WO2021125740A1 - 무선 통신 시스템에서 안테나의 최적 빔 구현을 위한 커버 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 안테나의 최적 빔 구현을 위한 커버 장치 Download PDF

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WO2021125740A1
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thickness
cover
antenna
molding
cover frame
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박상훈
이준석
하도혁
허진수
이영주
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • the present disclosure relates to a cover device for implementing an optimal beam of a single band antenna.
  • the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a 4G network after (beyond 4G network) communication system or an LTE system after (Post LTE) system.
  • the 5G communication system is being considered for implementation in a very high frequency (mmWave) band (eg, such as a 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave very high frequency
  • FQAM FSK and QAM modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM advanced coding modulation
  • FBMC filter bank multi carrier
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • IoT Internet of things
  • IoE Internet of everything
  • sensing technology wired/wireless communication
  • network infrastructure network infrastructure
  • service interface technology service interface technology
  • security technology a sensor network for connection between objects, and machine to machine communication (machine to machine) are required.
  • M2M machine to machine communication
  • MTC machine type communication
  • IoT In the IoT environment, an intelligent IT (internet technology) service that creates new values in human life by collecting and analyzing data generated from connected objects can be provided.
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliance, advanced medical service, etc. can be applied to
  • 5G communication system technologies such as sensor network, machine to machine (M2M), and MTC (machine type communication) are implemented by 5G communication technologies such as beamforming, MIMO, and array antenna.
  • 5G communication technologies such as beamforming, MIMO, and array antenna.
  • cloud RAN cloud radio access network
  • the current cover for the ultra-high frequency band is sensitive to the dielectric constant of the cover-applied material and the dielectric loss of the cover-applied material even though it has the same external shape. Therefore, it may be necessary to optimize the thickness of the cover according to the frequency band of the beam radiated from the antenna. That is, in the 5G communication system supporting the current ultra-high frequency band, since the thickness of the cover optimized for each frequency band may vary in the base station, the cover mold having the optimized thickness for each frequency band can be manufactured, respectively.
  • the present invention relates to a cover device capable of flexibly having an optimal thickness for various frequency bands by locating a thickness compensation structure having an optimized thickness for each frequency band on a cover frame manufactured with a common mold.
  • a cover device for protecting an antenna device emitting a beam of a very high frequency band embedded in an electronic device, the cover device comprising: a cover frame including an open window area corresponding to a radiation area of the antenna device; and a thickness compensating structure positioned in a window area on the cover frame and having a different thickness according to a frequency band of the beam radiated from the antenna device.
  • the cover device for protecting an antenna device emitting a beam of a very high frequency band embedded in an electronic device according to a second embodiment of the present disclosure
  • the cover device includes a first region corresponding to the radiation region of the antenna device and having a predetermined thickness cover frame; and a thickness compensating structure located in a first area on the cover frame and having a different thickness according to a frequency band of the beam radiated from the antenna device.
  • a structure having a predetermined thickness may be positioned on the cover frame to have an optimal thickness corresponding to a frequency band of a beam radiated from the antenna device.
  • a structure having a predetermined thickness may be referred to as a thickness compensation structure.
  • the cover device according to various embodiments of the present disclosure can have an optimal thickness for each frequency band by changing only a thickness compensation structure located in a common cover frame, separate molds to have an optimal thickness for each frequency band as in the prior art There is no need to implement a cover device with
  • a thickness compensation structure having a different thickness according to a frequency band of a beam radiated from the antenna device is positioned in the cover frame, so that when a base station having the same appearance is implemented, each frequency band It is possible to flexibly have an optimal thickness for various frequency bands without manufacturing a mold for the antenna cover device having different thicknesses.
  • 1 is a diagram showing a base station apparatus for a very high frequency band.
  • FIG. 2 is a view showing the thickness of the antenna cover device.
  • FIG 3 is a view illustrating various examples of locating a thickness compensation structure on a cover frame according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a view illustrating various cover frames according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG 5 is a view illustrating various cover frames according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a view showing the configuration of a cover frame of the front assembly type of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a view illustrating a thickness compensation structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a view illustrating an internal structure of a thickness compensation structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 9A to 9B are views illustrating various embodiments of locating a thickness compensation structure in a partial window area (a first window area) in a cover frame according to a first exemplary embodiment of the present disclosure
  • FIGS. 10A to 10B are diagrams illustrating various embodiments of locating a thickness compensation structure in a front window region (second window region) in a cover frame according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of locating a thickness compensation structure in a side window area (third window area) in a cover frame according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a view illustrating various examples of locating a thickness compensation structure in a cover frame according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a view illustrating various cover frames according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 14A to 14B are views illustrating various embodiments of locating a thickness compensation structure in a partial region (a first region) within a cover frame according to a second embodiment of the present disclosure
  • 15 is a diagram illustrating an example of locating a thickness compensation structure in a front area (second area) within a cover frame according to a second exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a diagram illustrating an example of locating a thickness compensation structure in a side area (a third area) in a cover frame according to a second exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 17A is a diagram illustrating a simulation result of an antenna gain measured when a conventional cover device is used.
  • 17B is a diagram illustrating a simulation result of an antenna gain measured when a cover device according to various embodiments of the present disclosure is used.
  • 1 is a diagram showing a base station apparatus for a very high frequency band.
  • the base station device 100 includes an antenna device 110 emitting a beam of a very high frequency band inside the base station and a cover device 120 for protecting the antenna device 110 from the external environment.
  • FIG. 2 is a view showing the thickness of the antenna cover device.
  • the cover device for the ultra-high frequency band is sensitive to the dielectric constant and dielectric loss of the cover material even though it has the same external shape, so it is necessary to optimize the thickness of the cover device according to the band of the antenna. That is, in the current 5G communication system that supports the ultra-high frequency band, the thickness of the cover device optimized for each frequency band may vary when the base station is implemented, so cover molds having the optimized thickness for each frequency band are manufactured.
  • the thickness d of the cover device 200 required to protect the antenna device is 3.5 can be mm.
  • the thickness d of the cover device 200 required to protect the antenna device may be 2.5 mm.
  • the thickness of the optimal cover device according to the frequency band of the beam radiated from the antenna device described herein is only one example derived according to various simulation results, and is not limited to the numerical value of the thickness.
  • a radome mold for 28 GHz having a thickness of 3.5 mm it was necessary to manufacture a radome mold for 28 GHz having a thickness of 3.5 mm, a radome mold for 39 GHz having a thickness of 2.5 mm, and the like, respectively.
  • the thickness 210 of the central portion and the thickness 220 of the side portion of the cover device 200 may be different, but may be the same.
  • FIG 3 is a view illustrating various examples of locating a thickness compensation structure on a cover frame according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the cover frame 300 may include an open window area 310 .
  • the window area 310 corresponds to the radiation area of the antenna in the base station apparatus, and may vary depending on the location and area of the antenna apparatus built in the base station apparatus. This will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6 .
  • thickness compensation structures 320a and 320b having different thicknesses for each frequency band are positioned in the open window area 310 located in the cover frame 300 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • cover devices 330a and 330b of various thicknesses it is possible to implement the cover devices 330a and 330b of various thicknesses.
  • the thickness compensation structure 320a having a thickness d1 of 3.5 mm is positioned in the window region to be optimal for 28 GHz.
  • a cover device 330a having a thickness of phosphorus may be implemented.
  • the thickness compensation structure 320b having a thickness d2 of 2.5 mm is positioned in the window region to have an optimal thickness for 39 GHz.
  • a cover device 330b having a may be implemented.
  • the cover device may position a thickness compensation structure having an optimal thickness for each frequency band in one cover frame, thereby having an optimal thickness for each frequency band.
  • the cover device of the present disclosure can implement the cover device for various frequency bands by changing only the thickness compensation structure.
  • a thickness compensation structure having an optimal thickness is placed in a window area within the cover frame without the need to newly manufacture a separate mold to have an optimal thickness for each frequency band as in the prior art. By doing so, it is possible to flexibly have an optimal thickness for each of various frequency bands.
  • cover devices 330a and 330b shown in FIG. 3 only need to combine the thickness compensation structures 320a and 320b separately manufactured to the cover frame 300 made of a common mold, it is optimal for each frequency band as in the prior art. There is no need to separately manufacture a mold for the cover device having a thickness of .
  • FIG. 4 is a view illustrating various cover frames according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG 5 is a view illustrating various cover frames according to the first embodiment of the present disclosure.
  • cover frames having various structures according to the position and size of the open window area.
  • the window area included in the cover frame according to the first embodiment of the present disclosure corresponds to the radiation area of the antenna in the base station apparatus, and may vary depending on the location and area of the antenna apparatus built in the base station apparatus.
  • the top antenna cover frame 400a has an open window area 410a at the top.
  • the window area 410b is opened at the bottom of the cover frame 400b for the bottom antenna.
  • the front antenna cover frame 400c has an open window area 410c on the front side.
  • the front assembly type cover frame 500a may be used. This will be described in detail with reference to FIG. 6 .
  • the open window area 510b may be located on the side surface of the cover frame 500b.
  • FIG. 6 is a view showing the configuration of a cover frame of the front assembly type of the present disclosure.
  • the cover frame 600 of the front assembly type may be a cover device by itself as an assembly concept.
  • the cover frame 600 of the front assembly type may include a panel 610 , first coupling parts 620 , 630 , and a second coupling part 640 .
  • the panel 610 may have a flat plate reinforcement structure having a horizontal periodic structure as a thickness compensation structure. Various embodiments thereof will be described in detail with reference to FIG. 8 .
  • the first coupling parts 620 and 630 may be coupled to a side part having an open vertical periodic structure in the panel 610 , and the second coupling part 640 is the first coupling part. (620, 630) may be coupled to the panel 610 is coupled.
  • FIG. 7 is a view illustrating a thickness compensation structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • the thickness compensation structure according to various embodiments of the present disclosure may include at least one of a thermoplastic material, a thermosetting material, and an inorganic material.
  • the thickness compensation structure according to various embodiments of the present disclosure may be a single material or a composite material.
  • the thickness compensation structure may include external protruding structures 700a and 710a as shown in FIG. 7(a) or assembled panel structures 700b and 710b as shown in FIG. 7(b). , 720 and 730 , as shown in FIG. 7( c ), stacked structures 700c and 710c , or as shown in FIG. 7( d ) may be a panel structure 700d including side parts.
  • the thickness compensation structure may be positioned in the cover frame of the present disclosure in a window area using methods such as bonding, bonding, fastening, fusion, and bonding.
  • FIG. 8 is a view illustrating an internal structure of a thickness compensation structure according to various embodiments of the present disclosure.
  • the thickness compensation structure may further include a functional layer having a periodic or aperiodic pattern to optimize antenna performance.
  • the functional layer included in the thickness compensation structure includes flat plate reinforcement structures 800a and 810a having a round edge periodic structure, as shown in FIG. 8(a), and FIG. 8(b). ) as shown in the flat plate reinforcement structures 800b and 810b having a circular periodic structure, as shown in FIG. 8(c), the flat plate reinforcement structures 800c and 810c having a vertical periodic structure, or FIG. 8 As shown in (d), the plate reinforcement structures 800d and 810d having a horizontal periodic structure may be used.
  • the functional layer included in the thickness compensation structure may be generated according to various material processing techniques.
  • extrusion molding injection molding, compression molding, extrusion blow molding, blow molding, forming expansion molding, extrusion lamination
  • At least one processing technique among (extrusion laminating), laminating molding, casting, vacuum forming, press, rotational molding, and compression may be used.
  • FIGS. 9A to 9B are views illustrating various embodiments of locating a thickness compensation structure in a partial window area (a first window area) in a cover frame according to a first exemplary embodiment of the present disclosure
  • the cover frame may be implemented as a cover frame 900a for an upper antenna with an open window area at the top or a cover frame 900b for a lower antenna with an open window area at the bottom, depending on the window realization area. have.
  • the thickness compensation structure may be positioned in the cover frame of the present disclosure in a window area using methods such as bonding, bonding, fastening, fusion, and bonding.
  • the thickness compensation structure 901a having an externally protruding structure shown in FIG. 9B when the thickness compensation structure 901a having an externally protruding structure shown in FIG. 9B is positioned in the window area of the upper antenna cover frame 900a shown in FIG. Device 910a may be complete.
  • the thickness compensating structure 903a having the stacked structure shown in FIG. 9b or the thickness compensating structure 905a having the assembled panel structure is positioned in the window area of the upper antenna cover frame 900a shown in FIG. 9A , the top antenna cover device 920a that does not protrude outside can be completed.
  • the externally protruding lower antenna cover device ( 910b) can be completed.
  • the thickness compensating structure 903b having the stacked structure shown in FIG. 9b or the thickness compensating structure 905b having the assembled panel structure is positioned in the window area of the lower antenna cover frame 900b shown in FIG. 9A. , a cover device 920b for the lower antenna that does not protrude outside can be completed.
  • FIGS. 10A to 10B are diagrams illustrating various embodiments of locating a thickness compensation structure in a front window region (second window region) in a cover frame according to a first embodiment of the present disclosure
  • the cover frame may be implemented as a front antenna cover frame 1000a with an open window area on the front side or an assembled cover frame 1000b for a front antenna according to a window realization area.
  • the assembled cover frame 1000b for the front antenna shown in FIG. 10A is an assembly concept and may itself be the cover device 1030 for the front antenna.
  • the thickness compensation structure may be positioned in the cover frame of the present disclosure in a window area using methods such as bonding, bonding, fastening, fusion, and bonding.
  • the thickness compensation structure 1001 having an externally protruding structure shown in FIG. 10B when the thickness compensation structure 1001 having an externally protruding structure shown in FIG. 10B is positioned in the window region of the cover frame 1000a for the front antenna shown in FIG. Device 1010 may be complete.
  • the cover device 1020 for the front antenna does not protrude from the outside. ) can be completed.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of locating a thickness compensation structure in a side window area (third window area) in a cover frame according to a first embodiment of the present disclosure
  • an open window area may be located on the side surface of the cover frame 1100 for the side antenna.
  • the cover device 1120 for the side antenna can be completed.
  • FIG. 12 is a view illustrating various examples of locating a thickness compensation structure in a cover frame according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the cover frame 1200 according to the second embodiment of the present disclosure may have a predetermined thickness d0.
  • the cover frame according to the second embodiment of the present disclosure may include a first region to which a thickness compensation structure can be added, wherein the first region is at least one of an upper part, a lower part, a front part, and a side part of the cover frame. It may be located in more than one area. Also, the first area may correspond to a radiation area of the antenna device.
  • the cover frame 1200 according to the second embodiment of the present disclosure shown in FIG. 12 is a cover for an upper antenna in which the first area 1210 is located at the upper end of the cover frame when the antenna device is built in the upper end of the base station apparatus. It may be a frame 1200 .
  • a thickness compensation structure 1220a having different thicknesses d1 and d2 for each frequency band in the cover frame 1200 having a predetermined thickness d0 according to the second embodiment of the present disclosure; 1220b) may be added to implement the cover devices 1230a and 1230b having various thicknesses (d0 + d1, d0 + d2).
  • the thickness d0 of the cover frame 1200 according to the second embodiment may be the thinnest thickness corresponding to the highest frequency band supported by the 5G system.
  • d1 is placed on the top of the cover frame 1200 according to the second embodiment having a predetermined thickness d0.
  • a thickness compensation structure 1220a having a thickness of a cover device 1230a for an upper antenna having an optimal thickness of 3.5 mm (d0+d1) for 28 GHz may be completed.
  • the thickness of d2 is applied to the top of the cover frame 1200 according to the second embodiment having a predetermined thickness d0.
  • the cover device 1230b for the upper antenna having the optimum thickness of 2.5 mm (d0+d2) for 39 GHz may be completed.
  • the cover device may have an optimal thickness for each frequency band by adding a thickness compensation structure to one cover frame having a predetermined thickness.
  • the cover device of the present disclosure can implement the cover device for various frequency bands by changing only the thickness compensation structure.
  • the cover device does not need to newly manufacture a separate mold having an optimal thickness for each frequency band as in the prior art, and by adding a thickness compensation structure having an optimal thickness to the inside of the cover frame, the cover device It can have the optimal thickness flexibly for various frequency bands without changing the shape of the .
  • the thickness compensation structures 1220a and 1220b manufactured separately are added to the inside of the cover frame 1200 made of a common mold. There is no need to separately manufacture a mold for the cover device for each frequency band to have an optimal thickness for each band.
  • FIG. 13 is a view illustrating various cover frames according to a second embodiment of the present disclosure.
  • cover frames of various structures having a predetermined thickness d0 according to the location and size of the antenna device built into the base station device.
  • An area having a thickness d0 of the cover frame according to the second embodiment of the present disclosure corresponds to a radiation area of an antenna in the base station apparatus, and may vary depending on the location and area of the antenna apparatus built in the base station apparatus.
  • the upper antenna cover frame 1300a may have a thickness d0 of the upper region 1310a.
  • the cover frame 1300b for the front antenna may have a thickness d0 of the front area 1310b, and when the antenna device is built in the side of the base station device, the side antenna In the cover frame 1300c, the thickness of the side area 1310c may be d0.
  • FIGS. 14A to 14B are views illustrating various embodiments of locating a thickness compensation structure in a partial region (a first region) within a cover frame according to a second embodiment of the present disclosure
  • the upper antenna cover frame 1400a when the antenna device is built in the top of the base station device, the upper antenna cover frame 1400a may have a thickness d0 of the top area, and when the antenna device is built in the bottom of the base station device, the lower antenna For the cover frame 1400b, the thickness of the lower region may be d0.
  • the thickness d0 may be the thinnest thickness corresponding to the highest frequency band supported by the 5G system.
  • the thickness compensation structures 1401a and 1401b having a predetermined thickness d1 are in the upper area of the upper antenna cover frame 1400a in FIG. 14A or the lower antenna cover frame 1400b in the lower area. can be added.
  • the upper or lower region corresponding to the radiation region of the antenna has a thickness d0 + d1 optimized for a predetermined frequency band, thereby completing the cover device 1410a for the upper antenna or the cover device 1410b for the lower antenna. .
  • 15 is a diagram illustrating an example of locating a thickness compensation structure in a front area (second area) within a cover frame according to a second exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the front antenna cover frame 1500 may have a thickness d0 of the front area.
  • the thickness d0 may be the thinnest thickness corresponding to the highest frequency band supported by the 5G system.
  • the thickness compensation structure 1510 having a predetermined thickness d1 is added to the front area of the cover frame 1500 for the front antenna, so that the front area corresponding to the radiation area of the antenna is in a predetermined frequency band.
  • the cover device 1520 for the front antenna having an optimized thickness d0+d1 may be completed.
  • 16 is a diagram illustrating an example of locating a thickness compensation structure in a side area (a third area) in a cover frame according to a second exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the side area of the cover frame 1600 for the side antenna may have a thickness d0.
  • the thickness d0 may be the thinnest thickness corresponding to the highest frequency band supported by the 5G system.
  • the thickness compensation structure 1610 having a predetermined thickness d1 is added to the side area of the cover frame 1600 for the side antenna, so that the side area corresponding to the radiation area of the antenna is in a predetermined frequency band.
  • a cover device 1620 for a side antenna having an optimized thickness d0+d1 may be completed.
  • 17A is a diagram illustrating a simulation result of an antenna gain measured when a conventional cover device is used.
  • 17B is a diagram illustrating a simulation result of an antenna gain measured when a cover device according to various embodiments of the present disclosure is used.
  • the X-axis may mean a beam angle having a coverage of 120 degrees
  • the Y-axis may mean an antenna gain representing the reception power of the terminal compared to the transmission power of the base station.
  • the graph of each figure also shows results according to various indices of the tilt beam.
  • FIG. 17A is a view showing the gain of an antenna measured when a conventional cover device is used when the frequency band of a beam radiated from an antenna device built into the top of the base station device is 39 GHz
  • FIG. 17B is various embodiments of the present disclosure. It is a view showing the measured gain of the antenna when using the cover device according to .
  • the antenna gain corresponding to the vertical side is uniform even at various beam angles corresponding to the horizontal side compared to the graph shown in FIG. 17A, so when using the cover device according to various embodiments of the present disclosure It can be seen that the beam performance of the very high frequency band antenna can be maximized.
  • first, second, first or second can modify the corresponding elements regardless of order or importance, and are used only to distinguish one element from another element.
  • the components are not limited.
  • an (eg, first) component is referred to as being “connected (functionally or communicatively)” or “connected” to another (eg, second) component, that component is It may be directly connected to the component or may be connected through another component (eg, a third component).
  • 300 may indicate a cover frame
  • 320a and 320b may indicate a thickness compensation structure
  • 330a and 330b may indicate a cover device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시는 전자 장치에 내장된 초고주파 대역의 빔을 방사하는 안테나 장치를 보호하는 커버 장치에 있어서, 상기 안테나 장치의 방사 영역에 대응하는 개방된 윈도우 영역을 포함하는 커버 프레임; 및 상기 커버 프레임 상의 윈도우 영역에 위치하고, 상기 안테나 장치에서 방사되는 상기 빔의 주파수 대역에 따라 상이한 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 포함하는 커버 장치를 개시한다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나의 최적 빔 구현을 위한 커버 장치
본 개시는 단일 대역 안테나의 최적 빔 구현을 위한 커버 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(internet of things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (internet of everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신, 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(machine to machine, M2M), MTC(machine type communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(internet technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(machine to machine, M2M), MTC(machine type communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 초고주파 대역에서는 전파 환경에 민감하여 5G 통신 시스템에서는 기지국 구현 시 커버의 소재부터 두께까지 다양한 사전 검토가 필요할 수 있다.
특히, 현재 초고주파 대역용 커버(cover)는 동일 외형을 가지더라도 커버 적용 소재의 유전율과 커버 적용 소재의 유전 손실에 민감하다. 따라서, 안테나에서 방사되는 빔의 주파수 대역에 따라 커버의 두께의 최적화가 필요할 수 있다. 즉, 현재 초고주파 대역을 지원하는 5G 통신 시스템에서는 기지국에서 각 주파수 대역에 상응하는 최적화된 커버의 두께가 달라질 수 있으므로, 각 주파수 대역 별로 최적화된 두께를 가지는 커버 금형을 각각 제작할 수 있다.
본 발명은 공통의 금형으로 제작한 커버 프레임에 각 주파수 대역 별로 최적화된 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 위치하게 함으로써, 다양한 주파수 대역 별로 유연하게 최적의 두께를 가질 수 있는 커버 장치에 관한 것이다.
본 개시의 제1 실시 예에 따른 전자 장치에 내장된 초고주파 대역의 빔을 방사하는 안테나 장치를 보호하는 커버 장치에 있어서, 상기 안테나 장치의 방사 영역에 대응하는 개방된 윈도우 영역을 포함하는 커버 프레임; 및 상기 커버 프레임 상의 윈도우 영역에 위치하고, 상기 안테나 장치에서 방사되는 상기 빔의 주파수 대역에 따라 상이한 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 포함하는 커버 장치를 개시한다.
본 개시의 제2 실시 예에 따른 전자 장치에 내장된 초고주파 대역의 빔을 방사하는 안테나 장치를 보호하는 커버 장치에 있어서, 상기 안테나 장치의 방사 영역에 대응되며 소정의 두께를 가지는 제1 영역을 포함하는 커버 프레임; 및 상기 커버 프레임 상의 제1 영역에 위치하고, 상기 안테나 장치에서 방사되는 상기 빔의 주파수 대역에 따라 상이한 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 포함하는 커버 장치를 개시한다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역에 대응되는 최적의 두께를 가지도록 소정의 두께를 가지는 구조물을 커버 프레임에 위치할 수 있다. 이 때 소정의 두께를 가지는 구조물을 두께 보상 구조물이라고 칭할 수 있다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 공통된 커버 프레임에 위치하는 두께 보상 구조물만 변경하면 주파수 대역 별 최적의 두께를 가질 수 있으므로, 종래처럼 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지도록 별도의 금형으로 커버 장치를 구현할 필요가 없다.
즉, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역에 따라 상이한 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 커버 프레임에 위치하게 함으로써, 동일 외형을 가지는 기지국 구현 시 각각의 주파수 대역 별로 서로 다른 두께를 가지는 안테나 커버 장치의 금형 제작 없이도, 다양한 주파수 대역 별로 유연하게 최적의 두께를 가질 수 있다.
도 1은 초고주파 대역용 기지국 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 안테나 커버 장치의 두께를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임에 두께 보상 구조물을 위치하는 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 다양한 커버 프레임을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 다양한 커버 프레임을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 전면 조립형의 커버 프레임의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 것으로, 두께 보상 구조물을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 것으로, 두께 보상 구조물의 내부 구조를 도시하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9b는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 일부 윈도우 영역(제1 윈도우 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 다양한 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 전면 윈도우 영역(제2 윈도우 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 다양한 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 측면 윈도우 영역(제3 윈도우 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 예를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임에 두께 보상 구조물을 위치하는 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도 13는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 다양한 커버 프레임을 도시하는 도면이다.
도 14a 내지 도 14b는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 일부 영역(제1 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 다양한 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 전면 영역(제2 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 예를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 측면 영역(제3 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 예를 도시하는 도면이다.
도 17a는 종래의 커버 장치를 사용하였을 때 측정된 안테나 이득의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 17b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치를 사용하였을 때 측정된 안테나 이득의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 설명하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 초고주파 대역용 기지국 장치를 도시하는 도면이다.
도 1 에서 도시한 바와 같이, 기지국 장치(100)는 기지국 내부에 초고주파 대역의 빔을 방사하는 안테나 장치(110) 및 안테나 장치(110)를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 커버 장치(120)를 포함할 수 있다.
도 2는 안테나 커버 장치의 두께를 도시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 초고주파 대역에서는 전파 환경에 민감하여 5G 통신 시스템에서는 기지국 구현 시 커버의 소재부터 두께까지 다양한 사전 검토가 필요하다.
특히, 기지국 구현 시 초고주파 대역용 커버(cover) 장치는 동일 외형을 가지더라도 커버 적용 소재의 유전율과 유전 손실에 민감하므로, 안테나의 대역에 따라 커버 장치의 두께의 최적화가 필요하다. 즉, 현재 초고주파 대역을 지원하는 5G 통신 시스템에서는 기지국 구현 시 각 주파수 대역 별로 최적화된 커버 장치의 두께가 달라질 수 있는 바, 각 주파수 대역 별로 최적화된 두께를 가지는 커버 금형을 각각 제작하고 있다.
예를 들면, 도 2에서 도시된 바와 같이 기지국 장치에 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 28 GHz 인 경우, 안테나 장치를 보호하기 위해 필요한 커버 장치(200)의 두께(d)는 3.5mm 일 수 있다. 한편, 기지국 장치에 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 39 GHz 인 경우, 안테나 장치를 보호하기 위해 필요한 커버 장치(200)의 두께(d)는 2.5mm 일 수 있다.
본 명세서에서 기술된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역에 따른 최적의 커버 장치의 두께는 다양한 시뮬레이션 결과에 따라 도출된 하나의 실시 예일 뿐이지, 상기 두께의 수치에 한정되는 것은 아니다.
종래에는 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지는 커버 장치의 금형을 각각 제작하여 주파수 대역 별로 초고주파 대역용 커버 장치를 각각 생산할 수 밖에 없었다.
예를 들면, 3.5mm 의 두께를 가지는 28 GHz 용 레이돔 금형, 2.5mm 의 두께를 가지는 39 GHz 용 레이돔 금형 등을 각각 제작할 필요성이 있었다.
한편, 도 2 에서 도시된 바와 같이 커버 장치(200)의 중심부의 두께(210)와 측면부의 두께(220)는 상이할 수 있으나, 동일할 수도 있다.
도 3은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임에 두께 보상 구조물을 위치하는 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도 3에서 도시한 바와 같이 본 개시의 제1 실시 예에 따른 커버 프레임(300)은 개방된 윈도우 영역(310)을 포함할 수 있다.
본 개시의 제1 실시 예에 따른 윈도우 영역(310)은 기지국 장치 내의 안테나의 방사 영역과 대응되는 것으로, 기지국 장치에 내장된 안테나 장치의 위치 및 면적에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해서는 도 4 내지 도 6 에서 자세하게 알아보기로 한다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 본 개시의 제 1 실시 예에 따른 커버 프레임(300)에 위치한 개방된 윈도우 영역(310)에 주파수 대역 별로 서로 다른 두께를 가지는 두께 보상 구조물(320a, 320b)을 위치하도록 하여 다양한 두께의 커버 장치(330a, 330b)를 구현할 수 있다.
예를 들면, 기지국 장치에 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 28 GHz 인 경우에는 두께(d1)가 3.5mm인 두께 보상 구조물(320a)를 윈도우 영역에 위치하도록 하여, 28 GHz 에 최적인 두께를 가지는 커버 장치(330a)를 구현할 수 있다. 또한, 기지국 장치에 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 39 GHz 인 경우에는 두께(d2)가 2.5mm인 두께 보상 구조물(320b)를 윈도우 영역에 위치하도록 하여, 39 GHz 에 최적인 두께를 가지는 커버 장치(330b)를 구현할 수 있다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 하나의 커버 프레임에 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 위치하게 하여, 주파수 대역 별 최적의 두께를 가질 수 있다.
즉, 동일 외형을 가지는 기지국 구현 시, 본 개시의 커버 장치는 두께 보상 구조물만 변경함으로써 다양한 주파수 대역 별로 커버 장치의 구현이 가능하다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 종래처럼 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지도록 별도의 금형을 신규 제작할 필요 없이, 최적의 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 커버 프레임 내의 윈도우 영역에 위치하게 함으로써, 다양한 주파수 대역 별로 유연하게 최적의 두께를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 커버 장치(330a, 330b)는 공통 금형으로 제작된 커버 프레임(300)에 별도로 제작된 두께 보상 구조물 (320a, 320b)만 결합하면 되므로, 종래처럼 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지는 커버 장치의 금형을 별도로 제작할 필요가 없다.
도 4는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 다양한 커버 프레임을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 다양한 커버 프레임을 도시하는 도면이다.
도 4에서 도시한 바와 같이 개방된 윈도우 영역의 위치 및 크기에 따라 다양한 구조의 커버 프레임이 있다.
본 개시의 제1 실시 예에 따른 커버 프레임에 포함된 윈도우 영역은 기지국 장치 내의 안테나의 방사 영역과 대응되는 것으로, 기지국 장치에 내장된 안테나 장치의 위치 및 면적에 따라 달라질 수 있다.
예를 들면, 도 4 에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 상단에 안테나 장치가 내장된 경우 상단 안테나용 커버 프레임(400a)은 상단에 윈도우 영역(410a)이 개방되어 있다. 기지국 장치의 하단에 안테나 장치가 내장된 경우 하단 안테나용 커버 프레임(400b)은 하단에 윈도우 영역(410b)이 개방되어 있다.
또한, 기지국 장치의 전면에 안테나 장치가 내장된 경우 전면 안테나용 커버 프레임(400c)은 전면에 윈도우 영역(410c)이 개방되어 있다.
한편, 도 5에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 전면에 안테나 장치가 내장된 경우 전면 조립형의 커버 프레임(500a)을 사용할 수 있다. 이에 대해서는 도 6에서 자세하게 알아보기로 한다.
그리고, 도 5에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 측면부에 안테나 장치가 내장된 경우 커버 프레임(500b)의 측면에 개방된 윈도우 영역(510b)이 위치할 수 있다.
도 6은 본 개시의 전면 조립형의 커버 프레임의 구성을 도시하는 도면이다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전면 조립형의 커버 프레임(600)은 어셈블리 컨셉(Assembly concept)으로 그 자체로 커버 장치가 될 수 있다.
도 6 에서 도시한 바와 같이, 전면 조립형의 커버 프레임(600)은 판넬(610), 제1 결합부(620, 630) 및 제2 결합부(640)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 판넬(610)은 두께 보상 구조물과 같은 구조로써 수평 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조를 가질 수 있다. 이에 대한 다양한 실시 예는 도 8에서 자세하게 설명하기로 한다.
도 6에서 도시한 바와 같이 제1 결합부(620, 630)은 상기 판넬(610)에서 개방된 수직 주기 구조를 가지는 측면부와 결합될 수 있고, 제2 결합부(640)는 상기 제1 결합부(620, 630)가 결합된 상기 판넬(610)과 결합될 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 것으로, 두께 보상 구조물을 도시하는 도면이다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 열가소성 소재, 열경화성 소재, 또는 무기(inorganic)소재 중 적어도 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 단일 소재 또는 복합성 소재일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 도 7(a)에서 도시한 바와 같이 외부 돌출형 구조물(700a, 710a) 또는 도 7(b)에서 도시한 바와 같이 조립형 판넬 구조물(700b, 710b, 720, 730) 또는 도 7(c)에서 도시한 바와 같이 적층형 구조물(700c, 710c), 또는 도 7(d)에서 도시한 바와 같이 측면부 포함 판넬 구조물(700d)일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 본 개시의 커버 프레임 내에 윈도우 영역에 접합, 접착, 체결, 융착, 결합 등의 방법을 이용하여 위치할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 것으로, 두께 보상 구조물의 내부 구조를 도시하는 도면이다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 안테나 성능 최적화를 위해 주기적 또는 비주기적 패턴을 가지는 기능층을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물에 포함된 기능층은 도 8(a)에서 도시한 바와 같이 라운드 엣지(round edge) 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조(800a, 810a), 도 8(b)에서 도시한 바와 같이 구형(circle) 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조(800b, 810b), 도 8(c)에서 도시한 바와 같이 수직 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조(800c, 810c), 또는 도 8(d)에서 도시한 바와 같이 수평 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조(800d, 810d)일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물에 포함된 기능층은 다양한 소재 가공 기술에 따라 생성될 수 있다.
예를 들면, 압출 성형(extrusion), 사출 성형(injection molding), 압축 성형(compression molding), 압출 블로우 성형(extrusion blow molding), 중공 성형(blow molding), 발포 성형(forming expansion molding), 압출 적층(extrusion laminating), 적층 성형(laminating molding), 주형(casting), 진공 성형(vacuum forming), 프레스(press), 회전 성형(rotational molding), 압착 중 적어도 하나 이상의 가공 기술이 사용될 수 있다.
도 9a 내지 도 9b는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 일부 윈도우 영역(제1 윈도우 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 다양한 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 9a에서 도시한 바와 같이 커버 프레임은 윈도우 구현 영역에 따라 상단에 윈도우 영역이 개방된 상단 안테나용 커버 프레임(900a) 또는 하단에 윈도우 영역이 개방된 하단 안테나용 커버 프레임(900b)으로 구현될 수 있다.
도 9a에서 도시된 커버 프레임의 개방된 윈도우 영역에 도 9b에 도시된 다양한 두께 보상 구조물을 위치하도록 하여, 다양한 형태의 커버 장치가 구현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 본 개시의 커버 프레임 내에 윈도우 영역에 접합, 접착, 체결, 융착, 결합 등의 방법을 이용하여 위치할 수 있다.
예를 들면, 도 9a에서 도시된 상단 안테나용 커버 프레임(900a)의 윈도우 영역에 도 9b에 도시된 외부 돌출형 구조를 가지는 두께 보상 구조물(901a)를 위치하면, 외부가 돌출된 상단 안테나용 커버 장치(910a)가 완성될 수 있다.
또한, 도 9a에서 도시된 상단 안테나용 커버 프레임(900a)의 윈도우 영역에 도 9b에 도시된 적층형 구조를 가지는 두께 보상 구조물(903a) 또는 조립형 판넬 구조를 가지는 두께 보상 구조물(905a)를 위치하면, 외부가 돌출되지 않은 상단 안테나용 커버 장치(920a)가 완성될 수 있다.
한편, 도 9a에서 도시된 하단 안테나용 커버 프레임(900b)의 윈도우 영역에 도 9b에 도시된 외부 돌출형 구조를 가지는 두께 보상 구조물(901b)를 위치하면, 외부가 돌출된 하단 안테나용 커버 장치(910b)가 완성될 수 있다.
또한, 도 9a에서 도시된 하단 안테나용 커버 프레임(900b)의 윈도우 영역에 도 9b에 도시된 적층형 구조를 가지는 두께 보상 구조물(903b) 또는 조립형 판넬 구조를 가지는 두께 보상 구조물(905b)를 위치하면, 외부가 돌출되지 않은 하단 안테나용 커버 장치(920b)가 완성될 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 전면 윈도우 영역(제2 윈도우 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 다양한 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 10a에서 도시한 바와 같이 커버 프레임은 윈도우 구현 영역에 따라 전면에 윈도우 영역이 개방된 전면 안테나용 커버 프레임(1000a) 또는 전면 안테나용 조립형의 커버 프레임(1000b)으로 구현될 수 있다.
도 10a에서 도시된 전면 안테나용 조립형의 커버 프레임(1000b)은 어셈블리 컨셉(assembly concept)으로 그 자체로 전면 안테나용 커버 장치(1030)가 될 수 있다.
도 10a에서 도시된 전면 안테나용 커버 프레임(1000a)의 개방된 윈도우 영역에 도 10b에 도시된 다양한 두께 보상 구조물을 위치하도록 하여, 다양한 형태의 커버 장치가 구현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 두께 보상 구조물은 본 개시의 커버 프레임 내에 윈도우 영역에 접합, 접착, 체결, 융착, 결합 등의 방법을 이용하여 위치할 수 있다.
예를 들면, 도 10a에서 도시된 전면 안테나용 커버 프레임(1000a)의 윈도우 영역에 도 10b에 도시된 외부 돌출형 구조를 가지는 두께 보상 구조물(1001)를 위치하면, 외부가 돌출된 전면 안테나용 커버 장치(1010)가 완성될 수 있다.
또한, 도 10a에서 도시된 전면 안테나용 커버 프레임(1000a)의 윈도우 영역에 도 10b에 도시된 적층형 구조를 가지는 두께 보상 구조물(1003)을 위치하면, 외부가 돌출되지 않은 전면 안테나용 커버 장치(1020)가 완성될 수 있다.
도 11은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 측면 윈도우 영역(제3 윈도우 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 예를 도시하는 도면이다.
도 11에서 도시된 바와 같이 기지국 장치의 측면부에 안테나 장치가 내장된 경우 측면 안테나용 커버 프레임(1100)의 측면에 개방된 윈도우 영역이 위치할 수 있다.
도 11에서 도시된 측면 안테나용 커버 프레임(1100)의 윈도우 영역에 측면부 포함 판넬 구조를 가지는 두께 보상 구조물(1110)을 측면 슬라이드로 결합하면, 측면 안테나용 커버 장치(1120)가 완성될 수 있다.
도 12는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임에 두께 보상 구조물을 위치하는 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도 12 에서 도시한 바와 같이 본 개시의 제2 실시 예에 따른 커버 프레임(1200)은 소정의 두께(d0)를 가질 수 있다.
본 개시의 제2 실시 예에 따른 커버 프레임은 두께 보상 구조물이 추가될 수 있는 제1 영역을 포함할 수 있는데, 제1 영역은 상기 커버 프레임의 상단 일부, 하단 일부, 전면부, 측면부 중 적어도 하나 이상의 영역에 위치할 수 있다. 또한, 제1 영역은 안테나 장치의 방사 영역에 대응할 수 있다.
도 12 에서 도시된 본 개시의 제2 실시 예에 따른 커버 프레임(1200)은 기지국 장치의 상단에 안테나 장치가 내장된 경우에 커버 프레임의 상단에 제 1 영역(1210)이 위치하는 상단 안테나용 커버 프레임(1200)일 수 있다.
도 12에서 도시한 바와 같이, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 소정의 두께(d0)를 가지는 커버 프레임(1200)에 주파수 대역 별로 서로 다른 두께(d1, d2)를 가지는 두께 보상 구조물(1220a, 1220b)을 추가하도록 하여 다양한 두께(d0 + d1, d0 +d2)를 가지는 커버 장치(1230a, 1230b)를 구현할 수 있다. 이 경우, 제2 실시 예에 따른 커버 프레임(1200)의 두께(d0)는 5G 시스템에서 지원하는 가장 높은 주파수 대역에 대응되는 가장 얇은 두께일 수 있다.
예를 들면, 기지국 장치의 상단에 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 28 GHz 인 경우에는, 소정의 두께(d0)를 가지는 제2 실시 예에 따른 커버 프레임(1200)의 상단에 d1의 두께를 가지는 두께 보상 구조물(1220a)를 추가하여, 28 GHz 에 최적인 두께 3.5mm(d0+d1)를 가지는 상단 안테나용 커버 장치(1230a)를 완성할 수 있다.
또한, 기지국 장치의 상단 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 39 GHz 인 경우에는, 소정의 두께(d0)를 가지는 제 2 실시 예에 따른 커버 프레임(1200)의 상단에 d2의 두께를 가지는 두께 보상 구조물(1220b)를 추가하여, 39 GHz 에 최적인 두께 2.5mm(d0+d2)를 가지는 상단 안테나용 커버 장치(1230b)를 완성할 수 있다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 소정의 두께를 가지는 하나의 커버 프레임에 두께 보상 구조물을 추가하여, 주파수 대역 별 최적의 두께를 가질 수 있다.
즉, 동일 외형을 가지는 기지국 구현 시, 본 개시의 커버 장치는 두께 보상 구조물만 변경함으로써 다양한 주파수 대역 별로 커버 장치의 구현이 가능하다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치는 종래처럼 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지는 별도의 금형을 신규 제작할 필요 없이, 최적의 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 커버 프레임 내부에 추가함으로써, 커버 장치의 외형 변화 없이 다양한 주파수 대역 별로 유연하게 최적의 두께를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 12에 도시된 커버 장치(1230a, 1230b)는 공통 금형으로 제작된 커버 프레임(1200)의 내부에 별도로 제작된 두께 보상 구조물 (1220a, 1220b)만 추가하면 되는 바, 종래처럼 주파수 대역 별로 최적의 두께를 가지도록 주파수 대역 별로 커버 장치의 금형을 각각 제작할 필요가 없다.
도 13는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 다양한 커버 프레임을 도시하는 도면이다.
도 13에서 도시한 바와 같이 기지국 장치 내에 내장된 안테나 장치의 위치 및 크기에 따라 소정의 두께 d0를 가지는 다양한 구조의 커버 프레임이 있다.
본 개시의 제2 실시 예에 따른 커버 프레임의 두께가 d0인 영역은 기지국 장치 내의 안테나의 방사 영역과 대응되는 것으로, 기지국 장치에 내장된 안테나 장치의 위치 및 면적에 따라 달라질 수 있다.
예를 들면, 도 13 에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 상단에 안테나 장치가 내장된 경우 상단 안테나용 커버 프레임(1300a)은 상단 영역(1310a)의 두께가 d0 일 수 있다.
또한, 기지국 장치의 전면에 안테나 장치가 내장된 경우 전면 안테나용 커버 프레임(1300b)은 전면 영역(1310b)의 두께가 d0일 수 있고, 기지국 장치의 측면에 안테나 장치가 내장된 경우에는 측면 안테나용 커버 프레임(1300c)은 측면 영역(1310c)의 두께가 d0 일 수 있다.
도 14a 내지 도 14b는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 일부 영역(제1 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 다양한 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 14a에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 상단에 안테나 장치가 내장된 경우 상단 안테나용 커버 프레임(1400a)은 상단 영역의 두께가 d0 일 수 있고, 기지국 장치의 하단에 안테나 장치가 내장된 경우 하단 안테나용 커버 프레임(1400b)은 하단 영역의 두께가 d0 일 수 있다. 예를 들면, 두께(d0)는 5G 시스템에서 지원하는 가장 높은 주파수 대역에 대응되는 가장 얇은 두께일 수 있다.
도 14b에서 도시된 바와 같이 소정의 두께 d1을 가지는 두께 보상 구조물(1401a, 1401b)은 도 14a 에서의 상단 안테나용 커버 프레임(1400a)의 상단 영역 또는 하단 안테나용 커버 프레임(1400b)의 하단 영역에 추가될 수 있다. 이를 통해 안테나의 방사 영역에 대응되는 상단 영역 또는 하단 영역이 소정의 주파수 대역에 최적화된 두께 d0+d1 를 가지는 상단 안테나용 커버 장치(1410a) 또는 하단 안테나용 커버 장치(1410b)를 완성할 수 있다.
도 15는 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 전면 영역(제2 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 예를 도시하는 도면이다.
도 15 에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 전면에 안테나 장치가 내장된 경우 전면 안테나용 커버 프레임(1500)은 전면 영역의 두께가 d0 일 수 있다. 예를 들면, 두께(d0)는 5G 시스템에서 지원하는 가장 높은 주파수 대역에 대응되는 가장 얇은 두께일 수 있다.
도 15에서 도시된 바와 같이 소정의 두께 d1을 가지는 두께 보상 구조물(1510)은 전면 안테나용 커버 프레임(1500)의 전면 영역에 추가되어, 안테나의 방사 영역에 대응되는 전면 영역이 소정의 주파수 대역에 최적화된 두께 d0+d1 를 가지는 전면 안테나용 커버 장치(1520)을 완성할 수 있다.
도 16은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 것으로, 커버 프레임 내의 측면 영역(제3 영역)에 두께 보상 구조물을 위치시키는 예를 도시하는 도면이다.
도 16 에서 도시한 바와 같이 기지국 장치의 측면에 안테나 장치가 내장된 경우 측면 안테나용 커버 프레임(1600)은 측면 영역의 두께가 d0 일 수 있다. 예를 들면, 두께(d0)는 5G 시스템에서 지원하는 가장 높은 주파수 대역에 대응되는 가장 얇은 두께일 수 있다.
도 16에서 도시된 바와 같이 소정의 두께 d1을 가지는 두께 보상 구조물(1610)은 측면 안테나용 커버 프레임(1600)의 측면 영역에 추가되어, 안테나의 방사 영역에 대응되는 측면 영역이 소정의 주파수 대역에 최적화된 두께 d0+d1 를 가지는 측면 안테나용 커버 장치(1620)를 완성할 수 있다.
도 17a는 종래의 커버 장치를 사용하였을 때 측정된 안테나 이득의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 17b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치를 사용하였을 때 측정된 안테나 이득의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 17a 및 도 17b에 도시된 그래프의 X축은 120도의 커버리지를 가지는 빔 각도를 의미하고, Y축은 기지국 송신 전력 대비 단말의 수신 전력을 나타내는 안테나 이득을 의미할 수 있다. 또한, 각 도면의 그래프에는 틸트 빔의 다양한 인덱스에 따른 결과도 함께 도시되어 있다.
도 17a는 기지국 장치의 상단 내장된 안테나 장치에서 방사되는 빔의 주파수 대역이 39 GHz 인 경우 기존의 커버 장치를 사용하였을 때 측정된 안테나의 이득을 나타낸 도면이고, 도 17b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치를 사용하였을 때 측정된 안테나의 이득을 나타낸 도면이다.
도 17b의 그래프는 도17a에 도시된 그래프에 비하여 가로 측에 해당하는 다양한 빔 각도에도 세로 측에 해당하는 안테나 이득이 균일함을 알 수 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 커버 장치를 이용하는 경우 초고주파 대역 안테나의 빔 성능을 최대화할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 개시의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
도면과 관련한 부호로써, 300은 커버 프레임을 나타낼 수 있고, 320a와 320b는 두께 보상 구조물을 나타낼 수 있으며, 330a와 330b는 커버 장치를 나타낼 수 있습니다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 내장된 초고주파 대역의 빔을 방사하는 안테나 장치를 보호하는 커버 장치에 있어서,
    상기 안테나 장치의 방사 영역에 대응하는 개방된 윈도우 영역을 포함하는 커버 프레임; 및
    상기 커버 프레임 상의 윈도우 영역에 위치하고, 상기 안테나 장치에서 방사되는 상기 빔의 주파수 대역에 따라 상이한 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 포함하는 커버 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 윈도우 영역은 상기 커버 프레임의 상단 일부, 하단 일부, 전면부, 측면부 중 적어도 하나 이상의 영역에 위치하고,
    상기 두께 보상 구조물은 열가소성 소재, 열경화성 소재, 또는 무기(inorganic) 소재 중 적어도 하나 이상의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 외부 돌출형 구조 또는 적층형 구조 중 적어도 하나 이상의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 조립형 판넬 및 상기 조립형 판넬과 결합되는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 상기 커버 프레임의 측면부를 포함하는 판넬 구조인 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 주기적 또는 비주기적 패턴을 가지는 기능층을 포함하고,
    상기 기능층은 압출 성형(extrusion), 사출 성형(injection molding), 압축 성형(compression molding), 압출 블로우 성형(extrusion blow molding), 중공 성형(blow molding), 발포 성형(forming expansion molding), 압출 적층(extrusion laminating), 적층 성형(laminating molding), 주형(casting), 진공 성형(vacuum forming), 프레스(press), 회전 성형(rotational molding), 압착 중 적어도 하나 이상의 가공 기술에 따라 형성될 수 있는 것을 특징으로 하고,
    상기 주기적 패턴을 가지는 기능층은 라운드 엣지(round edge) 주기 구조, 구형(circle) 주기 구조, 수직 주기 구조 또는 수평 주기 구조 중 적어도 하나 이상의 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조인 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 상기 커버 프레임 내에 상기 윈도우 영역에 접합, 접착, 체결, 융착, 또는 결합 중 적어도 하나 이상의 방법으로 위치하는 하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  8. 전자 장치에 내장된 초고주파 대역의 빔을 방사하는 안테나 장치를 보호하는 커버 장치에 있어서,
    상기 안테나 장치의 방사 영역에 대응되며 소정의 두께를 가지는 제1 영역을 포함하는 커버 프레임; 및
    상기 커버 프레임 상의 제1 영역에 위치하고, 상기 안테나 장치에서 방사되는 상기 빔의 주파수 대역에 따라 상이한 두께를 가지는 두께 보상 구조물을 포함하는 커버 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 커버 프레임의 상단 일부, 하단 일부, 전면부, 측면부 중 적어도 하나 이상의 영역에 위치하고,
    상기 두께 보상 구조물은 열가소성 소재, 열경화성 소재, 또는 무기(inorganic)소재 중 적어도 하나 이상의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 제1 영역의 상기 소정의 두께는 가장 높은 초고주파 주파수 대역에 최적화된 두께인 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 적층형 구조인 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 조립형 판넬 및 상기 조립형 판넬과 결합되는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  13. 제8 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 주기적 또는 비주기적 패턴을 가지는 기능층을 포함하고,
    상기 기능층은 압출 성형(extrusion), 사출 성형(injection molding), 압축 성형(compression molding), 압출 블로우 성형(extrusion blow molding), 중공 성형(blow molding), 발포 성형(forming expansion molding), 압출 적층(extrusion laminating), 적층 성형(laminating molding), 주형(casting), 진공 성형(vacuum forming), 프레스(press), 회전 성형(rotational molding), 압착 중 적어도 하나 이상의 가공 기술에 따라 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  14. 제8 항에 있어서, 상기 주기적 패턴을 가지는 기능층은 라운드 엣지(round edge) 주기 구조, 구형(circle) 주기 구조, 수직 주기 구조 또는 수평 주기 구조 중 적어도 하나 이상의 주기 구조를 가지는 평판 보강 구조인 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
  15. 제8 항에 있어서, 상기 두께 보상 구조물은 상기 커버 프레임 내에 상기 윈도우 영역에 접합, 접착, 체결, 융착, 또는 결합 중 적어도 하나 이상의 방법으로 위치하는 하는 것을 특징으로 하는, 커버 장치.
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