WO2020251089A1 - Electronic device having transmission line - Google Patents

Electronic device having transmission line Download PDF

Info

Publication number
WO2020251089A1
WO2020251089A1 PCT/KR2019/007154 KR2019007154W WO2020251089A1 WO 2020251089 A1 WO2020251089 A1 WO 2020251089A1 KR 2019007154 W KR2019007154 W KR 2019007154W WO 2020251089 A1 WO2020251089 A1 WO 2020251089A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ground
grade
antenna
transmission line
electronic device
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/007154
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
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/KR2019/007154 priority Critical patent/WO2020251089A1/en
Publication of WO2020251089A1 publication Critical patent/WO2020251089A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46Electric supply lines or communication lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48Earthing means; Earth screens; Counterpoises

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device having a transmission line. More specifically, it relates to an electronic device having a low-loss transmission line in a millimeter wave band.
  • Electronic devices can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether or not they can move. 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.
  • a circuit substrate on which a plurality of array antennas and a transceiver circuit are disposed may be implemented as a multi-layer substrate in order to optimize performance of various components and reduce the size of the substrate.
  • a strip line type transmission line may be considered.
  • some of the grounds to be disposed on the same plane may be disposed on different layers. This asymmetric ground formation may be considered for optimizing characteristics of an antenna or a transceiver circuit disposed on the ground.
  • Another object is to provide an electronic device including a multi-layer substrate having an optimized ground shape.
  • Another object of the present invention is to provide an electronic device having a low loss transmission line between a plurality of antennas and a transceiver circuit in a millimeter wave band.
  • Another object of the present invention is to provide an electronic device capable of reducing feed loss due to transmission lines while improving antenna characteristics in a multilayer substrate in a millimeter wave band.
  • an electronic device including a multi-layer substrate according to the present invention.
  • the electronic device may include an antenna; And a multilayer substrate including a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers.
  • the multilayer substrate includes a first graded ground disposed under the antenna and having end portions connected to each other by a first via at a first point.
  • the multilayer substrate includes a second grade ground disposed under the first grade ground and having ends connected to each other by a second via at a second point different from the first point, in a millimeter wave band. Low-loss transmission characteristics can be obtained through symmetrical grade ground.
  • the multilayer substrate may further include a transceiver circuitry configured to transmit a signal to the antenna and to receive a signal from the antenna.
  • a graded transmission line disposed between a lower portion of the first grade ground and an upper portion of the second grade ground may be further included. Accordingly, low loss transmission characteristics can be obtained through a symmetrical grade ground and a grade transmission line in the millimeter wave band.
  • the grade transmission lines may be connected to each other by a third via at a third point between the first point and the second point.
  • the first grade ground includes: a first ground; And a second ground whose end is connected to the end of the first ground by the first via and is disposed below the first ground.
  • the second grade ground may include a third ground; And a fourth ground whose end is connected to the end of the third ground by the second via and is disposed below the first ground.
  • a low loss transmission characteristic can be obtained between a plurality of antennas and transmission/reception unit circuits disposed above or below the multilayer substrate through the first grade ground, the second grade ground, and the grade transmission line.
  • a low loss transmission characteristic can be obtained between a plurality of antennas and transmission/reception unit circuits disposed above or below the multilayer substrate through the first grade ground, the second grade ground, and the grade transmission line.
  • the grade transmission line includes: a first transmission line disposed under the first ground; And a second transmission line disposed below the first transmission line.
  • a distance (d3) between a first grade point of the first grade ground connected by the first via and a grade point of the grade transmission line connected by the third via is the first grade point
  • a distance d4 between the second grade point of the second grade ground connected by the second via may be determined to be substantially 1/2 times the distance d4. Accordingly,
  • the first transmission line may be connected to the transmission/reception unit circuit through a first signal via.
  • the second transmission line may be connected to the antenna through a second signal via. Accordingly, signals may be transmitted between the antenna and the transceiver circuit through the first and second transmission lines. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
  • the first transmission line may be connected to a first antenna through a first signal via.
  • the second transmission line may be connected to a second antenna through a second signal via.
  • the first antenna and the second antenna may operate in different frequency bands. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
  • a thickness d2 between the antenna and the second ground may be formed to be thicker than a thickness d1 between the transceiver circuit and the first ground. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
  • a thickness d2 between the transceiver circuit and the second ground may be formed to be thicker than a thickness d1 between the antenna and the first ground. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
  • a thickness d2 between the second antenna and the second ground may be thicker than a thickness d1 between the first antenna and the first ground. Accordingly, the first antenna may operate in a higher frequency band than the second antenna.
  • the antenna and the transceiver circuit may be disposed on the front layer of the multilayer substrate.
  • the second signal via may be connected to a center area of the antenna.
  • the second signal via may be connected to a point on a region that is impedance-matched with the antenna. Accordingly, it is possible to connect the transmission line and the antenna without a separate impedance matching circuit.
  • the first and second antennas may be disposed on the front layer of the multilayer substrate, and the transceiver circuit may be disposed on the rear layer of the multilayer substrate. Accordingly, the first transmission line and the second transmission line may be connected to the transmission/reception unit circuit through a third signal via and a fourth signal via.
  • the electronic device may include an antenna; A transceiver circuitry disposed on the multilayer substrate and configured to transmit a signal to the antenna and to receive a signal from the antenna; And a multilayer substrate including a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers.
  • the multilayer substrate includes a first graded ground disposed under the antenna and having end portions connected to each other by a first via at a first point.
  • the multilayer substrate may further include a grade transmission line disposed under the first grade ground.
  • the multilayer substrate may include a second grade ground disposed under the grade transmission line and connected to each other by a second via at a second point different from the first point.
  • the grade transmission lines may be connected to each other by a third via at a third point between the first point and the second point.
  • a distance (d3) between a first grade point of the first grade ground connected by the first via and a grade point of the grade transmission line connected by the third via is the first grade point
  • a distance d4 between the second grade points of the second grade ground connected by the second via is the first grade point
  • the first grade ground includes: a first ground; And a second ground whose end is connected to the end of the first ground by the first via and is disposed below the first ground.
  • the second grade ground may include a third ground; And a fourth ground whose end is connected to the end of the third ground by the second via and is disposed below the first ground.
  • the grade transmission line may include: a first transmission line disposed under the first ground; And a second transmission line disposed below the first transmission line.
  • the first transmission line may be connected to the transceiver circuit through a first signal via
  • the second transmission line may be connected to the antenna through a second signal via.
  • signals may be transmitted between the antenna and the transceiver circuit through the first and second transmission lines.
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
  • 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 illustrates a side structure of a multilayer substrate including an antenna and a transceiver circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a front structure of a circuit board including an antenna and a transceiver circuit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a multilayer substrate structure having an optimal ground structure according to an exemplary embodiment in an electronic device having an optimal ground structure according to the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a multilayer substrate structure having an optimal ground structure according to another exemplary embodiment in an electronic device having an optimal ground structure according to the present invention.
  • FIG 8 shows a configuration in which first and second antennas according to the present invention are implemented on a multilayer substrate.
  • first and second antennas according to the present invention are disposed on the front surface of the multilayer substrate, and the transceiver circuit is disposed on the rear surface of the multilayer substrate.
  • FIG 10 shows various transmission line structures in various ground structures according to the present invention.
  • 11 shows insertion loss characteristics for each frequency according to various transmission line structures in various ground structures according to 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 on a single 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) 410 to 440 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 parts can be controlled by the integrated transmission/reception unit, the front end parts 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 ANT4 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 ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
  • each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
  • 2x2 MIMO 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 of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 is applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231.
  • signals in the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231.
  • the filter 232 may be configured to pass 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 1110a to 1110d or 1150B may be disposed on the rear surface of the electronic device 100.
  • a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on the side of the electronic device 100.
  • a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be disposed on a side or rear surface of the electronic device 100.
  • each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 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) composed of a single antenna and/or a phased array antenna for use of a wireless circuit such as the transceiver circuit 250 is mounted on the electronic device 100 Can be.
  • each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be configured as an array antenna.
  • the electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d.
  • the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with a base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d.
  • MIMO multiple input/output
  • At least one signal may be transmitted or received through a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the electronic device 100. Unlike illustrated, at least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 on the side of the electronic device 100.
  • each of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna.
  • the electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4.
  • MIMO multiple input/output
  • the present invention may transmit or receive at least one signal through a plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 to 1110S4 on the back and/or side of the electronic device 100.
  • each of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna.
  • the electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4.
  • the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4.
  • MIMO multiple input/output
  • the optimized ground type means a ground type capable of optimizing the performance of the antenna and the transmitting and receiving unit circuits on the circuit board provided with the antenna and the transmitting and receiving unit circuit.
  • the ground for the antenna and the ground for the transceiver circuit may be disposed on different planes.
  • a structure in which the ground for the antenna and the ground for the transceiver circuit are disposed on different planes may be referred to as a graded ground. This grade ground structure will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 10.
  • FIG. 4 shows a side structure of a multi-layer substrate including an antenna and a transceiver circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a front structure of a circuit board including an antenna and a transceiver circuit according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of antennas 1110 are disposed on a front surface of the multilayer substrate 1100.
  • a transceiver circuit 1250 is disposed on a rear surface of the multilayer circuit board 1100.
  • the transceiver circuit 1250 corresponds to the RFIC 1250 operating in the mmWave band.
  • the plurality of antennas 1110 may include first to fourth antennas 1110a to 1110d.
  • the number of the plurality of antennas 1110 is not limited to four array antennas, and an arbitrary number of array antennas, such as 2, 4, 6, 8, 16, etc., depending on the application Can be changed to Meanwhile, each of the first to fourth antennas 1110a to 1110d may include a plurality of antenna elements to ensure communication coverage in the mmWave band.
  • Each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may form a vertical interconnection (1120a) with each other through the multilayer substrate 1100.
  • the vertical connection corresponds to a transmission line 1120a between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250.
  • a transmission line between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may be referred to as a feeding line 1120a.
  • a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, a low noise amplifier 310, and the like may be disposed at each of the plurality of antennas 1110.
  • a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, and a low noise amplifier 310 on different layers of the multilayer substrate 1110 between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 ), etc. can be placed.
  • the gain and phase control unit 230, the power amplifier 210, and the low-noise amplifier 310 may be disposed inside the transceiver circuit 1250.
  • a gain and phase control unit 230, a power amplifier 210, a low-noise amplifier 310, and the like are disposed inside the transmission/reception unit circuit 1250, and they are It may be connected to each of the antennas 1110 of.
  • a plurality of antennas 1110 are disposed on one plane of the multilayer substrate 1100.
  • a plurality of antennas 1110 may be disposed on the entire surface of the multilayer substrate 1100.
  • the transceiver circuit 1250 may be disposed on the same plane as the plurality of antennas 1110. Accordingly, the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may all be disposed on the entire surface of the multilayer substrate 1100.
  • the transceiver circuit 1250 corresponds to the RFIC 1250 operating in the mmWave band.
  • the plurality of antennas 1110 may include first to fourth antennas 1110a to 1110d.
  • the number of the plurality of antennas 1110 is not limited to four array antennas, and an arbitrary number of array antennas, such as 2, 4, 6, 8, 16, etc., depending on the application Can be changed to Meanwhile, each of the first to fourth antennas 1110a to 1110d may include a plurality of antenna elements to ensure communication coverage in the mmWave band.
  • Each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may form an electrical connection 1120b on the same plane of the multilayer substrate 1100.
  • the electrical connection corresponds to a transmission line 1120b between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250.
  • a transmission line between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may be referred to as a feeding line 1120b.
  • a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, a low noise amplifier 310, and the like may be disposed on each of the plurality of antennas 1110.
  • a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, a low noise amplifier 310, and the like may be disposed between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250.
  • the gain and phase control unit 230, the power amplifier 210, and the low-noise amplifier 310 may be disposed inside the transceiver circuit 1250.
  • a gain and phase control unit 230, a power amplifier 210, a low-noise amplifier 310, and the like are disposed inside the transmission/reception unit circuit 1250, and they are It may be connected to each of the antennas 1110 of.
  • the gain and phase control unit 230, the power amplifier 210, and the low-noise amplifier 310 may be disposed inside the transceiver circuit 1250.
  • a gain and phase control unit 230, a power amplifier 210, a low-noise amplifier 310, and the like are disposed inside the transmission/reception unit circuit 1250, and they are It may be connected to each of the antennas 1110 of.
  • FIG. 6 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure according to an exemplary embodiment in an electronic device having an optimum ground structure according to the present invention. Specifically, FIG. 6 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure when a plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 are disposed on the same plane.
  • FIG. 7 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure according to another embodiment in an electronic device having an optimum ground structure according to the present invention. Specifically, FIG. 7 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure when a plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 are disposed on the same plane.
  • the electronic device includes a multilayer substrate 1100, an antenna 1110, and a transceiver circuit 1250.
  • the antenna 1110 includes a case in which a plurality of array antennas 1110 are disposed as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the multilayer substrate 1100 is configured to include a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. Meanwhile, the multilayer substrate 1100 includes a first grade ground 1121 and a second grade ground 1122.
  • the first grade ground 1121 is disposed under the antenna 1110 and is configured to have end portions connected to each other by a first via 1121c at a first point.
  • the second grade ground 1122 is disposed under the first grade ground 1121 and is configured such that ends are connected to each other by a second via 1122c at a second point different from the first point.
  • the first grade ground 1121 may operate as an optimized ground for the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250.
  • the second grade ground 1122 can operate as an optimized ground for the grade transmission line 1123 under the first grade ground 1121.
  • a transceiver circuitry 1250 is disposed on the multilayer substrate 1100 and is configured to transmit a signal to the antenna 1110 and receive a signal from the antenna 1110.
  • the grade transmission line 1123 is configured to be disposed between a lower portion of the first grade ground 1121 and an upper portion of the second grade ground 1122. Specifically, the grade transmission lines 1123 may be connected to each other by a third via 1123c at a third point between the first point and the second point.
  • the first grade ground 1121 includes a first ground 1121a and a second ground 1121b.
  • the first ground 1121a is disposed above the second ground 1121b, and the end thereof is configured to be connected to the second ground 1121b by the first via 1121c.
  • the second ground 1121b is configured such that its end is connected to the end of the first ground 1121a by the first via 1121c and is disposed below the first ground 1121a.
  • the second grade ground 1122 includes a third ground 1122a and a fourth ground 1122b.
  • the third ground 1122a is disposed above the fourth ground 1122b, and is configured to have an end connected to the fourth ground 1122b by the second via 1122c.
  • the fourth ground 1122b is configured such that its end is connected to the end of the third ground 1122a by the first via 1121c and is disposed below the third ground 1122a.
  • the grade transmission line 1123 includes a first transmission line 1123a and a second transmission line 1123b.
  • the first transmission line 1123a may be configured to be disposed under the first ground 1121a.
  • the second transmission line 1123b may be configured such that an end thereof is connected to an end of the first transmission line 1123a by a third via 1123c and disposed below the first transmission line 1123a.
  • the first grade ground 1121 can be formed to have different thicknesses so that the electrical characteristics of the transceiver circuit 1250 and the antenna 1110 are optimized.
  • the grade transmission line 1123 is provided under the first grade ground 1121, and the structure of the second grade ground 1123 for the grade transmission line 1122 can be optimized. Accordingly, there is an advantage in that it is possible to provide optimized first and second grade grounds 1121 and 1123 capable of minimizing power supply loss in the grade transmission line 1123.
  • the distance between the transceiver circuit 1250 and the first ground 1121a is d1
  • the distance between the antenna 1110 and the second ground 1121b is d2.
  • the distance d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b may be set larger than the distance d1 between the transceiver circuit 1250 and the first ground 1121a.
  • the thickness d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b may be formed to be thicker than the thickness d1 between the transceiver circuit 1250 and the first ground 1121a.
  • the distance d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b is set larger, there is an advantage that the bandwidth characteristics of the antenna 1110 are improved. Accordingly, for wideband transmission/reception in the mmWave band, the distance d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b can be set to be large.
  • the antenna 1110 may be referred to as a first type antenna.
  • the distance between the antenna 1110 and the first ground 1121a is d1
  • the distance between the transceiver circuit 1250 and the second ground 1121b is d2.
  • the distance d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a may be set smaller than the distance d2 between the transceiver circuit 1250 and the second ground 1121b.
  • a thickness d2 between the transceiver circuit 1250 and the second ground 1121b may be formed to be thicker than a thickness d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a.
  • the distance d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a is set to be smaller, there is an advantage that the radiation efficiency of the antenna 1110 is improved. Therefore, for low loss transmission/reception in the mmWave band, the distance d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a can be set small.
  • the antenna 1110 may be referred to as a second type antenna.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 of FIGS. 6 and 7 must be independently configured.
  • some of the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 are configured as a first type antenna, and the others are configured as a second type antenna. I can.
  • the UE which is a terminal, can support a wideband transmission/reception mode and a low latency transmission/reception mode.
  • the UE when the UE operates in a broadband transmission/reception mode, it may operate as an eMBB (enhanced mobile broad band) UE.
  • the UE when the UE operates in a low delay transmission/reception mode, it may operate as an ultra-reliable low latency communication (uRLLC) UE.
  • uRLLC ultra-reliable low latency communication
  • signals may be transmitted and received through the first type antenna among the first to fourth antennas ANT1 to ANT4. Accordingly, there is an advantage of supporting broadband communication through a first type antenna in which the distance between the antenna 1110 and the second ground 1121b is set to d2 (d2> d1).
  • signals may be transmitted and received through a second type antenna among the first to fourth antennas ANT1 to ANT4.
  • a second type antenna in which a distance between the antenna 1110 and the first ground 1121a is set to d1 (d1 ⁇ d2).
  • a connection point of the grade transmission line 1123 may be formed between different connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1122.
  • the third point of the grade transmission line 1123 as a connection point may be formed in the middle between the first point and the second point, which are different connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1122.
  • the electric field of the signal transmitted through the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b of the grade transmission line 1123 is guided in the same ground form at both sides of the discontinuity point.
  • the meaning of the same ground shape means that the electric field of the signal transmitted through the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b is a left-right symmetrical shape with a boundary at a third point, which is a discontinuous point.
  • the distance (d3) between the first grade point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c and the grade point of the grade transmission line 1122 connected by the third via 1123c Is determined as follows. That is, the distance d3 may be determined as 1/2 times the distance d4 between the first grade point and the second grade point.
  • the first grade point is a point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c, and corresponds to the aforementioned first point.
  • the second grade point is a point of the second grade ground 11212 connected by the second via 1122c and corresponds to the aforementioned second point.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be vertically connected to the grade transmission line 1123 by a signal via.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be connected to each other through a vertical connection in the multilayer substrate 1100 as shown in FIGS. 4, 6 and 7.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be interconnected on the same layer of the multilayer substrate 1100 as shown in FIG. 5.
  • an interconnection scheme as shown in FIG. 5 may be advantageous in terms of the shortest distance between the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250.
  • the interconnection scheme as shown in FIG. 5, that is, the same layer connection scheme is difficult in terms of antenna impedance matching. Specifically, the impedance value at both ends of the antenna element has a high value. Therefore, when the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 are directly connected on the same plane, a separate impedance matching circuit is required.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be disposed on the front layer of the multilayer substrate 1100.
  • the second signal via 1124b connected to the antenna 1110 may be connected to a center area of the antenna 1110.
  • the meaning of the central region of the antenna 1110 is not necessarily limited to the central point of the antenna 1110 physically.
  • the central region of the antenna 1110 may be a specific point inside the antenna 1100 where the antenna 1110 may be matched with a specific impedance, for example, 50 ohms.
  • the grade transmission line 1123 disposed between the first and second grade grounds 1121 and 1122 has the advantage of presenting an optimized ground structure to minimize the feed loss due to the transmission line.
  • the grade transmission line 1123 has a strip line structure in which both upper and lower portions are ground, and has a lower feed loss than the microstrip line structure.
  • the connection point of the grade transmission line 1123 is arranged in the middle of the connection point of the first and second grade grounds 1121 and 1122 to be implemented as a grade ground having a strip line structure in a symmetrical shape. Accordingly, there is an advantage that loss due to a fringing field of a signal transmitted through the grade transmission line 1123 can be minimized.
  • a first transmission line 1123a may be connected to a transceiver circuit 1250 and a first signal via 1124a.
  • the second transmission line 1123b may be connected to the antenna 1110 and the second signal via 1124b.
  • the first and second signal vias 1124a and 1124b are respectively first and second transmission lines 1123a and 1123b through slots implemented in the first and second grounds 1121a and 1121b, respectively. Can be connected with.
  • a grade ground structure has been described in the transmission/reception unit circuit disposed on the same plane as the array antenna operating in one frequency band.
  • an array antenna operating in different frequency bands and a transmission/reception unit circuit disposed on the same plane will be described in terms of a grade ground structure.
  • FIG. 8 shows a configuration in which the first and second antennas according to the present invention are implemented on a multilayer substrate.
  • FIG. 9 shows a configuration in which the first and second antennas according to the present invention are disposed on the front surface of the multilayer substrate, and the transceiver circuit is disposed on the rear surface of the multilayer substrate.
  • the electronic device includes a first antenna 1111 and a second antenna 1112 disposed on the front surface of the multilayer substrate 1100.
  • the electronic device further includes a first grade ground 1121 and a second grade ground 1122 and a grade transmission line 1123 implemented on the multilayer substrate 1100.
  • the transceiver circuit 1250 may be disposed on the rear surface of the multilayer substrate 1100.
  • the present invention is not limited thereto, and the transceiver circuit 1250 may be disposed on the same plane as the antenna as shown in FIGS. 6 and 7.
  • the first antenna 1111 and the second antenna 1112 are disposed on the same plane as the transmission/reception unit circuit 1250, some contents of FIGS. 6 and 7 may be applied. Accordingly, the contents of the first and second grade grounds 1121 and 1122 and the grade transmission line 1123 in FIGS. 6 and 7 may be applied.
  • first and second antennas 1111 and 1112 are disposed on the front surface of the multilayer substrate 1100.
  • a transceiver circuit 1250 may be disposed on a rear surface of the multilayer circuit board 1100.
  • the transceiver circuit 1250 corresponds to the RFIC 1250 operating in the mmWave band.
  • the first and second antennas 1111 and 1112 may be disposed on the front layer of the multilayer substrate 1110.
  • the transceiver circuit 1250 may be disposed on a rear layer of the multilayer substrate 1110.
  • the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b may be connected to the transceiver circuit 1250 by a third signal via 1124c and a fourth signal via 1124d.
  • each of the first and second antennas 1111 and 1112 may be composed of array antennas including a plurality of antenna elements, as shown in FIGS. 2, 4 and 5.
  • the first and second antennas 1111 and 1112 may be configured to operate in different frequency bands of the mmWave band.
  • the first and second antennas 1111 and 1112 may be configured to operate in any one of 28 GHz, 38.5 GHz and 64 GHz. However, it is not limited to such a band, and may operate in any band of the mmWave band.
  • the first antenna 1111 may operate in a first frequency band, and the second antenna 1112 may operate in a second frequency band.
  • the first antenna 1111 may be composed of a plurality of array antennas.
  • the first antenna 1111 may be composed of four array antennas in which four antenna elements are each arranged.
  • the second antenna 1112 may be configured with a plurality of array antennas.
  • the first antenna 1112 may be composed of four array antennas in which four antenna elements are each arranged.
  • the first and second antennas 1111 and 1112 may be disposed in an overlapped space on the same plane.
  • the first antenna 1111 may be a 2x2 antenna and disposed in a rectangular grid shape
  • the second antenna 1112 may be disposed in a 2x2 antenna and disposed in a rectangular grid shape rotated 45 degrees.
  • the first antenna 1111 operating in a higher frequency band may be disposed in an inner space in which the second antenna 1112 is disposed.
  • the number of the first and second antennas 1111 and 1112 is not limited to four array antennas, but an arbitrary number such as 2, 4, 6, 8, 16, etc. depending on the application Can be changed to array antennas of.
  • each of the array antennas belonging to the first and second antennas 1111 and 1112 may be formed of a plurality of antenna elements to ensure communication coverage in the mmWave band.
  • the multilayer substrate 1100 is configured to include a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. Meanwhile, the multilayer substrate 1100 includes a first grade ground 1121 and a second grade ground 1122.
  • the first grade ground 1121 is disposed under the antenna 1110 and is configured to have end portions connected to each other by a first via 1121c at a first point.
  • the second grade ground 1122 is disposed under the first grade ground 1121 and is configured such that ends are connected to each other by a second via 1122c at a second point different from the first point.
  • the first grade ground 1121 may operate as an optimized ground for the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250.
  • the second grade ground 1122 can operate as an optimized ground for the grade transmission line 1123 under the first grade ground 1121.
  • the transceiver circuit 1250 is disposed on the rear surface of the multilayer substrate 1100 and is configured to transmit a signal to the antenna 1110 and receive a signal from the antenna 1110.
  • the grade transmission line 1123 is configured to be disposed between a lower portion of the first grade ground 1121 and an upper portion of the second grade ground 1122.
  • the grade transmission line 1123 is configured not to be connected to each other unlike FIGS. 6 and 7.
  • the first grade ground 1121 includes a first ground 1121a and a second ground 1121b.
  • the first ground 1121a is disposed above the second ground 1121b, and the end thereof is configured to be connected to the second ground 1121b by the first via 1121c.
  • the second ground 1121b is configured such that its end is connected to the end of the first ground 1121a by the first via 1121c and is disposed below the first ground 1121a.
  • the second grade ground 1122 includes a third ground 1122a and a fourth ground 1122b.
  • the third ground 1122a is disposed above the fourth ground 1122b, and is configured to have an end connected to the fourth ground 1122b by the second via 1122c.
  • the fourth ground 1122b is configured such that its end is connected to the end of the third ground 1122a by the first via 1121c and is disposed below the third ground 1122a.
  • the grade transmission line 1123 includes a first transmission line 1123a and a second transmission line 1123b.
  • the first transmission line 1123a may be configured to be disposed under the first ground 1121a. Meanwhile, the end of the first transmission line 1123a and the end of the second transmission line 1123b are not directly connected to each other.
  • the transmission/reception unit circuit 1250 disposed under the multilayer substrate 1100 may be configured such that both the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b are connected.
  • the transceiver circuit 1250 is connected to the first transmission line 1123a through the third signal via 1124c.
  • the transceiver circuit 1250 is connected to the second transmission line 1123b through the fourth signal via 1124d.
  • the third and fourth signal vias 1124c and 1124d are respectively first and second transmission lines 1123a and 1123b through slots implemented in the third and fourth grounds 1122a and 1122b, respectively. Can be connected with.
  • the first transmission line 1123a is formed by the transmission/reception unit circuit 1250 and the first signal via 1124a. Can be connected.
  • the second transmission line 1123b may be connected to the antenna 1110 and the second signal via 1124b.
  • the first and second signal vias 1124a and 1124b are respectively first and second transmission lines 1123a and 1123b through slots implemented in the first and second grounds 1121a and 1121b, respectively. Can be connected with.
  • the first grade ground 1121 can be formed to have different thicknesses so that the electrical characteristics of the transceiver circuit 1250 and the antenna 1110 are optimized.
  • the grade transmission line 1123 is provided under the first grade ground 1121, and the structure of the second grade ground 1123 for the grade transmission line 1122 can be optimized. Accordingly, there is an advantage in that it is possible to provide optimized first and second grade grounds 1121 and 1123 capable of minimizing power supply loss in the grade transmission line 1123.
  • the thickness d2 between the second antenna 1112 and the second ground 1122a is greater than the thickness d1 between the first antenna 1111 and the first ground 1121a. It can be formed thick.
  • the first antenna 1111 may be configured to operate in a higher frequency band than the second antenna 1112. Accordingly, there is an advantage in that the dielectric height for the first antenna 1111 operating in a higher frequency band is set to a lower dielectric height for the second antenna 1112, thereby optimizing antenna performance for each frequency band. . In addition, there is an advantage in that it is possible to optimize antenna performance for each frequency band through the grade ground and at the same time minimize the insertion loss caused by the grade transmission line.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be vertically connected to the grade transmission line 1123 by a signal via.
  • the first and second antennas 1111 and 11112 and the transceiver circuit 1250 may be connected to each other through vertical connection in the multilayer substrate 1100 as shown in FIGS. 4, 8 and 9.
  • first and second antennas 1111 and 11112 and the transmitting/receiving circuit 1250 are disposed on different layers of the multilayer substrate 1100, vertical connection between them is required.
  • the first and second antennas 1111 and 11112 may be connected to the transceiver circuit 1250 through one vertical connection.
  • each of the first and second antennas 1111 and 11112 may be connected to the transmission/reception unit circuit 1250 through a plurality of vertical connection units and transmission lines.
  • the first antenna 1111 may be connected to the transceiver circuit 1250 through the first signal via 1124a, the first transmission line 1123a, and the third signal via 1124c.
  • at least one circuit configuration for example, the phase control unit 230 of FIG. 2, the power amplifier 210, and the low noise amplifier 310 may be disposed on a layer on which the first transmission line 1123a is disposed.
  • the second antenna 1112 may be connected to the transceiver circuit 1250 through the second signal via 1124b, the second transmission line 1123b, and the fourth signal via 1124d.
  • at least one circuit configuration for example, the phase control unit 230 of FIG. 2, the power amplifier 210, and the low noise amplifier 310 may be disposed on a layer on which the second transmission line 1123b is disposed.
  • the present invention has an advantage of optimizing the performance of the first and second antennas 1111 and 11112 in each frequency band, while also optimizing the performance of the circuit unit implemented by the grade transmission line 1123. Specifically, there is an advantage in that electrical loss due to circuits implemented on the same layer as the grade transmission line 1123 and the grade transmission line 1123 can be minimized.
  • the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be disposed on the front layer of the multilayer substrate 1100.
  • the second signal via 1124b connected to the antenna 1110 may be connected to a center area of the antenna 1110.
  • the meaning of the central region of the antenna 1110 is not necessarily limited to the central point of the antenna 1110 physically.
  • the central region of the antenna 1110 may be a specific point inside the antenna 1100 where the antenna 1110 may be matched with a specific impedance, for example, 50 ohms.
  • Ground is divided into the ground of the circuit part and the ground of the antenna part.
  • d1 is the ground height of the circuit part and d2 is the ground height of the antenna part.
  • Impedance Miss matching caused by Graded Ground in Transmission Line may occur.
  • the circuit part and the antenna part are connected to the Graded Transmission Line through a vertical connection via.
  • d3 represents the separation distance between the via (1123c) of the Transmission Line and the via (1121c) used in the upper graded ground.
  • d4 represents the separation distance between the upper graded ground via (1121c) and the lower graded ground via (1122c).
  • FIG. 10 shows various transmission line structures in various ground structures according to the present invention.
  • FIG. 10(a) shows a structure (structure (a)) in which grounds GND are disposed on both the front and rear surfaces of the substrate.
  • structure (a) a transmission line 1125 is disposed between the front and rear grounds of the substrate.
  • FIG. 10(b) shows a structure (structure (b)) in which grade grounds GND1 and GND2 are disposed on the front and rear surfaces of a substrate.
  • structure (b) a transmission line 1126 is disposed between the grade grounds GND1 and GND2.
  • FIG. 10(c) shows a structure (structure (c)) in which grade grounds GND1 and GND2 are disposed on the front and rear surfaces of a substrate.
  • the grade transmission lines 1123a and 1123b are disposed between the grade grounds GND1 and GND2.
  • first and second points connected by vertical vias in the grade grounds GND1 and GND2 may be substantially identically configured.
  • the offset position of the vertical via 1123d which is a vertical connection configuration between the grade transmission lines 1123a and 1123b, may be indicated by d3.
  • the offset position d3 represents the distance moved to the left or right compared to the vertical via connection point of the grade grounds GND1 and GND2.
  • FIG. 10(d) shows a structure (structure (d)) in which grade grounds GND1 and GND2 optimally disposed on the front and rear surfaces of the substrate are disposed.
  • the grade transmission lines 1123a and 1123b are disposed between the grade grounds GND1 and GND2.
  • the optimal structure of FIG. 10(d) corresponds to the above-described grade ground structure of FIGS. 6 to 9.
  • first and second points connected by vertical vias in the grade grounds GND1 and GND2 are configured differently.
  • a distance between the first and second points connected by vertical vias in the grade grounds GND1 and GND2 may be denoted by d4.
  • the offset position of the vertical via 1123c which is a vertical connection configuration between the grade transmission lines 1123a and 1123b, may be indicated by d3.
  • the offset position d3 of the third via 1123c which is a vertical via, may be optimized as an intermediate point of the distance d4 between the vertical vias at the grade grounds GND1 and GND2.
  • FIG. 11 shows insertion loss characteristics for each frequency according to various transmission line structures in various ground structures according to the present invention.
  • each of the graphs indicated by (a) to (d) represents the insertion loss characteristics of structures (a) to (d) of FIG. 10.
  • Table 1 shows insertion loss characteristics for each frequency according to various transmission line structures in various ground structures according to the present invention. Specifically, it shows insertion loss characteristics per 1 mm of transmission line length at 10 GHz, 28 GHz and 38.5 GHz.
  • the structure of FIG. 10(d) (ie, structure (d)) according to the present invention exhibits the same insertion loss characteristics as the ideal stripline structure (ie, structure (a)). That is, in the structure of Fig. 10 (d) (i.e., structure (d)) according to the present invention, (in the range of 10 GHz to 40 GHz), the Line Loss per 1 mm (S21) is an ideal strip line structure (ie, structure (a))
  • the optimized grade transmission line structure of structure (d) has an insertion loss characteristic of 15% @10GHz, 30% @28GHz, 32% @ by frequency compared to the grade transmission line structure of structure (c). It can be seen that it is improved by 38.5GHz.
  • FIG. 12 shows insertion loss characteristics for each frequency in Structure (C) of the present invention.
  • Figure 13 shows the insertion loss characteristics for each frequency in the structure (D) of the present invention.
  • the meaning of'LINE_MOVE' indicates an offset distance according to the connection point of the grade transmission line 1122 compared to the connection point of the first and second grade grounds 1121 and 1123.
  • the gap (thickness) between the strip line and the graded ground is maintained almost constant because the via connection point of the graded ground is different. Accordingly, the change in the impedance value is reduced, and the real impedance is maintained constant around 50 ohms.
  • impedance matching characteristics are improved according to such a stable impedance value, and thus additional insertion loss can be minimized.
  • the offset point according to the connection point of the grade transmission line 1122 is optimized to Changes in star reflection coefficient characteristics can be minimized.
  • the meaning of'LINE_MOVE' indicates an offset distance according to the connection point of the grade transmission line 1122 compared to the connection point of the first and second grade grounds 1121 and 1123.
  • the meaning of'GND_MOVE' indicates the distance between the respective via connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1123.
  • an electronic device including a multi-layer substrate is provided.
  • the electronic device may be configured to include an antenna 1110, a transceiver circuit 1250, and a multilayer substrate 1100.
  • the transceiver circuit 1250 is disposed on the multilayer substrate 1100 and may be configured to transmit signals to the antenna 1110 and to receive signals from the antenna 1110. Meanwhile, the multilayer substrate 1100 has a first grade. It is configured to include a ground 1121 and a grade transmission line 1123.
  • the first grade ground 1121 is disposed under the antenna 1100 and is configured such that end portions are connected to each other by the first via 1121c at a first point.
  • the grade transmission line 1123 is configured to be disposed under the first grade ground 1121.
  • the multilayer substrate 1100 is disposed under the grade transmission line 1123 and further includes a second grade ground 1122 whose ends are connected to each other by a second via 1122c at a second point different from the first point.
  • the grade transmission lines 1123 may be connected to each other by a third via 1123c at a third point between the first point and the second point.
  • the distance d3 between the first grade point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c and the grade point of the grade transmission line 1123 connected by the third via 1123c is: Can be optimized as In this regard, the distance d3 may be optimized to be 1/2 times the distance d4 between the first grade point and the second grade point.
  • the first grade point is a connection point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c.
  • the second grade point is a connection point of the second grade ground 1122 connected by the second via 1122c.
  • the first grade ground 1121 is configured to include a first ground 1121a and a second ground 1121b.
  • an end portion of the second ground 1121b may be connected to an end portion of the first ground 1121a by a first via 1121c, and may be disposed below the first ground 1121a.
  • the second grade ground 1122 is configured to include a third ground 1122a and a fourth ground 1122b.
  • the end of the fourth ground 1122b may be connected to the end of the third ground 1122a by the second via 1122c, and may be disposed below the third ground 1122a.
  • the grade transmission line 1122 is configured to include a first transmission line 1122a and a second transmission line 1122b.
  • the first transmission line 1122a is configured to be disposed under the first ground 1121.
  • the second transmission line 1122b is configured to be disposed below the first transmission line 1122a.
  • first and second transmission lines 1122a and 1122b may be connected to the transceiver circuit 1250 by different vias.
  • the first transmission line 1122a may be connected to the transceiver circuit 1250 and a first signal via 1124a.
  • the second transmission line 1122b may be connected to the antenna 1110 and the second signal via 1124b. Accordingly, there is an advantage that a signal can be transmitted in an optimized form with a minimum insertion loss between the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 by the first and second transmission lines 1122a and 1122b.
  • distances d1 and d2 from the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 to the lower ground can be optimized in terms of bandwidth and/or radiation efficiency according to a corresponding 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).
  • the computer may include the control unit 180 of the terminal.

Landscapes

  • Transceivers (AREA)

Abstract

Provided is an electronic device, according to the present invention, comprising a multilayer substrate and operating in a millimeter wave band for 5G communication. The electronic device comprises an antenna and the multilayer substrate including a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. The multilayer substrate includes a first graded ground, which is disposed below the antenna and has end portions connected to each other by means of a first via at a first point. In addition, the multilayer substrate includes a second graded ground, which is disposed below the first graded ground and has end portions connected to each other by means of a second via at a second point that is different from the first point, thereby enabling low-loss transmission characteristics to be obtained through the symmetrical graded grounds in the millimeter wave band.

Description

전송 선로를 구비하는 전자 기기Electronic devices with transmission lines
본 발명은 전송 선로를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 밀리미터파 대역에서 저손실 전송 선로를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic device having a transmission line. More specifically, it relates to an electronic device having a low-loss transmission line in a millimeter wave band.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다. Electronic devices can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether or not they can move. Again, electronic devices can be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals depending on whether the user can directly carry them.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다. The functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions 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. In particular, recent mobile terminals can receive multicast signals providing visual content such as broadcasting and video or television programs.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. As such electronic devices 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.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.In order to support and increase the function of the electronic device, it may be considered to improve the structural part and/or the software part of the terminal.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다. In addition to the above attempts, wireless communication systems using LTE communication technology have recently been commercialized in electronic devices, providing various services. In addition, in the future, 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.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.In this regard, the mobile terminal may be configured to provide 5G communication 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.
한편, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서의 5G 통신 서비스를 위해 할당될 주파수 대역은 28GHz 대역, 39GHz 및 64 GHz 대역이 고려되고 있다. 이와 관련하여, 밀리미터파 대역에서 복수의 배열 안테나와 송수신부 회로 간의 전송 선로에 의한 전기적 손실(electrical loss)을 감소시키는 것이 중요하다.Meanwhile, 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. In this regard, it is important to reduce electrical loss due to a transmission line between a plurality of array antennas and a transceiver circuit in a millimeter wave band.
한편, 이러한 복수의 배열 안테나와 송수신부 회로가 배치되는 회로 기판(circuit substrate)은 여러 부품 성능 최적화와 기판 크기 감소를 위해 다층 기판(multi-layer substrate)으로 구현될 수 있다.Meanwhile, a circuit substrate on which a plurality of array antennas and a transceiver circuit are disposed may be implemented as a multi-layer substrate in order to optimize performance of various components and reduce the size of the substrate.
한편, 복수의 배열 안테나와 송수신부 회로 간의 전송 선로에 의한 전기적 손실을 감소시키기 위해, 스트립 라인 형태의 전송 선로를 고려할 수 있다. 하지만, 이와 같은 스트립 라인 전송 선로에서 동일 평면 상에 배치되어야 할 그라운드 중 일부는 일부 영역은 다른 레이어에 배치될 수 있다. 이러한 비대칭 그라운드 형태(asymmetric ground formation)는 그라운드 상부에 배치되는 안테나 또는 송수신부 회로의 특성 최적화를 위해 고려될 수 있다.Meanwhile, in order to reduce electrical loss due to a transmission line between a plurality of array antennas and a transmission/reception unit circuit, a strip line type transmission line may be considered. However, in such a strip line transmission line, some of the grounds to be disposed on the same plane may be disposed on different layers. This asymmetric ground formation may be considered for optimizing characteristics of an antenna or a transceiver circuit disposed on the ground.
하지만, 이러한 비대칭 그라운드 형태로 인하여, 그라운드 하부의 전송 선로의 전기적 손실이 크게 증가하는 문제점이 있다. 특히, 비대칭 그라운드 하부의 전송 선로가 복수의 레이어 상에 비아(via) 등을 통해 구현되는 경우 전기적 손실(electrical loss)이 더 증가하는 문제점이 있다. However, due to this asymmetric ground type, there is a problem that the electrical loss of the transmission line under the ground is greatly increased. In particular, when a transmission line under the asymmetric ground is implemented through vias or the like on a plurality of layers, there is a problem in that electrical loss is further increased.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 최적화된 그라운드 형태를 갖는 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to solve the above and other problems. In addition, another object is to provide an electronic device including a multi-layer substrate having an optimized ground shape.
본 발명의 다른 일 목적은, 밀리미터파 대역에서 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an electronic device having a low loss transmission line between a plurality of antennas and a transceiver circuit in a millimeter wave band.
본 발명의 다른 일 목적은, 밀리미터파 대역에서 다층 기판에서 안테나 특성을 향상시키면서, 전송선에 의한 급전 손실을 감소시킬 수 있는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an electronic device capable of reducing feed loss due to transmission lines while improving antenna characteristics in a multilayer substrate in a millimeter wave band.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 안테나; 및 전면 층(front layer), 후면 층(back layer), 복수의 중간 층들(middle layers), 복수의 그라운드 층들을 구비하는 다층 기판을 구비한다. 한편, 상기 다층 기판은, 상기 안테나 하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되는 제1 그레이드 그라운드(graded ground)를 포함한다. 또한, 상기 다층 기판은, 상기 제1 그레이드 그라운드의 하부에 배치되고, 상기 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아에 의해 단부가 서로 연결되는 제2 그레이드 그라운드를 포함하여, 밀리미터파 대역에서 대칭 형태의 그레이드 그라운드를 통해 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다.In order to achieve the above or other objects, there is provided an electronic device including a multi-layer substrate according to the present invention. The electronic device may include an antenna; And a multilayer substrate including a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. Meanwhile, the multilayer substrate includes a first graded ground disposed under the antenna and having end portions connected to each other by a first via at a first point. In addition, the multilayer substrate includes a second grade ground disposed under the first grade ground and having ends connected to each other by a second via at a second point different from the first point, in a millimeter wave band. Low-loss transmission characteristics can be obtained through symmetrical grade ground.
일 실시 예에서, 상기 다층 기판 상에 배치되고, 상기 안테나로 신호를 송신하고 상기 안테나로부터 신호를 수신하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuitry)를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 제1 그레이드 그라운드의 하부와 상기 제2 그레이드 그라운드 상부 사이에 배치되는 그레이드 전송선(graded transmission line)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 밀리미터파 대역에서 대칭 형태의 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 통해 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다.In an embodiment, the multilayer substrate may further include a transceiver circuitry configured to transmit a signal to the antenna and to receive a signal from the antenna. Meanwhile, a graded transmission line disposed between a lower portion of the first grade ground and an upper portion of the second grade ground may be further included. Accordingly, low loss transmission characteristics can be obtained through a symmetrical grade ground and a grade transmission line in the millimeter wave band.
일 실시 예에서, 상기 그레이드 전송선은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 제3 지점에서 제3 비아에 의해 서로 연결될 수 있다.In an embodiment, the grade transmission lines may be connected to each other by a third via at a third point between the first point and the second point.
일 실시 예에서, 상기 제1 그레이드 그라운드는, 제1 그라운드; 및 단부가 상기 제1 비아에 의해 상기 제1 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제2 그라운드를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first grade ground includes: a first ground; And a second ground whose end is connected to the end of the first ground by the first via and is disposed below the first ground.
일 실시 예에서, 상기 제2 그레이드 그라운드는, 제3 그라운드; 및 단부가 상기 제2 비아에 의해 상기 제3 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제4 그라운드를 포함할 수 있다.In an embodiment, the second grade ground may include a third ground; And a fourth ground whose end is connected to the end of the third ground by the second via and is disposed below the first ground.
따라서, 제1 그레이드 그라운드, 제2 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 통해, 다층 기판의 상부 또는 하부에 배치되는 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 또한, 다층 기판의 상부에 배치되는 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다. Accordingly, there is an advantage in that a low loss transmission characteristic can be obtained between a plurality of antennas and transmission/reception unit circuits disposed above or below the multilayer substrate through the first grade ground, the second grade ground, and the grade transmission line. In addition, there is an advantage in that it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas disposed on the multilayer substrate and the transceiver circuit.
일 실시 예에서, 상기 그레이드 전송선은, 상기 제1 그라운드의 하부에 배치되는 제1 전송선; 및 상기 제1 전송선보다 하부에 배치되는 제2 전송선을 포함할 수 있다.In an embodiment, the grade transmission line includes: a first transmission line disposed under the first ground; And a second transmission line disposed below the first transmission line.
일 실시 예에서, 상기 제1 비아에 의해 연결되는 상기 제1 그레이드 그라운드의 제1 그레이드 지점과 상기 제3 비아에 의해 연결되는 상기 그레이드 전송선의 그레이드 지점 간의 거리 (d3)은, 상기 제1 그레이드 지점과 상기 제2 비아에 의해 연결되는 상기 제2 그레이드 그라운드의 제2 그레이드 지점 간의 거리 (d4)의 실질적으로(substantially) 1/2배로 결정될 수 있다. 이에 따라, In an embodiment, a distance (d3) between a first grade point of the first grade ground connected by the first via and a grade point of the grade transmission line connected by the third via is the first grade point And a distance d4 between the second grade point of the second grade ground connected by the second via and may be determined to be substantially 1/2 times the distance d4. Accordingly,
일 실시 예에서, 상기 제1 전송선은 상기 송수신부 회로와 제1 신호 비아(signal via)에 의해 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 전송선은 상기 안테나와 제2 신호 비아에 의해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 전송선에 의해 상기 안테나와 상기 송수신부 회로 간에 신호가 전달될 수 있다. 이에 따라, 안테나 대역폭 특성 및 방사 효율 특성을 개선하면서, 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다.In an embodiment, the first transmission line may be connected to the transmission/reception unit circuit through a first signal via. In addition, the second transmission line may be connected to the antenna through a second signal via. Accordingly, signals may be transmitted between the antenna and the transceiver circuit through the first and second transmission lines. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
일 실시 예에서, 상기 제1 전송선은 제1 안테나와 제1 신호 비아(signal via)에 의해 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 전송선은 제2 안테나와 제2 신호 비아에 의해 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 이에 따라, 안테나 대역폭 특성 및 방사 효율 특성을 개선하면서, 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다.In an embodiment, the first transmission line may be connected to a first antenna through a first signal via. In addition, the second transmission line may be connected to a second antenna through a second signal via. In this regard, the first antenna and the second antenna may operate in different frequency bands. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
일 실시 예에서, 상기 송수신부 회로와 상기 제1 그라운드 간의 두께 (d1) 보다 상기 안테나와 상기 제2 그라운드 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 대역폭 특성 및 방사 효율 특성을 개선하면서, 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다.In an embodiment, a thickness d2 between the antenna and the second ground may be formed to be thicker than a thickness d1 between the transceiver circuit and the first ground. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
일 실시 예에서, 상기 안테나와 상기 제1 그라운드 간의 두께 (d1) 보다 상기 송수신부 회로와 상기 제2 그라운드 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 대역폭 특성 및 방사 효율 특성을 개선하면서, 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다.In an embodiment, a thickness d2 between the transceiver circuit and the second ground may be formed to be thicker than a thickness d1 between the antenna and the first ground. Accordingly, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, it is possible to obtain low loss transmission characteristics between a plurality of antennas and a transceiver circuit.
일 실시 예에서, 상기 제1 안테나와 상기 제1 그라운드 간의 두께 (d1) 보다 상기 제2 안테나와 상기 제2 그라운드 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 안테나가 상기 제2 안테나보다 더 높은 주파수 대역에서 동작할 수 있다.In an embodiment, a thickness d2 between the second antenna and the second ground may be thicker than a thickness d1 between the first antenna and the first ground. Accordingly, the first antenna may operate in a higher frequency band than the second antenna.
일 실시 예에서, 상기 안테나와 상기 송수신부 회로는 상기 다층 기판의 상기 전면 층에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제2 신호 비아는 상기 안테나의 중심 영역(center area)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 신호 비아는 상기 안테나와 임피던스 매칭되는 영역 상의 일 지점과 연결될 수 있다. 이에 따라, 별도의 임피던스 매칭 회로 없이 전송선과 안테나 간 연결이 가능하다.In an embodiment, the antenna and the transceiver circuit may be disposed on the front layer of the multilayer substrate. In this regard, the second signal via may be connected to a center area of the antenna. Specifically, the second signal via may be connected to a point on a region that is impedance-matched with the antenna. Accordingly, it is possible to connect the transmission line and the antenna without a separate impedance matching circuit.
일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 안테나는 상기 다층 기판의 상기 전면 층에 배치되고, 상기 송수신부 회로는 상기 다층 기판의 상기 후면 층에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전송선 및 상기 제2 전송선은 상기 송수신부 회로와 제3 신호 비아 및 제4 신호 비아에 의해 연결될 수 있다.In an embodiment, the first and second antennas may be disposed on the front layer of the multilayer substrate, and the transceiver circuit may be disposed on the rear layer of the multilayer substrate. Accordingly, the first transmission line and the second transmission line may be connected to the transmission/reception unit circuit through a third signal via and a fourth signal via.
본 발명의 다른 측면에 따른 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 안테나; 상기 다층 기판 상에 배치되고, 상기 안테나로 신호를 송신하고 상기 안테나로부터 신호를 수신하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuitry); 및 전면 층(front layer), 후면 층(back layer), 복수의 중간 층들(middle layers), 복수의 그라운드 층들을 구비하는 다층 기판을 구비한다. 한편, 상기 다층 기판은 상기 안테나 하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되는 제1 그레이드 그라운드(graded ground)를 포함한다. 또한, 상기 다층 기판은 상기 제1 그레이드 그라운드의 하부에 배치되는 그레이드 전송선(graded transmission line)을 더 포함할 수 있다.An electronic device including a multi-layer substrate according to another aspect of the present invention is provided. The electronic device may include an antenna; A transceiver circuitry disposed on the multilayer substrate and configured to transmit a signal to the antenna and to receive a signal from the antenna; And a multilayer substrate including a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. Meanwhile, the multilayer substrate includes a first graded ground disposed under the antenna and having end portions connected to each other by a first via at a first point. In addition, the multilayer substrate may further include a grade transmission line disposed under the first grade ground.
일 실시 예에서, 상기 다층 기판은, 상기 그레이드 전송선의 하부에 배치되고, 상기 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아에 의해 단부가 서로 연결되는 제2 그레이드 그라운드를 포함할 수 있다.In an embodiment, the multilayer substrate may include a second grade ground disposed under the grade transmission line and connected to each other by a second via at a second point different from the first point.
일 실시 예에서, 상기 그레이드 전송선은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 제3 지점에서 제3 비아에 의해 서로 연결될 수 있다.In an embodiment, the grade transmission lines may be connected to each other by a third via at a third point between the first point and the second point.
일 실시 예에서, 상기 제1 비아에 의해 연결되는 상기 제1 그레이드 그라운드의 제1 그레이드 지점과 상기 제3 비아에 의해 연결되는 상기 그레이드 전송선의 그레이드 지점 간의 거리 (d3)은, 상기 제1 그레이드 지점과 상기 제2 비아에 의해 연결되는 상기 제2 그레이드 그라운드의 제2 그레이드 지점 간의 거리 (d4)의 실질적으로 1/2배로 결정될 수 있다.In an embodiment, a distance (d3) between a first grade point of the first grade ground connected by the first via and a grade point of the grade transmission line connected by the third via is the first grade point And a distance d4 between the second grade points of the second grade ground connected by the second via.
일 실시 예에서, 상기 제1 그레이드 그라운드는, 제1 그라운드; 및 단부가 상기 제1 비아에 의해 상기 제1 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제2 그라운드를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first grade ground includes: a first ground; And a second ground whose end is connected to the end of the first ground by the first via and is disposed below the first ground.
일 실시 예에서, 상기 제2 그레이드 그라운드는, 제3 그라운드; 및 단부가 상기 제2 비아에 의해 상기 제3 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제4 그라운드를 포함할 수 있다.In an embodiment, the second grade ground may include a third ground; And a fourth ground whose end is connected to the end of the third ground by the second via and is disposed below the first ground.
일 실시 예에서, 상기 그레이드 전송선은, 상기 제1 그라운드의 하부에 배치되는 제1 전송선; 및 상기 제1 전송선보다 하부에 배치되는 제2 전송선을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 전송선은 상기 송수신부 회로와 제1 신호 비아(signal via)에 의해 연결되고, 상기 제2 전송선은 상기 안테나와 제2 신호 비아에 의해 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 및 제2 전송선에 의해 상기 안테나와 상기 송수신부 회로 간에 신호가 전달될 수 있다. In an embodiment, the grade transmission line may include: a first transmission line disposed under the first ground; And a second transmission line disposed below the first transmission line. In this regard, the first transmission line may be connected to the transceiver circuit through a first signal via, and the second transmission line may be connected to the antenna through a second signal via. In this regard, signals may be transmitted between the antenna and the transceiver circuit through the first and second transmission lines.
본 발명에 따르면, 밀리미터파 대역에서 대칭 형태의 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 통해 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that low loss transmission characteristics can be obtained through a symmetrical grade ground and a grade transmission line in a millimeter wave band.
또한, 본 발명에 따르면, 다층 기판의 상부 또는 하부에 배치되는 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that it is possible to obtain a low loss transmission characteristic between a plurality of antennas disposed on or below a multilayer substrate and a transmission/reception unit circuit.
또한, 본 발명에 따르면, 안테나 대역폭 특성 및 방사 효율 특성을 개선하면서, 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, there is an advantage in that a low loss transmission characteristic between a plurality of antennas and a transceiver circuit can be obtained.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, specific embodiments such as the detailed description and preferred embodiments of the present invention should be understood as being given by way of example only.
도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 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.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나와 송수신부 회로가 구비된 다층 기판(multilayer substrate)의 측면 구조를 나타낸다. 4 illustrates a side structure of a multilayer substrate including an antenna and a transceiver circuit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나와 송수신부 회로가 구비된 회로 기판의 전면 구조를 나타낸다.5 shows a front structure of a circuit board including an antenna and a transceiver circuit according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 전자 기기에서, 일 실시 예에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 다층 기판 구조를 나타낸다. 6 illustrates a multilayer substrate structure having an optimal ground structure according to an exemplary embodiment in an electronic device having an optimal ground structure according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 전자 기기에서, 다른 실시 예에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 다층 기판 구조를 나타낸다.7 illustrates a multilayer substrate structure having an optimal ground structure according to another exemplary embodiment in an electronic device having an optimal ground structure according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 제1 및 제2 안테나가 다층 기판 상에 구현되는 구성을 나타낸다. 8 shows a configuration in which first and second antennas according to the present invention are implemented on a multilayer substrate.
도 9는 본 발명에 따른 제1 및 제2 안테나가 다층 기판의 전면에 배치되고, 송수신부 회로가 다층 기판의 후면에 배치되는 구성을 나타낸다.9 shows a configuration in which first and second antennas according to the present invention are disposed on the front surface of the multilayer substrate, and the transceiver circuit is disposed on the rear surface of the multilayer substrate.
도 10은 본 발명에 따른 다양한 그라운드 구조에서 다양한 전송선 구조를 나타낸 것이다. 10 shows various transmission line structures in various ground structures according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 다양한 그라운드 구조에서 다양한 전송선 구조에 따른 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다.11 shows insertion loss characteristics for each frequency according to various transmission line structures in various ground structures according to the present invention.
도 12는 본 발명의 구조 (C)에서 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다. 12 shows insertion loss characteristics for each frequency in Structure (C) of the present invention.
도 13은 본 발명의 구조 (D)에서 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다.13 shows the insertion loss characteristics for each frequency in the structure (D) of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다. Electronic devices described herein include 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. , Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (wearable device, for example, smartwatch, glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)), etc. may be included. have.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiment described in the present specification may also be applied to fixed terminals such as digital TVs, desktop computers, and digital signage, except when applicable only to mobile terminals. will be.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.1A to 1C, FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. The electronic device 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a control unit 180, and a power supply unit 190. ), 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.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.More specifically, among the components, 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. Here, the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111, a 5G wireless communication module 112, a short-range communication module 113, and a location information module 114.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 4G wireless communication module 111 may transmit and receive 4G base stations and 4G signals through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to 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.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.In this regard, an uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station. In addition, a downlink (DL) multi-input multiple output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. Here, the 4G base station and the 5G base station may have a non-stand-alone (NSA) structure. For example, the 4G base station and the 5G base station may have a co-located structure disposed at the same location within a cell. Alternatively, the 5G base station may be disposed in a separate location from the 4G base station in a stand-alone (SA) structure.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. 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.
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. In this case, the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming. On the other hand, as the 5G frequency band, the Sub6 band, which is a band below 6GHz, may be used.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.On the other hand, a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When a millimeter wave (mmWave) band is used, the electronic device 100 may perform beam forming to expand communication coverage with a base station.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.Meanwhile, regardless of the 5G frequency band, in a 5G communication system, a greater number of multiple input multiple outputs (MIMO) may be supported to improve transmission speed. In this regard, uplink (UL) MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station. In addition, downlink (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from the 5G base station.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.Meanwhile, the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112. In this way, the dual connection between the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC). Here, EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means 4G wireless communication system, and NR is New Radio, which means 5G wireless communication system.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.On the other hand, if the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, it is possible to improve throughput through inter-CA (Carrier Aggregation). In the EN-DC state, 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.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.The short range communication module 113 is for short range communication, and includes Bluetooth™, 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).
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다. Meanwhile, short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112. In an embodiment, short-range communication may be performed between electronic devices through a device-to-device (D2D) method without passing through a base station.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Meanwhile, carrier aggregation (CA) 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) This can be done. In this regard, 4G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113. Alternatively, 5G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113.
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(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. 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. For example, if the electronic device utilizes a GPS module, the electronic device may acquire the location of the electronic device using a signal transmitted from a GPS satellite. As another example, when the electronic device utilizes the Wi-Fi module, 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. If necessary, 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.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.Specifically, if the electronic device utilizes the 5G wireless communication module 112, 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. In particular, since 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.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.The input unit 120 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.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, information on surrounding environments surrounding the electronic device, and user information. For example, the sensing unit 140 includes a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity. G-sensor, gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor (IR sensor), fingerprint sensor (finger scan sensor), ultrasonic sensor (ultrasonic sensor) , Optical 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.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The output unit 150 is for generating 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.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.The interface unit 160 serves as a passage 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.
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.In addition, 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.
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.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.
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.Also, in order to drive 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.
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.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.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다. At least some of the 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. In addition, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 전자 기기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다. 1B and 1C, the disclosed electronic device 100 includes a bar-shaped terminal body. However, 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. . Although it will relate to a specific type of electronic device, a description of a specific type of electronic device may be generally applied to other types of electronic devices.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.Here, the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.The electronic device 100 includes a case (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.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.A display unit 151 is disposed on the front of the terminal body to output information. As illustrated, the window 151a of the display unit 151 may be mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.In some cases, electronic components may 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. In this case, 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.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.As shown, when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, 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.
전자 기기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.The electronic device 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, a light output unit 154, 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.
디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.The display unit 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100. For example, the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven by the electronic device 100, or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to such execution screen information. .
또한, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.In addition, two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the electronic device 100. In this case, in 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.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.The display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so 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.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.As such, the display unit 151 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit 123 (see FIG. 1A). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
제1음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.The first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that 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.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.The light output unit 154 is configured to output light 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. When the user's event confirmation is detected, the controller 180 may control the light output unit 154 to terminate the light output.
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.The first camera 121a processes an image frame of a still image or 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.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.The first and second 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. In addition, 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.
한편, 전자 기기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.Meanwhile, the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means. The fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.The microphone 122 is configured to receive a user's voice and other sounds. The microphone 122 may be provided in a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.The interface unit 160 becomes a passage through which the electronic device 100 can be connected to an external device. For example, the interface unit 160 is a connection terminal for connection with other devices (eg, earphones, external speakers), a port for short-range communication (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.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.A second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.The second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line. The plurality of lenses may be arranged in a matrix format. Such a camera may be referred to as an array camera. When the second camera 121b is configured as an array camera, an image may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and an image of better quality may be obtained.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.The flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b. The flash 124 illuminates light toward the subject when photographing the subject with the second camera 121b.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.A second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body. The second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)와 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.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. Alternatively, 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.
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.Meanwhile, four or more antennas disposed on the side of the terminal may be implemented to support MIMO. In addition, when the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band, since each of the plurality of antennas is implemented as an array antenna, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
단말기 바디에는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.The terminal body is provided with a power supply unit 190 (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.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 전력 증폭기 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, a structure of a multiplex transmission system according to the present invention and an electronic device having the same, in particular, a power amplifier in a heterogeneous radio system and embodiments related to an electronic device having the same will be described with reference to the accompanying drawings. It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 500)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention. Referring to FIG. 2, the electronic device includes a first power amplifier 210, a second power amplifier 220, and an RFIC 250. In addition, the electronic device may further include a modem 400 and an application processor 500. Here, the modem 400 and the application processor AP 500 may be physically implemented on a single chip, and may be implemented in a logically and functionally separate form. However, the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 410 내지 440)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), 제어부(250) 및 복수의 저잡음 증폭기(310 내지 340)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.Meanwhile, the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 in the receiver. Here, 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. In this case, the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. As shown in FIG. 2, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application. When the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits and has an advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively. In particular, 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.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.Meanwhile, even when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G 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.
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. Meanwhile, the application processor (AP) 500 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 500 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400.
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.For example, the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of an electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuit of the transmitter and the receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다. In this regard, when it is determined that the electronic device is in the idle mode, the application 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.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the electronic device is in a low battery mode, the application processor (AP) 500 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low power communication. For example, when an electronic device is connected to a plurality of entities among a 4G base station, a 5G base station, and an access point, the application processor (AP) 500 may control the modem 400 to enable wireless communication 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.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the remaining battery power of the electronic device is equal to or greater than a threshold, the modem 300 may be controlled to select an optimal wireless interface. For example, the application processor (AP, 500) may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery capacity and available radio resource information. In this case, 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.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, in the multi-transceiving system of FIG. 2, 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.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.In addition, since the front end parts can be controlled by the integrated transmission/reception unit, the front end parts can be integrated more efficiently than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.In addition, when separated for each communication system, it is impossible to control other communication systems as necessary, or because a system delay is increased due to this, it is impossible to efficiently allocate resources. On the other hand, 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.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다. Meanwhile, the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems. In this regard, when the 5G communication system operates in the 4G band or the Sub6 band, the first and second power amplifiers 220 can operate in both the first and second communication systems.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. On the other hand, when the 5G communication system operates in the millimeter wave (mmWave) band, 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.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다. Meanwhile, by integrating the transmitting and receiving unit and the receiving unit, it is possible to implement two different wireless communication systems with a single antenna using a transmitting and receiving antenna. At this time, 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2. In this case, 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, if the 5G band is the Sub6 band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band. On the other hand, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band. In this case, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.Meanwhile, 2x2 MIMO can be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas. In this case, 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through uplink (UL). Alternatively, it is not limited to 2x2 UL MIMO, and may be implemented with 1 Tx or 4 Tx. In this case, when the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 needs to operate in the 5G band. Meanwhile, when the 5G communication system is implemented with 4Tx, an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided. Alternatively, a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.On the other hand, 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.
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.In addition, 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.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다. The duplexer 231 is configured to separate signals in the transmission band and the reception band from each other. In this case, the signal of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 is applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231. On the other hand, signals in the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231.
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.The filter 232 may be configured to pass a signal in a transmission band or a reception band and block signals in the remaining bands. In this case, 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. Alternatively, 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.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.The switch 233 is configured to transmit only either a transmission signal or a reception signal. In an embodiment of the present invention, 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. In this case, 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.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다. Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the switch 233 is applicable to a frequency division multiplexing (FDD) scheme. In this case, 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. On the other hand, since the transmission signal and the reception signal can be separated by the duplexer 231, the switch 233 is not necessarily required.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the electronic device according to the present invention may further include a modem 400 corresponding to a control unit. In this case, 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. Meanwhile, the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separate circuits. Alternatively, the RFIC 250 and the modem 400 may be physically divided into one circuit logically or functionally.
모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)을 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The modem 400 may perform control and signal processing for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250. The modem 400 may be obtained through control information received from a 4G base station and/or a 5G base station. Here, the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
모뎀(400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(310 내지 340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.The modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system at 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.
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. Meanwhile, specific operations and functions of an electronic device having array antennas operating in different bands according to the present invention equipped with a multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2 will be described below.
본 발명에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 5G 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.In the 5G communication system according to the present invention, the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band. For example, the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto and may be changed according to an application.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 전자 기기(100)의 배면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d 또는 1150B)이 배치될 수 있다. 대안적으로, 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)이 배치될 수 있다. 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. Referring to FIG. 3, a plurality of antennas 1110a to 1110d or 1150B may be disposed on the rear surface of the electronic device 100. Alternatively, a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on the side of the electronic device 100.
한편, 도 2를 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) 각각은 밀리미터파 대역에서 빔 포밍을 수행할 수 있도록 배열 안테나로 구성될 수 있다. 송수신부 회로(250)와 같은 무선 회로의 사용을 위한 단일(single) 안테나 및/또는 위상 배열 안테나로 구성된 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT) 각각이 전자 기기(100) 상에 장착(mount)될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2, a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be disposed on a side or rear surface of the electronic device 100. Here, each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 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) composed of a single antenna and/or a phased array antenna for use of a wireless circuit such as the transceiver circuit 250 is mounted on the electronic device 100 Can be.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)에 해당하는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 각각이 배열 안테나로 구성 가능하다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 3, at least one signal may be transmitted or received through a plurality of antennas 1110a to 1110d corresponding to the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4. In this regard, each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be configured as an array antenna. The electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with a base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d.
한편, 본 발명은 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 도시된 바와 달리, 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4) 각각이 배열 안테나로 구성 가능하다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4) 중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, according to the present invention, at least one signal may be transmitted or received through a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the electronic device 100. Unlike illustrated, at least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 on the side of the electronic device 100. In this regard, each of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna. The electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4.
한편, 본 발명은 전자 기기(100)의 배면 및/또는 측면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4) 각각이 배열 안테나로 구성 가능하다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4) 중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, the present invention may transmit or receive at least one signal through a plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 to 1110S4 on the back and/or side of the electronic device 100. In this regard, each of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna. The electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4.
이하에서는, 본 발명에 따른 최적화된 그라운드 형태를 갖는 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기에 대해 살펴본다. 이와 관련하여, 최적화된 그라운드 형태는 안테나와 송수신부 회로가 구비된 회로 기판에서 안테나와 송수신부 회로의 성능을 최적화할 수 있는 그라운드 형태를 의미한다. 일 예시에서, 안테나와 송수신부 회로가 동일 레이어 상에 배치된 경우, 안테나에 대한 그라운드와 송수신부 회로에 대한 그라운드가 서로 다른 평면상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 안테나에 대한 그라운드와 송수신부 회로에 대한 그라운드가 서로 다른 평면상에 배치되는 구조를 그레이드 그라운드(graded ground)로 지칭할 수 있다. 이러한 그레이드 그라운드 구조에 대해서는 도 6 내지 도 10에서 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, an electronic device including a multi-layer substrate having an optimized ground shape according to the present invention will be described. In this regard, the optimized ground type means a ground type capable of optimizing the performance of the antenna and the transmitting and receiving unit circuits on the circuit board provided with the antenna and the transmitting and receiving unit circuit. In an example, when the antenna and the transceiver circuit are disposed on the same layer, the ground for the antenna and the ground for the transceiver circuit may be disposed on different planes. Specifically, a structure in which the ground for the antenna and the ground for the transceiver circuit are disposed on different planes may be referred to as a graded ground. This grade ground structure will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 10.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나와 송수신부 회로가 구비된 다층 기판(multi-layer substrate)의 측면 구조를 나타낸다. 반면에, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나와 송수신부 회로가 구비된 회로 기판의 전면 구조를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 4 shows a side structure of a multi-layer substrate including an antenna and a transceiver circuit according to an embodiment of the present invention. On the other hand, FIG. 5 shows a front structure of a circuit board including an antenna and a transceiver circuit according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 다층 기판(1100)의 전면(front surface)에는 복수의 안테나들(1110)이 배치된다. 또한, 다층 회로 기판(1100)의 후면(rear surface)에는 송수신부 회로(1250)가 배치된다. 여기서, 송수신부 회로(1250)는 mmWave 대역에서 동작하는 RFIC (1250)에 해당한다. Referring to FIG. 4, a plurality of antennas 1110 are disposed on a front surface of the multilayer substrate 1100. Also, a transceiver circuit 1250 is disposed on a rear surface of the multilayer circuit board 1100. Here, the transceiver circuit 1250 corresponds to the RFIC 1250 operating in the mmWave band.
복수의 안테나들(1110)은 제1 내지 제4 안테나(1110a 내지 1110d)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110)의 개수는 4개의 배열 안테나들에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 2개, 4개, 6개, 8개, 16개 등 임의의 개수의 배열 안테나들로 변경 가능하다. 한편, 제1 내지 제4 안테나(1110a 내지 1110d) 각각은 mmWave 대역에서 통신 커버리지를 보장하기 위해 복수의 안테나 소자들로 이루어질 수 있다.The plurality of antennas 1110 may include first to fourth antennas 1110a to 1110d. In this regard, the number of the plurality of antennas 1110 is not limited to four array antennas, and an arbitrary number of array antennas, such as 2, 4, 6, 8, 16, etc., depending on the application Can be changed to Meanwhile, each of the first to fourth antennas 1110a to 1110d may include a plurality of antenna elements to ensure communication coverage in the mmWave band.
복수의 안테나들(1110) 각각과 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)을 통해 상호 간에 수직 연결(vertical interconnection, 1120a)을 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 수직 연결은 복수의 안테나들(1110) 각각과 송수신부 회로(1250) 간의 전송선(transmission line, 1120a)에 해당한다. 또한, 복수의 안테나들(1110) 각각과 송수신부 회로(1250) 간의 전송선은 급전선(feeding line, 1120a)으로 지칭될 수 있다. Each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may form a vertical interconnection (1120a) with each other through the multilayer substrate 1100. In this regard, the vertical connection corresponds to a transmission line 1120a between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250. Further, a transmission line between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may be referred to as a feeding line 1120a.
한편, 도 2 및 도 4를 참조하면, 복수의 안테나들(1110)의 각각에는 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 안테나들(1110)의 각각과 송수신부 회로(1250) 사이에 다층 기판(1110)의 서로 다른 레이어 상에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 4, a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, a low noise amplifier 310, and the like may be disposed at each of the plurality of antennas 1110. Specifically, a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, and a low noise amplifier 310 on different layers of the multilayer substrate 1110 between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 ), etc. can be placed.
반면에, 송수신부 회로(1250) 내부에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 중 적어도 일부가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1250) 내부에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치되고, 이들이 송수신부 회로(1250)의 복수의 포트들을 통해 복수의 안테나들(1110) 각각과 연결될 수 있다.On the other hand, at least some of the gain and phase control unit 230, the power amplifier 210, and the low-noise amplifier 310 may be disposed inside the transceiver circuit 1250. In this regard, a gain and phase control unit 230, a power amplifier 210, a low-noise amplifier 310, and the like are disposed inside the transmission/reception unit circuit 1250, and they are It may be connected to each of the antennas 1110 of.
한편, 도 5를 참조하면, 다층 기판(1100)의 일 평면 상에 복수의 안테나들(1110)이 배치된다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110)이 다층 기판(1100)의 전면에 배치될 수 있다. 또한, 송수신부 회로(1250)가 복수의 안테나들(1110)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 안테나들(1110)과 송수신부 회로(1250)가 모두 다층 기판(1100)의 전면에 배치될 수 있다. 여기서, 송수신부 회로(1250)는 mmWave 대역에서 동작하는 RFIC (1250)에 해당한다. Meanwhile, referring to FIG. 5, a plurality of antennas 1110 are disposed on one plane of the multilayer substrate 1100. In this regard, a plurality of antennas 1110 may be disposed on the entire surface of the multilayer substrate 1100. Also, the transceiver circuit 1250 may be disposed on the same plane as the plurality of antennas 1110. Accordingly, the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may all be disposed on the entire surface of the multilayer substrate 1100. Here, the transceiver circuit 1250 corresponds to the RFIC 1250 operating in the mmWave band.
복수의 안테나들(1110)은 제1 내지 제4 안테나(1110a 내지 1110d)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110)의 개수는 4개의 배열 안테나들에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 2개, 4개, 6개, 8개, 16개 등 임의의 개수의 배열 안테나들로 변경 가능하다. 한편, 제1 내지 제4 안테나(1110a 내지 1110d) 각각은 mmWave 대역에서 통신 커버리지를 보장하기 위해 복수의 안테나 소자들로 이루어질 수 있다.The plurality of antennas 1110 may include first to fourth antennas 1110a to 1110d. In this regard, the number of the plurality of antennas 1110 is not limited to four array antennas, and an arbitrary number of array antennas, such as 2, 4, 6, 8, 16, etc., depending on the application Can be changed to Meanwhile, each of the first to fourth antennas 1110a to 1110d may include a plurality of antenna elements to ensure communication coverage in the mmWave band.
복수의 안테나들(1110) 각각과 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)의 동일 평면 상에서 전기적 연결(1120b)을 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 전기적 연결은 복수의 안테나들(1110) 각각과 송수신부 회로(1250) 간의 전송선(transmission line, 1120b)에 해당한다. 또한, 복수의 안테나들(1110) 각각과 송수신부 회로(1250) 간의 전송선은 급전선(feeding line, 1120b)으로 지칭될 수 있다. Each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may form an electrical connection 1120b on the same plane of the multilayer substrate 1100. In this regard, the electrical connection corresponds to a transmission line 1120b between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250. Also, a transmission line between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 may be referred to as a feeding line 1120b.
한편, 도 2 및 도 5를 참조하면, 복수의 안테나들(1110)의 각각에는 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 안테나들(1110)의 각각과 송수신부 회로(1250) 사이에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 5, a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, a low noise amplifier 310, and the like may be disposed on each of the plurality of antennas 1110. Specifically, a gain and phase controller 230, a power amplifier 210, a low noise amplifier 310, and the like may be disposed between each of the plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250.
반면에, 송수신부 회로(1250) 내부에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 중 적어도 일부가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1250) 내부에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치되고, 이들이 송수신부 회로(1250)의 복수의 포트들을 통해 복수의 안테나들(1110) 각각과 연결될 수 있다.On the other hand, at least some of the gain and phase control unit 230, the power amplifier 210, and the low-noise amplifier 310 may be disposed inside the transceiver circuit 1250. In this regard, a gain and phase control unit 230, a power amplifier 210, a low-noise amplifier 310, and the like are disposed inside the transmission/reception unit circuit 1250, and they are It may be connected to each of the antennas 1110 of.
반면에, 송수신부 회로(1250) 내부에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 중 적어도 일부가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1250) 내부에 이득 및 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치되고, 이들이 송수신부 회로(1250)의 복수의 포트들을 통해 복수의 안테나들(1110) 각각과 연결될 수 있다.On the other hand, at least some of the gain and phase control unit 230, the power amplifier 210, and the low-noise amplifier 310 may be disposed inside the transceiver circuit 1250. In this regard, a gain and phase control unit 230, a power amplifier 210, a low-noise amplifier 310, and the like are disposed inside the transmission/reception unit circuit 1250, and they are It may be connected to each of the antennas 1110 of.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 전자 기기에서, 일 실시 예에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 다층 기판 구조를 나타낸다. 구체적으로, 도 6은 복수의 안테나들(1110)과 송수신부 회로(1250)가 동일 평면 상에 배치된 경우 최적 그라운드 구조를 갖는 다층 기판 구조를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 6 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure according to an exemplary embodiment in an electronic device having an optimum ground structure according to the present invention. Specifically, FIG. 6 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure when a plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 are disposed on the same plane.
반면에, 도 7은 본 발명에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 전자 기기에서, 다른 실시 예에 따른 최적 그라운드 구조를 갖는 다층 기판 구조를 나타낸다. 구체적으로, 도 7은 복수의 안테나들(1110)과 송수신부 회로(1250)가 동일 평면 상에 배치된 경우 최적 그라운드 구조를 갖는 다층 기판 구조를 나타낸다.On the other hand, FIG. 7 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure according to another embodiment in an electronic device having an optimum ground structure according to the present invention. Specifically, FIG. 7 shows a multilayer substrate structure having an optimum ground structure when a plurality of antennas 1110 and the transceiver circuit 1250 are disposed on the same plane.
도 6 및 도 7을 참조하면, 전자 기기는 다층 기판(1100), 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250)를 포함한다. 여기서, 안테나(1110)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 배열 안테나들(1110)이 배치된 경우를 포함한다.6 and 7, the electronic device includes a multilayer substrate 1100, an antenna 1110, and a transceiver circuit 1250. Here, the antenna 1110 includes a case in which a plurality of array antennas 1110 are disposed as shown in FIGS. 4 and 5.
다층 기판(1100)은 전면 층(front layer), 후면 층(back layer), 복수의 중간 층들(middle layers), 복수의 그라운드 층들을 구비하도록 구성된다. 한편, 다층 기판(1100)은 제1 그레이드 그라운드(1121) 및 제2 그레이드 그라운드(1122)를 포함한다.The multilayer substrate 1100 is configured to include a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. Meanwhile, the multilayer substrate 1100 includes a first grade ground 1121 and a second grade ground 1122.
제1 그레이드 그라운드(1121)는 안테나(1110) 하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아(1121c)에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되도록 구성된다. 반면에, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제1 그레이드 그라운드(1121)의 하부에 배치되고, 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아(1122c)에 의해 단부가 서로 연결되도록 구성된다.The first grade ground 1121 is disposed under the antenna 1110 and is configured to have end portions connected to each other by a first via 1121c at a first point. On the other hand, the second grade ground 1122 is disposed under the first grade ground 1121 and is configured such that ends are connected to each other by a second via 1122c at a second point different from the first point.
이와 관련하여, 제1 그레이드 그라운드(1121)는 안테나(1110)와 송수신부 회로(1250)에 대한 최적화된 그라운드로서 동작 가능하다. 또한, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제1 그레이드 그라운드(1121) 하부의 그레이드 전송선(1123)에 대한 최적화된 그라운드로서 동작 가능하다.In this regard, the first grade ground 1121 may operate as an optimized ground for the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250. In addition, the second grade ground 1122 can operate as an optimized ground for the grade transmission line 1123 under the first grade ground 1121.
한편, 송수신부 회로(transceiver circuitry, 1250)는 다층 기판(1100) 상에 배치되고, 안테나(1110)로 신호를 송신하고 안테나(1110)로부터 신호를 수신하도록 구성된다. 또한, 그레이드 전송선(1123)은 제1 그레이드 그라운드(1121)의 하부와 제2 그레이드 그라운드(1122) 상부 사이에 배치되도록 구성된다. 구체적으로, 그레이드 전송선(1123)은 제1 지점과 제2 지점 사이의 제3 지점에서 제3 비아(1123c)에 의해 서로 연결될 수 있다.Meanwhile, a transceiver circuitry 1250 is disposed on the multilayer substrate 1100 and is configured to transmit a signal to the antenna 1110 and receive a signal from the antenna 1110. Also, the grade transmission line 1123 is configured to be disposed between a lower portion of the first grade ground 1121 and an upper portion of the second grade ground 1122. Specifically, the grade transmission lines 1123 may be connected to each other by a third via 1123c at a third point between the first point and the second point.
한편, 제1 그레이드 그라운드(1121)는 제1 그라운드(1121a) 및 제2 그라운드(1121b)를 포함한다. 이와 관련하여, 제1 그라운드(1121a)는 제2 그라운드(1121b)보다 상부에 배치되고, 제1 비아(1121c)에 의해 단부가 제2 그라운드(1121b)와 연결되도록 구성된다. 반면에, 제2 그라운드(1121b)는 단부가 제1 비아(1121c)에 의해 제1 그라운드(1121a)의 단부와 연결되고, 제1 그라운드(1121a)보다 하부에 배치되도록 구성된다.Meanwhile, the first grade ground 1121 includes a first ground 1121a and a second ground 1121b. In this regard, the first ground 1121a is disposed above the second ground 1121b, and the end thereof is configured to be connected to the second ground 1121b by the first via 1121c. On the other hand, the second ground 1121b is configured such that its end is connected to the end of the first ground 1121a by the first via 1121c and is disposed below the first ground 1121a.
또한, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제3 그라운드(1122a) 및 제4 그라운드(1122b)를 포함한다. 이와 관련하여, 제3 그라운드(1122a)는 제4 그라운드(1122b)보다 상부에 배치되고, 제2 비아(1122c)에 의해 단부가 제4 그라운드(1122b)와 연결되도록 구성된다. 반면에, 제4 그라운드(1122b)는 단부가 제1 비아(1121c)에 의해 제3 그라운드(1122a)의 단부와 연결되고, 제3 그라운드(1122a)보다 하부에 배치되도록 구성된다.In addition, the second grade ground 1122 includes a third ground 1122a and a fourth ground 1122b. In this regard, the third ground 1122a is disposed above the fourth ground 1122b, and is configured to have an end connected to the fourth ground 1122b by the second via 1122c. On the other hand, the fourth ground 1122b is configured such that its end is connected to the end of the third ground 1122a by the first via 1121c and is disposed below the third ground 1122a.
또한, 그레이드 전송선(1123)은 제1 전송선(1123a) 및 제2 전송선(1123b)을 포함한다. 이와 관련하여, 제1 전송선(1123a)은 제1 그라운드(1121a)의 하부에 배치되도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 전송선(1123b)은 단부가 제3 비아(1123c)에 의해 제1 전송선(1123a)의 단부와 연결되고, 제1 전송선(1123a)보다 하부에 배치되도록 구성될 수 있다.Further, the grade transmission line 1123 includes a first transmission line 1123a and a second transmission line 1123b. In this regard, the first transmission line 1123a may be configured to be disposed under the first ground 1121a. In addition, the second transmission line 1123b may be configured such that an end thereof is connected to an end of the first transmission line 1123a by a third via 1123c and disposed below the first transmission line 1123a.
한편, 본 발명에서는 송수신부 회로(1250)와 안테나(1110)의 전기적 특성이 최적화되도록 서로 다른 두께를 갖도록 제1 그레이드 그라운드(1121)를 형성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에서는 제1 그레이드 그라운드(1121) 하부에 그레이드 전송선(1123)을 구비하되, 그레이드 전송선(1122)에 대한 제2 그레이드 그라운드(1123)의 구조를 최적화할 수 있다. 이에 따라, 그레이드 전송선(1123)에서의 급전 손실을 최소화할 수 있는 최적화된 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)를 제공할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, in the present invention, there is an advantage that the first grade ground 1121 can be formed to have different thicknesses so that the electrical characteristics of the transceiver circuit 1250 and the antenna 1110 are optimized. In addition, in the present invention, the grade transmission line 1123 is provided under the first grade ground 1121, and the structure of the second grade ground 1123 for the grade transmission line 1122 can be optimized. Accordingly, there is an advantage in that it is possible to provide optimized first and second grade grounds 1121 and 1123 capable of minimizing power supply loss in the grade transmission line 1123.
도 6을 참조하면, 송수신부 회로(1250)와 제1 그라운드(1121a)와의 거리는 d1이고, 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 거리는 d2이다. 이와 관련하여, 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 거리 d2가 송수신부 회로(1250)와 제1 그라운드(1121a)와의 거리 d1보다 크게 설정될 수 있다. 이에 따라, 송수신부 회로(1250)와 제1 그라운드(1121a) 간의 두께 (d1) 보다 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the distance between the transceiver circuit 1250 and the first ground 1121a is d1, and the distance between the antenna 1110 and the second ground 1121b is d2. In this regard, the distance d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b may be set larger than the distance d1 between the transceiver circuit 1250 and the first ground 1121a. Accordingly, the thickness d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b may be formed to be thicker than the thickness d1 between the transceiver circuit 1250 and the first ground 1121a.
이와 관련하여, 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 거리 d2를 더 크게 설정함에 따라, 안테나(1110)의 대역폭 특성이 개선된다는 장점이 있다. 따라서, mmWave 대역에서 광대역 전송/수신을 위해서, 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 거리 d2를 크게 설정할 수 있다. 여기서, 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 거리가 d2로 설정되는 경우, 안테나(1110)를 제1 타입 안테나로 지칭할 수 있다.In this regard, as the distance d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b is set larger, there is an advantage that the bandwidth characteristics of the antenna 1110 are improved. Accordingly, for wideband transmission/reception in the mmWave band, the distance d2 between the antenna 1110 and the second ground 1121b can be set to be large. Here, when the distance between the antenna 1110 and the second ground 1121b is set to d2, the antenna 1110 may be referred to as a first type antenna.
반면에, 도 7을 참조하면, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 거리는 d1이고, 송수신부 회로(1250)와 제2그라운드(1121b)와의 거리는 d2이다. 이와 관련하여, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 거리는 d1이 송수신부 회로(1250)와 제2그라운드(1121b)와의 거리 d2보다 작게 설정될 수 있다. 이에 따라, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 두께 (d1) 보다 송수신부 회로(1250)와 제2 그라운드(1121b) 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성될 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 7, the distance between the antenna 1110 and the first ground 1121a is d1, and the distance between the transceiver circuit 1250 and the second ground 1121b is d2. In this regard, the distance d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a may be set smaller than the distance d2 between the transceiver circuit 1250 and the second ground 1121b. Accordingly, a thickness d2 between the transceiver circuit 1250 and the second ground 1121b may be formed to be thicker than a thickness d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a.
이와 관련하여, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 거리 d1을 더 작게 설정함에 따라, 안테나(1110)의 방사 효율(radiation efficiency)가 개선된다는 장점이 있다. 따라서, mmWave 대역에서 저손실 전송/수신을 위해서, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 거리 d1을 작게 설정할 수 있다. 여기서, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 거리가 d1으로 설정되는 경우, 안테나(1110)를 제2 타입 안테나로 지칭할 수 있다.In this regard, as the distance d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a is set to be smaller, there is an advantage that the radiation efficiency of the antenna 1110 is improved. Therefore, for low loss transmission/reception in the mmWave band, the distance d1 between the antenna 1110 and the first ground 1121a can be set small. Here, when the distance between the antenna 1110 and the first ground 1121a is set to d1, the antenna 1110 may be referred to as a second type antenna.
한편, 도 6 및 도 7의 안테나(1110)와 송수신부 회로(1250)의 서로 다른 구조는 독립적으로 구성되어야 하는 것이다. 예를 들어, 도 2, 도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 일부는 제1 타입 안테나로 구성되고, 나머지는 제2 타입 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, different structures of the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 of FIGS. 6 and 7 must be independently configured. For example, referring to FIGS. 2, 3, 6, and 7, some of the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 are configured as a first type antenna, and the others are configured as a second type antenna. I can.
한편, 5G NR(New Radio)에서는 단말인 UE는 광대역 전송/수신 모드와 저 지연(low latency) 전송/수신 모드를 지원할 수 있다. 이와 관련하여, UE가 광대역 전송/수신 모드로 동작하는 경우, eMBB (enhanced Mobile Broad Band) UE로 동작할 수 있다. 반면에, UE가 저 지연 전송/수신 모드로 동작하는 경우, uRLLC (ultra-reliable low latency communication) UE로 동작할 수 있다.Meanwhile, in 5G NR (New Radio), the UE, which is a terminal, can support a wideband transmission/reception mode and a low latency transmission/reception mode. In this regard, when the UE operates in a broadband transmission/reception mode, it may operate as an eMBB (enhanced mobile broad band) UE. On the other hand, when the UE operates in a low delay transmission/reception mode, it may operate as an ultra-reliable low latency communication (uRLLC) UE.
따라서, 전자 기기가 광대역 전송/수신 모드인 eMBB UE로 동작하는 경우, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 제1 타입 안테나를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 안테나(1110)와 제2 그라운드(1121b) 간의 거리가 d2 (d2 > d1)로 설정된 제1 타입 안테나를 통해 광대역 통신을 지원할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, when the electronic device operates as an eMBB UE in a wideband transmission/reception mode, signals may be transmitted and received through the first type antenna among the first to fourth antennas ANT1 to ANT4. Accordingly, there is an advantage of supporting broadband communication through a first type antenna in which the distance between the antenna 1110 and the second ground 1121b is set to d2 (d2> d1).
반면에, 전자기기가 저 지연 전송/수신 모드인 uRLLC UE로 동작하는 경우, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 제2 타입 안테나를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 반면에, 안테나(1110)와 제1 그라운드(1121a) 간의 거리가 d1 (d1 < d2)로 설정된 제2 타입 안테나를 통해 저 손실 및 저 지연 통신을 지원할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, when the electronic device operates as a uRLLC UE in a low delay transmission/reception mode, signals may be transmitted and received through a second type antenna among the first to fourth antennas ANT1 to ANT4. On the other hand, there is an advantage in that low loss and low delay communication can be supported through a second type antenna in which a distance between the antenna 1110 and the first ground 1121a is set to d1 (d1 <d2).
한편, 도 6 및 도 7을 참조하면, 그레이드 전송선(1123)의 연결 지점은 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1122)의 서로 다른 연결 지점의 사이에 형성될 수 있다. 구체적으로, 그레이드 전송선(1123)은 연결 지점인 제3 지점은 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1122)의 서로 다른 연결 지점인 제1 지점과 제2 지점의 중간에 형성될 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 6 and 7, a connection point of the grade transmission line 1123 may be formed between different connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1122. Specifically, the third point of the grade transmission line 1123 as a connection point may be formed in the middle between the first point and the second point, which are different connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1122.
이에 따라, 그레이드 전송선(1123)의 제1 전송선(1123a)와 제2 전송선(1123b)을 통해 전달되는 신호의 전계(electric field)는 불연속 지점(discontinuity point)의 양 측에서 동일한 그라운드 형태로 가이드 될 수 있다. 여기서, 동일한 그라운드 형태의 의미는 제1 전송선(1123a)와 제2 전송선(1123b)을 통해 전달되는 신호의 전계가 불연속 지점인 제3 지점을 경계로 좌우 대칭 형태라는 의미이다. Accordingly, the electric field of the signal transmitted through the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b of the grade transmission line 1123 is guided in the same ground form at both sides of the discontinuity point. I can. Here, the meaning of the same ground shape means that the electric field of the signal transmitted through the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b is a left-right symmetrical shape with a boundary at a third point, which is a discontinuous point.
따라서, 제1 전송선(1123a)와 제2 전송선(1123b)을 통해 전달되는 신호에 의한 전기적 손실이 저감된다는 장점이 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 안테나(1110)의 전기적 특성을 최적화면서, 제1 및 2 전송선(1123a, 1123b)을 통해 전달되는 신호의 손실을 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 UE 통신 타입에 따라 안테나의 서로 다른 특성을 최적화면서, 제1 및 2 전송선(1123a, 1123b)을 통해 전달되는 신호의 손실을 저감할 수 있다.Accordingly, there is an advantage in that electrical loss due to signals transmitted through the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b is reduced. Accordingly, in the present invention, while optimizing the electrical characteristics of the antenna 1110, loss of signals transmitted through the first and second transmission lines 1123a and 1123b can be reduced. In addition, in the present invention, it is possible to reduce loss of signals transmitted through the first and second transmission lines 1123a and 1123b while optimizing different characteristics of the antenna according to the UE communication type.
이와 관련하여, 제1 비아(1121c)에 의해 연결되는 제1 그레이드 그라운드(1121)의 제1 그레이드 지점과 제3 비아(1123c)에 의해 연결되는 그레이드 전송선(1122)의 그레이드 지점 간의 거리 (d3)는 다음과 같이 결정된다. 즉, 거리 (d3)는 제1 그레이드 지점과 제2 그레이드 지점 간의 거리 (d4)의 1/2배로 결정될 수 있다. 여기서, 제1 그레이드 지점은 제1 비아(1121c)에 의해 연결되는 제1 그레이드 그라운드(1121)의 지점으로, 전술한 제1 지점에 해당한다. 또한, 제2 그레이드 지점은 제2 비아(1122c)에 의해 연결되는 제2 그레이드 그라운드(11212)의 지점으로, 전술한 제2 지점에 해당한다.In this regard, the distance (d3) between the first grade point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c and the grade point of the grade transmission line 1122 connected by the third via 1123c Is determined as follows. That is, the distance d3 may be determined as 1/2 times the distance d4 between the first grade point and the second grade point. Here, the first grade point is a point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c, and corresponds to the aforementioned first point. In addition, the second grade point is a point of the second grade ground 11212 connected by the second via 1122c and corresponds to the aforementioned second point.
한편, 본 발명에서, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250)는 그레이드 전송선(1123)과 신호 비아(signal via)에 의해 수직 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250)는 도 4, 도 6 및 도 7과 같이 다층 기판(1100)에서 수직 연결을 통해 상호 연결될 수 있다. 반면에, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250)는 도 5와 같이 다층 기판(1100)의 동일 레이어 상에서 상호 연결될 수 있다. Meanwhile, in the present invention, the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be vertically connected to the grade transmission line 1123 by a signal via. In this regard, the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be connected to each other through a vertical connection in the multilayer substrate 1100 as shown in FIGS. 4, 6 and 7. On the other hand, the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be interconnected on the same layer of the multilayer substrate 1100 as shown in FIG. 5.
이와 관련하여, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250) 간에 최단 거리 관점에서 도 5와 같은 상호 연결 방식이 유리할 수 있다. 하지만, 도 5와 같은 상호 연결 방식, 즉 동일 레이어 연결 방식은 안테나 임피던스 매칭 관점에서 어려움이 있다. 구체적으로, 안테나 소자의 양 단부에서 임피던스 값은 높은 값을 갖는다. 따라서, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250) 간에 동일 평면 상의 직접 연결 시 별도의 임피던스 매칭 회로가 필요하다는 단점이 있다. 반면에, 도 4, 도 6 및 도 7과 같은 다층 기판(1100)에서 수직 연결을 통해, 별도의 임피던스 매칭 회로 없이 안테나(1110)의 내부 지점으로 직접 연결이 가능하다.In this regard, an interconnection scheme as shown in FIG. 5 may be advantageous in terms of the shortest distance between the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250. However, the interconnection scheme as shown in FIG. 5, that is, the same layer connection scheme, is difficult in terms of antenna impedance matching. Specifically, the impedance value at both ends of the antenna element has a high value. Therefore, when the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 are directly connected on the same plane, a separate impedance matching circuit is required. On the other hand, it is possible to directly connect to an internal point of the antenna 1110 without a separate impedance matching circuit through a vertical connection in the multilayer substrate 1100 as shown in FIGS. 4, 6 and 7.
이러한 수직 연결 구조와 관련하여, 안테나(1110)와 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)의 전면 층에 배치될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, 다층 기판(1100)에서 수직 연결을 통해, 별도의 임피던스 매칭 회로 없이 안테나(1110)의 내부 지점으로 직접 연결이 가능하다. 이에 따라, 안테나(1110)와 연결되는 제2 신호 비아(1124b)는 안테나(1110)의 중심 영역(center area)과 연결될 수 있다. 여기서, 안테나(1110)의 중심 영역의 의미는 물리적으로 반드시 안테나(1110)의 중심 지점에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 안테나(1110)의 중심 영역은 안테나(1110)가 특정 임피던스, 예컨대 50ohm으로 매칭될 수 있는 안테나(1100) 내부의 특정 지점일 수 있다.In relation to this vertical connection structure, the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be disposed on the front layer of the multilayer substrate 1100. In this case, as described above, it is possible to directly connect to an internal point of the antenna 1110 without a separate impedance matching circuit through a vertical connection in the multilayer substrate 1100. Accordingly, the second signal via 1124b connected to the antenna 1110 may be connected to a center area of the antenna 1110. Here, the meaning of the central region of the antenna 1110 is not necessarily limited to the central point of the antenna 1110 physically. For example, the central region of the antenna 1110 may be a specific point inside the antenna 1100 where the antenna 1110 may be matched with a specific impedance, for example, 50 ohms.
또한, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1122) 사이에 배치된 그레이드 전송선(1123)는 전송선에 따른 급전 손실이 최소가 되도록 최적화된 그라운드 구조를 제시한다는 장점이 있다. 구체적으로, 그레이드 전송선(1123)은 상부와 하부가 모두 그라운드로 구성된 스트립 라인 구조로 마이크로스트립 라인 구조보다 급전 손실이 작다. 또한, 그레이드 전송선(1123)의 연결 지점은 제1 및 제2 2 그레이드 그라운드(1121, 1122)의 연결 지점은 중간에 배치되어, 대칭 형태로 스트립 라인 구조의 그레이드 그라운드로 구현될 수 있다. 이에 따라, 그레이드 전송선(1123)을 통해 전달되는 신호의 누설 필드(fringing field)에 의한 손실이 최소화될 수 있다는 장점이 있다.In addition, referring to FIGS. 6 and 7, the grade transmission line 1123 disposed between the first and second grade grounds 1121 and 1122 has the advantage of presenting an optimized ground structure to minimize the feed loss due to the transmission line. There is this. Specifically, the grade transmission line 1123 has a strip line structure in which both upper and lower portions are ground, and has a lower feed loss than the microstrip line structure. In addition, the connection point of the grade transmission line 1123 is arranged in the middle of the connection point of the first and second grade grounds 1121 and 1122 to be implemented as a grade ground having a strip line structure in a symmetrical shape. Accordingly, there is an advantage that loss due to a fringing field of a signal transmitted through the grade transmission line 1123 can be minimized.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 신호 비아에 따른 수직 연결 구조에서, 제1 전송선(1123a)은 송수신부 회로(1250)와 제1 신호 비아(signal via, 1124a)에 의해 연결될 수 있다. 반면에, 제2 전송선(1123b)은 안테나(1110)와 제2 신호 비아(1124b)에 의해 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 신호 비아(1124a, 1124b)는 각각 제1 및 제2 그라운드(1121a, 1121b)에 구현된 슬롯(slot)을 통해 각각 제1 및 제2 전송선(1123a, 1123b)과 연결될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 6, in a vertical connection structure according to a signal via according to the present invention, a first transmission line 1123a may be connected to a transceiver circuit 1250 and a first signal via 1124a. . On the other hand, the second transmission line 1123b may be connected to the antenna 1110 and the second signal via 1124b. In this regard, the first and second signal vias 1124a and 1124b are respectively first and second transmission lines 1123a and 1123b through slots implemented in the first and second grounds 1121a and 1121b, respectively. Can be connected with.
이상에서는, 하나의 주파수 대역에서 동작하는 배열 안테나와 동일 평명 상에 배치되는 송수신부 회로에서 그레이드 그라운드 구조에 살펴보았다. 이하에서는 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 배열 안테나와 동일 평명 상에 배치되는 송수신부 회로에서 그레이드 그라운드 구조에 살펴보기로 한다.In the above, a grade ground structure has been described in the transmission/reception unit circuit disposed on the same plane as the array antenna operating in one frequency band. Hereinafter, an array antenna operating in different frequency bands and a transmission/reception unit circuit disposed on the same plane will be described in terms of a grade ground structure.
이와 관련하여, 도 8은 본 발명에 따른 제1 및 제2 안테나가 다층 기판 상에 구현되는 구성을 나타낸다. 반면에, 도 9는 본 발명에 따른 제1 및 제2 안테나가 다층 기판의 전면에 배치되고, 송수신부 회로가 다층 기판의 후면에 배치되는 구성을 나타낸다.In this regard, FIG. 8 shows a configuration in which the first and second antennas according to the present invention are implemented on a multilayer substrate. On the other hand, FIG. 9 shows a configuration in which the first and second antennas according to the present invention are disposed on the front surface of the multilayer substrate, and the transceiver circuit is disposed on the rear surface of the multilayer substrate.
구체적으로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 전자 기기는 다층 기판(1100)의 전면에 배치되는 제1 안테나(1111)와 제2 안테나(1112)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 다층 기판(1100)에 구현된 제1 그레이드 그라운드(1121) 및 제2 그레이드 그라운드(1122)와 그레이드 전송선(1123)을 더 포함한다. 한편, 도 9를 참조하면, 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)의 배면에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 6 및 도 7과 같이 송수신부 회로(1250)는 안테나와 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(1111)와 제2 안테나(1112)가 송수신부 회로(1250)와 동일 평면 상에 배치되는 경우, 도 6 및 도 7에서의 일부 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 도 6 및 도 7에서의 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1122)와 그레이드 전송선(1123)에 관한 내용이 적용될 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 8 and 9, the electronic device includes a first antenna 1111 and a second antenna 1112 disposed on the front surface of the multilayer substrate 1100. In addition, the electronic device further includes a first grade ground 1121 and a second grade ground 1122 and a grade transmission line 1123 implemented on the multilayer substrate 1100. Meanwhile, referring to FIG. 9, the transceiver circuit 1250 may be disposed on the rear surface of the multilayer substrate 1100. However, the present invention is not limited thereto, and the transceiver circuit 1250 may be disposed on the same plane as the antenna as shown in FIGS. 6 and 7. In this regard, when the first antenna 1111 and the second antenna 1112 are disposed on the same plane as the transmission/reception unit circuit 1250, some contents of FIGS. 6 and 7 may be applied. Accordingly, the contents of the first and second grade grounds 1121 and 1122 and the grade transmission line 1123 in FIGS. 6 and 7 may be applied.
한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 다층 기판(1100)의 전면(front surface)에는 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)이 배치된다. 또한, 다층 회로 기판(1100)의 후면(rear surface)에는 송수신부 회로(1250)가 배치될 수 있다. 여기서, 송수신부 회로(1250)는 mmWave 대역에서 동작하는 RFIC (1250)에 해당한다. Meanwhile, referring to FIGS. 8 and 9, first and second antennas 1111 and 1112 are disposed on the front surface of the multilayer substrate 1100. Also, a transceiver circuit 1250 may be disposed on a rear surface of the multilayer circuit board 1100. Here, the transceiver circuit 1250 corresponds to the RFIC 1250 operating in the mmWave band.
구체적으로, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)는 다층 기판(1110)의 전면 층에 배치될 수 있다. 반면에, 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1110)의 후면 층에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 전송선(1123a) 및 제2 전송선(1123b)는 송수신부 회로(1250)와 제3 신호 비아(1124c) 및 제4 신호 비아(1124d)에 의해 연결될 수 있다.Specifically, the first and second antennas 1111 and 1112 may be disposed on the front layer of the multilayer substrate 1110. On the other hand, the transceiver circuit 1250 may be disposed on a rear layer of the multilayer substrate 1110. In this regard, the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b may be connected to the transceiver circuit 1250 by a third signal via 1124c and a fourth signal via 1124d.
한편, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112) 각각은 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 안테나 소자들을 구비한 배열 안테나들로 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)는 mmWave 대역의 서로 다른 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)는 28GHz, 38.5GHz 및 64GHz 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 하지만, 이러한 대역에 한정되는 것은 아니고, mmWave 대역의 임의의 대역에서 동작할 수 있다.Meanwhile, each of the first and second antennas 1111 and 1112 may be composed of array antennas including a plurality of antenna elements, as shown in FIGS. 2, 4 and 5. In addition, the first and second antennas 1111 and 1112 may be configured to operate in different frequency bands of the mmWave band. In this regard, the first and second antennas 1111 and 1112 may be configured to operate in any one of 28 GHz, 38.5 GHz and 64 GHz. However, it is not limited to such a band, and may operate in any band of the mmWave band.
이와 관련하여, 제1 안테나(1111)는 제1 주파수 대역에서 동작하고, 제2 안테나(1112)는 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 한편, 제1 안테나(1111)는 복수의 배열 안테나들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(1111)는 각각 4개의 안테나 소자가 배열된 4개의 배열 안테나들로 구성 가능하다. In this regard, the first antenna 1111 may operate in a first frequency band, and the second antenna 1112 may operate in a second frequency band. Meanwhile, the first antenna 1111 may be composed of a plurality of array antennas. For example, the first antenna 1111 may be composed of four array antennas in which four antenna elements are each arranged.
또한, 제2 안테나(1112)는 복수의 배열 안테나들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(1112)는 각각 4개의 안테나 소자가 배열된 4개의 배열 안테나들로 구성 가능하다. 한편, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)는 동일 평면 상의 중첩된 공간 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(1111)는 2x2 안테나로 사각형 격자 형태로 배치되고, 제2 안테나(1112)는 2x2 안테나로 45도 회전된 사각형 격자 형태로 배치될 수 있다. 구체적으로, 더 높은 주파수 대역에서 동작하는 제1 안테나(1111)가 제2 안테나(1112)가 배치된 내부 공간에 배치될 수 있다.Also, the second antenna 1112 may be configured with a plurality of array antennas. For example, the first antenna 1112 may be composed of four array antennas in which four antenna elements are each arranged. Meanwhile, the first and second antennas 1111 and 1112 may be disposed in an overlapped space on the same plane. For example, the first antenna 1111 may be a 2x2 antenna and disposed in a rectangular grid shape, and the second antenna 1112 may be disposed in a 2x2 antenna and disposed in a rectangular grid shape rotated 45 degrees. Specifically, the first antenna 1111 operating in a higher frequency band may be disposed in an inner space in which the second antenna 1112 is disposed.
이와 관련하여, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)의 개수는 4개의 배열 안테나들에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 2개, 4개, 6개, 8개, 16개 등 임의의 개수의 배열 안테나들로 변경 가능하다. 또한, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)에 속하는 각각의 배열 안테나는 mmWave 대역에서 통신 커버리지를 보장하기 위해 복수의 안테나 소자들로 이루어질 수 있다.In this regard, the number of the first and second antennas 1111 and 1112 is not limited to four array antennas, but an arbitrary number such as 2, 4, 6, 8, 16, etc. depending on the application Can be changed to array antennas of. In addition, each of the array antennas belonging to the first and second antennas 1111 and 1112 may be formed of a plurality of antenna elements to ensure communication coverage in the mmWave band.
한편, 다층 기판(1100)은 전면 층(front layer), 후면 층(back layer), 복수의 중간 층들(middle layers), 복수의 그라운드 층들을 구비하도록 구성된다. 한편, 다층 기판(1100)은 제1 그레이드 그라운드(1121) 및 제2 그레이드 그라운드(1122)를 포함한다.Meanwhile, the multilayer substrate 1100 is configured to include a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers. Meanwhile, the multilayer substrate 1100 includes a first grade ground 1121 and a second grade ground 1122.
제1 그레이드 그라운드(1121)는 안테나(1110) 하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아(1121c)에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되도록 구성된다. 반면에, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제1 그레이드 그라운드(1121)의 하부에 배치되고, 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아(1122c)에 의해 단부가 서로 연결되도록 구성된다.The first grade ground 1121 is disposed under the antenna 1110 and is configured to have end portions connected to each other by a first via 1121c at a first point. On the other hand, the second grade ground 1122 is disposed under the first grade ground 1121 and is configured such that ends are connected to each other by a second via 1122c at a second point different from the first point.
이와 관련하여, 제1 그레이드 그라운드(1121)는 안테나(1110)와 송수신부 회로(1250)에 대한 최적화된 그라운드로서 동작 가능하다. 또한, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제1 그레이드 그라운드(1121) 하부의 그레이드 전송선(1123)에 대한 최적화된 그라운드로서 동작 가능하다.In this regard, the first grade ground 1121 may operate as an optimized ground for the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250. In addition, the second grade ground 1122 can operate as an optimized ground for the grade transmission line 1123 under the first grade ground 1121.
한편, 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)의 후면에 배치되고, 안테나(1110)로 신호를 송신하고 안테나(1110)로부터 신호를 수신하도록 구성된다. 또한, 그레이드 전송선(1123)은 제1 그레이드 그라운드(1121)의 하부와 제2 그레이드 그라운드(1122) 상부 사이에 배치되도록 구성된다.Meanwhile, the transceiver circuit 1250 is disposed on the rear surface of the multilayer substrate 1100 and is configured to transmit a signal to the antenna 1110 and receive a signal from the antenna 1110. Also, the grade transmission line 1123 is configured to be disposed between a lower portion of the first grade ground 1121 and an upper portion of the second grade ground 1122.
한편, 제1 및 제2 안테나(1111, 1112)는 서로 다른 주파수 대역에서 독립적으로 동작하므로, 이들 간의 상호 연결이 필요하지 않다. 이에 따라, 그레이드 전송선(1123)은 도 6 및 도 7과 달리 상호 간에 연결되지 않도록 구성된다.Meanwhile, since the first and second antennas 1111 and 1112 operate independently in different frequency bands, interconnection between them is not required. Accordingly, the grade transmission line 1123 is configured not to be connected to each other unlike FIGS. 6 and 7.
한편, 제1 그레이드 그라운드(1121)는 제1 그라운드(1121a) 및 제2 그라운드(1121b)를 포함한다. 이와 관련하여, 제1 그라운드(1121a)는 제2 그라운드(1121b)보다 상부에 배치되고, 제1 비아(1121c)에 의해 단부가 제2 그라운드(1121b)와 연결되도록 구성된다. 반면에, 제2 그라운드(1121b)는 단부가 제1 비아(1121c)에 의해 제1 그라운드(1121a)의 단부와 연결되고, 제1 그라운드(1121a)보다 하부에 배치되도록 구성된다.Meanwhile, the first grade ground 1121 includes a first ground 1121a and a second ground 1121b. In this regard, the first ground 1121a is disposed above the second ground 1121b, and the end thereof is configured to be connected to the second ground 1121b by the first via 1121c. On the other hand, the second ground 1121b is configured such that its end is connected to the end of the first ground 1121a by the first via 1121c and is disposed below the first ground 1121a.
또한, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제3 그라운드(1122a) 및 제4 그라운드(1122b)를 포함한다. 이와 관련하여, 제3 그라운드(1122a)는 제4 그라운드(1122b)보다 상부에 배치되고, 제2 비아(1122c)에 의해 단부가 제4 그라운드(1122b)와 연결되도록 구성된다. 반면에, 제4 그라운드(1122b)는 단부가 제1 비아(1121c)에 의해 제3 그라운드(1122a)의 단부와 연결되고, 제3 그라운드(1122a)보다 하부에 배치되도록 구성된다.In addition, the second grade ground 1122 includes a third ground 1122a and a fourth ground 1122b. In this regard, the third ground 1122a is disposed above the fourth ground 1122b, and is configured to have an end connected to the fourth ground 1122b by the second via 1122c. On the other hand, the fourth ground 1122b is configured such that its end is connected to the end of the third ground 1122a by the first via 1121c and is disposed below the third ground 1122a.
또한, 그레이드 전송선(1123)은 제1 전송선(1123a) 및 제2 전송선(1123b)을 포함한다. 이와 관련하여, 제1 전송선(1123a)은 제1 그라운드(1121a)의 하부에 배치되도록 구성될 수 있다. 한편, 제1 전송선(1123a)의 단부와 제2 전송선(1123b)의 단부는 상호 간에 직접 연결되지 않는 것을 특징으로 한다. Further, the grade transmission line 1123 includes a first transmission line 1123a and a second transmission line 1123b. In this regard, the first transmission line 1123a may be configured to be disposed under the first ground 1121a. Meanwhile, the end of the first transmission line 1123a and the end of the second transmission line 1123b are not directly connected to each other.
한편, 도 9를 참조하면, 다층 기판(1100)의 하부에 배치된 송수신부 회로(1250)는 제1 전송선(1123a)과 제2 전송선(1123b)가 모두 연결되도록 구성 가능하다. 구체적으로, 송수신부 회로(1250)는 제3 신호 비아(1124c)를 통해 제1 전송선(1123a)과 연결된다. 또한, 송수신부 회로(1250)는 제4 신호 비아(1124d)를 통해 제2 전송선(1123b)과 연결된다. 이와 관련하여, 제3 및 제4 신호 비아(1124c, 1124d)는 각각 제3 및 제4 그라운드(1122a, 1122b)에 구현된 슬롯(slot)을 통해 각각 제1 및 제2 전송선(1123a, 1123b)과 연결될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 9, the transmission/reception unit circuit 1250 disposed under the multilayer substrate 1100 may be configured such that both the first transmission line 1123a and the second transmission line 1123b are connected. Specifically, the transceiver circuit 1250 is connected to the first transmission line 1123a through the third signal via 1124c. Also, the transceiver circuit 1250 is connected to the second transmission line 1123b through the fourth signal via 1124d. In this regard, the third and fourth signal vias 1124c and 1124d are respectively first and second transmission lines 1123a and 1123b through slots implemented in the third and fourth grounds 1122a and 1122b, respectively. Can be connected with.
또한, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 신호 비아에 따른 수직 연결 구조에서, 제1 전송선(1123a)은 송수신부 회로(1250)와 제1 신호 비아(signal via, 1124a)에 의해 연결될 수 있다. 반면에, 제2 전송선(1123b)은 안테나(1110)와 제2 신호 비아(1124b)에 의해 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 신호 비아(1124a, 1124b)는 각각 제1 및 제2 그라운드(1121a, 1121b)에 구현된 슬롯(slot)을 통해 각각 제1 및 제2 전송선(1123a, 1123b)과 연결될 수 있다.Further, referring to FIGS. 8 and 9, in the vertical connection structure according to the signal via according to the present invention, the first transmission line 1123a is formed by the transmission/reception unit circuit 1250 and the first signal via 1124a. Can be connected. On the other hand, the second transmission line 1123b may be connected to the antenna 1110 and the second signal via 1124b. In this regard, the first and second signal vias 1124a and 1124b are respectively first and second transmission lines 1123a and 1123b through slots implemented in the first and second grounds 1121a and 1121b, respectively. Can be connected with.
한편, 본 발명에서는 송수신부 회로(1250)와 안테나(1110)의 전기적 특성이 최적화되도록 서로 다른 두께를 갖도록 제1 그레이드 그라운드(1121)를 형성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에서는 제1 그레이드 그라운드(1121) 하부에 그레이드 전송선(1123)을 구비하되, 그레이드 전송선(1122)에 대한 제2 그레이드 그라운드(1123)의 구조를 최적화할 수 있다. 이에 따라, 그레이드 전송선(1123)에서의 급전 손실을 최소화할 수 있는 최적화된 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)를 제공할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, in the present invention, there is an advantage that the first grade ground 1121 can be formed to have different thicknesses so that the electrical characteristics of the transceiver circuit 1250 and the antenna 1110 are optimized. In addition, in the present invention, the grade transmission line 1123 is provided under the first grade ground 1121, and the structure of the second grade ground 1123 for the grade transmission line 1122 can be optimized. Accordingly, there is an advantage in that it is possible to provide optimized first and second grade grounds 1121 and 1123 capable of minimizing power supply loss in the grade transmission line 1123.
또한, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 안테나(1111)와 제1 그라운드(1121a) 간의 두께 (d1) 보다 제2 안테나(1112)와 제2 그라운드(1122a) 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(1111)가 제2 안테나(1112)보다 더 높은 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 더 높은 주파수 대역에서 동작하는 제1 안테나(1111)에 대한 유전체 높이를 제2 안테나(1112)에 대한 유전체 높이를 더 낮게 설정하여, 각 주파수 대역 별로 안테나 성능을 최적화할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 그레이드 그라운드를 통해 각 주파수 대역 별로 안테나 성능을 최적화하면서, 동시에 그레이드 전송선에 의한 삽입손실을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, referring to FIGS. 8 and 9, the thickness d2 between the second antenna 1112 and the second ground 1122a is greater than the thickness d1 between the first antenna 1111 and the first ground 1121a. It can be formed thick. In this regard, the first antenna 1111 may be configured to operate in a higher frequency band than the second antenna 1112. Accordingly, there is an advantage in that the dielectric height for the first antenna 1111 operating in a higher frequency band is set to a lower dielectric height for the second antenna 1112, thereby optimizing antenna performance for each frequency band. . In addition, there is an advantage in that it is possible to optimize antenna performance for each frequency band through the grade ground and at the same time minimize the insertion loss caused by the grade transmission line.
한편, 본 발명에서, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250)는 그레이드 전송선(1123)과 신호 비아(signal via)에 의해 수직 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)와 송수신부 회로(1250)는 도 4, 도 8 및 도 9와 같이 다층 기판(1100)에서 수직 연결을 통해 상호 연결될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be vertically connected to the grade transmission line 1123 by a signal via. In this regard, the first and second antennas 1111 and 11112 and the transceiver circuit 1250 may be connected to each other through vertical connection in the multilayer substrate 1100 as shown in FIGS. 4, 8 and 9.
이와 관련하여, 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)와 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)의 서로 다른 레이어에 배치되므로, 이들 간에 수직 연결이 필요하다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)가 송수신부 회로(1250)로 하나의 수직 연결부를 통해 연결될 수 있다.In this regard, since the first and second antennas 1111 and 11112 and the transmitting/receiving circuit 1250 are disposed on different layers of the multilayer substrate 1100, vertical connection between them is required. In this regard, the first and second antennas 1111 and 11112 may be connected to the transceiver circuit 1250 through one vertical connection.
하지만, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)는 복수의 수직 연결부와 전송선을 통해 각각 송수신부 회로(1250)가 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(1111)는 제1 신호 비아(1124a), 제1 전송선(1123a) 및 제3 신호 비아(1124c)를 통해 송수신부 회로(1250)와 연결될 수 있다. 여기서, 제1 전송선(1123a)이 배치되는 레이어 상에 적어도 하나의 회로 구성, 예컨대, 도 2의 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치될 수 있다. However, as illustrated in FIGS. 8 and 9, each of the first and second antennas 1111 and 11112 may be connected to the transmission/reception unit circuit 1250 through a plurality of vertical connection units and transmission lines. In this regard, the first antenna 1111 may be connected to the transceiver circuit 1250 through the first signal via 1124a, the first transmission line 1123a, and the third signal via 1124c. Here, at least one circuit configuration, for example, the phase control unit 230 of FIG. 2, the power amplifier 210, and the low noise amplifier 310 may be disposed on a layer on which the first transmission line 1123a is disposed.
또한, 제2 안테나(1112)는 제2 신호 비아(1124b), 제2 전송선(1123b) 및 제4 신호 비아(1124d)를 통해 송수신부 회로(1250)와 연결될 수 있다. 여기서, 제2 전송선(1123b)이 배치되는 레이어 상에 적어도 하나의 회로 구성, 예컨대, 도 2의 위상 제어부(230), 전력 증폭기(210), 저잡음 증폭기(310) 등이 배치될 수 있다. Further, the second antenna 1112 may be connected to the transceiver circuit 1250 through the second signal via 1124b, the second transmission line 1123b, and the fourth signal via 1124d. Here, at least one circuit configuration, for example, the phase control unit 230 of FIG. 2, the power amplifier 210, and the low noise amplifier 310 may be disposed on a layer on which the second transmission line 1123b is disposed.
이와 같이, 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)와 송수신부 회로(1250) 간에 배치되는 일부 회로 구성에 따라, 본 발명에서는 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)와 송수신부 회로(1250) 간의 복수의 수직 연결 구성을 제안한다. 이에 따라, 본 발명에서는 제1 및 제2 안테나(1111, 11112)의 각 주파수 대역에서의 성능을 최적화면서, 그레이드 전송선(1123)에 의해 구현되는 회로부의 성능도 최적화할 수 있다는 장점이 있다. 구체적으로, 그레이드 전송선(1123) 및 그레이드 전송선(1123)과 동일 레이어 상에 구현되는 회로에 의한 전기적 손실을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In this way, according to some circuit configurations disposed between the first and second antennas 1111 and 11112 and the transceiver circuit 1250, the first and second antennas 1111 and 11112 and the transceiver circuit 1250 ) We propose a configuration of multiple vertical connections. Accordingly, the present invention has an advantage of optimizing the performance of the first and second antennas 1111 and 11112 in each frequency band, while also optimizing the performance of the circuit unit implemented by the grade transmission line 1123. Specifically, there is an advantage in that electrical loss due to circuits implemented on the same layer as the grade transmission line 1123 and the grade transmission line 1123 can be minimized.
이러한 수직 연결 구조와 관련하여, 안테나(1110)와 송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100)의 전면 층에 배치될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, 다층 기판(1100)에서 수직 연결을 통해, 별도의 임피던스 매칭 회로 없이 안테나(1110)의 내부 지점으로 직접 연결이 가능하다. 이에 따라, 안테나(1110)와 연결되는 제2 신호 비아(1124b)는 안테나(1110)의 중심 영역(center area)과 연결될 수 있다. 여기서, 안테나(1110)의 중심 영역의 의미는 물리적으로 반드시 안테나(1110)의 중심 지점에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 안테나(1110)의 중심 영역은 안테나(1110)가 특정 임피던스, 예컨대 50ohm으로 매칭될 수 있는 안테나(1100) 내부의 특정 지점일 수 있다.In relation to this vertical connection structure, the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 may be disposed on the front layer of the multilayer substrate 1100. In this case, as described above, it is possible to directly connect to an internal point of the antenna 1110 without a separate impedance matching circuit through a vertical connection in the multilayer substrate 1100. Accordingly, the second signal via 1124b connected to the antenna 1110 may be connected to a center area of the antenna 1110. Here, the meaning of the central region of the antenna 1110 is not necessarily limited to the central point of the antenna 1110 physically. For example, the central region of the antenna 1110 may be a specific point inside the antenna 1100 where the antenna 1110 may be matched with a specific impedance, for example, 50 ohms.
한편, 본 발명에 따른 도 6 내지 도 9의 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 구비하는 전자 기기의 기술적 특징은 다음과 같다.Meanwhile, technical features of an electronic device including a grade ground and a grade transmission line of FIGS. 6 to 9 according to the present invention are as follows.
1) mmWave RFIC, multi-layer, Via, Ground, Transmission Line, Antenna Array 로 구성된다.1) Composed of mmWave RFIC, multi-layer, Via, Ground, Transmission Line, and Antenna Array.
2) Ground는 회로부의 Ground와 안테나부의 Ground로 구분된다.2) Ground is divided into the ground of the circuit part and the ground of the antenna part.
3) 회로부의 Ground와 안테나부의 Ground의 층 간 높이가 상이하기 때문에, 회로부와 안테나부를 각각 서로 다른 높이의 수직 Via로 연결한다 (이때, Ground 간 층의 높이가 다르므로 Grade가 발생한다)3) Since the height of the ground of the circuit part and the ground of the antenna part are different, connect the circuit part and the antenna part with vertical vias of different heights.
4) d1은 회로부의 Ground 높이, d2는 안테나부의 Ground 높이를 의미한다.4) d1 is the ground height of the circuit part and d2 is the ground height of the antenna part.
5) mmWave RFIC로부터 전달된 Signal은 Via를 통해 Transmission Line으로 전달된다.5) Signal transmitted from mmWave RFIC is transmitted to Transmission Line through Via.
6) Transmission Line에서 Graded Ground에 의해 발생되는 Impedance Miss matching이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 수직 연결 via를 통해 회로부와 안테나부에서 Graded Transmission Line과 연결되도록 구성한다. 6) Impedance Miss matching caused by Graded Ground in Transmission Line may occur. To prevent this, the circuit part and the antenna part are connected to the Graded Transmission Line through a vertical connection via.
7) d3은 Transmission Line의 via(1123c)와 상단의 Graded Ground에서 사용되는 via(1121c) 간 이격 거리를 나타내다.7) d3 represents the separation distance between the via (1123c) of the Transmission Line and the via (1121c) used in the upper graded ground.
8) d4는 상단의 Graded Ground via(1121c)와 하단의 Graded Ground via(1122c)와의 이격 거리를 나타낸다.8) d4 represents the separation distance between the upper graded ground via (1121c) and the lower graded ground via (1122c).
한편, 도 10은 본 발명에 따른 다양한 그라운드 구조에서 다양한 전송선 구조를 나타낸 것이다. 이와 관련하여, 도 10(a)는 기판의 전면과 후면에 모두 그라운드(GND)가 배치된 구조 (구조 (a))을 나타낸다. 구조 (a)에서, 기판의 전면과 후면 그라운드 사이에 전송선(1125)이 배치된다. Meanwhile, FIG. 10 shows various transmission line structures in various ground structures according to the present invention. In this regard, FIG. 10(a) shows a structure (structure (a)) in which grounds GND are disposed on both the front and rear surfaces of the substrate. In structure (a), a transmission line 1125 is disposed between the front and rear grounds of the substrate.
한편, 도 10(b)는 기판의 전면과 후면에 그레이드 그라운드(GND1, GND2)가 배치된 구조 (구조 (b))를 나타낸다. 구조 (b)에서, 그레이드 그라운드(GND1, GND2) 사이에 전송선(1126)이 배치된다.Meanwhile, FIG. 10(b) shows a structure (structure (b)) in which grade grounds GND1 and GND2 are disposed on the front and rear surfaces of a substrate. In structure (b), a transmission line 1126 is disposed between the grade grounds GND1 and GND2.
한편, 도 10(c)는 기판의 전면과 후면에 그레이드 그라운드(GND1, GND2)가 배치된 구조 (구조 (c))를 나타낸다. 구조 (c)에서, 그레이드 그라운드(GND1, GND2) 사이에 그레이드 전송선(1123a,1123b)이 배치된다. 구체적으로, 그레이드 그라운드(GND1, GND2)에서 수직 비아에 의해 연결된 제1 및 제2 지점을 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다. 여기서, 그레이드 전송선(1123a,1123b)간의 수직 연결 구성인 수직 비아(1123d)의 오프셋 위치는 d3으로 표시될 수 있다. 이때, 오프셋 위치 d3은 그레이드 그라운드(GND1, GND2)의 수직 비아 연결 지점 대비 좌측 또는 우측으로 이동한 거리를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 10(c) shows a structure (structure (c)) in which grade grounds GND1 and GND2 are disposed on the front and rear surfaces of a substrate. In the structure (c), the grade transmission lines 1123a and 1123b are disposed between the grade grounds GND1 and GND2. Specifically, first and second points connected by vertical vias in the grade grounds GND1 and GND2 may be substantially identically configured. Here, the offset position of the vertical via 1123d, which is a vertical connection configuration between the grade transmission lines 1123a and 1123b, may be indicated by d3. In this case, the offset position d3 represents the distance moved to the left or right compared to the vertical via connection point of the grade grounds GND1 and GND2.
한편, 도 10(d)는 기판의 전면과 후면에 최적 배치된 그레이드 그라운드(GND1, GND2)가 배치된 구조 (구조 (d))를 나타낸다. 구조 (d)에서, 그레이드 그라운드(GND1, GND2) 사이에 그레이드 전송선(1123a,1123b)이 배치된다. 이와 관련하여, 도 10(d)의 최적 구조는 전술한 도 6 내지 도 9의 그레이드 그라운드 구조에 해당한다. Meanwhile, FIG. 10(d) shows a structure (structure (d)) in which grade grounds GND1 and GND2 optimally disposed on the front and rear surfaces of the substrate are disposed. In the structure (d), the grade transmission lines 1123a and 1123b are disposed between the grade grounds GND1 and GND2. In this regard, the optimal structure of FIG. 10(d) corresponds to the above-described grade ground structure of FIGS. 6 to 9.
한편, 도 6 내지 도 9 및 도 10(d)을 참조하면, 그레이드 그라운드(GND1, GND2)에서 수직 비아에 의해 연결된 제1 및 제2 지점은 상이하게 구성된다. 구체적으로, 그레이드 그라운드(GND1, GND2)에서 수직 비아에 의해 연결된 제1 및 제2 지점 간의 거리는 d4로 표시할 수 있다. 또한, 그레이드 전송선(1123a,1123b)간의 수직 연결 구성인 수직 비아(1123c)의 오프셋 위치는 d3으로 표시될 수 있다. 전술한 바와 같이, 수직 비아인 제3 비아(1123c)의 오프셋 위치 d3은 그레이드 그라운드(GND1, GND2)에서 수직 비아 간 거리 d4의 중간 지점으로 최적화될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 6 to 9 and 10(d), first and second points connected by vertical vias in the grade grounds GND1 and GND2 are configured differently. Specifically, a distance between the first and second points connected by vertical vias in the grade grounds GND1 and GND2 may be denoted by d4. Also, the offset position of the vertical via 1123c, which is a vertical connection configuration between the grade transmission lines 1123a and 1123b, may be indicated by d3. As described above, the offset position d3 of the third via 1123c, which is a vertical via, may be optimized as an intermediate point of the distance d4 between the vertical vias at the grade grounds GND1 and GND2.
한편, 도 11은 본 발명에 따른 다양한 그라운드 구조에서 다양한 전송선 구조에 따른 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다. 여기서, (a) 내지 (d)로 표시된 그래프 각각은 도 10의 구조 (a) 내지 구조 (d)의 삽입 손실 특성을 나타낸다.Meanwhile, FIG. 11 shows insertion loss characteristics for each frequency according to various transmission line structures in various ground structures according to the present invention. Here, each of the graphs indicated by (a) to (d) represents the insertion loss characteristics of structures (a) to (d) of FIG. 10.
또한, 표 1은 본 발명에 따른 다양한 그라운드 구조에서 다양한 전송선 구조에 따른 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다. 구체적으로, 10GHz, 28GHz 및 38.5GHz에서 전송선 길이 1mm 당 삽입 손실 특성을 나타낸다.In addition, Table 1 shows insertion loss characteristics for each frequency according to various transmission line structures in various ground structures according to the present invention. Specifically, it shows insertion loss characteristics per 1 mm of transmission line length at 10 GHz, 28 GHz and 38.5 GHz.
Line loss (dB/mm)Line loss (dB/mm) 구조(a), (d)Structure (a), (d) 구조(b)Structure (b) 구조(c)Structure (c)
10GHz10GHz -0.0225 dB-0.0225 dB -0.0420 dB-0.0420 dB -0.0264 dB-0.0264 dB
28GHz28GHz -0.0448 dB-0.0448 dB -0.1701 dB-0.1701 dB -0.0641 dB-0.0641 dB
38.5GHz38.5GHz -0.0575 dB-0.0575 dB -0.2761 dB-0.2761 dB -0.0845 dB-0.0845 dB
구체적으로, 본 발명에 따른 도 10(d) 구조 (즉, 구조 (d))는 이상적인 스트립라인 구조(즉, 구조(a))와 동일한 삽입손실 특성을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 도 10(d) 구조 (즉, 구조 (d))에서, (10GHz 내지 40GHz 범위에서)는 1mm 당 Line Loss(S21)는 이상적인 스트립라인 구조(즉, 구조(a))와 거의 일치함을 알 수 있다.한편, 구조 (d)의 최적화된 그레이드 전송선 구조가 구조 (c)의 그레이드 전송선 구조 대비 삽입 손실 특성이 주파수 별 15% @10GHz, 30% @28GHz, 32% @38.5GHz 향상됨을 알 수 있다.Specifically, it can be seen that the structure of FIG. 10(d) (ie, structure (d)) according to the present invention exhibits the same insertion loss characteristics as the ideal stripline structure (ie, structure (a)). That is, in the structure of Fig. 10 (d) (i.e., structure (d)) according to the present invention, (in the range of 10 GHz to 40 GHz), the Line Loss per 1 mm (S21) is an ideal strip line structure (ie, structure (a)) On the other hand, the optimized grade transmission line structure of structure (d) has an insertion loss characteristic of 15% @10GHz, 30% @28GHz, 32% @ by frequency compared to the grade transmission line structure of structure (c). It can be seen that it is improved by 38.5GHz.
한편, 도 12는 본 발명의 구조 (C)에서 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다. 반면에, 도 13은 본 발명의 구조 (D)에서 주파수 별 삽입 손실 특성을 나타낸다.Meanwhile, FIG. 12 shows insertion loss characteristics for each frequency in Structure (C) of the present invention. On the other hand, Figure 13 shows the insertion loss characteristics for each frequency in the structure (D) of the present invention.
도 10(c) 및 도 12를 참조하면, 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)의 연결 지점이 동일한 경우, 그레이드 전송선(1122)의 연결 지점에 따른 오프셋 지점을 변경하여도 주파수 별 반사 계수 특성 변화는 여전히 발생한다.10(c) and 12, when the connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1123 are the same, even if the offset point according to the connection point of the grade transmission line 1122 is changed, reflection by frequency The coefficient characteristic change still occurs.
도 12에서 'LINE_MOVE'의 의미는 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)의 연결 지점 대비 그레이드 전송선(1122)의 연결 지점에 따른 오프셋 거리를 나타낸다.In FIG. 12, the meaning of'LINE_MOVE' indicates an offset distance according to the connection point of the grade transmission line 1122 compared to the connection point of the first and second grade grounds 1121 and 1123.
구체적으로, 구조 (c)의 경우, Graded Ground의 Via 간 정렬(Align)이 동일하기 때문에, Strip Line과 Ground 간의 높이가 비대칭 구간이 발생하게 된다. 이에 따라, 임피던스 값의 변화가 발생하고, 특히 Real Impedance가 50ohm 주변 값으로 유지되지 못하고 낮아지게 된다. 이와 같은 임피던스 값의 변화에 따라 임피던스 부정합(mis-match)가 발생하게 되고, 이에 따라 추가적인 삽입 손실이 발생할 수 있다.Specifically, in the case of structure (c), since the alignment between the vias of the graded ground is the same, an asymmetric section occurs in the height between the strip line and the ground. Accordingly, a change in the impedance value occurs, and in particular, the Real Impedance cannot be maintained at a value around 50 ohm and is lowered. An impedance mismatch occurs according to the change in the impedance value, and thus additional insertion loss may occur.
반면에, 구조 (d)의 경우, Graded Ground의 Via 연결 지점이 상이하기 때문에, Strip Line과 Graded Ground간의 간격 (두께)이 거의 일정하게 유지되게 된다. 이에 따라, 임피던스 값의 변화가 감소하고, Real Impedance가 50ohm 주변에서 일정하게 유지되는 특성을 갖는다. 이와 같은 안정적인 임피던스 값에 따라 임피던스 정합 특성이 개선되고, 이에 따라 추가적인 삽입 손실이 최소화될 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, in the case of structure (d), the gap (thickness) between the strip line and the graded ground is maintained almost constant because the via connection point of the graded ground is different. Accordingly, the change in the impedance value is reduced, and the real impedance is maintained constant around 50 ohms. There is an advantage in that impedance matching characteristics are improved according to such a stable impedance value, and thus additional insertion loss can be minimized.
반면에, 도 10(d) 및 도 13을 참조하면, 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)의 연결 지점이 상이한 경우, 그레이드 전송선(1122)의 연결 지점에 따른 오프셋 지점을 최적화하여 주파수 별 반사 계수 특성 변화를 최소화할 수 있다. 도 13에서 'LINE_MOVE'의 의미는 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)의 연결 지점 대비 그레이드 전송선(1122)의 연결 지점에 따른 오프셋 거리를 나타낸다. 또한, 'GND_MOVE'의 의미는 제1 및 제2 그레이드 그라운드(1121, 1123)의 각각의 비아 연결 지점 간의 거리를 나타낸다.On the other hand, referring to FIGS. 10(d) and 13, when the connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1123 are different, the offset point according to the connection point of the grade transmission line 1122 is optimized to Changes in star reflection coefficient characteristics can be minimized. In FIG. 13, the meaning of'LINE_MOVE' indicates an offset distance according to the connection point of the grade transmission line 1122 compared to the connection point of the first and second grade grounds 1121 and 1123. In addition, the meaning of'GND_MOVE' indicates the distance between the respective via connection points of the first and second grade grounds 1121 and 1123.
도 13을 참조하면, 최적화된 오프셋 거리와 비아 연결 지점 간 거리를 통해, 주파수에 따른 임피던스 변화 곡선이 하향 곡선에서 거의 수평 곡선으로 변화됨을 알 수 있다. 이에 따라, 구조 (d)와 같이 최적화된 그레이드 전송선 구조를 통해, 주파수 별 삽입 손실 특성 변화를 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 도 12를 참조하면, 구조 (d)와 같이 최적화된 그레이드 전송선 구조를 통해, 삽입 손실 레벨을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.Referring to FIG. 13, through the optimized offset distance and the distance between via connection points, it can be seen that the impedance change curve according to the frequency changes from a downward curve to an almost horizontal curve. Accordingly, there is an advantage of minimizing the change in insertion loss characteristics for each frequency through the optimized grade transmission line structure as in structure (d). In addition, referring to FIG. 12, there is an advantage in that the level of insertion loss can be minimized through an optimized grade transmission line structure as shown in structure (d).
이상에서는, 본 발명의 일 양상에 따른 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 구비하는 전자 기기에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 본 발명의 다른 양상에 따른 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 구비하는 전자 기기에 대해 살펴보기로 한다. 이와 관련하여, 도 4 내지 도 12에서 설명된 내용들이 이항의 설명에 적용될 수 있다. In the above, an electronic device having a grade ground and a grade transmission line according to an aspect of the present invention has been described. Hereinafter, an electronic device including a grade ground and a grade transmission line according to another aspect of the present invention will be described. In this regard, the contents described in FIGS. 4 to 12 may be applied to the description of this clause.
이와 관련하여, 도 4 내지 도 12을 참조하면, 본 발명에 따른 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기가 제공된다. 전자 기기는 안테나(1110), 송수신부 회로(1250) 및 다층 기판(1100)을 포함하도록 구성될 수 있다.In this regard, referring to FIGS. 4 to 12, an electronic device including a multi-layer substrate according to the present invention is provided. The electronic device may be configured to include an antenna 1110, a transceiver circuit 1250, and a multilayer substrate 1100.
송수신부 회로(1250)는 다층 기판(1100 상에 배치되고, 안테나(1110)로 신호를 송신하고 안테나(1110)로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 한편, 다층 기판(1100)은 제1 그레이드 그라운드(1121) 및 그레이드 전송선(1123)을 포함하도록 구성된다.The transceiver circuit 1250 is disposed on the multilayer substrate 1100 and may be configured to transmit signals to the antenna 1110 and to receive signals from the antenna 1110. Meanwhile, the multilayer substrate 1100 has a first grade. It is configured to include a ground 1121 and a grade transmission line 1123.
구체적으로, 제1 그레이드 그라운드(1121)는 안테나(1100)하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아(1121c)에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되도록 구성된다. 반면에, 그레이드 전송선(1123)은 제1 그레이드 그라운드(1121)의 하부에 배치되도록 구성된다. Specifically, the first grade ground 1121 is disposed under the antenna 1100 and is configured such that end portions are connected to each other by the first via 1121c at a first point. On the other hand, the grade transmission line 1123 is configured to be disposed under the first grade ground 1121.
한편, 다층 기판(1100)은 그레이드 전송선(1123)의 하부에 배치되고, 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아(1122c)에 의해 단부가 서로 연결되는 제2 그레이드 그라운드(1122)를 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 그레이드 전송선(1123)은 제1 지점과 제2 지점 사이의 제3 지점에서 제3 비아(1123c)에 의해 서로 연결될 수 있다.Meanwhile, the multilayer substrate 1100 is disposed under the grade transmission line 1123 and further includes a second grade ground 1122 whose ends are connected to each other by a second via 1122c at a second point different from the first point. Can include. In this regard, the grade transmission lines 1123 may be connected to each other by a third via 1123c at a third point between the first point and the second point.
한편, 제1 비아(1121c)에 의해 연결되는 제1 그레이드 그라운드(1121)의 제1 그레이드 지점과 제3 비아(1123c)에 의해 연결되는 그레이드 전송선(1123)의 그레이드 지점 간의 거리 (d3)은 다음과 같이 최적화될 수 있다. 이와 관련하여, 거리 (d3)은 제1 그레이드 지점과 제2 그레이드 지점 간의 거리 (d4)의 1/2배로 최적화될 수 있다. 여기서, 제1 그레이드 지점은 제1 비아(1121c)에 의해 연결되는 제1 그레이드 그라운드(1121)의 연결 지점이다. 또한, 제2 그레이드 지점은 제2 비아(1122c)에 의해 연결되는 제2 그레이드 그라운드(1122)의 연결 지점이다.Meanwhile, the distance d3 between the first grade point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c and the grade point of the grade transmission line 1123 connected by the third via 1123c is: Can be optimized as In this regard, the distance d3 may be optimized to be 1/2 times the distance d4 between the first grade point and the second grade point. Here, the first grade point is a connection point of the first grade ground 1121 connected by the first via 1121c. Further, the second grade point is a connection point of the second grade ground 1122 connected by the second via 1122c.
한편, 제1 그레이드 그라운드(1121)는 제1 그라운드(1121a) 및 제2 그라운드(1121b)를 포함하도록 구성된다. 이와 관련하여, 제2 그라운드(1121b)는 단부가 제1 비아(1121c)에 의해 제1 그라운드(1121a)의 단부와 연결되고, 제1 그라운드(1121a)보다 하부에 배치될 수 있다.Meanwhile, the first grade ground 1121 is configured to include a first ground 1121a and a second ground 1121b. In this regard, an end portion of the second ground 1121b may be connected to an end portion of the first ground 1121a by a first via 1121c, and may be disposed below the first ground 1121a.
또한, 제2 그레이드 그라운드(1122)는 제3 그라운드(1122a) 및 제4 그라운드(1122b)를 포함하도록 구성된다. 이와 관련하여, 제4 그라운드(1122b)는 단부가 제2 비아(1122c)에 의해 제3 그라운드(1122a)의 단부와 연결되고, 제3 그라운드(1122a)보다 하부에 배치될 수 있다.In addition, the second grade ground 1122 is configured to include a third ground 1122a and a fourth ground 1122b. In this regard, the end of the fourth ground 1122b may be connected to the end of the third ground 1122a by the second via 1122c, and may be disposed below the third ground 1122a.
한편, 그레이드 전송선(1122)은 제1 전송선(1122a) 및 제2 전송선(1122b)를 포함하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 전송선(1122a)은 제1 그라운드(1121)의 하부에 배치되도록 구성된다. 또한, 제2 전송선(1122b)은 제1 전송선(1122a)보다 하부에 배치되도록 구성된다. Meanwhile, the grade transmission line 1122 is configured to include a first transmission line 1122a and a second transmission line 1122b. Specifically, the first transmission line 1122a is configured to be disposed under the first ground 1121. In addition, the second transmission line 1122b is configured to be disposed below the first transmission line 1122a.
한편, 제1 및 제2 전송선(1122a, 1122b)은 송수신부 회로(1250)와 서로 다른 비아에 의해 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 전송선(1122a)은 송수신부 회로(1250)와 제1 신호 비아(signal via, 1124a)에 의해 연결될 수 있다. 또한, 제2 전송선(1122b)은 안테나(1110)와 제2 신호 비아(1124b)에 의해 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 전송선(1122a, 1122b)에 의해 안테나(1110)와 송수신부 회로(1250) 간에 신호가 최소 삽입 손실로 최적화된 형태로 전달될 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, the first and second transmission lines 1122a and 1122b may be connected to the transceiver circuit 1250 by different vias. Specifically, the first transmission line 1122a may be connected to the transceiver circuit 1250 and a first signal via 1124a. In addition, the second transmission line 1122b may be connected to the antenna 1110 and the second signal via 1124b. Accordingly, there is an advantage that a signal can be transmitted in an optimized form with a minimum insertion loss between the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 by the first and second transmission lines 1122a and 1122b.
또한, 안테나(1110) 및 송수신부 회로(1250)에서 하부 그라운드 까지의 거리 d1, d2가 해당 주파수 대역에 따라 대역폭 및/또는 방사 효율 측면에서 최적화될 수 있다는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that distances d1 and d2 from the antenna 1110 and the transceiver circuit 1250 to the lower ground can be optimized in terms of bandwidth and/or radiation efficiency according to a corresponding frequency band.
이상에서는 본 발명에 따른 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 구비하는 전자 기기에 대해 살펴보았다. 이와 같은 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. In the above, an electronic device having a grade ground and a grade transmission line according to the present invention has been described. The technical effects of an electronic device having such a grade ground and a grade transmission line will be described as follows.
본 발명에 따르면, 밀리미터파 대역에서 대칭 형태의 그레이드 그라운드 및 그레이드 전송선을 통해 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that low loss transmission characteristics can be obtained through a symmetrical grade ground and a grade transmission line in a millimeter wave band.
또한, 본 발명에 따르면, 다층 기판의 상부 또는 하부에 배치되는 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that it is possible to obtain a low loss transmission characteristic between a plurality of antennas disposed on or below a multilayer substrate and a transmission/reception unit circuit.
또한, 본 발명에 따르면, 안테나 대역폭 특성 및 방사 효율 특성을 개선하면서, 복수의 안테나와 송수신부 회로 간의 저손실 전송 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, while improving antenna bandwidth characteristics and radiation efficiency characteristics, there is an advantage in that a low loss transmission characteristic between a plurality of antennas and a transceiver circuit can be obtained.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, specific embodiments such as the detailed description and preferred embodiments of the present invention should be understood as being given by way of example only.
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.In connection with the above-described present invention, 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). In addition, the computer may include the control unit 180 of the terminal. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (20)

  1. 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기에 있어서,In the electronic device having a multi-layer substrate (multi-layer substrate),
    안테나; 및antenna; And
    전면 층(front layer), 후면 층(back layer), 복수의 중간 층들(middle layers), 복수의 그라운드 층들을 구비하는 다층 기판을 구비하고,A multilayer substrate having a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers is provided, and
    상기 다층 기판은,The multilayer substrate,
    상기 안테나 하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되는 제1 그레이드 그라운드(graded ground); 및A first graded ground disposed under the antenna and having end portions connected to each other by a first via at a first point; And
    상기 제1 그레이드 그라운드의 하부에 배치되고, 상기 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아에 의해 단부가 서로 연결되는 제2 그레이드 그라운드를 포함하는, 전자 기기.And a second grade ground disposed below the first grade ground and having ends connected to each other by a second via at a second point different from the first point.
  2. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 다층 기판 상에 배치되고, 상기 안테나로 신호를 송신하고 상기 안테나로부터 신호를 수신하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuitry); 및A transceiver circuitry disposed on the multilayer substrate and configured to transmit a signal to the antenna and to receive a signal from the antenna; And
    상기 제1 그레이드 그라운드의 하부와 상기 제2 그레이드 그라운드 상부 사이에 배치되는 그레이드 전송선(graded transmission line)을 더 포함하는, 전자 기기.The electronic device further comprises a grade transmission line disposed between a lower portion of the first grade ground and an upper portion of the second grade ground.
  3. 제2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 그레이드 전송선은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 제3 지점에서 제3 비아에 의해 서로 연결되는, 전자 기기.The grade transmission lines are connected to each other by a third via at a third point between the first point and the second point.
  4. 제2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 그레이드 그라운드는,The first grade ground,
    제1 그라운드; 및First ground; And
    단부가 상기 제1 비아에 의해 상기 제1 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제2 그라운드를 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising a second ground having an end connected to the end of the first ground by the first via and disposed below the first ground.
  5. 제4 항에 있어서,The method of claim 4,
    상기 제2 그레이드 그라운드는,The second grade ground,
    제3 그라운드; 및Third ground; And
    단부가 상기 제2 비아에 의해 상기 제3 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제4 그라운드를 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising: a fourth ground having an end connected to the end of the third ground by the second via and disposed below the first ground.
  6. 제5 항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 그레이드 전송선은,The grade transmission line,
    상기 제1 그라운드의 하부에 배치되는 제1 전송선; 및A first transmission line disposed under the first ground; And
    상기 제1 전송선보다 하부에 배치되는 제2 전송선을 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising a second transmission line disposed below the first transmission line.
  7. 제6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제1 비아에 의해 연결되는 상기 제1 그레이드 그라운드의 제1 그레이드 지점과 상기 제3 비아에 의해 연결되는 상기 그레이드 전송선의 그레이드 지점 간의 거리 (d3)은,A distance d3 between a first grade point of the first grade ground connected by the first via and a grade point of the grade transmission line connected by the third via,
    상기 제1 그레이드 지점과 상기 제2 비아에 의해 연결되는 상기 제2 그레이드 그라운드의 제2 그레이드 지점 간의 거리 (d4)의 1/2배인 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The electronic device, characterized in that it is 1/2 times the distance (d4) between the first grade point and the second grade point of the second grade ground connected by the second via.
  8. 제6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제1 전송선은 상기 송수신부 회로와 제1 신호 비아(signal via)에 의해 연결되고,The first transmission line is connected to the transmission/reception unit circuit through a first signal via,
    상기 제2 전송선은 상기 안테나와 제2 신호 비아에 의해 연결되고,The second transmission line is connected to the antenna by a second signal via,
    상기 제1 및 제2 전송선에 의해 상기 안테나와 상기 송수신부 회로 간에 신호가 전달되는, 전자 기기.The electronic device, wherein a signal is transmitted between the antenna and the transceiver circuit through the first and second transmission lines.
  9. 제6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제1 전송선은 제1 안테나와 제1 신호 비아(signal via)에 의해 연결되고,The first transmission line is connected by a first antenna and a first signal via,
    상기 제2 전송선은 제2 안테나와 제2 신호 비아에 의해 연결되고,The second transmission line is connected by a second antenna and a second signal via,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는, 전자 기기.The electronic device, wherein the first antenna and the second antenna operate in different frequency bands.
  10. 제8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 송수신부 회로와 상기 제1 그라운드 간의 두께 (d1) 보다 상기 안테나와 상기 제2 그라운드 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성되는, 전자 기기.The electronic device, wherein a thickness (d2) between the antenna and the second ground is formed to be thicker than a thickness (d1) between the transceiver circuit and the first ground.
  11. 제8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 안테나와 상기 제1 그라운드 간의 두께 (d1) 보다 상기 송수신부 회로와 상기 제2 그라운드 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성되는, 전자 기기.The electronic device, wherein the thickness (d2) between the transceiver circuit and the second ground is formed to be thicker than the thickness (d1) between the antenna and the first ground.
  12. 제9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 제1 안테나와 상기 제1 그라운드 간의 두께 (d1) 보다 상기 제2 안테나와 상기 제2 그라운드 간의 두께 (d2)가 더 두껍게 형성되고,The thickness (d2) between the second antenna and the second ground is formed thicker than the thickness (d1) between the first antenna and the first ground,
    상기 제1 안테나가 상기 제2 안테나보다 더 높은 주파수 대역에서 동작하는, 전자 기기.The electronic device, wherein the first antenna operates in a higher frequency band than the second antenna.
  13. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 안테나와 상기 송수신부 회로는 상기 다층 기판의 상기 전면 층에 배치되고,The antenna and the transceiver circuit are disposed on the front layer of the multilayer substrate,
    상기 제2 신호 비아는 상기 안테나의 중심 영역(center area)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The electronic device, characterized in that the second signal via is connected to a center area of the antenna.
  14. 제12 항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 제1 및 제2 안테나는 상기 다층 기판의 상기 전면 층에 배치되고,The first and second antennas are disposed on the front layer of the multilayer substrate,
    상기 송수신부 회로는 상기 다층 기판의 상기 후면 층에 배치되고,The transceiver circuit is disposed on the rear layer of the multilayer substrate,
    상기 제1 전송선 및 상기 제2 전송선은 상기 송수신부 회로와 제3 신호 비아 및 제4 신호 비아에 의해 연결되는, 전자 기기.The first transmission line and the second transmission line are connected to the transmission/reception unit circuit by a third signal via and a fourth signal via.
  15. 다층 기판(multi-layer substrate)을 구비하는 전자 기기에 있어서,In the electronic device having a multi-layer substrate (multi-layer substrate),
    안테나; antenna;
    상기 다층 기판 상에 배치되고, 상기 안테나로 신호를 송신하고 상기 안테나로부터 신호를 수신하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuitry); 및A transceiver circuitry disposed on the multilayer substrate and configured to transmit a signal to the antenna and to receive a signal from the antenna; And
    전면 층(front layer), 후면 층(back layer), 복수의 중간 층들(middle layers), 복수의 그라운드 층들을 구비하는 다층 기판을 구비하고,A multilayer substrate having a front layer, a back layer, a plurality of middle layers, and a plurality of ground layers is provided, and
    상기 다층 기판은,The multilayer substrate,
    상기 안테나 하부에 배치되고, 제1 지점에서 제1 비아에 의해 단부(end portion)가 서로 연결되는 제1 그레이드 그라운드(graded ground); 및A first graded ground disposed under the antenna and having end portions connected to each other by a first via at a first point; And
    상기 제1 그레이드 그라운드의 하부에 배치되는 그레이드 전송선(graded transmission line)을 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising a grade transmission line disposed under the first grade ground.
  16. 제15 항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 다층 기판은,The multilayer substrate,
    상기 그레이드 전송선의 하부에 배치되고, 상기 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제2 비아에 의해 단부가 서로 연결되는 제2 그레이드 그라운드를 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising: a second grade ground disposed under the grade transmission line and having ends connected to each other by a second via at a second point different from the first point.
  17. 제15 항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 그레이드 전송선은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 제3 지점에서 제3 비아에 의해 서로 연결되는, 전자 기기.The grade transmission lines are connected to each other by a third via at a third point between the first point and the second point.
  18. 제17 항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 제1 비아에 의해 연결되는 상기 제1 그레이드 그라운드의 제1 그레이드 지점과 상기 제3 비아에 의해 연결되는 상기 그레이드 전송선의 그레이드 지점 간의 거리 (d3)은,A distance d3 between a first grade point of the first grade ground connected by the first via and a grade point of the grade transmission line connected by the third via,
    상기 제1 그레이드 지점과 상기 제2 비아에 의해 연결되는 상기 제2 그레이드 그라운드의 제2 그레이드 지점 간의 거리 (d4)의 1/2배인 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The electronic device, characterized in that it is 1/2 times the distance (d4) between the first grade point and the second grade point of the second grade ground connected by the second via.
  19. 제16 항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 제1 그레이드 그라운드는,The first grade ground,
    제1 그라운드; 및First ground; And
    단부가 상기 제1 비아에 의해 상기 제1 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제2 그라운드를 포함하고, An end portion is connected to an end portion of the first ground by the first via, and includes a second ground disposed below the first ground,
    상기 제2 그레이드 그라운드는,The second grade ground,
    제3 그라운드; 및Third ground; And
    단부가 상기 제2 비아에 의해 상기 제3 그라운드의 단부와 연결되고, 상기 제1 그라운드보다 하부에 배치되는 제4 그라운드를 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising: a fourth ground having an end connected to the end of the third ground by the second via and disposed below the first ground.
  20. 제16 항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 그레이드 전송선은,The grade transmission line,
    상기 제1 그라운드의 하부에 배치되는 제1 전송선; 및A first transmission line disposed under the first ground; And
    상기 제1 전송선보다 하부에 배치되는 제2 전송선을 포함하고,Including a second transmission line disposed below the first transmission line,
    상기 제1 전송선은 상기 송수신부 회로와 제1 신호 비아(signal via)에 의해 연결되고,The first transmission line is connected to the transmission/reception unit circuit through a first signal via,
    상기 제2 전송선은 상기 안테나와 제2 신호 비아에 의해 연결되고,The second transmission line is connected to the antenna by a second signal via,
    상기 제1 및 제2 전송선에 의해 상기 안테나와 상기 송수신부 회로 간에 신호가 전달되는, 전자 기기.The electronic device, wherein a signal is transmitted between the antenna and the transceiver circuit through the first and second transmission lines.
PCT/KR2019/007154 2019-06-13 2019-06-13 Electronic device having transmission line WO2020251089A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/007154 WO2020251089A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Electronic device having transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/007154 WO2020251089A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Electronic device having transmission line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020251089A1 true WO2020251089A1 (en) 2020-12-17

Family

ID=73780773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/007154 WO2020251089A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Electronic device having transmission line

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020251089A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552540A (en) * 2021-08-24 2021-10-26 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Three-dimensional integrated micro-assembly radar front-end module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140253382A1 (en) * 2012-05-07 2014-09-11 Wilocity, Ltd. Graded-ground design in a millimeter-wave radio module
KR20170089524A (en) * 2016-01-27 2017-08-04 삼성전자주식회사 Antenna Assist Device and Electronic device including the same
US20180159213A1 (en) * 2016-09-01 2018-06-07 Wafer Llc Variable dielectric constant antenna having split ground electrode
JP2018093491A (en) * 2016-12-03 2018-06-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Wireless communications package with integrated antenna array
KR20190062064A (en) * 2017-11-28 2019-06-05 삼성전자주식회사 Dual-band antenna using coupling feeding and electronic device including the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140253382A1 (en) * 2012-05-07 2014-09-11 Wilocity, Ltd. Graded-ground design in a millimeter-wave radio module
KR20170089524A (en) * 2016-01-27 2017-08-04 삼성전자주식회사 Antenna Assist Device and Electronic device including the same
US20180159213A1 (en) * 2016-09-01 2018-06-07 Wafer Llc Variable dielectric constant antenna having split ground electrode
JP2018093491A (en) * 2016-12-03 2018-06-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Wireless communications package with integrated antenna array
KR20190062064A (en) * 2017-11-28 2019-06-05 삼성전자주식회사 Dual-band antenna using coupling feeding and electronic device including the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552540A (en) * 2021-08-24 2021-10-26 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Three-dimensional integrated micro-assembly radar front-end module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021049674A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021085669A1 (en) Electronic device comprising 5g antenna
WO2021033807A1 (en) Electronic device equipped with transparent antenna
WO2020145421A1 (en) Electronic device for transmitting reference signal
WO2021182651A1 (en) Electronic device equipped with 5g antenna
WO2021157752A1 (en) Electronic device provided with antenna
WO2020222337A1 (en) Electronic device comprising array antennas
WO2020149434A1 (en) Electronic device for performing interference avoidance
WO2021033806A1 (en) Electronic device equipped with transparent antenna
WO2021045268A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021054494A1 (en) Broadband antenna mounted on vehicle
WO2021085665A1 (en) Electronic device having 5g antenna
WO2022004913A1 (en) Electronic equipment with antenna
WO2021049672A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021235578A1 (en) Electronic device having antenna
WO2021085688A1 (en) Electronic device having display-built-in antenna
WO2021049679A1 (en) Electronic device having antenna
WO2020145419A1 (en) Electronic device comprising antenna
WO2021066206A1 (en) Cone antenna assembly
WO2020251089A1 (en) Electronic device having transmission line
WO2020218643A1 (en) Electronic device having connector
WO2020251062A1 (en) Electronic device having transmission line
WO2021033805A1 (en) Electronic device having transparent antenna
WO2021095934A1 (en) Electronic device provided with 5g antenna
WO2021020599A1 (en) Electronic device with antenna

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: 19932643

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: 19932643

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1