KR102581317B1 - 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102581317B1
KR102581317B1 KR1020180168447A KR20180168447A KR102581317B1 KR 102581317 B1 KR102581317 B1 KR 102581317B1 KR 1020180168447 A KR1020180168447 A KR 1020180168447A KR 20180168447 A KR20180168447 A KR 20180168447A KR 102581317 B1 KR102581317 B1 KR 102581317B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amplifier
antenna array
antenna
phase
signal
Prior art date
Application number
KR1020180168447A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200079005A (ko
Inventor
조윤성
강대현
박병준
박현철
손주호
이정호
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to KR1020180168447A priority Critical patent/KR102581317B1/ko
Priority to US16/725,243 priority patent/US10897280B2/en
Priority to EP19219545.1A priority patent/EP3675381A3/en
Priority to CN201911343119.8A priority patent/CN111355518B/zh
Publication of KR20200079005A publication Critical patent/KR20200079005A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102581317B1 publication Critical patent/KR102581317B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/28—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0483—Transmitters with multiple parallel paths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H04B7/043—Power distribution using best eigenmode, e.g. beam forming or beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/084—Equal gain combining, only phase adjustments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6605—High-frequency electrical connections
    • H01L2223/6627—Waveguides, e.g. microstrip line, strip line, coplanar line
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6644—Packaging aspects of high-frequency amplifiers
    • H01L2223/6655—Matching arrangements, e.g. arrangement of inductive and capacitive components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6661—High-frequency adaptations for passive devices
    • H01L2223/6677—High-frequency adaptations for passive devices for antenna, e.g. antenna included within housing of semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/222—A circuit being added at the input of an amplifier to adapt the input impedance of the amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/045—Circuits with power amplifiers with means for improving efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
본 발명은 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이, 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이 및 상기 제1 증폭기의 출력단과 상기 제2 증폭기의 출력단 사이에 배치되는 임피던스 정합부를 포함하는 전자 장치를 제공한다.

Description

복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치{AN ELECTRONIC DEVICE INCLUDING A PLURALITY OF ANTENNA ARRAYS}
본 발명은 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치에서 안테나 어레이의 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 제공한다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
5G 이동 통신 시스템에서 사용되는 신호는 데이터 전송속도를 향상시키기 위해 복잡한 변조 방식을 사용할 수 있다. 복잡한 변조 방식을 사용하는 경우, 신호의 PAPR(peak to average power ratio) 특성은 커질 수 있으며, PAPR이 커질수록 5G 이동 통신 시스템에서 이용되는 안테나 모듈의 효율은 낮아질 수 있다.
본 발명은 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이, 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이 및 상기 제1 증폭기의 출력단과 상기 제2 증폭기의 출력단 사이에 배치되는 임피던스 정합부를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 발명은 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이, 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이 및 상기 제1 증폭기의 출력단과 상기 제2 증폭기의 출력단 사이에 배치되는 임피던스 정합부를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 발명에서 개시하고 있는 일 실시예에 따르면, 멀티 체인구조를 이용하는 5G 이동 통신 시스템에서 안테나 모듈의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 무선통신 칩을 통한 빔 스위핑을 나타낸 도면이다.
도 2는 멀티체인 구조를 포함하는 전자 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합부를 포함하는 전자 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 증폭 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치와 종래 기술에 따른 전자 장치의 효율 비교 그래프이다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 무선통신 칩을 통한 빔 스위핑을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, mm-Wave 대역을 이용한 통신 시스템에서는 종래의 무선 통신 방법과는 새로운 방법이 고려되어야 한다. 예를 들어, mm-Wave 대역에서는 주파수가 높아짐에 따라 전자 장치를 통해 방사되는 빔의 게인 손실이 커질 수 있다.
일 실시예에 따르면, mm-Wave 대역에서는 빔의 게인 손실을 최소화하기 위해 멀티체인 구조가 이용될 수 있다. 예를 들어 전자 장치는 적어도 하나의 무선통신 칩(100)을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 무선통신 칩(100)은 4개의 멀티체인을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 무선통신 칩(100)을 포함하는 전자 장치는 상기 무선통신 칩(100)을 통해 생성된 멀티체인을 이용해 빔을 형성하고 빔 스위핑을 수행할 수 있다. (멀티체인이란 복수개의 RF(radio frequency) chain을 의미할 수 있다.)
일 실시예에 따르면, 하나의 무선통신 칩(100)을 통해 생성될 수 있는 멀티체인의 개수는 16개 또는 32개가 될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 4개의 무선통신 칩을 포함할 수 있으며, 상기 전자 장치에 포함된 각 무선통신 칩은 32개의 멀티체인을 생성할 수 있다.
도 2는 멀티체인 구조를 포함하는 전자 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기(231)를 포함하는 제1 안테나 어레이(221), 및 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제3 증폭기(233)를 포함하는 제2 안테나 어레이(222)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 통신회로로부터 수신한 신호는 RF 신호일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 신호 분배기(210)는 통신회로로부터 수신한 RF 신호를 각 안테나 어레이(221, 222, 223, 224)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 각 안테나 어레이(221, 222, 223, 224)는 상기 신호 분배기(210)로부터 분배된 RF 신호에 기반하여 특정 주파수 대역의 빔을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 특정 주파수 대역은 5G 이동 통신 시스템에 이용되는 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어 각 안테나 어레이(221, 222, 223, 224)는 60GHz, 39GHz 또는 28GHz의 중심 주파수를 가지는 빔을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 신호 분배기(210)는 각 안테나 어레이(221, 222, 223, 224)로부터 수신되는 RF신호를 결합하는 신호 결합기로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 안테나 어레이(221)는 상기 신호 분배기(210)로부터 분배된 RF신호의 위상을 변위시키는 제1 위상 변위기(251), 송신단과 수신단을 선택적으로 연결하는 제1 스위치(241), 상기 제1 안테나 어레이(221)의 송신단과 연결되어 통신회로로부터 공급되는 RF신호의 전력을 증폭시키는 제1 증폭기(231) 및 상기 제1 안테나 어레이(221)의 출력단과 연결되어 전자 장치(200)의 외부로부터 공급되는 RF 신호의 전력을 증폭시키는 제2 증폭기(232)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 증폭기(231)는 PA(power amplifier) 증폭기 일 수 있고, 상기 제2 증폭기(232)는 LNA(low noise amplifier) 증폭기 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 증폭기(232)는 잡음지수(noise figure, NF)가 작아 증폭기에서 발생하는 잡음이 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 안테나 어레이(222)는 상기 신호 분배기(210)로부터 분배된 RF신호의 위상을 변위시키는 제2 위상 변위기(252), 송신단과 수신단을 선택적으로 연결하는 제2 스위치(242), 상기 제2 안테나 어레이(222)의 송신단과 연결되어 통신회로로부터 공급되는 RF신호의 전력을 증폭시키는 제3 증폭기(233) 및 상기 제2 안테나 어레이(222)의 출력단과 연결되어 전자 장치(200)의 외부로부터 공급되는 RF 신호의 전력을 증폭시키는 제4 증폭기(234)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3 증폭기(233)는 PA(power amplifier) 증폭기 일 수 있고, 상기 제4 증폭기(234)는 LNA(low noise amplifier) 증폭기 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 증폭기(234)는 잡음지수(noise figure, NF)가 작아 증폭기에서 발생하는 잡음이 작을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제3 안테나 모듈(223) 및 제4 안테나 모듈(224)의 내부 구조도 제1 안테나 모듈(221) 및 제2 안테나 모듈(222)의 내부 구조와 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어 제3 안테나 모듈(223)과 제4 안테나 모듈(224)도 각 안테나 모듈에 대응하는 위상 변위기, 스위치, 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(200)는 상기 제1 안테나 어레이(221)를 통해 제1 체인을 형성하고, 상기 제2 안테나 어레이(222)를 통해 제2 체인을 형성하며, 상기 제3 안테나 어레이(223)를 통해 제3 체인을 형성하고, 상기 제4 안테나 어레이(224)를 통해 제4 체인을 형성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(200)는 제1 안테나 어레이(221), 제2 안테나 어레이(222), 제3 안테나 어레이(223), 제4 안테나 어레이(224)를 통해 4개의 체인을 가지는 멀티 체인 구조를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합부를 포함하는 전자 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기(331)를 포함하는 제1 안테나 어레이(321), 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제3 증폭기(333)를 포함하는 제2 안테나 어레이(322) 및 상기 제1 증폭기(331)의 출력단과 상기 제3 증폭기(333)의 출력단 사이에 배치되는 임피던스 정합부(361)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부(361)는 quarter wave transformer(λ/4)일 수 있으며, 상기 제1 안테나 어레이(321)와 상기 제2 안테나 어레이(322)의 출력단을 합칠 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부(361)는 λ/4의 위상을 가지는 수동 소자일 수 있다. 예를 들어 전자 장치(300) 출력단의 정합 임피던스가 50Ω이라면, 상기 λ/4의 특성 임피던스는 50Ω이 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 신호 분배기(310)는 통신회로로부터 수신한 RF 신호를 각 안테나 어레이(321, 322, 323, 324)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 각 안테나 어레이(321, 322, 323, 324)는 상기 신호 분배기(310)로부터 분배된 RF 신호에 기반하여 특정 주파수 대역의 빔을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 특정 주파수 대역은 5G 이동 통신 시스템에 이용되는 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어 각 안테나 어레이(321, 322, 323, 324)는 60GHz, 39GHz 또는 28GHz의 중심 주파수를 가지는 빔을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 신호 분배기(310)는 각 안테나 어레이(321, 322, 323, 324)로부터 수신되는 RF신호를 결합하는 신호 결합기로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 안테나 어레이(321)는 상기 신호 분배기(310)로부터 분배된 RF신호의 위상을 변위시키는 제1 위상 변위기(351), 송신단과 수신단을 선택적으로 연결하는 제1 스위치(341) 및 상기 제1 안테나 어레이(321)의 출력단과 연결되어 전자 장치(300)의 외부로부터 공급되는 RF 신호의 전력을 증폭시키는 제2 증폭기(332)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 증폭기(331)는 PA(power amplifier) 증폭기 일 수 있고, 상기 제2 증폭기(332)는 LNA(low noise amplifier) 증폭기 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 증폭기(332)는 잡음지수(noise figure, NF)가 작아 증폭기에서 발생하는 잡음이 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 안테나 어레이(322)는 상기 신호 분배기(310)로부터 분배된 RF신호의 위상을 변위시키는 제2 위상 변위기(352), 송신단과 수신단을 선택적으로 연결하는 제2 스위치(342), 상기 제2 안테나 어레이(322)의 송신단과 연결되어 통신회로로부터 공급되는 RF신호의 전력을 증폭시키는 제3 증폭기(333) 및 상기 제2 안테나 어레이(322)의 출력단과 연결되어 전자 장치(300)의 외부로부터 공급되는 RF 신호의 전력을 증폭시키는 제4 증폭기(334)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3 증폭기(333)는 PA(power amplifier) 증폭기 일 수 있고, 상기 제4 증폭기(334)는 LNA(low noise amplifier) 증폭기 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 증폭기(334)는 잡음지수(noise figure, NF)가 작아 증폭기에서 발생하는 잡음이 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 위상변위기(351)에 의해 변위되는 RF 신호의 위상과 상기 제2 위상변위기(352)에 의해 변위되는 RF 신호의 위상은 차이가 있을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 위상변위기(351)에 의해 변위되는 RF 신호의 위상과 상기 제2 위상변위기(352)에 의해 변위되는 RF 신호의 위상은 90°위상차이가 존재할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 증폭기(331)와 상기 제3 증폭기(333)로 공급되는 RF신호의 위상차이로 인해 상기 제1 증폭기(331)와 상기 제3 증폭기(333)가 서로 다르게 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 위상변위기(351)에 의해 변위되는 RF신호의 위상과 상기 제2 위상변위기(352)에 의해 변위되는 RF신호의 위상의 위상차이가 90°인 경우, 상기 제1 증폭기(331)가 포화(saturation) 되는 시점에 상기 제3 증폭기(333)가 증폭기로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 안테나 어레이(321), 제2 안테나 어레이(322) 및 임피던스 정합부(361)는 하나의 칩(chip)에 내장되어 배치 될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 제1 안테나 어레이(321) 및 제2 안테나 어레이(322)는 하나의 칩에 내장되고, 임피던스 정합부(361)는 상기 칩 외부의 패키지 모듈(package module)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 임피던스 정합부(361)는 상기 패키지 모듈에서 전송선로(transmission-line) 또는 수동소자의 조합으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 임피던스 정합부(361)는 제1 증폭기(331)의 출력 신호 또는 제3 증폭기(333)의 출력 신호의 위상을 90°변위시켜, 상기 제1 증폭기(331)와 상기 제3 증폭기(333)의 출력 신호를 합칠 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 위상 변위기(351)에 의해 발생한 제1 증폭기(331) 출력 RF 신호와 제3 증폭기(333) 출력 RF 신호의 위상 차이가 상기 임피던스 정합부(361)를 통해 정합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 안테나 모듈(323) 및 제4 안테나 모듈(324)의 내부 구조도 제1 안테나 모듈(321) 및 제2 안테나 모듈(322)의 내부 구조와 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어 제3 안테나 모듈(323)과 제4 안테나 모듈(324)도 각 안테나 모듈에 대응하는 위상 변위기, 스위치, 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(300)는 상기 제1 안테나 어레이(321)를 통해 제1 체인을 형성하고, 상기 제2 안테나 어레이(322)를 통해 제2 체인을 형성하며, 상기 제3 안테나 어레이(323)를 통해 제3 체인을 형성하고, 상기 제4 안테나 어레이(324)를 통해 제4 체인을 형성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(300)는 제1 안테나 어레이(321), 제2 안테나 어레이(322), 제3 안테나 어레이(323), 제4 안테나 어레이(324)를 통해 4개의 체인을 가지는 멀티 체인 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이(321)와 상기 제2 안테나 어레이(322)를 이용해 2개의 체인을 구성하는 경우, 상기 제1 안테나 어레이(321)에 포함된 제1 증폭기(331)는 캐리어 증폭기로서 동작할 수 있으며, 상기 제2 안테나 어레이(322)에 포함된 제3 증폭기(333)는 피킹 증폭기로서 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 증폭 알고리즘을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, RF 신호의 전력 증폭은 전력 분배기(410), 제1 위상변위기(421), 제2 위상변위기(422), 제1 증폭기(431), 제2 증폭기(432), 임피던스 정합부(440), 제1 안테나(451) 및 제2 안테나(452)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전력 분배기(410)는 통신회로로부터 공급되는 RF 신호를 제1 위상변위기(421)와 제2 위상변위기(422)를 분배할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 분배기(410)를 통해 분배되는 RF 신호의 개수에 기반하여 상기 전력 증폭 알고리즘을 포함하는 전자 장치의 체인 개수가 결정될 수 잇다. 예를 들어, 전력 분배기(410)가 통신회로로부터 공급되는 RF 신호를 16개의 위상변위기에 분배하는 경우, 전자 장치는 16개의 멀티체인 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 위상변위기(421), 제1 증폭기(431), 임피던스 정합부(440) 및 제1 안테나(451)를 통하는 RF 신호의 흐름이 제1 체인이 될 수 있으며, 제2 위상변위기(422), 제2 증폭기(432) 및 제2 안테나(452)를 통하는 RF 신호의 흐름이 제2 체인이 될 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 위상변위기(421)는 공급 받은 RF 신호의 위상을 제1 각도만큼 변위시켜 제1 증폭기(431)에 전달할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 제2 위상변위기(422)는 공급 받은 RF 신호의 위상을 제2 각도만큼 변위시켜 제2 증폭기(432)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 위상변위기(421)는 공급 받은 RF 신호의 위상을 120°만큼 변위시켜 제1 증폭기(431)에 전달하고, 제2 위상변위기(422)는 공급 받은 RF 신호의 위상을 30°만큼 변위시켜 제2 증폭기(432)에 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 증폭기(431)와 상기 제2 증폭기(432)는 공급 받은 RF 신호의 전력을 증폭시켜 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 증폭기(431)는 캐리어 증폭기로 동작할 수 있으며, 상기 제2 증폭기(432)는 피킹 증폭기로 동작할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 증폭기(431)의 동작 영역과 상기 제2 증폭기(432)의 동작 영역은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 증폭기(432)는 제1 증폭기(431)가 포화되는 경우 전력 증폭을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 임피던스 정합부(440)는 quarter wave transformer 특성을 가질 수 있다. 상기 임피던스 정합부(440)를 통해 상기 제1 위상변위기(421)와 상기 제2 위상변위기(422)에 의해 발생한 제1 증폭기(431)의 출력 신호와 제2 증폭기(432)의 출력 신호의 위상 차이가 보상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치와 종래 기술에 따른 전자 장치의 효율 비교 그래프이다.
일 실시예에 따르면, 출력 전력이 P1인 경우 본 발명에 따른 안테나 모듈의 효율이 종래 기술에 비해 월등히 향상됨을 확인할 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따를 경우 출력 전력이 P1인 경우 안테나 효율은 출력 전력이 최대(P2)인 경우의 안테나 효율과 유사하다.
일 실시예에 따르면 상기 P1은 최대 출력 전력인 P2의 6dB 백오프(back-off) 파라미터일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 5G 이동 통신 시스템에서 안테나 모듈은 높은 PAPR(peak to average power ratio) 특성으로 인해 최대 출력 전력보다 낮은 출력 전력 영역에서 동작할 수 있다. 따라서 본 발명에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조에 따를 경우, 안테나 모듈의 동작 출력 전력이 낮아지더라도 안테나 모듈의 높은 효율을 유지할 수 있다.
본 발명은 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이, 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이 및 상기 제1 증폭기의 출력단과 상기 제2 증폭기의 출력단 사이에 배치되는 임피던스 정합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부는 λ/4의 길이를 가지는 전송선로(transmission line)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부는 λ/4의 위상을 가지는 수동 소자일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이는, 상기 제1 증폭기의 입력단과 연결되며 상기 통신회로로부터 수신한 신호의 위상을 변위시키는 제1 위상변위기(phase shifter)를 포함하고, 상기 제2 안테나 어레이는, 상기 제2 증폭기의 입력단과 연결되며 상기 통신회로로부터 수신한 신호의 위상을 변위시키는 제2 위상변위기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 위상변위기에 의해 변위되는 위상과 상기 제2 위상변위기에 위해 변위되는 위상의 위상차이는 90°일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 증폭기는 상기 제1 증폭기가 포화되는 경우 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이를 통해 제1 RF(radio frequency) 체인(chain)을 구성하고, 상기 제2 안테나 어레이를 통해 제2 RF 체인을 구성하며, 상기 제1 안테나 어레이와 상기 제2 안테나 어레이를 이용해 빔 스위핑(sweeping)을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이, 상기 제2 안테나 어레이 및 상기 임피던스 정합부는 칩(chip)에 내장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이 및 상기 제2 안테나 어레이는 칩에 내장되며, 상기 임피던스 정합부는 상기 칩을 포함하는 패키징 모듈에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부는 상기 제1 증폭기의 출력 신호 또는 상기 제2 증폭기의출력 신호의 위상을 90° 변위시켜, 상기 제1 증폭기의 출력 신호와 상기 제2 증폭기의 출력 신호를 합칠 수 있다.
본 발명은 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이, 상기 통신회로로부터 수신한 신호를 증폭시키기 위한 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이 및 상기 제1 증폭기의 출력단과 상기 제2 증폭기의 출력단 사이에 배치되는 임피던스 정합부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부는 λ/4의 길이를 가지는 전송선로(transmission line)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부는 λ/4의 위상을 가지는 수동 소자일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이는, 상기 제1 증폭기의 입력단과 연결되며 상기 통신회로로부터 수신한 신호의 위상을 변위시키는 제1 위상변위기(phase shifter)를 포함하고, 상기 제2 안테나 어레이는, 상기 제2 증폭기의 입력단과 연결되며 상기 통신회로로부터 수신한 신호의 위상을 변위시키는 제2 위상변위기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 위상변위기에 의해 변위되는 위상과 상기 제2 위상변위기에 위해 변위되는 위상의 위상차이는 90°일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 증폭기는 상기 제1 증폭기가 포화되는 경우 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이를 통해 제1 RF(radio frequency) 체인(chain)을 구성하고, 상기 제2 안테나 어레이를 통해 제2 RF 체인을 구성하며, 상기 제1 안테나 어레이와 상기 제2 안테나 어레이를 이용해 빔 스위핑(sweeping)을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이, 상기 제2 안테나 어레이 및 상기 임피던스 정합부는 칩(chip)에 내장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 어레이 및 상기 제2 안테나 어레이는 칩에 내장되며, 상기 임피던스 정합부는 상기 칩을 포함하는 패키징 모듈에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임피던스 정합부는 상기 제1 증폭기의 출력 신호 또는 상기 제2 증폭기의출력 신호의 위상을 90° 변위시켜, 상기 제1 증폭기의 출력 신호와 상기 제2 증폭기의 출력 신호를 합칠 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    통신회로로부터 RF(radio frequency) 신호를 수신하는 신호 분배기(310, 410);
    상기 신호 분배기와 연결되고 상기 신호 분배기로부터 수신된 신호의 위상을 변위시키는 제1 위상 변위기 및 상기 제1 위상 변위기로부터 수신한 신호를 증폭시키는 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이;
    상기 신호 분배기와 연결되고 상기 신호 분배기로부터 수신된 신호의 위상을 변위시키는 제2 위상 변위기 및 상기 제2 위상 변위기로부터 수신한 신호를 증폭시키는 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이;
    상기 제1 증폭기의 출력단과 연결되는 제1 단 및 상기 제2 증폭기의 출력단과 연결되는 제2 단을 포함하는 임피던스 정합부;
    상기 임피던스 정합부의 제2 단, 및 상기 제2 증폭기의 출력단과 연결되는 제1 안테나; 및
    상기 임피던스 정합부의 제2 단, 상기 제2 증폭기의 출력단, 및 상기 제1 안테나와 연결되는 제2 안테나;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 정합부는 λ/4의 길이를 가지는 전송선로(transmission line) 인 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 정합부는 λ/4의 위상을 가지는 수동 소자인 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위상 변위기는, 상기 제1 증폭기의 입력단과 연결되고,
    상기 제2 위상 변위기는, 상기 제2 증폭기의 입력단과 연결되는 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 위상변위기에 의해 변위되는 위상과 상기 제2 위상변위기에 위해 변위되는 위상의 위상차이는 90°인 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는 상기 제1 증폭기가 포화되는 경우 동작하는 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이를 통해 제1 RF 체인(chain)을 구성하고, 상기 제2 안테나 어레이를 통해 제2 RF 체인을 구성하며, 상기 제1 안테나 어레이와 상기 제2 안테나 어레이를 이용해 빔 스위핑(sweeping)을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이, 상기 제2 안테나 어레이 및 상기 임피던스 정합부는 칩(chip)에 내장되는 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이 및 상기 제2 안테나 어레이는 칩에 내장되며, 상기 임피던스 정합부는 상기 칩을 포함하는 패키징 모듈에 포함된 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 정합부는 상기 제1 증폭기의 출력 신호 또는 상기 제2 증폭기의출력 신호의 위상을 90° 변위시켜, 상기 제1 증폭기의 출력 신호와 상기 제2 증폭기의 출력 신호를 합치는 것을 특징으로 하는,
    전자 장치.
  11. 안테나 모듈에 있어서,
    통신회로로부터 RF(radio frequency) 신호를 수신하는 신호 분배기;
    상기 신호 분배기와 연결되고 상기 신호 분배기로부터 수신된 신호의 위상을 변위시키는 제1 위상 변위기 및 상기 제1 위상 변위기로부터 수신한 신호를 증폭시키는 제1 증폭기를 포함하는 제1 안테나 어레이;
    상기 신호 분배기와 연결되고 상기 신호 분배기로부터 수신된 신호의 위상을 변위시키는 제2 위상 변위기 및 상기 제2 위상 변위기로부터 수신한 신호를 증폭시키는 제2 증폭기를 포함하는 제2 안테나 어레이; 및
    상기 제1 증폭기의 출력단과 연결되는 제1 단 및 상기 제2 증폭기의 출력단과 연결되는 제2 단을 포함하는 임피던스 정합부;
    상기 임피던스 정합부의 제2 단, 및 상기 제2 증폭기의 출력단과 연결되는 제1 안테나;
    상기 임피던스 정합부의 제2 단, 상기 제2 증폭기의 출력단, 및 상기 제1 안테나와 연결되는 제2 안테나;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 임피던스 정합부는 λ/4의 길이를 가지는 전송선로(transmission line) 인 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 임피던스 정합부는 λ/4의 위상을 가지는 수동 소자인 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 위상 변위기는, 상기 제1 증폭기의 입력단과 연결되고, 상기 제2 위상 변위기는, 상기 제2 증폭기의 입력단과 연결되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 위상변위기에 의해 변위되는 위상과 상기 제2 위상변위기에 위해 변위되는 위상의 위상차이는 90°인 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는 상기 제1 증폭기가 포화되는 경우 동작하는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이를 통해 제1 RF(radio frequency) 체인(chain)을 구성하고, 상기 제2 안테나 어레이를 통해 제2 RF 체인을 구성하며, 상기 제1 안테나 어레이와 상기 제2 안테나 어레이를 이용해 빔 스위핑(sweeping)을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이, 상기 제2 안테나 어레이 및 상기 임피던스 정합부는 칩(chip)에 내장되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이 및 상기 제2 안테나 어레이는 칩에 내장되며, 상기 임피던스 정합부는 상기 칩을 포함하는 패키징 모듈에 포함된 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 임피던스 정합부는 상기 제1 증폭기의 출력 신호 또는 상기 제2 증폭기의출력 신호의 위상을 90° 변위시켜, 상기 제1 증폭기의 출력 신호와 상기 제2 증폭기의 출력 신호를 합치는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
KR1020180168447A 2018-12-24 2018-12-24 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치 KR102581317B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180168447A KR102581317B1 (ko) 2018-12-24 2018-12-24 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
US16/725,243 US10897280B2 (en) 2018-12-24 2019-12-23 Electronic device including plurality of antenna arrays
EP19219545.1A EP3675381A3 (en) 2018-12-24 2019-12-23 Electronic device including plurality of antenna arrays
CN201911343119.8A CN111355518B (zh) 2018-12-24 2019-12-24 包括多个天线阵列的电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180168447A KR102581317B1 (ko) 2018-12-24 2018-12-24 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200079005A KR20200079005A (ko) 2020-07-02
KR102581317B1 true KR102581317B1 (ko) 2023-09-22

Family

ID=69055674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180168447A KR102581317B1 (ko) 2018-12-24 2018-12-24 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10897280B2 (ko)
EP (1) EP3675381A3 (ko)
KR (1) KR102581317B1 (ko)
CN (1) CN111355518B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200012199A (ko) * 2018-07-26 2020-02-05 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 송신 신호들을 증폭하기 위한 장치 및 방법
US11962341B2 (en) * 2020-12-24 2024-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for wireless communication

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015109600A (ja) * 2013-12-05 2015-06-11 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 通信装置
US20160126921A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-05 Qualcomm Incorporated Dynamic power divider circuits and methods

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6472934B1 (en) * 2000-12-29 2002-10-29 Ericsson Inc. Triple class E Doherty amplifier topology for high efficiency signal transmitters
KR100480496B1 (ko) * 2002-11-18 2005-04-07 학교법인 포항공과대학교 도허티 증폭기를 이용한 신호 증폭 장치
US7512386B2 (en) * 2003-08-29 2009-03-31 Nokia Corporation Method and apparatus providing integrated load matching using adaptive power amplifier compensation
FR2901929B1 (fr) * 2006-05-31 2008-08-15 St Microelectronics Sa Dephaseur integre de signaux differentiels en signaux en quadrature
CN101523759A (zh) * 2006-10-02 2009-09-02 施克莱无线公司 集中式无线通信***
KR100862056B1 (ko) * 2007-08-06 2008-10-14 (주) 와이팜 광대역 전력 증폭 장치
KR100905202B1 (ko) * 2007-09-03 2009-06-26 성균관대학교산학협력단 도허티 증폭기
US8022768B1 (en) * 2008-12-19 2011-09-20 Nortel Networks Limited Doherty amplifier and method for operation thereof
US9391650B2 (en) * 2011-02-11 2016-07-12 Qualcomm Incorporated Front-end RF filters with embedded impedance transformation
US8749306B2 (en) * 2011-03-16 2014-06-10 Cree, Inc. Enhanced Doherty amplifier
CN104011998B (zh) * 2011-11-04 2016-12-14 天工方案公司 用于功率放大器的装置和方法
US9030255B2 (en) * 2012-03-19 2015-05-12 Auriga Measurement Systems, LLC Linearization circuit and related techniques
US9071202B2 (en) * 2013-10-18 2015-06-30 Alcatel Lucent Doherty amplifier with peak branch RF conditioning
EP2869463B1 (en) * 2013-10-31 2016-01-06 Samba Holdco Netherlands B.V. Doherty amplifier structure
EP2988417B1 (en) * 2014-08-17 2020-05-13 Skyworks Solutions, Inc. Power amplifier interface compatible with inputs separated by mode or frequency
KR20160028972A (ko) * 2014-09-04 2016-03-14 한국전자통신연구원 부하 변조 기반 빔공간 mimo 전송 방법 및 장치
JP6029728B2 (ja) * 2014-10-31 2016-11-24 スカイワークス ソリューションズ，インコーポレイテッドＳｋｙｗｏｒｋｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ． 位相シフト部品を備えたダイバーシティ受信器フロントエンドシステム
US9882538B2 (en) * 2015-03-24 2018-01-30 Skyworks Solutions, Inc. Distributed output matching network for a radio frequency power amplifier module
JP2018056923A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 株式会社村田製作所 送受信モジュール
US9866259B1 (en) 2016-11-23 2018-01-09 Infineon Technologies Ag Transmitter/receiver module for millimeter wave 5G MIMO communication systems
US10620297B2 (en) 2016-12-22 2020-04-14 Apple Inc. Radar methods and apparatus using in phased array communication systems
US10211785B2 (en) 2016-12-29 2019-02-19 Nxp Usa, Inc. Doherty amplifiers with passive phase compensation circuits
KR20180081317A (ko) * 2017-01-06 2018-07-16 삼성전자주식회사 전력 증폭 장치 및 이를 포함하는 단말 또는 기지국
US10972055B2 (en) * 2018-06-15 2021-04-06 Skyworks Solutions, Inc. Integrated doherty power amplifier

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015109600A (ja) * 2013-12-05 2015-06-11 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 通信装置
US20160126921A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-05 Qualcomm Incorporated Dynamic power divider circuits and methods

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200079005A (ko) 2020-07-02
CN111355518B (zh) 2024-03-01
EP3675381A3 (en) 2020-07-08
CN111355518A (zh) 2020-06-30
US10897280B2 (en) 2021-01-19
EP3675381A2 (en) 2020-07-01
US20200204202A1 (en) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Terahertz communications: An array-of-subarrays solution
US11082120B2 (en) Dual-polarization beamforming
US20100127951A1 (en) Multi- antenna system feed device and wireless link terminal equipped with such a device
US11601165B2 (en) Antenna arrangement for two polarizations
US10804975B2 (en) Hybrid beamforming-based open-loop MIMO transmission method and apparatus therefor
KR102581317B1 (ko) 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
US8995570B2 (en) Methods and systems for beam steering crest factor reduction (CFR) clip noise
CN109981505B (zh) 功率可扩展的波束定向数字预失真装置及方法、收发***
US11211979B2 (en) Method and apparatus for controlling transmission power in wireless communication system
CN107017925B (zh) 一种有源阵列天线的信号处理方法和装置
CN113541699A (zh) 远端单元、多频段分布式***以及信号处理方法
KR102388027B1 (ko) 무선통신 모듈의 시험 방법 및 상기 무선통신 모듈을 포함하는 전자 장치
US12009566B2 (en) Four-way power divider and combiner for phased array system
EP3935796B1 (en) A method and an apparatus for determining a local frequency in wireless communication system
KR102607531B1 (ko) 전기적 경로 차이를 보상하기 위한 보상부를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102590784B1 (ko) 전송선로의 길이를 이용한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자장치
CN113014275A (zh) 远端单元、多频段分布式***以及信号处理方法
KR101945193B1 (ko) 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법
CN210958363U (zh) 一种用于实现多种ca组合的射频***
KR102670343B1 (ko) 원거리 무선 정보 및 전력 동시 전송을 수행하기 위한 송신 장치 및 이의 구동 방법
CN106489277B (zh) 一种基于同频组网的载波处理方法及装置
US11528081B2 (en) Base station and control method therefor in wireless communication system
KR102463983B1 (ko) 누설 전류를 차단하기 위한 증폭기 및 상기 증폭기를 포함하는 전자 장치
US20200266536A1 (en) Device for testing beam forming processor
Wu et al. Efficiency-Enhanced Dual-Input Transmitter Using Over-the-Air Combination for MIMO Systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant