KR101197425B1

KR101197425B1 - 베젤 갭 안테나

Info

Publication number: KR101197425B1
Application number: KR1020127017172A
Authority: KR
Inventors: 마띠아 파스콜리니; 로버트 제이. 힐; 후안 자발라; 난보 진; 칭시앙 리; 로버트 더블유. 슐러브; 루벤 카발레로
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-11-07
Also published as: CN104681918A; JP5364210B2; JP5642835B2; CN102110873A; KR20120094505A; HK1159328A1; EP2618427A1; CN104681918B; JP2013165524A; EP2507866B1; CN102110873B; WO2011068674A3; US20130009828A1; US8270914B2; TWI424614B; EP2507866A2; US20110136447A1; WO2011068674A2; JP2013513300A; TW201140933A

Abstract

무선 통신 회로를 구비하는 전자 장치들이 제공된다. 무선 통신 회로는 무선 주파수 송수신기 회로와 안테나 구조들을 포함할 수 있다. 병렬 피드 루프 안테나는 접지 평면 및 전자 장치 베젤의 일부분들로부터 형성될 수 있다. 안테나는 다중 통신 대역에서 동작할 수 있다. 안테나용의 임피던스 정합 회로는 병렬 접속된 유도성 소자 및 직렬 접속된 용량성 소자로부터 형성될 수 있다. 베젤은 전자 장치의 전방에 장착되는 디스플레이의 주변부를 둘러쌀 수 있다. 베젤은 갭을 포함할 수 있다. 안테나용의 안테나 피드 단자들은 갭의 대향측들상에 배치될 수 있다. 유도성 소자는 갭과 안테나 피드 단자들을 브리지할 수 있다. 용량성 소자는 안테나 피드 단자들 중 하나와, 송수신기 회로와 안테나 사이에 위치된 전송 선로의 도전체 간에서 직렬로 접속될 수 있다.

Description

베젤 갭 안테나{BEZEL GAP ANTENNAS}

본 출원은, 2009년 12월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/630,756호에 대해 우선권을 주장하는데, 이 특허 출원은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 통합된다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 회로를 구비한 전자 장치에 관한 것이다.

핸드헬드 전자 장치와 같은 전자 장치가 점점 대중화되고 있다. 핸드헬드 장치의 예로는 핸드헬드 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 재생기, 및 이런 유형의 복수 장치의 기능을 포함하는 하이브리드 장치가 있다.

이들과 같은 장치들은 종종 무선 통신 능력을 제공받는다. 예를 들면, 전자 장치들은 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz 및 1900 MHz의 셀룰러 전화 대역들[예를 들면, 메인 GSM(Global System for Mobile Communications) 또는 GSM 셀룰러 전화 대역들]을 이용하여 통신하기 위해 셀룰러 전화 회로와 같은 장거리 무선 통신 회로를 이용할 수 있다. 장거리 무선 통신 회로는 또한 2100 MHz 대역을 취급할 수 있다. 전자 장치들은 단거리 무선 통신 링크들을 이용하여 근처의 장비와의 통신을 처리할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치들은 2.4GHz 및 5GHz의 WiFi®(IEEE 802.11) 대역들과 2.4GHz의 Bluetooth® 대역을 이용하여 통신할 수 있다.

소형 폼 팩터 무선 장치들에 대한 소비자 요구를 충족시키기 위하여, 제조자들은 조밀한 구조들을 이용하여 안테나 컴포넌트들과 같은 무선 통신 회로를 구현하려고 계속해서 노력하고 있다. 이와 동시에, 금속 장치 하우징 컴포넌트들과 같은 도전성 구조들을 전자 장치 내에 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 도전성 컴포넌트들은 무선 주파수 성능에 영향을 끼칠 수 있으므로, 도전성 구조들을 포함하는 전자 장치 내에 안테나들을 통합시킬 때에는 주의를 기울이는 것이 반드시 필요하다.

따라서, 무선 전자 장치들을 위한 개선된 무선 통신 회로를 제공할 수 있게 되는 것이 바람직할 것이다.

안테나 구조들을 포함하는 전자 장치들이 제공될 수 있다. 안테나는 제1 및 제2 통신 대역들에서 동작하도록 구성될 수 있다. 전자 장치는 전송 선로(transmission line)를 이용하여 안테나에 연결되는 무선 주파수 송수신 회로를 포함할 수 있다. 전송 선로는 포지티브 도전체(positive conductor) 및 접지 도전체(ground conductor)를 가질 수 있다. 안테나는 전송 선로의 포지티브 도전체와 접지 도전체가 각각 연결된 포지티브 안테나 피드 단자(positive antenna feed terminal) 및 접지 안테나 피드 단자를 가질 수 있다.

전자 장치는 장방형 주변부를 가질 수 있다. 장방형 디스플레이가 전자 장치의 전면상에 장착될 수 있다. 전자 장치는 플라스틱 하우징 부재로 형성된 배면을 가질 수 있다. 도전성 측벽 구조가 전자 장치 하우징 및 디스플레이의 주변부 주위로 뻗어나갈 수 있다. 도전성 측벽 구조는 디스플레이용 베젤(bezel)로서 기능할 수 있다.

베젤은 적어도 하나의 갭을 포함할 수 있다. 이 갭은 플라스틱과 같은 고체 유전체로 채워질 수 있다. 안테나는 이 갭과 접지면의 일부를 포함하는 베젤의 일부로부터 형성될 수 있다. 터치 이벤트에 대한 과도한 민감성을 피하기 위하여, 안테나는 갭의 주변에서의 전계 집중을 줄이는 피드 구성(feed arrangement)을 이용하여 피드될 수 있다. 제1 및 제2 대역들 모두에서 만족스러운 동작을 제공하는 임피던스 정합 네트워크가 형성될 수 있다.

임피던스 정합 네트워크는 안테나 피드 단자들과 병렬로 형성되는 유도성 소자(inductive element) 및 안테나 피드 단자들 중 하나와 직렬로 형성되는 용량성 소자를 포함할 수 있다. 유도성 소자는 안테나 피드 단자들을 브리지(bridge)하는 전송 선로 유도성 구조로부터 형성될 수 있다. 용량성 소자는 안테나에 대한 포지티브 피드 경로에 개재된 커패시터로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 커패시터는 전송 선로의 포지티브 접지 도전체와 포지티브 안테나 피드 단자 사이에 접속될 수 있다.

본 발명의 추가적 특징들과 그것의 속성과 다양한 장점들은 첨부 도면 및 양호한 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 구비한 예시적 전자 장치의 투시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 구비한 예시적 전자 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 구비한 예시적 전자 장치의 종단 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 예시적 안테나를 도해한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전자 장치에서 이용될 수 있는 예시적 직렬 피드 루프 안테나의 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 전자 장치 안테나가 다중 통신 대역에서의 커버리지를 나타내도록 어떻게 구성될 수 있는지를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전자 장치에서 이용될 수 있는 예시적 병렬 피드 루프 안테나의 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 루프에 개재된 인덕턴스를 가지는 예시적 병렬 피드 루프 안테나를 도해하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 유도성 전송 선로 구조를 가지는 예시적 병렬 피드 루프 안테나를 도해한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 유도성 전송 선로 구조 및 직렬 접속 용량성 소자를 가지는 예시적 병렬 피드 루프 안테나를 도해하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 각종 전자 장치 루프 안테나의 성능을 예시하는 스미스 차트.

전자 장치들은 무선 통신 회로를 제공받을 수 있다. 무선 통신 회로는 다중 무선 통신 대역에서의 무선 통신을 지원하는 데에 이용될 수 있다. 무선 통신 회로는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.

안테나들은 루프 안테나들을 포함할 수 있다. 루프 안테나용의 도전성 구조는, 요구되는 경우, 도전성 전자 장치 구조들로부터 형성될 수 있다. 도전성 전자 장치 구조들은 도전성 하우징 구조들을 포함할 수 있다. 하우징 구조들은 도전성 베젤(bezel)을 포함할 수 있다. 갭 구조(gap structure)들이 도전성 베젤에 형성될 수 있다. 안테나는 사용자의 손이나 다른 외부적 물체와 접촉하는 안테나의 감도를 최소화하는 것을 도와주는 구성을 이용하여 병렬 피드될 수 있다.

임의의 적절한 전자 장치들은 루프 안테나 구조를 포함하는 무선 회로를 제공받을 수 있다. 예로서, 루프 안테나 구조들은 데스크톱 컴퓨터들, 게임 콘솔들, 라우터들, 랩톱 컴퓨터들 등과 같은 전자 장치들에서 사용될 수 있다. 하나의 적절한 구성에 따르면, 루프 안테나 구조들은 휴대용 전자 장치에서처럼 내부 공간이 상대적으로 중요해지는 비교적 조밀한 전자 장치에 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적 휴대용 전자 장치가 도1에 도시되어 있다. 예시적 휴대용 전자 장치(10)와 같은 휴대용 전자 장치는 울트라포터블(ultraportable) 컴퓨터, 넷북 컴퓨터 및 태블릿 컴퓨터와 같은 소형 휴대용 컴퓨터 또는 랩톱 컴퓨터일 수 있다. 휴대용 전자 장치는 또한 다소간 더 작은 장치가 될 수 있다. 더 작은 휴대용 전자 장치의 예로는 손목 시계 장치, 펜던트 장치, 헤드폰 및 이어폰 장치, 및 기타 착용 가능한 소형 장치를 포함한다. 하나의 적절한 구성에 의하면, 휴대용 전자 장치는 셀룰러 전화와 같은 핸드헬드 전자 장치이다.

휴대용 전자 장치에서는 공간이 우선시된다. 도전성 구조도 또한 전형적으로는 존재하는데, 이는 효율적인 안테나 동작이 도전받는 과제가 되도록 만들 수 있다. 예를 들면, 도전성 하우징 구조는 휴대용 전자 장치 하우징의 주변부의 일부 또는 모두의 주위에서 존재할 수 있다.

이와 같은 휴대용 전자 장치 하우징 구성에서는, 관심있는 통신 대역을 커버하는 루프형 안테나 설계를 이용하는 것이 특히 유리할 수 있다. 그러므로, 핸드헬드 장치와 같은 휴대용 장치의 사용이 때때로 여기서 예로서 기술되지만, 원하는 경우, 임의의 적절한 전자 장치에 루프 안테나 구조가 제공될 수 있다.

핸드헬드 장치는, 예를 들어, 셀룰러 전화, 무선 통신 기능을 가지는 미디어 플레이어, 핸드헬드 컴퓨터[때때로 PDA(personal digital assistants)라고도 칭함], 원격 컨트롤러, GPS(global positioning system) 장치 및 핸드헬드 게임 장치일 수 있다. 핸드헬드 장치 및 기타 휴대용 장치는, 원한다면, 다중의 기존 장치의 기능을 포함할 수 있다. 다중 기능 장치의 예로는 미디어 플레이어 기능을 포함하는 셀룰러 전화, 무선 통신 능력을 갖는 게임 장치, 게임 및 이메일 기능을 포함하는 셀룰러 전화, 및 이메일을 수신하고, 이동 전화 통화를 지원하며 또한 웹 브라우징을 지원하는 핸드헬드 장치를 포함한다. 이들은 예시적 예들일 뿐이다. 도1의 장치(10)는 임의의 적절한 휴대용 또는 핸드헬드 전자 장치일 수 있다.

장치(10)는 하우징(12)을 포함하고 또한 무선 통신을 다루기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 종종 케이스라고도 칭하는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 복합재료, 금속, 또는 기타 적절한 재료들, 또는 이들 재료들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 재료들로부터 형성될 수 있다. 몇몇의 상황에서, 하우징(12)의 부분들은 유전체 또는 기타 낮은 도전율 재료로부터 형성되어, 하우징(12) 내에 위치한 도전성 안테나 소자들의 동작이 붕괴되지 않도록 할 수 있다. 다른 상황에서, 하우징(12)은 금속 소자로 형성될 수 있다.

장치(10)는, 요구된다면, 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 구비할 수 있다. 디스플레이(14)는, 예를 들어, 용량성 터치 전극들을 통합하는 터치 스크린일 수 있다. 디스플레이(14)는 LED(light-emitting diodes), OLED(유기 LED), 플라즈마 셀들, 전자식 잉크 소자들, LCD(liquid crystal display) 컴포넌트들, 또는 기타 적절한 이미지 픽셀 구조들로부터 형성된 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 커버 유리 부재는 디스플레이(14)의 표면을 커버할 수 있다. 버튼(19)과 같은 버튼들은 커버 유리 내의 개구들을 통해 통과할 수 있다.

하우징(12)은 측벽 구조들(16)과 같은 측벽 구조들을 포함할 수 있다. 구조들(16)은 도전성 재료를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들면, 구조들(16)은 디스플레이(14)의 장방형 주변부를 실질적으로 둘러싸는 도전성 링(ring) 부재를 이용하여 구현될 수 있다. 구조들(16)은 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 기타 적절한 재료와 같은 금속으로부터 형성될 수 있다. 구조들(16)의 형성 시에 1개, 2개 또는 3개 이상의 별개의 구조들이 사용될 수 있다. 구조들(16)은 장치(10)의 전면(상면)에 디스플레이(14)를 받치는 베젤의 역할을 할 수 있다. 그러므로, 구조들(16)은 때때로 본 명세서에서 베젤 구조들(16) 또는 베젤(16)로 언급된다. 베젤(16)은 장치(10) 및 디스플레이(14)의 장방형 주변부의 주위에서 연장한다.

베젤(16)은 (예로서) 약 0.1mm 내지 3mm의 두께(치수 TT)를 가질 수 있다. 베젤(16)의 측벽부들은 실질적으로 수직일 수 있다(수직축 V에 평행함). 축 V에 평행하게, 베젤(16)은 (예로서) 약 1mm 내지 2cm의 치수 TZ를 가질 수 있다. 베젤(16)의 종횡비 R(즉, TZ 대 TT의 비)은 통상적으로 1보다 크다(즉, R은 1이상, 2 이상, 4 이상, 10 이상 등일 수 있다).

베젤(16)이 균일한 단면을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 베젤(16)의 상부는 요구되는 경우에 디스플레이(14)를 제자리에 받쳐주는 것을 돕는 내부 방향 돌출 립(inwardly protruding lip)을 가질 수 있다. 요구되는 경우, 베젤(16)의 저부는 또한 (예를 들어, 장치(10)의 배면의 평면에) 확장된 립을 가질 수 있다. 도1의 예에서, 베젤(16)은 실질적으로 곧은 수직 측벽들을 갖는다. 이는 예시일 뿐이다. 베젤(16)의 측벽들은 만곡될 수 있거나, 또는 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수 있다.

디스플레이(14)는, 용량성 전극들의 어레이, 픽셀 소자들을 어드레싱하기 위한 도전성 라인들, 드라이버 회로들 등과 같은 도전성 구조들을 포함한다. 이들 도전성 구조들은 무선 주파수 신호들을 차단하는 경향이 있다. 그러므로, 플라스틱과 같은 유전체 재료로 장치의 배후 평면의 일부 또는 전부를 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

베젤(16)의 부분들에는 갭 구조들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 베젤(16)에는, 도1에 도시된 바와 같이, 갭(18)과 같은 하나 이상의 갭이 제공될 수 있다. 갭(18)은 장치(10)의 하우징 및 디스플레이(12)의 주변을 따라 배치되고, 따라서 때때로 주변 갭으로서 언급된다. 갭(18)은 베젤(16)을 분할한다[즉, 일반적으로 갭(18)에는 베젤(16)의 도전성 부분이 존재하지 않는다].

도1에 도시된 바와 같이, 갭(18)은 유전체로 채워질 수 있다. 예를 들어, 갭(18)은 공기로 채워질 수 있다. 매끄럽고 끊김이 없는 외양을 장치(10)에 제공하는 것을 돕기 위해서 그리고 베젤(16)이 미적으로 돋보이도록 보장하기 위해서, 갭(18)은 플라스틱과 같은 (공기가 아닌) 고체 유전체로 채워질 수 있다. 베젤(16) 및 갭(18)과 같은 갭들(및 그 연관된 플라스틱 필러 구조)은 장치(10)에서 하나 이상의 안테나의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 갭(18)과 같은 갭들 및 베젤(16)의 부분들은, 내부 도전성 구조들과 함께, 하나 이상의 루프 안테나를 형성할 수 있다. 내부 도전성 구조들은 인쇄 회로 기판 구조들, 프레임 부재들이나 다른 지지 구조들, 또는 다른 적합한 도전성 구조들을 포함할 수 있다.

전형적인 시나리오에 있어서, 장치(10)는 (예로서) 상부 및 하부 안테나들을 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 안테나는 영역(22)에서 장치(10)의 상단에 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 안테나는 영역(20)에서 장치(10)의 하단에 형성될 수 있다.

예를 들어, 하부 안테나는 부분적으로 갭(18)의 부근에서 베젤(16)의 부분들로부터 일부분이 형성될 수 있다.

장치(10)에서의 안테나들은 관심 대상인 임의의 통신 대역들을 지원하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는, LAN(local area network) 통신, 음성 및 데이터 셀룰러 전화 통신, GPS 통신, 블루투스® 통신 등을 지원하기 위한 안테나 구조들을 포함할 수 있다. 예로서, 장치(10)의 영역(20)에서의 하부 안테나는 하나 이상의 셀룰러 전화 대역에서 음성 및 데이터 통신을 취급할 때 사용될 수 있다.

예시적 전자 장치의 개략도가 도2에 도시되어 있다. 도2의 장치(10)는 휴대용 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨터, 이동 전화기, 미디어 플레이어 기능을 갖는 이동 전화기, 핸드헬드 컴퓨터, 리모콘, 게임 플레이어, GPS 장치, 이러한 장치들의 조합, 또는 임의의 다른 적합한 휴대용 전자 장치일 수 있다.

도2에 도시된 바와 같이, 핸드헬드 장치(10)는 저장 및 처리 회로(28)를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)는 하드 디스크 드라이브 스토리지, 비휘발성 메모리(예로서, 플래시 메모리 또는 고상 드라이브를 형성하도록 구성된 그 외의 EPROM), 휘발성 메모리(예로서, SRAM 또는 DRAM) 등과 같은 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)에서의 처리 회로는 장치(10)의 동작을 제어하는데 사용될 수 있다. 이러한 처리 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러들, 디지털 신호 프로세서들, ASIC들(applications specific integrated circuits) 등에 기초할 수 있다.

저장 및 처리 회로(28)는 인터넷 브라우징 애플리케이션들, VoIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션들, 이메일 애플리케이션들, 미디어 재생 애플리케이션들, 운영 체제 기능들 등과 같은 소프트웨어를 장치(10)상에서 실행하는 데 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용을 지원하기 위해서, 저장 및 처리 회로(28)는 통신 프로토콜들의 구현 시에 사용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜들, WLAN(wireless local area network) 프로토콜들(예를 들어, IEEE 802.11 프로토콜들 - 때때로 WiFi®로 지칭됨), Blutooth® 프로토콜과 같은 그 외의 단거리 무선 통신 링크들을 위한 프로토콜들, 셀룰러 전화 프로토콜들 등을 포함한다.

입출력 회로(30)는 데이터가 장치(10)에 공급되도록 허용하고 또한 데이터가 장치(10)로부터 외부 장치들로 공급되도록 허용하는 데 사용될 수 있다. 터치 스크린들 및 다른 사용자 입력 인터페이스와 같은 입출력 장치들(32)은 입출력 회로(32)의 예들이다. 입출력 장치들(32)은 버튼들, 조이스틱들, 클릭 휠들, 스크롤링 휠들, 터치 패드들, 키패드들, 키보드들, 마이크로폰들, 카메라들 등과 같은 사용자 입출력 장치들을 또한 포함할 수 있다. 사용자는 이런 사용자 입력 장치들을 통하여 명령들을 제공함으로써 장치(10)의 동작을 제어할 수 있다. 디스플레이(14)(도1)와 같은 디스플레이 및 오디오 장치들 및 비주얼 정보와 상태 데이터를 제시하는 다른 컴포넌트들이 장치들(32)에 포함될 수 있다. 입출력 장치들(32)에서의 디스플레이 및 오디오 컴포넌트들은 스피커들 및 소리를 생성하기 위한 다른 장치들과 같은 오디오 장비를 또한 포함할 수 있다. 요구되는 경우, 입출력 장치들(32)은 잭들 및 외부 헤드폰들과 모니터들용의 그 외의 커넥터들과 같은 오디오 비디오 인터페이스 장비를 포함할 수 있다.

무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로로부터 형성된 무선 주파수(RF) 송수신기 회로, 전력 증폭기 회로, 저 잡음 입력 증폭기들, 수동 RF 컴포넌트들, 하나 이상의 안테나, 및 RF 무선 신호들을 취급하기 위한 그 외의 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 광을 이용하여 (예를 들어, 적외선 통신을 이용하여) 보내질 수 있다. 무선 통신 회로(34)는 다중 무선 주파수 통신 대역을 취급하기 위한 무선 주파수 송수신기 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로(34)는 송수신기 회로(36, 38)를 포함할 수 있다. 송수신기 회로(36)는 WiFi®(IEEE 802.11) 통신용의 2.4 GHz 및 5 GHz 대역들을 다룰 수 있고 또한 2.4 GHz Bluetooth® 통신 대역을 다룰 수 있다. 회로(34)는 (예들로서) 850MHz, 900MHz, 1800MHz, 및 1900MHz 에서의 GSM 대역, 및 2100MHz 데이터 대역과 같은 셀룰러 전화 대역에서의 무선 통신을 취급하기 위한 셀룰러 전화 송수신기 회로(38)를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(34)는 요구된다면 다른 단거리 및 장거리 무선 링크들을 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 회로(34)는 GPS 수신기 장비, 무선 및 텔레비전 신호들을 위한 무선 회로, 페이징 회로 등을 포함할 수 있다. WiFi® 및 Bluetooth® 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 피트 또는 수백 피트에 걸쳐서 데이터를 전달하는데 사용된다. 셀룰러 전화 링크들 및 다른 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일들(miles)에 걸쳐서 데이터를 전달하는데 이용된다.

무선 통신 회로(34)는 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나들(40)은 임의의 적합한 안테나 유형을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나들(40)은, 루프 안테나 구조, 패치 안테나 구조들, 역 F(inverted-F) 안테나 구조들, 슬롯 안테나 구조들, 평면 역 F 안테나 구조들, 나선형 안테나 구조들, 이들 설계들의 하이브리드들 등으로부터 형성되는 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 상이한 유형의 안테나들이 상이한 대역들 및 대역들의 조합들에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 국소 무선 링크 안테나의 형성 시에 일 유형의 안테나가 사용될 수 있으며, 원격 무선 링크의 형성 시에 다른 유형의 안테나가 사용될 수 있다.

여기서 때때로 예로서 기술되는 하나의 적합한 구성에 의하면, 장치(10)에서의 하부 안테나(즉, 도1의 장치(10)의 영역(20)에 위치한 안테나(40))는 루프 유형 안테나 설계를 이용하여 형성될 수 있다. 사용자가 장치(10)를 잡고 있는 경우, 사용자의 손가락들은 장치(10)의 외부에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 영역(20)에서 장치(10)에 터치할 수 있다. 안테나 성능이 다른 외부 물체들에 의한 접촉이나 사용자의 터치의 존재 또는 부재에 지나치게 민감하지 않도록 보장하기 위해서, 루프 유형 안테나가 갭(18)의 부근에서 전계를 과도하게 집중시키지 않는 구성을 이용하여 피드될 수 있다.

도1의 라인(24-24)을 따라 취해지며 방향(26)쪽으로 바라보는 도1의 장치(10)의 측단면도가 도3에 도시되어 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 베젤(16)을 이용하여 장치(10)의 전면에 장착될 수 있다. 하우징(12)은 베젤(16)로부터 형성된 측벽들 및 배후 평면 하우징 구조(42)와 같은 구조들로부터 형성된 하나 이상의 배후 벽을 포함할 수 있다. 구조(42)는 플라스틱이나 다른 적합한 재료들과 같은 유전체로부터 형성될 수 있다. 디스플레이(14) 및 배후 하우징 벽 구조(42)에 베젤(16)을 부착할 시에 스냅들, 클립들, 스크류들, 접착제 및 다른 구조들이 이용될 수 있다.

장치(10)는 인쇄 회로 기판(46)과 같은 인쇄 회로 기판들을 포함할 수 있다. 장치(10)에서의 인쇄 회로 기판(46) 및 다른 인쇄 회로 기판들은 강성 인쇄 회로 기판 재료[예를 들어, 섬유유리 충전 에폭시(fiberglass-filled epoxy)] 또는 폴리머들과 같은 재료의 가요성 시트들로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 가요성 인쇄 회로 기판들["플렉스 회로들(flex circuits)"]은 폴리이미드의 가요성 시트들로부터 형성될 수 있다.

인쇄 회로 기판(46)은 상호 접속부들(48)과 같은 상호 접속부들을 포함할 수 있다. 상호 접속부들(48)은 도전성 트레이스들(예를 들어, 금 도금된 구리 또는 다른 금속들의 트레이스들)로부터 형성될 수 있다. 커넥터(50)와 같은 커넥터들은 (예로서) 땜납 또는 도전성 접착제를 이용하여 상호 접속부들(48)에 접속될 수 있다. 집적 회로들 , 저항기들, 커패시터들 및 인덕터들과 같은 이산 컴포넌트들, 및 다른 전자 컴포넌트들이 인쇄 회로 기판(46)에 장착될 수 있다.

안테나(40)는 안테나 피드 단자들을 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나(40)는 포지티브 안테나 피드 단자(58)와 같은 포지티브 안테나 피드 단자 및 접지 안테나 피드 단자(54)와 같은 접지 안테나 피드 단자를 가질 수 있다. 도3의 예시적인 구성에 있어서, 동축 케이블(52)과 같은 전송 선로 경로가 커넥터(50) 및 상호 접속부들(48)을 통해 컴포넌트들(44)에서의 송수신기 회로와 단자들(58 및 54)로부터 형성된 안테나 피드 사이에 연결될 수 있다. 컴포넌트들(44)은 도2의 송수신기 회로들(36 및38)을 구현하는 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커넥터(50)는 인쇄 회로 기판(46)에 접속되는 동축 케이블 커넥터일 수 있다. 케이블(52)은 동축 케이블 또는 다른 전송 선로일 수 있다. 단자(58)는 동축 케이블 중앙 커넥터(56)에 연결될 수 있다. 단자(54)는 케이블(52)에서의 접지 도전체[예를 들어, 도전성 외부 브레이드(braid) 도전체]에 접속될 수 있다. 요구되는 경우에 장치(10)에서의 송수신기들을 안테나(40)에 연결하는데 다른 구성들이 이용될 수 있다. 도3의 구현은 예시적일 뿐이다.

도3의 단면도가 명백하게 나타내는 바와 같이, 베젤(16)에 의해 형성되는 하우징(12)의 측벽들은 비교적 키가 높을 수 있다. 동시에, 장치(10)의 하단에서의 영역(20)에 안테나를 형성하는데 이용가능한 면적은 조밀한 장치에서 특히 제한될 수 있다. 안테나를 형성하는데 요구되는 조밀한 크기(compact size)는 원하는 통신 대역들에서 공진하기에 충분한 크기의 슬롯 유형 안테나 형상을 형성하는 것을 어렵게 할 수 있다. 베젤(16)의 형상은 통상적인 평면 역F 안테나들의 효율을 감소시키는 경향이 있을 수 있다. 이런 류의 과제들은, 요구되는 경우에, 안테나(40)용의 루프 유형 설계를 이용하여 해결될 수 있다.

예로서, 도4의 안테나 구성을 고려한다. 도4에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 장치(10)의 영역(20)에 형성될 수 있다. 영역(20)은, 도1과 연계하여 기술된 바와 같이, 장치(10)의 하단에 위치될 수 있다. 때때로 접지 평면 또는 접지 평면 요소로서 언급될 수 있는 도전성 영역(68)은 하나 이상의 도전성 구조[예를 들어, 인쇄 회로 기판(46) 상의 평면 도전성 트레이스들, 장치(10)에서의 내부 구조 부재들, 기판(46)상의 전기 컴포넌트들(44), 기판(46)상에 장착된 무선 주파수 차폐 캔 등]로부터 형성될 수 있다. 영역(66)에서의 도전성 영역(68)은 때때로 안테나(40)용의 "접지 영역"을 형성하는 것으로서 언급된다. 도4의 도전성 구조들(70)은 베젤(16)에 의해 형성될 수 있다. 영역들(70)은 때때로 접지 평면 연장부들로서 언급된다. 갭(18)은 (도1에 도시된 바와 같이) 이러한 도전성 베젤 부분에 형성될 수 있다.

접지 영역(68)의 에지(76)를 따라 놓이는 영역(68)의 부분들 및 접지 평면 연장부들(70)[즉, 베젤(16)의 부분들]은 개구(72)의 주위에 도전성 루프를 형성한다. 개구(72)는 공기, 플라스틱 및 다른 고체 유전체로부터 형성될 수 있다. 요구되는 경우, 개구(72)의 윤곽은 만곡될 수 있고, 5개 이상의 직선 세그먼트를 가질 수 있고 및/또는, 도전성 컴포넌트들의 윤곽들에 의해 정의될 수 있다. 도4의 유전체 영역(72)의 장방형 형상은 단지 예시일 뿐이다.

도4의 도전성 구조들은, 요구되는 경우에, 접지 안테나 피드 단자(62)와 포지티브 안테나 피드 단자(64)에 걸쳐서 무선 주파수 송수신기(60)를 연결함으로써 피드될 수 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 이러한 유형의 구성에 있어서, 안테나(40)용의 피드부는 갭(18)의 부근에 위치되지 않는다[즉, 피드 단자들(62 및64)은 개구(72)의 측방향 중앙 분할 라인(74)의 좌측에 위치하는 한편, 갭(18)은 장치(10)의 우측 측면을 따라 분할 라인(74)의 우측에 위치된다]. 이러한 유형의 구성이 몇몇 상황에 있어서 만족스러울 수 있지만, 도4의 단자들(62 및64)의 위치들에 안테나 피드 단자들을 위치시키는 안테나 피드 구성들은 갭(18)의 부근에서 무선 주파수 안테나 신호들의 전계 강도를 두드러지게(accentuate) 하는 경향이 있다. 사용자가 손가락(80)을 방향(78)쪽으로 이동시킴으로써 손가락(80)과 같은 외부 물체를 갭(18)의 부근에 놓는 경우가 생기면[예를 들어, 사용자의 손으로 장치(10)를 쥐는 경우], 사용자의 손가락의 존재는 안테나(40)의 동작을 중단시킬 수 있다.

안테나(40)가 터치에 과도하게 민감하지 않을 것[즉, 장치(10)의 사용자의 손 및 기타 외부 물체와 관련되는 터치 이벤트에 대하여 안테나(40)를 둔감하게 하는 것]을 보장하도록, 안테나(40)는 갭(18)의 부근에 (예를 들어, 도4의 예에서 포지티브 안테나 피드 단자(58)와 접지 안테나 피드 단자(54)에 의해 보여지는 곳에) 위치된 안테나 피드 단자들을 이용하여 피드될 수 있다. 안테나 피드가 라인(74)의 우측에 위치되는 경우에, 및 더 특정하게는 안테나 피드가 갭(18)에 가까이 위치되는 경우에, 갭(18)에서 생성되는 전계는 감소되는 경향이 있다. 이는 사용자의 손의 존재에 대한 안테나(40)의 감도를 최소화하는 것에 도움이 되며, 외부 물체가 갭(18)의 부근에서 장치(10)와 접촉하는지 여부에 관계없이 만족할만한 동작을 보장한다.

도4의 구성에 있어서, 안테나(40)는 직렬로 피드된다. 도4에 도시된 유형의 직렬 피드형 루프 안테나의 개략도가 도5에 도시되어 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 직렬 피드형 루프 안테나(82)는 루프(84)와 같은 루프 형상 도전성 경로를 가질 수 있다. 포지티브 전송 선로 도전체(86) 및 접지 전송 선로 도전체(88)로 이루어진 전송 선로가 각각 안테나 피드 단자들(58 및54)에 연결될 수 있다.

다중 대역 루프 안테나에 피드하기 위해 도5에 도시된 유형의 직렬 피드형 피드 구성을 효과적으로 이용하는 것은 도전적인 과제일 수 있다. 예를 들어, 850 MHz 및 900 MHz에서 GSM 부대역들을 커버하는 저주파수 대역과, 1800 MHz 및 1900 MHz에서 GSM 부대역들 및 2100 MHz에서 데이터 부대역을 커버하는 고주파수 대역에서 루프 안테나를 동작시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 유형의 구성은 이중 대역 구성(예를 들어, 제1 대역에 대하여 850/900과, 제2 대역에 대하여 1800/1900/2100)이 되도록 고려되거나, 5개 대역(850, 900, 1800, 1900 및 2100)을 갖는 것으로 고려될 수 있다. 이들과 같은 다중 대역 구성에 있어서, 도5의 루프 안테나(82)와 같은 직렬 피드형 안테나들이 저주파수 통신 대역보다 고주파수 통신 대역에서 실질적으로 더 나은 임피던스 정합을 나타낼 수 있다.

상기 영향을 나타내는 SWR(standing-wave-ratio) 대 주파수 플롯이 도6에 도시되어 있다. 도6에 도시된 바와 같이, SWR 플롯(90)은 (예를 들어, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz에서 부대역들을 커버하도록) 고대역 주파수 f2에서 만족스러운 공진 피크[피크(94)]를 나타낼 수 있다. 그러나, SWR 플롯(90)은, 안테나(40)가 직렬 피드되는 경우에, 주파수 f1을 중심으로 하는 저주파수 대역에서 상대적으로 열악한 성능을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도5의 직렬 피드형 루프 안테나(82)의 SWR 플롯(90)은 약한 공진 피크(96)를 특징으로 할 수 있다. 이런 예가 보여주는 바와 같이, 직렬 피드형 루프 안테나는 f2의 고주파수 대역에서 전송 선로(52)(도3)에게 만족스러운 임피던스 정합을 제공하지만, f1의 저주파수 대역에서 전송 선로(52)(도3)에게 만족스러운 임피던스 정합을 제공하지 못할 수 있다.

보다 만족스러운 레벨의 성능[저대역 공진 피크(92)에 의해 예시됨]은 적절한 임피던스 정합 특징을 갖는 병렬 피드형 구성을 이용하여 얻어질 수 있다.

도7에는 예시적인 병렬 피드 루프 안테나가 개략적으로 도시되어 있다. 도7에 도시된 바와 같이, 병렬 피드 루프 안테나(90)는 루프(92)와 같은 도전체의 루프를 가질 수 있다. 도7의 예에서의 루프(92)는 원형인 것으로서 도시되어 있다. 이는 예시일 뿐이다. 루프(92)는 요구에 따라 다른 형상들(예를 들어, 장방형 형상들, 만곡된 변들과 직선 변들 모두를 갖는 형상들, 불규칙한 경계들을 갖는 형상들 등)을 가질 수 있다. 전송 선로 TL은 포지티브 신호 도전체(94)와 접지 신호 도전체(96)를 포함할 수 있다. 경로들(94 및96)은 동축 케이블들, 플렉스 회로들상의 마이크로스트립 전송 선로들 및 강성 인쇄 회로 기판들 등에 포함될 수 있다. 전송 선로 TL은 포지티브 안테나 피드 단자(58) 및 접지 안테나 피드 단자(54)를 이용하여 안테나(90)의 피드에 연결될 수 있다. 전기적 소자(98)는 단자들(58 및54)을 브리지하고, 이에 의해 경로(92)에 의해 형성된 루프를 "닫을 수 있다". 이러한 방식으로 루프가 닫히는 경우에, 소자(98)는 루프(92)를 형성하는 도전성 경로에 개재된다. 도7의 루프 안테나(90)와 같은 병렬 피드 루프 안테나의 임피던스는 소자(98) 및, 요구된다면, 다른 회로[예를 들어, 라인(94) 또는 라인(96)과 같은 피드라인 중 하나에 삽입된 커패시터 또는 기타 소자]의 적절한 선택에 의해 조정될 수 있다.

소자(98)는 하나 이상의 전기 컴포넌트로부터 형성될 수 있다. 소자(98)의 전부 또는 일부로서 이용될 수 있는 컴포넌트들은 저항기들, 인덕터들, 및 커패시터들을 포함한다. 소자(98)에 요구되는 저항기, 인덕턴스, 및 커패시턴스는 집적 회로를 이용하고, 이산 소자를 이용하고 및/또는 이산 소자 또는 집적 회로의 일부가 아닌 유전체 및 도전성 구조를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 저항은 저항성 금속 합금의 얇은 선을 이용하여 형성될 수 있고, 커패시턴스는 유전체에 의해 분리되는 2개의 도전성 패드를 서로 가깝게 공간 배치함으로써 형성될 수 있고, 인덕턴스는 인쇄 회로 기판상에 도전성 경로를 생성함으로써 형성될 수 있다. 이러한 유형의 구조들은 저항기, 커패시터 및/또는 인덕터로서 지칭될 수 있거나, 용량성 안테나 피드 구조, 저항성 안테나 피드 구조 및/또는 유도성 안테나 피드 구조로서 지칭될 수 있다.

도7의 개략도의 컴포넌트(98)가 인덕터를 이용하여 구현되는 안테나(40)의 예시적인 구성이 도8에 도시되어 있다. 도8에 도시된 바와 같이, 루프(92)(도7)는 도전성 영역들(70)과 개구(72)의 에지(76)를 따라 뻗어가는 영역(68)의 도전성 부분들을 이용하여 구현될 수 있다. 도8의 안테나(40)는 포지티브 안테나 피드 단자(58)와 접지 안테나 피드 단자(54)를 이용하여 피드될 수 있다. 단자들(54 및58)은 갭(18)의 부근에 위치하여 갭(18)에서의 전계 집중을 감소시킴으로써 터치 이벤트에 대한 안테나(40)의 감도를 줄일 수 있다.

인덕터(98)의 존재는 적어도 부분적으로 안테나(40)에 대한 전송 선로(52)의 임피던스 정합을 돕는다. 요구된다면, 인덕터(98)는 SMT(surface mount technology) 인덕터와 같은 이산 소자를 이용하여 형성될 수 있다. 인덕터(98)의 인덕턴스는 또한 도9에 도시된 유형의 구성을 이용하여 구현될 수 있다. 도9의 구성에 의하면, 병렬 피드 루프 안테나(40)의 루프 도전체는 접지면 에지 GE에 평행하게 뻗어나가는 유도성 세그먼트 SG를 가질 수 있다. 세그먼트 SG는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판 또는 기타 도전성 부재 상의 도전성 트레이스일 수 있다. 유전체 개구 DL(예를 들어, 공기 충전된 또는 플라스틱 충전된 개구)는 접지(68)의 에지부분 GE를 도전성 루프 부분(70)의 세그먼트 SG로부터 분리시킬 수 있다. 세그먼트 SG는 길이 L을 가질 수 있다. 세그먼트 SG 및 그 연관된 접지GE는 연관된 인덕턴스를 갖는 전송 선로를 형성한다[즉, 세그먼트 SG 및 접지 GE는 인덕터(98)를 형성한다]. 인덕터(98)의 인덕턴스는 피드 단자들(54 및 58)과 병렬로 접속되고, 따라서 도8에 도시된 유형의 병렬 유도성 튜닝 소자를 형성한다. 도9의 유도성 소자(98)가 전송 선로 구조를 이용하여 형성되므로, 도9의 유도성 소자(98)는 피드 단자들을 브리지하는데 이산 인덕터를 이용하는 구성보다 더 적은 손실을 안테나(40)에 도입할 수 있다. 예를 들어, 전송 선로 유도성 소자(98)는 고대역(high-band) 성능[도6에 만족스러운 공진 피크(94)로서 예시됨]을 유지할 수 있지만, 이산 인덕터는 고대역 성능을 감소시킬 것이다.

또한, 용량성 튜닝이 안테나(40)에 대한 임피던스 정합을 개선시키는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 도10의 커패시터(100)가 동축 케이블(52)의 중심 도체(56)와 직렬로 접속되거나, 다른 적절한 구성들이 안테나 피드에 직렬 커패시턴스를 도입하기 위해 사용될 수 있다. 도10에 도시된 바와 같이, 커패시터(100)는 동축 케이블 중심 도체(56), 또는 전송 선로(52)의 끝과 포지티브 안테나 피드 단자(58) 사이에 개재되는 그 외의 도전성 구조들에 개재될 수 있다. 커패시터(100)는 하나 이상의 이산 컴포넌트(예를 들어, SMT 컴포넌트들)에 의해, 하나 이상의 용량성 구조(예를 들어, 유전체 등에 의해 분리되는 중첩 인쇄 회로 기판 트레이스들)에 의해, 인쇄 회로 기판들 또는 다른 기판들상의 도전성 트레이스들 간의 횡방향 갭들 등에 의해 형성될 수 있다.

도10의 루프 안테나(40)에 대한 도전성 루프는 도전성 구조들(70) 및 에지(76)를 따른 접지 도전성 구조들(66)의 도전성 부분들에 의해 형성된다. 또한, 루프 전류들은, 전류 경로들(102)에 의해 도시된 바와 같이, 접지면(68)의 다른 부분들을 통해 통과해 갈 수 있다. 포지티브 안테나 피드 단자(58)는 루프 경로의 한쪽 끝에 접속되고, 접지 안테나 피드 단자(54)는 루프 경로의 다른 쪽 끝에 접속된다. 인덕터(98)는 도10의 안테나(40)의 단자들(54 및58)을 브리지하여, 안테나(40)가 브리징 인덕턴스 [및 커패시터(100)로부터의 직렬 커패시턴스]를 갖는 병렬 피드 루프 안테나를 형성하도록 한다.

안테나(40)의 동작 동안에, 상이한 길이들을 갖는 다양한 전류 경로들(102)이 접지면(68)을 통해 형성될 수 있다. 이는 관심 있는 대역들에서의 안테나(40)의 주파수 응답을 확장시키는 것을 도울 수 있다. 병렬 인덕턴스(98) 및 직렬 커패시턴스(100)와 같은 튜닝 성분들의 존재는 안테나(40)에 대한 효율적인 임피던스 정합 회로를 형성하는 것을 도와서, 이 임피던스 정합 회로가 안테나(40)가 고대역과 저대역 모두에서 효율적으로 동작할 수 있게 허용한다[예를 들어, 안테나(40)가 도6의 고대역 공진 피크(94) 및 도6의 저대역 공진 피크(92)를 나타내도록 한다].

도11에는, 도10의 인덕터(98) 및 커패시터(100)와 같은 튜닝 소자들의 병렬 피드 루프 안테나(40)에 대한 가능한 영향을 보여주는 간략화된 스미스 차트가 도시되어 있다. 차트(104)의 중심에 있는 점 Y는 전송 선로(52)의 임피던스(예를 들어, 안테나(40)가 정합될 50 옴 동축 케이블 임피던스)를 나타낸다. 안테나(40)의 임피던스가 저대역과 고대역 모두에서 점 Y에 가까운 구성들은 만족스러운 동작을 나타낼 것이다.

도10의 병렬 피드형 안테나(40)를 이용하면, 고대역 정합은 유도성 소자(98)와 커패시터(100)의 존재 또는 부재에 비교적 둔감하게 된다. 그러나, 이들 컴포넌트들은 저대역 임피던스에 상당한 영향을 줄 수 있다. 예로서, 인덕터(98)가 없거나 커패시터(100)가 없는 안테나 구성(즉, 도4에 도시된 유형의 병렬 피드 루프 안테나)을 고려하자. 이러한 유형의 구성에 있어서, 저대역(예를 들어, 도6의 주파수 f1에서의 대역)은 차트(104)상의 점 X1에 의해 표현되는 임피던스를 특징으로 할 수 있다. 도9의 병렬 인덕턴스(98)와 같은 인덕터가 안테나에 추가되는 경우, 저대역에서의 안테나의 임피던스는 차트(104)의 점 X2를 특징으로 할 수 있다. 커패시터(100)와 같은 커패시터가 안테나에 추가되는 경우, 안테나는 도10에 도시된 것처럼 구성될 수 있다. 이러한 유형의 구성에서, 안테나(40)의 임피던스는 차트(104)의 점 X3을 특징으로 할 수 있다.

점 X3에서, 안테나(40)는 고대역(도6의 주파수 f2 주위에서 중심을 갖는 주파수들)과 저대역(도6의 주파수 f1 주위에서 중심을 갖는 주파수)에서 케이블(50)의 임피던스에 잘 정합된다. 이는 안테나(40)가 관심 있는 원하는 통신 대역들을 지원하게 허용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 정합 구성은 도10의 안테나(40)와 같은 안테나들이 (집합적으로 주파수 f1의 저대역 영역을 형성하는) 850 MHz 및900 MHz에서의 통신 대역들 및 (집합적으로 주파수 f2의 고대역 영역을 형성하는) 1800 MHz, 1900 MHz 및2100 MHz에서의 통신 대역들과 같은 대역들에서 동작하도록 허용할 수 있다.

또한, 점 X3의 배치는 터치 이벤트들로 인한 튜닝 해제(detuning)가 최소화되는 것을 보장하는 것을 돕는다. 사용자가 안테나(40)의 부근에서 장치(10)의 하우징(12)을 터치하는 경우, 또는 다른 외부 물체들이 안테나(40)에 매우 근접하게 되는 경우에, 이들 외부 물체들은 안테나의 임피던스에 영향을 준다. 특히, 이들 외부 물체들은 안테나 임피던스에 용량성 임피던스 기여분을 도입하는 경향이 있을 수 있다. 이러한 유형의 안테나 임피던스에 대한 기여분의 영향은 도11의 차트(104)의 라인(106)에 의해 예시된 대로 안테나의 임피던스를 점 X3으로부터 점 X4로 이동시키는 경향을 가져온다. 점 X3의 원래 위치 때문에, 점 X4는 최적 점 Y로부터 그렇게 멀리 있지는 않게 된다. 그 결과, 안테나(40)는 [예를 들어, 장치(10)를 터치하는 경우, 또는 장치(10)를 터치하지 않는 경우에, 등] 다양한 조건 하에서 만족스러운 동작을 나타낼 수 있다.

도11의 도면이 다양한 안테나 구성에 대하여 임피던스를 점들로서 나타내지만, 안테나 임피던스들은 안테나 임피던스의 주파수 의존성으로 인해 점들의 집합[예를 들어, 차트(104)의 만곡 라인 세그먼트]에 의해 통상적으로 표현된다. 그러나, 차트(104)의 전체적인 거동은 관심 있는 주파수에서 안테나의 거동을 나타낸다. 주파수 의존 안테나 임피던스들을 나타내기 위해 만곡 라인 세그먼트를 이용하는 것은 도11에서 생략하여 도면이 너무 복잡하게 되는 것을 회피하였다.

실시예에 따르면, 주변부를 갖는 전자 장치에서의 병렬 피드 루프 안테나(parallel-fed loop antenna)가, 상기 주변부를 따라 배치된 도전성 구조들로부터 적어도 부분적으로 형성되는 도전성 루프 경로; 상기 도전성 루프 경로에 개재된 인덕터; 및 상기 인덕터에 의해 브리지되는 제1 및 제 2 안테나 피드 단자들을 포함하며 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 루프 경로의 도전성 구조들은 상기 전자 장치의 주변부를 둘러싸는 도전성 베젤로부터 적어도 부분적으로 형성되는 병렬 피드 루프 안테나가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 베젤은 갭을 포함하는 병렬 피드 루프 안테나가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들은 상기 갭의 대향측들상에 위치되는 병렬 피드 루프 안테나가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 전송 선로와 상기 제1 안테나 피드 단자 간에서 안테나 신호들을 전달하는 안테나 피드 라인; 및 상기 안테나 피드 라인에 개재된 커패시터를 더 포함하는 병렬 피드 루프 안테나가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 인덕터는 유도성 전송 선로 구조들을 포함하는 병렬 피드 루프 안테나가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 유도성 전송 선로 구조들은 접지 평면의 일부분으로부터 형성되는 제1 도전성 구조 및 상기 제 1 도전성 구조에 대해 평행하게 뻗어나가는 제2도전성 구조를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전성 구조들은 개구에 의해 분리되는 병렬 피드 루프 안테나가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 주변부를 포함하는 하우징; 상기 주변부를 따라 뻗어나가고 또한 상기 주변부상에 적어도 하나의 갭을 갖는 도전성 구조; 및 상기 도전성 구조로부터 적어도 부분적으로 형성되는 안테나를 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이를 더 포함하고, 상기 도전성 구조는 상기 디스플레이용의 베젤을 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 안테나용의 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 더 포함하고, 상기 안테나는 병렬 피드 루프 안테나를 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 실질적으로 장방형인 접지 평면 - 상기 루프 안테나의 일부분은 상기 실질적으로 장방형인 접지 평면으로부터 형성됨 - 을 더 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 안테나 피드 단자는 상기 실질적으로 장방형인 접지 평면에 접속되는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 무선 주파수 송수신기 회로; 포지티브 도전체 및 접지 도전체를 갖는 전송 선로 - 상기 전송 선로는 상기 무선 주파수 송수신기 회로와 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 간에 연결됨 - ; 및 상기 전송 선로의 포지티브 도전체에 개재된 커패시터를 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 브리지하는 인덕터를 더 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 안테나 피드 단자는 상기 실질적으로 장방형인 접지 평면에 접속되고 상기 제1 안테나 피드 단자는 상기 베젤에 전기적으로 접속되는 전자 장치가 제공된다.

실시예에 따르면, 접지 평면; 갭을 갖는 도전성 전자 장치 베젤; 갭을 채우는 고체 유전체; 및 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 - 상기 접지 평면, 상기 베젤 및 제1 및 제2 안테나 피드 단자들은 병렬 피드 루프 안테나를 형성함 - 을 포함하는 무선 회로가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 유도성 소자를 더 포함하고, 상기 유도성 소자는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 브리지하는 무선 회로가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 병렬 피드 루프 안테나에 연결되고 또한 적어도 제1 및 제2 통신 대역들에서 작동하도록 구성되는 무선 주파수 송수신기 회로를 더 포함하는 무선 회로가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 병렬 피드 루프 안테나에 결합되고 또한 850 MHz및 900 MHz에서의 부대역들을 커버하는 제1 통신 대역에서 및 1800 MHz, 1900 MHz와 2100 MHz에서의 부대역들을 커버하는 제2 통신 대역에서 작동하도록 구성된 무선 주파수 송수신기 회로를 더 포함하는 무선 회로가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 피드 단자와 직렬로 연결된 용량성 소자를 더 포함하고, 상기 제2 안테나 피드 단자는 상기 접지 평면에 접속되는 무선 회로가 제공된다.

실시예에 따르면, 장방형 주변부를 갖는 디스플레이; 무선 주파수 송수신기 회로; 상기 디스플레이의 장방형 주변부를 둘러싸고 또한 상기 주변부를 따라 갭을 갖는 도전성 구조; 상기 갭을 가지며 또한 안테나 피드 단자들을 포함하는 상기 도전성 구조의 일부분을 포함하는 안테나; 및 상기 무선 주파수 송수신기 회로와 상기 안테나 피드 단자들 사이에 연결되는 전송 선로를 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 갭에서 고체 유전체를 더 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 안테나 피드 단자들을 브리지하는 인덕터 소자를 더 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 구조가 상기 디스플레이용의 베젤을 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 유도성 소자가 개구에 의해 분리되는 도전성 멤버 및 접지 평면의 부분들을 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 안테나 피드 단자들 중의 하나에 접속된 용량성 소자를 더 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 전송 선로가 포지티브 도전체를 포함하고, 상기 용량성 소자가 상기 포지티브 도전체 및 상기 제1 안테나 피드 단자 사이에 직렬로 접속되는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 컴포넌트들이 탑재되는 인쇄 회로 기판 - 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 컴포넌트들은 접지 평면의 적어도 일부를 형성하고, 상기 안테나는 상기 접지 평면으로부터 적어도 부분적으로 형성됨- 을 더 포함하는 전자 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 안테나 피드 단자는 상기 접지 평면에 접속되는 접지 안테나 피드 단자를 포함하는 전자 장치가 제공된다.

위의 설명은 본 발명의 원리들을 예시할 뿐이며, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고, 이 분야의 기술자들에 의해 다양한 변경들이 이루어질 수 있다. 이상의 실시예는 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims

주변부를 갖는 전자 장치에서의 병렬 피드 루프 안테나(parallel-fed loop antenna)로서,
상기 주변부를 따라 배치된 도전성 구조들로부터 적어도 부분적으로 형성된도전성 루프 경로;
상기 도전성 루프 경로에 개재된 인덕터; 및
상기 인덕터에 의해 브리지되는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 - 상기 도전성 루프 경로의 도전성 구조들은 적어도 부분적으로 상기 전자 장치의 주변부를 둘러싸는 도전성 베젤(bezel)로부터 형성됨 -
을 포함하는 병렬 피드 루프 안테나.
제1항에 있어서, 상기 도전성 베젤은 갭(gap)을 포함하는 병렬 피드 루프 안테나.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들은 상기 갭의 대향측들상에 위치되는 병렬 피드 루프 안테나.
주변부를 갖는 전자 장치에서의 병렬 피드 루프 안테나로서,
상기 주변부를 따라 배치된 도전성 구조들로부터 적어도 부분적으로 형성된 도전성 루프 경로;
상기 도전성 루프 경로에 개재된 인덕터;
상기 인덕터에 의해 브리지되는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들;
전송 선로와 상기 제1 안테나 피드 단자 간에 안테나 신호들을 전달하는 안테나 피드 라인; 및
상기 안테나 피드 라인에 개재된 커패시터
를 포함하는 병렬 피드 루프 안테나.
제1항에 있어서, 상기 인덕터는 유도성 전송 선로 구조들을 포함하는 병렬 피드 루프 안테나.
주변부를 갖는 전자 장치에서의 병렬 피드 루프 안테나로서,
상기 주변부를 따라 배치된 도전성 구조들로부터 적어도 부분적으로 형성된도전성 루프 경로;
상기 도전성 루프 경로에 개재된 인덕터; 및
상기 인덕터에 의해 브리지되는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 - 상기 인덕터는 유도성 전송 선로 구조들을 포함하고, 상기 유도성 전송 선로 구조들은 접지 평면의 일부분으로부터 형성된 제1 도전성 구조 및 상기 제1 도전성 구조에 대해 평행하게 뻗어나가는 제2 도전성 구조를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전성 구조들은 개구에 의해 분리됨 -
을 포함하는 병렬 피드 루프 안테나.
전자 장치로서,
주변부를 포함하는 하우징;
상기 주변부를 따라 뻗어나가고 또한 상기 주변부상에 적어도 하나의 갭을 갖는 도전성 구조;
상기 도전성 구조로부터 적어도 부분적으로 형성된 안테나;
디스플레이 - 상기 도전성 구조는 상기 디스플레이용의 베젤을 포함함 -;
상기 안테나용의 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 - 상기 안테나는 병렬 피드 루프 안테나를 포함함 -;
실질적으로 장방형인 접지 평면 - 상기 루프 안테나의 일부분은 상기 실질적으로 장방형인 접지 평면으로부터 형성되고, 상기 제2 안테나 피드 단자는 상기 실질적으로 장방형인 접지 평면에 접속됨 -;
무선 주파수 송수신기 회로;
포지티브 도전체 및 접지 도전체를 갖는 전송 선로 - 상기 전송 선로는 상기 무선 주파수 송수신기 회로와 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 간에 연결됨 - ; 및
상기 전송 선로의 상기 포지티브 도전체에 개재된 커패시터
를 포함하는 전자 장치.
제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 브리지하는 인덕터를 더 포함하는 전자 장치.
무선 회로로서,
접지 평면;
갭을 갖는 도전성 전자 장치 베젤;
상기 갭을 채우는 고체 유전체; 및
제1 및 제2 안테나 피드 단자들 - 상기 접지 평면, 상기 베젤 및 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들은 병렬 피드 루프 안테나를 형성함 -; 및
유도성 소자 - 상기 유도성 소자는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 브리지함 -
를 포함하는 무선 회로.
제9항에 있어서,
상기 병렬 피드 루프 안테나에 연결되고 또한 적어도 제1 및 제2 통신 대역들에서 작동하도록 구성되는 무선 주파수 송수신기 회로
를 더 포함하는 무선 회로.
제9항에 있어서,
상기 병렬 피드 루프 안테나에 연결되고 또한 850 MHz 및 900 MHz에서의 부대역들을 커버하는 제1 통신 대역 및 1800 MHz, 1900 MHz 및 2100 MHz에서의 부대역들을 커버하는 제2 통신 대역에서 작동하도록 구성된 무선 주파수 송수신기 회로
를 더 포함하는 무선 회로.
제11항에 있어서, 상기 제1 안테나 피드 단자와 직렬로 연결된 용량성 소자를 더 포함하고, 상기 제2 안테나 피드 단자는 상기 접지 평면에 접속되는 무선 회로.
전자 장치로서,
장방형 주변부를 갖는 디스플레이;
무선 주파수 송수신기 회로;
상기 디스플레이의 장방형(rectangular) 주변부를 둘러싸고 또한 상기 주변부를 따라 갭을 갖는 도전성 구조;
상기 갭을 가지며, 또한 안테나 피드 단자들을 포함하는 상기 도전성 구조의 일부분을 포함하는 안테나; 및
상기 무선 주파수 송수신기 회로와 상기 안테나 피드 단자들 사이에 연결되는 전송 선로
를 포함하는 전자 장치.
제13항에 있어서, 상기 갭에서 고체 유전체를 더 포함하는 전자 장치.
제13항에 있어서, 상기 안테나 피드 단자들을 브리지하는 유도성 소자를 더 포함하는 전자 장치.
제15항에 있어서, 상기 도전성 구조는 상기 디스플레이용의 베젤을 포함하는 전자 장치.
제15항에 있어서, 상기 유도성 소자는 개구에 의해 분리되는 도전성 부재 및 접지 평면의 부분들을 포함하는 전자 장치.
제13항에 있어서, 상기 안테나 피드 단자들 중의 제1 안테나 피드 단자에 접속된 용량성 소자를 더 포함하는 전자 장치.
제18항에 있어서,
상기 전송 선로는 포지티브 도전체를 포함하고,
상기 용량성 소자는 상기 포지티브 도전체와 상기 제1 안테나 피드 단자 사이에 직렬로 접속되는 전자 장치.
제19항에 있어서, 상기 도전성 구조는 상기 디스플레이용의 베젤을 포함하는 전자 장치.
제13항에 있어서,
컴포넌트들이 탑재되는 인쇄 회로 기판 - 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 컴포넌트들은 접지 평면의 적어도 일부를 형성하고, 상기 안테나는 상기 접지 평면으로부터 적어도 부분적으로 형성됨 -
을 더 포함하는 전자 장치.
제21항에 있어서, 상기 안테나 피드 단자들 중의 제2 안테나 피드 단자는 상기 접지 평면에 접속되는 접지 안테나 피드 단자를 포함하는 전자 장치.
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