KR101284442B1 - 수신기 다이버시티를 갖는 튜닝 가능한 안테나 시스템 - Google Patents

수신기 다이버시티를 갖는 튜닝 가능한 안테나 시스템 Download PDF

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Abstract

무선 전자 장치가 안테나 구조들 및 안테나 튜닝 회로를 포함할 수 있다. 장치는 하우징 내에 마운팅된 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 및 하우징의 에지들의 둘레에 주변 전도성 부재가 이어질 수 있다. 유전체로 채워진 갭들이 주변 전도성 부재를 개별 세그먼트들로 분할할 수 있다. 하우징 내에 접지면이 형성될 수 있다. 접지면 및 주변 전도성 부재의 세그먼트들은 하우징의 상부 및 하부 부분들에서 안테나들을 형성할 수 있다. 안테나 튜닝 회로는 상부 및 하부 안테나들을 위한 스위칭 가능한 인덕터 회로들 및 가변 커패시터 회로들을 포함할 수 있다. 상부 안테나와 연관된 스위칭 가능한 인덕터 회로들은 흥미 있는 적어도 2개의 고대역 주파수 범위에서 커버리지를 제공하도록 튜닝될 수 있는 반면, 상부 안테나와 연관된 가변 커패시터 회로들은 흥미 있는 적어도 2개의 저대역 주파수 범위에서 커버리지를 제공하도록 튜닝될 수 있다.

Description

수신기 다이버시티를 갖는 튜닝 가능한 안테나 시스템{TUNABLE ANTENNA SYSTEM WITH RECEIVER DIVERSITY}
이 출원은 2011년 3월 7일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/041,905의 우선권을 주장하며, 그것은 이로써 온전히 그대로 이 문서에 참고로 통합된다.
이것은 일반적으로 무선 통신 회로에 관한 것이고, 더 상세하게는, 무선 통신 회로를 갖는 전자 장치들에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터들 및 셀룰러 전화들과 같은 전자 장치들은 종종 무선 통신 능력을 구비한다. 예를 들면, 전자 장치들은 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz의 셀룰러 전화 대역들을 이용하여 통신하기 위해 셀룰러 전화 회로와 같은 장거리(long-range) 무선 통신 회로를 이용할 수 있다. 전자 장치들은 가까운 장비와의 통신을 다루기 위해 단거리(short-range) 무선 통신 링크들을 이용할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치들은 2.4 GHz 및 5 GHz의 WiFi®(IEEE 802.11) 대역들 및 2.4 GHz의 Bluetooth® 대역을 이용하여 통신할 수 있다.
소형(small form factor)의 무선 장치들에 대한 소비자 요구를 만족시키기 위해, 제조업자들은 콤팩트한 구조들을 이용하여 안테나 컴포넌트들과 같은 무선 통신 회로를 구현하려고 끊임없이 노력하고 있다. 그러나, 종래의 안테나 구조들을 작은 장치들에 맞추는 것은 어려울 수 있다. 예를 들면, 작은 부피에 한정되는 안테나들은 더 큰 부피로 구현되는 안테나들보다 종종 더 좁은 동작 대역폭들을 나타낸다. 만약 안테나의 대역폭이 너무 작아지면, 안테나는 흥미 있는 모든 통신 대역들을 커버할 수 없을 것이다.
이러한 문제들을 고려하여, 전자 장치들을 위한 개선된 무선 회로를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
무선 통신 회로를 포함하는 전자 장치들이 제공될 수 있다. 상기 무선 통신 회로는 무선 주파수(radio-frequency) 트랜스시버 회로 및 안테나 구조들을 포함할 수 있다. 전자 장치는 하우징 내에 마운팅된 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 및 하우징의 에지들의 둘레에 주변 전도성 부재(peripheral conductive member)가 이어질 수 있다.
상기 주변 전도성 부재는 상기 주변 전도성 부재 내에 그것의 길이를 따라서 다양한 지점들에서 갭들(gaps)을 형성함으로써 개별 세그먼트들로 분할될 수 있다. 상기 갭들은 플라스틱과 같은 유전체로 채워질 수 있고 상기 전도성 부재의 대향하는 부분들 사이에 개회로(open circuit)를 형성할 수 있다. 하나의 설명적인 구성으로써, 상기 주변 전도성 부재를 3개의 각각의 세그먼트들로 분할하기 위해 상기 주변 전도성 부재에 3개의 갭들이 형성될 수 있다.
상기 하우징의 폭에 걸치는 전도성 중간판 부재(conductive midplate member)와 같은 전도성 하우징 부재가 상기 디스플레이의 왼쪽 및 오른쪽 에지들에서 상기 주변 전도성 부재에 연결될 수 있다. 상기 전도성 하우징 부재 및 전기 컴포넌트들 및 인쇄 회로들과 같은 다른 전도성 구조들은 접지면(ground plane)을 형성할 수 있다. 상기 접지면 및 상기 주변 전도성 부재 세그먼트들은 유전체 개구들(dielectric openings)을 둘러싸서 상기 안테나 구조들을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 하우징의 상단부(upper end)에 상부 셀룰러 전화 안테나가 형성될 수 있고 상기 하우징의 하단부(lower end)에 하부 셀룰러 전화 안테나가 형성될 수 있다. 상기 상부 셀룰러 전화 안테나에서는, 제1 유전체 개구가 제1 주변 전도성 부재 세그먼트의 적어도 일부 및 상기 접지면의 부분들에 의해 둘러싸일 수 있다. 상기 하부 셀룰러 전화 안테나에서는, 제2 유전체 개구가 제2 주변 전도성 부재 세그먼트의 적어도 일부 및 상기 접지면의 부분들에 의해 둘러싸일 수 있다. 상기 상부 셀룰러 전화 안테나는 2-브랜치 역 F형 안테나(two-branch inverted-F antenna)일 수 있다. 상기 하부 셀룰러 전화 안테나는 루프 안테나일 수 있다.
상기 상부 및 하부 안테나들은 연관된 안테나 튜닝 회로를 포함할 수 있다. 상기 안테나 튜닝 회로는 상기 제1 및 제2 주변 전도성 부재 세그먼트들을 상기 접지면에 교락하는(bridge) 스위칭 가능한 인덕터 회로들, 튜닝 가능한 임피던스 정합 회로, 및 상기 주변 전도성 부재 내의 상기 갭들 각각을 교락하는 가변 커패시터 회로를 포함할 수 있다. 상기 튜닝 가능한 정합 회로는 상기 무선 주파수 트랜스시버 회로를 상기 하부 및 상부 안테나들에 연결하기 위해 이용될 수 있다.
상기 전자 장치의 동작 동안에, 상기 하부 안테나는 상기 장치에 대한 1차(primary) 셀룰러 안테나로서 역할을 할 수 있다. 750 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz의 대역들과 같은 셀룰러 전화 대역들에서 상기 하부 안테나에 의해 무선 주파수 안테나 신호들이 전송 및 수신될 수 있다. 상기 상부 안테나는 상기 전자 장치가 수신기 다이버시티를 구현하게 하는 2차(secondary) 안테나로서 역할을 할 수 있다. 동작 동안에 상기 하부 안테나의 성능이 떨어질 때, 상기 장치 내의 상기 무선 주파수 트랜스시버 회로는 상기 하부 안테나보다는 상기 상부 안테나로 신호들을 수신할 수 있다.
상기 상부 안테나는 상기 하부 안테나에 의해 지원되는 대역들의 서브세트(subset)만을 지원할 수 있다. 상기 상부 안테나와 연관된 상기 스위칭 가능한 인덕터가 오프되고 상기 상부 안테나와 연관된 상기 가변 커패시터들이 낮은 용량(capacitance) 값을 나타내도록 튜닝되는 제1 안테나 모드 동안에, 상기 상부 안테나는 제1 저대역 주파수 범위(예컨대, 850 MHz 및 900 MHz를 커버하는 저대역 영역) 및 제1 고대역 주파수 범위(예컨대, 1800 MHz 및 1900 MHz를 커버하는 고대역 영역)를 지원할 수 있다. 상기 상부 안테나의 커버리지(coverage)는 상기 상부 안테나와 연관된 상기 안테나 튜닝 회로를 실시간으로 튜닝함으로써 확장될 수 있다.
예를 들면, 상기 상부 안테나는 상기 상부 안테나가 상기 제1 저대역 주파수 범위보다 주파수가 더 낮은 제2 저대역 주파수 범위(예컨대, 750 MHz를 커버하는 저대역 영역)를 지원할 수 있도록 상기 가변 커패시터들이 더 높은 용량 값들을 나타내도록 튜닝되는 제2 안테나 모드로 구성될 수 있다. 상기 상부 안테나는 상기 상부 안테나가 상기 제1 고대역 주파수 범위보다 주파수가 더 높은 제2 고대역 주파수 범위(예컨대, 2100 MHz를 커버하는 고대역 영역)를 지원할 수 있도록 상기 스위칭 가능한 인덕터가 튜닝되는 제3 안테나 모드로 구성될 수 있다.
본 발명의 추가 특징들, 그것의 본질 및 다양한 이점들은 첨부 도면들 및 바람직한 실시예들에 관한 하기의 상세한 설명으로부터 더 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 설명적인 전자 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 설명적인 전자 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 설명적인 전자 장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 안테나들을 포함하는 설명적인 무선 회로를 도시한 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명의 실시예에 따른 도 4의 무선 회로와 관련하여 사용될 수 있는 종류의 설명적인 튜닝 가능한 임피던스 정합 회로를 도시한 회로도들.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 장치 내에 안테나 튜닝 회로를 갖는 안테나들이 어떻게 형성될 수 있는지를 도시하는 도 1에 도시된 종류의 전자 장치를 도시한 도면.
도 7-9는 본 발명의 실시예에 따른 도 6의 장치의 상부 부분에 도시된 종류의 안테나를 도시한 도면들.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연관된 안테나 튜닝 회로를 조정함으로써 흥미 있는 통신 대역들을 커버하는 데에 도 6에 도시된 종류의 안테나들이 어떻게 이용될 수 있는지를 도시한 차트.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 흥미 있는 복수의 저대역 주파수 범위들을 커버하기 위해 도 6의 상부 안테나가 어떻게 튜닝될 수 있는지를 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 흥미 있는 복수의 고대역 주파수 범위들을 커버하기 위해 도 6의 상부 안테나가 어떻게 튜닝될 수 있는지를 도시한 그래프.
전자 장치들은 무선 통신 회로를 구비할 수 있다. 무선 통신 회로는 복수의 무선 통신 대역들에서 무선 통신을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 무선 통신 회로는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
안테나들은 루프 안테나들, 역 F형 안테나들, 스트립 안테나들, 평면 역 F형 안테나들, 슬롯 안테나들, 둘 이상의 종류의 안테나 구조들을 포함하는 하이브리드 안테나들, 또는 다른 적당한 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나들에 대한 전도성 구조들은, 바란다면, 전도성 전자 장치 구조들로부터 형성될 수 있다. 전도성 전자 장치 구조들은 전도성 하우징 구조들을 포함할 수 있다. 하우징 구조들은 전자 장치의 주변 둘레에 이어지는 주변 전도성 부재를 포함할 수 있다. 주변 전도성 부재는 디스플레이와 같은 평면 구조를 위한 베즐(bezel)로서 역할을 할 수 있고, 장치 하우징을 위한 측벽 구조들로서 역할을 할 수 있고, 또는 다른 하우징 구조들을 형성할 수 있다. 주변 전도성 부재 내의 갭들은 안테나들과 연관될 수 있다.
하나 이상의 안테나를 구비할 수 있는 종류의 설명적인 전자 장치가 도 1에 도시되어 있다. 전자 장치(10)는 휴대용 전자 장치 또는 다른 적당한 전자 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(10)는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 손목시계 장치, 펜던트 장치, 헤드폰 장치, 이어피스(earpiece) 장치, 또는 다른 착용할 수 있는 또는 소형 장치와 같은 다소 더 작은 장치, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 등일 수 있다.
장치(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 포함할 수 있다. 때때로 케이스라고 불릴 수 있는, 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재, 금속(예컨대, 스테인리스 강철, 알루미늄, 등), 다른 적당한 재료들, 또는 이러한 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 몇몇 경우에, 하우징(12)의 부분들은 유전체 또는 다른 저전도율 재료로부터 형성될 수 있다. 다른 경우에, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 구성하는 구조들 중 적어도 일부는 금속 요소들로부터 형성될 수 있다.
장치(10)는, 바란다면, 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는, 예를 들면, 용량성(capacitive) 터치 전극들을 포함하는 터치 스크린일 수 있다. 디스플레이(14)는 발광 다이오드들(LED들), 유기 LED들(OLED들), 플라스마 셀들, 전자 잉크 요소들, 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트들, 또는 다른 적당한 이미지 픽셀 구조들로부터 형성된 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 커버 유리층이 디스플레이(14)의 표면을 커버할 수 있다. 버튼(19)과 같은 버튼들이 커버 유리 내의 개구들을 통과할 수 있다.
하우징(12)은 주변 부재(16)와 같은 구조들을 포함할 수 있다. 부재(16)는 장치(10) 및 디스플레이(14)의 직사각형 주변의 둘레에 이어질 수 있다. 부재(16) 또는 부재(16)의 일부는 디스플레이(14)를 위한 베즐(예컨대, 디스플레이(14)의 모든 4개의 측면들을 둘러싸는 및/또는 디스플레이(14)를 장치(10)에 유지하는 것을 돕는 표면적인 외장(cosmetic trim))로서 역할을 할 수 있다. 부재(16)는 또한, 바란다면, 장치(10)의 측벽 구조들을 형성할 수 있다.
부재(16)는 전도성 재료로 형성될 수 있고 따라서 때때로 주변 전도성 부재 또는 전도성 하우징 구조들이라고 불릴 수 있다. 부재(16)는 스테인리스 강철, 알루미늄과 같은 금속, 또는 다른 적당한 재료들로부터 형성될 수 있다. 하나, 둘, 또는 셋 이상의 개별 구조들이 부재(16)를 형성하는 데 이용될 수 있다. 전형적인 구성에서, 부재(16)는 (예로서) 약 0.1 mm 내지 3 mm의 두께(치수 TT)를 가질 수 있다. 부재(16)의 측벽 부분들은, 예로서, 실질적으로 수직(수직 축 V에 평행)일 수 있다. 축 V에 평행으로, 부재(16)는 (예로서) 약 1 mm 내지 2 cm의 치수 TZ를 가질 수 있다. 부재(16)의 가로세로비 R(즉, TZ 대 TT의 비율 R)은 전형적으로 1보다 크다(즉, R은 1 이상, 2 이상, 4 이상, 10 이상 등일 수 있다).
부재(16)가 균일한 단면을 가질 필요는 없다. 예를 들면, 부재(16)의 상부는, 바란다면, 디스플레이(14)를 제자리에 유지하는 것을 돕는 안쪽으로 내미는 립(inwardly protruding lip)을 가질 수 있다. 바란다면, 부재(16)의 하부도 확대된 립을 가질 수 있다(예컨대, 장치(10)의 배면의 평면에). 도 1의 예에서, 부재(16)는 실질적으로 곧은 수직 측벽들을 갖는다. 이것은 단지 설명적인 것이다. 부재(16)의 측벽들은 곡선 모양일 수 있고 또는 임의의 다른 적당한 모양을 가질 수 있다. 몇몇 구성들에서(예컨대, 부재(16)가 디스플레이(14)를 위한 베즐로서 역할을 할 때), 부재(16)는 하우징(12)의 립의 둘레에 이어질 수 있다(즉, 부재(16)는 디스플레이(14)를 둘러싸는 하우징(12)의 에지만을 커버하고 하우징(12)의 측벽들의 하우징(12)의 배후 에지는 커버하지 않을 수 있다).
디스플레이(14)는 용량성 전극들의 어레이, 픽셀 요소들을 어드레싱하기 위한 전도성 라인들, 드라이버 회로들, 등과 같은 전도성 구조들을 포함할 수 있다. 하우징(12)은 또한 금속 프레임 부재들, (때때로 중간판이라고 불리는) 하우징(12)의 벽들에 걸치는 평면 하우징 부재(즉, 부재(16)의 대향하는 측면들 사이에 용접되거나 다른 방법으로 연결되는 실질적으로 직사각형의 부재), 인쇄 회로 기판들, 및 다른 내부 전도성 구조들과 같은 내부 구조들을 포함한다. 이러한 전도성 구조들은 (예로서) 하우징(12)의 중심 CN에 위치할 수 있다.
영역들(22 및 20)에서, 장치(10)를 구성하는 전도성 전기 컴포넌트들과 전도성 하우징 구조들 사이에 개구들이 형성될 수 있다. 이 개구들은 공기, 플라스틱, 또는 다른 유전체들로 채워질 수 있다. 장치(10)의 영역 CN 내의 전도성 하우징 구조들 및 다른 전도성 구조들은 장치(10) 내의 안테나들을 위한 접지면으로서 역할을 할 수 있다. 영역들(20 및 22) 내의 개구들은 개방형 또는 폐쇄형 슬롯 안테나들 내의 슬롯들로서 역할을 할 수 있고, 루프 안테나 내의 재료들의 전도성 경로에 의해 둘러싸여 있는 중심 유전체 영역으로서 역할을 할 수 있고, 스트립 안테나 공진 요소 또는 역 F형 안테나 공진 요소와 같은 안테나 공진 요소를 접지면으로부터 분리하는 공간으로서 역할을 할 수 있고, 또는 영역들(20 및 22) 내에 형성된 안테나 구조들의 일부로서 다르게 역할을 할 수 있다.
부재(16)의 부분들은 갭 구조들을 구비할 수 있다. 예를 들면, 부재(16)는, 도 1에서 도시된 것과 같이, 갭들(18A, 18B, 18C, 및 18D)과 같은 하나 이상의 갭을 구비할 수 있다. 갭들은 폴리머, 세라믹, 유리, 등과 같은 유전체로 채워질 수 있다. 갭들(18A, 18B, 18C, 및 18D)은 부재(16)를 하나 이상의 주변 전도성 부재 세그먼트들로 분할할 수 있다. 예를 들면, 부재(16)의 2개의 세그먼트(예컨대, 2개의 갭을 갖는 구성에서), 부재(16)의 3개의 세그먼트(예컨대, 3개의 갭을 갖는 구성에서), 부재(16)의 4개의 세그먼트(예컨대, 4개의 갭을 갖는 구성에서)가 있을 수 있다. 이런 식으로 형성되는 주변 전도성 부재(16)의 세그먼트들은 장치(10) 내의 안테나들의 부분들을 형성할 수 있다.
전형적인 시나리오에서, 장치(10)는 (예로서) 상부 및 하부 안테나들을 가질 수 있다. 상부 안테나는, 예를 들면, 영역(22) 내에 장치(10)의 상단부에 형성될 수 있다. 하부 안테나는, 예를 들면, 영역(20) 내에 장치(10)의 하단부에 형성될 수 있다. 이 안테나들은 흥미 있는 개별 통신 대역들을 커버하기 위해 개별적으로 이용될 수 있고 또는 안테나 다이버시티 스킴 또는 MIMO(multiple-input-multiple-out) 안테나 스킴을 구현하기 위해 함께 이용될 수 있다.
장치(10) 내의 안테나들은 흥미 있는 임의의 통신 대역들을 지원하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 장치(10)는 LAN(local area network) 통신, 음성 및 데이터 셀룰러 전화 통신, GPS(global positioning system) 통신 또는 다른 위성 내비게이션 시스템 통신, Bluetooth® 통신, 등을 위한 안테나 구조들을 포함할 수 있다.
전자 장치(10)의 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서 도시된 것과 같이, 전자 장치(10)는 저장 및 처리 회로(28)를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)는 하드 디스크 드라이브 저장 장치, 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 다른 EPROM(electrically-programmable-read-only memory)), 휘발성 메모리(예컨대, SRAM 또는 DRAM), 등과 같은 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28) 내의 처리 회로는 장치(10)의 동작을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 이 처리 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, DSP(digital signal processor), 베이스밴드 프로세서, 전력 관리 유닛, 오디오 코덱 칩, ASIC(application specific integrated circuit), 등에 기초할 수 있다.
저장 및 처리 회로(28)는 장치(10) 상에, 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능, 등과 같은 소프트웨어를 실행하기 위해 이용될 수 있다. 외부 장비와의 상호 작용들을 지원하기 위해, 저장 및 처리 회로(28)는 통신 프로토콜들을 구현하는 데에 이용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜들, WLAN(wireless local area network) 프로토콜들(예컨대, IEEE 802.11 프로토콜들 -- 때때로 WiFi®라고 불림), Bluetooth® 프로토콜과 같은, 다른 단거리 무선 통신 링크들을 위한 프로토콜들, 셀룰러 전화 프로토콜들, 등을 포함한다.
회로(28)는 장치(10) 내의 안테나들의 사용을 제어하는 제어 알고리즘들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 안테나 다이버시티 스킴들 및 MIMO 스킴들 또는 다른 멀티-안테나 스킴들을 지원하기 위해, 회로(28)는 신호 품질 모니터링 동작들, 센서 모니터링 동작들, 및 다른 데이터 수집 동작들을 수행할 수 있고, 수집된 데이터에 응답하여, 장치(10) 내의 어느 안테나 구조들이 데이터를 수신하고 처리하는 데 이용되고 있는지를 제어할 수 있다. 예로서, 회로(28)는 둘 이상의 안테나들 중 어느 것이 들어오는 무선 주파수 신호들을 수신하는 데 이용되고 있는지를 제어할 수 있고, 동시에 장치(10) 내의 둘 이상의 안테나들을 통하여 들어오는 데이터 스트림들을 라우팅하는 프로세스를 제어할 수 있고, 등등을 수행할 수 있다. 이러한 제어 동작들을 수행할 때, 회로(28)는 스위치들을 열고 닫을 수 있고, 수신기들 및 송신기들을 온 및 오프시킬 수 있고, 임피던스 정합 회로들을 조정할 수 있고, 무선 주파수 트랜스시버 회로와 안테나 구조들 사이에 개재되어 있는 프런트 엔드 모듈(FEM) 무선 주파수 회로들(예컨대, 임피던스 정합 및 신호 라우팅을 위해 이용되는 필터링 및 스위칭 회로들) 내의 스위치들을 구성할 수 있고, 장치(10)의 컴포넌트들을 다르게 제어 및 조정할 수 있다.
입력-출력 회로(30)는 데이터가 장치(10)에 공급되게 하고 데이터가 장치(10)로부터 외부 장치들로 제공되게 하기 위해 이용될 수 있다. 입력-출력 회로(30)는 입력-출력 장치들(32)을 포함할 수 있다. 입력-출력 장치들(32)은 터치 스크린들, 버튼들, 조이스틱들, 클릭 휠들, 스크롤링 휠들, 터치 패드들, 키 패드들, 키보드들, 마이크로폰들, 스피커들, 톤 발생기들, 바이브레이터들, 카메라들, 센서들, 발광 다이오드들 및 다른 상태 표시기들, 데이터 포트들, 등을 포함할 수 있다. 사용자는 입력-출력 장치들(32)을 통하여 명령들을 공급함으로써 장치(10)의 동작을 제어할 수 있고 압력-출력 장치들(32)의 출력 리소스들을 이용하여 장치(10)로부터 상태 정보 및 다른 출력을 수신할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로로부터 형성된 무선 주파수(RF) 트랜스시버 회로, 전력 증폭기 회로, 저잡음 입력 증폭기들, 수동 RF 컴포넌트들, 하나 이상의 안테나, 및 RF 무선 신호들을 처리하기 위한 다른 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 빛을 이용하여(예컨대, 적외선 통신을 이용하여) 전송될 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 (예컨대, 1575 MHz에서 위성 위치 확인 신호들을 수신하기 위해) GPS(Global Positioning System) 수신기 회로(35)와 같은 위성 내비게이션 시스템 수신기 회로를 포함할 수 있다. 트랜스시버 회로(36)는 WiFi®(IEEE 802.11) 통신을 위해 2.4 GHz 및 5 GHz 대역들을 다룰 수 있고 2.4 GHz Bluetooth® 통신 대역을 다룰 수 있다. 회로(34)는 700 MHz, 710 MHz, 750 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz의 대역들과 같은 셀룰러 전화 대역들 또는 다른 흥미 있는 셀룰러 전화 대역들에서의 무선 통신을 다루기 위해 셀룰러 전화 트랜스시버 회로(38)를 이용할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 바란다면 다른 단거리 및 장거리 무선 링크들을 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 회로(34)는 GPS 수신기 장비, 라디오 및 텔레비전 신호들을 수신하기 위한 무선 회로, 페이징 회로들, 등을 포함할 수 있다. WiFi® 및 Bluetooth® 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐서 데이터를 나르기 위해 이용된다. 셀룰러 전화 링크들 및 다른 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일에 걸쳐서 데이터를 나르기 위해 이용된다.
무선 통신 회로(34)는 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나들(40)은 임의의 적당한 안테나 종류들을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 안테나들(40)은 루프 안테나 구조, 패치 안테나 구조들, 역 F형 안테나 구조들, 폐쇄형 및 개방형 슬롯 안테나 구조들, 평면 역 F형 안테나 구조들, 나선형 안테나 구조들, 스트립 안테나들, 모노폴들, 다이폴들, 이러한 디자인들의 하이브리드들, 등으로부터 형성되는 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 상이한 대역들 및 대역들의 조합들에 대하여 상이한 종류의 안테나들이 이용될 수 있다. 예를 들면, 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데에 한 종류의 안테나가 이용될 수 있고 원격 무선 링크를 형성하는 데에 다른 종류의 안테나가 이용될 수 있다.
도 1의 라인 24-24를 따라서 절취되고 방향(26)에서 바라본 도 1의 장치(10)의 단면도가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서 도시된 것과 같이, 디스플레이(14)는 장치(10)의 전면(front surface)에 마운팅될 수 있다. 하우징(12)은 부재(16)로부터 형성된 측벽들 및 평면 배후 하우징 구조(42)와 같은 구조들로부터 형성된 하나 이상의 배후 벽을 포함할 수 있다. 구조(42)는 유리, 세라믹, 또는 플라스틱, 및/또는 금속들 또는 다른 적당한 재료들(예컨대, 섬유 복합재들)로부터 형성될 수 있다. 스냅들, 클립들, 나사들, 접착제, 및 다른 구조들이 하우징(12)의 부분들을 함께 조립하는 데에 이용될 수 있다.
장치(10)는 인쇄 회로 기판(46)과 같은 인쇄 회로 기판들을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(46) 및 장치(10) 내의 다른 인쇄 회로 기판들은 단단한 인쇄 회로 기판 재료(예컨대, 섬유 유리로 채워진 에폭시) 또는 폴리머와 같은 유연성이 있는 재료의 시트들로부터 형성될 수 있다. 유연성이 있는 인쇄 회로 기판들("플렉스 회로들")은, 예를 들면, 유연성이 있는 폴리이미드의 시트들로부터 형성될 수 있다.
인쇄 회로 기판(46)은 인터커넥트들(48)과 같은 인터커넥트들을 포함할 수 있다. 인터커넥트들(48)은 전도성 트레이스들(예컨대, 금 도금된 구리 또는 다른 금속들의 트레이스들)로부터 형성될 수 있다. 커넥터(50)와 같은 커넥터들이 (예로서) 땜납 또는 전도성 접착제를 이용하여 인터커넥트(48)에 연결될 수 있다. 집적 회로들, 저항기들, 커패시터들, 및 인덕터들과 같은 개별 컴포넌트들, 및 다른 전자 컴포넌트들이 인쇄 회로 기판(46)에 마운팅될 수 있다.
도 3의 설명적인 안테나(40)와 같은 장치(10) 내의 안테나들은 안테나 피드 단자들(antenna feed terminals)을 가질 수 있다. 예를 들면, 장치(10) 내의 각 안테나는 양의 안테나 피드 단자(58)와 같은 양의 안테나 피드 단자 및 접지 안테나 피드 단자(54)와 같은 접지 안테나 피드 단자를 가질 수 있다. 도 3의 설명적인 배열에서 도시된 것과 같이, 동축(coaxial) 케이블(52)과 같은 전송 라인이 커넥터(50) 및 인터커넥트들(48)을 통하여 단자들(58 및 54)로부터 형성된 안테나 피드와 컴포넌트들(44) 내의 트랜스시버 회로 사이에 연결될 수 있다. 컴포넌트들(44)은 도 2의 무선 회로(34)를 구현하기 위한 하나 이상의 집적 회로(예컨대, 수신기(35) 및 트랜스시버 회로들(36 및 38))을 포함할 수 있다.
커넥터(50)와 같은 커넥터들은 장치(10) 내의 전송 라인들을 기판(46)과 같은 인쇄 회로 기판들에 연결하기 위해 이용될 수 있다. 커넥터(50)는, 예를 들면, (예로서) 땜납을 이용하여 인쇄 회로 기판(46)에 연결되는 동축 케이블 커넥터일 수 있다. 케이블(52)은 동축 케이블 또는 다른 전송 라인일 수 있다. 장치(10)에서 이용될 수 있는 전송 라인들의 예들은 동축 케이블들, 플렉스 회로 또는 단단한 인쇄 회로 기판으로부터 형성된 마이크로스트립 또는 스트립라인 전송 라인들, 이것들과 같은 복수의 전송 라인 구조들로부터 형성되는 전송 라인들, 등을 포함한다.
안테나(40)의 피드에 연결될 때, 전송 라인(52)은 안테나(40)를 이용하여 무선 주파수 신호들을 전송 및 수신하기 위해 이용될 수 있다. 도 3에서 도시된 것과 같이, 단자(58)는 동축 케이블 중심 커넥터(56)에 연결될 수 있다. 단자(54)는 케이블(52) 내의 접지 도체(예컨대, 전도성 바깥 끈(outer braid) 도체)에 연결될 수 있다. 바란다면 장치(10) 내의 트랜스시버들을 안테나(40)에 연결하기 위해 다른 배열들이 이용될 수 있다. 예를 들면, 트랜스시버 회로를 안테나 구조들에 연결하는 데에 임피던스 정합 회로들이 이용될 수 있다. 도 3의 배열은 단지 설명적인 것이다.
도 3의 설명적인 예에서, 장치(10)는 안테나(40)를 포함한다. 신호 품질을 향상시키고 흥미 있는 복수의 대역들을 커버하기 위해, 장치(10)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 때때로 이 문서에서 예로서 설명되는, 하나의 적당한 배열에 의하면, WiFi® 안테나는 영역(22)에 위치할 수 있고, 제1(예컨대, 1차) 셀룰러 전화 안테나는 영역(20)에 위치할 수 있고, 제2(예컨대, 2차) 셀룰러 전화 안테나는 영역(22)에 위치할 수 있다. 제2 셀룰러 전화 안테나는, 바란다면, GPS 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 종류의 안테나 배열을 포함하는 설명적인 무선 회로(34)가 도 4에 도시되어 있다.
도 4에서 도시된 것과 같이, 무선 회로(34)는 저장 및 처리 회로(28) 내의 디지털 데이터 회로들과 인터페이스하기 위한 포트들(100 및 130)과 같은 입력-출력 포트들을 가질 수 있다. 무선 회로(34)는 베이스밴드 프로세서(102) 및 셀룰러 전화 트랜스시버 회로(38)와 같은 트랜스시버 회로들을 구현하기 위한 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 포트(100)는 안테나(40L)를 통하여 전송하기 위해 저장 및 처리 회로(28)로부터 디지털 데이터를 수신할 수 있다. 안테나들(40U 및 40L), 셀룰러 트랜스시버 회로(38), 및 베이스밴드 프로세서(102)에 의해 수신된 들어오는 데이터는 포트(100)를 통해 저장 및 처리 회로(28)에 공급될 수 있다. 포트(130)는 (예로서) WiFi® 신호들과 같은 전송 및 수신된 WLAN 신호들과 연관된 디지털 데이터를 다루기 위해 이용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)에 의해 포트(130)에 공급되는 나가는 디지털 데이터는 WLAN 트랜스시버 회로(36), 경로(128)와 같은 경로들, 및 안테나(40WF)와 같은 하나 이상의 안테나를 이용하여 전송될 수 있다. 데이터 수신 동작들 동안에, 안테나(40WF)에 의해 수신된 신호들은 경로(128)를 통해 트랜스시버(36)에 제공될 수 있다. 트랜스시버(36)는 들어오는 신호들을 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 디지털 데이터는 포트(130)를 통해 저장 및 처리 회로(28)에 제공될 수 있다. 바란다면, Bluetooth® 신호들과 같은 로컬 신호들도 안테나(40WF)와 같은 안테나들을 통해 전송 및 수신될 수 있다.
트랜스시버 회로(38)는 하나 이상의 송신기 및 하나 이상의 수신기를 포함할 수 있다. 도 4의 예에서, 트랜스시버 회로(38)는 무선 주파수 송신기(104) 및 무선 주파수 수신기들(110)을 포함한다. 송신기(104) 및 수신기들(110)(즉, 수신기 RX1 및 수신기 RX2)은 셀룰러 전화 통신들을 다루기 위해 이용될 수 있다. 경로(118)를 통하여 송신기(104)에 의해 수신되는 신호들은 송신기(104)에 의해 전력 증폭기(106)에 공급될 수 있다. 전력 증폭기(106)는 안테나(40L)를 통하여 전송하기 위해 이러한 나가는 신호들을 강화할 수 있다. 안테나(40L)에 의해 수신되는 들어오는 신호들은 저잡음 증폭기(112)에 의해 증폭되어 수신기 RX1에 제공될 수 있다. 수신기 RX1은 안테나(40U)로부터 수신된 데이터를 경로(118)를 통해 프로세서(102)에 제공할 수 있다. 안테나(40U)에 의해 수신되는 들어오는 신호들은 저잡음 증폭기(124)에 의해 증폭되어 수신기 RX2에(또는 스위치를 이용하여 RX1에) 제공될 수 있다. 수신기 RX2는 안테나(40L)로부터 수신된 데이터를 경로(118)를 통해 프로세서(102)에 제공할 수 있다. 송신기(104) 및 수신기들(110)과 같은 회로들은 각각 (예컨대, 상이한 각각의 통신 대역들을 다루기 위한) 복수의 포트들을 가질 수 있고 하나 이상의 개별 집적 회로들을 이용하여 구현될 수 있다.
안테나들(40U 및 40L)은 임피던스 정합 회로, 필터들, 및 스위치들과 같은 회로를 이용하여 트랜스시버 회로(38)에 연결될 수 있다. 때때로 프런트 엔드 모듈(FEM) 회로라고 불리는 이 회로는 장치(10) 내의 저장 및 처리 회로에 의해 제어될 수 있다(예컨대, 베이스밴드 프로세서(102)와 같은 프로세서로부터의 제어 신호들). 도 4의 예에서 도시된 것과 같이, 무선 회로(34) 내의 프런트 엔드 회로는 튜닝 가능한 정합 회로 M1 및 튜닝 가능한 정합 회로 M2와 같은 임피던스 정합 회로(108)를 포함할 수 있다. 임피던스 정합 회로 M1 및 M2는 트랜스시버 회로(38) 및 안테나들(40U 및 40L)의 임피던스를 정합시키는 회로들을 형성하는 연관된 용량, 저항, 및 인덕턴스 값들을 갖는 전도성 구조들, 및/또는 인덕터들, 커패시터들, 및 저항기들과 같은 개별 컴포넌트들을 이용하여 형성될 수 있다. 정합 회로 M1은 (연관된 증폭기 회로(106 및 112)를 포함하는) 무선 트랜스시버 회로(38)와 안테나(40L) 사이에 연결될 수 있다. 정합 회로 M2는 트랜스시버 회로(38)(및 연관된 증폭기(124))와 안테나(40U) 사이에 경로들(132 및 122)과 같은 경로들을 이용하여 연결될 수 있다.
정합 회로 M1 및 M2는 고정된 것이거나 조정 가능할 수 있다. 예를 들면, 정합 회로 M1은 고정된 것일 수 있고 정합 회로 M2는 조정 가능할 수 있다. 다른 예로서, 정합 회로 M1은 조정 가능할 수 있고 정합 회로 M2는 고정된 것일 수 있다. 또 다른 예로서, 정합 회로 M1 및 M2 양쪽 모두가 조정 가능할 수 있다. 이러한 종류의 구성에서, 베이스밴드 프로세서(102)와 같은 제어 회로가 튜닝 가능한 정합 회로 M1을 구성하기 위해 경로(117) 상에 신호 SELECT1과 같은 제어 신호들을 발행할 수 있고 튜닝 가능한 정합 회로 M2를 구성하기 위해 경로(116) 상에 신호 SELECT2와 같은 제어 신호들을 발행할 수 있다.
정합 회로 M1은 SELECT1이 제1 값을 가질 때 제1 구성에 놓일 수 있고 SELECT1이 제2 값을 가질 때 제2 구성에 놓일 수 있다. 정합 회로 M1의 상태는 안테나(40L)에 의해 제공된 커버리지를 미세 조정하는 역할을 할 수 있다. 유사하게, 정합 회로 M2는 SELECT2가 제1 값을 가질 때 제1 구성에 놓일 수 있고 SELECT2가 제2 값을 가질 때 제2 구성에 놓일 수 있다. 정합 회로 M2의 상태는 안테나(40U)에 의해 제공된 커버리지를 미세 조정하는 역할을 할 수 있다. 정합 회로 M1 및 M2는 사용될 수 있고 또는 사용되지 않을 수 있다. 이러한 종류의 안테나 튜닝 스킴을 이용함으로써, 안테나들(40L 및 40U)은 다른 경우에 가능한 것보다 더 넓은 범위의 통신 주파수들을 커버할 수 있다. 안테나들(40L 및 40U)에 대한 튜닝의 이용은, 바란다면, 안테나들(40L 및 40U)을 위해 비교적 좁은 대역폭 (및 잠재적으로 콤팩트한) 디자인이 이용되게 할 수 있다.
무선 회로(34)가 수신기들 RX1 및 RX2 중 하나 또는 양쪽 모두를 선택적으로 활성화할 수 있도록 또는 어느 안테나 신호들이 실시간으로 수신되고 있는지를 다르게 선택할 수 있도록(예컨대, 안테나들 사이에 수신기가 공유될 수 있도록 공유된 수신기에 안테나들 중 선택된 안테나로부터의 신호들을 라우팅하는 회로(34) 내의 멀티플렉서를 제어함으로써) 경로(119)를 통하여 수신기 회로(110)에 제어 신호들이 제공될 수 있다. 예를 들면, 베이스밴드 프로세서(102) 또는 장치(10) 내의 다른 저장 및 처리 회로는 안테나들(40U 및 40L)에 의해 수신되는 신호들에 대한 신호 품질(비트 에러율, 신호 대 잡음비, 프레임 에러율, 신호 전력, 등)을 모니터할 수 있다. 실시간 신호 품질 정보 또는 다른 데이터(예컨대, 특정한 안테나가 방해받는 것을 나타내는 센서 데이터)에 기초하여, 들어오는 신호들을 수신하기 위해 최적의 수신기 회로(예컨대, 수신기 RX1 또는 RX2)가 이용되도록 경로(119) 상의 신호들 또는 다른 적당한 제어 신호들이 조정될 수 있다. 무선 주파수 신호들이 고정된 안테나 및 송신기(즉, 안테나(40L) 및 송신기(104))에 의해 전송되는 동안에 신호 품질 측정값들 또는 다른 정보에 기초하여 실시간으로 이용할 최적의 안테나 및 수신기를 회로(34)가 선택하는 이와 같은 안테나 다이버시티 스킴은 때때로 수신기 다이버시티 스킴들이라고 불릴 수 있다.
수신기 다이버시티 구성에서(즉, 송신기 다이버시티가 없는 장치에서), 장치 내의 무선 주파수 트랜스시버 회로는, 신호 수신을 향상시키기 위해 실시간으로 최적의 안테나가 선택되도록, 둘 이상의 상이한 안테나들을 통하여 신호들을 수신하도록 구성되는 반면, 무선 안테나 트랜스시버 회로는 그 안테나들 중 다른 것들은 아니고 단 하나의 안테나만을 통하여 신호들을 전송하도록 구성된다. 바란다면, 무선 회로(34)는 수신기 및 송신기 다이버시티 양쪽 모두를 구현하도록 구성될 수 있고 및/또는 (예컨대, MIMO 배열을 이용하여) 복수의 동시의 데이터 스트림들을 다루도록 구성될 수 있다. 전송 신호들을 다루기 위해 전용의 안테나를 사용하면서 수신기 다이버시티 스킴을 구현하기 위해 무선 회로(34)를 이용하는 것은 단지 설명적인 것이다.
도 4에서 도시된 것과 같이, 무선 회로(34)는 필터 회로(126)와 같은 필터 회로를 구비할 수 있다. 회로(126)는, 셀룰러 전화 신호들이 안테나(40U)와 수신기 RX2 사이에 전달되는 반면, 안테나(40U)에 의해 수신되는 GPS 신호들은 GPS 수신기(35)에 라우팅되도록, 주파수로 신호들을 라우팅할 수 있다.
정합 회로 M1을 구현하기 위해 이용될 수 있는 설명적인 구성 가능한 회로가 도 5a에 도시되어 있다. 도 5a에서 도시된 것과 같이, 정합 회로 M1은 스위치들(134 및 136)과 같은 스위치들을 가질 수 있다. 스위치들(134 및 136)은 (도 5a에서 설명적인 A 및 B 위치들로 도시된) 복수의 위치들을 가질 수 있다. 신호 SELECT1이 제1 값을 가질 때, 스위치들(134 및 136)은 그것들의 A 위치들에 놓일 수 있고, 정합 회로 MA가 경로들(120)과 증폭기들(106 및 112) 사이에 전기적으로 연결되도록, 정합 회로 MA가 (도 5a에서 도시된 것과 같이) 이용되게 스위칭될(switched into use) 수 있다. 신호 SELECT1이 제2 값을 가질 때, 스위치들(134 및 136)은 그것들의 B 위치들에 놓일 수 있다.
정합 회로 M2를 구현하기 위해 이용될 수 있는 설명적인 구성 가능한 회로가 도 5b에 도시되어 있다. 도 5b에서 도시된 것과 같이, 정합 회로 M2는 스위치들(134 및 136)과 같은 스위치들을 가질 수 있다. 스위치들(134 및 136)은 (도 5b에서 설명적인 A 및 B 위치들로 도시된) 복수의 위치들을 가질 수 있다. 신호 SELECT2가 제1 값을 가질 때, 스위치들(134 및 136)은 그것들의 A 위치들에 놓일 수 있고, 정합 회로 MA가 이용되게 스위칭될 수 있다. 신호 SELECT2가 제2 값을 가질 때, 정합 회로 MB가 경로들(122 및 132) 사이에 전기적으로 연결되도록, 스위치들(134 및 136)은 (도 5b에서 도시된 것과 같이) 그것들의 B 위치들에 놓일 수 있다.
도 6은 안테나들(40L, 40U, 및 40WF)이 하우징(12) 내에서 어떻게 구현될 수 있는지를 도시하는 장치(10)의 내부의 상면도이다. 도 6에서 도시된 것과 같이, 접지면 G가 하우징(12) 내에 형성될 수 있다. 접지면 G는 안테나들(40L, 40U, 및 40WF)에 대한 안테나 접지를 형성할 수 있다. 접지면 G는 안테나 접지로서 역할을 할 수 있기 때문에, 접지면 G는 때때로 (예로서) 안테나 접지, 접지, 또는 접지면 요소라고 불릴 수 있다.
장치(10)의 중심 부분 C에서, 접지면 G는 부재(16)의 왼쪽 에지와 오른쪽 에지들 사이에 연결되는 전도성 하우징 중간판 부재, 전도성 접지 트레이스들을 갖는 인쇄 회로 기판들, 등과 같은 전도성 구조들에 의해 형성될 수 있다. 장치(10)의 단부들(22 및 20)에서, 접지면 G의 모양은 접지에 결합되는 전도성 구조들의 모양들 및 위치들에 의해 결정될 수 있다. 접지면 G를 형성하기 위해 겹칠 수 있는 전도성 구조들의 예들은 하우징 구조들(예컨대, 내미는 부분들을 가질 수 있는, 전도성 하우징 중간판 구조), 전도성 컴포넌트들(예컨대, 스위치들, 카메라들, 데이터 커넥터들, 플렉스 회로들 및 단단한 인쇄 회로 기판들과 같은 인쇄 회로들, 무선 주파수 차폐 캔들, 버튼(144)과 같은 버튼들 및 전도성 버튼 마운팅 구조(146)), 및 장치(10) 내의 다른 전도성 구조들을 포함한다. 도 6의 설명적인 레이아웃에서, 전도성이고 접지면 G의 일부를 형성하도록 접지에 결합되는 장치(10)의 부분들은 음영으로 되어 있고 중심 부분 C와 인접해 있다.
접지면 G와 주변 전도성 부재(16)의 각각의 부분들 사이에 개구들(72 및 140)과 같은 개구들이 형성될 수 있다. 개구들(72 및 140)은 공기, 플라스틱, 및 다른 유전체들로 채워질 수 있다. 개구(72)는 안테나 구조(40L)와 연관될 수 있는 반면, 개구(140)는 안테나 구조들(40U 및 40WF)과 연관될 수 있다.
주변 전도성 부재(16)에 갭들(18B, 18C, 및 18D)과 같은 갭들이 존재할 수 있다(도 1의 갭(18A)은 없을 수 있고 또는 장치(10)의 외부로부터는 표면적으로 갭 같이 보이지만, 갭(18A)의 위치에 어떤 갭도 전기적으로 존재하지 않도록 하우징(12)의 내부 내에서 전기적으로 단락되는(shorted) 환영 갭 구조(phantom gap structure)를 이용하여 구현될 수 있다). 갭들(18B, 18C, 및 18D)의 존재는 주변 전도성 부재(16)를 세그먼트들로 분할할 수 있다. 도 6에서 도시된 것과 같이, 주변 전도성 부재(16)는 제1 세그먼트(16-1), 제2 세그먼트(16-2), 및 제3 세그먼트(16-3)를 포함할 수 있다.
하부 안테나(40L)는 접지면(G)과 전도성 하우징 세그먼트(16-3)의 하부 부분들의 모양에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 모양을 갖는 병렬 급전 루프 안테나 구조(parallel-fed loop antenna structure)를 이용하여 형성될 수 있다. 도 6에서 도시된 것과 같이, 안테나(40L)는 장치(10)의 하부 영역(20)에 형성될 수 있다. 개구(72)를 둘러싸는 전도성 세그먼트(16-3)의 부분 및 접지면 G의 에지 GE를 따라서 있는 접지면 G의 부분들은 개구(72) 주위에 전도성 루프를 형성한다. 개구(72)의 모양은 마이크로폰, 플렉스 회로 트레이스들, 데이터 포트 커넥터, 버튼들, 스피커, 등과 같은 영역(20) 내의 전도성 구조들의 배치에 의해 영향받을 수 있다.
전도성 구조(202)는 유전체 개구(72)를 교락할 수 있고 접지면 G를 주변 하우징 세그먼트(16-3)에 전기적으로 단락시키기 위해 이용될 수 있다. 전도성 구조(202)는 전도성 재료의 스트립들, 플렉스 회로 트레이스들, 전도성 하우징 구조들, 또는 다른 전도성 구조들을 이용하여 형성될 수 있다. 바란다면, 전도성 구조(202)는 표면 실장 기술(surface mount technology, SMT) 인덕터들과 같은 개별 컴포넌트들을 이용하여 형성될 수 있다. 전송 라인(52-1)(예컨대, 동축 케이블)은 양 및 음의 안테나 피드 단자들(58-1 및 54-1)에서 각각 안테나(40L)에 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다.
안테나(40L)는 스위칭 가능한 인덕터 회로(210), 튜닝 가능한 임피던스 정합 회로 M1, 가변 커패시터 회로(212), 및 다른 적당한 튜닝 가능한 회로들과 같은 연관된 튜닝 가능한(구성 가능한) 안테나 회로를 포함할 수 있다. 안테나(40L)와 연관된 튜닝 가능한 안테나 회로는, 예를 들면, 안테나(40L)가 적어도 6개의 무선 통신 대역들에서 동작하게(예컨대, 750 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz, 등에서 무선 주파수 신호들을 전송하고 수신하게) 할 수 있다.
전도성 구조(202)는 주변 세그먼트(16-3)와 접지면 G 사이에 연속하여 형성된 제1 전도성 세그먼트 SG 및 제2 유도성(inductive) 세그먼트 SG'를 가질 수 있다. 세그먼트 SG는 제1 인덕턴스를 나타낼 수 있고, 세그먼트 SG'는 제2 인덕턴스를 나타낼 수 있고, 회로(202)는 제3 인덕턴스를 나타낼 수 있다. 세그먼트들 SG 및 SG'가 결합되어 있는 지점과 접지면 에지 GE 상의 대응하는 지점(101) 사이에 스위칭 가능한 인덕터 회로(튜닝 가능한 인덕터 회로, 구성 가능한 인덕터 회로, 또는 조정 가능한 인덕터 회로라고도 불림)(210)가 연결될 수 있다.
회로(210)가 이용되게 스위칭될 때(예컨대, 회로(210)가 온될 때), 세그먼트 SG 및 회로(210)는 집합적으로 안테나(40L)의 안테나 피드들을 교락하는 제1 전송 라인 경로를 형성한다. 제1 전송 라인 경로는 제1 및 제3 인덕턴스의 직렬 인덕턴스와 같은 인덕턴스를 가질 수 있다. 회로(210)가 이용되지 않게 스위칭될(switched out of use) 때(예컨대, 회로(210)가 오프될 때), 세그먼트들 SG 및 SG'는 집합적으로 안테나(40L)의 안테나 피드들을 교락하는 제2 전송 라인 경로를 형성한다. 제2 전송 라인 경로는 제1 및 제2 인덕턴스의 직렬 인덕턴스와 같은 인덕턴스를 가질 수 있다. 스위칭 가능한 인덕터(210)는 회로(210)가 온될 때의 제1 전송 라인 경로와 연관된 인덕턴스가 회로(210)가 오프될 때의 제2 전송 라인 경로와 연관된 인덕턴스보다 작도록 제2 전송 라인 경로의 일부를 분로(shunt)하는 역할을 한다.
제1 전송 라인 인덕턴스(즉, 제1 전송 라인 경로의 인덕턴스)는 제2 전송 라인 인덕턴스(즉, 제2 전송 라인 경로의 인덕턴스)와 다를 수 있다. 제1 전송 라인 인덕턴스는 18 nH일 수 있는 반면, 제2 전송 라인 인덕턴스는 20 nH일 수 있다(예로서). 제1 전송 라인 경로(만약 회로(210)가 인에이블되면) 및 제2 전송 라인 경로(만약 회로(210)가 디스에이블되면)는 피드 단자들(54-1 및 58-1) 사이에 병렬로 연결되고 안테나(40L)를 위한 병렬 유도성 튜닝 요소들로서 역할을 한다. 따라서 제1 및 제2 전송 라인 경로들은 때때로 가변 인덕터라고 불릴 수 있다. 세그먼트들 SG 및 SG'의 인덕턴스는 소망의 대역 커버리지를 제공하도록 신중히 선택된다.
동축 케이블(52-1)과 양의 피드 단자(58-1) 사이에 튜닝 가능한 임피던스 정합 회로 M1이 연결될 수 있다. 임피던스 정합 회로 M1은 도 5a와 관련하여 설명된 종류의 스위칭 회로, 연관된 용량, 저항, 및 인덕턴스 값들을 갖는 전도성 구조들, 및/또는 트랜스시버 회로(38) 및 안테나(40L)의 임피던스들을 정합시키는 회로들을 형성하는 인덕터들, 커패시터들, 및 저항기들과 같은 개별 컴포넌트들을 이용하여 형성될 수 있다.
베즐 갭(18B)의 대향하는 단부들 사이에 가변 커패시터 회로(때때로 버랙터 회로, 튜닝 가능한 커패시터 회로, 조정 가능한 커패시터 회로, 등이라고 불림)(212)가 연결될 수 있다. 베이스밴드 프로세서(102)는 안테나(40L)가 소망의 주파수들에서 동작하도록 버랙터(212)를 미세 조정하기 위해 제어 전압 VtuneB를 발행할 수 있다.
베즐 갭(18B)은, 예를 들면, 1 pF의 고유 용량(예컨대, 갭(18B)에서의 병렬 전도성 표면들에 의해 형성된 고유의 용량 값)을 가질 수 있다. 컴포넌트(212)는, 예를 들면, 연속적으로 가변적인 커패시터이거나, 고유 용량에 병렬로 연결될 수 있는 2개 내지 4개 이상의 상이한 용량 값들을 갖는 반연속적으로(semi-continuously) 조정 가능한 커패시터일 수 있다. 바란다면, 컴포넌트(212)는 연속적으로 가변적인 인덕터 또는 2개 이상의 상이한 인덕턴스 값들을 갖는 반연속적으로 조정 가능한 인덕터일 수 있다.
안테나(40WF)는 스트립(142)과 같은 도체의 스트립으로부터 형성된 안테나 공진 요소를 가질 수 있다. 스트립(142)은 플렉스 회로 상의 스트립으로부터, 단단한 인쇄 회로 기판 상의 트레이스로부터, 금속 포일의 스트립으로부터, 또는 다른 전도성 구조들로부터 형성될 수 있다. 안테나(40WF)는 안테나 피드 단자들(58-2 및 54-2)을 이용하여 전송 라인(52-2)(예컨대, 도 4의 경로(128)를 참조)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
안테나(40U)는 스위칭 가능한 인덕터 회로(210'), 튜닝 가능한 임피던스 정합 회로 M2, 가변 커패시터 회로들(212-1 및 212-2), 및 다른 적당한 튜닝 가능한 회로들과 같은 연관된 튜닝 가능한(구성 가능한) 안테나 회로를 포함할 수 있다. 안테나(40U)와 연관된 튜닝 가능한 안테나 회로는 안테나(40U)가 다른 경우에 가능한 것보다 더 넓은 커버리지를 갖게 할 수 있다.
안테나(40U)는 2-브랜치 역 F형 안테나일 수 있다. 전송 라인(52-3)(예컨대, 도 4의 경로(120)를 참조)은 안테나 피드 단자들(58-3 및 54-3)에서 안테나(40U)에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 전도성 구조(150)는 브리지 유전체 개구(140)일 수 있고 접지면 G를 주변 하우징 부재(16)에 전기적으로 단락시키기 위해 이용될 수 있다. 전도성 구조(148) 및 정합 회로 M2는 안테나 피드 단자(58-3)를 지점(152)에서 주변 전도성 부재(16)에 연결하기 위해 이용될 수 있다. 구조들(148 및 150)과 같은 전도성 구조들은 플렉스 회로 트레이스들, 전도성 하우징 구조들, 스프링들, 나사들, 또는 다른 전도성 구조들에 의해 형성될 수 있다.
주변 전도성 세그먼트(16-1)는 안테나(40U)를 위한 안테나 공진 요소 암들(antenna resonating element arms)을 형성할 수 있다. 특히, (암 길이 LBA를 갖는) 세그먼트(16-1)의 제1 부분은 (세그먼트(16-1)가 전력을 공급받는) 지점(152)으로부터 갭(18C)에 의해 한정되는 세그먼트(16-1)의 단부까지 연장할 수 있고 (암 길이 HBA를 갖는) 세그먼트(16-1)의 제2 부분은 갭(18D)에 의해 한정되는 세그먼트(16-1)의 반대 단부까지 연장할 수 있다. 세그먼트(16-1)의 제1 및 제2 부분들은 역 F형 안테나의 각각의 브랜치들을 형성할 수 있고 안테나(40U)를 위한 각각의 저대역(LB) 및 고대역(HB) 안테나 공진들과 연관될 수 있다.
스위칭 가능한 인덕터 회로(210')는 세그먼트(16-1)와 접지면 G 사이에 구조들(148 및 150)과 병렬로 연결될 수 있다. 회로(210')는 구조(150)의 오른쪽에 연결될 수 있고(도 6에서 도시된 것과 같이 위쪽으로부터 장치(10)를 바라볼 때) 또는 구조(150)의 왼쪽에 연결될 수 있다. 회로(210')는 안테나(40U)에게 더 넓은 고대역 커버리지를 제공하는 역할을 할 수 있다. 안테나(40U)는 회로(210')가 이용되지 않게 스위칭될 때 제1 고대역 영역에서 동작할 수 있는 반면, 안테나(40U)는 회로(210')가 이용되게 스위칭될 때 제1 고대역 영역보다 주파수가 더 높은 제2 고대역 영역에서 동작할 수 있다. 예를 들면, 안테나(40U)는 회로(210')가 오프될 때 1900 MHz 대역에서 신호들을 수신하고 회로(210')가 온될 때 2100 MHz 대역에서 신호들을 수신하기 위해 이용될 수 있다.
가변 커패시터 회로(212-1)는 전도성 베즐 갭(18C)의 대향하는 단부들 사이에 연결될 수 있는 반면, 가변 커패시터 회로(212-2)는 베즐 갭(18D)의 대양하는 단부들 사이에 연결될 수 있다. 바란다면, 회로(212-2)는 형성될 필요가 없다. 버랙터들(212-1 및 212-2)은 집적 회로들, 하나 이상의 개별 컴포넌트들(예컨대, SMT 컴포넌트들), 등을 이용하여 형성될 수 있다.
가변 커패시터(212-1)는 안테나(40U)에게 더 넓은 저대역 커버리지를 제공하는 역할을 할 수 있다. 베이스밴드 프로세서(102)는 제1 및 제2 저대역 영역들에서 동작하도록 안테나(40U)를 구성하도록 버랙터(212-1)를 튜닝하기 위해 제어 전압 VtuneC를 발행할 수 있다. 예를 들면, 안테나(40U)는 버랙터(212-1)가 낮은 용량 값(예컨대, 0.1 pF 미만)을 나타내도록 튜닝될 때 850 MHz 대역에서 신호들을 수신하고 버랙터(212-1)가 높은 용량 값(예컨대, 0.2 pF보다 큰)을 나타내도록 튜닝될 때 750 MHz에서 신호들을 수신하기 위해 이용될 수 있다.
예를 들면, 베즐 갭들(18C 및 18D)은 각각 1.0 pF의 고유 용량(예컨대, 갭들(18C 및 18D)에서 병렬 전도성 표면들에 의해 형성된 고유의 용량 값)을 가질 수 있다. 버랙터들(212-1 및 212-2)은, 예를 들면, 연속적으로 가변적인 커패시터들이거나, 고유 용량에 병렬로 연결될 수 있는 2개 내지 4개 이상의 상이한 용량 값들을 갖는 반연속적으로 조정 가능한 커패시터들일 수 있다.
도 7은 안테나(40U)의 회로도이다. 도 7에서 도시된 것과 같이, 용량들 CC 및 CD는 각각 갭들(18C 및 18D)과 연관될 수 있다. 용량 CC는 갭(18C) 및 버랙터(212-1)의 기생 용량(parasitic capacitance)를 포함하는 집중 용량(lumped capacitance)을 나타낼 수 있는 반면, 용량 CD는 갭(18D) 및 버랙터(212-2)의 기생 용량을 포함하는 집중 용량을 나타낼 수 있다. 접지면 G는 안테나 접지를 형성할 수 있다. 단락 회로 브랜치(150)는 (피드 단자들(58-3 및 54-3)로부터 형성된) 안테나 피드와 안테나(40U) 사이의 임피던스 정합을 용이하게 하기 위해 주변 전도성 부재 세그먼트(16-1)를 접지 G에 연결하는 스터브(stub)를 형성할 수 있다. 단락 회로 브랜치(150)는 연관된 인덕턴스 LS를 가질 수 있다.
안테나(40U)는 회로(210')가 이용되지 않게 스위칭될 때 제1 고대역 모드(예컨대, 대역 1900 MHz를 커버하는 모드) 및 회로(210')가 이용되게 스위칭될 때 제2 고대역 모드(예컨대, 대역 2100 MHz를 커버하는 모드)에서 동작 가능할 수 있다. 도 7은 스위칭 가능한 인덕터 회로(210')의 하나의 적당한 회로 구현을 도시한다. 도 7에서 도시된 것과 같이, 회로(210)는 직렬로 연결된 스위치 SW 및 유도성 요소(214)를 포함한다. 스위치 SW는 p-i-n 다이오드, 갈륨 비화물 전계 효과 트랜지스터(FET), 미세 전자기계(microelectromechanical) 시스템들(MEM들) 스위치, 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET), 고전자이동도(high-electron-mobility) 트랜지스터(HEMT), PHEMT(pseudomorphic HEMT), SOI(silicon-on-insulator) 기판 위에 형성된 트랜지스터, 등을 이용하여 형성될 수 있다.
유도성 요소(214)는 하나 이상의 전기 컴포넌트로부터 형성될 수 있다. 요소(214)의 전부 또는 일부로서 이용될 수 있는 컴포넌트들은 인덕터들 및 커패시터들을 포함한다. 요소(214)에 대한 소망의 인덕턴스들 및 용량들은 집적 회로들을 이용하여, 개별 컴포넌트들(예컨대, 표면 실장 기술 인덕터)을 이용하여 및/또는 개별 컴포넌트 또는 집적 회로의 일부가 아닌 유전체 및 전도성 구조들을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 유전체에 의해 분리되는 서로 가까운 2개의 전도성 패드들을 구분함(spacing)으로써 용량이 형성될 수 있고, 인쇄 회로 기판 상에 전도성 경로(예컨대, 전송 라인)를 생성함으로써 인덕턴스가 형성될 수 있다.
다른 적당한 배열에서, 구성 가능한 인덕터 회로(209)는 안테나(40U)에 대한 단락 경로를 형성하기 위해 이용될 수 있다(즉, 도 7의 단락 구조(150) 및 회로(210')가 형성되지 않는다). 도 8에서 도시된 것과 같이, 회로(209)는 전도성 세그먼트(16-1)와 스위치(218) 사이에 연결된 인덕터들(214 및 216)을 포함할 수 있다. 스위치(218)는 (설명적인 A 및 B 위치들로 도시된) 복수의 위치들을 가질 수 있다. 스위치(218)는 제2 고대역 모드 동안에 안테나 피드들 사이에(예컨대, 양 및 음의 단자들(58-3 및 54-3) 사이에) 인덕터(214)를 연결하기 위해 그것의 A 위치에 놓일 수 있고 제1 고대역 모드 동안에 안테나 피드들 사이에 인덕터(216)를 연결하기 위해 그것의 B 위치에 놓일 수 있다. 인덕터(216)는, 예로서, 대략 LS(도 8)와 같은 인덕턴스 값을 가질 수 있다.
다른 적당한 배열에서, 구성 가능한 인덕터 회로(211)는 안테나(40U)에 대한 단락 경로를 형성하기 위해 이용될 수 있다(즉, 도 7의 단락 구조(150) 및 회로(210')가 형성되지 않는다). 도 9에서 도시된 것과 같이, 회로(211)는 세그먼트(16-1)와 접지 G 사이에 직렬로 연결된 인덕터(214) 및 제1 스위치 SW를 포함할 수 있고 세그먼트(16-1)와 접지 G 사이에 직렬로 연결된 인덕터(216) 및 제2 스위치 SW를 포함할 수 있다. 제1 고대역 모드 동안에, 제1 스위치 SW는 열릴 수 있고 제2 스위치 SW는 안테나 피드 단자들 사이에 인덕터(216)를 전기적으로 연결하기 위해 닫힐 수 있다. 제2 고대역 모드 동안에, 제2 스위치 SW는 디스에이블될 수 있고 제1 스위치는 안테나 피드 단자들 사이에 인덕터(214)를 전기적으로 연결하기 위해 인에이블될 수 있다.
도 7-9는 단지 설명적인 것이다. 바란다면, 안테나(40U)는 3개 이상의 저대역 영역들에서의 무선 커버리지를 지원하기 위해 3개 이상의 유도성 브랜치들을 포함할 수 있다.
안테나(40L)는, 도 10의 표에서 도시된 것과 같이, 적어도 6개의 전송 및 수신 통신 대역들(예컨대, 700 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz)을 커버할 수 있다. 안테나(40U)는 이러한 6개의 설명적인 통신 대역들의 서브세트를 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 안테나(40U)는 흥미 있는 3개의 수신 대역들을 커버하도록 구성될 수 있고, 튜닝으로, 흥미 있는 6개의 수신 대역들을 커버하도록 구성될 수 있다.
안테나(40U)는 커패시터(212-1)가 제1 용량 값을 제공하도록 튜닝되고 인덕터 회로(210')가 오프되는 제1 동작 모드에서 구성될 수 있다. 제1 동작 모드(예컨대, 도 10의 행(250)을 참조)에서, 안테나(40U)는 수신 대역들 850 RX(850 MHz 수신 대역), 900 RX(900 MHz 수신 대역), 1800 RX(1800 MHz 수신 대역), 1900 RX(1900 MHz 수신 대역), 및 흥미 있는 임의의 다른 통신 대역들을 커버하는 것이 가능할 수 있다.
안테나(40U)는 커패시터(212-1)가 제1 용량 값보다 더 높은 제2 용량 값을 제공하도록 튜닝되고 인덕터 회로(210')가 오프되는 제2 동작 모드에서 구성될 수 있다. 제2 동작 모드(예컨대, 도 10의 행(252)을 참조)에서, 안테나(40U)는 수신 대역들 750 RX(750 MHz 수신 대역), 1800 RX, 1900 RX, 및 흥미 있는 다른 통신 대역들을 커버하는 것이 가능할 수 있다.
안테나(40U)는 커패시터(212-1)가 제1 용량 값을 제공하도록 튜닝되고 인덕터 회로(210')가 온되는 제3 동작 모드에서 구성될 수 있다. 제3 동작 모드(예컨대, 도 10의 행(254)을 참조)에서, 안테나(40U)는 수신 대역들 850 RX, 900 RX, 2100 RX(2100 MHz 수신 대역), 및 흥미 있는 다른 통신 대역들을 커버하는 것이 가능할 수 있다.
도 10과 관련하여 설명된 모드들은 단지 설명적인 것이다. 바란다면, 흥미 있는 소망의 고대역 및 저대역 주파수 범위들을 커버하기 위해 회로(210')는 온/오프될 수 있고 커패시터(212-1)는 적당한 용량을 제공하도록 튜닝될 수 있다. 바란다면, 안테나(40U)는 또한 지시된 대역들에서 무선 주파수 신호들을 전송하기 위해 이용될 수 있다.
도 4-10과 관련하여 설명된 종류의 안테나 튜닝 스킴들을 이용함으로써, 안테나(40L 및 40U)는 다른 경우에 가능한 것보다 더 넓은 범위의 통신 주파수들을 커버할 수 있다. 도 11의 정재파비(standing-wave-ratio, SWR) 그래프와 같은 SWR 대 주파수 그래프는 안테나(40U)에 대한 저대역 튜닝 능력을 설명한다. 도 11에서 도시된 것과 같이, 실선 SWR 주파수 특성 곡선(300)은 장치(10)의 안테나(40U)가 (850 MHz 대역을 커버하기 위해) 저대역 주파수 f1 및 (예컨대, 1900 MHz 대역을 커버하기 위해) 고대역 주파수 f2에서 만족스러운 공진 피크들을 나타내는 제1 안테나 튜닝 모드에 대응한다. 제1 안테나 튜닝 모드에서, 가변 커패시터(212-1)는 제1 용량을 제공하도록 튜닝될 수 있는 반면, 스위칭 가능한 인덕터 회로(210')는 오프된다.
점선 SWR 주파수 특성 곡선(302)은 장치(10)의 안테나가 (750 MHz 대역을 커버하기 위해) 저대역 주파수 f1' 및 고대역 주파수 f2에서 만족스러운 공진 피크들을 나타내는 제2 안테나 튜닝 모드에 대응한다. 제2 안테나 튜닝 모드에서, 가변 커패시터(212-1)는 무선 커버리지를 주파수 f1으로부터 f1'으로 시프트시키기 위해 제1 용량보다 큰 제2 용량을 제공하도록 튜닝될 수 있다.
도 12는 제3 안테나 튜닝 모드에서 동작하는 안테나(40U)를 설명한다. 도 12에서 도시된 것과 같이, 점선 SWR 주파수 특성 곡선(304)은 안테나(40U)가 저대역 주파수 f1 및 (2100 MHz 대역을 커버하기 위해) 고대역 주파수 f2'에서 만족스러운 공진 피크들을 나타내는 제3 안테나 튜닝 모드에 대응한다. 제3 안테나 튜닝 모드에서, 회로(210')는 무선 커버리지를 주파수 f2로부터 f2'로 시프트시키기 위해 이용되게 스위칭된다.
일반적으로, 도 7-9와 관련하여 설명된 스위칭 가능한 인덕터 회로들은 안테나(40U)에 대한 고대역 커버리지를 튜닝하기 위해 이용될 수 있는(예컨대, 스위칭 가능한 인덕터 회로들은 적어도 2개의 고대역 주파수 범위들에서 무선 커버리지를 제공하도록 적어도 2개의 상태들에서 구성될 있는) 반면, 가변 커패시터(212-2)는 안테나(40U)에 대한 저대역 커버리지를 조정하도록 튜닝될 수 있다(예컨대, 저대역 갭(18C)과 연관된 가변 커패시터는 적어도 2개의 저대역 주파수 범위들에서 무선 커버리지를 제공하도록 튜닝될 수 있다. 도 11 및 12는 단지 설명적인 것이다. 바란다면, 안테나들(40L, 40U, 및 40WF)은 장치(10)가 임의의 적당한 수의 무선 주파수 통신 대역들에서 무선 신호들을 전송 및 수신할 수 있게 하는 안테나 튜닝 회로를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 전자 장치가 제공되고, 그것은 하우징의 적어도 일부 에지들의 둘레에 이어지는 주변 전도성 부재를 포함하는 하우징; 안테나 접지 및 상기 주변 전도성 부재의 부분으로부터 형성되는 역 F형(inverted-F) 안테나; 및 상기 안테나 접지와 상기 주변 전도성 부재의 상기 부분 사이에 연결된 스위칭 가능한 인덕터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 주변 전도성 부재는 상기 주변 전도성 부재를 복수의 세그먼트들로 분할하는 적어도 하나의 갭을 포함하고, 상기 부분은 상기 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나 접지는 상기 전자 장치 내에 형성된 전도성 하우징 구조들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전도성 하우징 구조들은 인쇄 회로 기판을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 역 F형 안테나는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 포함하고, 상기 스위칭 가능한 인덕터는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 스위칭 가능한 인덕터는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결되는 인덕터 및 스위치를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 무선 트랜스시버 회로를 더 포함하고, 상기 무선 트랜스시버 회로는 상기 제1 안테나 피드 단자에 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 상기 스위칭 가능한 인덕터와 병렬로 연결된 전도성 경로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 주변 전도성 부재 내의 상기 적어도 하나의 갭을 교락하는(bridges) 가변 커패시터 회로를 더 포함한다.
실시예에 따르면, 무선 전자 장치가 제공되고, 그것은 안테나 접지를 형성하는 전도성 구조들을 포함하고 하우징의 적어도 일부 에지들의 둘레에 이어지는 주변 전도성 부재를 갖는 하우징; 상기 안테나 접지 및 상기 주변 전도성 부재의 부분으로부터 형성되는 안테나; 및 상기 안테나 접지와 상기 주변 전도성 부재의 상기 부분 사이에 연결된 스위칭 가능한 인덕터 회로를 포함하고, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로가 이용되지 않게 스위칭될(switched out of use) 때, 상기 안테나는 저대역 주파수 범위에서 및 제1 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로가 이용되게 스위칭될(switched into use) 때, 상기 안테나는 상기 저대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고 상기 제1 고대역 주파수 범위보다 주파수가 더 높은 제2 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 포함하고, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 연결되고, 상기 전자 장치는 상기 제1 안테나 피드 단자에 연결된 무선 트랜스시버 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나는 역 F형 안테나를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 주변 전도성 부재는 적어도 2개의 갭을 갖고, 상기 무선 전자 장치는 상기 2개의 갭 중 하나를 교락하는 가변 커패시터 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결되는 인덕터 및 스위치를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는 스위치; 제1 인덕터 - 상기 제1 인덕터 및 상기 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 -; 및 제2 인덕터 - 상기 제2 인덕터 및 상기 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 - 를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는 제1 및 제2 스위치들; 제1 인덕터 - 상기 제1 인덕터 및 상기 제1 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 -; 및 제2 인덕터 - 상기 제2 인덕터 및 상기 제2 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 - 를 포함한다.
실시예에 따르면, 무선 전자 장치가 제공되고, 그것은 주변(periphery)을 포함하는 하우징; 상기 주변의 둘레에 이어지고 상기 주변에 적어도 2개의 갭을 갖는 전도성 구조; 적어도 부분적으로 상기 전도성 구조로부터 형성된 역 F형 안테나; 및 상기 주변 전도성 구조 내의 상기 2개의 갭 중 적어도 하나를 교락하는 가변 커패시터를 포함하고, 상기 가변 커패시터가 제1 용량을 제공하도록 튜닝될 때, 상기 역 F형 안테나는 제1 저대역 주파수 범위에서 및 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고; 상기 가변 커패시터가 상기 제1 용량과 다른 제2 용량을 제공하도록 튜닝될 때, 상기 역 F형 안테나는 상기 제1 저대역 주파수 범위보다 주파수가 더 낮은 제2 저대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고 상기 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 역 F형 안테나는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 포함하고, 상기 무선 전자 장치는 상기 제1 안테나 피드 단자에 연결된 무선 트랜스시버 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 연결된 스위칭 가능한 인덕터를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 스위칭 가능한 인덕터는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결되는 인덕터 및 스위치를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 상기 스위칭 가능한 인덕터와 병렬로 연결된 전도성 단락 경로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 처리 회로를 더 포함하고, 상기 처리 회로는 상기 제1 및 제2 용량을 제공하도록 상기 가변 커패시터를 튜닝하는 제어 신호들을 생성한다.
전술한 것은 단지 이 발명의 원리들의 예증이 되는 것이고 본 발명의 범위 및 정신으로부터 일탈하지 않고 이 기술의 숙련자에 의해 다양한 변경들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치로서,
    하우징의 적어도 일부 에지들의 둘레에 이어지는 주변 전도성 부재를 포함하는 하우징;
    안테나 접지 및 상기 주변 전도성 부재의 부분으로부터 형성되는 역 F형(inverted-F) 안테나; 및
    상기 안테나 접지와 상기 주변 전도성 부재의 상기 부분 사이에 연결된 스위칭 가능한 인덕터
    를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변 전도성 부재는 상기 주변 전도성 부재를 복수의 세그먼트들로 분할하는 적어도 하나의 갭을 포함하고, 상기 부분은 상기 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 접지는 상기 전자 장치 내에 형성된 전도성 하우징 구조물들을 포함하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전도성 하우징 구조물들은 인쇄 회로 기판을 포함하는 전자 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 역 F형 안테나는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 포함하고, 상기 스위칭 가능한 인덕터는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 연결되는 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 가능한 인덕터는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결되는 인덕터 및 스위치를 포함하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    무선 트랜스시버 회로를 더 포함하고, 상기 무선 트랜스시버 회로는 상기 제1 안테나 피드 단자에 연결되는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 상기 스위칭 가능한 인덕터와 병렬로 연결된 전도성 경로를 더 포함하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주변 전도성 부재 내의 상기 적어도 하나의 갭을 교락하는(bridges) 가변 커패시터 회로를 더 포함하는 전자 장치.
  10. 무선 전자 장치로서,
    안테나 접지를 형성하는 전도성 구조물들을 포함하고 하우징의 적어도 일부 에지들의 둘레에 이어지는 주변 전도성 부재를 갖는 하우징;
    상기 안테나 접지 및 상기 주변 전도성 부재의 부분으로부터 형성되는 안테나; 및
    상기 안테나 접지와 상기 주변 전도성 부재의 상기 부분 사이에 연결된 스위칭 가능한 인덕터 회로를 포함하고,
    상기 스위칭 가능한 인덕터 회로가 이용되지 않게 스위칭될(switched out of use) 때, 상기 안테나는 저대역 주파수 범위에서 및 제1 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고;
    상기 스위칭 가능한 인덕터 회로가 이용되게 스위칭될(switched into use) 때, 상기 안테나는 상기 저대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고 상기 제1 고대역 주파수 범위보다 주파수가 더 높은 제2 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되는 무선 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 포함하고, 상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 연결되고,
    상기 무선 전자 장치는 상기 제1 안테나 피드 단자에 연결된 무선 트랜스시버 회로를 더 포함하는 무선 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안테나는 역 F형 안테나를 포함하는 무선 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주변 전도성 부재는 적어도 2개의 갭을 갖고,
    상기 무선 전자 장치는 상기 2개의 갭 중 하나를 교락(bridge)하는 가변 커패시터 회로를 더 포함하는 무선 전자 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결되는 인덕터 및 스위치를 포함하는 무선 전자 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는,
    스위치;
    제1 인덕터 - 상기 제1 인덕터 및 상기 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 -; 및
    제2 인덕터 - 상기 제2 인덕터 및 상기 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 - 를 포함하는 무선 전자 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 스위칭 가능한 인덕터 회로는,
    제1 및 제2 스위치들;
    제1 인덕터 - 상기 제1 인덕터 및 상기 제1 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 -; 및
    제2 인덕터 - 상기 제2 인덕터 및 상기 제2 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결됨 - 를 포함하는 무선 전자 장치.
  17. 무선 전자 장치로서,
    주변(periphery)을 포함하는 하우징;
    상기 주변의 둘레에 이어지고 상기 주변에 적어도 2개의 갭을 갖는 전도성 구조물;
    적어도 부분적으로 상기 전도성 구조물로부터 형성된 역 F형 안테나; 및
    상기 주변 전도성 구조물 내의 상기 2개의 갭 중 적어도 하나를 교락하는 가변 커패시터를 포함하고,
    상기 가변 커패시터가 제1 용량을 제공하도록 튜닝될 때, 상기 역 F형 안테나는 제1 저대역 주파수 범위에서 및 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고;
    상기 가변 커패시터가 상기 제1 용량과 다른 제2 용량을 제공하도록 튜닝될 때, 상기 역 F형 안테나는 상기 제1 저대역 주파수 범위보다 주파수가 더 낮은 제2 저대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되고 상기 고대역 주파수 범위에서 동작하도록 구성되는 무선 전자 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 역 F형 안테나는 제1 및 제2 안테나 피드 단자들을 포함하고,
    상기 무선 전자 장치는 상기 제1 안테나 피드 단자에 연결된 무선 트랜스시버 회로; 및
    처리 회로를 더 포함하고, 상기 처리 회로는 상기 제1 및 제2 용량을 제공하도록 상기 가변 커패시터를 튜닝하는 제어 신호들을 생성하는 무선 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 연결된 스위칭 가능한 인덕터를 더 포함하고, 상기 스위칭 가능한 인덕터는 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 직렬로 연결되는 인덕터 및 스위치를 포함하는 무선 전자 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들 사이에 상기 스위칭 가능한 인덕터와 병렬로 연결된 전도성 단락 경로를 더 포함하는 무선 전자 장치.
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