KR100605816B1

KR100605816B1 - 가요성 다이버시티 안테나

Info

Publication number: KR100605816B1
Application number: KR1020007009480A
Authority: KR
Inventors: 헤이즈제러드제임스; 맥도널드제임스디.2세; 스폴존마이클
Original assignee: 에릭슨 인크.
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2006-08-01
Also published as: DK1078416T3; IL138009A0; DE69901555D1; WO1999044257A1; HK1036364A1; EP1078416B1; CN1160829C; TW431018B; CN1292158A; KR20010052185A; US6005524A; AU745162B2; AU3309499A; JP2002505537A; DE69901555T2; JP4146085B2; EP1078416A1

Abstract

무선전화기와 같은 소형 통신 장치에 이용하는데 적합한 이득 및 대역폭 성능을 가진 가요성 다이버시티 안테나가 제공된다. 가요성 재료의 코어는 구불구불한 패턴으로 내부에 내장되는 전기 컨덕터를 가지며, 제1 가요성 유전 재료 층에 의해 둘러싸인다. 상기 안테나의 한 단부에는 제1 유전 재료 층이 가요성 전도 재료에 의해 둘러싸인다. 상기 가요성 전도 재료는 제2 가요성 유전 재료 층에 의해 둘러싸인다. 전도 재료로 둘러싸인 안테나 부분은 동조 소자의 역할을 하고, 전도 재료로 둘러싸이지 않은 안테나 부분은 방사 소자의 역할을 한다. 가요성 신호 피드는 안테나와 일체이며, 가요성 코어로부터 외부로 확장한다.

가요성 다이버시티 안테나, 코어, 전기 컨덕터, 동조 소자, 방사 소자

Description

가요성 다이버시티 안테나{FLEXIBLE DIVERSITY ANTENNA}

본 발명은 일반적으로 안테나에 관한 것으로서, 특히 통신 장치 내에 이용되는 안테나에 관한 것이다.

무선전화기(radiotelephone)와 같은 개인 통신 장치(personal communication device)용 안테나는 동작중에 사용자에게 근접해 있거나, 장치가 동작하는 동안 사용자가 이동하면 적절한 기능을 할 수 없다. 무선전화기 동작 중 물체에 근접하거나 사용자가 이동하면 다경로 페이딩(multipath fading)으로 공지되어 있는 신호 세기에 있어서의 변동, 또는 신호 품질의 저하가 초래될 수 있다. 다이버시티 안테나는 무선전화기의 주 안테나와 함께 동작하여 신호 수신을 향상시키도록 설계되어 왔다.

대중적인 핸드-헬드(hand-held) 무선전화기의 다수는 소형화 추세에 있다. 실제로, 다수의 최신 모델은 단지 11 내지 12 센티미터의 길이를 갖는다. 불행히도, 무선전화기 크기가 감소함에 따라, 그 안의 내부 공간의 크기도 이에 상응하여 감소될 수 있다. 감소된 내부 공간의 크기로 인해, 기존 유형의 다이버시티 안테나는 그 크기가 이에 상응하여 감소하기 때문에, 무선전화기 동작에 필요한 대역폭 및 이득 요건을 달성하기 어려울 수 있다.

다이버시티 안테나의 한 가지 유형을 평면 역 F형 안테나(Planar Inverted F Antenna)(PIFA)라 칭한다. PIFA는 문자 "F"와 유사하다는 점에 의해 그 이름을 얻은 것이며, 전형적으로 함께 형성되는 다수의 강성 재료 층들을 포함하여 그 안에 전도 경로(conductive path)를 가진 방사 소자(radiating element)를 제공한다. PIFA의 다수의 층 및 요소는 전형적으로 성형 플라스틱 또는 시트 금속 지지 구조(sheet metal support structure) 상에 직접 장착된다. 이들의 강도(rigidity)로 인해, PIFA는 작은 무선전화기 영역 내에 배치하기 위한 최종 형상으로 벤딩(bending)하여 성형하기가 다소 어렵다. 게다가, PIFA는 이들이 설치되는 장치가 충격력(impact force)을 받을 때 손상될 가능성이 있다. 충격력으로 인해, PIFA의 다수의 층이 부서질 수 있는데, 이는 동작을 방해하거나 심지어 고장을 초래할 수 있다.

PIFA가 일반적으로 평평하지 않는 형태를 가지므로, PIFA를 제작함에 있어서 다양한 스탬핑(stamping), 벤딩, 및 에칭(etching) 단계가 필요로 될 수 있다. 결과적으로, 제작 및 조립(assembly)은 전형적으로 다소 고가일 수 있는 배치-형(batch-type) 공정으로 수행된다. 게다가, PIFA는 일반적으로 동축 케이블(coaxial cable)과 같은 차폐 신호 피드(shielded signal feed)를 이용하여, PIFA를 무선전화기 내의 RF 회로와 접속시킨다. 무선전화기를 조립하는 동안, RF 회로와 PIFA 간의 차폐 신호 피드는 전형적으로 수동 설치를 필요로 하는데, 이는 무선전화기 제작 비용을 증가시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선전화기와 같은 소형 통신 장치의 내부 영역 내에 쉽게 맞을 수 있는 PIFA를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 무선전화기 내에 이용하기에 충분한 이득 및 대역폭 성능을 가질 수 있는 소형 PIFA를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 자신이 설치되는 장치로의 충격력에 기인한 손상을 덜 받을 수 있는 PIFA를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선전화기 조립을 간소화함으로써 무선전화기 제작 비용을 감소시키는 것이다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은 무선전화기와 같은 소형 통신 장치 내에 이용하기에 적합한 이득 및 대역폭 성능을 가질 수 있는 가요성(flexible) 다이버시티 안테나에 의해 제공된다. 실리콘(silicon)과 같은 가요성 재료의 코어(core)는 내부에 전기 컨덕터(electrical conductor)가 내장되며 제1 가요성 유전 재료(dielectric material) 층에 의해 둘러싸인다. 안테나의 한 단부에서, 상기 제1유전 재료 층은 구리 또는 니켈 직물(fabric)과 같은 전도 재료(conductive material)에 의해 둘러싸인다. 상기 전도 재료는 가요성이 있으며, PIFA에 전형적으로 이용되는 강성의 금속제 소자를 대체한다.

전도 재료는 제2 가요성 유전 재료 층에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. 전도 재료에 의해 둘러싸인 안테나 부분은 동조 소자(tuning element)의 역할을 하며, 전도 재료에 의해 둘러싸이지 않은 안테나 부분은 방사 소자의 역할을 한다. 코어 내의 전기 컨덕터는 구불구불한(meandering) 경로를 따라 방사 소자 및 동조 소자 사이에서 확장하는 것이 바람직하다.

가요성 신호 피드는 안테나와 일체이며, 가요성 코어로부터 외부로 확장한다. 신호 피드는 가요성 코어 내부에 내장된 전기 컨덕터에 전기적으로 접속된다. 상기 신호 피드는 가요성 재료, 바람직하게는 가요성 코어와 동일한 재료 층에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. 이러한 가요성 재료는 유전 재료 층에 의해 둘러싸인다. 이러한 유전 재료 층을 둘러싸는 것은 신호 피드를 차폐시키는 역할을 하는 전도 재료 층이다. 이러한 전도 재료 층은 다른 유전 재료 층에 의해 둘러싸일 수 있다.

규정된 임피던스를 가진 가요성 다이버시티 안테나를 제작하는 작업은 탄성(elastomeric) 코어에 내장된 전기 컨덕터, 상기 탄성 코어를 둘러싸는 제1 유전 재료 층, 전도 재료로 둘러싸인 제1 유전 재료 층 부분 및, 전도 재료를 둘러싸는 제2 유전 재료 층을 가진 평면 안테나 소자를 형성한 다음, 무선전화기와 같은 전자 장치(electronic device) 내에 조립하기 위한 형상으로 상기 평면 안테나 소자를 접는 단계를 포함한다. 탄성 코어 및 상기 코어 둘레에 다수의 재료 층들을 적층하는데 이용되는 재료는 평면 안테나 소자를 전자 장치 내에 조립하기 위한 형상으로 폴딩하기 이전에 경화된다. 경화 동작 동안, 제2 유전 재료 층의 표면을 텍스처링(texturing)하는 것이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 다이버시티 안테나는 평면 형태로 제작될 수 있는데, 이는 대량 자동 생산(high volume automated production)에 도움이 된다. 또한, 재료 선택 및 다수의 재료 층의 두께 제어를 통해, 반복 가능한 임피던스 특성이 얻어질 수 있다. 가요성의 유전 재료와 전도 재료가 이용되기 때문에, 안테나는 무선전화기를 조립하는 동안 작은 면적에 맞도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

공지되어 있는 다이버시티 안테나와 대조적으로, 본 발명은 주어진 크기 및 위치에 대해 무선전화기 동작에 있어 충분한 이득과 대역폭을 성취할 수 있다. 본 발명을 이용하면, 안테나 설계자는 공지되어 있는 다이버시티 안테나보다 보다 고도의 설계 유연성을 갖는다. 또한, 전도 재료가 선택적으로 부가되어, 안테나의 섹션 상에 제어된 임피던스 스트립라인 전송 매체(controlled impedance stripline transmission medium)를 생성할 수 있다.

이전 PIFA에서의 비교적 강성의 안테나 어셈블리(assembly)는 일반적으로 통신 장치 내의 작은 공간에 맞추기 용이하도록 폴딩(folding)하는데 적합하지 않다. 대조적으로, 본 발명에 따른 다이버시티 안테나는 상기 안테나가 현재의 무선전화기 및 다른 통신 장치의 작은 공간 제약에 따르도록 가요적인 형태를 갖는다. 본 발명의 가요적인 형태는 또한 충격력에 의한 손상 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 장치 내의 신호 회로와 안테나를 접속하기 위한 별도의 동축 케이블을 필요로 하지 않는 일체형의, 가요성 신호 피드를 갖는다. 따라서, 무선전화기와 같은 통신 장치의 조립 비용이 감소될 수 있다.

도 1은 무선전화기 내에 이용되는 전형적인 PIFA.

도 2는 본 발명 양상에 따른 가요성 PIFA의 평면도.

도 3은 폴딩된 형태의 동조부를 가진 도 2에 도시된 PIFA의 사시도.

도 4는 라인(4-4)을 따라 취해진 도 2에 도시된 PIFA의 단면도.

도 5는 라인(5-5)을 따라 취해진 도 2에 도시된 PIFA의 단면도.

도 6은 라인(6-6)을 따라 취해진 도 2에 도시된 PIFA의 단면도.

도 7a 내지 7b는 본 발명 양상에 따른 가요성 다이버시티 안테나를 제작하기 위한 동작을 개략적으로 도시한 도면.

이하에서, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본원에 설명된 실시예에 국한되는 것으로 해석되지 않아야 하며; 오히려 이러한 실시예가 제공되어 본 명세서가 완전하고 완벽해지고, 당업자들에게 본 발명 범위를 충분히 전달할 것이다. 전체에 걸쳐 동일한 요소에는 동일한 참조 번호가 병기되어 있다.

당업자들에게 공지되어 있는 바와 같이, 안테나는 전기 신호를 송신 및/또는 수신하는 장치이다. 송신 안테나는 전형적으로 개구 또는 반사 표면을 유도하거나 조사하여 전자기 필드(electromagnetic field)를 방사하는 피드 어셈블리를 포함한다. 수신 안테나는 전형적으로 입사하는 방사 필드를 컬렉팅(collecting) 피드에 집중시키고, 입사하는 방사량에 비례하여 전자 신호를 발생시키는 개구 또는 표면을 포함한다. 안테나로부터 방사되거나 안테나에 의해 수신되는 전력 양은 자신 개구 면적에 의존하며 이득과 관련되어 설명된다. 안테나에 대한 방사 패턴은 종종 극좌표(polar coordinate)를 이용하여 플롯팅(plot)된다. 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio)(VSWR)는 피드 라인(feed line)이나 전송 라인과의 안테나 피드 포인트의 임피던스 정합과 관련된다. 최소 손실로 RF 에너지를 방사하거나, 수신된 RF 에너지를 최소 손실로 수신기로 통과시키기 위하여, 안테나 임피던스는 전송 라인 또는 피더(feeder)의 임피던스와 정합되어야 한다.

무선전화기는 전형적으로 내부에 배치된 인쇄 회로 기판상에 위치된 신호 처리 회로와 동작적으로 관련된 송수신기에 전기적으로 접속되는 주 안테나를 이용한다. 안테나와 송수신기간의 전력 전달을 극대화하기 위하여, 송수신기 및 안테나는 각자의 임피던스가 사실상 "정합"되어, 즉 원치않는 안테나 임피던스 성분을 여과 또는 보상하도록 전기적으로 조정되어, 회로 피드에서 50 옴(ohm)의(또는 원하는) 임피던스 값을 제공하도록 상호접속되는 것이 바람직하다.

당업자들에게 널리 공지되어 있는 바와 같이, 다이버시티 안테나는 무선전화기 내의 주 안테나와 함께 이용되어, 신호 세기의 변동으로 인해 호출이 끊기는 것을 방지할 수 있다. 신호 세기는 사용자의 셀룰러 전화망 내의 셀들간 이동, 건물 사이에서의 사용자 보행, 고정된 물체로부터의 간섭 등으로 인해 변할 수 있다. 다이버시티 안테나는 주 안테나가 포착할 수 없는 신호를 공간, 패턴 및, 대역폭 또는 이득 다이버시티를 통해 포착하도록 설계된다.

종래 기술에 널리 공지된 다이버시티 안테나 형태는 평면 역 F형 안테나(PIFA)이며, 이는 도 1에 도시되어 있다. 도시된 PIFA(10)는 접지면(14)과 이격되어 떨어진 관계로 유지되는 방사 소자(12)를 포함한다. 상기 방사 소자는 또한 16으로 표시된 바와 같은 접지면(14)에 접지된다. RF 접속(17)은 아래에 놓인(underlying) 회로로부터 접지면(14)을 통과하여 18에서 방사 소자(12)로 확장한다. PIFA는 이득과 대역폭에 영향을 줄 수 있는 다음 파라미터를 조절함으로써; 즉, 방사 소자(12)의 길이(L)를 변경하고; 방사 소자(12)와 접지면(14) 사이의 갭(gap)(H)을 변경하고; 접지와 RF 접속 간의 거리(D)를 변경함으로써 원하는 주파수에 동조된다. 당업자에게 공지되어 있는 다른 파라미터가 PIFA를 동조시키기 위하여 조절될 수 있지만, 이는 더 이상 설명되지 않는다.

이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면 다이버시티 안테나(20)가 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 안테나(20)는 "F" 형상이며, 동조부(22) 및 인접한 방사 소자(24)를 포함한다. 상기 안테나(20)는 도 2에 도시된 바와 같은 평면 형태로 제작되는 것이 바람직하다. 통신 장치 내에 조립하기 이전에, 가요성 안테나는 장치의 내부 공간에 맞도록 폴딩된다.

도 3은 안테나가 소정의 통신 장치 내에 조립되는데 적합한 형태를 갖도록, 그 동조부(22)가 방사 소자(24) 아래로 폴딩되는 안테나(20)를 도시한다. 도 3은 또한 통신 장치 내의 신호 회로와의 접속이 적당한 방향이 되도록 하기 위하여 방사 소자(24)에 대해 실질적으로 횡단 방향(transverse orientation)인 차폐된 가요성 신호 피드(28)를 도시한다. 본 발명에 따른 가요성 다이버시티 안테나는 요구되는 바와 같이 다양한 형상으로 형성되어, 무선전화기와 같은 장치의 다양한 내부 공간 내에서의 설치를 용이하도록 할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 연속적인 전기 컨덕터(26)는 동조 소자(22)와 방사 소자(24) 사이에서 확장하며 전자 신호를 송수신하는 안테나 소자의 역할을 한다. 도시된 실시예에서, 전기 컨덕터(26)는 구불구불한 패턴으로 동조 소자 단부(22a)로부터 대향하는 방사 소자 단부(24a)로 확장한다.

도시되어 있는 바와 같이, 가요성의 차폐된 RF 또는 마이크로파 신호 피드(28)는 안테나(20)의 방사 소자(24)에 일체로 접속된다. 차폐된 신호 피드(28)는 방사 소자(22)와 유사한 형태를 가지며, 이는 아래에 상세히 설명된다. 전기 컨덕터(30)는 가요성 신호 피드(28) 내에 포함되며 대향하는 단부(30a 및 30b)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 전기 컨덕터(30)의 단부(30a)는 위치(29)에서 방사 소자(24)의 전기 컨덕터(26)와 전기적으로 접속된다. 대향하는 단부(30b)는 땜납(soldering), 변위 커넥터(displacement connector), 전도성 탄성체(conductive elastomer), 금속 압축 접촉(metal compression contact) 등을 포함하는 종래의 접속 기술을 통해 회로 기판에 조립하도록 구성되는 것이 바람직하다.

가요성 신호 피드(28)는 무선전화기 및 다른 전자 장치 내에서의 조립을 용이하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있다. 종래의 다이버시티 안테나는 일반적으로 무선전화기의 주회로 기판으로부터 차폐된 신호 피드를 필요로 한다. 이를 위해 종종 동축 케이블이 사용된다. 그러나, 동축 케이블은 비교적 고가이며 수동 조립을 필요로 한다. 본 발명은 차폐된 신호 피드(28)가 안테나(20)의 일체형 부분으로서 제공되기 때문에 유용하다.

이제 도 4를 참조하면, 라인(4-4)을 따라 취해진 도 2의 안테나(20)의 방사 소자(24)에 대한 단면도가 도시되어 있다. 전기 컨덕터(26)는 가요성 코어(34)에 내장된다. 가요성 코어는 실리콘(silicon)과 같은 탄성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 가요성 코어는 또한 약 1.8 및 2.2 사이의 유전 상수(dielectric constant)를 갖는 유전 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 제1 가요성 유전 재료 층(32)은 도시된 바와 같이 탄성 코어(34)를 둘러싼다. 제1 유전 재료 층은 약 1.8 및 2.2 사이의 유전율을 갖는 것이 바람직하다. 제1 유전 재료 층은 비-금속제의 모 또는 니트 직물(woven or knit fabrics)로 형성될 수 있다. 120℃까지의 처리 온도를 견딜 수 있는 폴리에스테르 또는 액정 폴리머(liquid crystal polymer)(LCP) 직물(cloth)은 제1 유전 재료 층(32)으로서 이용하기 위한 예시적인 유전 재료이다.

이제 도 5를 참조하면, 라인(5-5)을 따라 취해진 도 2의 안테나(20)의 동조 소자(22)에 대한 단면도가 도시되어 있다. 가요성 전도 재료 층(36)이 제1 유전 재료 층(32)을 둘러싼다. 상기 전도 재료(36)는 금속제 직물인 것이 바람직하다. 바람직한 금속제 직물은 높은 강도(strength) 및 높은 온도 처리 능력을 갖는 것이다. 예시적인 금속제 직물은 구리로 코팅된 다음, 니켈 외부 층으로 코팅되는 섬유(fiber)를 가진 폴리에스테르 또는 액정 폴리머(LCP)의 직물; 금속제 섬유 또는 금속제 펠트(felt) 구조로 형성된 니켈 및 구리 직물; 섬유 또는 펠트 구조로 형성된 탄소 섬유 구조 등을 포함하지만, 이에 국한되지 않는다. 대안으로, 제1 유전 재료 층(32) 부분은 외부 표면상에서 전도 재료를 이용하여 금속화될 수 있다.

금속제 직물(36)은 실리콘과 같은 탄성 재료와 함께 제1 유전 재료 층(32)에 적층되는 것이 바람직하다. 실리콘이 금속제 직물 내의 틈(void)을 채워 벤딩 특성을 향상시킨다. 당업자들에게 공지된 바와 같이, 실리콘은 다양한 온도에 걸쳐, 특히 저온에서 높은 신장성(elongation)을 가진 일관된 가요성을 제공한다. 그 다음에, 전도 재료(36)는 도시된 바와 같이, 제2 가요성 유전 재료 층(38)으로 둘러싸인다. 제2 유전 재료 층(38)은 필름 또는 직물 구조로 형성된 비-금속제의 폴리머로부터 형성될 수 있다. 제2 유전 재료 층(38)으로서 이용하기 위한 예시적인 재료로는, 폴리에테르이미드(polyetherimide)(PEI) 필름, 또는 120℃까지의 처리 온도를 견딜 수 있는 폴리에스테르나 액정 고분자(LCP)로 이루어진 직물이다.

제1 및 제2 유전 재료 층(32, 38)의 두께는 전기 컨덕터에 대한 제어된 특성 임피던스(controlled characteristic impedance)(Z₀)를 생성하도록 하기 위하여 안테나(20)를 제작하는 동안 변화될 수 있다. RF 전송 라인의 특성 임피던스(Z₀)는 라인을 포함한 재료(컨덕터 폭 및 유전체 두께)의 유전 상수 및 기하구조(geometry)로부터 계산된다. 기하구조가 스트림라인으로부터 마이크로스트립 전송 라인으로 변화할 때, 상기 층의 두께가 원하는 임피던스로 조절된다. 또한, 더 강성의 유전 재료가 또한 제1 및 제2 유전 재료 층(32, 38) 둘 모두에 부가되어, 안테나(20)의 가요성을 제어하거나 안테나의 유전 상수를 조정할 수 있다. 폴리에테르이미드(PEI)의 필름은 높은 강도와 우수한 가요성이 필요로 되는 경우에 이용될 수 있다. 당업자들에게 널리 공지된 바와 같이, PEI는 실리콘 탄성체의 유전 상수와 거의 정합하며 실리콘 및 다양한 외부의 코팅 재료(coating material) 둘 모두에 잘 접착된다. 제1 및 제2유전 재료 층(32, 38)을 접착하는데 있어서, 열에 의해 활성화되는 접착 필름을 이용하는 것이 필요로 될 수 있다. 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene)(FEP) 접착 필름이 TFE 유전 재료로 이용되며, 실리콘 필름이 PEI 유전 재료로 이용된다.

안테나(20)는 코어(34)에 이용되는 실리콘 또는 다른 탄성 재료를 경화하여, 상기 코어를 둘러싸는 다양한 재료 층을 함께 적층하기 위하여 경화 동작을 겪을 수 있다. 경화 동작은 전형적으로 이용된 접착 시스템 제작자의 추천에 따라 수행된다. 예컨대, FEP 필름은 235℃ 이상이거나 이와 동일한 온도에서 접착할 수 있고; 실리콘 탄성체의 열 경화 접착제는 120℃ 이상이거나 이와 동일한 온도에서 접착할 수 있으며; 또는 압력 경화 실리콘 탄성체 접착제는 90℃ 이상이거나 이와 동일한 온도에서 신속한 접착이 이루어질 수 있다. 얇은 시트(sheet) 재료의 접착제 접착에서 일반적인 바와 같이, 강성의 백킹 플레이트(backing plate)를 통해 압력이 인가될 수 있다. 백킹 플레이트 및 접착될 재료 간의 경계면은 컴플라이언트 탄성체 패드(compliant elastomer pad)로 채워질 수 있다. 탄성체 패드의 컴플라이언스(compliance)는 틈이없는(void-free) 접착제 경계면을 생성하는데 도움이 된다. 탄성체 패드의 모양 및 표면 텍스처(texture)는 안테나의 최종적인 조립에 도움이 되도록 폴드 라인(fold line)을 생성하거나 릴리프 포인트(relief point)를 벤딩하는데 이용될 수 있다.

제2 유전 재료 층(38)은 표면 텍스처링을 포함하여, 안테나의 단면 전체에 걸쳐 벤딩 응력(bending stress)을 고르게 분산시킬 수 있다. 텍스처링은 경화 공정에 이용된 압력 패드를 통해 형성될 수 있다. 실리콘이 전도 재료(36) 내의 섬유들 사이의 틈을 채우는 것을 보장하기 위한 경화 공정 동안 압력이 인가될 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 라인(6-6)을 따라 취해진 도 2의 안테나(20)에 대한 방사부(24)와 동조부(22) 사이의 전이 영역(transition region)에 대한 단면도가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 제2 유전층(38)은 전도 재료(36)의 종단 포인트(termination point)를 약간 벗어나서 끝난다. 그러나, 제2 유전층(38)은 제1 유전 재료 층(32) 이상으로 더 확장할 수 있다. 제2 유전층(38)을 제1 유전 재료 층(32) 이상으로 확장시키는 것은 (벤딩 공정에 도움이 되도록) 더 평탄한 두께 전이를 발생시키거나, (최종 어셈블리를 벤딩하는데 도움이 되도록) 전이시에 더 큰 강도를 발생시키는데 이용될 수 있다. 유사한 형태가 신호 피드(28)와 방사 소자(24) 사이의 전이 영역에 존재할 수 있다.

환경적으로 적합한 안테나(20)용 외부 표면을 형성하기 위해, 더 강성의 외부 재료 층(도시되지 않음)이 이용될 수 있다. FEP를 포함하지만, 이에 국한되지 않는 다양한 재료가 외부 표면으로서 이용될 수 있다. 외부 재료 층은 옷의 마찰 및 다른 원인을 방지하는데 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 가요성 다이버시티 안테나를 제조하기 위한 동작이 도 7a 및 7b에 개략적으로 도시되어 있다. 평면 안테나가 형성되고(블록 100) 나서, 전자 장치내에 조립하기 위해 폴딩된다(블록 200). 평면 안테나를 형성하는 동작은 바람직하게는 구불구불한 형태의 전기 컨덕터를 탄성 코어 내에 내장시키는 단계를 포함한다(블록 102). 다음으로, 탄성 코어가 제1 유전 재료 층에 의해 둘러싸인다(블록 104). 제1 유전 재료 층의 하나 이상의 부분이 전도 재료로 둘러싸여, 안테나를 규정된 임피던스에 동조시킨다(블록 106). 차폐된 신호 피드는 안테나와 일체로 형성되며, 안테나로부터 외부로 확장한다(블록 108). 탄성 코어, 및 유전층과 전도층을 상기 코어에 접착하는 재료는 공기 경화(air curing), 열 경화(thermal curing), 적외선 경화(infrared curing), 마이크로파 경화(microwave curing) 등을 포함하지만, 이에 국한되지 않는 당업자들에게 공지된 경화 기술을 이용하여 경화된다(블록 110). 경화 동작 동안 제2 유전 재료 층에 표면 텍스처링이 생성될 수 있다(블록 112).

상술된 것들은 본 발명을 설명하는 것이지, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 본 발명에 대한 몇 가지 예시적인 실시예가 설명되어 있을지라도, 당업자들은 본 발명의 새로운 교시 및 장점에서 실질적으로 벗어나지 않고 상기 예시적인 실시예에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이와 같은 모든 변형은 청구항에 규정되어 있는 바와 같은 본 발명 범위 내에 포함되도록 의도된다. 청구항에서, 수단-및-기능 항은 상술된 기능을 수행할 때, 본원에 설명된 구조, 및 구조적인 등가 뿐만 아니라, 등가 구조를 포함하도록 의도된다. 따라서, 상술된 것들은 본 발명을 설명하는 것이지 상기 개시된 소정의 실시예에 국한되는 것으로 간주되지 않아야 하며, 상기 개시된 실시예 뿐만 아니라, 다른 실시예에 대한 변형이 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 본원에 포함될 청구항에 등가인 다음 청구항에 의해 규정된다.

Claims

제1 가요성 유전 재료 층에 의해 둘러싸이며, 대향하는 단부를 가진 가요성 코어,

상기 단부 중 하나에서 상기 제1 가요성 유전 재료 층을 둘러싸는 가요성 전도 재료 층, 및

상기 가요성 코어 내에 내장되며, 상기 단부들 사이에서 확장하는 전기 컨덕터를 포함하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 전도 재료 층은 제2 가요성 유전 재료 층에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 전기 컨덕터는 상기 가요성 코어에 걸쳐 구불구불한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 코어가 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 전도 재료는 금속제 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 5 항에 있어서, 상기 금속제 직물은 실리콘 탄성체를 이용하여 상기 제1 가요성 유전 재료 층에 적층되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 가요성 유전 재료 층이 1.8 및 2.2 사이의 유전 상수를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 코어는 1.8 및 2.2 사이의 유전 상수를 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 가요성 유전 재료 층은 폴리에테르이미드 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 코어로부터 외부로 확장하는 일체형의 가요성 신호 피드를 더 포함하는데, 상기 신호 피드는 상기 가요성 코어에 내장된 상기 전기 컨덕터에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제 10 항에 있어서,

상기 신호 피드를 둘러싸는 가요성 재료 층,

상기 가요성 재료 층을 둘러싸는 제1 가요성 유전 재료 층,

상기 제1 가요성 유전 재료 층을 둘러싸는 가요성 전도 재료 층, 및

상기 가요성 전도 재료 층을 둘러싸는 제2 가요성 유전 재료 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
가요성 다이버시티 안테나로서,

전도 재료를 이용하여 선택된 부분이 금속화되는 제1 유전 재료 층에 의해 둘러싸이며, 대향하는 단부를 가진 가요성 코어, 및

상기 가요성 코어 내에 내장되며 상기 대향하는 단부들 사이에서 확장하는 전기 컨덕터를 포함하는 가요성 다이버시티 안테나.
제 12 항에 있어서,

상기 제1 유전 재료 층의 상기 금속화된 부분을 둘러싸는 제2 유전 재료 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 다이버시티 안테나.
제 12 항에 있어서,

상기 전기 컨덕터는 상기 가요성 코어에 걸쳐 구불구불한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 가요성 다이버시티 안테나.
제 12 항에 있어서,

상기 가요성 코어는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가요성 다이버시티 안테나.
제 12 항에 있어서,

상기 가요성 코어로부터 외부로 확장하는 신호 피드를 더 포함하는데, 상기 신호 피드는 상기 가요성 코어에 내장된 상기 전기 컨덕터에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 가요성 다이버시티 안테나.
제 12 항에 있어서,

상기 신호 피드를 둘러싸는 탄성 재료 층,

상기 탄성 재료 층을 둘러싸는 제1 유전 재료 층,

상기 제1 유전 재료 층을 둘러싸는 전도 재료, 및

상기 전도 재료를 둘러싸는 제2 유전 재료 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 다이버시티 안테나.
무선전화기 하우징,

상기 하우징에 배치된 회로 기판,

상기 하우징에 배치된 가요성 다이버시티 안테나로서, 상기 안테나는,

제1 유전 재료 층에 의해 둘러싸이며, 대향하는 단부를 가진 가요성 코어,

상기 단부 중 하나를 둘러싸는 전도 재료 층과,

상기 가요성 코어에 내장되며 상기 단부들 사이에서 확장하는 전기 컨덕터를 포함하는, 상기 가요성 다이버시티 안테나, 및

상기 다이버시티 안테나로부터 외부로 확장하며, 상기 가요성 코어에 내장된 상기 전기 컨덕터를 상기 회로 기판과 전기적으로 접속시키는 신호 피드를 포함하는, 무선전화기.
제 18 항에 있어서,

상기 전도 재료 층은 제2 유전 재료 층에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
제 18 항에 있어서,

상기 전기 컨덕터는 상기 가요성 코어에 걸쳐 구불구불한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
제 18 항에 있어서,

상기 가요성 코어가 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
제 18 항에 있어서,

상기 전도 재료 층은 금속제 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
제 22 항에 있어서,

상기 금속제 직물은 실리콘 탄성체를 이용하여 상기 제1 유전 재료 층에 적층되는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
제 18 항에 있어서,

상기 신호 피드를 둘러싸는 탄성 재료 층,

상기 탄성 재료 층을 둘러싸는 제1 유전 재료 층,

상기 제1 유전 재료 층을 둘러싸는 전도 재료, 및

상기 전도 재료를 둘러싸는 제2 유전 재료 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전화기.
규정된 임피던스를 가진 가요성 다이버시티 안테나 제작 방법으로서,

가요성 코어에 내장된 전기 컨덕터, 상기 가요성 코어를 둘러싸는 제1 유전 재료 층, 전도 재료로 둘러싸인 상기 제1 유전 재료 층 부분, 및 상기 전도 재료를 둘러싸는 제2 유전 재료 층을 가진 평면 안테나를 형성하는 단계, 및

상기 평면 안테나를 전자 장치 내에 조립하기 위한 형상으로 폴딩하는 단계를 포함하는, 규정된 임피던스를 가진 가요성 다이버시티 안테나 제작 방법.
제 25 항에 있어서,

평면 안테나를 형성하는 상기 단계는 상기 가요성 코어에 걸쳐 구불구불한 형태의 전기 컨덕터를 내장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.
제 25 항에 있어서,

평면 안테나를 형성하는 상기 단계는 상기 가요성 코어로부터 외부로 확장하는 일체형의 차폐된 신호 피드를 형성하는 단계를 포함하는데, 상기 신호 피드는 상기 가요성 코어에 내장된 전기 컨덕터에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.
제 25 항에 있어서,

평면 안테나를 전자 장치 내에 조립하기 위한 형상으로 폴딩하는 상기 단계 이전에, 상기 가요성 코어를 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.
제 25 항에 있어서,

평면 안테나를 형성하는 상기 단계는 실리콘 탄성체로부터 상기 가요성 코어를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 전도 재료는 금속제 직물인 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 금속제 직물은 실리콘 탄성체를 이용하여 상기 제1 유전 재료 층에 적층되는 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.
제 28 항에 있어서,

가요성 코어를 경화시키는 상기 단계는 상기 제2 유전 재료 층에 표면 텍스처링을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규정된 임피던스를 가진 가요성 안테나 제작 방법.