WO2021261797A1 - Ｕｗｂ 안테나를 포함하는 전자 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2021261797A1
WO2021261797A1 PCT/KR2021/006927 KR2021006927W WO2021261797A1 WO 2021261797 A1 WO2021261797 A1 WO 2021261797A1 KR 2021006927 W KR2021006927 W KR 2021006927W WO 2021261797 A1 WO2021261797 A1 WO 2021261797A1
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patch element
electronic device
patch
feeding
antenna
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PCT/KR2021/006927
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English (en)
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이무열
김동연
홍석기
이지우
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삼성전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • 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
    • H01Q1/12—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
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas

Definitions

  • the electronic device may measure the distance (or location) between the electronic device and the external electronic device using ultra wide band (UWB) communication. For example, if the number of UWB antennas is one, the electronic device may measure only the distance to the external electronic device, but if there are a plurality of UWB antennas, the electronic device may measure angle of arrival (AOA) as well as the distance to the external electronic device can do.
  • the electronic device may measure the distance to the external electronic device or the AOA by using at least one of a difference in arrival time of a response message to a request message, a difference in arrival distance between UWB signals, or a phase difference. For example, the electronic device may measure the AOA with the external electronic device based on a difference between the distance and the arrival distance from the external electronic device.
  • Various embodiments may disclose a method and apparatus for reducing an area occupied by an antenna by using a plurality of feed lines in a limited space of an electronic device.
  • An electronic device includes a first patch element and a second patch element arranged in a first direction, and a third patch element arranged in alignment with the second patch element in a second direction. activating at least two patch elements among the first patch element to the third patch element based on the state of the antenna, the communication circuit connected to the antenna, and the electronic device to transmit or receive a signal through the communication circuit and a processor to control to do so, and the first patch element to the third patch element may be set to include a plurality of feeding lines formed in the first direction and the second direction, respectively.
  • An antenna structure includes a first patch element having a plurality of feed lines formed therein, a second patch element aligned with the first patch element in a first direction to have a plurality of feed lines formed therein, and the second patch element and
  • the third patch element may include a third patch element arranged in a second direction to form a plurality of feed lines, and the plurality of feed lines may be configured to be formed in the first direction and the second direction.
  • An antenna including a first patch element and a second patch element arranged to be aligned in a first direction according to various embodiments, and a third patch element arranged to be aligned with the second patch element in a second direction
  • the method of operating an electronic device including: detecting a state of the electronic device; activating two patch elements among the first patch element to the third patch element based on the state of the electronic device; and the activation It may include an operation of controlling to transmit or receive a signal using the patch element.
  • an antenna including at least two patch elements arranged in different axial directions, and each patch element is connected to a plurality of feed lines.
  • a distance to an external electronic device and AOA may be measured by performing UWB communication using at least two patch elements disposed in the same axial direction among a plurality of patch elements included in the antenna. .
  • the coupling coefficient and isolation characteristics of each patch element can be improved
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments of the present disclosure
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a structure of a UWB antenna included in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • 3A and 3B are diagrams illustrating an example of forming a UWB antenna structure within a wavelength range according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an AOA measurement graph according to a distance between patch elements included in a UWB antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a feeding space of a plurality of feeding lines connected to a patch element according to various embodiments of the present disclosure
  • 6A is a diagram illustrating an example of changing a feeding space of a feeding line according to various embodiments of the present disclosure
  • 6B is a diagram illustrating an example in which a resonant frequency band is formed according to a change in a feeding space according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a shorting wall is formed in a patch element included in a UWB antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of forming a short-circuit wall based on a feed line according to various embodiments of the present disclosure
  • 8B is a diagram illustrating an example in which a radiation pattern is changed by a short circuit wall according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of performing UWB communication in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • 11A and 11B are diagrams illustrating an example of determining a patch element to be used for UWB communication in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of executing an application through UWB communication in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a foldable electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an electronic device including a rollable display according to another exemplary embodiment.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other components in question, and may refer to components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output module 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 .
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is a main processor 121 (eg, a central processing unit (CPU) or an application processor (AP)) or an auxiliary processor capable of operating independently or together with it ( 123) (eg, graphic processing unit (GPU), neural network processing unit (NPU), image signal processor (ISP), sensor hub processor, or communication processor (CP, communication processor)) may be included.
  • main processor 121 eg, a central processing unit (CPU) or an application processor (AP)
  • auxiliary processor capable of operating independently or together with it eg, graphic processing unit (GPU), neural network processing unit (NPU), image signal processor (ISP), sensor hub processor, or communication processor (CP, communication processor)
  • the main processor 121 may use less power than the main processor 121 or may be set to be specialized for a specified function.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
  • the auxiliary processor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is At least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160 , the sensor module 176 , or At least some of functions or states related to the communication module 190 may be controlled.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model. Artificial intelligence models can be created through machine learning.
  • Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but in the above example not limited
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers. Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ).
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system (OS) 142 , middleware 144 , or an application 146 . have.
  • OS operating system
  • middleware middleware
  • application application
  • the input module 150 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 or an external electronic device (eg, a sound output module 155 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 101 . A sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • an external electronic device eg, a sound output module 155
  • a sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used by the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, a secure digital (SD) card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD secure digital
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a wide area network (WAN)).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a wide area network (WAN)).
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology is a high-speed transmission of high-capacity data (eMBB, enhanced mobile broadband), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications), or high reliability and low latency (URLLC, ultra-reliable and low-latency) communications)
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) in order to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 may support Various techniques for securing performance, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), It may support technologies such as an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna, etc.
  • the wireless communication module 192 includes the electronic device 101 , an external electronic device ( For example, it may support various requirements stipulated in the electronic device 104) or the network system (eg, the second network 199).
  • the wireless communication module 192 is a Peak for eMBB realization. data rate (e.g. 20 Gbps or more), loss coverage (e.g. 164 dB or less) for realization of mMTC, or U-plane latency (e.g., downlink (DL) and uplink (UL) of 0.5 ms or less for realization of URLLC); Or round trip 1ms or less).
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or a part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • one or more instructions stored in a storage medium may be implemented as software (eg, the program 140) including
  • a processor eg, processor 120
  • a device eg, electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not include a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices ( It can be distributed online (eg download or upload), directly between smartphones (eg smartphones).
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. have.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repetitively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order. , may be omitted, or one or more other operations may be added.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a structure of a UWB antenna included in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • 2A is a diagram illustrating a structure of a UWB antenna included in an electronic device.
  • an electronic device may include an ultra wide band (UWB) antenna 200 .
  • the UWB antenna 200 may be included in the communication module 190 of FIG. 1 .
  • the UWB antenna 200 may include a first patch element 210 , a second patch element 220 , and a third patch element 230 .
  • the UWB antenna 200 may be disposed around the area 265 in which the camera module 180 is disposed on the back side of the electronic device 101 (eg, in a direction opposite to the area in which the display is disposed).
  • FIG. 2A illustrates an example in which the UWB antenna 200 is disposed in the vertical direction of the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may arrange the first patch elements 210 to the third patch elements 230 in an inverted L-shape according to the shape of the printed circuit board 260 on which the UWB antenna 200 is disposed.
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 may be arranged in a first direction, and the second patch element 220 and the third patch element 230 may be arranged and arranged in a second direction. have.
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 may be disposed to overlap at least a portion of each other in the first direction.
  • the second patch element 220 is spaced apart from the first patch element 210 , but when the UWB antenna 200 is viewed from the side in the first direction, the second patch element 220 is the first patch element. It may be arranged to overlap the element 210 by a specified length. The designated length may be less than or equal to the length of the second patch element 220 and may be equal to or greater than half the length of the second patch element 220 . As another example, the first patch element 210 and the second patch element 220 may be arranged along the first direction on the printed circuit board 260 , and the UWB antenna 200 may be viewed in the first direction. When all of the first patch element 210 may overlap the second patch element 220 .
  • the first direction and the second direction may be orthogonal to each other.
  • the first direction and the second direction may cross each other.
  • the first direction may be a horizontal direction (or a horizontal direction)
  • the second direction may be a vertical direction (or a vertical direction).
  • the first direction may be an x-axis direction
  • the second direction may be a y-axis direction.
  • first direction and the second direction are described as being orthogonal to each other, the present invention is not limited thereto.
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may include a plurality of feeding lines.
  • the UWB antenna 200 may form a plurality of resonance bands in each patch element to simultaneously support communication channels having different frequencies (eg, about 6.25 to 6.75 GHz, 7.75 to 8.25 GHz).
  • Each patch element may include a plurality of feeding lines to correspond to each channel frequency, thereby forming a plurality of resonance bands.
  • the plurality of feeding lines when the plurality of feeding lines are formed in two, the two feeding lines may be formed in different directions. When three feed lines are formed, the two feed lines may be formed in different directions, and the other feed line may be formed in the same direction as the other feed lines.
  • the feeding line may mean a transmission line.
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may be connected to the communication circuit 250 (eg, a communication processor) through a plurality of feeding lines, thereby securing frequency resonance characteristics.
  • the plurality of feeding lines are spaced apart from each other between the transmission lines, so that coupling characteristics may be improved.
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may have the same size or shape, or may be different.
  • the size of the first patch element 210 to the third patch element 230 may be formed to have a width W (eg, about 6.9 mm) and a height H (eg, about 5.9 mm). have.
  • the area and shape of the first patch element 210 to the third patch element 230 may be the same for the same antenna performance.
  • the areas of the first patch element 210 to the third patch element 230 may be formed to be the same, and shapes may be different from each other.
  • the size of the first patch element 210 to the third patch element 230 may be determined in consideration of the resonant frequency band of the UWB antenna 200 .
  • the first patch element 210 may include a first feed line F1 and a second feed line F2 .
  • the first feeding line F1 is connected to the first patch element 210 in a first direction (eg, the x-axis direction), and the second feeding line F2 is connected to the second feeding line (F2) in a second direction (eg, the y-axis direction). 1 may be connected to the patch element 210 .
  • the first feeding line F1 and the second feeding line F2 may be connected to the communication circuit 250 through the connection circuit 240 .
  • the first patch element 210 may be connected to the second reception port Rx2 of the communication circuit 250 through the first feeding line F1 and the second feeding line F2 .
  • the second patch element 220 may be disposed to be spaced apart from the first patch element 210 and the third patch element 230 .
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 may be disposed to be spaced apart from each other by a first distance D1 in the first direction.
  • the second patch element 220 and the third patch element 230 may be disposed to be spaced apart from each other by a second distance D2 in the second direction.
  • the first distance D1 and the second distance D2 may be the same or different.
  • the second patch element 220 may include a first feed line F3 and a second feed line F4 .
  • the first feed line F3 may be connected to the second patch element 220 in the second direction
  • the second feed line F4 may be connected to the second patch element 220 in the first direction.
  • the first feed line F3 and the second feed line F4 may refer to transmission lines.
  • the first feeding line F3 and the second feeding line F4 may be connected to the communication circuit 250 through the connection circuit 240 .
  • the second patch element 220 may be connected to the transmission/reception ports Rx0/Tx of the communication circuit 250 through the first feeding line F3 and the second feeding line F4 .
  • a first feeding line F5 and a second feeding line F6 may be formed in the third patch element 230 .
  • the first feed line F5 may be connected to the third patch element 230 in a first direction
  • the second feed line F6 may be connected to the third patch element 230 in a second direction.
  • the first feeding line F5 and the second feeding line F6 may be connected to the communication circuit 250 through the connection circuit 240 .
  • the third patch element 230 may be connected to the first reception port Rx1 of the communication circuit 250 through the first feeding line F5 and the second feeding line F6 .
  • the electronic device 101 may perform UWB communication using some of the plurality of patch elements included in the UWB antenna 200 .
  • the electronic device 101 performs UWB communication using the first patch element 210 and the second patch element 220 , or UWB communication using the second patch element 220 and the third patch element 230 .
  • the second patch element 220 which should always be used during UWB communication, is connected to the transmission port Rx0 and the reception port Tx of the communication circuit 250, and the first patch element 210 or Since the third patch element 230 must be used together with the second patch element 220 , it may be connected only to a transmission port (eg, Rx1 or Rx2).
  • the electronic device 101 is the sum of the distance between the first patch element 210 , the second patch element 220 , and/or the third patch element 230 and the feeding line with another patch element.
  • This smallest patch element can be used as an antenna for transmitting and receiving RF signals of a specified frequency band.
  • the electronic device 101 activates all of the first patch elements 210 to the third patch elements 230 to receive a response signal when measuring 3D AOA (both up, down, left, and right). You may.
  • the electronic device 101 measures left/right directions using data received through the first patch element 210 and the second patch element 220 , and the second patch element 220 and the third patch element 230 . ) can be used to measure the vertical direction using the received data.
  • 2B is a diagram illustrating a structure of a UWB antenna included in an electronic device.
  • the electronic device 101 may include a UWB antenna 270 .
  • the UWB antenna 270 may include a first patch element 210 , a second patch element 220 , and a third patch element 230 .
  • the UWB antenna 270 may be included in the communication module 190 of FIG. 1 .
  • the UWB antenna 200 may be disposed on the back side of the electronic device 101 (eg, in a direction opposite to the area where the display is disposed) next to the area 265 in which the camera module 180 is disposed.
  • 2B illustrates an example in which the UWB antenna 200 is disposed in the vertical direction of the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may arrange the first patch elements 210 to the third patch elements 230 differently from the UWB antenna 200 according to the shape of the printed circuit board 260 on which the UWB antenna 270 is disposed. have.
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 are arranged to be aligned with each other in the second direction, and the second patch element 220 and the third patch element 230 are arranged to be aligned with each other in the first direction.
  • the first direction and the second direction may cross each other or may be orthogonal to each other.
  • the first direction may be a horizontal direction
  • the second direction may be a vertical direction.
  • the first direction may be an x-axis direction
  • the second direction may be a y-axis direction.
  • a plurality of feeding lines may be formed in the first patch element 210 to the third patch element 230 .
  • the plurality of feeding lines may be formed with feeding lines in different directions.
  • the second patch element 220 may have a first feed line F3 connected in a first direction, and a second feed line F4 may be formed in a second direction.
  • the UWB antenna 200 of FIG. 2A and the UWB antenna 270 of FIG. 2B include the arrangement structure of the first patch element 210 to the third patch element 230 and the first feeding line formed on the second patch element 220 . (F3) and the second feed line (F4), only the connection direction is different, the rest may be the same.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating an example of forming a UWB antenna structure within a wavelength range according to various embodiments.
  • 3A is a diagram illustrating an example of forming a UWB antenna structure within a wavelength range.
  • a UWB antenna 200 included in an electronic device may transmit a UWB frequency signal (eg, about 6.2G to 8.2GHz).
  • a plurality of patch elements eg, the first patch element 210 to the third patch element 230
  • the position of the UWB antenna 200 may be adjusted so that a plurality of patch elements (eg, the first patch element 210 to the third patch element 230) are disposed within the wavelength range 310 .
  • the position of the feeding line is such that the feeding line connected to the plurality of patch elements (eg, the first patch element 210 to the third patch element 230 ) is disposed within the wavelength range 310 . It can be changed (or adjusted).
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may be connected to the connection circuit 240 through a plurality of feeding lines.
  • the first distance D1 between the first patch element 210 and the second patch element 220 may include a plurality of feeding lines connected to the first patch element 210 within the wavelength range 310 and the second patch.
  • a plurality of feeding lines connected to the element 220 may be adjusted to be disposed.
  • a distance FD1 between the plurality of feeding lines connected to the first patch element 210 and the plurality of feeding lines connected to the second patch element 220 may be approximately 10 mm to 30 mm.
  • the first distance D1 between the first patch element 210 and the second patch element 220 may be adjusted such that the first patch element 210 and the second patch element 220 are disposed within the wavelength range 310 . have.
  • the second distance D2 between the second patch element 220 and the third patch element 230 is adjusted so that the second patch element 220 and the third patch element 230 are disposed within the wavelength range 310 .
  • the second distance D2 between the second patch element 220 and the third patch element 230 is a plurality of feeding lines connected to the second patch element 220 within the wavelength range 310 and the third patch element 230 .
  • a plurality of feeding lines connected to may be adjusted to be disposed.
  • a distance FD2 between the plurality of feeding lines connected to the second patch element 220 and the plurality of feeding lines connected to the third patch element 230 may be approximately 10 mm to 30 mm.
  • the first feeding distance FD1 between the second feeding line F2 connected to the first patch element 210 and the first feeding line F3 connected to the second patch element 220 is the first patch element 210 and It may be set based on the first distance D1 between the second patch elements 220 .
  • the second feed distance FD2 between the second feed line F4 connected to the second patch element 220 and the first feed line F5 connected to the third patch element 230 is the second patch element 220 and It may be set based on the second distance D2 between the third patch elements 230 .
  • the electronic device 101 displays external electrons within a field of view (FOV) area (eg, about -60 degrees to +60 degrees). It can measure a wider range of linear angle of arrival (AOA) or high phase resolution values for devices.
  • FOV field of view
  • AOA linear angle of arrival
  • the electronic device 101 may measure the non-linear AOA through the UWB antenna 200 .
  • 3B is a diagram illustrating another example of forming a UWB antenna structure within a wavelength range according to various embodiments.
  • the third patch element included in the UWB antenna 350 when the electronic device 101 forms at least one patch element (eg, the third patch element 230 ) out of the wavelength range 310 , the third patch element included in the UWB antenna 350 .
  • the position of the patch element 230 or the positions of the plurality of feeding lines F5 and F6 connected to the third patch element 230 may be changed.
  • the change in the position of the feed line of the third patch element 230 may be to have the same frequency resonance characteristic as that of the UWB antenna 200 that forms all the patch elements within the wavelength range 310 .
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 are spaced apart by a first distance D1
  • the second patch element 220 and the third patch element 230 are spaced apart by a third distance D1.
  • the third distance D3 is a second distance D2 between the second patch element 220 and the third patch element 230 in the UWB antenna 200 in which the third patch element 230 is formed within the wavelength range 310 . (eg, FIG. 2A ). Since the UWB antenna 350 secures the third distance D3 larger than the second distance D2 , the electronic device 101 may measure the linear AOA.
  • the position of the second feeding line F6 of the third patch element 230 may be changed to be included in the wavelength range 310 .
  • the position of the first feeding line F5 may also be changed according to the change of the position of the second feeding line F6 .
  • the third feeding distance FD3 between the second feeding line F4 of the second patch element 220 included in the UWB antenna 350 and the first feeding line F5 of the third patch element 230 is the UWB antenna.
  • the second feeding distance FD2 between the second feeding line F4 of the second patch element 220 included in 200 and the first feeding line F5 of the third patch element 230 may be the same as or similar to can Despite the change in the position of the third patch element 230 or the position of the first feeding line F5 of the third patch element 230, the second feeding distance FD2 and the third feeding distance FD3 are approximated.
  • the electronic device 101 may measure a linear AOA or phase resolution value.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an AOA measurement graph according to a distance between patch elements included in a UWB antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • the AOA measurement graph 400 may show the AOA measurement results according to the feeding distances (the first feeding distance 410 to the third feeding distance 430 ) between feeding lines connected to the patch element. have.
  • a linear AOA measurement may be possible only when the measurement slope of the AOA according to the phase is maintained over a certain standard (eg, 30 degrees). When the measurement slope of AOA does not satisfy certain criteria, non-linear AOA may be measured.
  • the AOA measurement result shown in the AOA measurement graph 400 is for helping understanding of the invention, and may not be absolutely determined by the feeding distance.
  • the feeding distances 410 to 430 are the second feeding line F2 of the first patch element (eg, the first patch element 210 of FIG. 3B ) and the second patch element (eg, the second patch element of FIG. 3B ).
  • the feeding distance FD1 between the first feeding line F3 or the second feeding line F4 of the second patch element 220 and the third patch element (eg, the third patch element in FIG. 3B ) 230) may mean a feeding distance FD2 between the first feeding lines F5.
  • the first feeding distance 410 (eg 12 mm) is greater than the second feeding distance 420 (eg 10 mm), and the second feeding distance 420 is greater than the third feeding distance 430 (eg 9 mm).
  • the electronic device 101 may measure the linear AOA.
  • linear AOA measurement may be required.
  • the electronic device 101 is non-linear AOA can be measured.
  • the electronic device 101 may not be able to utilize the measured AOA. Accordingly, the arrangement position of the patch element included in the UWB antenna 200 or the position of the feeding line may be determined in consideration of the feeding distance for measuring the linear AOA.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a feeding space of a plurality of feeding lines connected to a patch element according to various embodiments of the present disclosure
  • the UWB antenna 500 (eg, the UWB antenna 200 of FIG. 2A ) included in the electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments is a first patch. It may include an element 210 , a second patch element 220 , and a third patch element 230 .
  • the UWB antenna 500 may be configured such that the first patch element 210 to the third patch element 230 are disposed within the wavelength range 310 .
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may be connected to the connection circuit 240 through a plurality of feeding lines.
  • a feeding space (eg, the first feeding space S1 to the third feeding space S3) may be formed by a plurality of feeding lines connected to each patch element.
  • the first feeding space S1 may be formed by a first feeding line F1 and a second feeding line F2 connected to the first patch element 210 .
  • the first feeding space S1 may be a space formed when the outer line of the first patch element 210 and the first feeding line F1 are connected to the second feeding line F2 .
  • the second feeding space S2 may be formed by the first feeding line F3 and the second feeding line F4 connected to the second patch element 220 .
  • the second feeding space S2 may be a space formed when the outer line of the second patch element 220 and the first feeding line F3 are connected to the second feeding line F4 .
  • the third feeding space S3 may be formed by the first feeding line F5 and the second feeding line F6 connected to the third patch element 230 .
  • the third feeding space S3 may be a space formed when the outer line of the third patch element 230 and the first feeding line F5 are connected to the second feeding line F6 .
  • the UWB antenna 500 is configured such that the first patch element 210 to the third patch element 230 are set to be disposed within the wavelength range 310, the position of the feed line connected to the second patch element 220 or the second 3
  • the position of the feeding line connected to the patch element 230 may be changed.
  • the position of the feeding line connected to the second patch element 220 and the third patch element 230 shown in FIG. 5 is the position of the feeding line connected to the second patch element 220 and the third patch element 230 of FIG. 2B. location may be different.
  • the second feed line F4 connected to the second patch element 220 and the third patch element 230 are connected The feeding distance FD4 between the first feeding lines F5 may be increased.
  • the electronic device 101 increases the feed distance between the second feed line F4 connected to the second patch element 220 and the first feed line F5 connected to the third patch element 230 to form a linear AOA. can be measured.
  • the feeding distance FD4 between the second feeding line F4 connected to the second patch element 220 and the first feeding line F5 connected to the third patch element 230 is the second patch element shown in FIG.
  • the electronic device 101 may measure linear AOA by improving the coupling coefficient and isolation characteristics of each patch element as the feeding distance is closer to the wavelength range 310 .
  • the shape of the feeding space formed by the feeding line may vary according to a change in the position of the feeding line connected to the patch element.
  • the first feeding space S1 to the third feeding space S3 may have different shapes.
  • the first feeding space S1 to the third feeding space S3 may have the same area (eg, the size of the area).
  • the shape of the feeding space formed by the feeding line may be different, but the width of the feeding space may be the same.
  • the UWB antenna 500 may adjust the AOA linear characteristics of each patch element by adjusting the positions of the plurality of feed lines without changing the positions of the patch elements so that the patch elements are disposed within the wavelength range. have.
  • the width of the feeding space may have to be maintained the same.
  • the electronic device 101 may measure the AOA having a wider resolution.
  • the width of the feeding space of each patch element may be the same. For example, an area of the first feeding space S1 , an area of the second feeding space S2 , and an area of the third feeding space S3 may be equal to each other.
  • (FD3) is a first feeding distance FD1 between the second feeding line F2 connected to the first patch element 210 and the first feeding line F3 connected to the second patch element 220 shown in FIG. 3A .
  • the second feeding distance FD4 between the second feeding line F4 connected to the second patch element 220 shown in FIG. 5 and the first feeding line F5 connected to the third patch element 230 is shown in FIG. 3A .
  • the illustrated second feeding distance FD2 between the second feeding line F4 connected to the second patch element 220 and the first feeding line F5 connected to the third patch element 230 may be greater than the illustrated second feeding distance FD2 .
  • the electronic device 101 may improve a coupling coefficient or an isolation characteristic of each patch element by spacing the transmission line apart while adjusting the position of the feeding line.
  • 6A is a diagram illustrating an example of changing a feeding space of a feeding line according to various embodiments of the present disclosure
  • an electronic device eg, the electronic device 101 of FIG. 1
  • a first patch element 210 included in a UWB antenna eg, the UWB antenna 500 of FIG. 5 .
  • the second patch element 220 and the third patch element 230 maintain the same size (eg, H1 * W1), and the first patch element 210 and the first patch element 210
  • the frequency resonance characteristic may be secured.
  • the first patch element 210 may be formed to have a first width W1 and a first height H1.
  • One feeding space 610 may be formed.
  • the second width W2 and the second height H2 may be the same as or different from the third width W3 and the third height H3 .
  • the UWB antenna 500 may dispose the first patch element 210 within a wavelength range and change positions of a plurality of feeding lines to be connected to the first patch element 210 in order to obtain a linear AOA. For example, according to a change in the positions of the plurality of feeding lines to be connected to the first patch element 210 , the first patch element 210 and the first feeding line F1 and the second feeding line connected to the first patch element 210 are changed.
  • a second feeding space 630 having a third width W3 and a third height H3 may be formed by the feeding line F2 .
  • the second width W2 may be equal to or smaller than the third width W3 .
  • the second height H2 may be equal to or greater than the third height H3 .
  • the third height H3 may be lower than the second height H2 .
  • the positions of the plurality of feeding lines to be connected to the first patch element 210 are changed (eg, second height H2 -> third height H3, second width W2 -> third width W3) , by maintaining the same width of the feeding space, the electronic device 101 may similarly control the resonant frequency band of the first patch element 210 .
  • the first feeding space 610 or the second feeding space 630 may have a different shape, but may have the same width.
  • the electronic device 101 adjusts the relative positions of the plurality of feed lines for each patch element having the same size, so that isolation between the patch elements is improved to improve antenna performance (eg, efficiency (Gain)) can improve
  • 6B is a diagram illustrating an example in which a resonant frequency band is formed according to a change in a feeding space according to various embodiments of the present disclosure
  • a resonant frequency band may be formed similarly.
  • the resonance frequency is 6.5 GHz (eg, channel 5) or 8 GHz (eg, channel 9).
  • a zone may be formed.
  • the UWB channel bandwidth may be 500 MHz.
  • An antenna resonant frequency band of each patch element may be adjusted through the feeding space of the UWB antenna 500 .
  • the first patch element 210 may form a first feeding space 610
  • the second patch element 220 may form a second feeding space 630 .
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 may have different antenna resonant frequency bands according to different shapes of the feeding space.
  • each patch element may have the same antenna resonant frequency band, even if it forms a different type of feeding space.
  • the electronic device 101 operates in a fixed UWB resonant frequency band (eg, about 6.25 to 6.75 GHz or about 7.75 GHz) by each patch element. ⁇ 8.25 GHz).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a shorting wall is formed in a patch element included in a UWB antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • the UWB antenna 700 (eg, the UWB antenna 200 of FIG. 2A ) included in the electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments is a first patch. It may include an element 210 , a second patch element 220 , and a third patch element 230 .
  • the UWB antenna 700 may be configured such that the first patch element 210 to the third patch element 230 are disposed within the wavelength range 310 .
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may be connected to the connection circuit 240 through a plurality of feeding lines.
  • a feeding space (eg, the first feeding space S1 to the third feeding space S3) may be formed by a plurality of feeding lines connected to each patch element.
  • the UWB antenna 700 may form a shorting wall, a ground shorting wall, or aligned vias in each patch element to form a plurality of resonance bands with a plurality of patch elements having a small size. have.
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may transmit or receive a UWB signal through which current flow is controlled by a shorting wall (eg, the first shorting wall 711 and the second shorting wall 715 ).
  • a beam phase may be adjusted.
  • the first patch element 210 may include a first paragraph wall 711 and a second paragraph wall 715 .
  • the second patch element 220 may include a first shorting wall 721 and a second shorting wall 725 .
  • the third patch element 230 may include a first shorting wall 731 and a second shorting wall 735 .
  • the first barrier wall 711 to the second barrier wall 735 may be formed in a first direction (eg, a horizontal direction) or a second direction (eg, a vertical direction).
  • the first patch element 210 to the third patch element 230 may include a plurality of conductive layers, and the plurality of conductive layers may be electrically connected to each other through a short-circuit wall.
  • One or a plurality of shorting walls may be formed at the same position in the first patch element 210 to the third patch element 230 .
  • two shorting walls are formed in FIG. 7
  • fewer or more shorting walls may be formed in the first patch element 210 to the third patch element 230 .
  • the position of the short circuit wall may be adjusted according to the positions of the plurality of feeding lines connected to the first patch element 210 to the third patch element 230 .
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of forming a short-circuit wall based on a feed line according to various embodiments of the present disclosure
  • a plan view 810 may show an example in which the first shorting wall 711 is formed on the first patch element 210 .
  • the first shorting wall 711 may be formed in a first direction (eg, a horizontal direction) or a second direction (eg, a vertical direction).
  • the first shorting wall 711 may be formed in a direction for transmitting or receiving a UWB signal.
  • the first patch element 210 may include a plurality of conductive layers.
  • the cross-sectional view 830 may be a cross-section of the first patch element 210 cut with respect to the first shorting wall 711 (eg, a cross-section taken with respect to A).
  • a first conductive layer and a second conductive layer may be electrically connected to each other through the first shorting wall 711 .
  • the UWB signal may be input to the second feed line F2 connected to the first patch element 210 along the trace 835 .
  • current flow may be controlled by the first short-circuit wall 711 or a beam phase with respect to the UWB signal may be adjusted.
  • 8B is a diagram illustrating an example in which a radiation pattern is changed by a short circuit wall according to various embodiments of the present disclosure
  • the triangular shape represents the current flow 851 , and the current flow 851 may be blocked or changed by the short-circuit walls 711 and 715 .
  • the angle of current flow 851 may represent the beam phase for the UWB signal.
  • the shade of the current flow 851 indicates the strength of the current, and the darker the shade (eg, closer to black), the greater the strength, and the lighter the shade (eg, the closer to white), the lower the strength.
  • the UWB signal may be input to the first feed line F1 and the second feed line F2 formed in the first patch element 210 along the trace 835 .
  • the shorting walls 711 and 715 may be formed in the same direction as the first feeding line F1 and in a direction orthogonal to the second feeding line F2 .
  • the positions of the shorting walls 711 and 715 may be adjusted according to the positions of the first feeding line F1 and the second feeding line F2 .
  • at least one of a location, a length, or the number of shorting walls for each patch element may be different.
  • at least one of a location, a length, or the number of shorting walls may be different depending on the area or shape of the patch element.
  • at least one of a location, a length, or the number of shorting walls may be changed according to a height between the patch element and the ground layer.
  • the electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments includes a first patch element (eg, the first patch element 210 of FIGS. 2A and 2B ) arranged in a first direction and a second patch element (eg, the second patch element 220 of FIGS. 2A and 2B ), and a third patch element (eg, FIGS. 2A and 2B ) disposed in alignment with the second patch element in a second direction.
  • An antenna eg, the antennas 200 and 270 of FIGS. 2A and 2B ) including the third patch element 230 of FIG. 2B
  • a communication circuit connected to the antenna eg, the communication circuit of FIGS.
  • the processor 120 of FIG. 1 controls to transmit or receive a signal through the communication circuit by activating at least two patch elements among the first patch element to the third patch element based on the state of the electronic device (eg, : the processor 120 of FIG. 1 ), and the first to third patch elements may be configured to include a plurality of feed lines formed in the first direction and the second direction, respectively.
  • the processor electrically connects the first patch element and the second patch element with the communication circuit to activate the first patch element and the second patch element and electrically connecting the second patch element and the third patch element to the communication circuit to activate the second patch element and the third patch element when the state of the electronic device is the second direction can be
  • the first direction may be set to be perpendicular to the second direction.
  • the first patch element is connected to a first receiving port of the communication circuit through a plurality of feeding lines
  • the second patch element is connected to a second receiving port and a first transmitting port of the communication circuit through a plurality of feeding lines.
  • the third patch element may be configured to be connected to a third receiving port of the communication circuit through a plurality of feeding lines.
  • the position of the feed line out of the wavelength range is determined. It can be set to adjust.
  • the antenna When the position of the feeding line is adjusted, the antenna may be set to have the same width of a feeding space formed by an outer line of each patch element and a plurality of feeding lines connected to each patch element.
  • the antenna When the antenna is disposed such that at least one of a plurality of feed lines respectively connected to the first patch element, the second patch element, or the third patch element is out of a wavelength range, the same direction as the feed line out of the wavelength range It may be set to adjust the feeding distance between the feeding lines connected to the patch element disposed on the .
  • a patch connected to a feed line out of the wavelength range It can be set to adjust the position of the element.
  • the antenna may be configured such that at least one shorting wall is formed on the first patch element, the second patch element, or the third patch element.
  • the antenna may be configured to adjust a position of the at least one shorting wall according to positions of a plurality of feeding lines connected to the first patch element, the second patch element, or the third patch element.
  • the antenna structure includes a first patch element (eg, the first patch element 210 of FIGS. 2A and 2B ) in which a plurality of feed lines are formed. )), a second patch element (eg, the second patch element 220 of FIGS. 2A and 2B ) aligned with the first patch element in a first direction and having a plurality of feeding lines formed therein, and the second patch element and and a third patch element (eg, the third patch element 230 of FIGS. 2A and 2B ) arranged in a second direction and having a plurality of feed lines formed therein, wherein the plurality of feed lines are arranged in the first direction and the second direction It may be set to be formed in two directions.
  • the second direction When the first direction is a horizontal direction, the second direction may be a vertical direction, and when the first direction is a vertical direction, the second direction may be a horizontal direction.
  • the antenna structure further includes communication circuitry (eg, communication circuitry 250 of FIGS. 2A and 2B ), wherein the first patch element is connected to a first receive port of the communication circuitry through a plurality of feed lines, The second patch element is connected to a second receiving port and a first transmitting port of the communication circuit through a plurality of feeding lines, and the third patch element is connected to a third receiving port of the communication circuit through a plurality of feeding lines. It may be formed to be connected.
  • communication circuitry eg, communication circuitry 250 of FIGS. 2A and 2B
  • the antenna structure may be configured such that, during UWB communication, the first patch element and the second patch element are activated, or the second patch element and the third patch element are activated.
  • the plurality of feed lines out of the wavelength range can be set to adjust the position of
  • the antenna structure may be configured such that, when the position of the feeding line is adjusted, the width of the feeding space formed by the outer line of each patch element and the plurality of feeding lines connected to each patch element is the same.
  • the antenna structure is the same as the feed line out of the wavelength range when at least one of a plurality of feed lines respectively connected to the first patch element, the second patch element, or the third patch element is disposed outside the wavelength range. It may be set to adjust the feeding distance between the feeding lines connected to the patch elements disposed in the direction.
  • the antenna structure may be configured such that at least one shorting wall is formed in the first patch element, the second patch element, or the third patch element.
  • FIG. 9 is a flowchart 900 illustrating a method of operating an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ) of the electronic device is the electronic device 101 .
  • the state of the electronic device 101 may correspond to whether the electronic device 101 is in the first direction (or vertical direction) or the second direction (or horizontal direction) with respect to the ground.
  • the length of two parallel side surfaces of the electronic device housing may be longer or shorter than the length of the other two parallel side surfaces.
  • the processor 120 may detect the state of the electronic device 101 by using a motion sensor (eg, the sensor module 176 of FIG. 1 ) included in the electronic device 101 .
  • a motion sensor eg, the sensor module 176 of FIG. 1
  • the motion sensor may be a 9-axis motion sensor.
  • the processor 120 forms a virtual coordinate space based on the azimuth (or "yaw"), pitch, and roll values measured by the 9-axis motion sensor, and One region may be divided into a landscape (eg, x-axis direction) range, and another region of the coordinate space may be divided into a portrait (eg, y-axis direction) range.
  • the processor 120 may detect whether the electronic device is in the portrait state or the landscape state based on whether the current state of the electronic device belongs to the landscape range or the portrait range.
  • the processor 120 may activate a plurality of patch elements among the UWB antennas based on the state of the electronic device 101 .
  • the UWB antenna eg, the UWB antenna 200 of FIG. 2A
  • the processor 120 may activate the first patch element 210 and the second patch element 220 or activate the second patch element 220 or the third patch element 230 based on the state. For example, as in the UWB antenna 200 of FIG.
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 are disposed in a horizontal direction (eg, the X-axis direction), and in a vertical direction (eg, the Y-axis direction). direction), when the second patch element 220 or the third patch element 230 is disposed, the processor 120 determines whether the first patch element 210 or the third patch element 230 is disposed in the vertical direction. When the second patch element 220 is activated and the state of the electronic device 101 is in the horizontal direction, the second patch element 220 or the third patch element 230 may be activated.
  • the first patch element 210 and the second patch element 220 are disposed in the vertical direction, and the second patch element 220 or the third patch is disposed in the horizontal direction.
  • the processor 120 activates the second patch element 220 or the third patch element 230 when the state of the electronic device 101 is in the vertical direction, and the electronic device 101 ) in the horizontal direction, the first patch element 210 and the second patch element 220 may be activated.
  • the processor 120 may broadcast a request message using the plurality of activated patch elements.
  • the request message is a poll message (eg, a Ranging Poll message or Ranging Poll data) and may be transmitted in a broadcast manner.
  • the poll message may include a data packet format including a header and a payload.
  • the header may include type (eg, message type) information related to the poll message, and the payload may include additional information (eg, interval) related to the poll message.
  • the electronic device 101 establishes a connection (eg, wireless authentication (BLE) or user registration) with the external electronic device, and when it is confirmed that the connection with the external electronic device is established, the external electronic device 101 through the UWB antenna It can broadcast a request message to the device.
  • a connection eg, wireless authentication (BLE) or user registration
  • the distance measurement method using UWB communication may include a single side TWR (SS-TWR) method or a double side TWR (DS-TWR) method.
  • the SS-TWR method receives a response message from the master electronic device (eg, the slave electronic device (eg, the external electronic device 102 ) in response to a poll message transmitted from the electronic device 101 ) to receive a round-trip time ( round trip time), and the electronic device 101 subtracts the response time (or turn around time) of the external electronic device 102 from the round trip time to time of flight (ToF) and a distance based on the ToF (or distance range)
  • the external electronic device 102 that has transmitted the response message receives a final message from the electronic device 101, measures a round trip time
  • the external electronic device Reference numeral 102 may be to determine a distance (or distance range) based on the ToF by subtracting the response time of the final message from the round trip time.
  • the processor 120 may receive a response message using the activated patch element.
  • the response message may be received from an external electronic device (eg, the external electronic device 102 ) that has received the poll message in operation 901 .
  • the response message may include time information at which the external electronic device 102 receives the poll message and time information at which the response message is transmitted.
  • the response message may include information on a processing time required for the external electronic device 102 to receive the poll message and transmit the response message.
  • the processor 120 when the first patch element 210 or the second patch element 220 is activated, the processor 120 operates through the first patch element 210 or the second patch element 220 , respectively. You can receive a response message. When the second patch element 220 or the third patch element 230 is activated, the processor 120 may receive a response message through the second patch element 220 or the third patch element 230, respectively. .
  • the processor 120 may measure the distance to the external electronic device and the AOA.
  • the processor 120 measures a round-trip time required for transmitting the poll message and receiving the response message, and subtracts the response time included in the response message from the round-trip time to determine the distance from the external electronic device 102 can be measured Time information included in the response message may be referred to as "response time".
  • the processor 120 may measure the distance to the external electronic device 102 using a difference in arrival distance or a phase difference between response messages received by a patch element included in the UWB antenna 200 .
  • the processor 120 may measure the AOA with the external electronic device 102 based on a difference between the distance and the arrival distance from the external electronic device 102 .
  • the processor 120 may control the user interface based on the measured distance and the AOA.
  • the processor 120 may execute an application related to distance measurement with the external electronic device 102 and display an execution screen of the executed application on a display (eg, the display module 160 of FIG. 1 ).
  • the execution screen of the application may include a user interface.
  • the processor 120 may control the execution screen of the application based on the measured distance and the AOA.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of performing UWB communication in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • a first electronic device 1010 is an electronic device (eg, an initiator) serving as a master (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ), and a second electronic device 1020 serves as a slave It may be an electronic device (eg, a responder) (eg, the external electronic device 102 of FIG. 1 ).
  • a responder eg, the external electronic device 102 of FIG. 1
  • the first electronic device 1010 uses the second patch element 220 among a plurality of patch elements (eg, the first patch element 210 to the third patch element 230 ) included in the UWB antenna 200 . to broadcast the first poll message.
  • the first electronic device 1010 includes a first patch element 210 and a second patch element 220 or a second patch element 220 and a third patch element among a plurality of patch elements included in the UWB antenna 200 .
  • the first response message may be received from the second electronic device 1020 using the element 230 .
  • the first response message may include a first response time 1021 (RT#1).
  • the first response time 1021 may be a time taken for the second electronic device 1020 to receive the first poll message and transmit the first response message.
  • the first electronic device 1010 measures a first round-trip time 1011 (RTT#1) taken from transmitting the first poll message and receiving the first response message, and a first round-trip time 1011
  • the distance to the second electronic device 1020 based on the ToF may be measured by subtracting the first response time 1021 from .
  • the first electronic device 1010 configures the second electronic device based on a difference in arrival distances of response messages received to the first patch element 210 and the second patch element 220 , respectively, and the distance from the second electronic device 1020 .
  • AOA with (1020) can be measured.
  • the first electronic device 1010 transmits a second response message based on a difference in arrival distance of response messages received to the second patch element 220 and the third patch element 230 and a distance from the second electronic device 1020 , respectively.
  • AOA with the electronic device 1020 may be measured.
  • the first electronic device 1010 may broadcast a second poll message using the second patch element 220 .
  • the second poll message may include a second response time 1013 (RT#2).
  • the second response time 1013 may be a time required for the first electronic device 1010 to receive the first response message and transmit the second poll message.
  • the first electronic device 1010 may transmit a second poll message including the second response time 1013 .
  • the first electronic device 1010 transmits a poll message using at least one patch element (eg, the second patch element 220), and a plurality of patch elements (eg, the first patch element 210 and the second patch element)
  • the response message may be received using the patch element 220 or the second patch element 220 and the third patch element 230 .
  • the second electronic device 1020 uses the first patch element 210 and the second patch element 220 or the second patch element 220 and the third patch element 230 .
  • a first poll message may be received from the first electronic device 1010 .
  • the second electronic device 1020 may transmit the first response message using the second patch element 220 .
  • the first response message may include a first response time 1021 .
  • the second electronic device 1020 may receive a second poll message from the first electronic device 1010 .
  • the second poll message may include a second response time 1013 (RT#2).
  • the second electronic device 1020 measures a second round-trip time 1023 (RTT#2) required for transmitting the first response message and receiving the second poll message, and at the second round-trip time
  • the distance to the first electronic device 1010 based on the ToF may be measured by subtracting the second response time.
  • the second electronic device 1020 is the first electronic device based on a difference in arrival distances of response messages received to the first patch element 210 and the second patch element 220 , respectively, and the distance from the first electronic device 1010 .
  • AOA with (1010) can be measured.
  • the second electronic device 1020 may perform the first operation based on a difference in arrival distances of response messages received to the second patch element 220 and the third patch element 230 , respectively, and a distance from the first electronic device 1010 . AOA with the electronic device 1010 may be measured.
  • the second electronic device 1020 transmits a response message using at least one patch element (eg, the second patch element 220), and a plurality of patch elements (eg, the first patch element)
  • the poll message may be received using the element 210 and the second patch element 220 or the second patch element 220 and the third patch element 230 .
  • 11A and 11B are diagrams illustrating an example of determining a patch element to be used for UWB communication in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • 11A illustrates an example of using the first and second patch elements based on the state of the electronic device.
  • an electronic device may include a first patch element 210 , a second patch element 220 , or a third patch element 230 . It may include a UWB antenna (eg, the UWB antenna 200 of FIG. 2A ) including a .
  • the first patch element 210 may be connected to the second reception port Rx2 of the communication circuit 250 through the connection circuit 240 connected to the first feeding line F1 and the second feeding line F2 .
  • the second patch element 220 may be connected to the transmission/reception ports Rx0/Tx of the communication circuit 250 through the connection circuit 240 connected to the first feeding line F3 and the second feeding line F4 .
  • the third patch element 230 may be connected to the first reception port Rx1 of the communication circuit 250 through the connection circuit 240 connected to the first feeding line F5 and the second feeding line F6 .
  • the processor of the electronic device 101 controls the communication circuit 250 to control the first patch element 210 , the second patch element 220 , or the third patch element 230 . At least one of the patch elements may be activated.
  • the processor 120 includes a sensor interface unit 1120 that receives sensing data from the motion sensor 1110 and a situation control unit 1130 that detects (or determines) the state of the electronic device based on the sensing data. can do. When the state of the electronic device 101 detected by the motion sensor 1110 is in the portrait direction, the processor 120 sets the first patch element 210 and the second patch element as a patch element to receive a response message. (220) can be determined.
  • the processor 120 may electrically connect the first patch element 210 and the second patch element 220 with the communication circuit 250 to activate the first patch element 210 and the second patch element 220 . have.
  • the processor 120 may control the communication circuit 250 in connection with a reception channel activation operation to activate a plurality of patch elements to receive a response message.
  • the processor 120 includes a first reception channel (eg, a second reception port (Rx2)) connected to the first patch element 210 and a second reception channel (eg, a transmission/reception port (Rx0) connected to the second patch element 220 ) /Tx)) can be enabled.
  • the processor 120 may receive a UWB signal (eg, a response message) from the second electronic device 1020 using the first patch element 210 and the second patch element 220 .
  • the processor 120 may measure the distance to the second electronic device 1020 using a difference in arrival distance or a phase difference of UWB signals received through the first patch element 210 and the second patch element 220 , respectively. .
  • the processor 120 may measure the AOA with the second electronic device 1020 based on a difference between the distance from the second electronic device 1020 and the arrival distance.
  • 11B illustrates an example of using the second and third patch elements based on the state of the electronic device.
  • the processor 120 sets the second patch element 220 as a patch element to receive a response message. ) and the third patch element 230 may be determined.
  • the processor 120 may electrically connect the second patch element 220 and the third patch element 230 with the communication circuit 250 to activate the second patch element 220 and the third patch element 230 .
  • the processor 120 includes a second reception channel (eg, transmit/receive ports (Rx0/Tx)) connected to the second patch element 220 and a third reception channel (eg, a first reception port) connected to the third patch element 230 . (Rx1)) can be activated.
  • the processor 120 may receive a UWB signal (eg, a response message) from the second electronic device 1020 using the second patch element 220 and the third patch element 230 .
  • the processor 120 may measure the distance to the second electronic device 1020 using a difference in arrival distance or a phase difference of UWB signals received through the second patch element 220 and the third patch element 230 , respectively.
  • the processor 120 may measure the AOA with the second electronic device 1020 based on a difference between the distance from the second electronic device 1020 and the arrival distance.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of executing an application through UWB communication in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments includes external electronic devices (eg, the second electronic device 1230 and the third electronic device 1250 ).
  • An application related to distance measurement may be executed, and an execution screen of the application including the user interface 1210 may be displayed on a display (eg, the display module 160 of FIG. 1 ).
  • the electronic device 101 may acquire a preview image through a camera module (eg, the camera module 180 of FIG. 1 ).
  • the preview image may include a second user image and a third user image.
  • the second user may be a user of the second electronic device 1230
  • the third user may mean a user of the third electronic device 1250 .
  • the electronic device 101 may broadcast a poll message including camera photographing information or augmented reality (AR) object request information.
  • the electronic device 101 may receive a response message from the second electronic device 1230 or the third electronic device 1250 .
  • the response message includes a header and a payload, the header includes type (eg, message type) information related to the response message, and the payload includes additional information (eg, device user information; device state information, AR object information) may be included.
  • the AR object information may include at least one of text, an image, and a video.
  • the electronic device 101 may receive the ranging response message through a UWB antenna having an AOA FOV of a relatively larger range than that of the activated camera, that is, a plurality of patch elements.
  • the first response message received from the second electronic device 1230 may include the first AR object information 1211 .
  • the second response message received from the third electronic device 1250 may include second AR object information 1231 .
  • the first AR object information 1211 may include text (Andrew) and an image (eg, a dinosaur character).
  • the second AR object information 1231 may include text (Janny) and an image (eg, a chicken character).
  • the electronic device 101 may display the first AR object information 1211 on the second user image in the preview image based on the distance from the second electronic device 1230 .
  • the electronic device 101 recognizes that the user located on the left is the second user based on the distance from the second electronic device 1230 and the AOA, and the first AR received from the second electronic device 1230 of the second user.
  • the object information 1211 may be displayed by being superimposed on the second user image.
  • the electronic device 101 may display the second AR object information 1231 on the third user image in the preview image based on the distance from the third electronic device 1250 .
  • the electronic device 101 recognizes that the user located on the right is the third user based on the distance from the third electronic device 1250 and the AOA, and the second AR received from the third electronic device 1250 of the third user.
  • the object information 1231 may be displayed by being superimposed on the third user image.
  • An antenna including a first patch element and a second patch element arranged to be aligned in a first direction according to various embodiments, and a third patch element arranged to be aligned with the second patch element in a second direction
  • the method of operating an electronic device including: detecting a state of the electronic device; activating two patch elements among the first patch element to the third patch element based on the state of the electronic device; and the activation It may include an operation of controlling to transmit or receive a signal using the patch element.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a foldable electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device 1300 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to another exemplary embodiment may be folded in or out-folded with respect to one folding axis A.
  • the electronic device 1300 may be folded in an out-folding method.
  • the folding axis A may vertically cross the center of the display 1340 (eg, the display module 160 of FIG. 1 ).
  • the folding axis A may cross the center of the display 1340 in the horizontal direction.
  • the electronic device 1300 includes a foldable housing (eg, a first housing 1310 and a second housing 1320 ), a hinge assembly 1330 , and foldable housings 1310 and 1320 .
  • a display 1340 disposed in the formed space may be included.
  • the display 1340 includes a first display area 1341 disposed in the inner space of the first housing 1310 and a second display area 1342 disposed in the inner space of the second housing 1320 based on the folding axis A. can be divided into
  • the hinge assembly 1330 is configured in an in-folding manner in which the two display areas 1341 and 1342 face each other or in an out-folding manner in which the electronic device 1300 faces in opposite directions. can be implemented in this way.
  • the two display areas 1341 and 1342 may face substantially in the same direction, and when the electronic device 1300 is switched 1360 to the folded state, the two display areas 1341 and 1342 1342) can be rotated in opposite directions.
  • two or more hinge assemblies 1330 may be arranged to be folded in substantially the same direction or in different directions.
  • the camera device 105 may be disposed on a rear surface (eg, a lower portion) of the display 1340 .
  • the present invention is not limited to the shape of the electronic device and may be applied to the foldable electronic device 1300 of FIG. 13 .
  • the antennas 200 and 270 of FIGS. 2A and 2B may be applied to the foldable electronic device 1300 of FIG. 13 .
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an electronic device including a rollable display according to another exemplary embodiment.
  • an electronic device 1400 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to another embodiment includes a housing 1430 whose length is at least partially variable, and the The rollable display 1410 (eg, the display module 160 of FIG. 1 ) in which an area or width visually exposed to the outside is adjusted by changing the length may be included.
  • the housing 1430 may include a first side member 1421 that is fixed, and a second side member 1423 that is movable in a direction opposite to the first side member 1421 .
  • the first side member 1421 may be disposed and fixed in the x1 direction from the display 1410 .
  • the second side member 1423 may be disposed in the x2 direction from the display 1410 and move in a sliding manner in the x2 direction. In the display 1410 , an area or width visually exposed by the second side member 1423 moving in the x2 direction may be varied.
  • the display 1410 includes a flexible substrate, and a visually exposed width may be adjusted based on the movement of the second side member 1423 . For example, as indicated by arrow 1401 of FIG. 14 , when the second side member 1423 moves in the x2 direction, the width at which the display 1410 is visually exposed may increase. For example, when the second side member 1423 moves in the x1 direction, the visually exposed width of the display 1410 may be reduced.
  • the visually exposed width of the display 1410 is the first width W1
  • the second side member 1423 is Assuming that the maximum width movable in the x2 direction is the second width W2, the minimum width of the display 1410 is the first width W1, and the maximum width of the display 1410 is the first width W1 and It may be the sum of the second width W2.
  • first side member 1421 is fixed and the second side member 1423 is movable in the x2 direction
  • present invention is not limited thereto and the first side member 1421 may also be movable.
  • the first side member 1421 may move in the x1 direction, and the width of the display 1410 visually exposed may increase in the x1 direction based on the movement of the first side member 1421 .
  • the second side member 1423 has been described as being movable in the x2 direction, but the present invention is not limited thereto and the second side member 1423 may be movable in the y1 direction or the y2 direction.
  • the exposed width of the display 1410 may increase in the y1 direction or the y2 direction based on the movement of the second side member 1423 .
  • a camera device 105 may be disposed on a rear surface (eg, a lower portion) of the display 1410 .
  • the present invention is not limited to the shape of the electronic device, and may be applied to the rollable electronic device 1400 of FIG. 14 .
  • the antennas 200 and 270 of FIGS. 2A and 2B may be applied to the rollable electronic device 1400 of FIG. 14 of FIG. 13 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들은 제1 방향으로 정렬되어 배치된 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치된 제3 패치 엘리먼트를 포함하는 안테나, 상기 안테나와 연결된 통신 회로, 및 상기 전자 장치의 상태에 기반하여 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트 중 적어도 두 개의 패치 엘리먼트를 활성화시켜, 상기 통신 회로를 통해 신호를 전송 또는 수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성된 복수의 급전 라인을 각각 포함하도록 설정된 방법 및 장치에 관하여 개시한다. 다양한 실시 예들이 가능하다.

Description

ＵＷＢ 안테나를 포함하는 전자 장치 및 방법
본 발명의 다양한 실시예들은 UWB 안테나를 포함하는 전자 장치 및 방법에 관하여 개시한다.
디지털 기술의 발달과 함께 이동통신 단말기, PDA(personal digital assistant), 전자수첩, 스마트 폰, 태블릿 PC(personal computer), 웨어러블 디바이스(wearable device)와 같은 다양한 유형의 전자 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한, 전자 장치는 기능 지지 및 증대를 위해, 전자 장치의 하드웨어적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분이 지속적으로 개량되고 있다.
전자 장치는 UWB(ultra wide band) 통신을 이용하여 전자 장치와 외부 전자 장치 간의 거리(또는 위치)를 측정할 수 있다. 예를 들어, UWB 안테나의 개수가 하나이면, 전자 장치는 외부 전자 장치와의 거리만 측정할 수 있지만, 복수의 UWB 안테나가 있다면, 외부 전자 장치와의 거리뿐만 아니라 AOA(angle of arrival)를 측정할 수 있다. 전자 장치는 요청 메시지에 대한 응답 메시지의 도달 시간 차이, UWB 신호 간의 도달 거리 차이 또는 위상차 중 적어도 하나를 이용하여 외부 전자 장치와의 거리 또는 AOA를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 외부 전자 장치와의 거리 및 도달 거리 차이에 기반하여 외부 전자 장치와의 AOA를 측정할 수 있다.
UWB 통신을 이용한 AOA를 측정하기 위해서는 복수의 안테나를 전자 장치에 배치해야 할 수 있다. 전자 장치는 소형화되는 추세에 있고, 기능 향상 및 증대를 위해서 전보다 많은 부품(예: 구성 요소)이 배치 될 수 있다. 복수의 안테나를 전자 장치에 배치하기 위해서는 전자 장치에 일정 면적이 필요한데, 전자 장치의 면적은 한계가 있기 때문에, 필요한 부품을 모두 배치하기 어려울 수 있다. 이러한 추세에 맞추어 안테나가 차지하는 면적을 줄이려는 시도를 하고 있다.
다양한 실시예들에서는, 전자 장치의 제한된 공간에서 복수의 급전 라인을 이용하여 안테나가 차지하는 면적을 줄이는 방법 및 장치에 관하여 개시할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 제1 방향으로 정렬되어 배치된 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치된 제3 패치 엘리먼트를 포함하는 안테나, 상기 안테나와 연결된 통신 회로, 및 상기 전자 장치의 상태에 기반하여 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트 중 적어도 두 개의 패치 엘리먼트를 활성화시켜, 상기 통신 회로를 통해 신호를 전송 또는 수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성된 복수의 급전 라인을 각각 포함하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 안테나 구조는 복수의 급전 라인이 형성된 제1 패치 엘리먼트, 상기 제1 패치 엘리먼트와 제1 방향으로 정렬되어 복수의 급전 라인이 형성된 제2 패치 엘리먼트, 및 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 복수의 급전 라인이 형성된 제3 패치 엘리먼트를 포함하고, 상기 복수의 급전 라인은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성되도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 제1 방향으로 정렬되어 배치된 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치된 제3 패치 엘리먼트를 포함하는 안테나를 포함하는 전자 장치의 동작 방법은 상기 전자 장치의 상태를 검출하는 동작, 상기 전자 장치의 상태에 기반하여 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트 중 두 개의 패치 엘리먼트를 활성화시키는 동작, 및 상기 활성화된 패치 엘리먼트를 이용하여 신호를 전송 또는 수신하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 서로 다른 축 방향으로 정렬된 적어도 두 개의 패치 엘리먼트를 포함하고, 각 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인이 연결되도록 안테나를 형성함으로써, 안테나의 크기를 줄일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 안테나에 포함된 복수의 패치 엘리먼트들 중에서 같은 축 방향으로 배치된 적어도 두 개의 패치 엘리먼트를 사용하여 UWB 통신을 수행함으로써, 외부 전자 장치와의 거리 및 AOA를 측정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 파장 범위를 벗어난 패치 엘리먼트의 위치를 조정하거나, 파장 범위를 벗어난 패치 엘리먼트에 형성된 복수의 급전 라인의 위치를 변경함으로써, 각 패치 엘리먼트의 커플링 계수 및 아이솔레이션(isolation) 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에 포함된 UWB 안테나 구조를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 다양한 실시예들에 따라 파장 범위 내에 UWB 안테나 구조를 형성하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 UWB 안테나에 포함된 패치 엘리먼트들 간의 거리에 따른 AOA 측정 그래프를 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인의 급전 공간을 도시한 도면이다.
도 6a는 다양한 실시예들에 따라 급전 라인의 급전 공간을 변경하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6b는 다양한 실시예들에 따라 급전 공간의 변경에 따른 공진 주파수 대역이 형성되는 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 UWB 안테나에 포함된 패치 엘리먼트에 단락 벽이 형성되는 일례를 도시한 도면이다.
도 8a는 다양한 실시예들에 따라 급전 라인에 기반하여 단락 벽을 형성하는 일례를 도시한 도면이다.
도 8b는 다양한 실시예들에 따라 단락 벽에 의해 방사 패턴이 변경되는 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 UWB 통신을 수행하는 일례를 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 UWB 통신에 사용할 패치 엘리먼트를 결정하는 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 UWB 통신을 통해 어플리케이션을 실행하는 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 폴더블 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 14는 롤러블 디스플레이를 포함하는 다른 실시예의 전자 장치를 도시한 도면이다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 신경망 처리 장치(NPU, neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서(ISP, image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(inactive)(예: 슬립(sleep)) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(OS, operating system)(142), 미들 웨어(middleware)(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB, enhanced mobile broadband), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC, ultra-reliable and low-latency communications)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO, full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC, mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에 포함된 UWB 안테나 구조를 도시한 도면이다.
도 2a는 전자 장치에 포함된 UWB 안테나 구조를 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 UWB(ultra wide band) 안테나(200)를 포함할 수 있다. UWB 안테나(200)는 도 1의 통신 모듈(190)에 포함될 수 있다. UWB 안테나(200)는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 포함할 수 있다. UWB 안테나(200)는 전자 장치(101)의 뒷면(예: 디스플레이가 배치된 영역 반대 방향)에 카메라 모듈(180)이 배치된 영역(265) 주변에 배치될 수 있다. 도 2a는 UWB 안테나(200)가 전자 장치(101)의 세로 방향에 배치된 일례를 나타낸 것이다. 전자 장치(101)는 UWB 안테나(200)가 배치되는 인쇄회로기판(260)의 형태에 따라 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)를 역 L자 형태로 배치할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 방향으로 정렬되어 배치되고, 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)는 제2 방향으로 정렬되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 방향으로 서로 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.
예를 들면, 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 패치 엘리먼트(210)로부터 이격되지만, UWB 안테나(200)를 측면에서 제1 방향으로 바라보았을 때, 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 패치 엘리먼트(210)와 지정된 길이만큼 중첩되도록 배치될 수 있다. 지정된 길이는 제2 패치 엘리먼트(220)의 길이 이하이고 제2 패치 엘리먼트(220)의 길이의 절반 이상일 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)는 인쇄회로 기판(260)상에서 제1 방향을 따라서 배열될 수 있고, 제1 방향으로 UWB 안테나(200)를 바라보았을 때 제1 패치 엘리먼트(210)의 전부가 제2 패치 엘리먼트(220)와 중첩될 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 교차될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향은 수평 방향(또는 가로 방향)이고, 상기 제2 방향은 수직 방향(또는 세로 방향)일 수 있다. 예를 들어, x, y 좌표계를 기준으로 설명하면, 상기 제1 방향은 x축 방향이고, 상기 제2 방향은 y축 방향일 수 있다.
다양한 실시예에 있어서, 제1 방향과 제2 방향이 서로 직교하는 것으로 설명하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다,
일 실시예에 따르면, 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 급전 라인을 포함할 수 있다. UWB 안테나(200)는 서로 다른 주파수(예: 약 6.25 ~ 6.75GHz, 7.75 ~ 8.25GHz)를 갖는 통신 채널을 동시에 지원하기 위해, 각 패치 엘리먼트에서 복수의 공진 대역을 형성 할 수 있다. 각 패치 엘리먼트는 각 채널 주파수에 대응되도록 복수의 급전 라인을 포함함으로써, 복수의 공진 대역이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 급전 라인은 2개로 형성될 경우, 2개의 급전 라인은 서로 다른 방향으로 형성될 수 있다. 복수의 급전 라인이 3개 형성될 경우, 2개의 급전 라인은 서로 다른 방향으로 형성되고, 나머지 하나의 급전 라인이 다른 급전 라인과 같은 방향으로 형성될 수 있다. 급전 라인은 전송 라인(transmission line)을 의미할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 급전 라인을 통해 통신 회로(250)(예: 커뮤니케이션 프로세서(communication processor))에 연결됨으로써, 주파수 공진 특성을 확보할 수 있다.
복수의 급전 라인은 전송 선로 간에 서로 이격되어 있어, 커플링 특성이 개선될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 크기 또는 형태가 동일하거나, 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)의 크기는 폭(W)(예: 약 6.9mm) 및 높이(H)(예: 약 5.9mm)를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 동일한 안테나 성능을 위해 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)의 면적 및 형태가 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 동일한 안테나 성능을 위해 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)의 면적은 동일하게 형성되고, 형태가 서로 상이할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)의 크기는 UWB 안테나(200)의 공진 주파수 대역을 고려하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)을 포함할 수 있다. 제1 급전 라인(F1)은 제1 방향(예: x축 방향)으로 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결되고, 제2 급전 라인(F2)은 제2 방향(예: y축 방향)으로 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결될 수 있다. 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)은 연결 회로(240)를 통해 통신 회로(250)와 연결될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)을 통해 통신 회로(250)의 제2 수신 포트(Rx2)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제3 패치 엘리먼트(230)와 이격되어 배치될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 방향으로 제1 거리(D1)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230)는 제2 방향으로 제2 거리(D2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)는 동일하거나, 상이할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 급전 라인(F3) 및 제2 급전 라인(F4)을 포함할 수 있다. 제1 급전 라인(F3)은 제2 방향으로 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결되고, 제2 급전 라인(F4)은 제1 방향으로 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결될 수 있다. 제1 급전 라인(F3) 및 제2 급전 라인(F4)은 전송 라인을 의미할 수 있다. 제1 급전 라인(F3) 및 제2 급전 라인(F4)은 연결 회로(240)를 통해 통신 회로(250)와 연결될 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 급전 라인(F3) 및 제2 급전 라인(F4)을 통해 통신 회로(250)의 송수신 포트(Rx0/Tx)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제3 패치 엘리먼트(230)는 제1 급전 라인(F5) 및 제2 급전 라인(F6)이 형성될 수 있다. 제1 급전 라인(F5)은 제1 방향으로 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결되고, 제2 급전 라인(F6)은 제2 방향으로 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결될 수 있다. 제1 급전 라인(F5) 및 제2 급전 라인(F6)은 연결 회로(240)를 통해 통신 회로(250)와 연결될 수 있다. 제3 패치 엘리먼트(230)는 제1 급전 라인(F5) 및 제2 급전 라인(F6)을 통해 통신 회로(250)의 제1 수신 포트(Rx1)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 UWB 안테나(200)에 포함된 복수의 패치 엘리먼트들 중 일부 패치 엘리먼트를 이용하여 UWB 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(101)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 이용하여 UWB 통신을 수행하거나, 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 이용하여 UWB 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 패치 엘리먼트(220)는 UWB 통신 시, 항상 사용해야 하는 것으로, 통신 회로(250)의 송신 포트(Rx0) 및 수신 포트(Tx)에 연결되고, 제1 패치 엘리먼트(210) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)는 제2 패치 엘리먼트(220)와 함께 사용해야 하므로, 송신 포트(예: Rx1 또는 Rx2)에만 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 및/또는 제3 패치 엘리먼트(230) 중 다른 패치 엘리먼트와의 급전 라인 사이의 거리의 합이 가장 작은 패치 엘리먼트를 지정된 주파수 대역의 RF 신호를 송신 및 수신하는 안테나로 이용할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 전자 장치(101)는 3D AOA(상하좌우 모두 측정 가능)를 측정할 경우, 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)를 모두 활성화하여, 응답 신호를 수신할 수도 있다. 전자 장치(101)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 통해 수신된 데이터 이용하여 좌/우 방향을 측정하고, 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 통해 수신된 데이터를 이용하여 상하 방향을 측정할 수 있다.
도 2b는 전자 장치에 포함된 UWB 안테나 구조를 도시한 도면이다.
도 2b를 참조하면, 전자 장치(101)는 UWB 안테나(270)를 포함할 수 있다. UWB 안테나(270)는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 포함할 수 있다. UWB 안테나(270)는 도 1의 통신 모듈(190)에 포함될 수 있다. UWB 안테나(200)는 전자 장치(101)의 뒷면(예: 디스플레이가 배치된 영역 반대 방향)에 카메라 모듈(180)이 배치된 영역(265) 옆에 배치될 수 있다. 도 2b는 UWB 안테나(200)가 전자 장치(101)의 세로 방향에 배치된 일례를 나타낸 것이다. 전자 장치(101)는 UWB 안테나(270)가 배치되는 인쇄회로기판(260)의 형태에 따라 UWB 안테나(200)와 다르게 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)를 배치할 수 있다.
제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)는 제2 방향으로 서로 정렬되어 배치되고, 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)는 제1 방향으로 서로 정렬되어 배치될 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 교차하거나, 또는 서로 직교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향은 수평 방향이고, 상기 제2 방향은 수직 방향일 수 있다. 예를 들어, x, y 좌표계를 기준으로 설명하면, 상기 제1 방향은 x축 방향이고, 상기 제2 방향은 y축 방향일 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 급전 라인이 형성될 수 있다. 복수의 급전 라인은 서로 다른 방향으로 급전 라인이 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 방향으로 제1 급전 라인(F3)이 연결되고, 제2 방향으로 제2 급전 라인(F4)이 형성될 수 있다.
도 2a의 UWB 안테나(200)와 도 2b의 UWB 안테나(270)는 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)의 배치 구조 및 제2 패치 엘리먼트(220)에 형성된 제1 급전 라인(F3) 및 제2 급전 라인(F4)의 연결 방향이 다를 뿐, 나머지는 동일할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 다양한 실시예들에 따라 파장 범위 내에 UWB 안테나 구조를 형성하는 일례를 도시한 도면이다.
도 3a는 파장 범위 내에 UWB 안테나 구조를 형성하는 일례를 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 포함된 UWB 안테나(200)는 UWB 주파수 신호(예: 약 6.2G ~ 8.2GHz)에 대한 파장 범위(wavelength range, 310)(예: λ/2이내) 내에 복수의 패치 엘리먼트들(예: 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230))이 배치되도록 설정될 수 있다. UWB 안테나(200)는 파장 범위(310) 내에 복수의 패치 엘리먼트들(예: 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230))이 배치되도록 패치 엘리먼트의 위치가 조절될 수 있다. 또는, UWB 안테나(200)는 파장 범위(310) 내에 복수의 패치 엘리먼트들(예: 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230))에 연결된 급전 라인이 배치되도록 급전 라인의 위치가 변경(또는 조절)될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 급전 라인을 통해 연결 회로(240)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 간의 제1 거리(D1)는 파장 범위(310) 내에 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 복수의 급전 라인과 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 복수의 급전 라인이 배치되도록 조절될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 복수의 급전 라인과 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 복수의 급전 라인 간의 거리(FD1)는 대략 10mm ~ 30mm로 배치될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 간의 제1 거리(D1)는 파장 범위(310) 내에 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220)가 배치되도록 조절될 수 있다. 또는, 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230) 간의 제2 거리(D2)는 파장 범위(310) 내에 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230)가 배치되도록 조절될 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230) 간의 제2 거리(D2)는 파장 범위(310) 내에 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 복수의 급전 라인과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 복수의 급전 라인이 배치되도록 조절될 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 복수의 급전 라인과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 복수의 급전 라인 간의 거리(FD2)는 대략 10mm ~ 30mm로 배치될 수 있다.
제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제2 급전 라인(F2)과 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제1 급전 라인(F3) 간의 제1 급전 거리(FD1)는 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 간의 제1 거리(D1)에 기반하여 설정될 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 제2 급전 거리(FD2)는 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230) 간의 제2 거리(D2)에 기반하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 파장 범위(310) 내에 UWB 안테나(200)를 구성하는 경우, 전자 장치(101)는 관측(field of view; FOV) 영역(예: 약 -60도 ~ +60도) 내 외부 전자 장치들에 대한 더 넓은 범위의 선형적인 AOA(angle of arrival) 또는 높은 위상 분해(phase resolution) 값을 측정할 수 있다. 각 패치 엘리먼트 간의 급전 거리가 UWB 주파수 신호의 파장 범위(310)를 벗어나는 경우, 전자 장치(101)는 UWB 안테나(200)를 통해 비 선형적인 AOA를 측정할 수 있다. 파장 범위(310)는 UWB 통신에 사용하는 주파수에 따라 유동적일 수 있다. 주파수가 커질수록 파장 범위는 상대적으로 작아질 수 있다(예: λ = ν/f).
도 3b는 다양한 실시예들에 따라 파장 범위 내에 UWB 안테나 구조를 형성하는 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 전자 장치(101)는 파장 범위(310)를 벗어나는 적어도 하나의 패치 엘리먼트(예: 제3 패치 엘리먼트(230))를 형성하는 경우, UWB 안테나(350)에 포함된 제3 패치 엘리먼트(230)의 위치 또는 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 복수의 급전 라인(F5, F6)의 위치를 변경할 수 있다. 제3 패치 엘리먼트(230)의 급전 라인의 위치 변경은 파장 범위(310) 내에 모든 패치 엘리먼트를 형성하는 UWB 안테나(200)와 동일한 주파수 공진 특성을 가지도록 하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 거리(D1)만큼 이격되고, 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230)는 제3 거리(D3)만큼 이격될 수 있다. 제3 거리(D3)는 파장 범위(310) 내에 제3 패치 엘리먼트(230)가 형성된 UWB 안테나(200)에서 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230) 간의 제2 거리(D2)(예: 도 2a)보다 클 수 있다. UWB 안테나(350)는 제3 거리(D3)를 제2 거리(D2)보다 크게 확보함으로써, 전자 장치(101)는 선형적인 AOA를 측정할 수 있다.
제3 패치 엘리먼트(230)의 제2 급전 라인(F6)의 위치를 파장 범위(310) 내에 포함되도록 변경할 수 있다. 제2 급전 라인(F6)의 위치 변경에 따라 제1 급전 라인(F5)의 위치도 변경할 수 있다. UWB 안테나(350)에 포함된 제2 패치 엘리먼트(220)의 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)의 제1 급전 라인(F5) 간의 제3 급전 거리(FD3)는 UWB 안테나(200)에 포함된 제2 패치 엘리먼트(220)의 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)의 제1 급전 라인(F5) 간의 제2 급전 거리(FD2)와 동일 또는 유사할 수 있다. 제3 패치 엘리먼트(230)의 위치 또는 제3 패치 엘리먼트(230)의 제1 급전 라인(F5)의 위치 변경에도 불구하고, 제2 급전 거리(FD2)와 제3 급전 거리(FD3)를 근사하게 유지(예: FD2≒FD3)함으로써, 전자 장치(101)는 선형적인 AOA 또는 위상 분해(phase resolution) 값을 측정할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 UWB 안테나에 포함된 패치 엘리먼트들 간의 거리에 따른 AOA 측정 그래프를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, AOA 측정 그래프(400)는 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인들 간의 급전 거리(제1 급전 거리(410) 내지 제3 급전 거리(430))에 따른 AOA 측정 결과를 도시한 것일 수 있다. AOA 측정 그래프(400)를 보면, 위상에 따른 AOA의 측정 기울기가 일정 기준(예: 30도) 이상 유지되어야 선형적인 AOA 측정이 가능할 수 있다. AOA의 측정 기울기가 일정 기준에 만족하지 않는 경우 비 선형적인 AOA가 측정될 수 있다. AOA 측정 그래프(400)에서 나타내는 AOA 측정 결과는 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 급전 거리에 의해 절대적으로 결정되는 것은 아닐 수 있다.
급전 거리들(410 ~ 430)은 제1 패치 엘리먼트(예: 도 3b의 제1 패치 엘리먼트(210))의 제2 급전 라인(F2)과 제2 패치 엘리먼트(예: 도 3b의 제2 패치 엘리먼트(220))의 제1 급전 라인(F3) 간의 급전 거리(FD1) 또는 제2 패치 엘리먼트(220)의 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(예: 도 3b의 제3 패치 엘리먼트(230))의 제1 급전 라인(F5) 간의 급전 거리(FD2)를 의미할 수 있다. 제1 급전 거리(410)(예: 12mm)는 제2 급전 거리(420)(예: 10mm)보다 크고, 제2 급전 거리(420)는 제3 급전 거리(430)(예: 9mm)보다 클 수 있다.
제1 급전 거리(410) 또는 제2 급전 거리(420)와 같이, 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인들 간의 급전 거리가 파장 범위(310) 내에 존재하는 경우(또는 일정 거리(예: 약 10 ~ 30mm) 이내인 경우), 전자 장치(101)는 선형적인 AOA를 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 UWB 통신을 통한 거리 측정 시, 선형적인 AOA 측정이 요구될 수 있다. 제3 급전 거리(430)와 같이, 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인들 간의 급전 거리가 파장 범위(310)를 벗어나는 경우(또는 일정 거리(예: 9mm) 이하인 경우), 전자 장치(101)는 비 선형적인 AOA를 측정할 수 있다. 비 선형적인 AOA를 측정하는 경우, 전자 장치(101)는 측정된 AOA를 활용할 수 없을 수 있다. 따라서, 선형적인 AOA를 측정하기 위한 급전 거리를 고려하여 UWB 안테나(200)에 포함되는 패치 엘리먼트의 배치 위치 또는 급전 라인의 위치가 결정될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인의 급전 공간을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 포함된 UWB 안테나(500)(예: 도 2a의 UWB 안테나(200))는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 포함할 수 있다. UWB 안테나(500)는 파장 범위(310) 내에 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)가 배치되도록 설정될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 급전 라인을 통해 연결 회로(240)에 연결될 수 있다. 각 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인에 의해 급전 공간(예: 제1 급전 공간(S1) 내지 제3 급전 공간(S3))이 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 급전 공간(S1)은 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제1 급전 라인(F1)과 제2 급전 라인(F2)에 의해 형성되는 것일 수 있다. 또는, 제1 급전 공간(S1)은 제1 패치 엘리먼트(210)의 외곽 라인과 제1 급전 라인(F1)을 제2 급전 라인(F2)에 연결했을 때 형성되는 공간일 수 있다. 제2 급전 공간(S2)은 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제1 급전 라인(F3)과 제2 급전 라인(F4)에 의해 형성되는 것일 수 있다. 제2 급전 공간(S2)은 제2 패치 엘리먼트(220)의 외곽 라인과 제1 급전 라인(F3)을 제2 급전 라인(F4)에 연결했을 때 형성되는 공간일 수 있다. 제3 급전 공간(S3)은 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5)과 제2 급전 라인(F6)에 의해 형성되는 것일 수 있다. 제3 급전 공간(S3)은 제3 패치 엘리먼트(230)의 외곽 라인과 제1 급전 라인(F5)을 제2 급전 라인(F6)에 연결했을 때 형성되는 공간일 수 있다.
UWB 안테나(500)는 파장 범위(310) 내에 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)가 배치되도록 설정되도록 하기 위해, 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 급전 라인의 위치 또는 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 급전 라인의 위치를 변경할 수 있다. 도 5에 도시한 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 급전 라인의 위치는 도 2b의 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 급전 라인의 위치와 다를 수 있다.
제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 급전 라인의 위치 변경에 따라 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 급전 거리(FD4)가 더 커질 수 있다. 전자 장치(101)는 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 급전 거리를 크게 형성함으로써, 선형적인 AOA를 측정할 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 급전 거리(FD4)는 도 3a에 도시한 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 급전 거리(FD2)보다 클 수 있다. 도 4의 AOA 측정 그래프(400)를 참고하면, 급전 거리가 파장 범위(310)에 가까울수록 각 패치 엘리먼트의 커플링 계수 및 아이솔레이션 특성을 개선함으로써, 전자 장치(101)는 선형적인 AOA를 측정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인의 위치 변경에 따라 급전 라인에 의해 형성되는 급전 공간의 형태는 달라질 수 있다. 제1 급전 공간(S1) 내지 제3 급전 공간(S3)은 그 형태가 서로 다를 수 있다. 제1 급전 공간(S1) 내지 제3 급전 공간(S3)은 넓이(예: 면적의 크기)가 동일할 수 있다. 급전 라인에 의해 형성되는 급전 공간의 형태는 다를 수 있지만, 급전 공간의 넓이는 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, UWB 안테나(500)는 파장 범위 내에 패치 엘리먼트가 배치되도록 하기 위해 패치 엘리먼트의 위치 변경 없이, 복수의 급전 라인의 위치를 조절함으로써, 각 패치 엘리먼트의 AOA 선형 특성을 조절할 수 있다. 복수의 급전 라인의 위치 조절 시, 급전 공간의 넓이는 동일하게 유지해야 할 수 있다. 예를 들어, UWB 안테나(500)에서 패치 엘리먼트들 간의 거리가 고정된 경우, 공진 주파수 대역의 조정 없이 패치 엘리먼트와 급전 라인에 의해 형성되는 급전 공간이 조절될 수 있다. 또한, 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인들 간의 급전 거리를 조정(FD1→FD3, FD2→FD4)함으로써, 전자 장치(101)는 더 넓은 Resolution을 갖는 AOA를 측정할 수 있다. 이 때, 각 패치 엘리먼트의 급전 공간의 넓이는 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 급전 공간(S1)의 넓이, 제2 급전 공간(S2)의 넓이 및 제3 급전 공간(S3)의 넓이는 서로 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 5에 도시한 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제2 급전 라인(F2)과 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제1 급전 라인(F3) 간의 제1 급전 거리(FD3)는 도 3a에 도시한 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제2 급전 라인(F2)과 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제1 급전 라인(F3) 간의 제1 급전 거리(FD1)보다 클 수 있다. 도 5에 도시한 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 제2 급전 거리(FD4)는 도 3a에 도시한 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 급전 라인(F4)과 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제1 급전 라인(F5) 간의 제2 급전 거리(FD2)보다 클 수 있다. 전자 장치(101)는 급전 라인의 위치 조정과 함께 송신 라인을 이격함으로써, 각 패치 엘리먼트의 커플링(Coupling) 계수 또는 아이솔레이션(isolation) 특성을 개선할 수 있다.
도 6a는 다양한 실시예들에 따라 급전 라인의 급전 공간을 변경하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 UWB 안테나(예: 도 5의 UWB 안테나(500))에 포함된 제1 패치 엘리먼트(210)(또는 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230))의 크기(예: H1 * W1)는 동일하게 유지하고, 제1 패치 엘리먼트(210)와 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 복수의 급전 라인(예: F1, F2)에 의해 형성되는 급전 공간(S1)을 조절함으로써, 주파수 공진 특성을 확보할 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 폭(W1) 및 제1 높이(H1)를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)와 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)에 의해 제2 폭(W2) 및 제2 높이(H2)를 갖는 제1 급전 공간(610)이 형성될 수 있다. 제2 폭(W2) 및 제2 높이(H2)는 제3 폭(W3) 및 제3 높이(H3)와 동일하거나, 다를 수 있다.
UWB 안테나(500)는 파장 범위 내에 제1 패치 엘리먼트(210)를 배치하고, 선형적인 AOA를 획득하기 위하여, 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결될 복수의 급전 라인의 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결될 복수의 급전 라인의 위치 변경에 따라, 제1 패치 엘리먼트(210)와 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)에 의해 제3 폭(W3) 및 제3 높이(H3)를 갖는 제2 급전 공간(630)이 형성될 수 있다. 제2 폭(W2)은 제3 폭(W3)과 동일하거나, 작을 수 있다. 제2 높이(H2)는 제3 높이(H3)와 동일하거나, 클 수 있다. 예를 들어, 제2 폭(W2)보다 제3 폭(W3)이 넓어지면, 제3 높이(H3)는 제2 높이(H2)보다 낮아질 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결될 복수의 급전 라인의 위치 변경 시(예: 제2 높이(H2) -> 제3 높이(H3), 제2 폭(W2) -> 제3 폭(W3)), 급전 공간의 넓이를 동일하게 유지함으로써, 전자 장치(101)는 제1 패치 엘리먼트(210)의 공진 주파수 대역을 유사하게 제어할 수 있다. 제1 급전 공간(610) 또는 제2 급전 공간(630)은 형태가 상이하지만, 동일한 넓이를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 동일한 크기를 갖는 각 패치 엘리먼트에 대해 복수의 급전 라인의 상대적인 위치를 조정함으로써, 패치 엘리먼트 간의 아이솔레이션이 개선되어 안테나 성능(예: 효율(Gain))을 개선시킬 수 있다.
도 6b는 다양한 실시예들에 따라 급전 공간의 변경에 따른 공진 주파수 대역이 형성되는 일례를 도시한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 제1 패치 엘리먼트(210)와 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)에 의해 제1 급전 공간(610) 또는 제2 급전 공간(630)이 형성되는 경우, 공진 주파수 대역이 유사하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 급전 공간(610) 또는 제2 급전 공간(630)으로 복수의 급전 라인의 위치를 조절하는 경우, 6.5GHz(예: channel 5) 또는 8GHz(예: channel 9)에서 공진 주파수 대역이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, UWB 채널 대역폭은 500MHz일 수 있다. UWB 안테나(500)의 급전 공간을 통해 각 패치 엘리먼트의 안테나 공진 주파수 대역이 조정될 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 급전 공간(610)을 형성하고, 제2 패치 엘리먼트(220)는 제2 급전 공간(630)을 형성할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220)는 급전 공간의 상이한 형태에 따라 서로 다른 안테나 공진 주파수 대역을 가질 수 있다. 반대로, 각 패치 엘리먼트는 상이한 형태의 급전 공간을 형성하더라도, 동일한 안테나 공진 주파수 대역을 가질 수 있다. 예를 들어, 각 패치 엘리먼트는 형태가 다르더라도, 동일한 넓이의 급전 공간을 형성함으로써, 전자 장치(101)가 각 패치 엘리먼트에 의한 고정된 UWB 공진 주파수 대역(예: 약 6.25 ~ 6.75GHz 또는 약 7.75 ~ 8.25GHz)을 가질 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 UWB 안테나에 포함된 패치 엘리먼트에 단락 벽이 형성되는 일례를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 포함된 UWB 안테나(700)(예: 도 2a의 UWB 안테나(200))는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 포함할 수 있다. UWB 안테나(700)는 파장 범위(310) 내에 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)가 배치되도록 설정될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 급전 라인을 통해 연결 회로(240)에 연결될 수 있다. 각 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인에 의해 급전 공간(예: 제1 급전 공간(S1) 내지 제3 급전 공간(S3))이 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 전자 장치(101) 내 배치 면적의 부족으로 인해 큰 크기의 패치 엘리먼트를 배치하기 힘들 수 있다. UWB 안테나(700)는 각 패치 엘리먼트에 단락 벽(shorting wall)또는 그라운드 단락 벽(ground shorting wall), aligned vias)을 형성하여 작은 크기를 갖는 복수의 패치 엘리먼트들로 복수의 공진 대역을 형성할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 단락 벽(예: 제1 단락 벽(711) 제2 단락 벽(715))에 의해 전류 흐름이 제어되거나, 송신 또는 수신되는 UWB 신호에 대한 빔 위상(beam phase)이 조정될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 단락 벽(711) 및 제2 단락 벽(715)을 포함할 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 단락 벽(721) 및 제2 단락 벽(725)을 포함할 수 있다. 제3 패치 엘리먼트(230)는 제1 단락 벽(731) 및 제2 단락 벽(735)을 포함할 수 있다. 제1 단락 벽(711) 내지 제2 단락 벽(735)은 제1 방향(예: 가로 방향) 또는 제2 방향(예: 세로 방향)으로 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 복수의 도전 층으로 구성될 수 있고, 단락 벽을 통해 복수의 도전층이 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 동일한 위치에 하나 또는 복수의 단락 벽이 형성될 수 있다. 도 7에서는 두 개의 단락 벽이 형성되는 것으로 도시하고 있지만, 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)는 두 개보다 적거나, 많은 단락 벽이 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 복수의 급전 라인의 위치에 따라 단락 벽의 위치가 조절될 수 있다.
도 8a는 다양한 실시예들에 따라 급전 라인에 기반하여 단락 벽을 형성하는 일례를 도시한 도면이다.
도 8a를 참조하면, 평면도(810)는 제1 패치 엘리먼트(210)에 제1 단락 벽(711)이 형성되는 일례를 도시한 것일 수 있다. 도면에서는 1개의 단락 벽이 제1 패치 엘리먼트(210)에 형성되는 일례를 설명하고 있으나, 제1 패치 엘리먼트(210)에는 복수의 단락 벽이 형성될 수 있다. 제1 단락 벽(711)은 제1 방향(예: 가로 방향) 또는 제2 방향(예: 세로 방향)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 단락 벽(711)은 UWB 신호를 송신 또는 수신하는 방향으로 형성될 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)는 복수의 도전 층으로 구성될 수 있다.
예를 들면, 단면도(830)는 제1 패치 엘리먼트(210)를 제1 단락 벽(711)을 기준으로 자른 단면(예: A를 기준으로 자른 단면)을 도시한 것일 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 단락 벽(711)을 통해 제1 도전 층(1st conductive layer) 및 제2 도전 층(2nd conductive layer)이 전기적으로 연결될 수 있다. UWB 신호는 트레이스(835)를 따라 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제2 급전 라인(F2)에 입력될 수 있다. 제2 급전 라인(F2)에 UWB 신호가 입력되면 제1 단락 벽(711)에 의해 전류 흐름이 제어되거나, UWB 신호에 대한 빔 위상이 조정될 수 있다.
도 8b는 다양한 실시예들에 따라 단락 벽에 의해 방사 패턴이 변경되는 일례를 도시한 도면이다.
도 8b를 참조하면, 세모 모양은 전류 흐름(851)을 나타내는 것으로, 단락 벽(711, 715)에 의해 전류 흐름(851)이 차단되거나, 변경될 수 있다. 전류 흐름(851)의 각도는 UWB 신호에 대한 빔 위상을 나타낼 수 있다. 전류 흐름(851)의 음영은 전류의 세기를 나타내는 것으로, 음영이 짙을수록(예: 검정색에 가까울수록) 세기가 크고, 음영이 옅을수록(예: 흰색에 가까울수록) 세기가 작은 것을 나타낼 수 있다. UWB 신호는 트레이스(835)를 따라 제1 패치 엘리먼트(210)에 형성된 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)에 입력될 수 있다. 단락 벽(711, 715)은 제1 급전 라인(F1)과 동일한 방향이고, 제2 급전 라인(F2)과 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 단락 벽(711, 715)의 위치는 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)의 위치에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 각 패치 엘리먼트 별 단락 벽의 위치, 길이 또는 개수 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 다른 예를 들어, 패치 엘리먼트의 면적 또는 형태에 따라 단락 벽의 위치, 길이 또는 개수 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 패치 엘리먼트와 그라운드 층 간의 높이에 따라 단락 벽의 위치, 길이 또는 개수 중 적어도 하나가 변경될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 제1 방향으로 정렬되어 배치된 제1 패치 엘리먼트(예: 도 2a 및 도 2b의 제1 패치 엘리먼트(210)) 및 제2 패치 엘리먼트(예: 도 2a 및 도 2b의 제2 패치 엘리먼트(220))를 포함하고, 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치된 제3 패치 엘리먼트(예: 도 2a 및 도 2b의 제3 패치 엘리먼트(230))를 포함하는 안테나(예: 도 2a 및 도 2b의 안테나(200, 270)), 상기 안테나와 연결된 통신 회로(예: 도 2a 및 도 2b의 통신 회로(250)), 및 상기 전자 장치의 상태에 기반하여 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트 중 적어도 두 개의 패치 엘리먼트를 활성화시켜, 상기 통신 회로를 통해 신호를 전송 또는 수신하도록 제어하는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함하고, 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성된 복수의 급전 라인을 각각 포함하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 전자 장치의 상태가 상기 제1 방향인 경우, 상기 제1 패치 엘리먼트 및 상기 제2 패치 엘리먼트를 상기 통신 회로와 전기적으로 연결하여 상기 제1 패치 엘리먼트 및 상기 제2 패치 엘리먼트를 활성화하고, 상기 전자 장치의 상태가 상기 제2 방향인 경우, 상기 제2 패치 엘리먼트 및 상기 제3 패치 엘리먼트를 상기 통신 회로와 전기적으로 연결하여 상기 제2 패치 엘리먼트 및 상기 제3 패치 엘리먼트를 활성화하도록 설정될 수 있다.
상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 직교하도록 설정될 수 있다.
상기 제1 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제1 수신 포트에 연결되고, 상기 제2 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제2 수신 포트 및 제1 송신 포트에 연결되고, 상기 제3 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제3 수신 포트에 연결되도록 설정될 수 있다.
상기 안테나는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인의 위치를 조절하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나는 상기 급전 라인의 위치를 조절하는 경우, 각 패치 엘리먼트의 외곽 라인과 각 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인에 의해 형성된 급전 공간의 넓이가 동일하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인과 동일한 방향에 배치된 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인 간의 급전 거리를 조절하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인에 연결된 패치 엘리먼트의 위치를 조절하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에는 적어도 하나의 단락 벽이 형성되도록 설정될 수 있다.
상기 안테나는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인의 위치에 따라 상기 적어도 하나의 단락 벽의 위치가 조절되도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 안테나 구조(예: 도 2a 및 도 2b의 안테나(200, 270))는 복수의 급전 라인이 형성된 제1 패치 엘리먼트(예: 도 2a 및 도 2b의 제1 패치 엘리먼트(210)), 상기 제1 패치 엘리먼트와 제1 방향으로 정렬되어 복수의 급전 라인이 형성된 제2 패치 엘리먼트(예: 도 2a 및 도 2b의 제2 패치 엘리먼트(220)), 및 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 복수의 급전 라인이 형성된 제3 패치 엘리먼트(예: 도 2a 및 도 2b의 제3 패치 엘리먼트(230))를 포함하고, 상기 복수의 급전 라인은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성되도록 설정될 수 있다.
상기 제1 방향이 수평 방향인 경우, 상기 제2 방향은 수직 방향이고, 상기 제1 방향이 수직 방향인 경우, 상기 제2 방향은 수평 방향일 수 있다.
상기 안테나 구조는 통신 회로(예: 도 2a 및 도 2b의 통신 회로(250))를 더 포함하고, 상기 제1 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제1 수신 포트에 연결되고, 상기 제2 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제2 수신 포트 및 제1 송신 포트에 연결되고, 상기 제3 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제3 수신 포트에 연결되도록 형성될 수 있다.
상기 안테나 구조는 UWB 통신 시, 상기 제1 패치 엘리먼트 및 상기 제2 패치 엘리먼트가 활성화되거나, 상기 제2 패치 엘리먼트 및 상기 제3 패치 엘리먼트가 활성화되도록 설정될 수 있다.
상기 안테나 구조는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 복수의 급전 라인의 위치를 조절하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나 구조는 상기 급전 라인의 위치를 조절하는 경우, 각 패치 엘리먼트의 외곽 라인과 각 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인에 의해 형성된 급전 공간의 넓이가 동일하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나 구조는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인과 동일한 방향에 배치된 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인 간의 급전 거리를 조절하도록 설정될 수 있다.
상기 안테나 구조는 상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에는 적어도 하나의 단락 벽이 형성되도록 설정될 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도(900)이다.
도 9를 참조하면, 동작(901)에서, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 전자 장치(101)의 상태(또는 상황)를 검출할 수 있다. 전자 장치(101)의 상태는 전자 장치(101)가 지면을 기준으로 제1 방향(또는 세로 방향)인지 제2 방향(또는 가로 방향)인지에 대한 것일 수 있다. 전자 장치(101)는 전자 장치 하우징의 평행한 두 측면의 길이가, 나머지 평행한 두 측면의 길이보다 길거나, 짧게 형성될 수 있다. 사용자가 전자 장치(101)의 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 정면으로 보고 있을 때, 전자 장치 하우징의 평행한 두 측면의 짧은 길이가 위로 오는 경우 세로 방향이고, 전자 장치 하우징의 평행한 두 측면의 긴 길이가 위로 오는 경우 가로 방향일 수 있다. 프로세서(120)는 전자 장치(101)에 포함된 모션 센서(예: 도 1의 센서 모듈(176))를 이용하여 전자 장치(101)의 상태를 검출할 수 있다.
예를 들어, 모션 센서는 9축 모션 센서일 수 있다. 프로세서(120)는 9축 모션 센서에서 측정된 방위각(azimuth)(또는 "요(yaw)"), 피치(pitch), 롤(roll) 값에 기초하여 가상의 좌표 공간을 형성하고, 좌표 공간의 일 영역을 랜드스케이프(landscape)(예: x축 방향) 범위로 구분하고, 좌표 공간의 다른 일 영역을 포트레이트(portrait)(예: y축 방향) 범위로 구분할 수 있다. 프로세서(120)는 전자 장치의 현재 상태가 랜드스케이프 범위에 속하는지 또는 포트레이트 범위에 속하는지에 기초하여, 전자 장치가 포트레이트 상태인지 또는 랜드스케이프 상태인지 여부를 감지할 수 있다.
동작(903)에서, 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 상태에 기반하여 UWB 안테나 중 복수의 패치 엘리먼트를 활성화 할 수 있다. UWB 안테나(예: 도 2a의 UWB 안테나(200))는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 상태에 기반하여 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 활성화하거나, 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 도 2a의 UWB 안테나(200)와 같이 가로 방향(예: X축 방향)으로 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)가 배치되고, 세로 방향(예: Y축 방향)으로 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)가 배치된 경우, 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 상태가 세로 방향인 경우, 제1 패치 엘리먼트(210) 또는 제2 패치 엘리먼트(220)를 활성화하고, 전자 장치(101)의 상태가 가로 방향인 경우, 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)를 활성화할 수 있다.
예를 들어, 도 2b의 UWB 안테나(270)와 같이 세로 방향으로 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)가 배치되고, 가로 방향으로 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)가 배치된 경우, 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 상태가 세로 방향인 경우, 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)를 활성화하고, 전자 장치(101)의 상태가 가로 방향인 경우, 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 활성화할 수 있다.
동작(905)에서, 프로세서(120)는 상기 활성화된 복수의 패치 엘리먼트를 이용하여 요청 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 상기 요청 메시지는 폴 메시지(예: Ranging Poll 메시지 또는 Ranging Poll 데이터)이며, 브로드캐스트 방식으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴 메시지는 헤더(header) 및 페이로드(payload)를 포함한 데이터 패킷 포맷을 포함할 수 있다. 예를 들어, 헤더에는 상기 폴 메시지와 관련된 타입(예: 메시지 타입) 정보가 포함되고, 페이로드에는 폴 메시지와 관련된 부가 정보(예: 인터벌)가 포함될 수 있다. 일 실시예에 따라서, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치와 연결(예: 무선 인증(BLE) 또는 사용자 등록)을 수립하고, 외부 전자 장치와 연결이 수립된 것이 확인되면 UWB 안테나를 통하여 외부 전자 장치에 요청 메시지를 브로드캐스트할 수 있다.
일 실시예에 따르면, UWB 통신을 이용한 거리 측정 방식은 SS-TWR(single side TWR) 방식 또는 DS-TWR(double side TWR) 방식을 포함할 수 있다. 예를 들어, SS-TWR 방식은 마스터 전자 장치(예: 전자 장치(101)에서 전송한 폴 메시지에 대응하여 슬레이브 전자 장치(예: 외부 전자 장치(102))로부터 응답 메시지를 수신하여 왕복 시간(round trip time)을 측정하고, 전자 장치(101)는 왕복 시간에서 외부 전자 장치(102)의 응답 시간(reply time)(또는 turn around time)을 차감하여 ToF(time of flight)와 ToF에 기반한 거리(또는 거리 범위)를 결정하는 것일 수 있다. DS-TWR 방식은 상기 응답 메시지를 전송한 외부 전자 장치(102)에서 전자 장치(101)로부터 파이널 메시지를 수신하여 왕복 시간을 측정하고, 외부 전자 장치(102)는 왕복 시간에서 상기 파이널 메시지의 응답 시간을 차감하여 ToF에 기반한 거리(또는 거리 범위)를 결정하는 것일 수 있다.
동작(907)에서, 프로세서(120)는 상기 활성화된 패치 엘리먼트를 이용하여 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상기 응답 메시지는 동작(901)에서 상기 폴 메시지를 수신한 외부 전자 장치(예: 외부 전자 장치(102))로부터 수신할 수 있다. 상기 응답 메시지는 외부 전자 장치(102)가 상기 폴 메시지를 수신한 시간 정보와 상기 응답 메시지를 전송한 시간 정보가 포함될 수 있다. 또는, 상기 응답 메시지는 외부 전자 장치(102)가 상기 폴 메시지를 수신하고, 상기 응답 메시지를 전송하는데 까지 걸리는 처리 시간 정보가 포함될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 패치 엘리먼트(210) 또는 제2 패치 엘리먼트(220)가 활성화된 경우, 프로세서(120)는 제1 패치 엘리먼트(210) 또는 제2 패치 엘리먼트(220)를 통해 각각 응답 메시지를 수신할 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)가 활성화된 경우, 프로세서(120)는 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)를 통해 각각 응답 메시지를 수신할 수 있다.
동작(909)에서, 프로세서(120)는 외부 전자 장치와의 거리 및 AOA를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 폴 메시지를 전송하고, 상기 응답 메시지를 수신하는데 까지 소요되는 왕복 시간을 측정하고, 왕복 시간에서 상기 응답 메시지에 포함된 응답 시간을 차감하여 외부 전자 장치(102)와의 거리를 측정할 수 있다. 상기 응답 메시지에 포함되는 시간 정보를 "응답 시간"이라 할 수 있다. 프로세서(120)는 UWB 안테나(200)에 포함되는 패치 엘리먼트에 수신되는 응답 메시지 간의 도달 거리 차이 또는 위상차를 이용하여 외부 전자 장치(102)와의 거리를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 전자 장치(102)와의 거리 및 도달 거리 차이에 기반하여 외부 전자 장치(102)와의 AOA를 측정할 수 있다.
동작(911)에서, 프로세서(120)는 상기 측정된 거리 및 AOA에 기반하여 사용자 인터페이스를 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 전자 장치(102)와의 거리 측정과 관련된 어플리케이션을 실행하고, 상기 실행된 어플리케이션의 실행 화면을 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))에 표시할 수 있다. 상기 어플리케이션의 실행 화면은 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 측정된 거리 및 AOA에 기반하여 상기 어플리케이션의 실행 화면을 제어할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 UWB 통신을 수행하는 일례를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 전자 장치(1010)는 마스터 역할을 하는 전자 장치(예: initiator)(예: 도 1의 전자 장치(101))이고, 제2 전자 장치(1020)는 슬레이브 역할을 하는 전자 장치(예: responder)(예: 도 1의 외부 전자 장치(102))일 수 있다. UWB 통신 시, 슬레이브 전자 장치는 1개 또는 1개 이상일 수 있으나, 도 10에서는 하나의 외부 전자 장치가 있는 것으로 설명하기로 한다.
제1 전자 장치(1010)는 UWB 안테나(200)에 포함된 복수의 패치 엘리먼트들(예: 제1 패치 엘리먼트(210) 내지 제3 패치 엘리먼트(230)) 중 제2 패치 엘리먼트(220)를 이용하여 제1 폴 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 제1 전자 장치(1010)는 UWB 안테나(200)에 포함된 복수의 패치 엘리먼트들 중 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 또는, 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230)를 이용하여 제2 전자 장치(1020)로부터 제1 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상기 제1 응답 메시지는 제1 응답 시간(1021)(RT#1)을 포함할 수 있다. 제1 응답 시간(1021)은 제2 전자 장치(1020)가 상기 제1 폴 메시지를 수신하고 상기 제1 응답 메시지를 전송하는데 까지 걸리는 시간일 수 있다. 제1 전자 장치(1010)는 상기 제1 폴 메시지를 전송하고, 상기 제1 응답 메시지를 수신하는데 까지 걸리는 제1 왕복 시간(1011)(RTT#1)을 측정하고, 제1 왕복 시간(1011)에서 제1 응답 시간(1021)을 차감하여 ToF에 기반한 제2 전자 장치(1020)와의 거리를 측정할 수 있다. 제1 전자 장치(1010)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)에 각각 수신되는 응답 메시지의 도달 거리 차이 및 제2 전자 장치(1020)와의 거리에 기반하여 제2 전자 장치(1020)와의 AOA를 측정할 수 있다. 또는, 제1 전자 장치(1010)는 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)에 각각 수신되는 응답 메시지의 도달 거리 차이 및 제2 전자 장치(1020)와의 거리에 기반하여 제2 전자 장치(1020)와의 AOA를 측정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 전자 장치(1010)는 제2 패치 엘리먼트(220)를 이용하여 제2 폴 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제2 폴 메시지는 제2 응답 시간(1013)(RT#2)을 포함할 수 있다. 제2 응답 시간(1013)은 제1 전자 장치(1010)가 상기 제1 응답 메시지를 수신하고, 상기 제2 폴 메시지를 전송하는데 까지 걸리는 시간일 수 있다. 제1 전자 장치(1010)는 제2 응답 시간(1013)을 포함하는 제2 폴 메시지를 전송할 수 있다. 제1 전자 장치(1010)는 적어도 하나의 패치 엘리먼트(예: 제2 패치 엘리먼트(220))를 이용하여 폴 메시지를 전송하고, 복수의 패치 엘리먼트(예: 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 또는, 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230))를 이용하여 응답 메시지를 수신할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제2 전자 장치(1020)는 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 또는, 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230)를 이용하여 제1 전자 장치(1010)로부터 제1 폴 메시지를 수신할 수 있다. 제2 전자 장치(1020)는 제2 패치 엘리먼트(220)를 이용하여 제1 응답 메시지를 전송할 수 있다. 상기 제1 응답 메시지는 제1 응답 시간(1021)을 포함할 수 있다. 제2 전자 장치(1020)는 제1 전자 장치(1010)로부터 제2 폴 메시지를 수신할 수 있다. 상기 제2 폴 메시지에는 제2 응답 시간(1013)(RT#2)을 포함할 수 있다. 제2 전자 장치(1020)는 상기 제1 응답 메시지를 전송하고, 상기 제2 폴 메시지를 수신하는데 까지 걸리는 제2 왕복 시간(1023)(RTT#2)을 측정하고, 상기 제2 왕복 시간에서 상기 제2 응답 시간을 차감하여 ToF에 기반한 제1 전자 장치(1010)와의 거리를 측정할 수 있다. 제2 전자 장치(1020)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)에 각각 수신되는 응답 메시지의 도달 거리 차이 및 제1 전자 장치(1010)와의 거리에 기반하여 제1 전자 장치(1010)와의 AOA를 측정할 수 있다. 또는, 제2 전자 장치(1020)는 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)에 각각 수신되는 응답 메시지의 도달 거리 차이 및 제1 전자 장치(1010)와의 거리에 기반하여 제1 전자 장치(1010)와의 AOA를 측정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제2 전자 장치(1020)는 적어도 하나의 패치 엘리먼트(예: 제2 패치 엘리먼트(220))를 이용하여 응답 메시지를 전송하고, 복수의 패치 엘리먼트(예: 제1 패치 엘리먼트(210)와 제2 패치 엘리먼트(220) 또는, 제2 패치 엘리먼트(220)와 제3 패치 엘리먼트(230))를 이용하여 폴 메시지를 수신할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 UWB 통신에 사용할 패치 엘리먼트를 결정하는 일례를 도시한 도면이다.
도 11a는 전자 장치의 상태에 기반하여 제1 및 제2 패치 엘리먼트를 사용하는 일례를 도시한 것이다.
도 11a를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230)를 포함하는 UWB 안테나(예: 도 2a의 UWB 안테나(200))를 포함할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트(210)는 제1 급전 라인(F1) 및 제2 급전 라인(F2)에 연결된 연결 회로(240)를 통해 통신 회로(250)의 제2 수신 포트(Rx2)에 연결될 수 있다. 제2 패치 엘리먼트(220)는 제1 급전 라인(F3) 및 제2 급전 라인(F4)에 연결된 연결 회로(240)를 통해 통신 회로(250)의 송수신 포트(Rx0/Tx)에 연결될 수 있다. 제3 패치 엘리먼트(230)는 제1 급전 라인(F5) 및 제2 급전 라인(F6)에 연결된 연결 회로(240)를 통해 통신 회로(250)의 제1 수신 포트(Rx1)에 연결될 수 있다.
전자 장치(101)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 통신 회로(250)를 제어하여 제1 패치 엘리먼트(210), 제2 패치 엘리먼트(220) 또는 제3 패치 엘리먼트(230) 중 적어도 하나의 패치 엘리먼트를 활성화할 수 있다. 프로세서(120)는 모션 센서(1110)로부터 센싱 데이터(sensing data)를 수신하는 센서 인터페이스부(1120) 및 센싱 데이터에 기반하여 전자 장치의 상태를 검출(또는 판단)하는 상황 제어부(1130)를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 모션 센서(1110)에 의해 검출된 전자 장치(101)의 상태가 세로 방향(portrait)인 경우, 응답 메시지를 수신할 패치 엘리먼트로 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 통신 회로(250)와 전기적으로 연결하여 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 활성화할 수 있다. 프로세서(120)는 수신 채널 활성화 동작과 관련하여 통신 회로(250)를 제어하여 응답 메시지를 수신할 복수의 패치 엘리먼트들을 활성화할 수 있다.
프로세서(120)는 제1 패치 엘리먼트(210)에 연결된 제1 수신 채널(예: 제2 수신 포트(Rx2)) 및 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 수신 채널(예: 송수신 포트(Rx0/Tx))을 활성화할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 이용하여 제2 전자 장치(1020)로부터 UWB 신호(예: 응답 메시지)를 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 패치 엘리먼트(210) 및 제2 패치 엘리먼트(220)를 통해 각각 수신된 UWB 신호의 도달 거리 차이 또는 위상차를 이용하여 제2 전자 장치(1020)와의 거리를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 전자 장치(1020)와의 거리 및 도달 거리 차이에 기반하여 제2 전자 장치(1020)와의 AOA를 측정할 수 있다.
도 11b는 전자 장치의 상태에 기반하여 제2 및 제3 패치 엘리먼트를 사용하는 일례를 도시한 것이다.
도 11b를 참조하면, 프로세서(120)는 모션 센서(1110)에 의해 검출된 전자 장치(101)의 상태가 가로 방향(landscape)인 경우, 응답 메시지를 수신할 패치 엘리먼트로 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 통신 회로(250)와 전기적으로 연결하여 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 활성화할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 패치 엘리먼트(220)에 연결된 제2 수신 채널(예: 송수신 포트(Rx0/Tx)) 및 제3 패치 엘리먼트(230)에 연결된 제3 수신 채널(예: 제1 수신 포트(Rx1))을 활성화할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 이용하여 제2 전자 장치(1020)로부터 UWB 신호(예: 응답 메시지)를 수신할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 패치 엘리먼트(220) 및 제3 패치 엘리먼트(230)를 통해 각각 수신된 UWB 신호의 도달 거리 차이 또는 위상차를 이용하여 제2 전자 장치(1020)와의 거리를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 전자 장치(1020)와의 거리 및 도달 거리 차이에 기반하여 제2 전자 장치(1020)와의 AOA를 측정할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 UWB 통신을 통해 어플리케이션을 실행하는 일례를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 외부 전자 장치들(예: 제2 전자 장치(1230), 제3 전자 장치(1250))과의 거리 측정과 관련된 어플리케이션을 실행하고, 사용자 인터페이스(1210)를 포함한 상기 어플리케이션의 실행 화면을 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))에 표시할 수 있다. 전자 장치(101)는 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180))을 통해 프리뷰 이미지를 획득할 수 있다. 상기 프리뷰 이미지는 제2 사용자 이미지 및 제3 사용자 이미지를 포함할 수 있다. 제2 사용자는 제2 전자 장치(1230)의 사용자이고, 제3 사용자는 제3 전자 장치(1250)의 사용자를 의미할 수 있다.
전자 장치(101)는 카메라 촬영 정보 또는 AR(augmented reality) 객체 요청 정보를 포함한 폴 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 전자 장치(101)는 제2 전자 장치(1230) 또는 제3 전자 장치(1250)로부터 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상기 응답 메시지는 헤더 및 페이로드가 포함되고, 상기 헤더에는 상기 응답 메시지와 관련된 타입(예: 메시지 타입) 정보가 포함되고, 상기 페이로드에는 상기 응답 메시지와 관련된 부가 정보(예: 장치 사용자 정보, 장치 상태 정보, AR 객체 정보)가 포함될 수 있다. AR 객체 정보는 텍스트, 이미지 또는 비디오 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 활성화된 카메라의 FOV보다 상대적으로 큰 범위의 AOA FOV를 가진 UWB 안테나, 즉 복수의 패치 엘리먼트를 통해 상기 Ranging 응답 메시지를 수신할 수 있다.
제2 전자 장치(1230)로부터 수신된 제1 응답 메시지는 제1 AR 객체 정보(1211)를 포함할 수 있다. 제3 전자 장치(1250)로부터 수신된 제2 응답 메시지는 제2 AR 객체 정보(1231)를 포함할 수 있다. 제1 AR 객체 정보 (1211)는 텍스트(Andrew) 및 이미지(예: 공룡 캐릭터)를 포함할 수 있다. 제2 AR 객체 정보(1231)는 텍스트(Janny) 및 이미지(예: 닭 캐릭터)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 제2 전자 장치(1230)와의 거리에 기반하여 상기 프리뷰 이미지에서 상기 제2 사용자 이미지 위에 제1 AR 객체 정보(1211)를 표시할 수 있다. 전자 장치(101)는 제2 전자 장치(1230)와의 거리 및 AOA에 기반하여 왼쪽에 위치한 사용자가 제2 사용자인 것을 인식하고, 제2 사용자의 제2 전자 장치(1230)로부터 수신한 제1 AR 객체 정보(1211)를 제2 사용자 이미지 위에 중첩하여 표시할 수 있다. 전자 장치(101)는 제3 전자 장치(1250)와의 거리에 기반하여 상기 프리뷰 이미지에서 상기 제3 사용자 이미지 위에 제2 AR 객체 정보(1231)를 표시할 수 있다. 전자 장치(101)는 제3 전자 장치(1250)와의 거리 및 AOA에 기반하여 오른쪽에 위치한 사용자가 제3 사용자인 것을 인식하고, 제3 사용자의 제3 전자 장치(1250)로부터 수신한 제2 AR 객체 정보(1231)를 제3 사용자 이미지 위에 중첩하여 표시할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 제1 방향으로 정렬되어 배치된 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치된 제3 패치 엘리먼트를 포함하는 안테나를 포함하는 전자 장치의 동작 방법은 상기 전자 장치의 상태를 검출하는 동작, 상기 전자 장치의 상태에 기반하여 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트 중 두 개의 패치 엘리먼트를 활성화시키는 동작, 및 상기 활성화된 패치 엘리먼트를 이용하여 신호를 전송 또는 수신하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 폴더블 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 13를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전자 장치(1300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 하나의 폴딩 축(A)을 기준으로 인 폴딩(in folding) 또는 아웃 폴딩(out folding) 방식으로 접히는 전자 장치(1300)일 수 있다. 예를 들면, 폴딩 축(A)은 디스플레이(1340)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))의 중심을 세로 방향으로 가로지를 수 있다. 도시하지 않은 다른 실시예에 따르면, 폴딩 축(A)은 디스플레이(1340)의 중심을 가로 방향으로 가로지를 수 있다.
다른 실시예에 따른 전자 장치(1300)는, 폴더블 하우징(예: 제1 하우징(1310), 제2 하우징(1320)), 힌지 조립체(1330), 및 폴더블 하우징(1310, 1320)에 의해 형성된 공간 내에 배치된 디스플레이(1340)를 포함할 수 있다. 디스플레이(1340)는 폴딩 축(A)을 기준으로 제1 하우징(1310) 내부 공간에 배치되는 제1 표시 영역(1341)과 제2 하우징(1320) 내부 공간에 배치되는 제2 표시 영역(1342)으로 구분될 수 있다.
힌지 조립체(1330)는 전자 장치(1300)가 펼쳐진 상태에서 접힌 상태로 상태가 전환될 때 두 표시 영역들(1341, 1342)이 서로 마주보도록 하는 인 폴딩 방식 또는 서로 반대 방향으로 향하도록 하는 아웃 폴딩 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1300)가 펼쳐진 상태일 때 두 표시 영역들(1341, 1342)은 실질적으로 동일 방향으로 향할 수 있고, 접힌 상태로 상태 전환(1360)됨에 따라 두 표시 영역들(1341, 1342)이 서로 반대되는 방향으로 회동될 수 있다.
다른 실시예에서, 힌지 조립체(1330)는 실질적으로 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 폴딩 되도록 2개 이상 배치될 수도 있다. 다른 실시예에서, 디스플레이(1340)의 배면(예: 하부)에는 카메라 장치(105)가 배치될 수 있다.
본 발명은 전자 장치의 형태에 제한되지 않고, 도 13의 폴더블 전자 장치(1300)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b의 안테나(200, 270)는 도 13의 폴더블 전자 장치(1300)에 적용될 수 있다.
도 14는 롤러블 디스플레이를 포함하는 다른 실시예의 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전자 장치(1400)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 적어도 일부분의 길이가 가변되는 하우징(1430)을 포함하고, 하우징(1430)의 길이가 가변되는 것에 의해 외부로 시각적으로 노출되는 면적 또는 폭이 조정되는 롤러블 디스플레이(1410)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 하우징(1430)은 고정되는 제1 측면 부재(1421), 제1 측면 부재(1421)와 반대 방향에 위치하고 움직일 수 있는 제2 측면 부재(1423)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 측면 부재(1421)는 디스플레이(1410)로부터 x1 방향에 배치되고 고정될 수 있다. 예를 들면, 제2 측면 부재(1423)는 디스플레이(1410)로부터 x2 방향에 배치되고 상기 x2 방향으로 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있다. 디스플레이(1410)는 제2 측면 부재(1423)가 x2 방향으로 이동하는 것에 의해 시각적으로 노출되는 면적 또는 폭이 가변 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(1410)는 플렉서블 기판을 포함하고, 제2 측면 부재(1423)의 움직임에 기반하여 시각적으로 노출되는 폭이 조절될 수 있다. 예를 들면, 도 14의 화살표 1401과 같이, 제2 측면 부재(1423)가 x2 방향으로 움직이면 디스플레이(1410)가 시각적으로 노출되는 폭이 증가할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(1410)는 제2 측면 부재(1423)가 x1 방향으로 움직이면 시각적으로 노출되는 폭이 줄어들 수 있다.
만약, 제1 측면 부재(1421)와 제2 측면 부재(1423)의 거리가 가장 가까운 상태에서 디스플레이(1410)의 시각적인 노출 폭이 제1 폭(W1)이고, 제2 측면 부재(1423)가 x2 방향으로 움직일 수 있는 최대 폭이 제2 폭(W2)라고 가정한다면, 디스플레이(1410)의 최소 폭은 제1 폭(W1)이고, 디스플레이(1410)의 최대 폭은 제1 폭(W1) 및 제2 폭(W2)을 합한 폭일 수 있다.
제1 측면 부재(1421)는 고정되고, 제2 측면 부재(1423)는 x2 방향으로 움직일 수 있는 것으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 제1 측면 부재(1421)도 움직일 수 있다. 예를 들면, 제1 측면 부재(1421)는 x1 방향으로 움직일 수 있고, 디스플레이(1410)는 제1 측면 부재(1421)의 움직임에 기반하여 시각적으로 노출되는 폭이 x1 방향으로 증가할 수 있다.
도시된 예에서, 제2 측면 부재(1423)는 x2 방향으로 움직일 수 있는 것으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 제2 측면 부재(1423)는 y1 방향 또는 y2 방향으로 움직일 수 있다. 이 경우, 디스플레이(1410)는 제2 측면 부재(1423)의 움직임에 기반하여 노출되는 폭이 y1 방향 또는 y2 방향으로 증가할 수 있다. 디스플레이(1410)의 배면(예: 하부)에는 카메라 장치(105)가 배치될 수 있다.
본 발명은 전자 장치의 형태에 제한되지 않고, 도 14의 롤러블 전자 장치(1400)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b의 안테나(200, 270)는 도 13의 도 14의 롤러블 전자 장치(1400)에 적용될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 다양한 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 방향으로 정렬되어 배치된 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함하고, 상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치된 제3 패치 엘리먼트를 포함하는 안테나;
    상기 안테나와 연결된 통신 회로; 및
    상기 전자 장치의 상태에 기반하여 상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트 중 적어도 두 개의 패치 엘리먼트를 활성화시켜, 상기 통신 회로를 통해 신호를 전송 또는 수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제1 패치 엘리먼트 내지 상기 제3 패치 엘리먼트는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성된 복수의 급전 라인을 각각 포함하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 전자 장치의 상태가 상기 제1 방향인 경우, 상기 제1 패치 엘리먼트 및 상기 제2 패치 엘리먼트를 상기 통신 회로와 전기적으로 연결하여 상기 제1 패치 엘리먼트 및 상기 제2 패치 엘리먼트를 활성화하고,
    상기 전자 장치의 상태가 상기 제2 방향인 경우, 상기 제2 패치 엘리먼트 및 상기 제3 패치 엘리먼트를 상기 통신 회로와 전기적으로 연결하여 상기 제2 패치 엘리먼트 및 상기 제3 패치 엘리먼트를 활성화하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 직교하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제1 수신 포트에 연결되고,
    상기 제2 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제2 수신 포트 및 제1 송신 포트에 연결되고,
    상기 제3 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제3 수신 포트에 연결되도록 설정된 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인의 위치를 조절하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 급전 라인의 위치를 조절하는 경우, 각 패치 엘리먼트의 외곽 라인과 각 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인에 의해 형성된 급전 공간의 넓이가 동일하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인과 동일한 방향에 배치된 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인 간의 급전 거리를 조절하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인에 연결된 패치 엘리먼트의 위치를 조절하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 적어도 하나의 단락 벽이 형성되도록 설정된 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인의 위치에 따라 상기 적어도 하나의 단락 벽의 위치가 조절되도록 설정된 전자 장치.
  11. 안테나 구조에 있어서,
    복수의 급전 라인이 형성된 제1 패치 엘리먼트;
    상기 제1 패치 엘리먼트와 제1 방향으로 정렬되어 배치되고, 복수의 급전 라인이 형성된 제2 패치 엘리먼트; 및
    상기 제2 패치 엘리먼트와 제2 방향으로 정렬되어 배치되고, 복수의 급전 라인이 형성된 제3 패치 엘리먼트를 포함하고,
    상기 복수의 급전 라인은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 형성되도록 설정된 안테나 구조.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 직교하고,
    상기 제1 방향이 수평 방향인 경우, 상기 제2 방향은 수직 방향이고,
    상기 제1 방향이 수직 방향인 경우, 상기 제2 방향은 수평 방향인 안테나 구조.
  13. 제11항에 있어서,
    통신 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제1 수신 포트에 연결되고,
    상기 제2 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제2 수신 포트 및 제1 송신 포트에 연결되고,
    상기 제3 패치 엘리먼트는 복수의 급전 라인을 통해 상기 통신 회로의 제3 수신 포트에 연결되고,
    UWB 통신 시, 상기 제1 패치 엘리먼트 및 상기 제2 패치 엘리먼트가 활성화되거나,
    상기 제2 패치 엘리먼트 및 상기 제3 패치 엘리먼트가 활성화되도록 설정된 안테나 구조.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 복수의 급전 라인의 위치를 조절하고,
    상기 급전 라인의 위치를 조절하는 경우, 각 패치 엘리먼트의 외곽 라인과 각 패치 엘리먼트에 연결된 복수의 급전 라인에 의해 형성된 급전 공간의 넓이가 동일하도록 설정된 안테나 구조.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 패치 엘리먼트, 상기 제2 패치 엘리먼트 또는 상기 제3 패치 엘리먼트에 각각 연결된 복수의 급전 라인 중 적어도 하나가 파장 범위를 벗어나도록 배치되는 경우, 상기 파장 범위를 벗어난 급전 라인과 동일한 방향에 배치된 패치 엘리먼트에 연결된 급전 라인 간의 급전 거리를 조절하도록 설정된 안테나 구조.
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