WO2022114564A1 - 안테나를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2022114564A1
WO2022114564A1 PCT/KR2021/015601 KR2021015601W WO2022114564A1 WO 2022114564 A1 WO2022114564 A1 WO 2022114564A1 KR 2021015601 W KR2021015601 W KR 2021015601W WO 2022114564 A1 WO2022114564 A1 WO 2022114564A1
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WO
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antenna
electronic device
antennas
dummy
various embodiments
Prior art date
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PCT/KR2021/015601
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English (en)
French (fr)
Inventor
김정길
김동연
박호곤
전승길
최은성
한만호
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Publication date
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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
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    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/25—Ultra-wideband [UWB] systems, e.g. multiple resonance systems; Pulse systems
    • 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 present disclosure relates to an electronic device including an antenna.
  • the present invention relates to an antenna disposed in an electronic device to reduce an AoA (arrival of angle) measurement error with an external electronic device.
  • UWB ultra wide band
  • Bluetooth Bluetooth or Wi-Fi
  • An electronic device using UWB technology may transmit/receive data with low power over a wide frequency band.
  • a non-contact secure access service may be representative.
  • the contactless access control system can recognize the user first and open the door even if the user does not take a picture of the pass.
  • location-based services are also noteworthy.
  • UWB technology can be useful, for example, to find a car in a large parking lot, or to find family or friends in a large, crowded complex.
  • the electronic device may include three antennas. Since the electronic device is movable, a result of measuring the AoA with the external electronic device may differ from the actual AoA with the external electronic device depending on the state of the electronic device.
  • Various embodiments of the present disclosure have an objective of reducing an AoA measurement error with an external electronic device by adding an antenna.
  • An electronic device includes a first antenna positioned in a first region, a second antenna positioned in a second region, a third antenna positioned in a third region, and a fourth antenna positioned in a fourth region and a communication module connected to the first antenna to the third antenna, wherein the communication module is configured to measure an arrival of angle (AoA) between an external electronic device and the electronic device, wherein the first antenna to the third antenna Two of them may be selected, the fourth antenna may be a dummy antenna, and the first to fourth regions may have a symmetrical structure.
  • AoA arrival of angle
  • An electronic device includes a first antenna, a second antenna, a third antenna, a dummy antenna, and a communication module connected to the first to third antennas, wherein the communication module is an external electronic device and selecting two of the first to third antennas in order to measure AoA (arrival of angle) of the electronic device, and the first to third antennas and the dummy antenna may have a symmetrical structure. have.
  • an AoA measurement error with an external electronic device may be reduced by adding a dummy antenna.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a wireless communication circuit according to an embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an arrangement structure of a plurality of antennas according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an arrangement structure of a plurality of antennas according to another exemplary embodiment
  • FIG. 3C is a plurality of antennas according to another exemplary embodiment; It is a diagram showing the arrangement structure of the antenna.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an operation of determining positioning information of an external electronic device in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 5 is a diagram illustrating AoA coverage of an external electronic device that can be measured by an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which an electronic device uses three antennas to check a 3D location of an external electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an AoA error between three antennas disposed in an electronic device for UWB communication and an external electronic device measured using the antennas, according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a layout view of an antenna including a dummy antenna and an AoA error with an external electronic device measured by adding a dummy antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 9 is a view for explaining a size of a dummy antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a separation distance between a dummy antenna and another antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 11 is a view for explaining a position of a dummy antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • 12 to 13 are diagrams for explaining types of dummy antennas according to various embodiments.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a dummy antenna disposed in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • 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
  • 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 the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123
  • 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 active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the co-processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190. have.
  • 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 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • 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 ) connected directly or wirelessly with 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, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • 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 wireless 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 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 WAN).
  • a telecommunication network
  • 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 includes 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) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 includes various technologies for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less).
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC
  • 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.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a wireless communication circuit according to an embodiment.
  • the wireless communication module 192 (eg, the wireless communication module 192 of FIG. 1 ) according to an embodiment uses a wide frequency band (eg, 3.1 GHz to 10.6 GHz) with low power and large capacity.
  • a wide frequency band eg, 3.1 GHz to 10.6 GHz
  • a baseband processing module 213 may include
  • the UWB receiver 230 includes an antenna module 297 (eg, the antenna module 197 of FIG. 1 ), a filter 201 , a switch 203 , and a low noise amplifier 205 . , a first mixer 207 , an analog to digital converter 209 , and at least one of an integrator 211 .
  • the antenna module 297 may receive a UWB signal from an external electronic device (eg, the external electronic device 102 of FIG. 1 ) or transmit a UWB signal to the external electronic device 102 .
  • the antenna module 297 may include an antenna having a wideband characteristic for transmitting and receiving UWB signals.
  • the antenna module 297 may include a patch type, a monopole type, a dipole type, a biconical type, a horn type, and a spiral type antenna. It may include at least one of, but is not limited thereto.
  • the filter 201 may minimize the loss of the transmitted/received signal and may separate the signal so that other channels are not affected by the transmitted/received signal.
  • the filter 201 may selectively pass components of a designated frequency band with respect to a transmitted/received signal, and may attenuate components of the remaining frequency bands.
  • the wireless communication module 192 may include a plurality of filters, and may selectively or variably use the plurality of filters according to a frequency to be used.
  • the switch 203 may switch a transmission path of a signal transmitted and received through opening and closing of an internal circuit. According to various embodiments, when the UWB receiver 230 and the UWB transmitter 240 do not share at least a portion of a signal transmission path and are configured as separate antenna modules 297 and filter 201, respectively, the switch 203 ) may not be included in the wireless communication module 192 .
  • the low-noise amplifier 205 may amplify the received signal while minimizing noise included in the signal received from the external electronic device 102 .
  • the first mixer 207 may convert the center frequency band (or frequency band) of the signal. For example, the first mixer 207 may lower the center frequency band (or frequency band) of the signal received from the low noise amplifier 205 .
  • the analog-to-digital converter 209 may convert an analog signal into a digital signal that a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ) can interpret.
  • a processor eg, the processor 120 of FIG. 1
  • the integrator 211 may output a signal generated by integrating the input signal for a specified time. In an embodiment, a signal passing through the integrator 211 may be output to have a relatively high gain in a relatively low frequency band.
  • the UWB signal received from the external electronic device 102 is an antenna module 297 , a filter 201 , a switch 203 , a low-noise amplifier 205 , a first mixer 207 , an analog-to-digital converter ( 209), and the integrator 211 may be processed to be restored to a baseband signal, and the baseband signal may be input to the baseband processing module 213 .
  • the baseband processing module 213 processes the input baseband signal to obtain data for a location-based service based on UWB communication (eg, raw data for obtaining distance data or direction data). ) and/or information (eg, information indicating ID) of the external electronic device 102 , and may provide the obtained data and/or information to the processor 120 .
  • the UWB transmitter 240 includes a pulse generator 215 , a digital to analog converter 217 , a second mixer 219 , a power amplifier 221 , and a switch ( 203 ), a filter 201 , and an antenna module 297 .
  • the pulse generator 215 may generate a pulse in the time axis for a spectrum of a specific frequency band.
  • the digital-to-analog converter 217 may convert a digital signal into an analog signal.
  • the second mixer 219 may convert the center frequency band (or frequency band) of the signal.
  • the second mixer 219 may increase the center frequency band (or frequency band) of the signal received from the digital-to-analog converter 217 .
  • the power amplifier 221 may amplify power for signal transmission so that the transmitted signal can reach a desired point.
  • the baseband signal processed by the baseband processing module 213 includes a pulse generator 215 , a digital-to-analog converter 217 , a second mixer 219 , a power amplifier 221 , and a switch 203 .
  • the filter 201 , and the antenna module 297 may be processed and modulated into a UWB signal, and the UWB signal may be transmitted to the external electronic device 102 .
  • the wireless communication module 192 may further include at least one of an oscillator, a synthesizer, and a comparator.
  • the components of the wireless communication module 192 may be electrically or operatively connected or coupled to each other.
  • the electronic device eg, the electronic device 101 of FIG. 1
  • the processor of the electronic device 101 eg, the processor 120 of FIG. 1
  • uses the UWB signal to the external electronic device 102 can be determined.
  • the antenna module 297 may include at least one processor distinct from the processor 120 , and the at least one processor included in the antenna module 297 uses a UWB signal to generate an external electronic device ( 102) can be determined.
  • at least one processor included in the antenna module 297 may generate data including time information based on the UWB signal and provide the data to the processor 120 of the electronic device 101 .
  • the processor 120 may determine the location of the external electronic device 102 based on data received from at least one processor of the antenna module 297 .
  • the electronic device 101 or the processor 120 of the electronic device 101 determines the location of the external electronic device 102, including angle of arrivals (AoA), phase difference of arriving (PDoA), At least one of a distance measurement method based on a signal to noise ratio (SNR), a received signal strength indication (RSSI), and a time of arrival (TOA) may be used.
  • AoA angle of arrivals
  • PoA phase difference of arriving
  • SNR signal to noise ratio
  • RSSI received signal strength indication
  • TOA time of arrival
  • various functional operations of the electronic device 101 described with reference to the drawings may include direct or indirect control of at least one processor included in the processor 120 electrically connected to the wireless communication module 192 or the antenna module 297 . It can be carried out under Hereinafter, functional operations of the electronic device 101 under the control of the processor 120 are described as an example, but the functional operations of the electronic device 101 are performed under the control of at least one processor included in the antenna module 297 . may be performed identically or similarly.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an arrangement structure of a plurality of antennas according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an arrangement structure of a plurality of antennas according to another exemplary embodiment
  • FIG. 3C is a view illustrating a plurality of antenna arrangements according to another exemplary embodiment; It is a diagram showing the arrangement structure of the antenna.
  • the electronic device 101 illustrated in FIGS. 3A, 3B, and 3C may show the inside of the electronic device 101 as viewed with a rear plate (eg, a rear case) removed.
  • an electronic device 101 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to an embodiment is electrically connected to a wireless communication module (eg, the wireless communication module 192 of FIG. 1 ). It may include an antenna module 197 connected to and supporting ultra-wideband communication.
  • various components eg, a wireless communication module ( 192 in FIG. 1 ), a processor ( 120 in FIG. 1 ), or conductive lines) of the electronic device 101 are mounted or patterned.
  • the antenna module 197 may be disposed on one surface of the first support member 20 facing the rear plate (eg, rear case) of the electronic device 101 .
  • the first support member 20 is formed of a conductive material (eg, metal) and includes a shield can for accommodating at least one component mounted on the main printed circuit board 10 . and may electromagnetically shield the accommodated at least one component from the outside.
  • the antenna module 197 includes a flexible printed circuit board 301 and a plurality of antennas (eg, a first antenna 311 , a second antenna 313 , and a third antenna 315 ). may include.
  • the first antenna 311 , the second antenna 313 , or the third antenna 315 may have a patch shape, a monopole shape, a dipole shape, or a biconical ( It may include at least one of a biconical type, a horn type, and a spiral type antenna.
  • the plurality of antennas 311 , 313 , and 315 may be formed as a conductor or a conductive pattern on the flexible printed circuit board 301 to function as a radiator.
  • the plurality of antennas 311 , 313 , and 315 are formed in the form of conductors on the flexible printed circuit board 301 , or as shown in FIG. 3B , a plurality of antennas 311 , 313 , and 315 are provided. At least some of the antennas 311 , 313 , and 315 (eg, the first antenna 311 of FIG. 3B ) may be formed in the form of a conductive pattern on the flexible printed circuit board 301 .
  • the flexible printed circuit board 301 may include a plurality of layers, and may include a ground for grounding the plurality of antennas 311 , 313 , and 315 .
  • at least some of the plurality of antennas 311 , 313 , and 315 may include a patch antenna element.
  • the antenna module 197 may generate a beam of a radiation pattern from the inside to the outside of the electronic device 101 by using a patch antenna element, and based on the beam generation of the radiation pattern, an RF signal ( For example, at least one of transmission and reception of a UWB signal) may be performed.
  • the plurality of antennas 311 , 313 , and 315 may be arranged in a designated arrangement on the flexible printed circuit board 301 .
  • the first antenna 311 and the second antenna 313 may be aligned with each other about the illustrated first direction
  • the second antenna 313 and the third antenna 315 may be mutually aligned with each other in the first direction. It may be aligned with a second direction perpendicular to the direction as an axis.
  • the plurality of antennas 311 , 313 , and 315 may be aligned to have a specified spacing from each other.
  • the specified separation interval may correspond to, for example, a distance (eg, 18 mm) between the feeding points P1, P2, and P3 of each of the plurality of antennas 311, 313, and 315, and may correspond to a specified ultra-wideband communication channel ( Example: It can be designed as a distance of half a wavelength to an RF signal (eg, UWB signal) that can be received through channel 9).
  • a distance eg, 18 mm
  • the antenna module 197 may further include a fourth antenna 317 in addition to the first antenna 311 , the second antenna 313 , and the third antenna 315 .
  • the fourth antenna 317 has a specified separation distance (eg, 18 mm) from the first antenna 311 and is aligned with the second direction as an axis, or the third antenna 315 and a specified separation interval ( Example: 18 mm) and may be aligned (eg, the fourth antenna 317) about the first direction as an axis.
  • the electronic device 101 may further include a second support member 30 made of a non-conductive material (eg, polymer) mounted on another area of the main printed circuit board 10 .
  • a second support member 30 made of a non-conductive material (eg, polymer) mounted on another area of the main printed circuit board 10 .
  • At least one of the first surface of the second support member 30 facing the rear plate (eg, rear case) of the electronic device 101 and the other surface of the second support member 30 facing the one surface is based on ultra-wideband communication
  • a conductive pattern 303 that can function as an antenna by transmitting and receiving an RF signal (eg, a UWB signal) may be formed.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an operation of determining positioning information of an external electronic device in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • a communication module 410 (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ) of an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) is to be connected to a plurality of antennas 420 and 430 .
  • the electronic device 101 may store length D information between the plurality of antennas 420 and 430 for UWB communication in a memory (eg, the memory 130 of FIG. 1 ).
  • the electronic device 101 may calculate the arrival distance difference ⁇ d from the external electronic device performing UWB communication by using the reception time difference for the same signal received through the plurality of antennas 420 and 430 . .
  • the arrival distance difference ⁇ d is determined as a function of the phase difference ⁇ of signals received from the plurality of antennas 420 and 430 for UWB communication, and the electronic device uses ⁇ Equation 1>, ⁇ Mathematical Based on Equations 2> and ⁇ Equation 3>, arrival of angle (AOA), which is direction information of the external electronic device, may be determined.
  • AOA arrival of angle
  • ⁇ d difference in arrival distance of the same UWB signal received from an external electronic device
  • AoA obtained by ⁇ Equation 3> may theoretically be a value between -90 degrees and 90 degrees.
  • a method for the electronic device 101 to measure a distance to an external electronic device may be largely divided into two types.
  • the first is a one-way ranging method.
  • the external electronic device measures the arrival time to determine the distance to the electronic device 101 .
  • the second is a two-way ranging method, in which the electronic device 101 and the external electronic device exchange signals several times and share their own time information to remove a time error to measure the distance.
  • the distance measurement time may be short and power consumption may be small.
  • synchronization between the electronic device 101 and the external electronic device must be matched.
  • the two-way distance measurement method may consume a lot of power because information has to be transmitted several times, and the time required to measure the location may be longer than that of the one-way distance measurement method.
  • synchronization between the electronic device 101 and the external electronic device may not be required.
  • the two-way distance measurement method may be further divided into a single-side two way ranging method and a double-side two way ranging method.
  • the one-sided bidirectional distance measurement method when the electronic device 101 transmits one data frame, the external electronic device transmits a data frame including a time for receiving the data frame and a time for transmitting the data frame, and the electronic device 101 is a method of measuring the distance between the electronic device 101 and the external electronic device using information included in the received data frame.
  • the bilateral bidirectional distance measurement method when the electronic device 101 transmits one data frame, the external electronic device transmits a data frame including a data frame reception time and a data frame transmission time, and the electronic device 101 transmits a data frame. This is a method in which both the electronic device 101 and the external electronic device can measure the distance by transmitting a data frame including a time at which the data frame is received and a time at which the data frame is transmitted again to the receiving device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating AoA coverage of an external electronic device that can be measured by an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device 510 may include two antennas 520 and 530 for UWB communication as shown in FIG. 4 .
  • the electronic device 510 may measure AoA with an external electronic device using ⁇ Equation 1> to ⁇ Equation 3> described with reference to FIG. 4 .
  • the AoA with the external electronic device that the electronic device 510 can measure may theoretically be between -90 degrees and 90 degrees.
  • the electronic device 510 cannot determine whether the external electronic device is located on the first side or the second side from the measured AoA with the external electronic device.
  • the reason is that the two antennas 520 and 530 of the electronic device 510 receive the signal transmitted from the TAG A 550 of the external electronic device located on the first side and the external electronic device located on the second side. This is because the angle at which the signal transmitted from the TAG B 540 is received is the same. That is, the electronic device 510 may not be able to distinguish whether the AoA with the external electronic device is between -90 and 90 degrees or -180 to -90 and 90 to 180 degrees with two antennas. have.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which an electronic device uses three antennas to check a 3D location of an external electronic device, according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device may include three antennas 610 , 620 , 630 and a switch 640 .
  • the switch 640 may be a switch for selecting one of the second antenna 620 and the third antenna 630 .
  • the electronic device 101 may select one of the second antenna 620 and the third antenna 630 using the switch 640 .
  • the electronic device 101 selects the second antenna 620 using the switch 640 and measures AoA with the external electronic device using the first antenna 610 and the second antenna 620 . can do. According to an embodiment, the electronic device 101 uses the first antenna 610 and the second antenna 620 to move the external electronic device (eg, the external electronic device 102 of FIG. 1 ) in the vertical direction of the electronic device 101 . )) can be measured. The electronic device 101 may select the third antenna 630 using the switch 640 to measure AoA with the external electronic device using the first antenna 610 and the third antenna 630 . According to an embodiment, the electronic device 101 uses the first antenna 610 and the third antenna 630 to move the external electronic device (eg, the external electronic device 102 of FIG.
  • the AoA of the external electronic device that can be measured by the electronic device 101 may vary according to the location of the antenna disposed on the electronic device 101 . This will be described in detail with reference to FIG. 7 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an AoA error between three antennas disposed in an electronic device for UWB communication and an external electronic device measured using the antennas, according to various embodiments of the present disclosure
  • a first antenna 715 may be disposed in a first area 710
  • a second antenna 725 may be disposed in a second area 720
  • a third antenna 735 may be disposed in the third area 730 .
  • the first antenna 715 , the second antenna 725 , and the third antenna 735 disposed in each area may be positioned on one plane.
  • the AoA with the external electronic device measured by the electronic device 101 is an azimuth or altitude.
  • a state in which the electronic device 101 is erected vertically from the ground may be a portrait
  • a state in which the electronic device 101 is laid down horizontally from the ground may be a landscape
  • the external measured by the electronic device 101 AoA with the electronic device may be an azimuth.
  • the AoA with the external electronic device measured by the electronic device 101 may be an altitude.
  • the AoA with the external electronic device measured by the electronic device 101 is the altitude.
  • the AoA with the external electronic device measured by the electronic device 101 may be an azimuth.
  • an error may occur in AoA measured by the electronic device 101 with the external electronic device.
  • the electronic device 101 may collectively compensate for each angle inclined from the ground in order to reduce an error. For example, the electronic device 101 may determine an angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground using a sensor module (eg, the sensor module 176 of FIG. 1 ). The electronic device 101 may collectively add or subtract a predetermined value to the AoA with the external electronic device measured according to the angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground.
  • the influence of the state of the electronic device 101 on AoA with the external electronic device may not be reflected.
  • the error may be different when the AoA of the electronic device 101 and the external electronic device are 10 degrees and 80 degrees. In this case, the error may not be reduced.
  • FIG. 7B illustrates an AoA error with an external electronic device measured according to an angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground.
  • the X-axis represents the angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground
  • the Y-axis represents the AoA error measured by the electronic device 101 with the external electronic device.
  • an error may gradually increase and then decrease according to an angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground. Depending on the angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground, an error may occur up to about 28 degrees.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a layout view of an antenna including a dummy antenna and an AoA error with an external electronic device measured by adding a dummy antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) includes a first antenna 715 disposed in the first area 710 and a second antenna 715 disposed in the second area 720 .
  • a dummy antenna 810 may be included in addition to the third antenna 735 disposed in the 725 and the third region 730 .
  • each antenna is indicated to be positioned at the center of each area, but it is not necessarily positioned at the center.
  • the first antenna 715 to the third antenna 735 may be the same size and/or the same type of antenna, but may not be limited thereto.
  • the dummy antenna 810 may be an antenna (eg, a dummy antenna) added as a dummy to improve the AoA error at an angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground.
  • a dummy antenna e.g, a dummy antenna
  • a phase difference can be improved.
  • the dummy antenna 810 may be disposed at positions symmetrical to the first area 710 , the second area 720 , and the third area 730 .
  • the dummy antenna 810 may be disposed in the set area.
  • An area in which the dummy antenna 810 is disposed and a size of the dummy antenna 810 may be described in detail below with reference to FIG. 9 .
  • FIG. 8(b) shows an AoA error with an external electronic device measured according to an angle of the electronic device 101 tilted from the ground in a state in which the dummy antenna 810 is added as shown in FIG. 8(a).
  • the X-axis represents the angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground
  • the Y-axis represents the AoA with the external electronic device measured by the electronic device 101 .
  • shows the error of Referring to FIG. 8B an error may occur up to ⁇ 5 degrees depending on an angle at which the electronic device 101 is inclined from the ground.
  • FIG. 9 is a view for explaining a size of a dummy antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device may include three antennas 715 , 725 , and 735 and a dummy antenna 940 for UWB communication.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 and the dummy antenna 940 may be configured to be included in one area.
  • the three antennas 715 , 725 , 735 and the dummy antenna 940 may be configured in a pattern on one PCB.
  • the area 910 in which the dummy antenna 940 is disposed may be symmetrical to the area in which the three antennas 715 , 725 , and 735 are disposed.
  • the dummy antenna 940 and the three antennas 715 , 725 , and 735 may have the same size and the same shape.
  • the dummy antenna 940 may be limited in size or shape due to various reasons. For example, the dummy antenna 940 may have to be included in the electronic device 101 together with other components, and thus a size or shape may be limited.
  • the size of the dummy antenna 940 may be at least 1/2 or greater than that of the other antennas 715, 725, and 735 in a horizontal (b) 920, and a vertical (a) ) 930 may be at least 1/2 of the length of the other antennas 715 , 725 , and 735 .
  • the area of the dummy antenna 940 may be at least 1/4 or more.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a separation distance between a dummy antenna and another antenna according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device may include three antennas 715 , 725 , and 735 and a dummy antenna 1030 for UWB communication.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 and the dummy antenna 1030 may be configured to be included in one area.
  • the three antennas 715 , 725 , 735 and the dummy antenna 1030 may be configured in a pattern on one PCB.
  • the minimum separation distance between the dummy antenna 1030 and the neighboring antenna is the dummy antenna 1030 and the neighboring antenna when the dummy antenna 1030 and the neighboring antenna have a symmetrical structure. It can be 1/2 of the distance.
  • the antennas disposed next to the dummy antenna 1030 include a third antenna (eg, the third antenna 735 of FIG. 7 ) and a second antenna (eg, the second antenna 725 of FIG. 7 ). ) can be
  • the separation distance (x) 1010 between the dummy antenna 1030 and the third antenna 735 is the dummy antenna 1030 and the neighbor when the dummy antenna 1030 and the three antennas 715 , 725 , and 735 have a symmetric structure.
  • the separation distance (y) 1020 between the dummy antenna 1030 and the second antenna 725 may be 1/2 of the spacing distance between the antennas disposed on , 735 may be 1/2 of a separation distance between the dummy antenna 1030 and an antenna disposed next to the dummy antenna 1030 if it has a symmetrical structure.
  • the dummy antenna 1030 and the third antenna 735 are arranged in a symmetrical structure and the separation distance between the dummy antenna 1030 and the third antenna 735 is 30 mm, the dummy antenna 1030 and the third antenna 735 are 3
  • the minimum separation distance of the antenna 735 may be 15mm, which is 1/2 of 30mm.
  • FIG. 11 is a view for explaining a position of a dummy antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device may include three antennas 715 , 725 , 735 and dummy antennas 1115 , 1125 , 1135 , and 1145 for UWB communication.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 and the dummy antennas 1115 , 1125 , 1135 , and 1145 may be configured to be included in one area.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 and the dummy antennas 1115 , 1125 , 1135 , and 1145 may be configured in a pattern on one PCB. Referring to FIG.
  • regions 1110 , 1120 , 1130 , and 1140 including dummy antennas 1115 , 1125 , 1135 , and 1145 form a symmetric structure with three antennas 715 , 725 , 735 , the dummy
  • the positions at which the antennas 1115 , 1125 , 1135 , and 1145 are disposed may not be limited.
  • an area including three antennas 715 , 725 , 735 and a dummy antenna 1115 may form a quadrangle.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 may be disposed on the upper left, the lower left, and the lower right, and the dummy antenna 1115 may be disposed on the upper right 1110 .
  • an area including three antennas 715 , 725 , 735 and a dummy antenna 1125 may form a quadrangle.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 may be disposed at the lower left, upper right, and lower right sides, and the dummy antenna 1125 may be disposed at the upper left 1120 .
  • an area including three antennas 715 , 725 , 735 and a dummy antenna 1135 may form a quadrangle.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 may be disposed in the upper left, upper right, and lower right, and the dummy antenna 1135 may be disposed in the lower left 1130 .
  • an area including three antennas 715 , 725 , 735 and a dummy antenna 1145 may form a quadrangle.
  • the three antennas 715 , 725 , and 735 may be disposed at upper left, lower left, and upper right, and the dummy antenna 1145 may be disposed at the lower right 1140 .
  • 12 to 13 are diagrams for explaining types of dummy antennas according to various embodiments.
  • the antenna included in the electronic device may be the same antenna. However, it may not be limited thereto.
  • materials of antennas included for UWB communication may be different.
  • One antenna may be formed as a conductive pattern on a flexible printed circuit board (FPCB), and the other antenna may be formed as a laser direct structuring (LDS) on a structure (eg, a support member).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • LDS laser direct structuring
  • one region 1200 may include four regions 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 .
  • the four regions 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 may form a symmetrical structure.
  • a first antenna 1215 , a second antenna 1225 , a third antenna 1235 , and a dummy antenna 1245 may be included in the four regions 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 , respectively.
  • the dummy antenna 1245 may be determined based on sizes and types of the first antenna 1215 , the second antenna 1225 , and the third antenna 1235 . For example, if the first antenna 1215 , the second antenna 1225 , and the third antenna 1235 are of a slit type, the dummy antenna 1245 may also be configured as a slit type.
  • one region 1300 may include four regions 1310 , 1320 , 1330 , and 1340 .
  • the four regions 1310 , 1320 , 1330 , and 1340 may form a symmetrical structure.
  • a first antenna 1315 , a second antenna 1325 , a third antenna 1335 , and a dummy antenna 1345 may be included in the four regions 1310 , 1320 , 1330 , and 1340 , respectively.
  • the dummy antenna 1345 may be determined based on sizes and types of the first antenna 1315 , the second antenna 1325 , and the third antenna 1335 . For example, if the first antenna 1315 , the second antenna 1325 , and the third antenna 1335 are a circular patch type, the dummy antenna 1345 may also be configured as a circular patch type.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a dummy antenna disposed in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • the electronic device 1400 may include three antennas 1420 , 1430 , and 1440 for UWB communication.
  • the three antennas 1420 , 1430 , and 1440 may be disposed in one area 1410 .
  • One region 1410 may be configured as a printed circuit board (PCB).
  • the three antennas 1420 , 1430 , and 1440 may be configured in a pattern on the PCB.
  • the dummy antenna 1460 there may be no space in one area 1410 to arrange the dummy antenna 1460 in a symmetrical structure with the three antennas 1420 , 1430 , and 1440 .
  • a new area 1450 including the dummy antenna 1460 may be disposed in the electronic device 1400 .
  • the new region 1450 may be disposed on a different plane than the one region 1410 .
  • an area 1410 including three antennas 1420 , 1430 , and 1440 may be disposed inside the electronic device 1400
  • an area including a dummy antenna Reference numeral 1450 may be disposed on the rear cover of the electronic device 1400 as shown in FIG. 14B .
  • the three antennas 1420 , 1430 , 1440 and the dummy antenna 1460 when they are not arranged on one plane, the three antennas 1420 , 1430 , 1440 and the dummy antenna ( 1460) may form a symmetric structure.
  • the dummy antenna 1460 may be configured as a ground.
  • the dummy antenna 1460 may be formed of a conductive structure.
  • the conductive structure may include, for example, a copper tape, a graphite sheet, or an electro magnetic interference (EMI) layer.
  • An electronic device eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments of the present disclosure includes a first antenna (eg, ANT1 715 of FIG. 9 ) located in a first area and a second area A second antenna (eg, ANT2 725 in FIG. 9 ), a third antenna (eg, ANT3 735 in FIG. 9 ) located in a third area, and a fourth antenna (eg, ANT3 735 in FIG.
  • a first antenna eg, ANT1 715 of FIG. 9
  • a second antenna eg, ANT2 725 in FIG. 9
  • a third antenna eg, ANT3 735 in FIG. 9
  • a fourth antenna eg,
  • a dummy antenna 940 located in a fourth area (eg, FIG. 9 ) a dummy antenna 940 of In order to measure the arrival of angle (AoA) of the electronic device, two of the first antennas 715 to 735 are selected, the fourth antenna 940 is a dummy antenna, and the first antenna 940 is a dummy antenna. Regions to the fourth regions 715 , 725 , 735 , and 940 may have a symmetrical structure.
  • the first to fourth antennas 715 , 725 , 735 , and 940 may have the same size.
  • the minimum length of one side of the fourth antenna 940 is the length of one side of the first to third antennas 715 , 725 , and 735 . It can be 1/2.
  • the minimum separation distance between the fourth antenna 940 and the antennas located next to each other among the first to third antennas 715 , 725 , and 735 is the second
  • the fourth antenna 940 and the first to third antennas 715, 725, and 735 may be 1/2 of the separation distance of antennas located in the neighborhood.
  • the fourth antenna 940 may be configured as a ground.
  • the first to fourth antennas 715 , 725 , 735 , and 940 may be configured in a slit type.
  • the first to fourth antennas 715 , 725 , 735 , and 940 may be patch antennas.
  • the fourth antenna 940 may not be disposed on the same plane as the first to third antennas 715 , 725 , and 735 .
  • the fourth antenna 940 may be formed of a conductive structure.
  • the conductive structure constituting the fourth antenna may be one of a copper tape, a graphite sheet, and an EMI layer.
  • the electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments of the present disclosure includes a first antenna (eg, ANT1 715 of FIG. 9 ) and a second antenna (eg, ANT2 725 of FIG. 9 ) )), a third antenna (eg, ANT3 735 of FIG. 9 ), a dummy antenna (eg, dummy antenna 940 of FIG. 9 ), and the first to third antennas 715 , 725 , 735 and and a connected communication module (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ), wherein the communication module 190 measures the first AoA (arrival of angle) between the external electronic device and the electronic device 101 .
  • Two of the antennas to the third antennas 715 , 725 , and 735 are selected, and the first to third antennas 715 , 725 , 735 and the dummy antenna 940 may have a symmetrical structure. .
  • the first to third antennas 715 , 725 , and 735 and the dummy antenna 940 may have the same size.
  • the minimum length of one side of the dummy antenna 940 is 1 of the length of one side of the first to third antennas 715 , 725 , and 735 . It can be /2.
  • a minimum separation distance between the dummy antenna 940 and an antenna located next to one of the first to third antennas 715 , 725 , and 735 is the dummy antenna
  • a neighbor among the dummy antenna 940 and the first to third antennas 715 , 725 and 735 may be 1/2 of the separation distance of the antenna located at .
  • the dummy antenna 940 may be configured as a ground.
  • the first to third antennas 715 , 725 , 735 and the dummy antenna 940 may be slit-type antennas.
  • the first to third antennas 715 , 725 , 735 and the dummy antenna 940 may be patch antennas.
  • the dummy antenna 940 may not be disposed on the same plane as the first to third antennas 715 , 725 , and 735 .
  • the dummy antenna 940 may be formed of a conductive structure.
  • the conductive structure constituting the dummy antenna 940 may be one of a copper tape, a graphite sheet, and an electro magnetic interference (EMI) layer.
  • EMI electro magnetic interference
  • 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 be used simply to distinguish the element from other elements in question, and may refer to elements 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
  • 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 contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term refers to the case 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 provided as included 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, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.

Landscapes

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

Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제1 영역에 위치하는 제1 안테나, 제2 영역에 위치하는 제2 안테나, 제3 영역에 위치하는 제3 안테나, 제4 영역에 위치하는 제4 안테나, 및 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 연결된 통신 모듈을 포함하고, 상기 통신 모듈은 외부 전자 장치와 상기 전자 장치의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 2개를 선택하고, 상기 제4 안테나는 더미 안테나이며, 상기 제1 영역 내지 상기 제4 영역은 대칭 구조로 구성될 수 있다.

Description

안테나를 포함하는 전자 장치
본 개시는 안테나를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 외부 전자 장치와의 AoA(arrival of angle) 측정 오차를 줄이기 위해 전자 장치에 배치되는 안테나에 관한 것이다.
UWB(ultra wide band)는 블루투스(Bluetooth)나 와이파이(WiFi)처럼 전파를 사용하는 근거리 무선 통신 프로토콜로, 500메가헤르츠(MHz) 이상 광대역 주파수를 사용해 센티미터(cm) 단위의 오차 범위로 거리를 정밀하게 측정할 수 있는 무선 기술이다. UWB 기술을 이용하는 전자 장치는 넓은 주파수 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 데이터를 송수신할 수 있다.
UWB를 활용한 서비스(이하 'UWB 서비스')로는 비접촉식 보안 출입 서비스가 대표적일 수 있다. 예를 들어, 사용자가 출입증을 찍지 않아도 비접촉식 접근 제어 시스템이 사용자를 먼저 인식해 출입구를 열어줄 수 있다. 다른 UWB 서비스로 위치 기반 서비스도 주목할 만하다. 예를 들어, 넓은 주차장에서 자동차를 찾거나, 사람이 많은 대형 복합 건물에서 가족이나 친구를 찾는데 UWB 기술이 유용할 수 있다.
UWB 통신을 이용해 외부 전자 장치의 방위각 및 고도를 측정하기 위해 전자 장치는 3개의 안테나를 포함할 수 있다. 전자 장치는 움직일 수 있어 전자 장치의 상태에 따라 외부 전자 장치와의 AoA를 측정한 결과는 실제 외부 전자 장치와의 AoA와 달라질 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 안테나를 추가해 외부 전자 장치와의 AoA 측정 오차를 줄이는데 그 목적이 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제1 영역에 위치하는 제1 안테나, 제2 영역에 위치하는 제2 안테나, 제3 영역에 위치하는 제3 안테나, 제4 영역에 위치하는 제4 안테나, 및 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 연결된 통신 모듈을 포함하고, 상기 통신 모듈은 외부 전자 장치와 상기 전자 장치의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 2개를 선택하고, 상기 제4 안테나는 더미 안테나이며, 상기 제1 영역 내지 상기 제4 영역은 대칭 구조로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제1 안테나, 제2 안테나, 제3 안테나, 더미 안테나 및 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 연결된 통신 모듈을 포함하고, 상기 통신 모듈은 외부 전자 장치와 상기 전자 장치의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 2개를 선택하고 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 상기 더미 안테나는 대칭 구조로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 더미 안테나를 추가하여 외부 전자 장치와의 AoA 측정 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실예에 따른 무선 통신 회로를 도시한 도면이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 복수의 안테나의 배치 구조를 도시한 도면이고, 도 3b는 다른 실시예에 따른 복수의 안테나의 배치 구조를 도시한 도면이며, 도 3c는 또 다른 실시예에 따른 복수의 안테나의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 외부 전자 장치의 측위 정보를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른, 전자 장치가 측정 가능한 외부 전자 장치의 AoA의 커버리지를 나타낸 도면이다.
도 6은 다양한 실시예에 따라 전자 장치가 외부 전자 장치의 3D 위치를 확인하기 위해 3개의 안테나를 이용하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 다양한 실시예에 따라, UWB 통신을 위해 전자 장치에 배치된 3개의 안테나와 이를 이용해 측정한 외부 전자 장치와의 AoA 오차를 나타낸 도면이다.
도 8은 다양한 실시예에 따라 더미 안테나를 포함하는 안테나의 배치도와 더미 안테나를 추가하여 측정한 외부 전자 장치와의 AoA 오차를 나타낸 도면이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 더미 안테나의 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 더미 안테나와 다른 안테나와의 이격 거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 더미 안테나의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 13은 다양한 실시예에 따른 더미 안테나의 타입을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다양한 실시예에 따라 전자 장치에 배치된 더미 안테나를 나타낸 도면이다.
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 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)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(예: 슬립) 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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(142), 미들 웨어(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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)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 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 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 제 2 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 제 2 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 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.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 통신 회로를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈(192)(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))는 넓은 주파수 대역(예: 3.1 GHz 내지 10.6 GHz)을 이용하여 낮은 전력으로 대용량의 정보(예: 신호 또는 데이터)를 송신 또는 수신할 수 있는 초광대역(ultra-wideband) 통신 운용을 지원하기 위해, UWB 수신부(230), UWB 송신부(240), 및 기저대역 처리 모듈(213)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, UWB 수신부(230)는 안테나 모듈(297)(예: 도 1의 안테나 모듈(197)), 필터(201), 스위치(203), 저잡음 증폭기(low noise amplifier)(205), 제1 믹서(207), 아날로그 디지털 변환기(analog to digital converter)(209), 및 적분기(integrator)(211) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 모듈(297)은 외부 전자 장치(예: 도 1의 외부 전자 장치(102))로부터 UWB 신호를 수신하거나, 외부 전자 장치(102)로 UWB 신호를 송신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(297)은 UWB 신호의 송수신을 위하여 광대역 특성을 갖는 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(297)은 패치(patch) 형태, 모노폴(monopole) 형태, 다이폴(dipole) 형태, 바이코니컬(biconical) 형태, 혼(horn) 형태, 및 스파이럴(spriral) 형태의 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시 예에서, 필터(201)는 송수신되는 신호의 손실을 최소화하고, 송수신되는 신호에 의해 다른 채널이 영향을 받지 않도록 신호를 분리할 수 있다. 예를 들어, 필터(201)는 송수신되는 신호에 대하여, 지정된 주파수 대역의 성분을 선택적으로 통과시키고, 나머지 주파수 대역의 성분은 감쇄시킬 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)는 복수의 필터를 포함할 수 있으며, 이용하는 주파수에 따라 복수의 필터를 선택적 또는 가변적으로 이용할 수 있다.
일 실시 예에서, 스위치(203)는 내부 회로의 개폐를 통하여 송수신되는 신호의 전달 경로를 전환할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, UWB 수신부(230) 및 UWB 송신부(240)가 신호 전달 경로의 적어도 일부를 공유하지 않고, 각각 별도의 안테나 모듈(297) 및 필터(201)로 구성되는 경우, 스위치(203)는 무선 통신 모듈(192)에 포함되지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 저잡음 증폭기(205)는 외부 전자 장치(102)로부터 수신하는 신호에 포함된 잡음을 최소화하면서, 수신하는 신호를 증폭시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 믹서(207)는 신호의 중심 주파수 대역(또는, 주파수 대역)을 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 믹서(207)는 저잡음 증폭기(205)로부터 전달받는 신호의 중심 주파수 대역(또는, 주파수 대역)을 낮출 수 있다.
일 실시 예에서, 아날로그 디지털 변환기(209)는 아날로그 신호를 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))가 해석할 수 있는 디지털 신호로 변환할 수 있다.
일 실시 예에서, 적분기(211)는 입력된 신호를 지정된 시간 동안 적분하여 생성되는 신호를 출력할 수 있다. 일 실시 예에서, 적분기(211)를 통과하는 신호는 상대적으로 낮은 주파수 대역에서 상대적으로 높은 이득을 갖도록 출력될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 외부 전자 장치(102)로부터 수신되는 UWB 신호는 안테나 모듈(297), 필터(201), 스위치(203), 저잡음 증폭기(205), 제1 믹서(207), 아날로그 디지털 변환기(209), 및 적분기(211) 중 적어도 하나를 거치며 처리되어 기저대역 신호로 복원될 수 있고, 기저대역 신호는 기저대역 처리 모듈(213)로 입력될 수 있다. 일 실시 예에서, 기저대역 처리 모듈(213)은 입력되는 기저대역 신호를 처리함으로써, UWB 통신 기반의 위치 기반 서비스를 위한 데이터(예: 거리 데이터 또는 방향 데이터를 획득하기 위한 로우 데이터(raw data)) 및/또는 외부 전자 장치(102)의 정보(예: ID를 나타내는 정보)를 획득하고, 획득된 데이터 및/또는 정보를 프로세서(120)로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, UWB 송신부(240)는 펄스 생성기(215), 디지털 아날로그 변환기(digital to analog converter)(217), 제2 믹서(219), 전력 증폭기(power amplifier)(221), 스위치(203), 필터(201), 및 안테나 모듈(297) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 펄스 생성기(215)는 특정 주파수 대역의 스펙트럼(spectrum)을 위해 시간 축에서의 펄스를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 디지털 아날로그 변환기(217)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 믹서(219)는 신호의 중심 주파수 대역(또는, 주파수 대역)을 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 믹서(219)는 디지털 아날로그 변환기(217)로부터 전달받는 신호의 중심 주파수 대역(또는, 주파수 대역)을 높일 수 있다.
일 실시 예에서, 전력 증폭기(221)는 송신되는 신호가 원하는 지점까지 도달할 수 있도록, 신호의 송신을 위한 전력을 증폭시킬 수 있다.
다양한 실시 예에서, 기저대역 처리 모듈(213)에 의해 처리된 기저대역 신호는 펄스 생성기(215), 디지털 아날로그 변환기(217), 제2 믹서(219), 전력 증폭기(221), 스위치(203), 필터(201), 및 안테나 모듈(297) 중 적어도 하나를 거치며 처리되어 UWB 신호로 변조될 수 있고, UWB 신호는 외부 전자 장치(102)로 송신될 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 다양한 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)는 발진기(oscillator), 합성기(synthesizer), 및 비교기(comparator) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)의 구성요소들은 상호 전기적 또는 작동적으로 연결 또는 결합될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)) 또는 전자 장치(101)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 UWB 신호를 이용하여 외부 전자 장치(102)의 위치를 판단할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 안테나 모듈(297)은 프로세서(120)와는 구별되는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 안테나 모듈(297)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서는 UWB 신호를 이용하여 외부 전자 장치(102)의 위치를 판단할 수 있다. 또는, 안테나 모듈(297)에 포함되는 적어도 하나의 프로세서는 UWB 신호에 기반하여 시간 정보를 포함하는 데이터를 생성할 수 있고, 데이터를 전자 장치(101)의 프로세서(120)로 제공할 수 있다. 이러한 경우, 프로세서(120)는 안테나 모듈(297)의 적어도 하나의 프로세서로부터 제공받은 데이터에 기반하여 외부 전자 장치(102)의 위치를 판단할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(101) 또는 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 외부 전자 장치(102)의 위치를 판단하기 위하여, AoA(angle of arrivals), PDoA(phase difference of arriving), SNR(signal to noise ratio), RSSI(Received signal strength indication), 및 TOA(time of arrival)에 기반하는 거리 측정 방식 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 설명되는 전자 장치(101)의 다양한 기능 동작들은, 무선 통신 모듈(192)와 전기적으로 연결된 프로세서(120) 또는 안테나 모듈(297)에 포함된 적어도 하나의 프로세서의 직접적 또는 간접적 제어 하에 수행될 수 있다. 이하에서는 프로세서(120)의 제어에 의한 전자 장치(101)의 기능 동작들이 일례로서 설명되나, 이러한 전자 장치(101)의 기능 동작들은 안테나 모듈(297)에 포함된 적어도 하나의 프로세서의 제어에 의해 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 복수의 안테나의 배치 구조를 도시한 도면이고, 도 3b는 다른 실시 예에 따른 복수의 안테나의 배치 구조를 도시한 도면이며, 도 3c는 또 다른 실시 예에 따른 복수의 안테나의 배치 구조를 도시한 도면이다. 도 3a, 도 3b, 및 도 3c에 도시된 전자 장치(101)는 후면 플레이트(예: rear case)를 제거하고 바라본 전자 장치(101)의 내부를 나타낼 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 무선 통신 모듈(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192))와 전기적으로 연결되어 초광대역 통신을 지원하는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 각종 구성요소(예: 무선 통신 모듈(도 1의 192), 프로세서(도 1의 120), 또는 도전성 라인)가 실장 또는 패터닝(patterning)되기 위한 메인 인쇄회로기판(10)을 포함할 수 있고, 안테나 모듈(197)은 메인 인쇄회로기판(10)의 일 영역에 실장되는 제1 지지부재(20) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(197)은 전자 장치(101)의 후면 플레이트(예: rear case)와 대면하는 제1 지지부재(20)의 일면 상에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 지지부재(20)는 도전성 소재(예: 금속)로 형성되어 메인 인쇄회로기판(10)에 실장된 적어도 하나의 구성요소를 수용하는 쉴드 캔(shield can)을 포함할 수 있으며, 수용된 적어도 하나의 구성요소를 외부로부터 전자기적으로 차폐할 수 있다.
일 실시예에서, 안테나 모듈(197)은 연성(flexible) 인쇄회로기판(301) 및 복수의 안테나(예: 제1 안테나(311), 제2 안테나(313), 및 제3 안테나(315))를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나(311), 제2 안테나(313), 또는 제3 안테나(315)는 패치(patch) 형태, 모노폴(monopole) 형태, 다이폴(dipole) 형태, 바이코니컬(biconical) 형태, 혼(horn) 형태, 및 스파이럴(spriral) 형태의 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 안테나(311, 313, 및 315)는 연성 인쇄회로기판(301) 상에 도전체 또는 도전성 패턴으로 형성되어 방사체로 기능할 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이 복수의 안테나(311, 313, 및 315)는 연성 인쇄회로기판(301) 상에 도전체의 형태로 형성되거나, 또는 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 안테나(311, 313, 및 315) 중 적어도 일부의 안테나(예: 도 3b의 제1 안테나(311))는 연성 인쇄회로기판(301) 상에서 도전성 패턴의 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 연성 인쇄회로기판(301)은 복수의 층(layer)으로 구성될 수 있고, 복수의 안테나(311, 313, 및 315)의 접지를 위한 그라운드(ground)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 안테나(311, 313, 및 315) 중 적어도 일부는 패치(patch) 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(197)은 패치 안테나 엘리먼트를 이용하여 전자 장치(101)의 내부로부터 외부를 향하는 방사 패턴의 빔을 생성할 수 있으며, 방사 패턴의 빔 생성을 기반으로 초광대역 통신 채널을 통한 RF 신호(예: UWB 신호)의 송신 및 수신 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 연성 인쇄회로기판(301) 상에서 복수의 안테나(311, 313, 및 315)는 지정된 배열로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(311) 및 제2 안테나(313) 상호는 도시된 제1 방향을 축으로 하여 정렬될 수 있고, 제2 안테나(313) 및 제3 안테나(315) 상호는 제1 방향에 수직하는 제2 방향을 축으로 하여 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 안테나(311, 313, 및 315) 상호는 지정된 이격 간격을 갖도록 정렬될 수 있다. 지정된 이격 간격은 예컨대, 복수의 안테나(311, 313, 및 315) 각각의 급전 지점들(P1, P2, 및 P3) 사이의 거리(예: 18mm)에 해당할 수 있으며, 지정된 초광대역 통신 채널(예: 채널 9)을 통하여 수신할 수 있는 RF 신호(예: UWB 신호)에 대한 반파장의 거리로 설계될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 제1 안테나(311), 제2 안테나(313), 및 제3 안테나(315) 이외에 제4 안테나(317)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4 안테나(317)는 제1 안테나(311)와 지정된 이격 간격(예: 18mm)을 갖으며 제2 방향을 축으로 하여 정렬되거나, 제3 안테나(315)와 지정된 이격 간격(예: 18mm)을 갖으며 제1 방향을 축으로 하여 정렬(예: 제4 안테나(317))될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 전자 장치(101)는 메인 인쇄회로기판(10)의 다른 영역에 실장되는 비도전성 소재(예: 폴리머)의 제2 지지부재(30)를 더 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 후면 플레이트(예: rear case)와 대면하는 제2 지지부재(30)의 일면 및 상기 일면에 대향하는 제2 지지부재(30)의 타면 중 적어도 하나에는 초광대역 통신을 기반으로 RF 신호(예: UWB 신호)를 송신 및 수신하여 안테나로 기능할 수 있는 도전성 패턴(303)이 형성될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 외부 전자 장치의 측위 정보를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 통신 모듈(410)(예: 도 1의 통신 모듈(190))은 복수의 안테나들(420, 430)과 연결될 수 있다. 전자 장치(101)는 UWB통신을 위한 복수의 안테나들(420, 430) 간의 길이(D) 정보를 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장할 수 있다. 전자 장치(101)는 복수의 안테나들(420, 430)을 통해 수신된 동일 신호에 대한 수신 시간 차이를 이용하여 UWB통신을 수행하는 외부 전자 장치로부터의 도달 거리 차이(△d)를 계산할 수 있다. 도달 거리 차이(△d)는 UWB통신을 위한 복수의 안테나들(420, 430)로부터 수신된 신호의 위상차(△φ)에 관한 함수로 결정되는 것으로, 전자 장치는 <수학 식 1>, <수학식 2> 및 <수학식 3>에 기반하여 외부 전자 장치의 방향 정보인 AOA(arrival of angle)을 결정할 수 있다.
<수학식1>
Figure PCTKR2021015601-appb-I000001
D: 복수의 안테나(420, 430)들 간의 길이
△d: 외부 전자 장치로부터 수신되는 동일한 UWB 신호의 도달 거리 차이
<수학식 2>
Figure PCTKR2021015601-appb-I000002
λ: UWB 신호의 파장
<수학식 3>
Figure PCTKR2021015601-appb-I000003
<수학식 3>에 의해 구해지는 AoA는 이론적으로 -90도 에서 90도 사이의 값이 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 외부 전자 장치와의 거리를 측정하는 방법은 크게 두 가지로 나뉠 수 있다.
첫 번째는 단방향 거리 측정 방법(one-way ranging)으로 전자 장치(101)에서 시간 정보를 실어서 외부 전자 장치로 전송하면, 외부 전자 장치는 도착한 시간을 측정해 전자 장치(101)와의 거리를 알아낼 수 있다.
두 번째는 양방향 거리 측정 방법(two-way ranging)으로 전자 장치(101)와 외부 전자 장치간 수차례 신호를 주고 받으며 자체적으로 가지고 있는 시간 정보를 공유하여 시간 오차를 없애 거리를 측정할 수 있다. 단방향 거리 측정 방법은 한 번만 통신을 하기 때문에 거리 측정에 걸리는 시간이 작고 전력 소모가 작을 수 있으나, 전자 장치(101)와 외부 전자 장치 간에 동기가 맞춰져야 한다. 반면, 양방향 거리 측정 방법은 수 회 정보를 전송해야 해 전력 소모가 클 수 있고 위치를 측정하는데 필요한 시간이 단방향 거리 측정 방법에 비해 길 수 있다. 그러나 전자 장치(101)와 외부 전자 장치간의 동기는 필요하지 않을 수 있다.
양방향 거리 측정 방법은 다시 일측 양방향 거리 측정 방법(single-side two way ranging)와 양측 양방향 거리 측정 방법(double-side two way ranging)로 나뉠 수 있다. 일측 양방향 거리 측정 방법은 전자 장치(101)가 하나의 데이터 프레임을 전송하면 외부 전자 장치가 데이터 프레임을 수신한 시간과 데이터 프레임을 전송하는 시간을 포함하는 데이터 프레임을 전송하고, 전자 장치(101)는 수신한 데이터 프레임에 포함된 정보를 이용해 전자 장치(101)와 외부 전자 장치의 거리를 측정할 수 있는 방법이다. 양측 양방향 거리 측정 방법은 전자 장치(101)가 하나의 데이터 프레임을 전송하면 외부 전자 장치가 데이터 프레임을 수신한 시간과 데이터 프레임을 전송하는 시간을 포함하는 데이터 프레임을 전송하고, 전자 장치(101)가 다시 데이터 프레임을 수신한 시간과 데이터 프레임을 전송하는 시간을 포함하는 데이터 프레임을 수신 장치로 전송하여 전자 장치(101)와 외부 전자 장치 모두 거리를 측정할 수 있는 방법이다.
도 5은 다양한 실시예에 따른, 전자 장치가 측정 가능한 외부 전자 장치의 AoA의 커버리지를 나타낸 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(510)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 도 4와 같이 UWB 통신을 위해 2개의 안테나(520, 530)를 포함할 수 있다. 전자 장치(510)는 도 4에서 설명한 <수학식 1> 내지 <수학식 3>을 이용하여 외부 전자 장치와의 AoA를 측정할 수 있다. 전자 장치(510)가 측정할 수 있는 외부 전자 장치와의 AoA는 이론적으로 -90도 에서 90도 사이의 값이 될 수 있다.
도 5을 참조하면, 전자 장치(510)는 측정된 외부 전자 장치와의 AoA로부터 외부 전자 장치가 제1측에 위치한 것인지 또는 제2측에 위치한 것인지 판단할 수 없다. 그 이유는 전자 장치(510)의 2개의 안테나들(520, 530)이 제1측에 위치한 외부 전자 장치의 TAG A(550)로부터 송신된 신호를 수신한 각도와 제2측에 위치한 외부 전자 장치의 TAG B(540)로부터 송신된 신호를 수신한 각도가 동일하기 때문이다. 즉, 전자 장치(510)는 2개의 안테나로는 외부 전자 장치와의 AoA가 -90도 에서 90도 사이의 값인지 또는 -180도에서 -90도 및 90도 에서 180도인지 구별하지 못 할 수 있다.
도 6는 다양한 실시예에 따라 전자 장치가 외부 전자 장치의 3D 위치를 확인하기 위해 3개의 안테나를 이용하는 일 예를 나타낸 도면이다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 3개의 안테나(610, 620, 630)과 스위치(640)를 포함할 수 있다. 스위치(640)는 제2 안테나(620)와 제3 안테나(630) 중 하나를 선택하기 위한 스위치일 수 있다. 전자 장치(101)는 스위치(640)를 이용해 제2 안테나(620)와 제3 안테나(630) 중 하나를 선택할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 스위치(640)를 이용해 제2 안테나(620)를 선택하여 제1 안테나(610)와 제2 안테나(620)를 이용해 외부 전자 장치와의 AoA를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 제1 안테나(610)와 제2 안테나(620)를 이용해 전자 장치(101)의 수직 방향으로 외부 전자 장치(예: 도 1의 외부 전자 장치(102))와의 거리를 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 스위치(640)를 이용해 제3 안테나(630)를 선택하여 제1 안테나(610)와 제3 안테나(630)를 이용해 외부 전자 장치와의 AoA를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 제1 안테나(610)와 제3 안테나(630)를 이용해 전자 장치(101)의 수평 방향으로 외부 전자 장치(예: 도 1의 외부 전자 장치(102))와의 거리를 측정할 수 있다. 전자 장치(101)에 배치된 안테나의 위치에 따라 전자 장치(101)가 측정할 수 있는 외부 전자 장치의 AoA는 달라질 수 있다. 이에 대해서는 도 7에서 자세히 설명한다.
도 7는 다양한 실시예에 따라, UWB 통신을 위해 전자 장치에 배치된 3개의 안테나와 이를 이용해 측정한 외부 전자 장치와의 AoA 오차를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 제1 영역(710)에 제1 안테나(715)가 배치될 수 있고, 제2 영역(720)에 제2 안테나(725)가 배치될 수 있다. 제3 영역(730)에는 제3 안테나(735)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 각각의 영역에 배치된 제1 안테나(715), 제2 안테나(725), 및 제3 안테나(735)는 일 평면 상에 위치할 수 있다. 전자 장치(101)의 상태(예: 랜드스케이프(landscape), 포트레이트(portrait)) 및 전자 장치(101)가 선택하는 안테나에 따라, 전자 장치(101)가 측정하는 외부 전자 장치와의 AoA는 방위각 또는 고도가 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 지면으로부터 수직으로 세워진 상태는 포트레이트일 수 있으며, 지면과 수평하게 눕혀진 상태는 랜드스케이프일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 포트레이트 상태에서, 스위치(예: 도 6의 스위치(640))를 이용하여 제2 안테나(725)를 선택하면, 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA는 방위각일 수 있다. 전자 장치(101)가 포트레이트 상태에서 스위치(640)를 이용해 제3 안테나(735)를 선택하면, 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA는 고도일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 랜드스케이프 상태에서, 스위치(640)를 이용하여 제2 안테나(725)를 선택하면, 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA는 고도일 수 있다. 전자 장치(101)가 랜드스케이프 상태에서 스위치(640)를 이용해 제3 안테나(735)를 선택하면, 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA는 방위각일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 지면으로부터 수직으로 세워진 상태 대비 지면으로부터 기울어진 경우, 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA에는 오차가 발생할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 오차를 줄이기 위해 지면으로부터 기울어진 각도별로 일괄적으로 보상할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))을 이용해 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도를 판단할 수 있다. 전자 장치(101)는 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도에 따라 측정한 외부 전자 장치와의 AoA에 일괄적으로 일정값을 더하거나 뺄 수 있다. 이 경우, 전자 장치(101)의 상태가 외부 전자 장치와의 AoA에 미치는 영향을 반영하지 못 할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 지면으로부터 10도 기울어진 경우에도 전자 장치(101)와 외부 전자 장치의 AoA가 10도인 경우와 80도에 있는 경우의 오차는 다를 수 있는데 일괄적으로 보상하는 경우 오차가 줄어들지 않을 수 있다.
도 7의 (b)는 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도에 따라 측정한 외부 전자 장치와의 AoA의 오차를 나타낸 것이다. 도 7의 (b)에서 X축은 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도를 나타낸 것이며, Y축은 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA의 오차를 나타낸 것이다. 도 7의 (b)를 참조하면, 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도에 따라 오차는 점점 커지다가 줄어들 수 있다. 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도에 따라 오차는 최대 28도 정도까지 발생할 수 있다.
이하에서는 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도 외에 외부 전자 장치와의 AoA에 따른 오차를 줄이기 위해 추가되는 안테나 및 안테나의 배치에 대해 설명할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따라 더미 안테나를 포함하는 안테나의 배치도와 더미 안테나를 추가하여 측정한 외부 전자 장치와의 AoA 오차를 나타낸 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 제1 영역(710)에 배치된 제1 안테나(715), 제2 영역(720)에 배치된 제2 안테나(725) 및 제3 영역(730)에 배치된 제3 안테나(735) 외에 더미 안테나(810)를 포함할 수 있다. 도 8에서는 각각의 안테나가 각각의 영역에 정 중앙에 위치하는 것으로 표시되나, 반드시 정 중앙에 위치하여야 하는 것은 아니다. 제1 안테나(715) 내지 제3 안테나(735)는 같은 크기 및/또는 같은 종류의 안테나일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 더미 안테나(810)는 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도에서 AoA 오차를 개선하기 위해 더미로 추가된 안테나(예: 더미 안테나)일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)에 그라운드(ground) 및 급전하지 않는 더미 패치 안테나를 다른 안테나와 대칭(symmetric)이 되도록 추가하면, 틸트(tilt) 상태(전자 장치가 지면으로부터 기울어진 상태)에서 위상(phase) 차이가 개선될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 더미 안테나(810)는 제1 영역(710), 제2 영역(720), 및 제3 영역(730)과 대칭적인 위치에 배치될 수 있다. 제1 영역(710), 제2 영역(720), 및 제3 영역(730)과 대칭적인 위치에 영역이 설정되면, 설정된 영역에 더미 안테나(810)가 배치될 수 있다. 더미 안테나(810)가 배치되는 영역 및 더미 안테나(810)의 크기에 대해서는 도 9 이하에서 상세히 설명될 수 있다.
도 8의 (b)는 전자 장치(101)가 도 8의 (a)와 같이 더미 안테나(810)가 추가된 상태에서 지면으로부터 기울어진 각도에 따라 측정한 외부 전자 장치와의 AoA의 오차를 나타낸 것이다. 도 8의 (b)도, 도 6의 (b)와 마찬가지로, X축은 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도를 나타낸 것이며, Y축은 전자 장치(101)가 측정한 외부 전자 장치와의 AoA의 오차를 나타낸 것이다. 도 8의 (b)를 참조하면, 전자 장치(101)가 지면으로부터 기울어진 각도에 따라 오차는 최대 ±5도 정도로 발생할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 더미 안테나의 크기를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 UWB 통신을 위해 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(940)를 포함할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(940)는 하나의 영역에 포함되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(940)는 하나의 PCB에 패턴으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 더미 안테나(940)가 배치되는 영역(910)은 3개의 안테나(715, 725, 735)가 배치된 영역과 대칭되는 위치일 수 있다. 더미 안테나(940)와 3개의 안테나(715, 725, 735)는 동일한 크기 및 동일한 모양일 수 있다. 더미 안테나(940)는 다양한 원인에 의해 크기나 모양에 제약이 있을 수 있다. 예를 들어, 더미 안테나(940)도 다른 구성과 함께 전자 장치(101) 내부에 포함되어야 할 수 있어 크기나 모양에 제약이 발생할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 더미 안테나(940)의 크기는 가로(b)(920)가 다른 안테나(715, 725, 735) 의 가로보다 적어도 1/2이상이 될 수 있고,, 세로(a)(930)는 다른 안테나(715, 725, 735)의 세로보다 적어도 1/2이상이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 더미 안테나(940)의 면적은 적어도 1/4이상이 될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 더미 안테나와 다른 안테나와의 이격 거리를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 UWB 통신을 위해 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1030)를 포함할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1030)는 하나의 영역에 포함되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1030)는 하나의 PCB에 패턴으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 더미 안테나(1030)와 이웃에 배치된 안테나의 최소 이격 거리는 더미 안테나(1030)와 이웃에 배치된 안테나가 대칭 구조일 경우 더미 안테나(1030)와 이웃에 배치된 안테나의 이격 거리의 1/2일 수 있다.
도 10을 참조하면, 더미 안테나(1030)의 이웃에 배치된 안테나는 제3 안테나(예: 도 7의 제3 안테나(735))와 제2 안테나(예: 도 7의 제2 안테나(725))일 수 있다. 더미 안테나(1030)와 제3 안테나(735)의 이격 거리(x)(1010)는 더미 안테나(1030)와 3개의 안테나(715, 725, 735)가 대칭 구조일 경우 더미 안테나(1030)와 이웃에 배치된 안테나의 이격 거리의 1/2일 수 있고, 더미 안테나(1030)와 제2 안테나(725)의 이격 거리(y)(1020)는 더미 안테나(1030)와 3개의 안테나(715, 725, 735)가 대칭 구조일 경우 더미 안테나(1030)와 이웃에 배치된 안테나의 이격 거리의 1/2일 수 있다. 예를 들어, 더미 안테나(1030)와 제3 안테나(735)가 대칭 구조로 배치될 경우 더미 안테나(1030)와 제3 안테나(735)의 이격 거리가 30mm인 경우, 더미 안테나(1030)와 제3 안테나(735)의 최소 이격 거리는 30mm의 1/2인 15mm일 수 있다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 더미 안테나의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 UWB 통신을 위해 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1115, 1125, 1135, 1145)를 포함할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1115, 1125, 1135, 1145)는 하나의 영역에 포함되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1115, 1125, 1135, 1145)는 하나의 PCB에 패턴으로 구성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 더미 안테나(1115, 1125, 1135, 1145)를 포함하는 영역(1110, 1120, 1130, 1140)은 3개의 안테나(715, 725, 735)와 대칭 구조를 형성하는 경우, 더미 안테나(1115, 1125, 1135, 1145)가 배치되는 위치는 제한되지 않을 수 있다.
도 11의(a)와 같이, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1115)를 포함하는 영역이 사각형을 형성할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)는 좌측 상단, 좌측 하단 및 우측 하단에 배치될 수 있고, 더미 안테나(1115)는 우측 상단(1110)에 배치될 수 있다.
도 11의(b)와 같이, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1125)를 포함하는 영역이 사각형을 형성할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)는 좌측 하단, 우측 상단 및 우측 하단에 배치될 수 있고, 더미 안테나(1125)는 좌측 상단(1120)에 배치될 수 있다.
도 11의(c)와 같이, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1135)를 포함하는 영역이 사각형을 형성할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)는 좌측 상단, 우측 상단 및 우측 하단에 배치될 수 있고, 더미 안테나(1135)는 좌측 하단(1130)에 배치될 수 있다.
도 11의(d)와 같이, 3개의 안테나(715, 725, 735)와 더미 안테나(1145)를 포함하는 영역이 사각형을 형성할 수 있다. 3개의 안테나(715, 725, 735)는 좌측 상단, 좌측 하단 및 우측 상단에 배치될 수 있고, 더미 안테나(1145)는 우측 하단(1140)에 배치될 수 있다.
도 12 내지 도 13은 다양한 실시예에 따른 더미 안테나의 타입을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))가 UWB 통신을 위해 포함하는 안테나는 동일한 안테나일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 예를 들어, UWB 통신을 위해 포함하는 안테나의 재질이 상이할 수 있다. 하나의 안테나는 FPCB(flexible printed circuit board)상 도전성 패턴으로 형성될 수 있고, 다른 안테나는 구조물(예: 지지부재)상 LDS(laser direct structuring)로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 영역(1200)은 4개의 영역(1210, 1220, 1230, 1240)을 포함할 수 있다. 4개의 영역(1210, 1220, 1230, 1240)은 대칭 구조를 형성할 수 있다. 4개의 영역(1210, 1220, 1230, 1240)에는 제1 안테나(1215), 제2 안테나(1225), 제3 안테나(1235) 및 더미 안테나(1245)가 각각 포함될 수 있다. 더미 안테나(1245)는 제1 안테나(1215), 제2 안테나(1225) 및 제3 안테나(1235)의 크기 및 종류에 기초해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(1215), 제2 안테나(1225) 및 제3 안테나(1235)가 슬릿(slit) 타입이면, 더미 안테나(1245)도 슬릿 타입으로 구성될 수 있다.
도 12와 마찬가지로, 도 13을 참조하면, 일 영역(1300)은 4개의 영역(1310, 1320, 1330, 1340)을 포함할 수 있다. 4개의 영역(1310, 1320, 1330, 1340)은 대칭 구조를 형성할 수 있다. 4개의 영역(1310, 1320, 1330, 1340)에는 제1 안테나(1315), 제2 안테나(1325), 제3 안테나(1335) 및 더미 안테나(1345)가 각각 포함될 수 있다. 더미 안테나(1345)는 제1 안테나(1315), 제2 안테나(1325) 및 제3 안테나(1335)의 크기 및 종류에 기초해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(1315), 제2 안테나(1325) 및 제3 안테나(1335)가 원형 패치(patch) 타입이면, 더미 안테나(1345)도 원형 패치 타입으로 구성될 수 있다.
도 14는 다양한 실시예에 따라 전자 장치에 배치된 더미 안테나를 나타낸 도면이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(1400)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 UWB 통신을 위해 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)를 포함할 수 있다. 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)는 일 영역(1410)에 배치될 수 있다. 일 영역(1410)은 PCB(printed circuit board)로 구성될 수 있다. 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)는 PCB에 패턴으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 일 영역(1410)에는 더미 안테나(1460)를 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)와 대칭 구조로 배치할 공간이 없을 수 있다. 또는, 전자 장치(1400)의 내부 구조상, 더미 안테나(1460)를 포함하기 위해 일 영역(1410)을 확장하기 어려울 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 일 영역(1410)에 더미 안테나를 포함할 수 없는 경우, 더미 안테나(1460)를 포함할 새로운 영역(1450)을 전자 장치(1400)에 배치할 수 있다. 새로운 영역(1450)은 일 영역(1410)과 일 평면이 아닌 다른 평면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 14의 (a)와 같이 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)가 포함된 일 영역(1410)은 전자 장치(1400)의 내부에 배치될 수 있고, 더미 안테나가 포함된 영역(1450)은 도 14의 (b)와 같이 전자 장치(1400)의 뒤쪽 커버에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)와 더미 안테나(1460)가 일 평면에 배치되지 않더라도 일 평면으로 투영할 경우, 3개의 안테나(1420, 1430, 1440)와 더미 안테나(1460)는 대칭 구조를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 더미 안테나(1460)는 그라운드로 구성될 수 있다. 또는, 더미 안테나(1460)는 도전성 구조물로 구성될 수 있다. 도전성 구조물에는 예를 들어, 코퍼 테잎(copper tape), 그래파이트 시트(graphite sheet), EMI(electro magnetic interference) 레이어가 포함될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 제1 영역에 위치하는 제1 안테나(예: 도 9의 ANT1(715)), 제2 영역에 위치하는 제2 안테나(예: 도 9의 ANT2(725)), 제3 영역에 위치하는 제3 안테나(예: 도 9의 ANT3(735)), 제4 영역에 위치하는 제4 안테나(예: 도 9의 더미 안테나(940)), 및 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 연결된 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))을 포함하고, 상기 통신 모듈(190)은 외부 전자 장치와 상기 전자 장치의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나(715) 내지 상기 제3 안테나(735) 중 2개를 선택하고, 상기 제4 안테나(940)는 더미 안테나이며, 상기 제1 영역 내지 상기 제4 영역(715, 725, 735, 940)은 대칭 구조로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제1 안테나 내지 상기 제4 안테나(715, 725, 735, 940)는 동일한 크기로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제4 안테나(940)의 일 측의 최소 길이는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)의 일 측의 길이의 1/2일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제4 안테나(940)와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735) 중 이웃에 위치하는 안테나의 최소 이격 거리는 상기 제4 안테나(940)와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)가 대칭 구조일 경우 상기 제4 안테나(940)와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735) 중 이웃에 위치하는 안테나의 이격 거리의 1/2일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제4 안테나(940)는 그라운드(Ground)로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제1 안테나 내지 상기 제4 안테나(715, 725, 735, 940)는 슬릿(slit) 타입으로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제1 안테나 내지 상기 제4 안테나(715, 725, 735, 940)는 패치 안테나일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제4 안테나(940)는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 동일 평면에 배치되지 않을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제4 안테나(940)는 도전성 구조물로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제4 안테나를 구성하는 도전성 구조물은 코퍼 테잎, 그래파이트 시트, EMI 레이어 중 하나일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 제1 안테나(예: 도 9의 ANT1(715)), 제2 안테나(예: 도 9의 ANT2(725)), 제3 안테나(예: 도 9의 ANT3(735)), 더미 안테나(예: 도 9의 더미 안테나(940)) 및 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 연결된 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))을 포함하고, 상기 통신 모듈(190)은 외부 전자 장치와 상기 전자 장치(101)의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735) 중 2개를 선택하고 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 상기 더미 안테나(940)는 대칭 구조로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 상기 더미 안테나(940)는 동일한 크기로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 더미 안테나(940)의 일 측의 최소 길이는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)의 일 측의 길이의 1/2일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 더미 안테나(940)와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735) 중 이웃에 위치하는 안테나의 최소 이격 거리는 상기 더미 안테나(940)와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)가 대칭 구조일 경우 상기 더미 안테나(940)와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735) 중 이웃에 위치하는 안테나의 이격 거리의 1/2일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 더미 안테나(940)는 그라운드(Ground)로 구성될 수 있다
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 상기 더미 안테나(940)는 슬릿(slit) 타입으로 구성된 안테나일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 상기 더미 안테나(940)는 패치 안테나일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 더미 안테나(940)는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나(715, 725, 735)와 동일 평면에 배치되지 않을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 더미 안테나(940)는 도전성 구조물로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)에서 상기 더미 안테나(940)를 구성하는 도전성 구조물은 코퍼 테잎(copper tape), 그래파이트 시트(graphite sheet), EMI(electro magnetic interference) 레이어 중 하나일 수 있다.
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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 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, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 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.
일실시예에 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 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 영역에 위치하는 제1 안테나;
    제2 영역에 위치하는 제2 안테나;
    제3 영역에 위치하는 제3 안테나;
    제4 영역에 위치하는 제4 안테나; 및
    상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 연결된 통신 모듈을 포함하고,
    상기 통신 모듈은,
    외부 전자 장치와 상기 전자 장치의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 2개를 선택하고,
    상기 제4 안테나는 더미 안테나이며,
    상기 제1 영역 내지 상기 제4 영역은 대칭 구조로 구성된, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제4 안테나는 동일한 크기인, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4 안테나의 일 측의 최소 길이는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나의 일 측의 길이의 1/2인, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4 안테나와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 이웃에 위치하는 안테나의 최소 이격 거리는 상기 제4 안테나와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나가 대칭 구조일 경우 상기 제4 안테나와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 이웃에 위치하는 안테나의 이격 거리의 1/2인, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제4 안테나는 그라운드(Ground)로 구성된, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제4 안테나는 슬릿(slit) 타입으로 구성된 안테나인, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제4 안테나는 패치 안테나인, 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제4 안테나는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 동일 평면에 배치되지 않은, 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 안테나는 도전성 구조물로 구성된, 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도전성 구조물은 코퍼 테잎(copper tape), 그래파이트 시트(graphite sheet), EMI(electro magnetic interference) 레이어 중 하나인, 전자 장치.
  11. 전자 장치에 있어서,
    제1 안테나;
    제2 안테나;
    제3 안테나;
    더미 안테나; 및
    상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 연결된 통신 모듈을 포함하고,
    상기 통신 모듈은,
    외부 전자 장치와 상기 전자 장치의 AoA(arrival of angle)를 측정하기 위해 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 2개를 선택하고,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 상기 더미 안테나는 대칭 구조로 구성된, 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나와 상기 더미 안테나는 동일한 크기인, 전자 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 더미 안테나의 일 측의 최소 길이는 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나의 일 측의 길이의 1/2인, 전자 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 더미 안테나와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 이웃에 위치하는 안테나의 최소 이격 거리는 상기 더미 안테나와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나가 대칭 구조일 경우 상기 더미 안테나와 상기 제1 안테나 내지 상기 제3 안테나 중 이웃에 위치하는 안테나의 이격 거리의 1/2인, 전자 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 더미 안테나는 그라운드(Ground)로 구성된, 전자 장치.
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