KR20220163033A - 서브 안테나를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
서브 안테나를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDFInfo
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Abstract
다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 상면에 배치되고, 무선 신호를 방사하는 메인 안테나들; 및 상기 인쇄 회로 기판의 상면에서 상기 복수의 메인 안테나들 각각의 사이에 배치되고, 상기 무선 신호에 의한 상기 복수의 메인 안테나들 간의 간섭을 제어하는 복수의 서브 안테나들을 포함할 수 있다.
Description
본 개시의 다양한 실시예는 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서브 안테나를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
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.
다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈은 상기 안테나 모듈로부터 방사되는 제1 편파 신호 및 상기 제1 편파 신호와 직교하는 제2 편파 신호 중 상기 제2 편파 신호의 세기를 감소시키는 서브 안테나를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 상면에 배치되고, 무선 신호를 방사하는 복수의 메인 안테나들; 상기 인쇄 회로 기판의 상면에서 상기 복수의 메인 안테나들 각각의 사이에 배치되고, 상기 무선 신호에 의한 상기 복수의 메인 안테나들 간의 간섭을 제어하는 복수의 서브 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 메인 안테나들 중 제1 메인 안테나 및 제2 메인 안테나는 상기 인쇄 회로 기판의 제1 방향으로 일정 거리를 두고 배치될 수 있다. 상기 복수의 서브 안테나들 중 제1 서브 안테나는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제1 방향으로 상기 제1 메인 안테나 및 제2 메인 안테나 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 메인 안테나로부터 출력되는 무선 신호에 의해 상기 제2 메인 안테나로 유기되는 신호의 동일 편파(co-pol) 성분에 대한 교차 편파(cross pol) 성분의 비율은 상기 제1 서브 안테나의 특성들 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 안테나 모듈; 상기 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 통신 모듈; 및 상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈은 복수의 서브 안테나들을 통해 복수의 메인 안테나로부터 방사되는 신호에 대한 CPR(cross polarization ratio) 값을 증가시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈은 복수의 서브 안테나들을 통해 복수의 메인 안테나로부터 방사되는 신호에 대한 CPR(cross polarization ratio) 값을 증가시킴으로 인해 상기 신호의 비트 에러율(bit error rate; BER)을 향상시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 안테나 모듈은 복수의 서브 안테나들을 통해 복수의 메인 안테나로부터 방사되는 신호에 대한 CPR(cross polarization ratio) 값을 증가시킴으로 인해 상기 신호의 전송률(throughput)을 증가시킬 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치(10)의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 상면을 도시한 개념도이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 측면을 도시한 개념도이다.
도 4는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 빔포밍 성능을 측정하기 위한 영역을 도시한 개념도이다.
도 5는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호의 자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)를 도시한 개념도이다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 그래프이다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 그래프이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 상면을 도시한 개념도이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 측면을 도시한 개념도이다.
도 4는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 빔포밍 성능을 측정하기 위한 영역을 도시한 개념도이다.
도 5는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호의 자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)를 도시한 개념도이다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 그래프이다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 설명에서 사용되는 통신 노드 또는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준 가운데 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) 단체에서 정의하는 가장 최신의 표준인 5GS 및 NR 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 무선통신망에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP 5GS/NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치(10)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경에서 전자 장치(10)는 네트워크(예: 유선 또는 무선 통신 네트워크)를 통하여 다른 전자 장치(미도시) 또는 서버(미도시)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 기지국일 수 있다. 다른 전자 장치는 단말일 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(10)는 안테나 모듈(11), 통신 모듈(12), 프로세서(13), 메모리(14), 및 인터페이스(15)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(10)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다.
프로세서(13)는, 예를 들면, 프로세서(13)에 연결된 전자 장치(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(13)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(12))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(14)에 저장하고, 메모리(14)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 메모리(14)에 저장할 수 있다.
메모리(14)는, 전자 장치(100의 적어도 하나의 구성요소에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다.
인터페이스(15)는 전자 장치(10)가 다른 전자 장치와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(15)는, 예를 들면, USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스를 포함할 수 있다.
통신 모듈(12)은 전자 장치(10)와 다른 전자 장치 또는 서버 간의 유선 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(12)은 프로세서(13)와 독립적으로 운영되고, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(12)은 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 다른 전자 장치 또는 서버와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다.
통신 모듈(12)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 통신 모듈(12)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 통신 모듈(12)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 통신 모듈(12)은 전자 장치(10),다른 전자 장치 또는 네트워크 시스템에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다.
안테나 모듈(11)은 신호 또는 전력을 외부(예: 다른 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(11)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(11)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(12)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(12)과 외부의 다른 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(11)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(11)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 네트워크에 연결된 서버를 통해서 전자 장치(10)와 외부의 다른 전자 장치간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 다른 전자 장치는 전자 장치(10)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(10)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 다른 전자 장치에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(10)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(10)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 다른 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 다른 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(10)로 전달할 수 있다. 전자 장치(10)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(10)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 다른 전자 장치는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 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 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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(10)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리(14))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(10))의 프로세서(예: 프로세서(13))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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 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 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 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 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 상면을 도시한 개념도이다.
도 2를 참고하면, 다양한 실시예들에 따른, 안테나 모듈(200)은 도 1의 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(200)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB)(201), 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c), 및 복수의 서브(sub) 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)을 포함할 수 있다.
복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)은 무선 신호를 방사할 수 있다. 복수의 서브(sub) 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)은 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)로부터 방사되는 무선 신호에 의한 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c) 상호 간의 간섭을 제어할 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브(sub) 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)은 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)로부터 방사되는 무선 신호의 CPR을 제어할 수 있다. PCB(201)는 그라운드(ground; GND)를 포함할 수 있다.
복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)은 다양한 종류의 안테나들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)은 패치(patch) 안테나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)은 이중 편파(dual polarization) 패치 안테나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)은 ±45° 이중 편파(dual polarization) 패치 안테나일 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)는 +45° 편파 신호를 출력하는 제1 엘리먼트(M1), 및 -45° 편파 신호를 출력하는 제2 엘리먼트(P1)를 포함할 수 있다.
복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)의 각각의 크기는 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)의 가로 길이(w1)는안테나 모듈(11)의 동작 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 메인 안테나(211a)의 세로 길이(d1)는 안테나 모듈(11)의 동작 주파수에 기초하여 결정될 수 있다.
복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 각각의 크기는 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 서브 안테나(221a)의 가로 길이(w2)는 안테나 모듈(200)의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 0.25λ에 대한 동작 주파수 대역 별 서브 안테나(221a)의 가로 길이(w2)는 다음의 표 1과 같을 수 있다. 표 1에 기재된 수치는 하나의 예시일뿐, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
| 주파수(GHz) | 서브 안테나의 가로 길이(w2)(mm) |
| 2.00 | 37 |
| 2.50 | 30 |
| 3.00 | 25 |
| 3.50 | 21 |
| 4.00 | 19 |
| 4.50 | 17 |
| 5.00 | 15 |
서브 안테나(221a)의 세로 길이(d2)는 안테나 모듈(200)의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다.PCB(201)는 Y축 방향으로 복수의 행들로 구분될 수 있다. 예를 들어, PCB(201)는 Y축 방향으로 제a 행, 제b 행, 및 제c 행으로 구분될 수 있다. PCB(201)는 X축 방향으로 복수의 열들로 구분될 수 있다. 예를 들어, PCB(201)는 X축 방향으로 제1 열, 제2 열, 제3 열, 및 제4 열로 구분될 수 있다. 설명의 편의상 예시적으로 PCB(201)에 대한 행-열을 구분한 것일 뿐, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c), 및 복수의 서브(sub) 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)은 PCB(201)의 상면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)는 PCB(201)의 제1 행 제a 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(211b)는 PCB(201)의 제1 행 제b 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(211c)는 PCB(201)의 제1 행 제c 열에 배치될 수 있다.
메인 안테나(212a)는 PCB(201)의 제2 행 제a 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(212b)는 PCB(201)의 제2 행 제b 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(212c)는 PCB(201)의 제2 행 제c 열에 배치될 수 있다.
메인 안테나(213a)는 PCB(201)의 제3 행 제a 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(213b)는 PCB(201)의 제3 행 제b 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(213c)는 PCB(201)의 제3 행 제c 열에 배치될 수 있다.
메인 안테나(214a)는 PCB(201)의 제4 행 제a 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(214b)는 PCB(201)의 제4 행 제b 열에 배치될 수 있다. 메인 안테나(214c)는 PCB(201)의 제4 행 제c 열에 배치될 수 있다.
복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 각각은 PCB(201) 상에서 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)의 각각의 일측면으로부터 미리 정해진 거리(w3)만큼 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 서브 안테나(221a)는 PCB(201) 상에서 메인 안테나(211a)의 일측면으로부터 미리 정해진 거리(w3)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.예를 들어, 서브 안테나(221a) 및 서브 안테나(222a)는 메인 안테나들(211a)를 기준으로 상호 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 메인 안테나들(211a) 및 메인 안테나들(212a)는 서브 안테나(222a)를 기준으로 상호 대향하는 위치에 배치될 수 있다.
예를 들어, 미리 정해진 거리(w3)는 서브 안테나(221a)의 가로 길이(w2)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 서브 안테나(221a)의 가로 길이(w2)가 길어질수록 미리 정해진 거리(w3)는 짧아질 수 있다. 예를 들어, 서브 안테나(221a)의 가로 길이(w2)에 따른 미리 정해진 거리(w3)는 다음의 표 2와 같을 수 있다. 표 2에 기재된 수치는 하나의 예시일뿐, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
| 서브 안테나의 가로 길이(w2)(mm) | 서브 안테나 및 메인 안테나 간 이격 거리(w3)(mm) |
| 3 | 14.97 |
| 4 | 14.47 |
| 5 | 13.97 |
| 6 | 13.47 |
| 7 | 12.97 |
| 8 | 12.47 |
| 9 | 11.97 |
| 10 | 11.47 |
| 11 | 10.97 |
| 12 | 10.47 |
| 13 | 9.97 |
| 14 | 9.47 |
| 15 | 8.97 |
| 16 | 8.47 |
| 17 | 7.97 |
| 18 | 7.47 |
| 19 | 6.97 |
| 20 | 6.47 |
| 21 | 5.97 |
| 22 | 5.47 |
| 23 | 4.97 |
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 측면을 도시한 개념도이다.
도 3을 참고하면, 다양한 실시예들에 따른, 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c)의 각각의 높이(h1)는 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)의 높이(h1)는 안테나 모듈(11)의 동작 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 메인 안테나(211a)의 높이(h1)는 PCB(201)의 상면으로부터 메인 안테나(211a)의 상면까지의 거리일 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 각각의 높이(h2)는 동일 또는 유사할 수 있다. 서브 안테나(221a)의 높이(h2)는 PCB(201)의 상면으로부터 서브 안테나(221a)의 상면까지의 거리일 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)은 터널형 또는 빔(beam) 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 각각은 상면부(321), 상기 상면부(321)의 제1 측면으로부터 연장되는 제1 측면부(322), 및 상기 상면부(321)의 제2 측면으로부터 연장되는 제2 측면부(323)를 포함할 수 있다.
터널 형의 경우, 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)은 터널 형상의 기판으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 측면부(322)는 상기 상면부(321)의 상기 제1 측면으로부터 상기 PCB(201)의 상면 방향으로 구부러질 수 있다. 상기 제2 측면부(323)는 상기 상면부(321)의 상기 제1 측면으로부터 상기 PCB(201)의 상면 방향으로 구부러질 수 있다. 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c) 및 상기 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)이 배치되는 PCB(201)의 상면의 사이에는 상기 상면부(321), 상기 제1 측면부(322), 및 상기 제2 측면부(323)에 의해 빈 공간이 형성될 수 있다.
빔 형의 경우, 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)은 상기 상면부(321), 상기 제1 측면부(322), 및 상기 제2 측면부(323) 사이의 빈 공간이 없는 빔 형상의 소재로 구성될 수 있다.
도 4는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 빔포밍 성능을 측정하기 위한 영역을 도시한 개념도이다.
도 4를 참고하면, 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 빔포밍 성능을 측정하기 위한 영역은, 미리 정해진 기준 방향(bore sight, 중앙 0°-중앙 0°) 지점으로부터 ±60° 지점까지의 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 영역은 기준 방향 지점(중앙 0°-중앙 0°), 우60°지점, 좌60°지점, 상6°지점, 상12°지점, 하6°지점, 하12°지점, 우60°-상6°지점, 우60°-상12°지점, 우60°-하6°지점, 우60°-하12°지점, 좌60°-상6°지점, 좌60°-상12°지점, 좌60°-하6°지점, 좌60°-하12°지점을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 영역은 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 교차 편파 비율(cross polarization ratio, CPR) 값을 측정하기 위한 영역일 수 있다. 예를 들어, CPR는 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 편파 신호의 제1 편파 성분(co-polarization)의 세기, 및 상기 제1 편파 성분과 직교하는 제2 편파 성분(cross-polarization)의 세기의 차이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 편파 성분 및 제2 편파은 안테나 모듈(11)의 기준 방향 지점으로부터 ±60° 지점까지 범위에서 측정될 수 있다.
안테나 모듈(11)의 성능은 안테나 모듈(11)의 CPR의 크기에 비례할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호의 비트 에러율(bit error rate; BER)은 안테나 모듈(11)의 CPR의 크기에 반비례할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호의 전송률(throughput)은 안테나 모듈(11)의 CPR의 크기에 비례할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(11)의 성능은 상기 각 지점의 CPR의 크기에 비례할 수 있다.
예를 들어, 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 상기 각 지점에서의 CPR 값은 다음의 표 3과 같을 수 있다. 표 3은 하나의 예시일 뿐, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
| CPR(db) | 좌 60° | 기준 방향 | 우 60° |
| 상 12° | 9.33 | 17.46 | 9.18 |
| 상 6° | 10.55 | 21.11 | 10.34 |
| 기준 방향 | 12.10 | 22.53 | 11.92 |
| 하 6° | 13.82 | 19.00 | 13.62 |
| 하 12° | 13.26 | 16.00 | 13.07 |
CPR 값은 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 가로 길이(w2) 및 세로 길이(d2) 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다.예를 들어, 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 가로 길이(w2)는 안테나 모듈(11)에 대해 요구되는 CPR 값에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(11)의 CPR은 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 가로 길이(w2)에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 가로 길이(w2)에 따른 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 상기 각 지점에서의 CPR 값은 다음의 표 4와 같을 수 있다. 표 4는 하나의 예시일 뿐, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
| 서브 안테나의 가로 길이(w2)(mm) | 좌 60°에서의 CPR(db) | 기준 방향(0°)에서의 CPR(db) | 우 60° 에서의 CPR(db) |
| 0.5 | 8.48 | 26.89 | 15.25 |
| 2.5 | 9.38 | 25.92 | 15.81 |
| 6.5 | 11.11 | 25.67 | 17.28 |
| 10.5 | 12.68 | 23.93 | 18.60 |
| 14.5 | 14.75 | 21.32 | 20.32 |
| 18.5 | 18.49 | 17.25 | 19.80 |
| 22.5 | 13.47 | 32.57 | 23.95 |
| 26.5 | 16.18 | 13.49 | 13.64 |
예를 들어, 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 세로 길이(d2)는 안테나 모듈(11)에 대해 요구되는 CPR 값에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(11)의 CPR은 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 세로 길이(d2)에 따라 결정될 수 있다.예를 들어, 서브 안테나(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)의 세로 길이(d2)에 따른 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호에 대한 상기 각 지점에서의 CPR 값은 다음의 표 5와 같을 수 있다. 표 5는 하나의 예시일 뿐, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
| 서브 안테나의 세로 길이(d1)(mm) | 좌 60°에서의 CPR(db) | 기준 방향(0°)에서의 CPR(db) | 우 60° 에서의 CPR(db) |
| 0.5 | -10.88 | -21.45 | -17.59 |
| 10.5 | -1.77 | -8.98 | -14.12 |
| 20.5 | -11.28 | -24.30 | -25.34 |
| 30.5 | -13.40 | -33.61 | -23.05 |
| 40.5 | -14.93 | -33.14 | -22.29 |
| 50.5 | -16.93 | -21.59 | -22.99 |
| 60.5 | -17.61 | -19.79 | -18.50 |
도 5는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)로부터 방사되는 신호의 자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 5를 참고하면, 다양한 실시예들에 따른, 안테나 모듈(11)은 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)을 통해, 복수의 메인 안테나들(211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c, 213a, 213b, 213c, 214a, 214b, 214c) 상호 간에 유도되는 전자기장의 대칭성을 증가시켜, 상기 전자기장에 대응하는 편파 신호의 동일 편파(co-pol) 성분에 대한 교차 편파(cross pol) 성분의 크기를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나들(212a, 212b, 212c)은 상기 메인 안테나들(212a, 212b, 212c)의 좌측에 배치되는 서브 안테나들(222a, 222b, 222c), 및 상기 메인 안테나들(212a, 212b, 212c)의 우측에 배치되는 서브 안테나들(223a, 223b, 223c)를 통해, 메인 안테나들(211a, 212b, 211c) 및 메인 안테나들(213a, 213b, 213c) 상호 간에 유도되는 전자기장의 대칭성을 증가시켜, 상기 전자기장에 대응하는 편파 신호의 동일 편파 성분에 대한 교차 편파 성분의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 제1a 메인 안테나(211a)를 도시한 개념도이다.
도 6의 (a)를 참고하면, 메인 안테나(211a)는 전기 신호(601)를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)는 도 1의 프로세서(13)의 제어에 따라 도 1의 통신 모듈(12)로부터 전기 신호(601)를 수신할 수 있다.
메인 안테나(211a)는 이중 편파 안테나일 수 있다. 예를 들어, 이중 편파 안테나는 서로 다른 2개의 편파 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)의 제1 엘리먼트(M1) 및 제2 엘리먼트(P1)는 각각 독립적으로 급전선과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 엘리먼트(M1)는 제1 편파 신호를 출력할 수 있다. 제2 엘리먼트(P1)는 제2 편파 신호를 출력할 수 있다. 메인 안테나(211a)로부터 출력되는 제1 편파 신호는 제1 성분(component)(610)과 제2 성분(620)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 성분(610)은 제1 편파 신호에 대한 동일 편파 성분일 수 있다. 제2 성분(620)은 제1 편파 신호에 대한 교차 편파 성분일 수 있다. 예를 들어, 제1 성분(610)은 +45° 편파 성분으로 지칭될 수 있다. 제2 성분(620)은 -45°편파 성분으로 지칭될 수 있다.
도 6의 (b)를 참고하면, 제1 편파 신호에 대응하는 벡터는 제1 성분 (610)에 따른 전기장에 대응하는 벡터, 및 제2 성분(620)에 따른 전기장에 대응하는 벡터로 분리하여 표시될 수 있다.
CPR은 특정 편파 신호를 송신하는 경우, 상기 신호에 포함되는 2개의 편파 성분들에 대한 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, CPR은 제1 편파 신호에서 제2 성분(620)에 대한 제1 성분(610)의 비율을 나타낼 수 있다. 제1 성분(610) 및 제2 성분(620)의 각각의 크기의 단위는 dBi일 수 있다. 예를 들어, 제2 성분(620)의 크기가 작아질수록 제1 성분(610) 및 제2 성분(620) 간의 차이가 커지므로, CPR은 증가할 수 있다. 이상적인 통신 시스템에서는 이중 편파 안테나의 2개의 편파 성분들이 완전히 직교할 수 있기 때문에, 서로 다른 편파의 신호 성분, 예를 들어, 크로스-폴 성분은 완전히 차단될 수 있다, 그러나, 실제 통신 시스템에서, 2개의 편파 성분들이 완전히 직교하기 어려우므로, CPR에 대한 개선이 필요할 수 있다. 예를 들어, 제1 성분(610)에 따른 전기장 및 제2 성분(620)에 따른 전기장이 대칭(symmetry)적으로 분포할수록 CPR는 증가할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (c)를 참고하면, 메인 안테나(211a)의 편파 특성은 제1 성분(610)에 따른 전기장(electric field)에 대응하는 벡터들 및 제2 성분(620)에 따른 전기장에 대응하는 벡터들의 합(vector sum)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 벡터들은 전기장의 세기의 변화를 나타낼 수 있다. 전기장에 대응하는 벡터들의 분포가 상기 전기장에 대응하는 편파 신호의 동일 편파 성분(610)의 방향에 대하여 대칭일수록, 교차 편파 성분(620)은 감소할 수 있다. 이상적으로는, +45° 편파 신호를 방사하면, +45° 편파 성분만 검출되어야 한다. 그러나, 실제로 방사되는 신호는 +45°±α(α>1) 편파 성분 포함할 수 있다. +45°±α(α>1) 편파 성분은 +45° 편파 신호의 동일 편파 성분(610)의 방향을 기준으로 +45° 편파 신호에 대응하는 전기장의 비대칭을 야기할 수 있다. +45°±α(α>1) 편파 성분의 증가는 +45° 편파 신호에 대한 교차 편파 성분의 증가를 의미할 수 있다. +45° 편파 신호에 대응하는 전기장의 비대칭은 +45° 편파 신호에 대한 교차 편파 성분의 증가를 의미할 수 있다. +45° 편파 신호에 대응하는 전기장의 대칭은 +45° 편파 신호에 대한 교차 편파 성분의 감소를 의미할 수 있다. +45° 편파 신호에 대응하는 전기장이 대칭적일 수록 안테나(211a)의 CPR 값은 증가할 수 있다.
예를 들어, 메인 안테나(211a)는 인접한 메인 안테나(212a)로부터 출력되는 신호에 의해 유도되는 제1 편파 신호를 방사할 수 있다. 메인 안테나(211a) 및 메인 안테나(212a) 사이에 배치되는 서브 안테나(222a)는 메인 안테나(212a)로부터 출력되는 신호의 일부를 차단할 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a) 및 메인 안테나(212a) 사이에 배치되는 서브 안테나(222a)는 메인 안테나(212a)로부터 출력되는 신호의 일부가 메인 안테나(211a)로 유기되는 것을 방지할 수 있다.
서브 안테나(222a)에 의해 메인 안테나(212a)로부터 출력되는 신호의 일부가 차단되어, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 편파 신호에 대응하는 전기장은 상기 제1 편파 신호의 방사 방향을 기준으로 대칭적으로 분포될 수 있다. 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 편파 신호에 대응하는 전기장은 상기 제1 편파 신호의 방사 방향을 기준으로 대칭적으로 분포되어, 제1 편파 신호의 크로스 폴 성분(620)의 세기는 감소될 수 있다. 제1 편파 신호의 크로스 폴 성분(620)의 세기의 감소로 인해, 제1 편파 신호의 상기 크로스 폴 성분(620) 및 코-폴 성분(610)의 차는 증가할 수 있다. 상기 크로스 폴 성분(620) 및 코-폴 성분(610)의 차가 증가하여, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 편파 신호에 대한 CPR 값은 증가할 수 있다.
예를 들어, 서브 안테나(222a)에 의해 메인 안테나(212a)로부터 출력되는 신호의 일부가 차단되어, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 편파 신호의 제2 성분(620)의 대칭성이 증가할 수 있다. 서브 안테나(222a)에 의해 메인 안테나(212a)로부터 출력되는 신호의 일부가 차단되어, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 편파 신호의 제2 성분(620)의 대칭성이 증가하면, 상기 제2 편파 신호 성분(620)의 세기는 감소될 수 있다. 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 편파 신호의 제2 성분(620)의 세기가 감소되면, 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 제1 편파 신호의 CPR가 증가할 수 있다.
예를 들어, 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 제1 편파 신호의 CPR는 서브 안테나(222a)의 특성들 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 서브 안테나(222a)의 특성들은 서브 안테나(222a)의 세로 길이(d1), 서브 안테나(222a)의 가로 길이(w2), 서브 안테나(222a)의 높이(h1), 및 서브 안테나(222a)와 메인 안테나(211a) 간의 이격 거리(w3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 서브 안테나(222a)의 특성들은 서브 안테나(222a)가 터널 형인 경우, 서브 안테나(222a)를 구성하는 기판의 두께를 포함할 수 있다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 분포를 도시한 개념도이다.
도 7을 참고하면, 메인 안테나(211a)에는 제1 편파 신호에 대응하는 전기장(701 및 702)이 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 편파 신호는 도 6의 제1 성분(610) 및 제2 성분(620)을 포함할 수 있다
도 7은 전자 장치(10)에 복수의 서브 안테나들(221a, 221b, 221c, 222a, 222b, 222c, 223a, 223b, 223c, 224a, 224b, 224c, 225a, 225b, 225c)이 배치되지 않는 경우를 가정한다. 예를 들어, 제1 편파 신호에 대응하는 전기장은 제1 전기장(701) 및 제2 전기장(702)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)에 복수의 서브 안테나들(221a 내지 225c)이 배치되지 않는 경우, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 전기장(701) 및 제2 전기장(702)은 기준 선(700)을 기준으로 상호 비대칭적으로 분포될 수 있다.
예를 들어, 제2 전기장(702)에 대응하는 등고선 및 제2 전기장(702)에 대응하는 등고선을 비교하면, 상호 비대칭이 확인될 수 있다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전기장의 세기를 도시한 그래프이다.
도 8을 참고하면, 메인 안테나(211a)의 제1 측면에 유도되는 제1 전기장(710)의 세기(801) 및 메인 안테나(211a)의 제2 측면에 유도되는 제2 전기장(702)의 세기(802)는 상호 비대칭적일 수 있다. 예를 들어, 제1 전기장(710)의 세기(801) 및 제2 전기장(702)의 세기(802)의 차는 미리 정해진 임계 값의 범위를 벗어날 수 있다. 예를 들어, 제1 전기장(710)의 세기(801) 및 제2 전기장(702)의 세기(802)의 차는 미리 정해진 임계 값 보다 클 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전자기장의 세기를 도시한 개념도이다.
도 9를 참고하면, 메인 안테나(211a)에는 제1 편파 신호에 대응하는 전기장(901 및 902)이 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 편파 신호는 도 6의 제1 성분(610) 및 제2 성분(620)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 편파 신호에 대응하는 전기장은 제1 전기장(901) 및 제2 전기장(902)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 전기장(901) 및 제2 전기장(902)은 기준 선(900)을 기준으로 상호 대칭적으로 분포될 수 있다. 예를 들어, 메인 안테나(211a)에 유도되는 제1 전기장(901) 및 제2 전기장(902)의 대칭성이 충족됨에 따라 +45° 편파를 갖는 제1 편파 신호의 제2 성분(620)은 감소하여 CPR 성능이 개선될 수 있다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(10)의 안테나 모듈(11)의 메인 안테나(211a)로부터 방사되는 신호의 전기장의 세기를 도시한 그래프이다.
도 10을 참고하면, 메인 안테나(211a)의 제1 측면에 유도되는 제1 전기장(901)의 세기(1001)는 메인 안테나(211a)의 제2 측면에 유도되는 제2 전기장(902)의 세기(1001)는 상호 대칭적일 수 있다. 예를 들어, 제1 전기장(910)의 세기(1001) 및 제2 전기장(902)의 세기(1002)의 차는 미리 정해진 임계 값 보다 작을 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (15)
- 안테나 모듈에 있어서,
인쇄 회로 기판;
상기 인쇄 회로 기판의 상면에 배치되고, 무선 신호를 방사하는 복수의 메인 안테나들;
상기 인쇄 회로 기판의 상면에서 상기 복수의 메인 안테나들 각각의 사이에 배치되고, 상기 무선 신호에 의한 상기 복수의 메인 안테나들 간의 간섭을 제어하는 복수의 서브 안테나들을 포함하고,
상기 복수의 메인 안테나들 중 제1 메인 안테나 및 제2 메인 안테나는 상기 인쇄 회로 기판의 제1 방향으로 일정 거리를 두고 배치되고,
상기 복수의 서브 안테나들 중 제1 서브 안테나는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제1 방향으로 상기 제1 메인 안테나 및 제2 메인 안테나 사이에 배치되고,
상기 제1 메인 안테나로부터 출력되는 무선 신호에 의해 상기 제2 메인 안테나로 유기되는 신호의 동일 편파(co-pol) 성분에 대한 교차 편파(cross pol) 성분의 비율은 상기 제1 서브 안테나의 특성들 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 안테나 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 동일 편파 성분은 상기 신호의 +45° 편파 성분에 대응하고,
상기 교차 편파 성분은 상기 신호의 -45° 편파 성분에 대응하는, 안테나 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 메인 안테나는 ±45° 이중 편파(dual polarization) 패치(patch) 안테나인, 안테나 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 인쇄 회로 기판은 그라운드(ground; GND)인, 안테나 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 서브 안테나는 상면부, 상기 상면부의 제1 측면으로부터 연장되는 제1 측면부, 및 상기 상면부의 제2 측면으로부터 연장되는 제2 측면부를 포함하는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 측면부는 상기 상면부의 상기 제1 측면으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 상면 방향으로 구부러지고,
상기 제2 측면부는 상기 상면부의 상기 제2 측면으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 상면 방향으로 구부러지는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 서브 안테나 및 상기 제1 서브 안테나가 배치되는 PCB의 상면의 사이에는 상기 상면부, 상기 제1 측면부, 및 상기 제2 측면부에 의해 빈 공간이 형성되는 터널형 구조를 갖는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 서브 안테나의 특성들은 상기 상면부의 가로 길이를 포함하는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 상면부의 가로 길이는 상기 제1 메인 안테나 및 상기 제2 메인 안테나의 동작 주파수 대역에 기초하여 결정되는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 상면부의 가로 길이는 상기 제1 메인 안테나와의 이격 거리 및 상기 제2 메인 안테나와의 이격 거리에 기초하여 결정되는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 서브 안테나의 특성들은 상기 상면부의 세로 길이를 포함하는, 안테나 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 서브 안테나의 특성들은 상기 제1 서브 안테나의 두께를 포함하는, 안테나 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 서브 안테나의 특성들은 상기 제1 서브 안테나의 높이를 포함하는, 안테나 모듈. - 제5 항에 있어서,
상기 서브 안테나는 상기 상면부, 상기 제1 측면부, 및 상기 제2 측면부를 포함하는 사각 기둥형인, 안테나 모듈. - 전자 장치에 있어서,
안테나 모듈;
상기 안테나 모듈과 전기적으로 연결되는 통신 모듈; 및
상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
상기 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 상면에 배치되고, 무선 신호를 방사하는 복수의 메인 안테나들; 및 상기 인쇄 회로 기판의 상면에서 상기 복수의 메인 안테나들 각각의 사이에 배치되고, 상기 무선 신호에 의한 상기 복수의 메인 안테나들 간의 간섭을 제어하는 복수의 서브 안테나들을 포함하고,
상기 복수의 메인 안테나들 중 제1 메인 안테나 및 제2 메인 안테나는 상기 인쇄 회로 기판의 제1 방향에서 서로 인접한 위치에 배치되고,
상기 복수의 서브 안테나들 중 제1 서브 안테나는 상기 인쇄 회로 기판의 제1 방향에서 상기 제1 메인 안테나 및 제2 메인 안테나 사이에 배치되고,
상기 제1 메인 안테나로부터 출력되는 무선 신호에 의해 상기 제2 메인 안테나로 유기되는 신호의 동일 편파(co-pol) 성분에 대한 교차 편파(cross pol) 성분의 비율은 상기 제1 서브 안테나의 특성들 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 전자 장치.
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| KR1020210071387A KR20220163033A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 서브 안테나를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220163033A (ko) |
-
2021
- 2021-06-02 KR KR1020210071387A patent/KR20220163033A/ko unknown
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