short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
  • short-range communication may be performed by a device-to-device (D2D) method between electronic devices without going through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation is performed using at least one of the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113. This can be done.
  • 4G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113.
  • 5G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113.
  • the location information module 114 is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and representative examples thereof include a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • WiFi Wireless Fidelity
  • the electronic device utilizes a GPS module
  • the position of the electronic device may be acquired using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the Wi-Fi module is used as an electronic device
  • the location of the electronic device may be acquired based on information of a Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
  • AP wireless access point
  • the location information module 115 may perform any function of other modules of the wireless communication unit 110 in order to obtain data regarding the location of the electronic device by substitution or additionally.
  • the location information module 115 is a module used to obtain a location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or acquires the location of the electronic
  • the location of the electronic device may be obtained based on the information of the 5G wireless communication module and the 5G base station that transmits or receives the wireless signal.
  • the 5G base station in the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a small coverage, so it is advantageous to acquire the location of the electronic device.
  • the input unit 120 may include a camera 121 for inputting a video signal or a video input unit, a microphone for inputting an audio signal (microphone 122), or an audio input unit, a user input unit 123 for receiving information from a user, for example , A touch key, a mechanical key, and the like.
  • the voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed by a user's control command.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, surrounding environment information surrounding the electronic device, and user information.
  • the sensing unit 140 includes a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity G-sensor, gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor (IR sensor), fingerprint scan sensor, ultrasonic sensor , Optical sensor (e.g., camera (see 121)), microphone (see 122, battery), battery gauge, environmental sensor (e.g. barometer, hygrometer, thermometer, radioactivity sensor, Thermal sensor, gas sensor, etc.), chemical sensors (for example, electronic nose, health care sensor, biometric sensor, etc.).
  • the electronic device disclosed in this specification may combine and use information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is for generating output related to vision, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154 can do.
  • the display unit 151 may form a mutual layer structure with the touch sensor or may be integrally formed, thereby realizing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the electronic device 100 and a user, and at the same time, provide an output interface between the electronic device 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a passage with various types of external devices connected to the electronic device 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, a video input/output (I/O) port, and an earphone port.
  • I/O audio input/output
  • I/O video input/output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100.
  • the memory 170 may store a number of application programs (application programs) driven by the electronic device 100, data for operating the electronic device 100, and instructions. At least some of these applications can be downloaded from external servers via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of shipment for basic functions of the electronic device 100 (for example, an incoming call, a calling function, a message reception, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the electronic device 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the electronic device.
  • the controller 180 controls the overall operation of the electronic device 100 in addition to the operations related to the application program.
  • the controller 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive the application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the electronic device 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives external power and internal power to supply power to each component included in the electronic device 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Further, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the disclosed electronic device 100 includes a terminal body in the form of a bar.
  • the present invention is not limited to this, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type to which two or more bodies are movably coupled.
  • the description of a specific type of electronic device may be generally applied to other types of electronic devices.
  • the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
  • the electronic device 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As illustrated, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a display unit 151 is disposed on the front of the terminal body to output information. As illustrated, the window 151a of the display unit 151 is mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • electronic components may also be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, and a memory card.
  • a rear cover 103 for covering the mounted electronic component may be detachably coupled to the rear case 102. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside. Meanwhile, some of the side surfaces of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the engagement. Meanwhile, an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside may be provided in the rear cover 103.
  • the electronic device 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, a light output unit 154, the first and second units Cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, a microphone 122, and an interface unit 160 may be provided.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven by the electronic device 100, or UI (User Interface) or GUI (Graphic User Interface) information according to the execution screen information. .
  • two or more display units 151 may be present depending on the implementation form of the electronic device 100.
  • the electronic devices 100 may have a plurality of display units spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so that a control command can be input by a touch method. Using this, when a touch is made to the display unit 151, the touch sensor detects the touch, and the controller 180 can be configured to generate a control command corresponding to the touch based on the touch.
  • the content input by the touch method may be a letter or a number, or an instruction or designable menu item in various modes.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit 123 (see FIG. 1A ). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first operation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that delivers a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loud speaker that outputs various alarm sounds or multimedia playback sounds. ).
  • the light output unit 154 is configured to output light to notify when an event occurs. Examples of the event include message reception, call signal reception, missed calls, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the control unit 180 may control the light output unit 154 so that the output of light is terminated when the user's event confirmation is detected.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or video obtained by an image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151, and may be stored in the memory 170.
  • the first and second operation units 123a and 123b are examples of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may also be collectively referred to as a manipulating portion. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates the device while receiving a tactile feeling, such as touch, push, scroll. Also, the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a way that the user operates without a tactile feeling through a proximity touch, a hovering touch, or the like.
  • the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 is a passage through which the electronic device 100 can be connected to an external device.
  • the interface unit 160 is a connection terminal for connection with other devices (eg, earphones, external speakers), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth) Port, Wireless LAN Port, etc.], or at least one of a power supply terminal for supplying power to the electronic device 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket that accommodates an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM) or a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • a second camera 121b may be disposed on the rear side of the terminal body.
  • the second camera 121b has a shooting direction substantially opposite to the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an array camera.
  • images may be captured in a variety of ways using a plurality of lenses, and better quality images may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b. When the flash 124 photographs the subject with the second camera 121b, light is directed toward the subject.
  • a second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, or may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or may be formed in the case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal.
  • the antenna may be formed of a film type and attached to the inner surface of the rear cover 103, or a case including a conductive material may be configured to function as an antenna.
  • a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO.
  • the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band
  • mmWave millimeter wave
  • a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the electronic device 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 built in the terminal body or configured to be detachable from the outside of the terminal body.
  • the electronic device includes a first power amplifier 210, a second power amplifier 220 and an RFIC 250. Also, the electronic device may further include a modem (Modem 400) and an application processor (AP).
  • the modem (Modem, 400) and the application processor (AP, 500) is physically implemented in one chip, it may be implemented in a logical and functionally separated form.
  • the present invention is not limited thereto, and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
  • the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 at the receiver.
  • LNAs low noise amplifiers
  • the first power amplifier 210, the second power amplifier 220, the control unit 250 and the plurality of low noise amplifiers 310 to 340 are all operable in the first communication system and the second communication system.
  • the first communication system and the second communication system may be 4G communication systems and 5G communication systems, respectively.
  • the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto, and may be configured as a 4G/5G separated type according to an application.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, and has an advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
  • the RFIC 250 when configured as a 4G/5G separated type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 250 when the band difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is composed of a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separated type.
  • the RFIC 250 when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separated type, there is an advantage that the RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separated type, it is possible that the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated and physically implemented in one chip.
  • the application processor (AP, 500) is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP, 500) may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400.
  • the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of an electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuits of the transmitter and receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
  • PMIC power management IC
  • the application processors AP and 500 may control the RFIC 250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in the idle mode, at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in the low power mode or is turned off (RFIC) through the modem 300 250 can be controlled.
  • RFIC turned off
  • the application processor AP, 500 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low-power communication.
  • the application processor AP 500 may control the modem 400 to enable wireless communication at the lowest power. Accordingly, even if the throughput is slightly sacrificed, the application processors AP and 500 may control the modem 400 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113.
  • the modem 300 may be controlled to select an optimal air interface.
  • the application processor (AP, 500) may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery power and available radio resource information.
  • the application processor (AP, 500) may receive the remaining battery information from the PMIC, the available radio resource information from the modem 400. Accordingly, if the remaining battery power and available radio resources are sufficient, the application processors AP and 500 may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the multi-transceiving system of FIG. 2 may integrate a transmitter and a receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage in that the circuit part that integrates the two types of system signals can be eliminated at the RF front-end.
  • front end components can be controlled by an integrated transmission/reception unit, it is possible to integrate the front end components more efficiently when the transmission/reception systems are separated for each communication system.
  • the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 can control other communication systems as necessary, and has the advantage of efficient resource allocation because it can minimize system delay.
  • the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 220 are operable in both the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 4G band, and the other in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using 4 antennas as shown in FIG. 2.
  • 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
  • each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
  • 2x2 MIMO may be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas.
  • 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through UL.
  • a transmission signal may be branched from each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
  • a switch-type splitter or a power divider is built in the RFIC corresponding to the RFIC 250, so there is no need for a separate component to be placed outside, thereby improving component mountability.
  • a transmitter (TX) of two different communication systems can be selected by using a single pole double throw (SPDT) switch inside the RFIC corresponding to the controller 250.
  • SPDT single pole double throw
  • an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems may further include a duplexer 231, a filter 232, and a switch 233.
  • the duplexer 231 is configured to separate the signals of the transmission band and the reception band from each other. At this time, signals of a transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output ports of the duplexer 231. On the other hand, the signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231.
  • the filter 232 may be configured to pass signals in a transmission band or a reception band and block signals in the other band.
  • the filter 232 may be composed of a transmission filter connected to the first output port of the duplexer 231 and a reception filter connected to the second output port of the duplexer 231.
  • the filter 232 may be configured to pass only signals in the transmission band or only signals in the reception band depending on the control signal.
  • the switch 233 is configured to deliver either a transmit signal or a receive signal.
  • the switch 233 may be configured in the form of a single pole double throw (SPDT) to separate a transmission signal and a reception signal in a time division duplex (TDD) method.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in a circulator form.
  • the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD) method.
  • the switch 233 may be configured in the form of a double pole double throw (DPDT) to connect or block the transmission signal and the reception signal, respectively.
  • DPDT double pole double throw
  • the electronic device may further include a modem 400 corresponding to the control unit.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separated circuits.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be physically divided into logical or functional circuits.
  • the modem 400 may perform control and signal processing for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250.
  • the modem 400 may be obtained through control information received from a 4G base station and/or a 5G base station.
  • the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system at specific time and frequency resources. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. In addition, the RFIC 250 may control reception circuits including the first to fourth low noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
  • the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band.
  • the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto, and may be changed according to application.
  • FIG. 3 shows an array antenna structure of various configurations according to the present invention.
  • a in the case of a general linear patch array (linear patch array) can be implemented on a substrate (substrate) of a sufficient size in the length (length) and width (width) direction.
  • multiple array antennas may be arranged to support multiple input multiple output (MIMO).
  • MIMO multiple input multiple output
  • a MIMO antenna may be provided using orthogonal polarization characteristics of each antenna element of the array antenna.
  • the present invention is to propose a method of implementing a MIMO antenna (double polarization antenna) using an orthogonal polarization characteristic of an antenna element in an asymmetrical structure in which the vertical size is reduced.
  • the antenna feeding in the millimeter wave band is likely to use a coupling type feeding method for more broadband operation.
  • performance of an antenna element may be deteriorated according to an alignment error between an antenna element and a feeding line disposed on another substrate.
  • the antenna structure according to the present invention for solving the above-described antenna arrangement and performance sensitivity problems uses a circular patch antenna and a spiral-type dual feeding method.
  • the electronic device includes an antenna 1100 including an active patch antenna 1110 and a stack patch antenna 1120 and a feeding unit 1200 composed of a spiral-type feeding line. Includes.
  • the feeding portion of the patch antenna is generally excitation into a narrow area of the patch antenna, manufacturing variation is inevitable.
  • the excitation is performed as a large area of the patch antenna 1100, since the electrical excitation area itself is very wide, there is an advantage in that manufacturing errors are relatively small.
  • the antenna 1100 is disposed on the substrate and is configured to be disposed on the side of the electronic device.
  • the power supply unit 1200 is disposed under the antenna 1100 and is configured as a spiral feeding line for coupling and feeding the antenna 1100.
  • the power supply unit 1200 may include first and second power supply units 1210 and 1220 that feed the coupling so that the antenna 1100 resonates with double polarization.
  • the first and second power feeding parts 1210 and 1220 may be referred to as first and second spiral power feeding parts 1210 and 1220.
  • the antenna 1100 according to the present invention may be configured as a multi-layer substrate structure.
  • the antenna 1100 may be configured to include an active patch antenna 1110 and a stack patch antenna 1120.
  • the spiral type first and second power feeding units 1210 and 1220 are included, three substrates are stacked. As such, the bandwidth characteristics of the antenna may be improved according to the multi-layered substrate structure, but height constraint problems such as an increase in thickness may occur.
  • the structural difference between the patch array antenna for 5G and the general patch array antenna is limited in height.
  • a certain height is not secured, and difficulty in securing the bandwidth occurs.
  • difficulty may be realized in a dual resonance broadband due to a leaking field. For example, when the antenna height is 0.08 l or less (where l is a wavelength), there is a problem in securing bandwidth.
  • Table 1 shows an example of bandwidth according to the number of poles according to the present invention and a bandwidth increase ratio. Theoretically, implementation beyond Wideband with 3rd Resonance may be a difficult and inefficient approach. However, in the case of the 5G antenna, since a bandwidth increase rate of 20% is necessary for broadband operation, a triple resonant broadband structure having three or more poles must be implemented.
  • the sum of the areas of the first and second feeders 1210 and 1220 in a spiral form according to the present invention may be set to 40 to 50% of the area of the antenna 1100. Accordingly, not only the gain and broadband characteristics of the antenna according to the present invention can be optimized, but also has the advantage that the antenna performance sensitivity due to the antenna manufacturing error and the multi-substrate alignment error can be alleviated.
  • the area of the first and second feeders 1210 and 1220 of the double polarization as shown in FIG. 4 is an antenna, particularly of the active patch antenna 1220. It is desirable to be implemented as wide as about 50% of the area. Therefore, the larger the area of the coupling feeding region by the first and second feeding portions 1210 and 1220 may be, the more robust it is to process variation.
  • the area of the power supply unit 1200 is larger, it may not be matched because of the strong capacitive components of the antenna, especially the active patch antenna 1220 and the power supply unit 1200. Therefore, in the present invention, in order to overcome the difficulty of antenna matching by such a capacitive component, it is intended to add an appropriate amount of inductive component. As described above, as a method for adding an appropriate amount of the inductive component, a spiral type feeding structure is proposed as shown in FIG. 4.
  • the shape of the power supply unit 1200 may be implemented in a spiral shape in an arbitrary polygon shape or a spiral shape in a circular shape in addition to a spiral shape in an arbitrary shape, that is, a spiral shape in a square shape.
  • the shape of the power supply unit 1200 may be an optimal shape of a spiral shape having a square shape as shown in FIG. 4. This is because, in an arbitrary polygonal shape or a spiral shape in a circular shape, which is not a square-shaped spiral shape, an area of a power feeding portion is 50% or more compared to an antenna, and may not be matched due to a strong capacitive component.
  • the shape of the antenna 1100 is circular for miniaturization, but the polarization of the circular patch antenna 1100 is linear. Therefore, since the polarization of the antenna 1100 is linearly polarized, the electric field fields in the first and second feeding sections 1210 and 1220 to be fed must also be linear. Accordingly, there is an advantage that the linear electric field by the first and second power feeding units 1210 and 1220 to be fed can be optimally coupled to the antenna 1100 operating with linear polarization.
  • the present invention proposes a circular patch antenna 1100 for miniaturization of the antenna.
  • first and second feeders 1210 and 1220 in the form of a spiral in a square shape for optimal coupling with the antenna 1100 in the form of a linearly polarized wave are presented.
  • the circular patch antenna 1100 and the first and second feeders 1210 and 1220 in a rectangular spiral form are not simple combinations of shapes, but a selection of shapes that are optimal for electrical characteristics.
  • FIG. 5 shows an electric field shape in a spiral-shaped power feeding unit according to the present invention.
  • FIGS. 3 to 5 the structure and operating principle of a feeding portion in a dual-linear polarized array with asymmetric small ground according to the present invention Is presented.
  • the thickness of the antenna module can be reduced by reducing a leaking field occurring at an outer edge of the antenna element.
  • This leakage field reduction effect occurs not only in the antenna 1100 but also in the power supply unit 1200. Accordingly, there is an advantage that the power supply 1200 is insensitive to process errors in PCB design and manufacturing.
  • the spiral feeding line operates only as a feeding line, not as a radiating element. Accordingly, there is an advantage that the physical lengths of the first and second power feeding units 1210 and 1220 do not affect the resonance frequency of the antenna.
  • the analysis of the operation of the antenna 1100 by the first and second feeders 1210 and 1220 in a spiral form according to the present invention is analyzed from a circuit view (Circuit View) and a field view (Electric Field View) as follows. same.
  • the antenna 110 formed at a certain height in the ground plane may be regarded as an inductor component. Therefore, in the case of the antenna 110 having a low height, since the inductor component is small, the inductor component must be compensated by the power supply unit 1200. Therefore, in order to compensate the inductor component in the power supply unit 1200, the inductor component may be compensated by the first and second power supply units 1210 and 1220, which are spiral feeding lines.
  • the coupled feed itself also radiates.
  • a gap of a predetermined height or more between the first and second power supply units 1210 and 1220 in the form of coupling power supply and the antenna 1100 is required. Therefore, a gap of a predetermined height or higher with the antenna 1100 due to radiation by the power supply unit 1200 is a factor in increasing the height of the entire antenna.
  • the directions of the currents formed in the adjacent arms adjacent to the outermost arms are reversely formed to cancel each other so as to cancel each other out.
  • the length between the adjacent arms is determined. That is, referring to FIG. 5, it can be seen that, in the first and second feeding parts 1210 and 1220, arrow directions that are directions of electric fields in the outermost arm and the adjacent arm are formed in opposite directions.
  • the directions of the electric fields in the outermost arm and the adjacent arm are not formed in opposite directions, but may be formed in the same direction.
  • the spiral type device proposed in the present invention acts not as a radiating element, but as a feeding part, and in order to reduce the leakage field, the direction of the electric field in the outermost arm and the adjacent arm is formed in the opposite direction so that each length and The mutual separation distance can be determined.
  • the leakage field may be reduced to decrease the thickness of the module in which the antenna 1100 is disposed.
  • the antenna according to the present invention can be implemented in the form of a double feed.
  • the antenna may be a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction.
  • each antenna element 1100 of the array antenna may be dual fed by the first and second feeders 1210 and 1220.
  • the first and second power feeding units 1210 and 1220 are formed with the same length and width, and may be symmetrical left and right based on the circular patch antenna 1100. Accordingly, there is an advantage in that the electric fields formed in the first polarization direction and the second polarization direction of the circular patch antenna 1100 by the first and second feeding units 1210 and 1220 may be formed in a symmetrical shape. Accordingly, the size of the signals transmitted and received in the first polarization direction and the second polarization direction of the circular patch antenna 1100 is the same, and thus has the advantage of performing a multi-input multiple-output (MIMO) operation.
  • MIMO multi-input multiple-output
  • the first and second feeding units 1210 and 1220 are fed orthogonally in a diagonal direction to transmit or receive the orthogonal diagonal first and second polarization signals. have.
  • the antenna 1100 includes an active patch antenna 1110 that is coupled and fed by the first and second feeders 1210 and 1220.
  • the antenna 1100 may further include a stack patch antenna 1120 disposed on the active patch antenna 1110 and configured to operate in a wide band.
  • the active patch antenna 1110 and the stack patch antenna 1120 reduce the size of an antenna radiator, and can be formed with the smallest size to prevent interference between the antenna radiators (circulator) patch array antenna).
  • the diameter of the stack patch antenna 1120 may be set larger than the diameter of the active patch antenna 1110 so that the gain of the antenna radiator is optimized.
  • the diameter of the stack patch antenna 1120 is designed to be larger, there is an advantage that the gain of the antenna radiator may have a larger value.
  • the active patch antenna 1110 is formed smaller than the stack patch antenna 1120, the area difference between the active patch antenna 1110 and the spiral-shaped first and second second feeders 1210 and 1220 is reduced. can do. Accordingly, there is an advantage that it is possible to alleviate the sensitivity of antenna performance due to manufacturing and alignment errors of antennas and feeders formed on multiple substrates.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing deterioration of antenna performance according to manufacturing or alignment error of a certain number in the antenna structure according to the present invention.
  • an effect on antenna performance may be greater than a low frequency.
  • the change rate due to the error of 1 mm corresponds to 0.1, which corresponds to 1/10 of the wavelength. Therefore, the antenna performance may be greatly deteriorated by an error of 1 mm corresponding to 1/10 of the wavelength.
  • the theoretical reflection coefficient value according to the simulation has a value of ⁇ 10 dB or less, but the reflection coefficient value is deteriorated to a value of ⁇ 10 dB or more due to an error or offset of 1 mm.
  • the sum of the areas of the first and second feeders 1210 and 1220 in a spiral form may be 40 to 50% of the area of the antenna 1100, particularly the active patch antenna 1110. . Accordingly, the first and second feeders 1210 and 1220 in the form of a spiral do not operate as radiators, and thus the antenna can be miniaturized, and the antenna performance sensitivity due to antenna manufacturing and alignment errors can be reduced. have.
  • the active patch antenna 1110 is formed smaller than the stack patch antenna 1120, the active patch antenna 1110 and the first and second second feeders 1210 and 1220 in a spiral form
  • the area difference with can be reduced. Accordingly, there is an advantage that it is possible to alleviate the sensitivity of antenna performance due to manufacturing and alignment errors of antennas and feeders formed on multiple substrates.
  • the shape of the substrate on which the circular patch array antenna is arranged is asymmetrical in that the horizontal area in the horizontal direction is smaller than the ground area in the vertical direction so that it can be disposed on the side of the electronic device. It may be in the form of an asymmetric ground.
  • the present invention utilizes a Diagonal Mode in a dual-linear polarized array with asymmetric small ground. Therefore, it is advantageous in that antenna performance can be maintained even in electronic devices having a small thickness by making the performance change according to the ground plane the same.
  • FIG. 7 compares polarization characteristics in the dual mode according to the present invention.
  • 7(a) shows a field shape in a horizontal/vertical mode according to a feeding direction of 0 degrees and 90 degrees in an asymmetrical ground structure.
  • the center of the field is intensively arranged in the lower part in the vertical mode due to the space where the width of the substrate is limited.
  • Figure 8 shows the same antenna characteristics for each polarization in the feeding method using a diagonal mode in the asymmetrical ground structure as in the present invention.
  • the antenna structure according to the present invention may be arranged in combination with an antenna operating in a different frequency band.
  • the antenna according to the present invention operates in a first frequency band
  • the antenna may be disposed within a certain space with a second antenna operating in a second frequency band, which is a different frequency band.
  • both the antenna and the second antenna according to the present invention can operate in the millimeter wave band.
  • the antenna and the second antenna according to the present invention may operate in the 28 GHz band and the 39 GHz band, respectively, but are not limited thereto and may be changed according to application.
  • FIG. 9 shows various examples in which a circular patch antenna according to the present invention is disposed together with a square patch antenna operating in different frequency bands.
  • a square patch antenna 1300 operating in different frequency bands may be disposed between the circular patch antennas 1100 according to the present invention.
  • This one-dimensional array antenna has the advantage of maintaining a low height, occupying a small space, and disposing different antennas on the side of the electronic device.
  • FIG. 9(b) is a structure in which a square patch antenna 1300b operating in another frequency band according to the present invention is disposed on a two-dimensional plane, and a circular patch antenna 1100b is disposed therebetween. Therefore, this structure has an advantage in that the antenna placement height is slightly increased, but the antenna beam can be formed to have directivity in the horizontal/vertical direction.
  • the circular patch antenna according to the present invention can reduce interference with other antennas due to the higher order mode as well as shifting the frequency in the higher order mode. Therefore, there is an advantage in that isolation of the 39 GHz band between the antenna according to the present invention and the second antenna can be secured.
  • FIG. 10 shows an equivalent circuit for explaining the operation of a spiral-type dual feeder and a stacked circular patch antenna according to the present invention.
  • the first and second signals are the active patch antenna 1110, that is, the driven patch, through the coupling feeding of the first and second feeding units 1210 and 1220. 1110).
  • the first transformer 1111 may be disposed between the feeding unit 1200 and the driving patch 1110.
  • a second transformer 1121 may be disposed between the driving patch 1110 and the parasitic patch 1120.
  • a stacked patch with coupled spiral feed is proposed as a method for implementing a triple band of a 5G patch array antenna according to the present invention.
  • the antenna is not implemented at a low height in the same manner as the square patch antenna of the microstrip line method.
  • the present invention proposes an antenna structure capable of realizing triple resonance even under a low height condition of 0.08 ⁇ or less.
  • FIG. 11 shows a reflection coefficient characteristic and a dual polarization isolation characteristic of a circular patch antenna having a spiral type double feeder and a stack structure according to the present invention.
  • 11(a) shows reflection coefficient characteristics and isolation characteristics as dB values according to frequency change
  • FIG. 11(b) shows polar coordinates such as a Smith chart.
  • FIG. 11(a) it can be seen that three poles are generated in the reflection coefficient characteristics of the first and second feeders, and thus triple resonance occurs.
  • the isolation characteristic is also optimized around the center frequency of 28 GHz.
  • FIG. 11( b) it can be seen that the triple resonance occurs due to the double resonance due to the two closed curves and the additional closed loop as the two closed curves partially overlap.
  • the closed curve is generated by coupling between antennas, it can be referred to as a coupling loop, and is generated by two coupling loops of triple resonance according to the present invention.
  • the feeding part 1200 and the respective antenna elements 1110 and 1120 may be formed in a multi-layered substrate structure.
  • the antenna structure according to the present invention can be configured as a 3 Layer FPCB + 2 CCL layer.
  • the cover-layer is for preventing Cu oxidation.
  • one of the CCL layers is a form in which Cu is removed, and the other can be implemented in a patch shape on both sides.
  • the power supply unit 1200 may be implemented as an FPCB in a spiral feeding form.
  • each antenna element 1110, 1120 may be implemented in the form of a CCL layer as a stacked circle patch.
  • the multi-layer tolerance level can be implemented at a process level of about 0.1 mm in 0.2 mm z-axis in the xy axis. Do. Therefore, it is highly unlikely to be implemented according to a design scheme according to the tolerance level, and in order to satisfy a stricter tolerance level, a problem may arise in which a unit price is increased with the introduction of a very precise process machine.
  • the dual polarization antenna of the spiral feeding structure according to the present invention has an advantage of presenting a robust antenna structure capable of securing antenna performance even at a current process variation level.
  • the dual polarization antenna of the spiral feeding structure according to the present invention may be configured in the form of an array antenna.
  • FIG. 12 shows the structure of a dual polarized circular patch array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention.
  • Fig. 12 (a) is a front view of an array antenna disposed on the side of an electronic device according to the present invention.
  • Fig. 12 (b) is a side view of the array antenna disposed on the side of the electronic device according to the present invention.
  • a transceiver circuit (transceiver circuit, 250) may be electrically connected to the array antenna (1000).
  • the connector may be connected to the transceiver circuit 250 for testing purposes, but is not limited thereto, and the transceiver circuit 250 may be electrically connected to other communication circuits through various means (connectors, pins, flexible cables, etc.). have.
  • the width of the substrate in the asymmetrical ground structure according to the present invention can be implemented to be less than 3.5mm, there is an advantage that can be placed on the side of the electronic device.
  • the array antenna 1000 according to the present invention is disposed on a substrate, may be disposed on the side of the electronic device, is configured to include a plurality of antenna elements spaced from each other.
  • a feeding part composed of a spiral-type feeding line arranged under the array antenna 1000 and coupling and feeding each antenna element of the array antenna 1000. unit, 1200).
  • the power feeding part 1200 may include first and second power feeding parts 1210 and 1220 for feeding the coupling so that the antenna element resonates with double polarization.
  • the first and second feeding units 1210 and 1220 include a spiral feeding type feeding unit and a feeding line connected thereto.
  • FIG. 13 shows a structure in which a dual polarization array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention is connected to a transmission/reception circuit.
  • MIMO multiple input multiple output
  • FIG. 13 shows a structure in which a dual polarization array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention is connected to a transmission/reception circuit.
  • all of the above descriptions for a single antenna are applicable to an array antenna.
  • all of the contents to be described in the following array antenna are applicable to a single antenna.
  • the first power supply unit 1210 may be coupled by the first power combiner 1212 and connected to the first power amplifier 210 and the first receive amplifier 310.
  • the second power supply unit 1220 may be coupled by the second power combiner 1222 to be connected to the second power amplifier 220 and the second receive amplifier 340.
  • the electric field is supplied to the antenna element 1100 by the first feeding unit 1210, and an electric field is formed in a first polarization direction to operate as the first antenna.
  • the electric field is formed by the second feeding unit 1220 in the second polarization direction of the antenna element 1100 to operate as the second antenna.
  • the second polarization direction is formed perpendicular to the first polarization direction, so that the first antenna ANT1 and the second antenna ANT2 may operate as a multiple input multiple output (MIMO) antenna.
  • the baseband processor 4000 may provide different information through the first and second antennas ANT1 and ANT2 if the SINRs of the first and second antennas ANT1 and ANT2 are both above a threshold.
  • the transceiver circuit 250 can be controlled to receive the first and second information.
  • the transceiver circuit 250 may be controlled to receive the same information through the first and second antennas ANT1 and ANT2. Can.
  • the transceiver circuit 250 may be controlled to receive information only through the corresponding antenna.
  • the first and second feeders 1210, 1220, the outermost arm (outermost arm) and the adjacent outer arm (adjacent arm) in the direction of the current formed in the opposite direction is formed so as to cancel each other and the outermost arm and the The length between adjacent arms can be determined. Accordingly, as the currents cancel each other according to the determined length, the leakage field may be reduced to reduce the thickness of the module in which the antenna is disposed.
  • the antenna is a circular patch array antenna (1000) arranged in a plurality in a horizontal direction (horizontal direction), and each antenna element 1100 of the array antenna 1000 includes first and second feeders ( 1210, 1220).
  • the first and second power feeding units 1210 and 1220 are formed with the same length and width, and can be configured symmetrically left and right based on the circular patch antenna 1100. have.
  • An electronic device having an antenna according to the present invention has an advantage of providing an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of a change in performance of an antenna element using a spiral-type feeding structure and an electronic device supporting the antenna configuration. have.
  • an electronic device having a configuration capable of being arranged in a low-profile structure on the side of the electronic device by adopting a circular patch form having a reduced size and through spiral feeding in a specific feeding direction. It has the advantage of being able to.
  • the design of the power supply unit consisting of the antenna and the spiral-shaped feeding line and its driving can be implemented as computer readable code on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include a hard disk drive (HDD), solid state disk (SSD), silicon disk drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. This includes, and is also implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the computer may include a control unit 180 of the terminal.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

An electronic device comprising an antenna according to the present invention is provided. The electronic device includes: an antenna disposed on a side surface of the electronic device and disposed on a substrate; and a spiral-shaped feeding unit including a feeding line which is disposed under the antenna to couple-feed the antenna. The feeding unit includes a first and a second feeding unit to couple-feed the antenna such that the antenna is dual-polarized and resonates, and thus can provide an antenna configuration capable of reducing sensitivity to performance change of an antenna element by using a spiral-shaped feeding structure, and an electronic device to support the antenna configuration.

Description

안테나를 구비하는 전자 기기Electronic equipment with antenna
본 발명은 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic device having an antenna. More particularly, it relates to an electronic device having an array antenna.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다. Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they are movable. Again, electronic devices may be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals according to whether the user can directly carry them.
전자기기의 기능은 다양화되고 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. The functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and output of an image or video to the display. In some terminals, an electronic game play function is added or a multimedia player function is performed. In particular, recent mobile terminals can receive multicast signals that provide visual content such as broadcast and video or television programs.
이와 같은 전자기기는 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. As such electronic devices have diversified functions, for example, they are implemented in the form of a multimedia player equipped with complex functions such as taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.In order to support and increase the functions of such electronic devices, it may be considered to improve the structural part and/or software part of the terminal.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다. In addition to the above attempts, in recent years, a wireless communication system using LTE communication technology has been commercialized to provide various services. In addition, it is expected that wireless communication systems using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication service.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.In this regard, the mobile terminal may be configured to provide 5G communication service in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using a Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected to provide 5G communication service using millimeter wave (mmWave) band in addition to Sub6 band for faster data rate.
하지만, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서 어떤 안테나 소자를 이용할 것인지와 이러한 안테나 소자를 어떠한 방식으로 급전(feeding)할 것인지에 대한 구체적인 제안이 없다는 문제점이 있다.However, there is a problem in that there is no specific proposal on which antenna element to use in this millimeter wave (mmWave) band and how to feed such antenna element.
특히, 전자 기기 중 이동 단말기는 점점 얇은 두께의 로우 프로파일(low-profile) 구조를 요구함에 따라 측면에 안테나를 배치할 공간이 더욱 부족하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 이와 같이 전자 기기의 측면에 안테나를 배치함에 따라 그라운드의 면적이 감소하게 되어 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있다.Particularly, among electronic devices, a mobile terminal has a problem in that a space for arranging an antenna on the side becomes more insufficient as a thin and low-profile structure is required. Accordingly, as the antenna is disposed on the side of the electronic device, the area of the ground is reduced, thereby deteriorating the antenna performance.
또한, 밀리미터파 대역에서는 안테나 제작 오차에 따라 성능이 크게 변경되는 문제점이 있다. 특히, 밀리미터파 대역에서 안테나 급전은 보다 광대역 동작을 위해 커플링 형태의 급전 방식이 사용될 가능성이 있다. 이러한 커플링 형태의 급전 방식에서 안테나 소자와 다른 기판에 배치된 급전 라인과의 정렬 오차에 따라 안테나 소자의 성능이 열화 된다는 문제점이 있다.In addition, in the millimeter wave band, there is a problem in that performance is greatly changed according to an antenna manufacturing error. In particular, the antenna feeding in the millimeter wave band is likely to use a coupling type feeding method for more broadband operation. In such a coupling type feeding method, there is a problem that the performance of the antenna element deteriorates due to an alignment error between the antenna element and a feeding line disposed on a different substrate.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 보다 높은 주파수 대역에서 안테나 소자의 성능 변화의 민감성을 완화시킬 수 있는 안테나 구성과 이러한 안테나 구성을 지원하는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.The present invention aims to solve the above and other problems. In addition, another object is to provide an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of the performance change of the antenna element in a higher frequency band and an electronic device supporting the antenna configuration.
본 발명의 다른 일 목적은, 안테나 성능 변화의 민감성이 완화된 안테나 소자들이 전자 기기의 측면에 배치될 수 있는 구성을 갖는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an electronic device having a configuration in which antenna elements in which the sensitivity of the antenna performance change is relaxed can be arranged on the side of the electronic device.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 전자기기의 측면에 배치되고, 기판 위에 배치되는 안테나, 및 상기 안테나의 하부에 배치되어 상기 안테나를 커플링 급전하는 스파이럴 형태의 피딩 라인(feeding line)으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함한다. 이때, 상기 급전부는 상기 안테나가 이중 편파로 공진하도록 커플링 급전하는 제1 및 제2 급전부를 포함하여, 스파이럴 형태의 급전 구조를 이용하여 안테나 소자의 성능 변화의 민감성을 완화시킬 수 있는 안테나 구성과 이러한 안테나 구성을 지원하는 전자 기기를 제공할 수 있다.In order to achieve the above or other object, an electronic device having an antenna according to the present invention is provided. The electronic device is a feeding unit composed of an antenna disposed on a side of an electronic device and disposed on a substrate, and a spiral-shaped feeding line disposed under the antenna to feed the coupling to the antenna. ). At this time, the power supply unit includes first and second power supply units for coupling and feeding so that the antenna resonates with a double polarization, and an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of the performance change of the antenna element using a spiral type feeding structure. And electronic devices supporting such an antenna configuration.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 급전부는, 최 외곽 암(outermost arm)과 인접한 인접 암(adjacent arm)에 형성되는 전류의 방향이 반대로 형성되어 상호 상쇄되도록 상기 최 외곽 암과 상기 인접 암 사이의 길이가 결정될 수 있다. 이때, 상기 결정된 길이에 따라 전류가 상호 상쇄됨에 따라 누설 전계(fringing field)를 감소시켜 상기 안테나가 배치되는 모듈의 두께를 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the first and second feeding parts, the outermost arm and the outermost arm (adjacent arm) and the adjacent outer arm (adjacent arm) so that the direction of the current is formed opposite to each other so that the mutually canceled the outermost arm and the adjacent arm The length between can be determined. In this case, as the currents cancel each other according to the determined length, the leakage field may be reduced to reduce the thickness of the module in which the antenna is disposed.
일 실시 예에서, 상기 안테나는 수평 방향(horizontal direction)으로 복수 개 배열된 원형 패치 배열 안테나(circular patch array antenna)이고, 상기 배열 안테나 각각은 상기 제1 및 제2 급전부에 의해 이중 급전(dual feeding)될 수 있다.In one embodiment, the antenna is a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction, and each of the array antennas is dual fed by the first and second feeders. feeding).
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 급전부는 동일한 길이(length)와 너비(width)로 형성되고, 상기 원형 패치를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.In one embodiment, the first and second feeders are formed with the same length and width, and may be symmetrical left and right based on the circular patch.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 급전부의 면적의 합은 상기 안테나의 면적의 40 내지 50%일 수 있다.In one embodiment, the sum of the areas of the first and second feeders may be 40 to 50% of the area of the antenna.
일 실시 예에서, 상기 안테나는, 상기 제1 및 제2 급전부에 의해 대각선 방향(diagonal direction)에서 직교(orthogonal)하도록 급전되어 상기 직교하는 대각선 방향의 제1 및 제2 편파 신호를 송신하거나 수신할 수 있다.In one embodiment, the antenna is fed orthogonally in a diagonal direction by the first and second feeders to transmit or receive the orthogonal diagonal first and second polarization signals can do.
일 실시 예에서, 상기 안테나는, 상기 제1 및 제2 급전부에 의해 커플링 급전되는 액티브 패치 안테나; 및 상기 액티브 패치 안테나의 상부에 배치되고, 광대역 동작하도록 구성되는 스택 패치 안테나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the antenna may include: an active patch antenna coupled and fed by the first and second feeders; And a stack patch antenna disposed on the active patch antenna and configured to operate in a wide band.
일 실시 예에서, 상기 액티브 패치 안테나 및 상기 스택 패치 안테나는, 안테나 방사체(antenna radiator) 크기를 감소시키고, 상기 안테나 방사체 간의 간섭을 방지하도록 가장 작은 크기로 형성될 수 있는 원형 패치 배열 안테나(circulator patch array antenna)로 구성될 수 있다.In one embodiment, the active patch antenna and the stack patch antenna are circular patch array antennas that can be formed to the smallest size to reduce antenna radiator size and prevent interference between the antenna radiators. array antenna).
일 실시 예에서, 상기 원형 패치 배열 안테나에서, 상기 안테나 방사체의 이득(gain)이 최적화되도록 상기 스택 패치 안테나의 직경이 상기 액티브 패치 안테나의 직경보다 더 크게 설정될 수 있다.In one embodiment, in the circular patch array antenna, the diameter of the stack patch antenna may be set larger than the diameter of the active patch antenna so that the gain of the antenna radiator is optimized.
일 실시 예에서, 상기 원형 패치 배열 안테나가 배치되는 기판의 형태는, 상기 전자기기의 측면에 배치될 수 있도록, 수평 방향의 그라운드 영역이 수직 방향(vertical direction)의 그라운드 영역보다 더 적은 형태의 비대칭 그라운드 (asymmetric ground) 형태일 수 있다.In one embodiment, the shape of the substrate on which the circular patch array antenna is disposed may have an asymmetrical shape in which a horizontal ground region is less than a vertical ground region so that it can be disposed on a side surface of the electronic device. It may be in the form of an asymmetric ground.
본 발명의 다른 측면에 따른 배열 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 전자기기의 측면에 배치되고, 기판 위에 배치되는 배열 안테나, 및 상기 배열 안테나의 하부에 배치되어 상기 배열 안테나의 각 안테나 소자를 커플링 급전하는 스파이럴 형태의 피딩 라인(feeding line)으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함하고, 상기 급전부는 상기 안테나 소자가 이중 편파로 공진하도록 커플링 급전하는 제1 급전부 및 제2 급전부를 포함한다.An electronic device having an array antenna according to another aspect of the present invention is provided. The electronic device is arranged on a side of the electronic device, an array antenna disposed on a substrate, and a spiral-type feeding line disposed below the array antenna to feed power to each antenna element of the array antenna. It comprises a feeding unit (feeding unit), the feeding unit includes a first feeding unit and a second feeding unit for coupling and feeding so that the antenna element resonates with a double polarization.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부는 제1 전력 결합기에 의해 결합되어, 제1 전력 증폭기 및 제1 수신 증폭기에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 급전부는 제2 전력 결합기에 의해 결합되어, 제2 전력 증폭기 및 제2 수신 증폭기에 연결될 수 있다.In one embodiment, the first power supply unit is coupled by the first power combiner, and may be connected to the first power amplifier and the first receive amplifier. In addition, the second power supply unit may be coupled by a second power combiner to be connected to the second power amplifier and the second receive amplifier.
일 실시 예에서, 상기 제1 급전부에 의해 급전되어 상기 안테나 소자에 제1 편파 방향(polarization direction)으로 전계가 형성되어 제1 안테나로 동작할 수 있다. 또한, 상기 제2 급전부에 의해 급전되어 상기 안테나 소자에 제2 편파 방향으로 전계가 형성되어 제2 안테나로 동작할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 편파 방향이 상기 제1 편파 방향과 수직하게 형성되어, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 다중입력 다중출력(MIMO) 안테나로 동작할 수 있다.In one embodiment, the electric field is supplied to the antenna element by the first feeding unit, and an electric field is formed in a first polarization direction to operate as the first antenna. In addition, an electric field may be supplied to the antenna element in the direction of the second polarization by being fed by the second feeding unit to operate as a second antenna. Accordingly, the second polarization direction is formed perpendicular to the first polarization direction, so that the first antenna and the second antenna may operate as a multiple input multiple output (MIMO) antenna.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 급전부는, 최 외곽 암(outermost arm)과 인접한 인접 암(adjacent arm)에 형성되는 전류의 방향이 반대로 형성되어 상호 상쇄되도록 상기 최 외곽 암과 상기 인접 암 사이의 길이가 결정될 수 있다. 이때, 상기 결정된 길이에 따라 전류가 상호 상쇄됨에 따라 누설 전계(fringing field)를 감소시켜 상기 안테나가 배치되는 모듈의 두께를 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the first and second feeding parts, the outermost arm and the outermost arm (adjacent arm) and the adjacent outer arm (adjacent arm) so that the direction of the current is formed opposite to each other so that the mutually canceled the outermost arm and the adjacent arm The length between can be determined. In this case, as the currents cancel each other according to the determined length, the leakage field may be reduced to reduce the thickness of the module in which the antenna is disposed.
일 실시 예에서, 상기 안테나는 수평 방향(horizontal direction)으로 복수 개 배열된 원형 패치 배열 안테나(circular patch array antenna)이고, 상기 배열 안테나 각각은 상기 제1 및 제2 급전부에 의해 이중 급전(dual feeding)될 수 있다.In one embodiment, the antenna is a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction, and each of the array antennas is dual fed by the first and second feeders. feeding).
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 급전부는 동일한 길이(length)와 너비(width)로 형성되고, 상기 원형 패치를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.In one embodiment, the first and second feeders are formed with the same length and width, and may be symmetrical left and right based on the circular patch.
본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기는, 스파이럴 형태의 급전 구조를 이용하여 안테나 소자의 성능 변화의 민감성을 완화시킬 수 있는 안테나 구성과 이러한 안테나 구성을 지원하는 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.An electronic device having an antenna according to the present invention has an advantage of providing an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of a change in performance of an antenna element using a spiral-type feeding structure and an electronic device supporting the antenna configuration. have.
본 발명에 따르면, 크기가 감소된 원형 패치 형태를 채택하고, 이에 대해 특정 급전 방향에서 스파이럴 형태의 급전을 통해, 전자 기기의 측면에서 로우 프로파일 구조로 배치될 수 있는 구성을 갖는 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to provide an electronic device having a configuration capable of being arranged in a low-profile structure on the side of the electronic device by adopting a circular patch form having a reduced size and through spiral feeding in a specific feeding direction. It has the advantage of being able to.
도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are conceptual views illustrating an example of an electronic device related to the present invention in different directions.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 다양한 구성의 배열 안테나 구조를 나타낸다. 3 shows an array antenna structure of various configurations according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 원형 패치 안테나와 스파이럴 형태의 이중 급전 방식이 채택된 원형 패치 안테나 구조를 나타낸다.4 shows a circular patch antenna structure in which the dual patch method of the circular patch antenna and the spiral type according to the present invention is adopted.
도 5는 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 급전부에서의 전계 필드(Electric Field) 형태를 나타낸다.5 shows an electric field shape in a spiral-type power feeding unit according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 안테나 구조에서 일정 수치의 제작 또는 정렬 오차에 따른 안테나 성능의 열화를 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing deterioration of antenna performance according to manufacturing or alignment error of a certain number in the antenna structure according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 이중 모드에서의 편파 특성을 비교한 것이다.7 is a comparison of polarization characteristics in the dual mode according to the present invention.
도 8은 본 발명과 같이 비대칭 그라운드 구조에서, 대각 모드를 이용한 급전 방식에서의 각 편파에 대한 동일한 안테나 특성을 나타낸다.8 shows the same antenna characteristics for each polarization in a feeding method using a diagonal mode in an asymmetric ground structure as in the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 원형 패치 안테나가 다른 주파수 대역에서 동작하는 사각 패치 안테나와 함께 배치되는 다양한 예시를 나타낸 것이다.9 shows various examples in which a circular patch antenna according to the present invention is disposed together with a square patch antenna operating in different frequency bands.
도 10은 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 이중 급전부와 스택 구조의 원형 패치 안테나의 동작을 설명하기 위한 등가 회로를 나타낸다. FIG. 10 shows an equivalent circuit for explaining the operation of a spiral patch dual feeder and a stacked circular patch antenna according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 이중 급전부와 스택 구조의 원형 패치 안테나의 반사 계수 특성과 이중 편파 간의 격리도 특성을 나타낸다.11 shows the reflection coefficient characteristics and the isolation characteristics between the dual polarizations of the circular patch antenna of the spiral type double feeder and the stack structure according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 원형 패치 배열 안테나의 구조를 나타낸다.12 shows the structure of a dual polarized circular patch array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 배열 안테나가 송수신 회로가 연결된 구조를 나타낸다.13 shows a structure in which a dual polarization array antenna having a spiral feeding structure according to the present invention is connected to a transmitting and receiving circuit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 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. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "modules" and "parts" for components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles distinguished from each other in themselves. In addition, in the description of the embodiments disclosed herein, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.
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.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
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.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
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.In this application, terms such as “comprises” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 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. Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, and slate PCs. , Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (wearable device, for example, a watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included have.
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.However, the configuration according to the embodiment described in the present specification can be easily recognized by those skilled in the art that the configuration may be applied to a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, and a digital signage, except when applicable only to a mobile terminal. will be.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.1A to 1C, FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an electronic device related to the present invention as viewed from different directions.
상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. The electronic device 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a control unit 180, and a power supply unit 190 ) And the like. The components shown in FIG. 1A are not essential for implementing an electronic device, and thus, the electronic device described herein may have more or fewer components than those listed above.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.More specifically, the wireless communication unit 110 among the components, between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 and an external server It may include one or more modules that enable wireless communication between. Also, the wireless communication unit 110 may include one or more modules connecting the electronic device 100 to one or more networks. Here, the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111, a 5G wireless communication module 112, a short-range communication module 113, and a location information module 114.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 4G wireless communication module 111 may transmit and receive 4G base stations and 4G signals through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to a 4G base station. Also, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from a 4G base station.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.In this regard, uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to a 4G base station. In addition, downlink (DL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G received signals received from a 4G base station.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. Here, the 4G base station and the 5G base station may have a non-stand-alone (NSA) structure. For example, the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in the cell. Alternatively, the 5G base station may be arranged in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. At this time, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to a 5G base station. Also, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G reception signals from a 5G base station.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다. At this time, the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, which may be referred to as LTE re-farming. Meanwhile, as a 5G frequency band, a Sub6 band, which is a band of 6 GHz or less, may be used.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.On the other hand, the millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When the millimeter wave (mmWave) band is used, the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with the base station.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.Meanwhile, regardless of the 5G frequency band, a 5G communication system may support a larger number of multi-input multi-output (MIMO) to improve transmission speed. In this regard, uplink (UL) MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to a 5G base station. In addition, downlink (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.Meanwhile, the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112. As such, a dual connection between a 4G base station and a 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC). Here, EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system, and NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.Meanwhile, if the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput can be improved through inter-CA (carrier aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station can be In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
근거리 통신 모듈(113)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 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(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.The short-range communication module 113 is for short-range communication, Bluetooth™, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, NFC (Near Field Communication), by using at least one of Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology, it can support short-range communication. The short-range communication module 114 may be provided between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or through the electronic device 100 through wireless area networks. ) And other electronic devices 100 or a network in which an external server is located may support wireless communication. The short-range wireless communication network may be wireless personal area networks (Wireless Personal Area Networks).
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다. Meanwhile, short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112. In an embodiment, short-range communication may be performed by a device-to-device (D2D) method between electronic devices without going through a base station.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Meanwhile, for improving transmission speed and convergence of a communication system, carrier aggregation (CA) is performed using at least one of the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113. This can be done. In this regard, 4G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113. Alternatively, 5G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113.
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다. The location information module 114 is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and representative examples thereof include a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module. For example, if the electronic device utilizes a GPS module, the position of the electronic device may be acquired using a signal transmitted from a GPS satellite. As another example, when the Wi-Fi module is used as an electronic device, the location of the electronic device may be acquired based on information of a Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal. If necessary, the location information module 115 may perform any function of other modules of the wireless communication unit 110 in order to obtain data regarding the location of the electronic device by substitution or additionally. The location information module 115 is a module used to obtain a location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or acquires the location of the electronic device.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.Specifically, when the electronic device utilizes the 5G wireless communication module 112, the location of the electronic device may be obtained based on the information of the 5G wireless communication module and the 5G base station that transmits or receives the wireless signal. In particular, the 5G base station in the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a small coverage, so it is advantageous to acquire the location of the electronic device.
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.The input unit 120 may include a camera 121 for inputting a video signal or a video input unit, a microphone for inputting an audio signal (microphone 122), or an audio input unit, a user input unit 123 for receiving information from a user, for example , A touch key, a mechanical key, and the like. The voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed by a user's control command.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 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 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, surrounding environment information surrounding the electronic device, and user information. For example, the sensing unit 140 includes a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity G-sensor, gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor (IR sensor), fingerprint scan sensor, ultrasonic sensor , Optical sensor (e.g., camera (see 121)), microphone (see 122, battery), battery gauge, environmental sensor (e.g. barometer, hygrometer, thermometer, radioactivity sensor, Thermal sensor, gas sensor, etc.), chemical sensors (for example, electronic nose, health care sensor, biometric sensor, etc.). Meanwhile, the electronic device disclosed in this specification may combine and use information sensed by at least two or more of these sensors.
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, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The output unit 150 is for generating output related to vision, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154 can do. The display unit 151 may form a mutual layer structure with the touch sensor or may be integrally formed, thereby realizing a touch screen. The touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the electronic device 100 and a user, and at the same time, provide an output interface between the electronic device 100 and the user.
인터페이스부(160)는 전자 기기(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. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.The interface unit 160 serves as a passage with various types of external devices connected to the electronic device 100. The interface unit 160 connects a device equipped with a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, a video input/output (I/O) port, and an earphone port. In the electronic device 100, in response to an external device being connected to the interface unit 160, appropriate control related to the connected external device may be performed.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(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, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.Also, the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100. The memory 170 may store a number of application programs (application programs) driven by the electronic device 100, data for operating the electronic device 100, and instructions. At least some of these applications can be downloaded from external servers via wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of shipment for basic functions of the electronic device 100 (for example, an incoming call, a calling function, a message reception, and a calling function). Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170 and installed on the electronic device 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the electronic device.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(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.The controller 180 controls the overall operation of the electronic device 100 in addition to the operations related to the application program. The controller 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170.
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, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.In addition, the controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive the application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the electronic device 100 to drive the application program.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.Under the control of the controller 180, the power supply unit 190 receives external power and internal power to supply power to each component included in the electronic device 100. The power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다. At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Further, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 전자 기기(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. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다. 1B and 1C, the disclosed electronic device 100 includes a terminal body in the form of a bar. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type to which two or more bodies are movably coupled. . Although related to a specific type of electronic device, the description of a specific type of electronic device may be generally applied to other types of electronic devices.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.Here, the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(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.The electronic device 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As illustrated, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
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.A display unit 151 is disposed on the front of the terminal body to output information. As illustrated, the window 151a of the display unit 151 is mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
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. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.In some cases, electronic components may also be mounted on the rear case 102. Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, and a memory card. In this case, a rear cover 103 for covering the mounted electronic component may be detachably coupled to the rear case 102. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside. Meanwhile, some of the side surfaces of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 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.As shown, when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the engagement. Meanwhile, an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside may be provided in the rear cover 103.
전자 기기(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.The electronic device 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, a light output unit 154, the first and second units Cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, a microphone 122, and an interface unit 160 may be provided.
디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.The display unit 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100. For example, the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven by the electronic device 100, or UI (User Interface) or GUI (Graphic User Interface) information according to the execution screen information. .
또한, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.Also, two or more display units 151 may be present depending on the implementation form of the electronic device 100. In this case, the electronic devices 100 may have a plurality of display units spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces.
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.The display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so that a control command can be input by a touch method. Using this, when a touch is made to the display unit 151, the touch sensor detects the touch, and the controller 180 can be configured to generate a control command corresponding to the touch based on the touch. The content input by the touch method may be a letter or a number, or an instruction or designable menu item in various modes.
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.As such, the display unit 151 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit 123 (see FIG. 1A ). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first operation unit 123a.
제1음향 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.The first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that delivers a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loud speaker that outputs various alarm sounds or multimedia playback sounds. ).
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.The light output unit 154 is configured to output light to notify when an event occurs. Examples of the event include message reception, call signal reception, missed calls, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like. The control unit 180 may control the light output unit 154 so that the output of light is terminated when the user's event confirmation is detected.
제1카메라(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.The first camera 121a processes an image frame of a still image or video obtained by an image sensor in a shooting mode or a video call mode. The processed image frame may be displayed on the display unit 151, and may be stored in the memory 170.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(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.The first and second operation units 123a and 123b are examples of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may also be collectively referred to as a manipulating portion. have. The first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates the device while receiving a tactile feeling, such as touch, push, scroll. Also, the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a way that the user operates without a tactile feeling through a proximity touch, a hovering touch, or the like.
한편, 전자 기기(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.Meanwhile, the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means. The fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.The microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like. The microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
인터페이스부(160)는 전자 기기(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 전자 기기(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.The interface unit 160 is a passage through which the electronic device 100 can be connected to an external device. For example, the interface unit 160 is a connection terminal for connection with other devices (eg, earphones, external speakers), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth) Port, Wireless LAN Port, etc.], or at least one of a power supply terminal for supplying power to the electronic device 100. The interface unit 160 may be implemented in the form of a socket that accommodates an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM) or a memory card for storing information.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.A second camera 121b may be disposed on the rear side of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a shooting direction substantially opposite to the first camera 121a.
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) 카메라로 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.The second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line. The plurality of lenses may be arranged in a matrix format. Such a camera may be referred to as an array camera. When the second camera 121b is configured as an array camera, images may be captured in a variety of ways using a plurality of lenses, and better quality images may be obtained.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.The flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b. When the flash 124 photographs the subject with the second camera 121b, light is directed toward the subject.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.A second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body. The second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, or may be used to implement a speakerphone mode during a call.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)와 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.The terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication. The antenna may be built in the terminal body or may be formed in the case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal. Alternatively, the antenna may be formed of a film type and attached to the inner surface of the rear cover 103, or a case including a conductive material may be configured to function as an antenna.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.On the other hand, a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO. In addition, when the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band, as each of the plurality of antennas is implemented as an array antenna, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
단말기 바디에는 전자 기기(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.The terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the electronic device 100. The power supply unit 190 may include a battery 191 built in the terminal body or configured to be detachable from the outside of the terminal body.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 전력 증폭기 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, embodiments of a multi-transmission system structure according to the present invention and an electronic device having the same, in particular, a power amplifier and an electronic device having the same in a heterogeneous radio system will be described with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 500)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention. Referring to FIG. 2, the electronic device includes a first power amplifier 210, a second power amplifier 220 and an RFIC 250. Also, the electronic device may further include a modem (Modem 400) and an application processor (AP). Here, the modem (Modem, 400) and the application processor (AP, 500) is physically implemented in one chip, it may be implemented in a logical and functionally separated form. However, the present invention is not limited thereto, and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 410 내지 440)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), 제어부(250) 및 복수의 저잡음 증폭기(310 내지 340)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.Meanwhile, the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 at the receiver. Here, the first power amplifier 210, the second power amplifier 220, the control unit 250 and the plurality of low noise amplifiers 310 to 340 are all operable in the first communication system and the second communication system. In this case, the first communication system and the second communication system may be 4G communication systems and 5G communication systems, respectively.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. 2, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto, and may be configured as a 4G/5G separated type according to an application. When the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, and has an advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separated type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively. In particular, when the band difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is composed of a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separated type. As described above, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separated type, there is an advantage that the RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.Meanwhile, even when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separated type, it is possible that the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated and physically implemented in one chip.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 모뎀(400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다. On the other hand, the application processor (AP, 500) is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP, 500) may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400.
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.For example, the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of an electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuits of the transmitter and receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다. In this regard, when it is determined that the electronic device is in the idle mode, the application processors AP and 500 may control the RFIC 250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in the idle mode, at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in the low power mode or is turned off (RFIC) through the modem 300 250 can be controlled.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the electronic device is in a low battery mode, the application processor AP, 500 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low-power communication. For example, when the electronic device is connected to a plurality of entities among a 4G base station, a 5G base station, and an access point, the application processor AP 500 may control the modem 400 to enable wireless communication at the lowest power. Accordingly, even if the throughput is slightly sacrificed, the application processors AP and 500 may control the modem 400 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, if the battery level of the electronic device is greater than or equal to a threshold, the modem 300 may be controlled to select an optimal air interface. For example, the application processor (AP, 500) may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery power and available radio resource information. At this time, the application processor (AP, 500) may receive the remaining battery information from the PMIC, the available radio resource information from the modem 400. Accordingly, if the remaining battery power and available radio resources are sufficient, the application processors AP and 500 may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, the multi-transceiving system of FIG. 2 may integrate a transmitter and a receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage in that the circuit part that integrates the two types of system signals can be eliminated at the RF front-end.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.In addition, since the front end components can be controlled by an integrated transmission/reception unit, it is possible to integrate the front end components more efficiently when the transmission/reception systems are separated for each communication system.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.In addition, when it is separated for each communication system, it is impossible to control other communication systems as necessary, or it is impossible to efficiently allocate resources because the system delay is increased. On the other hand, the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 can control other communication systems as necessary, and has the advantage of efficient resource allocation because it can minimize system delay.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다. Meanwhile, the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems. In this regard, when the 5G communication system operates in the 4G band or the Sub6 band, the first and second power amplifiers 220 are operable in both the first and second communication systems.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. On the other hand, when the 5G communication system operates in the millimeter wave (mmWave) band, the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 4G band, and the other in the millimeter wave band. have.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다. Meanwhile, two different wireless communication systems can be implemented with one antenna by combining the transmitting and receiving unit and the transmitting and receiving antenna. At this time, 4x4 MIMO can be implemented using 4 antennas as shown in FIG. 2. At this time, 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, if the 5G band is a Sub6 band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band. On the other hand, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band. At this time, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.Meanwhile, 2x2 MIMO may be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas. At this time, 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through UL. Or, it is not limited to 2x2 UL MIMO, and can be implemented in 1 Tx or 4 Tx. At this time, when the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 needs to operate in the 5G band. Meanwhile, when the 5G communication system is implemented with 4Tx, an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided. Alternatively, a transmission signal may be branched from each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.Meanwhile, a switch-type splitter or a power divider is built in the RFIC corresponding to the RFIC 250, so there is no need for a separate component to be placed outside, thereby improving component mountability. Can. Specifically, a transmitter (TX) of two different communication systems can be selected by using a single pole double throw (SPDT) switch inside the RFIC corresponding to the controller 250.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.Also, an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a duplexer 231, a filter 232, and a switch 233.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다. The duplexer 231 is configured to separate the signals of the transmission band and the reception band from each other. At this time, signals of a transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output ports of the duplexer 231. On the other hand, the signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231.
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.The filter 232 may be configured to pass signals in a transmission band or a reception band and block signals in the other band. In this case, the filter 232 may be composed of a transmission filter connected to the first output port of the duplexer 231 and a reception filter connected to the second output port of the duplexer 231. Alternatively, the filter 232 may be configured to pass only signals in the transmission band or only signals in the reception band depending on the control signal.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.The switch 233 is configured to deliver either a transmit signal or a receive signal. In one embodiment of the present invention, the switch 233 may be configured in the form of a single pole double throw (SPDT) to separate a transmission signal and a reception signal in a time division duplex (TDD) method. At this time, the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in a circulator form.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다. Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD) method. At this time, the switch 233 may be configured in the form of a double pole double throw (DPDT) to connect or block the transmission signal and the reception signal, respectively. Meanwhile, since the transmission signal and the reception signal can be separated by the duplexer 231, the switch 233 is not necessary.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the electronic device according to the present invention may further include a modem 400 corresponding to the control unit. In this case, the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively. Meanwhile, the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separated circuits. Alternatively, the RFIC 250 and the modem 400 may be physically divided into logical or functional circuits.
모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)을 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The modem 400 may perform control and signal processing for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250. The modem 400 may be obtained through control information received from a 4G base station and/or a 5G base station. Here, the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
모뎀(400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(310 내지 340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.The modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system at specific time and frequency resources. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. In addition, the RFIC 250 may control reception circuits including the first to fourth low noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
한편, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다. Meanwhile, a detailed operation and function of an electronic device having an antenna according to the present invention equipped with a multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 will be described below.
본 발명에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 5G 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.In the 5G communication system according to the present invention, the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band. For example, the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto, and may be changed according to application.
도 3은 본 발명에 따른 다양한 구성의 배열 안테나 구조를 나타낸다. 도 3 (a)를 참조하면, 일반적인 선형 패치 배열(linear patch array)의 경우에는 길이(length)와 너비(width) 방향으로 충분한 크기의 기판(substrate) 상에서 구현될 수 있다.3 shows an array antenna structure of various configurations according to the present invention. Referring to Figure 3 (a), in the case of a general linear patch array (linear patch array) can be implemented on a substrate (substrate) of a sufficient size in the length (length) and width (width) direction.
반면에, 도 3 (b)를 참조하면, 5G 선형 패치 배열 구조에서는 너비 방향으로 안테나가 배치되는 공간이 제약된다. 이는 5G 대역에서 동작하는 안테나 소자들이 전자 기기의 측면에 배치되어야 하기 때문이다. 도 3 (b)와 같이 수직 방향 크기가 감소된 비대칭 형태의 구조에 따라, 안테나 소자들이 전자기기의 측면에 배치될 수 있는 장점이 있다.On the other hand, referring to Figure 3 (b), in the 5G linear patch arrangement structure, the space in which the antenna is arranged in the width direction is restricted. This is because antenna elements operating in the 5G band should be arranged on the side of the electronic device. According to the structure of the asymmetric shape in which the size in the vertical direction is reduced as shown in FIG. 3 (b), there is an advantage that the antenna elements can be arranged on the side of the electronic device.
한편, 이러한 한정된 공간 내에서 안테나가 배치되는 경우, 부족한 그라운드 크기에 따른 유한 그라운드 효과(finite ground effect)가 발생하게 된다는 문제점이 있다. 이에 따라, 안테나 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. On the other hand, when the antenna is disposed within such a limited space, there is a problem that a finite ground effect occurs due to insufficient ground size. Accordingly, there is a problem that antenna performance is deteriorated.
한편, 5G 통신 시스템에서도 다중입력 다중출력(MIMO)를 지원하기 위해 이러한 배열 안테나들이 다수 개 배치될 수 있다. 또는, 이러한 배열 안테나의 각 안테나 소자의 직교 편파 특성을 이용하여 MIMO 안테나를 제공할 수 있다.Meanwhile, even in a 5G communication system, multiple array antennas may be arranged to support multiple input multiple output (MIMO). Alternatively, a MIMO antenna may be provided using orthogonal polarization characteristics of each antenna element of the array antenna.
특히, 본 발명에서는 수직 방향 크기가 감소된 비대칭 형태의 구조에서, 안테나 소자의 직교 편파 특성을 이용하여 MIMO 안테나 (이중편파 안테나)를 구현하는 방법을 제시하고자 한다.In particular, the present invention is to propose a method of implementing a MIMO antenna (double polarization antenna) using an orthogonal polarization characteristic of an antenna element in an asymmetrical structure in which the vertical size is reduced.
한편, 5G 주파수 대역, 특히 밀리미터파(mmWave) 대역에서는 안테나 제작 오차에 따라 성능이 크게 변할 수 있다. 특히, 밀리미터파 대역에서 안테나 급전은 보다 광대역 동작을 위해 커플링 형태의 급전 방식이 사용될 가능성이 있다. 이러한 커플링 형태의 급전 방식에서 안테나 소자와 다른 기판에 배치된 급전 라인과의 정렬 오차에 따라 안테나 소자의 성능이 열화될 수 있다.On the other hand, in the 5G frequency band, in particular, the millimeter wave (mmWave) band, performance may vary significantly depending on an antenna manufacturing error. In particular, the antenna feeding in the millimeter wave band is likely to use a coupling type feeding method for more broadband operation. In such a coupling type feeding method, performance of an antenna element may be deteriorated according to an alignment error between an antenna element and a feeding line disposed on another substrate.
이와 같이 전술한 안테나 배치와 성능 민감성 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 안테나 구조는 원형 패치 안테나와 스파이럴 형태의 이중 급전 방식을 사용한다.As described above, the antenna structure according to the present invention for solving the above-described antenna arrangement and performance sensitivity problems uses a circular patch antenna and a spiral-type dual feeding method.
도 4는 본 발명에 따른 원형 패치 안테나와 스파이럴 형태의 이중 급전 방식이 채택된 원형 패치 안테나 구조를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 전자 기기는 액티브 패치 안테나(1110)와 스택 패치 안테나(1120)를 포함하는 안테나(1100)와 스파이럴 형태의 피딩 라인(feeding line)으로 구성된 급전부(feeding unit, 1200)을 포함한다.4 shows a circular patch antenna structure in which the dual patch method of the circular patch antenna and the spiral type according to the present invention is adopted. Referring to FIG. 4, the electronic device includes an antenna 1100 including an active patch antenna 1110 and a stack patch antenna 1120 and a feeding unit 1200 composed of a spiral-type feeding line. Includes.
이와 관련하여, 패치 안테나의 급전부는 일반적으로 패치 안테나의 좁은 영역으로 여기(Excitation) 됨에 따라 제작(Manufacture) 편차가 매우 크게 발생할 수밖에 없다. 하지만, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 패치 안테나(1100)의 넓은 영역으로 여기 됨에 따라, 상대적으로 전기적인 여기 영역 자체가 매우 넓기 때문에, 제작 오차가 상대적으로 작게 반영된다는 장점이 있다.In this regard, as the feeding portion of the patch antenna is generally excitation into a narrow area of the patch antenna, manufacturing variation is inevitable. However, in the present invention, as shown in FIG. 4, as the excitation is performed as a large area of the patch antenna 1100, since the electrical excitation area itself is very wide, there is an advantage in that manufacturing errors are relatively small.
한편, 안테나(1100)는 기판 위에 배치되어, 전자기기의 측면에 배치되도록 구성된다. 또한, 급전부(1200)는 안테나(1100)의 하부에 배치되어 안테나(1100)를 커플링 급전하는 스파이럴 형태의 피딩 라인으로 구성된다. 이때, 급전부(1200)는 안테나(1100)가 이중 편파로 공진하도록 커플링 급전하는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the antenna 1100 is disposed on the substrate and is configured to be disposed on the side of the electronic device. In addition, the power supply unit 1200 is disposed under the antenna 1100 and is configured as a spiral feeding line for coupling and feeding the antenna 1100. In this case, the power supply unit 1200 may include first and second power supply units 1210 and 1220 that feed the coupling so that the antenna 1100 resonates with double polarization.
급전부(1200)가 스파이럴 형태의 피딩 라인으로 구성되므로, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)를 제1 및 제2 스파이럴 급전부(1210, 1220)로 지칭될 수 있다.Since the power feeding part 1200 is composed of a spiral feeding line, the first and second power feeding parts 1210 and 1220 may be referred to as first and second spiral power feeding parts 1210 and 1220.
한편, 본 발명에 따른 안테나(1100)는 다층(multi-layer) 기판 구조로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 안테나(1100)는 액티브 패치 안테나(1110)와 스택 패치 안테나(1120)를 포함하도록 구성 가능하다. 또한, 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)를 포함하면 3개의 기판이 적층 된 형태에 해당한다. 이와 같이, 다층 기판 구조에 따라 안테나의 대역폭 특성은 개선될 수 있지만, 두께가 증가하는 등 높이 제약 문제가 발생할 수 있다.Meanwhile, the antenna 1100 according to the present invention may be configured as a multi-layer substrate structure. For example, as described above, the antenna 1100 may be configured to include an active patch antenna 1110 and a stack patch antenna 1120. In addition, when the spiral type first and second power feeding units 1210 and 1220 are included, three substrates are stacked. As such, the bandwidth characteristics of the antenna may be improved according to the multi-layered substrate structure, but height constraint problems such as an increase in thickness may occur.
이와 관련하여, 5G 용 패치 배열 안테나와 일반적인 패치 배열 안테나의 구조적인 차이점은 높이 제약에 있다. 특히, 안테나가 배치와 관련하여, 일정 높이가 확보되지 않는 경우, 대역폭 확보에 어려움이 발생한다. 또한, 패치 안테나의 경우, 누설 필드(Fringing Field) 로 인하여 이중 공진 광대역 구현에 어려움이 발생할 수 있다. 예를 들어, 안테나 높이가 0.08l (여기서, l는 파장) 이하인 경우, 대역폭 확보에 문제점이 있다.In this regard, the structural difference between the patch array antenna for 5G and the general patch array antenna is limited in height. In particular, when the antenna is positioned, a certain height is not secured, and difficulty in securing the bandwidth occurs. In addition, in the case of a patch antenna, difficulty may be realized in a dual resonance broadband due to a leaking field. For example, when the antenna height is 0.08 l or less (where l is a wavelength), there is a problem in securing bandwidth.
이와 관련하여, 표 1은 본 발명에 따른 pole의 개수에 따른 대역폭의 예시와 대역폭 증가 비율을 나타낸다. 이론적으로, 3차 공진을 갖는 광대역(Wideband with 3rd Resonance) 이상의 구현은 어려울 뿐만 아니라 비 효율적인 접근방식일 수 있다. 하지만, 5G 용 안테나의 경우에는 광대역 동작을 위해서 20%의 대역폭 증가율이 반드시 필요하므로, 3개 이상을 pole을 갖는 3중 공진 광대역 구조를 구현해야 한다.In this regard, Table 1 shows an example of bandwidth according to the number of poles according to the present invention and a bandwidth increase ratio. Theoretically, implementation beyond Wideband with 3rd Resonance may be a difficult and inefficient approach. However, in the case of the 5G antenna, since a bandwidth increase rate of 20% is necessary for broadband operation, a triple resonant broadband structure having three or more poles must be implemented.
Pole의 개수Number of Pole BandwidthBandwidth Percent B.W IncreasePercent B.W Increase
1One 5%5% --
22 10%10% 100%100%
33 12.05%12.05% 20.5%20.5%
44 13.14%13.14% 9.1%9.1%
55 13.14%13.14% 4.9%4.9%
66 14.19%14.19% 2.9%2.9%
InfiniteInfinite 14.34%14.34% 1.1%1.1%
한편, 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)의 면적의 합이 안테나(1100)의 면적의 40 내지 50%로 설정될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 안테나의 이득 및 광대역 특성이 최적화될 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 제작 오차 및 다중 기판 정렬 오차에 따른 안테나 성능 민감도를 완화할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, the sum of the areas of the first and second feeders 1210 and 1220 in a spiral form according to the present invention may be set to 40 to 50% of the area of the antenna 1100. Accordingly, not only the gain and broadband characteristics of the antenna according to the present invention can be optimized, but also has the advantage that the antenna performance sensitivity due to the antenna manufacturing error and the multi-substrate alignment error can be alleviated.
구체적으로, 안테나 제작 시, X-Y 축의 공정 편차에 민감하지 않게 하기 위하여, 도 4와 같이 이중 편파의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)의 면적이 안테나, 특히 액티브 패치 안테나(1220)의 면적의 약 50% 정도로 넓게 구현되는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의한 커플링 급전 영역의 면적이 클 수록, 공정 편차에 강인(robust)하게 될 수 있다.Specifically, when manufacturing the antenna, in order not to be sensitive to the process deviation of the XY axis, the area of the first and second feeders 1210 and 1220 of the double polarization as shown in FIG. 4 is an antenna, particularly of the active patch antenna 1220. It is desirable to be implemented as wide as about 50% of the area. Therefore, the larger the area of the coupling feeding region by the first and second feeding portions 1210 and 1220 may be, the more robust it is to process variation.
한지만, 급전부(1200)의 면적이 넓을수록, 안테나, 특히 액티브 패치 안테나(1220)와 급전부(1200)의 강한 커패시티브 성분 때문에 매칭이 되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 커패시티브 성분에 의한 안테나 매칭의 어려움을 극복하기 위해서, 적정량의 인덕티브 성분을 부가하고자 한다. 이와 같이, 적정량의 인덕티브 성분을 부가하기 위한 방안으로, 도 4와 같이 스파이럴 형태의 급전 구조를 제안한다. However, as the area of the power supply unit 1200 is larger, it may not be matched because of the strong capacitive components of the antenna, especially the active patch antenna 1220 and the power supply unit 1200. Therefore, in the present invention, in order to overcome the difficulty of antenna matching by such a capacitive component, it is intended to add an appropriate amount of inductive component. As described above, as a method for adding an appropriate amount of the inductive component, a spiral type feeding structure is proposed as shown in FIG. 4.
한편, 급전부(1200)의 형태는 임의의 형상의 스파이럴 형태, 즉 사각형 형상의 스파이럴 형태 이외에 임의의 다각형 형상의 스파이럴 형태 또는 원형 형상의 스파이럴 형태로 구현 가능하다. 이와 관련하여, 급전부(1200)의 형태는 도 4와 같이 사각형 형상의 스파이럴 형태가 최적의 형태일 수 있다. 사각형 형상의 스파이럴 형태가 아닌 임의의 다각형 형상 또는 원형 형상의 스파이럴 형태에서는 안테나 대비 급전부의 면적이 50% 이상이 되고, 강한 커패시티브 성분 때문에 매칭이 되지 않을 수 있기 때문이다.Meanwhile, the shape of the power supply unit 1200 may be implemented in a spiral shape in an arbitrary polygon shape or a spiral shape in a circular shape in addition to a spiral shape in an arbitrary shape, that is, a spiral shape in a square shape. In this regard, the shape of the power supply unit 1200 may be an optimal shape of a spiral shape having a square shape as shown in FIG. 4. This is because, in an arbitrary polygonal shape or a spiral shape in a circular shape, which is not a square-shaped spiral shape, an area of a power feeding portion is 50% or more compared to an antenna, and may not be matched due to a strong capacitive component.
이와 관련하여, 안테나(1100)의 형태는 소형화를 위해 원형 형상이지만, 원형 패치 안테나(1100)의 편파(polarization) 형태는 선형 편파이다. 따라서, 안테나(1100)의 편파가 선형 편파이기 때문에, 급전되는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에서의 전계 필드 형태도 선형 형태이어야 한다. 이에 따라, 급전되는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의한 선형 전계 필드가 선형 편파로 동작하는 안테나(1100)에 최적으로 커플링될 수 있다는 장점이 있다. In this regard, the shape of the antenna 1100 is circular for miniaturization, but the polarization of the circular patch antenna 1100 is linear. Therefore, since the polarization of the antenna 1100 is linearly polarized, the electric field fields in the first and second feeding sections 1210 and 1220 to be fed must also be linear. Accordingly, there is an advantage that the linear electric field by the first and second power feeding units 1210 and 1220 to be fed can be optimally coupled to the antenna 1100 operating with linear polarization.
따라서, 본 발명에서는 안테나 소형화를 위한 원형 패치 안테나(1100)를 제시한다. 또한, 선형 편파 형태의 안테나(1100)로 최적 커플링을 위한 사각형 형상의 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)가 제시된다. 이러한 원형 패치 안테나(1100)와 사각형 형상의 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)는 단순한 형상의 조합이 아닌, 전기적 특성에 최적의 형상의 선택이다.Therefore, the present invention proposes a circular patch antenna 1100 for miniaturization of the antenna. In addition, first and second feeders 1210 and 1220 in the form of a spiral in a square shape for optimal coupling with the antenna 1100 in the form of a linearly polarized wave are presented. The circular patch antenna 1100 and the first and second feeders 1210 and 1220 in a rectangular spiral form are not simple combinations of shapes, but a selection of shapes that are optimal for electrical characteristics.
이와 관련하여, 도 5는 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 급전부에서의 전계 필드(Electric Field) 형태를 나타낸다. 한편, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 비대칭 소형 그라운드를 갖는 이중-선형 편파 배열(Dual-Linear Polarized Array with Asymmetric Small Ground)에서의 급전부(Feeding portion)의 구조와 동작원리가 제시된다.In this regard, FIG. 5 shows an electric field shape in a spiral-shaped power feeding unit according to the present invention. Meanwhile, referring to FIGS. 3 to 5, the structure and operating principle of a feeding portion in a dual-linear polarized array with asymmetric small ground according to the present invention Is presented.
이와 관련하여, 대각선 방향으로 급전되는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에서의 diagonal mode를 활용하여, 그라운드 면(Ground Plane)에 따른 V, H pole 성능 변화를 동일하게 만들 수 있다는 장점이 있다.In this regard, the advantage of being able to make the V, H pole performance change according to the ground plane the same by utilizing the diagonal mode in the first and second feeding sections 1210 and 1220 fed diagonally There is this.
동작 원리와 이에 따른 구조적 특징과 관련하여, 안테나 소자의 외곽 테두리에서 발생하는 누설 필드(Fringing field)를 감소시켜, 안테나 모듈 두께를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 이러한 누설 필드 감소 효과는 안테나(1100) 뿐만 아니라, 급전부(1200)에서도 발생한다. 이에 따라, 급전부(1200) PCB 설계 및 제작 시 공정 오차에 둔감하게 된다는 장점이 있다.With respect to the operating principle and the structural features accordingly, there is an advantage that the thickness of the antenna module can be reduced by reducing a leaking field occurring at an outer edge of the antenna element. This leakage field reduction effect occurs not only in the antenna 1100 but also in the power supply unit 1200. Accordingly, there is an advantage that the power supply 1200 is insensitive to process errors in PCB design and manufacturing.
또한, 급전부(1200)의 누설 필드를 감소됨에 따라, 스파이럴 형태의 피딩 라인이 방사 소자가 아니라 피딩 라인으로만 동작하게 된다. 이에 따라, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)의 물리적 길이가 안테나의 공진 주파수에 영향을 미치지 않게 된다는 장점이 있다.In addition, as the leakage field of the power supply unit 1200 is reduced, the spiral feeding line operates only as a feeding line, not as a radiating element. Accordingly, there is an advantage that the physical lengths of the first and second power feeding units 1210 and 1220 do not affect the resonance frequency of the antenna.
구체적으로, 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의한 안테나(1100)의 동작을 회로 관점(Circuit View)과 필드 관점(Electric Field View)에서 분석하면 다음과 같다.Specifically, the analysis of the operation of the antenna 1100 by the first and second feeders 1210 and 1220 in a spiral form according to the present invention is analyzed from a circuit view (Circuit View) and a field view (Electric Field View) as follows. same.
먼저, 회로 관점에서, 그라운드 면에서 일정 높이로 형성되는 안테나(110)는 인덕터 성분으로 간주될 수 있다. 따라서, 높이가 낮은 안테나(110)의 경우, 인덕터 성분이 작기 때문에 급전부(1200)에서 인덕터 성분을 보상해 주어야 한다. 따라서 급전부(1200)에서 인덕터 성분을 보상해 주기 위하여, 스파이럴 형태의 피딩 라인인 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의해 인덕터 성분을 보상할 수 있다.First, from a circuit point of view, the antenna 110 formed at a certain height in the ground plane may be regarded as an inductor component. Therefore, in the case of the antenna 110 having a low height, since the inductor component is small, the inductor component must be compensated by the power supply unit 1200. Therefore, in order to compensate the inductor component in the power supply unit 1200, the inductor component may be compensated by the first and second power supply units 1210 and 1220, which are spiral feeding lines.
다음, 전계 필드 관점에서, 커플링된 급전(Coupled Feed) 자체도 방사(radiation)를 한다. 이때, 방사 효율이 작더라도, 급전부(1200)에 의한 방사로 인해 커플링 급전 형태인 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)와 안테나(1100) 간의 일정 높이 이상의 간격이 필요하게 된다. 따라서, 급전부(1200)에 의한 방사로 인한 안테나(1100)와의 일정 높이 이상의 간격은 안테나 전체의 높이 증가의 요소가 된다. Next, from the electric field field point of view, the coupled feed itself also radiates. At this time, even if the radiation efficiency is small, due to radiation by the power supply unit 1200, a gap of a predetermined height or more between the first and second power supply units 1210 and 1220 in the form of coupling power supply and the antenna 1100 is required. Therefore, a gap of a predetermined height or higher with the antenna 1100 due to radiation by the power supply unit 1200 is a factor in increasing the height of the entire antenna.
따라서, 급전부(1200) 자체의 방사를 최대한 억제를 할 수 있는 구성을 통해, 커플링 급전을 수행하는 급전부(1200)와 안테나(1100) 간의 간격을 좁힐 수 있고, 이에 따라 안테나 전체의 높이를 감소시킬 수 있다.Therefore, through a configuration capable of suppressing the radiation of the power supply unit 1200 itself as much as possible, it is possible to narrow the distance between the power supply unit 1200 and the antenna 1100 to perform coupling power feeding, and accordingly, the height of the entire antenna Can be reduced.
이와 관련하여, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에서, 최 외곽 암(outermost arm)과 인접한 인접 암(adjacent arm)에 형성되는 전류의 방향이 반대로 형성되어 상호 상쇄되도록 최 외곽 암과 상기 인접 암 사이의 길이가 결정된다. 즉, 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에서, 최 외곽 암과 인접 암에서의 전계의 방향인 화살표 방향이 서로 반대 방향으로 형성됨을 알 수 있다. In this regard, in the first and second feeding sections 1210 and 1220, the directions of the currents formed in the adjacent arms adjacent to the outermost arms are reversely formed to cancel each other so as to cancel each other out. The length between the adjacent arms is determined. That is, referring to FIG. 5, it can be seen that, in the first and second feeding parts 1210 and 1220, arrow directions that are directions of electric fields in the outermost arm and the adjacent arm are formed in opposite directions.
일반적으로, 스파이럴 형태의 소자가 방사 소자로 동작하는 경우에는 최 외곽 암과 인접 암에서의 전계의 방향은 반대 방향으로 형성되지 않고, 동일한 방향으로 형성될 수 있다. 반면에, 본 발명에서 제안된 스파이럴 형태의 소자는 방사 소자가 아니라 급전부로서 동작하고 누설 필드를 감소시키기 위해, 최 외곽 암과 인접 암에서의 전계의 방향은 반대 방향으로 형성되도록 각각의 길이와 상호 이격 거리가 결정될 수 있다.In general, when a spiral type device is operated as a radiating element, the directions of the electric fields in the outermost arm and the adjacent arm are not formed in opposite directions, but may be formed in the same direction. On the other hand, the spiral type device proposed in the present invention acts not as a radiating element, but as a feeding part, and in order to reduce the leakage field, the direction of the electric field in the outermost arm and the adjacent arm is formed in the opposite direction so that each length and The mutual separation distance can be determined.
따라서, 상기 결정된 길이에 따라 전류가 상호 상쇄됨에 따라 누설 전계(fringing field)를 감소시켜 안테나(1100)가 배치되는 모듈의 두께를 감소시킬 수 있다.Accordingly, as the currents cancel each other according to the determined length, the leakage field may be reduced to decrease the thickness of the module in which the antenna 1100 is disposed.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나는 이중 급전 형태로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나는 수평 방향(horizontal direction)으로 복수 개 배열된 원형 패치 배열 안테나(circular patch array antenna)일 수 있다. 이때, 상기 배열 안테나 각각의 안테나 소자(1100)는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의해 이중 급전(dual feeding)될 수 있다.On the other hand, referring to Figures 3 and 4, the antenna according to the present invention can be implemented in the form of a double feed. In this regard, the antenna may be a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction. At this time, each antenna element 1100 of the array antenna may be dual fed by the first and second feeders 1210 and 1220.
구체적으로, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)는 동일한 길이(length)와 너비(width)로 형성되고, 원형 패치 안테나(1100)를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의해 원형 패치 안테나(1100)의 제1 편파 방향 및 제2 편파 방향으로 형성되는 전계가 대칭 형태로 형성될 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라, 원형 패치 안테나(1100)의 제1 편파 방향 및 제2 편파 방향으로 송신 및 수신되는 신호의 크기가 동일하게 되어, 다중입력 다중 출력(MIMO) 동작을 수행할 수 있다는 장점이 있다.Specifically, the first and second power feeding units 1210 and 1220 are formed with the same length and width, and may be symmetrical left and right based on the circular patch antenna 1100. Accordingly, there is an advantage in that the electric fields formed in the first polarization direction and the second polarization direction of the circular patch antenna 1100 by the first and second feeding units 1210 and 1220 may be formed in a symmetrical shape. Accordingly, the size of the signals transmitted and received in the first polarization direction and the second polarization direction of the circular patch antenna 1100 is the same, and thus has the advantage of performing a multi-input multiple-output (MIMO) operation.
구체적으로, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의해 대각선 방향(diagonal direction)에서 직교(orthogonal)하도록 급전되어 상기 직교하는 대각선 방향의 제1 및 제2 편파 신호를 송신하거나 수신할 수 있다.Specifically, the first and second feeding units 1210 and 1220 are fed orthogonally in a diagonal direction to transmit or receive the orthogonal diagonal first and second polarization signals. have.
한편, 전술한 바와 같이, 안테나(1100)는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의해 커플링 급전되는 액티브 패치 안테나(1110)를 포함한다. 또한, 안테나(1100)는 액티브 패치 안테나(1110)의 상부에 배치되고, 광대역 동작하도록 구성되는 스택 패치 안테나(1120)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, as described above, the antenna 1100 includes an active patch antenna 1110 that is coupled and fed by the first and second feeders 1210 and 1220. In addition, the antenna 1100 may further include a stack patch antenna 1120 disposed on the active patch antenna 1110 and configured to operate in a wide band.
이때, 액티브 패치 안테나(1110) 및 스택 패치 안테나(1120)는, 안테나 방사체(antenna radiator) 크기를 감소시키고, 상기 안테나 방사체 간의 간섭을 방지하도록 가장 작은 크기로 형성될 수 있는 원형 패치 배열 안테나(circulator patch array antenna)로 구성될 수 있다.In this case, the active patch antenna 1110 and the stack patch antenna 1120 reduce the size of an antenna radiator, and can be formed with the smallest size to prevent interference between the antenna radiators (circulator) patch array antenna).
또한, 원형 패치 배열 안테나에서, 안테나 방사체의 이득(gain)이 최적화되도록 스택 패치 안테나(1120)의 직경이 액티브 패치 안테나(1110)의 직경보다 더 크게 설정될 수 있다. 이와 같이 스택 패치 안테나(1120)의 직경이 더 크게 설계됨에 따라 안테나 방사체의 이득(gain)이 더 큰 값을 가질 수 있다는 장점이 있다.In addition, in a circular patch array antenna, the diameter of the stack patch antenna 1120 may be set larger than the diameter of the active patch antenna 1110 so that the gain of the antenna radiator is optimized. As such, as the diameter of the stack patch antenna 1120 is designed to be larger, there is an advantage that the gain of the antenna radiator may have a larger value.
또한, 액티브 패치 안테나(1110)가 스택 패치 안테나(1120)보다 더 작게 형성되어, 액티브 패치 안테나(1110)와 스파이럴 형태의 제1 및 제2 제2 급전부(1210, 1220)와의 면적 차이는 감소할 수 있다. 이에 따라, 다중 기판에 형성되는 안테나와 급전부의 제작 및 정렬 오차에 따른 안테나 성능 민감도를 완화시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, since the active patch antenna 1110 is formed smaller than the stack patch antenna 1120, the area difference between the active patch antenna 1110 and the spiral-shaped first and second second feeders 1210 and 1220 is reduced. can do. Accordingly, there is an advantage that it is possible to alleviate the sensitivity of antenna performance due to manufacturing and alignment errors of antennas and feeders formed on multiple substrates.
이와 관련하여, 도 6은 본 발명에 따른 안테나 구조에서 일정 수치의 제작 또는 정렬 오차에 따른 안테나 성능의 열화를 나타내는 개념도이다. 이와 관련하여, 5G 용 (배열) 안테나의 구현에 있어서, 파장 차이로 인하여 동일한 수치의 오차라도, 안테나 성능에 대한 영향이 저주파 대비 더 크게 발생할 수 있다.In this regard, FIG. 6 is a conceptual diagram showing deterioration of antenna performance according to manufacturing or alignment error of a certain number in the antenna structure according to the present invention. In this regard, in the implementation of the (array) antenna for 5G, even if an error of the same numerical value is caused due to a wavelength difference, an effect on antenna performance may be greater than a low frequency.
표 2 및 도 6 (a)와 같이 제작에 따른 안테나 간의 간격 오차 또는 다층 기판 간의 정렬 오차가 1mm인 경우, 3GHz에서는 변화율이 0.01에 불과하다. As shown in Table 2 and Fig. 6 (a), if the spacing error between antennas or the alignment error between multilayer substrates is 1 mm, the rate of change is only 0.01 at 3 GHz.
주파수 frequency 1mm 변화1mm change
3GHz3 GHz 변화율 0.01Rate of change 0.01
30GHz30 GHz 변화율 0.1Rate of change 0.1
하지만, 30GHz와 같은 밀리미터파 대역에서는 1mm의 오차에 따른 변화율은 0.1에 해당하고 이는 파장의 1/10에 해당한다. 따라서, 파장의 1/10에 해당하는 1mm의 오차에 의해 안테나 성능은 크게 열화될 수 있다.However, in the millimeter wave band such as 30 GHz, the change rate due to the error of 1 mm corresponds to 0.1, which corresponds to 1/10 of the wavelength. Therefore, the antenna performance may be greatly deteriorated by an error of 1 mm corresponding to 1/10 of the wavelength.
도 6 (b)를 참조하면, 시뮬레이션에 따른 이론적인 반사계수 값은 -10dB 이하의 값을 갖지만, 1mm의 오차 또는 오프셋에 의해 반사계수 값이 -10dB 이상의 값으로 열화됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 6(b), it can be seen that the theoretical reflection coefficient value according to the simulation has a value of −10 dB or less, but the reflection coefficient value is deteriorated to a value of −10 dB or more due to an error or offset of 1 mm.
이와 관련하여, 본 발명에서는 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)의 면적의 합이 안테나(1100), 특히 액티브 패치 안테나(1110)의 면적의 40 내지 50%로 할 수 있다. 이에 따라, 스파이럴 형태의 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)가 방사체로 동작하지 않아, 안테나 소형화가 가능하다는 장점과 함께, 안테나 제작 및 정렬 오차에 따른 안테나 성능 민감성을 낮출 수 있다는 장점이 있다.In this regard, in the present invention, the sum of the areas of the first and second feeders 1210 and 1220 in a spiral form may be 40 to 50% of the area of the antenna 1100, particularly the active patch antenna 1110. . Accordingly, the first and second feeders 1210 and 1220 in the form of a spiral do not operate as radiators, and thus the antenna can be miniaturized, and the antenna performance sensitivity due to antenna manufacturing and alignment errors can be reduced. have.
또한, 전술한 바와 같이, 액티브 패치 안테나(1110)가 스택 패치 안테나(1120)보다 더 작게 형성되어, 액티브 패치 안테나(1110)와 스파이럴 형태의 제1 및 제2 제2 급전부(1210, 1220)와의 면적 차이는 감소할 수 있다. 이에 따라, 다중 기판에 형성되는 안테나와 급전부의 제작 및 정렬 오차에 따른 안테나 성능 민감도를 완화시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, as described above, the active patch antenna 1110 is formed smaller than the stack patch antenna 1120, the active patch antenna 1110 and the first and second second feeders 1210 and 1220 in a spiral form The area difference with can be reduced. Accordingly, there is an advantage that it is possible to alleviate the sensitivity of antenna performance due to manufacturing and alignment errors of antennas and feeders formed on multiple substrates.
한편, 전술한 바와 같이, 원형 패치 배열 안테나가 배치되는 기판의 형태는, 전자기기의 측면에 배치될 수 있도록, 수평 방향의 그라운드 영역이 수직 방향(vertical direction)의 그라운드 영역보다 더 적은 형태의 비대칭 그라운드 (asymmetric ground) 형태일 수 있다.On the other hand, as described above, the shape of the substrate on which the circular patch array antenna is arranged is asymmetrical in that the horizontal area in the horizontal direction is smaller than the ground area in the vertical direction so that it can be disposed on the side of the electronic device. It may be in the form of an asymmetric ground.
이와 관련하여, 본 발명에서는 비대칭 소형 그라운드를 갖는 이중-선형 편파 안테나(Dual-Linear Polarized Array with Asymmetric Small Ground)에서, Diagonal Mode 를 활용한다. 따라서, 그라운드 면에 따른 성능 변화를 동일하게 하여 적은 두께의 전자 기기에서도 안테나 성능을 유지할 수 있다는 장점이 있다.In this regard, the present invention utilizes a Diagonal Mode in a dual-linear polarized array with asymmetric small ground. Therefore, it is advantageous in that antenna performance can be maintained even in electronic devices having a small thickness by making the performance change according to the ground plane the same.
이와 관련하여, 도 7은 본 발명에 따른 이중 모드에서의 편파 특성을 비교한 것이다. 도 7 (a)는 비대칭 그라운드 구조에서 0도와 90도의 급전 방향에 따른 수평/수직(Horizontal/Vertical) 모드에서의 필드 형태를 나타낸다. 특히, 기판의 너비가 제한된 공간으로 인해 수직 모드에서 필드 중심이 하부에 집중적으로 배치되는 문제점이 있다.In this regard, FIG. 7 compares polarization characteristics in the dual mode according to the present invention. 7(a) shows a field shape in a horizontal/vertical mode according to a feeding direction of 0 degrees and 90 degrees in an asymmetrical ground structure. In particular, there is a problem in that the center of the field is intensively arranged in the lower part in the vertical mode due to the space where the width of the substrate is limited.
반면에, 도 7 (b)를 참조하면, 비대칭 그라운드 구조에서도 +45도와 -45도의 급전 방향에 따른 대각 모드(Diagonal Mode)에서 필드 분포는 대칭 형태를 갖는다. 따라서, +45도와 -45도의 경사 모드(slant mode)의 급전 구조를 통해, 비대칭 그라운드 구조에서도 안테나 성능을 동일하게 유지하여, 안테나가 측면에 배치되는 경우에도 적은 두께를 갖는 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, referring to Figure 7 (b), even in an asymmetrical ground structure, the field distribution in a diagonal mode according to the feed direction of +45 and -45 degrees has a symmetrical shape. Therefore, through the feeding structure of the +45 degree and -45 degree slant mode, the antenna performance is kept the same even in the asymmetrical ground structure, so that an electronic device having a small thickness can be provided even when the antenna is disposed on the side. It has the advantage of being.
한편, 도 8은 본 발명과 같이 비대칭 그라운드 구조에서, 대각 모드를 이용한 급전 방식에서의 각 편파에 대한 동일한 안테나 특성을 나타낸다. On the other hand, Figure 8 shows the same antenna characteristics for each polarization in the feeding method using a diagonal mode in the asymmetrical ground structure as in the present invention.
도 8의 (a), (b)를 참조하면, 제1 및 제2 급전부에 의한 반사계수 특성(S11, S22)이 동일하게 나타남을 알 수 있다. 또한, 도 8의 (c), (d)를 참조하면, 안테나의 EIRP 특성 및 이득 특성이 제1 및 제2 편파에 대하여 동일하게 나타남 (E1= E2, G1= G2)을 알 수 있다.Referring to (a) and (b) of FIG. 8, it can be seen that the reflection coefficient characteristics S 11 and S 22 by the first and second power feeding units appear the same. In addition, referring to (c) and (d) of FIG. 8, it is understood that the EIRP characteristics and the gain characteristics of the antenna are the same for the first and second polarizations (E 1 = E 2, G 1 = G 2 ). Can.
한편, 본 발명에 따른 안테나 구조는 다른 주파수 대역에서 동작하는 안테나와 결합되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 안테나가 제1 주파수 대역에서 동작하고, 상기 안테나가 다른 주파수 대역인 제2 주파수 대역에서 동작하는 제2 안테나와 일정 공간 내에 배치될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 안테나와 제2 안테나는 모두 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 안테나와 제2 안테나는 각각 28GHz 대역과 39GHz 대역에서 동작할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.Meanwhile, the antenna structure according to the present invention may be arranged in combination with an antenna operating in a different frequency band. For example, the antenna according to the present invention operates in a first frequency band, and the antenna may be disposed within a certain space with a second antenna operating in a second frequency band, which is a different frequency band. At this time, both the antenna and the second antenna according to the present invention can operate in the millimeter wave band. For example, the antenna and the second antenna according to the present invention may operate in the 28 GHz band and the 39 GHz band, respectively, but are not limited thereto and may be changed according to application.
도 9는 본 발명에 따른 원형 패치 안테나가 다른 주파수 대역에서 동작하는 사각 패치 안테나와 함께 배치되는 다양한 예시를 나타낸 것이다. 도 9 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 원형 패치 안테나(1100)의 사이에 다른 주파수 대역에서 동작하는 사각 패치 안테나(1300)가 배치될 수 있다. 이러한 1차원 배열 안테나는 낮은 높이를 유지하고, 적은 공간을 차지하면서, 서로 다른 안테나들을 전자기기의 측면에 배치할 수 있다는 장점이 있다.9 shows various examples in which a circular patch antenna according to the present invention is disposed together with a square patch antenna operating in different frequency bands. Referring to FIG. 9(a), a square patch antenna 1300 operating in different frequency bands may be disposed between the circular patch antennas 1100 according to the present invention. This one-dimensional array antenna has the advantage of maintaining a low height, occupying a small space, and disposing different antennas on the side of the electronic device.
한편, 도 9 (b)는 본 발명에 따른 다른 주파수 대역에서 동작하는 사각 패치 안테나(1300b)가 2차원 평면 상에서 배치되고 원형 패치 안테나(1100b)가 그 사이에 배치된 구조이다. 따라서, 이와 같은 구조는 안테나 배치 높이가 다소 증가하지만, 안테나 빔이 수평/수직 방항에서 지향성을 갖도록 형성할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, FIG. 9(b) is a structure in which a square patch antenna 1300b operating in another frequency band according to the present invention is disposed on a two-dimensional plane, and a circular patch antenna 1100b is disposed therebetween. Therefore, this structure has an advantage in that the antenna placement height is slightly increased, but the antenna beam can be formed to have directivity in the horizontal/vertical direction.
한편, 도 9 (a), (b)와 같이 결합된 배열(Combined Array) 구성 시, 28 GHz 대역에서 동작하는 원형(Circular) 패치 안테나의 TM110 Mode의 고차 모드(Higher Mode)는 39 GHz와 충분히 이격된 45.8GHz에서 발생한다. 따라서, 원형 패치 안테나에 의한 사각형의(Rectangular) 패치 안테나로의 간섭 수준이 크게 감소하는 장점이 있다.On the other hand, when the combined array (Combined Array) configuration as shown in Figure 9 (a), (b), the TM110 Mode of the circular patch antenna operating in the 28 GHz band (Higher Mode) of 39 GHz and enough It occurs at 45.8 GHz apart. Accordingly, there is an advantage in that the level of interference from the circular patch antenna to the rectangular patch antenna is greatly reduced.
따라서, 본 발명에 따른 원형 패치 안테나는 고차 모드의 주파수 천이(Shifting) 뿐만 아니라, 고차 모드에 의한 다른 안테나로의 간섭을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 안테나와 제2 안테나 간의 39 GHz 대역의 격리도(isolation) 확보가 가능하다는 장점이 있다.Therefore, the circular patch antenna according to the present invention can reduce interference with other antennas due to the higher order mode as well as shifting the frequency in the higher order mode. Therefore, there is an advantage in that isolation of the 39 GHz band between the antenna according to the present invention and the second antenna can be secured.
한편, 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 이중 급전부와 스택 구조의 원형 패치 안테나의 최적화된 특성과 이의 동작 원리에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 10은 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 이중 급전부와 스택 구조의 원형 패치 안테나의 동작을 설명하기 위한 등가 회로를 나타낸다. Meanwhile, the optimized characteristics of the spiral-type dual feeder and the stacked circular patch antenna according to the present invention and the operation principle thereof are as follows. In this regard, FIG. 10 shows an equivalent circuit for explaining the operation of a spiral-type dual feeder and a stacked circular patch antenna according to the present invention.
한편, 도 4 및 도 10을 참조하면, 제1 및 제2 신호가 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)의 커플링 급전을 통해 액티브 패치 안테나(1110), 즉 구동 패치(Driven Patch, 1110)로 전달된다. 이때, 이러한 커플링 급전에 따른 영향을 반영하기 위해, 급전부(1200)와 구동 패치(1110) 사이에 제1 트랜스포머(1111)가 배치될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 4 and 10, the first and second signals are the active patch antenna 1110, that is, the driven patch, through the coupling feeding of the first and second feeding units 1210 and 1220. 1110). At this time, in order to reflect the effect of this coupling feeding, the first transformer 1111 may be disposed between the feeding unit 1200 and the driving patch 1110.
한편, 액티브 패치 안테나(1110), 즉 구동 패치(1110)에서의 제1 및 제2 전계가 커플링을 통해 스택 패치 안테나(1120), 즉 기생 패치(Parasitic Patch, 1120)로 전달된다. 이때, 이러한 안테나 간 커플링에 따른 영향을 반영하기 위해, 구동 패치(1110)와 기생 패치(1120) 사이에 제2 트랜스포머(1121)가 배치될 수 있다.Meanwhile, the first and second electric fields in the active patch antenna 1110, that is, the driving patch 1110 are transmitted to the stack patch antenna 1120, that is, the parasitic patch 1120 through coupling. At this time, in order to reflect the influence of the coupling between the antennas, a second transformer 1121 may be disposed between the driving patch 1110 and the parasitic patch 1120.
한편, 본 발명에 따른 5G 용 패치 배열 안테나의 3중 대역을 구현하는 방안으로 커플링 스파이럴 급전을 갖는 스택 패치(stacked Patch with Coupled Spiral feed)를 제시한다. 이와 관련하여, 마이크로스트립 라인 방식의 사각 패치 안테나와 같은 방식으로 낮은 높이에로 안테나가 구현되지 않는 문제점이 있다. Meanwhile, a stacked patch with coupled spiral feed is proposed as a method for implementing a triple band of a 5G patch array antenna according to the present invention. In this regard, there is a problem that the antenna is not implemented at a low height in the same manner as the square patch antenna of the microstrip line method.
하지만, 본 발명에서는 안테나 방사체에 의한 누설 필드(Fringing Field)를 억제하는 급전 방식과 주파수 독립적 스파이럴 구조(Frequency Independent spiral structure)를 급전부에 도입하였다. 따라서, 본 발명에서는 0.08λ 이하의 낮은 높이 조건하에서도 3중 공진을 구현할 수 있는 안테나 구조를 제시한다.However, in the present invention, a feeding method and a frequency independent spiral structure that suppress a leakage field caused by an antenna radiator are introduced into the feeding portion. Therefore, the present invention proposes an antenna structure capable of realizing triple resonance even under a low height condition of 0.08λ or less.
이와 관련하여, 도 11은 본 발명에 따른 스파이럴 형태의 이중 급전부와 스택 구조의 원형 패치 안테나의 반사 계수 특성과 이중 편파 간의 격리도 특성을 나타낸다. 도 11 (a)는 반사 계수 특성 및 격리도 특성은 주파수 변화에 따라 dB 값으로 표시한 것이고, 도 11 (b)는 스미스 차트와 같은 극 좌표 상에 표시한 것이다. In this regard, FIG. 11 shows a reflection coefficient characteristic and a dual polarization isolation characteristic of a circular patch antenna having a spiral type double feeder and a stack structure according to the present invention. 11(a) shows reflection coefficient characteristics and isolation characteristics as dB values according to frequency change, and FIG. 11(b) shows polar coordinates such as a Smith chart.
도 11 (a)에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 급전부에서의 반사 계수 특성에서 3개의 pole이 발생하여 3중 공진이 발생함을 알 수 있다. 또한, 중심 주파수인 28GHz 부근에서 격리도 특성도 최적화됨을 알 수 있다. 또한, 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 2개의 폐곡선에 의한 2중 공진과 2개의 폐곡선이 일부 중첩됨에 따른 추가적인 폐루프에 의해 3중 공진이 발생함을 알 수 있다. 이때, 폐곡선은 안테나 간의 커플링에 의해 발생하므로 커플링 루프로 지칭될 수 있고, 본 발명에 따른 3중 공진의 2개의 커플링 루프(double coupling loop)에 의해 발생한다.As shown in FIG. 11(a), it can be seen that three poles are generated in the reflection coefficient characteristics of the first and second feeders, and thus triple resonance occurs. In addition, it can be seen that the isolation characteristic is also optimized around the center frequency of 28 GHz. Also, as shown in FIG. 11( b), it can be seen that the triple resonance occurs due to the double resonance due to the two closed curves and the additional closed loop as the two closed curves partially overlap. At this time, since the closed curve is generated by coupling between antennas, it can be referred to as a coupling loop, and is generated by two coupling loops of triple resonance according to the present invention.
한편, 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 안테나는 급전부(1200)와 각각의 안테나 소자(1110, 1120)가 다층 기판 구조로 형성 가능하다. 구체적으로, 본 발명에 따른 안테나 구조는 3 Layer FPCB + 2 CCL layer로 구성 가능하다. 이때, Cover-layer는 Cu 산화 방지용이다. 한편, CCL layer 중 하나는 모두 Cu 를 제거한 형태이고, 다른 하나는 양면으로 Patch 형상으로 구현될 수 있다. 한편, 급전부(1200)는 스파이럴 피딩 형태로 FPCB로 구현 가능하다. 반면에, 각각의 안테나 소자(1110, 1120)는 스택 원형 패치(Stacked Circle Patch)로 CCL layer 형태로 구현 가능하다.On the other hand, in the dual polarized antenna of the spiral feeding structure according to the present invention, the feeding part 1200 and the respective antenna elements 1110 and 1120 may be formed in a multi-layered substrate structure. Specifically, the antenna structure according to the present invention can be configured as a 3 Layer FPCB + 2 CCL layer. At this time, the cover-layer is for preventing Cu oxidation. Meanwhile, one of the CCL layers is a form in which Cu is removed, and the other can be implemented in a patch shape on both sides. Meanwhile, the power supply unit 1200 may be implemented as an FPCB in a spiral feeding form. On the other hand, each antenna element 1110, 1120 may be implemented in the form of a CCL layer as a stacked circle patch.
한편, 제작 및 정렬 오차와 관련하여, 밀리미터파(mmWave) 용 패치 배열 안테나 구현에 있어서, 다층(Multi-layer) 공차수준이 x-y 축으로는 0.2mm z 축으로 0.1 mm 정도의 공정수준으로 구현 가능하다. 따라서, 이와 같은 공차수준에 따라 설계 안 대로 구현이 되지 않을 가능성이 높고, 더 엄격한 공차 수준을 만족하기 위해서, 매우 정밀한 공정 기계 도입과 함께 단가가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, with regard to manufacturing and alignment errors, in the implementation of a patch array antenna for millimeter wave (mmWave), the multi-layer tolerance level can be implemented at a process level of about 0.1 mm in 0.2 mm z-axis in the xy axis. Do. Therefore, it is highly unlikely to be implemented according to a design scheme according to the tolerance level, and in order to satisfy a stricter tolerance level, a problem may arise in which a unit price is increased with the introduction of a very precise process machine.
하지만, 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 안테나는, 현재 공정 편차 수준에서도 안테나 성능을 확보할 수 있는 강인한(robust) 형태의 안테나 구조를 제시한다는 장점이 있다.However, the dual polarization antenna of the spiral feeding structure according to the present invention has an advantage of presenting a robust antenna structure capable of securing antenna performance even at a current process variation level.
한편, 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 안테나는 배열 안테나 형태로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 12는 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 원형 패치 배열 안테나의 구조를 나타낸다.On the other hand, the dual polarization antenna of the spiral feeding structure according to the present invention may be configured in the form of an array antenna. In this regard, FIG. 12 shows the structure of a dual polarized circular patch array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention.
도 12 (a)는 본 발명에 따른 전자 기기에 측면에 배치된 배열 안테나에 대한 전면도이다. 반면에, 도 12 (b)는 본 발명에 따른 전자 기기에 측면에 배치된 배열 안테나에 대한 측면도이다. 12 (a) is a front view of an array antenna disposed on the side of an electronic device according to the present invention. On the other hand, Fig. 12 (b) is a side view of the array antenna disposed on the side of the electronic device according to the present invention.
도 12(a)를 참조하면, 송수신기 회로(transceiver circuit, 250)가 배열 안테나(1000)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 테스트 용도로 커넥터가 송수신기 회로(250)가 연결될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 송수신기 회로(250)는 다른 통신 회로와 전기적으로 다양한 수단 (커넥터, 핀, 플렉시블 케이블 등)을 통해 연결될 수 있다.Referring to Figure 12 (a), a transceiver circuit (transceiver circuit, 250) may be electrically connected to the array antenna (1000). At this time, the connector may be connected to the transceiver circuit 250 for testing purposes, but is not limited thereto, and the transceiver circuit 250 may be electrically connected to other communication circuits through various means (connectors, pins, flexible cables, etc.). have.
한편, 도 12(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 비대칭 그라운드 구조에서 기판의 너비는 3.5mm 이하로 구현될 수 있어, 전자 기기의 측면에 배치 가능하다는 장점이 있다.On the other hand, referring to Figure 12 (b), the width of the substrate in the asymmetrical ground structure according to the present invention can be implemented to be less than 3.5mm, there is an advantage that can be placed on the side of the electronic device.
한편, 본 발명에 따른 배열 안테나(1000)는 기판 위에 배치되고, 전자기기의 측면에 배치될 수 있고, 상호 간에 이격된 다수의 안테나 소자를 포함하도록 구성된다.On the other hand, the array antenna 1000 according to the present invention is disposed on a substrate, may be disposed on the side of the electronic device, is configured to include a plurality of antenna elements spaced from each other.
한편, 도 4 및 도 12를 참조하면, 배열 안테나(1000)의 하부에 배치되어 배열 안테나(1000)의 각 안테나 소자를 커플링 급전하는 스파이럴 형태의 피딩 라인(feeding line)으로 구성된 급전부(feeding unit, 1200)를 더 포함한다. 이때, 급전부(1200)는 안테나 소자가 이중 편파로 공진하도록 커플링 급전하는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)는 스파이럴 피딩 형태의 급전부와 이에 연결된 급전선을 포함한다.On the other hand, referring to FIGS. 4 and 12, a feeding part composed of a spiral-type feeding line arranged under the array antenna 1000 and coupling and feeding each antenna element of the array antenna 1000. unit, 1200). In this case, the power feeding part 1200 may include first and second power feeding parts 1210 and 1220 for feeding the coupling so that the antenna element resonates with double polarization. Here, the first and second feeding units 1210 and 1220 include a spiral feeding type feeding unit and a feeding line connected thereto.
한편, 본 발명에 따른 배열 안테나의 제1 및 제2 급전부는 서로 다른 회로에 연결되어 다중입력 다중출력(MIMO) 또는 다이버시티 송수신과 같은 동작을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 도 13은 본 발명에 따른 스파이럴 급전 구조의 이중 편파 배열 안테나가 송수신 회로가 연결된 구조를 나타낸다. 이와 관련하여, 단일 안테나에 대하여 전술된 내용이 배열 안테나에서도 모두 적용 가능하다. 또한, 이하의 배열 안테나에서 설명될 내용이 단일 안테나에도 모두 적용 가능하다.Meanwhile, the first and second feeders of the array antenna according to the present invention may be connected to different circuits to perform operations such as multiple input multiple output (MIMO) or diversity transmission and reception. In this regard, FIG. 13 shows a structure in which a dual polarization array antenna of a spiral feeding structure according to the present invention is connected to a transmission/reception circuit. In this regard, all of the above descriptions for a single antenna are applicable to an array antenna. In addition, all of the contents to be described in the following array antenna are applicable to a single antenna.
도 13을 참조하면, 제1 급전부(1210)는 제1 전력 결합기(1212)에 의해 결합되어, 제1 전력 증폭기(210) 및 제1 수신 증폭기(310)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 급전부(1220)는 제2 전력 결합기(1222)에 의해 결합되어, 제2 전력 증폭기(220) 및 제2 수신 증폭기(340)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 13, the first power supply unit 1210 may be coupled by the first power combiner 1212 and connected to the first power amplifier 210 and the first receive amplifier 310. In addition, the second power supply unit 1220 may be coupled by the second power combiner 1222 to be connected to the second power amplifier 220 and the second receive amplifier 340.
구체적으로, 제1 급전부(1210)에 의해 급전되어 안테나 소자(1100)에 제1 편파 방향(polarization direction)으로 전계가 형성되어 제1 안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제2 급전부(1220)에 의해 급전되어 안테나 소자(1100)에 제2 편파 방향으로 전계가 형성되어 제2 안테나로 동작할 수 있다.Specifically, the electric field is supplied to the antenna element 1100 by the first feeding unit 1210, and an electric field is formed in a first polarization direction to operate as the first antenna. In addition, the electric field is formed by the second feeding unit 1220 in the second polarization direction of the antenna element 1100 to operate as the second antenna.
이때, 제2 편파 방향이 제1 편파 방향과 수직하게 형성되어, 제1 안테나(ANT1)와 제2 안테나(ANT2)는 다중입력 다중출력(MIMO) 안테나로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(4000)는 제1 및 제2 안테나(ANT1, ANT2)에서의 SINR이 모두 임계 치 이상이면 제1 및 제2 안테나(ANT1, ANT2)를 통해 서로 다른 정보, 즉 제1 및 제2 정보를 수신하도록 송수신기 회로(250)를 제어할 수 있다.At this time, the second polarization direction is formed perpendicular to the first polarization direction, so that the first antenna ANT1 and the second antenna ANT2 may operate as a multiple input multiple output (MIMO) antenna. In this regard, the baseband processor 4000 may provide different information through the first and second antennas ANT1 and ANT2 if the SINRs of the first and second antennas ANT1 and ANT2 are both above a threshold. The transceiver circuit 250 can be controlled to receive the first and second information.
반면에, 제1 및 제2 안테나(ANT1, ANT2)에서의 SINR이 모두 임계 치 이하이면, 제1 및 제2 안테나(ANT1, ANT2)를 통해 동일한 정보를 수신하도록 송수신기 회로(250)를 제어할 수 있다.On the other hand, if the SINRs of the first and second antennas ANT1 and ANT2 are both below the threshold, the transceiver circuit 250 may be controlled to receive the same information through the first and second antennas ANT1 and ANT2. Can.
또한, SINR이 제1 및 제2 안테나(ANT1, ANT2) 중 어느 하나에서만 임계 치 이상이면, 해당 안테나를 통해서만 정보를 수신하도록 송수신기 회로(250)를 제어할 수 있다.In addition, if the SINR is greater than or equal to a threshold value in only one of the first and second antennas ANT1 and ANT2, the transceiver circuit 250 may be controlled to receive information only through the corresponding antenna.
한편, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)는, 최 외곽 암(outermost arm)과 인접한 인접 암(adjacent arm)에 형성되는 전류의 방향이 반대로 형성되어 상호 상쇄되도록 상기 최 외곽 암과 상기 인접 암 사이의 길이가 결정될 수 있다. 이에 따라, 결정된 길이에 따라 전류가 상호 상쇄됨에 따라 누설 전계(fringing field)를 감소시켜 상기 안테나가 배치되는 모듈의 두께를 감소시킬 수 있다.On the other hand, the first and second feeders 1210, 1220, the outermost arm (outermost arm) and the adjacent outer arm (adjacent arm) in the direction of the current formed in the opposite direction is formed so as to cancel each other and the outermost arm and the The length between adjacent arms can be determined. Accordingly, as the currents cancel each other according to the determined length, the leakage field may be reduced to reduce the thickness of the module in which the antenna is disposed.
한편, 안테나는 수평 방향(horizontal direction)으로 복수 개 배열된 원형 패치 배열 안테나(circular patch array antenna, 1000)이고, 배열 안테나(1000) 각각의 안테나 소자(1100)는 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)에 의해 이중 급전(dual feeding)된다.On the other hand, the antenna is a circular patch array antenna (1000) arranged in a plurality in a horizontal direction (horizontal direction), and each antenna element 1100 of the array antenna 1000 includes first and second feeders ( 1210, 1220).
한편, 도 4를 참조하면, 제1 및 제2 급전부(1210, 1220)는 동일한 길이(length)와 너비(width)로 형성되고, 원형 패치 안테나(1100)를 기준으로 좌우 대칭으로 구성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4, the first and second power feeding units 1210 and 1220 are formed with the same length and width, and can be configured symmetrically left and right based on the circular patch antenna 1100. have.
이상에서는 본 발명에 따른 5G 대역에서 동작하는 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 살펴보았다. 이러한, 5G 대역에서 동작하는 안테나를 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. In the above, an electronic device having an antenna operating in a 5G band according to the present invention has been described. The technical effects of the electronic device having an antenna operating in the 5G band are as follows.
본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기는, 스파이럴 형태의 급전 구조를 이용하여 안테나 소자의 성능 변화의 민감성을 완화시킬 수 있는 안테나 구성과 이러한 안테나 구성을 지원하는 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.An electronic device having an antenna according to the present invention has an advantage of providing an antenna configuration capable of alleviating the sensitivity of a change in performance of an antenna element using a spiral-type feeding structure and an electronic device supporting the antenna configuration. have.
본 발명에 따르면, 크기가 감소된 원형 패치 형태를 채택하고, 이에 대해 특정 급전 방향에서 스파이럴 형태의 급전을 통해, 전자 기기의 측면에서 로우 프로파일 구조로 배치될 수 있는 구성을 갖는 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to provide an electronic device having a configuration capable of being arranged in a low-profile structure on the side of the electronic device by adopting a circular patch form having a reduced size and through spiral feeding in a specific feeding direction. It has the advantage of being able to.
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 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art, and thus, it should be understood that specific embodiments such as detailed description and preferred embodiments of the present invention are given as examples only.
전술한 본 발명과 관련하여, 안테나 및 스파이럴 형태의 피딩 라인으로 구성된 급전부의 설계 및 이의 구동은 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.In the context of the present invention described above, the design of the power supply unit consisting of the antenna and the spiral-shaped feeding line and its driving can be implemented as computer readable code on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include a hard disk drive (HDD), solid state disk (SSD), silicon disk drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. This includes, and is also implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). In addition, the computer may include a control unit 180 of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered illustrative. The scope of the invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

Claims (16)

  1. 전자 기기에 있어서, In electronic devices,
    전자기기의 측면에 배치되고, 기판 위에 배치되는 안테나; 및An antenna disposed on the side of the electronic device and disposed on the substrate; And
    상기 안테나의 하부에 배치되어 상기 안테나를 커플링 급전하는 스파이럴 형태의 피딩 라인(feeding line)으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함하고,It is disposed under the antenna and includes a feeding unit composed of a spiral-type feeding line that feeds the antenna to the coupling.
    상기 급전부는 상기 안테나가 이중 편파로 공진하도록 커플링 급전하는 제1 및 제2 급전부를 포함하는, 전자 기기.The power supply unit includes first and second power supply units for supplying coupling so that the antenna resonates with double polarization.
  2. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제1 및 제2 급전부는,The first and second feeding parts,
    최 외곽 암(outermost arm)과 인접한 인접 암(adjacent arm)에 형성되는 전류의 방향이 반대로 형성되어 상호 상쇄되도록 상기 최 외곽 암과 상기 인접 암 사이의 길이가 결정되고,The length between the outermost arm and the adjacent arm is determined so that the directions of the currents formed in the outermost arm and the adjacent arm are reversed and cancel each other,
    상기 결정된 길이에 따라 전류가 상호 상쇄됨에 따라 누설 전계(fringing field)를 감소시켜 상기 안테나가 배치되는 모듈의 두께를 감소시키는, 전자 기기.An electronic device that reduces a thickness of a module in which the antenna is disposed by reducing a leakage field as the currents cancel each other along the determined length.
  3. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 안테나는 수평 방향(horizontal direction)으로 복수 개 배열된 원형 패치 배열 안테나(circular patch array antenna)이고, 상기 배열 안테나 각각은 상기 제1 및 제2 급전부에 의해 이중 급전(dual feeding)되는, 전자 기기.The antenna is a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction, and each of the array antennas is dual-fed by the first and second feeders. device.
  4. 제1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제1 및 제2 급전부는 동일한 길이(length)와 너비(width)로 형성되고, 상기 원형 패치를 기준으로 좌우 대칭인, 전자기기.The first and second feeding parts are formed of the same length (length) and width (width), the left and right symmetrical with respect to the circular patch, the electronic device.
  5. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제1 및 제2 급전부의 면적의 합은 상기 안테나의 면적의 40 내지 50%인 것을 특징으로 하는, 전자기기.The sum of the areas of the first and second feeding parts is 40 to 50% of the area of the antenna, the electronic device.
  6. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 안테나는, The antenna,
    상기 제1 및 제2 급전부에 의해 대각선 방향(diagonal direction)에서 직교(orthogonal)하도록 급전되어 상기 직교하는 대각선 방향의 제1 및 제2 편파 신호를 송신하거나 수신하는, 전자기기. An electronic device that is fed orthogonally in a diagonal direction by the first and second feeding units to transmit or receive the orthogonal diagonal first and second polarization signals.
  7. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 안테나는,The antenna,
    상기 제1 및 제2 급전부에 의해 커플링 급전되는 액티브 패치 안테나; 및An active patch antenna coupled and fed by the first and second feeders; And
    상기 액티브 패치 안테나의 상부에 배치되고, 광대역 동작하도록 구성되는 스택 패치 안테나를 포함하는, 전자 기기.And a stack patch antenna disposed on the active patch antenna and configured to operate in a broadband manner.
  8. 제7 항에 있어서,The method of claim 7,
    상기 액티브 패치 안테나 및 상기 스택 패치 안테나는,The active patch antenna and the stack patch antenna,
    안테나 방사체(antenna radiator) 크기를 감소시키고, 상기 안테나 방사체 간의 간섭을 방지하도록 가장 작은 크기로 형성될 수 있는 원형 패치 배열 안테나(circulator patch array antenna)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 전자기기.Electronic device, characterized in that it consists of a circular patch array antenna that can be formed to the smallest size to reduce the antenna radiator (antenna radiator) size and prevent interference between the antenna radiators.
  9. 제8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 원형 패치 배열 안테나에서, 상기 안테나 방사체의 이득(gain)이 최적화되도록 상기 스택 패치 안테나의 직경이 상기 액티브 패치 안테나의 직경보다 더 크게 설정되는 것을 특징으로 하는, 전자기기.In the circular patch array antenna, the electronic device, characterized in that the diameter of the stack patch antenna is set larger than the diameter of the active patch antenna so that the gain of the antenna radiator is optimized.
  10. 제8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 원형 패치 배열 안테나가 배치되는 기판의 형태는,The shape of the substrate on which the circular patch array antenna is disposed is:
    상기 전자기기의 측면에 배치될 수 있도록, 수평 방향의 그라운드 영역이 수직 방향(vertical direction)의 그라운드 영역보다 더 적은 형태의 비대칭 그라운드 (asymmetric ground) 형태인, 전자 기기.An electronic device in which a horizontal ground area is formed in an asymmetrical ground form of less than that of a vertical direction so as to be disposed on the side surface of the electronic device.
  11. 전자 기기에 있어서, In electronic devices,
    전자기기의 측면에 배치되고, 기판 위에 배치되는 배열 안테나; 및An array antenna disposed on the side of the electronic device and disposed on the substrate; And
    상기 배열 안테나의 하부에 배치되어 상기 배열 안테나의 각 안테나 소자를 커플링 급전하는 스파이럴 형태의 피딩 라인(feeding line)으로 구성된 급전부(feeding unit)를 포함하고,It is disposed below the array antenna and includes a feeding unit composed of a spiral-type feeding line for coupling and feeding each antenna element of the array antenna.
    상기 급전부는 상기 안테나 소자가 이중 편파로 공진하도록 커플링 급전하는 제1 급전부 및 제2 급전부를 포함하는, 전자 기기.The power supply unit includes a first power supply unit and a second power supply unit for feeding the coupling so that the antenna element resonates with double polarization.
  12. 제11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 제1 급전부는 제1 전력 결합기에 의해 결합되어, 제1 전력 증폭기 및 제1 수신 증폭기에 연결되고,The first power supply unit is coupled by a first power combiner, connected to the first power amplifier and the first receive amplifier,
    상기 제2 급전부는 제2 전력 결합기에 의해 결합되어, 제2 전력 증폭기 및 제2 수신 증폭기에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The second power supply unit is coupled by a second power combiner, characterized in that connected to the second power amplifier and the second receive amplifier, an electronic device.
  13. 제11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 제1 급전부에 의해 급전되어 상기 안테나 소자에 제1 편파 방향(polarization direction)으로 전계가 형성되어 제1 안테나로 동작하고,It is fed by the first feeder and an electric field is formed in the first polarization direction on the antenna element to operate as a first antenna,
    상기 제2 급전부에 의해 급전되어 상기 안테나 소자에 제2 편파 방향으로 전계가 형성되어 제2 안테나로 동작하고,It is fed by the second feeding unit and an electric field is formed in the second polarization direction on the antenna element to operate as a second antenna,
    상기 제2 편파 방향이 상기 제1 편파 방향과 수직하게 형성되어, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 다중입력 다중출력(MIMO) 안테나로 동작하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The second polarization direction is formed perpendicular to the first polarization direction, the first antenna and the second antenna is characterized in that it operates as a multi-input multiple output (MIMO) antenna, electronic device.
  14. 제11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 제1 및 제2 급전부는,The first and second feeding parts,
    최 외곽 암(outermost arm)과 인접한 인접 암(adjacent arm)에 형성되는 전류의 방향이 반대로 형성되어 상호 상쇄되도록 상기 최 외곽 암과 상기 인접 암 사이의 길이가 결정되고,The length between the outermost arm and the adjacent arm is determined so that the directions of the currents formed in the outermost arm and the adjacent arm are reversed and cancel each other,
    상기 결정된 길이에 따라 전류가 상호 상쇄됨에 따라 누설 전계(fringing field)를 감소시켜 상기 안테나가 배치되는 모듈의 두께를 감소시키는, 전자 기기.An electronic device that reduces a thickness of a module in which the antenna is disposed by reducing a leakage field as the currents cancel each other along the determined length.
  15. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 안테나는 수평 방향(horizontal direction)으로 복수 개 배열된 원형 패치 배열 안테나(circular patch array antenna)이고, 상기 배열 안테나 각각은 상기 제1 및 제2 급전부에 의해 이중 급전(dual feeding)되는, 전자 기기.The antenna is a circular patch array antenna arranged in a plurality in a horizontal direction, and each of the array antennas is dual-fed by the first and second feeders. device.
  16. 제15 항에 있어서, The method of claim 15,
    상기 제1 및 제2 급전부는 동일한 길이(length)와 너비(width)로 형성되고, 상기 원형 패치를 기준으로 좌우 대칭인, 전자기기.The first and second feeding parts are formed of the same length (length) and width (width), the left and right symmetrical with respect to the circular patch, the electronic device.
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