WO2021045240A1 - 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

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WO2021045240A1
WO2021045240A1 PCT/KR2019/011295 KR2019011295W WO2021045240A1 WO 2021045240 A1 WO2021045240 A1 WO 2021045240A1 KR 2019011295 W KR2019011295 W KR 2019011295W WO 2021045240 A1 WO2021045240 A1 WO 2021045240A1
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WO
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antenna
frequency
band
switch
frequency band
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/011295
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English (en)
French (fr)
Inventor
김동진
박철완
하지훈
권영배
정병운
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
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/10—Resonant antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/03—Constructional features of telephone transmitters or receivers, e.g. telephone hand-sets

Definitions

  • the present invention relates to a mobile terminal having an antenna for transmitting and receiving radio signals. More specifically, it relates to a mobile terminal having a plurality of antennas.
  • Terminals can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, mobile terminals can be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals according to whether or not the user can directly carry them.
  • mobile terminals that is, electronic devices
  • functions of data and voice communication taking pictures and videos through a camera, recording voices, 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 a terminal is 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. It is being implemented.
  • mobile terminals that is, electronic devices
  • the mobile terminal has been attempted to use the 5th generation (5G) communication technology in addition to the 4th generation (4G) communication technology such as LTE.
  • 5G 5th generation
  • 4G 4th generation
  • a mobile terminal using 5G communication technology needs to provide a multi-input multi-output (MIMO) for improving transmission speed or stability of communication.
  • MIMO multi-input multi-output
  • a plurality of antennas must be provided, and a space for a separation distance of several wavelengths or more between the plurality of antennas is required.
  • 5G-NR New Radio
  • the 5G communication service may be provided in a high frequency band such as a millimeter wave band, but the service may be provided in a Sub6 frequency band of 6 GHz or less.
  • the importance of the sub-6 GHz band which can utilize the existing LTE legacy infrastructure and has both low-band communication coverage and millimeter wave (mmWave) data rate advantages, is increasing.
  • an antenna operating in the recent LTE band needs to operate in a wider band than the existing band.
  • the antenna of the LTE band needs to operate in a part of the 5G band for convergence with the 5G service in addition to the existing LTE service.
  • the antenna of the LTE band needs to operate in different bands for carrier aggregation (CA).
  • CA carrier aggregation
  • Another object is to provide a mobile terminal having a plurality of antenna elements with improved performance.
  • Another object of the present invention is to provide a structure for preventing interference between antennas in an antenna implemented with a metal frame.
  • another object of the present invention is to provide an antenna that operates in a wideband while preventing interference between antennas in an antenna implemented with a metal frame.
  • an electronic device having an antenna includes: a first antenna formed of a metal frame having a predetermined length and configured to operate in a first frequency band; A second antenna spaced apart from the first antenna by a slit and configured to operate in a second frequency band; And a switch connected to the first antenna and controlling an output to be connected to any one of a plurality of ports according to a control signal, and controlling a resonant frequency of the first antenna to be changed within the first frequency band.
  • the switch includes an input port configured to be connected to the first antenna; A first port connected to a first output of the switch and configured to be connected to a ground through a capacitor; And a second port connected to the second output of the switch and configured to be connected to the ground through a second capacitor and an inductor.
  • the switch may control the first antenna to resonate at a first frequency within the first frequency band by connecting the first antenna to the first port.
  • the switch may control the first antenna to resonate at a second frequency within the first frequency band by connecting the first antenna to the second port.
  • the second frequency is adjacent to the first frequency and is a higher frequency than the first frequency.
  • the second port connected to the first antenna is connected to the ground, It is characterized in that the resonant frequency of the adjacent second antenna is not changed.
  • a first matching circuit connected between the first port and the ground and configured to resonate the first antenna at a first frequency within the first frequency band; And a second matching circuit connected between the second port and the ground and configured so that the first antenna resonates at a second frequency within the first frequency band.
  • the first matching circuit is composed of the capacitor configured to have a predetermined capacitance value
  • the second matching circuit is configured to have the inductor configured to have a predetermined inductance value and a predetermined second capacitance value. It may be made of the second capacitor.
  • a feeding unit connected to one point of the first antenna and configured to feed the first antenna may be further included, and the first antenna may be connected to the switch at another point.
  • a speaker module and a camera module may be disposed inside the electronic device between the one point where the first antenna and the power supply unit are connected and the other point where the first antenna and the switch are connected.
  • the switch is disposed adjacent to an end of the first antenna, and when the resonant frequency of the first antenna is changed according to the switch operation, the resonant frequency of the second antenna is not changed.
  • control unit may further include a controller configured to control the switch to change the first frequency band by transmitting the control signal to the switch.
  • the controller transmits a first control signal to the switch, and controls the first antenna to resonate at a first frequency within the first frequency band as the first antenna is connected to the first port. can do.
  • the controller transmits a second control signal to the switch, and controls the first antenna to resonate at a second frequency within the first frequency band as the first antenna is connected to the second port.
  • the second frequency may be adjacent to the first frequency and may be a higher frequency than the first frequency.
  • the first antenna may be configured to operate in a second frequency band higher than the first frequency band and a third frequency band higher than the second frequency band.
  • the first antenna and a second slit spaced apart further comprising a third antenna configured to operate in the third frequency band
  • the second antenna is disposed on one side of the first antenna
  • the third antenna may be disposed on the other side of the first antenna.
  • the first frequency band is a lower band (LB) of the LTE band
  • the second frequency band is a middle band (MB) of the LTE band
  • the third frequency band is an HB of the LTE band. (High Band)
  • the first antenna can operate in all of the LB, the MB, and the HB.
  • the second antenna is configured to operate in the MB and the HB and GPS bands
  • the third antenna is configured to operate in a WiFi band that is a lower band than the HB and a band adjacent to the HB
  • the GPS band may be disposed adjacent to the MB.
  • An electronic device includes a first conductive member formed of a metal frame having a predetermined length and configured to operate in a first frequency band; A second conductive member spaced apart from the first conductive member by a slit and configured to operate in a second frequency band; A switch connected to the first conductive member and controlling an output to be connected to any one of a plurality of ports according to a control signal to control the first frequency band to be changed; And a baseband processor configured to control the operation of the switch.
  • the switch includes an input port configured to be connected to the first conductive member; A first port connected to a first output of the switch and configured to be connected to a ground through a capacitor; And a second port connected to the second output of the switch and configured to be connected to the ground through a second capacitor and an inductor.
  • the baseband processor may control the switch so that the first conductive member is connected to the first port so that the first conductive member resonates at a first frequency within the first frequency band.
  • the baseband processor may control the switch so that the first conductive member is connected to a second port so that the first conductive member resonates at a second frequency within the first frequency band.
  • the second frequency may be adjacent to the first frequency and may be a higher frequency than the first frequency.
  • a transmission/reception unit circuit configured to transmit a signal to the first conductive member or the second conductive member by being connected to the feed part of the first conductive member and the second feed part of the second conductive member. It may contain more. Meanwhile, the baseband processor may decode control data to determine a frequency band allocated to the electronic device, and control the transceiver circuit to operate the switch according to the allocated frequency band.
  • the baseband processor controls the switch through the transceiver circuit, so that the first conductive member is at a first frequency or a second frequency higher than the first frequency within the first frequency band. It can be controlled to resonate.
  • an electronic device having improved isolation characteristics between a plurality of antennas disposed adjacent to each other by a slit in an antenna implemented as a metal frame can be provided.
  • a matching circuit having a topology optimized for an output port of a switch connected to an antenna is connected to the ground, thereby preventing interference with an adjacent antenna.
  • the antenna operation band is changed and mutual There is an advantage in that inter-interference reduction is possible.
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual diagrams of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
  • FIG. 2A is an exploded perspective view of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • 2B is a diagram illustrating 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 a configuration of a plurality of antennas including a switch capable of a broadband operation in an electronic device having an antenna according to the present invention.
  • FIG. 4 shows the configuration of a matching circuit that can be connected to an output port of a switch according to the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a configuration of a matching circuit that can be connected to an output port of a switch and an electronic device having the same according to another embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B show reflection coefficient characteristics of ANT1 and ANT2 in relation to the present invention.
  • 7A and 7B show reflection coefficient characteristics of ANT1 and ANT2 when the switch structure according to the present invention is used.
  • FIG. 8 illustrates a configuration for controlling an electronic device including a plurality of antennas and switches and a switch according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a configuration for controlling an electronic device including a plurality of antennas and switches and a switch according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a configuration in which a plurality of antennas according to the present invention are disposed on an outer metal frame of a mobile terminal.
  • Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • slate PCs slate PCs.
  • 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.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual diagrams 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. ) And the like.
  • 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 those 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 to 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 multi-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. At this time, 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 for communication coverage expansion 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 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 another 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)
  • 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 representative examples thereof include a GPS (Global Positioning System) module or a WiFi (Wireless Fidelity) module.
  • a GPS Global Positioning System
  • WiFi Wireless Fidelity
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device by 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 gyroscope sensor
  • motion sensor motion sensor
  • RGB sensor infrared sensor
  • IR sensor infrared sensor
  • fingerprint sensor fingerprint 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 the present 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 a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and a 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 the 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 shipment 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 the operation related to the application program, the controller 180 generally controls the overall operation 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 discussed with reference to 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 can 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 specific type of electronic device the description of a specific type of electronic device may be generally applied to other types of electronic devices.
  • the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
  • the electronic device 100 includes a case (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 detachable 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, some of the side surfaces of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side 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.
  • 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.
  • the 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 playback sounds. It can be implemented in the form of ).
  • 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 output of light.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a 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 manipulated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may also be collectively referred to as a manipulating portion. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates 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 manipulated 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 sensed 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 at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 becomes a path 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 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.
  • a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented with four or more antennas to support MIMO.
  • the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band
  • mmWave millimeter wave
  • a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (refer to FIG. 1A) for supplying power to the electronic device 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 that is built into the terminal body or configured to be detachable from the outside of the terminal body.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a mobile terminal related to an embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal includes a window 210a and a display module 210b constituting the display unit 210. Includes.
  • the window 210a may be coupled to one surface of the front case 201.
  • the window 210a and the display module 210b may be integrally formed.
  • a frame 260 is formed between the front case 201 and the rear case 202 to support electrical elements.
  • the front case 201 and the rear case 202 are made of metal, they may be referred to as a metal frame.
  • the front case 201 is described as being a metal frame 201, but is not limited thereto, and at least one of the front case 201 and the rear case 202 may be implemented as a metal frame made of a metal material. have. Meanwhile, at least a part of a side surface of the metal frame 201 may operate as an antenna.
  • the frame 260 is a support structure inside the terminal and is formed to support at least one of the display module 210b, the camera module 221, the antenna device, the battery 240, or the circuit board 250, for example. .
  • a part of the frame 260 may be exposed to the outside of the terminal.
  • the frame 260 may form part of a sliding module that connects the main body and the display to each other in a slide-type terminal other than a bar-type terminal.
  • the circuit board 250 is disposed between the frame 260 and the rear case 202, and the display module 210b is coupled to one surface of the frame 260.
  • a circuit board 250 and a battery are disposed on the other surface of the frame 260, and the battery cover 203 may be coupled to the rear case 202 to cover the battery.
  • the window 210a is coupled to one surface of the front case 201.
  • a touch sensing pattern 210c formed to sense a touch may be formed on one surface of the window 210a.
  • the touch sensing pattern 210c is formed to sense a touch input and is made of light transmittance.
  • the touch sensing pattern 210c is mounted on the front surface of the window 210a, and may be configured to convert a change in voltage or the like occurring in a specific portion of the window 210a into an electrical input signal.
  • the display module 210b is mounted on the rear surface of the window 210a.
  • a thin film transistor-liquid crystal display TFT LCD
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • the display module 210b may be a liquid crystal display (LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display, a 3D display, and the like. I can.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • the circuit board 250 may be formed on one surface of the frame 260, but may be mounted under the display module 210b. In addition, at least one electronic device is mounted on a lower surface of the circuit board 250.
  • the frame 260 is formed with a recessed receiving portion to accommodate the battery 240.
  • a contact terminal connected to the circuit board 250 may be formed on one side of the battery accommodating part so that the battery 240 supplies power to the terminal body.
  • the frame 260 may be formed of a metal material so as to maintain sufficient rigidity even if it is formed to have a thin thickness.
  • the metal frame 260 may operate as a ground. That is, the circuit board 250 or the antenna device may be grounded to the frame 260, and the frame 260 may operate as the circuit board 250 or the ground of the antenna device. In this case, the frame 260 may extend the ground of the mobile terminal.
  • the circuit board 250 is electrically connected to the antenna device, and is configured to process a radio signal (or radio electromagnetic wave) transmitted and received by the antenna device.
  • a radio signal or radio electromagnetic wave
  • a plurality of transmission/reception circuits may be formed or mounted on the circuit board 250.
  • Transceiver circuits may be formed including one or more integrated circuits and associated electrical components.
  • the transceiver circuit may include a transmitting integrated circuit, a receiving integrated circuit, a switching circuit, and an amplifier.
  • the plurality of transceiver circuits simultaneously feed conductive members formed in a conductive pattern, which is a radiator, so that a plurality of antenna devices can operate simultaneously. For example, one may transmit while the other may receive, transmit both, or receive both.
  • the coaxial cable may be formed to connect the circuit board and each antenna device to each other.
  • the coaxial cable may be connected to a power feeding device for feeding antenna devices.
  • the power supply devices may be formed on one surface of the flexible circuit board 242 formed to process signals input from the operation unit 123a.
  • the other surface of the flexible circuit board 242 may be combined with a signal transmission unit formed to transmit a signal from the manipulation unit 123a.
  • a dome may be formed on the other surface of the flexible circuit board 242 and an actuator may be formed in the signal transmission unit.
  • a flexible circuit board 242 is connected to the lower portion of the carrier 135.
  • the flexible circuit board 242 may be connected at one end to the circuit board 250 having a control unit.
  • the flexible circuit board 242 may be connected to the operation unit 123a of the terminal.
  • the flexible circuit board 242 is formed so that the signal generated by the operation unit 123a is transmitted to the control unit of the circuit board 250.
  • an electronic device in which at least a part of a side surface of the metal frame 201 described above or a plurality of conductive patterns therein operates as an antenna is considered.
  • a plurality of conductive patterns inside the metal frame 201 may operate as a plurality of antenna elements.
  • the outer metal frame 201 that is, a metal decoration
  • the ground (GND) of two antennas of the same frequency is used as the ground (GND) of two antennas of the same frequency.
  • each of the two antenna patterns connected to the metal member becomes a main radiator.
  • a metal member corresponding to the outer metal frame 201 is ground, and a common ground of a plurality of antennas.
  • an antenna pattern that is in contact with the metal member that is, a conductive pattern, and the conductive pattern serves as a main radiator.
  • the mobile terminal according to the present invention has an antenna structure that simultaneously radiates in the same frequency band.
  • an L/C structure is provided between a metal member and a printed circuit board (PCB) connection terminal to improve isolation between the two antennas. That is, when two antennas radiate at the same time, an L/C structure is required to improve isolation. In this way, as the isolation between the two antennas is improved, mutual interference is reduced. Therefore, according to the improvement of interference between the two antennas, the arrangement distance between the antennas can be reduced even during the MIMO operation, thereby miniaturizing the antenna.
  • the present invention is to propose a 5G Sub-6GHz MIMO antenna structure capable of securing a mobile communication company's specifications in a metal rim structure.
  • the present invention is to provide an antenna miniaturization design technique for applying 4X4 or more MIMO.
  • the structure of the outer metal frame 201 having a metal frame structure it is to propose a method of optimally arranging a 5G Sub-6GHz antenna.
  • the metal frame structure of the present invention there is an advantage that it is possible to preempt the 5G sub-6GHz antenna platform technology by proposing a design technology for miniaturization of the sub-6GHz MIMO antenna.
  • 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 (AP) 500.
  • the modem 400 and the application processor AP 500 may be physically implemented in one chip, and may be logically and functionally separated.
  • the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of a physically separated chip according to an 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 control unit 250, and the plurality of low noise amplifiers 310 to 340 are all operable in the first communication system and the second communication system.
  • the first communication system and the second communication system may be 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 in 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 on 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, the RFIC through the modem 300 so that at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in a low power mode or is turned off. 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 a single transmitting/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 more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
  • the multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2B has an advantage in that it is possible to control other communication systems as needed, and thus system delay can be minimized, thereby enabling efficient resource allocation.
  • 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 4 antennas as shown in FIG. 2.
  • 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the 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) 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. In addition, 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.
  • an electronic device including a plurality of antennas and switches according to the present invention, interference between adjacent antennas can be minimized, and thus, stabilization of wireless performance of the electronic device can be ensured.
  • a switch structure capable of improving interference with an adjacent antenna and a matching circuit having an optimal topology is proposed.
  • the switch structure according to the present invention is not limited to one switch.
  • a plurality of switches may be provided to change the operating frequencies of the plurality of antennas and reduce mutual interference of the antennas.
  • the antenna structure having a metal frame structure having a slit there is a problem that the mutual influence of the antennas is very large.
  • the influence of other antennas due to a low band switch may be very high.
  • a plurality of antennas may be disposed at the upper and lower ends of the electronic device, and two or more slits, for example, a 2-slit or 3-slit structure may be applied to the upper and lower ends.
  • the switch-based antenna performance improvement structure of the present invention can be used for 5G Sub-6GHz antenna design.
  • a stable communication service is also possible in NSA (Non Stand Alone) in which the gNB, a 5G base station corresponding to the 5G communication system, is located in a separate location from the eNB, which is a 4G base station corresponding to the 4G communication system.
  • FIG. 3 shows a configuration of a plurality of antennas including a switch capable of broadband operation in an electronic device having an antenna according to the present invention.
  • FIG. 4 shows a configuration of a matching circuit that can be connected to an output port of a switch according to the present invention.
  • FIG. 5 shows a configuration of a matching circuit that can be connected to an output port of a switch and an electronic device having the same according to another embodiment of the present invention.
  • the electronic device may be configured to include a first antenna ANT 1, a second antenna ANT 2, and a switch SW. Meanwhile, the electronic device may be configured to include a first antenna ANT 1, a second antenna ANT 2, a third antenna ANT 3, and a switch SW.
  • the first antenna (ANT 1), the second antenna (ANT 2), and the third antenna (ANT 3) will be referred to as the first antenna 1110, the second antenna 1120, and the third antenna 1130, respectively. I can.
  • the first antenna ANT 1, the second antenna ANT 2, and the third antenna ANT 3 are respectively a first conductive member 1140, a second conductive member 1150, and a third conductive member. It may be referred to as (1200).
  • the switch SW may be referred to as a switch module including a matching circuit connectable to the output port of the switch SW.
  • the first antenna ANT 1, the second antenna ANT 2, and the third antenna ANT 3 may form part of an outer metal frame 201 of an electronic device, that is, a mobile terminal.
  • the outer metal frame 201 may be formed on the front case 201.
  • the outer metal frame 201 may be formed on the rear case 202.
  • the first antenna ANT 1 is formed of a metal frame having a predetermined length and is configured to operate in a first frequency band.
  • the second antenna ANT 2 is spaced apart from the first antenna by a slit S1 and is configured to operate in a second frequency band.
  • the first frequency band may correspond to a low band (LB) among LTE bands.
  • the second frequency band may correspond to a middle band (MB) and a GPS band among LTE bands.
  • the third frequency band to be described later may be a high band (HB) among LTE bands. Meanwhile, a detailed description of the first to third frequency bands will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 7B.
  • the first antenna ANT 1 can operate in the second frequency band MB in addition to the first frequency band LB.
  • the first antenna ANT 1 can operate in the second frequency band MB and the third frequency band HB in addition to the first frequency band LB.
  • both the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 may operate in the second frequency band MB. In this case, it is necessary to minimize a characteristic change between the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 separated from each other by the slit S1.
  • the switch SW may be connected to the first antenna ANT 1 and may control an output to be connected to any one of the plurality of ports PORT 1 and PORT 2 according to a control signal. Accordingly, the switch SW may control the resonant frequency of the first antenna ANT 1 to be changed within the first frequency band.
  • FIGS. 6A and 6B show reflection coefficient characteristics of ANT1 and ANT2 in relation to the present invention.
  • FIGS. 7A and 7B show reflection coefficient characteristics of ANT1 and ANT2 when the switch structure according to the present invention is used.
  • the LB which is the first frequency band, should cover a wide band of about 0.6 GHz to 1.05 GHz.
  • LB which is the first frequency band
  • the present invention a case of operating at the second resonance point and the third resonance point among three resonance points in the LB, which is the first frequency band, is examined.
  • the first antenna ANT 1 operates at the second resonant point to resonate at the first frequency.
  • the first antenna ANT 1 operates at the third resonance point to resonate at the second frequency.
  • the resonant frequency of the first antenna ANT 1 may be changed to one of the first frequency and the second frequency.
  • the resonant frequency of the second antenna ANT 2 should not be changed regardless of the change of the resonant frequency of the first antenna ANT 1.
  • the switch SW may include an input port and a first port and a second port, which are a plurality of output ports, PORT 1 and PORT 2.
  • the switch (SW) may be provided with first to fourth ports (PORT 1 to PORT 4) as shown in FIG. 5, but the first port and the first port to adjust the resonance frequency of the first antenna (ANT 1). 2 ports (PORT 1, PORT 2) can be used.
  • three or more resonant frequencies are changed in the LB among the LTE bands, three or more output ports can be used.
  • the first to third ports may be used.
  • an inductor may be connected to the first port PORT 1
  • a capacitor may be connected to the second and third ports PORT 2 and PORT 3.
  • inductance and capacitance values of inductors and capacitors connected to the first to third ports can be optimized.
  • values of the inductor and the capacitor connected to the first to third ports PORT 1 to PORT 3 may be 9nH, 100pF, and 1pF, respectively.
  • the resonant frequency of the first antenna ANT 1 may be changed as shown in FIG. 6A by optimizing the values of the inductor and the capacitor connected to the first to third ports PORT 1 to PORT 3. 5 and 6A, when the switch SW is connected to the first port PORT 1, it resonates at a second frequency (about 0.95 GHz) of the first frequency band. Meanwhile, when the switch SW is connected to the second port PORT 1, it resonates at a first frequency (about 0.8 GHz) of the first frequency band. On the other hand, when the switch SW is connected to the third port PORT 3, it resonates at a frequency lower than the first frequency (about 0.65 GHz) among the first frequency bands.
  • both the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 may operate in the second frequency band MB.
  • the first antenna ANT 1 operates in the MB band of the LTE band
  • the second antenna ANT 2 operates in the MB band of the LTE band and a GPS band adjacent thereto.
  • interference between the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 may occur.
  • the present invention proposes a switch structure and an optimal matching circuit topology for minimizing interference between the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2.
  • the present invention proposes a method of determining the shape of a matching circuit connected to the output port to the switch SW, that is, an optimum topology, and optimizing inductance and capacitance values in the optimum topology.
  • the input port of the switch SW is configured to be connected to the first antenna ANT 1.
  • the input port of the switch SW may be connected adjacent to the end of the first antenna ANT 1, but is not limited thereto and may be changed according to an application.
  • the first port PORT 1 may be configured to be connected to the first output of the switch SW and connected to the ground through a capacitor.
  • the second port PORT 2 may be configured to be connected to the second output of the switch SW and connected to the ground through a second capacitor and an inductor.
  • FIG. 4 shows the configuration of a matching circuit that can be connected to the output port of the switch according to the present invention. Therefore, the series or parallel combination of the inductor and the capacitor of FIGS. 4(a) to 4(d) is applied to the inductor and the second capacitor connected to the second port (PORT 2) of the switch SW of the capacitor. I can.
  • FIG. 4A shows a case in which one end of the second capacitor is connected in series to the inductor, and the other end of the second capacitor is connected to the ground, so that the inductor and the second capacitor are combined in series.
  • FIG. 4(b) shows a case in which one end of the inductor is connected in series to the second capacitor and the other end of the inductor is connected to the ground, so that the second capacitor and the inductor are combined in series.
  • FIG. 4(c) shows a case in which one end of the second capacitor is connected in parallel to the inductor and the other end of the second capacitor is connected to the ground, so that the inductor and the second capacitor are combined in parallel.
  • FIG. 4(d) shows a case where one end of the inductor is connected in parallel to the second capacitor and the other end of the inductor is connected to the ground, so that the second capacitor and the inductor are combined in parallel.
  • first port PORT 1 and the second port PORT 2 of the switch SW may be referred to as including the inductor and the capacitor described above.
  • first port (PORT 1) and the second port (PORT 2) of the switch (SW) may refer to only the output point.
  • the circuit by elements such as inductors and capacitors described above may be referred to as a matching circuit. have.
  • an electronic device including a plurality of antennas and switches SW according to the present invention may be configured to include a first matching circuit and a second matching circuit.
  • the first matching circuit is connected between the first port and the ground, and the first antenna ANT 1 is configured to resonate at a first frequency within a first frequency band.
  • the first matching circuit may be formed of a capacitor configured to have a predetermined capacitance value.
  • the capacitor is configured to have a capacitance value of 100 pF, so that the first antenna ANT 1 may resonate at the first frequency.
  • the value of the capacitor is not limited thereto and can be changed according to the application.
  • the second matching circuit is connected between the second port and the ground, and the first antenna ANT 1 is configured to resonate at a second frequency within the first frequency band.
  • the second matching circuit may include an inductor configured to have a predetermined inductance value and a second capacitor configured to have a predetermined second capacitance value.
  • the inductor is configured to have an inductance value of 2nH and the second capacitor is configured to have a capacitance value of 6pF, so that the first antenna ANT 1 resonates at a second frequency.
  • the values of the inductor and the second capacitor are not limited thereto and can be changed according to the application.
  • the switch SW can control the first antenna ANT 1 to resonate at a first frequency within the first frequency band by connecting the first antenna ANT 1 to the first port.
  • the switch SW may control the first antenna ANT 1 to resonate at a second frequency within the first frequency band by connecting the first antenna ANT 1 to the second port.
  • the second frequency may be adjacent to the first frequency and may be a higher frequency than the first frequency.
  • the first frequency corresponds to the frequency of the second resonance point in the first frequency band LB.
  • the second frequency corresponds to the frequency of the third resonance point in the first frequency band LB.
  • the operation state of the second antenna ANT 2 does not change according to the change in the operation state of the first antenna ANT 1.
  • the second port connected to the first antenna ANT 1 is connected to the ground.
  • the first antenna ANT 1 can operate in MB and HB among LTE bands, which are the second and third frequency bands, in addition to the LB among the LTE bands that are the first frequency band.
  • the resonant frequency of the second antenna ANT 2 adjacent to the first antenna ANT 1 is characterized in that the resonant frequency is not changed. That is, it can be seen that there is little change in the GPS/MB/HB resonance of the second antenna ANT 2 according to the LB switch state of the switch SW connected to the first antenna ANT 1.
  • the second antenna ANT 2 is spaced apart from the first antenna ANT 1 by a slit, and is configured to operate in a second frequency band.
  • the second frequency band is configured to include the MB of the GPS band and the LTE band.
  • the GPS band is configured to be adjacent to the MB in the LTE band, so that a signal from the first antenna ANT 1 may affect the operation of the second antenna ANT 2.
  • the matching circuit of the output port of the switch SW is optimally configured.
  • the end of the element in the matching circuit is connected to the ground, the influence between the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 can be minimized.
  • the second antenna ANT 2 can operate in a third frequency band in addition to the second frequency band.
  • the third antenna ANT 3 may be configured to operate in a WiFi band that is a lower band than HB and a band adjacent to the HB.
  • the electronic device having a plurality of antennas and a switch SW according to the present invention is connected to a point of the first antenna ANT 1 to provide a feeding unit F1 configured to feed the first antenna ANT 1. It may contain more.
  • the first antenna ANT 1 is connected to the switch SW at another point, and the point at which the power supply unit F1 and the switch SW are connected may be significantly separated.
  • a speaker module ( SPK) and a camera module (CAM) may be disposed.
  • the switch SW is disposed adjacent to the end of the first antenna ANT 1, and when the resonant frequency of the first antenna ANT 1 is changed according to the switch operation, the second antenna ANT 2 The resonant frequency of is not changed.
  • FIG. 8 shows a configuration for controlling an electronic device including a plurality of antennas and switches and a switch according to an embodiment of the present invention.
  • 9 illustrates a configuration for controlling an electronic device including a plurality of antennas and switches and a switch according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a configuration in which a plurality of antennas according to the present invention are disposed on an outer metal frame of a mobile terminal.
  • a first antenna ANT1 to a third antenna ANT 3 may be disposed on an outer metal frame disposed on an electronic device, that is, a mobile terminal.
  • the switch SW is connected to the first antenna ANT1 to change the resonant frequency of the first antenna ANT1 to a first frequency or a second frequency within the first frequency band.
  • the first antenna ANT 1 is formed of a metal frame having a predetermined length and is configured to operate in a first frequency band. Meanwhile, the second antenna ANT 2 is spaced apart from the first antenna by a slit S1 and is configured to operate in a second frequency band.
  • the first antenna ANT 1 can operate in the second frequency band MB in addition to the first frequency band LB.
  • the first antenna ANT 1 can operate in the second frequency band MB and the third frequency band HB in addition to the first frequency band LB.
  • both the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 may operate in the second frequency band MB.
  • the first antenna ANT 1 operates in the MB band of the LTE band
  • the second antenna ANT 2 operates in the MB band of the LTE band and a GPS band adjacent thereto.
  • interference between the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2 may occur.
  • the present invention proposes a switch structure and an optimal matching circuit topology for minimizing interference between the first antenna ANT 1 and the second antenna ANT 2.
  • control unit for controlling the switch SW to adjust the resonant frequency of the first antenna ANT1 may be the transceiver circuit 1250 or the baseband processor 1400. Accordingly, the controllers 1250 and 1400 may control the switch SW to vary the first frequency band by transmitting the control signal to the switch SW.
  • the controllers 1250 and 1400 may transmit the first control signal to the switch SW so that the first antenna ANT 1 is connected to the first port. Accordingly, the controllers 1250 and 1400 may control the first antenna ANT 1 to resonate at a first frequency within the first frequency band.
  • the controllers 1250 and 1400 may transmit a second control signal to the switch SW so that the first antenna ANT 1 is connected to the second port. Accordingly, the controllers 1250 and 1400 may control the first antenna ANT 1 to resonate at a second frequency within the first frequency band.
  • the second frequency is a frequency adjacent to the first frequency and higher than the first frequency, and corresponds to the frequency of the third resonance point of the first frequency band (ie, LB in the LTE band).
  • the first frequency corresponds to the frequency of the second resonance point of the first frequency band (ie, LB in the LTE band).
  • the first antenna ANT1 operating in broadband according to the present invention may be configured to operate in both a second frequency band higher than the first frequency band and a third frequency band higher than the second frequency band.
  • the electronic device according to the present invention may further include a third antenna ANT 3 spaced apart from the first antenna ANT 1 and the second slit S2 and configured to operate in a third frequency band.
  • the second antenna ANT 2 may be disposed on one side of the first antenna ANT 1
  • the third antenna ANT 3 may be disposed on the other side of the first antenna ANT 1.
  • the first frequency band is a lower band (LB) of the LTE band
  • the second frequency band is a middle band (MB) of the LTE band
  • the third frequency band is a high band (HB) of the LTE band.
  • the first antenna ANT 1 can be configured to operate in the LB, the MB, and the HB.
  • the second antenna ANT 2 can be configured to operate in the MB and HB and GPS bands.
  • the third antenna ANT 3 is configured to operate in a WiFi band lower than the HB and adjacent to the HB, and the GPS band is a band adjacent to the MB.
  • a plurality of antennas according to the present invention are disposed at a lower end of an electronic device, that is, a mobile terminal, and thus, broadband operation and minimization of interference between adjacent antennas can be performed in any area of the mobile terminal.
  • multiple input/output (MIMO) or diversity operation is possible through the fourth to sixth antennas ANT 4 to ANT 6 of FIG. 9 corresponding to the first to third antennas ANT 1 to ANT 3 of FIG. 8.
  • the controller 1400 may transmit and/or receive a signal through any one of the first antenna ANT 1 or the fourth antenna ANT 4 having good characteristics. Also, the controller 1400 may perform a multiple input/output (MIMO) or diversity operation by transmitting and/or receiving signals through the first antenna ANT 1 and the fourth antenna ANT 4.
  • MIMO multiple input/output
  • the fourth antenna ANT1 to the sixth antenna ANT 6 may be disposed on an outer metal frame disposed under an electronic device, that is, a mobile terminal.
  • the switch SW is connected to the fourth antenna ANT1 to change the resonant frequency of the fourth antenna ANT1 to a first frequency or a second frequency within the first frequency band.
  • the fourth antenna ANT 4 is formed of a metal frame having a predetermined length and is configured to operate in a first frequency band. Meanwhile, the fifth antenna ANT 5 is separated from the fourth antenna ANT 4 by a slit S1 and is configured to operate in a second frequency band.
  • the fourth antenna ANT 4 can operate in the second frequency band MB in addition to the first frequency band LB.
  • the fourth antenna ANT 4 can operate in the second frequency band MB and the third frequency band HB in addition to the first frequency band LB.
  • both the fourth antenna ANT 4 and the fifth antenna ANT 5 may operate in the second frequency band MB.
  • control unit for controlling the switch SW to adjust the resonant frequency of the fourth antenna ANT 4 may be a transmission/reception unit circuit 1250 or a baseband processor 1400. Accordingly, the controllers 1250 and 1400 may control the switch SW to vary the first frequency band by transmitting the control signal to the switch SW.
  • the controllers 1250 and 1400 may transmit the first control signal to the switch SW so that the fourth antenna ANT 4 is connected to the first port. Accordingly, the controllers 1250 and 1400 may control the fourth antenna ANT 4 to resonate at a first frequency within the first frequency band.
  • the controllers 1250 and 1400 may transmit the second control signal to the switch SW so that the fourth antenna ANT 4 is connected to the second port. Accordingly, the controllers 1250 and 1400 may control the first antenna ANT 1 to resonate at a second frequency within the first frequency band.
  • the second frequency is a frequency adjacent to the first frequency and higher than the first frequency, and corresponds to the frequency of the third resonance point of the first frequency band (ie, LB in the LTE band).
  • the first frequency corresponds to the frequency of the second resonance point of the first frequency band (ie, LB in the LTE band).
  • the fourth antenna ANT 4 operating in broadband according to the present invention may be configured to operate in both a second frequency band higher than the first frequency band and a third frequency band higher than the second frequency band.
  • the electronic device according to the present invention may further include a sixth antenna ANT 6 spaced apart from the fourth antenna ANT 4 and the second slit S2 and configured to operate in a third frequency band.
  • the fifth antenna ANT 5 may be disposed on one side of the fourth antenna ANT 4
  • the sixth antenna ANT 6 may be disposed on the other side of the fourth antenna ANT 4.
  • the first frequency band is a lower band (LB) of the LTE band
  • the second frequency band is a middle band (MB) of the LTE band
  • the third frequency band is a high band (HB) of the LTE band.
  • the fourth antenna ANT 4 can be configured to operate in all of the LB, the MB, and the HB.
  • the fifth antenna ANT 5 can be configured to operate in the MB and HB and GPS bands.
  • the sixth antenna ANT 6 is configured to operate in a WiFi band lower than the HB and adjacent to the HB, and the GPS band is a band adjacent to the MB.
  • FIG. 10 a configuration in which a plurality of antennas according to another aspect of the present invention are disposed on an outer metal frame of a mobile terminal is shown.
  • the description in FIGS. 1 to 9 described above may also be applied to a configuration according to another aspect of the present invention.
  • the switching circuits SW and SW2 may be disposed at the ends of the antennas separately from the transceiver circuits connected to each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 3. Accordingly, there is an advantage in that it is possible to change the antenna operation band and reduce mutual interference without deteriorating the performance of the transceiver circuit connected to each of the plurality of antennas (ANT 1 to ANT 3).
  • the electronic device includes a first conductive member 1140, a second conductive member 1150, a third conductive member 1200, a switch SW, a transceiver circuit 1250, and a baseband. It can be configured to include the processor 1400.
  • the first conductive member 1140, the second conductive member 1150, and the third conductive member 1200 are respectively the first antenna ANT 1, the second antenna ANT 2, and the third antenna ( May correspond to ANT 3).
  • the first conductive member 1140, the second conductive member 1150, and the third conductive member 1200 are respectively the fourth antenna ANT 4, the fifth antenna ANT 5, and the sixth antenna ( It may correspond to ANT 6).
  • a slit S1 may be disposed between the first conductive member 1140 and the second conductive member 1150 at the upper end of the electronic device. Also, another slit may be disposed between the second slit S2 and the second conductive member 1150 and adjacent conductive members on the side of the electronic device. Meanwhile, two slits may also be disposed between a plurality of conductive members at the lower end of the electronic device. Accordingly, an electronic device including a plurality of antennas and a switch according to the present invention may be implemented in a 2 slit structure at the bottom and the side, respectively.
  • a plurality of antennas may be provided on the outer metal frame.
  • the antenna 1110 at the lower end can be configured to operate in LTE LB, HB and 5G bands.
  • the antenna 1120 at the lower end can be configured to operate in the LTE band.
  • the antenna 1130 can be configured to operate in LTE MB, HB, UHB and 5G bands.
  • the lower antennas 1110 and 1120 and the antennas 1130 disposed adjacent thereto are not limited to operating in the above-described band.
  • some of the antennas 1110 to 1130 may operate as the fourth antenna ANT 4 to the sixth antenna ANT 6 as illustrated in FIG. 9.
  • the antenna 1160 on the side may operate as an antenna in the WiFi band. Accordingly, the antenna 1160 and the third antenna 1200 disposed on different sides may operate as antennas in the WiFi band of the 2.4 GHz band. In addition, the antenna 1170 on the side may operate as an antenna in a WiFi band of 5 GHz band.
  • the side antenna 1180 can be configured to operate as an antenna in LTE UHB and 5G bands.
  • the antenna 1190 on the other side may be configured to operate as an antenna in the 5G band.
  • MIMO multiple input/output
  • 4Tx or 4Rx can be performed in the 5G band using the antennas 1110, 11130, 1180, and 1190.
  • the antennas 1110, 11130, and 1180 support both 4G communication service and 5G communication service, they may be referred to as “LTE sharing antennas”.
  • the controller 1400 may transmit and/or receive a signal through any one of the first antenna ANT 1 or the fourth antenna ANT 4 having good characteristics. Also, the controller 1400 may perform a multiple input/output (MIMO) or diversity operation by transmitting and/or receiving signals through the first antenna ANT 1 and the fourth antenna ANT 4.
  • MIMO multiple input/output
  • the first conductive member 1140 is formed of a metal frame having a predetermined length and is configured to operate in a first frequency band.
  • the second conductive member 1150 is spaced apart from the first conductive member 1140 by a slit (S1), and is configured to operate in a second frequency band.
  • the switch SW is connected to the first conductive member 1140 and controls an output to be connected to any one of a plurality of ports according to a control signal, so that the first frequency band is changed.
  • the baseband processor 1400 is configured to control the operation of the switch SW.
  • the switch SW includes an input port and a plurality of output ports configured to be connected to the first conductive member 1140.
  • the plurality of output ports are connected to the first output of the switch SW and include a first port PORT 1 configured to be connected to the ground through a capacitor.
  • the plurality of output ports further includes a second port connected to the second output of the switch SW and configured to be connected to the ground through a second capacitor and an inductor.
  • the baseband processor 1400 connects the first conductive member 1140 to the first port, so that the first conductive member 1140 resonates at a first frequency within the first frequency band. Can be controlled.
  • the baseband processor 1400 connects the first conductive member 1140 to the second port, so that the first conductive member 1140 resonates at a second frequency within the first frequency band. Can be controlled.
  • the second frequency is adjacent to the first frequency within the first frequency band and corresponds to a higher frequency than the first frequency.
  • the transceiver circuit 1250 is configured to transmit a signal to the first conductive member 1140 or the second conductive member 1150.
  • the transmission/reception unit circuit 1250 may be connected to the power supply unit F1 of the first conductive member 1140 and the second power supply unit F2 of the second conductive member 1150.
  • the baseband processor 1400 may determine a frequency band allocated to the electronic device by decoding control data. Accordingly, the baseband processor 1400 may control the transceiver circuit so that the switch SW operates according to the allocated frequency band. In this regard, if the allocated frequency band is a band including the first frequency among the LBs that are the first frequency bands, the baseband processor 1400 controls the switch SW to be connected to the first port PORT 1. On the other hand, if the allocated frequency band is a band including the second frequency among the first frequency band LB, the baseband processor 1400 controls the switch SW to be connected to the second port PORT 2.
  • the baseband processor 1400 may adjust the resonance frequency by detecting that the user grips the terminal or changes the resonance frequency of the first antenna 1140 according to the surrounding environment.
  • the baseband processor 1400 may control the switch SW to be connected to another output port.
  • the resonant frequency of the first antenna 1140 may be changed from the first frequency to a lower frequency by more than a threshold.
  • the baseband processor 1400 may control the resonant frequency to be close to the first frequency again so that the switch SW is connected to the second port PORT 2.
  • the baseband processor 1400 may control the switch SW through the transceiver circuit 1250.
  • the baseband processor 1400 is a switch through the transceiver circuit 1250 so that the first conductive member 1140 resonates at a first frequency or a second frequency higher than the first frequency within the first frequency band. SW) can be controlled.
  • an electronic device including a plurality of antennas in an outer metal frame may perform multiple input/output (MIMO) or diversity through the plurality of antennas.
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor 1140 may perform 2x2 MIMO using the antennas 1110 and 1140 in the first frequency band LB among the LTE bands. Meanwhile, the baseband processor 1140 may perform 2x2 MIMO using two of the antennas 1120, 1130, 1140, and 1150 in the second frequency band MB among the LTE bands. Alternatively, the baseband processor 1140 may perform up to 4x4 MIMO using the antennas 1120, 1130, 1140, and 1150 in the second frequency band MB among the LTE bands.
  • the baseband processor 1140 may perform 2x2 MIMO using two antennas of the antennas 1110, 1130, 1140, and 1150 in the third frequency band HB of the LTE band.
  • the baseband processor 1140 may perform up to 4x4 MIMO using the antennas 1110, 1130, 1140, and 1150 in the third frequency band HB among the LTE bands.
  • the antenna structure of the mobile terminal supporting the 5G communication system may be composed of two or more, that is, two, four, and eight antennas.
  • at least some of the plurality of antennas 1110, 1130, 1180, and 1190 may be disposed adjacent to each other to one side metal frame among the outer metal frames, and may be configured to operate in a 5G band.
  • the plurality of antennas 1110, 1130, 1180, and 1190 that can operate in the 5G band can also operate in the LTE band.
  • a plurality of antennas 1110, 1130, 1180, and 1190 capable of operating in the 5G band may be referred to as an LTE shared antenna or a “5G shared antenna”.
  • MIMO modes it is possible to switch between MIMO modes, and accordingly, it is possible to switch from a 4*?*4 MIMO mode to a 2*?*2 MIMO mode.
  • MIMO mode it is possible to switch from the MIMO mode to a single transmission mode, and in this case, an optimal antenna may be selected from among a plurality of antennas.
  • the MIMO operation may be performed through a plurality of antennas in the same frequency band, and then the CA operation may be performed through a plurality of antennas operating in different bands.
  • a MIMO operation or a CA operation may be performed through a plurality of antennas, and then a single transmission mode may be performed through one antenna.
  • one antenna may be an antenna having optimal transmission or reception performance.
  • the radio wave performance of the first antenna ANT 1 or the fourth antenna ANT 4 is excellent. Antenna can be selected.
  • the second frequency band MB is allocated among the LTE bands
  • an antenna having a good propagation performance may be selected from among the first to fourth antennas ANT 1 to ANT 4.
  • a third frequency band (HB) is allocated among the LTE bands
  • an antenna having a good propagation performance may be selected from among the first to fourth antennas ANT 1 to ANT 4.
  • a signal can be transmitted and/or received using an antenna disposed in an area not gripped. have.
  • a signal may be transmitted and/or received through the first antenna ANT1.
  • a second frequency band (MB) is allocated and the lower part is gripped
  • a signal may be transmitted and/or received through at least one of the first antenna (ANT 1) or the second antenna (ANT 2).
  • HB third frequency band
  • a signal can be transmitted and/or received through at least one of the first antenna (ANT 1) or the second antenna (ANT 2). have.
  • an electronic device having improved isolation characteristics between a plurality of antennas disposed adjacent to each other by a slit in an antenna implemented as a metal frame can be provided.
  • a matching circuit having a topology optimized for an output port of a switch connected to an antenna is connected to the ground, thereby preventing interference with an adjacent antenna.
  • the antenna operation band is changed and mutual There is an advantage in that inter-interference reduction is possible.
  • the antenna device in connection with the present invention described above, it is possible to design and drive the antenna device as a computer-readable code on a medium on which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAM, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, etc.
  • HDDs hard disk drives
  • SSDs solid state disks
  • SDDs silicon disk drives
  • ROMs read-only memory
  • RAM compact disc drives
  • CD-ROMs compact discs
  • magnetic tapes magnetic tapes
  • floppy disks optical data storage devices
  • optical data storage devices etc.
  • carrier wave for example, transmission over the Internet
  • 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 illust

Abstract

본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제1 안테나; 상기 제1 안테나와 슬릿(slit)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제2 안테나; 및 상기 제1 안테나에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들 중 어느 하나에 연결되도록 제어하여, 상기 제1 주파수 대역 내에서 상기 제1 안테나의 공진 주파수가 변경되도록 제어하는 스위치를 포함하여, 메탈 프레임으로 구현된 안테나에서 슬릿에 의해 인접하게 배치된 복수의 안테나 간 격리도 (isolation) 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

안테나 및 이를 구비하는 전자 기기
본 발명은 무선 신호를 송수신하는 안테나를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 안테나를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기, 즉 전자 기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
상기 시도들에 더하여, 이동 단말기, 즉 전자 기기는 다양한 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 이와 관련하여, 이동 단말기는 LTE와 같은 4세대 (4G) 통신 기술에 추가적으로, 5세대 (5G) 통신 기술을 이용하려는 시도가 이루어지고 있다.
한편, 5G 통신 기술을 이용하는 이동 단말기는 전송 속도 향상 또는 통신 안정성을 위해 다중 입력 다중 출력 (MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 제공할 필요가 있다. 이동 단말기에서 MIMO를 지원하기 위해서는 복수의 안테나가 구비되어야 하고, 복수의 안테나 간에 수 파장 이상의 이격 거리를 위한 공간이 필요하다. 이와 관련하여, 이동 통신사가 최근 5G-NR(New Radio) 인프라 구축을 준비함에 따라, 4X4 MIMO 이상의 5G 무선플랫폼 설계 기술이 필요하다.
한편, 5G 통신 서비스는 밀리미터파 대역과 같은 높은 주파수 대역에서 서비스가 이루어질 수 있지만, 6GHz 이하의 Sub6 주파수 대역에서도 서비스가 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 기존 LTE legacy 인프라를 활용할 수 있으며 저-대역(low-band)의 통신 커버리지, 밀리미터파(mmWave) 대역의 데이터속도 이점을 모두 갖는 sub-6GHz 대역의 중요성이 커지고 있다.
특히, 5G 통신 서비스의 도입 시기에는 6GHz 이하의 Sub6 주파수 대역을 이용하여 통신 서비스가 이루어질 전망이다. 하지만, Sub6 주파수 대역에서 MIMO를 지원하기 위해 복수의 안테나 간에 수 파장 이상의 이격 거리 확보가 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, Sub6 주파수 대역에서 MIMO를 지원하기 위해, 복수의 안테나 간 이격 거리가 수 파장 이내, 경우에 따라 한 파장 이내가 되어야 하는 경우에, 안테나 간 격리도(isolation)가 매우 중요하다. 하지만, Sub6 주파수 대역에서 복수의 안테나 간 이격 거리가 가까운 경우에 안테나 간 격리도 확보를 위한 구체적인 해법이 없다는 문제점이 있다.
또한, 기존 LTE 안테나의 개수가 증가함에 따라 5G sub-6 MIMO 안테나의 설계 공간은 더욱 부족하다. 따라서, 이동 단말기 등의 전자 기기의 외곽 메탈 프레임을 이용하여 다수의 안테나들을 구현할 필요가 있다.
한편, 최근 LTE 대역에서 동작하는 안테나는 기존 대역보다 더 넓은 대역에서 동작할 필요가 있다. 이와 관련하여, LTE 대역의 안테나는 기존의 LTE 서비스 이외에 5G 서비스와의 융합을 위해 5G 대역의 일부에서도 동작할 필요가 있다. 또한, LTE 대역의 안테나는 반송파 집성(CA: Carrier Aggregation)을 위해 서로 다른 대역에서 동작할 필요가 있다.
이와 같이, 광대역에서 동작하는 안테나가 외곽 메탈 프레임으로 구현되는 경우, 메탈 프레임으로 구현된 인접한 다른 안테나 간에 상호 간섭이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 보다 성능이 향상된 복수의 안테나 소자를 가지는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 메탈 프레임으로 구현된 안테나에서, 안테나 상호 간 간섭을 방지하기 위한 구조를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은 메탈 프레임으로 구현된 안테나에서, 안테나 상호 간 간섭을 방지하면서도, 광대역으로 동작하는 안테나를 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제1 안테나; 상기 제1 안테나와 슬릿(slit)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제2 안테나; 및 상기 제1 안테나에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들 중 어느 하나에 연결되도록 제어하여, 상기 제1 주파수 대역 내에서 상기 제1 안테나의 공진 주파수가 변경되도록 제어하는 스위치를 포함하여, 메탈 프레임으로 구현된 안테나에서 슬릿에 의해 인접하게 배치된 복수의 안테나 간 격리도 (isolation) 특성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스위치는 상기 제1 안테나에 연결되도록 구성된 입력 포트; 상기 스위치의 제1 출력과 연결되고, 커패시터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제1 포트; 및 상기 스위치의 제2 출력과 연결되고, 제2 커패시터 및 인덕터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제2 포트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스위치는 상기 제1 안테나를 제1 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 스위치는 상기 제1 안테나를 제2 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수에 인접하고, 상기 제1 주파수보다 높은 주파수이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나의 공진 주파수가 상기 제1 주파수에서 상기 제2 주파수로 변경되는 경우, 상기 제1 안테나에 연결되는 상기 제2 포트가 그라운드에 연결되어, 상기 제1 안테나에 인접한 상기 제2 안테나의 공진주파수는 변경되지 않는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 포트와 상기 그라운드 간에 연결되고, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 구성된 제1 정합 회로; 및 상기 제2 포트와 상기 그라운드 간에 연결되고, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 구성된 제2 정합회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 정합 회로는 소정의 커패시턴스 값을 갖도록 구성된 상기 커패시터로 이루어지고, 상기 제2 정합 회로는 소정의 인덕턴스 값을 갖도록 구성된 상기 인덕터와 소정의 제2 커패시턴스 값을 갖도록 구성된 상기 제2 커패시터로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나의 일 지점과 연결되어 상기 제1 안테나를 급전하도록 구성된 급전부를 더 포함하고, 상기 제1 안테나는 상기 스위치와 타 지점에서 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나와 상기 급전부가 연결되는 상기 일 지점과 상기 제1 안테나와 상기 스위치가 연결되는 상기 타 지점 사이의 상기 전자 기기의 내부에 스피커 모듈 및 카메라 모듈이 배치될 수 있다. 한편, 상기 스위치는 상기 제1 안테나의 단부(end)에 인접하게 배치되고, 스위치 동작에 따른 상기 제1 안테나의 공진 주파수의 변경 시 상기 제2 안테나의 공진 주파수는 변경되지 않는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어 신호를 상기 스위치로 전달하여, 상기 제1 주파수 대역을 가변하도록 상기 스위치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 스위치로 제1 제어 신호를 전달하여, 상기 제1 안테나가 제1 포트에 연결됨에 따라 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 스위치로 제2 제어 신호를 전달하여, 상기 제1 안테나가 제2 포트에 연결됨에 따라 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 제2 주파수는 상기 제1주파수에 인접하고, 상기 제1주파수보다 높은 주파수일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나는 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역에서도 동작하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나와 제2 슬릿으로 이격되고, 상기 제3 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제3 안테나를 더 포함하고, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나의 일 측에 배치되고, 상기 제3 안테나는 상기 제1 안테나의 타 측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 주파수 대역은 LTE대역 중 LB(Lower Band)이고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 MB(Middle Band)이고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 HB(High Band)이고, 상기 제1 안테나는 상기 LB, 상기 MB 및 상기 HB에서 모두 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 안테나는 상기 MB 및 상기 HB와 GPS 대역에서 동작하도록 구성되고, 상기 제3 안테나는 상기 HB보다 낮은 대역이고 상기 HB에 인접한 대역인 WiFi 대역에서 동작하도록 구성되고, 상기 GPS 대역은 상기 MB에 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 전자 기기는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제1 도전 멤버(conductive member); 상기 제1 도전 멤버와 슬릿(slit)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제2 도전 멤버; 상기 제1 도전 멤버에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들 중 어느 하나에 연결되도록 제어하여, 상기 제1 주파수 대역이 변경되도록 제어하는 스위치; 상기 스위치의 동작을 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스위치는 상기 제1 도전 멤버에 연결되도록 구성된 입력 포트; 상기 스위치의 제1 출력과 연결되고, 커패시터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제1 포트; 및 상기 스위치의 제2 출력과 연결되고, 제2 커패시터 및 인덕터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제2 포트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제1 도전 멤버를 제1 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 상기 스위치를 제어할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제1 도전 멤버를 제2 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 상기 스위치를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 제2 주파수는 상기 제1주파수에 인접하고, 상기 제1주파수보다 높은 주파수일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 도전 멤버의 급전부와 상기 제2 도전 멤버의 제2 급전부에 연결되어, 상기 제1 도전 멤버 또는 상기 제2 도전 멤버로 신호를 전달하도록 구성된 송수신부 회로를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 기저대역 프로세서는 제어 데이터를 디코딩하여 상기 전자 기기에 할당된 주파수 대역을 판단하고, 상기 할당된 주파수 대역에 따라 상기 스위치가 동작하도록 상기 송수신부 회로를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기저대역 프로세서는 상기 송수신부 회로를 통해 상기 스위치를 제어하여, 상기 제1 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 내에서 제1 주파수 또는 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 복수의 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나에 연결된 스위치 출력 포트를 변경하여, 안테나가 광대역에서 동작할 수 있도록 하여 안테나 성능을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 메탈 프레임으로 구현된 안테나에서 슬릿에 의해 인접하게 배치된 복수의 안테나 간 격리도 (isolation) 특성이 향상된 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나에 연결된 스위치의 출력 포트에 최적화된 토폴로지의 정합 회로가 그라운드에 연결되어, 인접한 안테나로의 간섭을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 다수의 안테나 각각에 연결되는 송수신부 회로와 별도로 스위칭 회로를 안테나 단부에 배치하여, 송수신부 회로의 성능을 저하시키지 않고, 안테나 동작 대역 변경 및 상호 간 간섭 저하가 가능하다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
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.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 이동 단말기의 분해사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기에서, 광대역 동작이 가능한 스위치를 구비하는 복수의 안테나의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 스위치의 출력 포트에 연결될 수 있는 정합 회로의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치의 출력 포트에 연결될 수 있는 정합 회로의 구성과 이를 구비하는 전자 기기를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명과 관련하여 ANT1 및 ANT2의 반사 계수 특성을 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 스위치 구조를 이용하는 경우 ANT1 및 ANT2의 반사 계수 특성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 안테나와 스위치를 구비하는 전자 기기와 스위치를 제어하는 구성을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복수의 안테나와 스위치를 구비하는 전자 기기와 스위치를 제어하는 구성을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 복수의 안테나가 이동 단말기의 외곽 메탈 프레임에 배치된 구성을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(114)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 전자 기기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
전자 기기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
한편, 전자 기기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)와 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.
단말기 바디에는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 전력 증폭기 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이하에서는 이와 같이 구성된 안테나 장치와 안테나 장치가 구현된 이동 단말기와 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.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 이동 단말기의 분해사시도인데, 도 2를 참조하면, 상기 이동 단말기는 상기 디스플레이부(210)를 구성하는 윈도우(210a) 및 디스플레이 모듈(210b)을 포함한다. 윈도우(210a)는 상기 프론트 케이스(201)의 일면에 결합될 수 있다. 윈도우(210a) 및 디스플레이 모듈(210b)는 일체로 형성될 수 있다.
프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202) 사이에 전기적 소자들이 지지되도록 프레임(260)이 형성된다. 이와 관련하여, 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202)가 메탈로 구현되는 경우에는 메탈 프레임으로 지칭할 수 있다. 본 발명에서는 편의상 프론트 케이스(201)가 메탈 프레임(201)인 것으로 기재하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202) 중 적어도 하나가 금속 재질의 메탈 프레임으로 구현될 수 있다. 한편, 메탈 프레임(201)의 측면의 적어도 일부는 안테나로서 동작할 수 있다.
프레임(260)은 단말기 내부의 지지구조로서, 일 예로 디스플레이 모듈(210b), 카메라 모듈(221), 안테나 장치, 배터리(240) 또는 회로 기판(250) 중 적어도 어느 하나를 지지할 수 있도록 형성된다.
프레임(260)은 그 일부가 단말기의 외부로 노출될 수 있다. 또한, 프레임(260)은 바 타입이 아닌 슬라이드 타입의 단말기에서 본체부와 디스플레이부를 서로 연결하는 슬라이딩 모듈의 일부를 구성할 수도 있다.
도 2에 도시한 것은 일 예로서, 프레임(260)과 리어 케이스(202) 사이에 회로 기판(250)이 배치되고, 프레임(260)의 일면에 디스플레이 모듈(210b)이 결합되는 것을 도시하고 있다. 프레임(260)의 타면에는 회로 기판(250)과 배터리가 배치되고, 배터리를 덮도록 배터리 커버(203)가 리어 케이스(202)에 결합될 수 있다.
상기 윈도우(210a)는 상기 프론트 케이스(201)의 일면에 결합된다. 상기 윈도우(210a)의 일면에는 터치를 감지할 수 있도록 형성되는 터치 감지 패턴(210c)이 형성될 수 있다. 터치 감지 패턴(210c)은 터치 입력을 감지하도록 형성되고, 광투과성으로 이루어진다. 터치 감지 패턴(210c)은 상기 윈도우(210a)의 전면에 장착되며, 윈도우(210a)의 특정 부위에 발생하는 전압 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(210b)은 상기 윈도우(210a)의 후면에 장착된다. 본 실시 예에서는 상기 디스플레이 모듈(210b)의 예로서 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD)가 개시되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 디스플레이 모듈(210b)은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등이 될 수 있다.
상기 회로 기판(250)은 앞서 살펴본 바와 같이, 프레임(260)의 일면에 형성될 수 있지만, 상기 디스플레이 모듈(210b)의 하부에 장착될 수도 있다. 그리고, 상기 회로 기판(250)의 하면 상에 적어도 하나의 전자소자들이 장착된다.
상기 프레임(260)에는 상기 배터리(240)가 수용될 수 있도록 리세스된 형태의 수용부가 형성된다. 상기 배터리 수용부의 일 측면에는 상기 배터리(240)가 단말기 본체에 전원을 공급하도록 상기 회로 기판(250)과 연결되는 접촉단자가 형성될 수 있다.
프레임(260)은 얇은 두께로 형성되더라도 충분한 강성을 유지할 수 있도록 금속 재질로 형성될 수 있다. 금속 재질의 프레임(260)은 그라운드로 동작할 수 있다. 즉, 회로 기판(250) 또는 안테나 장치가 프레임(260)에 접지 연결될 수 있으며, 프레임(260)은 회로 기판(250)이나 안테나 장치의 그라운드로 동작할 수 있다. 이 경우 프레임(260)은 이동 단말기의 그라운드를 확장할 수 있다.
회로 기판(250)은 안테나 장치와 전기적으로 연결되며, 안테나 장치에 의하여 송수신되는 무선 신호(또는 무선 전자기파)를 처리하도록 이루어진다. 무선 신호의 처리를 위해, 복수의 송수신 회로들이 회로 기판(250)에 형성되거나 장착될 수 있다.
송수신기 회로들은 하나 이상의 집적 회로 및 관련 전기적 소자들을 포함하여 형성될 수 있다. 일 예로, 송수신기 회로는 송신 집적 회로, 수신 집적회로, 스위칭 회로, 증폭기 등을 포함할 수 있다.
복수의 송수신기 회로들은 방사체인 도전 패턴으로 형성되는 도전 멤버들을 동시 급전함으로써, 복수의 안테나 장치가 동시에 작동할 수 있다. 예를 들면, 어느 하나가 송신하는 동안, 다른 하나는 수신할 수 있으며, 둘 다 송신하거나 둘 다 수신을 할 수 있다.
동축 케이블은 회로기판과 각 안테나 장치들을 서로 연결하도록 형성될 수 있다. 일 예로 동축 케이블은 안테나 장치들을 급전시키는 급전 장치에 연결될 수 있다. 급전 장치들은 조작부(123a)로부터 입력되는 신호들을 처리하도록 형성되는 연성회로기판(242)의 일면에 형성될 수 있다. 연성회로기판(242)의 타면은 조작부(123a)의 신호를 전달하도록 형성되는 신호 전달 유닛과 결합될 수 있다. 이 경우 연성회로기판(242)의 타면에 돔이 형성되고, 신호 전달 유닛에 액추에이터가 형성될 수 있다.
캐리어(135)의 하부에는 연성회로기판(242)이 연결된다. 연성회로기판(242)은 일단이 제어부를 구비하는 회로기판(250)에 연결될 수 있다. 그리고 연성회로기판(242)은 단말기의 조작부(123a)와 연결될 수 있다. 이 경우, 연성회로기판(242)은 조작부(123a)에서 생성된 신호가 회로기판(250)의 제어부에 전달되도록 형성된다.
본 발명에서는 전술된 메탈 프레임(201)의 측면의 적어도 일부 또는 이와 내부의 복수의 도전 패턴(conductive pattern)이 안테나로서 동작하는 전자 기기를 고려한다. 이와 관련하여, 메탈 프레임(201) 내부의 복수의 도전 패턴이 복수의 안테나 소자로서 동작할 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명은 5G Sub 6 안테나를 구현 시, 외곽 메탈 프레임(201), 즉 금속 부재(metal decoration)를 동일 주파수의 두 개 안테나의 접지(GND)로 사용한다. 한편, 금속 부재에 연결되는 두 개의 안테나 패턴 각각이 주 방사체(main radiator)가 된다.
따라서, 본 발명에 따른 안테나는 외곽 메탈 프레임(201)에 해당하는 금속 부재가 접지이며, 복수의 안테나의 공통 접지가 된다. 또한, 금속 부재에 접촉(contact)되는 안테나 패턴, 즉 도전 패턴(conductive pattern)이 존재하고, 상기 도전 패턴이 주 방사체 역할을 한다.
한편, 본 발명에 따른 이동 단말기는 동일 주파수 대역에서 동시에 방사하는 안테나 구조를 갖는다. 또한, 두 안테나 사이에 격리도(isolation)를 개선하기 위해 금속 부재와 인쇄회로기판(PCB) 연결 단자 사이에 L/C 구조를 구비한다. 즉, 두 안테나가 동시에 방사할 때 격리도 개선을 위해 L/C 구조가 필요하다. 이와 같이 두 안테나 간의 격리도 개선에 따라 상호 간섭이 감소된다. 따라서, 두 안테나 간의 간섭 개선에 따라 MIMO 동작 시에도 안테나 간 배치 거리를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 안테나 소형화가 가능하다.
따라서, 본 발명의 구성과 관련하여, 금속 테두리(metal rim) 구조에서 이동 통신사 요구 사양(specification)을 확보할 수 있는 5G Sub-6GHz MIMO 안테나 구조를 제안하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 4X4 이상의 MIMO를 적용하기 위한 안테나 소형화 설계기술을 제공하기 위한 것이다. 구체적으로, 금속 테두리 구조의 외곽 메탈 프레임(201) 구조에서, 5G Sub-6GHz 안테나를 최적으로 배치하는 방법을 제안하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 금속 테두리 구조를 통해, sub-6GHz MIMO 안테나 소형화 설계 기술을 제안하여 5G sub-6GHz 안테나 플랫폼 기술을 선점할 수 있다는 장점이 있다.
도 2b는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2b를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 500)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 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.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 모뎀(400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2b와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 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.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, 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.
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.
모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)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.
모뎀(400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(310 내지 340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 복수의 안테나와 스위치를 구비하는 전자 기기를 통해, 인접 안테나 간 간섭을 최소화하여, 전자 기기의 무선 성능의 안정화를 확보할 수 있다. 이와 관련하여, 슬릿(slit)에 의해 분절된 메탈 프레임에서, 인접 안테나와의 간섭을 개선할 수 있는 스위치 구조와 최적의 토폴로지를 갖는 정합 회로가 제안된다.
한편, 본 발명에 따른 스위치 구조는 하나의 스위치로 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 복수의 안테나의 동작 주파수를 변경하고 안테나 상호 간섭을 저감하기 위해 복수의 스위치가 구비될 수 있다. 한편, 슬릿을 갖는 메탈 프레임 구조를 갖는 안테나 구조에서, 안테나 상호 간 영향은 매우 크게 나타나는 문제점이 있다. 또한, 전자 기기의 안테나 공간 제약 및 설계 방향에 따라, 저대역 스위치(Low band switch)에 따른 다른 안테나들의 영향도가 매우 높아질 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 저대역에서 동작하는 안테나에 적어도 하나의 스위치를 연결하고, 스위치의 출력 포트를 제어하여 광대역 동작과 함께 안테나 상호 간섭을 저감할 수 있다. 이를 위해, LB switch state에 따라 인접 안테나가 영향을 받지 않는 switch topology를 제공할 필요가 있다. 한편, 전자 기기의 상단부와 하단부에 복수의 안테나들이 배치될 있고, 상단부와 하단부에 2개 이상의 슬릿, 예컨대 2-slit, 또는 3-slit 구조가 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, LTE LB 안테나의 넓은 대역에서 switch range를 cover함에도 불구하고, 안테나의 안정적인 무선 성능을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 스위치 기반 안테나 성능 개선 구조는 5G Sub-6GHz 안테나 설계에도 활용 가능하다. 특히, 5G 통신 시스템에 해당하는 5G 기지국인 gNB가 4G 통신 시스템에 해당하는 4G 기지국인 eNB와 별도의 위치에 배치되는 NSA (Non Stand Alone) 에서도 안정적인 통신 서비스가 가능하다.
이와 관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기에서, 광대역 동작이 가능한 스위치를 구비하는 복수의 안테나의 구성을 나타낸다. 한편, 도 4는 본 발명에 따른 스위치의 출력 포트에 연결될 수 있는 정합 회로의 구성을 나타낸다. 또한, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치의 출력 포트에 연결될 수 있는 정합 회로의 구성과 이를 구비하는 전자 기기를 나타낸다.
도 2a 내지 도 5를 참조하면, 전자 기기는 제1 안테나(ANT 1), 제2 안테나(ANT 2) 및 스위치(SW)를 포함하도록 구성 가능하다. 한편, 전자 기기는 제1 안테나(ANT 1), 제2 안테나(ANT 2), 제3 안테나(ANT 3) 및 스위치(SW)를 포함하도록 구성 가능하다. 여기서, 제1 안테나(ANT 1), 제2 안테나(ANT 2) 및 제3 안테나(ANT 3)를 각각 제1 안테나(1110), 제2 안테나(1120) 및 제3 안테나(1130)로 지칭할 수 있다. 또한, 제1 안테나(ANT 1), 제2 안테나(ANT 2) 및 제3 안테나(ANT 3)를 각각 제1 도전 멤버(conductive member, 1140), 제2 도전 멤버(1150), 제3 도전 멤버(1200)로 지칭할 수 있다. 한편, 스위치(SW)는 스위치(SW)의 출력 포트에 연결 가능한 정합 회로를 포함하여 스위치 모듈로 지칭할 수 있다.
한편, 제1 안테나(ANT 1), 제2 안테나(ANT 2) 및 제3 안테나(ANT 3)는 전자 기기, 즉 이동 단말기의 외곽 메탈 프레임(201)의 일부를 구성할 수 있다. 여기서, 외곽 메탈 프레임(201)은 프론트 케이스(201)에 형성될 수 있다. 또는, 외곽 메탈 프레임(201)은 리어 케이스(202)에 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 안테나(ANT 1)는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 한편, 제2 안테나(ANT 2)는 제1 안테나와 슬릿(slit, S1)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 여기서, 제1 주파수 대역은 LTE 대역 중 저대역(LB: Low Band)에 해당할 수 있다. 또한, 제2 주파수 대역은 LTE 대역 중 중대역(MB: Middle Band)과 GPS 대역에 해당할 수 있다. 한편, 후술할 제3 주파수 대역은 LTE 대역 중 고대역(HB: High Band)일 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 주파수 대역에 대한 상세한 설명은 도 6a 내지 도 7b에서 상세히 설명한다.
한편, 제1 안테나(ANT 1)는 제1 주파수 대역인 LB 이외에 제2 주파수 대역인 MB 에서도 동작 가능하다. 또는, 제1 안테나(ANT 1)는 제1 주파수 대역인 LB 이외에 제2 주파수 대역인 MB와 제3 주파수 대역인 HB에서도 동작 가능하다.
이와 관련하여, 제1 안테나(ANT 1)와 제2 안테나(ANT 2)는 모두 제2 주파수 대역인 MB에서 동작할 수 있다. 이 경우, 슬릿(S1)에 의해 상호 분리된 제1 안테나(ANT 1)와 제2 안테나(ANT 2) 간에 특성 변화를 최소화할 필요가 있다.
한편, 스위치(SW)는 제1 안테나(ANT 1)에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들(PORT 1, PORT2) 중 어느 하나에 연결되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위치(SW)는 제1 주파수 대역 내에서 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수가 변경되도록 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 도 6a 및 도 6b는 본 발명과 관련하여 ANT1 및 ANT2의 반사 계수 특성을 나타낸다. 한편, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 스위치 구조를 이용하는 경우 ANT1 및 ANT2의 반사 계수 특성을 나타낸다.
도 6a 및 도 7a를 참조하면, 제1 주파수 대역인 LB는 약 0.6GHz 내지 1.05 GHz의 넓은 대역을 커버해야 한다. 이와 관련하여, 제1 주파수 대역인 LB는 광대역에 해당하므로 제1 안테나(ANT 1)에 서로 다른 공진 회로를 적용할 필요가 있다.
이와 관련하여, 본 발명에서는 제1 주파수 대역인 LB 내의 3개의 공진 점(resonance point) 중 2번째 공진 점과 3번째 공진 점에서 동작하는 경우에 대해 검토한다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT 1)가 2번째 공진 점에서 동작하는 경우를 제1 주파수에서 공진하는 것으로 가정한다. 또한, 제1 안테나(ANT 1)가 3번째 공진 점에서 동작하는 경우를 제2 주파수에서 공진하는 것으로 가정한다. 이를 위해, 스위치(SW)의 출력 포트를 변경하여, 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수를 제1 주파수 및 제2 주파수 중 어느 하나로 변경할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 제1 안테나(ANT 1)와 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭을 최소화하는 것이 중요하다. 이를 위해, 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수의 변경과 관계없이 제2 안테나(ANT 2)의 공진 주파수는 변경되지 않도록 구성되어야 한다.
이와 관련하여, 도 3 내지 도 7b를 참조하면, 스위치(SW)는 입력 포트와 다수의 출력 포트인 제1 포트 및 제2 포트(PORT 1, PORT 2)로 구성될 수 있다. 한편, 스위치(SW)는 도 5와 같이 제1 포트 내지 제4 포트(PORT 1 내지 PORT 4)를 구비할 수 있으나, 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수를 조절하기 위해 제1 포트 및 제2 포트(PORT 1, PORT 2)를 이용할 수 있다. 반면에, LTE 대역 중 LB에서 3개 이상의 공진 주파수를 변경하는 경우, 3개 이상의 출력 포트를 이용할 수 있다.
한편, 도 5와 같은 구조를 이용하여 LTE 대역 중 LB에서 3개 이상의 공진 주파수를 변경하는 경우, 제1 포트 내지 제3 포트(PORT 1 내지 PORT 3)을 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 포트(PORT 1)에 인덕터가 연결되고, 제2 포트 및 제3 포트(PORT 2, PORT 3)에 커패시터가 연결될 수 있다. 이러한 토폴로지에서, 제1 포트 내지 제3 포트(PORT 1 내지 PORT 3)에 연결되는 인덕터와 커패시터의 인덕턴스와 커패시턴스 값을 최적화할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 포트 내지 제3 포트(PORT 1 내지 PORT 3)에 연결되는 인덕터와 커패시터의 값은 각각 9nH, 100pF, 1pF일 수 있다. 하지만, 이러한 인덕턴스와 커패시턴스 값에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 변경 가능하다.
한편, 제1 포트 내지 제3 포트(PORT 1 내지 PORT 3)에 연결되는 인덕터와 커패시터의 값을 최적화하여, 도 6a와 같이 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수를 변경할 수 있다. 도 5 및 도 6a를 참조하면, 스위치(SW)가 제1 포트(PORT 1)에 연결되면, 제1 주파수 대역 중 제2 주파수 (약 0.95GHz)에서 공진한다. 한편, 스위치(SW)가 제2 포트(PORT 1)에 연결되면, 제1 주파수 대역 중 제1 주파수 (약 0.8GHz)에서 공진한다. 반면에, 스위치(SW)가 제3 포트(PORT 3)에 연결되면, 제1 주파수 대역 중 제1 주파수보다 낮은 주파수 (약 0.65GHz)에서 공진한다.
이와 같이, 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수가 변경됨에 따라, 도 6b에 도시된 바와 같이 제2 안테나(ANT 2)의 반사 계수 특성이 크게 변하는 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 제1 안테나(ANT 1)에 연결된 스위치(SW)의 LB switch state에 따른 제2 안테나(ANT 2)에서의 GPS 대역 공진 왜곡이 발생할 수 있다.
이와 관련하여, 제1 안테나(ANT 1)와 제2 안테나(ANT 2)는 모두 제2 주파수 대역인 MB에서 동작할 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나(ANT 1)는 LTE 대역 중 MB 대역에서 동작하고, 제2 안테나(ANT 2)는 LTE 대역 중 MB 대역과 이에 인접한 GPS 대역에서 동작한다. 따라서, 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2)가 모두 MB 대역에서 동작하는 경우, 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭이 발생할 수 있다. 또한, 제1 안테나(ANT 1)가 MB 대역에서 동작하고, 제2 안테나(ANT 2)가 GPS 대역에서 동작하는 경우에도 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭을 최소화하기 위한 스위치 구조와 최적의 정합 회로 토폴로지를 제안한다.
전술한 바와 같이, 스위치(SW)에 출력 포트에 연결되는 소자의 인덕턴스와 커패시턴스 값을 최적화하는 경우에도 이와 같은 문제점을 해결하기 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 스위치(SW)에 출력 포트에 연결되는 정합 회로의 형태, 즉 최적의 토폴로지를 결정하고, 최적의 토폴로지에서 인덕턴스와 커패시턴스 값을 최적화하는 방법을 제안한다.
이와 관련하여, 스위치(SW)의 입력 포트는 제1 안테나(ANT 1)에 연결되도록 구성된다. 이와 관련하여, 스위치(SW)의 입력 포트는 제1 안테나(ANT 1)의 단부(end)에 인접하게 연결될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
한편, 제1 포트(PORT 1)는 스위치(SW)의 제1 출력과 연결되고, 커패시터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 포트(PORT 2)는 스위치(SW)의 제2 출력과 연결되고, 제2 커패시터 및 인덕터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여 전술한 바와 같이, 도 4는 본 발명에 따른 스위치의 출력 포트에 연결될 수 있는 정합 회로의 구성을 나타낸다. 따라서, 도 4(a) 내지 도 4(d)의 인덕터와 커패시터의 직렬 조합 또는 병렬 조합이 여기서, 커패시터의 스위치(SW)의 제2 포트(PORT 2)에 연결되는 인덕터와 제2 커패시터에 적용될 수 있다.
도 4(a)는 제2 커패시터의 일 단이 인덕터에 직렬로 연결되고, 제2 커패시터의 타단이 그라운드에 연결되어, 인덕터와 제2 커패시터가 직렬로 조합된 경우이다. 한편, 도 4(b)는 인덕터의 일 단이 제2 커패시터에 직렬로 연결되고, 인덕터의 타단이 그라운드에 연결되어, 제2 커패시터와 인덕터가 직렬로 조합된 경우이다.
반면에, 도 4(c)는 제2 커패시터의 일 단이 인덕터에 병렬로 연결되고, 제2 커패시터의 타단이 그라운드에 연결되어, 인덕터와 제2 커패시터가 병렬로 조합된 경우이다. 한편, 도 4(d)는 인덕터의 일 단이 제2 커패시터에 병렬로 연결되고, 인덕터의 타단이 그라운드에 연결되어, 제2 커패시터와 인덕터가 병렬로 조합된 경우이다.
한편, 본 발명에 따른 스위치(SW)의 제1 포트(PORT 1)와 제2 포트(PORT 2)는 전술한 인덕터와 커패시터를 포함하는 것으로 지칭될 수 있다. 또는, 스위치(SW)의 제1 포트(PORT 1)와 제2 포트(PORT 2)는 출력 지점만을 지칭할 수도 있다. 스위치(SW)의 제1 포트(PORT 1)와 제2 포트(PORT 2)는 출력 지점만을 지칭하는 경우, 전술한 인덕터와 커패시터 등의 소자에 의한 회로를 정합 회로(matching circuit)으로 지칭할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 복수의 안테나와 스위치(SW)를 포함하는 전자 기기는 제1 정합 회로와 제2 정합 회로를 포함하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 제1 정합 회로는 제1 포트와 그라운드 간에 연결되고, 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 구성된다. 이를 위해, 제1 정합 회로는 소정의 커패시턴스 값을 갖도록 구성된 커패시터로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 커패시터는 100pF의 커패시턴스 값을 갖도록 구성되어, 제1 주파수에서 제1 안테나(ANT 1)가 공진하도록 할 수 있다. 하지만, 커패시터의 값은 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
한편, 제2 정합 회로는 제2 포트와 그라운드 간에 연결되고, 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 구성된다. 이를 위해, 제2 정합 회로는 소정의 인덕턴스 값을 갖도록 구성된 인덕터와 소정의 제2 커패시턴스 값을 갖도록 구성된 제2 커패시터로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 인덕터는 2nH의 인덕턴스 값을 갖고, 제2 커패시터는 6pF의 커패시턴스 값을 갖도록 구성되어, 제2 주파수에서 제1 안테나(ANT 1)가 공진하도록 할 수 있다. 하지만, 인덕터와 제2 커패시터의 값은 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 스위치(SW)는 제1 안테나(ANT 1)를 제1 포트에 연결되도록 하여, 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 또한, 스위치(SW)는 제1 안테나(ANT 1)를 제2 포트에 연결되도록 하여, 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제2 주파수는 제1 주파수에 인접하고, 제1 주파수보다 높은 주파수일 수 있다. 구체적으로, 도 6a 및 도 7a를 참조하면, 제1 주파수는 제1 주파수 대역인 LB에서 2번째 공진 점의 주파수에 해당한다. 한편, 제2 주파수는 제1 주파수 대역인 LB에서 3번째 공진 점의 주파수에 해당한다.
한편, 본 발명에 따른 복수의 안테나와 스위치(SW)를 포함하는 전자 기기에서, 제1 안테나(ANT 1)의 동작 상태 변경에 따라 제2 안테나(ANT 2)의 동작 상태가 변경되지 않는 것이 중요하다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수가 제1 주파수에서 제2 주파수로 변경되는 경우, 제1 안테나(ANT 1)에 연결되는 제2 포트가 그라운드에 연결된다. 도 7a를 참조하면, 제1 안테나(ANT 1)는 제1 주파수 대역인 LTE 대역 중 LB 이외에 제2 주파수 대역과 제3 주파수 대역인 LTE 대역 중 MB와 HB에서도 동작 가능하다.
따라서, 도 7b를 참조하면, 제1 안테나(ANT 1)에 인접한 제2 안테나(ANT 2)의 공진주파수는 변경되지 않는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 안테나(ANT 1)에 연결된 스위치(SW)의 LB switch state에 따른 제2 안테나(ANT 2)에서의 GPS/MB/HB 공진에 변화가 거의 없음을 알 수 있다.
이와 관련하여, 제2 안테나(ANT 2)는 제1 안테나(ANT 1)와 슬릿(slit)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 여기서, 제2 주파수 대역은 GPS 대역 및 LTE 대역 중 MB를 포함하도록 구성된다. 여기서, GPS 대역은 LTE 대역 중 MB에 인접하도록 구성되어, 제1 안테나(ANT 1)로부터의 신호가 제2 안테나(ANT 2)의 동작에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명은 제1 안테나(ANT 1)로부터의 신호가 제2 안테나(ANT 2)의 동작에 영향을 최소화하기 위해, 스위치(SW)의 출력 포트의 정합 회로의 최적으로 구성한다. 또한, 정합 회로 내의 소자의 단부(end)를 그라운드에 연결하는 구성으로, 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 제2 안테나(ANT 2)는 제2 주파수 대역 이외에 제3 주파수 대역에서도 동작 가능하다. 한편, 제3 안테나(ANT 3)는 HB보다 낮은 대역이고 HB에 인접한 대역인 WiFi 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 복수의 안테나와 스위치(SW)를 구비하는 전자 기기는 제1 안테나(ANT 1)의 일 지점과 연결되어 제1 안테나(ANT 1)를 급전하도록 구성된 급전부(F1)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 안테나(ANT 1)는 스위치(SW)와 타 지점에서 연결되고, 급전부(F1)와 스위치(SW)가 연결된 지점은 상당히 이격될 수 있다.
이와 관련하여, 제1 안테나(ANT 1)와 급전부(F1)가 연결되는 일 지점과 제1 안테나(ANT 1)와 스위치(SW)가 연결되는 타 지점 사이의 전자 기기의 내부에 스피커 모듈(SPK) 및 카메라 모듈(CAM)이 배치될 수 있다. 이 경우, 스위치(SW)는 제1 안테나(ANT 1)의 단부(end)에 인접하게 배치되고, 스위치 동작에 따른 제1 안테나(ANT 1)의 공진 주파수의 변경 시 제2 안테나(ANT 2)의 공진 주파수는 변경되지 않는다.
전술한 본 발명에 따른 복수의 안테나와 스위치를 구비하는 전자 기기에서, 안테나의 인접 주파수 간 간섭을 최소화하기 위한 제어 방법은 제어부에 의해 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 안테나와 스위치를 구비하는 전자 기기와 스위치를 제어하는 구성을 나타낸다. 또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복수의 안테나와 스위치를 구비하는 전자 기기와 스위치를 제어하는 구성을 나타낸다. 한편, 도 10은 본 발명에 따른 복수의 안테나가 이동 단말기의 외곽 메탈 프레임에 배치된 구성을 나타낸다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 전자 기기, 즉 이동 단말기의 상부에 배치되는 외곽 메탈 프레임에 제1 안테나(ANT1) 내지 제3 안테나(ANT 3)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 안테나(ANT1)에 스위치(SW)가 연결되어 제1 안테나(ANT1)의 공진 주파수를 제1 주파수 대역 내에서 제1 주파수 또는 제2 주파수로 변경 가능하다.
제1 안테나(ANT 1)는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 한편, 제2 안테나(ANT 2)는 제1 안테나와 슬릿(slit, S1)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다.
한편, 제1 안테나(ANT 1)는 제1 주파수 대역인 LB 이외에 제2 주파수 대역인 MB 에서도 동작 가능하다. 또는, 제1 안테나(ANT 1)는 제1 주파수 대역인 LB 이외에 제2 주파수 대역인 MB와 제3 주파수 대역인 HB에서도 동작 가능하다.
이와 관련하여, 제1 안테나(ANT 1)와 제2 안테나(ANT 2)는 모두 제2 주파수 대역인 MB에서 동작할 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나(ANT 1)는 LTE 대역 중 MB 대역에서 동작하고, 제2 안테나(ANT 2)는 LTE 대역 중 MB 대역과 이에 인접한 GPS 대역에서 동작한다. 따라서, 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2)가 모두 MB 대역에서 동작하는 경우, 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭이 발생할 수 있다. 또한, 제1 안테나(ANT 1)가 MB 대역에서 동작하고, 제2 안테나(ANT 2)가 GPS 대역에서 동작하는 경우에도 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 제1 안테나(ANT 1) 및 제2 안테나(ANT 2) 간 간섭을 최소화하기 위한 스위치 구조와 최적의 정합 회로 토폴로지를 제안한다.
한편, 본 발명에 따른 제1 안테나(ANT1)의 공진 주파수를 조절하기 위해 스위치(SW)를 제어하는 제어부는 송수신부 회로(1250) 또는 기저대역 프로세서(1400)일 수 있다. 따라서, 제어부(1250, 1400)는 제어 신호를 스위치(SW)로 전달하여, 제1 주파수 대역을 가변하도록 스위치(SW)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(1250, 1400)는 스위치(SW)로 제1 제어 신호를 전달하여, 제1 안테나(ANT 1)가 제1 포트에 연결되도록 할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1250, 1400)는 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1250, 1400)는 스위치(SW)로 제2 제어 신호를 전달하여, 제1 안테나(ANT 1)가 제2 포트에 연결되도록 할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1250, 1400)는 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 여기서, 제2 주파수는 제1주파수에 인접하고, 제1주파수보다 높은 주파수로서, 제1 주파수 대역 (즉, LTE 대역 중 LB)의 3번째 공진 점의 주파수에 해당한다. 한편, 제1주파수는 제1 주파수 대역 (즉, LTE 대역 중 LB)의 2번째 공진 점의 주파수에 해당한다.
한편, 본 발명에 따른 광대역 동작하는 제1 안테나(ANT1)는 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역 및 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역에서도 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전자 기기는 제1 안테나(ANT 1)와 제2 슬릿(S2)으로 이격되고, 제3 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제3 안테나(ANT 3)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 안테나(ANT 2)는 제1 안테나(ANT 1)의 일 측에 배치되고, 제3 안테나(ANT 3)는 제1 안테나(ANT 1)의 타 측에 배치될 수 있다.
여기서, 제1 주파수 대역은 LTE대역 중 LB(Lower Band)이고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 MB(Middle Band)이고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 HB(High Band)이다. 따라서, 제1 안테나(ANT 1)는 상기 LB, 상기 MB 및 상기 HB에서 모두 동작하도록 구성 가능하다.
한편, 제2 안테나(ANT 2)는 상기 MB 및 상기 HB와 GPS 대역에서 동작하도록 구성 가능하다. 또한, 제3 안테나(ANT 3)는 상기 HB보다 낮은 대역이고 상기 HB에 인접한 대역인 WiFi 대역에서 동작하도록 구성되고, 상기 GPS 대역은 상기 MB에 인접한 대역이다.
한편, 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 복수의 안테나들은 전자 기기, 즉 이동 단말기의 하단부에 배치되고, 이에 따라 광대역 동작 및 인접 안테나 간 간섭 최소화는 이동 단말기의 어느 영역에서도 가능하다. 또한, 도 8의 제1 내지 제3 안테나(ANT 1 내지 ANT 3)에 대응하는 도 9의 제4 내지 제6 안테나(ANT 4 내지 ANT 6)를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티 동작이 가능하다.
예를 들어, LTE 대역에서 LB + MB, LB + HB 또는 LB + MB + HB 반송파 집성(CA: Carrier Aggregation)을 수행하는 경우에도, 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티 동작이 가능하다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 제1 안테나 (ANT 1) 또는 제4 안테나(ANT 4) 중 특성이 양호한 어느 하나를 통해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 제1 안테나 (ANT 1) 및 제4 안테나(ANT 4)를 통해 신호를 송신 및/또는 수신하여 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티 동작을 수행할 수 있다.
하단부의 안테나 구성과 관련하여 도 9를 참조하면, 전자 기기, 즉 이동 단말기의 하부에 배치되는 외곽 메탈 프레임에 제4 안테나(ANT1) 내지 제6 안테나(ANT 6)가 배치될 수 있다. 또한, 제4 안테나(ANT1)에 스위치(SW)가 연결되어 제4 안테나(ANT1)의 공진 주파수를 제1 주파수 대역 내에서 제1 주파수 또는 제2 주파수로 변경 가능하다.
제4 안테나(ANT 4)는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 한편, 제5 안테나(ANT 5)는 제4 안테나(ANT 4)와 슬릿(slit, S1)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다.
한편, 제4 안테나(ANT 4)는 제1 주파수 대역인 LB 이외에 제2 주파수 대역인 MB 에서도 동작 가능하다. 또는, 제4 안테나(ANT 4)는 제1 주파수 대역인 LB 이외에 제2 주파수 대역인 MB와 제3 주파수 대역인 HB에서도 동작 가능하다.
이와 관련하여, 제4 안테나(ANT 4)와 제5 안테나(ANT 5)는 모두 제2 주파수 대역인 MB에서 동작할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제4 안테나(ANT 4)의 공진 주파수를 조절하기 위해 스위치(SW)를 제어하는 제어부는 송수신부 회로(1250) 또는 기저대역 프로세서(1400)일 수 있다. 따라서, 제어부(1250, 1400)는 제어 신호를 스위치(SW)로 전달하여, 제1 주파수 대역을 가변하도록 스위치(SW)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(1250, 1400)는 스위치(SW)로 제1 제어 신호를 전달하여, 제4 안테나(ANT 4)가 제1 포트에 연결되도록 할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1250, 1400)는 제4 안테나(ANT 4)가 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1250, 1400)는 스위치(SW)로 제2 제어 신호를 전달하여, 제4 안테나(ANT 4)가 제2 포트에 연결되도록 할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1250, 1400)는 제1 안테나(ANT 1)가 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어할 수 있다. 여기서, 제2 주파수는 제1주파수에 인접하고, 제1주파수보다 높은 주파수로서, 제1 주파수 대역 (즉, LTE 대역 중 LB)의 3번째 공진 점의 주파수에 해당한다. 한편, 제1주파수는 제1 주파수 대역 (즉, LTE 대역 중 LB)의 2번째 공진 점의 주파수에 해당한다.
한편, 본 발명에 따른 광대역 동작하는 제4 안테나(ANT 4)는 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역 및 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역에서도 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전자 기기는 제4 안테나(ANT 4)와 제2 슬릿(S2)으로 이격되고, 제3 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제6 안테나(ANT 6)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제5 안테나(ANT 5)는 제4 안테나(ANT 4)의 일 측에 배치되고, 제6 안테나(ANT 6)는 제4 안테나(ANT 4)의 타 측에 배치될 수 있다.
여기서, 제1 주파수 대역은 LTE대역 중 LB(Lower Band)이고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 MB(Middle Band)이고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 HB(High Band)이다. 따라서, 제4 안테나(ANT 4)는 상기 LB, 상기 MB 및 상기 HB에서 모두 동작하도록 구성 가능하다.
한편, 제5 안테나(ANT 5)는 상기 MB 및 상기 HB와 GPS 대역에서 동작하도록 구성 가능하다. 또한, 제6 안테나(ANT 6)는 상기 HB보다 낮은 대역이고 상기 HB에 인접한 대역인 WiFi 대역에서 동작하도록 구성되고, 상기 GPS 대역은 상기 MB에 인접한 대역이다.
한편, 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 복수의 안테나가 이동 단말기의 외곽 메탈 프레임에 배치된 구성을 나타낸다. 이와 관련하여, 전술된 도 1 내지 도 9에서의 설명이 이하의 본 발명의 또 다른 양상에 따른 구성에도 적용될 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 다수의 안테나(ANT 1내지 ANT 3) 각각에 연결되는 송수신부 회로와 별도로 스위칭 회로(SW, SW2)를 안테나 단부에 배치할 수 있다. 이로 인해, 다수의 안테나(ANT 1내지 ANT 3) 각각에 연결되는 송수신부 회로의 성능을 저하시키지 않고, 안테나 동작 대역 변경 및 상호 간 간섭 저하가 가능하다는 장점이 있다.
이와 관련하여 도 2b 내지 도 10을 참조하면, 다수의 안테나(ANT 1내지 ANT 3)와 이들과 각각 연결되는 전력 증폭기(210, 220)와 저잡음 증폭기(310 내지 340) 간에 스위칭 회로(SW, SW2)가 배치되지 않는다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스위치를 구비하는 복수의 안테나 구조는 송신부의 출력 전력을 감소시키지 않고 수신부의 저잡음 특성을 저하시키지 않으면서, 안테나 간 간섭을 저감할 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 전자 기기는 제1 도전 멤버(1140), 제2 도전 멤버(1150), 제3 도전 멤버(1200), 스위치(SW), 송수신부 회로(1250) 및 기저대역 프로세서(1400)를 포함하도록 구성 가능하다. 여기서, 제1 도전 멤버(1140), 제2 도전 멤버(1150), 제3 도전 멤버(1200)는 각각 도 8의 제1 안테나(ANT 1), 제2 안테나(ANT 2) 및 제3 안테나(ANT 3)에 해당할 수 있다. 또한, 제1 도전 멤버(1140), 제2 도전 멤버(1150), 제3 도전 멤버(1200)는 각각 도 9의 제4 안테나(ANT 4), 제5 안테나(ANT 5) 및 제6 안테나(ANT 6)에 해당할 수 있다.
한편, 전자 기기 상단부의 제1 도전 멤버(1140)와 제2 도전 멤버(1150) 간에 슬릿(S1)이 배치될 수 있다. 또한, 전자 기기 측면부에도 제2 슬릿(S2)과 제2 도전 멤버(1150)와 인접한 도전 멤버 간에 다른 슬릿이 배치될 수 있다. 한편, 전자 기기 하단부의 다수의 도전 멤버 간에도 2개의 슬릿이 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 복수의 안테나들과 스위치를 구비하는 전자 기기는 하단과 측면에 각각 2 slit 구조로 구현될 수 있다.
한편, 전술한 제1 도전 멤버(1140), 제2 도전 멤버(1150), 제3 도전 멤버(1200) 이외에 다수의 안테나들이 외곽 메탈 프레임에 구비될 수 있다. 이와 관련하여, 하단부의 안테나(1110)는 LTE LB, HB 및 5G 대역에서 동작하도록 구성 가능하다. 또한, 하단부의 안테나(1120)는 LTE 대역에서 동작하도록 구성 가능하다. 또한, 안테나(1130)은 LTE MB, HB, UHB 및 5G 대역에서 동작하도록 구성 가능하다.
하지만, 하단부의 안테나들(1110, 1120)과 이에 인접하게 배치된 안테나들(1130)는 전술한 대역에서 동작하는 것에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 안테나들(1110 내지 1130) 중 일부는 도 9에 도시된 바와 같이, 제4 안테나(ANT 4) 내지 제6 안테나(ANT 6)로 동작할 수 있다.
한편, 측면부의 안테나(1160)는 WiFi 대역에서 안테나로 동작할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 측면에 배치되는 안테나(1160)와 제3 안테나(1200)는 2.4GHz 대역의 WiFi 대역에서 안테나로 동작할 수 있다. 또한, 측면부의 안테나(1170)는 5GHz 대역의 WiFi 대역에서 안테나로 동작할 수 있다.
한편, 측면부의 안테나(1180)은 LTE UHB 및 5G 대역에서 안테나로 동작하도록 구성 가능하다. 또한, 다른 측면부의 안테나(1190)는 5G 대역에서 안테나로 동작하도록 구성 가능하다. 이에 따라, 안테나(1110, 11130, 1180, 1190)를 이용하여 5G 대역에서 4Tx 또는 4Rx와 같은 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 한편, 안테나(1110, 11130, 1180)는 4G 통신 서비스와 5G 통신 서비스를 모두 지원하는 점에서, "LTE 공유(sharing) 안테나"로 지칭될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, LTE 대역에서 LB + MB, LB + HB 또는 LB + MB + HB 반송파 집성(CA)을 수행하는 경우에도, 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티 동작이 가능하다. 이와 관련하여, 제어부(1400)는 제1 안테나 (ANT 1) 또는 제4 안테나(ANT 4) 중 특성이 양호한 어느 하나를 통해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 제1 안테나 (ANT 1) 및 제4 안테나(ANT 4)를 통해 신호를 송신 및/또는 수신하여 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티 동작을 수행할 수 있다.
한편, 제1 도전 멤버(conductive member, 1140)는 소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 또한, 제2 도전 멤버(1150)는 제1 도전 멤버(1140)와 슬릿(slit, S1)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 또한, 스위치(SW)는 제1 도전 멤버(1140)에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들 중 어느 하나에 연결되도록 제어하여, 제1 주파수 대역이 변경되도록 제어한다.
한편, 기저대역 프로세서(1400)는 스위치(SW)의 동작을 제어하도록 구성된다. 이와 관련하여, 스위치(SW)는 제1 도전 멤버(1140)에 연결되도록 구성된 입력 포트 및 다수의 출력 포트를 구비한다. 여기서, 다수의 출력 포트는 스위치(SW)의 제1 출력과 연결되고, 커패시터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제1 포트(PORT 1)을 포함한다. 또한, 다수의 출력 포트는 스위치(SW)의 제2 출력과 연결되고, 제2 커패시터 및 인덕터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제2 포트를 더 포함한다.
이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 도전 멤버(1140)를 제1 포트에 연결되도록 하여, 제1 도전 멤버(1140)가 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 도전 멤버(1140)를 제2 포트에 연결되도록 하여, 제1 도전 멤버(1140)가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 이 경우, 제2 주파수는 제1 주파수 대역 내에서 제1 주파수에 인접하고, 제1주파수보다 높은 주파수에 해당한다.
한편, 송수신부 회로(1250)는 제1 도전 멤버(1140) 또는 제2 도전 멤버(1150)로 신호를 전달하도록 구성된다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1250)는 제1 도전 멤버(1140)의 급전부(F1)와 제2 도전 멤버(1150)의 제2 급전부(F2)에 연결될 수 있다.
이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제어 데이터(control data)를 디코딩하여 전자 기기에 할당된 주파수 대역을 판단할 수 있다. 이에 따라, 기저대역 프로세서(1400)는 할당된 주파수 대역에 따라 스위치(SW)가 동작하도록 상기 송수신부 회로를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 할당된 주파수 대역이 제1 주파수 대역인 LB 중 제1 주파수를 포함하는 대역이면, 기저대역 프로세서(1400)는 스위치(SW)가 제1 포트(PORT 1)에 연결되도록 제어한다. 반면에, 할당된 주파수 대역이 제1 주파수 대역인 LB 중 제2 주파수를 포함하는 대역이면, 기저대역 프로세서(1400)는 스위치(SW)가 제2 포트(PORT 2)에 연결되도록 제어한다.
한편, 기저대역 프로세서(1400)는 사용자가 단말을 파지(grip)하거나 주변 환경에 따라 제1 안테나(1140)의 공진 주파수가 변경됨을 감지하여, 공진 주파수를 조정할 수도 있다. 이와 관련하여, 공진 주파수가 제1 주파수에서 임계치 이상 변경되면, 기저대역 프로세서(1400)는 스위치(SW)가 다른 출력 포트에 연결되도록 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제1 안테나(1140)의 공진 주파수가 제1 주파수에서 더 낮은 주파수로 임계치 이상 변경될 수 있다. 이 경우, 기저대역 프로세서(1400)는 스위치(SW)가 제2 포트(PORT 2)에 연결되도록 공진 주파수를 다시 제1 주파수에 근접하도록 제어할 수 있다.
한편, 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 도전 멤버(1140)가 제1 주파수 대역 내에서 제1 주파수 또는 제1 주파수보다 높은 제2 주파수에서 공진하도록 송수신부 회로(1250)를 통해 스위치(SW)를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 복수의 안테나들을 외곽 메탈 프레임에 구비하는 전자 기기는 복수의 안테나들을 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티(diversity)를 수행할 수 있다.
이와 관련하여, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 기저대역 프로세서(1140)는 LTE 대역 중 제1 주파수 대역(LB)에서 안테나들(1110, 1140)을 이용하여, 2x2 MIMO를 수행할 수 있다. 한편, 기저대역 프로세서(1140)는 LTE 대역 중 제2 주파수 대역(MB)에서 안테나들(1120, 1130, 1140, 1150) 중 2개의 안테나를 이용하여, 2x2 MIMO를 수행할 수 있다. 또는, 기저대역 프로세서(1140)는 LTE 대역 중 제2 주파수 대역(MB)에서 안테나들(1120, 1130, 1140, 1150)을 이용하여, 최대 4x4 MIMO를 수행할 수 있다.
또한, 기저대역 프로세서(1140)는 LTE 대역 중 제3 주파수 대역(HB)에서 안테나들(1110, 1130, 1140, 1150) 중 2개의 안테나를 이용하여, 2x2 MIMO를 수행할 수 있다. 또는, 기저대역 프로세서(1140)는 LTE 대역 중 제3 주파수 대역(HB)에서 안테나들(1110, 1130, 1140, 1150)을 이용하여, 최대 4x4 MIMO를 수행할 수 있다.
한편, 5G 통신 시스템을 지원하는 이동 단말기의 안테나 구조는 2개 이상, 즉, 2개, 4개, 8개의 안테나로 구성될 수 있다. 이와 관련하여 복수의 안테나들(1110, 1130, 1180, 1190) 중 적어도 일부는 외곽 메탈 프레임 중 일 측면 메탈 프레임에 상호 인접하여 배치되고, 5G 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 한편, 5G 대역에서 동작 가능한 복수의 안테나들(1110, 1130, 1180, 1190)은 LTE 대역에서도 동작 가능하다. 따라서, 5G 대역에서 동작 가능한 복수의 안테나들(1110, 1130, 1180, 1190)를 LTE 공유 안테나"또는 "5G 공유 안테나"로 지칭할 수 있다.
한편, MIMO 모드 간의 전환이 가능하고, 이에 따라 4*?*4 MIMO 모드에서 2*?*2 MIMO 모드로 전환이 가능하다. 또한, MIMO 모드에서 단일 전송 모드로의 전환도 가능하고, 이 경우 복수의 안테나들 중 최적 안테나가 선택될 수 있다. 또한, 동일한 주파수 대역에서 복수의 안테나를 통해 MIMO 동작을 수행하고, 이후 서로 다른 대역에서 동작하는 복수의 안테나를 통해 CA 동작을 수행할 수도 있다.
한편, 복수의 안테나를 통해 MIMO 동작 또는 CA 동작을 수행하고, 이후 하나의 안테나를 통해 단일 전송 모드를 수행할 수도 있다. 이 경우, 단일 전송 모드 전환에 따라 선택되는 안테나는 하나의 안테나는 송신 또는 수신 성능이 최적인 안테나일 수 있다.
이와 관련하여, 도 8 및 도 9를 참조하면, LTE 대역 중 제1 주파수 대역(LB)이 할당된 경우, 제1 안테나(ANT 1) 또는 제4 안테나(ANT 4) 중 전파 성능이 양호한 위치의 안테나가 선택될 수 있다. 한편, LTE 대역 중 제2 주파수 대역(MB)이 할당된 경우, 제1 안테나(ANT 1) 내지 제4 안테나 (ANT 4) 중 전파 성능이 양호한 위치의 안테나가 선택될 수 있다. 또한, LTE 대역 중 제3 주파수 대역(HB)이 할당된 경우, 제1 안테나(ANT 1) 내지 제4 안테나 (ANT 4) 중 전파 성능이 양호한 위치의 안테나가 선택될 수 있다.
한편, 사용자가 이동 단말기의 하단부 또는 상단부를 파지(grip)하는 것으로 센서를 통해 기저대역 프로세서(1400)가 판단하면, 파지되지 않은 영역에 배치된 안테나를 이용하여 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 주파수 대역(LB)이 할당되고, 하단부가 파지(grip)된 경우, 제1 안테나(ANT1)를 통해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 한편, 제2 주파수 대역(MB)이 할당되고, 하단부가 파지(grip)된 경우, 제1 안테나(ANT 1) 또는 제2 안테나(ANT 2) 중 적어도 하나를 통해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 또한, 제3 주파수 대역(HB)이 할당되고 하단부가 파지(grip)된 경우, 제1 안테나(ANT 1) 또는 제2 안테나(ANT 2) 중 적어도 하나를 통해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 복수의 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 복수의 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나에 연결된 스위치 출력 포트를 변경하여, 안테나가 광대역에서 동작할 수 있도록 하여 안테나 성능을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 메탈 프레임으로 구현된 안테나에서 슬릿에 의해 인접하게 배치된 복수의 안테나 간 격리도 (isolation) 특성이 향상된 전자 기기를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나에 연결된 스위치의 출력 포트에 최적화된 토폴로지의 정합 회로가 그라운드에 연결되어, 인접한 안테나로의 간섭을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 다수의 안테나 각각에 연결되는 송수신부 회로와 별도로 스위칭 회로를 안테나 단부에 배치하여, 송수신부 회로의 성능을 저하시키지 않고, 안테나 동작 대역 변경 및 상호 간 간섭 저하가 가능하다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 발명과 관련하여, 안테나 장치의 설계 및 이의 구동은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 전자 기기에 있어서,
    소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제1 안테나;
    상기 제1 안테나와 슬릿(slit)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제2 안테나; 및
    상기 제1 안테나에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들 중 어느 하나에 연결되도록 제어하여, 상기 제1 주파수 대역 내에서 상기 제1 안테나의 공진 주파수가 변경되도록 제어하는 스위치를 포함하는, 전자 기기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 제1 안테나에 연결되도록 구성된 입력 포트;
    상기 스위치의 제1 출력과 연결되고, 커패시터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제1 포트; 및
    상기 스위치의 제2 출력과 연결되고, 제2 커패시터 및 인덕터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제2 포트를 포함하는, 전자 기기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 제1 안테나를 제1 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어하고,
    상기 제1 안테나를 제2 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어하고,
    상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수에 인접하고, 상기 제1 주파수보다 높은 주파수인, 전자 기기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 안테나의 공진 주파수가 상기 제1 주파수에서 상기 제2 주파수로 변경되는 경우, 상기 제1 안테나에 연결되는 상기 제2 포트가 그라운드에 연결되어, 상기 제1 안테나에 인접한 상기 제2 안테나의 공진주파수는 변경되지 않는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 포트와 상기 그라운드 간에 연결되고, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 구성된 제1 정합 회로; 및
    상기 제2 포트와 상기 그라운드 간에 연결되고, 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 구성된 제2 정합회로를 포함하는, 전자 기기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 정합 회로는 소정의 커패시턴스 값을 갖도록 구성된 상기 커패시터로 이루어지고,
    상기 제2 정합 회로는 소정의 인덕턴스 값을 갖도록 구성된 상기 인덕터와 소정의 제2 커패시턴스 값을 갖도록 구성된 상기 제2 커패시터로 이루어지는, 전자 기기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나의 일 지점과 연결되어 상기 제1 안테나를 급전하도록 구성된 급전부를 더 포함하고,
    상기 제1 안테나는 상기 스위치와 타 지점에서 연결되는, 전자 기기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 급전부가 연결되는 상기 일 지점과 상기 제1 안테나와 상기 스위치가 연결되는 상기 타 지점 사이의 상기 전자 기기의 내부에 스피커 모듈 및 카메라 모듈이 배치되고,
    상기 스위치는 상기 제1 안테나의 단부(end)에 인접하게 배치되고, 스위치 동작에 따른 상기 제1 안테나의 공진 주파수의 변경 시 상기 제2 안테나의 공진 주파수는 변경되지 않는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 상기 스위치로 전달하여, 상기 제1 주파수 대역을 가변하도록 상기 스위치를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 전자 기기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스위치로 제1 제어 신호를 전달하여, 상기 제1 안테나가 제1 포트에 연결됨에 따라 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 제어하는, 전자 기기.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스위치로 제2 제어 신호를 전달하여, 상기 제1 안테나가 제2 포트에 연결됨에 따라 상기 제1 안테나가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 제어하고,
    상기 제2 주파수는 상기 제1주파수에 인접하고, 상기 제1주파수보다 높은 주파수인, 전자 기기.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는,
    상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역에서도 동작하도록 구성되는, 전자 기기.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 제2 슬릿으로 이격되고, 상기 제3 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제3 안테나를 더 포함하고,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나의 일 측에 배치되고,
    상기 제3 안테나는 상기 제1 안테나의 타 측에 배치되는, 전자 기기.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은 LTE대역 중 LB(Lower Band)이고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 MB(Middle Band)이고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 LTE 대역 중 HB(High Band)이고,
    상기 제1 안테나는 상기 LB, 상기 MB 및 상기 HB에서 모두 동작하는, 전자 기기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 상기 MB 및 상기 HB와 GPS 대역에서 동작하도록 구성되고,
    상기 제3 안테나는 상기 HB보다 낮은 대역이고 상기 HB에 인접한 대역인 WiFi 대역에서 동작하도록 구성되고,
    상기 GPS 대역은 상기 MB에 인접한 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  16. 전자 기기에 있어서,
    소정 길이의 메탈 프레임으로 형성되고, 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제1 도전 멤버(conductive member);
    상기 제1 도전 멤버와 슬릿(slit)으로 이격되고, 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 제2 도전 멤버; 및
    상기 제1 도전 멤버에 연결되고, 제어 신호에 따라 출력이 복수의 포트들 중 어느 하나에 연결되도록 제어하여, 상기 제1 주파수 대역이 변경되도록 제어하는 스위치; 및
    상기 스위치의 동작을 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서를 포함하는, 전자 기기.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 제1 도전 멤버에 연결되도록 구성된 입력 포트;
    상기 스위치의 제1 출력과 연결되고, 커패시터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제1 포트; 및
    상기 스위치의 제2 출력과 연결되고, 제2 커패시터 및 인덕터를 통해 그라운드와 연결되도록 구성된 제2 포트를 포함하는, 전자 기기.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 기저대역 프로세서는,
    상기 제1 도전 멤버를 제1 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 내의 제1 주파수에서 공진하도록 상기 스위치를 제어하고,
    상기 제1 도전 멤버를 제2 포트에 연결되도록 하여, 상기 제1 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 내의 제2 주파수에서 공진하도록 상기 스위치를 제어하고,
    상기 제2 주파수는 상기 제1주파수에 인접하고, 상기 제1주파수보다 높은 주파수인, 전자 기기.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 도전 멤버의 급전부와 상기 제2 도전 멤버의 제2 급전부에 연결되어, 상기 제1 도전 멤버 또는 상기 제2 도전 멤버로 신호를 전달하도록 구성된 송수신부 회로를 더 포함하고,
    상기 기저대역 프로세서는,
    제어 데이터를 디코딩하여 상기 전자 기기에 할당된 주파수 대역을 판단하고, 상기 할당된 주파수 대역에 따라 상기 스위치가 동작하도록 상기 송수신부 회로를 제어하는, 전자 기기.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 기저대역 프로세서는,
    상기 송수신부 회로를 통해 상기 스위치를 제어하여, 상기 제1 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 내에서 제1 주파수 또는 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수에서 공진하도록 제어하는, 전자 기기.
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