KR100669481B1

KR100669481B1 - 무선파를 송수신하기 위한 안테나 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 무선통신장치

Info

Publication number: KR100669481B1
Application number: KR1020027004962A
Authority: KR
Inventors: 브라운크리스티안; 에드파르트쏜올로프; 에릭쏜라이프
Original assignee: 에이엠씨 센츄리온 에이비
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2007-01-15
Also published as: AU1318901A; SE9903944D0; KR20020040892A; WO2001031733A1; CN1384987A; EP1243051A1; SE516536C2; SE9903944L; CN1245778C; US6980782B1

Abstract

본 발명은, 무선파를 송수신하고 무선 통신 장치에 설치가능한 안테나 장치(1)를 포함하며, 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향 및 근필드 패턴과 같은 한 세트의 방사 파라미터에 의해 각각 구별되는 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능한 수신 안테나 구조들(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92), 및 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조를 선택적으로 스위칭하는 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 포함한다. 상기 장치는 상기 안테나 구조에 의해 무선 주파수 파의 수신의 질을 나타내는 제1 및 제2 측정 동작 파라미터를 수신하는 제1 및 제2 수신 수단, 및 상기 스위칭 장치를 제어하여, 상기 전송 및/또는 수신의 질을 개선하기 위하여, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조들을 선택적으로 스위칭하는 제어 장치(22)를 포함한다.

안테나 장치, 무선파, 안테나 구성 상태, 스위칭 장치, 제어 장치, 반사 계수,

Description

무선파를 송수신하기 위한 안테나 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 무선통신장치{ANTENNA DEVICE AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING RADIO WAVES}

본 발명은 일반적으로 안테나 분야에 관한 것으로, 특히 무선파를 송수신하기 위한 안테나 장치, 이런 안테나 장치를 포함하는 무선 통신 장치, 및 무선파를 송수신하는 방법에 관한 것이다.

현대의 무선 통신 산업에서는, 휴대 전화와 같은 보다 소형이며 다기능의 휴대용 단말에 대한 요구가 점점 증가하고 있다. 안테나의 크기는 그 성능에 있어 결정적인 것으로 알려져 있다(Johnson, Antenna Engineering Handbook, McGrawhill 1993, Chapter 6 참조). 안테나, 전화기 몸체 및 인접한 환경, 예컨대 사용자 자신 사이의 상호작용은 이전보다 더욱 중요하게 되었다. 최근까지, 2개 이상의 주파수 대역이 유지될 수 있는 요건이 통상 존재하였다. 따라서, 여러 조건하에서 양호한 안테나 성능을 나타내는 이러한 콤팩트하고 다기능의 단말을 제조하는 것은 불가능한 일이었다.

오늘날 휴대용 전화기를 제조시, 안테나는 이런 특정 전화기의 특성에 통상 적응되어 디폴트 환경에서 디폴트 사용 시에 적합하게 된다. 이는 어느 특정 전화기가 사용되거나 또는 어느 특정 전화기가 다른 휴대용 전화기에 적합하게 되는 어 느 특정 조건하에서 안테나가 나중에 적응될 수 없음을 의미한다. 따라서, 각각의 모델의 휴대용 전화기는 통상 어느 다른 전화기 모델에 선택적으로 사용될 수 없는 특정 설계 안테나가 구비되어야만 한다.

휴대용 무선 통신 장치용 안테나 장치의 방사 속성은 장치의 인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 지지 구조 및 전화기 케이싱의 형상 및 크기에 크게 의존한다. 모든 방사 속성들은, 예컨대 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향 및 근필드 패턴은 PCB 및 전화기 케이싱과의 상호작용과 안테나 장치 자체의 프로덕트(product)이다. 따라서, 안테나가 편입되는 전체 장치에 대해서 아래에서 만들어진 방사 속성에 관한 모든 참조가 있어야 한다.

상술한 내용은 다른 무선 통신 장치, 예컨대 코드리스 전화기, 원격 시스템, 무선 데이터 단말 등에 대해서도 적용된다. 따라서, 본 발명의 안테나 장치는 다양한 통신 장치에서 폭넓게 응용된다.

다기능(diversity functionality)을 가짐으로써 다양한 무선파 환경에 적응되는 수신 안테나는 EP-A2-0,852,407, GB-A-2,332,124 및 JP-A-10,145,130에 공지되어 있다. 이런 다기능 시스템은 노이즈, 및/또는 심볼간 간섭을 야기하는 지연 신호 및 공통 채널 간섭 신호와 같은 바람직하지 않은 신호를 억제하는데 사용될 수 있어, 신호 품질을 전체적으로 향상시키나 다중 수신기 체인을 포함하는 복잡한 수신기 회로 구조 및 복수의 안테나 입력포트를 요구한다.

스위칭가능한 안테나들은 예를 들면 "다양성을 달성하기 위하여(for achieving diversity)"와 같은 문헌에 공지되어 있다.

WO 99/44307에는 안테나 이득 다이버서티를 갖는 통신 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 제1 및 제2 안테나 소자를 포함하여, 이들 모두 또는 단지 하나가 안테나 신호 노드에 결합될 수 있다. 노드에 결합되지 않은 안테나 소자는 신호 접지에 전기적으로 결합된다.

EP-A1-0,546,803에는 단일 안테나 소자를 포함하는 다이버서티 안테나를 개시한다. 이 안테나 소자는 공통 RF 피드원으로부터 하나의 단 또는 다른 단에서 선택적으로 피드될 수 있는 1/4파 모노폴의 형태이다.

US-A1-5,541,614에는 주파수 선택성 광학 밴드갭 결정(frequency selective photonic bandgap crystal)의 상부에 끼워넣어진 한 세트의 중심-피딩 세그먼트(center-fed and segmented) 다이폴 안테나들을 포함하는 안테나 시스템을 개시한다. 이 안테나 시스템의 일부 특성은 예컨대 더 길게 또는 짧게 하기 위해 다이폴 암의 세그먼트를 연결/비연결시킴에 의해 변화될 수 있다.

그러나, 이들 종래의 장치 모두는, 예컨대 신호 조건에 기인하여 필요될 때 일부 인공지능적으로 연결 또는 비연결되는 어떠한 스위칭가능한 안테나 소자들을 개시하고 있지 않다. 전술한 EP-A1-0,546,803에는 이같은 인공지능 스위칭의 가능성을 언급하고 있지만, 스위칭을 제어하는 방법에 대해서는 전혀 언급하지 못하고 있다.

본 발명의 주된 목적은 무선파를 송수신하며 무선 통신 장치에 접속가능하고, 송신기부 및 수신기부를 포함하는 안테나 장치를 제공하는 것으로, 이 수신기 부는 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향, 및 근필드 패턴과 같은 한 세트의 방사 관련 파라미터에 의해 각각 구별가능한 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능한 안테나 구조와, 안테나 장치가 다기능이며 다양한 조건들에 적응가능하고 소정 기능을 얻는데 적합한 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조를 선택적으로 스위칭하는 스위칭 장치를 포함한다.

이런 점에서, 본 발명의 특정 목적은 종래의 안테나 장치들과 비교하여 개선된 성능을 나타내는 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 장치에 설치된 후 이의 다른 모델에 적합하도록 적응될 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공진 주파수, 임피던스, 방사 패턴, 편향, 대역폭, 및 다이버서티와 같은 소정의 특성이 제어가능한 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 안테나 구조와 스위칭 장치들간에 제어가능한 상호작용을 나타내는 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단순하며 경량이고 제조가 용이하며 값싼 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 효율적이며, 설치가 용이하고 신뢰성 있고, 특히 장기간 사용 후에도 기계적인 내구성이 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 장치의 편입된 부분으로서 사용되는데 적합한 안테나 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르는 이들 목적 및 다른 목적은 첨부된 청구범위에 청구된 안테나 장치, 무선 통신 장치, 및 방법에 의해 달성된다.

청구범위에서 "안테나 구조"는 무선 통신 장치 회로의 송신(피드)선에 접속된 액티브 소자들 뿐만 아니라, 접지 되거나 또는 비접속되어 예컨대 디렉터(director), 반사기, 임피던스 정합 소자 등으로서 동작하는 소자들을 포함하는 것이다.

본 발명은 단지 예시적이며 본 발명을 제한하지 않는 이하 후술되는 본 발명의 실시예의 상세한 설명 및 첨부된 도면 제1-7도로부터 명백하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 무선파를 송수신하는 안테나 모듈을 도시한 개요 블럭도.

도 2는 본 발명에 따르는 수신 또는 송신 안테나 소자와, 안테나 모듈의 일부로서 수신 안테나 소자를 선택적으로 접속 및 비접속시키는 스위칭 장치를 도시한 개요도.

도 3은 본 발명에 따르는 수신 또는 송신 안테나 구조와, 안테나 장치의 일부로서 여러 다른 지점들에서 상기 수신 안테나 구조를 선택적으로 접지 시키는 스위칭 장치를 도시한 개요도.

도 4는 본 발명의 안테나 장치의 스위칭 장치를 제어하는 스위치-스테이(switch-and-stay) 알고리즘의 일예를 도시한 흐름도.

도 5는 본 발명의 안테나 장치의 스위칭 장치를 제어하는 알고리즘의 다른 예를 도시한 흐름도.

도 6은 본 발명의 안테나 장치의 스위칭 장치를 제어하는 알고리즘의 또 다른 예를 도시한 흐름도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 수신 또는 송신 안테나 소자와, 안테나 모듈의 일부로서 수신 안테나 소자를 선택적으로 접속 및 비접속시키는 스위칭 장치를 도시한 개요도.

다음의 설명은 예시적인 것으로 제한적이지 않으며, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 특정 상세가 개시된다. 그러나, 본 기술분야의 전문가에게는 본 발명은 이들 특정 상세로부터 벗어남이 없이 다른 실시예에서 실시될 수 있음이 자명하다. 다른 예에서, 공지된 장치 및 방법의 상세한 설명은 불필요한 상세로 본 발명의 설명을 불명확하게 하지 않도록 생략된다.

본 발명의 안테나 모듈(도 1)

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 안테나 장치 또는 모듈(1)은 분리된 송신기부(TX)(2) 및 수신기(RX)(3)부를 포함한다.

안테나 모듈(1)은 무선파를 송수신하는 무선 통신 장치(도시 안됨)의 고주파(HF)부이다. 따라서, 안테나 모듈(1)은 바람직하게 무선 통신 회로를 통해 무선 통신 장치의 디지털 또는 아날로그 신호 프로세서에 전기적으로 결합되도록 배열된다.

안테나 모듈(1)은 플렉시블 기판, MID(Molded Interconnection Device) 또는 PCB일 수 있는 캐리어(도시 안됨)상에 바람직하게 배열된다. 이런 안테나 모듈 PCB는 실질적으로 동일 평면에서 나란히 무선 통신 장치의 PCB와 함께 장착, 특히 해제가능하게 장착되거나, 또는 예컨대 무선 장치의 PCB와 실질적으로 평행하나 이로부터 올려지도록 무선 장치의 PCB상에 장착된 유전 지지 수단에 부착될 수 있다. 안테나 모듈 PCB는 무선 통신 장치의 PCB에 또한 실질적으로 수직할 수 있다.

송신기부(2)는 무선 통신 장치의 디지털 송신원으로부터 디지털 신호를 수신하는 입력(4)을 포함한다. 입력(4)은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그(D/A) 변환기(6)에 송신선(5)을 통해 접속된다. 변환기(6)는 또한 아날로그 신호의 주파수를 소정의 RF 주파수로 업변환하는 업변환기(7)에 송신선(5)을 통해 접속된다. 업변환기(7)는 주파수 변환된 신호의 증폭용 전력 증폭기(PA)(8)에 송신선(5)을 통해 차례로 접속된다. 전력 증폭기(8)는 또한 증폭된 RF 신호를 전송하며 신호에 따라 RF파를 방사하는 송신기 안테나 장치(9)에 접속된다. 필터(도시 안됨)는 전력 증폭기 전 또는 후단의 신호 경로에 배열된다.

송신기부에서 전압 정재파비(voltage standing wave ratio: VSWR)를 측정하는 장치(10)는 송신기부(3)에, 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 전력 증폭기(8)와 송신기 안테나 장치(9)사이에 접속되거나, 또는 송신기 안테나 장치(9)에 편입된다.

송신기 안테나 장치(9)는 송신선(5)에 접속된 스위칭 장치(11)와, 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향 및 근필드 패턴과 같은 한 세트의 방사 관련 파라미터에 의해 각각 구별되는 복수(적어도 2개)의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능한 송신 안테나 구조(12)를 포함한다.

수신기부(3)는 RF파를 수신하며 이에 의존하여 RF 신호를 발생시키는 수신 안테나 구조(13)를 포함한다. 수신 안테나 구조(13)는 복수(적어도 2개)의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능하며, 이들 상태들 각각은 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향 및 근필드 패턴과 같은 한 세트의 방사 관련 파라미터에 의해 구별된다. 스위칭 장치(14)는 안테나 구성 상태들간에 안테나 구조(13)를 선택적으로 스위칭하기 위해 근접해서 배열된다. 수신 안테나 구조(13) 및 스위칭 장치(14)는 수신기 안테나 장치(15)에 편입되게 배열된다.

안테나 구조(12, 13)는 송신선(5, 16) 또는 RF 접지(도시 안됨)에 접속가능한 복수의 소자, 및/또는 이하 후술될 송신선(5, 16) 또는 RF 접지에 각각 접속가능한 복수의 이격된 접속 지점들을 포함한다.

안테나 구조(13)는 수신된 신호를 증폭하기 위한 하나 이상의 저잡음 증폭기(LAN)(17)에 송신선(16)을 통해 또한 접속된다. 안테나 구조(13)의 RF 피딩은 예시된 예와 같이 스위칭 장치(14)를 통해 달성될 수 있거나, 또는 스위칭 장치(14) 외부에서 분리되어 수행될 수 있다.

수신 다이버서티가 사용되는 경우, 저잡음 증폭기(17)로부터 출력된 신호는 결합기(18)에서 결합된다. 다이버서티 결합은 스위칭 타입들중 하나일 수 있거나, 신호들의 가중 합산일 수 있다.

송신선(16)은 신호의 주파수를 다운 변환하는 다운변환기 또는 다운믹서(19)와, 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기(20)에 또 한 접속된다. 디지털 신호는 21에서 무선 통신 장치의 디지털 처리 회로에 출력된다.

본 발명에 따르면, 안테나 모듈(1)에 의해 무선 주파수 파의 송신 질을 나타내는 제1 측정 동작 파라미터와, 안테나 모듈(1)에 의해 무선 주파수 파의 수신 질을 나타내는 제2 측정 동작 파라미터를 수신하며, 스위칭 장치(11 또는 14), 또는 이들 모두를 제어하는 제어 장치(22)를 구비하여, 상기 송신 및/또는 수신의 질을 개선하기 위하여 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 안테나 구조(12 및/또는 13)의 일부를 선택적으로 접속 및 비접속시킨다.

제1 측정 동작 파라미터는 바람직하게 송신기부(2)에서 장치(10)에 의해 측정되는 VSWR과 같은 방사 계수를 나타내는 측정치이다. 선택적으로, 수신 기지국에서 측정되며 무선 통신 장치에 다시 보고되는 송신 채널질의 측정치가 있을 수 있다. 무선 주파수 파의 수신 질을 나타내는 제2 파라미터는 무선 통신 장치에 의해 측정되는 비트 에러 레이트(BER), 캐리어-대-노이즈(C/N)비 또는 캐리어-대-간섭(C/I)비일 수 있다. 선택적으로, 제2 파라미터는 수신된 신호 강도 표시자(RSSI)와 같은 안테나 모듈(1)내에서 측정가능한 파라미터이다.

스위칭 장치(11 및/또는 14)에 의해, 안테나 구조(12 및/또는 13)의 일부의 접속 및 비접속은 용이하게 제어가능하다. 각각의 송신선에 접속되는 안테나 구조를 재구성함에 의해, 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향, 및 근필드 패턴과 같은 방사 관련 파라미터는 변경될 수 있다.

바람직하게, 무선 통신 장치의 특정 모델에서 안테나 모듈(1)의 설치시, 제 어 장치(22)는 스위칭 장치(11 및/또는 14)가 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 상태의 스위칭을 제어하도록 배열되어, 상기 안테나 모듈이 상기 모델을 적합하게 하도록 적응된다.

동작 파라미터 값은 바람직하게 사용 동안 제어 장치(22)에 의해 반복적으로 수신되며, 일정한 시간 간격 또는 연속적으로 샘플링에 의해 수신된다.

더욱이, 무선 통신 장치에서 안테나 모듈(1)의 사용 동안 제어 장치(22)는 상기 반복적으로 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 스위칭 장치(11 및/또는 14)가 상태의 스위칭을 제어하도록 배열되어, 무선 통신 장치의 인접 환경에서의 객체에 안테나 모듈(1)을 동적으로 적응시키게 된다. 따라서, 안테나 모듈(1)의 성능은 사용 동안 최적화 된다.

제어 장치(22)는 바람직하게 접속(25, 26)을 통해서 측정 장치(10)와, 선(26)을 통해서 스위칭 장치(11)와, 선(27)을 통해서 스위칭 장치(14)와 접속되는 메모리(24)를 구비한 중앙 처리 유닛(CPU)(23)을 포함한다. CPU(23)는 바람직하게 적절한 제어 알고리즘을 구비하며, 메모리(24)는 스위칭용 여러 안테나 구성 데이터를 저장하는데 사용된다. 스위칭 장치(11, 14)는 바람직하게 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 스위칭 장치를 포함한다.

CPU(23)는 라인들(25, 26)을 통해 VSWR 측정 장치(10)로부터 측정된 VSWR 값, 제어 포트(29) 및 제어선(29a)을 통해 무선 통신 장치로부터 측정된 BER, C/N 또는 C/I를 수신하며, 각각의 수신된 파라미터 값을 처리한다.

CPU(23)가 (소정의 구현된 제어 알고리즘에 따라) 이 값이 적절하다고 결정 하는 경우, 스위칭 지시 신호는 스위칭 장치(11 및/또는 14)에 전송된다.

더욱이, 안테나 모듈(1)의 제어 포트(29)는 CPU(23)와 무선 통신 장치의 회로 사이에 선(29a)을 통해 시그널링하기 위해 사용된다. 이에 의해, 전력 증폭기(8), 저잡음 증폭기(17) 및 결합기(18)는 선들(30, 31 및 32) 각각을 통해 제어된다. 도 1에서, 결국 참조번호 33은 병렬 시그널링 선들(25, 28, 30)을 직렬선(26)으로 변환하기 위한 송신기부(2)에 배열된 병렬-직렬 변환기를 나타낸다. 이는 선들의 수, 결국 송신기부(2)와 수신기부(3) 사이의 접속을 감소시키는 것이다.

선택적으로, CPU(23), 메모리(24) 및 제어 포트(29)는 송신기부(2)에 위치하며, 따라서 병렬-직렬 변환기(33)는 동일한 객체를 얻기 위해 수신기부(3)에 배열된다.

도 1에 예시된 안테나 모듈(1)은 단지 디지털 포트들(입력(4), 출력(21), 및 제어 포트(29))를 가지며, 따라서 디지털 제어 안테나(DCA)로서 언급된다.

그러나, 본 발명에 따르는 안테나 모듈이 필연적으로 A/D 및 D/A 변환기, 주파수 변환기 또는 증폭기를 포함해야만 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 이들 경우중 몇몇에서, 안테나 모듈은 자명하게 유사한 입력 및 출력포트들을 가질 수 있다.

동작 환경

다음은, 본 발명에 따르는 안테나 장치 또는 모듈의 성능을 달성하는 다양한 동작 환경들이 후술된다.

소형 무선 통신 장치의 공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 편향, 근필드 패턴과 같은 안테나 파라미터는 장치에 인접한 객체에 의해 영향을 받는다. 여기서, 인접 하다는 것은 안테나 파라미터상의 효과가 현저한 거리를 의미한다. 이런 거리는 장치로부터 약 일 파장 연장된다.

소형 무선 통신 장치, 예컨대 이동 전화기는 많은 다른 인접 환경에서 사용될 수 있다. 예컨대 전화기로서 귀에 유지될 수 있으며, 주머니에 넣을 수 있고, 허리의 벨트에 부착될 수 있거나, 또는 손에 휴대될 수 있다. 더욱이, 금속 테이블 상에 위치할 수 있다. 수많은 동작 환경들이 열거될 수 있다. 모든 환경에 공통적인 것은, 장치에 인접한 객체가 있다는 것이며, 이로 인해 장치의 안테나 파라미터에 영향을 미친다는 것이다. 장치에 인접한 다른 객체를 갖는 환경은 안테나 파라미터 상에서 다른 영향을 미친다.

2개의 특정 동작 파라미터들이 이하 후술된다.

자유 공간(FS) 동작 환경은 빈 공간, 즉 장치에 인접한 객체가 없는 공간에 무선 통신 장치를 위치시킴에 의해 얻어진다. 장치를 둘러싸는 대기는 여기서 자유 공간으로 여겨진다. 많은 동작 환경은 자유 공간 환경에 의해 근사화된다. 일반적으로, 환경이 안테나 파라미터에 영향을 거의 미치지 않는 경우를 자유 공간으로 언급할 수 있다.

통화 위치(TP) 동작 환경은 무선 통신 장치가 사용자에 의해 귀에 유지되는 위치로서 정의된다. 안테나 파라미터의 영향은 장치를 휴대하는 사람 및 장치가 위치되는 방법에 따라서 변동된다. 여기서, TP 환경은 일반적인 경우, 즉 상술한 모든 개별 변동을 커버하는 것으로 여겨진다.

공진 주파수(도 2)

다음은, 본 발명에 따라 제어되는 다양한 방사 관련 파라미터, 예컨대 공진 주파수, 입력 임피던스, 및 방사 패턴이 더욱 상세히 설명된다.

무선 통신 장치용 안테나는 사용자의 존재에 기인하여 비동조를 당한다. 많은 안테나 타입에 있어서, 공진 주파수는 장치가 자유 공간에 위치할 때와 비교하여 사용자가 존재할 때 몇 퍼센트 강하된다. 자유 공간과 통화 위치간의 적응성 동조는 이러한 문제를 실질적으로 감소시킬 수 있다.

안테나를 동조시키기 위한 간단한 방법은 그 전기 길이를 변화시켜, 공진 주파수를 변화시키는 것이다. 전기 길이가 길수록 공진 주파수는 낮아진다. 이는 또한 전기 길이에서의 변화가 충분히 큰 경우 대역 스위칭을 생성하는 가장 간단한 방법이다.

도 2에서는 복수의 스위치들(37-49)을 포함하는 스위칭 장치(36)와 함께 배열되는 멘더형 안테나 구조(35)를 도시한다. 안테나 구조(35)는 접속 상태에서 스위칭 장치(36)를 통해 피드 포인트(55)에 접속되는 복수의 정렬된 개별 접속가능한 안테나 소자들(50-54)일 수 있다. 피드 포인트(55)는 무선 통신 장치의 수신기 회로(도시 안됨)의 저잡음 증폭기에 더 접속되며, 그 결과 안테나 구조(35)는 수신 안테나로서 동작한다. 저잡음 증폭기는 안테나 구조(35) 및 스위칭 장치(36)와 함께 안테나 모듈에 선택적으로 위치된다. 선택적으로, 피드 포인트(55)는 RF 신호를 수신하는 무선 통신 송신기의 전력 증폭기에 접속되며, 그 결과 안테나 구조(35)는 송신 안테나로서 동작한다.

전형적인 동작의 예는 다음과 같다. 스위치들(37, 46-49)이 폐쇄되고 나머지 스위치들이 개방되며 이런 안테나 구성이 자유 공간에 위치한 휴대용 전화기에 배열될 때 최적의 성능에 적응된다고 가정하자. 전화기가 통화 위치로 이동될 때, 사용자의 영향으로 공진 주파수를 낮추며, 그 결과 사용자의 존재를 보상하기 위하여 스위칭(49)는 개방되어, 접속된 안테나 구조의 전기 길이가 감소되고 이에 따라 공진 주파수가 증가하게 된다. 안테나 장치(35) 및 스위칭 장치(36)의 적당한 설계로 인한 이러한 증가는 전화기가 자유 공간에서 통화 위치로 이동될 때 도입되는 감소를 보상한다.

동일한 안테나 구조(35) 및 스위칭 장치(36)는 예컨대 GSM900 및 GSM1800과 같은 2개의 다른 주파수 대역들간에 스위칭을 위해 또한 사용될 수 있다.

예컨대, 피드 포인트(55)(스위치(37, 46-48)가 폐쇄되고 나머지 스위치들이 개방되는)에 접속되는 안테나 소자(50-53)를 포함하는 안테나 구성 상태가 GSM900 주파수 대역에 적합하도록 적응된다면, GSM1800 주파수 대역으로의 스위칭은 단순히 스위치(47)를 개방함에 의해 달성되며, 이로 인해 현재 접속된 안테나 구조(소자(50, 51))의 전기 길이는 공진 주파수가 GSM1800 주파수 대역에 적합한 거의 두배가 되는 약 이전 길이의 절반으로 감소된다.

임피던스(도 3)

비동조 안테나를 동조하는 대신에, 공진 주파수가 조금 시프트되며 정합에 의해 이런 비동조를 보상하게 하는 것과 관련된 적응성 임피던스 정합을 수행한다.

안테나 구조는 다른 위치들에서 피드 포인트들을 가진다. 각각의 위치는 E 및 H 필드 사이에 다른 비율을 가져서 다른 입력 임피던스를 가져온다. 이런 현상은 피드 포인트 스위칭이 나머지 안테나 구조에 영향을 거의 미치지 않는다면 피드 포인트를 스위칭 함에 의해 이용될 수 있다. 안테나가 사용자(또는 다른 객체)의 존재로 인해 비동조될 때, 안테나는 예컨대 안테나 구조의 피드 포인트를 변경함에 의해 피드선 임피던스에 정합될 수 있다. 유사한 방식으로, RF 접지 포인트들이 변경될 수 있다.

도 3은 서로 이격된 많은 다른 포인트들에서 선택적으로 RF 접지될 수 있는 안테나 구조(61)의 구현 예를 도시한 개요도 이다. 안테나 구조(61)는 예시된 예에서 무선 통신 장치의 PCB(62)상에 장착된 PIFA(Planar Inverted F Antenna)이다. 안테나(61)는 피드선(63) 및 N개의 다른 이격된 RF 접지 접속(64)을 가진다. 하나의 RF 접지 접속으로부터 다른 접속으로의 스위칭에 의해, 임피던스는 조금 변경된다.

더욱이, 기생 안테나 소자들에서/로부터 스위칭은 기생 안테나 소자로부터 활성 안테나 소자로의 상호 커플링이 활성 안테나 소자의 입력 임피던스에 부가되는 상호 임피던스를 생성하기 때문에, 임피던스 정합을 생성할 수 있다.

FS 및 TP와 다른 전형적인 사용 위치는 예컨대 허리 위치, 주머니 위치, 및 강철 테이블 상에서 정의될 수 있다. 각각의 경우는 전형적인 동조 및 정합을 가져, 제한된 수의 포인트들이 스위칭에 필요하게 된다. 안테나 소자의 비동조에 대한 외주 제한이 있다면, 안테나 장치에 의해 커버될 필요가 있는 적응성 동조/정합 의 범위가 추정될 수 있다.

하나의 구현은 동조/임피던스 정합 범위를 커버하는 많은 안테나 구성 상태들을 정의하는 것이다. 각각의 다른 안테나 구성 상태들간에 동일한 또는 동일하지 않은 임피던스가 있을 수 있다.

방사 패턴

무선 단말의 방사 패턴은 근필드 영역에서 사용자 또는 다른 객체의 존재에 의해 영향을 받는다. 손실 유입 물질은 방사 패턴을 변화시킬뿐아니라 흡수에 기인한 방사 전력에 손실을 가져온다.

이런 문제는 단말의 방사 패턴이 적응적으로 제어되는 경우 감소될 수 있다. 방사 패턴(근필드)은 전반적인 손실을 감소시키는 손실 도입 객체로부터 주로 떨어지게 할 수 있다.

방사 패턴에서의 변화는 전류가 변경될 전자계 방사를 생성하는 것을 요구한다. 일반적으로, 소형 장치(예컨대, 휴대용 전화기)에서는 변경된 전류를 생성하기 위해, 특히 낮은 주파수 대역을 위해 안테나 구조에서 매우 큰 변경이 필요하게 된다. 그러나, 이는 다른 방사 패턴을 생성하는 다른 안테나 타입 또는 무선 통신 장치의 PCB의 다른 위치/측면에서 다른 안테나 구조로 스위칭 됨에 의해 이루어질 수 있다.

다른 방법은 무선 통신 장치의 PCB(예컨대, 휩(whip) 또는 패치 안테나)와 크게 상호작용하는 안테나 구조로부터 이렇게 되지 않는 다른 안테나(예컨대, 루프 안테나)로 스위칭하는 것이다. 이는 PCB와의 상호작용이 PCB(PCB는 주로 방사 구 조로서 사용된다)상에 큰 전류를 도입시키기 때문에 극적으로 방사 전류를 변경시킬 것이다.

장치의 근필드 영역에서 객체가 안테나 입력 임피던스를 변경시킴에 유의해야 한다. 따라서, VSWR은 작은 손실이 있는 경우를 나타내는 양호한 지시자이다. 자유 공간의 VSWR과 비교하여 VSWR의 작은 변화는 근접한 객체에 기인한 작은 손실을 의미한다.

전술한 내용은 안테나 근필드와, 근필드에서의 객체로부터의 손실에 관한 것이다. 그러나, 일반적인 경우, 양호한 신호 조건을 생성하는 선호 방향에서의 근필드 패턴에 주된 관심을 둘 수 있다.

알고리즘(도 4-6)

수신된 측정 동작 파라미터는 스위치들의 상태들을 제어하는 몇 가지 종류의 알고리즘에서 처리된다. 모든 기술된 알고리즘은 새로운 상태에 도달할 때까지 이에 대한 지식이 없기 때문에 시도-에러(trial-and-error) 타입일 것이다.

이하에서는 도 4-6을 참고하여, 안테나를 제어하는 몇 가지 알고리즘 예를 예시한다. 제1 및 제2 측정 동작 알고리즘의 조합, 바람직하게 VSWR과 BER, C/N, C/I 및 RSSI의 조합이 입력으로서 사용될 수 있으며, 선택적으로 2개의 알고리즘이 병렬로 실행되며 단지 하나의 파라미터가 각각의 알고리즘에 사용된다. 간략화를 위해, VSWR 파라미터는 도 4-6을 참고로 이하 후술된다. 그러나, 소정의 다른 적당한 파라미터 또는 파라미터들의 조합에 의해 대체될 수 있다. 파라미터의 조합의 경우, 도 4-6의 "측정치"는 "측정치 파라미터 및 구동 조합 파라미터"로서 여겨 진다.

가장 간단한 알고리즘은 아마도 도 4에 도시된 흐름도에 도시된 스위치-스테이(switch-and-stay) 알고리즘이다. 여기서, 스위칭은 미리 정의된 상태들 i=1, ..., N 사이에서 수행된다(예컨대, N=2에서, 하나의 상태는 FS에 대해 최적화 되며, 다른 상태는 TP에 대해 최적화 된다). 상태 i=1은 초기에 선택되며, 이후 단계 65에서 VSWR은 측정된다. 측정된 VSWR은 단계 66에서 미리 정의된 제한(임계값)과 비교된다. 이런 임계값이 초과되지 않으면 알고리즘은 단계 65로 복귀하며, 임계값이 초과하면, 새로운 상태 i=i+1로 수행되는 스위칭이 있다. i+1이 N을 초과하면, 스위칭은 상태 1에서 수행된다. 이런 단계후 알고리즘은 단계 65로 복귀한다. 너무 빠른 시간 스케일 동안 스위칭을 방지하기 위해 시간 지연이 있다.

이런 알고리즘을 사용하여, 각각의 상태 1, ..., N은 검출된 VSWR이 미리 정의된 제한을 초과할 때까지 사용된다. 한 상태에 도달할 때까지 이것이 미리 정의된 상태들을 통해 알고리즘 단계에서 일어나는 경우, 송신기 및 수신기 안테나 구조 모두는 동시에 스위칭될 수 있다. 소정 수의 상태들은 스위칭이 많은 상태들간에 수행될 수 있게 정의된다.

다른 예는 도 5의 흐름도에 도시된 더욱 진보된 스위치-스테이 알고리즘이다. 이전 알고리즘과 동일한 방식으로, N 상태는 미리 정의되며, 상태 i=1은 초기에 선택되고, 이후 단계 68에서 VSWR이 측정되며, 단계 69에서 임계값과 비교된다. 임계값이 초과되지 않다면, 알고리즘은 단계 68로 복귀하며, 초과한다면 단계 69로 진행하여, 모든 상태들이 스위칭되고 VSWR이 각각의 상태에서 측정된다. 모든 VSWR이 비교되고 최하위 VSWR을 갖는 상태가 선택된다.

단계 70은 다음과 같다:

for i=1 to N (i=1:N에서)

switch to State i (상태 i로 스위칭)

measure VSWR(i) (VSWR(i) 측정)

store VSWR(i) (VSWR(i) 저장)

switch to State of lowest VSWR (최하위 VSWR의 상태로 스위칭)

결국, 알고리즘은 단계 68로 복귀한다. 이런 알고림즘은 모든 상태들이 단계 70에서 스위칭되야만하기 때문에 매우 빠른 스위칭 및 VSWR의 측정을 요구하는 것에 유의해야 한다.

또 다른 알고리즘은, 2개의 인접한 상태들이 단지 조금 벗어나는 방사 특성을 갖도록 배열되는 여러 미리 정의된 안테나 구성 상태들을 갖는 안테나 구조에 적합하다. 도 6은 이런 다른 알고리즘의 흐름도를 도시한다.

N 상태는 미리 정의되며, 초기에 i=1이 선택되고, 파라미터 VSWR은 0으로 설정되고, 변수 "변경"은 +1로 설정된다. 제1 단계 71에서, VSWRi(상태 i의 VSWR)는 측정되어 저장되고, 이후 단계 72에서 VSWRi는 VSWRold와 비교된다. 한편, VSWRi〈 VSWRold 이면, 단계 73으로 진행하여, "변경"이 +변경으로 설정된다(이 단계 i는 실질적으로 필요치 않다). 단계 74 및 75에서는 VSWRold이 현재 VSWR, 즉 VSWRi로 설정되고, 안테나 구성 상태는 i+"변경", 즉 i=i+변경으로 변화된다. 알고리즘은 그 후 단계 71로 복귀한다. 한편, VSWRi〉 VSWRold 이면, 단계 76으로 진행하여 변수 "변경"이 +변경으로 설정된다. 다음에, 알고리즘은 단계 74 및 75로 진행한다. 이 경우 알고리즘이 "방향"을 변화시킴에 유의해야 한다.

스위칭된 상태가 매 루프마다 변화되기 때문에, 특정 시간 단계에서만 루프들(71, 72, 73, 74, 75, 71, 및 71, 72, 76, 74, 75, 71 각각)을 실행시키기 위해 시간 지연을 사용하는 것이 중요하다. 72에서, 현재의 상태(VSWRi)는 이전의 상태(VSWRold)와 비교된다. VSWR이 이전 상태보다 났다면, 동일 "방향"에서의 상태의 추가 변화가 수행된다. 최적에 도달할 때 사용된 안테나 구성 상태는 매 시간 단계에서 2개의 인접한 상태들간에 공진한다. 최종 단계 1 및 N에 각각 도달할 때, 알고리즘은 상태 1 및 N에 추가로 스위칭되지 않고, 상태 2 및 N-1 각각에 스위칭될 때까지 최종 상태에 바람직하게 머무른다.

알고리즘은 2개의 인접 상태들간에 비교적 작은 차이와, 각각의 상태들간의 변화의 속도가 거의 동일하도록 안테나 구성 상태들이 배열된다고 가정한다. 이는 각각의 상태들간에 예컨대 공진 주파수에서의 유사한 변화량이 있음을 의미한다. 예컨대, 도 3을 참조하면 PIFA 안테나 구조에서 피드와 RF 접지 접속들간의 분리에서의 작은 변화는 이런 알고리즘이 완전히 적합하게 한다.

상술한 모든 알고리즘에서는 무선 통신 장치의 동작에 적응되는 특정 시간 간격에서만 스위칭이 수행될 필요가 있다.

다른 대안(도면에는 도시 안됨)으로서, 도 1의 제어 장치(22)는 각각의 안테나 구성 상태와 각각 연관되는 절대 또는 상대 VSWR 범위를 갖는 룩업(look-up)테이블을 유지한다. 이런 제공은 제어 장치(22)로 하여금 측정된 VSWR값이 주어진 적당한 안테나 구성 상태를 찾으며 스위칭 장치(14)를 적당한 안테나 구성 상태로 조정하는 룩업 테이블을 참조하게 한다.

다른 안테나 구성들(도 7a-f)

다음은, 도 7a-f를 참조하여, 본 발명에 따르는 안테나 모듈(1)의 일부로서 수신 안테나 구조를 선택적으로 접속 및 비접속시키는 스위칭 장치와 수신 안테나 구조의 여러 배열의 예를 설명한다.

먼저, 스위칭 장치 또는 유닛(81) 주변에 배열된 안테나 구조 패턴을 도시한 도 7a를 참조한다. 안테나 구조는 4개의 루프형 안테나 소자(82)의 형태로 수신 안테나 소자를 포함한다. 각각의 루프형 안테나 소자(82)내에는 루프형 기생 안테나 소자(83)가 형성된다.

스위칭 유닛(81)은 안테나 소자(82 및 83)를 접속 및 비접속시키도록 배열된 전기적으로 제어가능한 스위치들의 매트릭스(도시 안됨)를 포함한다. 이 스위치들은 PIN 다이오드 스위치들, 또는 GaAs 전계 효과 트랜지스터, FET이나, 바람직하게는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 스위치들이다.

스위칭 유닛(35)에 의해, 루프형 안테나 소자는 서로 병렬 또는 직렬로 접속될 수 있거나, 또는 몇몇 소자들은 직렬로 몇몇 소자들은 병렬로 접속될 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 소자들은 RF 접지(도시 안됨)에 완전히 비접속 또는 접속될 수 있다.

다음은, 다른 안테나 구조를 도시한 도 7b를 참조한다. 이 안테나 구조는 도 7a의 안테나 소자 모두를 포함하며, 더욱이 한 쌍의 루프형 소자들(82, 83)들 사이에 멘더형 안테나 소자(84)를 포함한다. 멘더형 안테나 소자(84)의 하나 이상이 루프형 안테나 소자들과 분리되거나 또는 조합하는 어느 형태로 사용될 수 있다.

도 7c-e는 스위칭 장치(81)와 각각 접속되는, 2개의 슬롯 안테나 소자들(85), 2개의 멘더형 안테나 소자들(87), 및 2개의 패치 안테나들(89)을 포함하는 안테나 구조를 도시한다. 각각의 안테나 소자(85, 87 및 89)는 선택적으로 이격된 피드 접속들(86, 88 및 90)에서 피딩된다.

결국, 도 7f는 휩 및/또는 헬리컬 안테나(91)와, 스위칭 장치(81)에 접속된 멘더형 안테나 소자(92)를 포함하는 안테나 구조를 도시한다.

상술한 안테나 장치는, 본 명세서에 참고로 합체된 본 출원인이 본 출원과 동일 자에 공동 출원한 스웨덴 특허 출원, "RF파를 송신 및/또는 수신하기 위한 안테나 장치", "무선파를 송수신하기 위한 안테나 장치 및 방법", 및 "무선 주파수 파를 송신 및/또는 수신하기 위한 안테나 장치 및 이에 관한 방법"에 더욱 상세히 설명된 안테나 개념의 일부이다.

본 발명이 여러 방식으로 변경될 수 있음은 자명하다. 이런 변경은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 것으로 여져진다. 본 기술분야의 전문가들에가 자명한 이런 모든 변경은 첨부된 청구항의 범위 내에 포함된다.

Claims

무선파를 송수신하고,

무선 통신 장치에 설치가능하며, 그리고

공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향 및 근필드 패턴과 같은 한 세트의 방사 파라미터에 의해 각각 구별되는 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능한 수신 안테나 구조들(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)과 그리고 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조를 선택적으로 스위칭하는 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 포함하고 있는 안테나 장치(1)에 있어서,

상기 안테나 구조에 의해 무선 주파수 파의 수신의 질을 나타내는 제1 측정 동작 파라미터를 수신하는 제1 수신 수단,

상기 안테나 구조에 의해 무선 주파수 파의 수신의 질을 나타내는 제2 측정 동작 파라미터를 수신하는 제2 수신 수단, 및

상기 스위칭 장치를 제어하여, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조들을 선택적으로 스위칭하게 하여 상기 송신, 수신, 또는 송수신의 질을 개선하게 하는 제어 장치(22)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서, 무선 통신 장치의 특정 모델에 상기 안테나 장치를 설치시 상기 제어 장치(22)는, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터들에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭하도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하게 배열되어, 상기 안테나 장치를 상기 모델을 적합하게 적응시키게 하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수신 수단은 상기 제1 및 제2 측정 동작 파라미터들을 각각 수신하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제3항에 있어서, 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치의 사용 동안 상기 제어 장치(22)는, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터들에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭하도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하게 배열되어, 상기 안테나 장치를 상기 무선 통신 장치에 인접한 환경의 어느 객체에도 동적으로 적응시키게 하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들 각각은 각각의 미리 정의된 동작 환경에서 상기 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치(1)가 사용되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제5항에 있어서,

상기 복수의 안테나 구성 상태들중 제1 안테나 구성 상태는 자유 공간에서 상기 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치가 사용되도록 적응되며, 상기 복수의 안테나 구성 상태들중 제2 안테나 구성 상태는 통화 위치에서 상기 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치가 사용되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치
제6항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들중 제3 안테나 구성 상태는 허리 위치에서 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치가 사용되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제7항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들중 제4 안테나 구성 상태는 주머니 위치에서 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치가 사용되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파리미터들에 따라서 주파수 대역을 스위칭하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 다이버서티 기능을 접속 및 비접속시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 장치(22)는 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)가, 임계치를 초과(66, 69, 72)하거나 또는 그 이하로 떨어지는 상기 수신된 제1 및 제2 동작 파라미터 또는 그 조합에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)를 선택적으로 스위칭(67, 70, 75)하게 제어하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제어 장치(22)는 임계치를 초과(66, 69, 72)하거나 또는 그 이하로 떨어지는 상기 수신된 제1 및 제2 동작 파라미터 또는 그 조합에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들을 통해 상기 수신 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)를 선택적으로 스위칭하도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하게 배열되며,

상기 수신 수단은 각각의 안테나 구성 상태에 대한 각각의 제1 및 제2 측정 동작 파라미터를 수신하도록 배열되고,

상기 제어 장치(22)는 상기 스위칭 장치를 제어하여, 상기 안테나 구조를 가장 이로운 동작 파라미터의 세트를 갖는 상기 안테나 구성 상태로 선택적으로 스위칭(70)하게 더욱 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 장치(22)는 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터, 또는 이들의 조합을 이전에 수신된 제1 및 제2측정 동작 파라미터 또는 이들의 조합과 비교(72)하여, 상기 비교 결과에 따라서 상기 수신 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)를 선택적으로 스위칭(70)하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 장치(22)는 각각의 안테나 구성 상태와 각각 연관되는 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터 범위의 조합을 갖는 룩업 테이블을 유지하며, 상기 제어 장치는 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 각각의 안테나 구성 상태로 조정하기 위해 상기 룩업 테이블을 참조하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들은 다른 수의 접속된 안테나 소자들(12, 13, 50-54, 82-85, 87, 89, 91, 92)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들은 다르게 배열된 피드 접속들을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들은 다르게 배열된 접지 접속들(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 측정 동작 파라미터는 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)과 같은 반사 계수를 나타내는 측정치이며, 상기 제2 측정 동작 파라미터는 BER(Bit Error Rate), C/N(Carrier-to-Noise)비, C/I(Carrier-to-Interference)비 또는 수신된 신호 강도를 나타내는 측정치인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제18항에 있어서, 상기 반사 계수, 특히 상기 VSWR을 측정하며, 상기 반사 계수값을 상기 제1 수신 수단에 전송하는 장치(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 수신된 신호 강도를 측정하며, 상기 신호 강도 값을 상기 제2 수신 수단에 전송하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수신 수단은 단일 수신 소자로서 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 장치(22)는 중앙 처리 유닛(23) 및 안테나 구성 데이터를 저장하는 메모리(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 스위칭 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 안테나 구조는 멘더(84, 87, 92), 루프(82), 슬롯(85), 패치(89), 휩(91), 헬리컬형 구성, 나선형 구성 및 차원분열형 구성중 어느 하나를 구비한 스위칭가능한 안테나 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 안테나 구조(12, 13)는 송신 안테나 구조(12) 및 수신 안테나 구조(13)를 포함하며,

상기 스위칭 장치(11, 14)는 송신기 스위칭 장치(11) 및 수신기 스위칭 장치(14)를 포함하며,

상기 송신 안테나 구조(12) 및 상기 송신기 스위칭 장치(11)는 송신기 안테나 장치(9)에 배열되며, 상기 수신 안테나 구조(13) 및 상기 수신 스위칭 장치(14)는 수신기 안테나 장치(15)에 배열되고,

상기 송신기 안테나 구조(9) 및 상기 수신기 안테나 장치(15)는 상기 제어 장치(22)에 의해 서로 독립적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 또는 제2항에 따르는 안테나 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
무선 통신 장치에 접속가능하고,

공진 주파수, 입력 임피던스, 대역폭, 방사 패턴, 이득, 편향, 및 근필드 패턴과 같은 한 세트의 방사 파라미터에 의해 각각 구별되는 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능한 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92), 및 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조를 선택적으로 스위칭하는 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 포함하는

안테나 장치(1)에서, 무선 주파수 파를 송수신하는 방법에 있어서,

상기 안테나 구조에 의해 무선 주파수 파의 송신의 질을 나타내는 제1 측정 동작 파라미터를 수신하는 단계,

상기 안테나 구조에 의해 무선 주파수 파의 수신의 질을 나타내는 제2 측정 동작 파라미터를 수신하는 단계, 및

상기 스위칭 장치를 제어하여, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조를 선택적으로 스 위칭하게 하여, 상기 송신, 수신, 또는 송수신의 질을 개선하게 하는 제어 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제27항에 있어서, 무선 통신 장치의 특정 모델에 상기 안테나 장치를 설치시 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭되도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하여, 상기 안테나 장치를 상기 모델에 적합하게 적응시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측정 동작 파라미터를 반복적으로 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제29항에 있어서, 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치의 사용 동안, 상기 반복적으로 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭되도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하여, 상기 무선 통신 장치에 인접한 환경의 객체에 상기 안테나 장치를 동적으로 적응시키게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들 각각은 각각의 미리 정의된 동작 환경에서 상기 무선 통신 장치에 있는 상기 안테나 장치(1)가 사용되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 주파수 대역을 스위칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터에 따라서 다이버서티 기능을 접속 또는 비접속시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 임계치를 초과(66, 69, 72)하거나 또는 그 이하로 떨어지는 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터 또는 그 조합에 따라서 상기 복수의 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)를 선택적으로 스위칭(67, 70, 75)하도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,

임계치를 초과(66, 69, 72)하거나 또는 그 이하로 떨어지는 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터 또는 그 조합에 따라서, 상기 복수의 안테나 구성 상태들을 통한 상기 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)를 선택적으로 스위칭(70)하도록 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 제어하는 단계,

각각의 안테나 구성 상태용 각각의 제1 및 제2 측정 동작 파라미터를 수신하는 단계, 및

상기 스위칭 장치를 제어하여, 상기 안테나 구조를, 가장 이로운 세트의 동작 파리미터를 갖는 안테나 구성 상태로, 선택적으로 스위칭(70)하게 하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터 또는 그 조합을 이전에 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터 또는 그 조합과 비교하며, 상기 비교 결과에 따라서 상기 안테나 구조(12, 13, 35, 61, 82-85, 87, 89, 91, 92)를 스위칭(75)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.
제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 각각의 안테나 구성 상태와 각각 연관된 수신된 제1 및 제2 측정 동작 파라미터 범위의 조합을 갖는 룩업 테이블을 저장하며, 상기 스위칭 장치(11, 14, 36, 81)를 상기 각각의 안테나 구성 상태로 제어하기 위해 상기 룩업 테이블을 참조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선파 송수신 방법.