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KR102415591B1 - 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 어레이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR102415591B1
KR102415591B1 KR1020170158719A KR20170158719A KR102415591B1 KR 102415591 B1 KR102415591 B1 KR 102415591B1 KR 1020170158719 A KR1020170158719 A KR 1020170158719A KR 20170158719 A KR20170158719 A KR 20170158719A KR 102415591 B1 KR102415591 B1 KR 102415591B1
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antenna array
communication
electronic device
circuit board
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전승길
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 커버 글래스, 상기 커버 글래스에 대향하는 후면 커버, 및 상기 커버 글래스와 상기 후면 커버 사이에 배치되는 복수의 통신 장치들을 포함하고, 상기 복수의 통신 장치들 각각은, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이의 일면에 배치되는 유전체, 상기 안테나 어레이의 타면에 배치되는 도전체, 및 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 안테나 어레이에 급전하고, 상기 안테나 어레이를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

안테나 어레이를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE FOR INCLUDING ANTENNA ARRAY}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 특정 방향으로 신호를 방사하기 위한 기술과 관련된다.
이동통신 기술의 발달로, 스마트폰(smartphone), 웨어러블(wearable) 기기 등 안테나를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 이러한 전자 장치는 안테나를 통해 각종 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 게임 등)를 송/수신할 수 있다. 특히, 안테나 어레이는 하나의 안테나보다 큰 유효 등방 방사 전력(effective isotropically radiated power; EIRP)을 가지므로, 각종 데이터를 보다 효율적으로 송/수신할 수 있다.
전자 장치에는 안테나 어레이 외 다른 부품들이 배치될 수 있다. 예컨대, 전자 장치 내에는 디스플레이, 인쇄 회로 기판 등이 안테나 어레이 위에 적층될 수 있다. 디스플레이는 각종 컨텐츠(예: 사진, 동영상 등)를 출력할 수 있고, 인쇄 회로 기판은 어플리케이션 프로세서(application processor), 메모리(memory) 등을 실장할 수 있다.
전자 장치의 크기가 점차 소형화 됨에 따라, 안테나 어레이와 상기 다른 부품들 간의 이격 거리는 매우 짧을 수 있다. 안테나 어레이와 다른 부품들 간의 이격 거리가 매우 짧으므로, 상기 다른 부품들은 안테나 어레이가 신호를 방사하는데 영향을 미칠 수 있다.
예컨대, 안테나 어레이는 특정 방향으로 신호를 방사할 수 있으나, 상기 다른 부품들이 안테나 어레이가 신호를 방사하는 방향을 왜곡시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 특정 방향으로 신호를 방사하지 못하거나, 특정 방향의 신호 송수신율이 현격히 저하될 수 있다.
또는, 상기 다른 부품들은 안테나 어레이의 빔 패턴(beam pattern)를 왜곡시킴으로써, 신호가 방사되지 않는 영역(예: null 영역)을 발생시킬 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 전술한 문제 및 본 문서에서 제기되는 과제들을 해결하기 위한 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 커버 글래스, 상기 커버 글래스에 대향하는 후면 커버, 및 상기 커버 글래스와 상기 후면 커버 사이에 배치되는 복수의 통신 장치들을 포함하고, 상기 복수의 통신 장치들 각각은, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이의 일면에 배치되는 유전체, 상기 안테나 어레이의 타면에 배치되는 도전체, 및 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 안테나 어레이에 급전하고, 상기 안테나 어레이를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 통신 장치는, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 복수의 방사체들, 상기 방사체들의 일면에 배치되는 유전체, 상기 방사체들의 타면에 배치되는 도전체, 및 상기 복수의 방사체들과 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 방사체들에 급전하고, 상기 방사체들을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 대향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 상기 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트를 통해 노출되는 터치스크린 디스플레이, 상기 디스플레이 및 후면 플레이트와 평행하고, 상기 디스플레이 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되고, 상기 전면 플레이트와 제1 거리만큼 이격된 제1 PCB(a first printed circuit board), 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트와 평행하고, 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되고, 상기 전면 플레이트와 상기 제1 거리보다 긴 제2 거리만큼 이격된 제2 PCB로서, 상기 전면 플레이트에서 바라보았을 때 상기 디스플레이와 부분적으로 겹치는 제2 PCB(a second printed circuit board), 상기 제2 PCB의 측면을 따라 상기 측면 부재의 일부와 평행한 방향으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들(elements)을 포함하는 안테나 어레이(antenna array), 상기 안테나 어레이 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되는 도전체 구조물(conductive structure), 상기 안테나 어레이 및 상기 전면 플레이트 사이에 배치되는 유전체 구조물(dielectric structure), 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되고, 20 GHz 내지 40 GHz 주파수 대역의 신호를 송수신하는 무선 통신 회로, 및 상기 디스플레이 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 신호 송수신율이 향상될 수 있다. 또한, 본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 신호가 방사되지 않는 영역이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 제1 통신 장치의 확대도를 나타낸다.
도 2b는 일 실시 예에 따른 제1 통신 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2c는 다른 실시 예에 따른 제1 통신 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도를 나타낸다.
도 4a는 비교 예에 따른 하우징에 조립되지 않은 통신 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 4c는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도 및 빔 패턴을 나타낸다.
도 5a는 다른 실시 예에 따른 통신 장치를 나타낸다.
도 5b는 다른 실시 예에 따른 통신 장치의 확대도를 나타낸다.
도 6a는 다른 실시 예에 따른 통신 장치의 실장 위치를 나타낸다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 통신 장치와 인쇄 회로 기판을 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도를 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블럭도이다.
도 10은 5G 통신을 지원하는 전자 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 통신 장치의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 커버 글래스(110)(cover glass), 후면 커버(120)(rear cover), 디스플레이(130)(display), 인쇄 회로 기판(140)(printed circuit board; PCB), 배터리(150)(battery), 및 복수 개의 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 커버 글래스(110)(또는 전면 플레이트)는 디스플레이(130)에 의해 생성된 빛을 투과시킬 수 있다. 또한, 커버 글래스(110) 상에서 사용자는 신체의 일부(예: 손가락)를 접촉하여 터치(전자 펜을 이용한 접촉을 포함함)를 수행할 수 있다. 커버 글래스(110)는, 예컨대, 강화 유리, 강화 플라스틱, 구부러질 수 있는(flexible) 고분자 소재 등으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 커버 글래스(110)는 글래스 윈도우(glass window)로도 참조될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 후면 커버(120)는 커버 글래스(110)와 결합할 수 있다. 후면 커버(120)는 커버 글래스(110)와 결합함으로써, 전자 장치(100)에 포함되는 각종 부품들(예: 디스플레이(130), 인쇄 회로 기판(140))을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 후면 커버(120)는, 강화유리, 플라스틱, 및/또는 금속 등으로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 후면 커버(120)는 후면 플레이트, 상기 후면 플레이트와 커버 글래스(110) 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함할 수 있다. 이 경우, 후면 플레이트와 측면 부재는 분리 가능할 수도 있고, 후면 플레이트와 측면 부재가 결합하여 일체형 후면 커버를 형성할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(130)는 커버 글래스(110)와 후면 커버(120) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이(130)는 인쇄 회로 기판(140)과 전기적으로 연결되어, 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 위젯, 또는 심볼 등)를 출력하거나, 사용자로부터 터치 입력(예: 터치, 제스처, 호버링(hovering) 등)을 수신할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(140)은 전자 장치(100)의 각종 전자 부품, 소자, 인쇄회로 등을 실장(mount)할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(140)은 AP(application processor), 복수 개의 통신 프로세서(또는, 모뎀)들, 및 메모리(memory) 등을 실장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 통신 프로세서는 서로 다른 통신 표준을 지원하는 프로세서들 일 수 있다. 예컨대, 복수 개의 통신 프로세서들은 제1 통신 프로세서 및 제2 통신 프로세서를 포함할 수 있다. 제1 통신 프로세서는 4세대 이동통신을 지원하는 통신 프로세서(예: 4G communication processor)일 수 있고, 제2 통신 프로세서는 5세대 이동통신을 지원하는 통신 프로세서(예: 5G communication processor)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(140)은 적어도 하나의 통신 회로를 더 포함할 수 있다. 통신 회로는 지정된 통신 표준을 지원하는 통신 회로들 일 수 있다. 예컨대, 인쇄 회로 기판(140)에는 복수 개의 통신 회로들을 포함할 수 있다. 복수 개의 통신 회로들은 제1 통신 회로 및 제2 통신 회로를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로는 5세대 이동통신을 지원하는 통신 회로(예: IFIC(inter frequency integrated circuit)) 일 수 있고, 제2 통신 회로는 4세대 이동통신을 지원하는 통신 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))일 수 있다. 본 문서에서 인쇄 회로 기판(140)은 제1 PCB(a first printed circuit board), 메인 PCB(main printed circuit board), 메인보드, 또는 PBA(printed board assembly)로 참조될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 배터리(150)는 화학 에너지와 전기 에너지를 양 방향으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 배터리(150)는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 디스플레이(130) 및 제1 PCB(140)에 탑재된 다양한 구성 혹은 모듈에 공급할 수 있다. 또는, 배터리(150)는 외부로부터 공급받은 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하여 저장할 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 PCB(140)에는 배터리(150)의 충방전을 관리하기 위한 전력 관리 모듈이 포함될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 복수 개의 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d) 각각은 통신 회로(예: 도 2a의 통신 회로(250))와 안테나 어레이(예: 도 2b의 안테나 어레이(220))를 포함할 수 있다. 통신 회로(250)는 안테나 어레이(220)에 급전하여 통신 신호(예: 20 GHz 내지 70 GHz 주파수 대역의 신호)를 송수신할 수 있다. 본 문서에서 통신 회로(250)는 5G RFIC(radio frequency integrated circuit)로 참조될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 회로(250)는 인쇄 회로 기판(140) 상에 배치될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 통신 회로(250)는 복수 개의 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d) 각각에 급전함으로써 특정 방향의 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)는 제1 통신 장치(161a) 및 제2 통신 장치(161b)을 통해 제1 방향으로 신호를 송수신할 수 있다. 다른 실시 예로, 전자 장치(100)는 제3 통신 장치(161c) 및 제4 통신 장치(161d)을 통해 제2 방향으로 신호를 송수신할 수 있다. 본 문서에서 제1 방향 및 제2 방향은 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d)이 신호를 송수신할 수 있는 임의의 방향을 의미할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 1에 도시된 실시 예는 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 도 1에 도시된 에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 1에 포함된 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d)의 개수, 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d)의 위치 등은 도 1에 도시된 바에 한정되지 않는다.
비교 예에 따른 전자 장치에 따르면, 디스플레이와 같은 전자 장치 내의 부품들이 빔 패턴 또는 신호의 전계 강도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 상기 부품들은 비교 예에 따른 전자 장치가 신호를 방사할 수 있는 방향 및 빔 패턴(beam pattern)을 왜곡시킬 수 있다. 이에 따라, 비교 예에 따른 전자 장치는 특정 방향으로 신호를 방사하지 못하거나, 특정 방향의 신호 송수신율이 감소할 수 있다. 본 문서에서 빔 패턴은 안테나 어레이가 방사하는 신호의 전계 강도를 나타낼 수 있다.
비교 예에 따른 전자 장치에 따르면, 커버 글래스와 후면 커버의 유전율이 다를 수 있다. 예를 들어 커버 글래스는 유리이고 후면 커버는 플라스틱일 수 있다. 커버 글래스와 후면 커버의 유전율이 다르므로, 커버 글래스와 후면 커버를 통과하는 과정에서 신호가 방사되는 방향이 왜곡되거나 빔 패턴이 왜곡될 수 있다. 특히, 특정 부분(예: 커버 글래스와 후면 커버의 접점 부근에서 발생하는 유전율의 불연속으로 인해 빔 패턴의 크기가 감소하는 현상이 발생할 수 있다. 빔 패턴의 크기가 감소한 영역(예: 널(null) 영역)을 통해서는 신호가 방사되는 양이 적을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 부품들의 영향을 감안하여 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d) 각각에 유전체(예: 도 2b의 유전체(230)) 및 도전체(예: 도 2b의 도전체(240))를 실장할 수 있다. 유전체(230) 및 도전체(240)는 통신 장치(예: 161a, 161b, 161c, 161d)가 신호를 방사할 수 있는 방향 및 빔 패턴을 디스플레이(130), 커버글래스(110) 또는 후면커버(120)와 같은 부품들을 감안하여 지정된 방향으로 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 특정 방향(예: 제1 방향 및 제2 방향)으로 신호를 방사할 수 있고, 상기 방향의 신호 송수신율을 향상시킬 수 있다.
본 문서에서 도 1에 도시된 통신 장치들(161a, 161b, 161c, 161d)은 전자 장치(100) 외 태블릿(tablet), 웨어러블 디바이스(wearable device), 공유기 등에도 실장될 수 있다. 또한, 본 문서에서 도 1에 도시된 전자 장치(100)의 구성들과 동일한 참조 부호를 갖는 구성들은, 도 1에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 제1 통신 장치의 확대도를 나타낸다. 도 2a는 제1 통신 장치(161a)의 구조를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 일 실시 예에 따른 제1 통신 장치의 단면도를 나타낸다. 도 2b는 도 2a에 도시된 통신 장치의 A-A´단면을 나타낸다.
도 2c는 다른 실시 예에 따른 제1 통신 장치의 단면도를 나타낸다. 도 2c는 도 2a에 도시된 통신 장치의 B-B´단면을 나타낸다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면 제1 통신 장치(161a)는 제2 PCB(210), 제1 안테나 어레이(220), 유전체(230), 도전체(240), 통신 회로(250), 및 제2 안테나 어레이(260)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 유전체(230)는 유전체 구조물로 참조될 수 있고, 도전체(240)는 도전체 구조물로 참조될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 PCB(210)는 제1 안테나 어레이(220)를 실장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 제2 PCB(210)는 복수의 층들을 포함할 수 있고 상기 복수의 층들 중 적어도 어느 하나는 유전체(예: 플라스틱)(dielectric substance)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 제2 PCB(210)는 "5G 모듈 PCB"로 참조될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(220)는 제2 PCB(210)의 가장 자리에 배치될 수 있다. 예컨대, 도 2a에 도시된 바와 같이 제1 안테나 어레이(220)는 제2 PCB(210)의 제1 측면(210-1)에 인접하게 배치될 수 있다. 도 2a에 도시되지 않았으나, 제1 안테나 어레이(220)는 제2 PCB(210)의 제2 측면(210-2)에 인접하게 배치될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(220)는 복수 개의 방사체들(221, 222, 223, 224)을 포함할 수 있다. 방사체들(221, 222, 223, 224) 각각은 제2 PCB(210)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 방사체들(221, 222, 223, 224) 각각은 제2 PCB(210) 내부에 위치하므로 제2 PCB(210) 외부로 노출되지 않을 수 있다. 본 문서에서 방사체는 안테나 엘리먼트(antenna element)로 참조될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(161a)는 제2 안테나 어레이(260)를 포함할 수 있다. 제2 안테나 어레이(260)는 제2 PCB(210)의 하부면(또는 후면 커버(120)를 향하는 면)상에 배치되거나, 상기 하부면에 인접하게 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면 제2 안테나 어레이(260)가 송수신할 수 있는 신호의 방향과, 제1 안테나 어레이(220)가 송수신할 수 있는 신호의 방향은 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제2 안테나 어레이(260)는 주로 -z 방향으로 신호를 방사할 수 있으나, 제1 안테나 어레이(220)는 제1 방향을 주된 방사 방향으로 신호를 방사할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 유전체(230)는 제1 안테나 어레이(220) 위에 배치될 수 있다. 도전체(240)(예: 금속)는 제1 안테나 어레이(220) 밑에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 도전체(240)는 제2 안테나 어레이(260)와 동일한 평면 상에 배치될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 제1 통신 장치(161a)의 형상, 제1 통신 장치(161a)의 구성, 방사체들(221, 222, 223, 224)의 개수, 방사체들(221, 222, 223, 224)의 위치 등은 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 본 문서에서 도 도 2a 내지 도 2c에 도시된 제1 통신 장치(161a)에 대한 설명은 제2 통신 장치(161b) 내지 제4 통신 장치(161d)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도를 나타낸다. 도 3은 도 2a에 도시된 통신 장치(161a)가 실장된 전자 장치(100)의 단면도이다.
비교 예에 따른 전자 장치에 따르면, 커버 글래스와 후면 커버의 유전율이 다를 수 있다. 커버 글래스와 후면 커버의 유전율이 다르므로, 커버 글래스와 후면 커버를 통과하는 과정에서 신호가 방사되는 방향이 왜곡되거나 빔 패턴이 왜곡될 수 있다. 예를 들어, 특정 부분(예: 커버 글래스와 후면 커버 의 접점 부근)에서 발생하는 유전율의 불연속으로 인해 빔 패턴의 크기가 감소하는 현상이 발생할 수 있다. 빔 패턴의 크기가 감소한 영역(예: 널(null) 영역)을 통해서는 신호가 방사되는 양이 적을 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제1 통신 장치(161a)에 유전체(230) 실장됨에 따라, 제1 통신 장치(161a)은 널 영역에 따른 신호의 감쇄를 완화할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(161a)에 도전체(240)가 실장됨에 따라, 제1 통신 장치(161a)는 주로 제3 방향으로 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 도전체(240)는 제1 안테나 어레이(220)에서 방사된 신호를 반사할 수 있고 이에 따라 제1 안테나 어레이(220)에서 방사된 신호의 주된 방사 방향이 제3 방향으로 변경 될 수 있다. 상기 제3 방향은 제1 안테나 어레이(220)가 신호를 방사하는 주된 방향일 뿐이며, 제1 안테나 어레이(220)는 제1 방향 및 제4 방향으로도 제3 신호 보다 약한 세기의 신호를 방사할 수 있다. 이에 따라 안테나 어레이(220)가 방사하는 신호는 특정한 모양(예: 타원형)의 빔 패턴을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(220)의 주된 방사 방향이 도전체(240)에 의해 제3 방향으로 변경 될 수 있다. 이 경우 제1 안테나 어레이(200)가 제4 방향으로 방사되는 신호의 세기가 제1 방향이 주된 방사방향 일 때 제3 방향으로 방사되는 양 보다 적어 질 수 있다. 이 경우, 제2 안테나 어레이(260)가 적어진 제4 방향 신호를 커버 할 수도 있다.
도 4a는 비교 예에 따른 하우징에 조립되지 않은 통신 모듈의 빔 패턴을 나타낸다. 본 문서에서 비교 예에 따른 통신 모듈(10)는 도 2b 또는 도 3의 유전체(230) 및 도전체(240)를 포함하지 않는 통신 모듈을 의미할 수 있다. 도 4a에 도시된 빔 패턴은 다른 부품들의 영향을 받지 않는 상태에서 측정한 통신 모듈(10)의 빔 패턴을 나타낼 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 빔 패턴을 나타낸다. 도 4b에 도시된 빔 패턴은 도 4a의 상태에서 도전체(240)을 포함시켜 측정한 통신 장치(161a)(또는 제1 안테나 어레이(220))의 빔 패턴을 나타낼 수 있다. 주된 방사 방향이 제1 방향에서 제3 방향으로 변경 될 수 있다.
도 4c는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도 및 빔 패턴을 나타낸다. 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(161a)가 전자 장치(100) 내에 배치될 경우, 통신 장치(161a)(또는 제1 안테나 어레이(220))에 의해 형성되는 빔 패턴을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 비교 예에 따른 통신 모듈(10)은 하우징에 조립되지 않고 도전체(240)를 포함하지 않은 통신 모듈(예: 도 10의 통신 모듈(1050))일 수 있다. 통신 모듈(10)은 통신 모듈(10)와 평행한 방향(예: 제1 방향)을 주된 방사 방향으로 신호를 방사할 수 있다. 또한, 비교 예에 따른 통신 모듈(10)은 하우징에 조립되지 않고, 도전체(240)를 포함하지 않으므로 빔 패턴(410)이 제1 방향, 제3 방향 및 제4 방향에서 방사 성능을 유지할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(161a)는 도전체(240)를 포함함에 따라 통신 장치(161a)가 배치된 평면에서 비스듬한 방향(예: 제3 방향)으로 주로 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 도전체(240)가 후면으로 방사되는 신호를 반사함으로써, 신호가 방사되는 주된 방사 방향이 제1 방향에서 제3 방향으로 변경될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도전체(240)가 통신 장치(161a)에 배치됨에 따라 빔 패턴(420)의 방향이 변경될 수 있다. 예컨대, 주된 신호의 방사 방향이 제3 방향으로 변경됨에 따라 빔 패턴(420)은 약 -30°내지 약 150° 사이에서 형성될 수 있다. 빔 패턴(420)의 크기는 약 -30° 및 약 150°에서 다소 작을 수 있으나 약 0°내지 120°에서 9 dB를 유지할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치(161a)가 전자 장치(100) 내에 배치되면, 커버 글래스(110), 후면 커버(120), 디스플레이(130), 또는 제1 PCB(140) 등의 영향을 받을 수 있다. 점선의 패턴(440)은 유전체(230)와 도전체(240) 없이 통신 장치(161a)가 전자 장치(100)에 배치 되었을 때의 제1 안테나 어레이(220)의 방사 패턴일 수 있다. 커버 글래스(110)와 후면 커버(120)의 접점 방향으로 널(Null) 영역이 형성되고 방사 배턴(440)이 도면 하단 방향으로 치우일 수 있다. 실선의 방사 패턴(430)은 도전체(240)와 유전체(230)를 통신 장치(161a)에 적용했을 때의 제1 안테나 어레이(220)의 방사 패턴일 수 있다. 도전체(240)에 의해 방사 방향이 도면 상단 방향으로 수정되고, 유전체(230)에 의해 널(Null) 영역이 개선 될 수 있다. 도면 하단 부분은 제2 안테나 어레이(260)의 방사 패턴으로 커버할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 다른 부품 또는 하우징들에 의한 성능 감소를 통신 장치(161a)에 도전체(240)와 유전체(230)을 포함하여 완화하거나 보완 할 수 있다.
도 5a는 다른 실시 예에 따른 통신 장치를 나타낸다. 도 5b는 다른 실시 예에 따른 통신 장치의 확대도를 나타낸다. 도 5b는 도 5a에 도시된 일부 영역(550)을 확대한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 통신 장치(500)는 인쇄 회로 기판(510)(또는 제2 PCB), 제1 안테나 어레이(521), 제2 안테나 어레이(522), 제1 유전체(531), 제2 유전체(532), 제1 도전체(541), 및 제2 도전체(542)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(510)은 제1 안테나 어레이(521), 제2 안테나 어레이(522), 제1 유전체(531), 제2 유전체(532), 제1 도전체(541), 및 제2 도전체(542)를 실장할 수 있다. 도 2a에 도시된 제2 PCB(210)에 대한 설명은 인쇄 회로 기판(510)에도 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(521) 및 제2 안테나 어레이(522)는 인쇄 회로 기판(510)의 가장 자리에 배치될 수 있다. 제1 안테나 어레이(521) 및 제2 안테나 어레이(522) 각각은 복수의 방사체들(또는 안테나 엘리먼트들)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 유전체(531)는 제1 안테나 어레이(521) 위에 배치될 수 있고, 제2 유전체(532)는 제2 안테나 어레이(522) 위에 배치될 수 있다. 제1 유전체(531)는 제1 안테나 어레이(521)에서 방사되는 신호의 왜곡을 완화 할 수 있다. 제2 유전체(532)는 제2 안테나 어레이(522)에서 방사되는 신호의 방사되는 신호의 왜곡을 완화 할 수 있다. 예를 들어 유전율이 다른 하우징의 전면 글래스와 후면 커버의 접점에서 발생하는 널(Null) 영역을 완화 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 도전체(541)는 제1 안테나 어레이(521) 밑에 배치될 수 있고, 제2 도전체(542)는 제2 안테나 어레이(522) 밑에 배치될 수 있다. 제1 도전체(541)는 제1 안테나 어레이(521)에서 방사되는 신호를 반사시킴으로써, 신호의 방향을 변경시킬 수 있다. 제2 도전체(542)는 제2 안테나 어레이(522)에서 방사되는 신호를 반사시킴으로써, 신호의 방향을 변경시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제1 도전체(541) 및 제2 도전체(542)는 도전체 시트(conductive sheet)를 포함할 수 있다.
도 5b를 참조하여 상세히 설명하면, 제2 안테나 어레이(522)에 포함된 방사체들 각각은 인쇄 회로 기판(510)의 측면에서 연장될 수 있다. 예컨대, 방사체(522-1)(제2 안테나 어레이(522)에 포함)의 일부는 인쇄 회로 기판(510)의 측면에서 수직하는 방향으로 연장될 수 있다. 방사체(522-1)의 나머지 일부는 인쇄 회로 기판(510)의 측면과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 본 문서에서 제2 안테나 어레이(522)에 대한 설명은 제1 안테나 어레이(521)에도 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 유전체(532)는 제2 안테나 어레이(522) 위에 배치될 수 있다. 제2 유전체(532)의 두께는 인쇄 회로 기판(510)의 두께 보다 두꺼울 수 있다. 일 실시 예에 따르면 제2 유전체(532)는 인쇄 회로 기판(510)과 실질적으로 동일한 물질(예: 플라스틱)로 구성될 수 있다. 본 문서에서 제2 유전체(532)에 대한 설명은 제1 유전체(531)에도 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 도전체(542)는 제2 안테나 어레이(522) 밑에 배치될 수 있다. 제2 도전체(542)의 두께는 제2 유전체(532) 및 인쇄 회로 기판(510)의 두께 보다 상대적으로 얇을 수 있다. 일 실시 예에 따르면 제2 도전체(542)는 제2 유전체(532) 및 인쇄 회로 기판(510)과 달리 도전성 물질(예: 메탈)로 구성될 수 있다. 본 문서에서 제2 도전체(542)에 대한 설명은 제1 도전체(541)에도 적용될 수 있다.
도 6a는 다른 실시 예에 따른 통신 장치의 실장 위치를 나타낸다. 도 6a는 도 5a에 도시된 통신 장치(500)가 후면 커버(610)에 실장된 모습을 나타낸다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 통신 장치와 인쇄 회로 기판을 나타낸다. 도 6b는 도 5a에 도시된 통신 장치(500) 위에 인쇄 회로 기판(620)(또는 제1 PCB)이 실장된 모습을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(620)과 후면 커버(610) 사이의 이격 거리는 통신 장치(500)와 후면 커버(610) 사이의 이격 거리보다 멀 수 있다. 본 문서에서 도 5a에 도시된 통신 장치(500)와 동일한 참조 부호를 갖는 구성 요소들은 도 5a에서 설명한 내용이 적용될 수 있다.
도 6a를 참조하면 전자 장치(600)는 후면 커버(610) 및 통신 장치(500)를 포함할 수 있다. 후면 커버(610)는 전자 장치(600)의 후면 외관을 형성할 수 있다. 도 1에 도시된 후면 커버(120)에 대한 설명은 후면 커버(610)에도 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 통신 장치(500)는 후면 커버(610)의 가장 자리에 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 통신 장치(500)는 후면 커버(610)의 제1 측면(611)과 제2 측면(612) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 장치(500)는 접착 물질을 통해 후면 커버(610)에 부착될 수 있다.
도 6a에 도시되지 않았으나, 전자 장치(600)는 복수 개의 통신 장치들을 포함할 수 있다. 각각의 통신 장치는 후면 커버(610)의 가장 자리에 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 전자 장치(600)는 4개의 통신 장치들을 포함할 수 있고, 4개의 통신 장치들 각각은 후면 커버(610)의 모서리에 배치될 수 있다. 또한, 각각의 통신 장치들은 접착 물질을 통해 후면 커버(610)에 부착될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(620)(또는 제1 PCB)은 통신 장치(500) 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 유전체(531) 및 제2 유전체(532)가 소정의 두께를 가지므로, 인쇄 회로 기판(620)은 제1 유전체(531) 및 제2 유전체(532) 위에 실장될 수 있다. 이에 따라, 통신 장치(500)의 인쇄 회로 기판(510)(또는 제2 PCB)과 인쇄 회로 기판(620)(또는 제1 PCB)은 제1 유전체(531) 및 제2 유전체(532)의 두께만큼 이격 거리를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 제1 PCB(140)에 대한 설명은 인쇄 회로 기판(620)에도 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(600)는 유전체들(531, 532) 및 도전체들(541, 542)을 포함함에 따라 하우징 및 다른 부품들에 의한 성능 저하를 완화 하거나 보완 할 수 있다. 예컨대, 제1 도전체(541)가 제1 안테나 어레이(521)에 결합됨에 따라 제1 안테나 어레이(521)가 신호를 방사할 수 있는 방향이 변경될 수 있다. 제1 도전체(541)가 제1 안테나 어레이(521)에 결합된 상태에서 제1 안테나 어레이(521)는 주로 제3 방향으로 신호를 방사할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 도전체(542)가 제2 안테나 어레이(522)에 결합됨에 따라 제2 안테나 어레이(522)가 신호를 방사할 수 있는 방향이 변경될 수 있다. 제2 도전체(542)가 제2 안테나 어레이(522)에 결합된 상태에서 제2 안테나 어레이(522)는 주로 제5 방향으로 신호를 방사할 수 있다.
본 문서에서 도 6a 및 도 6b에 도시된 전자 장치(600)와 동일한 참조 부호를 갖는 구성 요소들은 도 6a 및 도 6b에서 설명한 내용이 적용될 수 있다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 단면도를 나타낸다.
도 7을 참조하면 전자 장치(700)는 커버 글래스(710), 후면 커버(720), 제1 PCB(620), 제2 PCB(510), 통신 회로(730), 및 제2 추가 유전체(740)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 커버 글래스(110) 및 후면 커버(120)에 대한 설명은 커버 글래스(710) 및 후면 커버(720)에도 각각 적용될 수 있다.
통신 회로(730)는 제2 PCB(510) 에 배치될 수 있다. 통신 회로(730)는 제1 안테나 어레이(521) 및 제2 안테나 어레이(522)에 급전 할 수 있다. 본 문서에서 도 2a에 도시된 통신 회로(250)에 대한 설명은 도 7의 통신 회로(730)에도 적용될 수 있다.
통신 회로(730)는 제1 안테나 어레이(521)에 급전할 경우, 제1 안테나 어레이(521) 밑에 배치되는 도전체(541)는 제1 안테나 어레이(521)에서 방사되는 신호를 반사할 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나 어레이(521)는 주된 방사 방향을 제1 방향이 아닌 제3 방향으로 신호를 방사할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 추가 유전체(740)는 커버 글래스(710)와 후면 커버(720) 사이의 유전율 차를 보정할 수 있다. 예컨대, 추가 유전체(740)가 커버 글래스(710)와 후면 커버(720) 사이에 배치됨에 따라 빔 패턴의 크기가 감소되는 영역(예: null 영역)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 7에 도시된 전자 장치(700)는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 실시 예들은 도 7에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예컨대, 커버 글래스(710) 및/또는 후면 커버(720)의 두께를 조절하여 널(null) 영역이 발생하는 것을 완화할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 커버 글래스, 상기 커버 글래스에 대향하는 후면 커버, 및 상기 커버 글래스와 상기 후면 커버 사이에 배치되는 복수의 통신 장치들을 포함하고, 상기 복수의 통신 장치들 각각은, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이의 일면에 배치되는 유전체, 상기 안테나 어레이의 타면에 배치되는 도전체, 및 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 안테나 어레이에 급전하고, 상기 안테나 어레이를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 안테나 어레이는 복수의 방사체들을 포함하고, 상기 유전체는 상기 복수의 방사체들의 일면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 도전체는 상기 복수의 방사체들의 타면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 인쇄 회로 기판은, 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 형성되는 측면을 포함하고, 상기 안테나 어레이는, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 통신 회로는 상기 제1 면과 지정된 기울기를 갖는 방향으로 상기 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 안테나 어레이는 상기 인쇄 회로 기판의 가장 자리(periphery)에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 커버 글래스와 상기 후면 커버는 서로 다른 유전율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 후면 커버는 제1 엣지, 상기 제1 엣지에 대향하는 제2 엣지, 상기 제1 엣지의 일단과 상기 제2 엣지의 일단을 연결하는 제3 엣지, 및 상기 제1 엣지의 타단과 상기 제2 엣지의 타단을 연결하는 제4 엣지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 복수의 통신 장치들은, 상기 제1 엣지와 상기 제3 엣지 사이에 배치되는 제1 통신 장치, 상기 제1 엣지와 상기 제4 엣지 사이에 배치되는 제2 통신 장치, 상기 제2 엣지와 상기 제3 엣지 사이에 배치되는 제3 통신 장치, 및 상기 제2 엣지와 상기 제4 엣지 사이에 배치되는 제4 통신 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 상기 커버 글래스와 상기 통신 장치들 사이에 배치되는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 복수의 통신 장치들 각각은, 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 패치 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 통신 회로는 상기 안테나 어레이를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 제1 방향으로 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나에 급전하고 상기 패치 안테나를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 상기 제1 방향과 지정된 기울기를 갖는 제2 방향으로 제2 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 상기 커버 글래스와 상기 통신 회로 사이에 배치되는 추가 인쇄 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치는, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 복수의 방사체들, 상기 방사체들의 일면에 배치되는 유전체, 상기 방사체들의 타면에 배치되는 도전체, 및 상기 복수의 방사체들과 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 방사체들에 급전하고, 상기 방사체들을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 인쇄 회로 기판은 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 형성되는 측면을 포함하고, 상기 방사체들 각각은 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 통신 회로는 상기 제1 면과 지정된 기울기를 갖는 방향으로 상기 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 복수의 방사체들은 상기 인쇄 회로 기판의 가장 자리(periphery)에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치는 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 패치 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 통신 회로는 상기 방사체들을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 제1 방향으로 제1 신호를 송수신하고, 상기 패치 안테나에 급전하고 상기 패치 안테나를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 상기 제1 방향과 지정된 기울기를 갖는 제2 방향으로 제2 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 대향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 상기 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트를 통해 노출되는 터치스크린 디스플레이, 상기 디스플레이 및 후면 플레이트와 평행하고, 상기 디스플레이 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되고, 상기 전면 플레이트와 제1 거리만큼 이격된 제1 PCB(a first printed circuit board), 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트와 평행하고, 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되고, 상기 전면 플레이트와 상기 제1 거리보다 긴 제2 거리만큼 이격된 제2 PCB로서, 상기 전면 플레이트에서 바라보았을 때 상기 디스플레이와 부분적으로 겹치는 제2 PCB(a second printed circuit board), 상기 제2 PCB의 측면을 따라 상기 측면 부재의 일부와 평행한 방향으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들(elements)을 포함하는 안테나 어레이(antenna array), 상기 안테나 어레이 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되는 도전체 구조물(conductive structure), 상기 안테나 어레이 및 상기 전면 플레이트 사이에 배치되는 유전체 구조물(dielectric structure), 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되고, 20 GHz 내지 40 GHz 주파수 대역의 신호를 송수신하는 무선 통신 회로, 및 상기 디스플레이 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제2 PCB는 상기 제1 PCB 보다 작은 사이즈를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제2 PCB는 상기 후면 플레이트를 향하는 표면을 포함하고, 상기 도전체 구조물은 상기 표면에 부착되는 도전체 시트(conductive sheet)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 상기 제2 PCB 상에(on the second PCB) 마운트된 안테나 엘리먼트들의 배열(a matrix of antenna elements)을 더 포함할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 네트워크 환경(800)에서 전자 장치(801)(예: 도 1의 전자 장치(100), 도 6a의 전자 장치, 또는 도 7의 전자 장치(700))는 제 1 네트워크(898)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(802)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(899)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(804) 또는 서버(808)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)는 서버(808)를 통하여 전자 장치(804)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)는 프로세서(820), 메모리(830), 입력 장치(850), 음향 출력 장치(855), 표시 장치(860), 오디오 모듈(870), 센서 모듈(876), 인터페이스(877), 햅틱 모듈(879), 카메라 모듈(880), 전력 관리 모듈(888), 배터리(889), 통신 모듈(890), 가입자 식별 모듈(896), 및 안테나 모듈(897)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(801)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(860) 또는 카메라 모듈(880))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(860)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(876)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(820)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(840))를 구동하여 프로세서(820)에 연결된 전자 장치(801)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(820)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(876) 또는 통신 모듈(890))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(832)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(834)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(820)는 메인 프로세서(821)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(821)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(823)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(823)는 메인 프로세서(821)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(823)는, 예를 들면, 메인 프로세서(821)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(821)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(821)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(821)와 함께, 전자 장치(801)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(860), 센서 모듈(876), 또는 통신 모듈(890))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(823)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(880) 또는 통신 모듈(890))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(830)는, 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(820) 또는 센서모듈(876))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(840)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(830)는, 휘발성 메모리(832) 또는 비휘발성 메모리(834)를 포함할 수 있다.
프로그램(840)은 메모리(830)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(842), 미들 웨어(844) 또는 어플리케이션(846)을 포함할 수 있다.
입력 장치(850)는, 전자 장치(801)의 구성요소(예: 프로세서(820))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(801)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(855)는 음향 신호를 전자 장치(801)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(860)는 전자 장치(801)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(860)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(870)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(870)은, 입력 장치(850)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(855), 또는 전자 장치(801)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(876)은 전자 장치(801)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(876)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(877)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(877)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(878)는 전자 장치(801)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(879)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(879)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(880)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(880)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(888)은 전자 장치(801)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(889)는 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(890)은 전자 장치(801)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802), 전자 장치(804), 또는 서버(808))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(890)은 프로세서(820)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(890)은 무선 통신 모듈(892)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(894)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(898)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(899)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(890)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(892)은 가입자 식별 모듈(896)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(801)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(897)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(890)(예: 무선 통신 모듈(892))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(899)에 연결된 서버(808)를 통해서 전자 장치(801)와 외부의 전자 장치(804)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(802, 804) 각각은 전자 장치(801)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(801)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(801)로 전달할 수 있다. 전자 장치(801)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 무선 통신 모듈(892)은 MST 통신 모듈(910) 또는 NFC 통신 모듈(930)을 포함하고, 전력 관리 모듈(888)은 무선 충전 모듈(950)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 안테나 모듈(997)은 MST 통신 모듈(910)과 연결된 MST 안테나(997-1), NFC 통신 모듈(930)과 연결된 NFC 안테나(997-3), 및 무선 충전 모듈(950)과 연결된 무선 충전 안테나(997-5)을 포함하는 복수의 안테나들을 별도로 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 8와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.
MST 통신 모듈(910)은 프로세서(820)로부터 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 수신하고, MST 안테나(997-1)를 통해 상기 수신된 신호에 대응하는 자기 신호를 생성한 후, 상기 생성된 자기 신호를 외부의 전자 장치(802)(예: POS 장치)에 전달할 수 있다. 일실시예에 따르면, 예를 들어, MST 통신 모듈(910)은 MST 안테나(997-1)에 연결된 하나 이상의 스위치들을 포함하는 스위칭 모듈을 포함하고(미도시), 이 스위칭 모듈을 제어하여 MST 안테나(997-1)에 공급되는 전압 또는 전류의 방향을 변경할 수 있다. 이는 MST 안테나(997-1)를 통해 송출되어, 예를 들면, 무선 근거리 통신(898)을 통해 외부의 전자 장치(802)에 전달되는 자기 신호(예: 자기장)의 방향을 변경할 수 있다. 방향이 변경된 상태로 전달된 자기 신호는 마그네틱 카드가 전자 장치(802)의 카드 리더기에 읽히면서(swiped) 발생하는 자기장과 유사한 형태 및 효과를 야기할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(802) 에서 상기 자기 신호의 형태로 수신된 결제 관련 정보 및 제어 신호는, 예를 들면, 네트 워크(899)를 통해 결제 서버(예: 서버(808))로 송신될 수 있다.
NFC 통신 모듈(930)은 프로세서(820)로부터 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 획득하고, 상기 획득된 신호를 NFC 안테나(997-3)를 통해 외부의 전자 장치(802)로 송신할 수 있다. 일실시예에 따르면, NFC 통신 모듈(930)은, NFC 안테나(997-3)을 통하여 외부의 전자 장치(802)로부터 송출된 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 수신할 수 있다.
무선 충전 모듈(950)은 무선 충전 안테나(997-5)를 통해 외부의 전자 장치(802)(예: 휴대폰 또는 웨어러블 디바이스)로 전력을 무선으로 송신하거나, 또는 외부의 전자 장치(802)(예: 무선 충전 장치)로부터 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 무선 충전 모듈(950)은, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식을 지원할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 안테나(997-1), NFC 안테나(997-3), 또는 무선 충전 안테나(997-5) 중 일부 안테나들은 방사부의 적어도 일부를 서로 공유할 수 있다. 예를 들면, MST 안테나(997-1)의 방사부는 NFC 안테나(997-3) 또는 무선 충전 안테나(997-5)의 방사부로 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. MST 안테나(997-1), NFC 안테나(997-3), 또는 무선 충전 안테나(997-5)가 방사부의 적어도 일부 영역을 공유하는 경우, 안테나 모듈(997)은 무선 통신 모듈(892)(예: MST 통신 모듈(910) 또는 NFC 통신 모듈(930)) 또는 전력 관리 모듈(예: 무선 충전 모듈(950))의 제어에 따라 안테나들(997-1, 997-3, 또는 997-3)의 적어도 일부를 선택적으로 연결 또는 분리(예: open)하기 위한 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(801)가 무선 충전 기능을 사용하는 경우, NFC 통신 모듈(930) 또는 무선 충전 모듈(950)은 상기 스위칭 회로를 제어함으로써 NFC 안테나(997-3) 및 무선 충전 안테나(997-5)에 의해 공유된 방사부의 적어도 일부 영역을 일시적으로 NFC 안테나(997-3)와 분리하고 무선 충전 안테나(997-5)와만 연결할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(910), NFC 통신 모듈(930), 또는 무선 충전 모듈(950)의 적어도 일부 기능은 외부의 프로세서(예: 프로세서(820))에 의해 제어될 수 있다. 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(910) 또는 NFC 통신 모듈(930)의 지정된 기능(예: 결제 기능)들은 신뢰된 실행 환경(trusted execution environment, TEE)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 신뢰된 실행 환경(TEE)은, 예를 들면, 상대적으로 높은 수준의 보안이 필요한 기능(예: 금융 거래, 또는 개인 정보 관련 기능)을 수행하기 위해 메모리(830)의 적어도 일부 지정된 영역이 할당되고, 이 지정된 영역에 대한 접근은, 예를 들면, 접근 주체 또는 실행하는 어플리케이션에 따라 구분하여 제한적으로 허용되는 실행 환경일 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 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(836) 또는 외장 메모리(838))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(840))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(801))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(820))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 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, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 10은 5G 통신을 지원하는 전자 장치(1000)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(1000)는 하우징(1010), 프로세서(1040), 통신 모듈(1050)(예: 도 8의 통신 모듈(890)), 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 제4 통신 장치(1024), 제1 도전성 라인(1031), 제2 도전성 라인(1032), 제3 도전성 라인(1033), 또는 제4 도전성 라인(1034)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(1010)은 전자 장치(1000)의 다른 구성요소들을 보호할 수 있다. 하우징(1010)은, 예를 들어, 프런트 플레이트(front plate), 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는(facing away) 후면 플레이트(back plate), 및 후면 플레이트에 부착되거나 후면 플레이트와 일체로 형성되고, 전면 플레이트와 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재(또는 메탈 프레임)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1000)는 적어도 하나의 통신 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 또는 제4 통신 장치(1024)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 또는 제4 통신 장치(1024)는 하우징(1010)의 내부에 위치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 전면 플레이트 위에서 볼 때, 제1 통신 장치(1021)은 전자 장치(1000)의 좌측 상단에 배치될 수 있고, 제2 통신 장치(1022)은 전자 장치(1000)의 우측 상단에 배치될 수 있고, 제3 통신 장치(1023)은 전자 장치(1000)의 좌측 하단에 배치될 수 있고, 제4 통신 장치(1024)은 전자 장치(1000)의 우측 하단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1040)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, GPU(graphic processing unit), 카메라의 이미지 신호 프로세서, 또는 baseband processor(또는, 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP))) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1040)는 SoC(system on chip) 또는 SiP(system in package)으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1050)은 적어도 하나의 도전성 라인을 이용하여 적어도 하나의 통신 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 제1 도전성 라인(1031), 제2 도전성 라인(1032), 제3 도전성 라인(1033), 또는 제4 도전성 라인(1034)을 이용하여, 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 제4 통신 장치(1024)과 전기적으로 연결될 수 있다. 통신 모듈(1050)은 baseband processor, RFIC, 또는 IFIC를 포함할 수 있다. 통신 모듈(1050)은 프로세서(1040)(예: 어플리케이션 프로세서 (AP))와 별개의 baseband processor 를 포함할 수 있다. 제1 도전성 라인(1031), 제2 도전성 라인(1032), 제3 도전성 라인(1033), 또는 제4 도전성 라인(1034)은, 예를 들어, 동축 케이블, 또는 FPCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1050)은 제 1 Baseband Processor(BP)(미도시), 또는 제 2 Baseband Processor(미도시)를 포함할 수 있다. 전자 장치(1000)는 제1 BP(또는 제2 BP)와 프로세서(1040) 사이에 칩(chip) 간 통신을 지원하기 위한, 하나 이상의 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1040)와 제1 BP 또는 제2 BP는 상기 칩 간 인터페이스(inter processor communication channel)를 사용하여 데이터를 송수신 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 BP 또는 제2 BP는 다른 개체들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 제1 BP는, 예를 들어, 제1 네트워크(미도시)에 대한 무선 통신을 지원할 수 있다. 제2 BP는, 예를 들어, 제2 네트워크(미도시)에 대한 무선 통신을 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 BP 또는 제2 BP는 프로세서(1040)와 하나의 모듈을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 BP 또는 제2 BP는 프로세서(1040)와 통합적으로 형성(integrally formed)될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제1 BP 또는 제2 BP는 하나의 칩(chip)내에 배치되거나, 또는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1040)와 적어도 하나의 Baseband Processor(예: 제 1 BP)는 하나의 칩(SoC chip)내에 통합적으로 형성되고, 다른 Baseband Processor(예: 제 2 BP)는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시), 또는 제2 네트워크(미도시)는 도 8의 네트워크(899)에 대응할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시) 및 제2 네트워크(미도시) 각각은 4G(4th generation) 네트워크 및 5G(5th generation) 네트워크를 포함할 수 있다. 4G 네트워크는 예를 들어, 3GPP에서 규정되는 LTE(long term evolution) 프로토콜을 지원할 수 있다. 5G 네트워크는 예를 들어, 3GPP에서 규정되는 NR(new radio) 프로토콜을 지원할 수 있다.
도 11은 통신 장치(1100)의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 11을 참조하면, 통신 장치(1100)은 통신 회로(1130)(예: RFIC), PCB(1150), 적어도 하나의 안테나 어레이(예: 제1 안테나 어레이(1140), 또는 제2 안테나 어레이(1145))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PCB(1150)에는 통신 회로, 또는 적어도 하나의 안테나 어레이가 위치할 수 있다. 예를 들어, PCB(1150)의 제1 면에는 제1 안테나 어레이(1140), 또는 제2 안테나 어레이(1145)가 배치되고, PCB(1150)의 제 2면에는 RFIC(1130)가 위치할 수 있다. PCB(1150)는 전송선로(예: 도 10의 제1 도전성 라인(1031), 동축 케이블)을 이용하여 다른 PCB(예: 도 10의 통신 모듈(1050)가 배치된 PCB)와 전기적으로 연결하기 위한 동축 케이블 커넥터 또는 B-to-B(board to board) 커넥터가 포함될 수 있다. 상기 PCB(1150)는 예를 들어, 동축 케이블 커넥터를 이용하여 통신 모듈(1050)가 배치된 PCB와 동축 케이블로 연결되고, 동축 케이블은 송신 및 수신 IF 신호 또는 RF 신호의 전달을 위해 이용될 수 있다. 또 다른 예로, B-to-B 커넥터를 통해서, 전원이나 그 밖의 제어 신호가 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(1140), 또는 제2 안테나 어레이(1145)는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 안테나 엘리먼트들은 패치 안테나, 또는 다이폴 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(1140)에 포함된 안테나 엘리먼트는 전자 장치(1000)의 후면 플레이트를 향해 빔을 형성하기 위해 패치 안테나일 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 어레이(1145)에 포함된 안테나 엘리먼트는 전자 장치(1000)의 측면 부재를 향해 빔을 형성하기 위해 다이폴 안테나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(1130)는 24GHZ에서 30GHZ 또는 37GHz 에서 40GHz를 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 회로(1130)는 주파수를 업 컨버터 또는 다운 컨버터 할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 장치(1021)에 포함된 통신 회로는 통신 모듈(1050)로부터 제1 도전성 라인(1031)을 통해 수신한 IF 신호를 업 컨버터 할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 통신 장치(1021)에 포함된 제1 안테나 어레이(1140) 또는 제2 안테나 어레이(1145)를 통해 수신한 밀리미터 웨이브 신호를 다운 컨버터 하여 제1 도전성 라인(1031)을 이용하여 통신 모듈(1050)에 전송할 수 있다.

Claims (23)

  1. 전자 장치에 있어서,
    커버 글래스,
    상기 커버 글래스에 대향하는 후면 커버, 및
    상기 커버 글래스와 상기 후면 커버 사이에 배치되는 복수의 통신 장치들을 포함하고,
    상기 복수의 통신 장치들 각각은:
    인쇄 회로 기판,
    상기 인쇄 회로 기판에 배치되고, 제1 방향을 향하는 일면 및 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 향하는 타면을 포함하는 안테나 어레이,
    상기 안테나 어레이의 상기 일면의 상기 제1 방향에 배치되는 유전체,
    상기 안테나 어레이의 상기 타면의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 안테나 어레이로부터 방사된 신호의 적어도 일부의 방향을 지정된 방향으로 변경하는 도전체, 및
    상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고,
    상기 통신 회로는:
    상기 안테나 어레이에 급전하고, 상기 안테나 어레이를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신하는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 복수의 방사체들을 포함하고, 상기 유전체는 상기 복수의 방사체들의 일면에 배치되는, 전자 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 도전체는 상기 복수의 방사체들의 타면에 배치되는, 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은, 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 형성되는 측면을 포함하고,
    상기 안테나 어레이는, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 배치되는, 전자 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 통신 회로는 상기 제1 면과 지정된 기울기를 갖는 방향으로 상기 신호를 송수신하 는, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 상기 인쇄 회로 기판의 가장 자리(periphery)에 배치되는, 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버 글래스와 상기 후면 커버는 서로 다른 유전율을 갖는, 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 후면 커버는 제1 엣지, 상기 제1 엣지에 대향하는 제2 엣지, 상기 제1 엣지의 일단과 상기 제2 엣지의 일단을 연결하는 제3 엣지, 및 상기 제1 엣지의 타단과 상기 제2 엣지의 타단을 연결하는 제4 엣지를 포함하는, 전자 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 통신 장치들은, 상기 제1 엣지와 상기 제3 엣지 사이에 배치되는 제1 통신 장치, 상기 제1 엣지와 상기 제4 엣지 사이에 배치되는 제2 통신 장치, 상기 제2 엣지와 상기 제3 엣지 사이에 배치되는 제3 통신 장치, 및 상기 제2 엣지와 상기 제4 엣지 사이에 배치되는 제4 통신 장치를 포함하는, 전자 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버 글래스와 상기 통신 장치들 사이에 배치되는 디스플레이를 더 포함하는, 전자 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 통신 장치들 각각은, 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 패치 안테나를 더 포함하는, 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 회로는 상기 안테나 어레이를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 제1 방향으로 제1 신호를 송수신하고,
    상기 패치 안테나에 급전하고 상기 패치 안테나를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 상기 제1 방향과 지정된 기울기를 갖는 제2 방향으로 제2 신호를 송수신하는, 전자 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버 글래스와 상기 통신 회로 사이에 배치되는 추가 인쇄 회로 기판을 더 포함하는, 전자 장치.
  14. 통신 장치에 있어서,
    인쇄 회로 기판,
    상기 인쇄 회로 기판에 배치되고, 제1 방향을 향하는 일면 및 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 향하는 타면을 포함하는 복수의 방사체들,
    상기 방사체들의 상기 일면의 상기 제1 방향에 배치되는 유전체,
    상기 방사체들의 상기 타면의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 방사체들로부터 방사된 신호의 적어도 일부의 방향을 지정된 방향으로 변경하는 도전체, 및
    상기 복수의 방사체들과 전기적으로 연결되는 통신 회로를 포함하고,
    상기 통신 회로는 상기 방사체들에 급전하고, 상기 방사체들을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 송수신하는, 통신 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 형성되는 측면을 포함하고,
    상기 방사체들 각각은 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에 배치되는, 통신 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 통신 회로는 상기 제1 면과 지정된 기울기를 갖는 방향으로 상기 신호를 송수신하는, 통신 장치.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 복수의 방사체들은 상기 인쇄 회로 기판의 가장 자리(periphery)에 배치되는, 통신 장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 패치 안테나를 더 포함하는, 통신 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 통신 회로는 상기 방사체들을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 제1 방향으로 제1 신호를 송수신하고,
    상기 패치 안테나에 급전하고 상기 패치 안테나를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 상기 제1 방향과 지정된 기울기를 갖는 제2 방향으로 제2 신호를 송수신하는, 통신 장치.
  20. 전자 장치에 있어서,
    전면 플레이트, 상기 전면 플레이트와 대향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 상기 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징,
    상기 전면 플레이트를 통해 노출되는 터치스크린 디스플레이,
    상기 디스플레이 및 후면 플레이트와 평행하고, 상기 디스플레이 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되고, 상기 전면 플레이트와 제1 거리만큼 이격된 제1 PCB(a first printed circuit board),
    상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트와 평행하고, 상기 전면 플레이트 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되고, 상기 전면 플레이트와 상기 제1 거리보다 긴 제2 거리만큼 이격된 제2 PCB로서, 상기 전면 플레이트에서 바라보았을 때 상기 디스플레이와 부분적으로 겹치는 제2 PCB(a second printed circuit board),
    상기 제2 PCB의 측면을 따라 상기 측면 부재의 일부와 평행한 방향으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들(elements)을 포함하는 안테나 어레이(antenna array),
    상기 안테나 어레이 및 상기 후면 플레이트 사이에 배치되는 도전체 구조물(conductive structure),
    상기 안테나 어레이 및 상기 전면 플레이트 사이에 배치되는 유전체 구조물(dielectric structure),
    상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결되고, 20 GHz 내지 40 GHz 주파수 대역의 신호를 송수신하는 무선 통신 회로, 및
    상기 디스플레이 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하는, 전자 장치.
  21. ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 20에 있어서,
    상기 제2 PCB는 상기 제1 PCB 보다 작은 사이즈를 갖는, 전자 장치.
  22. ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 20에 있어서,
    상기 제2 PCB는 상기 후면 플레이트를 향하는 표면을 포함하고,
    상기 도전체 구조물은 상기 표면에 부착되는 도전체 시트(conductive sheet)를 포함하는, 전자 장치.
  23. ◈청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 20에 있어서,
    상기 제2 PCB 상에(on the second PCB) 마운트된 안테나 엘리먼트들의 배열(a matrix of antenna elements)을 더 포함하는, 전자 장치.
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