WO2023153618A1 - 그립센서 및 안테나를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

그립센서 및 안테나를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2023153618A1
WO2023153618A1 PCT/KR2022/020346 KR2022020346W WO2023153618A1 WO 2023153618 A1 WO2023153618 A1 WO 2023153618A1 KR 2022020346 W KR2022020346 W KR 2022020346W WO 2023153618 A1 WO2023153618 A1 WO 2023153618A1
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antenna
electronic device
inductor
grip sensor
disposed
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원승재
김정환
인정훈
정호섭
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삼성전자 주식회사
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device including a grip sensor and an antenna.
  • a wireless communication device generates electromagnetic waves, and transmit power of an antenna may be increased to improve transmission performance of the antenna.
  • the degree to which electromagnetic waves generated as described above are absorbed by the human body is expressed in numbers and is referred to as a specific absorption rate (SAR). Due to the specific absorption rate (SAR), there are cases in which the transmission power of wireless communication devices is limited according to standards.
  • the transmission power of a signal transmitted from the wireless communication device is maintained at an appropriate level satisfying SAR.
  • SAR is measured at the distance specified in the applicable standard for each type of communication device, and when the recognition distance of the grip sensor exceeds the distance measured in the applicable standard, the electronic device can output electromagnetic waves with the maximum transmission power at the recognition distance. there is.
  • the electromagnetic waves absorbed by the human body decrease. Therefore, if the recognition distance of the grip sensor increases, the maximum transmission power can be increased to improve the radiation performance, and in the case of maintaining the transmission power, The margin of the SAR value can be additionally secured.
  • a separate antenna extension pattern (SSHA: Slit Sharing Hybrid Antenna) may be used to secure additional radiation performance. In this case, it is necessary to extend the recognition distance to the extended pattern added to the existing sensing pad.
  • a segmented antenna eg, a metal antenna
  • a metal frame is exposed to the outside of the terminal, it is difficult to improve performance using a change in antenna length in terms of design.
  • an electronic device for applying an extended antenna pattern to a grip sensor based on a separate antenna may be provided.
  • an electronic device for performing wireless communication includes a feeding line; a first antenna; a second antenna connected to the first antenna through the feeding line; a grip sensor connected adjacent to the first antenna; at least one capacitor configured to match the first antenna and the second antenna; and an inductor electrically connecting the first antenna and the second antenna to each other.
  • the inductor may be configured to short-circuit the first antenna and the second antenna for direct current (DC).
  • DC direct current
  • the at least one capacitor may not be disposed between the inductor and the first antenna or between the inductor and the second antenna.
  • the electronic device may further include an antenna matching circuit including the at least one capacitor, and the inductor may be connected in parallel with the antenna matching circuit.
  • the electronic device may further include a printed circuit board, wherein the printed circuit board includes a first surface on which the second antenna is disposed; and a second surface on which the first antenna and the inductor are disposed.
  • At least one of the grip sensor, the at least one capacitor, and the inductor may be disposed on the printed circuit board and may be connected to the feeding line.
  • the grip sensor may be configured to sense at least one of a radiation pattern by the first antenna and a radiation pattern by the second antenna.
  • the grip sensor may further include a sensing pad electrically connected to the feeding line.
  • the grip sensor may be configured to sense a user approaching the electronic device based on a change in capacitance of the sensing pad.
  • the grip sensor may be configured to sense at least one of a radiation pattern by the first antenna and a radiation pattern by the second antenna through the sensing pad.
  • an electronic device includes a housing; a printed circuit board (PCB) disposed inside the housing; an antenna matching circuit disposed on the printed circuit board and including at least one capacitor; feeding line; a first antenna connected to the antenna matching circuit through a first feeding line; a second antenna connected to the antenna matching circuit through a first feeding line; and an inductor electrically connecting the first antenna and the second antenna to each other.
  • PCB printed circuit board
  • the inductor may be configured to short-circuit the first antenna and the second antenna for direct current (DC).
  • DC direct current
  • the at least one capacitor may not be disposed between the inductor and the first antenna or between the inductor and the second antenna.
  • the inductor may be connected in parallel with the antenna matching circuit.
  • the printed circuit board may include a first surface on which the second antenna is disposed and a second surface on which the first antenna and the inductor are disposed.
  • the electronic device may further include a grip sensor disposed adjacent to the first antenna and disposed on the printed circuit board, and the grip sensor, the at least one capacitor, and the inductor may be connected to the feeding line.
  • the grip sensor may include a sensing pad configured to sense at least one of a radiation pattern by the first antenna and a radiation pattern by the second antenna.
  • the grip sensor may be configured to sense a user approaching the electronic device based on a change in capacitance of the sensing pad.
  • the sensing range of the grip sensor may be expanded according to the expansion and change of the antenna pattern in the electronic device.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 2A is a block diagram illustrating a circuit diagram included in an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 2B illustrates a circuit diagram included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 illustrates the arrangement of each component included in a portion of an electronic device of the present disclosure.
  • FIG. 4 illustrates an example of an electronic device to which a circuit diagram according to various embodiments of the present disclosure is applied.
  • Couple and its derivatives refers to any direct or indirect communication between two or more elements, whether or not they are in physical contact with each other.
  • transmit include both direct and indirect communication.
  • communicate include both direct and indirect communication.
  • the terms “include” and “comprise” and their derivatives mean an inclusive, non-limiting inclusion.
  • the term “or” is an inclusive term meaning and/or.
  • controller means any device, system, or portion thereof that controls at least one operation.
  • the controller may be implemented in hardware or a combination of hardware and software and/or firmware. Functions associated with any particular controller may be centralized or distributed, either locally or remotely.
  • phrases "at least one of”, when used with a list of items, indicates that different combinations of one or more of the listed items may be used, and that only one item in the list may be needed. it means.
  • “at least one of A, B, and C” includes any of the following combinations: A, B, C, A and B, A and C, B and C, and A and B. and C.
  • the term “set” means one or more.
  • a collection of items may be a single item or a collection of two or more items.
  • various functions described below may be implemented or supported by one or more computer programs, and each of the programs is composed of computer readable program code and implemented in a computer readable medium.
  • application and “program” mean one or more computer programs, software components, collections of instructions, procedures, functions, objects, classes, instances, related data, or Represents portions thereof suitable for implementation in computer readable program code.
  • computer readable program code includes all types of computer code, including source code, object code, and executable code.
  • computer readable medium refers to read only memory (ROM), random access memory (RAM), hard disk drive, compact disc (CD), digital video disc disc: DVD), or any other type of memory that can be accessed by a computer.
  • Non-transitory computer readable medium excludes wired, wireless, optical, or other communication links that transmit transitory electrical or other signals.
  • Non-transitory computer readable media include media on which data can be permanently stored, and media on which data can be stored and later overwritten, such as rewritable optical discs or removable memory devices.
  • 3GPP TS 36.213 section 5.1.2 'Physical Uplink Controll Channel' may be included as a reference in this disclosure.
  • the term "Antenna-related elements" refers to a collection of components that may include RF chains, PF paths (mixers, power amplifiers, phase shifters, etc.), panels, physical antenna elements, etc. means
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within 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 through a second network 199. It may communicate with at least one of the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to one 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
  • the server 108 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, 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 the 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.
  • some of these components eg, sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into a single component (eg, display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 may include a 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 ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • a main processor 121 eg, 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 (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • NPU neural network processing unit
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place 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, running an application). ) state, 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 auxiliary processor 123 eg, image signal processor or communication processor
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself where the artificial intelligence model 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 foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, a software structure in addition to a hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or 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 by a component (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • 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 sound signals 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.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor set to detect a touch or a pressure sensor set to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 to 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 interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may 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 electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • 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 one 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 at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • the 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). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • 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, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a corresponding communication module 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, a legacy communication module).
  • the wireless communication module 192 uses 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.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined for 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 is a peak data rate for eMBB realization (eg, 20 Gbps or more), a loss coverage for mMTC realization (eg, 164 dB or less), or a U-plane latency for URLLC realization (eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) may be supported.
  • eMBB peak data rate for eMBB realization
  • a loss coverage for mMTC realization eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for URLLC realization eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • 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 selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen 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) may be additionally formed as a part of the antenna module 197 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) 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)
  • signal e.g. commands or data
  • Antenna matching is an example of a circuit structure required to ensure antenna performance, and the impedance of a radio frequency (RF) connection circuit 202 may be adjusted.
  • RF radio frequency
  • the first antenna 203 may be an antenna element including a metal material.
  • it may be a segmented shape of a metal edge.
  • the existing first antenna 203 forms the exterior of an electronic device (eg, terminal), and to improve the performance of the antenna, rather than changing the length of the first antenna 203,
  • a second antenna 204 as a separate antenna may be additionally provided.
  • a slit sharing hybrid antenna SSHA
  • the second antenna 204 may be formed by applying an additional antenna pattern to a separate carrier, and may be formed, for example, on a flexible printed circuit board (FPCB).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the second antenna 204 and the first antenna 203 may share one first feeding line 205 .
  • first antenna 203 and the second antenna 204 may be RF-connected 202 through one or more capacitors 206 for antenna matching.
  • the antenna radiation pattern is expanded and deformed by a separate second antenna 204 that shares the same first feeding line 205 and antenna matching circuit 201. It can be.
  • the antenna matching circuit 201 may include one or more capacitors 206. It can be seen that the first antenna 203 and the second antenna 204 are in a DC (direct current) disconnected state by one or more capacitors 206 .
  • the grip sensor 207 may be connected adjacent to the first antenna 203 .
  • the grip sensor 207 can recognize the approach of a human body with a change in capacitance (capacitance) of a sensing pad connected to the sensor, and for the operation of the grip sensor 207, the sensing pad , DC connection with IC for sensing processing may be required.
  • the grip sensor 207 is connected adjacent to the first antenna 203 to satisfy the SAR standard and can sense the radiation pattern of the first antenna 203 using a sensing pad, but the second antenna 204 ) is in a state where the connection with the grip sensor 207 is DC disconnected by one or more capacitors 206, the grip sensor 207 cannot sense the radiation pattern of the second antenna 204.
  • the grip sensor 207 connected adjacent to the first antenna 203 by one or more capacitors 206 positioned between the first antenna 203 and the second antenna 204 is connected to the first antenna 203. Only the sensing pad can sense the antenna pattern, and the antenna pattern by the second antenna 204 is DC disconnected from the grip sensor 207, so sensing may be difficult.
  • an inductor 208 may be connected between the first antenna 203 and the second antenna 204 .
  • the inductor 208 has characteristics of being short (short circuit) 209 in terms of DC and open in terms of RF, and using these characteristics, the first antenna 203 and the second antenna 204 may be coupled to an inductor 208 before passing through one or more capacitors 206 of the antenna matching circuit 201.
  • the first antenna 203 and the second antenna 204 may be shorted 209 in terms of DC and open in terms of RF by the inductor 208 .
  • the radiation performance is affected by using the characteristics of the DC short 209 and RF open of the inductor 208.
  • the expansion pattern of the SSHA can be sensed by the grip sensor 207 without
  • the inductor 208 may be connected in parallel with the antenna matching circuit 201 .
  • the inductor 208 is added before passing through the antenna matching circuit 201 so that the first antenna 203 and the second antenna 204 It can be shorted 209 on DC and open on RF.
  • an antenna radiation pattern extended by at least one second antenna 204 is utilized by a sensing pad of a grip sensor 207 connected adjacent to a first antenna 203.
  • the first antenna 203 and the second antenna 203 are connected by inductors 208 located next to (eg, in parallel with) the antenna matching circuit 201 of the first and second antennas.
  • a sensing pad of a grip sensor 207 adjacent to and connected to the first antenna 203 may be utilized, including a structure connecting the antennas 204 to each other.
  • the grip sensor 207 capable of recognizing the proximity of a human body in order to satisfy the SAR standard of the electronic device 101, to secure the performance of the first antenna 203, the first In the case of using the extended pattern of the second antenna 204 having the same first feeding line 205 as the antenna 203, the second antenna 204 electrically connected to the first antenna 203 through the inductor 208. ) can be used to improve the sensing range of the grip sensor 207 .
  • the sensing pad of the existing grip sensor 207 can sense an effect. there is. Additionally, if the electromagnetic waves absorbed by the human body are reduced due to the extension of the recognition distance of the sensing pad, there is an effect of improving radiation performance or additionally securing a SAR margin by increasing transmission power.
  • FIG. 3 illustrates an arrangement example of components included in a portion of an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments of the present disclosure.
  • Various embodiments of the present disclosure include a first antenna (eg, the first antenna 203 of FIG. 2A and 303 of FIG. 3 ), a second antenna (eg, the second antenna 204 of FIG. 2A , Descriptions of FIGS. 2A and 2B may be applied to 304 of FIG. 3 and inductors (eg, inductor 208 of FIG. 2B and inductor 305 of FIG. 3 ).
  • a first antenna eg, the first antenna 203 of FIG. 2A and 303 of FIG. 3
  • a second antenna eg, the second antenna 204 of FIG. 2A
  • Descriptions of FIGS. 2A and 2B may be applied to 304 of FIG. 3 and inductors (eg, inductor 208 of FIG. 2B and inductor 305 of FIG. 3 ).
  • the electronic device may include a printed circuit board, and at least a portion of the PCB may be disposed outside or at a corner of the electronic device.
  • the first antenna 303 and the inductor 305 are located on the second surface 301 corresponding to the top of the PCB, and the first surface corresponding to the bottom of the PCB.
  • the second antenna 304 is located.
  • at least one of the first antenna 303, the second antenna 304 and the inductor 305 may also be located on the same side of the PCB.
  • the connection relationship between the first antenna 303, the second antenna 304 and the inductor 305 may be applied to the descriptions of FIGS. 2A and 2B.
  • first surface 302 and the second surface 301 may be connected through one or more vias 306 .
  • FIG. 4 illustrates an example of an electronic device to which a circuit diagram according to various embodiments of the present disclosure is applied.
  • an electronic device eg, electronic device 101 of FIG. 1 or electronic device 401 of FIG. 4
  • a first antenna eg, first antenna 203 of FIG. 2A
  • the rest including the first antenna 403 in FIG. 4
  • the second antenna eg, the second antenna 204 in FIG. 2A , the second antenna 404 in FIG. 4
  • the configuration may be included on a printed circuit board (eg, sub PCB 402 in FIG. 4 ).
  • the descriptions of FIGS. 1 to 2B may be applied to each component and the connection relationship between the components.
  • a second antenna 204 which is a separate extended antenna that shares the same feeding and antenna matching with the first antenna 203, to improve the radiation performance of the first antenna 203
  • the grip sensor 207 for satisfying the SAR standard is connected to the antenna 203, before passing the first antenna 203 and the second antenna 204 through one or more capacitors 206 of the antenna matching circuit 201
  • the sensing pad of the grip sensor 206 can be expanded without affecting the radiation performance, thereby improving the recognition distance. That is, by electrically connecting the second antenna 204 and the first antenna 203 through the inductor 208, the radiation pattern of the grip sensor 207 with respect to the sensing pad is expanded.
  • Table 1 is a numerical comparison table before and after including the inductor 208 in the circuit diagram of the present disclosure.
  • Inductor e.g. SM-X706B
  • TRP Grip Sensor Total Radiation Power
  • TRP TRP recognition distance
  • One 6 11 44 100 140 161 5 113 225 FRONT SIDE BACK inductor before application 13.85 14.92 13.95 10.5 11.55 11.76 9.15 5.26 5.37 3.59 8 3 11 inductor After applying 14.22 14.77 14.32 10.38 11.45 11.84 9.73 5.48 5.34 3.47 12 7 13 DELTA 0.37 -0.15 0.37 -0.12 -0.1 0.08 0.58 0.22 -0.03 -0.12 4 4 2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

무선 통신을 수행하기 위한 전자 장치는, 피딩라인; 제1안테나; 상기 제1안테나와 상기 피딩라인을 통해 연결된 제2안테나; 상기 제1안테나와 인접하게 배치되고 연결되는 그립센서; 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 매칭하기 위한 적어도 하나의 캐패시터; 및 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 서로 전기적으로 연결하는 인덕터를 포함한다.

Description

그립센서 및 안테나를 포함하는 전자 장치
본 개시는 그립센서 및 안테나를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템이 급격하게 발전됨에 따라 무선 통신을 이용한 서비스의 수요가 늘어나면서 무선 통신 모듈을 포함하는 전자 장치의 보급이 늘어나고 있다. 무선 통신을 지원하는 전자 장치는 시스템의 효율적인 이용을 위하여 간소화되며 안테나 역시 고이득 특성을 만족하면서 간소화가 요구되고 있다.
무선 통신 장치는 전자파를 발생시키며, 안테나의 송신 성능 향상을 위해 안테나의 송신 전력이 높아질 수 있다. 상술한 바와 같이 발생된 전자파가 인체에 흡수되는 정도를 숫자로 표현한 것을 전자파흡수율(specific absorption rate; SAR)이라 한다. 전자파흡수율(SAR)로 인해 무선 통신 장치는 규격 상 송신 전력이 제한되는 경우가 있다.
무선 통신 장치에 그립 센서(grip sensor)를 포함하는 경우, 그립 센서는 인체의 접근을 인식하면 무선 통신 장치에서 송신하는 신호의 송신 전력은 SAR를 만족하는 적정 수준으로 유지된다. SAR는 통신 장치 종류별로 해당규격에서 규정하는 거리에서 측정되며, 그립 센서의 인식 거리가 해당규격에서 측정하는 거리를 초과하는 경우에는, 전자 장치는 인식 거리에서의 최대 송신 전력으로 전자파를 출력할 수 있다.
본 개시의 전자 장치가 인체와 거리가 멀어질수록 인체에 흡수되는 전자파는 낮아지므로, 그립 센서의 인식 거리가 늘어나면, 최대 송신 전력을 높여서 방사 성능을 개선할 수 있고, 송신 전력을 유지할 경우는 SAR 값의 마진을 추가적으로 확보할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, WiFi 6E (6GHz 대역)등 신규 주파수 밴드 적용 시, 추가 방사 성능 확보를 위해 별도의 안테나 확장 패턴 (SSHA: Slit Sharing Hybrid Antenna)이 사용되는 경우가 있다. 이 경우 기존의 센싱 패드로 추가된 확장 패턴까지 인식 거리를 확장할 필요가 있다.
금속(metal) 테두리의 분절 안테나(일 예로, 메탈 안테나)는 단말 외부에 드러나므로 디자인적으로 안테나 길이 변경을 이용한 성능 개선에 어려움이 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 별도의 안테나에 기반하여, 확장된 안테나 패턴을 그립 센서에 적용하기 위한 전자 장치가 제공될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따라, 무선 통신을 수행하기 위한 전자 장치는 피딩라인; 제1안테나; 상기 제1안테나와 상기 피딩라인을 통해 연결된 제2안테나; 상기 제1안테나와 인접하게 연결되는 그립 센서; 상기 제1안테나 및 상기 제2안테나를 매칭하도록 구성된 적어도 하나의 캐패시터; 및 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 서로 전기적으로 연결하는 인덕터를 포함한다.
상기 인덕터는 DC(direct current)에 대해 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 단락하도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 캐패시터는 상기 인덕터와 상기 제1 안테나 사이 또는 상기 인덕터와 상기 제 2 안테나 사이에 배치되지 않을 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 안테나 매칭 회로를 더 포함할 수 있고, 상기 인덕터는 상기 안테나 매칭 회로와 병렬로 연결될 수 있다.
상기 전자 장치는 인쇄 회로 기판을 더 포함할 수 있고, 여기서 상기 인쇄 회로 기판은 상기 제2안테나가 배치된 제1면; 및 상기 제1안테나와 상기 인덕터가 배치된 제2면을 포함할 수 있다.
상기 그립 센서, 상기 적어도 하나의 캐패시터 및 상기 인덕터 중 적어도 하나는 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있고, 상기 피딩라인에 연결될 수 있다.
상기 그립 센서는, 상기 제1안테나에 의한 방사 패턴 및 상기 제2안테나에 의한 방사 패턴 중 적어도 하나를 센싱하도록 구성될 수 있다.
상기 그립 센서는, 상기 피딩라인과 전기적으로 연결된 센싱 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 그립 센서는 상기 센싱 패드의 정전 용량(capacitance)의 변화량에 기초하여 상기 전자 장치에 접근하는 사용자를 센싱하도록 구성될 수 있다.
상기 그립 센서는 상기 센싱 패드를 통해 상기 제1안테나에 의한 방사 패턴 및 상기 제2안테나에 의한 방사 패턴 중 적어도 하나를 센싱하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따라, 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB); 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 안테나 매칭 회로; 피딩 라인; 상기 안테나 매칭 회로와 제1피딩 라인을 통해 연결되는 제1안테나; 상기 안테나 매칭 회로와 제1피딩 라인을 통해 연결되는 제2안테나; 및 상기 제1안테나 및 상기 제2안테나를 서로 전기적으로 연결하는 인덕터를 포함한다.
상기 인덕터는 DC(direct current)에 대해 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 단락하도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 캐패시터는 상기 인덕터와 상기 제1 안테나 사이 또는 상기 인덕터와 상기 제 2 안테나 사이에 배치되지 않을 수 있다.
상기 인덕터는 상기 안테나 매칭 회로와 병렬로 연결될 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판은 상기 제2안테나가 배치된 제1면 및 상기 제1안테나와 상기 인덕터가 배치된 제2면을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 제1안테나와 인접하고 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 그립 센서를 더 포함할 수 있고, 상기 그립 센서, 상기 적어도 하나의 캐패시터 및 상기 인덕터는 상기 피딩라인과 연결될 수 있다.
상기 그립 센서는, 상기 제1안테나에 의한 방사 패턴 및 상기 제2안테나에 의한 방사 패턴 중 적어도 하나를 센싱하도록 구성된 센싱 패드를 포함할 수 있다.
상기 그립 센서는 상기 센싱 패드의 정전 용량(capacitance)의 변화량에 기초하여 상기 전자 장치에 접근하는 사용자를 센싱하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치에서 안테나 패턴의 확장 및 변경에 따라 그립 센서의 센싱 범위를 확장할 수 있다.
본 개시의 특정 실시예들의 상기 및 다른 측면들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도 이다.
도 2a는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에 포함된 회로도를 도시한 블록도 이다.
도 2b는 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 회로도를 도시한 것이다.
도 3은 본 개시의 전자 장치의 일부분에 포함된 각 구성의 배치를 도시한 것이다.
도 4 는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 회로도를 적용한 전자 장치의 예시를 도시한 것이다.
여기에 포함되는 도면들 및 본 개시의 원칙들을 설명하기 위해 사용되는 다양한 실시 예들은 오직 예시만을 위한 것이며, 본 개시의 범위를 제한하는 방식으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 해당 기술 분야의 당업자들은 본 개시의 원칙들이 적합하게 배열된 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
하기에서 상세한 설명을 설명하기에 앞서, 이 특허 문서 전체에 걸쳐 사용되는 특정 단어들과 구문들의 정의를 설명하는 것이 바람직할 수 있다. 용어 "연결한다(couple)"와 그 파생어들은 두 개 혹은 그 이상의 엘리먼트들이 서로 물리적 접촉 상태에 있는지 그렇지 않든지, 상기 엘리먼트들 간의 어떤 직접적이거나 간접적인 통신을 나타낸다. "송신한다(transmit)", "수신한다(receive)", 그리고 "통신한다(communicate)" 라는 용어들뿐 아니라 그 파생어들은 직접 및 간접 통신 둘 다를 포함한다. "포함하다(include)" 및 "구비한다(comprise)"는 용어들 및 그 파생어들은 제한 없는 포함을 의미한다. "또는(or)"이라는 용어는 및/또는(and/or)을 의미하는 포괄적인 용어이다. "~와 연관된다(associated with)" 및 그 파생어들은 포함한다(include), ~ 내에 포함된다(be included within), ~와 상호 연결한다(interconnect with), 포함한다(contain), ~내에 포함된다(be contained within), ~로/와 연결한다(connect to or with), ~로/와 연결한다(couple to or with), ~와 통신할 수 있다(be communicable with), ~와 협력한다(cooperate with), 인터리브한다(interleave), 나란히 놓는다(juxtapose), ~에 근사하다(be proximate to), ~에/와 속박된다(be bound to or with), 가진다(have), ~의 특성을 가진다(have a property of), ~에 대한/와 관계를 가진다(have a relationship to or with)는 등의 의미이다. "컨트롤러(controller)"라는 용어는 적어도 한 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 또는 그 일부를 의미한다. 상기 컨트롤러는 하드웨어나 하드웨어와 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 임의의 특정 컨트롤러와 관련된 기능은 국지적이든 원격으로든 중앙 집중되거나 분산될 수 있다. "적어도 하나의(at least one of)"라는 구문은 아이템들의 리스트와 함께 사용될 때, 나열된 아이템들 중 하나 이상의 서로 다른 조합들이 사용될 수 있고, 그 리스트 내 오직 한 아이템만이 필요로 될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나"는 다음과 같은 조합들 중 어느 하나를 포함한다: A, B, C, A 및 B, A 및 C, B 및 C, 및 A와 B와 C. 마찬가지로, "집합"이라는 용어는 하나 이상을 의미한다. 따라서, 아이템들의 집합은 단일 아이템 또는 둘 혹은 그 이상의 아이템들의 모음일 수 있다.
또한, 하기에서 설명되는 다양한 기능들은 하나 혹은 그 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 구현되거나 지원될 수 있으며, 그 프로그램들 각각은 컴퓨터 리드 가능 프로그램 코드로 구성되고 컴퓨터 리드 가능 매체에서 실시된다. "애플리케이션" 및 "프로그램"이라는 용어는 하나 혹은 그 이상의 컴퓨터 프로그램들, 소프트웨어 컴포넌트들, 명령(instruction)들의 집합들, 절차들, 함수들, 오브젝트들, 클래스들, 인스턴스들, 관련 데이터, 또는 적합한 컴퓨터 리드 가능 프로그램 코드에서의 구현에 적합한 그 일부를 나타낸다. "컴퓨터 리드 가능 프로그램 코드"라는 구문은 소스 코드, 오브젝트 코드, 및 실행 코드를 포함하는 모든 타입의 컴퓨터 코드를 포함한다. "컴퓨터 리드 가능 매체"라는 구문은 리드 온니 메모리(read only memory: ROM), 랜덤 억세스 메모리(random access memory: RAM), 하드 디스크 드라이브, 컴팩트 디스크(compact disc: CD), 디지털 비디오 디스크(digital video disc: DVD), 또는 어떤 다른 유형의 메모리와 같이, 컴퓨터에 의해 억세스될 수 있는 모든 유형의 매체를 포함한다. "비일시적(non-transitory)" 컴퓨터 리드 가능 매체는 일시적인 전기 또는 기타 신호들을 송신하는 유선, 무선, 광학, 또는 기타 통신 링크들을 배제한다. 비일시적 컴퓨터 리드 가능 매체는 데이터가 영구적으로 저장될 수 있는 매체, 및 재기록 가능 광학 디스크나 삭제 가능 메모리 디바이스와 같이 데이터가 저장되고 나중에 덮어씌어질 수 있는 매체를 포함한다.
다른 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의가 이 특허 문서 전체에 걸쳐 제공된다. 당업자는 대부분의 경우들은 아니어도 많은 경우, 그러한 정의들이 그렇게 정의된 단어들 및 문구들의 이전뿐 아니라 이후 사용에도 적용된다는 것을 알 수 있을 것이다.
3GPP TS 36.213 section 5.1.2 'Physical Uplink Controll Channel'는 본 개시에 참조로서 포함될 수 있다. "안테나-관련 엘리먼트들(Antenna-related elements)"라는 용어는 RF 체인, PF 경로(혼합기, 전력 증폭기, 위상 시프터, 등), 패널, 물리 안테나 엘리먼트들, 등을 포함할 수 있는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록 도 이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 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, 인공지능 모델이 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 제1 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 제1 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, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 안테나 매칭을 위한 회로도를 도시한다. 안테나 매칭은 안테나의 성능을 보장하는데 필요한 회로 구조의 일 예시이고, RF(radio frequency) 연결 회로(202)의 임피던스를 조정할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 제1안테나(203)은 메탈 소재를 포함하는 안테나 엘리먼트(element)가 될 수 있다. 일 예로, 금속(metal) 테두리의 분절 형상이 될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 기존의 제1안테나(203)이 전자 장치(예를 들어, 단말)의 외부를 형성하며, 안테나의 성능 개선을 위하여는 제1안테나(203)의 길이를 변경하기 보다는, 별도의 안테나인 제2안테나(204)가 추가적으로 제공될 수 있다. 일 예로, 제1안테나(203)이 지원하지 않는 신규 주파수 대역에 대하여 추가적으로 확보할 경우 별도의 안테나로서 SSHA(slit sharing hybrid antenna)가 추가적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 별도의 캐리어에 추가된 안테나의 패턴이 적용됨으로써, 제2안테나(204)가 형성될 수 있고, 예를 들어 FPCB(flexible printed circuit board)상에 형성될 수 있다. 일 예로, 무선 통신을 수행하는 단말에 있어서, 제2안테나(204)는 제1안테나(203)와 하나의 제1피딩 라인(205)을 공유할 수 있다. 또한, 제1안테나(203)와 제2안테나(204)는 안테나 매칭을 위한 하나 이상의 캐패시터(206)을 통해 RF적으로 연결(202)될 수 있다. 또한, 제1안테나(203)의 방사 성능의 개선을 위하여 동일한 제1피딩 라인(205)과 안테나 매칭 회로(201)를 공유하는 별도의 제2안테나(204)에 의하여 안테나 방사 패턴이 확장 및 변형될 수 있다.
도2a를 참조하면, 안테나 매칭 회로(201)는 하나 이상의 캐패시터(206)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 캐패시터(206)에 의하여 제1안테나(203)과 제2안테나(204)는 DC(direct current) 적으로 끊어진 상태라고 볼 수 있다.
도 2a를 참조하면, 그립 센서(207)은 제1안테나(203)과 인접한 곳에 연결될 수 있다. 일 예로, 그립 센서(207)는 센서에 연결된 센싱 패드(sensing pad)의 정전 용량(캐패시턴스, capacitance)의 변화량으로 인체의 접근을 인식할 수 있고, 그립 센서(207)의 작동을 위하여 센싱 패드는, 센싱 처리를 위한 IC와 DC적 연결이 필요할 수 있다. 다만, 그립 센서(207)은 SAR규격의 만족을 위하여 제1안테나(203)에 인접하게 연결되어 제1안테나(203)의 방사 패턴을 센싱 패드를 활용하여 센싱할 수 있지만, 제2안테나(204)는 하나 이상의 캐패시터(206)에 의하여 그립 센서(207)과 DC적으로 연결이 끊어진 상태이므로 그립 센서(207)는 제2안테나(204)의 방사 패턴을 센싱할 수 없다. 일 예로, 제1안테나(203) 및 제2안테나(204) 사이에 위치하는 하나 이상의 캐패시터(206)에 의하여 제1안테나(203)에 인접하게 연결된 그립 센서(207)는 제1안테나(203)만 센싱 패드로 안테나 패턴을 센싱할 수 있고, 제2안테나(204)에 의한 안테나 패턴은 그립 센서(207)과 DC적으로 끊어져 있어 센싱이 어려울 수 있다.
도2b를 참조하면, 인덕터(208)은 제1안테나(203)과 제2안테나(204) 사이에 연결될 수 있다. 일 예로, 인덕터(208)은 DC 적으로는 short(단락)(209), RF적으로는 open(개방)되는 특성을 가지며 이러한 특성을 이용하여 제1안테나(203)과 제2안테나(204)를 안테나 매칭 회로(201)의 하나 이상의 캐패시터(206)를 통과하기 전에 인덕터(208)로 연결할 수 있다. 다시 말하면, 제1안테나(203)과 제2안테나(204)는 인덕터(208)에 의하여 DC 적으로는 단락(209)되고 RF 적으로는 개방 될 수 있다. 특히, 제1안테나(203)과 제2안테나(204)를 인덕터(208)을 사용하여 최단 거리로 연결하면 인덕터(208)의 DC short(209), RF open의 특성을 이용하여 방사 성능에 영향 없이 SSHA의 확장 패턴을 그립 센서(207)로 센싱할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 인덕터(208)은 안테나 매칭 회로(201)과 병렬로 연결될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 인덕터(208)은 제2안테나(204)가 추가되는 경우, 안테나 매칭 회로(201)을 통과하기 전에 추가되어 제1안테나(203)과 제2안테나(204)가 DC적으로는 단락(209)되고, RF적으로는 개방될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 전자 장치에 있어서, 적어도 하나의 제2 안테나(204)에 의해 확장되는 안테나 방사 패턴을 제1안테나(203)에 인접하여 연결된 그립 센서(207)의 센싱 패드를 활용할 수 있는 안테나 장치 및 구조를 제공한다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 제1안테나 및 제2안테나의 안테나 매칭 회로(201)의 옆에 위치된(예를 들어, 병렬로) 인덕터(208)에 의해제1안테나(203) 및 제2안테나(204) 사이를 연결하는 구조를 포함하여 제1안테나(203)에 인접하여 연결된 그립 센서(207)의 센싱 패드를 활용할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 전자 장치(101)의 SAR 규격의 만족을 위하여 인체의 근접을 인식할 수 있는 그립 센서(207)를 사용할 때, 제1안테나(203)의 성능 확보를 위하여 제1안테나(203)와 동일한 제1피딩 라인(205)를 가지는 제2안테나(204)의 확장 패턴을 사용하는 경우, 인덕터(208)를 통해 제1안테나(203)와 전기적으로 연결된 제2안테나(204)의 확장 패턴을 이용하여 그립 센서(207)의 센싱 범위를 개선할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 안테나(예를 들어, 제2안테나(204))의 추가에 의하여 안테나 방사 패턴이 확장 및 변형되더라도 기존의 그립 센서(207)의 센싱 패드가 센싱할 수 있는 효과가 있다. 추가적으로, 센싱 패드의 인식 거리 확장으로 인하여 인체에 흡수되는 전자파를 낮추면 송신 전력을 높여 방사 성능을 개선하거나 SAR 마진을 추가적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따라 전자 장치(예를 들어, 도 1의 전자 장치(101))의 일부분에 포함된 구성들의 배치 예를 도시한 것이다.
본 개시의 다양한 실시예는, 제1안테나(예를 들어, 도 2a의 제1안테나(203), 도 3의 303), 제2안테나(예를 들어, 도 2a의 제2안테나(204), 도 3의 304)와 인덕터(예를 들어, 도 2b의 인덕터(208), 도 3의 인덕터(305))에 대하여 도 2a 및 도 2b의 설명을 준용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 장치는 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있으며, PCB의 적어도 일부는 전자 장치의 외곽 또는 모서리에 배치될 수 있다. 일 예로, PCB의 위측(top)에 해당하는 제2면(301)에서는 제1안테나(303) 및 인덕터(305)가 위치하는 것으로 도시되고, PCB의 아래측(bottom)에 해당하는 제1면(302)에서는 제2안테나(304)가 위치하는 것으로 도시할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1안테나(303), 제2안테나(304) 및 인덕터(305)중 적어도 하나는 PCB의 동일한 면에도 위치할 수 있다. 제1안테나(303), 제2안테나(304)와 인덕터(305)의 연결관계는 도 2a 및 도 2b의 설명을 준용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 하나 이상의 via(306)을 통해 제1면(302)와 제2면(301)이 연결될 수 있다.
도 4 는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 회로도를 적용한 전자 장치의 예시를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(예를 들어, 도 1의 전자 장치(101), 도 4의 전자 장치(401)), 제1안테나(예를 들어, 도 2a의 제1안테나(203), 도4의 제1안테나(403)), 제2 안테나(예를 들어, 도2a의 제2안테나(204), 도 4의 제2안테나(404)), 및 안테나 매칭 회로(201)을 포함한 나머지 구성은 인쇄 회로 기판(예를 들어, 도 4의 sub PCB(402))에 포함될 수 있다. 각 구성 및 구성 간의 연결관계는 도1 내지 도2b의 설명을 준용할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은, 제1안테나(203)의 방사 성능 개선을 위해 제1안테나(203)동일한 피딩과 안테나 매칭을 공유하는 별도의 확장 안테나인 제2안테나(204)를 추가하고 제1안테나(203)에 SAR 규격 만족을 위한 그립 센서(207)가 연결된 경우, 제1안테나(203)와 제2안테나(204)를 안테나 매칭 회로(201)의 하나 이상의 캐패시터(206)를 통과하기 전에 인덕터(208)로 연결하여 방사 성능의 영향 없이 그립 센서(206)의 센싱 패드를 확장하여 인식 거리를 개선할 수 있다. 즉, 인덕터(208)를 통해 제2안테나(204)와 제1안테나(203)를 전기적으로 연결함으로써 그립 센서(207)의 센싱 패드에 대한 방사패턴이 확장된다. 그 결과, 센싱 패드의 인식 거리가 그에 따라 확장된다. 즉, 최대 송신 전력을 증가시켜 방사 성능을 개선시킬 수 있고, 최대 송신 전력을 유지하면 SAR 마진을 추가 확보할 수 있다. 표 1은 인덕터(208)을 본 개시의 회로도에 포함시키기 전과 후를 수치적으로 비교한 표이다.
인덕터(예:
SM-X706B)		 2.4G 11b 5G 11a 11ax 6E Grip Sensor
TRP(Total Radiation Power) TRP TRP 인식거리
1 6 11 44 100 140 161 5 113 225 FRONT SIDE BACK
인덕터
적용 전		 13.85 14.92 13.95 10.5 11.55 11.76 9.15 5.26 5.37 3.59 8 3 11
인덕터
적용 후		 14.22 14.77 14.32 10.38 11.45 11.84 9.73 5.48 5.34 3.47 12 7 13
DELTA 0.37 -0.15 0.37 -0.12 -0.1 0.08 0.58 0.22 -0.03 -0.12 4 4 2
상기 표 1을 참고하면 제1안테나(203) 및 제2안테나(204)의 사이에 인덕터(208)가 적용되기 이전 및 이후의 소모전력의 변화량은 크지 않지만 인식 거리에 있어서 대체적으로 상승한 것을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 통신을 수행하기 위한 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치는,
    피딩라인;
    제1안테나;
    상기 제1안테나와 상기 피딩라인을 통해 연결된 제2안테나;
    상기 제1안테나와 인접하게 배치되고 연결되는 그립 센서;
    상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 매칭하기 위한 적어도 하나의 캐패시터; 및
    상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 서로 전기적으로 연결하는 인덕터를 포함하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인덕터는 DC(direct current)에 대해 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 단락하도록 구성된, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,상기 인덕터와 상기 제1안테나 사이 또는 상기 인덕터와 상기 제2안테나 사이에는 상기 적어도 하나의 캐패시터가 배치되지 않는, 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전자 장치는 상기 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 안테나 매칭 회로를 더 포함하고,
    상기 인덕터는 상기 안테나 매칭 회로와 병렬로 연결되는, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전자 장치는 인쇄 회로 기판을 더 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은,
    상기 제2안테나가 배치된 제1면; 및
    상기 제1안테나와 상기 인덕터가 배치된 제2면을 포함하는, 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 그립 센서, 상기 적어도 하나의 캐패시터 및 상기 인덕터 중 적어도 하나는 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 상기 피딩라인에 연결되는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 그립 센서는, 상기 제1안테나에 의한 방사 패턴 및 상기 제2안테나에 의한 방사 패턴 중 적어도 하나를 센싱하도록 구성된, 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 그립 센서는, 상기 피딩라인과 전기적으로 연결된 센싱 패드를 더 포함하는, 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 그립 센서는 상기 센싱 패드의 정전 용량(capacitance)의 변화량에 기초하여 상기 전자 장치에 접근하는 사용자를 센싱하는, 전자 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 그립 센서는 상기 센싱 패드를 통해 상기 제1안테나에 의한 방사 패턴 및 상기 제2안테나에 의한 방사 패턴 중 적어도 하나를 센싱하는, 전자 장치.
  11. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB);
    상기 인쇄 회로 기판 상에 배치되는, 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 안테나 매칭 회로;
    피딩 라인; 및
    상기 안테나 매칭 회로와 상기 피딩 라인을 통해 연결되는 제1안테나; 및
    상기 안테나 매칭 회로와 상기 피딩 라인을 통해 연결되는 제2안테나를 포함하고,
    상기 제1안테나 및 상기 제2안테나를 서로 전기적으로 연결하는 인덕터를 포함하는, 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 인덕터는 DC(direct current)에 대해 상기 제1안테나와 상기 제2안테나를 단락하도록 구성된, 전자 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 인덕터와 상기 제1안테나 사이 또는 상기 인덕터와 상기 제2안테나 사이에는 상기 적어도 하나의 캐패시터가 배치되지 않는, 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 인덕터는 상기 안테나 매칭 회로와 병렬로 연결되는, 전자 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 제2안테나가 배치된 제1면 및 상기 제1안테나와 상기 인덕터가 배치된 제2면을 포함하는, 전자 장치.
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