WO2021201323A1 - 안테나를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

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WO2021201323A1
WO2021201323A1 PCT/KR2020/004506 KR2020004506W WO2021201323A1 WO 2021201323 A1 WO2021201323 A1 WO 2021201323A1 KR 2020004506 W KR2020004506 W KR 2020004506W WO 2021201323 A1 WO2021201323 A1 WO 2021201323A1
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WO
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antenna
electronic device
conductive layer
metal mesh
region
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/004506
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박병용
조일남
최국헌
김의선
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
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device having an antenna. Certain implementations relate to antennas operating in the millimeter wave band.
  • Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals according to whether they can be moved. Again, the electronic device can be divided into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether the user can directly carry the electronic device.
  • the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and an image or video output 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 that provide broadcast and visual content such as video or television programs.
  • electronic devices have diversified functions, they are implemented in the form of multimedia devices equipped with complex functions, such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
  • a wireless communication system using LTE communication technology has recently been commercialized for electronic devices to provide various services.
  • a wireless communication system using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services.
  • some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication service will be provided using millimeter wave (mmWave) band other than Sub6 band for faster data rate.
  • mmWave millimeter wave
  • the 28 GHz band, the 38.5 GHz band, and the 64 GHz band are being considered as frequency bands to be allocated for the 5G communication service in the millimeter wave (mmWave) band.
  • a plurality of array antennas in the millimeter wave band may be disposed in the electronic device.
  • a band of 58 GHz to 70 GHz may be considered as a candidate frequency band for providing such a 6G communication service.
  • the antenna may be disposed inside the electronic device or inside the display.
  • the transparent antenna provided in the display is implemented with a metal mesh grid structure or a transparent material, there is a problem in that conductivity is reduced.
  • the transparent antenna provided in the display has a problem in that transparency (transparency), that is, non-visibility (non-visibility) is reduced due to the metal mesh grid structure.
  • the present invention aims to solve the above and other problems.
  • another object is to propose an antenna structure for improving the transparency of the transparent antenna, that is, invisibility.
  • Another object of the present invention is to provide an antenna structure in which an antenna of a transparent material having improved conductivity is disposed.
  • Another object of the present invention is to propose an antenna structure capable of maintaining antenna performance when implementing a transparent antenna in a millimeter wave band.
  • an electronic device having an antenna includes: a transparent antenna configured to radiate a signal through a predetermined metal mesh area formed of a metal mesh grid on a transparent material substrate; and a non-conductive layer formed of a mesh grid corresponding to the metal mesh grid, disposed adjacent to the metal mesh area, disposed below the metal mesh area, or disposed above the metal mesh area (non-conductive layer) conductive layer).
  • the non-conductive layer may be disposed on the same layer as the metal mesh grid disposed on the transparent material substrate.
  • the non-conductive layer may be formed in a region other than the region in which the metal mesh region is formed.
  • the non-conductive layer may include a first non-conductive layer disposed on the same layer as the metal mesh grid disposed on the transparent material substrate.
  • the non-conductive layer may further include a second non-conductive layer disposed on the metal mesh lattice structure.
  • first non-conductive layer and the second non-conductive layer may be interconnected in the form of a vertical connection bridge.
  • the non-conductive layer may be formed in a layer between the transparent material substrate and the metal mesh grid.
  • the area in which the non-conductive layer is formed may cover the entire metal mesh area and may extend to an area in which the transparent material substrate is formed.
  • the color of the mesh grid of the non-conductive layer and the color of the metal mesh grid may be formed to be the same.
  • the size of the mesh lattice of the non-conductive layer and the size of the metal mesh lattice may be the same.
  • the size of the mesh lattice of the non-conductive layer may be formed to be larger than the size of the metal mesh lattice.
  • the line width of the mesh grid of the non-conductive layer may be formed to be thicker than the line width of the metal mesh grid.
  • the metal mesh lattice may be formed with a finer mesh spacing than the central region in the boundary region of the transparent antenna.
  • the mesh lattice of the non-conductive layer may be formed with a finer mesh spacing in a region adjacent to the boundary region than in an outer region.
  • the metal mesh grid constituting the transparent antenna may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the horizontal or vertical axis direction without being connected to each other.
  • the metal mesh grid constituting the transparent antenna and the mesh grid constituting the non-conductive layer may be arranged to be connected to each other in a boundary area.
  • the mesh grid formed on the non-conductive layer may be arranged to be offset by a predetermined distance from the metal mesh grid with respect to at least one of a horizontal axis and a vertical axis.
  • the electronic device may further include a transmission line configured to feed the transparent antenna.
  • the electronic device includes: a transceiver circuit configured to be connected to the transmission line so that a signal is applied to the transparent antenna; and a baseband processor operatively coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit.
  • the transparent antenna may include a plurality of antenna elements disposed at different positions on the display of the electronic device.
  • the baseband processor may control the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) through two or more antenna elements among the plurality of antenna elements.
  • MIMO multiple input/output
  • transparency that is, invisibility
  • transparency may be improved by using a dummy pattern around the antenna of a transparent material.
  • the antenna efficiency may be improved by using a non-metallic dummy pattern around the transparent material antenna.
  • an antenna performance may be improved while maintaining transparency by using a non-metallic dummy pattern applicable even in a high frequency band such as a millimeter wave band.
  • FIG. 1 illustrates a configuration for explaining an electronic device and an interface between the electronic device and an external device or server according to an embodiment.
  • FIG. 2A shows a detailed configuration of the electronic device of FIG. 1 .
  • FIGS. 2B and 2C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present invention viewed from different directions.
  • 3A illustrates an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device may be disposed according to an embodiment.
  • 3B illustrates a configuration of a wireless communication unit of an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to an embodiment.
  • FIG. 4A shows an electronic device having a transparent antenna and a transmission line embedded in a display according to the present invention.
  • Figure 4b shows the structure of the display in which the transparent antenna according to the present invention is embedded.
  • FIG. 5A shows an antenna structure in which an antenna area is formed of a metal mesh grid, and an external area of the antenna is not provided with a metal mesh grid.
  • FIG. 5B shows an antenna structure in which an antenna area is formed of a metal mesh grid, and a non-metal mesh grid is disposed in an area outside the antenna.
  • 6A to 6C illustrate an arrangement structure of a non-conductive layer according to various embodiments.
  • FIG. 7A and 7B illustrate a mesh grating constituting a non-conductive layer and a mesh grating constituting a transparent antenna according to different embodiments.
  • FIGS. 8A and 8B show a mesh grating constituting a non-conductive layer and a mesh grating constituting a transparent antenna according to different embodiments.
  • FIG. 9A shows a full metal antenna filled with metal and a transparent antenna made of a metal mesh grid.
  • FIG. 9B shows a transparent antenna using a conductive dummy pattern and a transparent antenna using a non-conductive dummy pattern.
  • 10A to 10C illustrate a mesh grating disposed in a transparent antenna area and a mesh grating disposed in a dielectric area according to different embodiments.
  • 11A and 11B show radiation pattern characteristics and peak gains according to various antenna configurations according to FIGS. 9A and 9B.
  • 12A and 12B show reflection coefficients and gain characteristics according to various antenna configurations described herein, respectively.
  • 13A to 13C show a multilayer substrate stack structure and a metal mesh grid structure of a transparent antenna and a mesh grid structure of a non-conductive layer according thereto.
  • FIG. 14 illustrates a configuration in which a transparent antenna provided in a display area of an electronic device is coupled to a transceiver circuit and a baseband processor through a transmission line.
  • FIG. 15 shows a configuration in which a plurality of transparent antennas provided in a display area of an electronic device are combined with a transceiver circuit and a baseband processor through a transmission line.
  • FIG. 16 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • 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.
  • a tablet PC an ultrabook
  • a wearable device for example, a watch-type terminal (smartwatch), a glass-type terminal (smart glass), a head mounted display (HMD), etc. may be included. .
  • FIG. 1 illustrates a configuration for explaining an electronic device and an interface between the electronic device and an external device or server according to an embodiment.
  • FIG. 2A shows a detailed configuration of the electronic device of FIG. 1 .
  • FIGS. 2B and 2C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present invention viewed from different directions.
  • an electronic device 100 is configured to include a communication interface 110 , an input interface (or an input device) 120 , an output interface (or an output device) 150 , and a processor 180 .
  • the communication interface 110 may refer to the wireless communication module 110 .
  • the electronic device 100 may be configured to further include a display 151 and a memory 170 .
  • the components shown in FIG. 1 are not essential for implementing the electronic device, and thus the electronic device described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication module 110 is between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100 , or between the electronic device 100 and the external device. It may include one or more modules that enable wireless communication between servers. In addition, the wireless communication module 110 may include one or more modules for connecting the electronic device 100 to one or more networks.
  • the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
  • the wireless communication module 110 includes 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 , the 5G wireless communication module 112 , the short-range communication module 113 , and the location information module 114 may be implemented with a baseband processor such as a modem.
  • the 4G wireless communication module 111 , the 5G wireless communication module 112 , the short-range communication module 113 and the location information module 114 may include a transceiver circuit and a baseband processor operating in an IF band.
  • the RF module 1200 may be implemented as an RF transceiver circuit operating in an RF frequency band of each communication system.
  • the present invention is not limited thereto, and the 4G wireless communication module 111 , the 5G wireless communication module 112 , the short-range communication module 113 and the location information module 114 may be interpreted to include each RF module.
  • the 4G wireless communication module 111 may transmit and receive a 4G signal with a 4G base station through a 4G mobile communication network. In this case, 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.
  • Up-Link (UL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station.
  • Down-Link (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 a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network.
  • the 4G base station and the 5G base station may have a Non-Stand-Alone (NSA) structure.
  • NSA Non-Stand-Alone
  • the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in a cell.
  • the 5G base station may be disposed in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G reception 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 of 6 GHz or less, 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.
  • the 5G communication system may support a larger number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) in order to improve transmission speed.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • UL MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
  • DL MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • the wireless communication module 110 may be in a dual connectivity (DC) state with the 4G base station and the 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • DC dual connectivity
  • the dual connection with 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 a 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
  • the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput improvement is possible through inter-CA (Carrier Aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal may be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • inter-CA Carrier Aggregation
  • Short-range communication module 113 is for short-range communication, Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC ( Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication.
  • the short-distance communication module 114 between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 through wireless area networks (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 network may be a local 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-distance communication may be performed between electronic devices using a device-to-device (D2D) method without going through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113
  • 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 acquiring a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof includes a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • Wi-Fi 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 acquired 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 of the other modules of the wireless communication module 110 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 the 5G base station that transmits or receives the wireless signal.
  • the 5G base station of the millimeter wave (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 device 120 may include a pen sensor 1200 , a key button 123 , a voice input module 124 , a touch panel 151a, and the like. Meanwhile, the input device 120 includes a camera module 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 152c for inputting an audio signal, or an audio input unit, and a user input unit (eg, a user input unit for receiving information from a user). For example, it may include a touch key, a push key (mechanical key, etc.). The voice data or image data collected by the input device 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
  • the camera module 121 is a device capable of capturing still images and moving images, and according to an embodiment, one or more image sensors (eg, a front sensor or a rear sensor), a lens, an image signal processor (ISP), or a flash (eg, : LED or lamp, etc.).
  • image sensors eg, a front sensor or a rear sensor
  • lens e.g., a lens
  • ISP image signal processor
  • flash eg, : LED or lamp, etc.
  • the sensor module 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, surrounding environment information surrounding the electronic device, and user information.
  • the sensor module 140 may include a gesture sensor 340a, a gyro sensor 340b, a barometric pressure sensor 340c, a magnetic sensor 340d, an acceleration sensor 340e, a grip sensor 340f, and a proximity sensor 340g. ), color sensor (340h) (eg RGB (red, green, blue) sensor), biometric sensor (340i), temperature/humidity sensor (340j), illuminance sensor (340k), or UV (ultra violet)
  • a sensor 340l, an optical sensor 340m, and a hall sensor 340n may be included.
  • the sensor module 140 includes a fingerprint recognition sensor (finger scan sensor), an ultrasonic sensor (ultrasonic sensor), an optical sensor (for example, a camera (see 121)), a microphone (refer to 152c), a battery battery gauges, environmental sensors (eg barometers, hygrometers, thermometers, radiation sensors, thermal sensors, gas detection sensors, etc.), chemical sensors (eg electronic noses, healthcare sensors, biometric sensors, etc.) etc.) may be included.
  • 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 interface 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and may include at least one of a display 151 , an audio module 152 , a haptip module 153 , and an indicator 154 .
  • the display 151 may implement a touch screen by forming a layer structure with each other or integrally formed with the touch sensor.
  • a touch screen may function as the user input unit 123 providing an input interface between the electronic device 100 and the user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and the user.
  • the display 151 may be a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, or a micro electromechanical system (micro-electromechanical system). electro mechanical systems, MEMS) displays, or electronic paper displays.
  • the display 151 may display various contents (eg, text, image, video, icon, and/or symbol, etc.) to the user.
  • the display 151 may include a touch screen, and may receive, for example, a touch input using an electronic pen or a part of the user's body, a gesture, a proximity, or a hovering input.
  • the display 151 may include a touch panel 151a, a hologram device 151b, a projector 151c, and/or a control circuit for controlling them.
  • the panel may be implemented to be flexible, transparent, or wearable.
  • the panel may include the touch panel 151a and one or more modules.
  • the hologram device 151b may display a stereoscopic image in the air by using light interference.
  • the projector 151c may display an image by projecting light onto the screen.
  • the screen may be located inside or outside the electronic device 100 , for example.
  • the audio module 152 may be configured to interwork with the receiver 152a, the speaker 152b, and the microphone 152c. Meanwhile, the haptic module 153 may convert an electrical signal into mechanical vibration, and may generate vibration or a haptic effect (eg, pressure, texture) or the like.
  • the electronic device includes, for example, a mobile TV support device (eg, GPU) capable of processing media data according to standards such as digital multimedia broadcasting (DMB), digital video broadcasting (DVB), or mediaFlow.
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • DVD digital video broadcasting
  • mediaFlow may include Also, the indicator 154 may display a specific state of the electronic device 100 or a part thereof (eg, the processor 310 ), for example, a booting state, a message state, or a charging state.
  • the wired communication module 160 which may be implemented as an interface unit, functions as a passage with various types of external devices connected to the electronic device 100 .
  • the wired communication module 160 includes an HDMI 162 , a USB 162 , a connector/port 163 , an optical interface 164 , or a D-sub (D-subminiature) 165 . can do.
  • the wired communication module 160 connects a device equipped with a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio I/O (Input/Output) port, a video I/O (Input/Output) port, and an earphone port.
  • the electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device.
  • 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 in the electronic device 100, data for operation of the electronic device 100, and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server (eg, the first server 310 or the second server 320) through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may have basic functions (eg, For example, for incoming calls, outgoing functions, message reception, and outgoing functions), it may exist on the electronic device 100 from the time of shipment.
  • the application program is stored in the memory 170 and the electronic device 100 It may be installed on the device and driven to perform an operation (or function) of the electronic device by the processor 180 .
  • the first server 310 may be referred to as an authentication server
  • the second server 320 may be referred to as a content server.
  • the first server 310 and/or the second server 320 may interface with an electronic device through a base station.
  • a part of the second server 320 corresponding to the content server may be implemented as a mobile edge cloud (MEC, 330) in units of base stations. Accordingly, it is possible to implement a distributed network through the second server 320 implemented as a mobile edge cloud (MEC, 330) and to reduce content transmission delay.
  • MEC mobile edge cloud
  • Memory 170 may include volatile and/or non-volatile memory. Also, the memory 170 may include an internal memory 170a and an external memory 170b. The memory 170 may store, for example, commands or data related to at least one other component of the electronic device 100 . According to one embodiment, the memory 170 may store software and/or a program 240 .
  • the program 240 may include a kernel 171 , middleware 172 , an application programming interface (API) 173 , or an application program (or “application”) 174 , and the like. At least a portion of the kernel 171 , the middleware 172 , or the API 174 may be referred to as an operating system (OS).
  • OS operating system
  • the kernel 171 is a system used to execute operations or functions implemented in other programs (eg, middleware 172 , an application programming interface (API) 173 , or an application program 174 ).
  • Resources eg, bus, memory 170, processor 180, etc.
  • the kernel 171 may provide an interface capable of controlling or managing system resources by accessing individual components of the electronic device 100 from the middleware 172 , the API 173 , or the application program 174 . can
  • the middleware 172 may play an intermediary role so that the API 173 or the application program 174 communicates with the kernel 171 to exchange data. Also, the middleware 172 may process one or more work requests received from the application program 247 according to priority. In an embodiment, the middleware 172 sets a priority for using the system resource (eg, bus, memory 170, processor 180, etc.) of the electronic device 100 to at least one of the application programs 174 . Grants and can process one or more work requests.
  • the API 173 is an interface for the application program 174 to control a function provided by the kernel 171 or the middleware 1723, for example, at least one for file control, window control, image processing, or text control. It can contain interfaces or functions (eg commands).
  • the processor 180 In addition to the operation related to the application program, the processor 180 generally controls the overall operation of the electronic device 100 .
  • the processor 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170 .
  • the processor 180 may control at least some of the components discussed with reference to FIGS. 1 and 2A in order to drive an application program stored in the memory 170 .
  • the processor 180 may operate at least two or more of the components included in the electronic device 100 in combination with each other.
  • the processor 180 is one of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), an image signal processor (ISP), a communication processor (CP), a low-power processor (eg, a sensor hub), or It may include more.
  • the processor 180 may execute an operation or data processing related to control and/or communication of at least one other component of the electronic device 100 .
  • the power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the processor 180 to supply power to each component included in the electronic device 100 .
  • the power supply unit 190 includes a power management module 191 and a battery 192, and the battery 192 may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • the power management module 191 may include a power management integrated circuit (PMIC), a charger IC, or a battery or fuel gauge.
  • the PMIC may have a wired and/or wireless charging method.
  • the wireless charging method includes, for example, For example, it includes a magnetic resonance method, a magnetic induction method, an electromagnetic wave method, etc., and may further include an additional circuit for wireless charging, for example, a coil loop, a resonance circuit, or a rectifier.
  • the remaining amount of the battery 396, voltage, current, or temperature during charging may be measured, for example, the battery 192 may include a rechargeable battery and/or a solar cell.
  • Each of the external device 100a , the first server 310 , and the second server 320 may be the same or a different type of device (eg, an external device or a server) as the electronic device 100 .
  • all or part of the operations executed in the electronic device 100 may be performed by one or a plurality of other electronic devices (eg, the external device 100a, the first server 310, and the second server 320).
  • the electronic device 100 when the electronic device 100 needs to perform a function or service automatically or upon request, the electronic device 100 performs the function or service by itself instead of or in addition to it. At least some related functions may be requested from other devices (eg, the external device 100a, the first server 310, and the second server 320).
  • Another electronic device may execute a requested function or an additional function, and transmit the result to the electronic device 201 .
  • the electronic device 100 may provide the requested function or service by processing the received result as it is or additionally.
  • cloud computing distributed computing, client-server computing, or mobile edge cloud (MEC) technology may be used.
  • 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. Also, 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 .
  • a wireless communication system may include an electronic device 100 , at least one external device 100a , a first server 310 , and a second server 320 .
  • the electronic device 100 is functionally connected to at least one external device 100a, and may control contents or functions of the electronic device 100 based on information received from the at least one external device 100a.
  • the electronic device 100 may use the servers 310 and 320 to perform authentication to determine whether the at least one external device 100 includes or generates information conforming to a predetermined rule. have.
  • the electronic device 100 may display contents or control functions differently by controlling the electronic device 100 based on the authentication result.
  • the electronic device 100 may be connected to at least one external device 100a through a wired or wireless communication interface to receive or transmit information.
  • the electronic device 100 and the at least one external device 100a may include near field communication (NFC), a charger (eg, universal serial bus (USB)-C), an ear jack, Information may be received or transmitted in a manner such as BT (bluetooth) or WiFi (wireless fidelity).
  • NFC near field communication
  • USB universal serial bus
  • WiFi wireless fidelity
  • the electronic device 100 includes at least one of an external device authentication module 100-1, a content/function/policy information DB 100-2, an external device information DB 100-3, and a content DB 104 can do.
  • the at least one external device 100a may be a device designed for various purposes, such as convenience of use of the electronic device 100, increase of aesthetics, enhancement of usability, etc. .
  • At least one external device 100a may or may not be in physical contact with the electronic device 100 .
  • the at least one external device 100a is functionally connected to the electronic device 100 using a wired/wireless communication module, and receives control information for controlling content or functions in the electronic device 100 . can be transmitted
  • the first server 310 may include a server for a service related to the at least one external device 100a, a cloud device, or a hub device for controlling a service in a smart home environment.
  • the first server 310 may include one or more of an external device authentication module 311 , a content/function/policy information DB 312 , an external device information DB 313 , and an electronic device/user DB 314 .
  • the first server 310 may be referred to as an authentication management server, an authentication server, or an authentication-related server.
  • the second server 320 may include a server or a cloud device for providing a service or content, or a hub device for providing a service in a smart home environment.
  • the second server 320 may include one or more of a content DB 321 , an external device specification information DB 322 , a content/function/policy information management module 323 , or a device/user authentication/management module 324 .
  • the second server 130 may be referred to as a content management server, a content server, or a content-related server.
  • the disclosed electronic device 100 has a bar-shaped terminal body.
  • the present invention is not limited thereto, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type in which two or more bodies are coupled to be relatively movable, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, etc. .
  • a watch type a clip type
  • a glass type or a folder type in which two or more bodies are coupled to be relatively movable
  • a flip type a slide type
  • a swing type a swing type
  • swivel type etc.
  • the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
  • the electronic device 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As illustrated, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102 . Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102 . At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102 .
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102 .
  • Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102 .
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102 .
  • a display 151 is disposed on the front surface of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display 151 may be mounted on the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101 .
  • an electronic component may also be mounted on the rear case 102 .
  • Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the 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.
  • a portion of the side of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator (radiator).
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the combination. Meanwhile, the rear cover 103 may have an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the electronic device 100 includes a display 151 , first and second sound output units 152a and 152b , a proximity sensor 141 , an illuminance sensor 142 , and a light output unit ( 154), first and second cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, a microphone 122, a wired communication module 160, and the like may be provided.
  • the display 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100 .
  • the display 151 may display execution screen information of an application program driven in the electronic device 100 or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to the execution screen information.
  • UI User Interface
  • GUI Graphic User Interface
  • two or more displays 151 may exist according to an implementation form of the electronic device 100 .
  • a plurality of display units may be spaced apart from each other on one surface or may be integrally disposed, or may be respectively disposed on different surfaces.
  • the display 151 may include a touch sensor for sensing a touch on the display 151 so as to receive a control command input by a touch method. Using this, when a touch is made on the display 151, the touch sensor detects the touch, and the processor 180 may generate a control command corresponding to the touch based thereon.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers, or menu items that can be instructed or designated in various modes.
  • the display 151 may form a touch screen together with the touch sensor, and in this case, the touch screen may function as the user input unit 123 (refer to FIG. 2A ). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first operation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that transmits a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loudspeaker that outputs various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. ) can be implemented in the form of
  • the light output unit 154 is configured to output light to notify the occurrence of an event. Examples of the event may include a message reception, a call signal reception, a missed call, an alarm, a schedule notification, an email reception, and information reception through an application.
  • the processor 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by an image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display 151 and stored in the memory 170 .
  • the first and second manipulation units 123a and 123b are an example of the user input unit 123 that is manipulated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may be collectively referred to as a manipulating portion. have.
  • the first and second operation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as they are operated in a tactile manner, such as by a touch, push, or scroll, while the user receives a tactile feeling.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be operated in a manner in which the user is operated without a tactile feeling through a proximity touch, a hovering touch, or the like.
  • the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the processor 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display 151 or the user input unit 123 .
  • the wired communication module 160 serves as a path through which the electronic device 100 can be connected to an external device.
  • the wired communication module 160 includes a connection terminal for connection with another device (eg, earphone, external speaker), 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 wired communication module 160 may be implemented in the form of a socket accommodating an external card, such as a subscriber identification module (SIM), a user identity module (UIM), or a memory card for information storage.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • memory card for information storage.
  • a second camera 121b may be disposed on the rear side of the terminal body.
  • the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix form.
  • Such a camera may be referred to as an array camera.
  • images may be captured in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 125 may be disposed adjacent to the second camera 121b. The flash 125 illuminates light toward the subject when the subject is photographed by 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.
  • the microphone 152c is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 152c may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • At least one antenna for wireless communication may be provided in the terminal body.
  • the antenna may be built into the terminal body or formed in the case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal.
  • the antenna may be formed 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 in four or more to support MIMO.
  • the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band
  • mmWave millimeter wave
  • a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (refer to FIG. 2A ) 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 is detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band.
  • the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto and may be changed according to an application.
  • FIG. 3A illustrates an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device may be disposed according to an embodiment.
  • a plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed inside or on the front side of the electronic device 100 .
  • the plurality of antennas 1110a to 1110d may be implemented in a form printed on a carrier inside the electronic device or may be implemented in a system-on-chip (Soc) form together with an RFIC.
  • Soc system-on-chip
  • the plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed on the front surface of the electronic device in addition to the inside of the electronic device.
  • the plurality of antennas 1110a to 1110d disposed on the front side of the electronic device 100 may be implemented as transparent antennas built into the display.
  • a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on a side surface of the electronic device 100 .
  • a 4G antenna is disposed on the side of the electronic device 100 in the form of a conductive member, a slot is formed in the conductive member region, and a plurality of antennas 1110a to 1110d radiate a 5G signal through the slot.
  • antennas 1150B may be disposed on the rear surface of the electronic device 100 so that the 5G signal may be radiated from the rear surface.
  • At least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the electronic device 100 .
  • at least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 and 1110S2 on the front and/or side of the electronic device 100 .
  • the electronic device may communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1, and 1110S2.
  • the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more antennas among the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 and 1110S2.
  • MIMO multiple input/output
  • the electronic device includes a first power amplifier 1210 , a second power amplifier 1220 , and an RFIC 1250 .
  • the electronic device may further include a modem 400 and an application processor (AP) 500 .
  • the modem 400 and the application processor AP 500 are physically implemented on a single chip, and may be implemented in a logically and functionally separated form.
  • the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
  • the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 in the receiver.
  • LNAs low noise amplifiers
  • the first power amplifier 1210 , the second power amplifier 1220 , the controller 1250 , 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 1250 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 1250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, as well as the advantage that control signaling by the modem 1400 can be simplified.
  • the RFIC 1250 when configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 1250 when the difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G separate type.
  • the RFIC 1250 when the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and it is also possible to be physically implemented on a single chip.
  • the application processor (AP) 1450 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 1450 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 1400 .
  • the modem 1400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the electronic device. Accordingly, the modem 1400 may operate the power circuits of the transmitter and the receiver in the low power mode through the RFIC 1250 .
  • PMIC power management IC
  • the application processor (AP) 500 may control the RFIC 1250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in an 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 the low power mode or is turned off (1250) 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) 1450 may control the modem 1400 to enable wireless communication with the lowest power.
  • the application processor (AP) 500 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to perform short-distance communication using only the short-range communication module 113 even though the throughput is somewhat sacrificed.
  • the modem 300 may be controlled to select an optimal wireless interface.
  • the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery level and available radio resource information.
  • the application processor (AP) 1450 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 1400 . Accordingly, if the remaining battery level and available radio resources are sufficient, the application processor (AP) 500 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the multi-transceiving system of FIG. 3B may integrate the transmitter and receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage that a circuit part integrating two types of system signals in the RF front-end can be removed.
  • the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
  • the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage that it is possible to control other communication systems as necessary, and thus system delay can be minimized, so that efficient resource allocation is possible.
  • the first power amplifier 1210 and the second power amplifier 1220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 1220 may operate in both the first and second communication systems.
  • one of the first and second power amplifiers 1210 and 1220 operates in the 4G band, and the other operates in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2 .
  • 4x4 DL MIMO may be performed through the 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 1210 and the second power amplifier 1220 among the four antennas.
  • 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through the uplink (UL).
  • the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 1210 and 1220 needs to operate in the 5G band.
  • an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided.
  • 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 a power divider is built inside the RFIC corresponding to the RFIC 1250, there is no need for a separate component to be disposed outside, thereby improving component mountability.
  • SPDT single pole double throw
  • the electronic device operable in a plurality of wireless communication systems may further include a phase controller 1230 , a duplexer 1231 , a filter 1232 , and a switch 1233 .
  • each of the antennas ANT1 to ANT4 needs to be implemented as array antennas ANT1 to ANT4 composed of a plurality of antenna elements.
  • the phase controller 1230 is configurable to control a phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4.
  • the phase controller 1230 may control both the magnitude and phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4. Accordingly, since the phase control unit 1230 controls both the magnitude and the phase of the signal, it may be referred to as a power and phase control unit 230 .
  • phase controller 230 may control the phase of a signal applied to each antenna element so that each of the array antennas ANT1 to ANT4 forms beams in different directions.
  • the duplexer 1231 is configured to mutually separate signals of a transmission band and a reception band. At this time, the signals of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 1210 and 1220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 1231 . On the other hand, signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 1231 .
  • the filter 1232 may be configured to pass a signal of a transmission band or a reception band and block a signal of the remaining band.
  • the filter 1232 may include a transmit filter connected to a first output port of the duplexer 1231 and a receive filter connected to a second output port of the duplexer 1231 .
  • the filter 1232 may be configured to pass only a signal of a transmission band or only a signal of a reception band according to the control signal.
  • the switch 1233 is configured to transmit either only a transmit signal or a receive signal.
  • the switch 1233 may be configured in a single pole double throw (SPDT) type to separate a transmission signal and a reception signal in a time division multiplexing (TDD) method.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 1231 may be implemented in the form of a circulator.
  • the switch 1233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD: Time Division Duplex) scheme.
  • FDD Fre Division Duplex
  • the switch 1233 may be configured in a double pole double throw (DPDT) type to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
  • DPDT double pole double throw
  • the electronic device may further include a modem 1400 corresponding to a control unit.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be implemented as physically separate circuits.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be physically or logically divided into one circuit.
  • the modem 1400 may control and process signals for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 1250 .
  • the modem 1400 may be obtained through control information received from the 4G base station and/or the 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 1400 may control the RFIC 1250 to transmit and/or receive a signal through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 1250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 1210 and 1220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Also, the RFIC 1250 may control receiving circuits including the first to fourth low-noise amplifiers 1310 to 1340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
  • an electronic device having an array antenna operable in a millimeter wave band will be described.
  • an electronic device having a plurality of array antennas in the form of transparent antennas embedded in a display will be described.
  • FIG. 4A shows an electronic device having a transparent antenna and a transmission line embedded in a display according to the present invention.
  • Figure 4b shows the structure of the display in which the transparent antenna according to the present invention is embedded.
  • the electronic device includes an antenna 1110 embedded in a display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antenna 1110 .
  • the display 151 may be configured as an OLED or LCD.
  • the electronic device includes a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 built in the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antennas ANT 1 to ANT 4 . ) is included.
  • each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 is implemented as an array antenna and is configurable to perform beam forming.
  • each of the array antennas of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed to be spaced apart from each other and may operate to perform multiple input/output (MIMO).
  • MIMO multiple input/output
  • spatial beam forming may be performed so that beam directions by each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 are substantially orthogonal to each other.
  • each antenna element of the plurality of array antennas ANT 1 to ANT 4 may be formed of a metal mesh formed in one direction to secure light transmittance or transparency.
  • a metal mesh line formed in a diagonal direction of a specific angle may be provided inside each antenna element of the plurality of array antennas ANT 1 to ANT 4 .
  • the present invention is not limited thereto, and a metal mesh line formed in a horizontal direction or a vertical direction may be provided inside each antenna element.
  • four antenna elements may be implemented as one array antenna as shown in FIG. 4A .
  • the present invention is not limited thereto, and may be changed to a 2x1, 4x1, or 8x1 array antenna.
  • beam forming may be performed in another axial direction, for example, a vertical direction in addition to one axial direction, for example, a horizontal direction.
  • Beamforming is possible in a millimeter wave (mmWave) band using such an array antenna.
  • mmWave millimeter wave
  • the transparent antenna may operate in the Sub6 band.
  • the transparent antenna operating in the Sub6 band does not have to be provided in the form of an array antenna. Accordingly, the transparent antenna operating in the Sub6 band may operate such that a single antenna is disposed to be spaced apart from each other to perform multiple input/output (MIMO).
  • MIMO multiple input/output
  • the patch antenna of FIG. 4A is not disposed as an array antenna, but a single antenna type patch antenna is disposed on the upper left, lower left, upper right and lower right sides of the electronic device, and each patch antenna is provided with multiple input/output (MIMO). ) can be operated to perform
  • a dielectric layer that is, a dielectric substrate (SUB) may be disposed on the OLED display panel and the OCA inside the display 151 .
  • a dielectric 1130 in the form of a film thereon may be used as a dielectric substrate of the antenna 1110 .
  • an antenna layer may be disposed on the dielectric 1130 in the form of a film.
  • the antenna layer may be implemented with a silver alloy (Ag alloy), copper (copper), aluminum (aluminum), or the like.
  • the antenna 1110 and the transmission line 1120 of FIG. 4A may be disposed on the antenna layer.
  • the inside of the patch antenna may be formed in a metal mesh grid structure.
  • the inside of the patch antenna may be formed in the form of a transparent film made of the above-described metal material.
  • the electronic device may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication service will be provided using millimeter wave (mmWave) band other than Sub6 band for faster data rate.
  • mmWave millimeter wave
  • the 28 GHz band, the 38.5 GHz band, and the 64 GHz band are being considered as frequency bands to be allocated for the 5G communication service in the millimeter wave (mmWave) band.
  • a plurality of array antennas in the millimeter wave band may be disposed in the electronic device.
  • research on 6G communication service may be performed as a subsequent release of 5G communication service through a millimeter wave (mmWave) band.
  • the antenna may be disposed inside the electronic device or inside the display.
  • the transparent material antenna disposed inside the display may be applied to a display device such as a television or a monitor in addition to the mobile terminal.
  • the transparent antenna provided in the display is implemented with a metal mesh grid structure or a transparent material, there is a problem in that conductivity is reduced.
  • the transparent antenna provided in the display has a problem in that transparency (transparency), that is, non-visibility (non-visibility) is reduced due to the metal mesh grid structure.
  • the present invention aims to solve the above and other problems.
  • another object is to propose an antenna structure for improving the transparency of the transparent antenna, that is, invisibility.
  • Another object of the present invention is to provide an antenna structure in which an antenna of a transparent material having improved conductivity is disposed.
  • Another object of the present invention is to propose an antenna structure capable of maintaining antenna performance when implementing a transparent antenna in a millimeter wave band.
  • FIG. 5A shows an antenna structure in which the antenna area is formed of a metal mesh grid, and the external area of the antenna is not provided with the metal mesh grid.
  • FIG. 5B shows an antenna structure in which an antenna area is formed of a metal mesh grid, and a non-metal mesh grid is disposed in an area outside the antenna.
  • the light reflectance of the metal mesh region (MR) of the transparent antenna 1100 corresponding to the antenna region may be different from the light reflectance of the substrate region (SR) formed of a non-metal. . Accordingly, a difference in reflectance between the metal mesh region MR and the substrate region SR can be visually distinguished. Accordingly, invisibility improvement is required to apply the transparent antenna to the display area.
  • the reflectance is the same as that of the metal mesh region MR, thereby ensuring invisibility.
  • antenna performance may deteriorate due to coupling with the metal mesh grating in the surrounding antenna area.
  • the difference between the light reflectance of the 88a metal mesh region MR of the transparent antenna 1100 corresponding to the antenna region and the light reflectance of the dielectric region SR2 made of the non-conductive mesh grid is less than a threshold, These differences cannot be discerned by eye.
  • the amount of reflection of the metal mesh region MR corresponding to the antenna region and the substrate region SR2 may be similar to ensure invisibility.
  • the antenna performance can be maintained by replacing and removing the surrounding metal pattern that causes performance degradation with a non-conductive material.
  • the non-conductive material implemented as a dummy pattern may be implemented in the form of ink printing or dielectric imprint.
  • 6A to 6C illustrate an arrangement structure of a non-conductive layer according to various embodiments.
  • a portion of the non-conductive layer 1200 may be disposed on the same layer as the transparent material substrate 1130 , and another portion of the non-conductive layer 1200 may be disposed on the transparent material substrate 1130 . .
  • the non-conductive layer 1200 may be implemented with a non-conductive material having a dielectric constant of a predetermined value or less.
  • the non-conductive layer 1200 may be a non-metal dummy pattern having a dielectric constant less than or equal to a predetermined value.
  • the non-conductive layer 1200 may have the same or similar color as the color of the metal mesh grid so as to have the same or similar reflectivity as the transparent antenna 1100 formed of the metal mesh region MR.
  • the non-conductive layer 1200 is configurable to include a first non-conductive layer 1210 and a second non-conductive layer 1220 .
  • the first non-conductive layer 1210 may be disposed on the same layer as the metal mesh grid MR disposed on the transparent material substrate 1130 .
  • the second non-conductive layer 1220 may be disposed on the metal mesh lattice (MR) structure.
  • MR metal mesh lattice
  • the first non-conductive layer 1210 and the second non-conductive layer 1220 may be interconnected in the form of a vertical connection bridge.
  • the non-conductive layer 1200b may be disposed on the same layer as the transparent material substrate 1130 and adjacent to the metal mesh region MR.
  • the non-conductive layer 1200b may be disposed on the same layer as the metal mesh grid disposed on the transparent material substrate 1130 .
  • the non-conductive layer 1200b may be formed in a region other than the region where the metal mesh region MR is formed. That is, the non-conductive layer 1200b may be disposed on the same layer as the metal mesh region MR and adjacent to the metal mesh lattice constituting the metal mesh region MR.
  • the non-conductive layer 1200c may be disposed under the metal mesh region MR.
  • the non-conductive layer 1200c may be formed in a layer between the transparent material substrate 1130 and the metal mesh grid. Meanwhile, the region in which the non-conductive layer 1200c is formed may be disposed to cover the entire metal mesh region and extend to the region in which the transparent material substrate 1130 is formed.
  • an electronic device having an antenna described herein is configurable to include a transparent antenna 1100 and a non-conductive layer 1200 .
  • the transparent antenna 1100 may be configured to radiate a signal through a predetermined metal mesh region MR formed as a metal mesh grid on the transparent material substrate 1130 .
  • the non-conductive layer 1200 may be formed of a mesh lattice corresponding to the metal mesh lattice.
  • the non-conductive layer 1200 may be disposed adjacent to the metal mesh area MR, disposed below the metal mesh area MR, or disposed above the metal mesh area MR.
  • the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 described herein may be configured in various lattice sizes and shapes.
  • the shape of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may be identical to the shape of the mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 .
  • the shape of the mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 is square
  • the shape of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may also be square.
  • the shape of the mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 is rectangular
  • the shape of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may also be rectangular.
  • the shape of the mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 is a diamond shape
  • the shape of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may also have a diamond shape.
  • FIGS. 7A and 7B show a mesh grating constituting a non-conductive layer and a mesh grating constituting a transparent antenna according to different embodiments.
  • the size of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the size of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 may be the same.
  • the size of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 may be expressed as a pitch.
  • the thickness of the transparent material substrate 1130 may be set to 100 ⁇ m or more, and the line width and thickness of the metal mesh grid may be set to 5 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the pitch of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 may be set to 100um or more.
  • the size of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the size of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 are formed to be the same, transparency may be constantly maintained throughout the dielectric substrate area.
  • the color of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the color of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 may be identically configured.
  • the line width of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the line width of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 may be configured to be the same.
  • the line width of the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 and the line width of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 may be configured to be different.
  • the line width of the mesh grid of the non-conductive layer 1200 may be thicker than the line width of the metal mesh grid 1100 .
  • the line width of the metal mesh grid 1100 may be thicker than the line width of the mesh grid of the non-conductive layer 1200 .
  • the line width of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 when the color of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 and the color of the metal mesh grating constituting the transparent antenna 1100 are different from the color of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 , the line width of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 . And by adjusting the line width of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100, the light reflectance difference may be less than a threshold value. On the other hand, when the line width of the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 and the line width of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 are different from each other, the color and transparency of the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 are different. The color of the metal mesh grid constituting the antenna 1100 may be adjusted so that the difference in light reflectance is less than or equal to a threshold value.
  • the size of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may be larger than the size of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 .
  • the size of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 may be expressed as a pitch.
  • the thickness of the transparent material substrate 1130 may be set to 100 ⁇ m or more, and the line width and thickness of the metal mesh grid may be set to 5 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the pitch of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 may be set to 100um or more.
  • a ratio between the size of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 and the size of the mesh lattice constituting the -conductive layer 1200 may be set to a predetermined ratio.
  • the ratio of the size of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 to the size of the mesh grid constituting the conductive layer 1200 may be 1:2, but is not limited thereto and may vary depending on the application. you can change it.
  • the transparency may be kept constant throughout the dielectric substrate area.
  • the color of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the color of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 may be identically configured.
  • the line width of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the line width of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 may be configured to be the same.
  • the line width of the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 and the line width of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 may be configured to be different.
  • the line width of the mesh grid of the non-conductive layer 1200 may be thicker than the line width of the metal mesh grid 1100 .
  • the line width of the metal mesh grid 1100 may be thicker than the line width of the mesh grid of the non-conductive layer 1200 .
  • the line width of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 when the color of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 and the color of the metal mesh grating constituting the transparent antenna 1100 are different from the color of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 , the line width of the mesh grating constituting the non-conductive layer 1200 . And by adjusting the line width of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100, the light reflectance difference may be less than a threshold value. On the other hand, when the line width of the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 and the line width of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 are different from each other, the color and transparency of the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 are different. The color of the metal mesh grid constituting the antenna 1100 may be adjusted so that the difference in light reflectance is less than or equal to a threshold value.
  • FIGS. 8A and 8B show a mesh grating constituting a non-conductive layer and a mesh grating constituting a transparent antenna according to different embodiments.
  • the size of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 and the size of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 may be the same.
  • the metal mesh grid may be formed with a finer mesh spacing than the central area in the boundary area of the transparent antenna 1100 .
  • the transparent antenna 1100 may be formed with a finer mesh interval than the central area in the boundary area in the axial direction corresponding to the direction in which a field is formed by applying a signal on a horizontal axis or a vertical axis.
  • the transparent antenna 1100 may be formed with a finer mesh spacing than the central region in the boundary region in the y-axis direction, which is a vertical axis.
  • the mesh lattice of the non-conductive layer 1200 may be formed with a finer mesh spacing in the region adjacent to the boundary region than in the outer region.
  • the size of the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may be larger than the size of the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 .
  • the ratio of the size of the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 to the size of the mesh grid constituting the conductive layer 1200 may be 1:2, but is not limited thereto and may vary depending on the application. you can change it.
  • the metal mesh grid may be formed with a finer mesh spacing than the central area in the boundary area of the transparent antenna 1100 .
  • the transparent antenna 1100 may be formed with a finer mesh interval than the central area in the boundary area in the axial direction corresponding to the direction in which a field is formed by applying a signal on a horizontal axis or a vertical axis.
  • the transparent antenna 1100 may be formed with a finer mesh spacing than the central region in the boundary region in the y-axis direction, which is a vertical axis.
  • the mesh lattice of the non-conductive layer 1200 may be formed with a finer mesh spacing in the region adjacent to the boundary region than in the outer region.
  • the transparent antenna using the non-conductive mesh pattern described herein has improved antenna characteristics compared to the case in which there is no dummy metal mesh pattern or a dummy metal mesh pattern is disposed.
  • FIG. 9A shows a full metal antenna filled with metal and a transparent antenna made of a metal mesh grid.
  • FIG. 9B shows a transparent antenna using a conductive dummy pattern and a transparent antenna using a non-conductive dummy pattern.
  • 9a shows a dipole antenna (Type 1) in the form of a full metal antenna filled with metal.
  • 9a (b) shows a dipole antenna (Type 2) in the form of a transparent antenna made of a metal mesh grid.
  • FIG. 9B (a) shows a dipole antenna (Type 3) in the form of a transparent antenna 1100 using a conductive dummy pattern.
  • the conductive dummy pattern 1201 is not connected to the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100, but must be open to each other.
  • 9B (b) shows a dipole antenna (Type 4) in the form of a transparent antenna 1100 using a non-conductive dummy pattern.
  • the non-conductive layer 1200 in the form of a non-conductive dummy pattern may be configured to be interconnected with a metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 .
  • FIGS. 10A to 10C illustrate a mesh grating disposed in a transparent antenna area and a mesh grating disposed in a dielectric area according to different embodiments.
  • the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 that is, the conductive dummy pattern 1201
  • the metal mesh grid constituting the dielectric region SR is not connected to each other and is aligned in the horizontal or vertical axis direction. They may be spaced apart by a predetermined interval.
  • the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 and the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may be arranged to be connected to each other in the boundary region. That is, the metal mesh lattice constituting the transparent antenna 1100 and the mesh lattice constituting the non-conductive layer 1200 may be configured to be interconnected in a horizontal axis and/or a vertical axis direction in the boundary region.
  • the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100 is not connected to each other and the mesh grid constituting the non-conductive layer 1200 may be spaced apart by a predetermined distance in the horizontal or vertical axis direction. have.
  • FIGS. 9A and 9B have different antenna characteristics.
  • FIGS. 11A and 11B show radiation pattern characteristics and peak gains according to various antenna configurations according to FIGS. 9A and 9B .
  • FIG. 9a (a) shows a dipole antenna (Type 1) in the form of a full metal antenna filled with metal.
  • 9a (b) shows a dipole antenna (Type 2) in the form of a transparent antenna made of a metal mesh grid.
  • FIG. 9B (a) shows a dipole antenna (Type 3) in the form of a transparent antenna 1100 using a conductive dummy pattern.
  • the conductive dummy pattern 1201 is not connected to the metal mesh grid constituting the transparent antenna 1100, but must be open to each other.
  • FIG. 11a shows the radiation pattern and peak gain of the dipole antenna (Type 1) in the form of a full metal antenna filled with metal.
  • 9a shows a radiation pattern and a peak gain of a dipole antenna (Type 2) in the form of a transparent antenna made of a metal mesh grid.
  • 11B (a) shows the radiation pattern and peak gain of a transparent antenna type dipole antenna (Type 3) using a conductive dummy pattern.
  • the conductive dummy pattern is not connected to the metal mesh grid constituting the transparent antenna, but must be open to each other.
  • 11B (b) shows a dipole antenna (Type 4) in the form of a transparent antenna using a non-conductive dummy pattern.
  • the non-conductive layer in the form of a non-conductive dummy pattern may be configured to be interconnected with the metal mesh lattice constituting the transparent antenna.
  • the peak gains of the Type 1 to Type 4 antennas are 2.3 dBi, 2.0 dBi, -1.19 dBi, and 2.0 dBi, respectively. Therefore, the peak gain of the transparent antenna type dipole antenna (Type 2) of the transparent material is slightly reduced compared to the ideal type full metal dipole antenna (Type 1) of 2.3 dBi.
  • the dipole antenna (Type 3) to which a metal dummy pattern is added to improve the transparency characteristic of the transparent antenna, that is, the non-visibility characteristic has a problem in that the peak gain is reduced by 3 dB or more.
  • the dipole antenna (Type 4) to which the non-metallic dummy pattern is added has a peak gain of 3dB or more increased compared to the dipole (Type 3) to which the metal dummy pattern is added, so that the antenna efficiency is improved.
  • the peak gain of the dipole antenna (Type 4) to which a non-metallic dummy pattern is added has the same peak gain value as that of the transparent antenna type dipole antenna (Type 2) made of a transparent material that does not consider transparency, that is, non-visibility characteristics at all. has
  • FIGS. 12A and 12B show reflection coefficients and gain characteristics according to various antenna configurations described herein, respectively.
  • the reflection coefficient characteristics of the dipole antenna (Type 4) to which a non-metal dummy pattern is added compared to the full metal dipole antenna (Type 1) and the transparent antenna type dipole antenna (Type 2) are more improvement can be seen.
  • the reflection coefficient characteristic of the dipole antenna (Type 3) to which the metal dummy pattern is added is greatly reduced.
  • the transparency that is, the invisibility characteristic
  • Type 3 antenna corresponds to a case in which the impedance matching frequency of the antenna is greatly changed due to a conductive dummy pattern adjacent to the periphery.
  • the antenna impedance is not significantly affected even when the non-conductive dummy pattern is added.
  • the radiation efficiency characteristic is Type 1 > Type 2 ⁇ Type 4 >> Type 3.
  • the peak gain of the dipole antenna to which the non-metallic dummy pattern is added (Type 4) is increased by 3 dB or more compared to the dipole antenna to which the metal dummy pattern is added (Type 3), thereby improving antenna efficiency.
  • the peak gain of the dipole antenna (Type 4) to which a non-metallic dummy pattern is added has the same peak gain value as that of the transparent antenna type dipole antenna (Type 2) made of a transparent material that does not consider transparency, that is, non-visibility characteristics at all. has
  • the sheet resistance component is increased and the radiation efficiency is somewhat decreased, but it can be seen that the Type 2 and Type 3 antennas have almost the same antenna radiation performance.
  • a moiré phenomenon may occur according to a periodic structure.
  • the mesh grid formed on the non-conductive layer 1200 is offset by a predetermined distance from the metal mesh grid of the transparent antenna 1100 with respect to at least one of a horizontal axis and a vertical axis. can be placed.
  • FIGS. 13A to 13C show a multilayer substrate stack structure and a mesh grid structure of a metal mesh grid and a non-conductive layer of a transparent antenna according to the multilayer substrate stack structure.
  • FIG. 13A shows a configuration in which the metal mesh grid of the transparent antenna 1100 and the mesh grid of the non-conductive layer 1200 are stacked on a multilayer substrate according to an example.
  • a metal mesh grid of the transparent antenna 1100 may be disposed on the first substrate S1 .
  • a mesh grid of the non-conductive layer 1200 may be disposed on the second substrate S2 .
  • the metal mesh grid of the transparent antenna 1100 and the mesh grid of the non-conductive layer 1200 may be disposed on the third substrate S3 and the fourth substrate S4 as well.
  • the metal mesh grid of the transparent antenna 1100 and the mesh grid of the non-conductive layer 1200 may be alternately disposed, but the present invention is not limited thereto and may be changed according to application.
  • FIG. 13B shows a plurality of mesh lattice structures spaced apart from each other according to an embodiment.
  • 13C shows a plurality of mesh grid structures spaced apart from each other according to another embodiment.
  • FIG. 13B is a structure in which a diamond-shaped mesh lattice structure is shifted from each other.
  • FIG. 13C shows a structure in which a rectangular mesh lattice structure is shifted to each other.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the region of the transparent antenna 1100 and the non-conductive layer 1200 may be disposed on two or more different layers.
  • the mesh grid formed on the non-conductive layer 1200 may be disposed to be offset by a predetermined distance from the metal mesh grid of the transparent antenna 1100 with respect to at least one of the first axis and the second axis.
  • the first axis and the second axis may be a horizontal axis and a vertical axis, respectively, but are limited thereto.
  • the first axis and the second axis may be formed by different lines having a rhombus shape.
  • the second mesh region R2 disposed on the second layer may be offset by a predetermined distance in the horizontal axis direction compared to the first mesh region R1 disposed on the first layer.
  • one of the first mesh region R1 and the second mesh region R2 may be a metal mesh grid of the transparent antenna 1100 .
  • the other one of the first mesh region R1 and the second mesh region R2 may be a mesh grid formed in the non-conductive layer 1200 .
  • the third mesh region R3 disposed in the third layer may be offset by a predetermined interval in the horizontal axis direction.
  • the fourth mesh region R4 disposed on the fourth layer may be offset by a predetermined distance in the horizontal axis direction compared to the third mesh region R3 disposed on the third layer.
  • the metal mesh grating of the transparent antenna 1100 may be formed by different layers.
  • the mesh lattice formed in the non-conductive layer 1200 may be formed by different non-conductive layers.
  • it may be arranged to be offset in the vertical axis direction in addition to the horizontal axis direction between the plurality of mesh grids.
  • the mesh grid formed on the non-conductive layer 1200 may be disposed to be offset by a predetermined distance from the metal mesh grid of the transparent antenna 1100 with respect to at least one of a horizontal axis and a vertical axis.
  • one of the first mesh region R1 and the second mesh region R2 may be a metal mesh grid of the transparent antenna 1100 .
  • the other one of the first mesh region R1 and the second mesh region R2 may be a mesh grid formed in the non-conductive layer 1200 .
  • the third mesh region R3 disposed in the third layer may be offset by a predetermined distance in the horizontal axis and vertical axis directions.
  • the fourth mesh region R4 disposed in the fourth layer may be offset by a predetermined distance in the horizontal axis and vertical axis directions compared to the third mesh region R3 disposed in the third layer.
  • the metal mesh grating of the transparent antenna 1100 may be formed by different layers.
  • the mesh lattice formed in the non-conductive layer 1200 may be formed by different non-conductive layers.
  • the transparent antenna provided in the display area of the electronic device described herein may be operatively coupled to other electronic components.
  • the transparent antenna provided in the display area of the electronic device may be composed of a single antenna or a plurality of different antennas.
  • FIG. 14 shows a configuration in which a transparent antenna provided in a display area of an electronic device is coupled to a transceiver circuit and a baseband processor through a transmission line.
  • FIG. 15 shows a configuration in which a plurality of transparent antennas provided in a display area of an electronic device are combined with a transceiver circuit and a baseband processor through a transmission line.
  • the electronic device including the transparent antenna 1000 further includes a transmission line 1120 , a transceiver circuit 1250 , and a baseband processor 1400 .
  • a transmission line 1120 may include a transceiver circuit 1250 , and a baseband processor 1400 .
  • the transmission line 1120 may be configured to feed the transparent antenna 1100 .
  • the transmission line 1120 may be disposed in an opaque area outside the display, but is not limited thereto.
  • the transmission line 1120 may be formed in a co-planar waveguide structure in which a ground region is disposed on the same plane as the signal line, but is not limited thereto.
  • the transceiver circuit 1250 may be configured to be connected to the transmission line 1120 so that a signal is applied to the transparent antenna.
  • the baseband processor 1400 may be operatively coupled to the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 .
  • the transparent antenna 1100 may include a plurality of antenna elements disposed at different positions on the display of the electronic device.
  • the transparent antenna 1100 may include the first antennas ANT1 to the fourth antennas ANT4 disposed at different positions on the display of the electronic device.
  • the baseband processor 1400 may control the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) through two or more antenna elements among a plurality of antenna elements.
  • MIMO multiple input/output
  • the transparent antenna 1100 may be configured as a one-dimensional array antenna in which a plurality of transparent antenna elements are spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the one-dimensional array antenna may be disposed as the first array antenna ANT1 to the fourth array antenna ANT4 in different areas of the display.
  • the first array antenna ANT1 to the fourth array antenna ANT4 may be configured as 4x1 array antennas.
  • the present invention is not limited thereto, and the array antenna may be changed to a 2x1, 6x1, or 8x1 array antenna according to a beam width requirement, a frequency band, or the like.
  • the first array antennas ANT1 to the fourth array antennas ANT4 in different regions of the display may be implemented as two-dimensional array antennas, that is, MxN array antennas.
  • the array antenna may be implemented as various array antennas according to beam width requirements, frequency bands, and the like.
  • the baseband processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) by using two or more of the first array antennas ANT1 to the fourth array antennas ANT4. .
  • MIMO multiple input/output
  • the electronic device having the transparent antenna according to the present invention may independently perform beamforming through the first array antenna ANT1 to the fourth array antenna ANT4 .
  • the first arrayed antenna ANT1 and the second arrayed antenna ANT2 may be disposed on side surfaces of the electronic device.
  • the second array antenna ANT2 and the first array antenna ANT1 are symmetrical to each other to reduce the level of mutual interference.
  • power feeding efficiency to the first array antenna ANT1 and the second array antenna ANT2 may be increased through the CPW line implemented on the FPCB.
  • the third array antenna ANT3 and the fourth array antenna ANT4 may be disposed above and below the electronic device.
  • the third array antenna ANT3 and the fourth array antenna ANT4 are vertically symmetric to each other to reduce the level of mutual interference.
  • power feeding efficiency to the third array antenna ANT3 and the fourth array antenna ANT4 may be increased through the CPW line implemented on the FPCB.
  • the baseband processor 1400 performs one-dimensional beamforming while performing multiple input/output (MIMO) using two or more array antennas among the first array antenna ANT1 to the fourth array antenna ANT4.
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor 1400 controls the transceiver circuit 1250 so that the phase applied to each transparent antenna element of the corresponding array antenna among the first array antenna ANT1 to the fourth array antenna ANT4 is variable.
  • one-dimensional beamforming can be performed.
  • each beam directing direction is set differently to implement spatial diversity. Specifically, a beam may be directed at a first angle through the first array antenna ANT1 and a beam may be directed at a second angle through the second array antenna ANT2 .
  • the baseband processor 1400 may control the main beam radiated from the first array antenna ANT1 to be directed at a first angle and generate a null pattern at a second angle. Also, the baseband processor 1400 may control the main beam emitted from the second array antenna ANT2 to be directed at a second angle and generate a null pattern at the first angle.
  • the spacing between mesh lattices disposed on different substrates may be set.
  • the antenna efficiency may decrease as the directivity angle of the antenna moves away from the bore site. Therefore, the transparency requirement can be relaxed by considering the antenna maximum directivity angle.
  • an antenna maximum directivity angle may be set to 30 degrees, reducing antenna efficiency by about 50%. Accordingly, it is possible to reduce the transparency requirement from 85% to 80%, 75%, etc.
  • the metal mesh line spacing may be designed so that the spacing between the metal meshes is narrowed to increase antenna efficiency.
  • the transparent antenna described herein may be configured to increase invisibility without performance degradation.
  • the transparent antenna technology described in this specification is a technology that secures the invisibility of the antenna pattern by simulating/extending the shape/color of a fine pattern with a non-conductive material (non-metal) around the periphery other than the antenna pattern (transparent electrode-metal (conductive) pattern). .
  • the present invention relates to a method for securing invisibility of an antenna by forming similar reflectances between an antenna pattern portion and a peripheral portion.
  • FIG. 16 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • the wireless communication system includes a first communication device 910 and/or a second communication device 920 .
  • 'A and/or B' may be interpreted as having the same meaning as 'including at least one of A or B'.
  • the first communication device may represent the base station, and the second communication device may represent the terminal (or the first communication device may represent the terminal or vehicle, and the second communication device may represent the base station).
  • Base station is a fixed station (fixed station), Node B, evolved-NodeB (eNB), gNB (Next Generation NodeB), BTS (base transceiver system), access point (AP: Access Point), gNB (general) NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), may be replaced by terms such as robot.
  • the terminal may be fixed or have mobility
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • UT user terminal
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • SS Subscriber Station
  • AMS Advanced Mobile
  • WT Wireless terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • vehicle robot
  • AI module may be replaced by terms such as
  • the first communication device and the second communication device include a processor 911,921, a memory 914,924, one or more Tx/Rx radio frequency modules 915,925, Tx processors 912,922, Rx processors 913,923 , including antennas 916 and 926 .
  • the processor implements the functions, processes and/or methods salpinned above. More specifically, in DL (communication from a first communication device to a second communication device), an upper layer packet from the core network is provided to the processor 911 .
  • the processor implements the functions of the L2 layer.
  • the processor provides multiplexing between logical channels and transport channels, allocation of radio resources to the second communication device 920, and is responsible for signaling to the second communication device.
  • a transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the second communication device, and includes coding and interleaving.
  • FEC forward error correction
  • the coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to an OFDM subcarrier, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and using Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are combined together to create a physical channel carrying a stream of time domain OFDMA symbols.
  • RS reference signal
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the OFDM stream is spatially precoded to generate multiple spatial streams.
  • Each spatial stream may be provided to a different antenna 916 via a separate Tx/Rx module (or transceiver) 915 .
  • Each Tx/Rx module may modulate an RF carrier with a respective spatial stream for transmission.
  • each Tx/Rx module (or transceiver) 925 receives a signal via each antenna 926 of each Tx/Rx module.
  • Each Tx/Rx module recovers information modulated with an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 923 .
  • the RX processor implements the various signal processing functions of layer 1.
  • the RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial streams destined for the second communication device. If multiple spatial streams are destined for the second communication device, they may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors.
  • the RX processor uses a Fast Fourier Transform (FFT) to transform the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain.
  • the frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal.
  • the symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most probable signal placement points transmitted by the first communication device. These soft decisions may be based on channel estimate values.
  • the soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signal originally transmitted by the first communication device on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to a processor 921 .
  • the UL (second communication device to first communication device communication) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 .
  • Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 .
  • Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 .
  • the processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • transparency that is, invisibility
  • transparency may be improved by using a dummy pattern around the antenna of a transparent material.
  • the antenna efficiency may be improved by using a non-metallic dummy pattern around the transparent material antenna.
  • an antenna performance may be improved while maintaining transparency by using a non-metallic dummy pattern applicable even in a high frequency band such as a millimeter wave band.
  • transparency that is, invisibility
  • transparency may be improved by using a dummy pattern around the antenna of a transparent material.
  • the antenna efficiency may be improved by using a non-metallic dummy pattern around the transparent material antenna.
  • an antenna performance may be improved while maintaining transparency by using a non-metallic dummy pattern applicable even in a high frequency band such as a millimeter wave band.
  • the design of the transparent antenna and the electronic device controlling the same and the driving thereof can be implemented as computer-readable codes in a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes any type of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of.
  • the computer may include a control unit of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

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Abstract

일 실시 예에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 상기 전자 기기 내부에 배치되는 기판(substrate)의 전면에 그라운드 영역으로 동작하는 도전 층(conductive layer)에 소정 형상의 슬롯 영역이 구비된 슬롯 안테나; 및 상기 슬롯 영역 내에 배치되고, 슬롯 안테나를 급전하도록 구성된 모노폴 영역(monopole region)을 포함할 수 있다. 상기 기판의 전면의 일부 영역은 도전 층이 제거된 소정 형상의 유전체 영역으로 형성될 수 있다. 상기 전자 기기는 상기 슬롯 안테나를 통해 소정 대역의 신호가 방사되도록 상기 모노폴 영역을 통해 신호를 인가하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit)를 더 포함할 수 있다.

Description

안테나를 구비하는 전자 기기
본 발명은 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 특정 구현은 밀리미터파 대역에서 동작하는 안테나에 관한 것이다.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.
한편, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서의 5G 통신 서비스를 위해 할당될 주파수 대역은 28GHz 대역, 38.5GHz 대역 및 64GHz 대역이 고려되고 있다. 이와 관련하여, 밀리미터파 대역에서 다수의 배열 안테나들이 전자 기기에 배치될 수 있다.
또한, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서 6G 통신 서비스를 제공하기 위해 더욱 향상된 안테나 성능을 갖는 안테나 구조를 고려할 필요가 있다. 이러한 6G 통신 서비스를 제공하기 위한 후보 주파수 대역으로 58GHz 내지 70GHz 대역이 고려될 수 있다.
5G 통신 서비스 및 6G 통신 서비스를 제공하기 위해 안테나는 전자 기기 내부에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 디스플레이 내부의 넓은 공간을 활용하면 전자 기기 내부에 배치된 기존 안테나들과 간섭 없이 안테나를 구현할 수 있다. 하지만, 이와 같이 디스플레이에 구비되는 투명 안테나는 메탈 메쉬 격자 구조 또는 투명 소재로 구현되어 전도성이 저감되는 문제점이 있다.
또한, 디스플레이에 구비되는 투명 안테나는 메탈 메쉬 격자 구조에 의해 투명도(transparency), 즉 비가시성(non-visibility)이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 투명 안테나의 투명도, 즉 비가시성을 향상하기 위한 안테나 구조를 제시하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 전도성이 개선된 투명 소재의 안테나가 배치된 안테나 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 밀리미터파 대역에서 투명 안테나 구현 시 안테나 성능을 유지할 수 있는 안테나 구조를 제시하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 일 실시 예에 따른 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 투명 소재 기판 상에 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 형성된 소정의 메탈 메쉬 영역을 통해 신호를 방사하도록 구성된 투명 안테나(transparent antenna); 및 상기 메탈 메쉬 격자에 대응되는 메쉬 격자로 형성되고, 상기 메탈 메쉬 영역과 인접하게 배치되거나, 상기 메탈 메쉬 영역의 하부에 배치되거나, 또는 상기 메탈 메쉬 영역의 상부에 배치되는 비전도성 층(non-conductive layer)을 포함할 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층은 상기 투명 소재 기판 상부에 배치된 상기 메탈 메쉬 격자와 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 비전도성 층은 상기 메탈 메쉬 영역이 형성된 영역이 아닌 영역에 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층은 상기 투명 소재 기판 상부에 배치된 상기 메탈 메쉬 격자와 동일한 층에 배치되는 제1 비전도성 층을 포함할 수 있다. 상기 비전도성 층은 상기 메탈 메쉬 격자 구조 상부에 배치되는 제2 비전도성 층을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예로, 상기 제1 비전도성 층과 상기 제2 비전도성 층은 수직 연결 브릿지(vertical connection bridge) 형태로 상호 연결될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층은 상기 투명 소재 기판과 상기 메탈 메쉬 격자 사이의 층에 형성될 수 있다. 상기 비전도성 층이 형성된 영역은 상기 메탈 메쉬 영역 전체를 커버하고 상기 투명 소재 기판이 형성된 영역까지 확장될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 색상과 상기 메탈 메쉬 격자의 색상은 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 크기와 상기 메탈 메쉬 격자의 크기는 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 크기는 상기 메탈 메쉬 격자의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 선폭은 상기 메탈 메쉬 격자의 선폭보다 더 두껍게 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 메탈 메쉬 격자는 상기 투명 안테나의 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다. 상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자는 상기 경계 영역에 인접한 영역에서 외곽 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 투명 안테나를 구성하는 상기 메탈 메쉬 격자는 상기 비전도성 층을 구성하는 상기 메쉬 격자는 상호 간에 연결되지 않고 수평 축 또는 수직 축 방향으로 소정 간격만큼 이격되게 배치될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 투명 안테나를 구성하는 상기 메탈 메쉬 격자와 상기 비전도성 층을 구성하는 상기 메쉬 격자는 경계 영역에서 상호 간에 연결되도록 배치될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 비전도성 층에 형성된 메쉬 격자는 수평 축 및 수직 축 중 적어도 한 축에 대해 상기 메탈 메쉬 격자보다 소정 간격만큼 오프셋 되어 배치될 수 있다.
일 실시 예로, 상기 전자 기기는 상기 투명 안테나를 급전하도록 구성된 전송 선로(transmission line)를 더 포함할 수 있다. 상기 전자 기기는 상기 투명 안테나에 신호가 인가되도록 상기 전송 선로에 연결되도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit); 및 상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서(baseband processor)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예로, 상기 투명 안테나는 상기 전자 기기의 디스플레이의 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 안테나 소자들을 포함할 수 있다. 상기 기저대역 프로세서는 상기 복수의 안테나 소자들 중 둘 이상의 안테나 소자를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어할 수 있다.
이와 같은 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 투명 소재 안테나 주변에 더미 패턴을 이용하여 투명도, 즉 비가시성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 투명 소재 안테나 주변에 비금속 더미 패턴을 이용하여 안테나 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 밀리미터파 대역과 같은 고주파수 대역에서도 적용 가능한 비금속 더미 패턴을 이용하여 투명도를 유지하면서 안테나 성능을 향상시킬 수 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 1은 일 실시 예에 따른 전자 기기를 설명하기 위한 구성과 전자 기기와 외부기기 또는 서버와의 인터페이스를 나타낸다.
도 2a는 도 1의 전자 기기에 대한 상세 구성을 나타낸다. 한편, 도 2b 및 2c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3b는 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 4a는 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나와 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 나타낸다. 또한, 도 4b는 본 발명에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이의 구조를 나타낸다.
도 5a는 안테나 영역이 메탈 메쉬 격자로 형성되고, 안테나 외부 영역은 메탈 메쉬 격자가 배치되지 않은 안테나 구조를 나타낸다. 반면에, 도 5b는 안테나 영역이 메탈 메쉬 격자로 형성되고, 안테나 외부 영역은 비전도성 메쉬 격자(non-metal mesh grid)가 배치된 안테나 구조를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예들에 따른 비전도성 층(non-conductive layer)의 배치 구조를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 서로 다른 실시 예에 따른 비-전도성 층을 구성하는 메쉬 격자와 투명 안테나를 구성하는 메쉬 격자를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 서로 다른 실시 예에 따른 비-전도성 층을 구성하는 메쉬 격자와 투명 안테나를 구성하는 메쉬 격자를 나타낸다.
도 9a는 금속으로 채워진 풀 메탈 안테나와 메탈 메쉬 격자로 이루어진 투명 안테나를 나타낸다. 반면에, 도 9b는 전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나와 비전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나를 나타낸다.
도 10a 내지 도 10c는 서로 다른 실시예에 따른 투명 안테나 영역에 배치된 메쉬 격자와 유전체 영역에 배치된 메쉬 격자를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b는 도 9a 및 도 9b에 따른 다양한 안테나 구성에 따른 방사 패턴 특징과 피크 이득을 나타낸 것이다.
도 12a 및 도 12b는 본 명세서에서 설명된 다양한 안테나 구성에 따른 반사 계수 및 이득 특성을 각각 나타낸다.
도 13a 내지 도 13c는 다층 기판 적층 구조와 이에 따른 투명 안테나의 메탈 메쉬 격자와 비전도성 층의 메쉬 격자 구조를 나타낸다.
도 14는 전자 기기의 디스플레이 영역에 구비되는 투명 안테나가 전송 선로를 통해 송수신부 회로 및 기저대역 프로세서와 결합되는 구성을 나타낸다. 한편, 도 15는 전자 기기의 디스플레이 영역에 구비되는 복수의 투명 안테나가 전송 선로를 통해 송수신부 회로 및 기저대역 프로세서와 결합되는 구성을 나타낸다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
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 1은 일 실시 예에 따른 전자 기기를 설명하기 위한 구성과 전자 기기와 외부기기 또는 서버와의 인터페이스를 나타낸다. 한편, 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 도 2a는 도 1의 전자 기기에 대한 상세 구성을 나타낸다. 한편, 도 2b 및 2c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 1을 참조하면, 전자 기기(100)는 통신 인터페이스(110), 입력 인터페이스 (또는, 입력 장치)(120), 출력 인터페이스 (또는, 출력 장치)(150) 및 프로세서(180)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 통신 인터페이스(110)는 무선 통신모듈(110)를 지칭할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)는 디스플레이(151)와 메모리(170)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 도 1에 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 통신모듈(110)은, 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 통신모듈(110)은, 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.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 이러한 무선 통신모듈(110)은, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 모뎀과 같은 기저대역 프로세서로 구현될 수 있다. 일 예시로, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 IF 대역에서 동작하는 송수신부 회로(transceiver circuit)와 기저대역 프로세서로 구현될 수 있다. 한편, RF 모듈(1200)은 각각의 통신 시스템의 RF 주파수 대역에서 동작하는 RF 송수신부 회로로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 각각의 RF 모듈을 포함하도록 해석될 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 통신모듈(110)은 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 통신모듈(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 모듈과 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.
입력 장치(120)는, 펜 센서(1200), 키 버튼(123), 음성입력 모듈(124), 터치 패널(151a) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력 장치(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라 모듈(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 152c), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력 장치(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
카메라 모듈(121)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 신호 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 lamp 등)를 포함할 수 있다.
센서 모듈(140)은 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, 센서 모듈(140)은 제스처 센서(340a), 자이로 센서(340b), 기압 센서(340c), 마그네틱 센서(340d), 가속도 센서(340e), 그립 센서(340f), 근접 센서(340g), 컬러(color) 센서(340h)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(340i), 온/습도 센서(340j), 조도 센서(340k), 또는 UV(ultra violet) 센서(340l), 광 센서(340m), 홀(hall)센서(340n) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 센서 모듈(140)은 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 152c 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.
출력 인터페이스(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이(151), 오디오 모듈(152), 햅팁 모듈(153), 인디케이터(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 디스플레이(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. 예를 들면, 디스플레이(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(micro electro mechanical systems, MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(151)는 사용자에게 각종 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(151)는 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
한편, 디스플레이(151)는 터치 패널(151a), 홀로그램 장치(151b) 및 프로젝터(151c) 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 패널은 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널은 터치 패널(151a)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 홀로그램 장치(151b)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(151c)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(100)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
오디오 모듈(152)은 리시버(152a), 스피커(152b) 및 마이크로폰(152c)과 연동하도록 구성될 수 있다. 한편, 햅팁 모듈(153)은 전기 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과(예: 압력, 질감) 등을 발생시킬 수 있다. 전자 기기는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 또한, 인디케이터(154)는 전자 기기(100) 또는 그 일부(예: 프로세서(310))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다.
인터페이스부로 구현될 수 있는 유선 통신모듈(160)은 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 유선 통신 모듈(160)는, HDMI(162), USB(162), 커넥터/포트(163), 광 인터페이스(optical interface)(164), 또는 D-sub(D-subminiature)(165)를 포함할 수 있다. 또한, 유선 통신모듈(160)은 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, 유선 통신 모듈(160)에 외부기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부기기와 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 서버(예컨대, 제1 서버(310) 또는 제2 서버(320))로부터 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, 프로세서(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
이와 관련하여, 제1 서버(310)는 인증 서버로 지칭될 수 있고, 제2 서버(320)는 컨텐츠 서버로 지칭될 수 있다. 제1 서버(310) 및/또는 제2 서버(320)는 기지국을 통해 전자 기기와 인터페이스될 수 있다. 한편, 컨텐츠 서버에 해당하는 제2 서버(320) 중 일부는 기지국 단위의 모바일 에지 클라우드(MEC, 330)로 구현될 수 있다. 따라서, 모바일 에지 클라우드(MEC, 330)로 구현된 제2 서버(320)를 통해 분산 네트워크를 구현하고, 컨텐츠 전송 지연을 단축시킬 수 있다.
메모리(170)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(170)는 내장 메모리(170a)와 외장 메모리(170b)를 포함할 수 있다. 메모리(170)는, 예를 들면, 전자 기기(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(170)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(240)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로그램(240)은 커널(171), 미들웨어(172), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(173) 또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(174) 등을 포함할 수 있다. 커널(171), 미들웨어(172), 또는 API(174)의 적어도 일부는, 운영 시스템(OS)으로 지칭될 수 있다.
커널(171)은 다른 프로그램들(예: 미들웨어(172), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programing interface, API)(173), 또는 어플리케이션 프로그램(174))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스, 메모리(170), 또는 프로세서(180) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(171)은 미들웨어(172), API(173), 또는 어플리케이션 프로그램(174)에서 전자 기기(100)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(172)는 API(173) 또는 어플리케이션 프로그램(174)이 커널(171)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(172)는 어플리케이션 프로그램(247)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 일 실시 예로, 미들웨어(172)는 어플리케이션 프로그램(174) 중 적어도 하나에 전자 기기(100)의 시스템 리소스(예: 버스, 메모리(170), 또는 프로세서(180) 등)를 사용할 수 있는 우선순위를 부여하고, 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(173)는 어플리케이션 프로그램(174)이 커널(171) 또는 미들웨어(1723)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예컨대 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
프로세서(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(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, 프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1 및 도 2a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
프로세서(180)는, 중앙처리장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 이미지 신호 프로세서(image signal processor, ISP) 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP), 저전력 프로세서(예: 센서 허브) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(180)는 전자 기기(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
전원공급부(190)는 프로세서(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 전력 관리 모듈(191)과 배터리(192)를 포함하며, 배터리(192)는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다. 전력 관리 모듈(191은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기 공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(396)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 배터리(192)는, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320) 각각은 전자 기기(100)와 동일한 또는 다른 종류의 기기(예: 외부기기 또는 서버)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 기기(100)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 기기(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 기기(100)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 기기(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(201)로 전달할 수 있다. 전자 기기(100)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 클라이언트-서버 컴퓨팅, 또는 모바일 에지 클라우드(MEC) 기술이 이용될 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 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 전자 장치(100), 적어도 하나의 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320)를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)는 적어도 하나의 외부기기(100a)와 기능적으로 연결되고, 적어도 하나의 외부기기(100a)로부터 수신한 정보를 기반으로 전자 기기(100)의 콘텐츠나 기능을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 기기(100)는 서버(310, 320)를 이용하여 적어도 하나의 외부기기(100)가 소정의 규칙을 따르는 정보를 포함하거나 혹은 생성하는지를 판단하기 위한 인증을 수행할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)는 인증 결과에 기반하여 전자 기기(100)를 제어함으로써 콘텐츠 표시 혹은 기능 제어를 달리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 기기(100)는 유선 혹은 무선 통신 인터페이스를 통해 적어도 하나의 외부기기(100a)와 연결되어 정보를 수신 혹은 송신할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(100) 및 적어도 하나의 외부기기(100a)는 NFC(near field communication), 충전기(charger)(예: USB(universal serial bus)-C), 이어잭(ear jack), BT(bluetooth), WiFi(wireless fidelity) 등의 방식으로 정보를 수신 혹은 송신할 수 있다.
전자 기기(100)는 외부기기 인증 모듈(100-1), 콘텐츠/기능/정책 정보 DB(100-2), 외부기기 정보 DB(100-3), 혹은 콘텐츠 DB(104) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)와 연계 가능한 보조(assistant) 기구로서, 전자 기기(100)의 사용 편의성, 외관적 미감 증대, 활용성 강화 등 다양한 목적으로 설계된 기기일 수 있다. 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)에 물리적으로 접촉되거나 혹은 물리적으로 접촉되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 유선/무선 통신모듈을 이용하여 전자 기기(100)에 기능적으로 연결되고, 전자 기기(100)에서 콘텐츠나 기능을 제어하기 위한 제어 정보를 전송할 수 있다.
한편, 제1 서버(310)는 적어도 하나의 외부기기(100a)와 관련한 서비스를 위한 서버나 클라우드 장치 혹은 스마트 홈 환경에서 서비스를 제어하기 위한 허브 장치를 포함할 수 있다. 제1 서버(310)는 외부기기 인증 모듈(311), 콘텐트/기능/정책 정보 DB(312), 외부기기 정보 DB(313) 또는 전자 기기/사용자 DB(314) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 서버(310)는 인증 관리 서버, 인증 서버, 인증 관련 서버로 지칭될 수 있다. 제2 서버(320)는, 서비스나 콘텐츠 제공을 위한 서버나 클라우드 장치, 혹은 스마트 홈 환경에서 서비스를 제공하기 위한 허브 장치를 포함할 수 있다. 제2 서버(320)는 콘텐츠 DB(321), 외부기기 스펙 정보 DB(322), 콘텐츠/기능/정책 정보 관리 모듈(323) 혹은 장치/사용자 인증/관리 모듈(324) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 서버(130)는 콘텐츠 관리 서버, 콘텐츠 서버 또는 콘텐츠 관련 서버로 지칭될 수 있다.
도 2b 및 2c를 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 디스플레이(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이(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.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 전자 기기(100)에는 디스플레이(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), 유선 통신 모듈(160) 등이 구비될 수 있다.
디스플레이(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이(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, 디스플레이(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.
디스플레이(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 프로세서(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, 디스플레이(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 2a 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. 프로세서(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 디스플레이(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, 프로세서(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
유선 통신 모듈(160)은 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 유선 통신 모듈(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 유선 통신 모듈(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(125)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(125)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. 또한, 마이크로폰(152c)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(152c)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 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 2a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 다중 통신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 안테나 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.
한편, 도 2a와 같은 4G/5G 무선 통신 모듈이 구비된 일 실시예에 따른 복수의 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.
일 실시예에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 5G 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3a를 참조하면, 전자 기기(100)의 내부 또는 전면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 전자 기기의 내부에 캐리어에 프린트된 형태로 구현되거나 또는 RFIC와 함께 시스템 온 칩(Soc) 형태로 구현될 수 있다. 한편, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 전자 기기의 내부 이외에 전자 기기의 전면에 배치될 수도 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 전면에 배치되는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 디스플레이에 내장되는 투명 안테나(transparent antenna)로 구현될 수 있다.
한편, 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 측면에 도전 멤버 형태로 4G 안테나가 배치되고, 도전 멤버 영역에 슬롯이 형성되고, 슬롯을 통해 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 5G 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 또한, 전자 기기(100)의 배면에 안테나들(1150B)이 배치되어, 5G 신호가 후면 방사되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 또한, 본 발명은 전자 기기(100)의 전면 및/또는 측면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2)중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.
도 3b는 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 3b를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(1210), 제2 전력 증폭기(1220) 및 RFIC(1250)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(1210), 제2 전력 증폭기(1220), 제어부(1250) 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 3b에 도시된 바와 같이, RFIC(1250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(1250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(1400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(1250)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(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(1250)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, 1450)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 모뎀(1400)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(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(1400)은 RFIC(1250)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(1250)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(1250)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, 1450)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)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, 1450)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(1400)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(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.
한편, 도 3b의 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 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.
한편, 제1 전력 증폭기(1210)와 제2 전력 증폭기(1220)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(1220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)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(1210)와 제2 전력 증폭기(1220)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(1210, 1220) 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(1250)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(1250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.
또한, 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 위상 제어부(1230), 듀플렉서(duplexer, 1231), 필터(1232) 및 스위치(1233)를 더 포함할 수 있다.
mmWave 대역과 같은 주파수 대역에서 전자 기기는 기지국과의 통신을 위한 커버리지 확보를 위해 지향성 빔을 사용할 필요가 있다. 이를 위해, 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 복수의 안테나 소자들로 이루어질 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)로 구현될 필요가 있다. 위상 제어부(1230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자로 인가되는 신호의 위상을 제어하도록 구성 가능하다. 이와 관련하여, 위상 제어부(1230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자로 인가되는 신호의 크기와 위상을 모두 제어 가능하다. 이에 따라, 위상 제어부(1230)는 신호의 크기와 위상을 모두 제어하므로 전력 및 위상 제어부(230)로 지칭할 수 있다.
따라서, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 위상을 제어하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 독립적으로 빔 포밍(beam-forming)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 통해 다중 입출력(MIMO)를 수행할 수 있다. 이 경우, 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)가 서로 다른 방향으로 빔을 형성하도록 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 위상을 제어할 수 있다.
듀플렉서(1231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(1231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(1231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다.
필터(1232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(1232)는 듀플렉서(1231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(1231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(1232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.
스위치(1233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(1233)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(1231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(1233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(1233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(1231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(1233)가 반드시 필요한 것은 아니다.
한편, 실시 예에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(1400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(1250)와 모뎀(1400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.
모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(1400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)를 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
모뎀(1400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(1250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(1310 내지 1340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 설명하기로 한다. 구체적으로, 디스플레이에 내장되는 투명 안테나 형태의 복수의 배열 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 설명하기로 한다.
이와 관련하여, 도 4a는 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나와 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 나타낸다. 또한, 도 4b는 본 발명에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이의 구조를 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 안테나(1110)와 안테나(1110)를 급전하도록 구성된 전송 선로(transmission line, 1120)를 포함한다. 여기서, 디스플레이(151)는 OLED 또는 LCD로 구성 가능하다. 한편, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)과 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)을 급전하도록 구성된 전송 선로(1120)을 포함한다. 여기서, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)은 각각 배열 안테나(array antenna)로 구현되어 빔 포밍을 수행하도록 구성 가능하다. 한편, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 각각의 배열 안테나는 상호 간에 이격되어 배치되어 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각에 의한 빔 방향은 실질적으로 상호 직교하도록 공간 빔 포밍(spatial beam forming)이 수행될 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)의 각각의 안테나 소자는 빛 투과성 혹은 투명도 확보를 위해 일 방향으로 형성된 메탈 메쉬로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 배열 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)의 각각의 안테나 소자의 내부에는 특정 각도의 사선 방향으로 형성된 메탈 메쉬 라인이 구비될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 각각의 안테나 소자의 내부에는 수평 방향 또는 수직 방향으로 형성된 메탈 메쉬 라인이 구비될 수 있다.
이와 관련하여, 도 4a와 같이 4개의 안테나 소자가 하나의 배열 안테나로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니라, 2x1, 4x1, 8x1 배열 안테나 등으로 변경 가능하다. 또한, 일 축 방향, 예컨대 수평 방향 이외에 타 축 방향, 예컨대 수직 방향으로도 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이를 위해, 2x2, 4x2, 4x4, 2x4 배열 안테나 등으로 변경 가능하다. 이와 같은 배열 안테나를 이용하여 밀리미터 파(mmWave) 대역에서 빔 포밍이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자기기에서, 투명 안테나는 Sub6 대역에서 동작할 수도 있다. 이와 관련하여, Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나는 배열 안테나 형태로 구비되어야 하는 것은 아니다. 따라서, Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나는 단일 안테나가 상호 간에 이격되어 배치되어 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다.
이에 따라, 도 4a의 패치 안테나가 배열 안테나로 배치되지 않고, 단일 안테나 형태의 패치 안테나가 전자 기기의 좌측 상부, 좌측 하부, 우측 상부 및 우측 하부에 배치되고, 각각의 패치 안테나가 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이 구조에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 4b를 참조하면, 디스플레이(151) 내부의 OLED 디스플레이 패널과 OCA 상부에 유전체 레이어, 즉 유전체 기판(dielectric substrate, SUB)이 배치될 수 있다. 여기서, 상부에 필름 형태의 유전체(1130)가 안테나(1110)의 유전체 기판(dielectric substrate)으로 사용될 수 있다. 또한, 필름 형태의 유전체(1130) 상부에 안테나 레이어가 배치될 수 있다. 여기서, 안테나 레이어는 은 합금(Ag alloy), 구리(copper), 알루미늄(aluminum) 등으로 구현될 수 있다. 한편, 안테나 레이어에는 도 4a의 안테나(1110)와 전송 선로(1120)가 배치될 수 있다.
이와 관련하여, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 투명 안테나는 패치 안테나 내부가 메탈 메쉬 격자 구조로 형성될 수 있다. 또는, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 투명 안테나는 패치 안테나 내부가 전술한 금속 재질의 투명 필름 형태의 구조로 형성될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 2b와 같은 전자 기기에서, 도 3a 및 도 4a와 같이 전자 기기 내부에 배치되는 안테나와 도 3b와 같은 다중 송수신 시스템을 구비하는 전자기기의 구체적인 구성 및 기능에 대해서 이하에서 설명하기로 한다.
이와 관련하여, 전자 기기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.
한편, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서의 5G 통신 서비스를 위해 할당될 주파수 대역은 28GHz 대역, 38.5GHz 대역 및 64 GHz 대역이 고려되고 있다. 이와 관련하여, 밀리미터파 대역에서 다수의 배열 안테나들이 전자 기기에 배치될 수 있다. 또한, 밀리미터파(mmWave) 대역을 통한 5G 통신 서비스의 후속 릴리즈(subsequent release)으로 6G 통신 서비스에 대한 연구가 수행될 수 있다.
5G 통신 서비스 및 6G 통신 서비스를 제공하기 위해 안테나는 전자 기기 내부에 배치되거나 또는 디스플레이 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 내부에 배치되는 투명 소재 안테나는 이동 단말 이외에 텔레비전, 모니터와 같은 디스플레이 장치에도 적용될 수 있다.
이와 관련하여, 디스플레이 내부의 넓은 공간을 활용하면 전자 기기 내부에 배치된 기존 안테나들과 간섭 없이 안테나를 구현할 수 있다. 하지만, 이와 같이 디스플레이에 구비되는 투명 안테나는 메탈 메쉬 격자 구조 또는 투명 소재로 구현되어 전도성이 저감되는 문제점이 있다.
또한, 디스플레이에 구비되는 투명 안테나는 메탈 메쉬 격자 구조에 의해 투명도(transparency), 즉 비가시성(non-visibility)이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 투명 안테나의 투명도, 즉 비가시성을 향상하기 위한 안테나 구조를 제시하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 전도성이 개선된 투명 소재의 안테나가 배치된 안테나 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 밀리미터파 대역에서 투명 안테나 구현 시 안테나 성능을 유지할 수 있는 안테나 구조를 제시하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 명세서에서 설명되는 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 설명하기로 한다. 이와 관련하여, 도 5a는 안테나 영역이 메탈 메쉬 격자로 형성되고, 안테나 외부 영역은 메탈 메쉬 격자가 배치되지 않은 안테나 구조를 나타낸다. 반면에, 도 5b는 안테나 영역이 메탈 메쉬 격자로 형성되고, 안테나 외부 영역은 비전도성 메쉬 격자(non-metal mesh grid)가 배치된 안테나 구조를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 안테나 영역에 해당하는 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 영역(metal mesh region, MR)의 빛 반사율은 비금속으로 형성된 기판 영역(substrate region, SR)의 빛 반사율과 상이할 수 있다. 따라서, 메탈 메쉬 영역(MR)과 기판 영역(SR)의 반사율 차이를 눈으로 구분 가능하다. 이에 따라, 디스플레이 영역에 투명 안테나 적용을 위해 비가시성 개선이 요구된다.
이와 관련하여, 기판 영역(SR)에도 전기적으로 개방된 형태의 금속 패턴을 구현하여 반사율을 메탈 메쉬 영역(MR)과 동일하게 하여 비가시성을 확보가 가능하다. 하지만, 기판 영역(SR)에 전기적으로 개방된 형태의 금속 패턴을 배치하면, 주변의 안테나 영역의 메탈 메쉬 격자와의 커플링으로 인하여 안테나 성능 열화가 발생할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 안테나 영역에 해당하는 투명 안테나(1100)의 88a메탈 메쉬 영역(MR)의 빛 반사율과 비전도성 메쉬 격자로 이루어진 유전체 영역(SR2)의 빛 반사율의 차이는 임계치 이하가 되어, 이러한 차이가 눈으로 구분되지 않는다.
따라서, 본 명세서에서는 비전도성 소재로 더미 패턴을 구현하여, 안테나 영역에 해당하는 메탈 메쉬 영역(MR)과 기판 영역(SR2)의 반사 량을 유사하게 하여 비가시성을 확보할 수 있다. 또한, 성능 열화를 유발하는 주변 금속 패턴을 비전도성 소재로 대체하여 제거함으로써 안테나 성능을 유지할 수 있다. 이와 관련하여, 더미 패턴으로 구현되는 비전도성 소재는 잉크 인쇄, 또는 유전체 임프린트(dielectric imprint) 형태로 구현될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예들에 따른 비전도성 층(non-conductive layer)의 배치 구조를 나타낸다.
도 6a를 참조하면, 비전도성 층(1200)은 일부는 투명 소재 기판(1130)과 동일한 층에 배치되고, 비전도성 층(1200)의 다른 일부는 투명 소재 기판(1130) 상부에 배치될 수 있다.
따라서, 안테나를 구성하는 전도성 패턴과 그 주변의 비전도성 층(1200)을 통해 투명도, 즉 비가시성을 확보하고 안테나 성능 열화를 방지할 수 있다. 이와 관련하여, 비전도성 층(1200)은 소정 값 이하의 유전율을 갖는 비전도성 소재로 구현될 수 있다. 비전도성 층(1200)은 소정 값 이하의 유전율을 갖는 비금속 더미 패턴일 수 있다. 비전도성 층(1200)은 메탈 메쉬 영역(MR)으로 형성되는 투명 안테나(1100)와 동일 또는 유사한 반사율을 갖도록 메탈 메쉬 격자의 색상과 동일하거나 유사한 색상으로 구성될 수 있다.
비전도성 층(1200)은 제1 비전도성 층(1210) 및 제2 비전도성 층(1220)을 포함하도록 구성 가능하다. 제1 비전도성 층(1210)은 투명 소재 기판(1130) 상부에 배치된 메탈 메쉬 격자(MR)와 동일한 층에 배치될 수 있다. 제2 비전도성 층(1220)은 메탈 메쉬 격자(MR) 구조 상부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 비전도성 층(1210)과 제2 비전도성 층(1220)은 수직 연결 브릿지(vertical connection bridge) 형태로 상호 연결될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 비전도성 층(1200b)은 투명 소재 기판(1130)과 동일한 층에 메탈 메쉬 영역(MR)과 인접하게 배치될 수 있다.
비전도성 층(1200b)은 투명 소재 기판(1130) 상부에 배치된 메탈 메쉬 격자와 동일한 층에 배치될 수 있다. 비전도성 층(1200b)은 메탈 메쉬 영역(MR)이 형성된 영역이 아닌 영역에 형성될 수 있다. 즉, 비전도성 층(1200b)은 메탈 메쉬 영역(MR)과 동일한 층에 메탈 메쉬 영역(MR)을 구성하는 메탈 메쉬 격자와 인접하게 배치될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 비전도성 층(1200c)은 메탈 메쉬 영역(MR)의 하부에 배치될 수도 있다. 비전도성 층(1200c)은 투명 소재 기판(1130)과 메탈 메쉬 격자 사이의 층에 형성될 수 있다. 한편, 비전도성 층(1200c)이 형성된 영역은 메탈 메쉬 영역 전체를 커버하고 투명 소재 기판(1130)이 형성된 영역까지 확장되도록 배치될 수 있다.
도 5b 내지 도 6c를 참조하면, 본 명세서에 설명되는 안테나를 구비하는 전자 기기는 투명 안테나(transparent antenna, 1100) 및 비-전도성 층(non-conductive layer, 1200)을 포함하도록 구성 가능하다.
투명 안테나(1100)는 투명 소재 기판(1130) 상에 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 형성된 소정의 메탈 메쉬 영역(MR)을 통해 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 비-전도성 층(1200)은 메탈 메쉬 격자에 대응되는 메쉬 격자로 형성될 수 있다. 비-전도성 층(1200)은 메탈 메쉬 영역(MR)과 인접하게 배치되거나, 메탈 메쉬 영역(MR)의 하부에 배치되거나, 또는 메탈 메쉬 영역(MR)의 상부에 배치될 수 있다.
한편, 본 명세서에 설명되는 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자는 다양한 격자 크기 및 형상으로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 형상은 투명 안테나(1100)를 구성하는 메쉬 격자의 형상과 동일하게 형성될 수 있다. 일 예로, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메쉬 격자의 형상이 정사각형이면 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 형상도 정사각형일 수 있다. 다른 예로, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메쉬 격자의 형상이 직사각형이면 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 형상도 직사각형일 수 있다. 또 다른 예로, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메쉬 격자의 형상이 다이아몬드 형상이면 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 형상도 다이아몬드 형상일 수 있다.
이와 관련하여, 도 7a 및 도 7b는 서로 다른 실시 예에 따른 비-전도성 층을 구성하는 메쉬 격자와 투명 안테나를 구성하는 메쉬 격자를 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기와 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기는 동일하게 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기를 피치(pitch)로 표현할 수 있다. 일 예로, 투명 소재 기판(1130)의 두께는 100um 이상으로 설정되고, 메탈 메쉬 격자의 선폭 및 두께는 5um 이하로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 피치는 100um 이상으로 설정될 수 있다.
비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기와 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기는 동일하게 형성된 경우, 유전체 기판 영역 전체에서 투명도가 일정하게 유지될 수 있다. 이와 관련하여, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 색상과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 색상을 동일하게 구성할 수 있다. 다른 예로, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭을 동일하게 구성할 수 있다.
반면에, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭을 상이하게 구성할 수 있다. 일 예로, 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자의 선폭은 메탈 메쉬 격자(1100)의 선폭보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 다른 예로, 메탈 메쉬 격자(1100)의 선폭은 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자의 선폭보다 더 두껍게 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 색상과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 색상과 상이한 경우, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭을 조정하여 빛 반사율 차이가 임계치 이하가 되도록 할 수 있다. 한편, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭이 상이한 경우, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 색상과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 색상을 조정하여 빛 반사율 차이가 임계치 이하가 되도록 할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기는 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기를 피치(pitch)로 표현할 수 있다. 일 예로, 투명 소재 기판(1130)의 두께는 100um 이상으로 설정되고, 메탈 메쉬 격자의 선폭 및 두께는 5um 이하로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 피치는 100um 이상으로 설정될 수 있다.
한편, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기와 -전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기의 비는 소정 비율로 설정될 수 있다. 일 예로, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기와 -전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기의 비는 1:2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 다양하게 변경 가능하다.
이와 관련하여, 유전체 기판 영역 전체에서 투명도가 일정하게 유지될 수 있다. 이와 관련하여, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 색상과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 색상을 동일하게 구성할 수 있다. 다른 예로, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭을 동일하게 구성할 수 있다.
반면에, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭을 상이하게 구성할 수 있다. 일 예로, 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자의 선폭은 메탈 메쉬 격자(1100)의 선폭보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 다른 예로, 메탈 메쉬 격자(1100)의 선폭은 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자의 선폭보다 더 두껍게 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 색상과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 색상과 상이한 경우, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭을 조정하여 빛 반사율 차이가 임계치 이하가 되도록 할 수 있다. 한편, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 선폭과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 선폭이 상이한 경우, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 색상과 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 색상을 조정하여 빛 반사율 차이가 임계치 이하가 되도록 할 수 있다.
한편, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자 간격은 영역 별로 상이하게 형성될 수 있다. 또한, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기도 영역 별로 상이하게 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8a 및 도 8b는 서로 다른 실시 예에 따른 비-전도성 층을 구성하는 메쉬 격자와 투명 안테나를 구성하는 메쉬 격자를 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기와 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기는 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우, 메탈 메쉬 격자는 투명 안테나(1100)의 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100)는 수평 축 또는 수직 축 중 신호가 인가되어 필드가 형성되는 방향에 해당하는 축 방향으로 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다. 일 예로, 투명 안테나(1100)는 수직 축인 y축 방향으로 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다.
비전도성 층(1200)의 메쉬 격자는 경계 영역에 인접한 영역에서 외곽 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 비-전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기는 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다. 일 예로, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자의 크기와 -전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자의 크기의 비는 1:2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 다양하게 변경 가능하다.
메탈 메쉬 격자는 투명 안테나(1100)의 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100)는 수평 축 또는 수직 축 중 신호가 인가되어 필드가 형성되는 방향에 해당하는 축 방향으로 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다. 일 예로, 투명 안테나(1100)는 수직 축인 y축 방향으로 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다.
비전도성 층(1200)의 메쉬 격자는 경계 영역에 인접한 영역에서 외곽 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 비전도성 메쉬 패턴을 이용한 투명 안테나는 더미 메탈 메쉬 패턴이 없거나 또는 더미 메탈 메쉬 패턴이 배치된 경우보다 안테나 특성이 향상된다.
이와 관련하여, 도 9a는 금속으로 채워진 풀 메탈 안테나와 메탈 메쉬 격자로 이루어진 투명 안테나를 나타낸다. 반면에, 도 9b는 전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나와 비전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나를 나타낸다.
도 9a (a)는 금속으로 채워진 풀 메탈 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 1)를 나타낸다. 도 9a (b)는 메탈 메쉬 격자로 이루어진 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)를 나타낸다.
도 9b (a)는 전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나(1100) 형태의 다이폴 안테나 (Type 3)를 나타낸다. 이 경우, 전도성 더미 패턴(1201)은 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 연결되지 않고, 상호 간에 개방(open)되어야 한다.
도 9b (b)는 비-전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나(1100) 형태의 다이폴 안테나 (Type 4)를 나타낸다. 이 경우, 비전도성 더미 패턴 형태의 비전도성 층(1200)은 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 상호 연결되도록 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 10a 내지 도 10c는 서로 다른 실시예에 따른 투명 안테나 영역에 배치된 메쉬 격자와 유전체 영역에 배치된 메쉬 격자를 나타낸다. 도 10a를 참조하면, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자, 즉 전도성 더미 패턴(1201)은 유전체 영역(SR)을 구성하는 메탈 메쉬 격자는 상호 간에 연결되지 않고 수평 축 또는 수직 축 방향으로 소정 간격만큼 이격되게 배치될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 비전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자는 경계 영역에서 상호 간에 연결되도록 배치될 수 있다. 즉, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 비전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자는 경계 영역에서 수평 축 및/또는 수직 축 방향으로 상호 연결되도록 구성될 수 있다.
도 10c를 참조하면, 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자는 비전도성 층(1200)을 구성하는 메쉬 격자는 상호 간에 연결되지 않고 수평 축 또는 수직 축 방향으로 소정 간격만큼 이격되게 배치될 수도 있다.
한편, 도 9a 및 도 9b에 따른 다양한 안테나들은 서로 다른 안테나 특성을 갖는다. 이와 관련하여, 도 11a 및 도 11b는 도 9a 및 도 9b에 따른 다양한 안테나 구성에 따른 방사 패턴 특징과 피크 이득을 나타낸 것이다.
이와 관련하여, 전술한 바와 같이 도 9a (a)는 금속으로 채워진 풀 메탈 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 1)를 나타낸다. 도 9a (b)는 메탈 메쉬 격자로 이루어진 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)를 나타낸다.
도 9b (a)는 전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나(1100) 형태의 다이폴 안테나 (Type 3)를 나타낸다. 이 경우, 전도성 더미 패턴(1201)은 투명 안테나(1100)를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 연결되지 않고, 상호 간에 개방(open)되어야 한다.
도 11a (a)는 금속으로 채워진 풀 메탈 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 1)의 방사 패턴과 피크 이득을 나타낸다. 도 9a (b)는 메탈 메쉬 격자로 이루어진 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)의 방사 패턴과 피크 이득을 나타낸다.
도 11b (a)는 전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 3)의 방사 패턴과 피크 이득을 나타낸다. 이 경우, 전도성 더미 패턴은 투명 안테나를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 연결되지 않고, 상호 간에 개방(open)되어야 한다.
도 11b (b)는 비-전도성 더미 패턴을 이용한 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 4)를 나타낸다. 이 경우, 비전도성 더미 패턴 형태의 비전도성 층은 투명 안테나를 구성하는 메탈 메쉬 격자와 상호 연결되도록 구성될 수 있다.
도 11a (a) 내지 도 11b(b)를 참조하면, Type 1 내지 Type 4 안테나의 피크 이득은 각각 2.3dBi, 2.0dBi, -1.19dBi 및 2.0dBi임을 알 수 있다. 따라서, 이상적인 형태의 풀 메탈 다이폴 안테나(Type 1)는 2.3dBi에 비해 투명 소재의 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)는 피크 이득이 다소 감소한다. 또한, 투명 안테나의 투명도 특성, 즉 비-가시성 특성을 향상시키기 위해 금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 3)는 피크 이득이 3dB 이상 감소하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 본 명세서에서 제안하는 비금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 4)는 피크 이득이 금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 3)에 비해 3dB 이상 증가하여, 안테나 효율이 향상됨을 알 수 있다. 특히, 비금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 4)의 피크 이득은 투명도, 즉 비-가시성 특성을 전혀 고려하지 않은 투명 소재의 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)와 동일한 수준의 피크 이득 값을 갖는다.
본 명세서에서 설명된 다양한 안테나 구성에 따른 반사 계수 및 이득 특성을 비교하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 12a 및 도 12b는 본 명세서에서 설명된 다양한 안테나 구성에 따른 반사 계수 및 이득 특성을 각각 나타낸다.
도 9a, 도 9b도 12a를 참조하면, 풀 메탈 다이폴 안테나(Type 1), 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)에 비해 비금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 4)의 반사 계수 특성이 더 향상됨을 알 수 있다. 한편, 금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 3)는 반사 계수 특성이 크게 저하됨을 알 수 있다. 이와 관련하여, 투명도, 즉, 비가시성 특성은 Type 3 ≒ Type 4 >> Type 2 >> Type 1 순임을 알 수 있다. Type 3 안테나는 주변에 인접한 전도성 더미 패턴으로 인하여 안테나의 임피던스 매칭 주파수가 크게 변경된 경우에 해당한다. 반면에, Type 3 안테나의 경우, 비전도성 더미 패턴이 추가되어도 안테나 임피던스에 큰 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
도 9a, 도 9b도 12b를 참조하면, 방사 효율 특성은 Type 1 > Type 2 ≒ Type 4 >> Type 3임을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 비금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 4)는 피크 이득이 금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 3)에 비해 3dB 이상 증가하여, 안테나 효율이 향상됨을 알 수 있다. 특히, 비금속 더미 패턴이 부가된 다이폴 안테나 (Type 4)의 피크 이득은 투명도, 즉 비-가시성 특성을 전혀 고려하지 않은 투명 소재의 투명 안테나 형태의 다이폴 안테나 (Type 2)와 동일한 수준의 피크 이득 값을 갖는다.
풀 메탈 패턴을 메탈 메쉬 패턴으로 변경함에 따라 면 저항 성분이 증가하여 방사 효율이 다소 감소하였으나, Type 2와 Type 3 안테나는 거의 동등한 안테나 방사 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 비전도성 층(1200)이 투명 안테나(1100) 영역의 상부 또는 하부에 배치되는 경우, 주기적 구조에 따라 모아레 현상이 발생할 수 있다.
이와 관련하여, 도 5a 내지 도 8b를 참조하면, 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자는 수평 축 및 수직 축 중 적어도 한 축에 대해 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자보다 소정 간격만큼 오프셋 되어 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 13a 내지 도 13c는 다층 기판 적층 구조와 이에 따른 투명 안테나의 메탈 메쉬 격자와 비전도성 층의 메쉬 격자 구조를 나타낸다.
이와 관련하여, 도 13a는 일 예시에 따른 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자와 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자가 다층 기판에 적층(stack)된 구성을 나타낸다. 일 예로, 제1 기판(S1) 상부에 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자가 배치될 수 있다. 제2 기판(S2) 상부에 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자가 배치될 수 있다. 한편, 제3 기판(S3) 및 제4 기판(S4) 상부에도 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자 및 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자 및 비전도성 층(1200)의 메쉬 격자가 교대로 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
한편, 도 13b는 일 실시 예에 따른 상호 이격된 복수의 메쉬 격자 구조를 나타낸다. 또한, 도 13c는 다른 실시 예에 따른 상호 이격된 복수의 메쉬 격자 구조를 나타낸다. 이와 관련하여, 도 13b는 마름모(diamond) 형태의 메쉬 격자 구조가 상호 간에 쉬프트(shift)된 구조이다. 반면에, 도 13c는 직사각형 형태의 메쉬 격자 구조가 상호 간에 쉬프트(shift)된 구조이다.
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 투명 안테나(1100) 영역과 비전도성 층(1200)이 4개의 서로 층에 배치된 구조를 제시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 투명 안테나(1100) 영역과 비전도성 층(1200)은 서로 다른 2개 이상의 층에 배치될 수 있다.
도 13b를 참조하면, 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자는 제1 축 및 제2 축 중 적어도 한 축에 대해 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자보다 소정 간격만큼 오프셋 되어 배치될 수 있다. 여기서, 제1 축 및 제2 축은 각각 수평 축 및 수직 축일 수 있지만, 이에 한정되는 것이다. 다른 예로, 제1 축 및 제2 축은 마름모 형상의 서로 다른 라인에 의해 형성될 수 있다.
도 13b를 참조하면, 제1 레이어에 배치된 제1 메쉬 영역(R1)에 비해 제2 레이어에 배치된 제2 메쉬 영역(R2)은 수평 축 방향으로 소정 간격만큼 오프셋 될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5a 내지 도 8b 및 도 13b를 참조하면, 제1 메쉬 영역(R1) 및 제2 메쉬 영역(R2) 중 하나는 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자일 수 있다. 이 경우, 제1 메쉬 영역(R1) 및 제2 메쉬 영역(R2) 중 다른 하나는 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자일 수 있다.
제2 레이어에 배치된 제2 메쉬 영역(R2)에 비해 제3 레이어에 배치된 제3 메쉬 영역(R3)은 수평 축 방향으로 소정 간격만큼 오프셋 될 수 있다. 또한, 제3 레이어에 배치된 제3 메쉬 영역(R3)에 비해 제4 레이어에 배치된 제4 메쉬 영역(R4)은 수평 축 방향으로 소정 간격만큼 오프셋 될 수 있다.
이와 관련하여, 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자는 서로 다른 층에 의해 형성될 수 있다. 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자는 서로 다른 비전도성 층에 의해 형성될 수 있다.
한편, 복수의 메쉬 격자 간에 수평 축 방향 이외에 수직 축 방향으로 오프셋 되어 배치될 수도 있다.
도 13c를 참조하면, 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자는 수평 축 및 수직 축 중 적어도 한 축에 대해 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자보다 소정 간격만큼 오프셋 되어 배치될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5a 내지 도 8b 및 도 13c를 참조하면, 제1 메쉬 영역(R1) 및 제2 메쉬 영역(R2) 중 하나는 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자일 수 있다. 이 경우, 제1 메쉬 영역(R1) 및 제2 메쉬 영역(R2) 중 다른 하나는 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자일 수 있다.
제2 레이어에 배치된 제2 메쉬 영역(R2)에 비해 제3 레이어에 배치된 제3 메쉬 영역(R3)은 수평 축 및 수직 축 방향으로 소정 간격만큼 오프셋 될 수 있다. 또한, 제3 레이어에 배치된 제3 메쉬 영역(R3)에 비해 제4 레이어에 배치된 제4 메쉬 영역(R4)은 수평 축 및 수직 축 방향으로 소정 간격만큼 오프셋 될 수 있다.
이와 관련하여, 투명 안테나(1100)의 메탈 메쉬 격자는 서로 다른 층에 의해 형성될 수 있다. 비전도성 층(1200)에 형성된 메쉬 격자는 서로 다른 비전도성 층에 의해 형성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기의 디스플레이 영역에 구비되는 투명 안테나는 다른 전자 부품과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기의 디스플레이 영역에 구비되는 투명 안테나는 단일 안테나로 구성되거나 또는 복수의 서로 다른 안테나로 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 14는 전자 기기의 디스플레이 영역에 구비되는 투명 안테나가 전송 선로를 통해 송수신부 회로 및 기저대역 프로세서와 결합되는 구성을 나타낸다. 한편, 도 15는 전자 기기의 디스플레이 영역에 구비되는 복수의 투명 안테나가 전송 선로를 통해 송수신부 회로 및 기저대역 프로세서와 결합되는 구성을 나타낸다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 투명 안테나(1000)를 구비하는 전자 기기는 전송 선로(transmission line, 1120), 송수신부 회로(transceiver circuit, 1250) 및 기저대역 프로세서(baseband processor, 1400)를 더 포함할 수 있다.
전송 선로(1120)는 투명 안테나(1100)를 급전하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 전송 선로(1120)는 디스플레이 외곽의 불투명 영역에 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 전송 선로(1120)는 신호 선과 동일 평면 상에 그라운드 영역이 배치된 co-planar waveguide 구조로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
송수신부 회로(1250)는 투명 안테나에 신호가 인가되도록 전송 선로(1120)에 연결되도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 제어하도록 구성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 투명 안테나(1100)는 전자 기기의 디스플레이의 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 안테나 소자들을 포함할 수 있다. 일 예로, 투명 안테나(1100)는 전자 기기의 디스플레이의 서로 다른 위치에 배치되는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)를 포함할 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 복수의 안테나 소자들 중 둘 이상의 안테나 소자를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어할 수 있다.
투명 안테나(1100)는 복수의 투명 안테나 소자가 소정 간격 이격되어 1차원 배열 안테나로 구성될 수 있다. 특히, 1차원 배열 안테나는 디스플레이의 서로 다른 영역에 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4)로 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4)는 4x1 배열 안테나로 구성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 배열 안테나는 빔 폭 요구 사항, 주파수 대역 등에 따라 2x1, 6x1, 8x1 배열 안테나 등으로 변경 가능하다.
이와 관련하여, 디스플레이의 서로 다른 영역에 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4)는 2차원 배열 안테나, 즉 MxN 배열 안테나로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 배열 안테나는 빔 폭 요구 사항, 주파수 대역 등에 따라 다양한 배열 안테나로 구현될 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4) 중 2개 이상의 배열 안테나를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자 기기는 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4)를 통해 독립적으로 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 배열 안테나(ANT1)와 제2 배열 안테나(ANT2)는 전자 기기의 측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 배열 안테나(ANT2)는 제1 배열 안테나(ANT1)와 좌우 대칭 형태가 되어 상호 간에 간섭 수준을 저감할 수 있다. 또한, 전자 기기의 측면에서 FPCB 상에 구현되는 CPW 라인을 통해 제1 배열 안테나(ANT1) 및 제2 배열 안테나(ANT2)로의 급전 효율을 증가시킬 수 있다.
반면에, 제3 배열 안테나(ANT3)와 제4 배열 안테나(ANT4)는 전자 기기의 상부와 하부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제3 배열 안테나(ANT3)는 제4 배열 안테나(ANT4)와 상하 대칭 형태가 되어 상호 간에 간섭 수준을 저감할 수 있다. 또한, 전자 기기의 측면에서 FPCB 상에 구현되는 CPW 라인을 통해 제3 배열 안테나(ANT3) 및 제4 배열 안테나(ANT4)로의 급전 효율을 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4) 중 2개 이상의 배열 안테나를 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행하면서, 1차원 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이를 위해, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4) 중 해당 배열 안테나의 각각의 투명 안테나 소자에 인가되는 위상이 가변 되도록 송수신부 회로(1250)를 제어하여 1차원 빔 포밍을 수행할 수 있다.
이와 관련하여, 제1 배열 안테나(ANT1) 내지 제4 배열 안테나(ANT4)를 통해 MIMO 수행 시, 각각의 빔 지향 방향이 상이하게 설정되어 공간 다이버시티(spatial diversity)를 구현할 수 있다. 구체적으로, 제1 배열 안테나(ANT1)를 통해 제1 각도로 빔이 지향되고, 제2 배열 안테나(ANT2)를 통해 제2 각도로 빔이 지향될 수 있다.
공간 다이버시티를 구현하기 위해, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 배열 안테나(ANT1)에서 방사되는 메인 빔이 제1 각도를 지향하고, 제2 각도로 널 패턴을 생성하도록 제어할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 배열 안테나(ANT2)에서 방사되는 메인 빔이 제2 각도를 지향하고, 제1 각도로 널 패턴을 생성하도록 제어할 수 있다.
한편, 최대 빔 포밍 각도를 고려하여, 서로 다른 기판 상에 배치되는 메쉬 격자 간 간격을 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 안테나의 지향 각도가 보어 사이트에서 멀어짐에 따라 안테나 효율이 감소할 수 있기 때문이다. 따라서, 안테나 최대 지향 각도를 고려하여 투명도 요건을 완화할 수 있다. 예를 들어, 안테나 최대 지향 각도가 30도로 설정되어 안테나 효율이 약 50%만큼 감소할 수 있다. 이에 따라, 투명도 요건을 85%에서 80%, 75% 등으로 감소시킬 수 있다. 이에 따라 안테나 효율이 증가하도록 메탈 메쉬 간 간격이 좁아지도록 메탈 메쉬 라인 간격을 설계할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 투명 안테나는 성능 열화 없이, 비가시성을 증대하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 투명 안테나 기술은 안테나 패턴 (투명 전극 - 금속 (전도성) 패턴) 이외에 주변을 전도성 없는 물질 (비금속)으로 미세 패턴 형상/색상 모사/확장하여 안테나 패턴의 비가시성을 확보하는 기술이다.
투명 안테나 구현을 위한 투명 전극 소재로 수 um 수준의 미세패턴으로 형성된 메탈 메쉬 기법이 사용될 수 있다. 이 경우, mesh 면과 mesh가 없는 면은 반사 및 굴절률의 차이로 패턴이 눈으로 구분이 되는 수준이다. 따라서, 본 발명은 안테나 패턴 부와 주변부의 반사율을 유사하게 형성함으로써 안테나의 비가시성을 확보하는 방법에 관한 것이다.
투명 안테나를 구비하는 전자 기기와 관련된 전술한 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정은 본 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있다. 따라서, 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정은 이하의 청구항들의 권리 범위 내에 속하는 것으로 이해되어 한다.
이상에서는 본 발명에 따른 디스플레이 영역에 구비되는 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기에 대해 살펴보았다. 이러한 디스플레이 영역에 구비되는 투명 안테나와 이를 제어하는 전자기기와 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
도 16을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 통신 장치(910) 및/또는 제 2 통신 장치(920)를 포함한다. 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'와 동일한 의미로 해석될 수 있다. 제 1 통신 장치가 기지국을 나타내고, 제 2 통신 장치가 단말을 나타낼 수 있다(또는 제 1 통신 장치가 단말 또는 차량을 나타내고, 제 2 통신 장치가 기지국을 나타낼 수 있다).
기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(general NB), 5G 시스템, 네트워크, AI 시스템, RSU(road side unit), 로봇 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈 등의 용어로 대체될 수 있다.
제 1 통신 장치와 제 2 통신 장치는 프로세서(processor, 911,921), 메모리(memory, 914,924), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 915,925), Tx 프로세서(912,922), Rx 프로세서(913,923), 안테나(916,926)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(911)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 제 2 통신 장치(920)에 제공하며, 제 2 통신 장치로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(912)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 제 2 통신 장치에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,915)를 통해 상이한 안테나(916)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 제 2 통신 장치에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,925)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(923)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 제 2 통신 장치로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 제 2 통신 장치로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 제 1 통신 장치에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조 된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 제 1 통신 장치에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙 된다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(921)에 제공된다.
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(920)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(910)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(925)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(923)에 제공한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
이상에서는 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기에 대해 살펴보았다. 이와 같은 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 투명 소재 안테나 주변에 더미 패턴을 이용하여 투명도, 즉 비가시성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 투명 소재 안테나 주변에 비금속 더미 패턴을 이용하여 안테나 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 밀리미터파 대역과 같은 고주파수 대역에서도 적용 가능한 비금속 더미 패턴을 이용하여 투명도를 유지하면서 안테나 성능을 향상시킬 수 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. 의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
투명 안테나 및 이를 제어하는 전자기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 투명 소재 안테나 주변에 더미 패턴을 이용하여 투명도, 즉 비가시성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 투명 소재 안테나 주변에 비금속 더미 패턴을 이용하여 안테나 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 밀리미터파 대역과 같은 고주파수 대역에서도 적용 가능한 비금속 더미 패턴을 이용하여 투명도를 유지하면서 안테나 성능을 향상시킬 수 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. 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.
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, 투명 안테나 및 이를 제어하는 전자 기기의 설계 및 이의 구동은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 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 제어부를 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 (15)

  1. 안테나를 구비하는 전자 기기에 있어서,
    투명 소재 기판 상에 메탈 메쉬 격자(metal mesh grid)로 형성된 소정의 메탈 메쉬 영역을 통해 신호를 방사하도록 구성된 투명 안테나(transparent antenna);
    상기 메탈 메쉬 격자에 대응되는 메쉬 격자로 형성되고, 상기 메탈 메쉬 영역과 인접하게 배치되거나, 상기 메탈 메쉬 영역의 하부에 배치되거나, 또는 상기 메탈 메쉬 영역의 상부에 배치되는 비전도성 층(non-conductive layer)을 포함하는, 전자 기기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층은 상기 투명 소재 기판 상부에 배치된 상기 메탈 메쉬 격자와 동일한 층에 배치되고,
    상기 비전도성 층은 상기 메탈 메쉬 영역이 형성된 영역이 아닌 영역에 형성되는, 전자 기기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층은,
    상기 투명 소재 기판 상부에 배치된 상기 메탈 메쉬 격자와 동일한 층에 배치되는 제1 비전도성 층; 및
    상기 메탈 메쉬 격자 구조 상부에 배치되는 제2 비전도성 층을 포함하는, 전자 기기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 비전도성 층과 상기 제2 비전도성 층은 수직 연결 브릿지(vertical connection bridge) 형태로 상호 연결되는, 전자 기기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층은 상기 투명 소재 기판과 상기 메탈 메쉬 격자 사이의 층에 형성되고,
    상기 비전도성 층이 형성된 영역은 상기 메탈 메쉬 영역 전체를 커버하고 상기 투명 소재 기판이 형성된 영역까지 확장되는, 전자 기기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 색상과 상기 메탈 메쉬 격자의 색상은 동일하게 형성되는, 전자 기기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 크기와 상기 메탈 메쉬 격자의 크기는 동일하게 형성되는, 전자 기기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 크기는 상기 메탈 메쉬 격자의 크기보다 더 크게 형성되는, 전자 기기.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자의 선폭은 상기 메탈 메쉬 격자의 선폭보다 더 두껍게 형성되는, 전자 기기.
  10. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 메탈 메쉬 격자는 상기 투명 안테나의 경계 영역에서 중심 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성되고,
    상기 비전도성 층의 상기 메쉬 격자는 상기 경계 영역에 인접한 영역에서 외곽 영역보다 더 세밀한 메쉬 간격으로 형성되는, 전자 기기.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 안테나를 구성하는 상기 메탈 메쉬 격자는 상기 비전도성 층을 구성하는 상기 메쉬 격자는 상호 간에 연결되지 않고 수평 축 또는 수직 축 방향으로 소정 간격만큼 이격되게 배치되는, 전자 기기.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 안테나를 구성하는 상기 메탈 메쉬 격자와 상기 비전도성 층을 구성하는 상기 메쉬 격자는 경계 영역에서 상호 간에 연결되도록 배치되는, 전자 기기.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 비전도성 층에 형성된 메쉬 격자는 수평 축 및 수직 축 중 적어도 한 축에 대해 상기 메탈 메쉬 격자보다 소정 간격만큼 오프셋 되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 안테나를 급전하도록 구성된 전송 선로(transmission line);
    상기 투명 안테나에 신호가 인가되도록 상기 전송 선로에 연결되도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit); 및
    상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서(baseband processor)를 더 포함하는, 전자 기기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 투명 안테나는 상기 전자 기기의 디스플레이의 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 안테나 소자들을 포함하고,
    상기 기저대역 프로세서는,
    상기 복수의 안테나 소자들 중 둘 이상의 안테나 소자를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하는, 전자 기기.
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