KR102613218B1

KR102613218B1 - 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR102613218B1
Application number: KR1020190029704A
Authority: KR
Inventors: 윤수민; 김동연; 박성진; 장우민; 정명훈; 정재훈; 조재훈
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2023-12-13
Also published as: US20230083919A1; US20200295454A1; WO2020189935A1; US20220200141A1; EP3709438B1; US11532879B2; KR20200109900A; US11276926B2; EP3709438A1; US11831071B2; CN111697339A

Abstract

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트, 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징과, 상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이와, 상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역을 포함하는 적어도 하나의 안테나 구조체로서, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들과, 상기 제1면상에, 또는 상기 제2면보다 상기 제1면에 더 가까운 제1절연층내에서, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역에 배치되는 제1도전성 패치들과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 상기 제1절연층 및 상기 제2면 사이의 제2절연층에 배치되는 제2도전성 패치와, 상기 제2절연층 및 상기 제2면 사이의 제3절연층에, 또는 상기 제2면상에 배치되는 그라운드 층 및 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되고, 상기 제1절연층으로부터 상기 그라운드 층까지 연장된 적어도 하나의 도전성 벽을 포함하는 안테나 구조체 및 상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 약 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치{ANTENNA AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명의 다양한 실시예들은 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

무선 통신 기술의 발전에 따라 전자 장치(예: 통신용 전자 장치)는 일상 생활에 보편적으로 사용되고 있으며, 이로 인한 컨텐츠 사용이 기하급수적으로 증가되고 있는 추세이다. 이러한 컨텐츠 사용의 급속한 증가에 의해 네트워크 용량은 점차 한계에 도달하고 있으며, 4G(4th generation) 통신 시스템의 상용화 이후, 증가하는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위하여 고주파(예: mmWave) 대역(예: 3 GHz ~ 300 GHz 대역)의 주파수를 이용하여 신호를 송신 및/또는 수신하는 통신 시스템(예: 5G(5th generation), pre-5G 통신 시스템, 또는 new radio(NR))이 연구되고 있다.

차세대 무선 통신 기술은 실질적으로 3GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 이용하여 신호를 송수신할 수 있으며, 주파수 특성상 높은 자유 공간 손실을 극복하고, 안테나의 이득을 높이기 위한 효율적인 실장 구조 및 이에 부응하는 새로운 안테나 구조가 개발되고 있다.

상술한 작동 주파수 대역에서 동작하는 안테나는, 안테나 엘리먼트로서, 높은 이득과 이중 편파 구현이 용이한 적어도 하나의 도전성 패치를 포함할 수 있다. 그러나 인쇄 회로 기판의 그라운드와 비교적 가깝에 위치하는 특성상 넓은 대역폭을 구현하는데 어려움이 발생될 수 있으며, 이를 해소하기 위하여 도전성 패치 주변에 커플링 가능하게 배치되는 일정 형상 및 크기를 갖는 도전성 방사체가 배치될 수 있다. 예컨대, 이러한 도전성 방사체는 무선 통신 회로와 급전되는 도전성 패치와 커플링 가능한 위치에 배치되고, 도전성 패치와 유사한 형상 및 크기를 갖는 도전성 플레이트 또는 도전성 패치 주변에서 일정 간격으로 주기 구조를 갖도록 배치되는 복수의 도전성 패치들을 포함할 수 있다.

그러나, 도전성 플레이트가 적용되는 안테나 구조는 광대역이 구현될 수 있으나, 작동 주파수 대역에서 해당 공진이 도전성 패치의 공진 모드와 반대로 형성되기 대문에 방사 효율이 저하될 수 있다. 또한, 도전성 패치들의 경우, 해당 주파수 대역으로 튜닝하기 위한 설계가 어렵고 안테나의 effective size가 증가하기 때문에 isolation이 감소될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 비교적 설계가 용이한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 isolation을 개선하여 넓은 대역폭에서 동작하면서 방사 효율이 저감되는 것이 방지되는 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트, 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징과, 상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이와, 상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역을 포함하는 적어도 하나의 안테나 구조체로서, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들과, 상기 제1면상에, 또는 상기 제2면보다 상기 제1면에 더 가까운 제1절연층내에서, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역에 배치되는 제1도전성 패치들과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 상기 제1절연층 및 상기 제2면 사이의 제2절연층에 배치되는 제2도전성 패치와, 상기 제2절연층 및 상기 제2면 사이의 제3절연층에, 또는 상기 제2면상에 배치되는 그라운드 층 및 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되고, 상기 제1절연층으로부터 상기 그라운드 층까지 연장된 적어도 하나의 도전성 벽을 포함하는 안테나 구조체 및 상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 약 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트, 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역을 포함하는 인쇄 회로 기판과, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역과 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되고, 상기 제1면에 노출되거나, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에서 상기 제1면에 가까운 어느 하나의 절연층에 배치되는 제1도전성 패치들과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 어느 하나의 절연층에 배치되는 제2도전성 패치와, 상기 제2면 또는 상기 제2도전성 패치와 상기 제2면 사이의 적어도 하나의 절연층에 배치되는 적어도 하나의 그라운드 층과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부로부터 상기 그라운드 층까지 연장되도록 배치된 적어도 하나의 도전성 벽 및 상기 복수의 절연층들을 통해 상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 약 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 도전성 벽은 상기 제1도전성 패치들과 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 제2도전성 패치 주변에 일정주기를 가지며 배치되는 복수의 제1도전성 패치들을 포함하고, 안테나 구조체의 측면에서, 일단은 그라운드 층과 전기적으로 연결되고, 타단은 제1도전성 패치들과 커플링 가능하게 배치되는 적어도 하나의 도전성 벽을 포함함으로서, 비교적 넓은 주파수 대역에서 방사 효율의 저하없이 동작하는 안테나가 설계될 수 있다.

도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4a는 도 2를 참조하여 설명된 제3안테나 모듈의 구조의 일 실시예를 도시한다.
도 4b는, 도 4a의 (a)에 도시된 제3안테나 모듈의 라인 Y-Y'에 대한 단면을 도시한다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 5b의 라인 A-A'에서 바라본 안테나 모듈의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 단면을 부분적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 반사 손실을 비교한 그래프이다.
도 8a 내지 도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 주파수별 임피던스 특성 및 전류 분포를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈을 부분적으로 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 10의 도전성 벽간의 거리 변화에 따른 주파수 특성을 도시한 그래프이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 12f 및 도 12g는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 12h는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제2도전성 패치와 도전성 벽의 배치 관계를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 13b의 도전성 벽으로부터 제1도전성 패치들간의 간격 변화에 따른 주파수 특성을 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈의 적층 구조를 도시한 일부 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈을 도시한 구성도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 17의 안테나 구조체들간의 이격 거리에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(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(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 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.

일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 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(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 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, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 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.

일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 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 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

도2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다.

도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.

제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.

제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.

전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

일시예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.

일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.

일시예에 따르면, 안테나(248)는 빔포밍에 사용될 수 있는 복수개의 안테나 엘레멘트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제 3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제 3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘레멘트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 통해 전자 장치(101)의 외부(예: 5G 네트워크의 베이스 스테이션)로 송신될 5G Above6 RF 신호의 위상을 변환할 수 있다. 수신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 통해 상기 외부로부터 수신된 5G Above6 RF 신호의 위상을 동일한 또는 실질적으로 동일한 위상으로 변환할 수 있다. 이것은 전자 장치(101)와 상기 외부 간의 빔포밍을 통한 송신 또는 수신을 가능하게 한다.

제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.

도 3a는 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치(300)의 전면의 사시도이다. 도 3b는 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치(300)의 후면 사시도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제 1 면 (또는 전면)(310A), 제 2 면 (또는 후면)(310B), 및 제 1 면(310A) 및 제 2 면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 하우징은 제 1 면(310A), 제 2 면(310B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(310B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(310C)은, 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(318)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.

도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302)는, 상기 제 1 면(310A)으로부터 상기 후면 플레이트(311) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(310D)들을, 상기 전면 플레이트(302)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 3b 참조)에서, 상기 후면 플레이트(311)는, 상기 제 2 면(310B)으로부터 상기 전면 플레이트(302) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(310E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302)(또는 상기 후면 플레이트(311))가 상기 제 1 영역(310D)들 (또는 상기 제 2 영역(310E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 제 1 영역(310D)들 또는 제 2 영역(310E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(300)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(318)는, 상기와 같은 제 1 영역(310D) 또는 제 2 영역(310E)이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께 (또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역(310D) 또는 제 2 영역(310E)을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 디스플레이(301), 오디오 모듈(303, 307, 314), 센서 모듈(304, 316, 319), 카메라 모듈(305, 312, 313), 키 입력 장치(317), 발광 소자(306), 및 커넥터 홀(308, 309) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(317), 또는 발광 소자(306))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.

디스플레이(301)는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(310A), 및 상기 측면(310C)의 제 1 영역(310D)을 형성하는 전면 플레이트(302)를 통하여 상기 디스플레이(301)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(301)의 모서리를 상기 전면 플레이트(302)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(301)의 외곽과 전면 플레이트(302)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.

일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(314), 센서 모듈(304), 카메라 모듈(305), 및 발광 소자(306) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(314), 센서 모듈(304), 카메라 모듈(305), 지문 센서(316), 및 발광 소자(306) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(304, 319)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(317)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(310D), 및/또는 상기 제 2 영역(310E)에 배치될 수 있다.

오디오 모듈(303, 307, 314)은, 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(303)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(307, 314)은, 외부 스피커 홀(307) 및 통화용 리시버 홀(314)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(307, 314)과 마이크 홀(303)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(307, 314) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).

센서 모듈(304, 316, 319)은, 전자 장치(300)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(304, 316, 319)은, 예를 들어, 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치된 제 1 센서 모듈(304)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(310)의 제 2 면(310B)에 배치된 제 3 센서 모듈(319)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(316)(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(310)의 제 1면(310A)(예: 디스플레이(301))뿐만 아니라 제 2면(310B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(300)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(304) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

카메라 모듈(305, 312, 313)은, 전자 장치(300)의 제 1 면(310A)에 배치된 제 1 카메라 장치(305), 및 제 2 면(310B)에 배치된 제 2 카메라 장치(312), 및/또는 플래시(313)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(305, 312)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(313)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들 (적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(300)의 한 면에 배치될 수 있다.

키 입력 장치(317)는, 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(300)는 상기 언급된 키 입력 장치(317)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(310)의 제 2면(310B)에 배치된 센서 모듈(316)을 포함할 수 있다.

발광 소자(306)는, 예를 들어, 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(306)는, 예를 들어, 전자 장치(300)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 일 실시예에서는, 발광 소자(306)는, 예를 들어, 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(306)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.

커넥터 홀(308, 309)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(308), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(309)을 포함할 수 있다.

도 3c는 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치(320)의 전개 사시도이다.

도 3c를 참조하면, 모바일 전자 장치(320)(예: 도 3a의 모바일 전자 장치(300))는, 측면 베젤 구조(321), 제 1 지지부재(3211)(예: 브라켓), 전면 플레이트(322), 디스플레이(323), 인쇄 회로 기판(324), 배터리(325), 제 2 지지부재(326)(예: 리어 케이스), 안테나(327), 및 후면 플레이트(328)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(320)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(3211), 또는 제 2 지지부재(326))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(320)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 3a, 또는 도 3b의 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.

제 1 지지부재(3211)는, 전자 장치(320) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(321)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(321)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(3211)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(3211)는, 일면에 디스플레이(323)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(324)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(324)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(320)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.

배터리(325)는 전자 장치(320)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(325)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(324)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(325)는 전자 장치(320) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(320)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.

안테나(327)는, 후면 플레이트(328)와 배터리(325) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(327)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(327)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 일 실시예에서는, 측면 베젤 구조(321) 및/또는 상기 제 1 지지부재(3211)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.

도 4a는, 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명된 제 3 안테나 모듈(246)의 구조의 일 실시예를 도시한다. 도 4a의 (a)는, 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 4a의 (b)는 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 다른 측에서 바라본 사시도이다. 도 4a의 (c)는 상기 제 3 안테나 모듈(246)의 X-X'에 대한 단면도이다.

도 4a를 참조하면, 일실시예에서, 제 3 안테나 모듈(246)은 인쇄 회로 기판(410), 안테나 어레이(430), RFIC(radio frequency integrate circuit)(452), PMIC(power manage integrate circuit)(454)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 안테나 모듈(246)은 차폐 부재(490)를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 상기 언급된 부품들 중 적어도 하나가 생략되거나, 상기 부품들 중 적어도 두 개가 일체로 형성될 수도 있다.

인쇄 회로 기판(410)은 복수의 도전성 레이어들, 및 상기 도전성 레이어들과 교번하여 적층된 복수의 비도전성 레이어들을 포함할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(410)은, 상기 도전성 레이어에 형성된 배선들 및 도전성 비아들을 이용하여 인쇄 회로 기판(410) 및/또는 외부에 배치된 다양한 전자 부품들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다.

안테나 어레이(430)(예를 들어, 도 2의 248)는, 방향성 빔을 형성하도록 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들(432, 434, 436, 또는 438)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들(432, 434, 436, 또는 438)은, 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(410)의 제 1 면에 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 안테나 어레이(430)는 인쇄 회로 기판(410)의 내부에 형성될 수 있다. 실시예들에 따르면, 안테나 어레이(430)는, 동일 또는 상이한 형상 또는 종류의 복수의 안테나 어레이들(예: 다이폴 안테나 어레이, 및/또는 패치 안테나 어레이)을 포함할 수 있다.

RFIC(452)(예를 들어, 도 2의 226)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄 회로 기판(410)의 다른 영역(예: 상기 제 1 면의 반대쪽인 제 2 면)에 배치될 수 있다. 상기 RFIC는, 안테나 어레이(430)를 통해 송/수신되는, 선택된 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, RFIC(452)는, 송신 시에, 통신 프로세서(미도시)로부터 획득된 기저대역 신호를 지정된 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다. 상기 RFIC(452)는, 수신 시에, 안테나 어레이(430)를 통해 수신된 RF 신호를, 기저대역 신호로 변환하여 통신 프로세서에 전달할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, RFIC(452)는, 송신 시에, IFIC(intermediate frequency integrate circuit)(예를 들어, 도 2의 228)로부터 획득된 IF 신호(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz) 를 선택된 대역의 RF 신호로 업 컨버트 할 수 있다. 상기 RFIC(452)는, 수신 시에, 안테나 어레이(430)를 통해 획득된 RF 신호를 다운 컨버트하여 IF 신호로 변환하여 상기 IFIC에 전달할 수 있다.

PMIC(454)는, 상기 안테나 어레이(430)와 이격된, 인쇄 회로 기판(410)의 다른 일부 영역(예: 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. PMIC는 메인 PCB(미도시)로부터 전압을 공급받아, 안테나 모듈 상의 다양한 부품(예를 들어, RFIC(452))에 필요한 전원을 제공할 수 있다.

차폐 부재(490)는 RFIC(452) 또는 PMIC(454) 중 적어도 하나를 전자기적으로 차폐하도록 상기 인쇄 회로 기판(410)의 일부(예를 들어, 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. 일실시예에 따르면, 차폐 부재(490)는 쉴드 캔을 포함할 수 있다.

도시되지 않았으나, 다양한 실시예들에서, 제 3 안테나 모듈(246)은, 모듈 인터페이스를 통해 다른 인쇄 회로 기판(예: 주 회로 기판)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 모듈 인터페이스는, 연결 부재, 예를 들어, 동축 케이블 커넥터, board to board 커넥터, 인터포저, 또는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈의 RFIC(452) 및/또는 PMIC(454)는 상기 연결 부재를 통하여, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 4b는, 도 4a의 (a)에 도시된 제 3 안테나 모듈(246)의 라인 Y-Y'에 대한 단면을 도시한다. 도시된 실시예의 인쇄 회로 기판(410)은 안테나 레이어(411)와 네트워크 레이어(413)를 포함할 수 있다.

도 4b를 참조하면, 상기 안테나 레이어(411)는, 적어도 하나의 유전층(437-1), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 안테나 엘리먼트(436) 및/또는 급전부(425)를 포함할 수 있다. 상기 급전부(425)는 급전점(427) 및/또는 급전선(429)을 포함할 수 있다.

상기 네트워크 레이어(413)는, 적어도 하나의 유전층(437-2), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 적어도 하나의 그라운드 층(433), 적어도 하나의 도전성 비아(435), 전송선로(423), 및/또는 신호 선로(429)를 포함할 수 있다.

아울러, 도시된 실시예에서, 도 4a 도시된 (c)의 RFIC(452)(예: 도 2의 제3RFIC(226))는, 예를 들어 제 1 및 제 2 연결부들(solder bumps)(440-1, 440-2)을 통하여 상기 네트워크 레이어(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 연결부 대신 다양한 연결 구조 (예를 들어, 납땜 또는 BGA)가 사용될 수 있다. 상기 RFIC(452)는, 제 1 연결부(440-1), 전송 선로(423), 및 급전부(425)를 통하여 상기 안테나 엘리먼트(436)와 전기적으로 연결될 수 있다. RFIC(452)는 또한, 상기 제 2 연결부(440-2), 및 도전성 비아(435)를 통하여 상기 그라운드 층(433)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, RFIC(452)는 또한 상기 신호 선로(429)를 통하여, 위에 언급된 모듈 인터페이스와 전기적으로 연결될 수 있다.

도 5a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(500)의 사시도이다. 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(500)의 평면도이다.

도 5a 및 도 5b의 안테나 모듈(500)은 도 2의 제3안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참고하면, 안테나 모듈(500)은 복수의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)를 포함하는 안테나 어레이(AR1)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)은 인쇄 회로 기판(590)에 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 제1방향(① 방향)(예: 도 3b의 - z 방향)을 향하는 제1면(591), 제1면(591)과 반대 방향(② 방향)(예: 도 3a의 z 방향)으로 향하는 제2면(592) 및 제1면(591)과 제2면(592) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(593)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 인쇄 회로 기판(590)의 제2면(592)에 배치되는 무선 통신 회로(595)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)은 무선 통신 회로(595)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(595)는 안테나 어레이(AR1)를 통해 약 3GHz ~ 100GHz 범위의 무선 주파수를 송신 및/또는 수신하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 복수의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1면(591)에 일정 간격으로 배치되는, 제1안테나 구조체(510), 제2안테나 구조체(520), 제3안테나 구조체(530) 또는 제4안테나 구조체(540)를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(510, 520, 530, 540)는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 안테나 모듈(500)은 4개의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)을 포함하는 안테나 어레이(AR1)에 대하여 도시하고 기술하였으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 안테나 모듈(500)은, 안테나 어레이(AR1)로서, 1개, 2개 또는 5개 이상의 안테나 구조체를 포함할 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는 인쇄 회로 기판(590)의 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제1영역(5101) 및 제1영역(5101)에 의해 둘러싸이는 제2영역(5102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제1영역(5101)을 통해 주기적으로 배치되는 복수의 제1도전성 패치들(512)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제2영역(5102)과 적어도 부분적으로 중첩되는 제2도전성 패치(511)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 제2도전성 패치(511)와 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제1영역(5101)의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되는 적어도 하나의 도전성 벽(5131, 5132, 5133, 5134)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 도전성 벽(5131, 5132, 5133, 5134)은 일단이 인쇄 회로 기판(590)의 그라운드 층(예: 도 6a의 그라운드 층(5903))에 전기적으로, 물리적으로 연결되고, 타단은 제1도전성 패치들(512)과 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(511)는 이중 편파 안테나를 형성하기 위하여 상하좌우 대칭 구조를 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(511)는, 예들 들어, 정사각형, 원형 또는 정팔각형 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(511)는 한 쌍의 급전부(5111, 5112)를 통해 무선 통신 회로(595)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 급전부(5111, 5112)는 제2도전성 패치(511)의 중앙을 수직으로 가로지르는 라인 B-B'을 기준으로 대칭적으로 배치되는 제1급전부(5111) 또는 제2급전부(5112)를 포함할 수 있다. 따라서, 제2도전성 패치(511)는 이중 편파 안테나로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 제2도전성 패치(511)는 이중편파 이중 급전을 위한 급전부들을 포함할 수도 있다. 다른 실시예로, 제2도전성 패치(511)는 단일 편파를 위한 하나의 급전부만을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 제2도전성 패치(511)는 전술한 바와 같은 대칭 형상으로 형성되지 않을 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제2도전성 패치(511)가 중앙에 위치하도록 제2도전성 패치(511)를 둘러싸는 방식으로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1면(591)에 노출되거나, 인쇄 회로 기판(590)의 내부에서 제1면(591)과 가깝게 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 인쇄 회로 기판(590)에서 제2도전성 패치(511)가 배치된 절연층과 다른 절연층에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 제2도전성 패치(511)보다 제1면(591)에 더 가까운 절연층에 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제1도전성 패치들(512)은 제2도전성 패치(511)와 동일한 절연층에 나란히 배치될 수도 있다. 다른 실시예로, 제1도전성 패치들(512)은 제2도전성 패치(511)보다 제1면(591)으로부터 더 먼 절연층에 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제2도전성 패치(511)와 나란히 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제1도전성 패치들(512)은, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제2도전성 패치(511)와 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 제1도전성 패치들(512)과 제2도전성 패치(511)는 인쇄 회로 기판(590)의 서로 다른 절연층에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은, 도시된 바와 같이, 장방형 형상의 도전성 플레이트로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 제1도전성 패치들(512)은 원형, 타원형 또는 장방형이 아닌 다양한 다각형으로 형성될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(511)가 이중 편파 안테나로 구현될 경우, 제1도전성 패치들(512)에 의해 형성된 전체 형상은 상하좌우 대칭 구조를 갖도록 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 하나 또는 그 이상의 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 인쇄 회로 기판(590)의 측면(593)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 인쇄 회로 기판(590)의 측면(593)에 노출되거나, 노출되지 않도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1도전성 패치들(512)이 배치되는 제1영역(5101)의 외곽 가장자리를 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 인쇄 회로 기판(590)의 측면이 아니더라도, 제1도전성 패치들(512)과 커플링 가능한 영역에 일정 간격으로 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은, 제2도전성 패치(511)가 이중 편파 안테나 또는 이중 편파, 이중 급전 안테나로 동작할 경우, 제1도전성 패치들(512)의 외곽 가장지리를 따라 일정 간격으로 배치되고, 제1도전성 패치들(512)이 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도, 회전되기 전의 최조 배치 구조와 동일한 배치 구조를 갖도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 제1도전성 패치들(512)의 외곽 가장자리를 따라 장방형 형상의 인쇄 회로 기판(590)의 코너 부분에 배치되는 제1도전성 벽(5131), 제2도전성 벽(5132), 제3도전성 벽(5133) 및/또는 제4도전성 벽(5134)을 포함할 수 있다. 후술되겠으나, 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1면(591)에서 제2면(592) 방향으로 연장 형성되고, 일단은 인쇄 회로 기판(590)의 제2면(592) 근처에 배치되는 그라운드 층(예: 도 6a의 그라운드 층(5903))에 전기적으로 연결되고, 타단은 제1도전성 패치들(512) 주변에서 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제2안테나 구조체(520), 제3안테나 구조체(530) 및/또는 제4안테나 구조체(540)는 제1안테나 구조체(510)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 구조체(520)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제3영역(5201) 및 제3영역(5201)에 의해 둘러싸이는 제4영역(5202)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 구조체(520)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제3영역(5201)에 배치되는 복수의 제3도전성 패치들(522) 및 제4영역(5202)과 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되고, 제3급전부(5211) 및/또는 제4급전부(5212)를 포함하는 제4도전성 패치(521)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2안테나 구조체(520)는 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제3영역(5201)의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되는 적어도 하나의 도전성 벽(5231, 5232, 5233, 5234)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제3안테나 구조체(530)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제5영역(5301) 및 제5영역(5301)에 의해 둘러싸이는 제6영역(5302)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 구조체(530)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제5영역(5301)에 배치되는 복수의 제5도전성 패치들(532) 및 제6영역(5302)과 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되고, 제5급전부(5311) 및/또는 제6급전부(5312)를 포함하는 제6도전성 패치(531)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3안테나 구조체(530)는 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제5영역(5301)의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되는 적어도 하나의 도전성 벽(5331, 5332,5333, 5334)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제4안테나 구조체(540)는 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제7영역(5401) 및 제7영역(5401)에 의해 둘러싸이는 제8영역(5402)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나 구조체(540)는, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제7영역(5401)에 배치되는 복수의 제7도전성 패치들(542) 및 제8영역(5402)과 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되고, 제7급전부(5411) 및/또는 제8급전부(5412)를 포함하는 제8도전성 패치(5411)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제4안테나 구조체(540)는 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제7영역(5401)의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되는 적어도 하나의 도전성 벽(5431, 5432, 5433, 5434)을 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 모듈(500)은 제2도전성 패치(511), 제4도전성 패치(521), 제6도전성 패치(531) 또는 제8도전성 패치(541)의 주변에 배치되는 제1도전성 패치들(512), 제3도전성 패치들(522), 제5도전성 패치들(532) 또는 제7도전성 패치들(542) 주변에서 커플링 가능하게 배치되는 복수의 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134, 5231, 5232, 5233, 5234, 5331, 5332, 5333, 5334, 5431, 5432, 5433, 5433)을 통해 그라운드 층(예: 도 6a의 그라운드 층(5903))과 간접적인 접지를 형성함으로서, 작동 주파수 대역에서 isolation이 향상되고, 방사 효율의 저감없이 대역폭이 확장될 수 있다.

도 6a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 5b의 라인 A-A'에서 바라본 안테나 모듈(500)의 단면도이다.

본 도면을 설명함에 있어서, 안테나 모듈(500)의 인쇄 회로 기판(590)에 배치되는 제1안테나 구조체(510)의 배치 구성에 대하여 도시하고 기술하고 있으나, 제2안테나 구조체(예: 도 5b의 제2안테나 구조체(520)), 제3안테나 구조체(예: 도 5b의 제3안테나 구조체(530)) 및 제4안테나 구조체(예: 도 5b의 제4안테나 구조체(540)) 역시 실질적으로 동일한 배치 구성을 가질 수 있다.

도 6a를 참고하면, 안테나 모듈(500)은, 제1안테나 구조체(510)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는 인쇄 회로 기판(590)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 제1면(591), 제1면(591)과 반대 방향으로 향하는 제2면(592) 및 제1면(591)과 제2면(592) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(593)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 복수의 절연층들을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 적어도 하나의 절연층을 포함하는 제1레이어 영역(5901) 및 제1레이어 영역(5901)과 이웃하고, 또 다른 적어도 하나의 절연층를 포함하는 제2레이어 영역(5902)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1레이어 영역(5901)은 제1도전성 패치들(512) 및 제2도전성 패치(511)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2레이어 영역(5902)은 적어도 하나의 그라운드 층(5903)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 그라운드 층(5903)은 제2레이어 영역(5902)에서 복수의 절연층을 통해 복수의 그라운드 층으로 형성될 수 있고, 각 그라운드층을 수직으로 관통하는 도전성 비아(5904)를 통해 하나의 그라운드 층(5903)으로 동작될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는 제1레이어 영역(5901) 중 제2면(592)보다 제1면(591)에 더 가깝게 배치되는 제1절연층(5901a)에 배치되는 제1도전성 패치들(512)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는 제1레이어 영역(5901) 중 제1절연층(5901a) 및 제2면(592) 사이의 제2절연층(5901b)에 배치되는 제2도전성 패치(511)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(511)는 제1레이어 영역(5901)의 내부에서 제1면(591)에 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제2도전성 패치(511)는 제1레이어 영역(5901) 중 제1면(591)에 적어도 부분적으로 노출되도록 배치될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는 이중 편파 안테나로 사용될 경우, 제2도전성 패치(511)의 서로 이격된 위치에서 전기적으로 연결되는 제1급전부(5111) 및 제2급전부(5112)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(5111) 및 제2급전부(5112)는 인쇄 회로 기판(590)의 두께 방향으로 제1레이어 영역(5901)을 관통하도록 배치되는 도전성 비아를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전부(5111)는 제2레이어 영역(5902)에 배치되는 제1급전 선로(5905)를 통하여 무선 통신 회로(595)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전부(5112)는 제2레이어 영역(5902)에 배치되는 제2급전 선로(5906)를 통하여 무선 통신 회로(595)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1급전 선로(5905) 및/또는 제2급전 선로(5906)는 제2레이어 영역(5902)의 제3절연층(5902a)에 배치되는 그라운드 층(5903)과 전기적으로 단절되도록 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은 제2도전성 패치(511)보다 제1면(591)과 가깝게 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 패치들(512)은, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제2도전성 패치(511)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제1도전성 패치들(512)은, 제2도전성 패치(511)와 서로 다른 절연층에 배치될 경우, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 제2도전성 패치(5111)와 적어도 일부 영역이 중첩되도록 배치될 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(510)는 제1레이어 영역(5901)에서, 제1면(591)에서 제2면(592) 방향으로 연장 배치되는 복수의 도전성 벽들(5131, 5132)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132)은 제1도전성 패치들(512) 주변에서 커플링 가능한 위치에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132)은 제1레이어 영역(5901) 중 각각의 이웃하는 절연층들에 배치되는 복수의 도전성 부재들과 전기적으로 연결되면서 관통하는 도전성 비아(5907)들을 통해 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132)의 제1도전성 패치들(512)과 인접한 단부는 제1도전성 패치들(512)과 커플링 가능하도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 벽들(5131, 5132)의 제2면(592)에 가까운 단부는 제2레이어 영역(5902)의 제3절연층에 배치되는 적어도 하나의 그라운드 층(5903)과 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 따라서, 제1도전성 패치들(512)은 도전성 벽들(5131, 5132)을 통해 적어도 부분적으로 그라운드 층(5903)에 간접적으로 접지될 수 있다.

도 6b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(500)의 단면을 부분적으로 도시한 도면이다.

도 6b의 안테나 모듈(500)은 도 6a의 안테나 모듈(500)과 대체적으로 동일한 구성을 가지므로 실질적으로 동일한 구성 요소들에 대한 설명은 생략되었다.

전술한 도 6a에서, 도전성 벽들(5131, 5132)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1레이어(5901) 중 제1절연층(5901a)에서 제1도전성 패치들(512)과 나란히 커플링 가능하게 배치되었으나, 도 6b에 도시된 도전성 벽들(5131, 5132)은 제1도전성 패치들(512) 보다 낮게 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 도전성 벽들(531, 532) 중 적어도 일부는 제1도전성 패치들(512)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제1면(591)을 위에서 바라볼 때, 도전성 벽들(5131, 5132)은 제1도전성 패치들(512)과 중첩되지 않도록 배치될 수도 있다. 예컨대, 도전성 벽들(5131, 5132)은 제1도전성 패치들(512)과 커플링 가능한 위치라면, 제1도전성 패치들(512)과 동일한 절연층(예: 제1절연층(5901a))에 배치되거나, 동일하지 않는 절연층에서 제1도전성 패치들(512)과 중첩되거나 중첩되지 않도록 배치될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(500)의 반사 손실을 비교한 그래프이다.

도 7을 참고하면, 제1도전성 패치들, 제3도전성 패치들, 제5도전성 패치들 또는 제7도전성 패치들(예: 도 5b의 제1도전성 패치들(511), 제3도전성 패치들(521), 제5도전성 패치들(531) 또는 제7도전성 패치들(541)) 주변에서 적어도 부분적으로 배치되는 복수의 도전성 벽들(예: 도 5b의 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134, 5231, 5232, 5233, 5234, 5331, 5332, 5333, 5334, 5431, 5432, 5433, 5433))을 포함하는 안테나 모듈(예: 도 5b의 안테나 모듈(500))은 측면이 모두 막힌 도전체로 형성되거나, 측면에 별도의 도전체 없이 유전체로만 형성되는 경우보다 상대적으로 넓은 약 5GHz의 대역폭(도 7의 대역폭(701))이 발현됨을 확인할 수 있다.

도 8a 내지 도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(500)의 주파수별 임피던스 특성 및 전류 분포를 도시한 도면이다.

도 8a 및 도 8b를 참고하면, 안테나 모듈(예: 도 5b의 안테나 모듈(500))은 작동 주파수 대역 중 약 22GHz ~ 25GHz 범위의 비교적 낮은 제1주파수 대역(예: 약 22.5GHz 대역)에서는 일반적인 패치 안테나와 마찬가지로 제2도전성 패치(예: 도 5b의 제2도전성 패치(511))의 중앙을 중심으로 대칭의 전계 분포를 갖는 것을 확인할 수 있다.

도 9a 및 도 9b를 참고하면, 안테나 모듈(예: 도 5b의 안테나 모듈(500))은 작동 주파수 대역 중 약 29GHz ~ 35GHz 범위의 비교적 높은 제2주파수 대역(예: 약 34Hz 대역)에서는 주파수가 높아질수록 전계 분포가 상대적으로 인쇄 회로 기판(예: 도 5b의 인쇄 회로 기판(590))의 외곽 가장자리에 위치한 도전성 벽(예: 도 5b의 도전성 벽(5133)) 방향으로 치우치는 것을 확인할 수 있다. 예컨대, 안테나 모듈(예: 도 5b의 안테나 모듈(500))은 제2주파수 대역에서 도전성 벽(예: 도 5b의 도전성 벽(5133))이 주기적으로 배치된 제1도전성 패치들(예: 도 5b의 제1도전성 패치들(512))과 간접적인 접지 구조를 형성하여 PIPA(planar inverted patch antenna)와 유사한 전계 분포를 가질 수 있다. 따라서, 안테나 모듈(예: 도 5b의 안테나 모듈(500))은 작동 주파수 대역에서 두 개의 공진 모드가 형성되어 넓은 공진 특성을 가질 수 있다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈을 부분적으로 도시한 사시도이다. 도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 10의 도전성 벽간의 거리(d1)의 변화에 따른 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

도 10의 안테나 모듈(500)은 도 5a 및 도 5b의 안테나 모듈(500)과 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으므로 그 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략될 수 있다.

도 10을 참고하면, 안테나 모듈(500)은 인쇄 회로 기판(590)에 배치되는 제1도전성 패치들(512)과, 제1도전성 패치들(512)에 의해 둘러싸여지도록 배치되는 제2도전성 패치(511) 및 제1도전성 패치들(512)(512)의 외곽 가장자리를 따라 적어도 부분적으로 배치되는 제1도전성 벽(5131), 제2도전성 벽(5132), 제3도전성 벽(5133) 또는 제4도전성 벽(5134)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)은 제1도전성 패치들(512)의 외곽 가장자리를 따라 적어도 부분적으로 둘러싸는 위치에 배치되되, 안테나 구조체(510)가 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 최초 배치 구조와 동일한 배치 구조를 갖는 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 제2도전성 패치(511)로부터 커플링 가능하게 근접 배치되는 제1도전성 패치들(512) 및 제1도전성 패치들(512) 주변에 배치되는 제1 내지 제4 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134)을 통해 넓은 작동 주파수 대역을 확보할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 어느 하나의 도전성 벽(예: 도 10의 제1도전성 벽(5131))과, 이웃하는 도전성 벽(예: 도 10의 제2도전성 벽(5132) 또는 제4도전성 벽(5134))간의 거리(d1)를 조절함으로서, 넓은 대역폭이 확보된 상태에서 작동 주파수 대역이 shift될 수 있다.

예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134) 사이의 거리(d1)가 증가할수록, 예컨대, 제1 내지 제4 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134) 각각과 제1도전성 패치들(512)간의 커플링 양이 적어질수록, capacitance가 낮아지므로 안테나 모듈(500)의 작동 주파수 대역은 고주파수 대역으로 shift됨을 알 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 안테나 모듈(500)은 제1 내지 제4 도전성 벽들(5131, 5132, 5133, 5134) 간의 거리(d1)가 조절됨으로서 작동 주파수 대역이 결정되기 때문에 주파수 설계에 영향을 줄 수 있다.

도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1200-5)의 구성을 도시한 도면이다. 도 12a 내지 도 12e는 이중 편파 급전 구성을 갖는 안테나 모듈을 도시한다.

도 12a 내지 도 12e의 안테나 모듈(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1200-5)은 도 2의 제2안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 12a 내지 도 12e에 도시된 제1도전성 패치들 배치 영역(1212, 1232, 1252)은 설명의 편의상 제1도전성 패치들(예: 도 10의 제1도전성 패치들(512))이 생략되었다.

도 12a를 참고하면, 안테나 모듈(1200-1)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 구조체(1210), 제2안테나 구조체(1220)....제N안테나 구조체를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-1)은 하나의 인쇄 회로 기판(1201)상에 배치되는 N개의 안테나 구조체를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 구조체는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 서로 수직으로 교차하는 x 축 및 y축의 교차점을 중심으로 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 처음과 동일한 형상을 갖는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)과, 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)에 의해 둘러싸여지며, y 축을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되는 제1급전부(1211a) 및/또는 제2급전부(1211b)를 포함하는 제2도전성 패치(1211), 및/또는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리를 따라 적어도 부분적으로 배치되는 제1 내지 제4 도전성 벽들(1213a, 1213b, 1213c, 1213d)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 내지 제4도전성 벽들(1213a, 1213b, 1213c, 1213d) 역시 상술한 교차점을 중심으로 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 처음과 동일한 배치 구조를 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 도전성 벽들(1213a, 1213b, 1213c, 1213d) 각각은 정사각형 형상을 갖는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리를 따라 네 모서리 중 적어도 일부 영역에서 서로에 대하여 대칭되도록 배치될 수 있다.

도 12b 및 도 12c를 참고하면, 안테나 모듈(1200-2, 1200-3)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 구조체(1230), 제2안테나 구조체(1240)....제N안테나 구조체를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-2, 1200-3)은 하나의 인쇄 회로 기판(1201)상에 배치되는 N개의 안테나 구조체를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 구조체는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-2, 1200-3)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 도 12a와 동일한 방식으로 배치되는 제1도전성 패치들 배치 영역(1232)과, 제1도전성 패치들 배치 영역(1232)에 의해 둘러싸이며, 제1급전부(1231a) 및/또는 제2급전부(1231b)를 포함하는 원형의 제2도전성 패치(1231)를 포함할 수 있다.

도 12b에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(1200-2)은 정사각형으로 형성된 제1도전성 패치들 배치 영역(1232)의 외곽 가장자리를 따라 코너 부분에 배치되는 제1 내지 제4 도전성 벽들(1233a, 1233b, 1233c, 1233d)을 포함할 수 있다.

도 12c에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(1200-3)은 정사각형으로 형성된 제1도전성 패치들 배치 영역(1232)의 외곽 가장자리를 따라 네 모서리 중 적어도 일부 영역에 배치되는 제1 내지 제4 도전성 벽들(1234a, 1234b, 1234c, 1234d)을 포함할 수 있다.

도 12d 및 도 12e를 참고하면, 안테나 모듈(1200-4, 1200-5)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 구조체(1250), 제2안테나 구조체(1260)....제N안테나 구조체를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-4, 1200-5)은 하나의 인쇄 회로 기판(1201)상에 배치되는 N개의 안테나 구조체를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 구조체는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-4, 1200-5)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 도 12a와 실질적으로 동일한 방식으로 배치되는 제1도전성 패치들 배치 영역(1252)과, 제1도전성 패치들 배치 영역(1252)에 의해 둘러싸이며, 제1급전부(1251a) 및/또는 제2급전부(1251b)를 포함하는 정팔각형의 제2도전성 패치(1251)를 포함할 수 있다.

도 12d에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(1200-4)은 정사각형으로 형성된 제1도전성 패치들 배치 영역(1252)의 외곽 가장자리를 따라 코너 부분에 배치되는 제1 내지 제4 도전성 벽들(1253a, 1253b, 1253c, 1253d)을 포함할 수 있다.

도 12e에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(1200-5)은 정사각형으로 형성된 제1도전성 패치들 배치 영역(1252)의 외곽 가장자리를 따라 모서리 중 적어도 일부 영역에 배치되는 제1 내지 제4 도전성 벽들(1254a, 1254b, 1254c, 1254d)을 포함할 수 있다.

다른 실시예로, 제1도전성 패치 배치 영역(1212, 1232, 1252)이 각각의 제2도전성 패치(1211, 1231, 1251)와 대응되는 정사각형, 원형 또는 정팔각형의 형상으로 형성될 경우, 도전성 벽들 각각은 인쇄 회로 기판(1201)의 코너 또는 모서리 부분이 아닌, 정사각형, 원형 또는 정팔각형 형상을 갖는 제1도전성 패치들 배치 영역의 외곽 가장자리를 따라 인쇄 회로 기판상에서 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이러한 경우 역시, 도전성 벽들은 이중 편파 또는 이중 편파 이중 급전을 구현하고, isolation 확보를 위하여 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 처음과 동일한 배치 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

도 12f 및 도 12g는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(1200-6, 1200-7)의 구성을 도시한 도면이다. 도 12f 및 도 12g는 단일 편파 및/또는 단일 편파 이중 급전의 구성을 갖는 안테나 모듈을 도시한다.

도 12f 및 도 12g의 안테나 모듈(1200-6, 1200-7)은 도 2의 제2안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 12f를 참고하면, 안테나 모듈(1200-6)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 구조체(1210), 제2안테나 구조체(1220)....제N안테나 구조체를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-6)은 하나의 인쇄 회로 기판(1201)상에 배치되는 N개의 안테나 구조체를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 구조체는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 서로 수직으로 교차하는 x 축 및 y축의 교차점을 중심으로 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 처음과 동일한 형상을 갖는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)과, 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)에 의해 둘러싸이는 제2도전성 패치(1211)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(1211)는 단일 편파를 구현하기 위한 제1급전부(1211c)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제2도전성 패치(1211)는 단일 편파 이중 급전을 구현하기 위하여 x 축을 기준으로 대칭적인 위치에 배치되는 제2급전부(1211d)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 제2도전성 패치(1211)는 x 축을 기준으로 대칭적인 형상으로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리를 따라 적어도 부분적으로 배치되는 제1도전성 벽(1213e) 및/또는 제2도전성 벽(1213f)을 포함할 수 있다. 제1도전성 벽(1213e)은 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서, 제2도전성 패치(1211)의 일측 영역에 배치되고, 제2도전성 벽(1213f)은 x 축, 또는 y축 기준으로 제1도전성 벽(1213e)과 대향되도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서, 좌측 영역, 우측 영역, 상측 영역 또는 하측 영역 중 어느 하나의 영역에 배치되는 하나의 도전성 벽을 포함할 수도 있다. 다른 실시예로, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서, 좌측 영역, 우측 영역, 상측 영역 또는 하측 영역 중 세 개의 영역에 각각 배치되는 세 개의 도전성 벽들을 포함할 수도 있다.

도 12g를 참고하면, 안테나 모듈(1200-7)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 구조체(1210), 제2안테나 구조체(1220)....제N안테나 구조체를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-7)은 하나의 인쇄 회로 기판(1201)상에 배치되는 N개의 안테나 구조체를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 구조체는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 서로 수직으로 교차하는 x 축 및 y축의 교차점을 중심으로 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 처음과 동일한 형상을 갖는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)과, 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)에 의해 둘러싸이는 제2도전성 패치(1211)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(1211)는 단일 편파를 구현하기 위한 제1급전부(1211e)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제2도전성 패치(1211)는 단일 편파 이중 급전을 구현하기 위하여 제2도전성 패치(1211)의 대각선 방향으로 대칭적인 위치에 배치되는 제2급전부(1211f)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 제2도전성 패치(1211)는 x 축 또는 y 축을 기준으로 대칭적인 형상으로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리를 따라 적어도 부분적으로 배치되는 제1도전성 벽(1213g) 및 제2도전성 벽(1213h)을 포함할 수 있다. 제1도전성 벽(1213g)은 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서, 일 코너에 배치되고, 제2도전성 벽(1213h)은 x 축 및 y축의 교차점을 기준으로 제1도전성 벽(1213g)과 대향되는 타 코너에 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서, 상부 좌측 코너, 상부 우측 코너, 하부 좌측 코너 또는 하부 우측 코너 중 어느 하나의 코너에 배치되는 하나의 도전성 벽을 포함할 수도 있다. 다른 실시예로, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서. 상부 좌측 코너, 상부 우측 코너, 하부 좌측 코너 또는 하부 우측 코너 중 세 개의 코너에 각각 배치되는 세 개의 도전성 벽들을 포함할 수도 있다.

도 12h는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈(1200-8)의 구성을 도시한 도면이다.

도 12h의 안테나 모듈(1200-8)은 도 2의 제2안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 12h를 참고하면, 안테나 모듈(1200-8)은 인쇄 회로 기판(1201)상에 일정 간격으로 배치되는 제1안테나 구조체(1210), 제2안테나 구조체(1220)....제N안테나 구조체를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1200-8)은 하나의 인쇄 회로 기판(1201)상에 배치되는 N개의 안테나 구조체를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 구조체는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 서로 수직으로 교차하는 x 축 및 y축의 교차점을 중심으로 90도, 180도 또는 270도로 회전되어도 처음과 동일한 형상을 갖는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)과, 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)에 의해 둘러싸이는 제2도전성 패치(1211)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(1211)는 이중 편파를 구현하기 위한 제1급전부(1211a) 및 제2급전부(1211b)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(1211)는 이중 편파 구현을 위해 y 축을 기준으로 대칭적인 형상으로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)는 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리를 따라 적어도 부분적으로 배치되는 제1도전성 벽(1213i), 제2도전성 벽(1213j), 제3도전성 벽(1213k) 또는 제4도전성 벽(1213l)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 벽(1213i), 제2도전성 벽(1213j), 제3도전성 벽(1213k) 또는 제4도전성 벽(1213l)은 제1도전성 패치들 배치 영역(1212)의 외곽 가장자리에서 각 코너에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1안테나 구조체(1210)의 도전성 벽들(1213i, 1213j, 1213k, 1213l) 중 적어도 일부는 이웃하는 제2안테나 구조체(1220)의 도전성 벽과 공용으로 사용될 수 있다. 예컨대, 제1안테나 구조체(1210)의 도전성 벽들(1213i, 1213j, 1213k, 1213l) 중 제3도전성 벽(1213k) 및 제4도전성 벽(1213l)은, 제1안테나 구조체(1210)와 이웃하는 제2안테나 구조체(1220)의 도전성 벽으로 함께 사용될 수도 있다. 이러한 경우, 하나의 안테나 구조체(예: 제1안테나 구조체(1210))와, 이웃하는 다른 안테나 구조체(예: 제2안테나 구조체(1220))에 배치되는 적어도 하나의 도전성 벽을 공용으로 사용함으로서, 안테나 모듈(1200-8)의 체적이 감소될 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제2도전성 패치(1320)와 도전성 벽(1331, 1332)의 배치 관계를 도시한 도면이다.

도 13a 및 도 13b의 안테나 모듈(1300-1, 1300-2)은 도 2의 제2안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 13a를 참고하면, 안테나 모듈(1300-1)은 안테나 구조체(R1)를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(R1)는 제1도전성 패치들(1310), 제1도전성 패치들(1310)에 의해 둘러싸이도록 배치되는 제2도전성 패치(1320) 및 제1도전성 패치들(1310)의 외곽 가장자리를 따라 배치되는 적어도 하나의 도전성 벽(1331, 1332)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 도전성 벽(1331, 1332)은 안테나 구조체(R1)에 배치되는 그라운드 층(1340)과 전기적으로 연결되고, 제1도전성 패치들(1310)과 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(R1)는 제2도전성 패치(1320)를 무선 통신 회로(예: 도 5a의 무선 통신 회로(595))와 전기적으로 연결시키기 위한 적어도 하나의 급전부(1321, 1322)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(1320)는 제1도전성 패치들(1310)과 커플링 가능하게 배치되는 도전성 벽(1331, 1332)의 단부보다 수직 방향으로 낮은 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 도전성 벽(1331, 1332)의 단부는 제2도전성 패치(1320)보다 제1도전성 패치들(1310)에 더 가깝에 배치될 수 있다.

도 13b를 참고하면, 안테나 모듈(1300-2)은 안테나 구조체(R2)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 구조체(R2)는 도전성 벽(1331, 1332)의 단부보다 수직 방향으로 제1도전성 패치들(1310)에 더 가깝게 배치되는 제2도전성 패치(1320)를 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 도전성 벽(1331, 1332)의 단부와 제1도전성 패치들(1310)의 간격(h)은 커플링 가능한 범위내에서 조절될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 도 13b의 도전성 벽(1331, 1332)으로부터 제1도전성 패치들(1310)간의 간격(h)의 변화에 따른 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

도 14를 참고하면, 도전성 벽(예: 도 13b의 도전성 벽(1331, 1332))의 단부와 제1도전성 패치들(예: 도 13b의 도전성 패치들(1310)) 사이의 간격(예: 도 13b의 간격(h))이 증가할수록, 예컨대, 도전성 벽(1331, 1332)과 제1도전성 패치들(1310)간의 커플링 양이 적어질수록, capacitance가 낮아지므로 안테나 모듈(1300-2)의 작동 주파수 대역은 고주파수 대역으로 shift됨을 알 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 안테나 모듈(1300-2)은 도전성 벽(1331. 1332)과 제1도전성 패치들(1310) 간의 간격(h)이 조절됨으로서 작동 주파수 대역이 결정되기 때문에 주파수 설계에 영향을 줄 수 있다. 다른 실시예로, 안테나 모듈(1300-2)은 도전성 벽(1331, 1332)과 제1도전성 패치들(1310) 간의 간격이 유지된 채, 도전성 벽(1331, 1332)의 커플링 면적의 조절에 의해 작동 주파수 대역이 결정될 수도 있다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈(1500)의 사시도이다.

도 15의 안테나 모듈(1500)은 도 2의 제2안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 15를 설명함에 있어, 안테나 모듈(1500)의 제1안테나 어레이(AR1)의 구성은 도 5a 및 도 5b의 제1안테나 어레이(AR1)와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 그 상세한 설명은 생략되었다.

도 15를 참고하면, 안테나 모듈(1500)은 인쇄 회로 기판(590)상에 배치되는 제1안테나 어레이(AR1) 및 제2안테나 어레이(AR2)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 제1방향(① 방향)(예: 도 3b의 - z 방향)을 향하는 제1면(591), 제1면(591)과 반대 방향(② 방향)(예: 도 3a의 z 방향)으로 향하는 제2면(592) 및 제1면(591)과 제2면(592) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(593)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1500)은 인쇄 회로 기판(590)의 제2면(592)에 배치되는 무선 통신 회로(595)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(590)은 제1안테나 어레이(AR1)가 배치되고, 적어도 부분적으로 그라운드 층(예: 도 6a의 그라운드 층(5903))을 포함하는 그라운드 영역(G) 및 그라운드 영역(G)과 인접한 필 컷 영역(F)(예: 비도전성 영역)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제2안테나 어레이(AR2)는 인쇄 회로 기판(590)의 필 컷 영역(F)에서, 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)은 제1안테나 구조체(510) 근처에 배치되는 제1도전성 패턴(1510), 제2안테나 구조체(520) 근처에 배치되는 제2도전성 패턴(1520), 제3안테나 구조체(530) 근처에 배치되는 제3도전성 패턴(1530) 및/또는 제4안테나 구조체(540) 근처에 배치되는 제4도전성 패턴(1540)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)은 무선 통신 회로(595)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 복수의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)은 다이폴 안테나로 동작할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(595)는 제2안테나 어레이(AR2)를 통해 3GHz ~ 100GHz 범위의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1500)은 제1안테나 어레이(AR1)를 통해 제1방향(① 방향)(예: 도 3b의 ?z 방향)으로 빔 패턴이 형성되도록 설정될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1500)은 제2안테나 어레이(AR2)를 통해 제1방향과 수직한 제3방향(③ 방향)(예: 도 3a의 x 방향, -x 방향, y 방향 또는 ?y 방향)으로 빔 패턴이 형성되도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1500)은 1×4 배열 구조의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)을 갖는 제1안테나 어레이(AR1), 및/또는 1×4 배열 구조의 도전성 패턴들(1510, 1520, 1530, 1540)을 갖는 제2안테나 어레이(AR2)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 안테나 모듈(1500)은 하나의 안테나 구조체 및 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 안테나 모듈은 다행 다열 배치 구조를 갖는 안테나 구조체들 및 도전성 패턴들을 포함할 수도 있다.

도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈(1600)의 적층 구조를 도시한 일부 단면도이다.

도 16의 안테나 모듈(1600)은 도 2의 제3안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 16의 안테나 모듈(1600)은 제2도전성 패치(511)의 급전 구조를 제외하고, 나머지 구성 요소들은 도 6a의 안테나 모듈(500)과 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 그 상세한 설명은 생략되었다.

도 16을 참고하면, 안테나 모듈(1600)은 인쇄 회로 기판(590)의 제1레이어 영역(5901) 중 제1절연층(5901a)에 배치되는 제1도전성 패치들(512)과, 제1절연층(5901a)과, 제2레이어 영역(5902) 중 제3절연층(5902a)의 그라운드층(5903) 사이에 배치되는 제2도전성 패치(511)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제2도전성 패치(511)는 제1레이어 영역(5901)에서, 제2절연층(5901b)과 제3절연층(5902a) 사이의 제4절연층(5901c)에 이격 배치되는 한 쌍의 급전 패드들(551, 552)을 통해 커플링 가능하게 전기적으로 연결될 수 있다(capacitively coupled). 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 급전 패드들(551, 552) 중 제1급전 패드(551)는 제1도전성 연결부(5511)와 도전성 비아(5512)를 통해 제1급전부(5111)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2급전 패드(552)는 제2도전성 연결부(5521)와 도전성 비아(5522)를 통해 제2급전부(5112)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1도전성 연결부(5511) 및/또는 제2도전성 연결부(5521)는 일정 면적을 갖는 패드 형상으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 급전부들(5111, 5112)과, 도전성 비아들(5512, 5522)은 인쇄 회로 기판(590)의 수직 방향으로 서로 일치하지 않거나 일치하도록 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1600)은 제2도전성 패치(511)와 간접 급전(예: 커플링 급전)되는 제1급전 패드(551) 및 제2급전 패드(552)를 통해 디자인 자유도가 향상될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1600)은 제2도전성 패치(511)와 제1급전 패드(551) 및/또는 제2도전성 패치(511)와 제2급전 패드(552)간의 커플링 면적 및/또는 간격을 통해 조절되는 capacitance에 의해 대역폭 확장 및/또는 작동 주파수 대역의 shift와 같은 안테나 특성 결정에 도움을 줄 수 있다.

도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈(1700)을 도시한 구성도이다.

도 17의 안테나 모듈(1700)은 도 2의 제3안테나 모듈(246)과 적어도 일부 유사하거나, 안테나 모듈의 다른 실시예들을 더 포함할 수 있다.

도 17를 설명함에 있어, 안테나 모듈(1700)의 제1안테나 어레이(AR1)의 구성은 도 5a 및 도 5b의 제1안테나 어레이(AR1)와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 그 상세한 설명은 생략되었다.

도 17을 참고하면, 안테나 모듈(1700)은 인쇄 회로 기판(590)상에 일정 간격(S)으로 이격 배치되는 제1안테나 구조체(510), 제2안테나 구조체(520), 제3안테나 구조체(530) 및/또는 제4안테나 구조체(540)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1700)은 각 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 간격에 따라 주파수 특성이 결정될 수 있다. 예컨대, 각 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 배치 간격(S)을 증가시킴으로서 제1 mmWave 주파수 대역(예: 약 24.25 GHz ~ 29.5 GHz)(예: 28GHz 대역)에서 이득이 향상될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 5G mmWave는 단일 주파수가 아닌 광대역에서 사용하기 때문에 특정 주파수에서 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 간격(S)을 반파장으로 맞춰 배열하더라도 다른 주파수에서 반파장이 되지 않을 수 있다. 예를 들어, 28 GHz 기준으로 반파장으로 배치하더라도, mmWave에서 사용하는 낮은 주파수에는 반파장보다 좁은 간격으로 배치될 수 있으며 이로 인해 안테나 모듈의 이득 저하가 발생될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 이격 거리(S)가 증가됨으로서 인쇄 회로 기판의 전체 길이(L)가 증가될 수 있다. 이러한 경우, 하기 <표 1>에 도시된 바와 같이, 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 이격 간격(S)이 멀어질수록 안테나 모듈의 전기적 길이가 길어짐으로서 저주파수 대역에서의 이득이 증가될 수 있다.

도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 17의 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 이격 거리(S)에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.

도 18을 참고하면, 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 이격 거리(S)가 4.8mm일 경우, 안테나 모듈(1700)은 약 24.25 GHz 대역에서 7.8dBi의 이득이 발현되었으나, 안테나 구조체들간(510, 520, 530, 540)의 이격 거리(S)가 6.0mm로 멀어질 경우, 안테나 모듈(1700)은 동일 주파수 대역에서 약 8.5dBi의 이득이 발현됨으로서, 약 0.7dBi 이득이 증가함을 알 수 있다. 이는 저주파수 대역(예: 도 18의 1801 영역)에서 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 이격 거리(S)가 증가할 경우, 이득이 증가할 수 있으며, 이는 대역폭 확장에 도움을 줄 수 있다는 것을 의미할 수 있다.

다른 실시예로, 안테나 모듈(1700)은 서로 다른 이격 거리(S)를 갖도록 배치되는 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)을 통해 안테나 특성이 결정될 수도 있다. 예컨대, 안테나 구조체들(510, 520, 530, 540)간의 간격(S)을 점진적으로 멀게하거나, 점진적으로 가깝게함으로서, 안테나 모듈의 빔 스티어링(beam steering)을 유도할 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트(예: 도 3a의 전면 플레이트(302)), 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트(예: 도 3b의 후면 플레이트(311)), 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재(예: 도 3a의 측면 부재(318))를 포함하는 하우징(예: 도 3a의 하우징(310))과, 상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이(예: 도 3a의 디스플레이(301))와, 상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면(예: 도 5a의 제1면(591)) 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면(예: 도 5a의 제2면(592))을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역(예: 도 5b의 제1영역(5101)) 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역(예: 도 5b의 제2영역(5102))을 포함하는 적어도 하나의 안테나 구조체(예: 도 5b의 제1안테나 구조체(510))로서, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들(예: 도 6a의 절연 레이어들(5901, 5902))과, 상기 제1면상에, 또는 상기 제2면보다 상기 제1면에 더 가까운 제1절연층(예: 도 6b의 제1절연층(5901a))내에서, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역에 배치되는 제1도전성 패치들(예: 도 6a의 제1도전성 패치들(512))과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 상기 제1절연층 및 상기 제2면 사이의 제2절연층(예: 도 6a의 제2절연층(5901b))에 배치되는 제2도전성 패치(예: 도 6a의 제2도전성 패치(511))와, 상기 제2절연층 및 상기 제2면 사이의 제3절연층(예: 도 6a의 제3절연층(5902a))에, 또는 상기 제2면상에 배치되는 그라운드 층(예: 도 6a의 그라운드 층(5903)) 및 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되고, 상기 제1절연층으로부터 상기 그라운드 층까지 연장된 적어도 하나의 도전성 벽(예: 도 6a의 도전성 벽(5131, 5132))을 포함하는 안테나 구조체 및 상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 약 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로(예: 도 6a의 무선 통신 회로(595))를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들은 상기 제2도전성 패치와 적어도 일부 중첩될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 무선 통신 회로는 상기 제2면에 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 도전성 벽은 복수의 도전성 비아들을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들은 상기 제2도전성 패치와 중첩되지 않게 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 도전성 벽은 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제2도전성 패치는 상하좌우 대칭 형상으로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1도전성 패치들의 배치 영역은 회전되었을 때, 회전되기 전과 동일한 형상을 갖도록 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1플레이트(예: 도 3a의 전면 플레이트(302)), 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트(예: 도 3b의 후면 플레이트(311)), 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재(예: 도 3a의 측면 부재(318))를 포함하는 하우징(예: 도 3a의 하우징(310))과, 상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이(예: 도 3a의 디스플레이(301))와, 상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면(예: 도 5a의 제1면(591)) 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면(예: 도 5a의 제2면(592))을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역(예: 도 5b의 제1영역(5101)) 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역(예: 도 5b의 제2영역(5102))을 포함하는 인쇄 회로 기판(예: 도 5a의 인쇄 회로 기판(590))과, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들(예: 도 6a의 절연 레이어들(5901, 5902))과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역과 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되고, 상기 제1면에 노출되거나, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에서 상기 제1면에 가까운 어느 하나의 절연층에 배치되는 제1도전성 패치들(예: 도 6a의 제1도전성 패치들(512))과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 어느 하나의 절연층에 배치되는 제2도전성 패치(예: 도 6a의 제2도전성 패치(511))와, 상기 제2면 또는 상기 제2도전성 패치와 상기 제2면 사이의 적어도 하나의 절연층에 배치되는 적어도 하나의 그라운드 층(예: 도 6a의 그라운드 층(5903))과, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부로부터 상기 그라운드 층까지 연장되고, 상기 제2도전성 패치들과 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치된 적어도 하나의 도전성 벽(예: 도 6a의 도전성 벽(5131, 5132)) 및 상기 복수의 절연층들을 통해 상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 약 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로(예: 도 6a의 무선 통신 회로(595))를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들과 상기 제2도전성 패치는 서로 다른 절연층(예: 도 6a의 제1절연층(5901a) 또는 제2절연층(5901b))에 배치되고, 상기 제1면의 위치에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들은 상기 제2도전성 패치와 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1도전성 패치들과 상기 제2도전성 패치는 같은 절연층(예: 도 6a의 제1절연층(5901a) 또는 제2절연층(5901b) 중 어느 하나의 절연층)에 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 적어도 하나의 도전성 벽은 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 중첩되거나, 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 도전성 벽은, 상기 제1면과 수직한 방향(예: 도 6a의 ① 방향)으로, 상기 제2도전성 패치보다 상기 제1도전성 패치들에 더 가깝게 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 도전성 벽은, 상기 제1면과 수직한 방향(예: 도 6a의 ① 방향)으로, 상기 제2도전성 패치보다 상기 제1도전성 패치들에 더 멀게 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 도전성 벽은 상기 인쇄 회로 기판의 절연층들 중 적어도 일부를 수직으로 관통하는 복수의 도전성 비아들을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제2도전성 패치는 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이(예: 도 3a의 디스플레이(301))를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

500: 안테나 모듈
510, 520, 530, 540: 안테나 구조체
512, 522, 532, 542: 제1도전성 패치들
511, 521, 531, 541: 제2도전성 패치
5111, 5112, 5211, 5212, 5311, 5312, 5411, 5412: 급전부
5131~5134, 5231~5234, 5331~5334, 5431~5434: 도전성 벽

Claims

전자 장치에 있어서,
제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트, 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징;
상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이;
상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역을 포함하는 적어도 하나의 안테나 구조체로서,
상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들;
상기 제1면상에, 또는 상기 제2면보다 상기 제1면에 더 가까운 제1절연층내에서, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역에 배치되는 제1도전성 패치들;
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 상기 제1절연층 및 상기 제2면 사이의 제2절연층에 배치되는 제2도전성 패치;
상기 제2절연층 및 상기 제2면 사이의 제3절연층에, 또는 상기 제2면상에 배치되는 그라운드 층; 및
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부에 형성되고, 상기 제1절연층으로부터 상기 그라운드 층까지 연장된 적어도 하나의 도전성 벽을 포함하는 안테나 구조체; 및
상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로를 포함하고,
상기 적어도 하나의 도전성 벽은 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치되고,
상기 제2도전성 패치는 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들은 상기 제2도전성 패치와 적어도 일부 중첩되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 무선 통신 회로는 상기 제2면에 배치되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 도전성 벽은 복수의 도전성 비아들을 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들은 상기 제2도전성 패치와 중첩되지 않게 배치되는 전자 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2도전성 패치는 상하좌우 대칭 형상으로 형성되는 전자 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1도전성 패치들의 배치 영역은 회전되었을 때, 회전되기 전과 동일한 형상을 갖도록 배치되는 전자 장치.
전자 장치에 있어서,
제1플레이트, 상기 제1플레이트와 반대 방향으로 향하는 제2플레이트, 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2플레이트에 연결되거나, 상기 제2플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징;
상기 하우징의 상기 공간에 배치되고, 제1면 및 상기 제1면과 반대 방향으로 향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 제1영역 및 상기 제1영역에 의해 둘러싸이는 제2영역을 포함하는 인쇄 회로 기판;
상기 제1면과 상기 제2면 사이에 배치되는 복수의 절연층들;
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역과 적어도 부분적으로 중첩되도록 배치되고, 상기 제1면에 노출되거나, 상기 제1면과 상기 제2면 사이에서 상기 제1면에 가까운 어느 하나의 절연층에 배치되는 제1도전성 패치들;
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제2영역과 적어도 부분적으로 중첩되고, 어느 하나의 절연층에 배치되는 제2도전성 패치;
상기 제2면 또는 상기 제2도전성 패치와 상기 제2면 사이의 적어도 하나의 절연층에 배치되는 적어도 하나의 그라운드 층;
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1영역의 외곽 가장자리의 적어도 일부로부터 상기 그라운드 층까지 연장되고, 상기 제1도전성 패치들과 커플링 가능한(capacitively coupled) 위치에 배치된 적어도 하나의 도전성 벽; 및
상기 복수의 절연층들을 통해 상기 제2도전성 패치와 전기적으로 연결되고, 3GHz ~ 100GHz 사이의 주파수를 가진 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로를 포함하고,
상기 적어도 하나의 도전성 벽은 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치되고,
상기 제2도전성 패치는 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 커플링 가능하게(capacitively coupled) 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들과 상기 제2도전성 패치는 서로 다른 절연층에 배치되고,
상기 제1면의 위에서 바라볼 때, 상기 제1도전성 패치들은 상기 제2도전성 패치와 적어도 부분적으로 중첩되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1도전성 패치들과 상기 제2도전성 패치는 같은 절연층에 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1면을 위에서 바라볼 때, 상기 적어도 하나의 도전성 벽은 상기 제1도전성 패치들과 적어도 부분적으로 중첩되거나, 중첩되지 않도록 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 도전성 벽은, 상기 제1면과 수직한 방향으로, 상기 제2도전성 패치보다 상기 제1도전성 패치들에 더 가깝게 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 도전성 벽은, 상기 제1면과 수직한 방향으로, 상기 제2도전성 패치보다 상기 제1도전성 패치들에 더 멀게 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 무선 통신 회로는 상기 제2면에 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 도전성 벽은 상기 인쇄 회로 기판의 절연층들 중 적어도 일부를 수직으로 관통하는 복수의 도전성 비아들을 포함하는 전자 장치.
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제9항에 있어서,
상기 제2도전성 패치는 상하좌우 대칭 형상으로 형성되는 전자 장치.
제18항에 있어서,
상기 제1도전성 패치들의 배치 영역은 회전되었을 때, 회전되기 전과 동일한 형상을 갖도록 배치되는 전자 장치.
제9항에 있어서,
상기 공간에 배치되고, 상기 제1플레이트의 일부를 통해 외부로부터 보여지는 디스플레이를 더 포함하는 전자 장치.