KR101537648B1 - 유전체 로드 안테나 및 무선 통신 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 장치는; (a) 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 적어도 상기 말단 코어 표면부에서 상기 기부 코어 표면부까지 상기 코어의 통로를 통해 연장되는 피드 라인으로서 동작하는 송신 라인부를 포함하는 피드 구조;를 포함하며, 상기 안테나는 상기 코어 기부 표면부에 또는 인접하여 노출된 컨택 영역을 구비하는 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나; 및 (b) 적어도 한 개의 전도성 레이어를 갖는 장비 회로 기판을 구비하며, 상기 전도성 레이어 또는 레이어들은 안테나의 노출된 컨택 영역의 각각을 탄성적으로 지지하도록 위치된 스프링 컨택이 전도성 있게 접착되는 복수 개의 컨택 단자 지지 영역(contact terminal support areas)을 가지는 무선 통신 회로 수단;을 포함한다.

Description

유전체 로드 안테나 및 무선 통신 장치{A dielectrically loaded antenna and radio communication apparatus}

본 발명은 200MHz를 초과하는 주파수에서 동작하며 고체 물질(solid material)로 된 전기적 절연 코어(electrically insulative core)를 갖는 유전체 로드 안테나와 유전체 로드 안테나를 포함하는 무선 통신 장치에 관련된다.

UHF 주파수에서 작동하는 유전체 로드 헬리컬 안테나(dielectrically loaded helical antenna), 특히 휴대폰(cellphones), 위성전화(satellite telephones), 휴대용 위치결정 유닛(handheld positioning units), 모바일 위치결정 유닛(mobile positioning units)과 같은 휴대용 무선 통신 장치(portable radio communication devices)용 소형 안테나는 알려져 있다. 본 발명은 이들 및 WiFi, 즉 무선 지역 네트워크(wireless local area network), 장치, MINO, 즉, 멀티 입력/멀티 출력 시스템(multiple-input/multiple-output system) 및 다른 무선 송수신 시스템과 같은 다른 분야에 적용할 수 있다.

일반적으로, 그러한 안테나는 5 이상의 상대 유전 상수(relative dielectric constant)를 갖는 원통형 세라믹 코어(ceramic core)를 포함한다. 상기 코어의 외부 표면은 헬리컬 전도성 트랙(helical conductive tracks) 형태로 형성된 안테나 요소 구조(antenna element structure)를 갖고 있다. 소위 "백파이어(backfire)" 안테나의 경우에, 축 방향 피더(axial feeder)는 코어의 기부 및 말단 횡 방향 외부 표면부(proximal and distal tranverse outer surface portions) 사이의 상기 코어를 관통해 연장된 구멍(bore)에 수용되어 있으며, 상기 피더의 컨덕터들(conductors)은 상기 코어의 말단 횡 방향 표면부(distal tranverse outer surface portion)에 있는 전도성 표면 연결 요소(conductive surface connection elements)를 통해 헬리컬 트랙과 연결된다. 그러한 안테나는 공개 영국 특허 출원 GB2292638, GB2309592, GB2399948, GB2441566, GB2445478, 국제출원 WO2006/136809 및 미국 공개 특허 US2008-0174512A1에 개시된다. 이 공개 자료들은 한쌍, 두쌍, 세쌍 또는 네쌍의 헬리컬 안테나 요소들 또는 헬리컬 안테나 요소 그룹들을 갖는 안테나를 개시한다. WO2006/136809, GB2399948, GB2441566, 및 US2008-0174512A1는 각각 코어의 말단 외부 표면부(distal outer surface portion)에 고정된 인쇄회로 라미네이트 기판(printed circuit laminate board), 상기 피더와 헬리컬 요소 사이를 연결하는 네트워크 형성부(network forming portion)를 포함하는 임피던스 매칭 네트워크(impedence matching network)를 가진 안테나를 개시한다. 각각의 경우에, 상기 피더(feeder)는 동축 송신 라인(coaxial transmission line)이며, 그 외부 실드 컨덕터(outer shield conductor)는 상기 라미네이트 기판의 비아들(vias)을 통해 상기 축에 평행하게 연장된 연결 탭(connection tabs)을 가지며, 그 내부 컨덕터(inner conductor)는 각각의 비아를 통해 유사하게 연장된다. 안테나는 먼저 동축 피더(coaxial feeder)의 말단부(distal end portion)를 상기 라미네이트 기판의 비아에 삽입하여 단일 피더 구조(unitary feeder structure)를 형성하고, 라미네이트 기판이 부착된 상기 피더를 상기 통로(passage)의 말단(distal end)으로부터 상기 코어의 상기 통로에 삽입하여 조립함으로써 상기 피더가 상기 통로의 기부 단(proximal end)에서 돌출되고 상기 라미네이트 기판은 상기 코어의 말단 외부 표면부에 인접하도록 한다. 다음으로, 납 도포 와셔(solder-coated washer) 또는 페룰(ferrule)이 상기 피더의 기부 단부의 둘레에 위치하여 상기 피더의 외부 컨덕터와 상기 코어의 기부 외부 표면부의 전도성 코팅(conductive coating) 사이에 환형 브리지(annular bridge)를 형성한다. 이어서 이러한 조립체가 오븐을 통과하면, 상술한 와셔 또는 페룰에 있는 납(solder) 뿐만 아니라 상기 라미네이트 기판의 기부 및 말단 면(proximal and distal faces)의 일정 위치에 미리 도포된 납 페이스트(solder paste)가 녹아 (a) 상기 피더와 매칭 네트워크 사이, (b) 상기 매칭 네트워크와 상기 코어의 말단 외부 표면부의 표면 연결 요소 사이, 및 (c) 상기 피더와 상기 코어의 기부 외부 표면부의 전도성 레이어(conductive layer) 사이의 연결을 형성한다.

그러므로, 상기 코어의 피더 구조의 조립과 고정은 삼 단계 공정, 즉 삽입(insertion), 와셔 또는 페룰을 놓기(placing) 및 가열(heating)이다.

본 발명의 목적은 조립이 보다 간단한 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 200 MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나(backfire dielectrically loaded antenna)가 제공된다. 상기 안테나는 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 적어도 상기 말단 코어 표면부에서 상기 기부 코어 표면부까지 상기 코어의 통로를 통해 연장되는 피드 라인으로서 동작하는 송신 라인부와 상기 송신 라인부의 일체로 형성된 기부 연장의 형태로 형성된 안테나 연결부를 포함하는 축 방향으로 연장되는 긴 라미네이트 기판의 형상으로 형성되며, 상기 안테나 연결부의 폭이 상기 라미네이트 기판의 평면에서 상기 통로의 폭보다 큰 피드 구조; 및 상기 안테나 요소를 상기 피드 라인에 연결하는 임피던스 매칭 부분;을 포함한다.

축 방향으로 연장된 긴 라미네이트 기판을 피드 구조로서 사용하는 것은 견고한 금속의 외부 컨덕터를 갖는 동축 피더와 비교하여 강성이 상당히 결여된 이점을 갖는다. 송신 라인 부의 기부 연장의 증가된 폭은 여러 연결 요소들을 위한 추가적인 면적을 제공하며, 이하에서 설명될 것이다. 특히, 요구된다면, 특별한 소형 커넥터 조립이 적용될 수 있다. 바람직한 라미네이트 기판은 제1, 제2, 및 제3 전도성 레이어를 구비하며, 상기 제2전도성 레이어는 상기 제1 및 제3레이어 사이의 중간 레이어이다. 이러한 방법으로, 상기 피드 라인은 상기 제2레이어에 의해 형성된 긴 내부 컨덕터와, 상기 제1 및 제3레이어에 의해 형성되며 상기 내부 컨덕터 위와 아래에서 상기 내부 컨덕터를 덮는 외부 실드 컨덕터를 구비하도록 상기 피드 라인을 구성하는 것이 가능하다. 상기 실드 컨덕터는 상기 내부 컨덕터의 양 측면에 상기 내부 컨덕터에 평행한 선들을 따라 위치하는 상호 연결부(interconnections)에 의해 상호 연결되며, 상기 상호 연결부는 상기 제1 및 제3레이어 사이의 전도성 비아(conductive vias)의 열(row)에 의해 형성될 수 있다. 이것은 내부 컨덕터를 둘러싸는 효과를 갖으므로, 송신 라인 부는 동축 라인(coaxial line)의 특징을 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 상기 축 방향으로 연장되는 라미네이트 기판은 기부 연장에 능동 회로 요소(active circuit element)를 수용한다. 따라서, 저-노이즈 앰프와 같은 RF 선단 회로(RF front-end circuit)가, 예컨대, 표면 실장을 사용하여 상기 라미네이트 기판에 실장될 수 있다. 상기 요소의 입력 컨덕터는 상기 피드 라인의 컨덕터에 연결된다. 다른 예로서, 상기 안테나가 송신을 위해 사용될 때, 상기 기판은 RF 파워 앰프(RF power amplifier)를 지닐 수 있다. 또는 송수신기(transceiver)로 사용될 때, 파워 앰프와 스위치를 수용할 수 있다. 또한, GPS 리시버 칩(receiver chip), 또는 다른 RF 리시버 칩(저 주파수(예를 들면, 30MHz 이하) 또는 디지털 출력을 갖는 회로의 범위까지) 또는 트래시버 칩(transceiver chip)과 같은 능동 회로 소자들을 추가로 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 특히 상기 라미네이트 기판은 추가적인 전도성 레이어를 구비할 수 있다. 이것은 무선 주파수 신호를 처리할 수 있는 특별한 커넥터를 사용하지 않고 안테나를 호스트 장비에 연결될 수 있도록 한다. 또한, 이 경우에 RF 연결에 의해 부과된 치수 한계를 피할 수 있다. 이러한 방법으로, 상기 라미네이트 기판은 완전한 유닛으로서 제공된 안테나 조립체의 부분을 형성하는 회로 요소, 예를 들면, 상술한 능동 회로 요소 또는 요소들, 매칭 부품들, 등등을 위한 한 개의 캐리어(carrier)로서 동작할 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시 예에서, 임피던스 매칭 부는 제2라미네이트 기판에 이루어질 수 있고, 제2라미네이트 기판의 컨덕터는 피드 라인에 연결된다. 본 실시예에서, 제2라미네이트 기판은 상기 축 방향으로 연장된 라미네이트 기판에 수직하며 후자의 말단 부를 수용하는 개구를 갖는다. 상기 임피던스 매칭 부는 내부 컨덕터와 말단에서 상기 피드 라인의 실드 컨덕터 사이에 연결된 션트 캐패시터의 형태로 적어도 한 개의 리액티브 매칭 요소를 갖는 것이 바람직하다. 상기 직렬 인덕턴스는 상기 피드 라인의 컨덕터 중의 한 개와 적어도 한 개의 긴 안테나 요소 사이에 연결될 수 있다. 상기 캐패시턴스는 분리형 표면 실장 캐패시터이고, 상기 인덕턴스는 상기 캐패시터와 각 쌍의 긴 안테나 요소의 한 개 사이에 전도성 트랙으로 형성되는 것이 바람직하다.

바람직한 안테나는 이중 서비스 안테나(dual-service antenna)로 사용될 수 있다. 그래서, 본 발명에 따르는 쿼드리필러 헬리컬 안테나(quadrifilar helical antenna)의 경우에, 상기 안테나는 전형적으로 원형으로 편광된 방사(circularly polarised radiation)를 위한 안테나 방사 패턴을 생성하는 쿼드리필러 공명(quadrifilar resonance)뿐만 아니라 선형 편광 신호(linearly polarised signals)를 위한 쿼지-모노폴 공명(quasi-monopole resonance)을 구비한다. 쿼드리필러 공명은 안테나의 축에 중심을 둔 카디오이드 형상 방사 패턴(cardioid-shaped radiation pattern)을 생성하므로, 위성 신호의 송신 또는 수신에 적합하다. 반면에, 쿼지-모노폴 공명은 안테나 축에 대해 대칭인 도넛형 방사 패턴(toroidal radiation pattern)을 생성하므로 지상파 선형 편광 신호의 송수신에 적합하다. 이러한 특성을 갖는 바람직한 안테나는 GNSS 신호(예를 들면, 1575MHz, GPS-L1 주파수)와 관련된 제1주파수 밴드에서 쿼드리필러 공명을 가지며, 블루투스와 와이파이 시스템에서 사용되는 2.45GHz ISM (산업-과학-의학) 밴드에서 쿼지-모노폴 공명을 갖는다.

이중 서비스 동작이 고려되는 곳에서, 임피던스 매칭 부는 상기 피드 라인의 제1 컨덕터와 각 전도성 안테나 요소 쌍의 한 개의 안테나 요소 사이의 2개의 인덕턴스의 직렬 조합과 제1 및 제2 션트 캐패시턴스(shunt capacitance)를 포함하는 2극 매칭 부분(two-pole matching section)일 수 있다. 제1션트 캐퍼시턴스는 상술한 바와 같이, 상기 피드 라인의 제1 및 제2컨덕터 사이에 연결된다. 제2션트 캐퍼시턴스는 한편은 상기 피드 라인의 제2컨덕터와 다른 긴 전도성 안테나 요소 또는 요소들 사이의 링크와 다른 한편은 상기 제1 및 제2인덕턴스 사이의 연결부 사이에 연결된다.

이하에서 기술되는 안테나에서, 상기 피더를 위한 긴 라미네이트 기판의 사용은 안테나의 이중 서비스 동작이 요구될 때, 외부 실드 컨덕터는 쿼지-모노폴 공명의 주파수를 결정하는 전도성 루프 또는 루프들의 부분을 형성한다는 특별한 이점이 있다. 특히, 피드 라인 실드 컨덕터의 전기적 길이는 다른 매개변수들 중에서 실드 컨덕터의 폭에 의존한다. 이것은 쿼지-모노폴 공명 주파수는, 필요하다면, 원형 편광 공명 주파수에 영향을 주는 매개변수에 실질적으로 독립적으로 선택될 수 있다는 것을 의미한다. 안테나는 다른 폭의 실드 컨덕터를 갖는 긴 라미네이트 기판이 제공되는 제조 공정에 도움이 된다. 상기 공정은 각 안테나를 위해 안테나의 의도된 용도에 따라 특별한 폭을 갖는 실드 컨덕터를 구비한 긴 라미네이트 기판을 선택하는 단계를 포함한다. 동일한 선택 단계는 다른 배치(batches)의 세라믹 물질로 제조된 다른 배치의 안테나 사이에서 상대 유전 상수의 변동 때문에 발생하는 공명 주파수 변동을 줄이기 위해 사용될 수 있다.

긴 라미네이트 기판은 안테나 코어를 관통하는 통로 내에 대칭적으로 위치하는 것이 바람직하다. 그래서, 원형 단면을 갖는 통로의 경우에, 라미네이트 기판은 지름 상에 위치하는 것이 바람직하다. 이것은 쿼지-모노폴 공명 모드에서 실드 컨덕터의 대칭적 거동을 돕는다. 바람직한 안테나의 코어를 관통하는 통로는 도금되지 않는다는 것을 유념하여야 한다. 또한, 상기 피드 라인에서 비대칭적 장 집중(asymmetrical field concentrations)을 회피할 수 있도록 송신 라인부의 내부 컨덕터는 실드 컨덕터 사이의 중앙에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 라미네이트 기판과 컨덕터 영역의 좌우 대칭(lateral symmetry)도 바람직하다(예를 들면, 라미네이트 기판 전도성 레이어의 평면에서 대칭).

본 발명의 제2측면에 따르면, 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나(backfire dielectrically loaded antenna)는 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 및 상기 말단 코어 표면부에서 상기 기부 코어 표면부까지 상기 코어를 통해 연장된 통로에 수용되며, 상기 라미네이트 기판은 제1, 제2, 및 제3 전도성 레이어를 구비하며, 상기 제2레이어는 상기 제1 및 제3레이어 사이에 샌드위치되며, 피드 라인으로서 작동하는 송신 라인부와 상기 피드 라인을 상기 안테나 요소에 연결하는 일체형 말단 임피던스 매칭 부분을 포함하는 축 방향으로 연장된 라미네이트 기판;을 포함하며, 상기 제2 레이어는 상기 피드 라인의 긴 내부 컨덕터를 형성하고, 상기 제1 및 제3레이어는 긴 실드 컨덕터를 형성하며, 상기 실드 컨덕터는 내부 컨덕터보다 넓고, 긴 모서리부를 따라 상호 연결된다. 상기 안테나는 상기 긴 전도성 요소의 적어도 일부의 기부 단을 연결하며 상기 코어의 기부 표면부의 영역의 상기 피드 라인에 연결된 트랩 요소(trap element)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 쿼지-모노폴 공명 모드에서, 전류는 상기 긴 안테나 요소, 트랩 요소, 및 피드 라인의 실드 컨덕터의 외부 표면 또는 표면들 중 적어도 한 개에 의해 상기 피드 라인의 컨덕터들 사이에 형성된 제2전도성 루프로 흐른다. 상기 쿼지-모노폴 공명 모드는 기초적 공명이며, 이 경우에, 쿼드리필러 공명 주파수보다 공명 주파수가 더 높다.

바람직한 긴 라미네이트 기판은 실질적으로 일정한 폭의 송신 라인부를 갖는다. 즉, 일정한 폭의 스트립(strip)으로 형성된다. 코어를 관통하는 통로가 원형 단면을 가지며, 상기 단면의 지름은 상기 스트립의 폭과 대략적으로 동일하다. 그래서, 상기 스트립의 가장자리는 통로 벽 또는 통로의 지름방향으로 마주하는 길이방향 홈에 의해 지지된다.

본 발명의 제3측면에 따르면, 안테나와 상기 안테나에 연결되며 200 MHz 이상의 적어도 2개의 주파수 밴드에서 동작할 수 있는 무선 통신 회로 수단을 포함하는 무선 통신 장치가 제공된다. 여기서, 상기 안테나는, 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 말단 및 기부 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 실질적으로 상기 말단 표면부에서 상기 기부 표면부까지 상기 코어를 관통하며, 상기 코어의 외부 표면에 또는 인접하여 위치하는 피더 구조(feeder structure), 복수 개의 긴 전도성 안테나 요소와 상기 코어 기부 표면부의 영역에서 상기 피더 구조와 그라운딩 연결(grounding connection)되는 전도성 트랩 요소의 병렬 조합을 포함하며, 상기 안테나 요소는 상기 코어 말단 표면부의 영역에서 상기 피더 구조의 피드 연결(feed connection)에 연결되고, 상기 무선 통신 회로 수단은 상기 제1 및 제2주파수 밴드에서 각각 동작할 수 있는 2개의 부분을 포함하며, 각각은 상기 안테나 피더 구조의 공통 신호 라인과 상기 각각의 회로 수단 부분 사이에서 흐르는 신호를 운반하기 위한 각각의 신호 라인들과 관련되며, 상기 안테나는 제1주파수 밴드에서 제1 원형 편광 공명 모드와 제2주파수 밴드에서 제2 선형 편광 공명 모드에서 공명하며, 제2주파수 밴드는 상기 제1주파수 밴드 위에 있으며, 상기 제1 및 제2 공명 모드는 공명의 기본적 모드(fundamental mode)이다. 상기 무선 통신 회로 수단은 안테나의 원형 편광 및 선형 편광 공명 모드에서 동작할 수 있다.

제1 및 제2주파수 밴드는 각각 중심 주파수를 가지며, 상기 제2주파수 밴드의 중심 주파수는 상기 제1중심 주파수보다 높으나 상기 제1 중심 주파수의 2배보다는 낮은 것이 바람직하다.

본 발명의 제4측면에 따르면, 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나가 제공된다. 상기 안테나는 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 및 상기 말단 코어 표면부에서 상기 기부 코어 표면부까지 상기 코어를 통해 연장된 통로에 수용되며, 상기 라미네이트 기판은 제1, 제2, 및 제3 전도성 레이어를 구비하며, 상기 제2레이어는 상기 제1 및 제3레이어 사이에 샌드위치되며, 피드 라인으로서 작동하는 송신 라인부와 상기 피드 라인을 상기 안테나 요소에 연결하는 일체형 말단 임피던스 매칭 부분을 포함하는 축 방향으로 연장된 라미네이트 기판;을 포함하며, 라미네이트 기판은 적어도 한 개의 제1 레이어를 구비하며, 피드 라인으로 작동하는 송신 라인부와 상기 피드 라인을 안테나 요소로 연결하는 피드 연결 요소를 포함하며, 상기 송신 라인부는 적어도 제1 및 제2 피드 라인 컨덕터를 포함하며, 상기 라미네이트 기판은 일면에 상기 피드 라인 컨덕터에 연결된 능동 회로 소자를 수용하는 상기 송신 라인부의 기부 연장을 더 포함하며, 상기 기부 연장의 다른 면은 상기 피드 라인 컨덕터 중의 한 개에 전기적으로 연결되는 그라운드 평면(ground plane)을 갖는다.

본 발명의 제5측면에 따르면, 500MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 유전체 로드 안테나는, 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 적어도 상기 말단 코어 표면부에서 상기 기부 코어 표면부까지 상기 코어의 통로를 통해 연장되는 피드 라인으로서 동작하는 적어도 한 개의 송신 라인부를 포함하는 축 방향으로 연장되는 긴 라미네이트 기판의 형상으로 형성된 피드 구조; 및 상기 피드 라인에 전기적으로 연결되며 장비 라미네이트 회로 기판이 미리 선택된 위치에서 상기 안테나와 인접하게 위치할 때, 상기 장비 라미네이트 회로 기판의 전도성 레이어 또는 레이어들로 형성된 컨택 영역에 탄성적으로 지지하도록 구성되고 배열된 상기 안테나 코어의 기부에 위치하는 복수 개의 스프링 컨택을 포함한다. 상기 스프링 컨택은 안테나의 축 방향으로 향하는 압축력에 응답하여 탄성적으로 변형되도록 형성된 금속 리프 스프링인 것이 바람직하다. 그러한 탄성 변형은 안테나가 장비 회로 기판과 나란해져, 상기 장비 회로 기판의 평면이 상기 안테나 축에 직각으로 놓일 때 발생할 수 있다. 바람직한 안테나의 코어의 기부 표면부의 베이스 도금은, 예컨대 납땜질에 의해, 스프링 컨택을 위한 금속성 고정 베이스를 제공한다.

다른 예로서, 금속 리프 스프링 컨택은 상기 안테나 축에 대해 횡 방향으로 향하는 압축력에 반응하여, 예를 들면, 상기 안테나가 장비 회로 기판과 나란해져 상기 장비 회로 기판의 평면이 상기 안테나 축과 평행하게 놓일 때, 변형하도록 형성될 수 있다.

상기 스프링 컨택은 상기 긴 라미네이트 기판의 베이스 컨덕터에 납땜되었을 때, 피드 라인 컨덕터에 연결된다. 라미네이트 기판 기부 연장의 표면에 나란하게 배열된 3개의 스프링 컨택이 있으며, 중간 컨택은 상기 피드 라인의 내부 컨덕터에 연결되고, 상기 제1 및 제3컨택은 상기 피드 라인의 실드 컨덕터에 연결되는 것이 바람직하다.

각 스프링 컨택은 라미네이트 기판의 도전성 베이스에 고정하기 위한 고정 레그와 안테나가 연결되는 장비 회로 기판의 컨택 영역과 맞물리는 접촉 레그를 갖도록 형성된 접혀진 금속 스프링 요소 형태인 것이 바람직하다. 상기 스프링 요소 물질의 탄성은 접촉 레그를 고정 레그를 향해 가압하는 힘의 작용에 반응하여 상기 요소의 2개의 다리의 상대적인 접근 이동에 의해 탄성 변형을 허용한다.

본 발명은 또한 장비 회로 기판, 상술한 안테나, 및 상기 회로 기판과 안테나를 위한 하우징을 포함하는 무선 통신 유닛을 제공한다. 상기 유닛은 상기 안테나와 회로 기판이 상기 하우징에 설치될 때, 스프링 컨택이 상기 안테나를 상기 장비 회로 기판에 연결하기 위해 상기 장비 회로 기판의 전도성 레이어 또는 레이어들로 형성된 컨택 영역에 대해 탄성적으로 지지한다. 상기 하우징은 2개의 부분으로 되며, 안테나용 수용부를 구비하며, 상기 수용부는 상기 안테나를 적어도 축방향으로 위치시키도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 무선 통신 유닛을 조립하기 위한 방법이 제공된다. 여기서, 상기 장치는 안테나와 장비 회로 기판을 위한 2개의 부분으로 된 하우징을 포함한다. 상기 하우징은 상기 안테나를 수용하고 상기 회로 기판에 대해 미리 선택된 위치에 상기 안테나를 위치시키도록 형성된 수용부를 갖지며, 그 위치에서 스프링 컨택은 장비 회로 기판의 컨택 영역 각각과 정렬되어 지지한다. 상기 방법은 상기 회로 기판을 상기 하우징에 고정하는 단계, 상기 안테나를 수용부에 놓는 단계; 및 조립된 상태에서 상기 하우징의 2개의 부분이 결합되도록 하는 단계를 포함한다. 상기 2개의 부분을 결합하는 동작은 상기 장비 회로 기판의 컨택 영역 각각에 대해 스프링 컨택을 가압하여, 상기 스프링 컨택을 압축적으로 변형시킨다. 상기 하우징의 2개의 부분은 스냅 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 무선 통신 장치는, (a) 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 적어도 상기 말단 코어 표면부에서 상기 기부 코어 표면부까지 상기 코어의 통로를 통해 연장되는 피드 라인으로서 동작하는 송신 라인부를 포함하는 피드 구조;를 포함하며, 상기 안테나는 상기 코어 기부 표면부에 또는 인접하여 노출된 컨택 영역을 구비하는 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나; 및 (b) 적어도 한 개의 전도성 레이어를 갖는 장비 회로 기판을 구비하며, 상기 전도성 레이어 또는 레이어들은 안테나의 노출된 컨택 영역의 각각을 탄성적으로 지지하도록 위치된 스프링 컨택이 전도성 있게 접착되는 복수 개의 컨택 단자 지지 영역을 가지는 무선 통신 회로 수단을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 장비 라미네이트 회로 기판의 평면에 평행하게 놓여 있으며, 각 스프링 컨택은 상기 장비 기판의 평면에 수직하게 작용하는 결합력을 가하도록 형성된다. 다른 실시예에서, 상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 상기 안테나 축에 대해 수직하게 놓여 있다. 이 경우에, 상기 안테나가 상기 장비 회로 기판에 대해 터릿-설치되던가(truret-mounted) 또는 에지-설치되던지(edge-mounted), 상기 스프링 컨택은 안테나의 일반적인 축 방향을 항하는 압축력에 반응하여 탄성적으로 변형하도록 형성될 수 있다.

탄성 스프링 컨택을 이용하여 상기 안테나를 상기 장비 회로 기판에 연결하기 위한 하나의 옵션은 절연된 컨덕터 랜드가 제공되도록 패턴화된, 즉 트랩 또는 발룬의 부분을 형성하는 기부 전도성 레이어의 나머지 부분과 절연된 전도성 레이어를 갖는 안테나 코어의 기부 단 표면부를 제공하는 것이다. 이 랜드와 상기 전도성 레이어의 나머지 부분은 각각 접혀진 탄성 컨택을 부착하기 위한 컨덕터 베이스로서, 또는 상기 장비 회로 기판의 스프링 컨택에 맞물리는 컨택 영역을 형성하는 전도성 플레이트를 위한 베이스로서 사용될 수 있다. 상기 안테나의 기부 전도성 레이어에 고정된 스프링 컨택의 경우에, 그러한 컨택은 긴 라미네이트 기판의 컨택 영역에, 특히 송신 라인부의 기부 연장의 양면에 있는 컨택 영역에 탄성 있는 비납땜 연결(resilient non-soldered connection)을 제공할 수 있다. 안테나의 터릿 마운팅 또는 스트링 컨택이 안테나의 축 방향으로 작용하는 힘을 지지하는 컨택을 가하는 다른 연결 구조의 경우에 이것은 라미네이트 기판과 장비 회로 기판 사이의 납땜 연결을 필요 없게 한다.

안테나에 설치된 스프링 컨택의 경우에, 안테나의 긴 라미네이트 기판의 기부 연장의 일면에 있는 이격된 대응하는 3개의 컨택 영역에 맞물리도록 상기 장비 회로 기판에 나란하게 설치된 3개의 스프링 컨택이 마련되는 것이 바람직하다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 무선 통신 장치는, 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 코어의 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 코어 표면부로부터 상기 기부 코어 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 말단 코어 표면부에서 기부 코어 표면부까지 상기 코어의 통로를 관통하여 축 방향으로 연장된 제1 및 제2 피드 컨덕터를 포함하는 피드 구조;를 포함하는 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나를 포함한다. 여기서 기부 코어 표면부는 서로 전기적으로 분리된 적어도 2개의 전도성 영역을 형성하도록 패턴화된 전도성 코팅을 가지며, 상기 안테나는 상기 통로의 기부 단에 각 피드 컨덕터와 상기 기부 코어 표면부에 있는 각 전도성 영역 사이에 전기적 연결을 더 포함한다. 이러한 배열은 상기 기부 코어 표면부에 적어도 한 쌍의 평평한 컨택 표면을 제공하여 안테나의 축이 장비 기판에 수직한 상태로 상기 안테나가 호스트 장비 기판에 설치되도록 한다.

또한, 방법적 측면에 따르면, 본 발명은 앞의 청구항의 무선 통신 장치를 조립하는 방법을 제공한다. 상기 무선 통신 장치는, 안테나와 장비 회로 기판을 위한 2개의 부분으로 된 하우징을 포함한다. 상기 하우징은 상기 안테나를 수용하고 상기 회로 기판에 대해 미리 선택된 위치에 상기 안테나를 위치시키도록 형성된 수용부를 갖지며, 그 위치에서 스프링 컨택은 안테나의 컨택 영역 각각과 정렬되며 지지한다. 상기 방법은 상기 회로 기판을 상기 하우징에 고정하는 단계, 상기 안테나를 수용부에 놓는 단계; 및 조립된 상태에서 상기 하우징의 2개의 부분이 결합되도록 하는 단계를 포함한다. 상기 2개의 부분을 결합하는 동작은 상기 안테나의 컨택 영역 각각에 대해 스프링 컨택을 가압하여, 상기 스프링 컨택을 압축적으로 변형시킨다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예를 들어 설명할 것이다. 첨부된 도면에서,
도 1a 및 도 1b는 각각 제1안테나의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 1c 및 도 1d는 각각 도 1a 및 도 1b의 안테나용 일극 및 이극 매칭 네트워크(single-pole and two-pole matching networks)의 회로도이며;
도 2는 도 1a 및 도 1b의 안테나를 포함하는 무선 통신 유닛의 일부의 사시도이며;
도 3a 내지 도 3f는 일련의 조립 단계를 나타내기 위한 도 2의 무선 통신 장치의 사시도들이며;
도 4a 및 도 4b는 각각 제2안테나의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 5a 및 도 5b는 각각 제1안테나 조립체의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 6a 및 도 6b는 각각 제2안테나 조립체의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 7a 및 도 7b는 각각 제3안테나의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 8a 및 도 8b는 각각 제4안테나의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 9a 내지 도 9f는 제5안테나 및 그 부품들의 도면이며;
도 10a 및 도 10b는 각각 제6안테나의 조립 사시도 및 분해 사시도이며;
도 11은 제6안테나를 포함하는 무선 통신 유닛의 일부를 나타내는 사시도이며;
도 12는 제6안테나를 포함하는 다른 예에 의한 무선 통신 유닛의 사시도이며;
도 13a 및 도 13b는 각각 제7안테나의 조립 사시도 및 분해 사시도이다.

도 1A 및 도 1B를 참조하면, 본 발명의 제1측면에 따르는 안테나는 원통형 세라믹 코어(ceramic core)(12)의 원통형 외부 표면에 도금되거나(plated) 또는 다른 방법으로 금속으로 피복된 4개의 축방향으로 동일한 넓이를 가지는 헬리컬 트랙(helical tracks)(10A, 10B, 10C, 10D)을 가진 안테나 요소 구조(antenna element structure)를 구비한다. 상기 코어의 세라믹 물질의 상대 유전 상수(relative dielectric constant)는 일반적으로 20 이상이다. 80의 상대 유전 상수를 갖는 바륨-사마륨-티탄산염 베이스 물질(barium-samarium-titanate-based material)이 특히 적절하다.

상기 코어(12)는 말단 표면부(distal end surface portion)(12D)에서 기부단 표면부(proximal end surface portion)(12P)까지 상기 코어를 관통해 연장된 구멍(bore)(12B)의 형태로 된 축 방향 통로(axial passage)를 갖는다. 이들 표면부는 둘 다 코어의 중심 축(13)에 대해 횡 방향으로 수직하게 연장된 평평한 면이다. 이들은 서로 반대쪽을 향하고 있어 하나는 말단을 향하며, 다른 하나는 기부를 향한다. 송신 라인부(transmission line section)(14A)와, 상기 송신 라인부와 일체로 형성된 말단 연장(distal extension) 및 기부 연장(proximal entension)의 형태인 매칭 네트워크 연결부(matching network connection section)(14B) 및 안테나 연결부(14C)를 갖는 가늘고 긴 라미네이트 기판(elongate laminate board)(14)의 형태로 된 피더 구조(feeder structure)가 상기 구멍(12B)의 내에 수용된다.

상기 라미네이트 기판(14)은 3개의 전도성 레이어(conductive layer)를 가지며, 이들 중의 단 한 개만 도 1B에 나타나있다. 이 제1전도성 레이어는 상기 기판(14)의 상부 표면(14U)에 노출된다. 제3전도성 레이어는 상기 라미네이트 기판(14)의 하부 표면(14L)에 유사하게 노출된다. 제2, 중간 전도성 레이어는 제1 및 제3전도성 레이어 사이 중간에 라미네이트 기판(14)의 절연 물질로 삽입된다. 상기 라미네이트 기판(14)의 송신 라인부(14A)에서, 제2, 중간 전도성 레이어는 송신 라인부(14A)를 따라 중앙에서 연장되는 좁고 긴 트랙(track)의 형태이며, 내부 피드 컨덕터(inner feed conductor)(미도시)를 형성한다. 상기 제1 및 제3전도성 레이어에 의해 각각 형성된 더 넓은 긴 전도성 트랙이 상기 내부 컨덕터의 위와 아래에 놓여 있다. 이 넓은 트랙은 내부 컨덕터를 보호하는 상부 및 하부 실드 컨덕터(shield conductor)(16U,16L)를 구성한다.

상기 실드 컨덕터들(16U,16L)은 내부 컨덕터의 양 측면에 상기 내부 컨덕터에 평행한 라인들을 따라 위치한 도금된 비아들(plated vias)(17)에 의해 서로 연결된다. 상기 비아들은 라미네이트 기판(14)의 절연 물질에 의해 후자로부터 떨어지도록 내부 컨덕터의 길이 방향 모서리로부터 이격된다. 송신 라인부(14A)에 있는 3개의 전도성 레이어에 의해 형성된 긴 트랙과 상호 연결 비아들(interconnecting vias)(17)의 결합은 내부 컨덕터와 외부 실드(outer shield)를 갖는 동축 피드 라인(coaxial feed line)을 형성한다. 상기 후자는 상부 및 하부 전도성 트랙(16U, 16L)과 비아들(17)에 의해 구성된다. 일반적으로, 이 동축 피드 라인의 특성 임피던스(characteristic impedance)는 50옴(ohm)이다.

라미네이트 기판(14)의 말단 연장(distal extension)(14B)에서, 상기 내부 컨덕터(미도시)는 내부 컨덕터 말단 비아(inner conductor distal via)(18V)에 의해 노출 상부 컨덕터(exposed upper conductor)(18U)에 연결된다. 유사하게, 상기 말단 연장(14B)의 하부 표면에 노출 연결 컨덕터(18L)(도 1B에 도시되지 않음)가 존재한다. 이 컨덕터는 하부 실드 컨덕터(16L)의 연장이다.

라미네이트 기판(14)의 기부 연장(14C)에서, 상기 내부 컨덕터(미도시)는 상기 라미네이트 기판(14)의 상부 표면(14U)의 노출 중심 컨택 영역(exposed central contact area)(18W)에 연결된다. 이 컨택 영역(18W)은 기부 비아(proximal via)(18X)에 의해 내부 컨덕터에 연결된다. 동일한 상부 라미네이트 기판 레이어(14U)에는 상기 중앙 컨택 영역(18W)의 양측에 배열된 2개의 외부 노출 컨택 영역(16V,16W)이 있다. 이들 3개의 나란한 컨택 영역은 조립된 안테나를, 예를 들면, 후술할 장비 마더보드(equipment mothorboard)의 스프링 컨택(spring contacts)에 연결하는 일련의 컨택을 구성한다.

상기 라미네이트 기판(14)의 안테나 연결부(antenna connection section)(14C)는 직사각형 형상이며, 상기 직사각형의 폭은 평행한 측면 송신 라인부(14A)의 폭보다 크다. 그래서, 조립하는 동안 상기 라미네이트 기판(14)이 상기 기부 단부터 상기 안테나(1)의 코어(12)에 삽입될 때, 안테나 연결부(14C)는 안테나 코어(12)의 기부 단 표면부(proximal end surface portion)(12P)에 인접하여 상기 안테나 연결부는 기부에 노출된다.

상기 라미네이트 기판(14)의 길이는 상기 안테나 연결부가 상기 기부 단 표면부(12P)에 인접할 때, 상기 매칭 네트워크 연결부(14B)가 말단에서 상기 구멍(12B)으로부터 짧은 거리 돌출하게 한다. 상기 송신 라인부의 폭은 일반적으로 상기 구멍(12B)(단면이 원형인)의 지름에 대응하여, 상기 외부 실드 컨덕터(16U,16L)는 상기 코어(12)의 세라믹 물질로부터 이격된다. (상기 구멍(12B)은 도금되지 않았다는 것을 유념하라.) 따라서, 상기 코어(12)의 세라믹 물질에 의해 실드 컨덕터(16U,16L)의 최소 유전체 로딩(minimal dielectric loading)이 존재한다. 상기 라미네이트 기판의 절연 물질의 상대 유전 상수는 본 실시예에서 약 4.5이다.

라미네이트 기판(14)의 각 위치(angular location)는 도 1B에 도시된 것처럼, 상기 구멍(12B)에 있는 길이방향 홈(12BG)에 의해 도움을 받는다.

레이디얼 트랙(radial tracks)(10AR,10BR,10CR,10DR)으로 형성된 표면 연결 요소들은 코어의 기부단 표면부(12P)에 도금된다. 각각의 표면 연결 요소는 각 헬리컬 트랙(10A-10D)의 말단에서 상기 구멍(12B)의 단부 근처 위치까지 연장된다. 상기 레이디얼 트랙(10AR-10DR)은 아치 모양의 전도성 링크(arcuate conductive links)에 의해 서로 연결되어 4개의 헬리컬 트랙들(10A-10D)이 그들의 말단에서 쌍으로 서로 연결된다.

상기 안테나 요소(10A-10D)의 기부 단은 상기 코어(12)의 기부 단부를 둘러싸는 도금 슬리이브(plated sleeve)(20)의 형태로 된 공통 가상 그라운드 컨덕터(common virtual ground conductor)에 연결된다. 이 슬리브(20)는 상기 코어의 기부 단 표면부(12P)의 전도성 코팅(conductive coating)(미도시)까지 연장된다.

축(13)에 대해 중심에 위치한 대략 정사각형 타일(tile) 형상의 제2라미네이트 기판(laminate board)(30)이 상기 코어(12)의 말단 표면부(12D) 위에 놓인다. 그것의 횡 방향 범위는 레이디얼 트랙(10AR,10BR,10CR,10DR)들의 안쪽 단과 그들 각각의 아치형 상호 연결부 위에 놓이는 정도이다. 제2라미네이트 기판(30)은 그 아래면, 즉 코어의 말단 표면부(12D)를 마주하는 면에 한 개의 전도성 레이어(conductive layer)을 구비한다. 이 전도성 레이어는 상기 코어 표면부(12D)에 있는 전도성 표면 연결 요소(10AR-10DR)를 통해 송신 라인부(14A)의 전도성 레이어(16U, 16L, 18)를 안테나 요소(10A-10D)에 연결하기 위한 피드 연결(feed connections) 및 안테나 요소 연결(antenna element connections)을 제공한다. 또한, 상기 라미네이트 기판 전도성 레이어는 그 아래 면에 있는 표면 실장 캐퍼시터(surface mounted capacitor)(미도시)와 함께 안테나 요소 구조(antena element structure)에 의해 나타나는 임피던스를 송신 라인부(14A)의 특성 임피던스(characteristic impedance)(50 옴)에 매칭하기 위한 임피던스 매칭 네트워크(impedance matching network)를 구성한다.

임피던스 매칭 네트워크의 회로도가 도 1C에 도시되어 있다. 도 1C에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 매칭 네트워크는 피드 라인의 컨덕터(conductors)(16,18)를 가로질러 연결된 션트 캐퍼시턴스(shunt capacitance)(C)와 피드 라인 컨덕터 중 한 개(18)와 부하(load) 또는 소스(source)(36)로 대표되는 안테나의 라디에이팅 요소(radiating elements)(10A-10D) 사이의 직렬 인덕턴스(series inductance)를 구비한다. 상기 피드 라인의 다른 컨덕터(16)는 상기 부하/소스(36)의 다른 측면에 직접 연결된다. 이 점에서, 피드 라인을 안테나 요소(10A-10D)에 상호 연결하는 것은 WO 2006/136809에 개시된 것과 전기적으로 동일하다. 상기의 내용은 여기에 참조로서 결합된다. 상기 제2라미네이트 기판(30)과 상기 코어의 기부단 표면부(12D)에 있는 컨덕터들 사이의 연결은 출원 중인 영국 특허 출원 No. 0914440.3에 기술된 볼 그리드 어레이(ball grid array)(32)로 이루어진다. 상기의 내용 또한 여기에 참조로서 결합된다.

제2라미네이트 기판(30)은 도 1A에 도시된 바와 같이 긴 라미네이트 기판(14)의 돌출된 매칭 네트워크 연결부(14B)를 수용하는 중심 슬롯(central slot)(34)을 갖는다. 라미네이트 기판(14)에 있는 상부 전도성 영역(18U)을 포함하는 전도성 영역과 제2라미네이트 기판(30)의 아래 면에 있는 전도성 레이어(미도시)의 컨덕터 사이에는 납 연결(solder connection)이 이루어진다.

조립된 안테나에서, 라미네이트 기판(14)의 기부 연장(14C)은 코어의 도금된 기부 단 표면부(12P)에 인접한다. 안테나의 조립 동안 제1 및 제3노출 컨택 영역(16V, 16W)(도 1B 참조)은 상기 도금된 표면부(plated surface portion)(12P)에 전기적으로 연결된다.

상술한 구성요소와 그들의 상호 연결은 상술한 종래 공개 특허에 기술된 쿼드리필러 안테나(quadrifilar antenna)에 전기적으로 유사한 유전체 로드된 쿼드리필러 헬리컬 안테나(dielectrically-loaded quadrifilar helical antenna)를 산출한다. 그래서, 전도성 슬리브(20)와 상기 코어(12)의 기부 단 표면부(12P)의 도금 레이어(미도시)는, 실드 컨덕터(16U,16L)에 의해 형성된 피드 라인 실드(feed line shield)와 함께, 설치시에 안테나가 연결된 장비로부터 안테나 요소 구조(10A-10D)의 공통 모드 절연(common-mode isolation)을 제공하는 사분의 일 파장 밸룬(quarter-wave balun)을 형성한다. 안테나 요소(10A-10D)에 의해 형성된 메탈라이즈드 컨덕터 요소들(metallised conductor elements)과 상기 코어의 다른 메탈라이즈드 레이어들(metallised layers)은 앞 부분 체적(anterior volume)을 정의한다. 상기 앞 부분 체적의 대부분은 상기 코어의 유전체 물질(dielectric material)에 의해 점유된다.

상기 안테나는 1575MHz, GPS L1 주파수에서 원형 편광 공명 모드(circular polarisation resonant mode)를 갖는다.

이 원형 편광 공명 모드에서, 사분의 일 파장 밸룬은 상기 코어의 기부 단 표면부(12P)에서 안테나 요소(10A-10D)로부터 실드 컨덕터(16U, 16L)로 전류가 흐르는 것을 방지하는 트랩(trap)으로서 작용하므로 안테나 요소들, 슬리브(20)의 림(rim)(20U) 및 레이디얼 트랙(10AR-10DR)은 공명 주파수(resonant frequency)를 정의하는 전도성 루프(conductive loop)를 형성한다. 따라서, 상기 원형 편광 공명 모드에서, 전류는 피드 라인 컨덕터 중의 한 개로부터 다른 피드 라인 컨덕터로, 예를 들면, 제1헬리컬 안테나 요소(10A)를 통해 슬리브(20)의 림(20U)의 둘레로 반대편에 위치한 헬리컬 안테나 요소(10C)까지 흐르며, 이 후자 요소(10C)를 보완한다.

또한, 상기 안테나는 선형 편광 공명 모드(linear polarisation resonance mode)를 나타낸다. 이 모드에서, 전류는 피드 라인 컨덕터와 서로 연결된 다른 도전성 루프(conductive loops)로 흐른다. 더욱 특별하게는 이 경우에, 4개의 전도성 루프가 있다. 4개의 전도성 루프는 각각 차례로 레이디얼 트랙(10AR-10DR) 중의 한 개, 관련된 헬리컬 안테나 요소(10A-10D), 슬리브(20)(축(13)에 평행한 방향으로), 기부 단 표면부(12P)의 도금 및 실드 컨덕터(16U, 16L)와 그들을 서로 연결하는 비아들(17)에 의해 형성된 피드 라인 실드(feed line shield)의 외부 표면을 포함한다. (송신 라인부(14A)에 의해 형성된 피드 라인에서 흐르는 전류는 실드 컨덕터(16U, 16L)에 의해 형성된 실드의 내부로 흐른다는 것을 유념해야 할 것이다.) 그러므로, 피드 라인의 길이 및 실드 컨덕터의 길이, 그들의 폭, 및 코어(12)의 세라믹 물질에 대한 그들의 근접성(proximity)이 이 선형 편광 공명의 주파수를 결정한다.

코어(12)의 세라믹 물질에 의한 실드 컨덕터(16U, 16L)의 비교적 적은 유전체 로딩(dielectric loading) 때문에, 도전성 루프의 전기적 길이(electrical length)는 원형 편광 공명 모드에서 활동적인 도전성 루프의 평균 전기적 길이보다 작다. 따라서, 선형 편광 공명 모드는 원형 편광 공명 모드보다 더 높은 주파수에 집중된다. 선형 편광 공명 모드는 안테나의 축(13)을 중심으로 한 도넛 모양(toroidal)의 관련 방사 패턴(associated radiation pattern)을 갖는다. 그러므로, 안테나가 실질적으로 수직한 축(13)으로 방향을 잡을 때, 지상에 수직하게 분극된 신호(polarised signals)를 받는데 특별히 적합하다.

선형 편광 모드의 공명 주파수의 조절은 실드 컨덕터 트랙(16U, 16L)의 폭을 변경함으로써, 원형 편광 모드의 공명 주파수에 실질적으로 독립적으로 수행될 수 있다. 본 예에서, 선형 편광 모드의 공명 주파수는 2.45GHz(즉, ISM 밴드에서)이다.

이중 주파수 동작(dual-frequency operation)이 요구될 때는, 매칭 네트워크는 도 1D에 도시된 바와 같은 이극 네트워크(two-pole network)가 바람직하다.

긴 라미네이트 기판과 같은 피더 구조(feeder structure)의 구성은 특히 안테나의 호스트 장비에의 경제적 연결을 가능하게 한다. 도 2를 참조하면, 안테나가 장비 회로 기판(equipment circuit board)(40)의 회로 요소들과 연결되는 경우에, 안테나 피드 라인과 상기 회로 기판(40) 사이의 직접적인 전기적 연결은 상기 회로 기판의 모서리(40E)에 인접하여 나란하며 상기 긴 안테나 라미네이트 기판(14)(도 1B)의 안테나 연결부(14C)의 컨택 영역(16V, 18W, 16W)의 간격에 따라 이격된 금속 스프링 컨택(metallic spring contacts)(42)을 전도성 있게 설치함으로써 달성될 수 있다. 상기 안테나가 회로 기판(40)에 관련하여 요구된 위치에 설치될 때, 상기 스프링 컨택(42)은 상기 안테나의 안테나 연결부(14C)의 위치에 따라 위치한다.

각각의 스프링 컨택은 회로 기판(40)에 있는 각각의 컨덕터(미도시)에 고정된 고정 레그(fixing leg)(42L)와 상기 고정 레그(42L) 위로 연장되나 그로부터 이격된 접촉 레그(contacting leg)(42U)를 가진 접힌 구성(folded configuration)을 갖는 금속 리프 스프링(metalic leaf spring)을 포함하므로, 상기 기판(40)의 평면에 직각인 힘이 상기 접촉 레그(42U)에 인가될 때, 그것은 고정 레그(42L)로 접근한다. 그러므로, 도시된 바와 같이, 스프링 컨택(42)과 정렬된 컨택 영역(16V, 18W, 16W)(도 1B)을 가지고 안테나(1)가 회로 기판(40)과 병렬 상태가 되었을 때, 스프링 컨택은 탄성적으로 변형되어 각각의 컨택 영역(16V, 18W, 16W)을 지지하여 안테나(1)와 회로 기판(40)의 회로 요소들 사이의 전기적 결합을 이룬다는 것이 이해될 것이다.

안테나(1)와 회로 기판(40)의 회로 사이에는 별도의 커넥터가 없다는 것을 알게 될 것이다. 오히려, 각 스프링 컨택(42)은 다른 표면 실장 부품들과 같은 방법으로 개별적이며 분리적으로 회로 기판(40)에 적용된다.

이 구성은 도 3A 내지 도 3F에 도시된 바와 같이, 장비 조립 공정을 단순화하는데 도움이 된다. 도 3A 내지 도 3F를 참조하면, 전형적인 조립 공정은 먼저 제1 장비 하우징부(equipment housing part)(50A)에 회로 기판(40)을 놓는 단계를 포함한다(도 3A 및 도 3B). 두번째로, 안테나(1)는 상기 하우징 부(50A)에 형성된 안테나 수용부(antenna receptacle)(52)에 삽입되어(도 3C 및 도 3D), 안테나의 긴 기판(14)의 안테나 결합부는 도 3D에 도시된 바와 같이 회로 기판(40)에 있는 스프링 컨택(42)을 지지하게 된다. 다음으로, 안테나(1)를 수용할 수 있도록 형성된 내부 표면을 갖는 제2 하우징부(50B)는 상기 제1하우징부(50A)와 정렬되어 안테나(1)가 하우징부(50A)의 수용부(52)에 완전히 눌리도록 하므로, 상기 스프링 컨택(42)은 이 하우징 닫기 단계에서 변형된다(도 3E). 상기 2개의 하우징 부(50A, 50B)는 스냅 특징을 갖고 있어 마지막 닫기 동작은 2개의 하우징 부가 서로 스냅 방식으로 결합되게 된다.

상기 2개의 하우징부(50A,50B)에 의한 안테나(1)의 지지와 위치 결정은 도 3F의 단면도에 도시되어 있다. 수용부(52)와, 만일 필요하다면, 상기 하우징 커버부(50B)에 있는 마주하는 수용부는 안테나 축에 수직한 방향뿐만 아니라 축 방향으로 안테나를 위치시킬 수 있는 형상으로 형성된다. 단순하고 저렴한 조립 공정을 제공할 뿐만 아니라, 안테나와 회로 기판 사이의 상호 연결 구성은 스프링 컨택(42)에 의한 연결을 파손하지 않고 안테나와 기판(40) 사이의 축 방향 이동이 허용된다는 것을 알게 될 것이다. 이것은 장비가 심한 충격을 받는 경우에, 안테나(1)와 회로 기판(40) 사이에 견고한 연결이 없으므로 납 연결부(solder joints), 예를 들면, 안테나의 긴 라미네이트 기판(14)과 매칭 네트워크를 가지고 있는 안테나의 제2라미네이트 기판(30) 사이(도 1A 및 도 1B)의 납 연결부 및 횡방향으로 설치된 라미네이트 기판(30)과 안테나 코어의 말단 표면부(12D)에 있는 도금된 컨덕터 사이의 납 연결부에 스트레인(strain)을 피한다는 이점이 있다.

이제 도 4A 및 도 4B를 참조하면, 본 발명에 따른 제2안테나는 긴 라미네이트 기판(14)의 기부에서 돌출된 안테나 연결부(14C)에 설치된 스프링 컨택(42)을 구비한다. 도 2를 참조하여 위에서 설명한 시스템에서 처럼, 스프링 컨택은 각각이 고정 레그와 접촉 레그를 가진 금속 리프 스프링(metallic leaf springs)이다. 이 경우에, 고정 레그는 안테나 연결부(14C)의 컨택 영역(16V, 18W, 16W) 각각에 개별적으로 따로따로 납땜 된다. 장비 회로 기판(미도시)는 대응되는 이격된 컨택 영역들이 마련되어 안테나(1)가 회로 기판에 관련하여 요구되는 위치에 가압될 때, 스프링 컨택(42)은 압축된다. 이러한 구성은 도 2의 유닛과 관련하여 위에서 개략적으로 설명한 것과 동일한 이점을 갖는다.

도 5A 및 도 5B를 참조하면, 피드 라인의 라미네이트 기판 구조는, 또한, RF 선단 저 노이즈 앰프(RF front end low-noise amplifier)(60)와 같은 능동 회로 요소(active circuit element)에 대한 일체형 지지 가능성을 제공한다. 이 경우에, 라미네이트 기판(14)은 더 넓은 기부 연장부(14C)를 가지며, 송신 라인부(14A)의 피드 라인 컨덕터(미도시)는 저 노이즈 앰프(60)의 입력단에 직접 연결된다. 도 2를 참조하여 위에서 기술한 스프링 컨택을 사용하는 장비 회로 기판에 대한 연결을 위해, 도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이, 상기 앰프의 출력단은 노출된 컨택 영역(62)에 직접적으로 결합될 수 있다. 안테나 코어(12)의 구멍(12B) 내에 있는 라미네이트 기판(14)의 위치 결정은 라미네이트 기판(14)의 양면에 있는 스프링 바이어스 요소(spring biasing element)(64)에 의해 촉진된다. 이들은 축(13)에 기판(14)을 중심 맞추는데 도움이 되도록 구멍(12B)의 벽에 대해 지지한다. 이 경우에, 피드 라인의 피드 라인 컨덕터를 기부 단 표면부(12P)에 있는 레이디얼 트랙(미도시)에 직접적으로 연결하는 것은 라미네이트 기판(14)의 말단 연장(14B)에 있는 말단 컨택 영역에 인접하며 레이디얼 트랙에 납땜질된 평평한 전도성 귀(planar conductive ears) 또는 컨택 플레이트(contact plates)(66)에 의해 완수될 수 있다.

도 6A 및 도 6B에 도시된 바와 같이, 라미네이트 기판(14)의 추가적인 확대는 피드 라인이 직접 저 노이즈 앰프(60)를 지지하고, 다음에는 라미네이트 기판(14)의 기부 연장(14B)에 설치된 리시버 칩(receiver chip)(68)을 지지하는 안테나 조립체를 허용한다. 연결부가 도 6A 및 도 6B에 도시된 바와 같은 별개 커넥터(70), 플렉시블 인쇄 회로 라미네이트, 또는 도 2를 참조하여 위에서 기술한 스프링 컨택 배열에 의해 만들어지든 간에, 이 경제적인 조립체는 라미네이트 기판(14)과 장비 회로 기판 사이의 상기 연결부에서 고 주파수 전류를 제거하는 잠재적인 이점이 있다. 추가적으로, 라미네이트 기판(14)에 공통의 연속적인 그라운드 평면(common continuous ground plane)에 전기 회로를 갖는 것은 장비 회로 기판에 있는 노이즈 발산 회로(noise-emitting circuitry)로부터 라미네이트 기판(14)에 있는 회로로 연결되는 공통 모드 노이즈(common-mode noise)의 기회를 줄인다.

피드 라인 컨덕터를 코어의 말단 표면(12P)에 있는 레이디얼 트랙에 연결하는 수단으로서, 도 5B를 참조하여 위에서 설명한 전도성 귀(conductive ears)(66)의 다른 예로서 스프링 컨택이 도 7A 및 도 7B에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 이 스프링 컨택은 각각 말단 표면(12D)의 전도성 레이어에 납땜하기 위한 평평한 연결 베이스(planar connection base)와 긴 라미네이트 기판(14)의 양면에서 구멍(12B)을 관통하여 송신 라인부(14A)의 말단 연장(14B)에 있는 말단 컨택 영역과 접촉하는 종속적인 조그 스프링부(depending jogged spring section)를 포함한다. 이것은 피드 라인(14)과 안테나 요소(10A-10B)의 내 충격 상호 연결(shock-resistant interconnection)을 허용한다.

귀(66)를 사용하여 피드 라인을 말단 표면부 전도성 트랙에 말단 연결하는 것은 도 8A 및 도 8B에 도시되어 있다.

코어(12)의 도금된 기부 단 표면부(12P)와 피드 라인 실드 컨덕터(16U,16L)의 기부 단부 사이의 연결은, 도 9A, 도 9B, 도 9C, 도 9D에 도시된 것처럼, 납 도포 와셔(solder-coated washer)(76)에 의해 이루어질 수 있다. 안테나가 오븐(oven)을 통과하여 링(ring)(76)의 납이 녹아, 납이 기부 표면 도금부와 긴 라미네이트 기판(14)의 외부 전도성 레이어 위로 흐를 때, 상기 연결이 이루어진다.

납 도포 와셔(76)의 내부 모서리 사이의 밀착 접촉은, 도 9E에 도시된 바와 같이, 슬롯 개구(slotted aperture)를 제공함으로써 달성된다. 이 경우에, 도 9B에 도시된 바와 같이, 긴 라미네이트 기판(14)에 직접 매칭 부품들을 좀 더 쉽게 수용하기 위해 상기 라미네이트 기판(14)의 말단 연장(14B)은 송신 라인 부(14A)보다 넓은 폭을 갖는다.

도 9A 내지 도 9D에 도시된 안테나의 라미네이트 기판(14)의 구조는 도 9F를 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 상기 기판은 다음과 같은 3개의 전도성 레이어, 즉 상부 전도성 레이어(14-1), 중간 전도성 레이어(14-2) 및 하부 외측 전도성 레이어(14-3)(도 9F에서 가상선으로 도시됨)을 갖는다. 상기 내부 층은 좁고 긴 피드 라인 컨덕터(18)를 형성한다. 외부 층은 앞에서 설명한 실드 컨덕터(16U, 16L)를 형성한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 실드 컨덕터(16U, 16L)와 함께 상기 내부 컨덕터(18)를 둘러싸는 실드(shield)를 형성하는 2줄의 도금 비아들(plated vias)(17)이 실드 컨덕터(16U, 16L) 사이에서 연장된다. 상기 송신 라인 부(14A)의 기부 연장(14C)은 도 1B를 참조하여 상기에서 설명한 바와 같이, 피드 라인 컨덕터에 연결된 컨택 영역(16V, 18W, 16W)을 구비한다.

본 예에서, 확대된 말단 연장(14B)은 도 1A 및 도 1B를 참조하여 위에서 설명한 제1안테나의 제2라미네이트 기판(30)을 대체하는 매칭 부분(matching section)을 구성한다. 상기 매칭 부분은 분리된 표면 실장 캐패시터(discrete surface-mount capacitor)(80)에 의해 제공되는 션트 캐패시턴스(shunt capacitance)를 갖는다. 이 부품은 피드 라인 실드 컨덕터(16U)의 비아(18V)와 연장(extension)(81)을 통해 내부 컨덕터(18)에 각각 연결된 외부 전도성 레이어(14-1)에 형성된 패드들(pads)에 설치된다. 직렬 인덕턴스(series inductance)는 가로 요소(transverse element)(82)와 관련된 비아들에 의해 중간 층(14-2)에 형성된다.

라미네이트 기판(14)의 말단 연장(14B)에 있는 매칭 네트워크의 연결은 말단 연장(14B)의 측면으로 돌출된 부분에 있는 외부 전도성 레이어와 코어의 말단 표면부에 있는 패턴 전도성 레이어에 의해 제공된 컨덕터 사이의 납 조인트(soldered joints)에 의해 이루어진다.

안테나 피드 라인과 장비 회로 기판 사이의 연결이 안테나 축에 평행한 평면에서 연장되는 컨택 영역에 의해 이루어지도록 하는 것은 필요하지 않다. 도 10A 및 도 10B를 참조하면, 안테나 축에 직각인 방향의 컨택 영역은 상기 코어(12)의 기부 단 표면부(12P)에 마련될 수 있다. 이 경우에, 기부 단 표면부(12P)의 도금부는 패턴화되어 전도성 슬리브(20)에 연속되도록 형성된 도금부(88B)로부터 절연된 절연 "랜드"(isolated "land")(88A)를 제공할 수 있다. 코어(12)의 기부 전도성 레이어(88A, 88B)의 패터닝은, 이러한 방법으로 내부 단이 송신 라인 부(14A)의 기부 연장(14C)에 있는 컨택 영역(예를 들면, 전도성 패드 18W)(그러한 영역은 라미네이트 기판(14)의 양면에 있다)에 연결되는 형상으로 형성된 부채 형상 전도성 지지요소(fan-shaped conductive bearing elements)(90)를 부착하기 위한 전도성 베이스 영역(conductive base area)을 제공한다. 상기 지지 요소(90)는 각각 전도성 레이어부(88A, 88B)에 접합되어 안테나 축에 직각인 단단하고 내마모성이 있는 컨택 영역을 형성하며, 도 11에 도시된 바와 같이, 인접하는 스프링 컨택을 수용한다.

도 11을 참조하면, 이 경우에, 장비 회로 기판(40)은 회로 기판(40)의 모서리에 인접한 구멍(미도시)에 고정되며 이격되어 안테나 코어(12)의 기부 단 표면부(12P)에 접합된 떨어진 지지 요소(90)와 맞도록 이격된 고정 레그(42F)를 갖는 수직한 금속 리프 스프링 컨택(42)을 갖는다. 각각의 스프링 컨택은 안테나의 축에 평행한 방향으로 지지 요소(90)를 탄성적으로 지지하는 접촉 레그(42U)를 갖는다.

동일한 수직한 방향의 지지요소는 도 12에 도시된 바와 같이 장비 회로 기판(40)의 면에 안테나의 소위 "터릿" 마운팅("turret" mounting)을 위해 사용될 수 있다. 이 경우에 스프링 컨택(42)은 도 12에 도시된 바와 같이 상기 보드(40)에 표면 실장된다. 도 2를 참조하여 위에서 기술한 동일한 방법으로 고정 레그의 방향으로 스프링 컨택(42)의 접촉 레그가 탄성적으로 접근 이동하는 것은 회로 기판(40)이 일 부분인 장비에 안테나를 조립하는 동안 기부 단 표면부(12P)와 회로 기판(40)의 반대 표면 사이에 소정 간격을 가지고 회로 기판(40) 위로 위치결정될 때 발생한다.

터릿 마운트 구조로 안테나를 장비 회로 기판에 연결하는 다른 수단이 도 13A 및 도 13B에 도시되어 있다. 이 경우에, 안테나 코어(12)의 기부 단 표면부(12P)에 도금된 전도성 레이어는 도 10A 및 도 10B를 참조하여 위에서 기술한 바와 같이 패터닝 된다. 그러나, 이 경우에, 긴 라미네이트 기판(14)의 피드 라인에의 연결은 랜드 컨덕터 영역(88A)과 슬리브 연결 전도성 영역(88B)에 각각 정반대로 마주하도록 설치된 한 쌍의 스프링 컨택 요소들(42)에 의해 이루어진다. 각 경우에, 고정 레그(42L)는 각 전도성 영역에 납땜질되어, 접촉 레그(42U)는 안테나 코어의 기부 단 표면부(12P)에 평행하고 안테나 축(13)에 수직하게 연장되는 장비 회로 기판(미도시)의 컨택 영역을 지지하도록 지향한다. 상기 안테나는 스프링 컨택(42)의 요구되는 압축에 따라 소정 간격으로 세트되어 있다. 또한, 도 13A 및 도 13B에 도시된 바와 같이, 이러한 스프링 컨택은 고정 레그와 접촉 레그 사이의 탄성 상호 연결부(resilient interconnection)가 축을 향하여 내측을 향하며, 서로 이격되어 라미네이트 기판(14)의 송신 라인 부(14A)의 기부 연장(14B)에 있는 컨택 영역을 지지하도록 지향된다.

Claims (19)

1. (a) 5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어; 상기 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 표면부로부터 상기 기부 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 적어도 상기 말단 표면부에서 상기 기부 표면부까지 상기 코어의 통로를 통해 연장되는 피드 라인으로서 동작하는 송신 라인부를 포함하는 피드 구조;를 포함하며, 상기 안테나는 상기 기부 표면부에 또는 인접하여 노출된 컨택 영역을 구비하는 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나; 및
   (b) 적어도 한 개의 전도성 레이어를 갖는 장비 회로 기판을 구비하며, 상기 전도성 레이어 또는 레이어들은 안테나의 노출된 컨택 영역의 각각을 탄성적으로 지지하도록 위치된 스프링 컨택이 전도성 있게 접착되는 복수 개의 컨택 단자 지지 영역(contact terminal support areas)을 가지는 무선 통신 회로 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링 컨택은 각각 상기 컨택 단자 지지 영역에 개별적으로 부착되는 금속성 리프 스프링 요소(metallic leaf spring element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 장비 라미네이트 회로 기판의 평면에 평행하게 놓여 있는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   각 스프링 컨택은 상기 장비 회로 기판의 평면에 수직하게 작용하는 결합력(engagement force)을 가하도록 형성된 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 상기 안테나 축에 대해 수직하게 놓여 있으며, 상기 스프링 컨택은 안테나의 일반적으로 축 방향으로 향하는 압축력(compression force)에 반응하여 탄성적으로 변형하도록 형성된 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 상기 안테나 축에 대해 평행하게 놓여 있으며, 상기 스프링 컨택은 상기 안테나 축에 일반적으로 수직하게 향하는 압축력(compression force)에 반응하여 탄성적으로 변형하도록 형성된 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 노출된 컨택 영역은 상기 유전체 코어의 기부 표면부에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 유전체 코어의 상기 기부 표면부는 서로 전기적으로 절연된 제1 및 제2영역을 구비하는 전도성 레이어를 가지며, 제1전도성 영역은 상기 피드 라인의 제1 컨덕터에 연결되고, 제2전도성 영역은 상기 피드 라인의 제2 컨덕터에 연결되며,
   상기 안테나는 상기 제1 및 제2 전도성 영역의 각각에 부착되며, 상기 제1 및 제2 컨덕터와 상기 영역 사이의 연결을 구성하는 전도성 리프 부재(conductive leaf member)를 더 포함하며,
   상기 리프 부재는 상기 노출된 컨택 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 안테나의 축 방향으로 연장된 긴 라미네이트 기판은 상기 송신 라인부의 일체로 형성된 기부 연장을 구비하며,
   상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 상기 기부 연장에 있는 전도성 영역을 포함하며, 상기 전도성 영역은 피드 라인 컨덕터와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 장비 회로 기판에 나란하게 배열된 3개의 스프링 컨택을 포함하며,
    상기 안테나의 노출된 컨택 영역은 상기 라미네이트 기판 기부 연장의 일면에 배치되며, 각각의 노출된 컨택 영역은 상기 3개의 스프링 컨택의 각각과 정렬되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 컨택은 각각 고정 레그와 접촉 레그를 구비하는 접혀진 금속 스프링 요소(folded metal spring element)를 포함하며, 상기 금속 스프링 요소가 압축 접촉력(compressive contact force)에 의해 변형될 때, 상기 접촉 레그는 상기 고정 레그에 접근하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항의 무선 통신 장치를 조립하는 방법에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는,
    안테나와 장비 회로 기판을 위한 2개의 부분으로 된 하우징을 더 포함하며,
    상기 하우징은 상기 안테나를 수용하고 상기 회로 기판에 대해 미리 선택된 위치에 상기 안테나를 위치시키도록 형성된 수용부를 가지며, 그 위치에서 상기 스프링 컨택은 상기 안테나의 컨택 영역 각각과 정렬되며 지지하고,
    상기 방법은 상기 회로 기판을 상기 하우징에 고정하는 단계, 상기 안테나를 상기 수용부에 놓는 단계, 및 조립된 상태에서 상기 하우징의 2개의 부분이 결합되도록 하는 단계를 포함하며,
    상기 2개의 부분을 결합하는 동작은 상기 안테나의 컨택 영역 각각에 대해 상기 스프링 컨택을 가압하여, 상기 스프링 컨택을 압축적으로 변형시키는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치를 조립하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하우징의 2개의 부분은 서로 스냅 결합되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치를 조립하는 방법.
14. 200MHz를 초과하는 주파수에서 작동하는 백파이어 유전체 로드 안테나(backfire dielectrically loaded antenna)에 있어서,
    5 이상의 상대 유전 상수를 가지며, 상기 안테나의 축의 횡 방향으로 연장되며 마주하는 말단 및 기부 표면부를 포함하는 외부 표면과 상기 횡 방향으로 연장된 표면부 사이에서 연장되는 측면 표면부를 구비하는 고체 물질로 된 전기적으로 절연된 유전체 코어, 상기 코어 외부 표면은 내부 체적을 정의하며, 상기 코어의 고체 물질은 상기 내부 체적의 대부분을 점유하는 유전체 코어;
    상기 측면 표면부에 또는 근처에 설치되며 상기 말단 표면부로부터 상기 기부 표면부로 연장되는 적어도 한 쌍의 긴 전도성 안테나 요소를 포함하는 3차원 안테나 요소 구조; 및
    상기 말단 표면부에서 상기 기부 표면부까지 상기 코어의 통로를 관통해 연장되는 제1 및 제2 피드 컨덕터를 포함하는 피드 구조;를 포함하며,
    상기 기부 표면부는 서로 전기적으로 분리되는 적어도 2개의 전도성 영역을 형성하도록 패턴화된 전도성 코팅을 구비하며,
    상기 안테나는 상기 통로의 기부 단에 각 피드 컨덕터와 상기 기부 표면부에 있는 각 전도성 영역 사이에 전기적 연결을 더 포함하며, 배열은 상기 기부 표면부에 적어도 한 쌍의 평평한 컨택 표면을 제공하여 상기 안테나의 축이 장비 기판에 수직한 상태로 상기 안테나가 호스트 장비 기판에 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 백파이어 유전체 로드 안테나.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 피드 구조는 상기 코어의 통로를 통해 연장된 피드 라인으로써 동작하는 적어도 한 개의 송신 라인부를 포함하는 축 방향으로 연장된 긴 라미네이트 기판인 것을 특징으로 하는 백파이어 유전체 로드 안테나.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 라미네이트 기판은 상기 기부 표면부와 정렬되는 기부 단부를 포함하며,
    상기 기부 단부는 상기 기판의 양 측면에 있는 적어도 2개의 전도성 패드를 지지하며, 한 개는 상기 송신 라인부의 제1 피드 라인 컨덕터에 연결되며, 상기 안테나는 상기 패드를 상기 기부 표면부 코팅의 전도성 영역에 연결하는 전도성 브리징 요소(conductive bridging element)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백파이어 유전체 로드 안테나.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 라미네이트 기판은 제1, 제2, 및 제3 전도성 레이어를 구비하며, 상기 제2 전도성 레이어는 제1 및 제3 레이어 사이의 중간 레이어이며,
    상기 피드 라인은 상기 제2 레이어에 의해 형성된 긴 내부 컨덕터와, 상기 제1 및 제3 레이어에 의해 형성되며 상기 내부 컨덕터 위와 아래에서 상기 내부 컨덕터를 덮는 외부 실드 컨덕터를 포함하며,
    상기 실드 컨덕터 중의 하나의 끝은 상기 라미네이트 기판 기부 단부에 못미치고, 상기 내부 피드 컨덕터는 상기 실드 컨덕터와 동일한 기판의 표면에 이격되어 있는 라미네이트 기판 기부 단부에 있는 전도성 패드에 연결되는 것을 특징으로 하는 백파이어 유전체 로드 안테나.
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