KR101336136B1 - 무선 통신 장치를 위한 직교 튜닝 가능한 안테나 어레이 - Google Patents

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Abstract

3 개까지의 동시적 동작 모드들을 갖는 무선 통신 장치에서의 사용을 위한 다중 대역 안테나 어레이로서, 안테나 효율이 개선되고 넓은 범위의 동작 주파수 대역에 걸쳐서 안테나 커플링이 감소되며 물리적 크기가 감소된, 상기 다중 대역 안테나 어레이가 개시된다. 이 다중 대역 안테나 어레이는 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들 (105,125,145) 을 포함하고, 이 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들 (105,125,145) 의 각각은 서로 직교하면서 임베딩되는 방식으로 배열된다. 이 다중 대역 안테나 어레이 내의 각 루프 안테나는 소망하는 공진 주파수로의 튜닝을 위한 대응하는 튜닝 엘리먼트들 (116,136,156) 을 포함할 수 있고, 상부 절반부와 하부 절반부로 구성될 수 있으며, 대응하는 튜닝 엘리먼트가 상기 상부 절반부와 상기 하부 절반부 사이에 커플링될 수 있다.

Description

무선 통신 장치를 위한 직교 튜닝 가능한 안테나 어레이{ORTHOGONAL TUNABLE ANTENNA ARRAY FOR WIRELESS COMMUNICATION DEVICES}
본 발명은 일반적으로 무선 주파수 (RF) 안테나에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 다중 대역 RF 안테나에 관한 것이다.
다수의 무선 통신 장치에서, 다중의 주파수 대역들 및 동작 모드들을 지원할 필요가 있다. 동작 모드들의 몇몇 예들은 다중 음성/데이터 통신 링크 (WAN 또는 광역네트워크) - 다중 주파수 대역 (CDMA450, US 셀룰러 CDMA/GSM, US PCS CDMA/GSM/WCDMA/LTE/EVDO, IMT CDMA/WCDMA/LTE, GSM900, DCS) 에서의 각각의 GSM, CDMA, WCDMA, LTE, EVDO -, 단거리 통신 링크 (Bluetooth, UWB), 브로드캐스트 매체 리셉션 (MediaFLO, DVB-H), 고속 인터넷 액세스 (UMB, HSPA, 802.11a/b/g/n, EVDO), 및 위치 측정 기술 (GPS, Galileo) 을 포함한다. 무선 통신 장치에서 이러한 동작 모드들의 각각에 있어서, 라디오들 및 주파수 대역들의 수가 점진적으로 증가되었으며, (다중 모드에서의 동시적 동작과 함께 수신 및/또는 송신 다이버시티를 위한) 잠재적 다중 안테나들 뿐만아니라 각 주파수 대역을 지원하는 다중 대역 안테나의 복잡도 및 설계 과제들이 상당히 증가하게 될 것이다.
다중 대역 안테나에 대한 하나의 솔루션은 다중 주파수 대역에서 공진하는 구조를 설계하는 것이다. (넓은 범위의 동작 주파수 대역에 걸쳐서) 안테나 방사 효율을 향상시킬 뿐만아니라 다중 대역 안테나 입력 임퍼던스를 제어하는 것은 무선 통신 장치 내의 다중 대역 안테나 및 라디오(들) 사이의 정합 회로 및 다중 대역 안테나 구조물의 기하학적 구조에 의해서 제약을 받는다. 종종 이러한 설계 접근법이 취해지면, 안테나 구조물의 기하학적 구조는 매우 복잡해지고 안테나의 물리적 면적/체적이 증가한다.
일 예에서, 무선 장치에서의 (다른 가능한 것 중에서) CDMA/WCDMA/GSM 송신기 및 GPS 수신기의 동시적 동작이 요구될 수도 있다. 이러한 실례에서, 동작 대역들과 동작 모드들 사이의 분리는 단일의 다중 대역 안테나에 있어서는 매우 제한되며, 동시적 동작이 실현 가능하지 않을 수도 있다. 그러므로, GPS 수신기는 보통 별도의 전용 안테나를 갖는다; 즉, 2 개의 별도의 전기적으로 분리된 안테나들이 GPS 및 CDMA/WCDMA/GSM의 동시적 동작을 위해서 요구된다. 이러한 예는 블루투스, MediaFLO 또는 802.11a/b/g/n 와의 CDMA 같은 다른 동시적 동작 모드들로 확장될 수도 있다. 각 실례에서, 동시적 동작이 요구되는 경우 또 다른 단일 대역 안테나 또는 다중 대역 안테나가 보통 필요하게 된다.
높은 안테나 방사 효율을 갖는 다중 대역 안테나 및 이와 연관된 정합 회로를 설계하는 것에 대한 제한들에 있어서, 또 다른 솔루션은 다중의 동작 주파수 대역들을 커버하기 위해 복수의 안테나 엘리먼트들 (안테나 엘리먼트들의 어레이) 을 사용하는 것이다. 특정 응용에 있어서, US 셀룰러, US PCS, 및 GPS 라디오들을 갖는 셀룰러 폰은 각 동작 주파수 대역에 대해 하나의 안테나를 사용할 수 있다 (각 안테나는 단일의 무선 주파수 대역에서 동작한다). 이러한 접근법에 대한 통상적인 단점들은 복수의 단일 대역 안테나 엘리먼트들의 추가적인 면적/체적 및 추가적인 비용이다.
통상적인 설계의 사이즈 (size) 불이익 없이 복수의 동작 모드들의 동시적 동작을 지원하는 다중 대역 안테나 어레이가 필요하다. 또한, 무선 통신 장치들의 넓은 범위의 동작 주파수들에 걸쳐서 개선된 방사 효율을 갖는 다중 대역 안테나가 필요하다.
도 1은 예시적인 실시형태에 따른 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C로 구성된 다중 대역 안테나 어레이와 쌍을 이루고 있는 복수의 라디오들을 갖는 무선 통신 장치의 도면을 나타낸다.
도 2는 도 1의 다중 대역 안테나 어레이의 3 차원도를 나타낸다.
도 3은 안테나 A의 (XY 평면) 평면도를 나타낸다.
도 4는 안테나 B의 (YZ 평면) 평면도를 나타낸다.
도 5는 안테나 C의 (XZ 평면) 평면도를 나타낸다.
도 6은 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 구성된 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C를 갖는 다중 대역 어레이에 있어서 700 내지 1600 MHz에서의 안테나 방사 효율의 그래프를 나타낸다.
도 7은 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 구성된 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C를 갖는 다중 대역 어레이 (100) 에 있어서 700 내지 1600 MHz에서의 안테나 반사 손실 (return loss) 의 그래프를 나타낸다.
도 8은 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 구성된 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C를 갖는 다중 대역 어레이 (100) 에 있어서 700 내지 1600 MHz에서의 안테나 커플링 (coupling) 의 그래프를 나타낸다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 적절할 경우에 동일한 요소들을 서로 구별하기 위해서 접미사가 부여되는 것을 제외하고, 도면들에 공통되는 동일한 요소를 지정하기 위해서 가능하면 동일한 참조 부호가 사용되었다. 도면에서의 이미지들은 설명의 목적으로 단순화되어 있으며 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 구성을 도시하고 있으며, 따라서 다른 균등한 구성을 허용할 수 있는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 이와 함께, 몇몇 구성들의 특징들은 다른 한정 사항 없이 다른 구성들 내에 유리하게 포함될 수 있다.
여기에서 용어 "예시적인"은 "예, 실례, 또는 예시로서 제공되는"의 의미로 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기에서 설명되는 임의의 실시형태는 다른 실시형태들에 비하여 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다.
첨부된 도면들과 함께 이하에서 기술되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도된 것이지 본 발명이 실시될 수 있는 실시형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 설명의 전반에 걸쳐서 사용되는 용어 "예시적인"은 "예, 실례, 또는 예시로서 제공되는"의 의미이고, 다른 예시적인 실시형태들에 비하여 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위한 특정 상세들을 포함하고 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태들은 이들 특정 상세들 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게는 자명할 것이다. 본 명세서에서 제안된 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하지 않도록 하기 위해서, 몇몇 실례들에서, 잘 알려진 구조들 및 장치들은 블록도 형태로 나타낸다.
본 명세서에서 기술되는 장치는 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA 및 SC-FDMA와 같은 셀룰러, PCS 및 IMT 주파수 대역 및 공중 인터페이스들을 위한 무선 통신 장치를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 다양한 다중 대역 안테나 어레이 설계들에 대해 사용될 수 있다. 셀룰러, PCS 또는 IMT 네트워크 표준들 및 주파수 대역들 이외에, 본 장치는 로컬 영역 네트워크 표준 또는 개인 영역 네트워크 표준, WLAN, 블루투스, 초광대역 (UWB) 및 위치 측정 기술 (GPS) 에서도 사용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시형태에 따른 다중 대역 안테나 어레이 (안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C) 와 쌍을 이루고 있는 다수의 라디오들을 갖는 무선 통신 장치의 도면을 나타낸다. 무선 통신 장치 (10) 는 3 개의 상이한 라디오들의 동시적 동작을 지원한다. 무선 통신 장치 (10) 에 있어서 가능한 동작 모드들의 예시적인 서브세트가 아래의 표에 나타나 있다.
Figure 112011079810124-pct00001
무선 통신 장치 (10) 는 (안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145) 를 포함하는) 다중 대역 안테나 어레이 (100) 를 포함한다. 다중 대역 안테나 어레이 (100) 는 RF 프론트-엔드 A (205), RF 프론트-엔드 B (225) 및 RF 프론트-엔드 C (245) 를 포함하는 RF 프론트-엔드 어레이 (200) 에 접속된다. 무선 통신 장치 RF 포트 A (122), 무선 통신 장치 RF 포트 B (142) 및 무선 통신 장치 RF 포트 C (162) 는 각각 RF 프론트-엔드 어레이 (200) 와 안테나 A (105), 안테나 B (125), 및 안테나 C (145) 의 무선 주파수 입력부들의 사이에 접속된다.
RF 프론트-엔드 어레이 (200) 는 송신 RF 신호 경로와 수신 RF 신호 경로를 분리시키고, 증폭 및 신호 분배를 제공한다. 송신용 RF 신호 TX_RF (A, B 및 C) 및 수신용 RF 신호 RX_RF (A, B 및 C) 가 트랜시버 어레이 (300) 와 RF 프론트-엔드 어레이 (200) 사이에 전송된다.
RF 트랜시버 A (305), RF 트랜시버 B (325) 및 RF 트랜시버 C (345) 를 포함하는 트랜시버 어레이 (300) 는 RF로부터의 RX_RF (A, B 및 C) 신호들을 기저대역 모뎀 등일 수 있는 프로세서 (400) 에 의한 I/Q 복조용 하나 이상의 기저대역 아날로그 I/Q 신호 쌍 (A 경로, B 경로 및 C 경로) 으로 다운 변환하도록 구성된다.
유사하게, 트랜시버 어레이 (300) 는 프로세서 (400) 로부터의 하나 이상의 기저대역 아날로그 I/Q 신호 쌍 (A 경로, B 경로 및 C 경로) 을 TX_RF (A, B 및 C) 신호들로 업 변환시키도록 구성된다. 기저대역 I/Q 변조로부터/기저대역 I/Q 변조로 업 변환 및 다운 변환될 기저대역 아날로그 I/Q 신호들은 트랜시버 어레이 (300) 와 프로세서 (400) 사이에 접속되는 것으로 나타나 있다.
메모리 (500) 는 프로세서 프로그램 및 데이터를 저장하고, 예를 들어 단일 집적 회로 (IC) 로서 구현될 수 있다.
프로세서 (400) 는 입력된 기저대역 수신 아날로그 I/Q 신호 쌍 (A 경로, B 경로 및 C 경로) 을 복조하고, 기저대역 송신 아날로그 I/Q 신호들 (A 경로, B 경로 및 C 경로) 을 부호화 및 변조하고, 메모리 (500) 와 같은 저장 장치로부터의 애플리케이션을 실행시켜서 데이터를 처리하거나 데이터 및 명령들을 전송하여서 다양한 회로 블록들을 알려진 모든 방식으로 인에이블시킨다.
또한, 프로세서 (400) 는 도 1 및 도 3 내지 도 5에 나타낸 신호 전용 세트를 통해서 다중 대역 안테나 어레이 (100) 로의 입력들 ANT A FREQ (117), ANT B FREQ (137) 및 ANT C FREQ (157) 을 생성한다.
ANT A FREQ (117) 입력은 안테나 A (105) 의 동작 주파수를 조절하도록 구성된다. ANT B FREQ (137) 입력은 안테나 B (125) 의 동작 주파수를 조절하도록 구성된다. ANT C FREQ (157) 입력은 안테나 C (145) 의 동작 주파수를 조절하도록 구성된다.
프로세서 (400) 는 다중 대역 안테나 어레이 (100) 로의 입력들을 디지털-아날로그 변환기 (digital to analog converter) 들을 사용하여서 아날로그 제어 전압들로 변환시키거나 또는 디지털 제어 신호들을 다중 대역 안테나 어레이 (100) 로 직접 전송하여서 개별 안테나 엘리먼트들 (안테나 A (105), 안테나 B (125) 및/또는 안테나 C (145)) 의 동작 주파수를 개별적으로 조절할 수도 있다.
RF 프론트-엔드 어레이 (200), 트랜시버 어레이 (300), 프로세서 (400) 및 메모리 (500) 의 일반적인 동작은 당업자에게 잘 알려져 있음이 인식되어야 하고, 보다 적은 집적 회로 (IC) 들에 걸쳐서 또는 심지어 단일 IC 내에서 기능들을 결합하거나 제공하는 것을 포함하는, 관련 기능들을 구현하는 다양한 방식들도 잘 알려져 있음이 인식되어야 한다.
다르게는, 무선 통신 장치 (10) 가 상이한 동작 모드들을 위한 복수의 무선 통신 장치들로 분할되는 경우에는, RF 프론트-엔드 어레이 (200), 트랜시버 어레이 (300), 프로세서 (400) 및 메모리 (500) 가 2 개 이상의 기능적으로 분리된 블록들로 분할될 수도 있다. 이 실례에서, 개별 안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145) 의 제어는 개별 무선 통신 장치들에 의해 제어될 수도 있다.
도 2는 도 1의 다중 대역 안테나 어레이 (100) 의 3 차원도를 나타낸다. 다중 대역 안테나 어레이 (100) 는 3 개의 루프 안테나들 - 안테나 A (105), 안테나 B (125), 및 안테나 C (145) - 을 포함한다. 각 루프 안테나는 3 차원 공간 (XYZ 면들) 내에서 다른 루프 안테나들에 대해 물리적으로 직교하며 임베딩되는 방식으로 배열되어 있다. 일 예시적인 실시형태에서, 다중 대역 안테나 어레이 (100) 는 3 차원 비금속 물체 상의 선택적 금속화 (metallization) 에 의해 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, XY 평면 내에 포함되어 있는 안테나 A (105) 는 금속 스트립 엘리먼트들 (110a, 110b) 및 튜닝 엘리먼트 (116) 를 포함하여서 물리적 루프 구조를 형성한다. 안테나 A (105) 용의 RF 공급 포트는 2 개의 컨택트들 (114a 및 114b) 로 구성되어 있다. 도 2를 참조하면, 금속 스트랩 (112) 은 금속 스트립 엘리먼트들 (110a 및 110b) 사이에 접속되어서 RF 공급 포트 컨택트들 (114a 및 114b) 사이의 정합 회로를 형성한다. 금속 스트랩 (112) 은 RF 공급 포트 컨택트들 (114a 및 114b) 사이에 접속되는 럼프 (lump) 형 엘리먼트 인덕터로 대체될 수 있지만, 금속 스트랩 (112) 의 전기적 손실은 이러한 럼프형 인덕터 엘리먼트 보다 매우 낮으며, 안테나 A (105) 의 방사 효율은 럼프형 인덕터 엘리먼트가 사용되는 경우 어느 정도 저하될 것이다.
튜닝 엘리먼트 (116) 는 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같은 안테나 A (105) 에 대한 동작 대역 요구조건들에 따라서 (연속 가변 커패시턴스 또는 이산적으로 스위칭되는 커패시터 네트워크를 사용하여) 조절가능한 값을 갖는 커패시터이거나 고정된 값을 갖는 커패시터 (럼프형 커패시터 엘리먼트) 이다.
다른 예시적인 실시형태들에서, 튜닝 엘리먼트 (116) 는 고정된 값을 갖는 인덕터이거나, (직렬 또는 병렬의) 고정된 값들을 갖는 인덕터 및 커패시터일 수 있다. 다중 대역 주파수 튜닝을 위해서, 고정된 커패시터는 연속 가변형 커패시터 또는 이산적으로 스위칭되는 커패시터 네트워크로 대체될 수도 있다. 연속 가변형 커패시터는 하나 이상의 버랙터 (varactors), 강유전체 커패시터, 또는 아날로그 MEM 커패시터로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나 B (125) 는 금속 스트립 엘리먼트들 (130a, 130b) 및 튜닝 엘리먼트 (136) 를 포함하여서 안테나 A (105) 의 물리적인 제한 내에 들어맞게 충분히 작은 루프를 형성한다. 안테나 B (125) 용의 RF 공급 포트는 2 개의 컨택트들 (134a 및 134b) 로 구성된다. 안테나 B (125) 는 다른 예시적인 실시형태들 (미도시) 에서는 z 축을 따라 회전될 수도 있다.
금속 스트랩 (132) 은 금속 스트립 엘리먼트들 (130a 및 130b) 사이에 접속되어서 RF 공급 포트 컨택트들 (134a 및 134b) 사이의 정합 회로를 형성한다. 금속 스트랩 (132) 은 RF 공급 포트 컨택트들 (134a 및 134b) 사이에 접속되는 럼프형 엘리먼트 인덕터로 대체될 수 있지만, 금속 스트랩 (132) 의 전기적 손실은 그 럼프형 엘리먼트 인덕터 보다 매우 낮으며, 안테나 B (125) 의 방사 효율은 (안테나 A (105) 와 동일하게) 럼프형 인덕터 엘리먼트가 사용되면 어느 정도 저하될 수 있다.
튜닝 엘리먼트 (136) 는 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같은 안테나 B (125) 에 대한 동작 대역 요구조건들에 따라서 (연속 가변 커패시턴스 또는 이산적으로 스위칭되는 커패시터 네트워크를 사용하여) 조절가능한 값을 갖는 커패시터이거나 고정된 값을 갖는 커패시터 (럼프형 커패시터 엘리먼트) 이다. 안테나 A (105) 와 마찬가지로, 튜닝 엘리먼트 (136) 는 고정된 값을 갖는 인덕터이거나, (직렬 또는 병렬의) 고정된 값들을 갖는 인덕터 및 커패시터일 수 있다. 다중 대역 주파수 튜닝을 위해서, 커패시터는 연속 가변형 커패시터 또는 이산적으로 스위칭되는 커패시터 네트워크로 대체될 수도 있다. 연속 가변형 커패시터는 하나 이상의 버랙터, 강유전체 커패시터 또는 아날로그 MEM 커패시터로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나 C (145) 는 금속 스트립 엘리먼트들 (150a, 150b) 및 튜닝 엘리먼트 (156) 를 포함하여서 안테나 B (125) 의 물리적 제한 내에 들어맞게 충분히 작은 루프를 형성한다. 안테나 C (145) 용의 RF 공급 포트는 2 개의 컨택트들 (154a 및 154b) 로 구성된다. 다른 예시적인 실시형태들 (미도시) 에서, 안테나 C (145) 는 안테나 A (105) 및 안테나 B (125) 에 대해서 직교 배향을 유지하면서 z 축을 따라 회전될 수도 있다.
금속 스트랩 (152) 은 금속 스트립 엘리먼트들 (150a 및 150b) 사이에 접속되어서 RF 공급 포트 컨택트들 (154a 및 154b) 사이의 정합 회로를 형성한다. 금속 스트랩 (152) 은 RF 공급 포트 컨택트들 (154a 및 154b) 사이에 접속된 럼프형 엘리먼트 인덕터로 대체될 수 있지만, 금속 스트랩 (152) 의 전기적 손실은 럼프형 엘리먼트 인덕터 보다 매우 낮으며 안테나 C (145) 의 방사 효율은 럼프형 인덕터 엘리먼트가 사용되는 경우 어느 정도 저하될 수도 있다.
튜닝 엘리먼트 (156) 는 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같은 안테나 C (145) 에 대한 동작 대역 요구조건들에 따라서 (연속 가변형 커패시턴스 또는 이산적으로 스위칭되는 커패시터 네트워크를 사용하여) 조절가능한 값을 갖는 커패시터이거나 고정된 값을 갖는 커패시터 (럼프형 커패시터 엘리먼트) 이다. 안테나 A (105) 및 안테나 B (125) 와 마찬가지로, 튜닝 엘리먼트 (156) 는 고정된 값을 갖는 인덕터이거나, (직렬 또는 병렬의) 고정된 값들을 갖는 인덕터 및 커패시터일 수 있다. 다중 대역 주파수 튜닝을 위해서, 커패시터는 연속 가변형 커패시턴스 또는 이산적으로 스위칭되는 커패시터 네트워크로 대체될 수도 있다. 연속 가변형 커패시터는 하나 이상의 버랙터, 강유전체 커패시터 또는 아날로그 MEM 커패시터로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예시적인 실시형태들에서, (도 2로부터의) 무선 통신 장치 (10) 및 다중 대역 안테나 어레이 (100) 는, 다만 2 개의 동시적 동작 모드들 (WAN + GPS, WAN + 블루투스 등) 또는 듀얼 다이버시티가 송신 또는 수신을 위해 (EVDO, 802.11 등) 요구되는 경우, 3 개의 직교 안테나 대신에 2 개의 직교 안테나를 포함할 수도 있다. 또한, 얼마나 많은 라디오들이 무선 통신 장치 (10) 에 의해서 지원되는지에 따라서 다중 대역 안테나 어레이 (100) 에 대해 직교하지 않은 복수의 안테나들이 존재할 수 있거나 802.11n, 블루투스, UWB 및 WAN 통신 링크들의 조합을 이용하는 휴대용 컴퓨터와 같은 응용에서는 몇 개의 다중 대역 안테나 어레이들 (100) 이 존재할 수도 있다.
무선 통신 장치 (10) 는 동일한 주파수 대역 또는 분리된 주파수 대역에서의 동시적 동작 모드들을 가진 (다중 대역 안테나 어레이 (100) 로 도시된 바와 같은) 복수의 안테나들을 사용한다. 그 결과, 복수의 안테나들 및 동시적 동작 모드들의 조합은 무선 통신 장치 (10) 및 다중 대역 안테나 어레이 (100) 에 대한 중요한 설계 과제를 발생시킨다. 안테나 방사 효율의 실질적인 개선은 다중 대역 안테나 (100) 가 상이한 주파수 대역용의 복수의 단일 대역 안테나들의 기능을 대체하고 무선 통신 장치 (10) 를 위한 안테나 시스템의 크기를 감소시킬 수 있게 하며; 이에 의해, 회로 보드 플로어 플랜 (floor-plan) 및 레이아웃이 단순화되고, 무선 통신 장치 (10) 의 크기가 감소하고, 궁극적으로는 무선 통신 장치(10) 특징 및 형태가 향상된다. 둘째로, 다중 대역 안테나 어레이 (100) 는 안테나 엘리먼트들 (안테나 A (105), 안테나 B (125), 및/또는 안테나 C (145)) 사이의 격리를 제공하고, 단일 안테나 구성에 대한 최소의 추가 체적으로 하나, 둘 또는 세 개의 동작 주파수 대역에서 3 개까지의 동시적 동작 모드들을 허용한다.
도 3은 도 2의 안테나 A (105) 의 평면도 (XY 평면) 를 나타낸다. 도 2를 참조하여 논의된 바와 같이, 안테나 A (105) 는 금속 스트립 엘리먼트들 (110a, 110b) 및 (선택적으로, 도 1 및 도 3에서는 ANT A FREQ 로 달리 지칭되는) 튜닝 입력 (117) 을 갖는 튜닝 엘리먼트 (116) 를 포함하여서, LA 및 HA의 전체 XY 치수를 갖는 물리적 루프 안테나 구조물을 형성한다. 금속 스트립들 (110a 및 110b) 의 폭은 WA로 규정되며 동작 대역, 임피던스 및 안테나 효율에 기초하여 조절될 수 있다. 자유 공간 (free space) 내에서 형성되지 않는 경우, 안테나 A (105) 의 물리적 구조물은 기판 (118) 에 의해 지지될 필요가 있다. 기판 (118) 은 안테나 A (105) 의 물리적 크기를 줄이기 위해서 얇은 유전체 재료 (유전 상수 > 1) 로 구성되며, (플렉서블 테이프 또는 멤브레인 상에 인쇄될 수 있는) 금속 스트랩 (112), 금속 스트립들 (110a 및 110b) 및 튜닝 엘리먼트 (116) 를 위한 물리적 지지를 제공한다. 도 2와 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 금속 스트랩 (112) 은 안테나 A (105) 의 방사 효율의 감소를 대가로 114a 와 114b 사이에 접속되는 럼프형 엘리먼트 인덕터로 대체될 수 있다.
안테나 A (105) 는 무선 통신 장치 RF 포트 A (122) 와의 임피던스 정합을 용이하게 하기 위해서 선택적인 정합 회로 A (120) 를 포함할 수 있다. 선택적인 정합 회로 A(120) 는 수동형 인덕터 또는 커패시터 엘리먼트들로 구성되며, 기판 (118) 상에 포함되거나, 안테나 A (105) 용의 RF 공급 포트 (컨택트들 (114a 및 114b))와 도 1에서의 RF 프론트-엔드 (205) 의 출력부 (무선 통신 장치 RF 포트 A(122)) 사이의 어느 곳에 위치될 수 있다.
단순화를 위해 도 2에서는 나타내지 않았지만, 도 3의 안테나 A (105) 는 안테나 B (125) 및 안테나 C (145) 를 수용하기 위해 기판 (118) 내에서 절삭된 슬롯 및 노치 (길이 LB 및 LC를 갖는 T와 동일한 갭) 를 포함한다. 추가의 전기적, 기계적 및 화학적 특징들이 부가되어서 안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145) 를 함께 유지시키고 또한 도 1에서 이전에 나타낸 RF 프론트-엔드 (205)(무선 통신 장치 RF 포트 A(122))로부터의 각 루프 안테나 엘리먼트로의/로부터의 RF 신호들을 커플링시킬 수 있다.
안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145)는 또한 페인트 처리되지 않은 (또는 비금속 페인트 처리된) 플라스틱 하우징 등과 같은, 전기적으로 RF인 투명 지지 구조물에 의해 함께 유지될 수 있다. 슬롯 및 노치는 안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145) 사이의 커플링에 영향을 주지 않으면서 XY 평면에서 θ 도 (0 내지 360도) 로 회전될 수 있으며, θ 가 45도, 135도, 225도 또는 315도인 경우에는 안테나 A (105) 및 안테나 B (125) 의 물리적 크기 (LB 및 LC) 가 (0도인 θ에 비해) 루트 2 만큼 증가될 수 있게 한다.
이러한 실례에서, 안테나 B (125) 와 안테나 C (145) 치수에서의 증가된 유연성은 주파수 대역이 서로 가깝거나 중첩되는 응용들에서 요구된다. 그러나, 도 2 및 도 3 및 후속하는 도 4 및 도 5에서 자명한 바와 같이, 안테나 B (125) 와 안테나 C (145) 를 회전시키는 것은 정합 회로들 (120, 140 및 160) 의 신호 결합 또는 안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145)(각기 무선 통신 장치 RF 포트 A (122), 무선 통신 장치 RF 포트 B (142) 및 무선 통신 장치 RF 포트 C (162)) 로 공급되는 RF 신호들이, 각 루프 안테나로의 신호 경로들이 물리적으로 아주 근접한 곳에서 증가되는 것을 초래할 수도 있다.
도 4는 예시적인 실시형태에 따른 도 2의 안테나 B (125) 의 평면도 (YZ 평면) 를 나타낸다. 도 2를 참조하여 이전에 논의된 바와 같이, 안테나 B (125) 는 (선택적으로, 도 1 및 도 4에서는 ANT B FREQ로 달리 지칭되는) 튜닝 입력 (137) 을 갖는 튜닝 엘리먼트 (136) 및 금속 스트립 엘리먼트들 (130a, 130b) 를 포함하여서, LB 및 HB의 전체 YZ 치수를 갖는 물리적 루프 안테나 구조물을 형성한다.
금속 스트립들 (130a, 130b) 의 폭은 WB로 규정되며 동작 대역, 임피던스 및 안테나 효율에 기초하여 조절될 수 있다. 자유 공간 내에서 형성되지 않는 경우, 안테나 B (125) 의 물리적 구조물은 기판 (138) 에 의해 지지될 필요가 있다. 기판 (138) 은 안테나 B (125) 의 크기를 줄이기 위해서 얇은 유전체 재료 (유전 상수 > 1) 로 구성되며, (플렉서블 테이프 또는 멤브레인 상에 인쇄될 수 있는) 금속 스트랩 (132), 금속 스트립들 (130a, 130b) 및 튜닝 엘리먼트 (136) 를 물리적으로 지지한다.
도 2 및 도 3에서 논의된 바와 같이, 금속 스트랩 (132) 은 안테나 B (125) 의 방사 효율의 감소를 대가로 RF 공급 포트 컨택트들 (134a 및 134b) 사이에 접속되는 럼프형 엘리먼트 인덕터로 대체될 수 있다.
안테나 B (125) 는 무선 통신 장치 RF 포트 B (142) 와의 임피던스 정합을 용이하게 하기 위해 선택적인 정합 회로 B (140) 를 포함할 수도 있다. 선택적인 정합 회로 B (140) 는 수동형 인덕터 또는 커패시터 엘리먼트들로 구성되며, 기판 (138) 상에 포함되거나, 안테나 B (125)(134a 및 134b) 와 도 1에서의 RF 프론트-엔드 (225)의 출력부(무선 통신 장치 RF 포트 B (142)) 사이의 어느 곳에 위치될 수 있다.
단순화를 위해 도 2에서는 나타내지 않았지만, 도 4의 안테나 B (125) 는 안테나 C (145) 를 수용하기 위해 기판 (138) 내에서 절삭된 슬롯 및 노치 (길이 HC를 갖는 T와 동일한 갭) 를 포함한다. 추가의 전기적, 기계적 및 화학적 특징들이 부가되어서 안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145)를 함께 유지시키고 또한 도 1에서 이전에 나타낸 RF 프론트-엔드 (225)(무선 통신 장치 RF 포트 B (142))로부터의 각 안테나 엘리먼트로의/로부터의 RF 신호들을 결합시킬 수 있다.
도 5는 도 2에 나타낸 바와 같은 예시적인 실시형태에 따른 안테나 C (145) 의 평면도 (XZ 평면) 를 나타낸다. 도 2를 참조하여 이전에 논의된 바와 같이, 안테나 C (145) 는 (선택적으로, 도 1 및 도 5에서는 ANT C FREQ로 달리 지칭되는) 튜닝 입력 (157) 을 갖는 튜닝 엘리먼트 (156) 및 금속 스트립 엘리먼트들 (150a, 150b) 을 포함하여서, LC 및 HC의 전체 XZ 치수를 갖는 물리적 루프 안테나 구조물을 형성한다. 금속 스트립들 (150a, 150b) 의 폭은 WC로 규정되며, 동작 대역, 임피던스 및 안테나 효율에 기초하여 조절될 수 있다. 자유 공간 내에서 형성되지 않는 경우, 안테나 C (145) 의 물리적 구조물은 기판 (158) 에 의해 지지될 필요가 있다. 기판 (158) 은 안테나 C (145) 의 물리적 크기를 줄이기 위해 얇은 유전체 재료 (유전 상수 > 1) 로 구성되며, (플렉서블 테이프 또는 멤브레인 상에 인쇄될 수 있는) 금속 스트랩 (152), 금속 스트립들 (150a, 150b) 및 튜닝 엘리먼트 (156) 를 물리적으로 지지한다. 도 2, 도 3 및 도 4에서 논의된 바와 같이, 금속 스트랩 (152) 은 안테나 C (145) 의 방사 효율의 감소를 대가로 154a 와 154b 사이에 접속되는 럼프형 엘리먼트 인덕터로 대체될 수도 있다.
안테나 C (145) 는 무선 통신 장치 RF 포트 C (162) 와의 임피던스 정합을 용이하게 하기 위해 선택적인 정합 회로 C (160) 를 포함할 수도 있다. 선택적인 정합 회로 C (160) 는 수동형 인덕터 또는 커패시터 엘리먼트들로 구성되며, 기판 (158) 상에 포함되거나, 안테나 C (145)(154a 및 154b)와 도 1에서의 RF 프론트-엔드 (245) 의 출력부(무선 통신 장치 RF 포트 C (162)) 사이의 어느 곳에 위치될 수 있다.
도 2 내지 도 5의 예시적인 실시형태에서 나타낸 바와 같이, 각 루프 안테나(안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145))의 동작 주파수 대역 또는 채널은 각기 튜닝 입력들 (117, 137 및 157) 을 갖는 튜닝 엘리먼트들 (116, 136 및 156) 의 커패시턴스 값을 제어함으로써 변화될 수 있다.
튜닝 엘리먼트들 (116, 136 및 156) 은 디지털-아날로그 변환기들 (프로세서 (400) 내에 포함된 DAC들) 을 통해서 도 1의 프로세서 (400) 로부터의 디지털 제어 신호들을 갖는 제어 전압을 사용하는 연속 가변형 커패시턴스로서 또는 하나 이상의 디지털 제어 신호들 (프로세서 (400) 에 의해서 제공된 입력들) 을 사용하는 RF 스위치들에 의해서 선택되는 고정된 값 커패시터들의 세트로서 소망하는 동작 대역 또는 동작 주파수에 따라서 구현될 수 있다.
또한, 튜닝 엘리먼트들 (116, 136 및 156) 은 인덕터, 커패시터, 다이오드, FET 스위치, 버랙터, 강유전체 커패시터, 아날로그 MEM 커패시터, 디지털 로직 및 바이어싱 회로들을 포함하지만 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 회로 토폴로지 (topology) 로 구현될 수도 있다.
도 6은 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 구성된 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C를 갖는 다중 대역 어레이에 있어서 700 내지 1600 MHz에서의 안테나 방사 효율의 그래프를 나타낸다. 도 6의 그래프로부터 명백한 바와 같이, 동작 주파수 대역은 안테나 A (105) 에 대해서는 740 MHz (미디어플로(MediaFLO)) 이고, 안테나 B (125) 에 대해서는 860 MHz (US 셀룰러) 이고, 안테나 C (145) 에 대해서는 1575 MHz (GPS) 이다.
다중 대역 안테나 어레이 (100) 는 각 루프 안테나에 대한 공진 주파수 대역을 시프트시키기 위해서 각각 튜닝 입력들 (117, 137 및 157) 을 갖는 튜닝 엘리먼트들 (116, 136 및 156) 을 조절함으로써 상이한 동작 주파수 대역들에 대해서 구성될 수 있다. 임의의 주어진 시간에서, 각 루프 안테나는 일 주파수 대역 및 일 주파수 모드로 동작한다. 그러나, 다중 루프 안테나는 적절하게 구성되기만 하면 수신 및/또는 송신 다이버시티에 대해서 동일한 주파수 대역으로 동작할 수 있다.
도 7은 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 구성된 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C를 갖는 다중 대역 어레이 (100) 에 있어서 700 내지 1600 MHz에서의 안테나 반사 손실의 그래프이다. 도 7에 나타낸 예시적인 실시형태에서, 동작 주파수 대역들은 50 옴 (ohm) 으로 정합된다. 정합 회로들 (120, 140, 160) 은 정합 엘리먼트들 (미도시) 을 조절하거나 튜닝하여서 넓은 범위의 동작 주파수들에 걸쳐서 50 옴 정합을 유지하기 위해, (프로세서 (400) 로부터의) 디지털 제어 신호들을 필요로 할 수 있다.
도 8은 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 구성된 안테나 A, 안테나 B 및 안테나 C를 갖는 다중 대역 어레이 (100) 에 있어서 700 내지 1600 MHz에서의 안테나 커플링의 그래프를 나타낸다. 도 8의 그래프로부터 명백한 바와 같이, 동작 주파수 대역들은 안테나 커플링이 개별 루프 안테나들 사이에서 최대가 되는 곳에 존재한다. 그러나, 각 루프 안테나는 다른 루프 안테나들에 대해서 직교하면서 임베딩되는 방식으로 배열되기 때문에, 넓은 범위의 무선 주파수에 걸친 전체적인 분리는 안테나 구조물들 사이에서 아주 근접 (중첩) 함을 고려하면 우수하게 된다. 다중 대역 안테나 어레이 (100) 의 물리적 크기 및 개별 루프 안테나들 (안테나 A (105), 안테나 B (125) 및 안테나 C (145))의 상대적 크기에 따라 추가적인 개선이 이루어질 수 있다.
당업자들은 정보 및 신호들이 임의의 다양한 다른 장비 및 기술을 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상술한 설명 전반에 걸쳐서 참조될 수 있는 데이터, 지시, 명령, 정보, 신호, 비트, 심볼 및 칩들은 전압, 전류, 전자기파, 자기장, 자기 입자, 광학적 필드, 광학 입자 또는 이들의 임의의 조합에 의해서 표현될 수 있다.
당업자는 또한 본 명세서에서 개시된 실시형태들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계들이 전자적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이들 모두의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이러한 하드웨어와 소프트웨어의 상호 교환성을 명료하게 설명하기 위해서, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 단계들이 그들의 기능의 관점에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현될 것인지 또는 소프트웨어로 구현될 것인지는 특정 응용 및 전체 시스템에 부여된 설계 제한들에 의존한다. 당업자는 각 특정 응용에 대해서 다양한 방식으로 상술된 기능들을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 범위를 일탈하도록 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 본 명세서에서 기술된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, DSP (Digital Signal Processor), ASIC (Applicaiton Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), 다른 프로그램 가능한 논리 소자, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세일 수 있지만, 이와 달리, 범용 프로세서는 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 이러한 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 디바이스의 조합으로서 구현될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 실시형태들과 관련하여 기술된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 직접 하드웨어에 의해서 구현되거나, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에 의해서 구현되거나 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소트웨어 모듈은 RAM (Random Access Memory), 플래시 메모리, ROM (Read Only Memory), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), 레지스터, 하드 다스크, 탈착 가능한 디스크, CD ROM, 또는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 이 저장 매체로부터의 정보를 판독하거나 이 저장 매체로 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 결합될 수 있다. 다르게는, 저장 매체가 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다르게는, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에서 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 실시형태들에서 기술된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 해서 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우에, 그 기능들은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상의 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장되거나 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 컴퓨터 프로그램의 일 위치에서 다른 위치로의 이동을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해서 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 예를 들어 (한정하는 바가 아님), 이러한 컴퓨터 판독 가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, 다른 광 디스크 저장 매체, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 소망하는 프로그램 코드를 명령 또는 데이터 구조들의 형태로 반송 또는 저장하기 위해 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해서 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속도 컴퓨터 판독 가능한 매체로 적합하게 지칭될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹 사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광 섬유 케이블, 트위스티드 페어 (twisted pair), 디지털 가입자 라인 (DSL), 또는 적외선, 무선, 마이크로웨이브와 같은 무선 기술을 사용하여서 송신되는 경우에, 이러한 동축 케이블, 광 섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL 또는 적외선, 무선 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술은 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은, 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이져 디스크, 광 디스크, DVD, 플로피 디스크 및 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생성하는 블루 레이 디스크를 포함하며, 디스크는 레이져를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생성한다. 또한, 전술한 매체들의 조합이 컴퓨터-판독가능 매체의 범주 내에 포함될 것이다.
개시되어 있는 실시형태들에 대한 이전의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 이들 실시형태에 대한 다양한 변형들을 명백히 알 수 있으며, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 일탈함 없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 설명된 실시형태들로 한정되는 것을 의도하는 것이 아니라, 여기에서 개시된 원리 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (30)

  1. 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들을 포함하는 다중 대역 안테나 장치로서,
    상기 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들의 각각은 서로 직교하고,
    상기 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들 중 제 2 루프 안테나 엘리먼트는, 상기 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들 중 제 1 루프 안테나 엘리먼트의 물리적 제한 내에서 임베딩되는 방식으로 들어맞는 크기로 되고,
    상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트 및 상기 제 2 루프 안테나 엘리먼트는, 적어도 하나의 동작 모드에서, 상이한 각각의 주파수들에서 동시에 공진하도록 구성되는, 다중 대역 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 루프 안테나 엘리먼트는 대응하는 루프 안테나 엘리먼트를 공진 주파수들 중 소망하는 공진 주파수로 튜닝하기 위한 관련 튜닝 엘리먼트를 포함하는, 다중 대역 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 루프 안테나 엘리먼트는 상부 절반부와 하부 절반부로 분할되고,
    상기 관련 튜닝 엘리먼트가 상기 상부 절반부와 상기 하부 절반부 사이에 커플링되는, 다중 대역 안테나 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 무선 통신 장치에서의 사용을 위한 것이고,
    각각의 루프 안테나 엘리먼트를 공진 주파수들 중 대응하는 소망 공진 주파수로 튜닝하는 것은, 상기 다중 대역 안테나 장치 내의 각 루프 안테나 엘리먼트를 상이한 동작 주파수 대역으로 튜닝하기 위해서 각 대응하는 튜닝 엘리먼트와 관련된 소망하는 튜닝 값을 상기 무선 통신 장치가 선택하는 것을 포함하는, 다중 대역 안테나 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는 디지털-아날로그 변환기 (digital to analog converter) 들 및 디지털 제어 신호들을 포함하고,
    상기 디지털 제어 신호들은 각 튜닝 엘리먼트의 튜닝 값을 선택하기 위한 상기 디지털-아날로그 변환기로의 입력들로서 구성되며,
    상기 디지털-아날로그 변환기들의 출력들은 아날로그 제어 전압들로서 구성되는, 다중 대역 안테나 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    각 튜닝 엘리먼트는 대응하는 아날로그 제어 전압에 의해서 제어되는 연속 가변형 커패시터를 포함하는, 다중 대역 안테나 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    각 튜닝 엘리먼트는 대응하는 아날로그 제어 전압에 의해서 제어되는 MEMS 가변 커패시터를 포함하는, 다중 대역 안테나 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    각 튜닝 엘리먼트는 집적 회로인, 다중 대역 안테나 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 적어도 하나의 무선 주파수 공급 포트와 적어도 하나의 무선 통신 장치 무선 주파수 포트 사이의 정합 회로를 포함하는, 다중 대역 안테나 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 각 루프 안테나 엘리먼트를 위한 분리된 플렉서블 멤브레인들 상에 인쇄되는, 다중 대역 안테나 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 각 루프 안테나 엘리먼트를 위한 분리된 유전체 기판들 상에 인쇄되는, 다중 대역 안테나 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 3 차원 비금속 물체 상의 선택적 금속화 (metallization) 에 의해 형성되는, 다중 대역 안테나 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 다중 대역 안테나 장치는 휴대형 무선 통신 장치의 일부인, 다중 대역 안테나 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 다중 대역 안테나 장치는 임베딩된 무선 통신 장치를 갖는 휴대형 컴퓨터의 일부인, 다중 대역 안테나 장치.
  15. 다중 대역 안테나 장치로서,
    제 1 무선 주파수 공급 포트를 갖는, XY 평면에 있는 제 1 루프 안테나 엘리먼트;
    상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트와 인터스페이싱 (interspacing) 되고 제 2 무선 주파수 공급 포트를 갖는, YZ 평면에 있는 제 2 루프 안테나 엘리먼트; 및
    상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트 및 상기 제 2 루프 안테나 엘리먼트와 인터스페이싱되고 제 3 무선 주파수 공급 포트를 갖는, XZ 평면에 있는 제 3 루프 안테나 엘리먼트를 포함하고,
    상기 제 2 루프 안테나 엘리먼트는 상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트의 물리적 제한 내에서 임베딩 방식으로 들어맞는 크기로 되고, 상기 제 3 루프 안테나 엘리먼트는 상기 제 2 루프 안테나 엘리먼트의 물리적 제한 내에서 임베딩 방식으로 들어맞는 크기로 되고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 루프 안테나 엘리먼트들은, 적어도 하나의 동작 모드에서, 상이한 각각의 주파수들에서 동시에 공진하도록 구성되는, 다중 대역 안테나 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 각 루프 안테나 엘리먼트를 위한 분리된 플렉서블 멤브레인들 상에 인쇄되는, 다중 대역 안테나 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 각 루프 안테나 엘리먼트를 위한 분리된 유전체 기판들 상에 인쇄되는, 다중 대역 안테나 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 3 차원 비금속 물체 상의 선택적 금속화에 의해 형성되는, 다중 대역 안테나 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 다중 대역 안테나 장치는 임베딩된 무선 통신 장치를 갖는 휴대형 컴퓨터의 일부인, 다중 대역 안테나 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    YZ 평면에 있는 상기 제 2 루프 안테나 엘리먼트는 상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트의 XY 평면에서 θ 도 회전되어 있고, 상기 XZ 평면에 있는 제 3 루프 안테나 엘리먼트는 제거되는, 다중 대역 안테나 장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 YZ 평면에 있는 제 2 루프 안테나 엘리먼트 및 상기 XZ 평면에 있는 제 3 루프 안테나 엘리먼트는 상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트의 XY 평면에서 θ 도 회전되어 있는, 다중 대역 안테나 장치.
  22. 다중 대역 안테나 장치를 포함하는 디바이스로서,
    적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들을 포함하고,
    상기 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들의 각각은 서로 직교하고,
    상기 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들 중 제 2 루프 안테나 엘리먼트는, 상기 적어도 2 개의 루프 안테나 엘리먼트들 중 제 1 루프 안테나 엘리먼트의 물리적 제한 내에서 임베딩되는 방식으로 들어맞는 크기로 되고,
    상기 제 1 루프 안테나 엘리먼트 및 상기 제 2 루프 안테나 엘리먼트는, 적어도 하나의 동작 모드에서 상이한 각각의 주파수들에서 동시에 공진하도록 구성되는, 다중 대역 안테나 장치를 포함하는 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    각각의 루프 안테나 엘리먼트는 상부 절반부와 하부 절반부로 분할되고,
    상이한 주파수들에서 공진하는 상기 제 1 및 제 2 루프 안테나 엘리먼트들을 튜닝하기 위한 튜닝 엘리먼트 수단을 더 포함하고,
    상기 튜닝 엘리먼트 수단은 상기 적어도 2개의 루프 안테나 엘리먼트들 중 관련되는 루프 안테나 엘리먼트의 상기 상부 절반부와 상기 하부 절반부 사이에 각각 커플링되는 적어도 2 개의 튜닝 엘리먼트들을 포함하는, 다중 대역 안테나 장치를 포함하는 디바이스.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나 장치는 무선 통신 장치에서의 사용을 위해 적응되고,
    상기 무선 통신 장치는, 제 1, 제 2 및 제 3 루프 안테나 엘리먼트들의 각각을, 상이한 동작 주파수 대역들 내에 있는 상기 상이한 각각의 주파수들로 튜닝하도록 동작하는, 다중 대역 안테나 장치를 포함하는 디바이스.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 상이한 각각의 주파수들은 상이한 무선 통신 프로토콜들의 주파수 대역들에서의 주파수들인, 다중 대역 안테나 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 상이한 무선 통신 프로토콜들의 주파수 대역들은, 740 MHz 미디어플로 (MediaFLO) 밴드, 850 MHz US 셀룰러 CDMA 대역, 1900 MHz PCS 대역, 2412 MHz 블루투스 대역, 및 1575 MHz GPS 대역으로부터 선택되는, 다중 대역 안테나 장치.
  27. 제 15 항에 있어서,
    상기 상이한 각각의 주파수들은 상이한 무선 통신 프로토콜들의 주파수 대역들에서의 주파수들인, 다중 대역 안테나 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 상이한 무선 통신 프로토콜들의 주파수 대역들은, 740 MHz 미디어플로 (MediaFLO) 밴드, 850 MHz US 셀룰러 CDMA 대역, 1900 MHz PCS 대역, 2412 MHz 블루투스 대역, 및 1575 MHz GPS 대역으로부터 선택되는, 다중 대역 안테나 장치.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 상이한 각각의 주파수들은 상이한 무선 통신 프로토콜들의 주파수 대역들에서의 주파수들인, 다중 대역 안테나 장치를 포함하는 디바이스.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 상이한 무선 통신 프로토콜들의 주파수 대역들은, 740 MHz 미디어플로 (MediaFLO) 밴드, 850 MHz US 셀룰러 CDMA 대역, 1900 MHz PCS 대역, 2412 MHz 블루투스 대역, 및 1575 MHz GPS 대역으로부터 선택되는, 다중 대역 안테나 장치를 포함하는 디바이스.
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