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KR102526543B1 - 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR102526543B1
KR102526543B1 KR1020180107590A KR20180107590A KR102526543B1 KR 102526543 B1 KR102526543 B1 KR 102526543B1 KR 1020180107590 A KR1020180107590 A KR 1020180107590A KR 20180107590 A KR20180107590 A KR 20180107590A KR 102526543 B1 KR102526543 B1 KR 102526543B1
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antenna
electronic device
antenna elements
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mode
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임병만
김동연
박세현
윤수민
이윤재
조영준
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되는 안테나 구조체로서, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제1 서브 안테나 구조체, 상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 제1 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제2 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제2 서브 안테나 구조체, 상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제3 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제3 서브 안테나 구조체, 및 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들과 함께 2차원 배열 형태를 이루도록 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제4 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제4 서브 안테나 구조체를 포함하는 안테나 구조체, 및 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제3 안테나 엘리먼트들 및 상기 제4 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 이용하여 3GHz 및 100GHz사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 통신 회로를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 {AN ELECTRONIC DEVICE COMPRISING AN ANTENNA MODULE}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
IT(information technology)의 발달에 따라, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer)과 같은 다양한 유형의 전자 장치들이 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나 모듈을 이용하여 다른 전자 장치 또는 기지국과 무선으로 통신할 수 있다.
최근에는 전자 장치에 의한 네트워크 트래픽의 급격한 증가로, 고주파 대역(대략 3GHz 이상)의 신호를 이용한 5세대 이동 통신(5G) 기술이 개발되고 있다. 전자 장치는 상기 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신하기 위한 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 고주파수 대역의 신호가 사용되면 신호의 파장 길이가 밀리미터 단위로 짧아질 수 있고, 대역폭을 더 넓게 사용할 수 있어 보다 더 많은 양의 정보를 송신 또는 수신할 수 있다.
고주파수 대역의 신호는 강한 직진성을 가질 수 있다. 전자 장치는 강한 직진성을 가지는 신호를 송신 또는 수신하기 위해 어레이 안테나를 통한 빔포밍 기술을 이용할 수 있다. 빔포밍 기술은 지정된 방향으로 빔을 형성하고 상기 형성된 빔을 이용하여 상기 지정된 방향에 위치한 기지국 또는 다른 전자 장치와 통신하는 기술로 이해될 수 있다.
전자 장치는 다양한 사용 환경에서 사용자에게 지정된 수준 이상의 통신 성능을 제공하는 것이 요구될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 전자 장치의 자세, 사용자의 파지 형태, 또는 기지국(또는 외부의 다른 전자 장치)의 방향에 무관하게 통신 성능을 지정된 수준 이상으로 유지시킬 필요가 있다. 그런데 고주파수 대역의 신호는 상기 언급된 바와 같이 강한 직진성을 가지므로, 전자 장치는 서로 상이한 방향으로 빔을 형성하도록 설정된 복수의 안테나 모듈이 필요할 수 있다.
전자 장치의 소형화가 요구되면서 전자 장치 내부의 실장 공간은 제한적일 수 있다. 상기와 같이 복수의 안테나 모듈을 실장하는 것은 전자 장치 내부의 공간 효율성을 저하시킬 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 안테나 구조체에 포함된 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 이용하여 신호를 송신 및/또는 수신하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되는 안테나 구조체로서, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제1 서브 안테나 구조체, 상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 제1 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제2 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제2 서브 안테나 구조체, 상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제3 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제3 서브 안테나 구조체, 및 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들과 함께 2차원 배열 형태를 이루도록 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제4 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제4 서브 안테나 구조체를 포함하는 안테나 구조체, 및 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제3 안테나 엘리먼트들 및 상기 제4 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 이용하여 3GHz 및 100GHz사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 통신 회로를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 전자 장치의 자세, 사용자의 파지 형태, 또는 기지국(또는 외부의 다른 전자 장치)의 방향 등에 무관하게 통신 성능을 지정된 수준 이상으로 유지할 수 있다. 또한, 안테나 모듈에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 효율적 배치를 통해, 전자 장치 내부에서 안테나 모듈이 차지하는 공간을 보다 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 사용자는 보다 작고 보다 향상된 성능의 전자 장치를 사용할 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 2는 일 실시 예에 따른, 안테나 모듈의 사시도를 나타낸다.
도 3a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치에서 안테나 구조체와 통신 회로의 연결 관계를 나타낸다.
도 3b는 다른 실시 예에 따른, 전자 장치에서 안테나 구조체와 통신 회로의 연결 관계를 나타낸다.
도 3c는 또 다른 실시 예에 따른, 전자 장치에서 안테나 구조체와 통신 회로의 연결 관계를 나타낸다.
도 4a는 일 실시 예에 따른, 제1 모드로 동작하는 전자 장치를 나타낸다.
도 4b는 일 실시 예에 따른, 제1 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 4c는 다른 실시 예에 따른, 제1 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 5a는 일 실시 예에 따른, 제2 모드로 동작하는 전자 장치를 나타낸다.
도 5b는 일 실시 예에 따른, 제2 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 5c는 다른 실시 예에 따른, 제2 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 6a는 일 실시 예에 따른, 제3 모드로 동작하는 전자 장치를 나타낸다.
도 6b는 일 실시 예에 따른, 제3 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 7은 일 실시 예에 따른, 5G 통신을 수행하는 전자 장치의 회로도를 나타낸다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 9는 5G 통신을 지원하는 전자 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 측면 베젤 구조(110), 제1 지지 부재(111)(예: 브라켓(bracket)), 전면 플레이트(120), 디스플레이(130), 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(140), 배터리(150), 안테나 모듈(160), 제2 지지 부재(170)(예: 리어 케이스(rear case)), 및 후면 플레이트(180)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(100)는, 도 1에 도시된 구성 요소들 중 일부(예: 제1 지지 부재(111) 또는 제2 지지 부재(170))를 생략하거나 도 1에 도시되지 않은 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
측면 베젤 구조(110)는 전면 플레이트(120) 및 후면 플레이트(180)와 결합되어 전자 장치(100)의 하우징을 형성할 수 있다. 상기 하우징은 전자 장치(100)의 외관을 형성하고 전자 장치(100)의 내부에 배치된 구성 요소들을 외부 환경(수분, 충격 등)으로부터 보호할 수 있다.
일 실시 예에서, 측면 베젤 구조(110)는 전면 플레이트(120)의 일부 및/또는 후면 플레이트(180)의 일부와 함께 상기 하우징의 측면(또는 측면 부재)을 형성할 수 있다. 상기 측면은 전면 플레이트(120)가 배치되는 제1 면 및 후면 플레이트(180)가 배치되는 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 영역으로 이해될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 하우징의 측면은 실질적으로 사각형, 예컨대, 직사각형 또는 둥근 사각형과 동일 또는 유사하게 네 개의 코너를 가지는 형태일 수 있다. 본 명세서에서 전면 플레이트(120)은 제1 플레이트로 참조될 수 있고, 후면 플레이트(180)는 제2 플레이트로 참조될 수 있다.
제1 지지 부재(111)는 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(110)와 연결되거나 측면 베젤 구조(110)와 일체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지지 부재(111)는 전자 장치(100) 내부에 배치되는 전자 부품들, 예컨대, 인쇄 회로 기판(140), 인쇄 회로 기판(140)에 배치된 전자 부품, 또는 다양한 기능을 수행하는 각종 모듈들(예: 안테나 모듈(160))을 전면 플레이트(120)의 방향에서 지지 또는 고정할 수 있다.
전면 플레이트(120)는 측면 베젤 구조(110) 및 후면 플레이트(180)와 결합되어 하우징을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전면 플레이트(120)는 전자 장치(100)의 전면에서 발생할 수 있는 충격으로부터 전자 장치(100) 내부의 구성, 예컨대, 디스플레이(130)를 보호할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전면 플레이트(120)는 디스플레이(130)에서 발생하는 빛 또는 전자 장치(100)의 전면에 배치되는 각종 센서(예: 이미지 센서, 홍채 센서, 또는 근접 센서)로 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다.
디스플레이(130)는 전면 플레이트(120)의 일 면에 인접하여 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(130)는 인쇄 회로 기판(140) 과 전기적으로 연결되어, 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 위젯, 또는 심볼)를 출력하거나, 사용자로부터 터치 입력(예: 터치, 제스처, 호버링(hovering))을 수신할 수 있다.
인쇄 회로 기판(140)은 전자 장치(100)의 각종 전자 부품, 소자, 또는 인쇄 회로를 실장(mount)할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(140)은 AP(application processor), CP(communication processor), 또는 IF IC(intermediate frequency integrated circuit)를 실장할 수 있다. 본 문서에서 인쇄 회로 기판(140)은 제1 PCB(a first printed circuit board), 메인 PCB(main printed circuit board), 메인 보드, 또는 PBA(printed board assembly)로 참조될 수 있다.
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 인쇄 회로 기판(140)에 탑재된 다양한 구성 혹은 모듈에 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(140)에는 배터리(150)의 충전 및 방전을 관리하기 위한 전력 관리 모듈이 포함될 수 있다.
안테나 모듈(160)은 밀리미터 웨이브 신호(millimeter wave signal)를 이용하여 기지국 또는 다른 전자 장치와 통신하기 위한 모듈일 수 있다. 본 문서에서, 상기 밀리미터 웨이브 신호는 예컨대, 3GHz 내지 100GHz의 주파수 대역을 가지는 RF(radio frequency) 신호로 이해될 수 있다. 본 문서에서 안테나 모듈(160)은 "안테나 구조체" 또는 "통신 장치"로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(160)은 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 일렬로 배치됨으로써 1×n(또는 n×1) 형태의 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 사각형 형태로 배치됨으로써 n×m 형태의 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 다양한 실시 에에 따르면, 안테나 모듈(160)은 서로 상이한 방향을 향해 빔을 형성하는 복수의 어레이 안테나들을 포함할 수 있고, 상기 복수의 어레이 안테나들은 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 공유할 수도 있다. 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트는 복수의 어레이 안테나에서 공유되므로 안테나 모듈(160)의 크기는 감소할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 형성된 어레이 안테나들 각각은 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신하기 위한 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 형성되는 적어도 하나의 빔의 형태는 어레이 안테나에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 형성되는 적어도 하나의 빔은 어레이 안테나에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 종류, 배치 형태, 또는 배치 방향에 기초하여 상이한 방향 또는 크기를 가질 수 있다. 전자 장치(100)는 상기 서로 상이한 형태로 형성되는 적어도 하나의 빔을 이용하여 전자 장치(100)를 중심으로 다양한 방향에 위치한 기지국 또는 다른 전자 장치와 밀리미터 웨이브 신호를 통한 통신을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(160)은 전자 장치(100)의 가장자리, 예컨대, 하우징의 측면의 적어도 일부와 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 하우징이 도 1에 도시된 바와 같이 사각형 또는 실질적인 사각형 형태인 경우, 안테나 모듈(160)은 상기 하우징의 측면의 어느 하나의 코너에 인접하여 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 다르게, 둘 이상의 안테나 모듈(160)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 제1 안테나 모듈 및 제2 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제1 안테나 모듈은 측면의 제1 코너에 인접하여 배치되고, 상기 제2 안테나 모듈은 상기 제1 코너와 상이한 제2 코너에 인접하여 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(160)이 배치되는 위치는 도 1에 한정되지 않는다. 예를 들면, 안테나 모듈(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(140) 및 제2 지지 부재(170) 사이에 배치될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 다르게, 제2 지지 부재(170) 및 후면 플레이트(180) 사이에 배치될 수 있다. 다른 예를 들면, 안테나 모듈(160)은 제2 지지 부재(170)와 동일한 평면에 배치될 수도 있다.
제2 지지 부재(170)는 후면 플레이트(180)와 인쇄 회로 기판(140) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 지지 부재(170)는 제1 지지 부재(111)와 동일 또는 유사하게, 전자 장치(100) 내부의 전자 부품들을 후면 플레이트(180)의 방향에서 지지 또는 고정할 수 있다.
후면 플레이트(180)는 측면 베젤 구조(110) 및 전면 플레이트(120)와 결합되어 하우징을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 후면 플레이트(180)는 전자 장치(100)의 후면에서 발생할 수 있는 충격으로부터 전자 장치(100) 내부의 구성을 보호할 수 있다.
본 문서에서 도 1에 도시된 전자 장치(100)의 구성들과 동일한 참조 부호를 갖는 구성들은, 도 1에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른, 안테나 모듈의 사시도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 안테나 모듈(160), 예컨대, 안테나 구조체(160)은 제1 서브 안테나 구조체(161), 제2 서브 안테나 구조체(162), 제3 서브 안테나 구조체(163), 및/또는 제4 서브 안테나 구조체(164)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 안테나 구조체(160)는 도 2에 도시되지 않은 구성을 더 포함할 수도 있고, 도 2에 도시된 구성 중 일부를 생략할 수도 있다. 예를 들면, 안테나 구조체(160)는 하부, 예컨대, -Z축 방향에 배치되고 제1 서브 안테나 구조체(161), 제2 서브 안테나 구조체(162), 제3 서브 안테나 구조체(163), 및/또는 제4 서브 안테나 구조체(164)에 포함되는 안테나 엘리먼트들과 전기적으로 연결된 통신 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 서브 안테나 구조체(161), 제2 서브 안테나 구조체(162), 제3 서브 안테나 구조체(163), 및/또는 제4 서브 안테나 구조체(164)는 인쇄 회로 기판에 실장될 수 있다. 예컨대, 안테나 구조체(160)는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판의 일부 영역에 제1 서브 안테나 구조체(161), 제2 서브 안테나 구조체(162), 제3 서브 안테나 구조체(163), 및/또는 제4 서브 안테나 구조체(164)가 각각 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 서브 안테나 구조체(161)는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1)은 적어도 하나의 패치 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1)은 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 패치 안테나를 포함할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 다르게 둘 이상의 패치 안테나를 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 서브 안테나 구조체(161)는 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a) 및/또는 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b)을 포함할 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, (22-1a) 및/또는 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b)은 각각 적어도 하나의 다이 폴 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a) 및 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b)은 서로 수직한 방향을 향해 배치될 수 있다. 예를 들면, 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a)은 제1 서브 안테나 구조체(161)로부터 제2 서브 안테나 구조체(162)가 배치된 방향, 예컨대, 제1 방향(예: X축 방향)과 반대 방향을 향해 배치될 수 있다. 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b)은 제1 서브 안테나 구조체(161)로부터 제3 서브 안테나 구조체(163)가 배치된 방향, 예컨대, 제2 방향(예: -Y축 방향)과 반대 방향을 향해 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 서브 안테나 구조체(162)는 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)은 제1 서브 안테나 구조체(161)로부터 제1 방향, 예컨대, X축 방향을 향해 배치된 적어도 하나의 패치 안테나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)의 수는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)은 도 2에 도시된 바와 같이 세 개의 패치 안테나를 포함할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 다르게 한 개, 두 개, 또는 네 개 이상의 패치 안테나를 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 제1 서브 안테나 구조체(161)에 포함되는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제2 서브 안테나 구조체(162)에 포함되는 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)은 제1 안테나 어레이를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 서브 안테나 구조체(162)는 Y축 방향을 향해 배치된 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(222)은 적어도 하나의 다이 폴 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2)은 제1 서브 안테나 구조체(161)에 포함되는 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b)과 함께 제4 안테나 어레이를 형성할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 서브 안테나 구조체(163)는 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)은 제1 서브 안테나 구조체(161)로부터 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향, 예컨대, -Y축 방향을 향해 배치된 복수의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)의 수는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)은 도 2에 도시된 바와 같이 세 개의 패치 안테나를 포함할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 다르게 한 개, 두 개, 또는 네 개 이상의 패치 안테나를 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 제1 서브 안테나 구조체(161)에 포함되는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제3 서브 안테나 구조체(163)에 포함되는 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)은 제2 안테나 어레이를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 서브 안테나 구조체(163)는 -X축 방향을 향해 배치된 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(222)은 적어도 하나의 다이 폴 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3)은 제1 서브 안테나 구조체(161)에 포함되는 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a)과 함께 제5 안테나 어레이를 형성할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제4 서브 안테나 구조체(164)는 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)은 적어도 하나의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)은 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2) 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 및 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3) 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들과 2차원 배열 형태, 예컨대, 2×2의 배열 형태를 이루는 하나의 패치 안테나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)의 수는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)은 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2) 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 및 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3) 중 적어도 일부와 3×3의 배열 형태를 이루도록 배치되는 네 개의 패치 안테나들을 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 상기 2차원 배열 형태를 이루는 복수의 안테나 엘리먼트들은 제3 안테나 어레이를 형성할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 구조체(160) 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(예: 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 중 적어도 일부)는 복수의 안테나 어레이(예: 제1 안테나 어레이, 제2 안테나 어레이, 또는 제3 안테나 어레이)에서 공유됨으로써 효율성을 증대시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 공유되는 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 구조체(160)는 복수의 방향을 향해 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있으면서, 그와 동시에, 보다 작은 크기를 가질 수 있다. 본 문서에서 도 2에 도시된 안테나 구조체(160)의 구성들과 동일한 참조 부호를 갖는 구성들은, 도 2에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치에서 안테나 엘리먼트들과 통신 회로의 연결 관계를 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 전자 장치(300a)는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1), 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2), 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3), 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4), 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a), 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b), 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2), 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3), 및/또는 통신 회로(310a)를 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 복수의 안테나 엘리먼트들, 예컨대, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1), 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2), 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3), 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4), 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a), 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b), 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2), 및/또는 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3)은 도 2에 도시된 안테나 구조체(160)에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 간략히 나타낸 것으로 이해될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(300a)는 도 3a에 도시된 구성 중 일부를 생략하거나 도 3a에 도시되지 않은 구성을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 전자 장치(300a)는 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a), 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b), 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2), 및 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3) 중 일부는 생략할 수도 있다. 다른 예를 들면, 전자 장치(300a)는 도 3a에 도시되지 않은 패치 안테나들을 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들은 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1)을 포함하는 복수의 안테나 어레이들을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)은 제1 안테나 어레이(31)를 형성할 수 있고, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)은 제2 안테나 어레이(32)를 형성할 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)을 포함하는 2차원 배열 형태를 이루는 안테나 엘리먼트들은 제3 안테나 어레이(33)를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(31), 제2 안테나 어레이(32), 및 제3 안테나 어레이(33)는 서로 상이한 방향으로 통신하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 안테나 어레이(31), 제2 안테나 어레이(32), 및 제3 안테나 어레이(33)는 최대 안테나 이득에 대한 방향의 적어도 일부는 서로 상이할 수 있다. 전자 장치(300a)는 상기 서로 상이한 방향을 향해 기지국 또는 다른 전자 장치와 통신할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(300a)는 상기 복수의 안테나 어레이(예: 제1 안테나 어레이(31), 제2 안테나 어레이(32), 또는 제3 안테나 어레이(33))를 이용하여 모든 방향을 향해 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 제6 그룹 안테나 엘리먼트(22-1b) 및 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2)은 제4 안테나 어레이(34)를 형성할 수 있고, 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a) 및 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3)은 제5 안테나 어레이(35)를 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제4 안테나 어레이(34) 및 제5 안테나 어레이(35)는 서로 상이한 방향, 예컨대, 서로 수직한 방향으로 통신하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300a)에 포함되는 각각의 안테나 엘리먼트들은 통신 회로(310a)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300a)에 포함되는 안테나들(21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 22-1a, 22-1b, 22-2, 22-3) 각각은 도선들을 통해 통신 회로(310a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나들(21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 22-1a, 22-1b, 22-2, 22-3)은 다이폴 안테나, 패치 안테나, 및/또는 루프 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나들(21-1, 21-2, 21-3, 21-4)은 패치 안테나일 수 있다. 또 다른 예로, 안테나들(22-1a, 22-1b, 22-2, 22-3)은 다이폴 안테나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(310a)는 상기 전기적으로 연결된 각각의 안테나 엘리먼트들을 개별적으로 활성화시킬 수 있다. 예를 들면, 통신 회로(310a)는 각각의 안테나 엘리먼트에 대한 급전 여부를 결정할 수 있는 복수의 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 통신 회로(310a)는 상기 복수의 스위치를 개별적으로 온(on) 또는 오프(off)함으로써 각각의 안테나 엘리먼트를 개별적으로 활성화시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 통신 회로(310a)는 각각의 안테나 엘리먼트에 지정된 신호를 인가하거나 인가하지 않도록 제어할 수 있다. 상기 신호가 인가된 안테나 엘리먼트는 활성화되고, 상기 신호가 인가되지 않은 안테나 엘리먼트는 비활성화될 수 있다.
본 문서 에서, "안테나 엘리먼트를 활성화시키는 것"은 "안테나 엘리먼트에 급전하는 것"으로 이해될 수 있다. 예를 들면, 통신 회로(310a)는 안테나 구조체에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부에 급전하고, 상기 급전된 안테나 엘리먼트들을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정될 수 있다.
예를 들면, 통신 회로(310a)는 제1 안테나 어레이(31)에 포함되는 안테나 엘리먼트들에 급전하고 Z축 방향을 주 방향으로 하고 Y 축 방향으로 길게 형성된 적어도 하나의 빔을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 다른 예를 들면, 통신 회로(310a)는 제2 안테나 어레이(32)에 포함되는 안테나 엘리먼트들에 급전하고 Z축 방향을 주 방향으로 하고 X 축 방향으로 길게 형성된 적어도 하나의 빔을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 통신 회로(310a)는 제3 안테나 어레이(33)에 포함되는 안테나 엘리먼트들에 급전하고 Z축 방향을 주 방향으로 하고 XY 평면 형태로 형성된 적어도 하나의 빔을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 안테나 어레이에 따라 형성되는 빔의 형태에 대해서는 도 4b, 도 5b, 및 도 6b에서 상세하게 설명될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 통신 회로(310a)는 복수의 동작 모드를 가질 수 있다. 예를 들면, 통신 회로(310a)는 제1 안테나 어레이(31)를 이용하는 제1 모드, 제2 안테나 어레이(32)를 이용하는 제2 모드, 또는 제3 안테나 어레이(33)를 이용하는 제3 모드를 동작 모드로 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 회로(310a)는 상기 복수의 동작 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작할 수 있고, 상기 동작 모드는 전자 장치(300a)의 상태, 예컨대, 통신 상태, 전자 장치(300a)의 자세, 및/또는 사용자의 파지 상태에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300a)는 도 3a에 도시된 바와 상이하게 적어도 하나의 프로세서를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 AP(application processor) 또는 CP(communication processor)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 통신 회로(310a)와 전기적으로 연결되고, 통신 회로(310a)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치(300a)의 통신 성능이 지정된 수준 이상이 되도록 통신 회로(310a)의 동작 모드를 변경시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 전자 장치(300a)의 통신 성능의 수준을 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 RSRP(reference signals received power), RSRQ(reference signal received quality), RSSI(received signal strength index) 및 SNR(signal noise ratio) 중 적어도 하나에 기초하여 전자 장치(300a)의 통신 성능의 수준을 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 통신 성능이 지정된 수준보다 낮으면 통신 회로(310a)의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(310a)가 제1 모드로 동작하고, 전자 장치(300a)가 통신하고 있는 기지국의 방향이 전자 장치(300a)로부터 Z축 방향으로 변경된 경우, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치(300a)의 통신 성능이 지정된 수준보다 낮은 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(300a)는 Z축 방향을 향해 높은 안테나 이득을 가지도록 함으로써 지정된 수준 이상의 통신 성능을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 통신 회로(310a)의 동작 모드를 제3 모드로 변경하고, 통신 회로(310a)가 제3 안테나 어레이(33)를 이용하여 Z축 방향을 향해 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치(300a)의 자세에 기초하여 통신 회로(310a)가 제1 모드, 제2 모드, 및 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 통신 회로(310a)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300a)는 전자 장치(300a)의 자세를 감지하는 적어도 하나의 센서, 예컨대, 자이로 센서(gyro sensor), 가속도 센서, 및/또는 지자계 센서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 전자 장치(300a)의 자세를 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치(300a)의 전면, 후면, 또는 측면 중 어느 면이 지면을 향하는지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300a)의 전면이 지면을 향하는 것으로 감지되면 전자 장치(300a)는 지면이 아닌 다른 방향으로 빔이 형성되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 프로세서는 통신 회로(310a)가 제3 모드가 아닌 제1 모드 또는 제2 모드로 동작하도록 통신 회로(310a)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치(300a)에 대한 사용자의 파지 상태에 기초하여 통신 회로(310a)가 제1 모드, 제2 모드, 및 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 통신 회로(310a)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300a)는 사용자의 파지 상태를 감지하는 적어도 하나의 센서, 예컨대, 근접 센서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 사용자의 파지가 이루어진 위치 정보를 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치(300a)의 전면, 후면, 또는 측면 중 어느 면에 대해 사용자의 파지가 이루어졌는지 판단할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(300a)의 측면에 대해 사용자의 파지가 이루어진 것으로 감지되면 전자 장치(300a)는 상기 측면이 아닌 다른 방향으로 빔이 형성되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 프로세서는 통신 회로(310a)가 제3 모드로 동작하도록 통신 회로(310a)를 제어할 수 있다.
본 문서에서 도 3a에 도시된 전자 장치(300a)의 구성들과 동일한 참조 부호를 갖는 구성들, 예컨대, 안테나 어레이들(31, 32, 33)은 도 3a에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 3b는 다른 실시 예에 따른, 전자 장치에서 안테나 엘리먼트들과 통신 회로의 연결 관계를 나타낸다. 도 3c는 또 다른 실시 예에 따른, 전자 장치에서 안테나 엘리먼트들과 통신 회로의 연결 관계를 나타낸다.
도 3b 및 도 3c를 참조하면, 전자 장치(300b, 300c)는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1), 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2), 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3), 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4), 스위치(320b 또는 320c), 및 통신 회로(310b 또는 310c)를 포함할 수 있다. 도 3b 및 도 3c에 대한 설명에 있어서, 도 3a의 설명과 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300b, 300c)는 도 3a에 도시된 전자 장치(300a)와 다르게, 제5 그룹 안테나 엘리먼트들, 제6 그룹 안테나 엘리먼트들, 제7 그룹 안테나 엘리먼트들, 및 제8 그룹 안테나 엘리먼트들을 생략할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(300b, 300c)는 도 3b 또는 도 3c에 도시된 바와 다르게, 제5 그룹 안테나 엘리먼트들, 제6 그룹 안테나 엘리먼트들, 제7 그룹 안테나 엘리먼트들, 및 제8 그룹 안테나 엘리먼트들을 더 포함할 수도 있다. 이 경우 상기 제5 내지 제8 그룹 안테나 엘리먼트들과 관련된 내용은 도 3a에서 설명된 내용과 동일 또는 유사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위치들(320b, 320c)은 통신 회로들(310b, 310c) 및 안테나 엘리먼트들을 선택적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들면, 스위치들(320b, 320c)은 제1 안테나 어레이(31)에 포함된 안테나 엘리먼트들과 전기적으로 연결된 제1 단자들(321b, 321c), 제2 안테나 어레이(32)에 포함된 안테나 엘리먼트들과 전기적으로 연결된 제2 단자들(322b, 322c), 및 제3 안테나 어레이(33)에 포함된 안테나 엘리먼트들과 전기적으로 연결된 제3 단자들(323b, 323c)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 회로들(310b, 310c)은 스위치들(320b, 320c)을 이용하여 제1 단자들(321b, 321c), 제2 단자들(322b, 322c), 및 제3 단자들(323b, 323c) 중 어느 하나의 단자와 전기적으로 연결될 수 있고, 동작 모드를 변경할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스위치들(320b, 320c)은 멀티플렉서(multiplexer)로 구현될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 스위치들(320b, 320c)은 도 3b에 도시된 바와 같이 통신 회로(310b)와 별개의 구성으로 이루어질 수도 있고, 도 3c에 도시된 바와 같이 통신 회로(310c)에 포함될 수 있다. 예를 들면, 스위치(320c) 및 통신 회로(310c)는 하나의 IC(integrated circuit)로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치들(300b, 300c)은 도 3b 또는 도 3c에 도시된 바와 다르게, 적어도 하나의 프로세서를 더 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 통신 회로들(310b, 310c) 또는 스위치들(320b, 320c)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 전자 장치들(300b, 300c)의 통신 성능이 지정된 수준 이상이 되도록 스위치들(320b, 320c)을 제어함으로써 통신 회로들(310b, 310c)의 동작 모드를 변경시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300b) 또는 전자 장치(300c)는 전자 장치(300a)와 비교할 때, 스위치들(320b, 320c)을 통해 보다 효율적으로 통신 회로들(310b, 310c)의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치들(300b, 300c)은 안테나 엘리먼트 각각에 대한 급전을 제어하지 않고 동작 모드에 따라 복수의 안테나 엘리먼트에 대한 급전을 동시에 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300c)는 전자 장치(300b)와 비교할 때 안테나 성능에 있어 스위치(320c)의 영향을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300c)에서 스위치(320c)는 통신 회로(310c) 내부에 있기 때문에, 안테나 구조체에서 방사되는 신호의 반사 성분은 감소될 수 있다. 상기 반사 성분이 감소되면 안테나 이득은 상대적으로 증가할 수 있고, 전자 장치(300c)의 통신 성능은 증대될 수 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른, 제1 모드로 동작하는 전자 장치를 나타낸다. 도 4b는 일 실시 예에 따른, 제1 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다. 도 4c는 다른 실시 예에 따른, 제1 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 일 실시 예에서, 전자 장치(400)는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1), 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2), 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3), 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4), 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a), 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b), 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2), 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3), 및/또는 통신 회로(410)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)에 포함되는 안테나 엘리먼트들 각각은 통신 회로(410)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 4a에서 안테나 엘리먼트들과 통신 회로(410)를 전기적으로 연결하는 도선들은 미도시되지만, 상기 도선들은 도 3a에 도시된 가는 점선들과 동일 또는 유사한 것으로 이해될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치(400)는 도 4a에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예컨대, 전자 장치(400)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 전자 장치(400) 중 어느 하나와 동일 또는 유사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)는 제1 모드로 동작할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400)는 제1 안테나 어레이(41), 예컨대, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2)을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이 경우, 통신 회로(410)는 제1 안테나 어레이(41)를 형성하는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-2)에 급전 신호를 인가할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)는 제4 안테나 어레이(44), 예컨대, 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b) 및 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2)을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이 경우, 통신 회로(410)는 제4 안테나 어레이(44)를 형성하는 안테나 엘리먼트들(22-1b, 22-2)에 급전 신호를 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(41)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-2)은 Z축 방향을 주 방향으로 하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 어레이(41)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-2)은 X축 방향을 향해 배치된 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 전자 장치(400)는 상기 패치 안테나들 각각에 지정된 위상 차를 가지는 신호를 각각 인가할 수 있고, 상기 신호가 인가된 상기 패치 안테나들은 Z축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제4 안테나 어레이(44)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(22-1b, 22-2)은 Y축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수도 있다. 전자 장치(400)는 안테나 엘리먼트들(22-1b, 22-2) 각각에 지정된 위상 차를 가지는 신호를 각각 인가할 수 있고, 상기 신호가 인가된 상기 안테나 엘리먼트들(22-1b, 22-2)은 Y축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1 모드로 동작하는 전자 장치(400) 및 상기 전자 장치(400)에서 형성되는 빔 패턴(401b)이 도시된다. 제1 모드로 동작 하는 전자 장치(400)는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-2)(예: 패치 안테나)를 이용하여 Z축을 주 방향으로 하고 YZ 평면을 따라 길게 늘어진 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다. 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-2)는 Z축 방향으로 빔을 형성하므로 Z축 방향을 향해 가장 높은 안테나 이득이 나타나고 가로로 배치된 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-2)에 의해 세로 방향의 빔 폭이 넓어지는 것을 확인할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제1 모드로 동작하는 전자 장치(400) 및 상기 전자 장치(400)에서 형성되는 빔 패턴(401c)이 도시된다. 제1 모드로 동작하는 전자 장치(400)는 안테나 엘리먼트들(22-1b, 22-2)을 이용하여 Y축 방향을 주 방향으로 하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신할 수 있으므로, Y축 방향을 향해 가장 높은 안테나 이득이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른, 제2 모드로 동작하는 전자 장치를 나타낸다. 도 5b는 일 실시 예에 따른, 제2 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다. 도 5c는 다른 실시 예에 따른, 제2 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 일 실시 예에서, 전자 장치(400)는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1), 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2), 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3), 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4), 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a), 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b), 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2), 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3), 및/또는 통신 회로(410)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)에 포함되는 안테나 엘리먼트들 각각은 통신 회로(410)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 5a에서 안테나 엘리먼트들과 통신 회로(410)를 전기적으로 연결하는 도선들은 미도시되지만, 상기 도선들은 도 3a에 도시된 가는 점선들과 동일 또는 유사한 것으로 이해될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치(400)는 도 5a에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예컨대, 전자 장치(400)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 전자 장치(400) 중 어느 하나와 동일 또는 유사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)는 제2 모드로 동작할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400)는 제2 안테나 어레이(42), 예컨대, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3)을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 이 경우, 통신 회로(410)는 제2 안테나 어레이(42)를 형성하는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)에 급전 신호를 인가할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)는 제5 안테나 어레이(45), 예컨대, 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a) 및 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3)을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이 경우, 통신 회로(410)는 제5 안테나 어레이(45)를 형성하는 안테나 엘리먼트들(22-1a, 22-3)에 급전 신호를 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 안테나 어레이(42)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)은 Z축 방향을 주 방향으로 하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들면, 제2 안테나 어레이(42)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)은 Y축 방향을 향해 배치된 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 전자 장치(400)는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)(예: 패치 안테나들) 각각에 지정된 위상 차를 가지는 신호를 각각 인가할 수 있고, 상기 신호가 인가된 상기 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)은 Z축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제5 안테나 어레이(45)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(22-1a, 22-3)은 -X축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수도 있다. 전자 장치(400)는 상기 안테나 엘리먼트들(22-1a, 22-3) 각각에 지정된 위상 차를 가지는 신호를 각각 인가할 수 있고, 상기 신호가 인가된 상기 안테나 엘리먼트들(22-1a, 22-3)은 -X축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 모드로 동작하는 전자 장치(400) 및 상기 전자 장치(400)에서 형성되는 빔 패턴(501b)이 도시된다. 제2 모드로 동작 하는 전자 장치(400)는 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)을 이용하여 Z축을 주 방향으로 하고 ZX 평면을 따라 길게 늘어진 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다. 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)은 Z축 방향으로 빔을 형성하므로 Z축 방향을 향해 가장 높은 안테나 이득이 나타나고 세로로 배치된 안테나 엘리먼트들(21-1, 21-3)에 의해 가로 방향의 빔 폭이 넓어지는 것을 확인할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 제2 모드로 동작하는 전자 장치(400) 및 상기 전자 장치(400)에서 형성되는 빔 패턴(501c)이 도시된다. 제2 모드로 동작하는 전자 장치(400)는 안테나 엘리먼트들(22-1a, 22-3)을 이용하여 -X축 방향을 주 방향으로 하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신할 수 있으므로, -X축 방향을 향해 가장 높은 안테나 이득이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도 6a는 일 실시 예에 따른, 제3 모드로 동작하는 전자 장치를 나타낸다. 도 6b는 일 실시 예에 따른, 제3 모드로 동작하는 전자 장치 및 상기 전자 장치의 빔 패턴을 나타낸다.
도 6a를 참조하면, 일 실시 예에서, 전자 장치(400)는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1), 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2), 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3), 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4), 제5 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1a), 제6 그룹 안테나 엘리먼트들(22-1b), 제7 그룹 안테나 엘리먼트들(22-2), 제8 그룹 안테나 엘리먼트들(22-3), 및/또는 통신 회로(410)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)에 포함되는 안테나 엘리먼트들 각각은 통신 회로(410)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 6a에서 안테나 엘리먼트들과 통신 회로(410)를 전기적으로 연결하는 도선들은 미도시되지만, 상기 도선들은 도 3a에 도시된 가는 점선들과 동일 또는 유사한 것으로 이해될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치(400)는 도 6a에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예컨대, 전자 장치(400)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 전자 장치(400) 중 어느 하나와 동일 또는 유사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(400)는 제3 모드로 동작할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400)는 제3 안테나 어레이(43), 예컨대, 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1) 및 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4)을 포함하는 2차원 배열 형태를 이루는 안테나 엘리먼트들을 이용하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 안테나 어레이(43)는 상기 2차원 배열 형태를 이루기 위해 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2) 중 적어도 일부 및 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이 경우, 통신 회로(410)는 제3 안테나 어레이(43)를 형성하는 안테나 엘리먼트들에 급전 신호를 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 안테나 어레이(43)에 포함되는 안테나 엘리먼트들은 Z축 방향을 주 방향으로 하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 전자 장치(400)는 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 지정된 위상 차를 가지는 신호를 각각 인가할 수 있고, 상기 신호가 인가된 상기 패치 안테나들은 Z축 방향을 향해 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제3 모드로 동작하는 전자 장치(400) 및 상기 전자 장치(400)에서 형성되는 빔 패턴(601)이 도시된다. 제3 모드로 동작하는 전자 장치(400)는 Z축 방향을 주 방향으로 하여 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신할 수 있으므로, Z축 방향을 향해 가장 높은 안테나 이득이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른, 5G 통신을 수행하는 전자 장치의 회로도를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 안테나 그룹(741), 스위치 그룹(710), RFIC(720), IFIC(750), 및/또는 통신 프로세서(770)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서 상기 전자 장치의 구성요소에는 일부가 추가되거나 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치의 구성요소에는 추가적인 RFIC가 더 추가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 그룹(741)에 포함된 안테나 엘리먼트들(예: 741_1, 내지 741_n)은 스위치 그룹(710)을 통해 RFIC(720)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 스위치(711_1) 및 멀티 플렉서(712)는 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))가 RF 신호를 송신하는 경우(예: 신호 송신 모드인 경우) 안테나 엘리먼트(741_1)와 PA(power amplifier)(721_1)를 연결하고, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 경우(예: 신호 수신 모드인 경우) 안테나 엘리먼트(741_1)와 LNA(low noise amplifier)(731_1)를 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 멀티플렉서(712)는 RF 신호를 송신하는 경우 및 RF 신호를 수신하는 경우에 있어서, 활성화시킬 안테나 엘리먼트를 선택할 수 있다. 예를 들면, 멀티플렉서(712)는 전자 장치(예: 전자 장치(300b))가 제1 모드로 동작하는 경우, 제1 안테나 어레이(예: 도 4a의 제1 안테나 어레이(41))에 포함되는 안테나 엘리먼트들을 RFIC(720)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 멀티플렉서(712)는 전자 장치가 제2 모드로 동작하는 경우, 제2 안테나 어레이(예: 제2 안테나 어레이(42))에 포함되는 안테나 엘리먼트들을 RFIC(720)와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RFIC(720)는 RF 신호의 송신 경로(720_1t) 및 수신 경로(720_nr)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 신호 송신 모드인 경우 RF 신호의 송신 경로(720_1t) 상에는 PA(721_1), 제1 VGA(variable gain amplifier)(722_1), PS(phase shifter)(723_1), 제2 VGA(724_1), 컴바이너(725), 및/또는 믹서(mixer)(726)가 배치될 수 있다.
PA(721_1)는 송신되는 RF 신호의 전력을 증폭할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PA(721_1)는 RFIC(720)의 내부 또는 외부에 실장될 수 있다. 제1 VGA(722_1) 및 제2 VGA(724_1)는 통신 프로세서(770)의 제어를 받아 송신 AGC(auto gain control) 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. PS(723_1)는 통신 프로세서(770)의 제어에 기초하여 빔포밍(beamforming) 각도에 따라 RF 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 컴바이너(725)는 믹서(726)로부터 받은 RF 신호를 n개의 신호로 분리시킬 수 있다. 상기 분리되는 신호의 수 n은, 예컨대, 안테나 그룹(741)에 포함된 안테나 엘리먼트(예: 741_1, 내지 741_n)의 수와 동일할 수 있다. 믹서(726)는 IFIC(750)로부터 받은 IF 신호를 RF 신호로 상향 변환할 수 있다. 일 실시 예에서, 믹서(726)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 신호 수신 모드인 경우 RF 신호의 수신 경로(720_nr) 상에는 LNA(731_n), PS(732_n), 제1 VGA(733_n), 컴바이너(734), 제2 VGA(735), 및/또는 믹서(736)가 배치될 수 있다.
LNA(731_n)는 안테나 엘리먼트들(예: 741_1, 내지 741_n)로부터 수신한 RF 신호를 증폭할 수 있다. 제1 VGA(733_n) 및 제2 VGA(735_n)는 통신 프로세서(770)의 제어를 받아 수신 AGC 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. PS(732_n)는 통신 프로세서(770)의 제어에 기초하여 빔포밍 각도에 따라 RF 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 컴바이너(734)는 위상이 변화되어 동위상으로 정렬된 RF 신호를 결합할 수 있다. 상기 결합된 신호는 제2 VGA(735_n)를 거쳐 믹서(736)로 전달될 수 있다. 믹서(736)는 수신된 RF 신호를 IF 신호로 하향 변환할 수 있다. 일 실시 예에서, 믹서(736)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RFIC(720)는 믹서들(726, 736)과 IFIC(750)를 전기적으로 연결하는 스위치(737)를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치(737)는 RF 신호의 송신 경로(720_1t) 또는 수신 경로(720_nr)를 선택적으로 IFIC(750)와 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IFIC(750) 내부의 송신 경로(750_t)에는 믹서(753), 제3 VGA(754_1), LPF(low pass filter)(755_1), 제4 VGA(756_1), 및/또는 버퍼(757_1)가 배치될 수 있다. 믹서(753)는 기저 대역의 Balanced I/Q(in-phase/quadrature-phase) 신호를 IF 신호로 변환할 수 있다. LPF(755_1)는 기저 대역 신호의 대역폭을 차단 주파수로 하는 채널 필터의 역할을 할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 차단 주파수는 가변일 수 있다. 제3 VGA(754_1)와 제4 VGA(756_1)는 통신 프로세서(770)의 제어를 받아 송신 AGC 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. 버퍼(757_1)는 통신 프로세서(770)로부터 Balanced I/Q 신호를 수신할 때 완충 역할을 할 수 있고, 그 결과 IF IC(750)는 상기 Balanced I/Q 신호를 안정적으로 처리 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IFIC(750) 내부의 수신 경로(750_r)에는 믹서(761), 제3 VGA(762_1), LPF(763_1), 제4 VGA(764_1), 및/또는 버퍼(765_1)가 배치될 수 있다. 제3 VGA(762_1), LPF(763_1), 및 제4 VGA(764_1)의 역할은 상기 송신 경로(750_t)에 배치되는 제3 VGA(754_1), LPF(755_1), 및 제4 VGA(756_1)의 역할과 동일 또는 유사할 수 있다. 믹서(761)는 RFIC(720)로부터 전달된 IF 신호를 기저 대역의 Balanced I/Q 신호로 변환할 수 있다. 버퍼(765_1)는 제4 VGA(764_1)를 통과한 기저 대역의 Balanced I/Q 신호를 통신 프로세서(770)에 전달할 때 완충 역할을 할 수 있고, 그 결과 IFIC(750)는 상기 Balanced I/Q 신호를 안정적으로 처리 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(770)는 Tx I/Q DAC(digital analog converter)(771) 및 Rx I/Q ADC(analog digital converter)(772)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, Tx I/Q DAC(771)는 모뎀이 변조한 디지털 신호를 Balanced I/Q 신호로 변환하여 IFIC(750)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, Rx I/Q ADC(772)는 IFIC(750)가 변환한 Balanced I/Q 신호를 디지털 신호로 변환하여 모뎀에 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(770)은 MIMO(multi input multi output) 또는 다이버시티(diversity)를 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(770)는 별개의 칩으로 구현될 수도 있고, 다른 구성(예: IFIC(750))과 하나의 칩으로 구현될 수도 있다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 네트워크 환경(800)에서 전자 장치(801)는 제1 네트워크(898)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(802)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(899)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(804) 또는 서버(808)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(801)는 서버(808)를 통하여 전자 장치(804)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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), 또는 안테나 모듈(897)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(801)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(860) 또는 카메라 모듈(880))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(876)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(860)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(820)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(840))를 실행하여 프로세서(820)에 연결된 전자 장치(801)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(820)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(876) 또는 통신 모듈(890))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(832)에 로드하고, 휘발성 메모리(832)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(834)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(820)는 메인 프로세서(821)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(823)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(823)은 메인 프로세서(821)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(823)는 메인 프로세서(821)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
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 실행) 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. 일 실시 예에 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 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(830)는, 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(820) 또는 센서모듈(876))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(840)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(830)는, 휘발성 메모리(832) 또는 비휘발성 메모리(834)를 포함할 수 있다.
프로그램(840)은 메모리(830)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 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 수신할 수 있다. 입력 장치(850)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(855)는 음향 신호를 전자 장치(801)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(855)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(860)는 전자 장치(801)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(860)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(860)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(870)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(870)은, 입력 장치(850)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(855), 또는 전자 장치(801)와 직접 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 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 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 전자 장치(801)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(877)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(878)는, 그를 통해서 전자 장치(801)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(878)은, 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. 일 실시 예에 따르면, 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. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(880)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(888)은 전자 장치(801)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(888)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(889)는 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(889)는, 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 직접(예: 유선) 통신 채널 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 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 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 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(898)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 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. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(892)은 가입자 식별 모듈(896)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(898) 또는 제2 네트워크(899)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(801)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(897)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(897)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제1 네트워크 (898) 또는 제2 네트워크 (899)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(890)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(890)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 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))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 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. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(801)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(802, 804, 또는 808) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(801)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(801)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(801)로 전달할 수 있다. 전자 장치(801)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 9는 5G 통신을 지원하는 전자 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(900)(예: 도 8의 전자 장치(801))는 하우징(910), 프로세서(940)(예: 도 8의 프로세서(820)), 통신 모듈(950)(예: 도 8의 통신 모듈(890)), 제1 통신 장치(921), 제2 통신 장치(922), 제3 통신 장치(923), 제4 통신 장치(924), 제1 도전성 라인(931), 제2 도전성 라인(932), 제3 도전성 라인(933), 또는 제4 도전성 라인(934)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(910)은 전자 장치(900)의 다른 구성요소들을 보호할 수 있다. 하우징(910)은, 예를 들어, 전면 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(900)는 적어도 하나의 통신 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(900)는 제1 통신 장치(921), 제2 통신 장치(922), 제3 통신 장치(923), 또는 제4 통신 장치(924)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(921), 제2 통신 장치(922), 제3 통신 장치(923), 또는 제4 통신 장치(924)는 하우징(910)의 내부에 위치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 후면 플레이트 위에서 볼 때, 제1 통신 장치(921)는 전자 장치(900)의 좌측 상단에 배치될 수 있고, 제2 통신 장치(922)는 전자 장치(900)의 우측 상단에 배치될 수 있고, 제3 통신 장치(923)는 전자 장치(900)의 좌측 하단에 배치될 수 있고, 제4 통신 장치(900)는 전자 장치(900)의 우측 하단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(940)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(940)는 SoC(system on chip) 또는 SiP(system in package)으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(950)은 적어도 하나의 도전성 라인을 이용하여 적어도 하나의 통신 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(950)은 제1 도전성 라인(931), 제2 도전성 라인(932), 제3 도전성 라인(933), 또는 제4 도전성 라인(934)을 이용하여, 제1 통신 장치(921), 제2 통신 장치(922), 제3 통신 장치(923), 또는 제4 통신 장치(924)와 전기적으로 연결될 수 있다. 통신 모듈(950)은, 예를 들어, baseband processor, 또는 적어도 하나의 통신 회로(예: IFIC, 또는 RFIC)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(950)은, 예를 들어, 프로세서(940)(예: 어플리케이션 프로세서 (AP))와 별개의 baseband processor 를 포함할 수 있다. 제1 도전성 라인(931), 제2 도전성 라인(932), 제3 도전성 라인(933), 또는 제4 도전성 라인(934)은, 예를 들어, 동축 케이블, 또는 FPCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(950)은 제1 Baseband Processor(BP)(미도시), 또는 제2 Baseband Processor(BP)(미도시)를 포함할 수 있다. 전자 장치(900)는 제1 BP(또는 제2 BP)와 프로세서(940) 사이에 칩(chip) 간 통신을 지원하기 위한, 하나 이상의 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서(940)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(940)와 하나의 모듈을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 BP 또는 제2 BP는 프로세서(940)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(940)와 적어도 하나의 Baseband Processor(예: 제1 BP)는 하나의 칩(SoC chip)내에 통합적으로 형성되고, 다른 Baseband Processor(예: 제2 BP)는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시), 또는 제2 네트워크(미도시)는 도 11의 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 10은 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 통신 장치(1000)(예: 도 11의 제1 통신 장치(921), 제2 통신 장치(922), 제3 통신 장치(923), 또는 제4 통신 장치(924))는 통신 회로(1030)(예: RFIC), PCB(1050), 제1 안테나 어레이(1040), 또는 제2 안테나 어레이(1045)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PCB(1050)에는 통신 회로(1030), 제1 안테나 어레이(1040), 또는 제2 안테나 어레이(1045)가 위치할 수 있다. 예를 들어, PCB(1050)의 제1 면에는 제1 안테나 어레이(1040), 또는 제2 안테나 어레이(1045)가 배치되고, PCB(1050)의 제2 면에는 통신 회로(1030)가 위치할 수 있다. PCB(1050)는 전송선로(예: 도 9의 제1 도전성 라인(931), 동축 케이블)를 이용하여 다른 PCB(예: 도 9의 통신 모듈(950)가 배치된 PCB)와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(예: 동축 케이블 커넥터 또는 B-to-B(board to board))가 포함될 수 있다. 상기 PCB(1050)는 예를 들어, 동축 케이블 커넥터를 이용하여 통신 모듈(950)이 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(1040), 또는 제2 안테나 어레이(1045)는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들은 패치 안테나, 루프 안테나 또는 다이폴 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(1040)에 포함된 안테나 엘리먼트는 전자 장치(900)의 후면 플레이트를 향해 빔을 형성하기 위해 패치 안테나일 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 어레이(1045)에 포함된 안테나 엘리먼트는 전자 장치(900)의 측면 부재를 향해 빔을 형성하기 위해 다이폴 안테나, 또는 루프 안테나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(1030)는 20GHZ에서 100GHZ 대역 중 적어도 일부 대역(예: 24GHZ에서 30GHZ 또는 37GHz 에서 40GHz)을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 회로(1030)는 주파수를 업 컨버터 또는 다운 컨버터 할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(1000)(예: 도 9의 제1 통신 장치(921))에 포함된 통신 회로(1030)는 통신 모듈(예: 도 9의 통신 모듈(950))로부터 도전성 라인(예: 도 9의 제1 도전성 라인(931))을 통해 수신한 IF 신호를 RF 신호로 업 컨버터 할 수 있다. 또 다른 예로, 통신 장치(1000)(예: 도 9의 제 1 통신 장치(921))에 포함된 통신 회로(1030)는 제1 안테나 어레이(1040) 또는 제2 안테나 어레이(1045)를 통해 수신한 RF 신호(예: 밀리미터 웨이브 신호)를 IF 신호로 다운 컨버터 하여 도전성 라인을 이용하여 통신 모듈에 전송할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되는 안테나 구조체(예: 도 1의 안테나 구조체(160))로서, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(예: 도 2의 제1 그룹 안테나 엘리먼트들(21-1))을 포함하는 제1 서브 안테나 구조체(예: 도 2의 제1 서브 안테나 구조체(161)), 상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 제1 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(예: 도 2의 제2 그룹 안테나 엘리먼트들(21-2))을 포함하는 제2 서브 안테나 구조체(예: 도 2의 제2 서브 안테나 구조체(162)), 상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(예: 도 2의 제3 그룹 안테나 엘리먼트들(21-3))을 포함하는 제3 서브 안테나 구조체(예: 도 2의 제3 서브 안테나 구조체(163)), 및 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들과 함께 2차원 배열 형태를 이루도록 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(예: 도 2의 제4 그룹 안테나 엘리먼트들(21-4))을 포함하는 제4 서브 안테나 구조체(예: 도 2의 제4 서브 안테나 구조체(164))를 포함하는 안테나 구조체, 및 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제3 안테나 엘리먼트들 및 상기 제4 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 이용하여 3GHz 및 100GHz사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 통신 회로(예: 도 3a의 통신 회로(310a))를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 회로는 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들을 이용하는 제1 모드, 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제3 그룹 안테나 어레이들을 이용하는 제2 모드, 및 상기 2차원 배열 형태를 이루는 안테나 엘리먼트들을 이용하는 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작함으로써 상기 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전자 장치는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 상기 전자 장치의 통신 성능이 지정된 수준 이상이 되도록 하는 어느 하나의 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 회로가 상기 어느 하나의 모드로 동작하는 중에 상기 전자 장치의 통신 성능의 수준을 판단하고, 상기 통신 성능이 상기 지정된 수준보다 낮으면 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 상기 어느 하나의 모드와 상이하고 상기 통신 성능이 지정된 수준 이상이 되도록 하는 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신 성능은 RSRP(reference signals received power), RSRQ(reference signal received quality), RSSI(received signal strength index), 및 SNR(signal noise ratio) 중 적어도 하나에 기초하여 판단될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전자 장치는 상기 안테나 구조체 및 상기 통신 회로와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 스위치를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하여, 상기 통신 회로가 상기 제1 모드로 동작하는 경우 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들을 상기 통신 회로와 전기적으로 연결시키고, 상기 통신 회로가 상기 제2 모드로 동작하는 경우 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들을 상기 통신 회로와 전기적으로 연결시키고, 상기 통신 회로가 상기 제3 모드로 동작하는 경우 상기 2차원 배열 형태를 이루는 안테나 엘리먼트들을 상기 통신 회로와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 스위치는 제1 단자, 제2 단자, 및 제3 단자를 포함하고, 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들은 상기 제1 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들은 상기 제2 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 2차원 배열 형태를 이루는 안테나 엘리먼트들은 상기 제3 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 스위치는 상기 통신 회로와 하나의 IC(integrated circuit)로 설계될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 스위치는 멀티플렉서(multiplexer)로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 구조체에 포함되는 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 패치 안테나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 구조체에 포함되는 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 다이 폴 안테나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 다이 폴 안테나는 상기 제1 방향과 반대 방향을 향하는 제4 안테나 어레이 및 상기 제2 방향과 반대 방향을 향하는 제5 안테나 어레이를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 서브 안테나 구조체는 상기 제4 안테나 어레이를 형성하는 제5 그룹 안테나 엘리먼트 및 상기 제5 안테나 어레이를 형성하는 제6 그룹 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하우징은 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 명 및 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하고, 상기 안테나 구조체는 상기 하우징 내부에서 상기 측면 부재의 적어도 일부와 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 측면 부재의 형태는 실질적인 사각형이고, 상기 안테나 구조체는 상기 제1 서브 안테나 구조체가 상기 측면 부재의 제1 코너에 인접하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 상기 제1 면이 향하는 방향과 수직할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 전자 장치의 자세를 감지하는 적어도 하나의 센서 및 상기 적어도 하나의 센서와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 센서에서 감지된 상기 전자 장치의 자세에 적어도 기초하여 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 센서는 자이로 센서(gyro sensor), 가속도 센서, 또는 지자계 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치는 사용자의 파지 상태를 감지하는 적어도 하나의 센서 및 상기 적어도 하나의 센서와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 상기 전자 장치 중 사용자의 파지가 이루어진 위치 정보를 획득하고, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 센서는 근접 센서를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 전자 장치의 자세, 사용자의 파지 형태, 또는 기지국(또는 외부의 다른 전자 장치)의 방향 등에 무관하게 통신 성능을 지정된 수준 이상으로 유지할 수 있다. 또한, 안테나 엘리먼트를 효율적으로 배치함으로써 전자 장치 내부에서 안테나 모듈이 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 전자 장치는 보다 소형화될 수 있고 다양한 기능을 수행할 수 있는 추가적인 다른 모듈을 포함할 수도 있다. 사용자는 이를 통해, 보다 작고 보다 향상된 성능의 전자 장치를 사용할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 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, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(801)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(836) 또는 외장 메모리(838))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(840))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(801))의 프로세서(예: 프로세서(820))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 안테나 구조체로서,
    인쇄 회로 기판,
    상기 인쇄 회로 기판에 배치되는 제1 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제1 서브 안테나 구조체,
    상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 제1 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제2 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제2 서브 안테나 구조체, 상기 제1 서브 안테나 구조체 및 상기 제2 서브 안테나 구조체는 제1 방향으로 확장되는 제1 안테나 어레이를 형성함,
    상기 제1 서브 안테나 구조체로부터 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 향해 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제3 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제3 서브 안테나 구조체, 상기 제1 서브 안테나 구조체 및 상기 제3 서브 안테나 구조체는 제2 방향으로 확장되는 제2 안테나 어레이를 형성함, 및
    상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들, 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트들과 함께 2차원의 제3 안테나 어레이를 형성하도록 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 제4 그룹 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제4 서브 안테나 구조체를 포함하는 안테나 구조체; 및
    상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들, 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제4 그룹 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 이용하여 3GHz 및 100GHz사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 설정된 통신 회로;를 포함하고,
    상기 통신 회로는 상기 제1 안테나 어레이를 이용하는 제1 모드, 상기 제2 안테나 어레이를 이용하는 제2 모드, 및 상기 제3 안테나 어레이를 이용하는 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작함으로써, 상기 신호를 송신 또는 수신하도록 설정된, 전자 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 상기 전자 장치의 통신 성능이 지정된 수준 이상이 되도록 하는 어느 하나의 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정된, 전자 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 통신 회로가 상기 어느 하나의 모드로 동작하는 중에 상기 전자 장치의 통신 성능의 수준을 판단하고,
    상기 통신 성능이 상기 지정된 수준보다 낮으면 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 상기 어느 하나의 모드와 상이하고 상기 통신 성능이 지정된 수준 이상이 되도록 하는 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정된, 전자 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 통신 성능은 RSRP(reference signals received power), RSRQ(reference signal received quality), RSSI(received signal strength index), 및 SNR(signal noise ratio) 중 적어도 하나에 기초하여 판단되는, 전자 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 안테나 구조체 및 상기 통신 회로와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 스위치;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하여,
    상기 통신 회로가 상기 제1 모드로 동작하는 경우 상기 제1 안테나 어레이를 형성하는 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들을 상기 통신 회로와 전기적으로 연결시키고,
    상기 통신 회로가 상기 제2 모드로 동작하는 경우 상기 제2 안테나 어레이를 형성하는 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들을 상기 통신 회로와 전기적으로 연결시키고,
    상기 통신 회로가 상기 제3 모드로 동작하는 경우 상기 2차원의 제3 안테나 어레이를 형성하는 안테나 엘리먼트들을 상기 통신 회로와 전기적으로 연결시키는, 전자 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위치는 제1 단자, 제2 단자, 및 제3 단자를 포함하고,
    상기 제1 안테나 어레이를 형성하는 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제2 그룹 안테나 엘리먼트들은 상기 제1 단자와 전기적으로 연결되고
    상기 제2 안테나 어레이를 형성하는 상기 제1 그룹 안테나 엘리먼트들 및 상기 제3 그룹 안테나 엘리먼트들은 상기 제2 단자와 전기적으로 연결되고,
    상기 2차원의 제3 안테나 어레이를 형성하는 안테나 엘리먼트들은 상기 제3 단자와 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위치는 상기 통신 회로와 하나의 IC(integrated circuit)로 설계되는, 전자 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위치는 멀티플렉서(multiplexer)로 구현되는, 전자 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 구조체에 포함되는 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 패치 안테나를 포함하는, 전자 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 구조체에 포함되는 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 다이 폴 안테나를 포함하는, 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 다이 폴 안테나는 상기 제1 방향과 반대 방향을 향하는 제4 안테나 어레이 및 상기 제2 방향과 반대 방향을 향하는 제5 안테나 어레이를 형성하는, 전자 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 서브 안테나 구조체는 상기 제4 안테나 어레이를 형성하는 제5 그룹 안테나 엘리먼트 및 상기 제5 안테나 어레이를 형성하는 제6 그룹 안테나 엘리먼트를 포함하는, 전자 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하고,
    상기 안테나 구조체는 상기 하우징 내부에서 상기 측면 부재의 적어도 일부와 인접하도록 배치되는, 전자 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 측면 부재의 형태는 실질적인 사각형이고,
    상기 안테나 구조체는 상기 제1 서브 안테나 구조체가 상기 측면 부재의 제1 코너에 인접하도록 배치되는, 전자 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 상기 제1 면이 향하는 방향과 수직한, 전자 장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 장치의 자세를 감지하는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 적어도 하나의 센서와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서;를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 센서에서 감지된 상기 전자 장치의 자세에 적어도 기초하여 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정된, 전자 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는 자이로 센서(gyro sensor), 가속도 센서, 또는 지자계 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    사용자의 파지 상태를 감지하는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 적어도 하나의 센서와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서;를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 상기 전자 장치 중 사용자의 파지가 이루어진 위치 정보를 획득하고,
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 통신 회로가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 및 상기 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 설정된, 전자 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는 근접 센서를 포함하는, 전자 장치.
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