WO2020222337A1 - 배열 안테나를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

배열 안테나를 구비하는 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
WO2020222337A1
WO2020222337A1 PCT/KR2019/005272 KR2019005272W WO2020222337A1 WO 2020222337 A1 WO2020222337 A1 WO 2020222337A1 KR 2019005272 W KR2019005272 W KR 2019005272W WO 2020222337 A1 WO2020222337 A1 WO 2020222337A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
array antenna
signal
array
disposed
electronic device
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/005272
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
우승민
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2019/005272 priority Critical patent/WO2020222337A1/ko
Publication of WO2020222337A1 publication Critical patent/WO2020222337A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details 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
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device having an array antenna. More particularly, it relates to an electronic device having array antennas operating in different bands.
  • Electronic devices can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, electronic devices can be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals depending on whether the user can directly carry them.
  • the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions of data and voice communication, taking pictures and videos through a camera, recording voice, playing music files through a speaker system, and outputting images or videos to the display unit.
  • Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function.
  • recent mobile terminals can receive multicast signals providing visual content such as broadcasting and video or television programs.
  • Such electronic devices are diversified, they are implemented in the form of a multimedia player with complex functions such as, for example, taking photos or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
  • wireless communication systems using LTE communication technology have recently been commercialized in electronic devices, providing various services.
  • wireless communication systems using 5G communication technology are expected to be commercialized and provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using a Sub6 band below 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
  • the frequency bands to be allocated for 5G communication services in the millimeter wave (mmWave) band are the 28 GHz band, 39 GHz and 64 GHz bands.
  • the 28 GHz band, 39 GHz, and 64 GHz bands there is no specific discussion on which antenna elements to use in the 28 GHz band, 39 GHz, and 64 GHz bands and how to arrange these antenna elements.
  • mobile terminals among electronic devices have a problem in that a space for arranging an antenna on the side or inside is further shortened as a low-profile structure having a thinner thickness is required.
  • a directional antenna such as an array antenna must be used in order to solve the problem that the cell radius is too narrow due to a short wavelength of the millimeter wave signal.
  • how to determine the spacing of each antenna element of the different array antennas in the 28 GHz band, 39 GHz and 64 GHz bands is a problem.
  • Another object is to provide an electronic device in which antenna elements of array antennas operating in different bands are optimally disposed.
  • Another object of the present invention is to provide an electronic device capable of mitigating interference between array antennas operating in different millimeter wave bands.
  • an electronic device including array antennas operating in different bands includes: a dielectric substrate; A first array antenna disposed on the dielectric substrate and configured to radiate a first signal in a first frequency band; And a second array antenna disposed on the dielectric substrate and configured to radiate a second signal in a second frequency band.
  • the second array antenna is rotated at an angle different from that of the first array antenna in an internal empty space in which the first array antenna is disposed on the dielectric substrate of the same layer as the first array antenna.
  • Array antennas operating in different frequency bands can be optimally arranged.
  • each element of the first array antenna and the second array antenna may be arranged at half-wavelength spacing of wavelengths corresponding to center frequencies of the first and second frequency bands.
  • the first array antenna and the second array antenna are arranged in an nxn array having ring formations having different radii, so that the number of antenna elements is increased to provide a configuration that can be expanded to a circular array. It has the advantage of being able to.
  • each element of the second array antenna may be disposed at an angle rotated by 45 degrees with respect to each element of the first array antenna.
  • the first frequency band and the second frequency band may be set to a 28 GHz band and a 39 GHz band, respectively.
  • each element of the first array antenna may be configured to operate in the 64 GHz band, which is the first frequency band and the third frequency band.
  • a third array antenna may further include a third array antenna disposed to overlap each element of the first array antenna and at least a portion on a different layer, and configured to radiate a third signal in a third frequency band.
  • the first to third frequency bands may be set to a 28 GHz band, a 64 GHz band, and a 39 GHz band, respectively.
  • a third array antenna disposed between the elements of the second array antenna in the same rotational state as the second array antenna, and configured to radiate a third signal in a third frequency band may be further included.
  • the first to third frequency bands may be set to a 28 GHz band, a 39 GHz band, and a 64 GHz band, respectively.
  • a portion of each element of the first array antenna adjacent to each element of the third array antenna is removed in a triangular shape, thereby reducing interference between the first signal and the third signal.
  • some of the first to third array antennas may be disposed to overlap at least some on different layers.
  • each element of the first to third array antennas may be connected to the first to third power feeding units through vertical connection vias.
  • the first to third power feeding units may pass through slots in the ground disposed below the first to third array antennas to be connected to respective elements of the first to third array antennas.
  • the vertical connection via of the first feeder that feeds the first array antenna passes through a dielectric region from which the metal layer of each element of the third array antenna disposed under the first array antenna has been removed. It can be formed to be.
  • the vertical connection via of the third feeder that feeds the third array antenna passes through a dielectric region from which the metal layer of each element of the first array antenna disposed under the third array antenna has been removed. It can be formed to be.
  • a control unit for controlling at least one of the first signal and the second signal to be received through the first array antenna and the second array antenna may be further included.
  • the controller may control the third signal of the first frequency band to be received together.
  • the second signal it is possible to control so that the fourth signal of the second frequency band is received together.
  • the first array antenna may include a first horizontal feed unit and a first vertical feed unit to have a horizontal polarization of 0 degrees and a horizontal polarization of 90 degrees and a vertical polarization of V.
  • the second array antenna may include a second horizontal feed unit and a second vertical feed unit so as to have -45 degree polarization and +45 degree polarization.
  • control unit performs multiple input/output (MIMO) using the first signal and the third signal received through the first horizontal feed unit and the first vertical feed unit of the first array antenna. Can be done. In this case, when the reception quality of the first signal and the third signal is less than or equal to a threshold value, the second signal and the second signal received through the second horizontal feeding unit and the second vertical feeding unit of the second array antenna Multiple input/output (MIMO) can be performed using 4 signals.
  • MIMO multiple input/output
  • control unit performs multiple input/output (MIMO) using the second signal and the fourth signal received through the second horizontal feed unit and the second vertical feed unit of the second array antenna. Can be done. At this time, when the reception quality of the third signal and the fourth signal is less than or equal to a threshold value, the first signal and the first signal received through the first horizontal feeding unit and the first vertical feeding unit of the first array antenna Multiple input/output (MIMO) can be performed using 3 signals.
  • MIMO multiple input/output
  • an electronic device that controls to transmit and receive signals using a plurality of array antennas.
  • the electronic device includes: a first array antenna configured to radiate a first signal in a first frequency band; A second array antenna configured to radiate a second signal in a second frequency band; And a controller configured to control at least one of the first signal and the second signal to be received through the first array antenna and the second array antenna.
  • the second array antenna may be disposed in a state in which a central axis is rotated at an angle different from that of the first array antenna in an internal empty space in which the first array antenna is disposed.
  • a third array antenna may further include a third array antenna disposed to overlap each element of the first array antenna and at least a portion on a different layer, and configured to radiate a third signal in a third frequency band.
  • the first to third frequency bands may be set to a 28 GHz band, a 64 GHz band, and a 39 GHz band, respectively.
  • a third array antenna disposed between the elements of the second array antenna in the same rotational state as the second array antenna, and configured to radiate a third signal in a third frequency band may be further included.
  • the first to third frequency bands may be set to a 28 GHz band, a 39 GHz band, and a 64 GHz band, respectively.
  • a portion of each element of the first array antenna adjacent to each element of the third array antenna is removed in a triangular shape, thereby reducing interference between the first signal and the third signal.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention.
  • FIG. 2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device according to the present invention can be disposed.
  • FIG. 4 shows a conceptual diagram in which antennas on an electronic device according to the present invention are configured as phased array antennas.
  • 5A shows the configuration of a plurality of array antennas according to the present invention.
  • 5B shows a configuration of a plurality of array antennas in a circular ring shape according to the present invention.
  • FIG. 6 shows a configuration of a plurality of array antennas according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A illustrates a configuration of a plurality of array antennas according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B shows an edge cut structure of a first array antenna according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A shows a configuration of an array antenna operating in a dual band and an array antenna operating in a different band according to the present invention.
  • 8B shows the radiation efficiency of the first and second array antenna elements according to the present invention.
  • FIG 9 shows the isolation characteristics according to the polarization rotation of a specific array antenna according to the present invention.
  • 10A to 10C show reflection coefficient characteristics according to resonance of the first to third array antennas according to the present invention.
  • 11A illustrates a side structure of a plurality of array antennas disposed on different layers according to an embodiment of the present invention.
  • 11B illustrates a side structure of a plurality of array antennas disposed on different layers according to another embodiment of the present invention.
  • Electronic devices described herein include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PC tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device wearable device, for example, smartwatch, glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)
  • HMD head mounted display
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure 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. ), etc.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential for implementing an electronic device, and thus an electronic device described in the present specification may have more or fewer components than the components listed above.
  • the wireless communication unit 110 may be configured between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or between the electronic device 100 and an external server. It may include one or more modules that enable wireless communication between. In addition, the wireless communication unit 110 may include one or more modules that connect 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 the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
  • an uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station.
  • a downlink (DL) multi-input multiple output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception 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 have a co-located structure disposed at the same location within a cell.
  • the 5G base station may be disposed in a separate location from the 4G base station in a stand-alone (SA) structure.
  • 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. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G received signals from the 5G base station.
  • the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming.
  • the 5G frequency band the Sub6 band, which is a band below 6GHz, may be used.
  • a 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 to expand communication coverage with a base station.
  • uplink MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
  • downlink (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from the 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
  • the dual connection between the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means 5G wireless communication system.
  • a 4G reception signal and a 5G reception signal may 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, and includes BluetoothTM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC. Near field communication may be supported by using at least one of (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies.
  • the short-range communication module 114 may be configured between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or between the electronic device 100 and other electronic devices 100 through wireless area networks. ) And a network in which the other electronic device 100 or an external server is located may support wireless communication.
  • the local area wireless communication network may be a wireless personal area network (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 between electronic devices through a device-to-device (D2D) method without passing through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence)
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence)
  • 4G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113.
  • 5G + WiFi carrier aggregation 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 obtaining a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof is a GPS (Global Positioning System) module or a WiFi (Wireless Fidelity) module.
  • a GPS module Global Positioning System
  • WiFi Wireless Fidelity
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the location of the electronic device may be obtained based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
  • AP wireless access point
  • the location information module 114 may perform any function among other modules of the wireless communication unit 110 in order to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally.
  • the location information module 114 is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device based on information of the 5G wireless communication module and a 5G base station transmitting or receiving a wireless signal.
  • the 5G base station in the mmWave band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
  • the input unit 120 includes a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, or an audio input unit, and a user input unit 123 for receiving information from a user, for example, , A touch key, a mechanical key, etc.).
  • the voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as 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, information on surrounding environments 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 for example, camera (see 121)), microphone (microphone, see 122), battery gauge, environmental sensor (for example, barometer, hygrometer, thermometer, radiation detection sensor, It may include at least one of a heat sensor, a gas sensor, etc.), and a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.). Meanwhile, the electronic device disclosed in this specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and includes at least one of the display unit 151, the sound output unit 152, the hap tip module 153, and the light output unit 154 can do.
  • the display unit 151 may implement a touch screen by forming a layer structure or integrally with the touch sensor.
  • 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 may provide an output interface between the electronic device 100 and a user.
  • the interface unit 160 serves as a passage between various types of external devices connected to the electronic device 100.
  • the interface unit 160 connects a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and a device equipped with an identification module. It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, an input/output (video I/O) port, and an earphone port.
  • the electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device in response to the connection of the external device to the interface unit 160.
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven by the electronic device 100, data for the operation of the electronic device 100, and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of delivery for basic functions of the electronic device 100 (eg, incoming calls, outgoing functions, message receiving, and outgoing functions). Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170, installed on the electronic device 100, and driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the electronic device.
  • the controller 180 In addition to operations related to the application program, the controller 180 generally controls overall operations of the electronic device 100.
  • the controller 180 may provide or process appropriate information or functions to a 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.
  • the controller 180 may control at least some of the components examined together with FIG. 1A. Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the electronic device 100 with each other.
  • the power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 and supplies power to each of the components 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 respective 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.
  • 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 bar-shaped terminal body.
  • the present invention is not limited thereto, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type in which two or more bodies are relatively movably coupled, a flip type, a slide type, a swing type, and a swivel type. .
  • a 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 (for example, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As shown, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in an 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 for example, 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 an 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 may be mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • electronic components may be mounted on the rear case 102 as well.
  • 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. Accordingly, 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, a part of the side surface 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, when the rear case 102 is combined, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103. Meanwhile, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • 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, and first and second sound output units.
  • Cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, microphone 122, interface unit 160, and the like 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) and GUI (Graphic User Interface) information according to such execution screen information. .
  • two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the electronic device 100.
  • a plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces, respectively.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command 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 may be configured to generate a control command corresponding to the touch based on this.
  • Content input by the touch method may be letters or numbers, or menu items that can be indicated or designated 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 manipulation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that transmits 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 reproduction sounds. ) Can be implemented.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, e-mail reception, and information reception through an application.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to terminate the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or moving picture obtained by an image sensor in a photographing 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 manipulation units 123a and 123b are an example of a user input unit 123 that is 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 operation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates while receiving a tactile feeling such as touch, push, and scroll.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may also be employed in a manner in which the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a user's tactile feeling through proximity touch, 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 and other sounds.
  • the microphone 122 may be provided in a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 becomes 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 (eg, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth Port), a 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 for accommodating 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 surface of the terminal body.
  • the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of 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.
  • an image may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and an image of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 illuminates light toward the subject when photographing the subject with the second camera 121b.
  • 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, and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • At least one antenna for wireless communication may be provided in the terminal body.
  • the antenna may be embedded in the terminal body or may be formed in a 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 in 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.
  • each of the plurality of antennas is implemented as an array antenna, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
  • mmWave millimeter wave
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (refer to 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.
  • the electronic device may further include a modem 400 and an application processor 500.
  • the modem 400 and the application processor AP 500 may be physically implemented in one chip, and may be implemented in a logically and functionally separate 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) 310 to 340 in the receiver.
  • LNAs low noise amplifiers
  • the first power amplifier 210, the second power amplifier 220, the controller 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 a 4G communication system and a 5G communication system, 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 separate 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 separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 250 when the 5G band and the 4G band have a large difference in bands, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separate type. In this way, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and physically, it is possible to be 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 circuit of the transmitter and the receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
  • PMIC power management IC
  • the application processor AP 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 a low power mode or is turned off through the modem 300 through the RFIC. 250 can be controlled.
  • 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 with the lowest power. Accordingly, even though the throughput is slightly sacrificed, the application processor (AP) 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 wireless 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 capacity and available radio resource information.
  • the application processor (AP, 500) may receive the remaining battery level information from the PMIC, and the available radio resource information from the modem 400. Accordingly, if the remaining battery capacity and available radio resources are sufficient, the application processor (AP, 500) may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive reception through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the transmitting unit and the receiving unit of each radio system may be integrated into one transmitting and receiving unit. Accordingly, there is an advantage in that a circuit part integrating two types of system signals can be removed from the RF front-end.
  • the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be integrated more efficiently than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
  • the multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage of enabling efficient resource allocation since it is possible to control other communication systems as needed, and thereby 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 can operate in both the first and second communication systems.
  • one of the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 4G band and the other may operate in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2.
  • 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT 4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT 4 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 can 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 uplink (UL).
  • a transmission signal may be branched in 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 power divider is built into the RFIC corresponding to the RFIC 250, so that separate parts do not need to be placed outside, thereby improving component mounting performance.
  • I can. Specifically, it is possible to select the transmission unit (TX) of two different communication systems by using a single pole double throw (SPDT) type switch inside the RFIC corresponding to the control unit 250.
  • TX transmission unit
  • SPDT single pole double throw
  • an electronic device capable of operating 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.
  • the duplexer 231 is configured to separate signals in the transmission band and the reception band from each other.
  • the signal in the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 is applied to the antennas ANT1 and ANT 4 through the first output port of the duplexer 231.
  • signals in the reception band received through the antennas ANT1 and ANT 4 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 a signal in a transmission band or a reception band and block signals in the remaining bands.
  • the filter 232 may include 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 the signal of the transmission band or only the signal of the reception band according to the control signal.
  • the switch 233 is configured to transmit only either a transmission signal or a reception signal.
  • the switch 233 may be configured in the form of a single pole double throw (SPDT) so as to separate a transmission signal and a reception signal in a time division multiplexing (TDD) scheme.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
  • the switch 233 is applicable to a frequency division multiplexing (FDD) scheme.
  • the switch 233 may be configured in the form of a Double Pole Double Throw (DPDT) so as to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
  • DPDT Double Pole Double Throw
  • the switch 233 is not necessarily required.
  • the electronic device may further include a modem 400 corresponding to a control unit.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first control unit (or a first processor) and a second control unit (a second processor), respectively.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separate circuits.
  • the RFIC 250 and the modem 400 may be physically divided into one circuit logically or functionally.
  • 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 a specific time and frequency resource. 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. Further, the RFIC 250 may control receiving 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 an application.
  • FIG. 3 shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device according to the present invention can be disposed.
  • a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be disposed on the side or rear of the electronic device 100.
  • each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be configured as an array antenna to perform beamforming in a millimeter wave band.
  • Each of a plurality of antennas (ANT 1 to ANT 4) composed of a single antenna and/or a phased array antenna for use with a wireless circuit such as the transceiver circuit 250 is mounted on the electronic device 100 ( can be mounted).
  • Each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 is along the side of the housing such as the terminal side 115S, and the upper and lower portions of the rear housing portion 115B at the center of the housing wall 115B. It may be mounted in a corner of the electronic device 100 on the top. Alternatively, each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be disposed on the electronic device 100 and the housing wall 115B on the upper left corner, the upper right corner, the lower left corner, and the lower right corner under the housing. .
  • the transceiver circuit 250 as a wireless circuit may include a gain and phase control circuit.
  • a gain and phase adjustment circuit 230 may be included for each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4. At this time, the gain and phase control circuit 230 may be used to adjust the characteristics of signals associated with each antenna element in the array antenna performing beam steering.
  • each position 50 on the side or rear surface of the electronic device 100 may include a plurality of antennas. Meanwhile, while one or more antennas transmit and receive signals at at least one of the positions 50, one or more antennas may be used to transmit and receive signals at another of the positions 50. Accordingly, multiple input/output (MIMO) may be performed through beamforming using different array antennas.
  • MIMO multiple input/output
  • FIG. 4 shows a conceptual diagram in which antennas on an electronic device according to the present invention are configured as phased array antennas.
  • signals transmitted from each element of the antenna array 210 may be combined through a feed line 222.
  • the feed line 222 may have one or more radio frequency transmission path structures, for example, a high frequency waveguide structure or another high frequency line structure.
  • the array 210 may include N antenna elements, for example, first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n.
  • Each of the antenna elements in the phased array antenna 210 may be arranged in any desired number of rows and columns, or in any other form.
  • the phased array antenna 210 does not necessarily have to be arranged in a grid pattern having rows and columns.
  • the phased array antenna 210 may be two-dimensionally arranged in an arbitrary polygonal structure or two-dimensionally arranged in a circular ring form.
  • the feed line 222 may be used to provide signals (eg, millimeter wave signals) from the transceiver circuit 250 to the phased array antenna 210.
  • the feed line 222 may be used to provide signals from the phased array antenna 210 to the transceiver circuit 250.
  • the transmission signal amplified through the transmission/reception unit circuit 250 and the power amplifier 210 is transferred to the first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n through the feed line 222 and the power divider. Is provided. Accordingly, the transmission signal transmitted through the transmission beamformed through the first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n may be transmitted from point A to point B in an optimal direction.
  • the received signals received through the first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n are provided to the low noise amplifier 310 through the power combiner and the feed line 222.
  • the low-noise amplified reception signal is provided to the transceiver circuit 250. Accordingly, the received signal received beamformed through the first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n may be received in an optimal direction from point A to point B.
  • the control circuit 230 is the gain and/or phase of the signal applied to each antenna element through the gain/phase controllers 221-1 to 221-n connected to each antenna element of the phased array antenna 210. Can be adjusted.
  • the beam steering directions may be different from A to B.
  • each signal transmitted and received through the first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n may be indicated as 215-1 to 215-n.
  • each signal transmitted and received through the first to nth antenna elements 220-1, ..., 220-n may be expressed as 216-1 to 216-n. .
  • a beamforming operation may be performed to change a beam steering direction from A to B over time through one of the array antennas ANT1 to ANT 4.
  • the beamforming operation may be performed by making the beam steering direction different through two or more array antennas ANT1 to ANT 4.
  • spatial diversity may be performed by making the beam steering directions different from A and B.
  • the beam steering directions may be set to A and B through the first and second array antennas ANT1 and ANT2, respectively.
  • the beam steering direction of the first array antenna ANT1 is A
  • a null of the radiation pattern of the second array antenna ANT2 may be controlled to be disposed in the corresponding direction.
  • the control circuit 230 may control the gain and/or phase of each signal through the gain/phase controllers 221-1 to 221-n.
  • FIG. 5A shows a configuration of a plurality of array antennas according to the present invention.
  • the plurality of array antennas operate in the first and second frequency bands, respectively.
  • the first frequency band and the second frequency band may be a 28 GHz band and a 39 GHz band, respectively, but are not limited thereto and may be changed according to an application.
  • first and second array antennas 1100 and 1200 may be disposed on a dielectric substrate 1010.
  • the first and second array antennas 1100 and 1200 may be disposed on the dielectric substrate 1010 of the same layer.
  • the present invention is not limited thereto, and may be disposed on different layers of dielectric substrates according to applications.
  • the first array antenna 1100 is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a first signal in a first frequency band.
  • the second array antenna 1200 is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a second signal in a second frequency band.
  • the shape of the elements of the first and second array antennas 1100 and 1200 is not limited to a rectangular shape, and may be formed in an arbitrary polygonal or circular shape according to an application.
  • each element of the first array antenna 1100 having a relatively large size of the antenna element may be implemented in a circular shape.
  • the second array antenna 1200 since the second array antenna 1200 has a rectangular shape, the isolation characteristics according to the higher-order mode between the first and second array antennas 1100 and 1200 may be improved.
  • the second array antenna 1200 is on the dielectric substrate 1010 of the same layer as the first array antenna 1100, the first array antenna 1100 in an internal empty space in which the first array antenna 1100 is disposed. It can be arranged with the central axis rotated at an angle different from that.
  • each element of the first array antenna 1100 and the second array antenna 1200 may be arranged at half-wavelength spacing of wavelengths corresponding to the center frequencies of the first and second frequency bands.
  • the first array antenna and the second array antenna may be arranged in an n x n array having ring formations having different radii.
  • FIG. 5B shows a configuration of a plurality of array antennas in a circular ring shape according to the present invention.
  • the configurations of the first and second array antennas 1100 and 1200 according to the present invention have the advantage of being expandable in the form of a circular ring array having different diameters.
  • a second array antenna 1200a is disposed inside the first array antenna 1100a.
  • another second array antenna 1200b may be disposed outside the first array antenna 1100a.
  • another first array antenna 1100b may be disposed outside the second array antenna 1200b.
  • the number of elements disposed at the outermost side of the first and second array antennas 1100 and 1200 may be configured to increase from 4 to 8 and 16. However, it is not limited thereto, and the number of devices can be changed according to applications.
  • a plurality of array antenna structures according to the present invention have technical advantages in the following points compared to a plurality of array antenna structures that are separately disposed.
  • Antenna elements may be arranged in a circular shape in the first and second frequency bands (eg, 28 GHz band and 39 GHz band).
  • Each antenna element of the first and second array antennas 1100 and 1200 may be optimally arranged at different intervals.
  • the half wavelength is about 5.3 mm
  • the half wavelength is about 3.9 mm.
  • the first and second array antennas 1100 and 1200 are disposed on different layers instead of the same layer. Can be. In this way, when the first and second array antennas 1100 and 1200 are disposed on different layers, isolation between the first and second array antennas 1100 and 1200 may increase. Also, as the second array antenna 1200 is rotated by 45 degrees compared to the first array antenna 1100, the degree of isolation between the first and second array antennas 1100 and 1200 increases.
  • each element of the second array antenna 1200 may be disposed at an angle rotated by 45 degrees with respect to each element of the first array antenna 1100.
  • first and second array antennas 1100 and 1200 can be optimally arranged while minimizing interference between elements of the first and second array antennas 1100 and 1200.
  • first and second array antennas 1100 and 1200 operate as multiple input/output (MIMO) through double polarization, there is an advantage in that the MIMO degree of freedom can be increased while minimizing interference between signals. have.
  • MIMO multiple input/output
  • FIG. 6 shows a configuration of a plurality of array antennas according to another embodiment of the present invention.
  • the first to third array antennas 1100c to 1300c may operate in a 28 GHz band, a 64 GHz band, and a 39 GHz band, respectively. Accordingly, if the first to third array antennas 1100c to 1300c operate in the first to third frequency bands, the first to third frequency bands correspond to 28 GHz band, 64 GHz band, and 39 GHz band, respectively.
  • the first to third array antennas 1100c to 1300c may be disposed so that at least some of the antennas overlap on different layers.
  • the first and third array antennas 1100c and 1300c may be disposed on different layers.
  • the first and third array antennas 1100c and 1300c overlapped and disposed on different layers may form a stacked configuration.
  • the first and third array antennas 1100c and 1300c formed in a stacked structure may have a common central position.
  • the first and third array antennas 1100c and 1300c formed in a stacked structure are configured to have their center positions offset from each other, so that antenna performance can be optimized in each frequency band and mutual interference can be minimized.
  • the second array antenna 1200c rotated by a predetermined angle may be disposed on a layer on which the first or third array antennas 1100c and 1300c are disposed.
  • the first array antenna 1100c is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a first signal in a first frequency band.
  • the second array antenna 1200c is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a second signal in a second frequency band.
  • the shape of the elements of the first and second array antennas 1100 and 1200 is not limited to a rectangular shape, and may be formed in an arbitrary polygonal or circular shape according to an application.
  • the second array antenna 1200c operates in a 64 GHz band, interference between the first and second array antennas 1100c and 1200c is reduced compared to the case of FIG. 5A.
  • the third array antenna 1300c is disposed to overlap each element of the first array antenna 1100c and at least a portion on a different layer, and is configured to emit a third signal in a third frequency band.
  • the spacing between the antenna elements of the first and second array antennas 1100c and 1300c may be set to the same spacing.
  • the spacing between the antenna elements of the first and third array antennas 1100c and 1300c may be optimized such as half a wavelength in each frequency band and may be disposed at different spacings.
  • each element of the first array antenna 1100c and the second array antenna 1200c may be arranged at half-wavelength spacing of wavelengths corresponding to the center frequencies of the first and second frequency bands. have.
  • each element of the second array antenna 1200c may be disposed at an angle rotated by 45 degrees with respect to each element of the first array antenna 1100c or the third array antenna 1300c. Therefore, when the directions of the patch antennas inside and outside of the circular ring array, that is, the second array antenna 1200c, are rotated by 45 degrees, the polarization directions are different from each other by 45 degrees, thereby increasing the isolation. There is this.
  • FIG. 7A shows a configuration of a plurality of array antennas according to another embodiment of the present invention.
  • the configuration and shape of the first and second array antennas 1100 and 1200 are the same as those of the first and second array antennas 1100 and 1200 of FIG. 5A.
  • the first array antenna 1100 is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a first signal in a first frequency band.
  • the second array antenna 1200 is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a second signal in a second frequency band.
  • the shape of the elements of the first and second array antennas 1100 and 1200 is not limited to a rectangular shape, and may be formed in an arbitrary polygonal or circular shape according to an application.
  • each element of the first array antenna 1100 having a relatively large size of the antenna element may be implemented in a circular shape.
  • the second array antenna 1200 since the second array antenna 1200 has a rectangular shape, the isolation characteristics according to the higher-order mode between the first and second array antennas 1100 and 1200 may be improved.
  • the second array antenna 1200 is on the dielectric substrate 1010 of the same layer as the first array antenna 1100, the first array antenna 1100 in an internal empty space in which the first array antenna 1100 is disposed. It can be arranged with the central axis rotated at an angle different from that.
  • each element of the first array antenna 1100 and the second array antenna 1200 may be arranged at half-wavelength spacing of wavelengths corresponding to the center frequencies of the first and second frequency bands.
  • the first array antenna and the second array antenna may be arranged in an n x n array having ring formations having different radii.
  • the third array antenna 1300d is disposed between the elements of the second array antenna 1200 in the same rotational state as the second array antenna 1200, and is configured to radiate a third signal in a third frequency band.
  • the first to third frequency bands may be set to a 28 GHz band, a 39 GHz band, and a 64 GHz band, respectively.
  • the circular ring structure indicated by the dotted line in FIG. 7A represents a circular shape in which the center positions of the first to third array antennas 1100, 1200, and 1300d are connected.
  • the diameter (radius) of each circle can be set to be inversely proportional to each frequency band (ie, proportional to the wavelength of each frequency band).
  • the diameter (radius) of each circle can be set as a half wavelength in each frequency band.
  • the first to third array antennas 1100, 1200, and 1300d may be disposed on the same layer of the dielectric substrate.
  • some of the first to third array antennas 1100, 1200, and 1300d may be disposed so that at least some of the antennas overlap on different layers.
  • the present invention features an edge cut structure in which an end portion of an externally located patch antenna is cut off.
  • a portion 1101a of each element of the first array antenna 1100 adjacent to each element of the third array antenna 1300d may be removed in a triangular shape. Accordingly, there is an advantage in that interference between the first signal in the first frequency band and the third signal in the third frequency band can be reduced.
  • FIG. 7B shows an edge cut structure of a first array antenna according to another embodiment of the present invention.
  • the first array antenna 1100 operates with circular polarization. Accordingly, in the present invention, only the first portion 1101a of the first array antenna 1100 is removed in a triangular shape, and the metal pattern is not removed from the second portion 1101b.
  • the metal pattern of the third portion 1101c adjacent to the first portion 1101a of the first array antenna 1100 may be removed in a triangular shape.
  • the present invention is not limited thereto, and the metal pattern of the fourth portion 1101d adjacent to the first portion 1101a of the first array antenna 1100 may be removed.
  • the metal pattern of the fourth portion 1101d adjacent to the first portion 1101a of the first array antenna 1100 may be removed.
  • only one of the metal patterns of the third portion 1101c and the fourth portion 1101d positioned on the diagonal should be removed.
  • FIGS. 7A and 7B the configuration of a plurality of array antennas of FIGS. 7A and 7B has technical advantages in the following points.
  • a space in which the patch antenna of the high mmWave frequency band (64 GHz) can be arranged can be formed by cutting the end of the patch antenna of the low mmWave frequency band (28 GHz) outside. Accordingly, isolation characteristics between the first and third array antennas 1100 and 1300d may be improved.
  • the spacing between the patch antennas for each frequency may all be set to a half wavelength of the corresponding frequency. Accordingly, there is an advantage that it is possible to optimize the beamforming characteristic for each frequency band. In addition, there is an advantage in that the space occupied by the entire array antenna is minimized, so that it is easy to arrange several antennas on the electronic devices 100 and 100.
  • FIG. 8A shows a configuration of an array antenna operating in a dual band and an array antenna operating in a different band according to the present invention.
  • first and second array antennas 1100 and 1200 may be disposed on a dielectric substrate 1010.
  • the first and second array antennas 1100 and 1200 may be disposed on the dielectric substrate 1010 of the same layer.
  • the present invention is not limited thereto, and may be disposed on different layers of dielectric substrates according to applications.
  • the first array antenna 1100 is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a first signal and/or a third signal in a first frequency band and/or a third frequency band.
  • the second array antenna 1200 is disposed on the dielectric substrate 1010 and is configured to radiate a second signal in a second frequency band.
  • the first to third frequency bands are a 28 GHz band, a 39 GHz band, and a 64 GHz band, respectively.
  • each element of the first array antenna 1100 has a first horizontal feeding unit 1111a and a second horizontal polarization to have a horizontal (H) polarization and a vertical (V: Vertical) polarization of 0 degrees and 90 degrees in the first frequency band.
  • a vertical power feeding part 1111b may be provided.
  • a third horizontal feeding unit 1113a and a third vertical feeding unit 1113b may be provided to have a horizontal polarization of 0° and 90° and a vertical polarization of V in the third frequency band.
  • the third horizontal feeding part 1113a and the third vertical feeding part 1113b may be provided in separate positions from the first horizontal feeding part 1111a and the first vertical feeding part 1111b. Accordingly, there is an advantage in that signals in the 28 GHz band and the 64 GHz band, which are different frequency bands, can be simultaneously transmitted and received by using one first array antenna 1100.
  • a signal in the 64 GHz band is transmitted and received through the first horizontal power supply unit 1111a and the first vertical power supply unit 1111b without separately providing the third horizontal power supply unit 1113a and the third vertical power supply unit 1113b. can do.
  • the hardware structure and control signaling are simplified.
  • each element of the first array antenna 1100 should be configured to resonate in both the 28 GHz band and the 64 GHz band.
  • FIG. 8B shows the radiation efficiency of the first and second array antenna elements according to the present invention.
  • the first radiation efficiency 310 represents the radiation efficiency according to the frequency of the element of the first array antenna 1100.
  • the second radiation efficiency 320 represents the radiation efficiency according to the frequency of the element of the second array antenna 1200.
  • the elements of the first array antenna 1100 have radiation efficiencies of 56% and 81%, respectively, in the 28GHz band and the 64GHz band, which are the first and third frequency bands. Accordingly, the element of the first array antenna 1100 has an advantage in that the antenna efficiency is rather increased in the 64 GHz band, which is a high frequency band, and can be utilized as a radiating element in the third frequency band.
  • the element of the second array antenna 1200 has a high radiation efficiency of 78% only in the 39 GHz band, which is the second frequency band.
  • the element of the first array antenna 1100 has a low radiation efficiency in the second frequency band of 39 GHz band, thereby reducing interference between the first and second array antennas 1100 and 1200.
  • the second array antenna 1200 element has a low radiation efficiency in the 28 GHz band and 64 GHz band, which are the first and third frequency bands, so that interference between the first and second array antennas 1100 and 1200 is reduced. have.
  • Figure 9 shows the isolation characteristics according to the polarization rotation of a specific array antenna according to the present invention.
  • the degree of isolation is increased by rotating the second array antenna 1200c by 45 degrees in the 64 GHz band.
  • the isolation characteristic is improved by about 5 dB on average compared to the case where it is not.
  • the first degree of isolation 311 when the second array antenna 1200c is rotated by 45 degrees is 5 dB on average (at least 3 dB, at least 3 dB) than the second degree of isolation 312 when the second array antenna is not rotated. Up to 31dB).
  • S21 may be used with respect to the degree of isolation, where the meaning of S21 is a transmission coefficient according to interference between adjacent elements of the first and second array antennas 1100 and 1200c.
  • FIGS. 10A to 10C show reflection coefficient characteristics according to resonance of the first to third array antennas according to the present invention.
  • FIGS. 10A to 10C show reflection coefficient characteristics of the first to third array antennas 1100, 1200, and 1300d of FIG. 7, respectively.
  • the first to third array antennas 1100, 1200, and 1300d resonate in each of the first to third frequency bands of 28 GHz, 39 GHz and 64 GHz, respectively, and are well as radiating elements. You can see it works.
  • each of the first to third array antennas 1100, 1200, and 1300d satisfies antenna performance with a reflection coefficient of 10 dB or more in the first to third frequency bands, respectively.
  • FIG. 11A shows a side structure of a plurality of array antennas disposed on different layers according to an embodiment of the present invention. 6, 7 and 11, some of the first to third patch antennas (Patch 1 to Patch 3), which are elements of the first to third array antennas, may be disposed on different layers. .
  • the first to third patch antennas (Patch 1 to Patch 3), which are elements of each of the first to third array antennas, are first to third class through vertical connection vias (Via 1 to Via 3). It can be connected to all (1111 to 1113). At this time, the first to third feeding units 1111 to 1113 pass through slots 1 to 3 in the ground GND disposed under the first to third array antennas, and the first to third array antennas. Can be connected with each of the devices.
  • each element of the first to third array antennas corresponds to the first to third patch antennas (Patch 1 to Patch 3).
  • the vertical connection via Via 1 of the first feeding part 1111 that feeds the first array antenna passes through the dielectric region from which the metal layer of each element of the third array antenna disposed under the first array antenna has been removed. It can be formed to be. That is, the vertical connection via Via 1 of the first feeding part 1111 may be formed to pass through the dielectric region R1 from which the metal layer of the second patch antenna Patch 2 has been removed.
  • FIG. 11B shows a side structure of a plurality of array antennas disposed on different layers according to another embodiment of the present invention.
  • the vertical connection via Via 3 of the third feeding part 1113 that feeds the third array antenna is removed from the metal layer of each element of the second array antenna disposed under the third array antenna. It can be formed to pass through the dielectric region. That is, the vertical connection via Via 3 of the third power feeding part 1113 may be formed to pass through the dielectric region R2 from which the metal layer of the second patch antenna Patch 2 has been removed.
  • a control unit corresponding to the transceiver circuit 1250 and/or the baseband processor 1400 may control at least one signal to be transmitted/received.
  • the controllers 1250 and 1400 receive at least one of a first signal and a second signal through the first array antennas 1100, 1100a, 1100b, and 1100c and the second array antennas 1200, 1200a, 1200b, and 1200c. It can be controlled to be transmitted or received.
  • the first signal and the second signal may be any one of the aforementioned signals of different frequency bands, respectively.
  • controllers 1250 and 1400 may simultaneously receive different signals of the same frequency band to perform downlink (DL) MIMO.
  • the controllers 1250 and 1400 may maintain a dual connectivity (DC) state capable of simultaneously receiving different signals of different frequency bands.
  • DC dual connectivity
  • the controllers 1250 and 1400 may control the third signal of the first frequency band to be received together. Also, when the second signal is received, the controllers 1250 and 1400 may control the fourth signal of the second frequency band to be received together. Meanwhile, when the first signal is received, the controllers 1250 and 1400 may maintain a dual connection (DC) state to receive a third signal and/or a fourth signal of a second frequency band.
  • DC dual connection
  • the first array antenna 1100 has a first horizontal feed unit 1111a and a first vertical feed so as to have a horizontal (H) polarization and a vertical (V) polarization of 0 degrees and 90 degrees.
  • the front part 1111b can be provided.
  • the second array antenna 1200 may include a second horizontal feeding part 1112a and a second vertical feeding part 1112b to have -45 degree polarization and +45 degree polarization.
  • controllers 1250 and 1400 can switch MIMO between different frequencies using the first array antennas 1100, 1100a, 1100b, and 1100c and the second array antennas 1200, 1200a, 1200b, and 1200c.
  • the controllers 1250 and 1400 include a first signal received through the first horizontal feeding unit 1111a and the first vertical feeding unit 1111b of the first array antenna 1100, 1100a, 1100b, 1100c, and Multiple input/output (MIMO) may be performed using the third signal.
  • MIMO Multiple input/output
  • the control unit 1250, 1400 is the second signal and the second signal received through the second horizontal feeding unit 1112a and the second vertical feeding unit 1112b of the second array antenna (1200, 1200a, 1200b, 1200c).
  • Multiple input/output (MIMO) can be performed using 4 signals. Accordingly, when signal quality (eg, SNR, SINR, CSI, or CQI) deteriorates in the first frequency band, MIMO conversion may be performed to the second frequency band, which is a high frequency band.
  • the controllers 1250 and 1400 may perform MIMO conversion to the second frequency band, which is a lower frequency band.
  • the second frequency band which is a lower frequency band.
  • the controllers 1250 and 1400 include a second signal received through the second horizontal feeding unit 1112a and the second vertical feeding unit 1112b of the second array antennas 1200, 1200a, 1200b, and 1200c, and Multiple input/output (MIMO) may be performed using the fourth signal.
  • MIMO Multiple input/output
  • the controllers 1250 and 1400 may perform MIMO conversion to a low frequency band.
  • the control unit 1250, 1400 is the first signal and the first signal received through the first horizontal feeding unit (1111a) and the first vertical feeding unit (1111b) of the first array antenna (1100, 1100a, 1100b, 1100c).
  • Multiple input/output (MIMO) can be performed using 3 signals.
  • the electronic devices 100 and 1000 include first array antennas 1100, 1100a, 1100b, and 1100c, and second array antennas 1200. , 1200a, 1200b, 1200c) and controllers 1250 and 1400.
  • the first array antennas 1100, 1100a, 1100b, and 1100c are configured to radiate a first signal in a first frequency band.
  • the second array antennas 1200, 1200a, 1200b, and 1200c are configured to emit a second signal in a second frequency band.
  • the second array antenna (1200, 1200a, 1200b, 1200c) rotates at an angle different from that of the first array antenna in an empty space inside the first array antenna (1100, 1100a, 1100b, 1100c) Can be placed
  • the controllers 1250 and 1400 receive at least one of the first and second signals through the first array antennas 1100, 1100a, 1100b, and 1100c and the second array antennas 1200, 1200a, 1200b, and 1200c. It can be controlled as much as possible.
  • the third array antenna 1300c may be disposed to overlap each element of the first array antenna and at least a portion on a different layer, and may be configured to emit a third signal in a third frequency band.
  • the first to third frequency bands may be set to a 28 GHz band, a 64 GHz band, and a 39 GHz band, respectively.
  • the third array antenna 1300d may be disposed between elements of the second array antenna in the same rotational state as the second array antenna, and may be configured to radiate a third signal in a third frequency band.
  • designing and driving of a transmitting unit including a power amplifier and a transceiver, a receiving unit including a low-noise amplifier, and an RFIC can be implemented as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices storing data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet). Also, the computer may include the controller 180 of the terminal.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 서로 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나를 구비하는 5세대 통신을 위한 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 유전체 기판(dielectric substrate); 상기 유전체 기판 상에 배치되고, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 배열 안테나; 및 상기 유전체 기판 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 배열 안테나를 포함한다. 이때, 상기 제2 배열 안테나는 상기 제1 배열 안테나와 동일 레이어의 상기 유전체 기판 상에서, 상기 제1 배열 안테나가 배치되는 내부의 빈 공간에 상기 제1 배열 안테나와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치되어, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 배열 안테나를 최적 배치할 수 있다.

Description

배열 안테나를 구비하는 전자 기기
본 발명은 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 서로 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
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.
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.
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.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
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.
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.
한편, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서의 5G 통신 서비스를 위해 할당될 주파수 대역은 28GHz 대역, 39GHz 및 64GHz 대역이 고려되고 있다. 하지만, 이와 같은 28GHz 대역, 39GHz 및 64GHz 대역에서 어떤 안테나 소자를 이용할 것인지와 이러한 안테나 소자를 어떠한 방식으로 배치할 지에 대한 구체적인 논의가 없다는 문제점이 있다.
특히, 전자 기기 중 이동 단말기는 점점 얇은 두께의 로우 프로파일(low-profile) 구조를 요구함에 따라 측면 또는 내부에 안테나를 배치할 공간이 더욱 부족하게 되는 문제점이 있다.
한편, 밀리미터파의 신호는 파장이 짧아서 셀 반경이 지나치게 좁아지는 문제점을 해결하기 위해, 배열 안테나와 같은 지향성 안테나를 사용하여야 한다. 이때, 28GHz 대역, 39GHz 및 64GHz 대역의 서로 다른 배열 안테나의 각각의 안테나 소자 간격을 어떻게 결정할 것인지가 문제된다.
또한, 28GHz 대역, 39GHz 및 64GHz 대역의 서로 다른 배열 안테나가 서로 다른 레이어에서 일부 중첩되도록 배치되는 경우 이들 간의 간섭 문제를 해결할 수 있는 배치 구조의 최적화가 필요하다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 서로 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나의 각 안테나 소자가 최적으로 배치된 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 서로 다른 밀리미터파 대역에서 동작하는 배열 안테나 간의 간섭을 완화시킬 수 있는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 서로 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 유전체 기판(dielectric substrate); 상기 유전체 기판 상에 배치되고, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 배열 안테나; 및 상기 유전체 기판 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 배열 안테나를 포함한다. 이때, 상기 제2 배열 안테나는 상기 제1 배열 안테나와 동일 레이어의 상기 유전체 기판 상에서, 상기 제1 배열 안테나가 배치되는 내부의 빈 공간에 상기 제1 배열 안테나와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치되어, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 배열 안테나를 최적 배치할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나와 상기 제2 배열 안테나의 각각의 소자는 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장의 반파장 간격(half-wavelength spacing)으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나는 서로 다른 반경을 갖는 링 형태(ring formation)를 갖는 n x n 배열로 배치되어, 안테나 소자 개수를 증가시켜 원형 배열로 확장할 수 있는 구성을 제시할 수 있다는 장점이 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 배열 안테나의 각각의 소자는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자에 대해 45도만큼 회전된 각도로 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역은 각각 28GHz 대역 및 39 GHz 대역으로 설정될 수 있다. 한편, 상기 제1 배열 안테나의 각 소자는 상기 제1 주파수 대역과 제3 주파수 대역인 64GHz 대역에서 동작하는 하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자와 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되고, 제3주파수 대역에서 제3신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 배열 안테나의 소자들의 사이에, 상기 제2 배열 안테나와 동일한 회전 상태로 배치되고, 제3 주파수 대역에서 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 39 GHz 대역 및 64GHz 대역으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 인접하는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 일 부분이 삼각형 형상으로 제거되어, 상기 제1 신호와 상기 제3신호 간의 간섭을 저감할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 내지 제3 배열 안테나 중 일부는 서로 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나 내지 상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자는 수직 연결 비아를 통해 제1 내지 제3 급전부와 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3급전부는, 상기 제1 내지 제3 배열 안테나 하부에 배치되는 그라운드 내의 슬롯을 통과하여 상기 제1 내지 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나를 급전하는 상기 제1 급전부의 수직 연결 비아는 상기 제1 배열 안테나 하부에 배치된 상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자의 금속층이 제거된 유전체 영역을 통과하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 배열 안테나를 급전하는 상기 제3 급전부의 수직 연결 비아는 상기 제3 배열 안테나 하부에 배치된 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 금속층이 제거된 유전체 영역을 통과하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나를 통해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나가 수신되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 상기 제1 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 주파수 대역의 제3 신호가 함께 수신되도록 제어할 수 있다. 한편, 상기 제2 신호가 수신되는 경우, 상기 제2 주파수 대역의 제4 신호가 함께 수신되도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나는 0도와 90도의 수평(H: Horizontal) 편파 및 수직(V: Vertical) 편파를 갖도록 제1 수평 급전부 및 제1 수직 급전부를 구비할 수 있다. 한편, 상기 제2 배열 안테나는 -45도 편파 및 +45도 편파를 갖도록 제2 수평 급전부 및 제2 수직 급전부를 구비할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 제1 배열 안테나의 상기 제1 수평 급전부와 상기 제1 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호의 수신 품질이 모두 임계치 이하이면, 상기 제2 배열 안테나의 상기 제2 수평 급전부와 상기 제2 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제2 신호 및 상기 제4 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 제2 배열 안테나의 상기 제2 수평 급전부와 상기 제2 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제2 신호 및 상기 제4 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호의 수신 품질이 모두 임계치 이하이면, 상기 제1 배열 안테나의 상기 제1 수평 급전부와 상기 제1 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.
본 발명에 다른 측면에 따른 복수의 배열 안테나를 이용하여 신호를 송수신하도록 제어하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 배열 안테나; 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 배열 안테나; 및 상기 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나를 통해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나가 수신되도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이때, 상기 제2 배열 안테나는 상기 제1 배열 안테나가 배치되는 내부의 빈 공간에 상기 제1 배열 안테나와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자와 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되고, 제3주파수 대역에서 제3신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 배열 안테나의 소자들의 사이에, 상기 제2 배열 안테나와 동일한 회전 상태로 배치되고, 제3 주파수 대역에서 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 39 GHz 대역 및 64GHz 대역으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 인접하는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 일 부분이 삼각형 형상으로 제거되어, 상기 제1 신호와 상기 제3신호 간의 간섭을 저감할 수 있다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 배열 안테나를 최적 배치하면서, 안테나 소자 개수를 증가시켜 원형 배열로 확장할 수 있는 구성을 제시한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 서로 다른 배열 안테나의 편파를 다르게 하여, 안테나 간 격리도를 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 서로 다른 배열 안테나에서 일부 안테나 소자의 에지를 절단하여, 안테나 간 간섭에 따른 성능 감쇠를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 전자 기기 상의 안테나들이 위상 배열 안테나로 구성되는 개념도를 나타낸다.
도 5a는 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나의 구성을 나타낸다.'
도 5b는 본 발명에 따른 원형 링 형태의 복수의 배열 안테나의 구성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배열 안테나 구성을 나타낸다.
도 7a은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 배열 안테나 구성을 나타낸다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 배열 안테나의 edge cut 구조를 나타낸다.
도 8a는 본 발명에 따른 이중 대역에서 동작하는 배열 안테나와 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나의 구성을 나타낸다.
도 8b는 본 발명에 따른 제1 및 제2 배열 안테나 소자의 방사 효율(radiation efficiency)을 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 특정 배열 안테나의 편파 회전에 따른 격리도 특성을 나타낸 것이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 제1 내지 제3 배열 안테나의 공진에 따른 반사 계수 특성을 나타낸다.
도 11a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 레이어에 배치되는 복수의 배열 안테나의 측면 구조를 나타낸다.
도 11b은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서로 다른 레이어에 배치되는 복수의 배열 안테나의 측면 구조를 나타낸다.
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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 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.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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(114)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
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.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
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.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 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.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 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.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 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.
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.
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.
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.
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.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 310 내지 340)를 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.
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.
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.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)을 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.
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.
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.
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.
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT 4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT 4)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.
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.
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.
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.
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, ANT 4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT 4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다.
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.
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.
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.
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.
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)를 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.
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.
한편, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 본 발명에 따른 서로 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.
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.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 전자 기기(100)의 측면 또는 배면에 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)이 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각은 밀리미터파 대역에서 빔 포밍을 수행할 수 있도록 배열 안테나로 구성될 수 있다. 송수신부 회로(250)와 같은 무선 회로와의 사용을 위한 단일(single) 안테나 및/또는 위상 배열 안테나로 구성된 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각이 전자 기기(100) 상에 장착(mount)될 수 있다.
복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각은 단말 측면(115S)과 같은 하우징의 측면을 따라, 하우징 월(115B)의 중심에서 리어 하우징 부분(portion)(wall)(115B)의 상부 및 하부 상의 전자 기기(100)의 코너에 장착될 수 있다. 또는, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각은 전자 기기(100) 및 하우징 하부의 상부 좌측 코너, 상부 우측 코너, 하부 좌측 코너 및 하부 우측 코너 상의 하우징 월(115B)에 배치될 수 있다.
위상 배열 안테나를 갖는 기기에서, 무선 회로인 송수신부 회로(250)는 이득 및 위상 조절 회로를 포함할 수 있다. 또는, 도 2를 참조하면, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각에 대하여, 이득 및 위상 조절 회로(230)를 포함할 수 있다. 이때, 빔 조향(beam steering)을 수행하는 배열 안테나에서 각 안테나 소자와 연관된 신호들을 특성을 조절하는 데 이득 및 위상 조절 회로(230)가 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 기기(100) 상의 측면 또는 배면의 각각의 위치(50)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 한편, 위치들(50) 중 적어도 하나의 위치에서 하나 이상의 안테나들이 신호들을 송신 및 수신하는 동안 위치들(50) 중 다른 위치에서 하나 이상의 안테나들이 신호들을 송신 및 수신하는데 사용될 수 있다. 따라서, 서로 다른 배열 안테나를 이용한 빔 포밍을 통해 다중 입출력(MIMO)이 수행될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 전자 기기 상의 안테나들이 위상 배열 안테나로 구성되는 개념도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 안테나들의 배열(210)의 각 소자에서 전달되는 신호들은 급전선(222)을 통해 결합될 수 있다. 여기서, 급전선(222)은 하나 이상의 무선 주파수 전송 경로 구조, 예컨대 고주파수 도파관 구조 또는 다른 고주파수 라인 구조일 수 있다.
배열(210)은 N개의 안테나 소자들, 예컨대 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)를 포함할 수 있다. 위상 배열 안테나(210) 내의 각각의 안테나 소자들은 임의의 원하는 개수의 행과 열로 배치(arrange)되거나 또는 임의의 다른 형태로 배치될 수 있다. 이때, 위상 배열 안테나(210)는 행과 열을 갖는 격자(grid) 패턴으로 반드시 배치되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 위상 배열 안테나(210)는 임의의 다각형 구조로 2차원 배치되거나 또는 원형 링 형태(circular ring form)로 2차원 배치될 수 있다.
단일 전송 동작 동안, 급전선(222)은 송수신부 회로(250)에서 위상 배열 안테나(210)로 신호들 (예컨대, 밀리미터파 신호들)을 제공하는데 사용될 수 있다. 단일 수신 동작 동안, 급전선(222)은 위상 배열 안테나(210)에서 송수신부 회로(250)로 신호들을 제공하는데 사용될 수 있다.
구체적으로, 송수신부 회로(250)와 전력 증폭기(210)를 통해 증폭된 송신신호가 급전선(222)과 전력 분배기를 통해 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)로 제공된다. 이에 따라, 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)를 통해 송신 빔포밍된 송신 신호가 A 지점에서 B 지점까지 최적 방향으로 전달될 수 있다.
한편, 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)를 통해 수신된 수신신호는 전력 결합기와 급전선(222)을 통해 저잡음 증폭기(310)로 제공된다. 저잡음 증폭된 수신신호는 송수신부 회로(250)로 제공된다. 이에 따라, 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)를 통해 수신 빔포밍된 수신 신호는 A 지점에서 B 지점까지 최적 방향으로 수신될 수 있다.
한편, 제어 회로(230)는 위상 배열 안테나(210)의 각각의 안테나 소자에 연결된 이득/위상 제어기(221-1 내지 221-n)를 통해 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 이득 및/또는 위상을 조절할 수 있다. 이와 관련하여, 위상 배열 안테나(210)의 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 서로 다른 위상 조합에 따라 빔 조향 방향은 A와 B로 상이할 수 있다. 빔 조향 방향이 A인 경우, 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)를 통해 송신 및 수신되는 각각의 신호는 215-1 내지 215-n으로 표시될 수 있다. 또한, 빔 조향 방향이 B인 경우, 제1 내지 제n 안테나 소자(220-1, …, 220-n)를 통해 송신 및 수신되는 각각의 신호는 216-1 내지 216-n으로 표시될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 배열 안테나들(ANT1 내지 ANT 4) 중 하나를 통해 시간에 따라 빔 조향 방향을 A에서 B로 변경되도록 빔 포밍 동작이 수행될 수 있다. 또한, 둘 이상의 배열 안테나들(ANT1 내지 ANT 4)을 통해 빔 조향 방향을 상이하게 하여 빔 포밍 동작이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 빔 조향 방향을 A와 B로 상이하게 하여 공간 다이버시티(spatial diversity)가 수행될 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 및 제2 배열 안테나(ANT1, ANT2)를 통해 빔 조향 방향을 각각 A 및 B로 설정할 수 있다. 이때, 제1 배열 안테나(ANT1)의 빔 조향 방향이 A인 경우, 제2 배열 안테나(ANT2)의 방사 패턴의 널(null)이 해당 방향에 배치되도록 제어할 수 있다. 또한, 제2 배열 안테나(ANT2)의 빔 조향 방향이 B인 경우, 제1 배열 안테나(ANT1)의 방사 패턴이 A 방향을 조향하면서, 널 방향이 B 방향에 배치되도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어 회로(230)는 이득/위상 제어기(221-1 내지 221-n)를 통해 각각의 신호의 이득 및/또는 위상을 제어할 수 있다.
한편, 도 5a는 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나의 구성을 나타낸다. 이와 관련하여, 복수의 배열 안테나는 각각 제1 및 제2 주파수 대역에서 동작한다. 여기서, 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역은 각각 28GHz 대역 및 39 GHz 대역일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
도 5a를 참조하면, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)가 유전체 기판(1010) 상에 배치될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)는 동일 레이어의 유전체 기판(1010) 상에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 서로 다른 레이어의 유전체 기판 상에 배치되는 것도 가능하다.
이와 관련하여, 제1 배열 안테나(1100)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된다. 한편, 제2 배열 안테나(1200)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된다. 여기서, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 소자 형태는 사각형 형태에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 임의의 다각형 또는 원형 형태로 구성될 수 있다.
또한, 안테나 소자의 크기가 상대적으로 큰 제1 배열 안테나(1100)의 각 소자를 원형 형태로 구현할 수 있다. 이때, 제2 배열 안테나(1200)의 소자 형태는 사각형 형상으로 하여, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 간 고차 모드에 따른 격리도 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제2 배열 안테나(1200)는 제1 배열 안테나(1100)와 동일 레이어의 유전체 기판(1010) 상에서, 제1 배열 안테나(1100)가 배치되는 내부의 빈 공간에 제1 배열 안테나(1100)와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치될 수 있다.
한편, 제1 배열 안테나(1100)와 제2 배열 안테나(1200)의 각각의 소자는 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장의 반파장 간격(half-wavelength spacing)으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나는 서로 다른 반경을 갖는 링 형태(ring formation)를 갖는 n x n 배열로 배치될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5b는 본 발명에 따른 원형 링 형태의 복수의 배열 안테나의 구성을 나타낸다. 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 구성은 서로 다른 직경을 갖는 원형 링 배열(circular ring array) 형태로 확장 가능하다는 장점이 있다.
한편, 제1 배열 안테나(1100a) 내부에 제2 배열 안테나(1200a)가 배치된다. 또한, 제1 배열 안테나(1100a) 외부에 다른 제2 배열 안테나(1200b)가 배치될 수 있다. 또한, 제2 배열 안테나(1200b) 외부에 다른 제1 배열 안테나(1100b)가 배치될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)에서 최 외곽에 배치되는 소자의 개수는 4개에서 8개, 16개와 같이 증가하도록 구성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 소자의 개수는 응용에 따라 변경 가능하다.
한편, 이와 같이 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)의 소자의 개수를 확장하여 보다 상세하게 빔 포밍을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나 구조는 별도로 배치되는 복수의 배열 안테나 구조에 비해 다음과 같은 점에서 기술적 장점을 갖는다.
1) 제1 및 제2 주파수 대역 (예컨대, 28GHz 대역 및 39 GHz 대역)에서 안테나 소자들을 원형 형태로 배열할 수 있다.
2) 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)의 각 안테나 소자는 서로 다른 간격으로 최적 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 주파수 대역의 중심 주파수인 28GHz에서 반파장은 약 5.3mm이고, 제2 주파수 대역의 중심 주파수인 38.5GHz에서 반파장은 약 3.9mm이다.
3) 한편, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)의 각 안테나 소자가 중첩(overlap)되는 경우, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)는 동일 레이어가 아닌 서로 다른 레이어에 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)가 서로 다른 레이어에 배치되면, 상호 간 격리도(isolation)가 증가할 수 있다. 또한, 제2 배열 안테나(1200)가 제1 배열 안테나(1100)에 비해 45도만큼 회전됨에 따라 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 간 격리도가 증가한다.
구체적으로, 제2 배열 안테나(1200)의 각각의 소자는 제1 배열 안테나(1100)의 각각의 소자에 대해 45도만큼 회전된 각도로 배치될 수 있다. 이와 같이 배치되는 경우, 일정 공간 내에 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)의 각각의 소자 간 간섭을 최소화면서 최적 배치할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)가 이중 편파를 통해 다중 입출력(MIMO)으로 동작하는 경우, 신호 간 간섭을 최소화하면서 MIMO 자유도(degree of freedom)를 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배열 안테나 구성을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100c 내지 1300c)는 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역에서 동작할 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100c 내지 1300c)가 제1 내지 제3 주파수 대역에서 동작한다고 하면, 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역에 해당한다.
한편, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100c 내지 1300c) 중 일부는 안테나는 서로 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제3 배열 안테나(1100c, 1300c)는 서로 다른 레이어 상에 배치될 수 있다. 이와 같이 서로 다른 레이어 상에 중첩되어 배치된 제1 및 제3 배열 안테나(1100c, 1300c)는 적층 구조(stacked configuration)를 형성할 수 있다. 이때, 적층 구조로 형성된 제1 및 제3 배열 안테나(1100c, 1300c)는 중심 위치가 공통된 구조로 형성될 수 있다. 또는, 적층 구조로 형성된 제1 및 제3 배열 안테나(1100c, 1300c)는 중심 위치가 상호 오프셋 되게 구성되어, 각 주파수 대역에서 안테나 성능을 최적화하고, 상호 간섭을 최소화할 수 있다.
한편, 일정 각도만큼 회전된 제2 배열 안테나(1200c)는 제1 또는 제3 배열 안테나(1100c, 1300c)가 배치된 레이어에 배치될 수 있다.
한편, 제1 배열 안테나(1100c)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된다. 한편, 제2 배열 안테나(1200c)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된다. 여기서, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 소자 형태는 사각형 형태에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 임의의 다각형 또는 원형 형태로 구성될 수 있다. 한편, 제2 배열 안테나(1200c)가 64GHz 대역에서 동작하므로, 도 5a의 경우에 비하여 제1 및 제2 배열 안테나(1100c, 1200c) 간 간섭은 감소하게 된다.
한편, 제3 배열 안테나(1300c)는 제1 배열 안테나(1100c)의 각각의 소자와 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되고, 제3주파수 대역에서 제3신호를 방사하도록 구성된다. 이때, 도 6과 같이, 제1 및 제2 배열 안테나(1100c, 1300c)의 각 안테나 소자 간 간격은 동일한 간격으로 설정될 수 있다. 반면에, 제1 및 제3 배열 안테나(1100c, 1300c)의 각 안테나 소자 간 간격은 각 주파수 대역에서 반파장과 같이 최적화되어 서로 다른 간격으로 배치될 수 있다.
한편, 제1 배열 안테나(1100c)와 제2 배열 안테나(1200c)의 각각의 소자는 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장의 반파장 간격(half-wavelength spacing)으로 배치될 수 있다.
한편, 제2 배열 안테나(1200c)의 각각의 소자는 제1 배열 안테나(1100c) 또는 제3 배열 안테나(1300c)의 각각의 소자에 대해 45도만큼 회전된 각도로 배치될 수 있다. 따라서, 원형 링 배열의 내부와 외부의 패치 안테나의 방향, 즉 제2 배열 안테나(1200c)를 45도만큼 회전시키면, 편파의 방향이 서로 45도 차이가 나기 때문에 격리도(isolation)가 증가하는 장점이 있다.
한편, 도 7a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 배열 안테나 구성을 나타낸다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)의 구성 및 형태는 도 5a의 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)와 동일하다.
이와 관련하여, 제1 배열 안테나(1100)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된다. 한편, 제2 배열 안테나(1200)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된다. 여기서, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 소자 형태는 사각형 형태에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 임의의 다각형 또는 원형 형태로 구성될 수 있다.
또한, 안테나 소자의 크기가 상대적으로 큰 제1 배열 안테나(1100)의 각 소자를 원형 형태로 구현할 수 있다. 이때, 제2 배열 안테나(1200)의 소자 형태는 사각형 형상으로 하여, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 간 고차 모드에 따른 격리도 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제2 배열 안테나(1200)는 제1 배열 안테나(1100)와 동일 레이어의 유전체 기판(1010) 상에서, 제1 배열 안테나(1100)가 배치되는 내부의 빈 공간에 제1 배열 안테나(1100)와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치될 수 있다.
한편, 제1 배열 안테나(1100)와 제2 배열 안테나(1200)의 각각의 소자는 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장의 반파장 간격(half-wavelength spacing)으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나는 서로 다른 반경을 갖는 링 형태(ring formation)를 갖는 n x n 배열로 배치될 수 있다.
한편, 제3 배열 안테나(1300d)는 제2 배열 안테나(1200)의 소자들의 사이에, 제2 배열 안테나(1200)와 동일한 회전 상태로 배치되고, 제3 주파수 대역에서 제3 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 39 GHz 대역 및 64GHz 대역으로 설정될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7a에서 점선으로 표시된 원형 링 구조는 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)의 중심 위치를 연결한 원형 형상을 나타낸다. 이때, 각각의 원의 직경 (반경)은 각 주파수 대역에 반비례 (즉, 각 주파수 대역의 파장에 비례)하도록 설정 가능하다. 구체적으로, 각각의 원의 직경 (반경)은 각 주파수 대역에서 반파장으로 설정 가능하다.
한편, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)는 유전체 기판의 동일한 레이어에 배치될 수 있다. 반면에, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)중 일부는 안테나는 서로 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.
한편, 도 7 a를 참조하면, 본 발명에서는 외부에 위치한 패치 안테나의 끝 부분을 잘라낸 edge cut 구조를 특징으로 한다. 이와 관련하여, 제3 배열 안테나(1300d)의 각각의 소자와 인접하는 제1 배열 안테나(1100)의 각각의 소자의 일 부분(1101a)이 삼각형 형상으로 제거될 수 있다. 이에 따라, 제1 주파수 대역의 제1 신호와 제3 주파수 대역의 제3신호 간의 간섭을 저감할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 도 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 배열 안테나의 edge cut 구조를 나타낸다. 이와 관련하여, 제1 배열 안테나(1100)의 각각의 소자의 일 부분과 이와 대각선 상의 부분이 모두 제거되면 제1 배열 안테나(1100)가 원형 편파로 동작한다. 따라서, 본 발명에서는 제1 배열 안테나(1100)의 제1 부분(1101a)만 삼각형 형상으로 금속 패턴이 제거되고, 제2 부분(1101b)은 금속 패턴이 제거되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 배열 안테나(1100)가 이중 편파 동작 시, 각 편파에 대해 안테나 특성을 동일하게 유지하는 것이 중요하다. 이와 관련하여, 도 7b를 참조하면, 제1 배열 안테나(1100)의 제1 부분(1101a)과 인접한 제3 부분(1101c)의 금속 패턴이 삼각형 형상으로 제거될 수 있다.
한편, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 배열 안테나(1100)의 제1 부분(1101a)과 인접한 제4 부분(1101d)의 금속 패턴이 제거될 수 있다. 하지만, 선형 편파 특성을 유지하기 위해, 대각선 상에 위치한 제3 부분(1101c)과 제4 부분(1101d)의 금속 패턴 중 어느 하나만 제거되어야 한다.
따라서, 도 7a 및 도 7b의 복수의 배열 안테나 구성은 다음과 같은 점에서 기술적 장점을 갖는다.
1) 바깥에 있는 낮은 mmWave 주파수 대역(28GHz)의 패치 안테나 끝 부분을 잘라내어 안쪽에 높은 mmWave 주파수 대역(64GHz)의 패치 안테나가 배치될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제3 배열 안테나(1100, 1300d) 간의 격리도 특성이 향상될 수 있다.
2) 각 주파수별 패치 안테나간 간격, 즉 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)의 소자 간 간격을 모두 해당 주파수의 반파장으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 각 주파수 대역 별로 빔 포밍 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 전체 배열 안테나가 차지하는 공간을 최소화하여, 여러 안테나들이 전자 기기(100, 100) 상에 배치되는 것을 용이하게 한다는 장점이 있다.
한편, 도 8a는 본 발명에 따른 이중 대역에서 동작하는 배열 안테나와 다른 대역에서 동작하는 배열 안테나의 구성을 나타낸다.
도 5a 및 도 8a를 참조하면, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)가 유전체 기판(1010) 상에 배치될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200)는 동일 레이어의 유전체 기판(1010) 상에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 서로 다른 레이어의 유전체 기판 상에 배치되는 것도 가능하다.
이와 관련하여, 제1 배열 안테나(1100)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제1 주파수 대역 및/또는 제3 주파수 대역에서 제1 신호 및/또는 제3 신호를 방사하도록 구성된다. 한편, 제2 배열 안테나(1200)는 유전체 기판(1010) 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된다. 여기서, 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 39 GHz 대역 및 64GHz 대역이다.
여기서, 제1 배열 안테나(1100)의 각각의 소자는 제1 주파수 대역에서 0도와 90도의 수평(H: Horizontal) 편파 및 수직(V: Vertical) 편파를 갖도록 제1 수평 급전부(1111a) 및 제1 수직 급전부(1111b)를 구비할 수 있다.
또한, 제3 주파수 대역에서 0도와 90도의 수평(H: Horizontal) 편파 및 수직(V: Vertical) 편파를 갖도록 제3 수평 급전부(1113a) 및 제3 수직 급전부(1113b)를 구비할 수 있다. 이때, 제3 수평 급전부(1113a) 및 제3 수직 급전부(1113b)가 제1 수평 급전부(1111a) 및 제1 수직 급전부(1111b)와 별도의 위치에 구비될 수 있다. 이에 따라, 하나의 제1 배열 안테나(1100)를 이용하여 서로 다른 주파수 대역인 28GHz 대역과 64GHz 대역의 신호를 동시에 송수신할 수 있다는 장점이 있다.
또는, 제3 수평 급전부(1113a) 및 제3 수직 급전부(1113b)를 별도로 구비하지 않고, 제1 수평 급전부(1111a) 및 제1 수직 급전부(1111b)를 통해 64GHz 대역의 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 제1 신호를 송수신하면서 제3 신호를 동시에 송수신할 수는 없지만, 하드웨어 구조 및 제어 시그널링이 단순화되는 장점이 있다.
한편, 도 8a를 참조하면, 제1 배열 안테나(1100)의 각각의 소자는 28GHz 대역과 64GHz 대역에서 모두 공진하도록 구성되어야 한다. 이와 관련하여, 도 8b는 본 발명에 따른 제1 및 제2 배열 안테나 소자의 방사 효율(radiation efficiency)을 나타낸다. 도 8a 및 8b를 참조하면, 제1 방사 효율(310)은 제1 배열 안테나(1100) 소자의 주파수에 따른 방사 효율을 나타낸다. 또한, 제2 방사 효율(320)은 제2 배열 안테나(1200) 소자의 주파수에 따른 방사 효율을 나타낸다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 배열 안테나(1100) 소자는 제1 및 제3 주파수 대역인 28GHz 대역과 64GHz 대역에서 방사 효율이 각각 56% 및 81%이다. 따라서, 제1 배열 안테나(1100) 소자는 고주파수 대역인 64GHz 대역에서 오히려 안테나 효율이 증가하여, 제3 주파수 대역에서도 방사 소자로서 활용이 가능하다는 장점이 있다.
한편, 제2 배열 안테나(1200) 소자는 제2 주파수 대역인 39GHz 대역에서만 78%의 높은 방사 효율을 갖는다. 반면에, 제1 배열 안테나(1100) 소자는 제2 주파수 대역인 39GHz 대역에서 낮은 방사 효율을 가져, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 간 간섭이 저감되는 장점이 있다.
또한, 제2 배열 안테나(1200) 소자는 제1 및 제3 주파수 대역인 28GHz 대역과 64GHz 대역에서 낮은 방사 효율을 가져, 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200) 간 간섭이 저감되는 장점이 있다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 특정 배열 안테나의 편파 회전에 따른 격리도 특성을 나타낸 것이다. 이와 관련하여, 도 6 및 도 9를 참조하면, 64GHz 대역에서 제2 배열 안테나(1200c)를 45도만큼 회전시켜, 격리도가 증가함을 알 수 있다. 이와 관련하여, 제2 배열 안테나(1200c)를 45도만큼 회전시킨 경우 그렇지 않은 경우보다 격리도 특성이 평균 5dB 정도 개선됨을 알 수 있다. 구체적으로, 제2 배열 안테나(1200c)를 45도만큼 회전시킨 경우의 제1 격리도(311)가 제2 배열 안테나를 회전시키지 않은 경우의 제2 격리도(312)보다 평균 5dB (최소 3dB, 최대 31dB) 정도 개선된다. 격리도와 관련하여 S21이 사용될 수 있고, 여기서 S21의 의미는 제1 및 제2 배열 안테나(1100, 1200c)의 인접한 소자들 간의 간섭에 따른 전달 계수(transmission coefficient)이다.
한편, 도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 제1 내지 제3 배열 안테나의 공진에 따른 반사 계수 특성을 나타낸다. 구체적으로, 도 10a 내지 도 10c는 각각 도 7의 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)의 반사 계수 특성을 나타낸다. 따라서, 도 10a 내지 도 10c을 참조하면, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)는 각각 제1 내지 제3 주파수 대역인 28GHz, 39GHz, 64GHz 대역에서 각각 공진하여, 방사 소자로서 잘 동작함을 알 수 있다. 구체적으로, 제1 내지 제3 배열 안테나(1100, 1200, 1300d)는 각각 제1 내지 제3 주파수 대역에서 반사 계수가 10dB 이상으로 안테나 성능을 만족한다.
한편, 도 11a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 레이어에 배치되는 복수의 배열 안테나의 측면 구조를 나타낸다. 도 6, 도 7 및 도 11을 참조하면, 제1 내지 제3 배열 안테나의 각각의 소자인 제1 내지 제3 패치 안테나(Patch 1 내지 Patch 3) 중 일부가 서로 다른 레이어 상에 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 배열 안테나 내지 제3 배열 안테나의 각각의 소자인 제1 내지 제3 패치 안테나(Patch 1 내지 Patch 3)는 수직 연결 비아(Via 1 내지 Via 3)를 통해 제1 내지 제3 급전부(1111 내지 1113)와 연결될 수 있다. 이때, 제1 내지 제3급전부(1111 내지 1113)는, 제1 내지 제3 배열 안테나 하부에 배치되는 그라운드(GND) 내의 슬롯(Slot 1 내지 Slot 3)을 통과하여 제1 내지 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 연결될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 배열 안테나의 각각의 소자는 제1 내지 제3 패치 안테나(Patch 1 내지 Patch 3)에 해당한다.
한편, 제1 배열 안테나를 급전하는 제1 급전부(1111)의 수직 연결 비아(Via 1)는 제1 배열 안테나 하부에 배치된 제3 배열 안테나의 각각의 소자의 금속층이 제거된 유전체 영역을 통과하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 급전부(1111)의 수직 연결 비아(Via 1)는 제2 패치 안테나(Patch 2)의 금속층이 제거된 유전체 영역(R1)을 통과하도록 형성될 수 있다.
한편, 도 11b은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서로 다른 레이어에 배치되는 복수의 배열 안테나의 측면 구조를 나타낸다. 도 11b를 참조하면, 제3 배열 안테나를 급전하는 제3 급전부(1113)의 수직 연결 비아(Via 3)는 제3 배열 안테나 하부에 배치된 제2 배열 안테나의 각각의 소자의 금속층이 제거된 유전체 영역을 통과하도록 형성될 수 있다. 즉, 제3 급전부(1113)의 수직 연결 비아(Via 3)는 제2 패치 안테나(Patch 2)의 금속층이 제거된 유전체 영역(R2)을 통과하도록 형성될 수 있다.
한편, 전술한 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 7 및 도 8a를 참조하면, 복수의 배열 안테나를 통해 적어도 하나의 신호가 송수신되도록 제어하는 것이 가능하다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1250) 및/또는 기저대역 프로세서(1400)에 해당하는 제어부가 적어도 하나의 신호가 송수신되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1250, 1400)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c) 및 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)를 통해 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나가 송신 또는 수신되도록 제어할 수 있다. 여기서, 제1 신호 및 제2 신호는 각각 전술한 서로 다른 주파수 대역의 신호들 중 어느 하나일 수 있다. 이와 관련하여, 제어부(1250, 1400)는 동일 주파수 대역의 서로 다른 신호들을 동시에 수신하여 하향링크(DL) MIMO를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(1250, 1400)는 다른 주파수 대역의 서로 다른 신호들을 동시에 수신할 수 있는 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태를 유지할 수 있다.
구체적으로, 제어부(1250, 1400)는 제1 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 주파수 대역의 제3 신호가 함께 수신되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1250, 1400)는 제2 신호가 수신되는 경우, 상기 제2 주파수 대역의 제4 신호가 함께 수신되도록 제어할 수 있다. 한편, 제어부(1250, 1400)는 제1 신호가 수신되는 경우, 제2 주파수 대역의 제3 신호 및/또는 제4 신호를 수신할 수 있도록 이중 연결(DC) 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 8a를 참조하면, 제1 배열 안테나(1100)는 0도와 90도의 수평(H: Horizontal) 편파 및 수직(V: Vertical) 편파를 갖도록 제1 수평 급전부(1111a) 및 제1 수직 급전부(1111b)를 구비할 수 있다. 한편, 제2 배열 안테나(1200)는 -45도 편파 및 +45도 편파를 갖도록 제2 수평 급전부(1112a) 및 제2 수직 급전부(1112b)를 구비할 수 있다.
한편, 제어부(1250, 1400)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c) 및 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)를 이용하여 서로 다른 주파수 간 MIMO 전환이 가능하다.
이와 관련하여, 제어부(1250, 1400)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c)의 제1 수평 급전부(1111a) 및 제1 수직 급전부(1111b)를 통해 수신되는 제1 신호 및 제3 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이때, 제1 신호 및 상기 제3 신호의 수신 품질이 모두 임계치 이하이면, 제어부(1250, 1400)는 서로 다른 주파수 간 MIMO 전환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1250, 1400)는 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)의 제2 수평 급전부(1112a)와 제2 수직 급전부(1112b)를 통해 수신되는 제2 신호 및 제4 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 따라서, 제1 주파수 대역에서 신호 품질(예컨대, SNR, SINR, CSI 또는 CQI)이 열화 시, 높은 주파수 대역인 제2 주파수 대역으로 MIMO 전환을 수행할 수 있다.
또한, 제어부(1250, 1400)는 제2 주파수 대역에서 신호 품질(예컨대, SNR, SINR, CSI 또는 CQI)이 열화 시, 낮은 주파수 대역인 제2 주파수 대역으로 MIMO 전환을 수행할 수 있다. 특히, 이동 단말과 같은 전자 기기의 경우 낮은 주파수 대역에서 동작하는 셀의 커버리지가 더 넓기 때문에, 단말 이동성을 고려하여 해당 동작 수행이 가능하다.
이와 관련하여, 제어부(1250, 1400)는 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)의 제2 수평 급전부(1112a)와 제2 수직 급전부(1112b)를 통해 수신되는 제2 신호 및 제4 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이때, 제3 신호 및 제4 신호의 수신 품질이 모두 임계치 이하이면, 제어부(1250, 1400)는 낮은 주파수 대역으로의 MIMO 전환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1250, 1400)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c)의 제1 수평 급전부(1111a) 및 제1 수직 급전부(1111b)를 통해 수신되는 제1 신호 및 제3 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 양상에 따른 복수의 배열 안테나가 구비된 전자 기기의 제어부의 측면에서 제어 동작 측면에서 검토하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 7 및 도 8a를 참조하면, 전자 기기(100, 1000)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c), 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c) 및 제어부(1250, 1400)로 구성된다.
이와 관련하여, 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c)는 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된다. 한편, 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)는 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된다. 이때, 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c)가 배치되는 내부의 빈 공간에 상기 제1 배열 안테나와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치될 수 있다.
한편, 제어부(1250, 1400)는 제1 배열 안테나(1100, 1100a, 1100b, 1100c) 및 제2 배열 안테나(1200, 1200a, 1200b, 1200c)를 통해 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나가 수신되도록 제어할 수 있다.
한편, 제3 배열 안테나(1300c)는 제1 배열 안테나의 각각의 소자와 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되고, 제3주파수 대역에서 제3신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역으로 설정될 수 있다.
한편, 제3 배열 안테나(1300d)는 제2 배열 안테나의 소자들의 사이에, 상기 제2 배열 안테나와 동일한 회전 상태로 배치되고, 제3 주파수 대역에서 제3 신호를 방사하도록 구성될 수 있다.
한편, 제3 배열 안테나(1300d)의 각각의 소자와 인접하는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 일 부분이 삼각형 형상으로 제거되어, 서로 다른 대역의 제1 신호와 제3신호 간의 간섭을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 살펴보았다. 이와 같은 서로 다른 대역에서 동작하는 복수의 배열 안테나를 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 배열 안테나를 최적 배치하면서, 안테나 소자 개수를 증가시켜 원형 배열로 확장할 수 있는 구성을 제시한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 서로 다른 배열 안테나의 편파를 다르게 하여, 안테나 간 격리도를 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 서로 다른 배열 안테나에서 일부 안테나 소자의 에지를 절단하여, 안테나 간 간섭에 따른 성능 감쇠를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 발명과 관련하여, 전력 증폭기와 트랜시버를 포함하는 송신부와 저잡음 증폭기를 포함하는 수신부와 RFIC의 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.

Claims (18)

  1. 전자 기기에 있어서,
    유전체 기판(dielectric substrate)
    상기 유전체 기판 상에 배치되고, 제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 배열 안테나; 및
    상기 유전체 기판 상에 배치되고, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 배열 안테나를 포함하고,
    상기 제2 배열 안테나는 상기 제1 배열 안테나와 동일 레이어의 상기 유전체 기판 상에서, 상기 제1 배열 안테나가 배치되는 내부의 빈 공간에 상기 제1 배열 안테나와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치되는, 전자 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나와 상기 제2 배열 안테나의 각각의 소자는 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장의 반파장 간격(half-wavelength spacing)으로 배치되고,
    상기 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나는 서로 다른 반경을 갖는 링 형태(ring formation)를 갖는 n x n 배열로 배치되는, 전자 기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 배열 안테나의 각각의 소자는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자에 대해 45도만큼 회전된 각도로 배치되는, 전자 기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역은 각각 28GHz 대역 및 39 GHz 대역이고,
    상기 제1 배열 안테나의 각 소자는 상기 제1 주파수 대역과 제3 주파수 대역인 64GHz 대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자와 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되고, 제3주파수 대역에서 제3신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역인 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배열 안테나의 소자들의 사이에, 상기 제2 배열 안테나와 동일한 회전 상태로 배치되고, 제3 주파수 대역에서 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 39 GHz 대역 및 64GHz 대역인 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 인접하는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 일 부분이 삼각형 형상으로 제거되어, 상기 제1 신호와 상기 제3신호 간의 간섭을 저감하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  8. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 배열 안테나 중 일부는 서로 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되는, 전자 기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나 내지 상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자는 수직 연결 비아를 통해 제1 내지 제3 급전부와 연결되고,
    상기 제1 내지 제3급전부는, 상기 제1 내지 제3 배열 안테나 하부에 배치되는 그라운드 내의 슬롯을 통과하여 상기 제1 내지 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 연결되는, 전자 기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나를 급전하는 상기 제1 급전부의 수직 연결 비아는 상기 제1 배열 안테나 하부에 배치된 상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자의 금속층이 제거된 유전체 영역을 통과하도록 형성되는, 전자 기기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제3 배열 안테나를 급전하는 상기 제3 급전부의 수직 연결 비아는 상기 제3 배열 안테나 하부에 배치된 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 금속층이 제거된 유전체 영역을 통과하도록 형성되는, 전자 기기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나를 통해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나가 수신되도록 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 주파수 대역의 제3 신호가 함께 수신되도록 제어하고,
    상기 제2 신호가 수신되는 경우, 상기 제2 주파수 대역의 제4 신호가 함께 수신되도록 제어하는, 전자 기기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나는 0도와 90도의 수평(H: Horizontal) 편파 및 수직(V: Vertical) 편파를 갖도록 제1 수평 급전부 및 제1 수직 급전부를 구비하고,
    상기 제2 배열 안테나는 -45도 편파 및 +45도 편파를 갖도록 제2 수평 급전부 및 제2 수직 급전부를 구비하는, 전자 기기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 배열 안테나의 상기 제1 수평 급전부와 상기 제1 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행하고,
    상기 제1 신호 및 상기 제3 신호의 수신 품질이 모두 임계치 이하이면, 상기 제2 배열 안테나의 상기 제2 수평 급전부와 상기 제2 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제2 신호 및 상기 제4 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행하는, 전자 기기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 배열 안테나의 상기 제2 수평 급전부와 상기 제2 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제2 신호 및 상기 제4 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행하고,
    상기 제3 신호 및 상기 제4 신호의 수신 품질이 모두 임계치 이하이면, 상기 제1 배열 안테나의 상기 제1 수평 급전부와 상기 제1 수직 급전부를 통해 수신되는 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행하는, 전자 기기.
  16. 전자 기기에 있어서,
    제1 주파수 대역에서 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 배열 안테나;
    제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 배열 안테나; 및
    상기 제1 배열 안테나 및 상기 제2 배열 안테나를 통해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나가 수신되도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제2 배열 안테나는 상기 제1 배열 안테나가 배치되는 내부의 빈 공간에 상기 제1 배열 안테나와 다른 각도로 중심 축이 회전된 상태로 배치되는, 전자 기기.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자와 다른 레이어 상에서 적어도 일부가 중첩되도록 배치되고, 제3주파수 대역에서 제3신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 64GHz 대역 및 39 GHz 대역인 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 배열 안테나의 소자들의 사이에, 상기 제2 배열 안테나와 동일한 회전 상태로 배치되고, 제3 주파수 대역에서 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 주파수 대역은 각각 28GHz 대역, 39 GHz 대역 및 64GHz 대역이고,
    상기 제3 배열 안테나의 각각의 소자와 인접하는 상기 제1 배열 안테나의 각각의 소자의 일 부분이 삼각형 형상으로 제거되어, 상기 제1 신호와 상기 제3신호 간의 간섭을 저감하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
PCT/KR2019/005272 2019-05-02 2019-05-02 배열 안테나를 구비하는 전자 기기 WO2020222337A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/005272 WO2020222337A1 (ko) 2019-05-02 2019-05-02 배열 안테나를 구비하는 전자 기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/005272 WO2020222337A1 (ko) 2019-05-02 2019-05-02 배열 안테나를 구비하는 전자 기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020222337A1 true WO2020222337A1 (ko) 2020-11-05

Family

ID=73028917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/005272 WO2020222337A1 (ko) 2019-05-02 2019-05-02 배열 안테나를 구비하는 전자 기기

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020222337A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220158699A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Nokia Technologies Oy Antenna array for enhanced mimo throughput
US20220344833A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 Skyworks Solutions, Inc. Staggered rows of antennas for dual frequency operation
WO2023191229A1 (ko) * 2022-03-28 2023-10-05 (주)뮤트로닉스 이중대역 및 이중편파를 수행하기 위한 능동위상배열 안테나
WO2024019578A1 (ko) * 2022-07-21 2024-01-25 크리모 주식회사 복수의 방사체 어레이들을 구비하는 안테나 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030137456A1 (en) * 2002-01-24 2003-07-24 Sreenivas Ajay I. Dual band coplanar microstrip interlaced array
US20050264450A1 (en) * 2004-01-28 2005-12-01 Eisuke Nishiyama Microstrip line type planar array antenna
US20140203995A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-24 Linear Signal, Inc. Creating low cost multi-band and multi-feed passive array feed antennas and low-noise block feeds
KR101619375B1 (ko) * 2016-01-06 2016-05-10 엘아이지넥스원 주식회사 능동 - 수동 탐색기용 안테나
US20170256867A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Huawei Technologies Co., Ltd. Multi-Frequency Array Antenna and Communications System

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030137456A1 (en) * 2002-01-24 2003-07-24 Sreenivas Ajay I. Dual band coplanar microstrip interlaced array
US20050264450A1 (en) * 2004-01-28 2005-12-01 Eisuke Nishiyama Microstrip line type planar array antenna
US20140203995A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-24 Linear Signal, Inc. Creating low cost multi-band and multi-feed passive array feed antennas and low-noise block feeds
KR101619375B1 (ko) * 2016-01-06 2016-05-10 엘아이지넥스원 주식회사 능동 - 수동 탐색기용 안테나
US20170256867A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Huawei Technologies Co., Ltd. Multi-Frequency Array Antenna and Communications System

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220158699A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Nokia Technologies Oy Antenna array for enhanced mimo throughput
EP4007183A1 (en) * 2020-11-16 2022-06-01 Nokia Technologies Oy Antenna array for enhanced mimo throughput
US11606124B2 (en) 2020-11-16 2023-03-14 Nokia Technologies Oy Antenna array for enhanced MIMO throughput
US20220344833A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 Skyworks Solutions, Inc. Staggered rows of antennas for dual frequency operation
WO2023191229A1 (ko) * 2022-03-28 2023-10-05 (주)뮤트로닉스 이중대역 및 이중편파를 수행하기 위한 능동위상배열 안테나
WO2024019578A1 (ko) * 2022-07-21 2024-01-25 크리모 주식회사 복수의 방사체 어레이들을 구비하는 안테나 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021085669A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021049674A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021033807A1 (ko) 투명 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020222337A1 (ko) 배열 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020145421A1 (ko) 기준 신호를 전송하는 전자 기기
WO2021033806A1 (ko) 투명 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021182651A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020149434A1 (ko) 간섭 회피를 수행하는 전자 기기
WO2021182650A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021045268A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021157752A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021049672A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021049679A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021085666A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021085667A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021095934A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2022004913A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021177575A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021085688A1 (ko) 디스플레이 내장 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021085665A1 (ko) 5g 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020145419A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2021045249A1 (ko) 발열 완화를 지원하는 전자기기 및 그 전자기기의 제어 방법
WO2021020599A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기
WO2020251062A1 (ko) 전송 선로를 구비하는 전자 기기
WO2021206199A1 (ko) 안테나를 구비하는 전자 기기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19927414

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19927414

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1