KR101186094B1 - 핸드헬드 전자 장치용 안테나 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 회로를 포함하는 핸드헬드 전자 장치가 제공된다. 무선 통신 회로는 안테나 구조를 포함할 수 있다. 안테나는 핸드헬드 전자 장치가 수직 모드에서 동작될 때에 핸드헬드 전자 장치의 상부 우측 코너에 배치될 수 있다. 핸드헬드 전자 장치가 반시계 방향으로 회전하여 수평 모드에서 동작될 때에는 안테나는 이 장치의 가려지지 않은 상부 좌측 코너에 배치된다. 안테나는 도선 스트립으로 구성될 수 있다. 도선 스트립의 기단부는 전송 라인에 연결될 수 있다. 도선 스트립의 말단부는 스트립에 형성된 굴곡부에 의해 하우징면에서 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치의 인쇄 회로 기판은 구멍을 가질 수 있다. 도선 스트립의 말단부는 이 구멍에 인접하여 위치할 수 있다.

Description

핸드헬드 전자 장치용 안테나{ANTENNAS FOR HANDHELD ELECTRONIC DEVICES}
본 출원은 2007년 8월 7일에 출원된 미국 특허출원 제11/890,865호 및 2008년 7월 2일에 출원된 PCT 특허출원 PCT/US08/69112호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 회로에 관한 것으로, 특히 핸드헬드 전자 장치용 무선 통신 회로에 관한 것이다.
핸드헬드(handheld) 전자 장치는 점점 더 확산되고 있다. 핸드헬드 전자 장치로는 예컨대 핸드헬드 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 이런 다양한 종류의 장치들의 기능을 갖고 있고 하이브리드 장치 등이 있다.
핸드헬드 전자 장치는 이동하기 때문에 대개는 무선 통신 기능을 갖추고 있다. 핸드헬드 전자 장치는 장거리 무선 통신을 이용하여 무선 기지국과 통신할 수 있다. 예컨대 셀룰러 전화는 850MHz, 900MHz, 1800MHz 및 1900MHz의 셀룰러 전화 주파수 대역을 이용하여 통신할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치는 단거리 무선 통신 회선도 이용할 수 있다. 예컨대 핸드헬드 전자 장치는 2.4GHz의 WiFi®(IEEE 802.11) 주파수 대역이나 2.4GHz의 Bluetooth® 주파수 대역을 이용하여 통신할 수 있다. 2170MHz의 3G 데이터 통신 주파수 대역(흔히 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)이라 함)과 같은 데이터 서비스 주파수 대역에서도 통신이 가능하다.
소형 무선 장치를 원하는 소비자 요구를 충족시키기 위해 제조업자들은 이들 무선 장치에 사용되는 부품의 크기를 줄이려고 지속적으로 노력하고 있다. 예컨대 제조업자는 핸드헬드 전자 장치에 사용되는 안테나를 소형화 해왔다.
통상적인 안테나는 회로 기판상에 금속층을 패턴화하여 제작되거나 포일 스탬핑(foil stamping) 공정을 이용하여 얇은 금속 시트로 구성될 수 있다. 평면 역 F 안테나(planar inverted-F antenna: PIFA)와 L형 공진 소자에 기초한 안테나와 같은 안테나는 이런 방식으로 제작될 수 있다. PIFA 안테나와 L형 공진 소자를 구비한 안테나와 같은 안테나는 핸드헬드 장치에 사용될 수 있다.
현재의 핸드헬드 전자 장치는 대개는 많은 서로 다른 통신 주파수 대역에 걸쳐 기능할 필요가 있지만 목적하는 주파수 대역을 전부 커버하는 소형 안테나를 설계하는 것은 어려운 일이다.
그러므로 안테나와 무선 핸드헬드 전자 장치를 개선할 수 있다면 바람직할 것이다.
핸드헬드 전자 장치와 핸드헬드 전자 장치용 안테나가 제공된다. 핸드헬드 전자 장치는 디스플레이를 가질 수 있다. 핸드헬드 전자 장치는 금속 하우징과 같은 도전성 하우징을 가질 수 있다. 디스플레이는 하우징의 전면에 설치될 수 있다.
이 장치의 안테나는 접지면 소자와 공진 소자로 구성될 수 있다. 안테나 공진 소자는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조에 설치될 수 있다. 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 안테나 공진 소자에 인접한 공기 충전 구멍을 가질 수 있다.
핸드헬드 전자 장치는 공기 충전 구멍을 가진 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 송수신기 회로는 인쇄 회로 기판에 설치될 수 있다. 전송 라인을 이용하여 송수신기 회로를 안테나에 연결할 수 있다.
안테나 공진 소자는 도선 스트립으로 구성될 수 있다. 도선 스트립의 일단은 전송 라인에 연결될 수 있다. 도선 스트립의 타단은 인쇄 회로 기판의 구멍에 인접하여 위치될 수 있다.
핸드헬드 전자 장치는 수직 모드에서 동작될 수 있으며, 시계 반대 방향으로 1회전의 1/4만큼 회전되면, 수평 모드에서 동작될 수 있다. 핸드헬드 전자 장치가 수직 모드 배향에 있을 때에는 핸드헬드 전자 장치의 도전성 하우징의 상부 우측 코너에 개구부가 형성될 수 있다. 안테나 공진 소자는 이 개구부 내에 배치될 수 있다. 유전체 덮개는 안테나 공진 소자를 덮을 수 있다. 이 유전체 덮개는 하우징의 도전성 표면와 동일 높이로 놓일 수 있다.
안테나는 핸드헬드 전자 장치를 수직 모드에서 동작시키는 경우에 보았을 때에 핸드헬드 전자 장치의 상부 우측 코너에 배치될 수 있다. 핸드헬드 전자 장치를 반시계 방향으로 회전시켜 수평 모드에서 동작시키는 경우에는 안테나는 이 장치의 가려지지 않은 상부 좌측 코너에 배치될 것이다.
본 발명의 다른 형상, 특성 및 여러 가지 이점은 첨부 도면과 바람직한 실시예에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 구성도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조와 부가 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 측 횡단면도.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 측 횡단면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 후방 사시도.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 후방 사시도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 전방 사시도.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 전방 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 핸드헬드 전자 장치가 통상의 수직 배향에 놓인 경우의 예시적인 안테나 위치를 보여주는 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 핸드헬드 전자 장치가 통상의 수평 배향에 놓인 경우의 예시적인 안테나 위치를 보여주는 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 코너부의 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 가진 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 코너부의 내부 측면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 지지 유전체 새시가 없는 예시적인 안테나의 일부의 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 안테나와 관련된 예시적인 안테나 공진 소자와 인쇄 회로 기판 구조의 횡단면도.
도 12, 13, 14 및 15는 본 발명의 실시예에 따른, 핸드헬드 전자 장치의 안테나에 이용될 수 있는 예시적인 안테나 임피던스 정합 회로망의 회로도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른, 핸드헬드 전자 장치의 안테나에 대한 안테나 새시와 안테나 공진 소자의 평면도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른, 핸드헬드 전자 장치의 안테나에 대한 예시적인 안테나 새시와 안테나 공진 소자의 전개 사시도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른, 핸드헬드 전자 장치의 안테나에 대한 예시적인 인쇄 회로 기판부, 안테나 새시 및 안테나 공진 소자의 전개 사시도.
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 특히 무선 전자 장치와 무선 전자 장치용 안테나에 관한 것이다.
무선 전자 장치는 때로는 울트라포터블(ultraportable)이라 불리는 그런 종류의 랩톱 컴퓨터나 소형 핸드헬드 컴퓨터와 같은 휴대형 전자 장치일 수 있다. 휴대형 전자 장치는 좀더 작은 장치일 수도 있다. 더 작은 휴대형 전자 장치의 예로는 손목 시계 장치, 펜던트(pendant) 장치, 헤드폰 및 이어폰 장치, 기타 착용식 소형 장치 등이 있다. 때때로 여기서 예로서 설명되는 한 가지 적당한 구성에 따라서 가진 휴대형 전자 장치는 핸드헬드 전자 장치이다.
핸드헬드 전자 장치는 예컨대 셀룰러 전화, 무선 통신 기능을 가진 미디어 플레이어, 핸드헬드 컴퓨터(때로는 개인 휴대 단말(PDA)이라고도 함), 리모트 컨트롤러, GPS(global positioning system) 장치, 핸드헬드 게임기 등을 들 수 있다. 핸드헬드 장치는 여러 가지 종래 장치의 기능을 결합한 하이브리드 장치일 수도 있다. 하이브리드 핸드헬드 장치의 예로는 미디어 플레이어 기능을 가진 셀룰러 전화, 무선 통신 기능을 가진 게임기, 게임 및 e메일 기능을 가진 셀룰러 전화, e메일을 수신하고, 이동 전화 호출을 지원하고, 뮤직 플레이어 기능을 갖고, 웹브라우징을 지원하는 핸드헬드 장치 등이 있다. 이들 장치는 단지 예시적인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 따른 예시적인 핸드헬드 전자 장치를 도시한 것이다. 장치(10)는 임의의 적당한 휴대형 또는 핸드헬드 전자 장치일 수 있다.
장치(10)는 하우징(12)을 가질 수 있다. 장치(10)는 무선 통신을 처리하는 하나 또는 그 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 여기서는 때로는 2개의 안테나를 포함하는 장치(10)의 실시예를 예로서 설명한다.
장치(10)는 복수의 통신 주파수 대역에 걸쳐 통신을 처리할 수 있다. 예컨대 장치(10)의 무선 통신 회로를 이용하여 하나 또는 그 이상의 주파수 대역에서 셀룰러 전화 통신을 처리하고 하나 또는 그 이상의 통신 주파수 대역에서 데이터 통신을 처리할 수 있다. 때때로 여기서 예로서 설명되는 한 가지 적당한 구성에 따라서 장치(10)의 무선 통신 회로는 적어도 제1 통신 주파수 대역에서 통신을 처리하도록 구성된 제1 안테나와 적어도 제2 통신 주파수 대역에서 통신을 처리하도록 구성된 제2 안테나를 이용한다. 예컨대 제1 안테나는 (예로서) 2.4GHz 또는 5GHz에 중심을 둔 통신 주파수 대역(예컨대 WiFi 및/또는 블루투스 주파수)에서 통신을 처리하거나 1550MHz에서 GPS(Global Positioning System) 통신을 또는 2170MHz에 중심을 둔 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 3G 데이터 통신 주파수 대역을 처리할 수 있다. 제2 안테나는 예컨대 셀룰러 전화 통신 주파수 대역을 처리할 수 있다.
때로는 케이스라고도 하는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 금속, 기타 다른 적당한 재료 또는 이들 재료의 조합을 포함하는 임의의 적당한 재료로 이루어질 수 있다. 어떤 상황에서는 하우징(12) 또는 하우징(12)의 일부는, 하우징(12) 가까이에 위치한 도전성 안테나 소자의 동작이 중단되지 않도록 유전체 또는 기타 다른 저도전성 재료로 구성될 수 있다. 하우징(12) 또는 하우징(12)의 일부는 금속과 같은 도전성 재료로 구성될 수 있다. 이용가능한 하우징 재료의 예로는 양극 산화처리된 알루미늄이 있다. 알루미늄은 비교적 가볍고, 양극 산화처리되면 그 표면의 절연성과 내찰상성(scratch-resistant)이 좋아진다. 원한다면 스테인리스강, 마그네슘, 티타늄, 이들 금속의 합금과 같은 다른 금속도 장치(10)의 하우징에 이용될 수 있다. 하우징(12)이 금속 원소로 이루어진 경우에는, 이 금속 원소들 중 하나 또는 그 이상이 장치(10)의 안테나의 일부로서 이용될 수 있다. 예컨대 하우징(12)의 금속 부분은 장치(10)의 내부 접지면에 단락되어 그 장치(10)에 대한 내부 접지면 요소를 생성할 수 있다. 장치(10)에서 양극 산화처리된 알루미늄 하우징과 이와 다른 금속 성분 간의 전기적 접촉을 용이하게 하기 위하여 이 양극 산화처리된 알루미늄 하우징의 양극 산화처리된 표면층의 일부는 제조 공정 중에 (예컨대 레이저 에칭에 의해) 제거될 수 있다.
하우징(12)은 베젤(bezel)(14)을 가질 수 있다. 베젤(14)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 이 도전성 재료는 금속(예컨대 금속 원소 또는 합금)이나 기타 다른 적당한 도전성 재료일 수 있다. 때로는 여기서 예로서 설명되는 한 가지 구성에 따라서 베젤(14)은 스테인리스강으로 이루어질 수 있다. 스테인리스강은 베젤이 광택성이 좋고, 구조적으로 강하지만 쉽게 부식되지 않도록 제작될 수 있다. 원한다면 다른 구조를 이용하여 베젤(14)을 구성할 수 있다. 예컨대 베젤(14)은 광택이 나는 금속 코팅이나 기타 다른 적당한 물질이 코팅된 플라스틱으로 구성될 수 있다.
베젤(14)은 평탄면을 가진 디스플레이 또는 다른 디바이스를 장치(10) 상의 정위치에 고정시키는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 베젤(14)은 디스플레이(16)를 하우징(12)에 부착하여 디스플레이(16)를 정위치에 고정시키는데 이용될 수 있다. 장치(10)는 평탄한 전면과 후면을 가질 수 있다. 도 1의 예에서 디스플레이(16)는 장치(10)의 평탄 전면의 일부로서 구성된 것으로 도시되어 있다. 이 전면의 외연은 베젤(14)로 둘러싸질 수 있다. 원한다면 (전면 디스플레이와 후면 디스플레이를 가진 장치에서) 후면의 외연도 베젤로 둘러싸질 수 있다.
디스플레이(16)는 액정 다이오드(LCD) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 또는 기타 다른 적당한 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(16)의 최외곽면은 하나 또는 그 이상의 플라스틱 또는 유리층으로 이루어질 수 있다. 원한다면 터치 스크린 기능이 디스플레이(16)에 갖춰질 수 있고 또는 별도의 터치 패드 장치를 이용하여 제공될 수 있다. 터치 스크린을 디스플레이(16)에 갖춰 디스플레이(16)를 손가락으로 작동시킬 수 있게 하는 구성은 공간을 절약하고 시각적 혼잡을 줄일 수 있다는 이점이 있다.
대표적인 구성에서 베젤(14)은 베젤(14)을 하우징(12)에 고정시키고 베젤(14)을 하우징(12)과 장치(10) 내의 기타 다른 도전성 요소에 전기적으로 연결하는데 이용되는 살(prong)을 가질 수 있다. 하우징과 기타 다른 도전성 요소는 핸드헬드 전자 장치에서 안테나(들)에 대한 접지면을 구성한다. 베젤(14)의 밑면과 디스플레이(16)의 최외곽면 사이에는 개스킷(예컨대 실리콘이나 기타 적당한 재료로 이루어진 o-링, 폴리에스테르 박막 개스킷 등)이 배치될 수 있다. 이 개스킷은 디스플레이(16)의 유리 또는 플라스틱 커버에 응력을 가할 수 있는 국소화된 압력점으로부터의 압력을 완화할 수 있다. 이 개스킷은 장치(10) 내부의 여러 부분을 시각적으로 숨길 수 있으며 부스러기가 장치(10) 내로 들어오는 것을 방지할 수 있다.
베젤(14)은 디스플레이(16)의 유지 구조로 기능하는 것 이외에도 장치(10)의 강체 프레임으로도 기능할 수 있다. 이로써 베젤(14)은 장치(10)의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있다. 예컨대 베젤(14)은 장치(10)를 그 길이를 따라 베젤이 사용되지 않은 경우보다 더 강하게 만들 수 있다. 베젤(14)은 장치(10)의 외관을 개선하는데 이용될 수 있다. 베젤(14)이 장치(10)의 표면의 외연(예컨대 장치(10)의 전면의 외연)을 둘러싸도록 구성된 도 1에 도시된 것과 같은 구성에서는 베젤(14)은 (예컨대 장치(10)를 떨어뜨린 경우 등에 디스플레이(16)가 충격을 받지 않도록 함으로써) 디스플레이(16)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
디스플레이 스크린(16)(예컨대 터치 스크린)은 핸드헬드 전자 장치(10)에 사용될 수 있는 입출력 장치의 일례일 뿐이다. 원한다면 핸드헬드 전자 장치(10)는 다른 입출력 장치를 가질 수 있다. 예컨대 핸드헬드 전자 장치(10)는 버튼(19)과 같은 사용자 입력 제어 장치와 (예컨대 오디오 및/또는 비디오용) 포트(20)와 하나 또는 그 이상의 입출력 잭과 같은 입출력 성분을 가질 수 있다. 버튼(19)은 예컨대 메뉴 버튼일 수 있다. 포트(20)는 (예로서) 30-핀 데이터 커넥터를 포함할 수 있다. 개구부(24, 22)는 원한다면 마이크로폰과 스피커 포트를 구성할 수 있다. 디스플레이 스크린(16)은 예컨대 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 또는 하나 또는 그 이상의 서로 다른 디스플레이 기술을 이용하는 여러 가지 디스플레이일 수 있다. 도 1의 예에서 디스플레이 스크린(16)은 핸드헬드 전자 장치(10)의 전면에 설치된 것으로 도시되어 있지만, 디스플레이 스크린(16)은 원한다면 핸드헬드 전자 장치(10)의 후면, 장치(10)의 측면, 또는 (예컨대) 힌지나 기타 다른 적당한 설치 구성을 이용하여 장치(10)의 본체부에 부착되는 장치(10)의 플립업(flip-up)부에 설치될 수 있다.
핸드헬드 전자 장치(10) 사용자는 버튼(19)이나 터치 스크린(16)과 같은 사용자 입력 인터페이스 장치를 이용하여 명령을 입력할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치(10)용으로 적당한 사용자 입력 인터페이스 장치는 버튼(예컨대 영숫자 키, 파워 온-오프, 파워-온, 파워-오프, 기타 다른 특수 버튼 등), 터치 패드, 포인팅 스틱, 기타 다른 커서 제어 장치, 음성 명령을 입력하는 마이크로폰, 또는 장치(10)를 제어하기 위한 기타 다른 적당한 인터페이스를 포함한다. 버튼(19)과 같은 버튼과 기타 다른 사용자 입력 인터페이스 장치는, 도 1의 예에서는 핸드헬드 전자 장치(10)의 상면에 형성된 것으로 개략적으로 도시되어 있지만, 일반적으로 핸드헬드 전자 장치(10)의 임의의 적당한 부위에 구성될 수 있다. 예컨대 버튼(19)과 같은 버튼이나 기타 다른 사용자 인터페이스 제어부는 핸드헬드 전자 장치(10)의 측면에 구성될 수 있다. 버튼과 기타 다른 사용자 인터페이스 제어부는 장치(10)의 상면, 후면, 또는 기타 다른 부위에 위치할 수도 있다. 원한다면 장치(10)는 (예컨대 적외선 리모트 컨트롤, 블루투스 리모트 컨트롤과 같은 무선 주파수 리모트 컨트롤 등을 이용하여) 원격 제어될 수 있다.
핸드헬드 전자 장치(10)는 포트(20)와 같은 포트를 가질 수 있다. 포트(20)는 때로는 독(dock) 커넥터, 30-핀 데이터 포트 커넥터, 입출력 포트, 또는 버스 커넥터라고 할 수 있는데, (예컨대 장치(10)를 컴퓨터 또는 기타 다른 전자 장치에 연결된 짝 독(mating dock)에 연결하는 경우에) 입출력 포트로 이용될 수 있다. 장치(10)는 장치(10)를 외부 성분과 인터페이스시킬 수 있는 오디오 및 비디오 잭도 가질 수 있다. 통상적인 포트는 직류(DC) 전원 장치로부터 장치(10) 내의 배터리를 충전하거나 장치(10)를 작동시키는 파워 잭, 개인용 컴퓨터나 주변 장치와 같은 외부 성분과 데이터를 교환하는 데이터 포트, 헤드폰, 모니터 또는 기타 다른 외부 오디오-비디오 장비를 구동하는 오디오-비디오 잭, 셀룰러 전화 서비스를 인가하는 가입자 인식 모듈(SIM) 카드 포트, 메모리 카드 슬롯 등을 포함한다. 이들 장치의 일부 또는 전부와 핸드헬드 전자 장치(10)의 내부 회로의 기능은 터치 스크린 디스플레이(16)와 같은 입력 인터페이스 장치를 이용하여 제어될 수 있다.
디스플레이(16)와 기타 다른 사용자 입력 인터페이스 장치와 같은 성분은 (도 1의 예에 도시된 바와 같은) 장치(10)의 전면 상의 가용 표면적을 대부분을 덮을 수 있으며 또는 장치(10)의 전면의 일부만을 점유할 수 있다. 디스플레이(16)와 같은 전자 성분은 대개는 (예컨대 무선 주파수 차단부로서) 많은 량의 금속을 포함하고 있기 때문에, 일반적으로 장치(10)에서 안테나 요소에 대한 이들 성분의 위치를 고려해야 한다. 장치의 안테나 요소와 전자 성분의 위치를 적당히 선택하면 핸드헬드 전자 장치(10)의 안테나는 전자 성분에 의해 방해받지 않고 제대로 잘 기능할 수 있다.
때로는 여기서 예로서 설명되는 한 가지 적당한 구성에 따라서 핸드헬드 전자 장치는 2개의 안테나를 갖는다. 제1 안테나는 영역(21) 내의 장치(10) 상부 우측 코너에 배치될 수 있다. 제2 안테나는 영역(18) 내의 장치(10) 하단에 배치될 수 있다.
제1 안테나는 (예컨대) WiFi 안테나, GPS 안테나, UMTS 안테나 등일 수 있다. 제1 안테나를 영역(21) 내에 배치하면, 장치(10) 사용자가 장치(10)를 수평 배향(예컨대 버튼(19)이 사용자의 우측에 놓여 있고 안테나 영역(21)이 장치(10)의 상단에 놓여 있는 수평 배향)에서 사용하는 경우에 적절한 안테나 성능을 보장할 수 있다.
제2 안테나는 (예컨대) 셀룰러 전화 안테나일 수 있다. 제2 안테나의 안테나 공진 소자 구조를 하우징(12)과 장치(10)의 하부에(즉 영역(18) 내에) 배치하면, 장치(10)가 사용자의 머리에 고정될 때(예컨대 셀룰러 전화에서처럼 마이크로폰으로 말하고 스피커로 들을 때에) 안테나 구조의 방사부를 사용자의 머리로부터 떨어지게 배치할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라 사용자 부근에서 방출된 무선 주파수 방사량을 감소시킬 수 있다. 제2 안테나를 영역(18)에 배치하는 것도 근접 효과(즉, 제2 안테나의 사용자의 몸체 부분에의 근접으로 인한 제2 안테나의 성은에 미치는 영향)를 감소시킬 수 있다.
또한 특히 제 1 안테나가 도전성 하우징을 가진 핸드헬드 전자 장치에서 사용될 때에 제1 안테나의 근접 효과를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치(10)가 도전성 하우징 벽을 갖고 있는 경우에는 제1 안테나의 안테나 공진 소자를 수 밀리미터의 도전성 하우징 벽 내에 배치할 필요가 있을 수 있다. 이는 안테나 대역폭을 감소시킨다. 안테나의 대역폭이 좁으면 근접 효과로 인해 디튜닝(detuning)에 특히 민감할 수 있다.
제1 안테나의 근접 효과를 최소화하기 위해 제1 안테나의 공진 소자는 근접 효과에 특히 민감할 수 있는 그 후부(그 말단)가 하우징(12) 표면에 바로 인접하지 않도록 구성될 수 있다. 이런 식으로 안테나 공진 소자의 후부를 하우징(12) 표면에서 멀어지게 배치함으로써 사용자 몸체(예컨대 사용자 손가락, 손 또는 얼굴)이 그 후부에 근접하는 상황을 방지할 수 있으며, 따라서 근접 효과를 감소 또는 제거할 수 있다.
도 2는 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 실시예의 구성도이다. 핸드헬드 전자 장치(10)는 이동 전화, 미디어 플레이어 기능을 가진 이동 전화, 핸드헬드 컴퓨터, 리모트 컨트롤, 게임 플레이어, GPS(global positioning system) 장치, 그와 같은 장치들의 조합, 또는 기타 다른 적당한 휴대형 전자 장치일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 핸드헬드 전자 장치(10)는 스토리지(34)를 포함할 수 있다. 스토리지(34)는 하드 디스크 드라이브 스토리지, 불휘발성 메모리(예컨대 플래시 메모리 또는 기타 다른 EPROM(electrically programmable read only memory), 휘발성 메모리(예컨대 배터리 방식 스태틱 또는 다이나믹 RAM(random access memory) 등과 같은 각종 스토리지를 하나 또는 그 이상 포함할 수 있다.
처리 회로(36)는 장치(10)의 동작을 제어하는데 이용될 수 있다. 처리 회로(36)는 마이크로프로세서와 같은 프로세서와 기타 다른 적당한 집적 회로에 기초할 수 있다. 한 가지 적당한 구성에 따라서 처리 회로(36)와 스토리지(34)는 인터넷 브라우징 애플리케이션, VoIP(Voice-over-Internet-Protocol) 전화 호출 애플리케이션, e메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능 등과 같은 소프트웨어를 장치(10)에서 실행시키는데 이용될 수 있다. 처리 회로(36)와 스토리지(34)는 적합한 통신 프로토콜들을 구현하는데 이용될 수 있다. 처리 회로(36)와 스토리지(34)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜은 인터넷 프로포콜, 무선 LAN(local area network) 프로토콜(예컨대 IEEE 802.11 프로토콜 -- 때로는 WiFi®라고 함), Bluetooth® 프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 회선용 프로토콜, UMTS와 같은 3G 데이터 서비스를 처리하기 위한 프로토콜, 셀룰러 전화 통신 프로토콜 등을 포함한다.
입출력 장치(38)는 장치(10)에 데이터를 공급하고 데이터를 장치(10)에서 외부 장치로 공급하는데 이용될 수 있다. 디스플레이 스크린(16), 버튼(19), 마이크로폰 포트(24), 스피커 포트(22) 및 독 커넥터 포트(20)는 입출력 장치(38)의 예들이다.
입출력 장치(38)는 버튼, 터치 스크린, 조이스틱, 클릭 휠, 스크롤링 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크로폰, 카메라 등과 같은 사용자 입출력 장치(40)를 포함할 수 있다. 사용자는 사용자 입력 장치(40)를 통해 명령을 입력하여 장치(10)의 동작을 제어할 수 있다. 디스플레이 및 오디오 장치(42)는 LCD(Liquid Crystal Display) 스크린 또는 기타 다른 스크린, LED(Light Emitting Diode), 및 시각적 정보와 상태 데이터를 나타내는 기타 다른 성분을 포함할 수 있다. 디스플레이 및 오디오 장치(42)는 스피커와 같은 오디오 장비와 음향을 만들어내는 기타 다른 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 및 오디오 장치(42)는 잭과 같은 오디오-비디오 인터페이스 장비와 기타 외부 헤드폰과 모니터용 커넥터를 포함할 수 있다.
무선 통신 장치(44)는 하나 또는 그 이상의 집적 회로, 전력 증폭기 회로, 수동형 RF 성분, 하나 또는 그 이상의 안테나, 및 RF 무선 신호를 처리하는 기타 다른 회로로 구성된 무선 주파수(RF) 송수신기 회로와 같은 통신 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호는 광을 이용하여(예컨대 적외선 통신을 이용하여) 전송될 수도 있다.
장치(10)는 경로(50)로 나타낸 바와 같이 부속 장치(46)와 컴퓨팅 장비(48)와 같은 외부 장치와 통신할 수 있다. 경로(50)는 유무선 경로를 포함할 수 있다. 부속 장치(46)는 헤드폰(예컨대 무선 셀룰러 헤드셋이나 오디오 헤드폰)과 오디오-비디오 장비(예컨대 무선 스피커, 게임 컨트롤러, 또는 오디오와 비디오 콘텐츠를 수신하여 재생하는 다른 장비)를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 장치(48)는 임의의 적당한 컴퓨터일 수 있다. 한 가지 적당한 구성에 따라서 컴퓨팅 장비(48)는 장치(10)와 무선 접속을 설정하는 관련 무선 액세스 포인트(라우터)나 내부 또는 외부 무선 카드를 가진 컴퓨터이다. 컴퓨터는 서버(예컨대 인터넷 서버), 인터넷 액세스를 가진 또는 갖지 않은 LAN 컴퓨터, 사용자 자신의 개인용 컴퓨터, 피어(peer) 장치(예컨대 다른 핸드헬드 전자 장치(10)), 또는 기타 다른 적당한 컴퓨팅 장비일 수 있다.
장치(10)의 안테나 구조와 무선 통신 장치는 임의의 적당한 무선 통신 주파수 대역에 걸쳐 통신을 지원할 수 있다. 예컨대 무선 통신 장치(44)는 850MHz, 900MHz, 1800MHz 및 1900MHz에서의 셀룰러 전화 주파수 대역과 같은 통신 주파수 대역, 2170MHz 주파수 대역에서의 3G 데이터 통신 주파수 대역(흔히 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)라 함)과 같은 데이터 서비스 대역, 2.4GHz 및 5.0GHz에서의 WiFi®(IEEE 802.11) 대역(때로는 무선 LAN(WLAN) 대역이라 고도 함), 2.4GHz에서의 Bluetooth® 대역, 및 1550MHz에서의 GPS(Global Positioning System) 대역을 커버하는데 이용될 수 있다. 850MHz 주파수 대역은 때로는 GSM(Global System for Mobile) 통신 주파수 대역이라고 한다. 900MHz 주파수 대역은 때로는 EGSM(Extended GSM) 주파수 대역이라고 한다. 1800MHz 주파수 대역은 때로는 DCS(Digital Cellular System) 주파수 대역이라고 한다. 1900MHz 주파수 대역은 때로는 PCS(Personal Communication Service) 주파수 대역이라고 한다.
장치(10)는 무선 통신 회로(44) 내의 안테나 구조의 적당한 구성을 가지고 이들 통신 주파수 대역 및/또는 기타 다른 적당한 통신 주파수 대역을 커버할 수 있다.
도 3a는 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 횡단면도이다. 도 3a의 예에서 장치(10)는 도전체부(12-1)와 유전체부(12-2A, 12-2B)(예컨대 플라스틱으로 이루어진 부분(12-2A, 12-2B))으로 구성된 하우징을 갖고 있다. 도전체부(12-1)는 알루미늄, 마그네슘, 스테인리스강, 이들 금속과 기타 다른 금속의 합금 등일 수 있다. 도전체부(12-1)는 실질적으로 직사각형인 도전성 후면 하우징 표면과 하우징 측벽을 포함할 수 있다. 유전체부(12-2A, 12-2B)는 하우징(12) 내에 설치된 안테나를 덮는 덮개로 기능할 수 있다. 한 가지 적당한 구성에 따라서 유전체부(12-2A, 12-2B)는 하우징(12)의 외면(즉 도전성 하우징부(12-1)의 후면 및 측벽면과)과 높이가 같을 수 있다.
도 3a의 예에는 안테나가 2개 있다. 이 2개의 안테나 중 제1 안테나는 안테나 공진 소자(54-1B)와 안테나 접지면(54-2)으로 구성된다. 이 2개의 안테나 중 제2 안테나는 안테나 공진 소자(54-1A)와 안테나 접지면(54-2)으로 구성된다. 제1 안테나(도 3a에서 안테나(54)로 표시됨)는 가요성 회로의 스탬프형 도전체 스트립이나 트레이스와 같은 기다란 공진 회로로 구성될 수 있다. 제1 안테나의 공진 소자는 제1 (기)단부와 제2 (말)단부를 가질 수 있다. 제1 안테나의 공진 소자의 제1 단부는 접지면(54-2) 부근에서 안테나 피드(feed) 단말에 의해 피드될 수 있다. 제1 안테나의 공진 소자의 제2 단부는 때로는 말단이라고 하는데 근접 효과에 비교적 민감하지 않은 위치에 배치될 수 있다. 예컨대 제1 안테나의 공진 소자의 말단은 이것이 하우징부(12-2B)의 표면에 바로 인접하지 않도록 장치(10) 내부의 소정 위치에 설치될 수 있다. 이것은 제1 안테나의 공진 소자의 말단이 사용자의 몸체의 일부에 접속될 없도록 함으로써 근접 효과를 최소화하는데 도움을 준다.
하우징부(12-2A, 12-2B)는 유전체로 구성될 수 있다. 하우징부(12-2A, 12-2B)에 유전체를 사용하면 장치(10)의 안테나(54)의 공진 소자부(54-1)가 하우징(12)의 금속 측벽으로부터 간섭을 받지 않고 동작할 수 있다는 이점이 있다. 한 가지 적당한 구성에 따라서 하우징부(12-2A, 12-2B)는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 기재 플라스틱(때로는 ABS 플라스틱이라 함)으로 구성된 플라스틱 덮개이다. 이들은 장치(10)의 예시적인 하우징 재료일 뿐이다. 예컨대 장치(10)의 하우징은 실질적으로 플라스틱 또는 기타 다른 유전체, 실질적으로 금속 또는 다른 도전체, 또는 기타 다른 재료나 이들 재료의 조합으로 구성될 수 있다.
성분(52)과 같은 성분은 장치(10) 내의 회로 기판상에 설치될 수 있다. 장치(10) 내의 회로 기판 구조는 임의의 적당한 재료로 구성될 수 있다. 적당한 회로 기판 재료는 포놀릭(phonolic) 수지가 주입된 종이, 에폭시 수지가 주입된 파이버유리 매트(때로는 FR-4라 함)와 같은 유리 파이버가 보강된 수지, 플라스틱, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, 폴리이미드, 및 세라믹을 포함한다. FR-4와 같은 재료로 제작된 회로 기판은 흔히 입수할 수 있으며, 가격이 비싸지 않으며 여러 개의 금속층(예컨대 4개층)으로 제작될 수 있다. 폴리이미드와 같은 가용성 회로 기판 재료인 소위 가요성 회로도 장치(10)에 이용될 수 있다.
장치(10)에서 통상적인 성분은 직접 회로, LCD 스크린, 및 사용자 입력 인터페이스 버튼을 포함한다. 장치(10)는 통상적으로 (예로서) 하우징(12)의 후면을 따라 설치될 수 있는 배터리도 포함한다.
이들과 같은 성분과 이들 성분이 설치된 인쇄 회로 기판의 도전성 때문에 장치(10)의 이들 성분, 회로 기판 및 도전성 하우징 부분(베젤(14)을 포함)은 함께 접지되어 안테나 접지면(54-2)을 구성한다. 한 가지 예시적인 구성에 따라서 접지면(54-2)은 하우징(12)과 장치(10)의 일반적으로 직사각형 형상과 같아질 수 있으며 하우징(12)의 직사각형 측방 치수와 일치할 수 있다.
접지면 요소(54-2)와 안테나 공진 소자(54-1B)는 장치(10)의 제1 안테나(54)를 구성할 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1A)와 접지면(54-2)으로 구성된 안테나와 같은 선택적인 부가 안테나는 원한다면 목적하는 중첩 주파수 대역(즉 안테나(54)가 동작하고 있는 주파수 대역)에 대한 부가적인 이득을 제공하도록 구성될 수 있으며 또는 목적하는 다른 주파수 대역(즉 안테나(54)의 범위 밖에 있는 주파수 대역)에서 커버리지(coverage)를 제공하는데 이용될 수 있다.
접지면 요소(54-2)와 공진 소자(54-1A, 54-1B)를 구성하는 데는 임의의 적당한 도전성 재료가 이용될 수 있다. 장치(10)의 안테나 구조에 대해 적당한 도전성 재료로는 예컨대 구리, 은 및 금과 같은 기본 금속과 금속 합금(예컨대 베릴륨 구리)이 있다. 원한다면 금속 이외의 도전체도 이용될 수 있다. 통상적인 경우에 공진 소자(54-1A)에 대한 도전성 구조는 가요성 회로 또는 기타 다른 적당한 기판상의 구리 트레이스로 구성되며, 공진 소자(54-1B)에 대한 도전성 구조는 베리륨 구리 포일 스트립으로 구성된다.
성분(52)은 송수신기 회로(예컨대 도 2의 장치(44) 참조)를 포함한다. 이 송수신기 회로는 하나 또는 그 이상의 집적 회로와 관련 별개 성분(예컨대 필터링 성분) 형태로 구비될 수 있다. 송수신기 회로는 하나 또는 그 이상의 송신기 집적 회로, 하나 또는 그 이상의 수신기 집적 회로, 스위칭 회로, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 송수신기 회로 내의 각 송수신기는 관련 동축 케이블, 마이크로스트립 전송 라인, 또는 관련 안테나에 연결되어 무선 주파수 신호가 전달되는 기타 다른 전송 라인을 가질 수 있다. 도 3a의 예에서 전송 라인은 파선(56)으로 나타나 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이 전송 라인(56)은 송수신기 집적 회로(52)로부터 안테나를 통해 전송될 무선 주파수 신호를 분배하는데 이용될 수 있다. 경로(56)는 안테나에 의해 수신된 무선 주파수 신호를 성분(52)으로 전달하는데도 이용될 수 있다. 성분(52)은 입력되는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 하나 또는 그 이상의 수신기 집적 회로를 포함할 수 있다.
도 3a의 횡단면도에 도시된 바와 같이, 장치(10)의 안테나를 장치(10)의 맨 끝 부근에(즉 장치(10)의 각 단부에) 배치하는 것이 유리할 수 있다. 원한다면 린테나 공진 소자(54-1A)와 접지면(54-2)으로 구성된 선택적인 부가 안테나는 생략될 수 있다. 이런 형태의 구성은 도 3b의 횡단면도에 도시되어 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이 선택적 부가 안테나가 장치(10)에서 생략되면 성분(52)을 위한 추가적인 면적을 얻을 수 있다.
도 4a는 장치(10)의 맨 끝 부근에 복수의 안테나가 배치된 실시예에서 핸드헬드 전자 장치(10)의 예시적인 구성을 도시한 것이다. 도 4a의 구성에서 안테나는 위치(18, 21)에 배치될 수 있다. 도 4a는 핸드헬드 전자 장치(10)의 사시도이다. 도 4a의 배향에는 하우징(12-1)의 후면이 도시되어 있다. 제1 안테나 공진 소자는 유전체 하우징부(12-2B) 아래 영역(21)에 배치될 수 있다. 제2 안테나 공진 소자는 유전체 하우징부(12-2A) 아래 영역(18)에 배치될 수 있다. 유전체 하우징부(12-2A, 12-2B)는 (예컨대) ABS 플라스틱과 같은 적당한 재료로 구성된 플라스틱 덮개일 수 있다. 도 4a의 예시적인 구성에서 덮개(12-2A)는 장치(10)의 전체 폭을 따라 신장하는 반면에 덮개(12-2B)는 장치(10)의 코너에 배치된다. 이런 형태의 구성은 덮개(12-2A)가 셀룰러 전화 통신에 이용되는 안테나를 감싸는데 이용되는 상황과 덮개(12-2B)가 고주파 데이터 통신(예컨대 2.4GHz에서의 WiFi 통신)에 이용되는 안테나를 감싸는데 이용되는 상황에 특히 적당할 수 있다. 2.4GHz와 5GHz와 같은 고주파 통신 대역은 단파장의 무선 주파수 신호와 연관되며, 따라서 어느 정도 더 콤팩트한 안테나 구성이 이용될 수 있다.
하우징(12-1)이 도전성 재료(예컨대 알루미늄이나 스테인리스강과 같은 금속)로 이루어진 상황에서는 안테나 덮개(12-2B)를 장치(10)의 측면들 중 어느 하나를 따라 중간에 배치하기 보다는 (도 4a에 도시된 바와 같이) 안테나 덮개(12-2B)를 장치(10)의 코너에 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 코너 위치에 배치된 안테나 공진 소자가 장치(10)의 측면들 중 어느 하나를 따라 배치된 안테나 공진 소자에 비해 도전성 하우징부에 근접한 것에 의해 악영향을 덜 받기 때문이다. 중앙의 에지 위치에서는 안테나 공진 소자는 실제로는 3개의 측면에서 금속으로 둘러싸여 있지만, 안테나 공진 소자와 덮개(12-2B)는 도 4a에 도시된 바와 같이 장치(10)의 코너에 배치된 경우에는 안테나 공진 소자는 2개의 측면에서만 금속으로 둘러싸여 진다.
원한다면, 장치(10)는 영역(18)에 안테나를 포함하지 않아도 된다. 도 4b는 영역(18)에 안테나가 없는 실시예에서의 핸드헬드 전자 장치(10)의 후방 사시도이다.
도 5a는 장치의 전면에서 보았을 때에 도 4a의 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 사시도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 안테나와 유전체 덮개(12-2B)는 장치(10)가 통상의 수직 배향에 놓여 있는 경우에 장치(10)의 상부 우측 코너에 배치될 수 있다.
도 5b는 장치의 전면에서 보았을 때에 도 4b의 예시적인 핸드헬드 전자 장치의 사시도이다. 도 3a, 도 4a 및 도 5a의 복수 안테나 실시예에서와 같이 도 3b, 도 4b 및 도 5b의 단일 안테나 실시예는 장치(10)가 통상의 수직 배향에 놓여 있는 경우에 안테나(54)와 유전체 덮개(12-2B)가 장치(10)의 상부 우측 코너에 배치된 구성을 이용할 수 있다.
원한다면, 핸드헬드 전자 장치(10)는 수직 배향과 수평 배향 모두에서 동작할 수 있다. 예컨대 장치(10)는 위치 센서(예컨대 움직임 센서)를 포함할 수 있다. 장치(10)의 처리 회로는 위치 센서로부터의 신호를 모니터하여 장치(10)가 수직 모드에서 사용되고 있는 때와 장치(10)가 수평 모드에서 사용되고 있는 때를 판단할 수 있다. 사용자는 수직 모드와 수평 모드 간에 수동으로 전환할 수도 있다. 수직 모드 배향은 어떤 응용(예컨대 웹 브라우징)에 이용될 수 있고, 수평 모드 배향은 다른 응용(예컨대 비디오 보기)에 이용될 수 있다.
수평 또는 수직 배향에서 동작할 수 있는 장치(10)에서는 안테나(54)와 그 관련 유전체 덮개(12-2B)를 장치의 상부 우측 코너에 배치하는 것이 특히 유리할 수 있다. 이것은 도 6 및 7과 관련하여 예시되어 있다.
도 6에서 장치(10)는 그 통상의 수직 모드 배향으로 나타낸다. 이 배향에서 버튼(19)은 장치(10)의 하단에 배치되어 있다. 디스플레이(16)에 표시되는 영상은 그 윗 부분이 디스플레이(16)의 상부에 배치되고 그 아랫 부분이 디스플레이(16)의 하부에 배치되도록 배향될 수 있다. 이런 식으로 표시되는 영상은 텍스트, 정지 영상, 비디오 등을 포함할 수 있다. 통상적으로 사용자의 손과 손가락을 사용하여 영역(56)에서 장치(10)를 쥔다. 영역(56)은 일반적으로 장치(10)의 하부 절반 부분 또는 하부 3분의 1 부분에 위치한다. 영역(56)에서 사용자와 장치(10) 간의 접촉은 근접 효과를 유발할 수 있기 때문에 안테나(54)를 장치(10)의 영역(56)과는 다른 영역(즉 장치(10)의 상부 우측 코너)에 배치하는 것이 바람직하다.
장치(10)를 수평 모드에서 사용하고자 하는 경우에는 사용자는 도 7에 도시된 바와 같이 장치(10)를 시계 반대 방향으로 1 회전의 1/4(90°) 회전시킬 수 있다. 이 배향에서 디스플레이(16)에 표시되는 영상은 그 윗 부분은 장치(10)의 우측 에지(58)(수평 배향에서 장치(10)의 상단 에지)를 따라 위치하고 그 아랫 부분은 장치(10)의 좌측 에지(60)(수평 배향에서 장치(10)의 하단 에지)를 따라 위치한다. 장치(10)는 통상의 수직 배향에 대해 옆으로 회전되었기 때문에 안테나(54)는 (수평 배향에서 보았을 때에) 장치(10)의 상부 좌측 코너에 배치된다. 사용 중에 사용자 손가락은 영역(62, 64)과 같은 영역에서 장치(10)를 쥘 수 있다. 영역(62, 64)과 같은 장치를 잡는 통상의 영역은 일반적으로 (수평 방향에서 보았을 때에) 장치(10)의 하부 절반 부분 또는 하부 1/3 부분에 위치한다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이 사용자는, 수직 모드와 수평 모드 모두에서 장치(10)를 잡는 통상의 영역(즉 도 6의 영역(56)과 도 7의 영역(62, 64))이 안테나(54)와 중첩하지 않기 때문에, 정상적인 동작 중에 장치(10)를 잡을 때에 안테나(54) 바로 위에 손가락을 놓을 가능성은 작다. 그 결과, 대개는 안테나(54)의 성능에 악영향을 미칠 수 있는 근접 효과를 피할 수 있다. 안테나가 (도 6에 도시된 바와 같이) 장치의 상부 우측 코너에 배치된 안테나 구성은 임의의 적당한 형태의 안테나에 이용될 수 있다. 상부 우측 코너 구성은 안테나가 근접 효과에 민감한 상황에서 특히 바람직하다. 예컨대 상부 우측 코너 구성은 금속 케이스가 안테나 공진 소자에 근접해 있는 구성에서 안테나 대역폭을 감소시키고 안테나를 근접 효과에 더 민감하게 하는 경향이 있기 때문에 유리할 수 있다.
도 8은 장치(10)의 상부 우측 코너에서 안테나와 관련된 구조의 사시도이다. 도 8에 도시된 바와 같이 유전체 덮개(12-2B)는 도전성 하우징 벽(12-1)의 개구부(제거된 부분)를 덮는데 이용될 수 있다. 도 8의 배향에서 장치(10)의 전면은 아래로 향하고 장치(10)의 후면은 위로 향한다. 회로 기판 또는 다른 설치 구조(66)는 장치(10)의 전면 부근에 배치될 수 있다. 회로 기판(66)은 예컨대 하우징(12) 내의 금속 프레임 상에 설치될 수 있다. 베젤(14)은 장치(10)의 외연을 따라 신장할 수 있다. 회로 기판(66)에는 구멍(74)과 같은 구멍이 형성될 수 있다. 베젤(14)은 구멍(74)을 따라 신장할 수 있다.
안테나(54)의 안테나 공진 소자(즉 안테나 공진 소자(54-1B))는 측별(12-1)의 제거된 부분으로 형성된 영역 내에 그리고 회로 기판(66)의 제거된 부분으로 형성된 공기 충전 개구부에 배치될 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1B)(도 8에는 미도시)는 도전체 스트립으로 구성될 수 있다. 이 도전체 스트립의 일단은 접촉 패드(68)와 전기적으로 접촉할 수 있다. 이 스트립의 타단(때로는 공진 소자의 말단이라고도 함)은 개구부(72)의 중간 내의 소정 위치에 배치될 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1B)의 말단은 일반적으로 근접 효과에 가장 민감한 안테나(54) 부분이다. 따라서 안테나의 말단을 하우징(12)의 표면(즉 유전체 하우징 부재(12-2B)의 바깥쪽 표면)으로부터 멀리 떨어져 배치하는 것이 바람직하다. 그와 같은 바깥쪽 표면 배치에서는 안테나(54)는 사용자가 유전체 커버(12-2B)에 손을 된다면 디튠될 수 있다.
송수신기(52)는 전송 라인에 의해 접촉 패드(68)(그러므로 안테나 공진 소자(54-1B))에 전기적으로 연결될 수 있다. 전송 라인은 동축 케이블 또는 기타 다른 적당한 전송 라인 구조로 구성될 수 있다. 도 8의 예시적인 구성에서 송수신기(52)를 안테나 공진 소자(54-1B)에 연결하는 전송 라인은 마이크로스트립 전송 라인이다. 마이크로스트립 전송 라인은 2개의 도선을 갖고 있다. 마이크로스트립 전송 라인에서 한 도선은 접지면 도선(예컨대 도 8에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(66)의 하부면 상에 금속층으로 구성된 도선)이다. 마이크로스트립 전송 라인에서 나머지 한 도선은 신호 도선(70)과 같은 신호 도선이다.
도 9는 안테나(54) 부근에서의 장치(10)의 측면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 접지 도선(82)은 마이크로스트립 전송 라인의 일 부분을 구성할 수 있고, 신호 도선(70)은 마이크로스트립 전송 라인의 다른 부분을 구성할 수 있다. 마이크로스트립 전송 라인은 송수신기(52)와 안테나 공진 소자(54-1B)를 전기적으로 연결하는데 이용될 수 있다.
송수신기(52)는 인쇄 회로 기판(66)에 설치될 수 있다. 안테나(54)와 관련된 안테나 신호는 접지단(86)과 정극 피드단(88)을 통해 전송 및 수신될 수 있다. 피드단(88)은 마이크로스트립 전송 라인 신호 도선(70)을 이용하여 패드(68)에 연결될 수 있다. 접지단(86)은 도전성 비아(84)를 이용하여 접지 도선(82)과 전기적으로 연결될 수 있다. 접지 도선(82)은 예컨대 기판(66) 상에 구리층 또는 기타 다른 도선으로 구성된 트레이스일 수 있다.
안테나 공진 소자(54-1B)는 제1 (기)단부(76)와 제2 (말)단부(80)를 가질 수 있다. 제2 단부(80)는 통상적으로 안테나 공진 소자(54-1B)의 말단이라고 하는데 근접 효과를 피하기 위해 장치(10)의 표면에서 멀리 떨어진 곳에 배치하는 것이 바람직하다. 예컨대 제2 단부(80)는 장치(10)의 내부에서 하우징(12)의 표면(즉 하우징부(12-1)의 도전체 표면과 하우징부(12-2B)의 유전체 표면)에서 멀리 떨어진 곳에 위치할 수 있다. 제1 단부(76)는 임의의 적당한 접촉 구조 구성을 이용하여 접촉 패드(68)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 가지 적당한 구성에 따라서 포고(pogo) 핀(78)과 같은 포고 핀을 이용하여 안테나 공진 소자 단부(76)와 접촉 패드(68) 간에 전기적 접촉을 형성할 수 있다. 이는 단지 예시적인 것이다. 원한다면 스프링이나 클립과 같은 다른 적당한 구조를 이용하여 안테나 공진 소자(54-1B)와 접촉 패드(68) 간에 전기적으로 접촉될 수 있다. 스프링 구성은 예컨대 접촉 패드(68) 부근에서 공진 소자(54-1B)로부터 스프링을 형성하기 위해 단부(76)를 구부림으로써 구성될 수 있다.
안테나 공진 소자(54-1B)는 (예컨대) 금속 스트립으로 구성될 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1B)는 독립된 구조, 또는 가요성 회로와 같은 기판의 표면에 패턴화된 트레이스일 수 있으며, 또는 다른 적당한 설치 구조에 부착될 수 있다. 때로는 여기서 예로서 설명되는 한 가지 예시적인 구성에 따라서 안테나(54)는 지지 구조(90)와 같은 유전체 지지 구조(때로는 새시 또는 캐리어라고 함)에 설치된 금속 스트립으로 구성된다.
안테나 공진 소자 유전체 지지 구조(90)는 플라스틱 또는 기타 다른 적당한 유전체로 이루어질 수 있다. 지지 구조(90)의 유효 유전율은 지지 구조(90) 내에 공기 충전 영역을 형성함으로써 감소될 수 있다. 지지 구조(90) 내에 구멍이나 릿지(ridge)와 같은 공기 충전 개구부를 형성함으로써 안테나 공진 소자(54-1B) 부근에서의 지지 구조의 유전율이 감소된다. 주어진 원하는 동작 주파수(예컨대 2.4GHz)에 대해서는 지지 구조(90)에 대해 비교적 낮은 유전율이 유리한데, 이는 인테나 공진 소자(54-1B)의 길이가 증가하여 안테나 효율을 증가시킬 수 있기 때문이다. 통상의 경우에(예컨대 플라스틱 지지 구조를 이용한 2.4GHz 동작에서) 안테나 공진 소자(54-1B)의 길이는 약 2cm이다. 공진 소자(54-1B)의 길이는 커버리지를 원하는 통신 주파수 대역에 따라서 일반적으로 약 5-30mm이다. 안테나 공진 소자(54-1B)의 길이는 그 동작 주파수에서 파장의 1/4과 대략 같다.
도 10은 도 9의 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)가 존재하지 않는 안테나(54)의 사시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이 안테나 공진 소자(54-1B)의 말단 팁(80)은 구멍(74)의 측벽으로부터 대략 등거리에 있는 위치에서 인쇄 회로 기판(66) 내의 구멍(74) 내에 그리고 이에 인접한 곳에 배치될 수 있다. 이 배치에서 단부(80)도 도전성 하우징 벽(12-1)과 도전성 베젤(14)의 인접 에지로부터 대략 등거리에 있다.
안테나 효율과 대역폭은 그 단부(80)를 보장함으로써 개선된다(그리고 안테나 공진 소자(54-1B)는 베젤(14)과 하우징 벽(12-1)과 같은 도전성 구조에 너무 가까이에 있지 않다). 따라서 안테나 공진 소자(54-1B)는 단부(80)를 적당한 위치에 배치하는데 도움이 되는 많은 굴곡을 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 부분(81)과 같은 안테나 공진 소자(54-1B)의 길이는 하우징(12)의 벽(즉 본 예에서는 하우징(12)의 전면과 후면)과 나란하게 신장할 수 있다. 부분(83)은 부분(81)과 나란하게 신장한다. 부분들(85 및 87)과 같은 부분들은 부분들(81 및 83)에 대해 직교하는 각도들로 신장한다. 부분(85)은 부분들(83 및 81)에 수직으로 안테나 접지면으로부터 위쪽으로 신장한다. 부분(87)은 부분(81, 83)에 수직으로 접지면 쪽으로 아래로 신장한다. (단일 굴곡부 또는 2 또는 그 이상의 개별적인 굴곡부의 복합 굴곡부일 수 있는) 굴곡부(89)는 안테나 공진 소자(54-1B)의 말단부가 장치(10)의 전면과 후면 하우징 표면과 같은 하우징 표면에서 멀리 떨어지도록 하우징(12)의 내부에 위치되게 한다.
도 11은 방향(96)에서 도 10의 파선(94)을 따라 절취한 안테나(54)의 횡단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이 안테나 공진 소자(54-1B)의 단부(80)는 원한다면 인쇄 회로 기판(66)의 상부면(98) 아래에서 구멍(74) 내에 놓인다. 인쇄 회로 기판(66)은 멀티레벨 회로 기판(예컨대 2 내지 8개 레벨의 금속을 지지하는 회로 기판)일 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1B)가 그 부근에 있는 도전성 재료에 의해 악영향을 받지 않도록 하기 위해 인쇄 회로 기판(66)의 도전층은 영역(100)에서와 같이 구멍(74)에 인접한 곳에 금속이 없도록 패턴화될 수 있다.
송수신기(52)와 안테나(54) 간의 적당한 임피던스를 보장하기 위하여 송수신기(52)와 안테나(54) 간의 경로는 도 10의 선택적인 임피던스 정합망(92)과 같은 임피던스 정합망을 포함할 수 있다. 임피던스 정합망(92)으로는 임의의 적당한 회로가 이용될 수 있다. 도 12, 13, 14 및 15는 적당한 임피던스 정합망의 예를 보여준다.
도 12의 예에서 임피던스 정합망(92)은 단일 경로(70)를 따라 직렬 연결된 인덕터로 구성된다. 도 13의 임피던스 정합망(92)(이것이 바람직할 수 있음)은 접지로 분로되는 1.1nH 인덕터와 같은 인덕터를 포함한다. 도 14의 임피던스 정합망(92)은 송수신기(52)와 접촉 패드(68) 간의 경로(70)에 직렬 연결된 커패시터를 갖고 있다. 도 15의 구성에서 임피던스 정합망(92)은 신호 라인(70)과 접지 간에 분로 신호 경로를 구성하는 커패시터를 포함한다.
도 16은 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)와 안테나 공진 소자(54-1B)의 예시적인 실시예의 평면도이다. 도 16에 도시된 바와 같이 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조의 유효 유전율을 감소시킬 수 있는 일부 결절된 공기 충전 영역(102)(구멍)을 가질 수 있다. 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)는 공기 충전 채널(106)과 같은 일부 결절 공기 충전 영역도 가질 수 있다. 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)는 ABS 플라스틱 또는 기타 다른 적당한 유전체 재료로 구성될 수 있다. ABS 플라스틱 또는 기타 다른 유전체 재료의 유전율은 대략 2.8 내지 3.0일 수 있다. 공기의 유전율은 1.0이다. 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)를 구멍(102, 106)과 같은 공기 충전 개구부를 형성하도록 구성함으로써 안테나 공진 소자의 유효 유전율은 2.8 내지 3.0 이하의 값으로 감소될 수 있다. 이것은 도 16에 도시된 바와 같이 지지체(90) 내의 공기 충전 구멍의 적어도 일부가 안테나 공진 소자(54-1B)에 바로 인접하는 경우에 유리할 수 있다. 지지체(90)의 유전율이 감소되면 안테나 공진 소자(54-1B)의 길이, 따라서 안테나의 효율이 증가할 수 있다.
유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)는 구멍(104)과 같은 나사 구멍을 가질 수 있다. 그와 같은 구멍은 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)를 하우징(12)에 (예컨대 나사, 플라스틱 포스트, 또는 기타 다른 고정구를 이용하여) 부착하는데 이용될 수 있다. 포스트(110)와 같은 유전체 포스트(예컨대 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)의 일부로 구성된 플라스틱 포스트)는 안테나 공진 소자(54-1B) 내의 정합 구멍과 맞물릴 수 있다. 조립 중에 안테나 공진 소자(54-1B) 내의 포스트(110)와 그 대응하는 구멍은 안테나 공진 소자(54-1B)를 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)에 대해 적절하게 정렬시키는데 도움을 줄 수 있으며, 안테나 공진 소자(54-1B)를 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)에 부착하는데 도움을 줄 수 있다. 원한다면 포스트(110)의 팁은 공진 소자(54-1B)를 정위치에 고정하기 위해 (예컨대 가열 처리로) 약간 확대될 수 있다.
안테나 공진 소자 지지 구조(90)의 에지(108)는 (예컨대) 굽어질 수 있다. 이는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)가 하우징(12)의 곡선 코너에 들어 맞게 하는데 도움을 줄 수 있다. 유전체 덮개(12-2B)(도 4a 및 4b)는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)와 안테나 공진 소자(54-1B)가 하우징(12)에 설치될 때에 이들을 덮는데 이용될 수 있다.
유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)는 장치(10)에 조립될 때에 도 17의 전개 사시도에서 조립체(112)와 같은 조립체를 구성하도록 인쇄 회로 기판(66)과 맞물릴 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1B)의 단부(76)는 도 17에 도시된 바와 같이 굽어져서 스프링 또는 클립을 구성할 수 있다. 이런 식으로 형성된 스프링은 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)가 인쇄 회로 기판(66)에 설치될 때에 접촉 패드(68)에 대해 편의될(biased) 수 있다. 원한다면 도 17에 도시된 예시적인 스프링 구조 대신에 단부(76)에 포고 핀(즉 핀 하우징 내에서 왕복하는 스프링 핀)이 구성될 수 있다. 도 18은 본 발명의 안테나 공진 소자(54-1B)의 예시적인 형상을 더 자세히 보여주는 도 17의 조립체(112)의 전개 사시도이다. 도 18에 도시된 바와 같이 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90)는 안테나 공진 소자(54-1B)의 단부(76)가 조립 중에 통과하는 구멍(114) 또는 기타 다른 개구부를 가질 수 있다. 안테나 공진 소자(54-1B) 내의 구멍(116)은 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조(90) 상의 포스트(110) 또는 기타 다른 적당한 정렬 구조와 맞물릴 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이 안테나 공진 소자(54-1B)는 도선 스트립으로 구성될 수 있다. 도선 두께(최소 측방 치수)는 예컨대 0.05mm 내지 1mm일 수 있다. 도선 스트립의 폭(제2 최소 측방 치수)는 예컨대 0.5mm 내지 5mm일 수 있다. 도선 스트립의 길이는 예컨대 5mm 내지 30mm일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 코너에 하우징면들과 유전체 하우징부를 가진 핸드헬드 전자 장치의 핸드헬드 전자 장치 안테나가 제공되는데, 이 핸드헬드 전자 장치 안테나는, 접지면 안테나 소자 및 스트립 안테나 공진 소자를 포함하며, 공진 소자는 전송 라인에 의해 피드되는 기단부(a proximal end)와, 핸드헬드 전자 장치 내부에서의, 하우징면들로부터 멀어지는 위치에 또한 핸드헬드 전자 장치의 코너에서 유전체 하우징부 아래에 위치하는 말단부(a distal end)를 구비한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치 안테나는 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치 안테나는 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하고, 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 스트립 안테나 공진 소자에 인접한 공기 충전된 구멍(air-filled hole)을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치 안테나는 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하고, 스트립 안테나 공진 소자는 구멍들을 포함하고, 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 스트립 안테나 공진 소자 내의 구멍들을 통해 신장하는 포스트(post)들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치 안테나에서는 스트립 안테나 공진 소자의 기단부가 굴곡 스프링부(bent spring portion)를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치 안테나에서는 스트립 안테나 공진 소자의 말단부가 하우징면들 중 적어도 하나와 나란하게 신장하는 부분을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치 안테나는 스트립 안테나 공진 소자의 기단부가 연결되는 접촉 패드를 더 포함하고, 스트립 안테나 공진 소자는 복수의 굴곡부를 포함하고 서로 직각으로 신장하는 부분들을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 전면과 후면을 가지며, 수직 배향(portrait orientation)에서 동작되고, 반시계 방향으로 회전될 때에는 수평 배향(landscape orientation)에서 동작되는 핸드헬드 전자 장치가 제공되는데, 적어도 하나의 실질적으로 직사각형의 도전성 하우징면을 가지는 도전성 하우징 - 직사각형 도전성 하우징면은 개구부를 갖고, 개구부는 핸드헬드 전자 장치를 상기 수직 배향에서 동작하는 상기 전면에서 보았을 때에 도전성 하우징면의 상부 우측 코너에 위치함 -; 도전성 하우징 내에 설치된 송수신기 및 제어 회로; 접지면 소자와 안테나 공진 소자를 포함하며, 도전성 하우징의 상기 상부 우측 코너에서 개구부 내에 설치된 적어도 하나의 안테나; 및 안테나 공진 소자를 덮는 유전체 덮개(cap)를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 핸드헬드 전자 장치가 수직 배향에서 동작하고 있는 경우에는 수직 배향에서 영상을 표시하고, 핸드헬드 전자 장치가 수평 배향에서 동작하고 있는 경우에는 수평 배향에서 영상을 표시하는 디스플레이를 더 포함하고, 유전체 덮개는 직사각형 도전성 하우징면과 동일 높이에 있는 부분들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는 구멍을 가진 적어도 하나의 인쇄 회로 기판을 더 포함하며, 안테나 공진 소자의 적어도 일부는 구멍 내에 위치한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 전송 라인 도선과 구멍을 가진 적어도 하나의 인쇄 회로 기판으로서, 안테나 공진 소자가 제1 단부 및 제2 단부를 가진 도전성 스트립을 포함하고, 제1 단부가 인쇄 회로 기판 상의 전송 라인 도선에 전기적으로 연결되고, 제2 단부가 구멍에 인접해 위치하는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 및 구멍의 적어도 일부 주위로 신장하는 도전성 베젤(bezel)을 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선에 연결된 접촉 패드; 및 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기를 더 포함하며, 안테나 공진 소자는 접촉 패드에 전기적으로 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 구멍을 가진 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선에 연결된 접촉 패드; 및 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기를 더 포함하며, 안테나 공진 소자는 접촉 패드에 전기적으로 연결되고, 안테나 공진 소자의 일부는 인쇄 회로 기판 내의 구멍 내에 놓인다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 공기 충전된 개구부를 둘러싸는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인; 및 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기를 더 포함하며, 안테나 공진 소자는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이의 복수의 굴곡부를 가지며, 안테나 공진 소자의 제1 단부는 전송 라인에 전기적으로 연결되고, 안테나 공진 소자의 제2 단부는 공기 충전된 개구부 내에 위치한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 공기 충전된 영역을 둘러싸는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인; 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기 - 안테나 공진 소자는 제1 단부 및 제2 단부를 가지고, 안테나 공진 소자의 제1 단부는 전송 라인에 전기적으로 연결되고, 안테나 공진 소자의 제2 단부는 공기 충전된 영역 내에 인접하여 위치하고, 안테나 공진 소자는 스트립 안테나 공진 소자를 포함함 -; 및 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 공기 충전된 영역을 둘러싸는 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인; 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기 - 안테나 공진 소자는 제1 단부 및 제2 단부를 가지고, 안테나 공진 소자의 제1 단부는 전송 라인에 전기적으로 연결되고, 안테나 공진 소자의 제2 단부는 공기 충전된 영역 내에 인접하여 위치하고, 안테나 공진 소자는 스트립 안테나 공진 소자를 포함함 -; 및 스트립 안테나 공진 소자가 설치되며, 스트립 안테나 공진 소자에 인접한 적어도 하나의 공기 충전된 구멍을 포함하는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는, 부가 안테나 공진 소자를 더 포함하고, 직사각형 도전성 하우징면은 부가 개구부를 갖고, 부가 개구부는 핸드헬드 전자 장치를 수직 배향에서 동작하는 전면에서 보았을 때에 도전성 하우징면의 하단에 위치하고, 부가 안테나 공진 소자는 핸드헬드 전자 장치 내에서 부가 개구부 내에 설치된다.
다른 실시예에 따르면, 도전성 후면을 포함하는 하우징면들을 갖고 또한 전면의 적어도 일부에 설치된 디스플레이를 갖는 하우징; 도전성 후면의 코너 내의 개구부에 형성된 유전체 하우징부; 적어도 하나의 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판에 설치된 송수신기 회로; 송수신기 회로에 연결된 전송 라인; 하우징 내에 설치된 안테나를 포함하는 핸드헬드 전자 장치가 제공되는데, 안테나는, 접지면; 및 유전체 하우징부에 인접하여 위치한 도선 스트립(a strip of conductor)으로 구성된 안테나 공진 소자를 포함하고, 유전체 하우징부의 적어도 일부는 하우징의 도전성 후면과 동일한 높이로 놓여 있고, 안테나 공진 소자는 복수의 굴곡부와 제1 및 제2 단부를 갖고, 안테나 공진 소자의 제1 단부는 인쇄 회로 기판에 인접한 전송 라인에 연결되고, 안테나 공진 소자의 굴곡부들은 안테나 공진 소자의 제2 단부가 하우징의 표면에 인접하지 않도록 도선 스트립을 라우팅한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치는 도선 스트립이 부착되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하고, 도선 스트립은 하우징면들 중 적어도 하나와 나란한 제1 부분과 제1 부분에 수직인 제2 부분을 포함하고, 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 안테나 스트립에 인접한 적어도 하나의 구멍을 한정하는 부분을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 핸드헬드 전자 장치에서는 송수신기 회로가 2.4GHz 통신 주파수 대역에서 안테나를 통해 신호를 송신 및 수신하도록 구성되고, 핸드헬드 전자 장치는 송수신기 회로와 안테나 사이에서 전송 라인에 연결된 임피던스 정합 회로망을 더 포함한다.
전술한 설명은 본 발명의 원리를 예시적으로 보여준 것일 뿐이며 당업자라면 본 발명의 범위와 본질에서 벗어남이 없이 본 발명을 여러 가지로 변형할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 코너에 하우징면들과 유전체 하우징부를 가진 핸드헬드 전자 장치의 핸드헬드 전자 장치 안테나로서,
    접지면 안테나 소자; 및
    스트립 안테나 공진 소자
    를 포함하며,
    상기 공진 소자는 전송 라인에 의해 피드되는 기단부(a proximal end)와, 상기 핸드헬드 전자 장치 내부에서의, 상기 하우징면들로부터 멀어지는 위치에 또한 상기 핸드헬드 전자 장치의 상기 코너에서 상기 유전체 하우징부 아래에 위치하는 말단부(a distal end)를 구비하고,
    상기 스트립 안테나 공진 소자는 상기 기단부에서 상기 접지면 안테나 소자로부터 위쪽으로 신장하는 제1 부분을 가지고, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 상기 말단부에서 상기 접지면 안테나 소자를 향해 아래쪽으로 신장하는 제2 부분을 가지며, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 상기 기단부와 상기 말단부 사이의 적어도 하나의 굴곡부(bend)를 가지고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 서로 평행하며, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 그 길이를 따라 접지되지 않는
    핸드헬드 전자 장치 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하는 핸드헬드 전자 장치 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하고, 상기 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 상기 스트립 안테나 공진 소자에 인접한 공기 충전된 구멍(air-filled hole)을 포함하는 핸드헬드 전자 장치 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하고, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 구멍들을 포함하고, 상기 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 상기 스트립 안테나 공진 소자 내의 구멍들을 통해 신장하는 포스트(post)들을 포함하는 핸드헬드 전자 장치 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스트립 안테나 공진 소자의 상기 기단부는 굴곡 스프링부(bent spring portion)를 포함하는 핸드헬드 전자 장치 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스트립 안테나 공진 소자의 상기 말단부는 상기 하우징면들 중 적어도 하나와 나란하게 신장하는 부분을 가진 핸드헬드 전자 장치 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스트립 안테나 공진 소자의 상기 기단부가 연결되는 접촉 패드를 더 포함하고, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 복수의 굴곡부를 포함하고 서로 직각으로 신장하는 부분들을 갖는 핸드헬드 전자 장치 안테나.
  8. 전면과 후면을 가지며, 수직 배향(portrait orientation)에서 동작되고, 반시계 방향으로 회전될 때에는 수평 배향(landscape orientation)에서 동작되는 핸드헬드 전자 장치로서,
    적어도 하나의 직사각형의 도전성 하우징면을 가지는 도전성 하우징 - 상기 직사각형 도전성 하우징면은 개구부를 갖고, 상기 개구부는 핸드헬드 전자 장치를 상기 수직 배향에서 동작하는 상기 전면에서 보았을 때에 상기 도전성 하우징면의 상부 우측 코너에 위치함 -;
    상기 도전성 하우징 내에 설치된 송수신기 및 제어 회로;
    접지면 소자와 안테나 공진 소자를 포함하며, 상기 도전성 하우징의 상기 상부 우측 코너에서 상기 개구부 내에 설치된 적어도 하나의 안테나;
    상기 안테나 공진 소자를 덮는 유전체 덮개(cap); 및
    구멍을 가진 적어도 하나의 인쇄 회로 기판
    을 포함하고,
    상기 안테나 공진 소자의 적어도 일부는 상기 구멍 내에 위치하는,
    핸드헬드 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 핸드헬드 전자 장치가 상기 수직 배향에서 동작하고 있는 경우에는 상기 수직 배향에서 영상을 표시하고, 상기 핸드헬드 전자 장치가 상기 수평 배향에서 동작하고 있는 경우에는 상기 수평 배향에서 영상을 표시하는 디스플레이를 더 포함하고, 상기 유전체 덮개는 상기 직사각형 도전성 하우징면과 동일 높이에 있는 부분들을 포함하는 핸드헬드 전자 장치.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인쇄 회로 기판은 전송 라인 도선을 가지고, 상기 안테나 공진 소자는 제1 단부 및 제2 단부를 가진 도전성 스트립을 포함하고, 상기 제1 단부는 상기 인쇄 회로 기판 상의 상기 전송 라인 도선에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 구멍에 인접해 위치하고,
    상기 전자 장치는,
    상기 구멍의 적어도 일부 주위로 신장하는 도전성 베젤(bezel)을 더 포함하는
    핸드헬드 전자 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인;
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 상기 신호 도선에 연결된 접촉 패드; 및
    상기 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기
    를 더 포함하며,
    상기 안테나 공진 소자는 상기 접촉 패드에 전기적으로 연결된 핸드헬드 전자 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인;
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 상기 신호 도선에 연결된 접촉 패드; 및
    상기 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기
    를 더 포함하며,
    상기 안테나 공진 소자는 상기 접촉 패드에 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 공진 소자의 일부는 상기 인쇄 회로 기판 내의 상기 구멍 내에 놓인 핸드헬드 전자 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인; 및
    상기 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기
    를 더 포함하며,
    상기 안테나 공진 소자는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 복수의 굴곡부를 가지며, 상기 안테나 공진 소자의 상기 제1 단부는 상기 전송 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 공진 소자의 상기 제2 단부는 상기 구멍 내에 위치한 핸드헬드 전자 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인;
    상기 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기 - 상기 안테나 공진 소자는 제1 단부 및 제2 단부를 가지고, 상기 안테나 공진 소자의 상기 제1 단부는 상기 전송 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 공진 소자의 상기 제2 단부는 상기 구멍 내에 위치하고, 상기 안테나 공진 소자는 스트립 안테나 공진 소자를 포함함 -; 및
    상기 스트립 안테나 공진 소자가 설치되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조
    를 더 포함하는 핸드헬드 전자 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판상에 위치하며, 신호 도선과 접지 도선을 가진 전송 라인;
    상기 전송 라인에 전기적으로 연결된 송수신기 - 상기 안테나 공진 소자는 제1 단부 및 제2 단부를 가지고, 상기 안테나 공진 소자의 상기 제1 단부는 상기 전송 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 공진 소자의 상기 제2 단부는 상기 구멍 내에 위치하고, 상기 안테나 공진 소자는 스트립 안테나 공진 소자를 포함함 -; 및
    상기 스트립 안테나 공진 소자가 설치되며, 상기 스트립 안테나 공진 소자에 인접한 적어도 하나의 공기 충전된 구멍을 포함하는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조
    를 더 포함하는 핸드헬드 전자 장치.
  17. 제8항에 있어서,
    부가 안테나 공진 소자를 더 포함하고,
    상기 직사각형 도전성 하우징면은 부가 개구부를 갖고, 상기 부가 개구부는 상기 핸드헬드 전자 장치를 상기 수직 배향에서 동작하는 상기 전면에서 보았을 때에 상기 도전성 하우징면의 하단에 위치하고, 상기 부가 안테나 공진 소자는 상기 핸드헬드 전자 장치 내에서 상기 부가 개구부 내에 설치된 핸드헬드 전자 장치.
  18. 도전성 후면을 포함하는 하우징면들을 갖고 또한 전면의 적어도 일부에 설치된 디스플레이를 갖는 하우징;
    상기 도전성 후면의 코너 내의 개구부에 형성된 유전체 하우징부;
    적어도 하나의 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판에 설치된 송수신기 회로;
    상기 송수신기 회로에 연결된 전송 라인;
    상기 하우징 내에 설치된 스트립 안테나
    를 포함하고,
    상기 스트립 안테나는
    접지면; 및
    상기 유전체 하우징부에 인접하여 위치한 도선 스트립(a strip of conductor)으로 구성된 스트립 안테나 공진 소자
    를 포함하고,
    상기 유전체 하우징부의 적어도 일부는 상기 하우징의 상기 도전성 후면과 동일한 높이로 놓여 있고, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 복수의 굴곡부와 제1 및 제2 단부를 갖고, 상기 스트립 안테나 공진 소자의 상기 제1 단부는 상기 인쇄 회로 기판에 인접한 상기 전송 라인에 연결되고, 상기 스트립 안테나 공진 소자의 상기 굴곡부들은 상기 스트립 안테나 공진 소자의 상기 제2 단부가 상기 하우징의 표면에 인접하지 않도록 상기 도선 스트립을 라우팅하고,
    상기 스트립 안테나 공진 소자는 상기 제1 단부에서 상기 접지면으로부터 위쪽으로 신장하는 제1 부분을 가지고, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 상기 제2 단부에서 상기 접지면을 향해 아래쪽으로 신장하는 제2 부분을 가지며, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 서로 평행하며, 상기 스트립 안테나 공진 소자는 그 길이를 따라 접지되지 않는,
    핸드헬드 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도선 스트립이 부착되는 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조를 더 포함하고,
    상기 도선 스트립은 상기 하우징면들 중 적어도 하나와 나란한 제1 부분과 상기 제1 부분에 수직인 제3 부분을 포함하고, 상기 유전체 안테나 공진 소자 지지 구조는 상기 도선 스트립에 인접한 적어도 하나의 구멍을 한정하는 부분을 포함하는 핸드헬드 전자 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 송수신기 회로는 2.4GHz 통신 주파수 대역에서 상기 안테나를 통해 신호를 송신 및 수신하도록 구성되고,
    상기 핸드헬드 전자 장치는 상기 송수신기 회로와 상기 안테나 사이에서 상기 전송 라인에 연결된 임피던스 정합 회로망을 더 포함하는 핸드헬드 전자 장치.
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