KR101533126B1 - 액티브 요소들을 갖는 안테나 - Google Patents

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이더트로닉스, 인코포레이티드
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Abstract

다중 주파수 안테나는 IMD 요소, 액티브 튜닝 요소들 및 기생 요소들을 포함한다. IMD 요소는 액티브 튜닝 및 기생 요소들과 함께 사용되어 안테나가 동작하는 가변 주파수를 가능하게 하며, 여기서 활성화되는 경우, 기생 요소들은 IMD 요소와 결합하여 IMD 요소의 동작 특성을 변경할 수 있다.

Description

액티브 요소들을 갖는 안테나{ANTENNA WITH ACTIVE ELEMENTS}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 그러한 무선 통신 중에 사용하기 위한 안테나에 관한 것이다.
새로운 세대의 핸드셋 및 기타 무선 통신 장치들이 소형화되고 더 많은 애플리케이션들과 함께 매립됨에 따라, 이들 장치들의 고유의 한계를 처리하는 새로운 안테나 설계가 요구된다. 전형적인 안테나 구조에 따르면 특정 무선 주파수에서 및 특정 대역폭을 갖는 공진 안테나 구조를 제공하기 위해 특정 물리 체적이 요구된다. 다중 대역 애플리케이션들에서, 2 이상의 그러한 공진 안테나 구조가 요구될 수도 있다. 새로운 세대의 무선 장치들이 도래함에 따라, 그러한 전형적인 안테나 구조는 장치들의 사이즈를 줄이고 그들의 성능을 개선시키기 위해, 빔 스위칭, 빔 스티어링, 공간 또는 분극 안테나 다이버시티, 임피던스 정합, 주파수 스위칭, 모드 스위칭 등을 고려할 필요가 있을 것이다.
무선 장치들은 또한 기타 이동 전자 장치들과 컨버전스(convergence)를 경험하고 있다. 데이터 전송 레이트 및 프로세서와 메모리 자원들의 증가로 인해, 전형적으로 보다 전통적인 전자 장치들을 위해 확보된 많은 제품과 서비스를 무선 장치들에 대해 제공할 수 있게 되었다. 예를 들어, 방송 텔레비전 신호들을 수신하도록 현대 이동 통신 장치들이 구비될 수 있다. 이들 신호들은 예를 들어, 800/900 Mhz 및 1800/1900 Mhz의 보다 전통적인 셀룰라 통신 주파수들에 비해 매우 낮은 주파수들(예를 들어, 200-700 Mhz)로 방송되는 경향이 있다.
또한, 현대의 휴대 전화에 사용하기 위한 저주파 듀얼 밴드 내부 안테나의 설계가 다른 도전을 제기한다. 기존의 이동 장치 안테나 설계들이 갖는 하나의 문제점은 그러한 설계들이 모든 방송된 신호들을 수신하기 위해 그러한 저주파에서 용이하게 활성화되지(excited) 않는다는 점이다. 표준 기술들은 안테나들이 저주파에서 동작될 때 대형화될 것을 요구한다. 특히, 존재하는 휴대 전화, PDA, 및 유사한 통신 장치 설계들로 인해 폼 팩터가 작아짐에 따라, 작은 폼 팩터들을 수용하기 위해 주파수 애플리케이션들을 변경하기 위한 내부 안테나들을 설계하는 것이 더 어려워졌다.
본 발명은 보다 높은 대역폭을 갖는 보다 효율적인 안테나를 생성하기 위해 현재 안테나 설계의 결함들을 다루고 있다.
본 발명의 일 양상에서, 다중 주파수 안테나는 IMD(Isolated Magnetic DipoleTM) 요소, 하나 이상의 기생 요소 및 하나 이상의 액티브 튜닝 요소를 포함하고, 액티브 요소들은 IMD 요소와 떨어져 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 액티브 튜닝 요소들은 안테나의 주파수 응답을 변화시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 기생 요소들은 IMD 요소 아래에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 기생 요소들은 IMD 요소와 떨어져 배치된다. 일 실시예에서, 액티브 튜닝 요소들은 하나 이상의 기생 요소 상에 배치된다.
또 다른 실시예에서, 액티브 튜닝 요소들 및 기생 요소들은 접지면 위에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 기생 요소들은 IMD 요소 아래에 위치되고 IMD 요소와 기생 요소 사이의 간격은 튜닝가능한 주파수를 제공한다. 또한, 다른 실시예는 기생 요소 중 하나가 접지면에 접속하는 영역에서 기생 요소가 액티브 튜닝 요소를 갖는 것을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 다중 주파수 안테나가 다수의 공진 요소들을 포함하는 것을 제공한다. 또한, 공진 요소들은 각각 액티브 튜닝 요소들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 안테나는 하나 이상의 액티브 요소들을 포함하는 외부 정합 회로를 갖는다.
일 실시예에서, 안테나에서 이용되는 액티브 튜닝 요소들은 전압 제어형 튜닝가능한 커패시터, 전압 제어형 튜닝가능한 위상 시프터들, FET들 및 스위치들 중 적어도 하나이다.
본 발명의 다른 양태는 접지면 위의 IMD 요소, 접지면 위에 모두 배치된 하나 이상의 기생 요소 및 IMD 요소와 떨어져 배치된 하나 이상의 액티브 튜닝 요소들을 제공하는 다중 주파수 안테나 형성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 IMD 요소, 하나 이상의 기생 요소 및 하나 이상의 액티브 튜닝 요소를 포함하는 무선 장치를 위한 안테나 구성을 제공하는데, 여기서 IMD 요소는 기판 상에 배치될 수 있고, 액티브 튜닝 요소는 IMD 요소와 떨어져 배치된다. 추가의 실시예에서, 안테나의 주파수를 변경하기 위해 하나 이상의 기생 요소들을 이용하여 IMD 요소의 필드를 변경한다.
도 1은 본 발명에 따른 안테나의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 안테나의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 액티브 튜닝 요소들을 갖고 IMD 요소 주위에 분포된 다수의 기생 요소들을 갖는 본 발명에 따른 안테나의 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 액티브 튜닝 요소들을 갖는 다수의 기생 요소들을 갖는 본 발명에 따른 안테나의 다른 실시예의 측면도.
도 5는 가변 높이 및 액티브 튜닝 요소를 갖는 기생 요소를 갖는 본 발명에 따른 안테나의 실시예의 측면도.
도 6은 가변 높이 및 액티브 튜닝 요소를 갖는 기생 요소를 갖는 본 발명에 따른 안테나의 다른 실시예의 측면도.
도 7은 가변 높이 및 액티브 튜닝 요소를 갖는 기생 요소를 갖는 본 발명에 따른 안테나의 다른 실시예의 측면도.
도 8은 외부 정합 회로에 포함된 액티브 튜닝 요소를 갖는 기생 요소를 갖는 본 발명에 따른 안테나를 도시하는 도면.
도 9는 액티브 튜닝 요소 및 액티브 튜닝 요소를 갖는 기생 요소를 갖는 본 발명에 따른 안테나를 도시하는 도면.
도 10은 다수의 공진 액티브 튜닝 요소 및 액티브 튜닝 요소들을 갖는 기생 요소를 갖는 본 발명에 따른 안테나를 도시하는 도면.
도 11은 액티브 튜닝 요소들이 기생 요소 및 메인 IMD 요소와 함께 이용되는 본 발명의 실시예에 따른 다른 안테나를 도시하는 도면.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나와 함께 액티브 튜닝 요소를 이용한 예시적인 주파수 응답을 도시하는 도면.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 액티브 튜닝 요소의 조정을 통한 광대역 주파수 범위를 도시하는 도면.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예들에 따른 각종 형상의 기생 요소들을 도시하는 도면.
제한 없는 설명을 위한 이하의 기술에서, 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 상세 및 기술이 개시된다. 그러나, 본 발명은 이러한 상세 및 기술로부터 벗어나는 다른 실시예들에서 실시될 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나(10)는 기판의 접지면(13)에 배치된 IMD 요소(11) 및 액티브 튜닝 요소(14)를 갖는 기생 요소(12)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 액티브 튜닝 요소(14)는 기생 요소(12) 상 또는 그 수직 커넥션 상에 배치된다. 액티브 튜닝 요소는 전압 제어형 튜닝가능한 커패시터, 전압 제어형 튜닝가능한 위상 시프터들, FET들, 스위치들, MEMs 장치, 트랜지스터, 또는 예를 들어 ON-OFF 및/또는 액티브하게 제어할 수 있는 전도성/유도성 특성들을 나타낼 수 있는 회로 중 어느 하나 이상일 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, IMD 요소(11)와 접지면(13) 사이의 거리는 기생 요소(12)와 접지면(13) 사이의 거리보다 크다. 기생 요소(14)와 IMD 요소(11) 간의 결합으로 인한 주파수를 조정하기 위해 거리가 변화될 수 있다. 전류는 IMD 요소(11)를 통해 주로 구동되는데, 이는 전력 처리 향상 및 효율성 향상을 가능하게 한다.
IMD 요소는 통신 장치가 동작하는 가변 주파수를 인에이블하기 위해 액티브 튜닝과 결합하여 사용된다. 또한, 액티브 튜닝 요소들은 안테나의 주파수 응답을 제어하기 위해 IMD 요소와 떨어져 배치된다. 일 실시예에서, 이것은 하나 이상의 기생 요소들의 튜닝을 통해 달성된다. IMD 요소의 아래, 위 또는 중심에서 벗어나 위치될 수 있는 기생 요소들은 IMD 요소의 하나 이상의 동작 특성을 변경하기 위해 IMD 요소와 결합한다. 일 실시예에서, 기생 요소는, 활성화될 때, 4극자형의 방사 패턴을 나타낸다. 또한, IMD 요소는 스터브형 안테나를 포함할 수 있다.
기생 요소들의 위치지정뿐만 아니라 액티브 튜닝 요소들의 조정은 방사 패턴의 조정 및 대역폭 증가를 허용한다. IMD 요소와 관련하여 기생 위치, 길이 및 위치지정은 증가 또는 감소된 결합을 허용하므로 동작 주파수의 증가 또는 감소 및 방사 패턴 특성의 변경을 허용한다. 기생 요소 상에 배치되는 액티브 튜닝 요소들은 IMD 요소와 기생 요소 간의 결합의 미세한 조정을 허용하고, 차례로 총 안테나 시스템의 주파수 응답의 미세한 튜닝을 허용한다.
도 2는 IMD 요소(21), 및 액티브 튜닝 요소들(22)을 갖는 하나 이상의 기생 요소들(24)을 갖는 안테나(20)의 다른 실시예를 도시한다. 모든 요소들은 접지면 상에 위치된다. 그러나, 본 실시예에서, 다수의 기생 요소(24)가 다수 레벨의 튜닝 조정들을 위해 x-y 평면에 위아래로 배치되어 정렬되어 있다. 접지면과 기생 요소들 사이의 거리는 기생 요소와 IMD 요소 사이의 거리에 따라 변한다. 이에 의해 결합으로부터의 방사 패턴들 및/또는 주파수 응답이 변한다. 다시 IMD 요소에 의해 생성된 방사 패턴을 더 조작하기 위해, 본 실시예에서의 기생 요소는 또한 y 축상에서 길이가 변하는 다수의 부분들을 갖는다. 전류는 IMD 요소를 통해서만 계속 구동되어 안테나(20)의 증가된 효율을 제공한다.
도 3은 IMD 요소(31)로부터의 송신 신호를 변화시키는 또 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 안테나(30)는 IMD 요소(31) 및 다수의 기생 요소(32)를 포함한다. 기생 요소들(32) 각각은 그들에 부착된 액티브 튜닝 요소들(34)을 갖는다. 액티브 튜닝 요소들(34)은 안테나(30)의 접지면(33) 상에 위치된다. 본 실시예에서, 기생 요소들(32)은 IMD 요소(31) 주위에 분포된다. 도시된 바와 같이, 기생 요소들(34)은 x 및 y 평면에서의 길이 및 z방향에서의 IMD 요소(31)까지의 거리 모두가 변할 수 있다. IMD 요소에의 근접성(proximity)뿐만 아니라 표면적 변경은, 각각의 개별적인 기생 요소(32) 상의 액티브 튜닝 요소들(33)에 의해 원하는 주파수로 조정될 수 있는 IMD 요소(31)의 방사 패턴의 증가된 변화 및 기생 요소와 IMD 요소 간의 결합의 제어를 가능하게 한다.
도 4는 다수의 기생 요소(42) 및 다수의 액티브 튜닝 요소(44) 바로 위에 배치된 IMD 요소(41)를 포함하는 일반적인 구성을 갖는 안테나(40)의 실시예의 측면도를 도시한다. 모든 요소들은 다시 접지면(43) 상에 배치되는데, 커넥터들이 z 방향으로 수직 연장한다. 그러나, 요소들이 배치되는 장치의 구성에 따라, 임의의 평면 내에 요소들이 배치될 수 있고 예시적인 실시예들에 제공된 요소들에 제한되어서는 안된다. 본 실시예에서, 다수의 액티브 튜닝 요소(44)가 기생 요소(42) 상에 배치되어, 정지된 높이와, 그에 따른 IMD 요소(41)까지의 거리를 변경한다. 또한, 액티브 튜닝 요소들(44)은 길이가 수평으로 연장하고 변하는 다수의 기생 요소(42) 사이에 배치된다. 이러한 구성에서, 각각의 개별적인 액티브 튜닝 요소는 그 바로 위에 배치된 기생 요소를 제어할 수 있고, 또한 안테나의 주파수 출력을 제어한다. 다수의 기생 요소(42)의 거리 및 표면적이 IMD 요소(41)에 대하여 그리고 서로 변하기 때문에 더 많은 변경을 달성할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 5는 단일 기생 요소(54)가 접지면(53) 위에서 z 방향의 높이를 변경할 수 있는 구성을 제공한다. 이와 관련하여, 기생 요소(54)는 IMD 요소(51)에 평행하지 않은 플레이트로서 구성된다. 오히려, 기생 요소(54)는 자유 단부가 수직 커넥터에 접속된 단부보다 IMD 요소(51)에 더 가깝게 위치되도록 구성된다. 다시, IMD 요소(51), 기생 요소(54) 및 액티브 튜닝 요소(55)는 모드 접지면 상에 배치되고, 액티브 튜닝 요소(55)는 기생 요소(54) 상에 배치된다. 단일 기생 요소(54)는 접지면 위의 높이가 변할 수 있기 때문에, IMD 요소(51)와 기생 요소(54) 사이의 결합에 대한 더 많은 제어가 가능해진다. 이러한 특징은 IMD 요소(51)와 기생 요소(54) 사이의 결합 영역(52)을 생성한다. 또한, 액티브 튜닝 요소(55)는 기생 요소(54)와 IMD 요소(51) 사이의 결합을 더 변경할 수 있다. 기생 요소(54)에서의 x축의 길이는 다른 실시예들에서보다 실질적으로 길 수 있어, IMD 요소(51)에 더 잘 결합하도록 더 많은 표면적을 제공하고, 생성된 방사 패턴들 및/또는 주파수 응답의 추가의 조작을 제공한다. 높이가 변하는 기생 요소의 길이는 결합의 양, 및 결과적으로 원하는 주파수 변화량에 따라 훨씬 짧아질 수도 있다.
유사한 실시예에서, 도 6은 도 5에 제공된 개념의 변화를 제공하며, 기생 유닛(64)은 다시 z축 상에서 높이가 변한다. 도 6의 실시예에서, 기생 요소(64)는 자유 단부가 수직 커넥터에 접속된 단부보다 IMD 요소(61)로부터 더 멀리 위치되도록 구성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기생 요소(64)의 길이는 변할 수 있고, 본 실시예에서 IMD 요소(61)에 대한 기생 요소(64)의 높이는 기생 요소의 상승 높이 부분의 방향 변화로 인해 변할 수도 있다. 이러한 변화는 다시 기생 요소에 의한 IMD 요소에의 결합에 영향을 준다. IMD 요소(61)에 더 근사한 거리에 있으면, 결합 영역(62)이 감소되어, 결합의 약간 작은 변화 및 안테나의 주파수 출력에 대한 보다 안정한 제어가 가능해진다. 기생 요소(64)의 길이는, 도 5와 마찬가지로, 다른 실시예들에서보다 길고, 더 작은 결합이 필요하다면 더 짧아질 수도 있다. 액티브 튜닝 요소(65)는 계속 기생 요소(64) 상에 배치되어, 심지어 안테나의 주파수 특성의 추가 제어가 가능해진다.
도 7은 도 5와 유사한 예시적인 실시예를 제공하며, 다수의 기생 요소들(72)이 IMD 요소(71) 및 접지면(73)에 대해 높이가 변한다. 하나의 액티브 튜닝 요소(65)를 갖는 기생 요소(64)의 일부의 연속 하강 또는 상승 대신에, 본 실시예는 특정 출력에 대한 주파수를 제어하기 위해 다수의 액티브 튜닝 요소들(74)을 갖는 계단 스텝 구조를 포함한다. 보다 작은 기생 스텝들의 하나 이상의 부분들은 안테나의 원하는 주파수 출력을 달성하기 위해 개별적으로 튜닝될 수도 있다.
이어서, 도 8에 제공된 실시예를 참고하면, IMD 요소(81) 및 액티브 튜닝 요소(85)를 갖는 기생 요소(82)가 접지면(83) 상에 모두 배치되어 있다. 본 실시예에서, 액티브 요소는 안테나 구조 외부의 정합 회로(84) 내에 포함된다. 정합 회로(84)는 액티브 안테나에 의해 생성되는 부하와 소스 사이의 임피던스를 매칭시키고, 차례로 반사들을 최소화하고 보다 넓은 대역폭들에 대한 전력 전달을 최대화하기 위해 IMD 요소(81)로의 전류 흐름을 제어한다. 다시, 정합 회로(84)를 추가함으로써, IMD 요소(81)를 통한 주파수 응답을 더욱 제어할 수 있다. 액티브 정합 회로는 안테나의 방사 패턴 특성들 및/또는 주파수 응답을 더 잘 제어하기 위해 기생 요소들에 위치된 액티브 컴포넌트들과 독립적으로 또는 함께 조정될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 9는 액티브 튜닝 요소(92)를 갖는 IMD 요소(91)가 IMD 요소(91) 구조에 포함되고 접지면(94) 상에 위치되는 또 다른 구성을 도시한다. 이전의 실시예들과 마찬가지로, 기생 요소(93)는 또한 기생 요소(93)의 IMD 요소(91)에의 결합을 조정하기 위해 액티브 튜닝 요소(92)를 갖는다. 본 실시예에서, IMD 요소(91) 상의 액티브 튜닝 요소(92)의 추가는 ON-OFF 및/또는 제어가능한 용량성 또는 유도성 특성들을 나타낼 수 있는 장치를 포함한다. 일 실시예에서, 액티브 튜닝 요소(92)는 트랜지스터 장치, FET 장치, MEMs 장치, 또는 다른 적절한 제어 요소 또는 회로를 포함할 수 있다. 액티브 튜닝 요소가 OFF 특성들을 나타내는 실시예에서, IMD 요소(91)의 LC 특성들은, IMD 요소(91)가 안테나가 ON 특성들을 나타내는 액티브 튜닝 요소와 함께 동작하는 주파수보다 1 옥타브 이상 높거나 낮은 주파수에서 동작하도록 변경될 수 있다는 것이 식별되었다. 액티브 튜닝 요소(92)의 인덕턴스가 제어되는 다른 실시예에서, IMD 요소(91)의 공진 주파수는 좁은 대역폭에 걸쳐 빨리 변화될 수 있다는 것이 식별되었다.
도 10은 IMD 요소(101)가 다수의 공진 요소(105)를 포함하고, 각각의 공진 요소(105)가 액티브 요소(104)를 포함하는 안테나의 다른 실시예를 도시한다. 또한, 기생 요소(102)는 액티브 튜닝 요소(104)를 갖는다. 기생 요소 및 IMD 요소는 모두 접지면(103) 상에 위치된다. 공진 요소들(105)을 IMD 요소(101)에 추가하는 것은 공진 상호작용 및 변경된 전류 분배를 통해 다수의 공진 주파수 출력들을 가능하게 한다.
도 11은 안테나의 접지면(114) 상에 모두 배치된 메인 IMD 요소(111) 및 기생 요소(113)와 결합하여 이용되는 액티브 튜닝 요소들(115)의 각종 구현들을 갖는 안테나의 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, IMD 요소(111)는 다수의 공진 요소들(117)을 갖고, 각각은 튜닝을 위한 액티브 요소(115)를 갖는다. 기생 요소(113)는 기생 요소(113)가 접지면(114)에 접속하는 영역에서의 능동 요소(115) 뿐만 아니라 기생 요소(113)의 구조 상의 액티브 요소(115)를 갖는다. 또한, IMD 요소(111)에 접속된 외부 정합 회로(116) 및 기생 요소(113)에 접속된 외부 정합 회로(116)가 존재한다. 액티브 튜닝 요소들(115)은 또한 IMD 요소(111) 및 기생 요소(113) 외부의 정합 회로(116) 내에 포함된다. 그 요소들의 추가는 안테나의 정확한 주파수 응답의 미세한 튜닝을 가능하게 한다. 공진 요소들 및 기생 요소들 상의 모두에서 각각의 튜닝 요소 및 그 위치는 송수신된 신호에 대한 정확한 주파수 응답을 잘 제어할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 IMD 요소와 떨어져 배치된 액티브 튜닝 요소를 이용하여 안테나의 주파수 응답을 변경하는 경우에 달성되는 예시적인 주파수 응답을 제공한다. 도 12a는 안테나의 반사 손실(121)(y축) 대 주파수(122)(x축) 그래프를 제공한다. 도 12a의 y축을 따라 표시된 반사 손실은 안테나와 송수신기 사이의 임피던스 정합 측정값을 나타낸다. 도 12b는 안테나의 효율(123) 대 주파수(122)의 그래프를 제공한다. 각각의 그래프에서, F1은 튜닝 요소를 활성화시키기 전 IMD 요소의 주파수 응답, 즉 안테나의 기본 주파수를 나타낸다. F2는 액티브 튜닝 요소를 이용하여 낮은 주파수 응답을 더 낮은 주파수로 시프트하는 경우에 안테나의 주파수 응답을 나타낸다. F3은 액티브 튜닝 요소를 이용하여 주파수 응답을 더 높은 주파수로 시프트하는 경우에 안테나의 주파수 응답을 나타낸다.
도 13a 및 도 13b는 액티브 튜닝 요소들을 조정하여, 안테나의 송수신된 신호, 즉 주파수 응답을 변경하는 예시적인 실시예들을 표시하는 그래프들을 제공한다. 도면들은 액티브 튜닝 요소들의 조정들을 통하여 광대역 주파수 범위를 실현할 수 있음을 보여준다. 넓은 주파수 범위에 걸친 반사 손실 요건 및 효율 변화는 다수의 튜닝 "상태들"을 발생함으로써 얻어질 수도 있다. 이에 의해 안테나는 출력 주파수가 조작되는 경우에도 효율과 반사 손실 요건들 모두를 유지할 수 있다.
전술한 바와 같이, IMD 요소에 노출된 표면적, IMD 요소까지의 거리 및 기생 요소의 형상은 결합에 영향을 줄 수 있고, 차례로, IMD 요소에 의해 생성된 방사 패턴들 및/또는 가변 주파수 응답에 영향을 줄 수 있다. 도 14a-d는 기생 요소(141, 142, 143, 144)에 대한 가능한 형상들의 일부 실시예들을 제공한다. 예를 들어, 하나의 간단한 실시예에서, 기생 요소(141)는 IMD 요소에 노출될 수 있고 액티브 요소(145)에 의해 튜닝될 수 있는 최소 표면적 및 간단한 직선 형상을 제공한다. 기생 요소가 IMD 요소에 제공하는 노출이 작을수록 다 작은 주파수 변화를 실현할 수 있음을 의미한다. 143 및 144에 제공된 실시예들과 같은 기생 요소들에 있어서 더 넓은 대역폭이 실현가능하고 안테나의 주파수 응답을 계속 액티브하게 튜닝가능하다(145). 기생 요소의 형상은 도시된 타입으로 제한되지 않고 많은 상이한 타입의 통신 장치들 내에서 사용하기 위해 필요하면 안테나의 원하는 주파수를 실현하도록 변경될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들이 개시되었지만, 각종 상이한 변경들 및 조합들이 가능하고 첨부된 청구범위의 진정한 정신 및 범위내에서 고려됨을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 제시된 정확한 추상화 및 개시물로 제한되어서는 안된다.

Claims (20)

  1. 액티브 튜닝 가능한 다중 주파수 안테나로서,
    회로 기판 위에 배치되어 그 사이에 안테나 볼륨을 형성하는 IMD(Isolated Magnetic DipoleTM) 요소;
    상기 안테나 볼륨 내에 적어도 부분적으로 배치되는 하나 이상의 기생 요소; 및
    상기 하나 이상의 기생 요소와 결합되는 하나 이상의 액티브 튜닝 요소
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 기생 요소와 결합되는 상기 액티브 튜닝 요소들은 상기 안테나의 주파수 응답을 변화시키기 위해 상기 기생 요소와 연관된 리액턴스를 변화시키거나 상기 기생 요소를 접지로 전환시키도록 구성되며,
    상기 하나 이상의 기생 요소는 접지면 위에서 z 방향의 높이가 변화하도록 구성되는 다중 주파수 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액티브 튜닝 요소들은 하나 이상의 기생 요소 상에 배치되는 다중 주파수 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 IMD 요소, 액티브 튜닝 요소들 및 기생 요소들은 접지면 위에 배치되는 다중 주파수 안테나.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 IMD 요소와 상기 기생 요소 사이의 간격은 튜닝가능한 주파수를 제공하는 다중 주파수 안테나.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기생 요소는 상기 기생 요소들 중 하나가 접지면에 접속하는 영역에서 액티브 요소를 갖는 다중 주파수 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 다수의 공진 요소를 포함하는 다중 주파수 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공진 요소 각각은 액티브 튜닝 요소를 갖는 다중 주파수 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 하나 이상의 액티브 튜닝 요소를 포함하는 외부 정합 회로를 포함하는 다중 주파수 안테나.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 액티브 튜닝 요소들은 전압 제어형 튜닝가능한 커패시터들, 전압 제어형 튜닝가능한 위상 시프터들, FET들 및 스위치들 중 적어도 하나인 다중 주파수 안테나.
  13. 가변 주파수를 갖는 안테나를 형성하는 방법으로서,
    접지면 위에 IMD 요소를 제공하여 그 사이에 안테나 볼륨을 형성하는 단계;
    상기 접지면 위에 그리고 상기 안테나 볼륨 내에 기생 요소를 위치시키는 단계; 및
    액티브 튜닝 요소를 상기 기생 요소와 결합시키는 단계 - 상기 액티브 튜닝 요소는 상기 안테나의 주파수 응답을 변화시키기 위해 상기 기생 요소와 연관된 리액턴스를 변화시키거나 상기 기생 요소를 접지로 전환시키도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 기생 요소는 상기 접지면 위에서 z 방향의 높이가 변화하도록 구성되는 안테나 형성 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 기생 요소는 상기 IMD 요소로부터의 파동들을 흡수하고 그들을 송신된 신호에 결합시키는 안테나 형성 방법.
  17. 제13항에 있어서, 방사 패턴을 변경하는 제2 기생 요소를 더 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 기생 요소는 상기 안테나 볼륨의 외부에 배치되는 안테나 형성 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기생 요소는 상기 IMD 요소에 결합하는 안테나 형성 방법.
  19. 무선 장치를 위한 안테나 구성으로서,
    기판 상에 배치되어 그 사이에 안테나 볼륨을 형성하는 IMD 요소;
    상기 IMD 요소에 의해 생성된 필드를 변경하도록 구성된 하나 이상의 기생 요소 - 상기 기생 요소의 적어도 하나는 상기 안테나 볼륨 내에 배치됨 -; 및
    상기 기생 요소 중 하나와 결합된 액티브 튜닝 요소
    를 포함하고,
    상기 액티브 튜닝 요소는 상기 안테나의 주파수 응답을 변화시키기 위해 상기 기생 요소와 연관된 리액턴스를 변화시키거나 상기 기생 요소를 접지로 전환시키도록 구성되며,
    상기 하나 이상의 기생 요소는 접지면 위에서 z 방향의 높이가 변화하도록 구성되는 안테나 구성.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기생 요소들 중 하나 이상은 상기 IMD 요소의 주파수를 변경하기 위해 이용되는 안테나 구성.
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