WO2021033805A1 - Electronic device having transparent antenna - Google Patents
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- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
Definitions
- the present invention relates to an electronic device having a transparent antenna. More specifically, it relates to an electronic device having a transparent antenna incorporated in a display.
- Electronic devices can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, electronic devices can be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals depending on whether the user can directly carry them.
- the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions of data and voice communication, taking pictures and videos through a camera, recording voice, playing music files through a speaker system, and outputting images or videos to the display unit.
- Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function.
- recent mobile terminals can receive multicast signals providing visual content such as broadcasting and video or television programs.
- Such electronic devices are diversified, they are implemented in the form of a multimedia player with complex functions such as, for example, taking photos or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
- wireless communication systems using LTE communication technology have recently been commercialized in electronic devices, providing various services.
- wireless communication systems using 5G communication technology are expected to be commercialized and provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
- the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using a Sub6 band below 6GHz band. However, in the future, it is expected to provide 5G communication service using millimeter wave (mmWave) band in addition to Sub6 band for faster data rate.
- mmWave millimeter wave
- the frequency bands to be allocated for 5G communication services in the millimeter wave (mmWave) band are the 28 GHz band, 39 GHz and 64 GHz bands.
- a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device in the millimeter wave band.
- a plurality of other antennas may be disposed in the electronic device. Accordingly, it is necessary to transmit and receive signals through the front side of the electronic device while preventing interference with a plurality of existing antennas. To this end, research on a transparent antenna implemented with a metal mesh line embedded in a display of an electronic device is being conducted.
- a CPW line may be considered as a transmission line for supplying and transmitting signals to a transparent antenna having a metal mesh structure.
- the thickness and line width of the mesh line may be increased in order to reduce the loss caused by the transmission line.
- a diamond-shaped metal mesh structure built into the display is implemented in a shape regardless of the current direction of the transmission line. Accordingly, when a transmission line is implemented only with a rhombus-shaped metal mesh structure, there is a problem that the transmission line structure cannot be optimized into a low-loss structure in consideration of current distribution.
- Another object is to reduce loss due to a transmission line in an electronic device having a transparent antenna.
- Another object of the present invention is to propose an optimal structure for reducing loss in a transmission line having a metal mesh structure.
- Another object of the present invention is to propose an optimal structure for high efficiency and low loss in a metal mesh structure antenna and transmission line.
- an electronic device provided with a transparent antenna for 5G communication according to the present invention.
- the electronic device may include an antenna built into the display and operating; And a transmission line for feeding the antenna.
- the transmission line is a plurality of metal mesh lines arranged parallel to the boundary line, and orthogonal metal mesh lines arranged in a direction orthogonal to the boundary line and spaced apart from each other at a predetermined interval. line), by providing a rectangular metal mesh structure in consideration of the current direction of the transmission line, it is possible to reduce losses due to mesh lines having different current directions.
- the plurality of metal mesh lines may be arranged in a direction in which current flows on the transmission line.
- orthogonal lines capable of canceling a current component due to a reflected signal or the like in a transmission line at predetermined intervals, loss is reduced in the mesh line and reliability can be improved even when the mesh line is partially cut.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line may be configured as a rectangular mesh line shape.
- the intervals between the rectangular mesh lines may be arranged at finer intervals than the square mesh in the direction of current flow, and may be arranged at wider intervals than the square mesh in the orthogonal direction.
- an interval between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the transmission line may be arranged at a finer interval. Accordingly, the closer to the inner center of the transmission line, the wider the spacing between the metal mesh lines may be. In addition, as spaced outward from the boundary of the transmission line, the space between the metal mesh lines may be arranged at a wider interval.
- the transmission line may include a plurality of vertical lines and a plurality of segmented horizontal lines.
- the segmented plurality of horizontal lines may be disposed to cross the plurality of vertical lines or may be disposed between the plurality of vertical lines.
- a plurality of horizontal lines may be disposed at a predetermined interval in the horizontal axis direction.
- the transmission line includes an inner conductor region operating as a signal line; An outer conductor region acting as ground; And a dielectric region formed between the inner conductor region and the outer conductor region, and may have a Co-Planar Waveguide (CPW) line structure.
- CPW Co-Planar Waveguide
- an interval between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at a boundary of the inner conductor region adjacent to the dielectric region than at the center of the inner conductor region.
- a spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at an inner boundary of the outer conductor region adjacent to the dielectric region than an outer boundary of the inner conductor region.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line may be configured as a rhombus mesh line shape. Meanwhile, the spacing of the rhombus mesh lines near the boundary of the transmission line may be formed more finely than the spacing of the rhombus mesh lines near the center of the transmission line.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape
- the orthogonal metal mesh lines may be spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to a boundary of the transmission line.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape, and the transmission line further includes at least one second metal mesh line in a direction parallel to the boundary of the transmission line. I can.
- the spacing between the orthogonal metal mesh lines may correspond to a fourth or half wavelength of an operating frequency.
- the antenna includes a plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows; And an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the direction and spaced apart from each other at a predetermined interval. Accordingly, there is an advantage in that a structure having an optimized topology and line width can be presented for an optimized radiation efficiency and a low loss structure, respectively, in the antenna and the transmission line.
- the shape of the metal mesh line inside the antenna is a shape of a rectangular mesh line, and an interval between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer interval than a square mesh in a direction in which the current flows. Meanwhile, the spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a wider spacing than the square mesh in the orthogonal direction.
- a spacing between the metal mesh lines near a boundary of the antenna may be disposed at a finer spacing, and as a distance closer to an inner center of the antenna, the spacing between the metal mesh lines may be disposed at a wider spacing. Meanwhile, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance as the distance from the boundary of the antenna to the outside.
- the antenna may be formed as an array antenna for beamforming. Meanwhile, each antenna element of the array antenna may be connected to an inner conductor of the CPW line through a matching portion.
- the electronic device may further include a transceiver circuit disposed on the rear surface of the display, connected to each antenna element of the array antenna, and configured to transmit a signal to each of the antenna elements.
- the array antenna may include first to fourth array antennas disposed at an upper left, an upper right, a lower left, and a lower right inside the display of the electronic device.
- the transmission/reception unit circuit may include first to fourth transmission/reception unit circuits configured to transmit signals to each of the first to fourth array antennas.
- the electronic device may include a display; An array antenna disposed inside the display and formed through a metal mesh line; And a transmission line for feeding the antenna.
- the transmission line includes a plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows, and orthogonal metal mesh lines arranged in a direction orthogonal to the direction and spaced apart from each other at predetermined intervals. line).
- a shape of a metal mesh line inside the transmission line may be a rectangular mesh line, and a spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer distance than a square mesh in a direction in which the current flows. Meanwhile, the intervals between the rectangular mesh lines may be arranged at a wider interval than the square mesh in the orthogonal direction.
- the spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the transmission line may be arranged at a finer distance, and the closer to the inner center of the transmission line, the spacing between the metal mesh lines may be disposed at a wider interval. have. Meanwhile, as spaced outward from the boundary of the transmission line, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance.
- the transmission line includes an inner conductor region operating as a signal line; An outer conductor region acting as ground; And a dielectric region formed between the inner conductor region and the outer conductor region, and may have a Co-Planar Waveguide (CPW) line structure.
- CPW Co-Planar Waveguide
- an interval between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at a boundary of the inner conductor region adjacent to the dielectric region than at the center of the inner conductor region.
- a spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at an inner boundary of the outer conductor region adjacent to the dielectric region than an outer boundary of the inner conductor region.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line is in the shape of a rhombus mesh line, and the spacing of the rhombus mesh line near the boundary of the transmission line is greater than the spacing of the rhombus mesh line near the center of the transmission line. It can be formed in detail.
- the orthogonal metal mesh lines are arranged to be spaced apart at predetermined intervals in a direction perpendicular to a boundary of the transmission line, and the transmission line further includes at least one second metal mesh line in a direction parallel to the boundary of the transmission line. Can include.
- an electronic device having a transparent antenna provides a square metal mesh structure in consideration of a current direction of a transmission line, so that loss due to mesh lines having different current directions can be reduced.
- orthogonal lines capable of canceling current components due to reflection signals, etc. in the transmission line are arranged at predetermined intervals, thereby reducing losses in the mesh line and improving reliability even when the mesh line is partially cut. have.
- FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
- FIG. 2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
- FIG. 3 shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device according to the present invention can be disposed.
- FIG. 4A shows an electronic device including a transparent antenna and a transmission line incorporated in a display according to the present invention.
- FIG. 4B shows the structure of a display in which a transparent antenna is embedded according to the present invention.
- 5A shows an adaptive mesh structure and a general rectangular mesh structure according to the present invention.
- 5B shows a transmission line of an AM structure including horizontal lines having a segment structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 shows a case in which an orthogonal line is added and a case in which a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention.
- FIG. 7 shows a case where an orthogonal line is added and a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention.
- FIG 8 shows a CPW structure implemented by a metal mesh line on a substrate in a transmission line structure embedded in a display according to the present invention.
- FIG 9 is an enlarged view of a signal line around a dielectric region and a metal mesh at the ground in the adaptive mesh structure according to the present invention.
- 10A shows an insertion loss (S21) value according to a thickness change of a metal mesh line in relation to the present invention.
- 10B shows an insertion loss (S21) value according to a line width change of a metal mesh line in relation to the present invention.
- 11 is a comparison of insertion loss results in various transmission line structures, square mesh structures, and ideal CPW structures according to the present invention.
- a 12 is an adaptive mesh (AM) structure applied to a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
- OM 13 is an orthogonal mesh (OM) structure applied to the rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
- IM non-regular mesh
- FIG. 15 shows a transmission line and an antenna to which a metal mesh structure according to the present invention is applied.
- FIG 16 shows a case where the transparent antenna according to the present invention is applied as an array antenna.
- Electronic devices described herein include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC.
- PDA personal digital assistants
- PMP portable multimedia player
- slate PC slate PC
- Tablet PC tablet PC
- ultrabook ultrabook
- wearable device wearable device, for example, smartwatch, glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)
- HMD head mounted display
- FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention
- FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
- the electronic device 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a control unit 180, and a power supply unit 190. ), etc.
- the components shown in FIG. 1A are not essential for implementing an electronic device, and thus an electronic device described in the present specification may have more or fewer components than the components listed above.
- the wireless communication unit 110 may be configured between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or between the electronic device 100 and an external server. It may include one or more modules that enable wireless communication between. In addition, the wireless communication unit 110 may include one or more modules that connect the electronic device 100 to one or more networks.
- the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
- the wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111, a 5G wireless communication module 112, a short-range communication module 113, and a location information module 114.
- the 4G wireless communication module 111 may transmit and receive 4G base stations and 4G signals through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
- an uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station.
- a downlink (DL) multi-input multiple output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
- the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network.
- the 4G base station and the 5G base station may have a non-stand-alone (NSA) structure.
- the 4G base station and the 5G base station may have a co-located structure disposed at the same location within a cell.
- the 5G base station may be disposed in a separate location from the 4G base station in a stand-alone (SA) structure.
- SA stand-alone
- the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G received signals from the 5G base station.
- the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming.
- the 5G frequency band the Sub6 band, which is a band below 6GHz, may be used.
- a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication.
- the electronic device 100 may perform beam forming to expand communication coverage with a base station.
- uplink MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
- downlink (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from the 5G base station.
- the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
- DC dual connectivity
- the dual connection between the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
- EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means 4G wireless communication system
- NR is New Radio, which means 5G wireless communication system.
- a 4G reception signal and a 5G reception signal may be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
- the short range communication module 113 is for short range communication, and includes BluetoothTM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC. Near field communication may be supported by using at least one of (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies.
- the short-range communication module 114 may be configured between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or between the electronic device 100 and other electronic devices 100 through wireless area networks. ) And a network in which the other electronic device 100 or an external server is located may support wireless communication.
- the local area wireless communication network may be a wireless personal area network (Wireless Personal Area Networks).
- short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
- short-range communication may be performed between electronic devices through a device-to-device (D2D) method without passing through a base station.
- D2D device-to-device
- carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence)
- carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence)
- 4G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113.
- 5G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113.
- the location information module 114 is a module for obtaining a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof is a GPS (Global Positioning System) module or a WiFi (Wireless Fidelity) module.
- a GPS module Global Positioning System
- WiFi Wireless Fidelity
- the electronic device may acquire the location of the electronic device using a signal transmitted from a GPS satellite.
- the location of the electronic device may be obtained based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
- AP wireless access point
- the location information module 114 may perform any function among other modules of the wireless communication unit 110 in order to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally.
- the location information module 114 is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
- the electronic device may acquire the location of the electronic device based on information of the 5G wireless communication module and a 5G base station transmitting or receiving a wireless signal.
- the 5G base station in the mmWave band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
- the input unit 120 includes a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, or an audio input unit, and a user input unit 123 for receiving information from a user, for example, , A touch key, a mechanical key, etc.).
- the voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
- the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, information on surrounding environments surrounding the electronic device, and user information.
- the sensing unit 140 includes a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
- G-sensor for example, camera (see 121)), microphone (microphone, see 122), battery gauge, environmental sensor (for example, barometer, hygrometer, thermometer, radiation detection sensor, It may include at least one of a heat sensor, a gas sensor, etc.), and a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.). Meanwhile, the electronic device disclosed in this specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
- the output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and includes at least one of the display unit 151, the sound output unit 152, the hap tip module 153, and the light output unit 154 can do.
- the display unit 151 may implement a touch screen by forming a layer structure or integrally with the touch sensor.
- the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the electronic device 100 and a user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and a user.
- the interface unit 160 serves as a passage between various types of external devices connected to the electronic device 100.
- the interface unit 160 connects a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and a device equipped with an identification module. It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, an input/output (video I/O) port, and an earphone port.
- the electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device in response to the connection of the external device to the interface unit 160.
- the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100.
- the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven by the electronic device 100, data for the operation of the electronic device 100, and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of delivery for basic functions of the electronic device 100 (eg, incoming calls, outgoing functions, message receiving, and outgoing functions). Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170, installed on the electronic device 100, and driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the electronic device.
- the controller 180 In addition to operations related to the application program, the controller 180 generally controls overall operations of the electronic device 100.
- the controller 180 may provide or process appropriate information or functions to a user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170.
- the controller 180 may control at least some of the components examined together with FIG. 1A. Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the electronic device 100 with each other.
- the power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 and supplies power to each of the components included in the electronic device 100.
- the power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
- At least some of the respective components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below.
- the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170.
- the disclosed electronic device 100 includes a bar-shaped terminal body.
- the present invention is not limited thereto, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type in which two or more bodies are relatively movably coupled, a flip type, a slide type, a swing type, and a swivel type. .
- a description of a specific type of electronic device may be generally applied to other types of electronic devices.
- the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
- the electronic device 100 includes a case (for example, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As shown, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in an inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
- a case for example, a frame, a housing, a cover, etc.
- the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
- Various electronic components are disposed in an inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
- At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
- a display unit 151 is disposed on the front of the terminal body to output information. As illustrated, the window 151a of the display unit 151 may be mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
- electronic components may be mounted on the rear case 102 as well.
- Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, and a memory card.
- a rear cover 103 for covering the mounted electronic component may be detachably coupled to the rear case 102. Accordingly, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside. Meanwhile, a part of the side surface of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator.
- the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, when the rear case 102 is combined, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103. Meanwhile, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
- the electronic device 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, a light output unit 154, and first and second sound output units.
- Cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, microphone 122, interface unit 160, and the like may be provided.
- the display unit 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100.
- the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven by the electronic device 100, or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to such execution screen information. .
- two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the electronic device 100.
- a plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces, respectively.
- the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method. Using this, when a touch is made to the display unit 151, the touch sensor detects the touch, and the controller 180 may be configured to generate a control command corresponding to the touch based on this.
- Content input by the touch method may be letters or numbers, or menu items that can be indicated or designated in various modes.
- the display unit 151 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit 123 (see FIG. 1A). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
- the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that transmits a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loud speaker that outputs various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. ) Can be implemented.
- the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, e-mail reception, and information reception through an application.
- the controller 180 may control the light output unit 154 to terminate the light output.
- the first camera 121a processes an image frame of a still image or moving picture obtained by an image sensor in a photographing mode or a video call mode.
- the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and may be stored in the memory 170.
- the first and second manipulation units 123a and 123b are an example of a user input unit 123 that is operated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may also be collectively referred to as a manipulating portion. have.
- the first and second operation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates while receiving a tactile feeling such as touch, push, and scroll.
- the first and second manipulation units 123a and 123b may also be employed in a manner in which the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a user's tactile feeling through proximity touch, hovering touch, or the like.
- the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
- the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
- the microphone 122 is configured to receive a user's voice and other sounds.
- the microphone 122 may be provided in a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
- the interface unit 160 becomes a passage through which the electronic device 100 can be connected to an external device.
- the interface unit 160 is a connection terminal for connection with other devices (eg, earphones, external speakers), a port for short-range communication (eg, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth Port), a wireless LAN port, etc.], or at least one of a power supply terminal for supplying power to the electronic device 100.
- the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for accommodating an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), or a memory card for storing information.
- SIM subscriber identification module
- UIM user identity module
- a second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body.
- the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
- the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
- the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
- Such a camera may be referred to as an array camera.
- an image may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and an image of better quality may be obtained.
- the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
- the flash 124 illuminates light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
- a second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
- the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
- At least one antenna for wireless communication may be provided in the terminal body.
- the antenna may be embedded in the terminal body or may be formed in a case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal.
- the antenna may be formed in a film type and attached to the inner surface of the rear cover 103, or a case including a conductive material may be configured to function as an antenna.
- each of the plurality of antennas is implemented as an array antenna, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
- mmWave millimeter wave
- the terminal body is provided with a power supply unit 190 (refer to FIG. 1A) for supplying power to the electronic device 100.
- the power supply unit 190 may include a battery 191 built in the terminal body or configured to be detachable from the outside of the terminal body.
- the electronic device includes a first power amplifier 210, a second power amplifier 220, and an RFIC 250.
- the electronic device may further include a modem 400 and an application processor 500.
- the modem 400 and the application processor AP 500 may be physically implemented in one chip, and may be implemented in a logically and functionally separate form.
- the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
- the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 in the receiver.
- LNAs low noise amplifiers
- the first power amplifier 210, the second power amplifier 220, the power and phase control unit 230, the control unit 250, and a plurality of low noise amplifiers 310 to 340 are all the first communication system and the second communication Can operate in the system.
- the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
- the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application.
- the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits and has an advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
- the RFIC 250 when configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
- the RFIC 250 when the 5G band and the 4G band have a large difference in bands, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separate type. In this way, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
- the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and physically, it is possible to be implemented in one chip.
- the application processor (AP) 500 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 500 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400.
- the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of an electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuit of the transmitter and the receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
- PMIC power management IC
- the application processor AP 500 may control the RFIC 250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in the idle mode, at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in a low power mode or is turned off through the modem 300 through the RFIC. 250 can be controlled.
- the application processor (AP) 500 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low power communication.
- the application processor (AP) 500 may control the modem 400 to enable wireless communication with the lowest power. Accordingly, even though the throughput is slightly sacrificed, the application processor (AP) 500 may control the modem 400 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113.
- the modem 300 may be controlled to select an optimal wireless interface.
- the application processor (AP, 500) may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery capacity and available radio resource information.
- the application processor (AP, 500) may receive the remaining battery level information from the PMIC, and the available radio resource information from the modem 400. Accordingly, if the remaining battery capacity and available radio resources are sufficient, the application processor (AP, 500) may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive reception through both the 4G base station and the 5G base station.
- the transmitting unit and the receiving unit of each radio system may be integrated into one transmitting and receiving unit. Accordingly, there is an advantage in that a circuit part integrating two types of system signals can be removed from the RF front-end.
- the front end parts can be controlled by the integrated transmission/reception unit, the front end parts can be integrated more efficiently than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
- the multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage of enabling efficient resource allocation since it is possible to control other communication systems as needed, and thereby minimize system delay.
- the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
- the first and second power amplifiers 220 can operate in both the first and second communication systems.
- one of the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 4G band and the other may operate in the millimeter wave band. have.
- 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2.
- 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
- the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
- the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band
- the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
- each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
- the power and phase controller 230 may control the magnitude and/or phase of signals applied to each of the antennas ANT1 to ANT4.
- the power and phase controller 230 may control the magnitude and/or phase of a signal even when each of the antennas ANT1 to ANT4 operates in a millimeter wave (mmWave) band.
- the power and phase controller 230 may control the magnitude and/or phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4.
- 2x2 MIMO can be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas.
- 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through uplink (UL).
- a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
- a switch-type splitter or power divider is built into the RFIC corresponding to the RFIC 250, so that separate parts do not need to be placed outside, thereby improving component mounting performance.
- I can. Specifically, it is possible to select the transmission unit (TX) of two different communication systems by using a single pole double throw (SPDT) type switch inside the RFIC corresponding to the control unit 250.
- TX transmission unit
- SPDT single pole double throw
- an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a duplexer 231, a filter 232, and a switch 233.
- the duplexer 231 is configured to separate signals in the transmission band and the reception band from each other.
- the signal of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 is applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231.
- signals in the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231.
- the filter 232 may be configured to pass a signal in a transmission band or a reception band and block signals in the remaining bands.
- the filter 232 may include a transmission filter connected to the first output port of the duplexer 231 and a reception filter connected to the second output port of the duplexer 231.
- the filter 232 may be configured to pass only the signal of the transmission band or only the signal of the reception band according to the control signal.
- the switch 233 is configured to transmit only either a transmission signal or a reception signal.
- the switch 233 may be configured in the form of a single pole double throw (SPDT) so as to separate a transmission signal and a reception signal in a time division multiplexing (TDD) scheme.
- the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
- the switch 233 is applicable to a frequency division multiplexing (FDD) scheme.
- the switch 233 may be configured in the form of a Double Pole Double Throw (DPDT) so as to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
- DPDT Double Pole Double Throw
- the switch 233 is not necessarily required.
- the electronic device may further include a modem 400 corresponding to a control unit.
- the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first control unit (or a first processor) and a second control unit (a second processor), respectively.
- the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separate circuits.
- the RFIC 250 and the modem 400 may be physically divided into one circuit logically or functionally.
- the modem 400 may perform control and signal processing for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250.
- the modem 400 may be obtained through control information received from a 4G base station and/or a 5G base station.
- the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
- PDCCH physical downlink control channel
- the modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system at a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Further, the RFIC 250 may control receiving circuits including the first to fourth low noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
- the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band.
- the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto and may be changed according to an application.
- FIG. 3 shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device according to the present invention can be disposed.
- a plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed on the front surface of the electronic device 100.
- the plurality of antennas 1110a to 1110d disposed on the front surface of the electronic device 100 may be implemented as a transparent antenna embedded in the display.
- antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on the side of the electronic device 100.
- antennas 1150B may be disposed on the front surface of the electronic device 100.
- a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be disposed on the front surface of the electronic device 100.
- each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT may be configured as an array antenna to perform beamforming in a millimeter wave band.
- Each of a plurality of antennas (ANT 1 to ANT) composed of a single antenna and/or a phased array antenna for use of a wireless circuit such as the transceiver circuit 250 is mounted on the electronic device 100 Can be.
- each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be configured as an array antenna.
- the electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d.
- the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with a base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d.
- MIMO multiple input/output
- At least one signal may be transmitted or received through a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the electronic device 100. Unlike illustrated, at least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 on the front surface of the electronic device 100.
- each of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna.
- the electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4.
- MIMO multiple input/output
- the present invention may transmit or receive at least one signal through a plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 to 1110S4 on the front and/or side of the electronic device 100.
- each of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna.
- the electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4.
- the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4.
- MIMO multiple input/output
- FIG. 4A shows an electronic device including a transparent antenna and a transmission line incorporated in a display according to the present invention.
- FIG. 4B shows the structure of a display in which a transparent antenna is incorporated according to the present invention.
- the electronic device includes an antenna 1110 built into the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antenna 1110.
- the display 151 can be configured as an OLED or LCD.
- the electronic device includes a plurality of antennas 1110a to 1110d built into the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antennas 1110a to 1110d.
- the electronic device includes a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 embedded in the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antennas ANT 1 to ANT 4.
- each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be implemented as an array antenna and configured to perform beamforming.
- array antennas of each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed to be spaced apart from each other to operate to perform multiple input/output (MIMO).
- MIMO multiple input/output
- spatial beam forming may be performed so that the beam directions by each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 are substantially orthogonal to each other.
- four antenna elements may be implemented as one array antenna.
- the present invention is not limited thereto, and may be changed to a 2x1, 4x1, or 8x1 array antenna.
- beamforming may be performed in a direction other than one axis, such as a horizontal direction, such as a vertical direction. To this end, it can be changed to a 2x2, 4x2, 4x4, 2x4 array antenna. Beamforming in the millimeter wave (mmWave) band is possible using such an array antenna.
- mmWave millimeter wave
- the transparent antenna may operate in the Sub6 band.
- the transparent antenna operating in the Sub6 band does not have to be provided in the form of an array antenna.
- a single antenna may be arranged to be spaced apart from each other to operate to perform multiple input/output (MIMO).
- MIMO multiple input/output
- the patch antenna of FIG. 4A is not disposed as an array antenna, but a single antenna-type patch antenna is disposed in the upper left, lower left, upper right, and lower right of the electronic device, and each patch antenna is multi-input/output (MIMO). ) Can be operated.
- MIMO multi-input/output
- a dielectric 1130 that is, a dielectric substrate
- the dielectric 1130 in the form of a film on the top may be used as a dielectric substrate of the antenna 1110.
- an antenna layer may be disposed on the dielectric 1130 in the form of a film.
- the antenna layer may be implemented with silver alloy, copper, aluminum, or the like.
- an antenna 1110 and a transmission line 1120 may be disposed in the antenna layer.
- the transmission line 1120 according to the present invention may be implemented as a plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows. That is, a plurality of metal mesh lines may be disposed in a direction parallel to the boundary of the transmission line 1120.
- FIG. 5 shows an adaptive mesh structure and a general rectangular mesh structure according to the present invention.
- the transmission line 1120 may be formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure. That is, the transmission line 1120 may include an inner conductor region 1121, an outer conductor region 1122 and a dielectric region 1123. Meanwhile, the inner conductor region 1121 operates as a signal line, and the outer conductor region 1122 operates as a ground. Also, the dielectric region 1123 may be formed between the inner conductor region 1121 and the outer conductor region 1122.
- CPW Co-Planar Waveguide
- the transmission line 1120 in the form of a metal mesh line of FIG. 5B according to the present invention may be formed only in a direction in which current flows (y-axis direction). That is, in the transmission line 1120 in the form of a metal mesh line of FIG. 5(b) according to the present invention, a metal mesh line is not formed in a direction (x-axis direction) orthogonal to a current flowing direction (y-axis direction). I can. In this way, a mesh structure based on a method of determining a shape of a metal mesh in accordance with a current flowing direction may be referred to as an adaptive mesh (AM) structure.
- AM adaptive mesh
- the spacing between meshes in the y-axis direction may be formed more finely than the mesh spacing in the y-axis direction of FIG. 5(a).
- N*N metal mesh lines that is, 2N metal mesh lines
- 2N metal mesh lines may be formed only in the y-axis direction, which is the current direction, within the same predetermined area.
- the loss at the operating frequency decreases as the line width increases.
- unwanted radiation by the mesh line increases in a high frequency band such as a millimeter wave.
- the line width is increased, the unnecessary radiation phenomenon can be reduced, and loss can be reduced.
- the line width of the mesh line is increased, there is a problem in that the number of mesh lines decreases when implementing a line having a high impedance, that is, a line having a narrow line width. Accordingly, when the line width is increased, unwanted radiation loss is reduced, but conductivity is decreased due to a decrease in the number of mesh lines.
- the line width is decreased, the conductivity increases due to an increase in the number of mesh lines, but the loss increases due to unnecessary radiation according to the narrow line width.
- a mesh line having a first line width and a mesh line having a second line width wider than the first line width may be implemented within the transmission line 1120.
- the present invention proposes a structure including a mesh line having a wide line width and a mesh line having a narrow line width within the transmission line 1120.
- a region having a high current density within the transmission line 1120 may be implemented as a mesh line having a wide second line width near the boundary.
- the remaining area of the transmission line 1120, particularly near the center may be implemented as a mesh line having a narrow first line width.
- the mesh line structure having different line widths may be applied to the outer conductor area 1123 corresponding to the ground in addition to the inner conductor area 1121 of the transmission line of the CPW structure.
- FIG. 5B shows a transmission line of an AM structure including horizontal lines of a segment structure according to an embodiment of the present invention.
- 5B(a) shows a transmission line 1121-1 including horizontal lines 1120H1 intersecting a plurality of vertical lines 1120V according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5B(b) shows a transmission line 1120-2 including horizontal lines 1120H2 arranged between a plurality of vertical lines 1120V according to another embodiment of the present invention.
- the transmission lines 1120-1 and 1120-2 of the AM structure may be configured to include a plurality of vertical lines 1120V and a plurality of segmented horizontal lines 1120H1 and 1120H2.
- a plurality of segmented horizontal lines 1120H1 may be disposed in a form intersecting a plurality of vertical lines 1120V as shown in FIG. 5B(a).
- a plurality of segmented horizontal lines 1120H2 may be disposed between a plurality of vertical lines 1120V without intersecting the plurality of vertical lines 1120V as shown in FIG. 5B(b).
- the transmission line 1120 of the AM structure of FIG. 5A increases in conductivity as the number of mesh lines increases or the mesh line width increases. Accordingly, the transmission line 1120 of the AM structure has an advantage of reducing loss compared to a general metal mesh line. However, as only the metal mesh line in the vertical axis direction is provided, there is room for a visibility issue.
- the transmission lines 1120-1 and 1120-1 of the AM structure of FIG. 5B adopt the AM structure, thereby reducing loss and improving visibility. Accordingly, in order to implement the transmission line 1120 of the AM structure of FIG. 5A invisible, the transmission lines 1120-1 and 1120-1 of the AM structure as shown in FIGS. 5B(a) and 5B(b) may be applied. . That is, it is possible to leave a small branch in segmented structure while maintaining the basic shape of the AM structure. Accordingly, the transmission lines 1120-1 and 1120-1 of the AM structure of FIG. 5B have excellent electrical characteristics and can maintain visibility such as the square mesh shape of FIG. 5A(a).
- the horizontal lines 1120H1 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the horizontal axis direction. Also, the horizontal lines 1120H1 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the vertical axis direction.
- the horizontal lines 1120H2 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the horizontal axis direction.
- a vertical line 1120V is disposed between the horizontal lines 1120H2 spaced apart from each other by a predetermined distance in the horizontal axis direction.
- the horizontal lines 1120H2 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the vertical axis direction.
- FIG. 6 shows a case in which an orthogonal line is added and a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention.
- an orthogonal line (OL) is added at predetermined intervals in a transmission line having an adaptive mesh (AM) structure.
- an irregular mesh (IM) structure is applied in a transmission line having an adaptive mesh (AM) structure in which the spacing between metal meshes is not uniform.
- the transmission lines according to FIGS. 6A and 6B may be referred to as an AM + OL structure and an AM + IM structure, respectively.
- FIG. 7 shows a case in which an orthogonal line is added and a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention.
- an orthogonal line OL is added at predetermined intervals in a transmission line having an adaptive mesh (AM) structure, and a non-regular (IM) structure in which the interval between meshes is not uniform is applied.
- AM adaptive mesh
- IM non-regular
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line may be in the shape of a rectangular mesh line having different horizontal and vertical intervals.
- the present invention is not limited thereto, and may be implemented in an AM + IM structure without an orthogonal line (OL) as shown in FIG. 6B. Also, depending on the application, it may be implemented in the form of a mesh grid having a diamond shape.
- the transmission line 1120 of the AM + OL structure of FIG. 6A includes a plurality of metal mesh lines and an orthogonal line OL, that is, an orthogonal metal mesh line.
- the plurality of metal mesh lines are arranged in a direction in which current flows, that is, a y-axis direction. That is, the plurality of metal mesh lines may be configured to be arranged in the y-axis direction parallel to the boundary line of the transmission line 1120.
- the orthogonal lines OL are disposed in a direction orthogonal to the direction in which current flows, that is, in the x-axis direction, and may be spaced apart from each other at predetermined intervals. That is, the orthogonal line OL may be configured to be disposed in a direction orthogonal to the boundary line of the transmission line 1120.
- the interval between the orthogonal lines OL that is, the orthogonal metal mesh lines, may correspond to a quarter wavelength (l/4) or a half wavelength (l/2) of the operating frequency.
- the spacing between the rectangular mesh lines of the AM structure may be arranged at a finer spacing than the square mesh of FIG. 5(a) in the direction in which the current flows, that is, the y-axis direction.
- the rectangular mesh lines of the OL structure may be disposed at a wider interval than the square mesh in a direction orthogonal to the current direction, that is, in the x-axis direction.
- an electronic device having a transparent antenna may be configured to include an antenna 1110 and a transmission line 1120.
- the antenna 1110 is built into the display 151 and is configured to operate, that is, radiate a signal through the display.
- the transmission line 1120 is configured to feed the antenna 1110.
- the transmission line 1120 includes a plurality of metal mesh lines arranged parallel to the boundary line. Further, the transmission line 1120 may further include an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the boundary line and spaced apart from each other at a predetermined interval.
- the transmission line 1120 of the AM + IM structure of FIG. 6B may be formed as a plurality of metal mesh lines in a direction in which current flows, that is, in the y-axis direction, without an orthogonal line OL. .
- the spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer spacing than the square mesh of FIG. 5A in the direction in which the current flows.
- the spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer spacing.
- the closer to the inner center of the transmission line 1120 of the IM structure the wider the spacing between the metal mesh lines may be. Accordingly, as spaced outward from the boundary of the transmission line 1120, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance.
- FIG. 8 shows a CPW structure implemented with a metal mesh line on a substrate in a transmission line structure embedded in a display according to the present invention.
- 9 is an enlarged view of a signal line around a dielectric region and a metal mesh at the ground in the adaptive mesh structure according to the present invention.
- the characteristics of the metal mesh line implemented on the substrate in the transmission line structure embedded in the display according to the present invention are as follows.
- a non-transparent conductor such as Au, Ag, and Cu is plated in the same way as etching.
- transmission lines and antennas uniformly configured in the display by opaque conductors can be recognized as transparent antennas.
- the present invention proposes a structure capable of reducing loss due to antennas and transmission lines while maintaining transparency without increasing the thickness and line width of the metal mesh line.
- the metal mesh line structure of the antenna and the transmission line built into the display according to the present invention may be configured as an AM, AM + OL, AM + IL or AM + OL + IM structure as described above. That is, the present invention improves efficiency through a low loss structure by changing the mesh shape of the transmission line while maintaining the transparency of the metal mesh line.
- the characteristics of the AM structure, the OL structure, and the IM structure which are basic structures of a metal mesh line of an antenna and a transmission line embedded in a display according to the present invention, are as follows.
- the reliability of the mesh line can be increased by adding a mesh that is orthogonal to the current direction.
- Orthogonal Mesh Lines can be arranged at intervals of Effective Lambda/4 of the operating frequency. In this regard, if too many OLs are placed, the transparency may be degraded.
- the transparency may be set to substantially the same value.
- the transparency due to the metal mesh line may be 95%.
- the transmission line 1120 may be formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure. That is, the transmission line 1120 may include a strip line 1121 corresponding to an inner conductor region, a ground 1122 corresponding to an outer conductor region, and a dielectric region 1123. Meanwhile, the strip line 1121 operates as a signal line, and the ground 1122 is formed on the same plane as the strip line 1121 to form a CPW line structure.
- the meaning of “strip line” is because an outer conductor region corresponding to the ground is disposed on the same plane as the inner conductor region corresponding to the signal line, so that a signal transmitted through the signal line is guided by the ground. Accordingly, there is an advantage that loss of a signal transmitted through the strip line 1121 is reduced compared to a general microstrip line.
- the ground 1122 may be formed on the glass-shaped dielectric 1130 having a predetermined dielectric constant. Also, referring to FIG. 4B, the ground 1122 may be formed on the dielectric 1130 in the form of a film having a predetermined dielectric constant.
- the thickness of the glass-shaped dielectric 1130 may be 1 mm. However, it is not limited thereto and can be changed according to the application. In this regard, when the thickness of the dielectric 1130 corresponding to the substrate decreases, the conductivity of the strip line 1121 in the form of a metal mesh line may decrease. In addition, the unnecessary radiation of the strip line 1121 in the form of a metal mesh line increases, so that a conductive loss may increase. Accordingly, in order to reduce the conduction loss of the strip line 1121 in the form of a metal mesh line, the thickness of the dielectric 1130 may be set to d1 or more.
- the thickness of the dielectric 1130 may be set to d2 or less. Accordingly, the thickness d of the dielectric 1130 can be configured in a range of d1 or more and d2 or less.
- the ground 1122 is electrically connected to the ground on the rear surface of the film-type dielectric 1130 or the glass-type dielectric 1130b.
- the metal mesh line in the ground 1122 region may be connected via via to the ground on the rear surface.
- the transparency may be slightly lowered.
- the metal mesh line in the ground 1122 region may be connected to the rear ground through a metal line formed on the side surfaces of the dielectrics 1130 and 1130b.
- the metal mesh line in the ground 1122 region may be connected to the rear ground through a metal mesh line formed on the side surfaces of the dielectrics 1130 and 1130b.
- a transmission line composed of metal mesh lines may be implemented in an adaptive mesh structure disposed in one direction.
- an orthogonal line (OL) may be disposed at a predetermined interval, for example, a quarter-wavelength interval on the mesh line arranged in one direction.
- a dielectric region between a strip line and a ground may be formed as a gap.
- mesh lines adjacent to the dielectric region formed with a gap may be disposed to have a narrower gap than other mesh lines.
- a mesh line adjacent to a dielectric region formed with a gap is formed of 70 ⁇ m, and as the distance increases, the mutual gap may decrease.
- the mesh line adjacent to the dielectric region is formed to be 70 ⁇ m, and as the distance increases, the mutual spacing between the metal mesh lines may increase by 100 ⁇ m or 120 ⁇ m.
- the loss of the conductor may vary according to the thickness and line width of the metal mesh line.
- FIG. 10A shows an insertion loss (S21) value according to a thickness change of a metal mesh line in relation to the present invention.
- FIG. 10B shows an insertion loss (S21) value according to a line width change of a metal mesh line in relation to the present invention.
- the insertion loss (S21) value of FIGS. 10A and 10B corresponds to an insertion loss value for a metal mesh line in a rhombus shape embedded in the display.
- the insertion loss value can be improved according to the combination of the rectangular metal mesh line, that is, the AM, IM and OL mesh structures according to the present invention. Detailed results for this will be reviewed in more detail below.
- the tendency of insertion loss according to the thickness and line width of the metal mesh line shows a constant tendency regardless of the mesh structure.
- the present invention can simulate the insertion loss (S21) value for the rhombus-shaped metal mesh line in order to determine the range of the thickness and line width that can be implemented in the metal mesh line.
- lines marked with squares, triangles and circles represent insertion loss when the thickness of the metal mesh line is 0.7mm, 1.0mmm, and 2.0mm, respectively. Therefore, it can be seen that the insertion loss value increases as the thickness of the metal mesh line increases from 0.7mm to 2.0mm.
- lines marked with triangles and squares represent insertion loss when the line widths of the metal mesh lines are 3.0 mm and 5.0 mm, respectively. Accordingly, it can be seen that the insertion loss value decreases as the line width of the metal mesh line increases from 3.0 mm to 5.0 mm. Accordingly, as the thickness of the metal mesh line decreases within a possible range, electrical characteristics are improved. On the other hand, as the line width of the metal mesh line increases, the electrical characteristics improve. However, if the thickness of the metal mesh line is excessively reduced, implementation may be difficult or there may be problems such as cutting the mesh line. In addition, if the line width of the metal mesh line is excessively increased, the number of metal mesh lines disposed within the line width of the strip line decreases, thereby reducing the conductivity.
- FIG. 11 is a comparison of insertion loss results in various transmission line structures, square mesh structures, and ideal CPW structures according to the present invention.
- the metal mesh lines of the AM, IM, and OL structures according to the present invention have better insertion loss characteristics than the metal mesh lines of a rhombus shape. A detailed comparison thereof will be described in FIG. 11.
- a transmission line may be implemented with a metal mesh line having a thickness of 1.0 mm and a line width of 3.0 mm.
- the present invention is not limited thereto, and the thickness and line width may be changed according to the operating frequency band and whether the mesh line is implemented as a transmission line or an antenna.
- a transmission line having a narrow line width needs to slightly reduce the line width in order to maintain the convenience and conductivity of implementation.
- characteristic optimization can slightly increase the line width of the mesh line.
- the line width of the transmission line 1120 according to the present invention may be set to w1, and may be set to w2, which is wider than w1 of the antenna 1110.
- the line widths w1 and w2 may be 3.0mm and 5.0mm, respectively.
- the line width may be set to a value wider than w1.
- FIG. 11 is a comparison of insertion loss results in various transmission line structures and square mesh structures and ideal CPW structures according to the present invention.
- Table 1 compares the results of insertion loss in the various transmission line structures of FIG. 11 and the square mesh structure and the ideal CPW structure.
- Solid represents an ideal CPW line with a metal mesh structure completely filled with metal.
- the square mesh structure is a mesh structure having the same horizontal and vertical intervals as shown in FIG. 5(a).
- various CPW transmission line structures according to the present invention are AM, AM + OL and AM + OL + IM structures, respectively.
- the insertion loss result of FIG. 11 is an insertion loss result for a transmission line length of 5 mm.
- the insertion loss results in Table 1 are the results for a transmission line length of 1 mm.
- dB(S(1,2)) means a 2-port transmission coefficient (ie, insertion loss) for a transmission line length of 5 mm.
- dB(S(1,2)) is an insertion loss for an ideal CPW line with a metal mesh structure completely filled with metal, and has a value of 0.38 dB at 28 GHz.
- dB(S(1,2))_1 to dB(S(1,2))_4 denote insertion loss for AM + OL + IM structure, AM + OL structure, AM structure and square mesh structure, respectively.
- the insertion loss has values of 1.21 dB, 1.29 dB and 1.38 dB at 28 GHz.
- the square mesh structure has a value of 1.65dB at 28GHz.
- the insertion loss for a rhombus-shaped metal mesh line is 0.4dB/mm. Therefore, referring to Table 1, 1) an ideal CPW transmission structure in a solid form instead of a metal mesh structure has the lowest transmission loss as 0.08 dB/mm. 2) However, the present invention relates to a transparent antenna having a metal mesh structure built into the display, and the solid form is not a target for comparison. On the other hand, the square mesh structure has a slightly smaller transmission loss than the diamond mesh structure. The insertion loss of the square mesh structure is 0.33dB/mm, which can improve performance by about 17.5% compared to 0.4 dB/mm of the diamond mesh structure.
- the insertion loss characteristics were all improved in the AM, AM + OL and AM + OL + IM structures according to the present invention.
- the insertion loss of the AM + OL + IM structure is 0.24 dB/mm, which can improve performance by about 40% compared to the diamond mesh structure.
- an operation mechanism according to an optimized metal mesh arrangement according to a current distribution in various transmission line structures according to the present invention is as follows.
- the metal mesh structure according to the present invention can be applied to a rhombus-shaped mesh structure in addition to the rectangular mesh structure.
- FIG. 12 shows the adaptive mesh (AM) structure applied to the rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
- FIG. 13 shows an orthogonal mesh (OM) structure applied to a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
- Figure 14 is a non-regular mesh (IM) structure is applied to the CPW structure having a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
- the adaptive mesh (AM) structure when the adaptive mesh (AM) structure is applied as shown in FIG. 12, lines may be arranged in the same direction as the current direction of the transmission line in the rhombus-shaped mesh structure.
- the orthogonal mesh (OM) structure when the orthogonal mesh (OM) structure is applied as shown in FIG. 13, orthogonal lines orthogonal to the current traveling direction of the CPW line are arranged in a rhombus-shaped mesh structure at regular intervals at predetermined intervals (e.g., half wavelength, quarter wavelength) Can be.
- the non-regular mesh (IM) structure as shown in FIG. 14 when the non-regular mesh (IM) structure as shown in FIG. 14 is applied, the mesh density in a region adjacent to the ground in the power supply line of the rhombus-shaped mesh structure can be increased.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line according to the present invention may be a rhombus mesh line.
- the spacing of the rhombic mesh lines in the vicinity of the boundary B1 of the transmission line 1120 is formed in more detail than the spacing of the rhombic mesh lines in the vicinity of the center C1 of the transmission line 1120.
- the spacing of the rhombus mesh line near the boundary of the strip line 1121 and the ground 1122 (B1, B2) is formed more finely than the spacing of the rhombic mesh line near the center of the strip line 1121 (C1). do. Accordingly, by arranging the mesh line more precisely on the transmission line 1120 where the current distribution is concentrated, it is possible to implement a low-loss transmission line.
- an orthogonal mesh OM that is, an orthogonal metal mesh line may be spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to the boundary of the transmission line 1120.
- the transmission line 1120 may further include at least one second metal mesh line L2 in a direction parallel to the boundary of the transmission line. Accordingly, the transmission line 1120 may include a rhombic metal mesh line and a second metal mesh line L2. Accordingly, by forming at least one second metal mesh line L2 parallel to the boundary of the transmission line to coincide with the current direction, it is possible to implement a low-loss transmission line.
- the transmission line 1120 is a second metal mesh line L2 and/or an orthogonal mesh. (OM) may be further provided. Accordingly, the AM, AM + OL and AM + OL + IM structures for a low loss transmission line according to the present invention can be applied to a rhombus mesh structure in addition to a rectangular mesh structure.
- FIG. 15 shows a transmission line and an antenna to which a metal mesh structure according to the present invention is applied.
- the antenna 1110 to which the low-loss metal mesh structure according to the present invention is applied is built in the display 151 and can be configured to radiate a signal through the display.
- the antenna 1100 may be configured to include a plurality of metal mesh lines ML1 and an orthogonal metal mesh line OL1.
- the plurality of metal mesh lines ML1 may be disposed in a direction in which current flows.
- the direction in which the current flows may be the same as the direction in which the current flows in the transmission line 1120.
- the orthogonal metal mesh lines OL1 are disposed in a direction orthogonal to a direction in which current flows, and may be spaced apart from each other at a predetermined interval.
- the spacing between the orthogonal metal mesh lines OL1 may be configured as four half wavelengths or half wavelengths corresponding to the operating frequency.
- the shape of the metal mesh line inside the antenna may be implemented as a rhombus mesh line as shown in FIGS. 12 to 14 in addition to the rectangular mesh line.
- AM, AM + OL and AM + OL + IM structures may be applied to the antenna 1110 having a metal mesh line structure according to the present invention.
- the shape of the metal mesh line inside the antenna 1110 may be a rectangular mesh line shape.
- the spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer distance than the square mesh in the direction in which the current flows.
- the metal mesh spacing in the direction in which the current flows in the antenna 1110 that is, the y-axis direction
- the metal mesh spacing in the orthogonal direction that is, the x-axis direction
- the metal mesh spacing in the orthogonal direction that is, the x-axis direction, may be disposed at a wider spacing than the square mesh.
- the spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the antenna 1110 which is an area having a high current distribution, may be disposed at a finer spacing than the center area. Accordingly, the closer to the inner center of the antenna 1110, the wider the distance between the metal mesh lines may be. Meanwhile, a dummy metal mesh may be disposed outside the antenna 1110. Accordingly, as the distance from the boundary of the antenna 1110 to the outside, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance.
- the antenna of the metal mesh structure according to the present invention may be formed as an array antenna for beamforming.
- a plurality of antennas 1110a to 1110d and transmission lines 1120a to 1120d configured to feed the antennas 1110a to 1110d may be provided.
- each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be provided as an array antenna for beamforming.
- FIG. 16 shows a case in which the transparent antenna according to the present invention is applied as an array antenna.
- each antenna element 1110 of the array antenna may be connected through an inner conductor of a CPW line, that is, a strip line 1121 and a matching portion 1125.
- the electronic device according to the present invention may further include a transceiver circuit 1210.
- the transceiver circuit 1210 may be disposed on the rear surface of the display 151 and connected to each antenna element of the array antenna, and may be configured to transmit a signal to each antenna element.
- the array antennas are first to fourth array antennas disposed in the upper left, upper right, lower left, and lower right inside the display 151 of the electronic device. (1110a to 1110d, or ANT1 to ANT4).
- the transceiver circuit 1210 may be configured to transmit a signal to each of the first to fourth array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4.
- the transmission/reception unit circuit 1210 may be configured as one transmission/reception unit circuit to transmit signals to each of the first to fourth array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4.
- the transceiver circuit 1210 may include first to fourth transceiver circuits to transmit signals to each of the first to fourth array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4.
- each of the first to fourth transmission/reception unit circuits may independently form beams for each of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4 through a phase control unit such as a phase shifter.
- the transceiver circuit 1210 may transmit and receive signals by selecting one of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4. Further, the transceiver circuit 1210 may perform multiple input/output (MIMO) by selecting two or more of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4. In this regard, the transmission/reception unit circuit 1210 may control the phase control unit so that the beam directions for multiple input/output (MIMO) are different.
- MIMO multiple input/output
- the electronic device may be configured to include a display 151, array antennas 1110a to 1110d, or ANT1 to ANT4, and a transmission line 1120.
- the array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4 are disposed inside the display 151 and formed through a metal mesh line.
- the transmission line 1120 may be configured to include a plurality of metal mesh lines and orthogonal metal mesh lines OL.
- the plurality of metal mesh lines may be disposed in a direction in which current flows.
- the orthogonal metal mesh lines OL may be disposed in a direction orthogonal to a direction in which current flows, and may be disposed to be spaced apart from each other at predetermined intervals.
- the interval between the orthogonal metal mesh lines OL may be a quarter wavelength or a half wavelength.
- the shape of the metal mesh line inside the transmission line 1120 may be a rectangular mesh line shape.
- the intervals between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer interval than the square mesh in the direction in which the current flows.
- the orthogonal metal mesh lines OL may be disposed at wider intervals than the square mesh.
- the spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer spacing. Accordingly, the closer to the inner center C of the transmission line 1120, the wider the distance between the metal mesh lines may be. In addition, as spaced outward from the boundary of the transmission line 1120, that is, the boundary of the ground 1122, the space between the metal mesh lines may be arranged at a wider interval.
- the transmission line 1120 may be formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure.
- the CPW line structure can be configured to include an inner conductor region 1121, an outer conductor region 1122 and a dielectric region 1123.
- the inner conductor region 1121 may operate as a signal line and the outer conductor region 1122 may operate as a ground.
- a dielectric region 1123 may be formed between the inner conductor region 1121 and the outer conductor region 1122.
- an interval between metal mesh lines may be arranged at a finer interval at the boundary of the inner conductor region 1121 than at the center of the inner conductor region 1121.
- the boundary of the inner conductor region 1121 corresponds to a region adjacent to the dielectric region 1123. That is, at the boundary of the inner conductor region 1121 having a strong current distribution, the intervals between the metal mesh lines are arranged at finer intervals.
- a spacing between metal mesh lines may be arranged at a finer interval at the inner boundary of the outer conductor region 1122 adjacent to the dielectric region 1123 than the outer boundary of the inner conductor region 1121. That is, at the boundary of the outer conductor region 1122 having a strong current distribution, the intervals between the metal mesh lines are arranged at finer intervals.
- the transmission line 1120 to which the AM, AM + OL, AM + IM and AM + OL + IL structures according to the present invention are applied may be applied to a rhombus mesh line structure in addition to a rectangular mesh line structure.
- the spacing of the rhombus mesh lines near the boundary of the transmission line 1120 may be formed more finely than the spacing of the rhombus mesh lines near the center of the transmission line 1120.
- the orthogonal metal mesh lines OL may be disposed to be spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to the boundary of the transmission line 1120.
- at least one second metal mesh line L2 may be further included in a direction parallel to the boundary of the transmission line 1120.
- an electronic device having a transparent antenna provides a square metal mesh structure in consideration of a current direction of a transmission line, so that loss due to mesh lines having different current directions can be reduced.
- orthogonal lines capable of canceling current components due to reflection signals, etc. in the transmission line are arranged at predetermined intervals, thereby reducing losses in the mesh line and improving reliability even when the mesh line is partially cut. have.
- designing and driving a plurality of RF modules and a configuration for performing a status check on the plurality of RF modules can be implemented as computer-readable codes in a medium on which a program is recorded.
- the computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (e.g., transmission over the Internet).
- the computer may include controllers 180, 1210a to 1210d, and 1250 of the terminal.
Landscapes
- Telephone Set Structure (AREA)
Abstract
Provided is an electronic device having a transparent antenna for 5G communication according to the present invention. The electronic device comprises: an antenna built into a display and operating therein; and a transmission line feeding power to the antenna. Meanwhile, the transmission line includes a plurality of metal mesh lines arranged parallel to a boundary line, and orthogonal metal mesh lines arranged in a direction orthogonal to the boundary line and spaced apart from each other by a predetermined interval, and provides a square metal mesh structure in consideration of the current direction of the transmission line, thereby reducing loss due to mesh lines with different current directions.
Description
본 발명은 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디스플레이에 내장되는 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic device having a transparent antenna. More specifically, it relates to an electronic device having a transparent antenna incorporated in a display.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다. Electronic devices can be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, electronic devices can be divided into handheld terminals and vehicle mounted terminals depending on whether the user can directly carry them.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다. The functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions of data and voice communication, taking pictures and videos through a camera, recording voice, playing music files through a speaker system, and outputting images or videos to the display unit. Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function. In particular, recent mobile terminals can receive multicast signals providing visual content such as broadcasting and video or television programs.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. As such electronic devices are diversified, they are implemented in the form of a multimedia player with complex functions such as, for example, taking photos or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.In order to support and increase the function of the electronic device, it may be considered to improve the structural part and/or the software part of the terminal.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다. In addition to the above attempts, wireless communication systems using LTE communication technology have recently been commercialized in electronic devices, providing various services. In addition, in the future, wireless communication systems using 5G communication technology are expected to be commercialized and provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.In this regard, the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using a Sub6 band below 6GHz band. However, in the future, it is expected to provide 5G communication service using millimeter wave (mmWave) band in addition to Sub6 band for faster data rate.
한편, 이러한 밀리미터파(mmWave) 대역에서의 5G 통신 서비스를 위해 할당될 주파수 대역은 28GHz 대역, 39GHz 및 64 GHz 대역이 고려되고 있다. 이와 관련하여, 밀리미터파 대역에서 다수의 배열 안테나들이 전자 기기에 배치될 수 있다. Meanwhile, the frequency bands to be allocated for 5G communication services in the millimeter wave (mmWave) band are the 28 GHz band, 39 GHz and 64 GHz bands. In this regard, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device in the millimeter wave band.
한편, 이러한 다수의 배열 안테나 이외에 전자 기기에는 다른 다수의 안테나들이 배치될 수 있다. 따라서, 기존의 다수의 안테나들과 간섭을 방지하면서 전자 기기의 전면부를 통해 신호를 송신 및 수신할 필요가 있다. 이를 위해, 전자 기기의 디스플레이 내부에 내장되는 메탈 메쉬(metal mesh) 라인으로 구현되는 투명 안테나에 대한 연구가 이루어지고 있다.Meanwhile, in addition to the plurality of array antennas, a plurality of other antennas may be disposed in the electronic device. Accordingly, it is necessary to transmit and receive signals through the front side of the electronic device while preventing interference with a plurality of existing antennas. To this end, research on a transparent antenna implemented with a metal mesh line embedded in a display of an electronic device is being conducted.
한편, 이러한 메탈 메쉬 구조의 투명 안테나에 신호를 급전하고 신호를 전달하는 전송 선로로 CPW 라인을 고려할 수 있다. 이러한 CPW 라인 구조에서 전송 선로에 의한 손실은 저감하기 위해 메쉬 라인의 두께와 선폭을 증가시킬 수 있다.Meanwhile, a CPW line may be considered as a transmission line for supplying and transmitting signals to a transparent antenna having a metal mesh structure. In this CPW line structure, the thickness and line width of the mesh line may be increased in order to reduce the loss caused by the transmission line.
하지만, 이러한 메탈 메쉬 구조의 전송 선로에서 위해 메쉬 라인의 두께와 선폭을 증가시키면 투명도(transparency)가 감소한다는 문제점이 있다. 이에 따라, 메탈 메쉬 구조에서 두께와 선폭을 크게 증가시키지 않으면서 전송 선로에 의한 손실을 저감할 수 있는 메쉬 구조에 대한 연구가 필요하다. However, there is a problem in that transparency decreases when the thickness and line width of the mesh line are increased for the transmission line of the metal mesh structure. Accordingly, there is a need for a study on a mesh structure capable of reducing losses due to transmission lines without significantly increasing the thickness and line width in the metal mesh structure.
이와 관련하여, 디스플레이 내부에 내장된 마름모(diamond) 형태의 메탈 메쉬 구조는 전송 선로의 전류 방향과 무관하게 형태로 구현된다. 따라서, 전송 선로를 마름모 형태의 메탈 메쉬 구조로만 구현하는 경우, 전류 분포를 고려하여 전송 선로 구조를 저손실 구조로 최적화할 수 없다는 문제점이 있다.In this regard, a diamond-shaped metal mesh structure built into the display is implemented in a shape regardless of the current direction of the transmission line. Accordingly, when a transmission line is implemented only with a rhombus-shaped metal mesh structure, there is a problem that the transmission line structure cannot be optimized into a low-loss structure in consideration of current distribution.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에서 전송 선로에 의한 손실을 저감하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to solve the above and other problems. In addition, another object is to reduce loss due to a transmission line in an electronic device having a transparent antenna.
본 발명의 다른 일 목적은, 메탈 메쉬 구조의 전송 선로에서 손실을 저감하기 위한 최적 구조를 제안하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose an optimal structure for reducing loss in a transmission line having a metal mesh structure.
본 발명의 다른 일 목적은, 메탈 메쉬 구조의 안테나와 전송 선로에서 고효율과 저 손실을 위한 최적 구조를 제안하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose an optimal structure for high efficiency and low loss in a metal mesh structure antenna and transmission line.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 5G 통신을 위한 투명 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 디스플레이 내부에 내장되어 동작하는 안테나; 및 상기 안테나를 급전하는 전송 선로(transmission line)를 포함한다. 한편, 상기 전송 선로는 경계선에 대해 평행하게 배치된 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line), 및 상기 경계선에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함하여, 전송 선로의 전류 방향을 고려한 사각 메탈 메쉬 구조를 제공하여, 전류 방향이 다른 메쉬 라인에 의한 손실을 저감할 수 있다. 여기서, 복수의 메탈 메쉬 라인은 전송 선로 상에서 전류가 흐르는 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 전송 선로에서 반사 신호 등에 의한 전류 성분을 상쇄할 수 있는 직교 라인을 소정 간격으로 배치하여, 메쉬 라인에서 손실을 감하면서 메쉬 라인이 일부 절단되는 경우에도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In order to achieve the above or other objects, an electronic device provided with a transparent antenna for 5G communication according to the present invention is provided. The electronic device may include an antenna built into the display and operating; And a transmission line for feeding the antenna. Meanwhile, the transmission line is a plurality of metal mesh lines arranged parallel to the boundary line, and orthogonal metal mesh lines arranged in a direction orthogonal to the boundary line and spaced apart from each other at a predetermined interval. line), by providing a rectangular metal mesh structure in consideration of the current direction of the transmission line, it is possible to reduce losses due to mesh lines having different current directions. Here, the plurality of metal mesh lines may be arranged in a direction in which current flows on the transmission line. In addition, by arranging orthogonal lines capable of canceling a current component due to a reflected signal or the like in a transmission line at predetermined intervals, loss is reduced in the mesh line and reliability can be improved even when the mesh line is partially cut.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태로 구성 가능하다. 여기서, 상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치되고, 상기 직교한 방항에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, the shape of the metal mesh line inside the transmission line may be configured as a rectangular mesh line shape. Here, the intervals between the rectangular mesh lines may be arranged at finer intervals than the square mesh in the direction of current flow, and may be arranged at wider intervals than the square mesh in the orthogonal direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로의 경계 부근에서 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 전송 선로의 내부 중심에 근접할수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 전송 선로의 경계에서 외측으로 이격될 수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, an interval between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the transmission line may be arranged at a finer interval. Accordingly, the closer to the inner center of the transmission line, the wider the spacing between the metal mesh lines may be. In addition, as spaced outward from the boundary of the transmission line, the space between the metal mesh lines may be arranged at a wider interval.
일 실시 예에 따르면, 전송 선로는 복수의 수직 라인과 분절된 복수의 수평 라인들을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 분절된 복수의 수평 라인들은 상기 복수의 수직 라인과 교차하는 형태로 배치되거나 또는 상기 복수의 수직 라인 사이에 배치될 수 있다. 한편, 복수의 수평 라인들은 수평 축 방향으로 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.According to an embodiment, the transmission line may include a plurality of vertical lines and a plurality of segmented horizontal lines. In this regard, the segmented plurality of horizontal lines may be disposed to cross the plurality of vertical lines or may be disposed between the plurality of vertical lines. Meanwhile, a plurality of horizontal lines may be disposed at a predetermined interval in the horizontal axis direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 라인은 신호선으로 동작하는 내부 도체 영역; 그라운드로 동작하는 외부 도체 영역; 및 상기 내부 도체 영역과 상기 외부 도체 영역 사이에 형성되는 유전체 영역을 포함하는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 중심보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 내부 도체 영역의 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, the transmission line includes an inner conductor region operating as a signal line; An outer conductor region acting as ground; And a dielectric region formed between the inner conductor region and the outer conductor region, and may have a Co-Planar Waveguide (CPW) line structure. Here, based on the current distribution, an interval between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at a boundary of the inner conductor region adjacent to the dielectric region than at the center of the inner conductor region.
일 실시 예에 따르면, 전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 외측 경계보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 외부 도체 영역의 내측 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, based on the current distribution, a spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at an inner boundary of the outer conductor region adjacent to the dielectric region than an outer boundary of the inner conductor region.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태로 구성 가능하다. 한편, 상기 전송 선로의 경계 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격은 상기 전송 선로의 중심 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀하게 형성될 수 있다.According to an embodiment, the shape of the metal mesh line inside the transmission line may be configured as a rhombus mesh line shape. Meanwhile, the spacing of the rhombus mesh lines near the boundary of the transmission line may be formed more finely than the spacing of the rhombus mesh lines near the center of the transmission line.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고, 상기 직교 메탈 메쉬 라인은 상기 전송 선로의 경계에 직교한 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.According to an embodiment, the shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape, and the orthogonal metal mesh lines may be spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to a boundary of the transmission line.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고, 상기 전송 선로는, 상기 전송 선로의 경계에 평행한 방향으로 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape, and the transmission line further includes at least one second metal mesh line in a direction parallel to the boundary of the transmission line. I can.
일 실시 예에 따르면, 상기 직교 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 동작 주파수의 4반파장 또는 반파장에 해당할 수 있다.According to an embodiment, the spacing between the orthogonal metal mesh lines may correspond to a fourth or half wavelength of an operating frequency.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나는 전류가 흐르는 방향으로 배치되는 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line); 및 상기 방향에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나와 전송 선로에서 각각 최적화된 방사 효율과 저손실 구조를 위해, 최적화된 토폴로지와 선폭을 갖는 구조를 제시할 수 있다는 장점이 있다.According to an embodiment, the antenna includes a plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows; And an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the direction and spaced apart from each other at a predetermined interval. Accordingly, there is an advantage in that a structure having an optimized topology and line width can be presented for an optimized radiation efficiency and a low loss structure, respectively, in the antenna and the transmission line.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태이고, 상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 상기 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 한편, 상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 상기 직교한 방항에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, the shape of the metal mesh line inside the antenna is a shape of a rectangular mesh line, and an interval between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer interval than a square mesh in a direction in which the current flows. Meanwhile, the spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a wider spacing than the square mesh in the orthogonal direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나의 경계 부근에서 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치되고, 상기 안테나의 내부 중심에 근접할수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 한편, 상기 안테나의 경계에서 외측으로 이격될 수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. According to an embodiment, a spacing between the metal mesh lines near a boundary of the antenna may be disposed at a finer spacing, and as a distance closer to an inner center of the antenna, the spacing between the metal mesh lines may be disposed at a wider spacing. Meanwhile, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance as the distance from the boundary of the antenna to the outside.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나는 빔 포밍을 위해 배열 안테나로 형성될 수 있다. 한편, 상기 배열 안테나의 각각의 안테나 소자는 CPW 라인의 내부 도체와 정합부(matching portion)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 전자 기기는 상기 디스플레이 배면에 배치되고, 상기 배열 안테나의 각각의 안테나 소자에 연결되어, 상기 각각의 안테나 소자로 신호를 전달하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit)을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the antenna may be formed as an array antenna for beamforming. Meanwhile, each antenna element of the array antenna may be connected to an inner conductor of the CPW line through a matching portion. In addition, the electronic device may further include a transceiver circuit disposed on the rear surface of the display, connected to each antenna element of the array antenna, and configured to transmit a signal to each of the antenna elements.
일 실시 예에 따르면, 상기 배열 안테나는 상기 전자 기기의 디스플레이 내부의 좌측 상부, 우측 상부, 좌측 하부 및 우측 하부에 배치되는 제1 내지 제4 배열 안테나를 포함할 수 있다. 한편, 상기 송수신부 회로는 상기 제1 내지 제4 배열 안테나 각각에 신호를 전달하도록 구성된 제1 내지 제4 송수신부 회로를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the array antenna may include first to fourth array antennas disposed at an upper left, an upper right, a lower left, and a lower right inside the display of the electronic device. Meanwhile, the transmission/reception unit circuit may include first to fourth transmission/reception unit circuits configured to transmit signals to each of the first to fourth array antennas.
본 발명의 다른 양상에 따른 투명 안테나가 배열 안테나로 구비된 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는, 디스플레이; 기 디스플레이 내부에 배치되고, 메탈 메쉬 라인을 통해 형성되는 배열 안테나; 및 기 안테나를 급전하는 전송 선로(transmission line)를 포함한다. 여기서, 상기 전송 선로는 전류가 흐르는 방향으로 배치되는 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line), 및 상기 방향에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함한다.An electronic device in which a transparent antenna according to another aspect of the present invention is provided as an array antenna is provided. The electronic device may include a display; An array antenna disposed inside the display and formed through a metal mesh line; And a transmission line for feeding the antenna. Here, the transmission line includes a plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows, and orthogonal metal mesh lines arranged in a direction orthogonal to the direction and spaced apart from each other at predetermined intervals. line).
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태이고, 상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 상기 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 한편 상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 상기 직교한 방항에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, a shape of a metal mesh line inside the transmission line may be a rectangular mesh line, and a spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer distance than a square mesh in a direction in which the current flows. Meanwhile, the intervals between the rectangular mesh lines may be arranged at a wider interval than the square mesh in the orthogonal direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로의 경계 부근에서 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치되고, 상기 전송 선로의 내부 중심에 근접할수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 한편, 상기 전송 선로의 경계에서 외측으로 이격될 수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, the spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the transmission line may be arranged at a finer distance, and the closer to the inner center of the transmission line, the spacing between the metal mesh lines may be disposed at a wider interval. have. Meanwhile, as spaced outward from the boundary of the transmission line, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 라인은 신호선으로 동작하는 내부 도체 영역; 그라운드로 동작하는 외부 도체 영역; 및 상기 내부 도체 영역과 상기 외부 도체 영역 사이에 형성되는 유전체 영역을 포함하는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성될 수 있다. 한편, 전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 중심보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 내부 도체 영역의 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, the transmission line includes an inner conductor region operating as a signal line; An outer conductor region acting as ground; And a dielectric region formed between the inner conductor region and the outer conductor region, and may have a Co-Planar Waveguide (CPW) line structure. On the other hand, based on the current distribution, an interval between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at a boundary of the inner conductor region adjacent to the dielectric region than at the center of the inner conductor region.
일 실시 예에 따르면, 전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 외측 경계보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 외부 도체 영역의 내측 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다.According to an embodiment, based on the current distribution, a spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer interval at an inner boundary of the outer conductor region adjacent to the dielectric region than an outer boundary of the inner conductor region.
일 실시 예에 따르면, 상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고, 상기 전송 선로의 경계 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격은 상기 전송 선로의 중심 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀하게 형성될 수 있다. 한편, 상기 직교 메탈 메쉬 라인은 상기 전송 선로의 경계에 수직한 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 전송 선로의 경계에 평행한 방향으로 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the shape of the metal mesh line inside the transmission line is in the shape of a rhombus mesh line, and the spacing of the rhombus mesh line near the boundary of the transmission line is greater than the spacing of the rhombus mesh line near the center of the transmission line. It can be formed in detail. On the other hand, the orthogonal metal mesh lines are arranged to be spaced apart at predetermined intervals in a direction perpendicular to a boundary of the transmission line, and the transmission line further includes at least one second metal mesh line in a direction parallel to the boundary of the transmission line. Can include.
본 발명에 따르면, 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에서 전송 선로의 전류 방향을 고려한 사각 메탈 메쉬 구조를 제공하여, 전류 방향이 다른 메쉬 라인에 의한 손실을 저감할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that an electronic device having a transparent antenna provides a square metal mesh structure in consideration of a current direction of a transmission line, so that loss due to mesh lines having different current directions can be reduced.
또한, 본 발명에 따르면, 전송 선로에서 반사 신호 등에 의한 전류 성분을 상쇄할 수 있는 직교 라인을 소정 간격으로 배치하여, 메쉬 라인에서 손실을 감하면서 메쉬 라인이 일부 절단되는 경우에도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, orthogonal lines capable of canceling current components due to reflection signals, etc. in the transmission line are arranged at predetermined intervals, thereby reducing losses in the mesh line and improving reliability even when the mesh line is partially cut. have.
또한, 본 발명에 따르면, 안테나와 전송 선로에서 각각 최적화된 방사 효율과 저손실 구조를 위해, 최적화된 토폴로지와 선폭을 갖는 구조를 제시할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that a structure having an optimized topology and a line width can be presented for an optimized radiation efficiency and a low loss structure, respectively, in an antenna and a transmission line.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, specific embodiments such as the detailed description and preferred embodiments of the present invention should be understood as being given by way of example only.
도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다.3 shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device according to the present invention can be disposed.
도 4a는 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나와 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 나타낸다. 4A shows an electronic device including a transparent antenna and a transmission line incorporated in a display according to the present invention.
도 4b는 본 발명에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이의 구조를 나타낸다.4B shows the structure of a display in which a transparent antenna is embedded according to the present invention.
도 5a는 본 발명에 따른 적응적 메쉬(adaptive mesh) 구조와 일반 사각 메쉬 (rectangular mesh) 구조를 나타낸 것이다.5A shows an adaptive mesh structure and a general rectangular mesh structure according to the present invention.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 분절(segment) 구조의 수평 라인들을 구비하는 AM 구조의 전송 선로를 나타낸다.5B shows a transmission line of an AM structure including horizontal lines having a segment structure according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 적응적 메쉬 구조에서 직교 라인이 추가된 경우와 비-규칙적 메쉬 구조가 적용된 경우를 나타낸다.6 shows a case in which an orthogonal line is added and a case in which a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 적응적 메쉬 구조에서 직교 라인이 추가되고, 비-규칙적 메쉬 구조가 적용된 경우를 나타낸다.7 shows a case where an orthogonal line is added and a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 전송 선로 구조에서 기판 위에 구현된 메탈 메쉬 라인으로 구현된 CPW 구조를 나타낸다. 8 shows a CPW structure implemented by a metal mesh line on a substrate in a transmission line structure embedded in a display according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 적응적 메쉬 구조에서 유전체 영역 주변의 신호선과 그라운드에서의 메탈 메쉬를 확대한 도면이다.9 is an enlarged view of a signal line around a dielectric region and a metal mesh at the ground in the adaptive mesh structure according to the present invention.
도 10a는 본 발명과 관련하여 메탈 메쉬 라인의 두께 변화에 따른 삽입 손실(S21) 값을 나타낸다.10A shows an insertion loss (S21) value according to a thickness change of a metal mesh line in relation to the present invention.
도 10b 본 발명과 관련하여 메탈 메쉬 라인의 선폭 변화에 따른 삽입 손실(S21) 값을 나타낸다.10B shows an insertion loss (S21) value according to a line width change of a metal mesh line in relation to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 다양한 전송 선로 구조와 정사각형 메쉬 구조와 이상적인 CPW 구조에서 삽입 손실 결과를 비교한 것이다.11 is a comparison of insertion loss results in various transmission line structures, square mesh structures, and ideal CPW structures according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 마름모 형태의 메쉬 구조에 적응적 메쉬(AM) 구조가 적용된 것이다.12 is an adaptive mesh (AM) structure applied to a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 마름모 형태의 메쉬 구조에 직교 메쉬(OM) 구조가 적용된 것이다.13 is an orthogonal mesh (OM) structure applied to the rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 마름모 형태의 메쉬 구조를 갖는 CPW 구조에서 비-규칙적 메쉬(IM) 구조가 적용된 것이다.14 is a non-regular mesh (IM) structure applied to the CPW structure having a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
도 15는 본 발명에 따른 메탈 메쉬 구조가 적용된 전송 선로와 안테나를 나타낸다.15 shows a transmission line and an antenna to which a metal mesh structure according to the present invention is applied.
도 16은 본 발명에 따른 투명 안테나가 배열 안테나로 적용된 경우를 나타낸다.16 shows a case where the transparent antenna according to the present invention is applied as an array antenna.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다. Electronic devices described herein include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC. , Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (wearable device, for example, smartwatch, glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)), etc. may be included. have.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiment described in the present specification may also be applied to fixed terminals such as digital TVs, desktop computers, and digital signage, except when applicable only to mobile terminals. will be.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.1A to 1C, FIG. 1A is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present disclosure viewed from different directions.
상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. The electronic device 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a control unit 180, and a power supply unit 190. ), etc. The components shown in FIG. 1A are not essential for implementing an electronic device, and thus an electronic device described in the present specification may have more or fewer components than the components listed above.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.More specifically, among the components, the wireless communication unit 110 may be configured between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or between the electronic device 100 and an external server. It may include one or more modules that enable wireless communication between. In addition, the wireless communication unit 110 may include one or more modules that connect the electronic device 100 to one or more networks. Here, the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111, a 5G wireless communication module 112, a short-range communication module 113, and a location information module 114.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 4G wireless communication module 111 may transmit and receive 4G base stations and 4G signals through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.In this regard, an uplink (UL) multi-input multi-output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station. In addition, a downlink (DL) multi-input multiple output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. Here, the 4G base station and the 5G base station may have a non-stand-alone (NSA) structure. For example, the 4G base station and the 5G base station may have a co-located structure disposed at the same location within a cell. Alternatively, the 5G base station may be disposed in a separate location from the 4G base station in a stand-alone (SA) structure.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive 5G base stations and 5G signals through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G received signals from the 5G base station.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다. In this case, the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming. On the other hand, as the 5G frequency band, the Sub6 band, which is a band below 6GHz, may be used.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.On the other hand, a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When a millimeter wave (mmWave) band is used, the electronic device 100 may perform beam forming to expand communication coverage with a base station.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.Meanwhile, regardless of the 5G frequency band, in a 5G communication system, a greater number of multiple input multiple outputs (MIMO) may be supported to improve transmission speed. In this regard, uplink (UL) MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station. In addition, downlink (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from the 5G base station.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.Meanwhile, the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112. In this way, the dual connection between the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC). Here, EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means 4G wireless communication system, and NR is New Radio, which means 5G wireless communication system.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.On the other hand, if the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, it is possible to improve throughput through inter-CA (Carrier Aggregation). In the EN-DC state, a 4G reception signal and a 5G reception signal may be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.The short range communication module 113 is for short range communication, and includes Bluetooth™, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC. Near field communication may be supported by using at least one of (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies. The short-range communication module 114 may be configured between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and other electronic devices 100, or between the electronic device 100 and other electronic devices 100 through wireless area networks. ) And a network in which the other electronic device 100 or an external server is located may support wireless communication. The local area wireless communication network may be a wireless personal area network (Wireless Personal Area Networks).
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다. Meanwhile, short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112. In an embodiment, short-range communication may be performed between electronic devices through a device-to-device (D2D) method without passing through a base station.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Meanwhile, carrier aggregation (CA) using at least one of the 4G wireless communication module 111 and 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence) This can be done. In this regard, 4G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113. Alternatively, 5G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113.
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(114)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다. The location information module 114 is a module for obtaining a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof is a GPS (Global Positioning System) module or a WiFi (Wireless Fidelity) module. For example, if the electronic device utilizes a GPS module, the electronic device may acquire the location of the electronic device using a signal transmitted from a GPS satellite. As another example, when the electronic device utilizes the Wi-Fi module, the location of the electronic device may be obtained based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal. If necessary, the location information module 114 may perform any function among other modules of the wireless communication unit 110 in order to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally. The location information module 114 is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.Specifically, if the electronic device utilizes the 5G wireless communication module 112, the electronic device may acquire the location of the electronic device based on information of the 5G wireless communication module and a 5G base station transmitting or receiving a wireless signal. In particular, since the 5G base station in the mmWave band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.The input unit 120 includes a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, or an audio input unit, and a user input unit 123 for receiving information from a user, for example, , A touch key, a mechanical key, etc.). The voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, information on surrounding environments surrounding the electronic device, and user information. For example, the sensing unit 140 includes a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity. G-sensor, gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor (IR sensor), fingerprint sensor (finger scan sensor), ultrasonic sensor (ultrasonic sensor) , Optical sensor (for example, camera (see 121)), microphone (microphone, see 122), battery gauge, environmental sensor (for example, barometer, hygrometer, thermometer, radiation detection sensor, It may include at least one of a heat sensor, a gas sensor, etc.), and a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.). Meanwhile, the electronic device disclosed in this specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and includes at least one of the display unit 151, the sound output unit 152, the hap tip module 153, and the light output unit 154 can do. The display unit 151 may implement a touch screen by forming a layer structure or integrally with the touch sensor. The touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the electronic device 100 and a user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and a user.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.The interface unit 160 serves as a passage between various types of external devices connected to the electronic device 100. The interface unit 160 connects a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and a device equipped with an identification module. It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, an input/output (video I/O) port, and an earphone port. The electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device in response to the connection of the external device to the interface unit 160.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.In addition, the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100. The memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven by the electronic device 100, data for the operation of the electronic device 100, and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of delivery for basic functions of the electronic device 100 (eg, incoming calls, outgoing functions, message receiving, and outgoing functions). Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170, installed on the electronic device 100, and driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the electronic device.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.In addition to operations related to the application program, the controller 180 generally controls overall operations of the electronic device 100. The controller 180 may provide or process appropriate information or functions to a user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.Also, in order to drive an application program stored in the memory 170, the controller 180 may control at least some of the components examined together with FIG. 1A. Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the electronic device 100 with each other.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 and supplies power to each of the components included in the electronic device 100. The power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다. At least some of the respective components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. In addition, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 전자 기기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다. 1B and 1C, the disclosed electronic device 100 includes a bar-shaped terminal body. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type in which two or more bodies are relatively movably coupled, a flip type, a slide type, a swing type, and a swivel type. . Although it will relate to a specific type of electronic device, a description of a specific type of electronic device may be generally applied to other types of electronic devices.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.Here, the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.The electronic device 100 includes a case (for example, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As shown, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in an inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.A display unit 151 is disposed on the front of the terminal body to output information. As illustrated, the window 151a of the display unit 151 may be mounted on the front case 101 to form the front surface of the terminal body together with the front case 101.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.In some cases, electronic components may be mounted on the rear case 102 as well. Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, and a memory card. In this case, a rear cover 103 for covering the mounted electronic component may be detachably coupled to the rear case 102. Accordingly, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside. Meanwhile, a part of the side surface of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.As shown, when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a part of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, when the rear case 102 is combined, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103. Meanwhile, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
전자 기기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.The electronic device 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, a light output unit 154, and first and second sound output units. Cameras 121a and 121b, first and second operation units 123a and 123b, microphone 122, interface unit 160, and the like may be provided.
디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.The display unit 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100. For example, the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven by the electronic device 100, or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to such execution screen information. .
또한, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.In addition, two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the electronic device 100. In this case, in the electronic device 100, a plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces, respectively.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.The display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method. Using this, when a touch is made to the display unit 151, the touch sensor detects the touch, and the controller 180 may be configured to generate a control command corresponding to the touch based on this. Content input by the touch method may be letters or numbers, or menu items that can be indicated or designated in various modes.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.As such, the display unit 151 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit 123 (see FIG. 1A). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
제1음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.The first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that transmits a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loud speaker that outputs various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. ) Can be implemented.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.The light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, e-mail reception, and information reception through an application. When the user's event confirmation is detected, the controller 180 may control the light output unit 154 to terminate the light output.
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.The first camera 121a processes an image frame of a still image or moving picture obtained by an image sensor in a photographing mode or a video call mode. The processed image frame may be displayed on the display unit 151 and may be stored in the memory 170.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.The first and second manipulation units 123a and 123b are an example of a user input unit 123 that is operated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may also be collectively referred to as a manipulating portion. have. The first and second operation units 123a and 123b may be employed in any manner as long as the user operates while receiving a tactile feeling such as touch, push, and scroll. In addition, the first and second manipulation units 123a and 123b may also be employed in a manner in which the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a user's tactile feeling through proximity touch, hovering touch, or the like.
한편, 전자 기기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.Meanwhile, the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means. The fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.The microphone 122 is configured to receive a user's voice and other sounds. The microphone 122 may be provided in a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.The interface unit 160 becomes a passage through which the electronic device 100 can be connected to an external device. For example, the interface unit 160 is a connection terminal for connection with other devices (eg, earphones, external speakers), a port for short-range communication (eg, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth Port), a wireless LAN port, etc.], or at least one of a power supply terminal for supplying power to the electronic device 100. The interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for accommodating an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), or a memory card for storing information.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.A second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.The second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line. The plurality of lenses may be arranged in a matrix format. Such a camera may be referred to as an array camera. When the second camera 121b is configured as an array camera, an image may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and an image of better quality may be obtained.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.The flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b. The flash 124 illuminates light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.A second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body. The second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)와 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.At least one antenna for wireless communication may be provided in the terminal body. The antenna may be embedded in the terminal body or may be formed in a case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal. Alternatively, the antenna may be formed in a film type and attached to the inner surface of the rear cover 103, or a case including a conductive material may be configured to function as an antenna.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.Meanwhile, four or more antennas disposed on the side of the terminal may be implemented to support MIMO. In addition, when the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band, since each of the plurality of antennas is implemented as an array antenna, a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
단말기 바디에는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.The terminal body is provided with a power supply unit 190 (refer to FIG. 1A) for supplying power to the electronic device 100. The power supply unit 190 may include a battery 191 built in the terminal body or configured to be detachable from the outside of the terminal body.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 전력 증폭기 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, a structure of a multiplex transmission system according to the present invention and an electronic device having the same, in particular, a power amplifier in a heterogeneous radio system and embodiments related to an electronic device having the same will be described with reference to the accompanying drawings. It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 500)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.2 shows a configuration of a wireless communication unit of an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention. Referring to FIG. 2, the electronic device includes a first power amplifier 210, a second power amplifier 220, and an RFIC 250. In addition, the electronic device may further include a modem 400 and an application processor 500. Here, the modem 400 and the application processor AP 500 may be physically implemented in one chip, and may be implemented in a logically and functionally separate form. However, the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 410 내지 440)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), 전력 및 위상 제어부(230), 제어부(250) 및 복수의 저잡음 증폭기(310 내지 340)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.Meanwhile, the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 410 to 440 in the receiver. Here, the first power amplifier 210, the second power amplifier 220, the power and phase control unit 230, the control unit 250, and a plurality of low noise amplifiers 310 to 340 are all the first communication system and the second communication Can operate in the system. In this case, the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
도 2에 도시된 바와 같이, RFIC(250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. As shown in FIG. 2, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application. When the RFIC 250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits and has an advantage that control signaling by the modem 400 can be simplified.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively. In particular, when the 5G band and the 4G band have a large difference in bands, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 250 may be configured as a 4G/5G separate type. In this way, when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
한편, RFIC(250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.Meanwhile, even when the RFIC 250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and physically, it is possible to be implemented in one chip.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 모뎀(400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다. Meanwhile, the application processor (AP) 500 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 500 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 400.
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.For example, the modem 400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of an electronic device. Accordingly, the modem 400 may operate the power circuit of the transmitter and the receiver through the RFIC 250 in a low power mode.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(250)를 제어할 수 있다. In this regard, when it is determined that the electronic device is in the idle mode, the application processor AP 500 may control the RFIC 250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in the idle mode, at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in a low power mode or is turned off through the modem 300 through the RFIC. 250 can be controlled.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the electronic device is in a low battery mode, the application processor (AP) 500 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low power communication. For example, when an electronic device is connected to a plurality of entities among a 4G base station, a 5G base station, and an access point, the application processor (AP) 500 may control the modem 400 to enable wireless communication with the lowest power. Accordingly, even though the throughput is slightly sacrificed, the application processor (AP) 500 may control the modem 400 and the RFIC 250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(400)과 RFIC(250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the remaining battery power of the electronic device is equal to or greater than a threshold, the modem 300 may be controlled to select an optimal wireless interface. For example, the application processor (AP, 500) may control the modem 400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery capacity and available radio resource information. In this case, the application processor (AP, 500) may receive the remaining battery level information from the PMIC, and the available radio resource information from the modem 400. Accordingly, if the remaining battery capacity and available radio resources are sufficient, the application processor (AP, 500) may control the modem 400 and the RFIC 250 to receive reception through both the 4G base station and the 5G base station.
한편, 도 2의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, in the multi-transceiving system of FIG. 2, the transmitting unit and the receiving unit of each radio system may be integrated into one transmitting and receiving unit. Accordingly, there is an advantage in that a circuit part integrating two types of system signals can be removed from the RF front-end.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.In addition, since the front end parts can be controlled by the integrated transmission/reception unit, the front end parts can be integrated more efficiently than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.In addition, when separated for each communication system, it is impossible to control other communication systems as necessary, or because a system delay is increased due to this, it is impossible to efficiently allocate resources. On the other hand, the multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage of enabling efficient resource allocation since it is possible to control other communication systems as needed, and thereby minimize system delay.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다. Meanwhile, the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems. In this regard, when the 5G communication system operates in the 4G band or the Sub6 band, the first and second power amplifiers 220 can operate in both the first and second communication systems.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. On the other hand, when the 5G communication system operates in the millimeter wave (mmWave) band, one of the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 4G band and the other may operate in the millimeter wave band. have.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다. Meanwhile, by integrating the transmitting and receiving unit and the receiving unit, it is possible to implement two different wireless communication systems with a single antenna using a transmitting and receiving antenna. At this time, 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2. In this case, 4x4 DL MIMO may be performed through downlink (DL).
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, if the 5G band is the Sub6 band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band. On the other hand, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band. In this case, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
한편, 전력 및 위상 제어부(230)는 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)로 인가되는 신호의 크기 및/또는 위상을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 전력 및 위상 제어부(230)는 각각의 안테나(ANT1 내지 ANT4)가 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우에도 신호의 크기 및/또는 위상을 제어할 수 있다. 구체적으로, 전력 및 위상 제어부(230)는 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)의 각각의 안테나 소자에 인가되는 신호의 크기 및/또는 위상을 제어할 수 있다.Meanwhile, the power and phase controller 230 may control the magnitude and/or phase of signals applied to each of the antennas ANT1 to ANT4. In this regard, the power and phase controller 230 may control the magnitude and/or phase of a signal even when each of the antennas ANT1 to ANT4 operates in a millimeter wave (mmWave) band. Specifically, the power and phase controller 230 may control the magnitude and/or phase of a signal applied to each antenna element of each of the array antennas ANT1 to ANT4.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.Meanwhile, 2x2 MIMO can be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas. In this case, 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through uplink (UL). Alternatively, it is not limited to 2x2 UL MIMO, and may be implemented with 1 Tx or 4 Tx. In this case, when the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 needs to operate in the 5G band. Meanwhile, when the 5G communication system is implemented with 4Tx, an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided. Alternatively, a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
한편, RFIC(250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.On the other hand, a switch-type splitter or power divider is built into the RFIC corresponding to the RFIC 250, so that separate parts do not need to be placed outside, thereby improving component mounting performance. I can. Specifically, it is possible to select the transmission unit (TX) of two different communication systems by using a single pole double throw (SPDT) type switch inside the RFIC corresponding to the control unit 250.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.In addition, an electronic device capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a duplexer 231, a filter 232, and a switch 233.
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다. The duplexer 231 is configured to separate signals in the transmission band and the reception band from each other. In this case, the signal of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 is applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231. On the other hand, signals in the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 231.
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.The filter 232 may be configured to pass a signal in a transmission band or a reception band and block signals in the remaining bands. In this case, the filter 232 may include a transmission filter connected to the first output port of the duplexer 231 and a reception filter connected to the second output port of the duplexer 231. Alternatively, the filter 232 may be configured to pass only the signal of the transmission band or only the signal of the reception band according to the control signal.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.The switch 233 is configured to transmit only either a transmission signal or a reception signal. In an embodiment of the present invention, the switch 233 may be configured in the form of a single pole double throw (SPDT) so as to separate a transmission signal and a reception signal in a time division multiplexing (TDD) scheme. In this case, the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다. Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the switch 233 is applicable to a frequency division multiplexing (FDD) scheme. In this case, the switch 233 may be configured in the form of a Double Pole Double Throw (DPDT) so as to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively. On the other hand, since the transmission signal and the reception signal can be separated by the duplexer 231, the switch 233 is not necessarily required.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(250)와 모뎀(400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(250)와 모뎀(400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the electronic device according to the present invention may further include a modem 400 corresponding to a control unit. In this case, the RFIC 250 and the modem 400 may be referred to as a first control unit (or a first processor) and a second control unit (a second processor), respectively. Meanwhile, the RFIC 250 and the modem 400 may be implemented as physically separate circuits. Alternatively, the RFIC 250 and the modem 400 may be physically divided into one circuit logically or functionally.
모뎀(400)은 RFIC(250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)을 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The modem 400 may perform control and signal processing for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 250. The modem 400 may be obtained through control information received from a 4G base station and/or a 5G base station. Here, the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
모뎀(400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(310 내지 340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.The modem 400 may control the RFIC 250 to transmit and/or receive signals through the first communication system and/or the second communication system at a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Further, the RFIC 250 may control receiving circuits including the first to fourth low noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
한편, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 본 발명에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다. On the other hand, the detailed operation and function of the electronic device having a transparent antenna according to the present invention equipped with a multiple transmission/reception system as shown in FIG. 2 will be described below.
본 발명에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 5G 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.In the 5G communication system according to the present invention, the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band. For example, the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto and may be changed according to an application.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 전자 기기(100)의 전면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 배치될 수 있다. 여기서, 전자 기기(100)의 전면에 배치되는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 디스플레이에 내장되는 투명 안테나로 구현될 수 있다.3 shows an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device according to the present invention can be disposed. Referring to FIG. 3, a plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed on the front surface of the electronic device 100. Here, the plurality of antennas 1110a to 1110d disposed on the front surface of the electronic device 100 may be implemented as a transparent antenna embedded in the display.
또한, 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)이 배치될 수 있다. 또한, 전자 기기(100)의 전면에 안테나들(1150B)이 배치될 수 있다.In addition, a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on the side of the electronic device 100. Also, antennas 1150B may be disposed on the front surface of the electronic device 100.
한편, 도 2를 참조하면, 전자 기기(100)의 전면에 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)이 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT) 각각은 밀리미터파 대역에서 빔 포밍을 수행할 수 있도록 배열 안테나로 구성될 수 있다. 송수신부 회로(250)와 같은 무선 회로의 사용을 위한 단일(single) 안테나 및/또는 위상 배열 안테나로 구성된 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT) 각각이 전자 기기(100) 상에 장착(mount)될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2, a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be disposed on the front surface of the electronic device 100. Here, each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT may be configured as an array antenna to perform beamforming in a millimeter wave band. Each of a plurality of antennas (ANT 1 to ANT) composed of a single antenna and/or a phased array antenna for use of a wireless circuit such as the transceiver circuit 250 is mounted on the electronic device 100 Can be.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)에 해당하는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 각각이 배열 안테나로 구성 가능하다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 3, at least one signal may be transmitted or received through a plurality of antennas 1110a to 1110d corresponding to the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4. In this regard, each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be configured as an array antenna. The electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with a base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d.
한편, 본 발명은 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 도시된 바와 달리, 전자 기기(100)의 전면에 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4) 각각이 배열 안테나로 구성 가능하다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4) 중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110S1 내지 1110S4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, according to the present invention, at least one signal may be transmitted or received through a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the electronic device 100. Unlike illustrated, at least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 on the front surface of the electronic device 100. In this regard, each of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna. The electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110S1 to 1110S4.
한편, 본 발명은 전자 기기(100)의 전면 및/또는 측면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4) 각각이 배열 안테나로 구성 가능하다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4) 중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신이 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 내지 1110S4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.Meanwhile, the present invention may transmit or receive at least one signal through a plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 to 1110S4 on the front and/or side of the electronic device 100. In this regard, each of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4 may be configured as an array antenna. The electronic device can communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4. Alternatively, the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, and 1110S1 to 1110S4.
이하에서는, 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 설명하기로 한다. 이와 관련하여, 도 4a는 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나와 전송 선로를 구비하는 전자 기기를 나타낸다. 또한, 도 4b는 본 발명에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이의 구조를 나타낸다.Hereinafter, an electronic device having a transparent antenna incorporated in a display according to the present invention will be described. In this regard, FIG. 4A shows an electronic device including a transparent antenna and a transmission line incorporated in a display according to the present invention. In addition, FIG. 4B shows the structure of a display in which a transparent antenna is incorporated according to the present invention.
도 4a를 참조하면, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 안테나(1110)와 안테나(1110)를 급전하도록 구성된 전송 선로(transmission line, 1120)를 포함한다. 여기서, 디스플레이(151)는 OLED 또는 LCD로 구성 가능하다. 한편, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)과 안테나들(1110a 내지 1110d)을 급전하도록 구성된 전송 선로(1120)을 포함한다. 즉, 전자 기기는 디스플레이(151)에 내장되는 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)과 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)을 급전하도록 구성된 전송 선로(1120)를 포함한다. 여기서, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4)은 각각 배열 안테나(array antenna)로 구현되어 빔 포밍을 수행하도록 구성 가능하다. 한편, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 각각의 배열 안테나는 상호 간에 이격되어 배치되어 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(ANT 1 내지 ANT 4) 각각에 의한 빔 방향은 실질적으로 상호 직교하도록 공간 빔 포밍(spatial beam forming)이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the electronic device includes an antenna 1110 built into the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antenna 1110. Here, the display 151 can be configured as an OLED or LCD. Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 4A, the electronic device includes a plurality of antennas 1110a to 1110d built into the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antennas 1110a to 1110d. . That is, the electronic device includes a plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 embedded in the display 151 and a transmission line 1120 configured to feed the antennas ANT 1 to ANT 4. Here, each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 may be implemented as an array antenna and configured to perform beamforming. Meanwhile, array antennas of each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed to be spaced apart from each other to operate to perform multiple input/output (MIMO). In this regard, spatial beam forming may be performed so that the beam directions by each of the plurality of antennas ANT 1 to ANT 4 are substantially orthogonal to each other.
이와 관련하여, 도 4a와 같이 4개의 안테나 소자가 하나의 배열 안테나로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니라, 2x1, 4x1, 8x1 배열 안테나 등으로 변경 가능하다. 또한, 일 축 방향, 예컨대 수평 방향 이외에 타 축 방향, 예컨대 수직 방향으로도 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이를 위해, 2x2, 4x2, 4x4, 2 x4 배열 안테나 등으로 변경 가능하다. 이와 같은 배열 안테나를 이용하여 밀리미터 파(mmWave) 대역에서 빔 포밍이 가능하다.In this regard, as shown in FIG. 4A, four antenna elements may be implemented as one array antenna. However, the present invention is not limited thereto, and may be changed to a 2x1, 4x1, or 8x1 array antenna. In addition, beamforming may be performed in a direction other than one axis, such as a horizontal direction, such as a vertical direction. To this end, it can be changed to a 2x2, 4x2, 4x4, 2x4 array antenna. Beamforming in the millimeter wave (mmWave) band is possible using such an array antenna.
한편, 본 발명에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자기기에서, 투명 안테나는 Sub6 대역에서 동작할 수도 있다. 이와 관련하여, Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나는 배열 안테나 형태로 구비되어야 하는 것은 아니다. 따라서, Sub6 대역에서 동작하는 투명 안테나는 단일 안테나가 상호 간에 이격되어 배치되어 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다.Meanwhile, in an electronic device having a transparent antenna according to the present invention, the transparent antenna may operate in the Sub6 band. In this regard, the transparent antenna operating in the Sub6 band does not have to be provided in the form of an array antenna. Accordingly, in the transparent antenna operating in the Sub6 band, a single antenna may be arranged to be spaced apart from each other to operate to perform multiple input/output (MIMO).
이에 따라, 도 4a의 패치 안테나가 배열 안테나로 배치되지 않고, 단일 안테나 형태의 패치 안테나가 전자 기기의 좌측 상부, 좌측 하부, 우측 상부 및 우측 하부에 배치되고, 각각의 패치 안테나가 다중 입출력(MIMO)를 수행하도록 동작할 수 있다.Accordingly, the patch antenna of FIG. 4A is not disposed as an array antenna, but a single antenna-type patch antenna is disposed in the upper left, lower left, upper right, and lower right of the electronic device, and each patch antenna is multi-input/output (MIMO). ) Can be operated.
한편, 본 발명에 따른 투명 안테나가 내장되는 디스플레이 구조에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 4b를 참조하면, 디스플레이(151) 내부의 OLED 디스플레이 패널과 OCA 상부에 유전체(1130), 즉 유전체 기판이 배치될 수 있다. 여기서, 상부에 필름 형태의 유전체(1130)가 안테나(1110)의 유전체 기판(dielectric substrate)으로 사용될 수 있다. 또한, 필름 형태의 유전체(1130) 상부에 안테나 레이어가 배치될 수 있다. 여기서, 안테나 레이어는 은 합금(Ag alloy), 구리(copper), 알루미늄(aluminum) 등으로 구현될 수 있다. 한편, 안테나 레이어에는 안테나(1110)와 전송 선로(1120)가 배치될 수 있다. Meanwhile, a display structure in which a transparent antenna according to the present invention is embedded will be described as follows. Referring to FIG. 4B, a dielectric 1130, that is, a dielectric substrate, may be disposed on the OLED display panel and the OCA inside the display 151. Here, the dielectric 1130 in the form of a film on the top may be used as a dielectric substrate of the antenna 1110. Also, an antenna layer may be disposed on the dielectric 1130 in the form of a film. Here, the antenna layer may be implemented with silver alloy, copper, aluminum, or the like. Meanwhile, an antenna 1110 and a transmission line 1120 may be disposed in the antenna layer.
한편, 본 발명에 따른 전송 선로(1120)는 전류가 흐르는 방향으로 배치되는 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line)으로 구현될 수 있다. 즉, 전송 선로(1120)의 경계와 평행한 방향으로 복수의 메탈 메쉬 라인이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5는 본 발명에 따른 적응적 메쉬(adaptive mesh) 구조와 일반 사각 메쉬 (rectangular mesh) 구조를 나타낸 것이다. Meanwhile, the transmission line 1120 according to the present invention may be implemented as a plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows. That is, a plurality of metal mesh lines may be disposed in a direction parallel to the boundary of the transmission line 1120. In this regard, FIG. 5 shows an adaptive mesh structure and a general rectangular mesh structure according to the present invention.
이와 관련하여, 전송 선로(1120)는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성될 수 있다. 즉, 전송 선로(1120)는 내부 도체 영역(1121), 외부 도체 영역(1122) 및 유전체 영역(1123)을 포함할 수 있다. 한편, 내부 도체 영역(1121)은 신호선으로 동작하고, 외부 도체 영역(1122)은 그라운드로 동작한다. 또한, 유전체 영역(1123)은 내부 도체 영역(1121)과 외부 도체 영역(1122) 사이에 형성될 수 있다.In this regard, the transmission line 1120 may be formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure. That is, the transmission line 1120 may include an inner conductor region 1121, an outer conductor region 1122 and a dielectric region 1123. Meanwhile, the inner conductor region 1121 operates as a signal line, and the outer conductor region 1122 operates as a ground. Also, the dielectric region 1123 may be formed between the inner conductor region 1121 and the outer conductor region 1122.
한편, 도 5(a)의 메탈 메쉬 라인 형태의 전송 선로는 전류가 흐르는 방향 (y축 방향)과 이에 직교하는 방향(x축 방향)에 대해 동일한 간격으로 메탈 메쉬 라인이 형성된다. 반면에, 본 발명에 따른 도 5(b)의 메탈 메쉬 라인 형태의 전송 선로(1120)는 전류가 흐르는 방향 (y축 방향)으로만 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 도 5(b)의 메탈 메쉬 라인 형태의 전송 선로(1120)는 전류가 흐르는 방향 (y축 방향)에 직교하는 방향(x축 방향)에 대해서 메탈 메쉬 라인이 형성되지 않을 수 있다. 이와 같이, 전류가 흐르는 방향에 맞추어 메탈 메쉬 모양을 결정하는 방법에 의한 메쉬 구조를 적응적 메쉬(AM: adaptive mesh) 구조라고 지칭할 수 있다.Meanwhile, in the transmission line in the form of a metal mesh line in FIG. 5A, metal mesh lines are formed at equal intervals in a direction in which current flows (y-axis direction) and a direction orthogonal thereto (x-axis direction). On the other hand, the transmission line 1120 in the form of a metal mesh line of FIG. 5B according to the present invention may be formed only in a direction in which current flows (y-axis direction). That is, in the transmission line 1120 in the form of a metal mesh line of FIG. 5(b) according to the present invention, a metal mesh line is not formed in a direction (x-axis direction) orthogonal to a current flowing direction (y-axis direction). I can. In this way, a mesh structure based on a method of determining a shape of a metal mesh in accordance with a current flowing direction may be referred to as an adaptive mesh (AM) structure.
한편, 본 발명에 따른 도 5(b)의 메탈 메쉬 라인 형태, 즉 적응적 메쉬 구조에서, y축 방향의 메쉬 간 간격은 도 5(a)의 y축 방향 메쉬 간격보다 더 세밀하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5(a)의 구조에서, 일정 면적 내에 N*N개의 메탈 메쉬 라인, 즉 2N개의 메탈 메쉬 라인이 형성된 경우를 가정할 수 있다. 이에 대응하여, 도 5(b)의 적응적 메쉬 구조에서, 동일한 일정 면적 내에 전류 방향인 y축 방향으로만 2N개의 메탈 메쉬 라인이 형성될 수 있다.Meanwhile, in the metal mesh line shape of FIG. 5(b) according to the present invention, that is, in the adaptive mesh structure, the spacing between meshes in the y-axis direction may be formed more finely than the mesh spacing in the y-axis direction of FIG. 5(a). have. For example, in the structure of FIG. 5A, it may be assumed that N*N metal mesh lines, that is, 2N metal mesh lines, are formed within a certain area. Correspondingly, in the adaptive mesh structure of FIG. 5B, 2N metal mesh lines may be formed only in the y-axis direction, which is the current direction, within the same predetermined area.
한편, 메탈 메쉬 선폭(line width)와 관련하여, 선폭이 증가할수록 동작 주파수에서 손실이 감소한다. 이와 관련하여, 밀리미터파와 같은 고주파수 대역에서 메쉬 라인에 의한 불요 방사(unwanted radiation)가 증가한다. 하지만, 선폭이 증가하면 불요 방사 현상을 감소시켜, 손실이 감소할 수 있다. 하지만, 메쉬 라인의 선폭을 증가시키면 높은 임피던스를 갖는 라인, 즉, 좁은 선폭을 갖는 라인 구현 시, 메쉬 라인의 개수가 감소한다는 문제점이 있다. 이에 따라, 선폭을 증가시키면 불요방사 손실이 감소하지만, 메쉬 라인 개수 감소로 도전성(conductivity)가 감소한다. 반면에, 선폭을 감소시키면 메쉬 라인 개수 증가로 도전성은 증가하지만, 좁은 선폭에 따라 불요방사에 의해 손실이 증가한다.On the other hand, with respect to the metal mesh line width, the loss at the operating frequency decreases as the line width increases. In this regard, unwanted radiation by the mesh line increases in a high frequency band such as a millimeter wave. However, if the line width is increased, the unnecessary radiation phenomenon can be reduced, and loss can be reduced. However, when the line width of the mesh line is increased, there is a problem in that the number of mesh lines decreases when implementing a line having a high impedance, that is, a line having a narrow line width. Accordingly, when the line width is increased, unwanted radiation loss is reduced, but conductivity is decreased due to a decrease in the number of mesh lines. On the other hand, if the line width is decreased, the conductivity increases due to an increase in the number of mesh lines, but the loss increases due to unnecessary radiation according to the narrow line width.
따라서, 본 발명에서는 전송 선로(1120) 내부에 제1 선폭을 갖는 메쉬 라인과 제1 선폭보다 넓은 제2 선폭을 갖는 메쉬 라인으로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 전송 선로(1120) 내부에 넓은 선폭의 메쉬 라인과 좁은 선폭의 메쉬 라인을 포함하는 구조를 제시한다. 이와 관련하여, 전송 선로(1120) 내부에 전류 밀도가 높은 영역, 예컨대 경계 부근에서는 넓은 제2 선폭을 갖는 메쉬 라인으로 구현될 수 있다. 반면에, 전송 선로(1120)의 나머지 영역, 특히 중심 부근에서는 좁은 제1 선폭을 갖는 메쉬 라인으로 구현될 수 있다.Accordingly, in the present invention, a mesh line having a first line width and a mesh line having a second line width wider than the first line width may be implemented within the transmission line 1120. Accordingly, the present invention proposes a structure including a mesh line having a wide line width and a mesh line having a narrow line width within the transmission line 1120. In this regard, a region having a high current density within the transmission line 1120, for example, may be implemented as a mesh line having a wide second line width near the boundary. On the other hand, the remaining area of the transmission line 1120, particularly near the center, may be implemented as a mesh line having a narrow first line width.
한편, 이와 같은 서로 다른 선폭을 갖는 메쉬 라인 구조는 CPW 구조의 전송 선로의 내부 도체 영역(1121) 이외에 그라운드에 해당하는 외부 도체 영역(1123)에도 적용될 수 있다.Meanwhile, the mesh line structure having different line widths may be applied to the outer conductor area 1123 corresponding to the ground in addition to the inner conductor area 1121 of the transmission line of the CPW structure.
전술한 도 5의 AM 구조의 전송 선로(1120)에서 메탈 메쉬 라인은 수직 라인(Vertical line) 이외에 일정한 형태의 수평 라인(Horizontal line)을 포함하도록 구현 가능하다. 이와 관련하여, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 분절(segment) 구조의 수평 라인들을 구비하는 AM 구조의 전송 선로를 나타낸다. 도 5b(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 수직 라인(1120V)과 교차하는 형태의 수평 라인들(1120H1)을 구비하는 전송 선로(1120-1)를 나타낸다. 반면에, 도 5b(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수의 수직 라인(1120V) 사이에 배치되는 형태의 수평 라인들(1120H2)을 구비하는 전송 선로(1120-2)를 나타낸다.In the transmission line 1120 of the AM structure of FIG. 5 described above, the metal mesh line may be implemented to include a horizontal line of a certain shape in addition to a vertical line. In this regard, FIG. 5B shows a transmission line of an AM structure including horizontal lines of a segment structure according to an embodiment of the present invention. 5B(a) shows a transmission line 1121-1 including horizontal lines 1120H1 intersecting a plurality of vertical lines 1120V according to an embodiment of the present invention. On the other hand, FIG. 5B(b) shows a transmission line 1120-2 including horizontal lines 1120H2 arranged between a plurality of vertical lines 1120V according to another embodiment of the present invention.
따라서, AM 구조의 전송 선로(1120-1, 1120-2)는 복수의 수직 라인(1120V)과 분절된 복수의 수평 라인들(1120H1, 1120H2)을 포함하도록 구성 가능하다. 이 경우, 분절된 복수의 수평 라인들(1120H1)은 도 5b(a)와 같이 복수의 수직 라인(1120V)과 교차하는 형태로 배치될 수 있다. 또는, 분절된 복수의 수평 라인들(1120H2)은 도 5b(b)와 같이 복수의 수직 라인(1120V)과 교차하지 않고 복수의 수직 라인(1120V) 사이에 배치될 수 있다.Accordingly, the transmission lines 1120-1 and 1120-2 of the AM structure may be configured to include a plurality of vertical lines 1120V and a plurality of segmented horizontal lines 1120H1 and 1120H2. In this case, a plurality of segmented horizontal lines 1120H1 may be disposed in a form intersecting a plurality of vertical lines 1120V as shown in FIG. 5B(a). Alternatively, a plurality of segmented horizontal lines 1120H2 may be disposed between a plurality of vertical lines 1120V without intersecting the plurality of vertical lines 1120V as shown in FIG. 5B(b).
이와 관련하여, 도 5a의 AM 구조의 전송 선로(1120)는 메쉬 라인 개수가 증가하거나 또는 메쉬 라인 선폭이 증가함에 따라 도전성이 증가한다. 이에 따라, AM 구조의 전송 선로(1120)는 일반적인 메탈 메쉬 라인보다 손실이 감소하는 장점이 있다. 하지만, 수직 축 방향의 메탈 메쉬 라인만 구비함에 따라 시인성 이슈가 발생할 여지는 있다.In this regard, the transmission line 1120 of the AM structure of FIG. 5A increases in conductivity as the number of mesh lines increases or the mesh line width increases. Accordingly, the transmission line 1120 of the AM structure has an advantage of reducing loss compared to a general metal mesh line. However, as only the metal mesh line in the vertical axis direction is provided, there is room for a visibility issue.
반면에, 도 5b의 AM 구조의 전송 선로(1120-1, 1120-1)는 AM 구조를 채택하여 손실이 감소하면서도 시인성을 개선할 수 있다. 따라서, 도 5a의 AM 구조의 전송 선로(1120)를 invisible하게 구현하기 위해 도 5b(a)와 도 5b(b)와 같은 AM 구조의 전송 선로(1120-1, 1120-1)가 적용될 수 있다. 즉, AM 구조의 기본 형태를 유지하면서 분절 구조의 잔가지(small branch in segmented structure)를 남겨둘 수 있다. 이에 따라, 도 5b의 AM 구조의 전송 선로(1120-1, 1120-1)는 전기적 특성이 우수하면서 도 5a(a)와 같은 사각 메쉬 형태와 같은 시인성을 유지할 수 있다.On the other hand, the transmission lines 1120-1 and 1120-1 of the AM structure of FIG. 5B adopt the AM structure, thereby reducing loss and improving visibility. Accordingly, in order to implement the transmission line 1120 of the AM structure of FIG. 5A invisible, the transmission lines 1120-1 and 1120-1 of the AM structure as shown in FIGS. 5B(a) and 5B(b) may be applied. . That is, it is possible to leave a small branch in segmented structure while maintaining the basic shape of the AM structure. Accordingly, the transmission lines 1120-1 and 1120-1 of the AM structure of FIG. 5B have excellent electrical characteristics and can maintain visibility such as the square mesh shape of FIG. 5A(a).
구체적으로, 도 5b(a)의 전송 선로(1120-1)에서, 수평 라인들(1120H1)은 수평 축 방향으로 상호 간에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 수평 라인들(1120H1)은 수직 축 방향으로 상호 간에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.Specifically, in the transmission line 1120-1 of FIG. 5B(a), the horizontal lines 1120H1 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the horizontal axis direction. Also, the horizontal lines 1120H1 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the vertical axis direction.
반면에, 도 5b(b)의 전송 선로(1120-2)에서, 수평 라인들(1120H2)은 수평 축 방향으로 상호 간에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 수평 축 방향으로 상호 간에 소정 간격 이격된 수평 라인들(1120H2) 사이에 수직 라인(1120V)이 배치된다. 또한, 수평 라인들(1120H2)은 수직 축 방향으로 상호 간에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.On the other hand, in the transmission line 1120-2 of FIG. 5B(b), the horizontal lines 1120H2 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the horizontal axis direction. In this regard, a vertical line 1120V is disposed between the horizontal lines 1120H2 spaced apart from each other by a predetermined distance in the horizontal axis direction. Further, the horizontal lines 1120H2 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the vertical axis direction.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 적응적 메쉬 구조에서 직교 라인이 추가된 경우와 비-규칙적 메쉬 구조가 적용된 경우를 나타낸다. 도 6(a)를 참조하면, 적응적 메쉬(AM: adaptive mesh) 구조의 전송 선로에서 소정 간격으로 직교 라인(OL: orthogonal line)이 추가된 경우이다. 한편, 도 6(b)를 참조하면, 적응적 메쉬(AM) 구조의 전송 선로에서 메탈 메쉬 간 간격이 균일하지 않은 비-규칙적(IM: irregular mesh) 구조가 적용된 경우를 나타낸다. 따라서, 도 6(a)와 도 6(b)에 따른 전송 선로를 각각 AM + OL 구조와 AM + IM 구조로 지칭할 수 있다.Meanwhile, FIG. 6 shows a case in which an orthogonal line is added and a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention. Referring to FIG. 6(a), an orthogonal line (OL) is added at predetermined intervals in a transmission line having an adaptive mesh (AM) structure. Meanwhile, referring to FIG. 6(b), an irregular mesh (IM) structure is applied in a transmission line having an adaptive mesh (AM) structure in which the spacing between metal meshes is not uniform. Accordingly, the transmission lines according to FIGS. 6A and 6B may be referred to as an AM + OL structure and an AM + IM structure, respectively.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 적응적 메쉬 구조에서 직교 라인이 추가되고, 비-규칙적 메쉬 구조가 적용된 경우를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 적응적 메쉬(AM) 구조의 전송 선로에서 직교 라인(OL)이 소정 간격으로 추가되고, 메쉬 간 간격이 균일하지 않은 비-규칙적(IM) 구조가 적용된 경우를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 7 shows a case in which an orthogonal line is added and a non-regular mesh structure is applied in the adaptive mesh structure according to the present invention. Referring to FIG. 7, an orthogonal line OL is added at predetermined intervals in a transmission line having an adaptive mesh (AM) structure, and a non-regular (IM) structure in which the interval between meshes is not uniform is applied.
한편, 도 6 및 도 7의 전송 선로에서, 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 가로와 세로 간 간격이 서로 다른 직사각형 메쉬 라인 형태일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 6(b)와 같이 직교 라인(OL)이 없는 AM + IM 구조로 구현될 수 있다. 또한, 응용에 따라 마름모 형상(diamond shape)의 메쉬 격자 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, in the transmission lines of FIGS. 6 and 7, the shape of the metal mesh line inside the transmission line may be in the shape of a rectangular mesh line having different horizontal and vertical intervals. However, the present invention is not limited thereto, and may be implemented in an AM + IM structure without an orthogonal line (OL) as shown in FIG. 6B. Also, depending on the application, it may be implemented in the form of a mesh grid having a diamond shape.
도 6(a)의 AM + OL 구조의 전송 선로(1120)은 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line)과 직교 라인(OL), 즉, 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함한다. 이와 관련하여, 복수의 메탈 메쉬 라인은 전류가 흐르는 방향, 즉 y축 방향으로 배치된다. 즉, 복수의 메탈 메쉬 라인은 전송 선로(1120)의 경계선에 평행하게 y축 방향으로 배치되도록 구성 가능하다.The transmission line 1120 of the AM + OL structure of FIG. 6A includes a plurality of metal mesh lines and an orthogonal line OL, that is, an orthogonal metal mesh line. In this regard, the plurality of metal mesh lines are arranged in a direction in which current flows, that is, a y-axis direction. That is, the plurality of metal mesh lines may be configured to be arranged in the y-axis direction parallel to the boundary line of the transmission line 1120.
반면에, 직교 라인(OL)은 전류가 흐르는 방향에 직교한 방향, 즉 x축 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격될 수 있다. 즉, 직교 라인(OL)은 전송 선로(1120)의 경계선에 직교한 방향으로 배치되도록 구성 가능하다. 여기서, 직교 라인(OL), 즉 직교 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 동작 주파수의 4반파장(l/4) 또는 반파장(l/2)에 해당할 수 있다.On the other hand, the orthogonal lines OL are disposed in a direction orthogonal to the direction in which current flows, that is, in the x-axis direction, and may be spaced apart from each other at predetermined intervals. That is, the orthogonal line OL may be configured to be disposed in a direction orthogonal to the boundary line of the transmission line 1120. Here, the interval between the orthogonal lines OL, that is, the orthogonal metal mesh lines, may correspond to a quarter wavelength (l/4) or a half wavelength (l/2) of the operating frequency.
따라서, AM 구조의 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 전류가 흐르는 방향, 즉 y축 방향에서 도 5(a)의 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 반면에, OL 구조의 직사각형 메쉬 라인은 전류 방향에 직교한 방향, 즉 x축 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.Accordingly, the spacing between the rectangular mesh lines of the AM structure may be arranged at a finer spacing than the square mesh of FIG. 5(a) in the direction in which the current flows, that is, the y-axis direction. On the other hand, the rectangular mesh lines of the OL structure may be disposed at a wider interval than the square mesh in a direction orthogonal to the current direction, that is, in the x-axis direction.
이에 따라, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자 기기는 안테나(1110), 전송 선로(1120)를 포함하도록 구성 가능하다. 여기서, 안테나(1110)는 디스플레이(151) 내부에 내장되어 동작, 즉 신호를 디스플레이를 통해 방사하도록 구성된다. 또한, 전송 선로(1120)는 안테나(1110)를 급전하도록 구성된다.Accordingly, referring to FIGS. 4 and 5, an electronic device having a transparent antenna according to the present invention may be configured to include an antenna 1110 and a transmission line 1120. Here, the antenna 1110 is built into the display 151 and is configured to operate, that is, radiate a signal through the display. Further, the transmission line 1120 is configured to feed the antenna 1110.
구체적으로, 전송 선로(1120)는 경계선에 대해 평행하게 배치된 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line)을 포함한다. 또한, 전송 선로(1120)는 경계선에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 더 포함할 수 있다.Specifically, the transmission line 1120 includes a plurality of metal mesh lines arranged parallel to the boundary line. Further, the transmission line 1120 may further include an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the boundary line and spaced apart from each other at a predetermined interval.
한편, 도 6(b)의 AM + IM 구조의 전송 선로(1120)은 직교 라인(OL) 없이 전류가 흐르는 방향, 즉 y축 방향의 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line)으로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 전류가 흐르는 방향에서 도 5(a)의 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다.Meanwhile, the transmission line 1120 of the AM + IM structure of FIG. 6B may be formed as a plurality of metal mesh lines in a direction in which current flows, that is, in the y-axis direction, without an orthogonal line OL. . In this regard, the spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer spacing than the square mesh of FIG. 5A in the direction in which the current flows.
한편, IM 구조의 전송 선로(1120)의 경계 부근(B1)에서 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 반면에, IM 구조의 전송 선로(1120)의 내부 중심에 근접할수록 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 전송 선로(1120)의 경계에서 외측으로 이격될 수록 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.On the other hand, in the vicinity of the boundary B1 of the transmission line 1120 of the IM structure, the spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer spacing. On the other hand, the closer to the inner center of the transmission line 1120 of the IM structure, the wider the spacing between the metal mesh lines may be. Accordingly, as spaced outward from the boundary of the transmission line 1120, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 전송 선로 구조에서 기판 위에 구현된 메탈 메쉬 라인으로 구현된 CPW 구조를 나타낸다. 또한, 도 9는 본 발명에 따른 적응적 메쉬 구조에서 유전체 영역 주변의 신호선과 그라운드에서의 메탈 메쉬를 확대한 도면이다.Meanwhile, FIG. 8 shows a CPW structure implemented with a metal mesh line on a substrate in a transmission line structure embedded in a display according to the present invention. 9 is an enlarged view of a signal line around a dielectric region and a metal mesh at the ground in the adaptive mesh structure according to the present invention.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 전송 선로 구조에서 기판 위에 구현된 메탈 메쉬 라인의 특징을 다음과 같다.In this regard, the characteristics of the metal mesh line implemented on the substrate in the transmission line structure embedded in the display according to the present invention are as follows.
1) PET 또는 Glass 등 투명 기판 위에 Au, Ag, Cu 등 불투명 도전체(non-transparent conductor)가 에칭(etching)과 같은 방법으로 도금된다. 이와 관련하여, 불투명 전도체에 의해 디스플레이 내에 일정하게 구성된 전송 선로 및 안테나는 투명 안테나로 인식될 수 있다.1) On a transparent substrate such as PET or Glass, a non-transparent conductor such as Au, Ag, and Cu is plated in the same way as etching. In this regard, transmission lines and antennas uniformly configured in the display by opaque conductors can be recognized as transparent antennas.
2) Mesh가 없는 Solid 형태에서 확인된 전류 분포를 참고하여 전류의 방향에 맞춰 Mesh를 형성한다.2) Create a mesh according to the direction of the current by referring to the current distribution identified in the solid form without mesh.
3) 전송 선로의 경우 단방향으로 전류의 방향성이 발생하므로, 일직선 형태의 긴 직사각형 Mesh가 생성된다.3) In the case of a transmission line, the direction of current occurs in one direction, so a straight, long rectangular mesh is created.
4) Mesh가 없는 Solid 형태에서 확인된 전류 세기를 참고하여 전류가 강한 영역에 Mesh 간격을 더 세밀하게 배치한다.4) Arrange the mesh spacing more precisely in the area where the current is strong, referring to the current intensity found in the solid form without mesh.
5) 기판의 유전율의 영향을 고려하여 유효 파장(Effective Lambda)의 1/4 길이를 최소값으로 직교 라인(Orthogonal Line)이 추가된다.5) In consideration of the effect of the dielectric constant of the substrate, an orthogonal line is added with a minimum length of 1/4 of the effective wavelength.
한편, 본 발명에 따른 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에서 안테나와 전송선로의 투명도(transparency)가 중요하다. 이와 관련하여, 메탈 메쉬 라인의 두께와 선폭이 감소할수록 안테나와 전송선로의 투명도는 증가한다. 하지만, 메탈 메쉬 라인의 두께와 선폭이 감소될수록 안테나와 전송선로의 도전율은 감소한다는 문제점이 있다. 따라서, 메탈 메쉬 라인의 두께와 선폭이 감소될수록 안테나와 전송선로에 의한 손실이 증가한다는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 메탈 메쉬 라인의 두께와 선폭을 증가시키기 않고 투명도를 유지하면서, 안테나와 전송선로에 의한 손실을 감소시킬 수 있는 구조를 제시한다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 안테나와 전송 선로의 메탈 메쉬 라인 구조는 전술한 바와 같이, AM, AM + OL, AM + IL 또는 AM + OL + IM 구조로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명은 메탈 메쉬 라인의 투명도는 유지하면서 전송 선로의 메쉬 형태를 변경시켜, 저손실 구조를 통해 효율을 개선한 것이다.Meanwhile, in an electronic device having a transparent antenna according to the present invention, transparency between an antenna and a transmission line is important. In this regard, as the thickness and line width of the metal mesh line decrease, the transparency of the antenna and the transmission line increases. However, as the thickness and line width of the metal mesh line decrease, there is a problem that the conductivity of the antenna and the transmission line decreases. Accordingly, as the thickness and line width of the metal mesh line decrease, there is a problem that the loss due to the antenna and the transmission line increases. Accordingly, the present invention proposes a structure capable of reducing loss due to antennas and transmission lines while maintaining transparency without increasing the thickness and line width of the metal mesh line. In this regard, the metal mesh line structure of the antenna and the transmission line built into the display according to the present invention may be configured as an AM, AM + OL, AM + IL or AM + OL + IM structure as described above. That is, the present invention improves efficiency through a low loss structure by changing the mesh shape of the transmission line while maintaining the transparency of the metal mesh line.
요약하면, 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 안테나와 전송 선로의 메탈 메쉬 라인의 기본 구조인 AM 구조, OL 구조 및 IM 구조의 특징은 다음과 같다. In summary, the characteristics of the AM structure, the OL structure, and the IM structure, which are basic structures of a metal mesh line of an antenna and a transmission line embedded in a display according to the present invention, are as follows.
1) Adaptive Mesh (AM)1) Adaptive Mesh (AM)
- 전류분포도의 방향과 동일한 방향으로 Mesh를 조정할 수 있다.-Mesh can be adjusted in the same direction as the current distribution diagram.
- 전류의 흐름과 다른 방향의 Mesh는 제거하고 제거된 Mesh의 개수만큼 동일한 방향으로 Mesh를 추가할 수 있다. 이에 따라, 투명도는 동일하게 유지하면서 전송손실을 개선할 수 있다.-Meshes in a direction different from the current flow can be removed and meshes can be added in the same direction as the number of removed meshes. Accordingly, it is possible to improve transmission loss while maintaining the same transparency.
2) Irregular Mesh (IM)2) Irregular Mesh (IM)
- 전류분포도의 세기가 강한 영역과 적은 영역의 Mesh 밀도를 비대칭으로 분포되도록 할 수 있다.-It is possible to distribute the mesh density in the regions with strong and small current distribution maps asymmetrically.
- 전류의 세기가 강한 영역에 Mesh를 증가시킴으로써 전송손실을 개선할 수 있다.-Transmission loss can be improved by increasing the mesh in the area where the current intensity is strong.
3) Orthogonal Mesh Line (OL)3) Orthogonal Mesh Line (OL)
- Mesh가 끊어지는 경우를 대비하여 전류방향과 직교하는 Mesh를 추가하여 메쉬 라인의 신뢰성을 높일 수 있다.-In case the mesh is broken, the reliability of the mesh line can be increased by adding a mesh that is orthogonal to the current direction.
Orthogonal Mesh Line은 동작 주파수의 Effective Lambda/4의 간격으로 배치할 수 있다. 이 관련하여, OL을 너무 많이 배치할 경우 투명도가 저하될 수 있다.Orthogonal Mesh Lines can be arranged at intervals of Effective Lambda/4 of the operating frequency. In this regard, if too many OLs are placed, the transparency may be degraded.
- OL 구조에 의해 안정적인 전류분포도가 형성되어 전송손실을 개선할 수 있다.-Stable current distribution is formed by the OL structure, and transmission loss can be improved.
한편, 본 발명에 따른 AM, AM + OL, AM + IL 및 AM + OL + IL 구조에서 투명도는 실질적으로 동일한 값으로 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 발명에 따른 AM, AM + OL, AM + IL 및 AM + OL + IL 구조에서 메탈 메쉬 라인에 의한 투명도는 95%일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.Meanwhile, in the AM, AM + OL, AM + IL, and AM + OL + IL structures according to the present invention, the transparency may be set to substantially the same value. In this regard, in the AM, AM + OL, AM + IL and AM + OL + IL structures according to the invention, the transparency due to the metal mesh line may be 95%. However, it is not limited thereto and can be changed according to the application.
도 8을 참조하면, 전송 선로(1120)는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성될 수 있다. 즉, 전송 선로(1120)는 내부 도체 영역에 해당하는 스트립 라인(1121), 외부 도체 영역에 해당하는 그라운드(1122) 및 유전체 영역(1123)을 포함할 수 있다. 한편, 스트립 라인(1121)은 신호선으로 동작하고, 그라운드(1122)는 스트립 라인(1121)과 동일 평면 상에 형성되어, CPW 라인 구조를 형성한다. 여기서, "스트립 라인"의 의미는 신호선에 해당하는 내부 도체 영역과 동일 평면 상에 그라운드에 해당하는 외부 도체 영역이 배치되어, 신호선을 통해 전달되는 신호가 그라운드에 의해 가이드되기 때문이다. 이에 따라, 스트립 라인(1121)을 통해 전달되는 신호의 손실은 일반 마이크로스트립 라인에 비해 감소된다는 장점이 있다.Referring to FIG. 8, the transmission line 1120 may be formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure. That is, the transmission line 1120 may include a strip line 1121 corresponding to an inner conductor region, a ground 1122 corresponding to an outer conductor region, and a dielectric region 1123. Meanwhile, the strip line 1121 operates as a signal line, and the ground 1122 is formed on the same plane as the strip line 1121 to form a CPW line structure. Here, the meaning of “strip line” is because an outer conductor region corresponding to the ground is disposed on the same plane as the inner conductor region corresponding to the signal line, so that a signal transmitted through the signal line is guided by the ground. Accordingly, there is an advantage that loss of a signal transmitted through the strip line 1121 is reduced compared to a general microstrip line.
한편, 그라운드(1122)는 소정 유전율을 갖는 글래스 형태의 유전체(1130)상에 형성될 수 있다. 또한, 도 4b를 참조하면, 그라운드(1122)는 소정 유전율을 갖는 필름 형태의 유전체(1130) 상에 형성될 수 있다. 여기서, 글래스 형태의 유전체(1130)의 두께는 1mm로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다. 이와 관련하여, 기판에 해당하는 유전체(1130) 두께가 감소하면 메탈 메쉬 라인 형태의 스트립 라인(1121)의 도전율이 감소할 수 있다. 또한, 메탈 메쉬 라인 형태의 스트립 라인(1121)의 불요방사가 증가하여, 도전 손실(conductive loss)가 증가할 수 있다. 이에 따라, 메탈 메쉬 라인 형태의 스트립 라인(1121)의 도전 손실을 감소시키기 위해 유전체(1130)의 두께는 d1 이상으로 설정될 수 있다.Meanwhile, the ground 1122 may be formed on the glass-shaped dielectric 1130 having a predetermined dielectric constant. Also, referring to FIG. 4B, the ground 1122 may be formed on the dielectric 1130 in the form of a film having a predetermined dielectric constant. Here, the thickness of the glass-shaped dielectric 1130 may be 1 mm. However, it is not limited thereto and can be changed according to the application. In this regard, when the thickness of the dielectric 1130 corresponding to the substrate decreases, the conductivity of the strip line 1121 in the form of a metal mesh line may decrease. In addition, the unnecessary radiation of the strip line 1121 in the form of a metal mesh line increases, so that a conductive loss may increase. Accordingly, in order to reduce the conduction loss of the strip line 1121 in the form of a metal mesh line, the thickness of the dielectric 1130 may be set to d1 or more.
반면에, 밀리미터파 대역과 같은 고주파수 대역에서 유전체(1130)의 두께가 증가함에 따라 유전체 손실(dielectric loss)이 증가할 수 있다. 따라서, 밀리미터파 대역에서 유전체 손실을 감소시키기 위해 유전체(1130)의 두께는 d2 이하로 설정될 수 있다. 이에 따라, 유전체(1130)의 두께(d)는 d1 이상과 d2 이하의 범위로 구성 가능하다.On the other hand, dielectric loss may increase as the thickness of the dielectric 1130 increases in a high frequency band such as a millimeter wave band. Therefore, in order to reduce dielectric loss in the millimeter wave band, the thickness of the dielectric 1130 may be set to d2 or less. Accordingly, the thickness d of the dielectric 1130 can be configured in a range of d1 or more and d2 or less.
여기서, 그라운드(1122)는 필름 형태의 유전체(1130) 또는 글래스 형태의 유전체(1130b) 배면의 그라운드와 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 그라운드(1122) 영역의 메탈 메쉬 라인이 배면의 그라운드와 비아 연결될 수 있다. 한편, 그라운드(1122) 영역의 메탈 메쉬 라인이 배면의 그라운드와 소정 체적을 갖는 비아로 연결되는 경우, 투명도가 다소 저하될 수 있다. 따라서, 그라운드(1122) 영역의 메탈 메쉬 라인은 유전체(1130, 1130b) 측면에 형성되는 금속 라인을 통해 배면 그라운드와 연결될 수 있다. 또는, 그라운드(1122) 영역의 메탈 메쉬 라인은 유전체(1130, 1130b) 측면에 형성되는 메탈 메쉬 라인을 통해 배면 그라운드와 연결될 수 있다. Here, the ground 1122 is electrically connected to the ground on the rear surface of the film-type dielectric 1130 or the glass-type dielectric 1130b. To this end, the metal mesh line in the ground 1122 region may be connected via via to the ground on the rear surface. On the other hand, when the metal mesh line in the ground 1122 region is connected to the ground on the rear surface by a via having a predetermined volume, the transparency may be slightly lowered. Accordingly, the metal mesh line in the ground 1122 region may be connected to the rear ground through a metal line formed on the side surfaces of the dielectrics 1130 and 1130b. Alternatively, the metal mesh line in the ground 1122 region may be connected to the rear ground through a metal mesh line formed on the side surfaces of the dielectrics 1130 and 1130b.
도 9를 참고하면, 메탈 메쉬 라인들로 구성된 전송 선로는 일 측 방향으로 배치된 적응형 메쉬 (Adaptive mesh) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우, 일 측 방향으로 배치된 메쉬 라인에 소정 간격, 예컨대 4반파장 간격으로 직교 라인(orthogonal line: OL)이 배치될 수 있다. 한편, CPW 라인 구조의 전송 선로에서 스트립 라인(Strip line)과 그라운드 간의 유전체 영역은 갭(gap)으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 9, a transmission line composed of metal mesh lines may be implemented in an adaptive mesh structure disposed in one direction. In this case, an orthogonal line (OL) may be disposed at a predetermined interval, for example, a quarter-wavelength interval on the mesh line arranged in one direction. Meanwhile, in a transmission line having a CPW line structure, a dielectric region between a strip line and a ground may be formed as a gap.
이와 관련하여, 갭(gap)으로 형성된 유전체 영역에 인접한 메쉬 라인은 다른 메쉬 라인에 비해 상호 간격이 더 좁게 배치될 수 있다. 예를 들어, 갭(gap)으로 형성된 유전체 영역에 인접한 메쉬 라인은 70um로 형성되고, 거리가 멀어짐에 따라 상호 간격은 감소될 수 있다. 구체적으로, 유전체 영역에 인접한 메쉬 라인은 70um로 형성되고, 거리가 멀어짐에 따라 100um, 120um 등으로 메탈 메쉬 라인 간 상호 간격이 증가할 수 있다.In this regard, mesh lines adjacent to the dielectric region formed with a gap may be disposed to have a narrower gap than other mesh lines. For example, a mesh line adjacent to a dielectric region formed with a gap is formed of 70 μm, and as the distance increases, the mutual gap may decrease. Specifically, the mesh line adjacent to the dielectric region is formed to be 70 μm, and as the distance increases, the mutual spacing between the metal mesh lines may increase by 100 μm or 120 μm.
한편, 본 발명에 따른 전송 선로 구조에서 메탈 메쉬 라인의 두께와 선폭에 따라 도전체 손실이 달라질 수 있다. 이와 관련하여, 도 10a는 본 발명과 관련하여 메탈 메쉬 라인의 두께 변화에 따른 삽입 손실(S21) 값을 나타낸다. 한편, 도 10b 본 발명과 관련하여 메탈 메쉬 라인의 선폭 변화에 따른 삽입 손실(S21) 값을 나타낸다.Meanwhile, in the transmission line structure according to the present invention, the loss of the conductor may vary according to the thickness and line width of the metal mesh line. In this regard, FIG. 10A shows an insertion loss (S21) value according to a thickness change of a metal mesh line in relation to the present invention. Meanwhile, FIG. 10B shows an insertion loss (S21) value according to a line width change of a metal mesh line in relation to the present invention.
한편, 도 10a와 도 10b의 삽입 손실 (S21) 값은 디스플레이에 내장되는 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인에 대한 삽입 손실 값에 해당한다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 직사각형 구조의 메탈 메쉬 라인, 즉 AM, IM 및 OL 메쉬 구조의 조합에 따라 삽입 손실 값은 개선될 수 있다. 이에 대한 상세한 결과는 이하에서 더 상세하게 검토하기로 한다. 다만, 메탈 메쉬 라인의 두께와 선폭에 따른 삽입 손실 경향은 메쉬 구조에 관계없이 일정한 경향을 보인다. 따라서, 본 발명은 메탈 메쉬 라인에서 구현 가능한 두께와 선폭의 범위를 정하기 위해 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인에 대해서 삽입 손실(S21) 값을 시뮬레이션 할 수 있다.Meanwhile, the insertion loss (S21) value of FIGS. 10A and 10B corresponds to an insertion loss value for a metal mesh line in a rhombus shape embedded in the display. In this regard, the insertion loss value can be improved according to the combination of the rectangular metal mesh line, that is, the AM, IM and OL mesh structures according to the present invention. Detailed results for this will be reviewed in more detail below. However, the tendency of insertion loss according to the thickness and line width of the metal mesh line shows a constant tendency regardless of the mesh structure. Accordingly, the present invention can simulate the insertion loss (S21) value for the rhombus-shaped metal mesh line in order to determine the range of the thickness and line width that can be implemented in the metal mesh line.
도 10a를 참조하면, 사각형, 삼각형 및 원형 표시된 라인은 각각 메탈 메쉬 라인의 두께가 0.7mm, 1.0mmm, 2.0mm인 경우의 삽입 손실을 나타낸다. 따라서, 메탈 메쉬 라인의 두께는 0.7mm에서 2.0mm로 두께가 증가함에 따라 삽입 손실 값이 증가함을 알 수 있다.Referring to FIG. 10A, lines marked with squares, triangles and circles represent insertion loss when the thickness of the metal mesh line is 0.7mm, 1.0mmm, and 2.0mm, respectively. Therefore, it can be seen that the insertion loss value increases as the thickness of the metal mesh line increases from 0.7mm to 2.0mm.
한편, 도 10b를 참조하면, 삼각형 및 사각형 표시된 라인은 각각 메탈 메쉬 라인의 선폭이 각각 3.0mm 및 5.0mm인 경우의 삽입 손실을 나타낸다. 따라서, 메탈 메쉬 라인의 선폭이 3.0mm에서 5.0mm로 선폭이 증가함에 따라 삽입 손실 값이 감소함을 알 수 있다. 따라서, 메탈 메쉬 라인의 두께는 구현 가능한 범위에서 감소할수록 전기적 특성이 개선된다. 반면에, 메탈 메쉬 라인의 선폭은 증가할 수록 전기적 특성이 개선된다. 하지만, 메탈 메쉬 라인의 두께를 지나치게 감소시키면 구현이 어렵거나 메쉬 라인이 절단되는 등의 문제가 있을 수 있다. 또한, 메탈 메쉬 라인의 선폭을 지나치게 증가시키면 스트립 라인의 선폭 내에 배치되는 메탈 메쉬 라인의 개수가 감소하여 도전율이 감소한다는 문제가 있을 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 10B, lines marked with triangles and squares represent insertion loss when the line widths of the metal mesh lines are 3.0 mm and 5.0 mm, respectively. Accordingly, it can be seen that the insertion loss value decreases as the line width of the metal mesh line increases from 3.0 mm to 5.0 mm. Accordingly, as the thickness of the metal mesh line decreases within a possible range, electrical characteristics are improved. On the other hand, as the line width of the metal mesh line increases, the electrical characteristics improve. However, if the thickness of the metal mesh line is excessively reduced, implementation may be difficult or there may be problems such as cutting the mesh line. In addition, if the line width of the metal mesh line is excessively increased, the number of metal mesh lines disposed within the line width of the strip line decreases, thereby reducing the conductivity.
이에 따라, 본 발명에서는 메탈 메쉬 라인의 두께를 감소시키거나 선폭을 증가시키지 않고도 삽입 손실 값이 적은 전송 선로를 AM, IM, OL 메쉬 구조를 통해 구현할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 메탈 메쉬 라인의 두께를 일정 수준을 이상으로 유지하고 선폭을 일정 수준 이하로 유지하면서도 도 10a 및 도 10b보다 삽입 손실 특성이 우수한 전송 선로를 구현할 수 있다. 이와 관련하여, 도 11은 본 발명에 따른 다양한 전송 선로 구조와 정사각형 메쉬 구조와 이상적인 CPW 구조에서 삽입 손실 결과를 비교한 것이다. 도 10a, 도 10b 및 도 11b를 참조하면, 본 발명에 따른 AM, IM, OL 구조의 메탈 메쉬 라인이 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인보다 삽입 손실 특성이 우수함을 알 수 있다. 이에 대한 상세한 비교는 도 11에서 설명하기로 한다.Accordingly, in the present invention, there is an advantage that a transmission line having a low insertion loss value can be implemented through an AM, IM, OL mesh structure without reducing the thickness of the metal mesh line or increasing the line width. Accordingly, in the present invention, it is possible to implement a transmission line having superior insertion loss characteristics compared to FIGS. 10A and 10B while maintaining the thickness of the metal mesh line above a certain level and maintaining the line width below a certain level. In this regard, FIG. 11 is a comparison of insertion loss results in various transmission line structures, square mesh structures, and ideal CPW structures according to the present invention. 10A, 10B, and 11B, it can be seen that the metal mesh lines of the AM, IM, and OL structures according to the present invention have better insertion loss characteristics than the metal mesh lines of a rhombus shape. A detailed comparison thereof will be described in FIG. 11.
일 예로, 본 발명에서는 1.0mm의 두께와 3.0mm의 선폭을 갖는 메탈 메쉬 라인으로 전송 선로를 구현할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 동작 주파수 대역, 메쉬 라인이 전송 선로 또는 안테나로 구현되는지 여부에 따라 두께와 선폭을 변경할 수 있다. 이와 관련하여, 좁은 선폭의 전송 선로는 구현 편의와 도전율을 유지하기 위해 선폭을 다소 감소시켜야 한다. 반면에, 안테나는 전송 선로보다 폭이 더 넓으므로, 특성 최적화를 메쉬 라인의 선폭을 다소 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전송 선로(1120)의 선폭은 w1로 설정하고, 안테나(1110)의 w1보다 넓은 w2로 설정할 수 있다. 여기서, 선폭 w1과 w2는 각각 3.0mm와 5.0mm일 수 있다. 또한, 전송 선로(1120) 내에서도 전류 분포가 강한 경계 부근에서는 선폭을 w1보다 넓은 값으로 설정할 수 있다.For example, in the present invention, a transmission line may be implemented with a metal mesh line having a thickness of 1.0 mm and a line width of 3.0 mm. However, the present invention is not limited thereto, and the thickness and line width may be changed according to the operating frequency band and whether the mesh line is implemented as a transmission line or an antenna. In this regard, a transmission line having a narrow line width needs to slightly reduce the line width in order to maintain the convenience and conductivity of implementation. On the other hand, since the antenna has a wider width than the transmission line, characteristic optimization can slightly increase the line width of the mesh line. For example, the line width of the transmission line 1120 according to the present invention may be set to w1, and may be set to w2, which is wider than w1 of the antenna 1110. Here, the line widths w1 and w2 may be 3.0mm and 5.0mm, respectively. Also, in the vicinity of the boundary where the current distribution is strong even within the transmission line 1120, the line width may be set to a value wider than w1.
한편, 도 11은 본 발명에 따른 다양한 전송 선로 구조와 정사각형 메쉬 구조와 이상적인 CPW 구조에서 삽입 손실 결과를 비교한 것이다. 또한, 표 1은 도 11의 다양한 전송 선로 구조와 정사각형 메쉬 구조와 이상적인 CPW 구조에서 삽입 손실 결과를 비교한 것이다.Meanwhile, FIG. 11 is a comparison of insertion loss results in various transmission line structures and square mesh structures and ideal CPW structures according to the present invention. In addition, Table 1 compares the results of insertion loss in the various transmission line structures of FIG. 11 and the square mesh structure and the ideal CPW structure.
Transmission line structureTransmission line structure | Insertion lossInsertion loss | Diamond mesh 대비 성능 향상Performance improvement compared to diamond mesh |
SolidSolid | 0.08 dB/mm0.08 dB/mm | |
AM + OL + IMAM + OL + IM | 0.24 dB/mm0.24 dB/mm | 40% 향상40% improvement |
AM + OLAM + OL | 0.26 dB/mm0.26 dB/mm | 35% 향상35% improvement |
AMAM |
0.28 dB/mm0.28 dB/ |
30% 향상30% improvement |
Square meshSquare mesh | 0.33 dB/mm0.33 dB/mm | 17.5% 향상17.5% improvement |
Diamond meshDiamond mesh | 0.4 dB/mm0.4 dB/mm |
이와 관련하여, Solid는 메탈 메쉬 구조가 완전히 금속으로 채워진 구조로 이상적인 CPW 라인을 나타낸다. 한편, 정사각형 메쉬 구조는 도 5(a)와 같이 가로 및 세로 간격이 동일한 메쉬 구조이다. 반면에, 본 발명에 따른 다양한 CPW 전송 선로 구조는 각각 AM, AM + OL 및 AM + OL + IM 구조이다. In this regard, Solid represents an ideal CPW line with a metal mesh structure completely filled with metal. Meanwhile, the square mesh structure is a mesh structure having the same horizontal and vertical intervals as shown in FIG. 5(a). On the other hand, various CPW transmission line structures according to the present invention are AM, AM + OL and AM + OL + IM structures, respectively.
이와 관련하여, 도 11의 삽입 손실 결과는 5mm의 전송 선로 길이에 대한 삽입 손실 결과이다. 반면에, 표 1의 삽입 손실 결과는 1mm의 전송 선로 길이에 대한 결과이다. 도 11에서는 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인에 대한 삽입 손실 결과는 도시되지 않았다. 도 11에서 dB(S(1,2))의 의미는 5mm의 전송 선로 길이에 대한 2-port 전달 계수 (즉, 삽입 손실)을 의미한다. 여기서, dB(S(1,2))는 메탈 메쉬 구조가 완전히 금속으로 채워진 구조로 이상적인 CPW 라인에 대한 삽입 손실로, 28GHz에서 0.38dB의 값을 갖는다. 한편, dB(S(1,2))_1 내지 dB(S(1,2))_4는 각각 AM + OL + IM 구조, AM + OL 구조, AM 구조 및 square mesh 구조에 대한 삽입 손실을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따른 AM + OL + IM 구조, AM + OL 구조, AM 구조에서 삽입 손실은 28GHz에서 1.21dB, 1.29dB 및 1.38dB의 값을 갖는다. 반면에, square mesh 구조는 28GHz에서 1.65dB의 값을 갖는다.In this regard, the insertion loss result of FIG. 11 is an insertion loss result for a transmission line length of 5 mm. On the other hand, the insertion loss results in Table 1 are the results for a transmission line length of 1 mm. In FIG. 11, the result of insertion loss for the metal mesh line in the shape of a rhombus is not shown. In FIG. 11, dB(S(1,2)) means a 2-port transmission coefficient (ie, insertion loss) for a transmission line length of 5 mm. Here, dB(S(1,2)) is an insertion loss for an ideal CPW line with a metal mesh structure completely filled with metal, and has a value of 0.38 dB at 28 GHz. Meanwhile, dB(S(1,2))_1 to dB(S(1,2))_4 denote insertion loss for AM + OL + IM structure, AM + OL structure, AM structure and square mesh structure, respectively. Accordingly, in the AM + OL + IM structure, the AM + OL structure, and the AM structure according to the present invention, the insertion loss has values of 1.21 dB, 1.29 dB and 1.38 dB at 28 GHz. On the other hand, the square mesh structure has a value of 1.65dB at 28GHz.
한편, 표 1을 참조하면, 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인에 대한 삽입 손실은 0.4dB/mm이다. 따라서, 표 1을 참조하면, 1) 메탈 메쉬 구조가 아닌 Solid 형태의 이상적인 CPW 전송 구조가 0.08 dB/mm로 전송 손실이 가장 적다. 2) 하지만, 본 발명은 디스플레이 내부에 내장되는 메탈 메쉬 구조의 투명 안테나에 관한 것으로 Solid 형태는 비교대상은 아니다. 한편, 정사각형 메쉬 구조는 다이아몬드 메쉬 구조보다 전송 손실이 약간 작다. 정사각형 메쉬 구조의 삽입 손실은 0.33dB/mm로 다이아몬드 메쉬 구조의 0.4 dB/mm보다 약 17.5% 성능이 향상될 수 있다. 3) 한편, 본 발명에 따른 AM, AM + OL 및 AM + OL + IM 구조에서 삽입 손실 특성이 모두 향상되었다. 특히, AM + OL + IM 구조의 삽입 손실은 0.24 dB/mm로 다이아몬드 메쉬 구조보다 약 40% 성능이 향상될 수 있다.Meanwhile, referring to Table 1, the insertion loss for a rhombus-shaped metal mesh line is 0.4dB/mm. Therefore, referring to Table 1, 1) an ideal CPW transmission structure in a solid form instead of a metal mesh structure has the lowest transmission loss as 0.08 dB/mm. 2) However, the present invention relates to a transparent antenna having a metal mesh structure built into the display, and the solid form is not a target for comparison. On the other hand, the square mesh structure has a slightly smaller transmission loss than the diamond mesh structure. The insertion loss of the square mesh structure is 0.33dB/mm, which can improve performance by about 17.5% compared to 0.4 dB/mm of the diamond mesh structure. 3) Meanwhile, the insertion loss characteristics were all improved in the AM, AM + OL and AM + OL + IM structures according to the present invention. In particular, the insertion loss of the AM + OL + IM structure is 0.24 dB/mm, which can improve performance by about 40% compared to the diamond mesh structure.
한편, 본 발명에 따른 다양한 전송 선로 구조에서 전류 분포에 따른 최적화된 메탈 메쉬 배치에 따른 동작 메커니즘은 다음과 같다.Meanwhile, an operation mechanism according to an optimized metal mesh arrangement according to a current distribution in various transmission line structures according to the present invention is as follows.
1) Solid 형태의 이상적인 전송 선로에서 발생되는 전류분포도는 단방향성을 갖는다. 따라서, 메쉬를 단방향으로 형성한 도 5(b)의 직사각형 메쉬 구조에서 전류의 흐름과 일치하는 경향을 갖는다.1) The current distribution diagram generated in an ideal solid-type transmission line has unidirectionality. Therefore, it has a tendency to coincide with the current flow in the rectangular mesh structure of Fig. 5(b) in which the mesh is formed in one direction.
2)사각형/마름모 메쉬 구조의 경우, 전류 분포를 고려하면 전송 선로의 전류 방향과 직교 (또는 교차)하는 방향의 전류 성분을 갖는다. 따라서, 직교 (또는 교차)하는 방향의 전류 성분은 전송 선로의 전류 흐름에 도움이 되지 않는다. 또한, 전송 선로 상에서 직교 (또는 교차)하는 방향의 전류 성분은 추가 손실을 발생시킬 수 있다.2) In the case of a square/rhombic mesh structure, considering the current distribution, it has a current component in a direction orthogonal to (or crossing) the current direction of the transmission line. Therefore, the current component in the orthogonal (or crossing) direction does not help the current flow in the transmission line. In addition, current components in a direction orthogonal (or crossing) on a transmission line may cause additional losses.
3) 따라서, 본 발명에서는 전송 선로 상의 전류 흐름과 직교하는 메쉬를 제거하는 AM 구조를 통해, 투명도를 개선시킬 수 있다. 또한, 제거된 메쉬 개수만큼 전류 방향으로 추가적인 메쉬를 만들어주어 전송선로의 전송효율을 높일 수 있다.3) Therefore, in the present invention, transparency can be improved through an AM structure that removes a mesh that is orthogonal to the current flow on the transmission line. In addition, it is possible to increase the transmission efficiency of the transmission line by creating an additional mesh in the current direction as much as the number of meshes removed.
4) AM + OL + IM 메쉬 구조의 전류분포도를 보면, Solid 형태의 이상의 CPW 라인 구조의 전류분포도의 방향과 유사하게 발생됨을 알 수 있다. 따라서, 전류세기가 강한 라인 상의 경계 부분의 메쉬 밀도를 증가시킨다. 이에 따라, 전송 선로 상에서 더 많은 전류를 흐를 수 있게 해주기 때문에 효율 감소가 적다.4) Looking at the current distribution diagram of the AM + OL + IM mesh structure, it can be seen that it occurs similarly to the direction of the current distribution diagram of the above solid CPW line structure. Therefore, the mesh density of the boundary portion on the line with strong current intensity is increased. Accordingly, there is little reduction in efficiency because it allows more current to flow on the transmission line.
5) OL의 경우, Solid 형태의 CPW 라인과 비교하면, 실질적으로 유효 파장(Effective Lambda)의 1/2 또는 1/4 간격으로 발생하는 직교방향의 전류분포도를 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 전송 선로 상에서 발생하는 부정합(mismatch)에 의해 반사되는 전류 성분을 제거할 수 있어, 전송손실 효율이 증가된다.5) In the case of OL, compared to a solid CPW line, it is possible to form a current distribution diagram in an orthogonal direction that occurs substantially at 1/2 or 1/4 intervals of the effective wavelength. Accordingly, a current component reflected by a mismatch occurring on a transmission line can be removed, thereby increasing transmission loss efficiency.
한편, 본 발명에 따른 메탈 메쉬 구조는 직사각형 메쉬 구조 이외에 마름모 형태의 메쉬 구조에도 적용 가능하다. 이와 관련하여, 도 12는 본 발명에 따른 마름모 형태의 메쉬 구조에 적응적 메쉬(AM) 구조가 적용된 것이다. 한편, 도 13은 본 발명에 따른 마름모 형태의 메쉬 구조에 직교 메쉬(OM) 구조가 적용된 것이다. 한편, 도 14는 본 발명에 따른 마름모 형태의 메쉬 구조를 갖는 CPW 구조에서 비-규칙적 메쉬(IM) 구조가 적용된 것이다.On the other hand, the metal mesh structure according to the present invention can be applied to a rhombus-shaped mesh structure in addition to the rectangular mesh structure. In this regard, FIG. 12 shows the adaptive mesh (AM) structure applied to the rhombus-shaped mesh structure according to the present invention. Meanwhile, FIG. 13 shows an orthogonal mesh (OM) structure applied to a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention. On the other hand, Figure 14 is a non-regular mesh (IM) structure is applied to the CPW structure having a rhombus-shaped mesh structure according to the present invention.
이와 관련하여, 도 12와 같이 적응적 메쉬(AM) 구조를 적용한 경우, 마름모 형태의 Mesh 구조에 전송 선로의 전류 방향과 동일한 방향으로 라인이 배치될 수 있다. 한편, 도 13과 같이 직교 메쉬(OM) 구조를 적용한 경우, 마름모 형태의 Mesh 구조에 소정 간격(예: 반파장, 4반파장)의 일정한 주기로 CPW 선로의 전류 진행방향에 직교하는 직교 라인이 배치될 수 있다. 또한, 도 14와 같은 비-규칙적 메쉬(IM) 구조가 적용된 경우, 마름모 형태의 Mesh 구조의 급전 라인에서 그라운드와 인접한 영역에서 메쉬 밀도를 높일 수 있다.In this regard, when the adaptive mesh (AM) structure is applied as shown in FIG. 12, lines may be arranged in the same direction as the current direction of the transmission line in the rhombus-shaped mesh structure. On the other hand, when the orthogonal mesh (OM) structure is applied as shown in FIG. 13, orthogonal lines orthogonal to the current traveling direction of the CPW line are arranged in a rhombus-shaped mesh structure at regular intervals at predetermined intervals (e.g., half wavelength, quarter wavelength) Can be. In addition, when the non-regular mesh (IM) structure as shown in FIG. 14 is applied, the mesh density in a region adjacent to the ground in the power supply line of the rhombus-shaped mesh structure can be increased.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인일 수 있다. 도 14를 참조하면, 전송 선로(1120)의 경계 부근(B1)의 마름모 메쉬 라인의 간격은 전송 선로(1120)의 중심 부근(C1)의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀하게 형성된다. 구체적으로, 스트립 라인(1121)과 그라운드(1122)의 경계 부근(B1, B2)의 마름모 메쉬 라인의 간격이 스트립 라인(1121)의 중심 부근(C1)의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀하게 형성된다. 이에 따라, 전류 분포가 집중되는 전송 선로(1120) 상에서 메쉬 라인을 더 세밀하게 배치하여, 저손실 전송 선로의 구현이 가능하다.12 to 14, the shape of the metal mesh line inside the transmission line according to the present invention may be a rhombus mesh line. Referring to FIG. 14, the spacing of the rhombic mesh lines in the vicinity of the boundary B1 of the transmission line 1120 is formed in more detail than the spacing of the rhombic mesh lines in the vicinity of the center C1 of the transmission line 1120. Specifically, the spacing of the rhombus mesh line near the boundary of the strip line 1121 and the ground 1122 (B1, B2) is formed more finely than the spacing of the rhombic mesh line near the center of the strip line 1121 (C1). do. Accordingly, by arranging the mesh line more precisely on the transmission line 1120 where the current distribution is concentrated, it is possible to implement a low-loss transmission line.
한편, 도 13을 참조하면, 직교 메쉬(OM), 즉 직교 메탈 메쉬 라인은 전송 선로(1120)의 경계에 직교한 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 도 12를 참조하면, 전송 선로(1120)는 전송 선로의 경계에 평행한 방향으로 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인(L2)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 전송 선로(1120)는 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인과 제2 메탈 메쉬 라인(L2)을 포함할 수 있다. 따라서, 전송 선로의 경계에 평행하여 전류 방향과 일치하도록 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인(L2)을 형성함에 따라 저손실 전송 선로의 구현이 가능하다.Meanwhile, referring to FIG. 13, an orthogonal mesh OM, that is, an orthogonal metal mesh line may be spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to the boundary of the transmission line 1120. In addition, referring to FIG. 12, the transmission line 1120 may further include at least one second metal mesh line L2 in a direction parallel to the boundary of the transmission line. Accordingly, the transmission line 1120 may include a rhombic metal mesh line and a second metal mesh line L2. Accordingly, by forming at least one second metal mesh line L2 parallel to the boundary of the transmission line to coincide with the current direction, it is possible to implement a low-loss transmission line.
따라서, 본 발명에 따른 AM, AM + OL 및 AM + OL + IM 구조가 마름모 형태의 메탈 메쉬 라인에 적용되는 경우에도, 전송 선로(1120)는 제2 메탈 메쉬 라인(L2) 및/또는 직교 메쉬(OM)를 더 구비할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 저손실 전송 선로를 위한 AM, AM + OL 및 AM + OL + IM 구조는 직사각형 메쉬 구조 이외에 마름모 형태의 메쉬 구조에도 적용 가능하다.Therefore, even when the AM, AM + OL and AM + OL + IM structures according to the present invention are applied to a rhombus-shaped metal mesh line, the transmission line 1120 is a second metal mesh line L2 and/or an orthogonal mesh. (OM) may be further provided. Accordingly, the AM, AM + OL and AM + OL + IM structures for a low loss transmission line according to the present invention can be applied to a rhombus mesh structure in addition to a rectangular mesh structure.
한편, 본 발명에 따른 저손실 메탈 메쉬 라인은 전송 선로(1120) 이외에 안테나(1110)에도 적용 가능하다. 이와 관련하여, 도 15는 본 발명에 따른 메탈 메쉬 구조가 적용된 전송 선로와 안테나를 나타낸다. 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 저손실 메탈 메쉬 구조가 적용된 안테나(1110)는 디스플레이(151) 내부에 내장되고, 신호를 디스플레이를 통해 방사하도록 구성 가능하다. 한편, 안테나(1100)는 복수의 메탈 메쉬 라인(ML1)과 직교 메탈 메쉬 라인(OL1)을 포함하도록 구성 가능하다. Meanwhile, the low loss metal mesh line according to the present invention can be applied to the antenna 1110 in addition to the transmission line 1120. In this regard, FIG. 15 shows a transmission line and an antenna to which a metal mesh structure according to the present invention is applied. Referring to FIG. 15, the antenna 1110 to which the low-loss metal mesh structure according to the present invention is applied is built in the display 151 and can be configured to radiate a signal through the display. Meanwhile, the antenna 1100 may be configured to include a plurality of metal mesh lines ML1 and an orthogonal metal mesh line OL1.
구체적으로, 복수의 메탈 메쉬 라인(ML1)은 전류가 흐르는 방향으로 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 전류가 흐르는 방향은 전송 선로(1120)에서 전류가 흐르는 방향과 동일할 수 있다. 한편, 직교 메탈 메쉬 라인(OL1)은 전류가 흐르는 방향에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격될 수 있다. 이와 관련하여, 직교 메탈 메쉬 라인(OL1) 간의 간격은 동작 주파수에 대응하여 4반파장 또는 반파장으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 직교 메탈 메쉬 라인(OL1)이 4반파장 간격으로 구성되면, 안테나(1110) 내부에는 하나의 직교 메탈 메쉬 라인(OL1)이 배치될 수 있다. 한편, 안테나 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태도 직사각형 메쉬 라인 이외에 도 12 내지 도 14와 같은 마름모 형태 메쉬 라인으로도 구현될 수 있다.Specifically, the plurality of metal mesh lines ML1 may be disposed in a direction in which current flows. In this regard, the direction in which the current flows may be the same as the direction in which the current flows in the transmission line 1120. Meanwhile, the orthogonal metal mesh lines OL1 are disposed in a direction orthogonal to a direction in which current flows, and may be spaced apart from each other at a predetermined interval. In this regard, the spacing between the orthogonal metal mesh lines OL1 may be configured as four half wavelengths or half wavelengths corresponding to the operating frequency. For example, when the orthogonal metal mesh line OL1 is configured with a quarter-wavelength interval, one orthogonal metal mesh line OL1 may be disposed inside the antenna 1110. Meanwhile, the shape of the metal mesh line inside the antenna may be implemented as a rhombus mesh line as shown in FIGS. 12 to 14 in addition to the rectangular mesh line.
한편, 본 발명에 따른 메탈 메쉬 라인 구조의 안테나(1110)에도 AM, AM + OL 및 AM + OL + IM 구조가 적용될 수 있다. 일 예로서, 안테나(1110) 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태일 수 있다. 한편, 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나(1110)에서 전류가 흐르는 방향, 즉 y축 방향의 메탈 메쉬 간격이 이에 직교한 방향, 즉 x축 방향의 메탈 메쉬 간격보다 더 세밀하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 직교한 방향, 즉 x축 방향에서 메탈 메쉬 간격은 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.Meanwhile, AM, AM + OL and AM + OL + IM structures may be applied to the antenna 1110 having a metal mesh line structure according to the present invention. As an example, the shape of the metal mesh line inside the antenna 1110 may be a rectangular mesh line shape. Meanwhile, the spacing between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer distance than the square mesh in the direction in which the current flows. Accordingly, the metal mesh spacing in the direction in which the current flows in the antenna 1110, that is, the y-axis direction, may be disposed more precisely than the metal mesh spacing in the direction orthogonal thereto, that is, the x-axis direction. In addition, the metal mesh spacing in the orthogonal direction, that is, the x-axis direction, may be disposed at a wider spacing than the square mesh.
한편, 전류 분포가 높은 영역인 안테나(1110)의 경계 부근에서 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 중심 영역보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나(1110)의 내부 중심에 근접할수록 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 한편, 안테나(1110)의 외측에도 더미 형태의 메탈 메쉬가 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나(1110)의 경계에서 외측으로 이격될 수록 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.Meanwhile, the spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the antenna 1110, which is an area having a high current distribution, may be disposed at a finer spacing than the center area. Accordingly, the closer to the inner center of the antenna 1110, the wider the distance between the metal mesh lines may be. Meanwhile, a dummy metal mesh may be disposed outside the antenna 1110. Accordingly, as the distance from the boundary of the antenna 1110 to the outside, the distance between the metal mesh lines may be arranged at a wider distance.
한편, 본 발명에 따른 메탈 메쉬 구조의 안테나는 빔 포밍을 위해 배열 안테나로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 4a를 참조하면, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)과 안테나들(1110a 내지 1110d)을 급전하도록 구성된 전송 선로(1120a 내지 1120d)을 구비할 수 있다. 여기서, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d) 각각은 빔 포밍을 위해 배열 안테나로 구비될 수 있다.Meanwhile, the antenna of the metal mesh structure according to the present invention may be formed as an array antenna for beamforming. In this regard, referring to FIG. 4A, a plurality of antennas 1110a to 1110d and transmission lines 1120a to 1120d configured to feed the antennas 1110a to 1110d may be provided. Here, each of the plurality of antennas 1110a to 1110d may be provided as an array antenna for beamforming.
한편, 도 16은 본 발명에 따른 투명 안테나가 배열 안테나로 적용된 경우를 나타낸다. 도 15 및 도 16을 참조하면, 배열 안테나의 각각의 안테나 소자(1110)는 CPW 라인의 내부 도체, 즉 스트립 라인(1121)과 정합부(matching portion, 1125)를 통해 연결될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 전자 기기는 송수신부 회로(transceiver circuit, 1210)를 더 포함할 수 있다. 송수신부 회로(1210)는 디스플레이(151) 배면에 배치되고, 배열 안테나의 각각의 안테나 소자에 연결되어, 각각의 안테나 소자로 신호를 전달하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, FIG. 16 shows a case in which the transparent antenna according to the present invention is applied as an array antenna. Referring to FIGS. 15 and 16, each antenna element 1110 of the array antenna may be connected through an inner conductor of a CPW line, that is, a strip line 1121 and a matching portion 1125. Meanwhile, the electronic device according to the present invention may further include a transceiver circuit 1210. The transceiver circuit 1210 may be disposed on the rear surface of the display 151 and connected to each antenna element of the array antenna, and may be configured to transmit a signal to each antenna element.
한편, 도 2, 도 4a, 도 15 및 도 16을 참조하면, 배열 안테나는 전자 기기의 디스플레이(151) 내부의 좌측 상부, 우측 상부, 좌측 하부 및 우측 하부에 배치되는 제1 내지 제4 배열 안테나(1110a 내지 1110d, 또는 ANT1 내지 ANT4)를 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 2, 4A, 15, and 16, the array antennas are first to fourth array antennas disposed in the upper left, upper right, lower left, and lower right inside the display 151 of the electronic device. (1110a to 1110d, or ANT1 to ANT4).
여기서, 송수신부 회로(1210)는 제1 내지 제4 배열 안테나(1110a 내지 1110d, 또는 ANT1 내지 ANT4) 각각에 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 송수신부 회로(1210)는 제1 내지 제4 배열 안테나(1110a 내지 1110d, 또는 ANT1 내지 ANT4) 각각에 신호를 전달하도록 하나의 송수신부 회로로 구성될 수 있다. 대안으로, 송수신부 회로(1210)는 제1 내지 제4 배열 안테나(1110a 내지 1110d, 또는 ANT1 내지 ANT4) 각각에 신호를 전달하도록 제1 내지 제4 송수신부 회로로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 내지 제4 송수신부 회로는 각각 위상 변위기와 같은 위상 제어부를 통해 제1 내지 제4 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4) 각각에 대한 독립적인 빔 포밍이 가능하다. Here, the transceiver circuit 1210 may be configured to transmit a signal to each of the first to fourth array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4. To this end, the transmission/reception unit circuit 1210 may be configured as one transmission/reception unit circuit to transmit signals to each of the first to fourth array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4. Alternatively, the transceiver circuit 1210 may include first to fourth transceiver circuits to transmit signals to each of the first to fourth array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4. In this regard, each of the first to fourth transmission/reception unit circuits may independently form beams for each of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4 through a phase control unit such as a phase shifter.
한편, 송수신부 회로(1210)는 제1 내지 제4 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 하나를 선택하여 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 또한, 송수신부 회로(1210)는 제1 내지 제4 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4) 중 둘 이상을 선택하여 다중 입출력(MIMO)를 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1210)는 다중 입출력(MIMO)에 대한 각각의 빔 방향이 상이하도록 위상 제어부를 제어할 수 있다.Meanwhile, the transceiver circuit 1210 may transmit and receive signals by selecting one of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4. Further, the transceiver circuit 1210 may perform multiple input/output (MIMO) by selecting two or more of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4. In this regard, the transmission/reception unit circuit 1210 may control the phase control unit so that the beam directions for multiple input/output (MIMO) are different.
이상에서는, 본 발명에 따른 저손실 전송선로 구조의 안테나를 구비하는 전자기기에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 본 발명의 다른 양상에 따른 디스플레이 내부에 구비되는 저손실 전송선로 구조의 배열 안테나를 구비하는 전자기기에 대해 더 상세하게 살펴보기로 한다. In the above, an electronic device having an antenna having a low loss transmission line structure according to the present invention has been described. Hereinafter, an electronic device including an array antenna having a low-loss transmission line structure provided inside a display according to another aspect of the present invention will be described in more detail.
이와 관련하여, 도 2 내지 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 기기는 디스플레이(151), 배열 안테나(1110a 내지 1110d, 또는 ANT1 내지 ANT4), 및 전송 선로(1120)를 포함하도록 구성 가능하다. 여기서, 배열 안테나(1110a 내지 1110d, 또는 ANT1 내지 ANT4)는 디스플레이(151) 내부에 배치되고, 메탈 메쉬 라인을 통해 형성된다. 한편, 전송 선로(1120)는 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line) 및 직교 메탈 메쉬 라인(OL)을 포함하도록 구성 가능하다.In this regard, referring to FIGS. 2 to 16, the electronic device according to the present invention may be configured to include a display 151, array antennas 1110a to 1110d, or ANT1 to ANT4, and a transmission line 1120. . Here, the array antennas 1110a to 1110d or ANT1 to ANT4 are disposed inside the display 151 and formed through a metal mesh line. Meanwhile, the transmission line 1120 may be configured to include a plurality of metal mesh lines and orthogonal metal mesh lines OL.
이와 관련하여, 복수의 메탈 메쉬 라인은 전류가 흐르는 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 직교 메탈 메쉬 라인(OL)은 전류가 흐르는 방향에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 직교 메탈 메쉬 라인(OL) 간 간격은 4반파장 또는 반파장일 수 있다. In this regard, the plurality of metal mesh lines may be disposed in a direction in which current flows. In addition, the orthogonal metal mesh lines OL may be disposed in a direction orthogonal to a direction in which current flows, and may be disposed to be spaced apart from each other at predetermined intervals. Here, the interval between the orthogonal metal mesh lines OL may be a quarter wavelength or a half wavelength.
한편, 전송 선로(1120) 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태일 수 있다. 여기서, 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 한편, 전류가 흐르는 방향과 직교한 방항에서 직교 메탈 메쉬 라인(OL)은 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.Meanwhile, the shape of the metal mesh line inside the transmission line 1120 may be a rectangular mesh line shape. Here, the intervals between the rectangular mesh lines may be arranged at a finer interval than the square mesh in the direction in which the current flows. On the other hand, in a direction orthogonal to the direction in which the current flows, the orthogonal metal mesh lines OL may be disposed at wider intervals than the square mesh.
한편, 전류 분포가 강한 전송 선로(1120)의 경계 부근(B1, B2)에서 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 따라서, 전송 선로(1120)의 내부 중심(C)에 근접할수록 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 전송 선로(1120)의 경계, 즉 그라운드(1122)의 경계에서 외측으로 이격될 수록 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다. On the other hand, in the vicinity of the boundary (B1, B2) of the transmission line 1120 with a strong current distribution, the spacing between the metal mesh lines may be arranged at a finer spacing. Accordingly, the closer to the inner center C of the transmission line 1120, the wider the distance between the metal mesh lines may be. In addition, as spaced outward from the boundary of the transmission line 1120, that is, the boundary of the ground 1122, the space between the metal mesh lines may be arranged at a wider interval.
한편, 본 발명에 따른 전송 선로(1120)는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, CPW 라인 구조는 내부 도체 영역(1121), 외부 도체 영역(1122) 및 유전체 영역(1123)을 포함하도록 구성 가능하다. 따라서, 내부 도체 영역(1121)은 신호선으로 동작하고 외부 도체 영역(1122)은 그라운드로 동작할 수 있다. 한편, 내부 도체 영역(1121)과 외부 도체 영역(1122) 사이에 유전체 영역(1123)이 형성될 수 있다. Meanwhile, the transmission line 1120 according to the present invention may be formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure. In this regard, the CPW line structure can be configured to include an inner conductor region 1121, an outer conductor region 1122 and a dielectric region 1123. Accordingly, the inner conductor region 1121 may operate as a signal line and the outer conductor region 1122 may operate as a ground. Meanwhile, a dielectric region 1123 may be formed between the inner conductor region 1121 and the outer conductor region 1122.
한편, 전류 분포에 기반하여, 내부 도체 영역(1121)의 중심보다 내부 도체 영역(1121)의 경계에서 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 내부 도체 영역(1121)의 경계는 유전체 영역(1123)에 인접한 영역에 해당한다. 즉, 전류 분포가 강한 내부 도체 영역(1121)의 경계에서 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치된다.On the other hand, based on the current distribution, an interval between metal mesh lines may be arranged at a finer interval at the boundary of the inner conductor region 1121 than at the center of the inner conductor region 1121. In this regard, the boundary of the inner conductor region 1121 corresponds to a region adjacent to the dielectric region 1123. That is, at the boundary of the inner conductor region 1121 having a strong current distribution, the intervals between the metal mesh lines are arranged at finer intervals.
한편, 전류 분포에 기반하여, 내부 도체 영역(1121)의 외측 경계보다 유전체 영역(1123)에 인접한 외부 도체 영역(1122)의 내측 경계에서 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 전류 분포가 강한 외부 도체 영역(1122)의 경계에서 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치된다.On the other hand, based on the current distribution, a spacing between metal mesh lines may be arranged at a finer interval at the inner boundary of the outer conductor region 1122 adjacent to the dielectric region 1123 than the outer boundary of the inner conductor region 1121. That is, at the boundary of the outer conductor region 1122 having a strong current distribution, the intervals between the metal mesh lines are arranged at finer intervals.
한편, 본 발명에 따른 AM, AM + OL, AM + IM 및 AM + OL + IL 구조가 적용된 전송 선로(1120)는 직사각형 메쉬 라인 구조 이외에 마름모 메쉬 라인 구조에도 적용될 수 있다. IM 구조와 관련하여, 전송 선로(1120)의 경계 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격은 전송 선로(1120)의 중심 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀하게 형성될 수 있다. OL 구조와 관련하여, 직교 메탈 메쉬 라인(OL)은 전송 선로(1120)의 경계에 직교한 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 한편, 마름모 메쉬 라인 구조의 전송 선로(1120)에서, 전송 선로(1120)의 경계에 평행한 방향으로 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인(L2)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the transmission line 1120 to which the AM, AM + OL, AM + IM and AM + OL + IL structures according to the present invention are applied may be applied to a rhombus mesh line structure in addition to a rectangular mesh line structure. With respect to the IM structure, the spacing of the rhombus mesh lines near the boundary of the transmission line 1120 may be formed more finely than the spacing of the rhombus mesh lines near the center of the transmission line 1120. Regarding the OL structure, the orthogonal metal mesh lines OL may be disposed to be spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to the boundary of the transmission line 1120. Meanwhile, in the transmission line 1120 having a rhombic mesh line structure, at least one second metal mesh line L2 may be further included in a direction parallel to the boundary of the transmission line 1120.
이상에서는 본 발명에 따른 디스플레이에 내장되는 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에 대해 살펴보았다. 이와 디스플레이에 내장되는 투명 안테나를 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. In the above, an electronic device having a transparent antenna embedded in a display according to the present invention has been described. The technical effects of an electronic device having a transparent antenna embedded in the display will be described as follows.
본 발명에 따르면, 투명 안테나를 구비하는 전자 기기에서 전송 선로의 전류 방향을 고려한 사각 메탈 메쉬 구조를 제공하여, 전류 방향이 다른 메쉬 라인에 의한 손실을 저감할 수 있다는 장점이 있다. According to the present invention, there is an advantage in that an electronic device having a transparent antenna provides a square metal mesh structure in consideration of a current direction of a transmission line, so that loss due to mesh lines having different current directions can be reduced.
또한, 본 발명에 따르면, 전송 선로에서 반사 신호 등에 의한 전류 성분을 상쇄할 수 있는 직교 라인을 소정 간격으로 배치하여, 메쉬 라인에서 손실을 감하면서 메쉬 라인이 일부 절단되는 경우에도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, orthogonal lines capable of canceling current components due to reflection signals, etc. in the transmission line are arranged at predetermined intervals, thereby reducing losses in the mesh line and improving reliability even when the mesh line is partially cut. have.
또한, 본 발명에 따르면, 안테나와 전송 선로에서 각각 최적화된 방사 효율과 저손실 구조를 위해, 최적화된 토폴로지와 선폭을 갖는 구조를 제시할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that a structure having an optimized topology and a line width can be presented for an optimized radiation efficiency and a low loss structure, respectively, in an antenna and a transmission line.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, specific embodiments such as the detailed description and preferred embodiments of the present invention should be understood as being given by way of example only.
전술한 본 발명과 관련하여, 다수의 RF 모듈들과 이에 대한 상태 점검을 수행하는 구성의 설계 및 이의 구동은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180, 1210a 내지 1210d, 1250)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.In connection with the above-described present invention, designing and driving a plurality of RF modules and a configuration for performing a status check on the plurality of RF modules can be implemented as computer-readable codes in a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). In addition, the computer may include controllers 180, 1210a to 1210d, and 1250 of the terminal. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (20)
- 전자 기기에 있어서, In an electronic device,디스플레이 내부에 내장되어 동작하는 안테나;An antenna built into the display and operating;상기 안테나를 급전하는 전송 선로(transmission line)를 포함하고,Includes a transmission line for feeding the antenna,상기 전송 선로는,The transmission line,상기 전송 선로의 경계선에 대해 평행하게 배치된 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line); 및A plurality of metal mesh lines arranged parallel to the boundary line of the transmission line; And상기 경계선에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the boundary line and spaced apart from each other at a predetermined interval.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rectangular mesh line shape,상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은,The spacing between the rectangular mesh lines is,상기 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치되고,Arranged at finer intervals than the square mesh in the current flowing direction,상기 직교한 방항에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치되는, 전자 기기.The electronic device, which is arranged at a wider interval than the square mesh in the orthogonal direction.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 선로의 경계 부근에서 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치되고,The spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the transmission line is arranged at a finer spacing,상기 전송 선로의 내부 중심에 근접할수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치되고,The closer to the inner center of the transmission line, the wider the distance between the metal mesh lines is,상기 전송 선로의 경계에서 외측으로 이격될 수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치되는, 전자 기기.The electronic device according to claim 1, wherein the distance between the metal mesh lines is arranged at a wider distance as the transmission line is spaced outward from the boundary.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 선로는 복수의 수직 라인과 분절된 복수의 수평 라인들을 포함하고,The transmission line includes a plurality of vertical lines and a plurality of horizontal lines segmented,상기 분절된 복수의 수평 라인들은 상기 복수의 수직 라인과 교차하는 형태로 배치되거나 또는 상기 복수의 수직 라인 사이에 배치되고 The segmented plurality of horizontal lines are disposed in a form intersecting the plurality of vertical lines or are disposed between the plurality of vertical lines,상기 복수의 수평 라인들은 수평 축 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되는, 전자 기기.The electronic device, wherein the plurality of horizontal lines are spaced apart from each other by a predetermined interval in a horizontal axis direction.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 라인은,The transmission line,신호선으로 동작하는 내부 도체 영역;An inner conductor region acting as a signal line;그라운드로 동작하는 외부 도체 영역; 및An outer conductor region acting as ground; And상기 내부 도체 영역과 상기 외부 도체 영역 사이에 형성되는 유전체 영역을 포함하는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성되고,It is formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure including a dielectric region formed between the inner conductor region and the outer conductor region,전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 중심보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 내부 도체 영역의 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치되고,Based on the current distribution, a spacing between the metal mesh lines is arranged at a finer distance at the boundary of the inner conductor region adjacent to the dielectric region than the center of the inner conductor region,전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 외측 경계보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 외부 도체 영역의 내측 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치되는, 전자 기기.Based on a current distribution, an electronic device in which a spacing between the metal mesh lines is arranged at a finer distance at an inner boundary of the outer conductor region adjacent to the dielectric region than an outer boundary of the inner conductor region.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape,상기 전송 선로의 경계 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격은 상기 전송 선로의 중심 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀한 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The electronic device, wherein the spacing of the rhombus mesh lines near the boundary of the transmission line is finer than the spacing of the rhombus mesh lines near the center of the transmission line.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape,상기 직교 메탈 메쉬 라인은 상기 전송 선로의 경계에 직교한 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치되는, 전자 기기.The electronic device, wherein the orthogonal metal mesh lines are spaced apart at predetermined intervals in a direction orthogonal to a boundary of the transmission line.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape,상기 전송 선로는, 상기 전송 선로의 경계에 평행한 방향으로 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인을 더 포함하는, 전자 기기.The transmission line further includes at least one second metal mesh line in a direction parallel to a boundary of the transmission line.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 직교 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 동작 주파수의 4반파장 또는 반파장에 해당하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기.The electronic device, characterized in that the spacing between the orthogonal metal mesh lines corresponds to a fourth or half wavelength of an operating frequency.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 안테나는,The antenna,전류가 흐르는 방향으로 배치되는 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line); 및A plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows; And상기 방향에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the direction and spaced apart from each other at a predetermined interval.
- 제1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 안테나 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the antenna is a rectangular mesh line shape,상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은,The spacing between the rectangular mesh lines is,상기 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치되고,Arranged at finer intervals than the square mesh in the current flowing direction,상기 직교한 방항에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치되는, 전자 기기.The electronic device, which is arranged at a wider interval than the square mesh in the orthogonal direction.
- 제11 항에 있어서,The method of claim 11,상기 안테나의 경계 부근에서 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치되고,The spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the antenna is arranged at a finer spacing,상기 안테나의 내부 중심에 근접할수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치되고,The closer to the inner center of the antenna, the wider the spacing between the metal mesh lines is,상기 안테나의 경계에서 외측으로 이격될 수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치되는, 전자 기기.The electronic device, wherein the distance between the metal mesh lines is arranged at a wider distance as the distance from the boundary of the antenna to the outside.
- 제10 항에 있어서,The method of claim 10,상기 안테나는 빔 포밍을 위해 배열 안테나로 형성되고,The antenna is formed as an array antenna for beamforming,상기 배열 안테나의 각각의 안테나 소자는 CPW 라인의 내부 도체와 정합부(matching portion)를 통해 연결되고,Each antenna element of the array antenna is connected through an inner conductor of the CPW line and a matching portion,상기 디스플레이 배면에 배치되고, 상기 배열 안테나의 각각의 안테나 소자에 연결되어, 상기 각각의 안테나 소자로 신호를 전달하도록 구성된 송수신부 회로(transceiver circuit)을 더 포함하는, 전자 기기.The electronic device further comprises a transceiver circuit disposed on the rear surface of the display, connected to each antenna element of the array antenna, and configured to transmit a signal to each of the antenna elements.
- 제13 항에 있어서,The method of claim 13,상기 배열 안테나는 상기 전자 기기의 디스플레이 내부의 좌측 상부, 우측 상부, 좌측 하부 및 우측 하부에 배치되는 제1 내지 제4 배열 안테나를 포함하고,The array antenna includes first to fourth array antennas disposed at an upper left, upper right, lower left, and lower right inside a display of the electronic device,상기 송수신부 회로는 상기 제1 내지 제4 배열 안테나 각각에 신호를 전달하도록 구성된 제1 내지 제4 송수신부 회로를 더 포함하는, 전자 기기.The electronic device further comprises first to fourth transceiver circuits configured to transmit signals to each of the first to fourth array antennas.
- 전자 기기에 있어서, In an electronic device,디스플레이;display;상기 디스플레이 내부에 배치되고, 메탈 메쉬 라인을 통해 형성되는 배열 안테나; 및An array antenna disposed inside the display and formed through a metal mesh line; And상기 안테나를 급전하는 전송 선로(transmission line)를 포함하고,Includes a transmission line for feeding the antenna,상기 전송 선로는,The transmission line,전류가 흐르는 방향으로 배치되는 복수의 메탈 메쉬 라인(metal mesh line); 및A plurality of metal mesh lines arranged in a direction in which current flows; And상기 방향에 직교한 방향으로 배치되고, 상호 간에 소정 간격으로 이격된 직교 메탈 메쉬 라인(orthogonal metal mesh line)을 포함하는, 전자 기기.An electronic device comprising an orthogonal metal mesh line disposed in a direction orthogonal to the direction and spaced apart from each other at a predetermined interval.
- 제15 항에 있어서,The method of claim 15,상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 직사각형 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rectangular mesh line shape,상기 직사각형 메쉬 라인 간의 간격은,The spacing between the rectangular mesh lines is,상기 전류가 흐르는 방향에서 정사각형 메쉬보다 더 세밀한 간격으로 배치되고,Arranged at finer intervals than the square mesh in the current flowing direction,상기 직교한 방항에서 정사각형 메쉬보다 더 넓은 간격으로 배치되는, 전자 기기.The electronic device, which is arranged at a wider interval than the square mesh in the orthogonal direction.
- 제16 항에 있어서,The method of claim 16,상기 전송 선로의 경계 부근에서 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 세밀한 간격으로 배치되고,The spacing between the metal mesh lines in the vicinity of the boundary of the transmission line is arranged at a finer spacing,상기 전송 선로의 내부 중심에 근접할수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치되고,The closer to the inner center of the transmission line, the wider the distance between the metal mesh lines is,상기 전송 선로의 경계에서 외측으로 이격될 수록 상기 메탈 메쉬 라인 간의 간격은 더 넓은 간격으로 배치되는, 전자 기기.The electronic device according to claim 1, wherein the distance between the metal mesh lines is arranged at a wider distance as the transmission line is spaced outward from the boundary.
- 제15 항에 있어서,The method of claim 15,상기 전송 라인은,The transmission line,신호선으로 동작하는 내부 도체 영역;An inner conductor region acting as a signal line;그라운드로 동작하는 외부 도체 영역; 및An outer conductor region acting as ground; And상기 내부 도체 영역과 상기 외부 도체 영역 사이에 형성되는 유전체 영역을 포함하는 CPW (Co-Planar Waveguide) 라인 구조로 형성되고,It is formed in a CPW (Co-Planar Waveguide) line structure including a dielectric region formed between the inner conductor region and the outer conductor region,전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 중심보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 내부 도체 영역의 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치되는, 전자 기기.Based on a current distribution, an interval between the metal mesh lines is arranged at a finer interval at a boundary of the inner conductor region adjacent to the dielectric region than the center of the inner conductor region.
- 제18 항에 있어서,The method of claim 18,전류 분포에 기반하여, 상기 내부 도체 영역의 외측 경계보다 상기 유전체 영역에 인접한 상기 외부 도체 영역의 내측 경계에서 상기 메탈 메쉬 라인 간 간격이 더 세밀한 간격으로 배치되는, 전자 기기.Based on a current distribution, an electronic device in which a spacing between the metal mesh lines is arranged at a finer distance at an inner boundary of the outer conductor region adjacent to the dielectric region than an outer boundary of the inner conductor region.
- 제15 항에 있어서,The method of claim 15,상기 전송 선로 내부의 메탈 메쉬 라인의 형태는 마름모 메쉬 라인 형태이고,The shape of the metal mesh line inside the transmission line is a rhombus mesh line shape,상기 전송 선로의 경계 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격은 상기 전송 선로의 중심 부근의 마름모 메쉬 라인의 간격보다 더 세밀하게 형성되고,The spacing of the rhombus mesh lines near the boundary of the transmission line is formed more finely than the spacing of the rhombus mesh lines near the center of the transmission line상기 직교 메탈 메쉬 라인은 상기 전송 선로의 경계에 수직한 방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치되고,The orthogonal metal mesh lines are spaced apart at predetermined intervals in a direction perpendicular to the boundary of the transmission line, and상기 전송 선로의 경계에 평행한 방향으로 적어도 하나의 제2 메탈 메쉬 라인을 더 포함하는, 전자 기기.The electronic device further comprises at least one second metal mesh line in a direction parallel to a boundary of the transmission line.
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