KR101245506B1 - Mobile wireless communications device with electrically conductive continuous ring and related methods - Google Patents
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Abstract
모바일 무선 통신 장치는 포터블 하우징의 둘레를 정의하는 전기 전도성 연속 링을 포함할 수 있는 포터블 하우징을 포함할 수 있다. 전기 전도성 연속 링은 안테나로서 기능하도록 구성 가능하다. 모바일 무선 통신 장치는 포터블 하우징에 의해서 지지되는 인쇄 회로 기판(PCB)을 더 포함할 수 있으며 접지면을 정의하는 전기 전도층을 포함할 수 있다. 모바일 무선 통신 장치는 PCB에 의해서 지지되면 안테나에 결합되는 무선 송수신 회로를 더 포함할 수 있다. 모바일 무선 통신 장치는 또한 전기 전도성 연속 링과 접지면 사이에 결합된 전기 전도성 단락 부재를 포함할 수 있다.The mobile wireless communications device can include a portable housing that can include an electrically conductive continuous ring that defines the perimeter of the portable housing. The electrically conductive continuous ring is configurable to function as an antenna. The mobile wireless communications device can further include a printed circuit board (PCB) supported by the portable housing and can include an electrically conductive layer defining a ground plane. The mobile wireless communications device can further include a wireless transmit / receive circuit coupled to the antenna when supported by the PCB. The mobile wireless communications device can also include an electrically conductive short circuit member coupled between the electrically conductive continuous ring and the ground plane.
Description
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템 분야에 관한 것으로서, 특히 모바일 무선 통신 장치 및 관련 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to the field of wireless communication systems, and more particularly, to a mobile wireless communication device and associated method.
모바일 무선 통신 시스템은 계속해서 인기가 성장하고 있으며 개인 및 기업통신에 필수적 부분이 되어 왔다. 예컨대 셀룰러 전화는 사용자로 하여금 사용자가 이동하는 어는 곳에서나 전화를 걸거나 받을 수 있게 한다. 더욱이 셀룰러 전화 기술이 향상하고 그에 따라 사용자는 이용 가능한 상이한 유형의 장치들과 셀룰러 장치의 기능 또한 갖게 되었다. 예를 들면, 이제 대부분의 셀룰러 장치는 캘린더, 주소록, 할일 목록 등과 같이 PDA 특징을 통합한다. 더욱이 이러한 다기능 장치들은 또한 사용자로 하여금 이메일 메시지를 무선으로 보내고 받을 수 있게 하고 예컨대 셀룰러 네트워크 및/또는 무선 LAN을 통해 인터넷에 엑세스 가능하게 한다. Mobile wireless communication systems continue to grow in popularity and have become an integral part of personal and corporate communications. Cellular telephones, for example, allow users to make or receive calls wherever they are. Moreover, cellular telephone technology has improved and the user thus has the functionality of different types of devices and cellular devices available. For example, most cellular devices now incorporate PDA features such as calendars, address books, to-do lists, and the like. Moreover, these multifunctional devices also allow users to send and receive email messages wirelessly and to access the Internet, for example via a cellular network and / or a wireless LAN.
셀룰러 통신 장치의 기능이 계속해서 증가하고 그에 따라 사용자가 지니기 보다 쉽고 보다 편리한 소형 장치에 대한 요구 또한 계속해서 증가하고 있다. 이것에 대해 셀룰러 장치 제조사가 취할 하나의 도전은 비교적 제한된 가용 공간 크기 내에서 원하는 동작 특성을 제공하도록 안테나와 협동하는 하우징을 설계하는 것이다.The capabilities of cellular communication devices continue to increase, and so the demand for smaller, easier and more convenient devices for users continues to increase. One challenge for cellular device manufacturers to address this is to design a housing that cooperates with the antenna to provide the desired operating characteristics within a relatively limited available space size.
일례의 형태에 의하면, 모바일 무선 통신 장치는 포터블 하우징의 주변부를 정의할 수 있는 전기 전도성 연속 링을 포함할 수 있는 포터블 하우징을 포함할 수 있다. 전기 전도성 연속 링은 예컨대 안테나로서 기능하도록 구성 가능하다. 인쇄 회로 기판(PCB)은 포터블 하우징에 의해서 지지 가능하며 접지면을 정의하는 전기 전도성 층을 포함할 수가 있다. 무선 송수신 회로는 PCB에 의해서 지지되고 안테나에 결합될 수 있다. 적어도 하나의 전기 전도성 단락 부재는 예컨대 전기 전도성 연속 링과 접지면 사이에 결합 가능하다.In one example form, a mobile wireless communications device can include a portable housing that can include an electrically conductive continuous ring that can define a perimeter of the portable housing. The electrically conductive continuous ring is configurable to function, for example, as an antenna. The printed circuit board (PCB) may include an electrically conductive layer that is supportable by the portable housing and defines a ground plane. The wireless transmit / receive circuit may be supported by the PCB and coupled to the antenna. The at least one electrically conductive short circuit member is connectable, for example, between the electrically conductive continuous ring and the ground plane.
적어도 하나의 전기 전도성 단락 부재는 복수 개의 전기 전도성 단락 부재를 포함할 수 있다. 복수 개의 전기 전도성 단락 부재는 예컨대 떨어져서 이격될 수가 있다.The at least one electrically conductive short circuit member may comprise a plurality of electrically conductive short circuit members. The plurality of electrically conductive shorting members can be spaced apart, for example.
모바일 무선 통신 장치는 예컨대 전기 전도성 연속 링과 PCB 사이에 결합된 적어도 하나의 전도성 플로팅 부재를 더 포함할 수 있다. 전기 전도성 연속 링은 예컨대 금속을 포함할 수 있다.The mobile wireless communications device can further comprise, for example, at least one conductive floating member coupled between the electrically conductive continuous ring and the PCB. The electrically conductive continuous ring may comprise a metal, for example.
적어도 하나의 전기 전도성 단락 부재는 적어도 하나의 기계적인 잠금 장치를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전기 전도성 단락 부재는 예컨대 적어도 하나의 전도성 트레이스를 포함할 수 있다.The at least one electrically conductive short circuit member may comprise at least one mechanical locking device. The at least one electrically conductive short circuit member may comprise at least one conductive trace, for example.
PCB 및 전기 전도성 연속 링은 이들 사이의 에어 갭을 정의하도록 위치 정해질 수 있다. 모바일 무선 통신 장치는 예컨대 PCB와 전기 전도성 연속 링 사이에서 전기 재료 바디를 더 포함할 수 있다. 무선 송수신 회로는 예컨대 800 MHz 내지 3.25 GHz 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다.The PCB and the electrically conductive continuous ring can be positioned to define an air gap between them. The mobile wireless communication device may further comprise an electrical material body, for example, between the PCB and the electrically conductive continuous ring. The wireless transmit / receive circuit may be configured to operate in the 800 MHz to 3.25 GHz frequency band, for example.
방법 형태는 모바일 무선 통신 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것일 수가 있다. 방법은 예컨대 주변 장치를 정의하는 전기 전도성 연속 링을 가진 포터블 하우징을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 전기 전도성 연속 링은 안테나로서 기능하도록 구성 가능하다. 방법은 포터블 하우징 내에 PCB를 배치하여 접지면을 정의하는 전기 전도층을 포함하는 것과 예컨대 PCB에 의해서 지지되는 무선 송수신 회로를 안테나에 결합하는 것을 더 포함할 수 있다. 방법은 전기 전도성 연속 링과 접지면 사이의 적어도 하나의 전기 전도성 단락 부재를 더 포함할 수 있다.The method form may relate to a method for manufacturing a mobile wireless communications device. The method may include, for example, forming a portable housing having an electrically conductive continuous ring that defines a peripheral device. The electrically conductive continuous ring is configurable to function as an antenna. The method may further comprise placing an PCB in the portable housing to include an electrically conductive layer defining a ground plane, and for example coupling a wireless transmit / receive circuit supported by the PCB to the antenna. The method may further comprise at least one electrically conductive shorting member between the electrically conductive continuous ring and the ground plane.
본 발명의 모바일 무선 통신 장치에 의한 구성, 안테나와 협동하는 하우징에 의해 제한된 가용 공간의 크기 내에서 사용자가 원하는 동작을 제공할 수가 있다.The configuration by the mobile wireless communication device of the present invention, the housing cooperating with the antenna, can provide the user's desired operation within the size of the available space.
도 1은 일례의 형태에 따른 션트 도체(shunt conductor)를 포함하는 모바일 무선 통신 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 장치의 인쇄 회로 기판(PCB)과 하우징의 개략도이다.
도 3a 내지 3d도는 일례의 실시예에 따른 회로 요소 및 션트 도체의 개략도이다.
도 4는 일례의 실시예에 따른 통과대역 및 저지대역 셀들의 배열의 개략도이다.
도 5는 일례의 실시예에 따른 다층 PCB의 단면도이다.
도 6은 일례의 실시예에 따른 모바일 무선 통신 장치의 안테나의 측정된 방사선의 그래프이다.
도 7은 일례의 실시예에 따른 모바일 무선 통신 장치의 하우징 및 PCB 부분의 개략도이다.
도 8은 도 7의 하우징 및 PCB 부분의 확대도이다.
도9는 도 1의 모바일 무선 통신 장치에 포함될 수 있는 부가 구성요소들을 보여주는 개략 블록도이다.
도 10은 또 다른 일례의 실시예에 따른 무선 통신 장치의 개략도이다.
도 11은 일례의 실시예에 따른 전기 전도성 연속 링, 다층 PCB, 유전체 바디의 일부분의 단면도이다.
도 12는 전기 전도성 단락 부재들을 포함하는 도 9의 포터블 하우징의 일부분의 개략 사시도이다.
도 13은 일례의 실시예에 따른 프로토타입의 모바일 무선 통신 장치의 PCB의 개략도이다.
도14는 일례의 실시예에 따른 프로토타입의 모바일 무선 통신 장치의 측정된 이득의 그래프이다.1 is a front view of a mobile wireless communications device including a shunt conductor according to one example form.
FIG. 2 is a schematic diagram of a printed circuit board (PCB) and housing of the apparatus of FIG. 1. FIG.
3A-3D are schematic diagrams of circuit elements and shunt conductors in accordance with an exemplary embodiment.
4 is a schematic diagram of an arrangement of passband and stopband cells according to an example embodiment.
5 is a cross-sectional view of a multilayer PCB according to an example embodiment.
6 is a graph of measured radiation of an antenna of a mobile wireless communications device according to an example embodiment.
7 is a schematic diagram of a housing and PCB portion of a mobile wireless communications device in accordance with an exemplary embodiment.
8 is an enlarged view of the housing and PCB portion of FIG.
9 is a schematic block diagram illustrating additional components that may be included in the mobile wireless communications device of FIG. 1.
10 is a schematic diagram of a wireless communication device according to yet another example embodiment.
11 is a cross-sectional view of a portion of an electrically conductive continuous ring, multilayer PCB, dielectric body in accordance with an example embodiment.
12 is a schematic perspective view of a portion of the portable housing of FIG. 9 including electrically conductive short circuit members.
13 is a schematic diagram of a PCB of a prototype mobile wireless communications device according to an example embodiment.
14 is a graph of measured gain of a prototype mobile wireless communications device according to an example embodiment.
이후, 본 발명의 보다 상세한 설명을 위해 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도면에서 동일 구성요소는 동일 참조 부호를 붙인다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for a more detailed description of the present invention. Like elements in the drawings bear like reference numerals.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 모바일 무선 통신 장치(30)는 포터블 하우징(31), 포터블 하우징에 의해서 지지되는 PCB(32), 포터블 하우징에 의해서 지지되는 무선 송수신 회로(33)를 일례로 포함한다. 다른 실시예에서 PCB(32)는 금속 새시 또는 다른 기판들과 결합하여 이용 가능하다. PCB(32)는 또한 접지면(도시 안됨)을 정의하는 전도층을 포함한다.First, it will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The mobile
위성 위치탐지 신호 수신기(34)는 또한 포터블 하우징(31)에 의해서 지지된다. 위성 위치탐지 신호 수신기(34)는 예컨대 GPS(Global Positioning System) 위성 수신기일 수가 있다.The satellite
일례의 장치(30)는 디스플레이(60)와 "오프 후크"(즉 전화 호출 개시) 키(61), "온 후크"(즉 전화 호출 중단) 키(62), 메뉴 키(63), 리턴 또는 이스케이프 키(64)를 포함하는 복수 개의 제어 키를 포함할 수 있다. 각종 장치의 구성요소 및 입력 키들의 동작에 대해서는 도 9를 참조하여 이후 더 설명하기로 한다.The
제어기(66) 또는 프로세서는 또한 PCB(32)에 의해서 지지 가능하다. 제어기(66)는 다른 구성요소들, 예컨대 안테나(35), 위성 위치탐지 신호 수신기(34), 모바일 무선 통신 장치(30)의 동작과 협동하여 제어하는 무선 송수신 회로(33)와 협동할 수 있다. 동작은 이메일 및 인터넷 데이터를 포함하는 모바일 음성 및 데이터 연산을 포함할 수 있다. The
포터블 하우징(31)은 전기 전도부를 포함한다. 예컨대 포터블 하우징(31)은 금속이거나 금속부를 포함할 수 있다. 당업자라면 잘 알 수 있는 바와 같이 포터블 하우징(31)가 전기 전도부를 포함하면, 전기 전도부는 안테나로서 기능하여 안테나를 흐르는 전류 방향을 제어하는 것이 점점 어렵다.The
안테나로서 동작하도록 구성된 전기 전도부를 포함하는 포터블 하우징(31)은 상이한 동작 주파수, 예컨대 셀룰러 전화, 위성, 또는 다른 무선 통신 주파수에서 송수신 할 수가 있다. 모바일 무선 통신 장치(30)는 무선 송수신 회로(33)에 결합된 추가 또는 2차 안테나(35)를 포함할 수 있다. 2차 안테나(35)는 또한 상이한 동작 주파수, 예컨대 셀룰러 전화, 위성 또는 다른 무선 통신 주파수에서 송수신하도록 구성 가능하며, 안테나로서 구성되는 포터블 전도성 하우징(31)의 전기 전도부와 결합하여 혹은 독립적으로 동작 가능하다.The
전류 흐름을 제어하기 위한 하나의 유익한 접근 방법은 어레이로 구성된 회로 요소(36)와 포터블 하우징(31)(안테나로서 구성된)을 이용하여 비 전류 지지부를 형성하는 것을 포함한다. 회로 요소(36)는 또한 예컨대 PCB(32) 상의 전도성 트레이스들을 포함할 수 있다. 회로 요소(36)는 당업자라면 잘 알 수 있는 바와 같은다른 구성요소 또는 요소일 수가 있다.One advantageous approach for controlling current flow includes forming a non-current support using
회로 요소(36)의 각각의 공통 노드 또는 교차점에서, 션트 콤포넌트(38)는 포터블 하우징(31)에 결합된다. 4 개의 회로 요소(36)와 교차점(37)으로부터 연장하는 션트 콤포넌트(38)의 교차점이 단위 셀(40)을 형성한다. 당업자라면 잘 알 수 있는 바와 같이 비전류 지지부가 션트 콤포넌트(38)와 회로 요소(36)의 어레이의 협동에 의해서 형성된다. 즉 단위 셀(40)은 전류용 전류 경로를 정의하기 위해 사용될 수가 있다. 예컨대, 도 3a에 도시한 바와 같이 통과 대역 단위 셀로서 구성된 단위 셀(40)은 회로 요소(36)로서 4 개의 인덕터와 션트 콤포넌트(38)로서 캐패시터를 포함한다. 이와 달리 도 3b에 도시한 바와 같이 저지 대역 단위 셀로서 구성된 단위 셀(40')은 회로 요소(36')로서 4 개의 인덕터와 션트 콤포넌트(38')로서 캐패시터를 포함한다. 물론 다른 유형의 회로 요소(36)와 션트 도체(38)가 예컨대 도 3c 및 도 3d에 도시한 바와 같이 이용 가능하며, 션트 도체는 하나 이상의 션트도체를 포함할 수 있다.At each common node or intersection of
이와 달리, 인접 회로 요소(36) 간의 이격이 원하는 동작 파장 보다 훨씬 작다면, 단위 셀(40)은 원하는 사양에 맞춰질 수 있는 전자기 특성을 보일 수가 있다. 따라서 회로 요소(36)와 션트 도체(38)를 포함하는 단위 셀(40)은 예컨대 유전율 또는 투자율과 같은 매크로 량에 의해서 특징이 지워진다. J. K. H. Wong, K. G. Balmain, and G. V. Eleftheriades의 논문 제목이 "Fields in planar anisotropic transmission-line metamaterials,"(vol. 54, no. 10, pp. 2742-2749, Oct. 2006)인 문헌에 게재된 바와 같이, 단위 셀(40) 내에서 유사 TEM(quasi-transverse electromagnetic mode) 근사화 방법을 이용하면, 비 제로 필드 구성 요소는 다음과 같다.Alternatively, if the separation between
-∂Ez/∂y = jωμxxHx (1a)-∂Ez / ∂y = jωμ xx H x (1a)
∂Ez/∂x = jωμyyH (1b)∂Ez / ∂x = jωμ yy H (1b)
-∂Hx/∂y + ∂Hy/∂x = jωεzzEz (1c)-∂Hx / ∂y + ∂Hy / ∂x = jωε zz E z (1c)
이러한 구성은 단위 셀(40)과 포터블 하우징(31) 사이에서 전장이 수직으로 분극되는 파장의 전파를 가능하게 한다. 단위 셀(40)과 포터블 하우징(31) 사이에서 분할이 충분히 작게 이루어지면, 단위 셀과 포터블 하우징에 의해서 경계지워지는 체적된 전장은 대략 z 방향으로 일정하다. 즉, ∂/∂z 와 수학식 (1a-1c)이 적용된다. H 모드 전장을 고려하여, 수학식 (1a) 및 (1b)는 다음의 수학식을 구하기 위해 적분된다This configuration enables propagation of a wavelength in which the electric field is vertically polarized between the
∂ Vz /∂y = -jωμ xx H x △z (2a) ∂ Vz / ∂y = -jωμ xx H x Δz (2a)
∂Vz /∂x = jωμ yy H y △z (2b)∂V z / ∂x = jωμ yy H y Δz (2b)
다음에, 수학식 (2)는 다음의 수학식을 구하기 위해 x 및 y 방향을 따라 적분된다.Equation (2) is then integrated along the x and y directions to obtain the following equation.
∂ V z /∂ y △ x = -jωμ xx I y △z (3a) ∂ V z / ∂ y △ x = - jωμ xx I y △ z (3a)
∂ V z /∂ x △ y = jωμ yy I x △z (3b) ∂ V z / ∂ x △ y = Jωμ yy I x △ z ( 3b)
전류 요소(36), 즉 캐패시터와 인덕터를 통해 흐르는 전류는 단위 셀(40) 양단간의 전압차에 의해서 결정되며 다음과 같은 수학식으로 표현 가능하다.The current flowing through the
I x = (1/jX x )(∂ V z /∂x)(△x) (4a) I x = (1 / jX x ) (∂ V z / ∂x) (△ x) (4a)
I y = - (1/jX y )(∂ V z /∂y)(△y). (4b) I y = -( 1 / jX y ) (∂ V z / ∂y) (Δy). (4b)
수학식 (4a-4b)에서, xx 및 xy는 각각 파장 주파수에서 x 및 y 방향을 따르는 리액턴스이다. 수학식 (4)를 수학식(3)으로 대체하고 d = △x = △y = △z 는 다음과 같다In equations (4a-4b), x x and x y are reactances along the x and y directions at wavelength frequencies, respectively. Replace equation (4) with equation (3) and d = Δx = Δy = Δz as
μ xx = X y /ωd (5a)μ xx = X y / ωd (5a)
μ yy = X x /ωd (5a)μ yy = X x / ωd (5a)
도 3a에 도시한 단위 셀(40)의 경우, x 및 y 방향을 따르는 리액턴스는 동일하며 다음의 수학식으로 표현된다.In the
X x = X y = ωL0 d + ωL (6) X x = X y = ωL 0 d + ωL (6)
여기서, L은 직렬 부하 인덕턴스이고 L0은 교차 전송 라인의 단위 길이당 인덕턴스이다. 그러므로 수학식 (6)은 수학식(5)으로 대체되어 아래 수학식의 투자율 및 집중 구성요소 값과 관련이 있는 표현에 도달 가능하다.Where L is the series load inductance and L 0 is the inductance per unit length of the crossover transmission line. Therefore, Equation (6) is replaced by Equation (5) to arrive at an expression related to the permeability and concentration component values of the equation below.
μxx = μyy = L 0 + L/d (7)μ xx = μ yy = L 0 + L / d (7)
동일 절차를 암페어 법칙에 적용하면, 수학식 (1c)는 아래와 같은 수학식의 투자율에 대한 션트 콤포넌트(38) 값과 관련이 있는 표현에 도달하며,Applying the same procedure to the ampere law, equation (1c) arrives at an expression that relates to the
εzz = C 0 + C shunt /D (8)ε zz = C 0 + C shunt / D (8)
여기서 Cshunt는 션트 캐패시턴스이고 C0는 교차 전송 라인의 단위 길이 당 캐패시턴스이다.Where C shunt is the shunt capacitance and C 0 is the capacitance per unit length of the crossover transmission line.
유효 투자율 및 유전율이 산정되면, 포터블 하우징(31)과 회로 구성요소(36)의 어레이 내의 전파 상수는 다음과 같이 도출된다.Once the effective permeability and permittivity are calculated, the propagation constants in the array of
k = ω√(με) = ω√(L 0 + L/d)( C 0 + C/d) (9) k = ω√ (με) = ω√ ( L 0 + L / d) ( C 0 + C / d) (9)
동작 주파수가 회로 구성요소(36)(즉, 인덕터와 캐패시터)의 자기 공진 주파수 아래에서 비교적 양호하다고 가정하면, 수학식(9)은 항상 실제 상황이다. 즉, 전파는 회로 0에서 구성요소(36)의 자기 공진 주파수에 이르는 모든 주파수에 대해서 허용된다. 이처럼 포터블 하우징, 회로 요소(36)(즉, 직렬 인덕터), 션트 콤포넌트(38)는 통과 대역 조건을 형성하도록 협동한다(도 3a).Assuming that the operating frequency is relatively good below the self resonant frequency of the circuit components 36 (ie, inductor and capacitor), Equation (9) is always a real situation. That is, propagation is allowed for all frequencies from
저지 대역 조건을 만들기 위해, k가 가상으로 만들어져야만 한다. 따라서 회로 구성요소(36')가 도 3b에 도시한 바와 같이 캐패시터이면, 다음의 수학식을 얻는다.To make the stopband condition, k must be made virtual. Therefore, if the circuit component 36 'is a capacitor as shown in Fig. 3B, the following equation is obtained.
X x = X y = ωL0 d -1/ωC (10) X x = X y = ωL 0 d - 1 / ωC (10)
수학식(10)을 수학식(5)으로 대체하면, 다음의 수학식이 얻어진다.If equation (10) is replaced with equation (5), the following equation is obtained.
μ xx = μyy = L 0 -1/ω2 Cd (11)μ xx = μ yy = L 0 -1 / ω 2 Cd (11)
따라서, 이러한 구조에서의 전파는 아래의 수학식에 의해서 주어진다. κ = ω√(με) = ω√(L0 - 1/ω2Cd)(C0 + C/d)) (12)Thus, propagation in this structure is given by the following equation. κ = ω√ (με) = ω√ (L 0-1 / ω 2 Cd) (C 0 + C / d)) (12)
(12)로부터 아래의 수학식의 조건을 유지하는 경우 파장 벡터는 가상의 벡터가 됨이 관측되었다.It was observed from (12) that the wavelength vector became a virtual vector when the condition of the following equation was maintained.
C < 1/ω2 L 0 d (13) C < 1 / ω 2 L 0 d (13)
즉, 저지 대역 조건은 C를 가변함으로써 원하는 주파수 내에서 달성 가능하다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 저지 대역을 만들기 위해 k가 가상인 경우 회로 구성요소수 또는 조합이 이용 가능하다. 또한, 통과 대역 단위 셀(40)과 저지 대역 단위 셀(40')의 조합이 안테나(35)로부터 전류를 지향하도록 구성 가능하다.That is, the stopband condition can be achieved within a desired frequency by varying C. As will be appreciated by those skilled in the art, the number or combination of circuit components is available when k is virtual to create a stop band. In addition, the combination of the pass
이제부터는 도 4를 참조하기로 한다. 통과 대역 및 저지 대역 단위 셀(40,40',40'',40''')의 조합이 배열되어 포터블 하우징(31)을 통해 전류의 흐름을 지향한다. 포터블 하우징(31)이 안테나(35)로부터의 전류로 여기되면, 전류는 여기점으로부터 떨어져서 흐르나, 저지 대역 단위 셀(40')에 의해서 한정될 수가 있고 통과 대역(40) 영역으로 흐른다. 이처럼 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 완전 금속 포터블 하우징을 가진 장치에서의 안테나 설계는 원하는 방사선 패턴을 산출하는 형태 및 크기의 통과 대역 단위 셀(40)의 배열에 집중할 수 있다.Reference will now be made to FIG. 4. The combination of passband and
그러나 비교적 작은 크기의 모바일 무선 통신 장치(30)가 주어지면, 비전류 전달부를 생성하거나 전류를 지향하기 위해 이용된 이산 물리적 구성요소의 크기를 더 줄이는 것이 바람직할 수가 있다. 즉 회로 요소(36)의 어레이 또는 층을 포함하는 모바일 무선 통신 장치(30)는 추가 구성요소가 모바일 무선 통신 장치의 무게를 증대할 수 있으므로 바람직하지 않다. 이러한 경우 회로 요소(36)는 PCB(32) 상에서 지지된 회로 구성요소, 예컨대 무선 송수신 회로(33)일 수가 있다.However, given the relatively small size of the mobile
당업자라면 알 수 있는 바와 같이 션트 콤포넌트(38) 및 이격된 회로 구성요소(36)의 어레이는 전기 전도성 하우징을 가진 모바일 무선 통신 장치와 함께 방사를 가능하도록 유익하게 협동한다. 성장 산업 설계는 예컨대 증대된 품질감을 전달하도록 금속 재료를 포함하는 경향이 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, the
따라서, 대부분의 모바일 무선 통신 장치는 대체로 증가된 금속 재료량을 포함한다. 이들 모바일 무선 통신 장치의 일부는 또한 금속 재료, 예컨대 금속 링을 포함하는 구조로 집적된 방사 요소, 또는 안테나를 포함한다. 즉 포터블 하우징의 금속 링 또는 전기 전도성 재료 부분은 또한 안테나로서 기능한다. 이와 달리 방사 요소는 금속 재료(예, 금속 하우징)와 떨어져서 놓여질 수가 있다.Thus, most mobile wireless communications devices generally include an increased amount of metal material. Some of these mobile wireless communications devices also include radiating elements, or antennas, integrated into a structure comprising a metallic material, such as a metal ring. The metal ring or electrically conductive material portion of the portable housing also functions as an antenna. Alternatively, the radiating element may be placed away from the metal material (eg metal housing).
회로 구성요소(36)와 션트 콤포넌트(38)는 예컨대 금속 재료로 완전히 덮혀질 수 있는 내부 안테나를 통해 무선 통신을 가능하게 한다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 금속 재료는 무선 주파수(RF) 대역에서 도체처럼 행동하는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대 금속 재료는 전자기파에 대한 전도판으로서 보이는 마이크로 와이어와 함께 유리가 삽입됨에 따라 LCD를 포함할 수 있다.The
이제부터는 도 5를 참조하기로한다. 또다른 예증의 실시예에서 모바일 무선 통신 장치(30'''')는 제1 전도층(51'''')(즉 접지면), 유전층(54''''), 제2 유전층(53'''')에 의해서 제1 전도층과 분리된 제2 전도층(52'''')을 포함하는 다층 PCB(32'''')를 포함한다. 제2 유전층(53'''')은 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 공기층이거나 혹은 또 다른 유전체 재료일 수가 있다. 션트 도체(38'''')는 제1 및 제2 도체 층(51'''',52'''')을 결합한다. 제2 전도층(51'''')은 회로 요소(36'''') 또는 PCB(32'''') 상의 도전 트레이스(도시 안됨)를 포함할 수 있다.Reference will now be made to FIG. 5. In another illustrative embodiment, the mobile wireless communications device 30 '' '' includes a first conductive layer 51 '' '' (ie ground plane), a dielectric layer 54 '' '', a
또한 일부 일례의 실시예에서 하나 이상의 회로 요소(36)는 가요성 기판(도시 안됨)에 의해서 지지 가능하다. PCB(32)에 부착되거나 혹은 PCB에서 분리 가능한 가요성 회로 기판은 회로 요소로서 작용하는 금속층을 포함한다. 가요성 회로 기판은 예컨대 Kapton(상표명)일 수가 있다.Also in some example embodiments one or
위에서 기술한 모바일 무선 통신 장치(30)와 유사한 프로토타입 모바일 무선 통신 장치가 완전 금속성 포터블 하우징을 에뮬레이팅하도록 동으로 만들어져 덮혀진다. 안테나는 1.575 GHz의 GPS 주파수에서 동작하도록 구성된다. PCB는 반 원 구조로 구성되고 금속의 포터블 하우징을 PCB의 접지면에 결합하는 복수 개의 션트 콤포넌트를 가진다.A prototype mobile wireless communication device similar to the mobile
도 6의 그래프(71)를 참조하기로 한다. 프로토타입의 프로토타입 GPS 안테나의 측정된 방사 패턴이 도시된다. 측정된 이득은 다른 GPS 안테나의 안테나 이득에 비교적 견줄 수 있는 대략 -7.5 dBi이다.Reference is made to the
이제부터는 도 7 및 도 8을 참조하기로 한다. 일례의 형태에 따른 모바일 무선 통신 장치(130)의 또 다른 실시예가 기술된다. 예증적으로 포터블 하우징(131)은 포터블 하우징의 주변부를 따라 놓여지고 안테나의 일부로서 기능하도록 구성된 금속 링(145)을 포함한다. 금속 링(145)은 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 손 팬텀 조건에서 방사된 성능의 증가된 저하를 야기한다. 전류의 비교적 큰 크기가 사용자의 손이 금속 링과 접촉하게 되는 경우 금속 링(145)으로 흐르는 것이 발견되었다. 그에 따라 다량의 전류 또는 방사선이 사용자의 손으로 지향되었다.Reference is now made to FIGS. 7 and 8. Another embodiment of a mobile
금속 링(145)에서 흐르는 전류를 비교적 작게 저감하기 위해, 있다면 안테나 방사 성능의 저감을 위해 비 전류 전달부는 모바일 무선 통신 장치(130)의 측면에인접한다. 비 전류 전달부는 금속 링(145)과 PCB(132), 안테나 급전 위치 사이에서 협동에 의해 만들어진다.In order to reduce the current flowing in the
금속 링(145)은 금속 링 주위의 스크류 마운트(146)를 거쳐서 PCB(132)와 접촉한다. 비 전류 전달부는 안테나 급전점 근처의 스크류 마운트(146)를 절연시켜 달성된다. 비 전류 전달부는 접지점(즉, 션트 콤포넌트(138)에 결합되지 않는 다른 3개의 스크류 마운트) 및 부하 요소들, 또는 비 전류 전달부를 따르는 션트 콤포넌트 사이의 간격으로 정의된다. 비전류 전달부를 만들기 위해 금속 링(145)을 PCB(132)에 결합하는 션트 콤포넌트(138)는 금속 링을 따르는 전파 상수가 가상의 상수가 되도록 조정된다. 또한 에어 갭(149)이 비 전류 전달부를 따라 PCB(132)와 금속 링(145) 사이에 있다.The
이제부터는 테이블 1 및 2를 참조하기로 한다. 수행된 2 개의 측정치 결과, 하나는 본 실시예에 따른 비 전류 전달부로 수행되고(테이블 1), 또 다른 하나는 비 전류 전달부없이 수행된(테이블 2) 측정 결과가 도시된다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 측정하는 비 전류 전달부 구현예의 손 팬텀 성능이 5 dB 정도를 갖는 대역에 걸쳐서 향상된다.
Reference is now made to Tables 1 and 2. The results of the two measurements performed, one being performed with the non-current carrying part according to the present embodiment (Table 1) and the other one being taken without the non-current carrying part (Table 2), are shown. As will be appreciated by those skilled in the art, the hand phantom performance of the non-current transfer implementation, as measured, is improved over a band with the order of 5 dB.
도시하고 있지 않은 일부 실시예에서, 비 전류 전달부는 프로그램 가능하다. 즉, 비전류 전달부는 고정된 주파수 범위로 제한되지 않을 수가 있다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 션트 콤포넌트(38)는 프로그램 가능한 네트워크 장치로 대체가 가능하며, 이러한 네트워크 장치는 일본의 무라타(Murata)사 혹은 독일의 에폭스 아게(Epcos AG)가 시판하는 장치일 수가 있다.In some embodiments, not shown, the non-current transfer is programmable. That is, the non-current transfer unit may not be limited to a fixed frequency range. As will be appreciated by those skilled in the art, the
여기서 기술된 모바일 무선 통신 장치와 비교해서 예컨대 방사 요소로서 그의 고유 구조 금속 밴드를 또한 사용하는 아이폰(상표명) 4G는 방사 요소 또는 안테나로서 분리 구조(broken structure)를 사용한다. 실시예의 금속 링(145)은 모바일 무선 통신 장치(130)의 전체 주위를 에워싸며, 금속 링의 절단부 또는 부분 라인은 없다. 따라서 포터블 하우징(131)의 무결성이 온전히 유지된다.The iPhone 4G, which also uses its own structural metal band as a radiating element as compared to the mobile wireless communication device described herein, for example, uses a broken structure as the radiating element or antenna. The
더욱이 아이폰(상표명) 4G는 그의 방사 요소로서 분리 구조 밴드를 사용하고 수개의 주파수로 튜닝된다. 이와는 대조적으로 본 실시예에서 구조의 일부가 방사를 담당한다. 이것은 2 차원의 비 전류 전달부 접근 방식을 1 차원 형태로 축소시켜서 달성된다.Moreover, the iPhone 4G uses a separate structural band as its radiating element and is tuned to several frequencies. In contrast, in this embodiment, part of the structure is responsible for the radiation. This is accomplished by reducing the two-dimensional non-current transfer approach to one-dimensional form.
완전 금속 하우징 또는 인클로저를 가진 모바일 무선 통신 장치를 사용하는 무선 통신을 위한 기존의 접근 방법은 항공기, 미사일, 지상/해상 장갑차, 혹은 레이터 시스템용으로 개발되었으며, 그 일례는 다음과 같다. F. D. Bennett, P. D. Coleman, and A. S. Meier에 의해서 개시된 "The design of broadband aircraft-antenna systems" 이름의 논문(Proceedings of I.R.E., pp. 671-700, Oct, 1954)와 H. G. Booker의 "Slot aerials and their relation to complementary wire aerials (Babinet's principle)" 이름으로 잡지에 게재된 논문(Journal of I.E.E., no. 93, p. 620, 1946)이다. 이러한 접근 방법은 방사 패턴을 제어하기 위해 슬롯(자기 전류) 또는 외부 안테나를 채용했다. 자기 전류는 도전성 플레이트에서 슬롯 또는 개구에 의해서 만들어 질 수 있다. 이 방법은 슬롯 길이가 장치 크기 및 산업 설계 요건에 의해서 제한되므로 모바일 무선 통신 장치에서 구현하기가 비교적 어렵다.Existing approaches for wireless communication using mobile wireless communications devices with all-metal housings or enclosures have been developed for aircraft, missiles, ground / marine armored vehicles, or radar systems, for example: Proceedings of IRE, pp. 671-700, Oct, 1954, published by FD Bennett, PD Coleman, and AS Meier, and HG Booker's "Slot aerials and their relation." to complementary wire aerials (Babinet's principle), published in the journal ( Journal of IEE , no. 93, p. 620, 1946). This approach employs a slot (magnetic current) or an external antenna to control the radiation pattern. Magnetic current can be created by slots or openings in the conductive plate. This method is relatively difficult to implement in mobile wireless communication devices because slot length is limited by device size and industrial design requirements.
더욱이 모바일 무선 통신 장치 환경에서 PCB는 접지면 처럼 작용할 수 있으며, 전파 전력은 전체 방사 효율을 저하하는 패러랠-플레이트 TEM 모드에 의해서 트랩된다. 이와 달리 외부 안테나가 사용 가능하다. 그러나 이것은 모든 안테나가 장치 하우징 내부에 있는 것이 바람직한 현재 산업 디자인 트랜드와는 상반될 것이다.Moreover, in a mobile wireless communication device environment, the PCB can act as a ground plane, and the propagation power is trapped by the parallel-plate TEM mode, which degrades the overall radiation efficiency. Alternatively, an external antenna can be used. However, this would be contrary to current industrial design trends where it is desirable for all antennas to be inside the device housing.
한 방법의 형태는 안테나로서 기능하도록 구성된 적어도 하나의 전기 전도성 하우징 부분을 포함하는 포터블 하우징(31), 포터블 하우징에 의해서 지지되는 PCB(32), PCB에 의해서 지지되고 PCB에 의해서 지지되는 적어도 하나의 회로 요소(36)를 포함하는 무선 송수신 회로(33)를 포함하는 모바일 무선 통신 장치(30)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 적어도 하나의 전기 전도부(31)와 적어도 하나의 회로 요소(36) 사이에서 적어도 하나의 전류 션트 콤포넌트(38)를 결합하는 것을 포함한다. One method form is a
이제 상기 모바일 무선 통신 장치의 여러 실시예에서 사용 가능한 일례의 구성요소에 대해서 도 9에 도시한 일례의 모바일 무선 통신 장치(1000)를 참조하여 설명하기로 한다. 장치(1000)는 예증적으로 하우징(1200), 키패드(1400), 출력 장치(1600)를 포함한다. 도시한 출력 장치는 풀 그래픽 LCD를 포함할 수 있는 디스플레이(1600)이다. 일부 실시예에서 디스플레이(1600)는 터치 감응식 입력 및 출력 장치를 포함할 수 있다. 대안으로 다른 유형의 출력 장치들이 사용 가능하다. 처리 장치(1800)는 하우징(1200) 내에 수용되며 키패드(1400)와 디스플레이(1600) 사이에서 결합된다. 처리 장치(1800)는 사용자의 캐패드(1400) 상에서의 키의 작동에 응답하여 디스플레이(1600)의 동작과 모바일 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 일부 실시예에서 키 패드(1400)는 물리적 키 패드 또는 가상 키 패드(예, 터치 감응식 인터페이스를 사용하는) 혹은 둘다를 포함할 수 있다.An exemplary component that can be used in various embodiments of the mobile wireless communications device will now be described with reference to the exemplary mobile
하우징(1200)은 수직으로 길게 연장 가능하거나 다른 크기 및 형태(예컨대 클램쉘 하우징 구조를 포함하는)에서 취해질 수가 있다. 키패드(1400)는 모드 선택 키, 또는 텍스트 입력 및 전화 입력 사이를 전환하는 다른 하드웨어 또는 소프트웨어를 포함할 수 있다.The
처리 장치(1800) 이외에 모바일 장치(1000)의 다른 부분들이 도 9에 개략적으로 도시되고 있다. 이들은 통신 서브시스템(1001), 단거리 통신 서브시스템(1020), 키패드(1400), 다른 입/출력 장치(1060,1080,1100,1120)와 함께 디스플레이(1600), 메모리 장치(1160,1180), 각종 다른 장치 서브시스템(1201)을 포함한다. 모바일 장치(1000)는 음성 및 데이터 통신 기능이 있는 양방향 RF 통신 장치를 포함할 수 있다. 또한 모바일 통신 장치(1000)는 인터넷을 통해 다른 컴퓨터 시스템과 통신하기 위한 기능을 가질 수가 있다. Other parts of the
처리 장칭(1800)에 의해서 실행된 운영 체제 소프트웨어는 플래시 메모리(1160)와 같은 영구 기억 장치에 저장 가능하며 ROM 또는 유사 기억 요소와 같은 다른 유형의 메모리 장치에 저장 가능하다. 또한 시스템 소프트웨어, 특정 장치 어플리케이션, 또는 그의 일부는 RAM(1180)과 같은 휘발성 기억 장치에 임시로 적재 가능하다. 모바일 장치에 의해서 수신된 통신 신호들은 RAM(1180)에 또한 저장 가능하다.Operating system software executed by
처리 장치(1800) 이외의 그의 운영 체제 기능은 각종 단계 혹은 동작을 수행하는 소프트웨어 모듈과 같은 장치(1000) 상의 소프트웨어 어플리케이션 혹은 모듈(1300A-1300N)의 실행을 가능하게 한다. 데이터 음성 통신(1300A,1300H)과 같은 기본적인 장치 동작을 제어하는 소정 세트의 어플리케이션은 제조 과정중에 장치(1000) 상에 설치 가능하다. 또한 개인 정보 관리자(PIM) 어플리케이션은 제조 과정 중에 설치 가능하다. PIM은 이메일, 일정 사건, 음성 메일, 약속, 할일 항목과 같은 데이터 항목들을 구성하고 관리할 수가 있다. PIM 어플리케이션은 또한 무선 네트워크(1401)를 통해 데이터 항목들을 송수신할 수가 있다. PIM 데이터 항목은 무선 네트워크(1401)를 거쳐 호스트 컴퓨터 시스템과 연관되거나 저장된 장치 사용자의 대응 데이터 항목들과 심리스하게 통합, 동기화, 갱신될 수가 있다.Operating system functions other than the
데이터 및 음성 통신을 포함하는 통신 기능이 통신 서브시스템(1001)과 가능하게는 단거리 통신 서브시스템을 통해 수행된다. 통신 서브시스템(1001)은 수신기(1500), 송신기(1520), 하나 이상의 안테나(1540,1560)를 포함한다. 또한 통신 서브시스템(1001)은 디지탈 신호 처리기(DSP)(1580), 국부 발진기(LO)(1601)와 같은 처리 모듈도 포함한다. 통신 서브시스템(1001)의 지정 설계 및 구현은 통신 네트워크와는 무관하며 모바일 장치(1000)가 동작하도록 의도된다. 예컨대 모바일 장치(1000)는 Mobitex(상표명), Data TAC(상표명), 또는 GPRS(General Packet Radio Service) 모바일 데이터 통신 네트워크와 동작하도록 설계된 통신 서브시스템(1001)을 포함할 수 있으며 AMPS, TDMA, CDMA, WCDMA, PCS, GSM, EDGE와 같은 여러 음성 통신 네트워크 중 어느 하나와 동작 하도록 또한 설계된다. 분리형 및 통합형의 다른 유형의 데이터 및 음성 네트워크가 또한 모바일 장치(1000)와 함께 사용 가능하다. 모바일 장치(1000)는 또한 GSM, 3G, UMTS, 4G와 같은 다른 통신 표준 방식과 호환이 가능하다.Communication functions, including data and voice communications, are performed via
네트워크 엑세스 요건은 통신 시스템의 유형에 따라 가변한다. 예컨대 Mobitex(상표명), Data TAC(상표명) 네트워크에서 모바일 장치는 각각의 장치와 연관된 유일 개인 식별 번호(PIN)를 이용하는 네트워크 상에서 등록된다. 그러나 GPRS 네트워크에서 네트워크 엑세스는 가입자 혹은 장치 사용자와 연관된다. 그러므로 GPRS 장치는 GPRS 네트워크에서 동작하기 위해 통상 SIM 카드라 불리는 가입자 식별 모듈을 사용한다.Network access requirements vary depending on the type of communication system. For example, in the Mobitex®, Data TAC® network, mobile devices are registered on a network using a unique personal identification number (PIN) associated with each device. However, in a GPRS network, network access is associated with subscribers or device users. The GPRS device therefore uses a subscriber identity module, commonly referred to as a SIM card, to operate in a GPRS network.
필요한 네트워크 등록 또는 활성화 절차들이 완료되면, 모바일 장치(1000)는 통신 네트워크(1401)를 통해 통신 신호를 송수신할 수 있다. 안테나(1540)에 의해서 통신 네트워크(1401)로부터 수신된 신호들은 신호 증폭, 주파수 하향 변환, 필터링, 채널 선택 등을 제공하고, A/D 변환도 제공가능한 수신기(1500)로 라우팅된다. 수신된 신호의 A/D 변환은 DSP(1580)로 하여금 복조 및 디코딩과 같은 보다 복잡한 통신 기능들을 수행 가능하게 한다. 유사한 방식으로 네트워크(1401)에 전송될 신호들이 DSP(1580)에 의해서 처리(예, 변조 및 인코딩)된 다음에 D/A 변환, 주파수 상향 변환, 필터링, 증폭 및 안테나(1560)를 통한 통신 네트워크(1401)(혹은 네트워크들)로의 전송을 위해 송신기(1520)에 제공된다.When necessary network registration or activation procedures are completed, the
통신 신호 처리 이외에 DSP(1580)는 수신기(1500) 및 송신기(1520)의 제어를 제공한다. 예컨대 수신기(1500) 및 송신기(1520)에서 신호들을 통신하기 위해 적용된 이득은 DSP(1580)에서 구현된 자동 이득 제어 알고리즘을 통해 적응적으로 제어 가능하다.In addition to communication signal processing, the
데이터 통신 모드에서 텍스트 메시지 또는 웹 페이지 다운로드와 같은 수신 신호는 통신 서브시스템(1001)에 의해서 처리되어 처리 장치(1800)에 입력된다. 다음에 수신 신호는 디스플레이(1600) 혹은 대안적으로 어느 다른 보조 I/O 장치(1060)로의 출력을 위해 처리 장치(1800)에 의해서 추가로 처리된다. 장치 사용자는 또한 키패드(1400) 및/또는 터치 패드. 로커 스위치, 섬휠, 혹은 어느 다른 유형의 입력 장치와 같은 어느 다른 보조 I/O 장치(1060)를 이용하여 이메일 메시지와 같은 데이터 항목들을 작성한다. 다음에 작성된 데이터 항목은 통신 서브시스템(1001)을 거쳐 통신 네트워크(1401)를 통해서 전송 가능하다.In a data communication mode, a received signal, such as a text message or web page download, is processed by the
음성 통신 모드에서 장치의 전반적인 동작은 수신된 신호들이 스피커(1100)로 출력되고 전송 신호들이 마이크(1120)에 의해서 생성된다는 것을 제외하곤 데이터 통신 모드와 실질적으로 유사하다. 음성 레코딩 서브시스템과 같은 대안의 음성 또는 오디오 I/O 서브시스템은 또한 장치(1000) 상에서 구현 가능하다. 또한 디스플레이(1600)는 예컨대 발신 가입자의 ID, 음성 호출 지속 기간, 혹은 다른 음성 호출 관련 정보를 디스플레이하기 위해 음성 통신 모드에서도 이용 가능하다.The overall operation of the device in the voice communication mode is substantially similar to the data communication mode except that the received signals are output to the
단거리 통신 서브시스템은 반드시 유사 장치일 필요가 없는 다른 유사 시스템 또는 장치 및 모바일 장치(1000) 사이의 통신을 가능하게 한다. 예컨대 단거리 통신 서스시스템(1020)은 유사적으로 인에이블된 시스템 및 장치와의 통신을 제공하도록 적외선 장치 및 관련 회로 및 구성요소, 근거리 무선통신(NFC), 또는 불루투스(상표명) 통신 모듈을 포함할 수 있다 The short range communication subsystem enables communication between the
이제부터는 도 10 내지 도 12를 참조하기로 한다. 위에서 언급한 션트 콤포넌트 실시예들과 무관할 수 있는 또 다른 실시예에서 모바일 무선 통신 장치(230)는 포터블 하우징의 둘레를 정의하는 전기 전도성 연속 링(245)을 포함하는 포터블 하우징(231)을 포함하고 있다. 전기 전도성 연속 링(245)은 안테나로서 기능하도록 구성된다. 전기 전도성 연속 링(245)은 예컨대 금속일 수가 있다. 전기 전도성 연속 링(245)은 당업자라면 잘 알 수 있는 바와 같이 또 다른 도전성 재료일 수가 있다.Reference will now be made to FIGS. 10 to 12. In another embodiment, which may be independent of the shunt component embodiments mentioned above, the mobile
PCB(232)는 또한 포터블 하우징(231)에 의해서 지지된다. PCB(232)는 유전층(258)과 유전층에 의해서 지지된 접지면을 정의하는 전기 전도층(251)을 포함한다(도 11). 무선 송수신 회로(233)는 PCB(232)에 의해서 지지되고 안테나 또는 전기 전도성 연속 링(245)에 결합된다. 무선 송수신 회로(233)는 예컨대 800 MHz 내지 3.25 GHz 주파수 대역에서 동작 하도록 구성 가능하다. 무선 송수신 회로(233)는 다른 주파수 대역에서 동작 하도록 구성 가능하다. 추가 혹은 제2 안테나(235)는 무선 송수신 회로(233)에 결합된다. 제2 안테나(235)는 무선 통신을 수행하기 위해 전기 전도성 연속 링(245)에 의해서 제공되는 안테나와 함께 혹은 별개로 사용 가능하다.
이격된 전기 전도성 단락 부재들은 전기 전도성 연속 링(245)과 접지면(251) 사이에서 결합된다. 특히 기계적 잠금 장치(246b-246c), 즉 개개의 스크류 단자 또는 마운트와 협동하는 스크류는 전도성이며 접지면(251)에 단락된다. 전기 전도성 단락 부재는 또한 전기 전도성 연속 링(245)을 접지면(251)에 단락하는 전도성 트레이스(247a,247b)를 포함한다(도 12). 금속 트랩(252)은 또한 전기 전도성 연속 링(245)을 접지면(251)에 단락시킨다(도 12). 물론 부가 형태의 전기 전도성 단락 부재들이 이용 가능하다. 더욱이 상이한 유형의 전기 전도성 단락 부재의 임의 조합 및 수가 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 이용 가능하다.Spaced apart electrically conductive short circuit members are coupled between the electrically conductive
전기 플로팅 부재(접지에 대해서)가 또한 전기 전도성 연속 링(245)과 PCB(232) 사이에서 결합된다. 특히 하나 이상의 기계적 잠금 장치(246), 예컨대 (246a,246f)가 전기적으로 플로팅될 수 있다. 특히 전기적 플로팅 부재(246a,246f)는 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 전기 전도성 연속 링(245) 또는 안테나를 통해 전류를 지향하도록 전기적 전도성 단락 부재(246b-246e,247a,247b,252)와 협동한다. 전기 전도성 연속 링(245)을 통해 전류를 지향함으로써 그의 방사 패턴은 향상된 통신을 위해 조정 가능하다. 전기 전도성 단락 부재 및 전기적 플로팅 부재의 구성이 원하는 전류 방향을 위해 변경되거나 구성 가능함을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 즉, 기계적 잠금 장치(246) 및/또는 다른 부재들이 전기적 단락 또는 전기적 플로팅 부재로서 구성 가능하며 부가 혹은 다른 단락 부재들이 원하는 위치 또는 위치들에 포함 가능하다.An electrically floating member (relative to ground) is also coupled between the electrically conductive
PCB(232) 및 전기 전도성 연속 링(245)이 이들 사이의 에어 갭(249)을 정의하기 위해 위치 선정된다. 에어 갭(249)은 예컨대 비 전류 전달부를 생성하도록 전기 전도성 단락 부재 및 전기적 플로팅 부재와 협동하기 위해 특히 유익하다. 모바일 무선 통신 장치(230)는 또한 예컨대 PCB(232)와 전기 전도성 연속 링(245) 사이에 전기 재료 바디(253)을 포함할 수 있다.
프로토타입 모바일 무선 통신 장치가 형성되었다. 프로토타입의 PCB 레이아웃(도 13)은 배터리 커넥터(도시 안됨)를 포함하고 있다. 배터리 커넥터의 포지티브 단자는 션트 캐패시터(도시 안됨)를 통해 접지에 연결된다. 션트 캐패시터는 포지티브 단자가 RF 주파수에서 용량성인 실제 시스템 행동을 모방한다. 프로토타입의 PCB 레이아웃은 또한 쵸크(도시 안됨)가 있는 재구성 가능한 안테나 급전선(255') 및 재구성 가능한 스피커 급전선(254')을 포함하였다. 스피커 급전선(254')이 안테나 전류의 일부를 PCB(232')로 션트하기 위해 사용되면 고역(high band) 성능이 증대 가능하다.Prototype mobile wireless communication devices were formed. The prototype PCB layout (Figure 13) includes a battery connector (not shown). The positive terminal of the battery connector is connected to ground via a shunt capacitor (not shown). Shunt capacitors mimic the actual system behavior where the positive terminal is capacitive at RF frequencies. The prototype PCB layout also included a reconfigurable antenna feed line 255 'with choke (not shown) and a reconfigurable speaker feed line 254'. High band performance is possible when the speaker feed line 254 'is used to shunt a portion of the antenna current into the PCB 232'.
또한, 고역 공진 및 방사 응답이 커플링 스트립(247b) 또는 제2 층의 전도성 트레이스에 의해서 우세적으로 제어됨이 관측되었다(도12). 고역 미세 튜닝은 예컨대 제1 층의 전도성 트레이스(247a)의 폭을 조정함으로서 달성 가능하다(도 12). 전기 전도성 연속 링(245)에 단락된 접지 탭(252)은 저역 응답을 위해 매우 바람직하다(도 12). 프로토타입에서 취한 측정치의 결과가 아래 테이블 3에 열거되었다. In addition, it was observed that the high frequency resonance and radiant response are predominantly controlled by the conductive trace of the
이제부터는 부가적으로 도 14의 그래프를 참조하기로 한다. 측정된 응답 S21은 스피커 모듈 및 안테나 없이 측정되었다. 포터블 하우징(231)이 또한 NVCM 플레이트(257)용 NCVM 절단부를 포함하고 있음에 주목해야 한다. 부가적으로 제거된 스피커 스프링과 함께 측정된 응답 S22이 또한 도시되고 있다. 스피커 스프링이 제거되면 약 2.0 GHz에서의 응답 이득은 1 내지 1.8 dB까지 증가되었다.Reference is additionally made to the graph of FIG. 14. The measured response S 21 was measured without the speaker module and the antenna. It should be noted that the
다시 도 10을 참조하기로 한다. 전기 전도성 연속 링(245)의 접지와 관련하여, 전기 전도성 연속 링은 다중 유형의 저항 형태를 가진다. 2 개의 기계적 잠금 장치 또는 스크류 및 개개의 스크류 단자(246a,246f)는 일반적으로 예컨대 접지에 단락될 때 그 안테나 대역폭을 제한한다. 그러나 기계적 잠금 장치(246a,246f)가 플로팅 상태인 경우 그들은 예컨대 800 MHz 부근에서 저역에서 파괴적인 간섭을 유도한다.Reference will again be made to FIG. 10. With regard to the grounding of the electrically conductive
파괴적인 간섭은 위치(255)에서의 접지면(251)과 전기 전도성 연속 링(245) 사이에서 단락을 도입함으로써 경감될 수가 있다. 전기 전도성 연속 링(245)은 상기 구조들, 예컨대 기계적 잠금 장치, 전도성 트레이스, 전도성 구조의 지지체 등중 어느 하나에 의해서 위치(255)에서 단락 가능하다. 위치(255)에서의 단락이 PCB(232)와 전기 전도성 연속 링(245) 사이에서 전송 라인 효과를 완전히 제거할 수 없지만, 일반적으로 동작 주파수 대역 바깥으로 파괴적인 간섭을 이동한다. 기계적 잠금 장치(246b,246e)는 원하는 동작 특성을 달성하도록 추가적인 단락을 제공한다. 물론 단락 수 또는 위치는 원하는 동작 특성을 달성하도록 변경 가능하다. Destructive interference can be mitigated by introducing a short between the
스피커 어셈블리(256)(도 13)와 관련하여, 스피커(도시 안됨)는 안테나(245)의 주파수 응답에서 비교적 작은 편이를 야기한다. 예컨대 플래너 반전 F 안테나(PIFA)의 경우 약 1.7 GHz인 제2 공진 주파수는 일반적으로 스피커가 존재할 때 주파수가 감소한다. 이러한 현상은 또한 2 개의 구조 스피커 지지체 브래킷들 사이에서 단락을 일어나도록 페라이트 재료를 놓음으로써 이중화될 수가 있다.With respect to speaker assembly 256 (FIG. 13), a speaker (not shown) causes a relatively small shift in the frequency response of
스피커 리테이너가 도입되면, 스피커 급전선 접지(259)(도 12)에 대해서, 제1 및 제2 층 트레이스(247a,247b)로 흐르는 RF 전류가 있다. PCB(247a,247b) 상에 2 개의 스피커 스프링 양단간에 180 pF 캐패시터를 설치함으로써 고역 응답이 약 0.3 dB 정도 감소된다. 더욱이 68 nH 내지 27 nH 범위의 쵸크 인덕턴스를 줄이면 약 780 MHz 내지 1.1 GHz 범위의 저역 간섭을 주파수 편이한다. 이것은 스크류 및 단자(246a.246b)와 위치(255)(도 10)에서의 전송 라인 효과에 의해 본질적으로 차단된 제2 저역 간섭을 저감한다.When the speaker retainer is introduced, there is an RF current flowing to the first and second layer traces 247a and 247b relative to the speaker feed line ground 259 (FIG. 12). By installing a 180 pF capacitor across the two speaker springs on the
한 방법의 형태는 모바일 무선 통신 장치(230)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 포터블 하우징의 둘레를 정의하는 전기 전도성 연속 링(245)을 가진 포터블 하우징(231)을 형성하는 것을 포함한다. 전기 전도성 연속 링(245)은 안테나로서 기능하도록 구성된다. 방법은 PCB(232)에 의해서 지지되는 무선 송수신 회로(233)를 안테나(245)에 결합하는 것을 더 포함한다. 방법은 또한 전기 전도성 연속 링(245)과 접지면(251) 사이에서 적어도 하나의 전기 전도성 단락 부재(246,247,252)를 결합하는 것을 포함한다. One form of method relates to a method for manufacturing mobile
전술한 설명 내용 및 관련 도면에서 제시된 기술들의 이점을 가진 많은 수정 및 다른 실시예들이 당업자에게는 자명하다. 그러므로 개시 내용은 수정 및 실시예가 포함되도록 의도한 특정의 실시예에 제한되지 않는다.Many modifications and other embodiments will be apparent to those skilled in the art having the benefit of the foregoing description and the techniques presented in the associated drawings. Therefore, the disclosure is not limited to the specific embodiments intended to be included with the modifications and embodiments.
30 모바일 무선 통신 장치
31 포터블 하우징
32 인쇄 회로 기판(PCB)
33 무선 송수신 회로
34 위성 위치 탐지 신호 수신기30 mobile wireless communication devices
31 portable housing
32 Printed Circuit Boards (PCBs)
33 Wireless Transceiver Circuit
34 satellite positioning signal receiver
Claims (23)
포터블 하우징의 둘레를 정의하는 전기 전도성 연속 링을 포함하는 상기 포터블 하우징으로서, 상기 전기 전도성 연속 링은 안테나로서 기능하도록 구성되는 것인 상기 포터블 하우징과,
상기 포터블 하우징에 의해서 지지되며(carried) 접지면을 정의하는 전기 전도층을 포함하는 인쇄 회로 기판(PCB)과,
상기 PCB에 의해서 지지되며 상기 안테나에 전기적으로 결합되는 무선 송수신 회로와,
상기 전기 전도성 연속 링과 상기 접지면 사이에 전기적 및 기계적으로 결합된 적어도 하나의 전기 전도성 기계적 잠금 장치(fastener)와,
상기 전기 전도성 연속 링과 상기 PCB 사이에 기계적으로 연결되지만 상기 PCB에 전기적으로 연결되지는 않는 적어도 하나의 다른 전기 전도성 기계적 잠금 장치
를 포함하는 모바일 무선 통신 장치.In a mobile wireless communication device,
The portable housing comprising an electrically conductive continuous ring defining a perimeter of the portable housing, wherein the electrically conductive continuous ring is configured to function as an antenna;
A printed circuit board (PCB) comprising an electrically conductive layer supported by the portable housing and defining a ground plane;
A wireless transceiver circuitry supported by the PCB and electrically coupled to the antenna;
At least one electrically conductive mechanical fastener electrically and mechanically coupled between the electrically conductive continuous ring and the ground plane;
At least one other electrically conductive mechanical lock that is mechanically connected between the electrically conductive continuous ring and the PCB but not electrically connected to the PCB
Mobile wireless communication device comprising a.
포터블 하우징의 둘레를 정의하는 전기 전도성 연속 링을 가진 상기 포터블 하우징을 형성하는 단계로서, 상기 전기 전도성 연속 링은 안테나로서 기능하도록 구성되는 것인 상기 포터블 하우징 형성 단계와,
상기 포터블 하우징 내에, 접지면을 정의하는 전기 전도층을 포함한 인쇄 회로 기판(PCB)을 배치하는 단계와,
상기 PCB에 의해서 지지되는 무선 송수신 회로를 상기 안테나에 전기적으로 결합하는 단계와,
상기 전기 전도성 연속 링과 상기 접지면 사이에 적어도 하나의 전기 전도성 기계적 잠금 장치를 전기적 및 기계적으로 결합하는 단계와,
상기 전기 전도성 연속 링과 상기 PCB 사이에 적어도 하나의 다른 전기 전도성 기계적 잠금 장치를, 상기 PCB에 전기적으로 결합되지 않도록 기계적으로 결합하는 단계
를 포함하는 모바일 무선 통신 장치 제조 방법.A method for manufacturing a mobile wireless communications device, the method comprising:
Forming the portable housing having an electrically conductive continuous ring defining a perimeter of the portable housing, wherein the electrically conductive continuous ring is configured to function as an antenna;
Disposing a printed circuit board (PCB) in the portable housing, the printed circuit board comprising an electrically conductive layer defining a ground plane;
Electrically coupling a wireless transceiver circuitry supported by the PCB to the antenna;
Electrically and mechanically coupling at least one electrically conductive mechanical lock between the electrically conductive continuous ring and the ground plane;
Mechanically coupling at least one other electrically conductive mechanical locking device between the electrically conductive continuous ring and the PCB so as not to be electrically coupled to the PCB
Mobile wireless communication device manufacturing method comprising a.
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