KR101631866B1

KR101631866B1 - 무선 안테나가 내장된 근접장 통신(nfc) 코일

Info

Publication number: KR101631866B1
Application number: KR1020147027463A
Authority: KR
Inventors: 어낸드 에스 코나누르; 울룬 카라카오글루; 송난 양
Original assignee: 인텔 코포레이션
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2016-06-20
Also published as: KR20140127913A; US20150044963A1; EP3203581A1; CN104205491B; US20160066128A1; WO2013147823A1; EP2834883B1; US20170179573A1; US9125007B2; US9661446B2; CN106887709A; JP5937269B2; CN104205491A; JP2015515209A; EP2834883A4; EP2834883A1; CN106887709B

Abstract

본 출원에는 근접장 결합 및 WLAN 이중-대역 동작에 관련된 기술이 설명된다. 예를 들어, WLAN 이중-대역은 근접장 통신(NFC) 기능을 위해 활용되는 동일한 코일 안테나를 활용한다. WLAN 이중-대역은 NFC 모듈 내에 통합되어 단일 모듈을 형성할 수 있다.

Description

무선 안테나가 내장된 근접장 통신(NFC) 코일{NEAR FIELD COMMUNICATIONS (NFC) COIL WITH EMBEDDED WIRELESS ANTENNA}

서로 아주 가까이 위치한 기기들(예를 들면, 휴대용 전자 기기, 태블릿 컴퓨터 등) 사이에서 (무선 전력 전달(wireless power transfers (WPT)) 및 근접장 통신(near field communications (NFC))과 같은) 근접장 결합(near field coupling)을 가능하게 해주는 기술이 발달하기 시작했다. NFC는 기기들 내 무선 주파수(RF) 안테나를 이용하여 전자기 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 사용자 바람 때문에(및/또는 심미적인 이유로), 많은 이러한 기기들은 소형이며, 더 작아지고 있다. 그러한 장치는 측면에서 보았을 때 두드러진 종횡비를 갖는 경향이 있다. 그 결과, 많은 이러한 장치는 평면 안테나(flat antennas)를 포함하는데, 이 평면 안테나는 전도성 물질의 코일을 근접장 결합에서 사용하기 위한 방사 안테나로서 사용할 수 있다.

무선(라디오) 통신은 무선 근거리 네트워크(wireless local area networks (WLAN), 무선 광역 네트워크(wireless wide-area network (WWAN)), 도시 지역 네트워크(metropolitan area network (MAN)), 롱텀 에볼루션(long term evolution (LTE)), 및 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system (GPS)) 등에 필요한 별개의 내장 안테나 컴포넌트를 필요로 할 수 있다. 기기의 NFC 및 무선 통신(예를 들면, WLAN, WWAN 등) 컴포넌트(예를 들면, 안테나)는 기기 내에서 상단한 공간을 필요로 할 수 있다. 다시 말해서, NFC 및 무선 통신 기기는 기기에서 안테나에 필요한 매우 제한된 공간을 위해 경쟁하게 될 수 있다. 제한된 공간은 기기가 더 얇아짐에 따라 디자인의 관점에서 더 많은 도전이 되고 있으며 기기 내에 안테나를 패키지하는 것이 NFC 및 기타 무선 통신의 성능에 대한 절충안일 수 있다. 따라서, 기기에서 NFC 및 기타 무선 통신의 효과적인 성능을 제공하기 위해 해결책이 시행될 수 있다.

도 1a는 근접장(NFC) 관련 기능을 수행하는 기기들 사이의 예시적인 근접장 결합 배열을 도시한다.
도 1b는 무선 근거리 네트워크(WLAN) 이중-대역 동작(dual-band operation)을 포함하는 기기들 사이의 예시적인 무선 통신 배열을 도시한다.
도 2는 동일한 코일 안테나를 이용하는 무선 근거리 네트워크(WLAN) 이중-대역 및 근접장 통신을 위한 예시적인 기기의 다이어그램이다.
도 3은 수동 소자(passive devices)를 포함하는 예시적인 코일 안테나 구성의 다이어그램이다.
도 4는 동일한 코일 안테나를 이용하는 무선 근거리 네트워크(WLAN) 이중-대역 및 근접장 통신의 방법이다.
다음의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 제공된다. 도면에서, 참조 부호의 가장 좌측의 숫자(들)는 그 참조 부호가 처음 나오는 도면을 통상 식별한다. 상이한 도면에서 동일한 참조 부호를 사용하는 것은 유사 또는 동일한 항목을 표시하는 것이다.

본 서류는 기기의 안테나를 결합시키기 위한 그리고 특히 기기의 동일한 코일 안테나를 그 기기의 무선 통신 및 근접장 결합 기능을 위한 내장된 안테나로서 활용하기 위한 하나 이상의 시스템, 장치, 방법 등을 기술한다. 근접장 결합은 (제한하지 않는 예로서) 기기의 근접장 통신(NFC) 및/또는 무선 전력 전달(WPT) 기능을 포함한다. 무선 통신은(제한하지 않는 예로서) WLAN, MAN, WWAN, LTE, GPS, 및 다른 형태의 WiFi 및 무선 통신 등을 포함한다. 예를 들어, WLAN은 NFC 관련 기능용으로 사용되는 코일 안테나를 활용할 수 있다. 이 예에서, WLAN (이중-대역) 모듈은 NFC 모듈과 함께 통합되어 단일의 모듈을 형성할 수 있다. 이러한 단일 모듈은 WLAN 이중-대역 동작 및 NFC 동작 둘 다에 필요한 전기 신호를 수신하고, 송신하고 또는 전달하는 코일 안테나에 연결될 수 있다. 구현에 있어서, WLAN 이중-대역 동작은 IEEE 802.11n 표준 하의 2.4 GHz 또는 5.2 GHz 주파수 전기 신호와 같은 비교적 높은 주파수 전기 신호에서 동작할 수 있다. NFC 동작은 NFC 관련 기능을 수행하기 위해 13.56 MHz 주파수 전기 신호와 같은 낮은 주파수 전기 신호에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 구현에서, 코일 안테나는 13.56 MHz, 2.4 GHz, 및 5.2 GHz 주파수 전기 신호에서 독립적으로 공진하도록 구성될 수 있다.

구현에 있어서, 코일 안테나는 WLAN 이중-대역 동작을 위해 사용되는 주파수들 중 하나인 5.2 GHz에서 공진하는 개방 단부형 중앙-급전식 다이폴 안테나(open ended center-fed dipole antenna) 섹션을 포함하도록 구성된다. WLAN 이중-대역은 또한 2.4 Ghz에서 동작할 수 있기 때문에, 코일 안테나는 NFC 관련 기능을 위해 사용되는 코일 안테나의 연속 루프의 세그먼트를 격리시킴으로써 2.4 GHz에서 공진하도록 구성될 수 있다. 즉, NFC 코일 안테나의 부분적인 트레이스(partial traces)의 재사용은 WLAN 이중-대역에 의한 2.4 GHz 동작 주파수 동안 생성된다.

구현에서, NFC 코일 안테나의 격리된 세그먼트는 WLAN 이중-대역에 의한 2.4 GHz 동작 주파수에서 공진하도록 중앙-급전식 다이폴 안테나 섹션과 조합하여 활용(즉, 5.2 GHz 동작 주파수용으로 사용됨) 될 수 있다. NFC 관련된 기능을 위하여, 코일 안테나는 세그먼트(즉, 부분 트레이스)를 격리시킬 필요 없이 NFC 코일 안테나(즉, 코일 안테나의 연속 루프)를 사용할 수 있다. 다른 구현에서, 이를 테면 WWAN, LTE, 디지털 텔레비젼(DTV), GPS 등의 동작에서, 코일 안테나는 WWAN, LTE, DTV, GPS 등에 필요한 동작 주파수에 대응하는 주파수 전기 신호에서 동작하도록 구성될 수 있다.

구현에서, 수동 소자 또는 컴포넌트(예를 들면, 인덕터)는 WLAN 이중-대역 동작의 전기 신호를 NFC 동작과 격리시키도록 설치될 수 있다. 다른 구현에서, 소프트웨어 구현은 WLAN 이중-대역 전기 신호를 NFC 전기 신호와 분리시키는 능동 소자(예를 들면, 스위치)를 사용할 수 있다.

시스템의 예

도 1a는 기기들의 근접장 결합을 위한 예시적인 배열을 도시한다. 보다 구체적으로, 사용자는 근접장 결합 가능 기기 및/또는 다른 기기를 어떤 인간공학적으로 편리한 방식으로 구동하려는 바람을 가질 수 있다. 그러한 기기의 예는 (이것으로 제한되지 않지만) 모바일 폰, 셀룰러 폰, 스마트폰, 개인 휴대 정보 단말, 태블릿 컴퓨터, 넷북, 노트북 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 멀티미디어 재생 기기, 디지털 뮤직 플레이어, 디지털 비디오 플레이어, 네비게이션 기기, 및 디지털 카메라 등을 포함한다.

구현에서, 도 1a는 두 사용자(도시되지 않음)가 이들의 NFC 가능 기기(102-2 및 102-4)를 에지-투-에지 또는 헤드-투-헤드 방식으로 함께 "부딪쳐서(bump)"하여 NFC 관련 기능(예를 들면, 정보 공유하기)을 수행하는 소위 "NFC 범프"를 도시한다. 도 1a는 기기(102)의 NFC 관련 기능을 위한 종종 바람직한 나란한 배열을 도시한다. 기기(102-2 및 102-4)는 NFC 관련 기능을 수행하는 폐쇄 단부형 연속 루프 코일 안테나(close ended continuous loop coil antenna)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. NFC 관련 기능은 기기들(102) 사이에서 데이터 통신을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기기(102-2)는 근접장 결합 동작을 통해 기기(102-4)에게 정보를 전달할 수 있다.

도 1b는 기기(102-2)와 기기(102-4) 사이에서 무선 통신을 위한 예시적인 배열을 도시한다. 무선 통신은 WLAN, MAN, WWAN, LTE, GPS, 및 다른 WiFi 형태의 통신 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기기(102-2 및 102-4)는 WLAN을 이들 회로 내에 채택하여 서로와 통신할 수 있다. 이 예에서, 기기(102)는 동일한 연속 루프 코일 안테나를 활용하여 WLAN 이중-대역 동작을 수행하는 WLAN 이중-대역 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 연속 루프 코일 안테나(도시되지 않음)의 활용은 NFC 관련 기능을 위한 코일 안테나의 사용과 무관하게 실시될 수 있다. WLAN 이중-대역 동작은 NFC 주파수 전기 신호와 비교하여 상이한 주파수 전기 신호에서 동작할 수 있다.

구현에서, 기기(102-2 및 102-4)는 주파수 전기 신호를 전달하고, 전송하고 및/또는 수신하는 코일 안테나(도시되지 않음)를 포함하는 무선 통신 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(도시되지 않음)는 하나 이상의 무선 표준에 따라서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 회로(도시되지 않음)는 기기(102-2)와 기기(102-4) 사이에서 3G 또는 4G, 또는 미래의 디지털 무선 통신 표준 중 최소한 하나의 표준에 따라서 설정된 (타워(106)를 통한) 무선 통신 링크(104)를 통해 정보를 무선으로 전달하도록 구성될 수 있다. 그러한 3G 또는 4G (또는 미래의) 디지털 무선 통신 표준은 (예를 들면, IEEE 802.16-2009와 같은 표준의 IEEE 802.16 패밀리에 따른) WiMax 통신 표준, 3세대 파트너십 프로젝트(Third-Generation Partnership Project (3GPP)) LTE 통신 표준, 또는 하나 이상의 (현대 및 미래의) 다른 표준이나 프로토콜 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시예에서, 무선 통신 회로는 표준들의 IEEE 802.11 패밀리(예를 들면, IEEE. 802.11a-1999, 802.1 lb-1999, 802.11g-2003, 802.11n-2009, 802.11-2007), 또는 하나 이상의 다른 (현재 및 미래의) 표준이나 프로토콜 중 하나 이상의 표준과 같은 Wi-Fi WLAN 표준에 따라서 정보를 무선으로 전달하도록 구성될 수 있다.

기기의 예

도 2는 동일한 코일 안테나를 NFC 및 WLAN 이중-대역 동작을 위해 활용하는 기기(102-2)의 예시적인 실시예이다. 구현에서, 무선 기기(102-2)는 NFC/WLAN 코일 안테나(200), WLAN 이중-대역 모듈 및 NFC 모듈 콤보(202) 및 무선 통신 회로(204)를 포함할 수 있다.

구현에서, NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 기기(102-2)의 한 에지(예를 들면, 상부 에지(206) 또는 임의의 다른 에지에서 배치될 수 있다. 이러한 구현에서, NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 WLAN 주파수 전기 신호 및 NFC 주파수 전기 신호에서 송수신기로서 기능할 수 있다. NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 5.2 GHz 주파수 전기 신호에서 WLAN 이중-대역 동작을 수행하는 별개의 개방 단부형 중앙-급전식 다이폴 안테나 구성(separate open ended center-fed dipole antenna configuration (도시되지 않음))을 포함하도록 구성될 수 있다. 2.4 GHz 주파수 전기 신호에 대하여, NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 NFC 관련 기능을 위해 사용되는 NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 부분적 트레이스(partial trace)(도시되지 않음)의 재사용을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 NFC 태그, 신용 카드 읽기 또는 NFC 가능 기기들 사이에서 "NFC 범프"를 이용한 정보의 전달과 같은 NFC 관련 기능을 위한 연속 루프 코일 안테나(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

구현에서, WLAN 이중-대역 모듈 및 NFC 모듈 콤보(202)는 NFC/WLAN 코일 안테나(200)로부터 수신되고, 전송되고, 및/또는 전달된 전기 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. WLAN 이중-대역 모듈 및 NFC 모듈 콤보(202)는 WLAN 이중-대역 모듈(도시되지 않음) 및 NFC 모듈(도시되지 않음)을 포함하는 단일 모듈이다. WLAN 이중-대역 모듈(도시되지 않음)은 2.4 GHz/5.2 GHz 주파수 전기 신호와 같은 WLAN 이중-대역 전기 신호를 처리하며, 반면에 NFC 모듈(도시되지 않음)은 13.56 MHz 주파수 전기 신호와 같은 NFC 전기 신호를 처리한다. WLAN 이중-대역 모듈 및 NFC 모듈 콤보(202)는 무선 통신 회로(204)에 결합될 수 있다. 구현에서, 무선 통신 회로(204)는 기기(102-2)에서 전송 전력, 증폭, 동작 모드 등과 같은 통신 파라미터를 조정하도록 구성될 수 있다.

또한, 기기(102-2)는 하나 이상의 프로세서(들)(208)를 포함한다. 프로세서(들)(208)는 단일의 프로세싱 유닛 또는 다수의 프로세싱 유닛일 수 있으며, 이들 모두 단일 또는 다중 컴퓨팅 유닛 또는 다중 코어를 포함할 수 있다. 프로세서(208)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 중앙 처리 유닛, 상태 머신, 로직 회로, 및/또는 조작 명령에 기초한 신호를 다루는 모든 장치로서 구현될 수 있다. 다른 기능 중에서, 프로세서(208)는 메모리(210) 또는 다른 컴퓨터-판독가능 저장 매체 내에 저장된 컴퓨터-판독가능 명령 또는 프로세서-액세스가능 명령을 페치하고 실행하도록 구성될 수 있다.

특정 구현에서, 메모리 컴포넌트(210)는 프로세서(들)(208)에 의해 실행되어 전술한 각종 기능을 수행하는 명령을 저장하기 위한 컴퓨터-판독가능 저장 매체의 일예이다. 예를 들어, 일반적으로 메모리(210)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리(예를 들면, RAM, 또는 ROM 등)를 포함할 수 있다. 메모리(210)는 본 출원에서 메모리 또는 컴퓨터-판독가능 저장 매체라고 지칭될 수 있다. 메모리(210)는 컴퓨터-판독가능, 프로세서-실행가능 프로그램 명령을 본 출원의 구현에서 기술된 동작 및 기능을 실행하기 위해 구성된 특정한 머신으로서 프로세서(들)(208)에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드로서 저장할 수 있다.

본 출원에 기술된 예시적인 무선 기기(102-2)는 몇몇 구현에 적합하고 또한 본 출원에서 기술된 프로세스, 컴포넌트 및 특징을 구현할 수 있는 환경, 아키텍처 및 프레임워크의 사용이나 기능의 범위에 대하여 어떤 제한을 시사하려 의도하지 않는 예에 불과하다.

일반적으로, 도면을 참조하여 기술된 기능 중 임의의 기능은 소프트웨어, 하드웨어(예를 들면, 고정된 로직 회로) 또는 이들 구현의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 프로그램 코드는 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 메모리 소자 또는 다른 컴퓨터-판독가능 저장 소자에 저장될 수 있다. 그러므로, 본 출원에서 기술된 프로세스 및 컴포넌트는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다. 전술한 바와 같이, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 모든 방법이나 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 제거가능 및 비제거가능한 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 이것으로 제한되지 않지만, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 광학 스토리지, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 저장 기기, 또는 컴퓨팅 장치에 의해 액세스하기 위한 정보를 저장하는데 사용될 수 있는 모든 다른 매체를 포함한다.

수동 소자를 갖는 NFC / WLAN 코일 안테나의 예

도 3은 수동 소자를 갖는 NFC/WLAN 코일 안테나의 예시적인 구현(300)이다. 근접장 결합과 관련한 신 기술은 기기(102)의 사용자가 많은 매력적인 경험을 할 수 있게 해준다. 예를 들면, NFC/WLAN 코일 안테나(200)를 포함하는 연성 인쇄 회로(flexible printed circuit (FPC))를 기기(102) 내에 통합하면 기기(102)의 두께 증가를 최소화할 수 있다.

도 3a를 계속하여 참조하면, 도면에는 통합되어 단일 모듈(즉, WLAN 이중-대역 모듈 및 NFC 모듈 콤보(202))을 형성할 수 있는 WLAN 이중-대역 모듈(302) 및 NFC 모듈(304)이 도시된다. 구현에서, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 NFC/WLAN 코일 안테나(200)를 활용하여 WLAN 이중-대역 전기 신호를 전달하고, 송신하고 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 동시에, NFC 모듈(304)은 독립적으로 NFC/WLAN 코일 안테나(200)를 활용하여 NFC 전기 신호를 전달하고, 송신하고, 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. NFC 관련 기능을 위하여 NFC 모듈(304)에 의한 NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 독립적인 활용은 NFC/WLAN 코일 안테나(200) 내 수동 소자들의 설치를 통해 구현될 수 있다.

구현에서, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 WLAN 이중-대역 동작을 위해 IEEE 802.11n 표준하의 2.4 GHz 또는 5.2 GHz 전기 신호와 같은 고주파 전기 신호를 동작시키도록 구성될 수 있다. 다른 구현에서, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 이것의 요구된 기능이나 동작에 대응할 수 있는 타 주파수 전기 신호에서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, WWAN, LTE, DTV, GPS 등의 동작의 경우에 있어서, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 WWAN, LTE, DTV, GPS 등을 운용하기 위해 사용된 주파수에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 동일한 NFC/WLAN 코일 안테나(200)를 NFC 모듈(304)와 함께 활용(즉, 재사용)할 수 있다.

구현에서, NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 서로 병렬로 동일 선상에서 지향된 두 개의 금속 코일 전도체(306-2 및 306-4)를 포함할 수 있는 별도의 중앙-급전식 구동 소자(306)를 포함하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 두 금속 코일 전도체(306-2 및 306-4)는 다이폴 안테나 구성에서처럼 일직선을 이룬다. 이러한 구현에서, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 중앙-급전식 소자(306)를 이용하여 5.2 GHz 주파수 전기 신호에서 동작할 수 있다. 예를 들면, WLAN 이중-대역 모듈(302)은 5.2 GHz 전기 신호만을 위해 중앙-급전식 소자(306)를 동작시키도록 구성된 NFC/WLAN 코일 안테나(200)에 링크(308)를 통해 연결된다. 이러한 예에서, 다른 NFC 관련 기능을 위해 또는 2.4 GHz 주파수 전기 신호를 위해 NFC/WLAN 코일 안테나(200)를 활용하는 것은 동시에 공존할 수 있다. 구현에서, 도 3b는 WLAN 이중-대역 모듈(302)에 의해 5.2 GHz 주파수 전기 신호에서 동작될 때 NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 구성을 도시한다. 이 구현에서, 중앙-급전식 구동 소자(306)는 5.2 GHz 주파수 전기 신호에서 공진하여 WLAN 주파수 전기 신호를 전달, 송신, 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.

구현에서, 인덕터(310)와 같은 수동 소자는 상이한 주파수 전기 신호를 동시에 동작시키도록 하기 위하여 NFC/WLAN 코일 안테나(200)에 설치될 수 있다. 예를 들면, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)는 2.4 GHz 및 13.56 MHz 주파수 전기 신호와 같은 상이한 주파수 전기 신호에서 NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 활용을 이행하기 위해 사용될 수 있다. 이 예에서, 인덕터(310-6)는 사각형 루프 코일 안테나(312)로의 링크(316)의 WLAN 급전점(feed point)에 설치되며, 반면 인덕터(310-2 및 310-4)는 사각형 루프 코일 안테나(312)의 외곽 루프 세그먼트(314-2 및 314-4)의 양 단부에 각기 설치된다. 외곽 루프 세그먼트(314-2 및 314-4)의 단부는 링크(316)의 WLAN 급전점의 맞은 편에 위치한다.

구현에서, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)는 2.4GHz 주파수 전기 신호에서 고 임피던스(즉, 고 감쇠)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이 구현에서, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)는 거의 개방 회로(open circuit)처럼 기능할 수 있다. 이를 위하여, 외곽 루프 세그먼트(314-2 및 314-4)와 같은 사각형 루프 코일 안테나 세그먼트(312)의 부분이 격리된다. 구현에서, 중앙-급전식 구동 소자(306)는 세그먼트(314-2 및 314-4)와 조합되어 WLAN 이중-대역 모듈(302)의 2.4 GHz 주파수 전기 신호에서 공진하게 된다. 도 3의 (c)는 2.4 GHz 주파수 전기 신호 WLAN 이중-대역 동작 동안 조합된 중앙-급전식 구동 소자(306) 및 세그먼트(314)를 포함하는 NFC/WLAN 코일 안테나(200) 구성을 도시한다. 세그먼트(314)의 길이는 2.4 GHz 주파수 전기 신호 WLAN 이중-대역 동작에서 공진하도록 동적으로 조절될 수 있다.

도 3의 (a)를 계속하여 참조하면, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)는 13.56 MHz 주파수 전기 신호와 같은 NFC 동작 주파수에서 저 임피던스(즉, 저 감쇠)를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)는 사각형 루프 코일 안테나 세그먼트(312)가 NFC 관련 동작을 위해 활용될 수 있도록 단락 회로로서 기능할 수 있다. 이 예에서, 사각형 루프 코일 안테나 세그먼트(312)는 링크(316)를 통해 NFC 모듈(304)에 연결된다. NFC 모듈(304)은 13.56 MHz 주파수 전기 신호에서 공진하도록 구성되어, 13.56 MHz 주파수 전기 신호에서 NFC 모듈(304)에 의해 오직 NFC 관련 동작만이 처리된다. NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 중앙-급전식 구동 소자(306)는 2.4 GHz 또는 5.16 GHz에서 공진하도록 구성되며, 이와 같이, 중앙-급전식 구동 소자(306)는 NFC 관련 동작 동안 사각형 루프 코일 안테나(312)와 독립적으로 동작될 수 있다. 구현에서, 도 3의 (c)는 13.56 MHz 주파수 전기 신호에서 NFC 관련 동작 동안 NFC/WLAN 코일 안테나(200) 구성을 도시한다. 이 구현에서, 사각형 루프 코일 안테나 세그먼트(312)는 NFC 관련 동작을 수행하도록 활용되며 이는 WLAN 이중-대역 동작과 무관하다.

구현에서, 발룬(balun) 컴포넌트(316)는 링크(308 및 316)의 단부에서 WLAN 급전부에서 삽입될 수 있다. 발룬 컴포넌트(316)는 링크(308 및 316)에서 사용될 수 있는 동축 케이블의 외곽 전도체 상에서 리턴 전류(return current)를 최소화하기 위하여 제공할 수 있다. 예를 들면, 발룬 컴포넌트(316)는 불균형 동축 급전을 중앙-급전식 구동 소자(306)에 필요한 균형된 급전으로 변환하는데 사용된다. 기기(102)에서, 발룬 컴포넌트(316)는 항시 사용되는 것은 아니며, 그 경우, 링크(308 및 316)에서 사용된 동축 케이블은 또한 방사 요소로서도 기능할 수 있으며 최종 안테나 방사 패턴은 기기(102)의 새시에서 실제 케이블 경로(actual cable route)에 의해 결정될 수 있다. 유사하게, 발룬 컴포넌트(316)는 전술한 것처럼 동축 케이블을 사용할 수 있는 링크(316)의 단부에서 NFC 급전부에서 삽입될 수 있다.

다른 구현에서 스위치(도시되지 않음)와 같은 능동 소자는 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)와 같은 수동 소자를 대체하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, WLAN 이중-대역 동작 동안, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)를 대신하여 설치되는 스위치(도시되지 않음)는 개방 회로를 포함하는 것으로 구성될 수 있다. 다른 예에서, NFC 동작 동안, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6)를 대신하여 설치되는 스위치(도시되지 않음)는 단락 회로를 포함하는 것으로 구성될 수 있다. 능동 스위치(도시되지 않음)는 소프트웨어 메커니즘에 의해 제어되도록 구성될 수 있으며, 기기(102)에서 사용량에 기초하여 동적으로 제어될 수 있다. 예를 들면, 만일 중앙-급전식 구동 소자(306)가 사용되지 않으면(예를 들면, 3G 전송용으로 사용되면), NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 일차적으로 NFC 관련 기능을 위해 전용될 수 있다. 수동 소자(예를 들면, 인덕터(310-2, 310-4 및 310-6))의 사용과 비교하여, 능동 소자(예를 들면, 스위치)는 시간 도메인에서 소정 시간에서는 WLAN 이중-대역 동작을 수행하고 다른 시간에서는 NFC 관련 기능을 수행하기를 전후로 스위치하도록 구성될 수 있다.

프로세스의 예

도 4는 동일한 코일 안테나를 이용하여 동시적인 WLAN 이중-대역 동작 및 근접장 통신 동작을 위한 예시적인 방법을 도시하는 예시적인 프로세스 차트(400)를 도시한다. 방법이 기술되는 순서는 제한으로서 해석되도록 의도되지 않으며, 기술된 방법 블록의 임의 개수는 이 방법 또는 대안의 방법을 구현하는 임의의 순서에서 조합될 수 있다. 또한, 개개의 블록은 본 출원에서 기술된 주제의 정신과 범위를 일탈하지 않고 방법에서 삭제될 수 있다. 또한, 방법은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 모든 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 액세스 가능 매체는 동일한 코일 안테나를 활용함으로써 WLAN 이중-대역 동작 및 NFC 동작을 구현할 수 있다.

블록(402)에서, 코일 안테나에 의해 주파수 전기 신호를 전달, 송신, 또는 수신하는 동작이 수행된다. 구현에서, 코일 안테나(예를 들면, NFC/WLAN 코일 안테나(200))는 사각형의 다중 루프 코일 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 구현에서, NFC/WLAN 코일 안테나(200)는 WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호 및 NFC 주파수 전기 신호를 포함하는 주파수 전기 신호를 수신, 전달 또는 송신할 수 있다. 예를 들면, WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호는 WLAN 이중-대역 동작을 구현하는 고주파 전기 신호(예를 들면, 2.4 GHz 또는 5.2 GHz)를 포함할 수 있다. 한편, NFC 전기 신호는 NFC 관련 동작을 구현하는 저주파 전기 신호(예를 들면, 13.56 MHz)을 포함할 수 있다.

블록(404)에서, WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호를 NFC 주파수 전기 신호로부터 격리시킨다. NFC 전기 신호는 WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호 (즉, 2.4 GHz/5.2 GHz)와 상이한 동작 주파수(즉, 13.56 MHz)를 포함하기 때문에, 수동 소자(예를 들면, 인덕터(310)는 WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호를 NFC 주파수 전기 신호로부터 분리시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 수동 소자(즉, 인덕터(310))의 설치는 NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 부분적인 재사용(즉, 세그먼트(314))이 WLAN 이중-대역 동작을 가능할 수 있도록 고주파 전기 신호(즉, 2.4 GHz/5.2 GHz)에서 높은 감쇠(즉, 고 임피던스)를 제공할 수 있다.

구현에서, NFC/WLAN 코일 안테나(200)의 별도의 중앙-급전식 구동 소자(예를 들면, 중앙-급전식 구동 소자(306))는 5.2 GHz 주파수 전기 신호에서 공진하도록 구성될 수 있다. 또한, 세그먼트(314)와 짝지어진 중앙-급전식 구동 소자(306)는 2.4 GHz 주파수 전기 신호에서 공진하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 수동 소자(즉, 인덕터(310))의 설치는 NFC 관련 기능 동안 13.56 MHz 주파수 전기 신호에서 낮은 감쇠를 제공할 수 있다. 즉, 인덕터(310)는 NFC 모듈(예를 들면, NFC 모듈(304))이 WLAN 이중-대역 동작을 위한 2.4 GHz/5.2 GHz 주파수 전기 신호와 무관한 13.56 MHz 주파수 전기 신호를 처리할 수 있도록 13.56 MHz 주파수 전기 신호에 대한 저주파 통과 필터로서 기능할 수 있다. 다른 구현에서, 인덕터(310) 대신 능동 스위치의 설치는 WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호를 NFC 주파수 전기 신호로부터 격리하도록 구성될 수 있다.

블록(406)에서, NFC 주파수 전기 신호를 이용하여 NFC 관련 동작을 수행하는 단계가 수행된다.

블록(408)에서, WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호를 이용하여 WLAN 이중-대역 기능을 수행하는 단계가 수행된다.

본 발명에 따른 실현은 특정한 실시예의 맥락에서 기술되었다. 이러한 실시예는 예시적이지 제한하는 것으로 의미하지 않는다. 많은 변경, 수정, 추가, 및 개선이 가능하다. 따라서, 본 출원에서 단일의 사례로서 기술된 컴포넌트에 대한 복수개의 사례가 제공될 수 있다. 여러 컴포넌트, 동작 및 데이터 저장 내용 간의 경계는 어느 정도 임의적이며, 특정한 동작은 특정한 예시적인 구성의 맥락에서 설명된다. 기능을 다르게 배분하는 것이 상상되며 이는 다음과 같은 청구범위의 범위 내에 속할 수 있다. 마지막으로, 여러 구성에서 개별적인 컴포넌트로서 제시된 구조 및 기능은 조합된 구조 또는 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 이러한 변경, 수정, 추가 및 개선과 다른 변경, 수정, 추가 및 개선은 아래의 청구범위에서 규정된 바와 같은 본 발명의 범위에 속할 수 있다.

Claims

이중-대역 전기 신호 및 근접장 통신(near field communications: NFC) 전기 신호를 포함하는 전기 신호를 전달, 송신 또는 수신하도록 구성된 코일 안테나와,
상기 이중-대역 전기 신호를 상기 NFC 전기 신호로부터 격리하도록 구성된 하나 이상의 컴포넌트와,
상기 NFC 전기 신호를 처리하도록 구성된 NFC 모듈 － 상기 NFC 모듈은 NFC 동작 동안 폐쇄 단부형 코일 안테나(close ended coil antenna)를 포함하도록 구성된 상기 코일 안테나를 활용함 － 과,
상기 이중-대역 전기 신호를 처리하도록 구성된 이중-대역 모듈 － 상기 이중-대역 모듈은 이중-대역 동작 동안 상기 폐쇄 단부형 코일 안테나의 세그먼트를 재사용함 － 를 포함하는
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴포넌트는 상기 폐쇄 단부형 코일 안테나의 외곽 루프에 설치된 인덕터 수동 소자를 포함하고, 상기 인덕터 수동 소자는 NFC 신호를 처리할 때는 단락 회로로서 기능하고 이중-대역 신호를 처리할 때는 개방 회로로서 기능하도록 구성되는
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴포넌트는 별도로 설치된 중앙-급전식 다이폴 안테나와 조합될 때 2.4 GHz WLAN 이중-대역 주파수에서 공진하는 세그먼트를 격리시키는 인덕터 수동 소자를 포함하는
장치.
제 3 항에 있어서,
상기 중앙-급전식 다이폴 안테나는 5.2 GHz WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호에서 공진하도록 구성된
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이중-대역 모듈은 상기 NFC 모듈과 조합하여 단일 모듈을 형성하는
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일 안테나는 상기 이중-대역 모듈 및 상기 NFC 모듈과 조합하여 단일 모듈을 형성하는
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴포넌트는, 상기 코일 안테나의 외곽 루프에 설치되어 이중-대역 동작 동안 상기 세그먼트의 재사용을 가능하게 해주는 능동 스위치를 포함하며,
상기 능동 스위치는 NFC 주파수 전기 신호를 처리할 때는 닫힌 상태에 있고, 상기 능동 스위치는 이중-대역 주파수 전기 신호를 처리할 때는 개방 상태에 있는
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴포넌트는 상기 이중-대역 동작 및 상기 NFC 동작을 수행할 때 시간 도메인에서 전후로 스위치하도록 구성된 능동 스위치를 포함하는
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이중-대역 모듈과 상기 세그먼트 사이의 링크 상에서 동축 케이블 링크의 외곽 전도체 상의 리턴 전류를 최소화하도록 구성된 발룬(balun) 컴포넌트를 더 포함하는
장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 NFC 모듈과 상기 세그먼트 사이의 링크 상에서 설치되어 동축 케이블 링크의 외곽 전도체 상의 리턴 전류를 최소화하는 발룬(balun) 컴포넌트를 더 포함하는
장치.
다중 무선 신호를 위해 근접장 통신(NFC) 코일 안테나를 활용하는 방법으로서,
상기 코일 안테나에 의해, 이중-대역 전기 신호 및 NFC 전기 신호를 포함하는 전기 신호를 전달, 송신 또는 수신하는 단계와,
상기 이중-대역 전기 신호를 상기 NFC 전기 신호로부터 격리하는 단계 － 상기 코일 안테나는 NFC 동작 동안 코일 안테나의 연속 루프를 포함하도록 구성되고, 상기 코일 안테나는 이중-대역 동작 동안 상기 코일 안테나의 연속 루프의 부분적 트레이스(partial traces)를 재사용하도록 구성됨 － 와,
상기 코일 안테나의 연속 루프를 활용하여 상기 NFC 동작을 수행하는 단계와,
상기 코일 안테나의 연속 루프의 상기 부분적 트레이스를 활용하여 상기 이중-대역 동작을 수행하는 단계를 포함하는
방법.
제 11 항에 있어서,
상기 격리하는 단계는, 상기 코일 안테나의 연속 루프 내에 인덕터를 포함시켜 상기 이중-대역 동작 동안 상기 부분적 트레이스를 분리시키는 단계를 포함하고,
상기 인덕터는 NFC 주파수에서는 단락 회로로서 기능하고 이중-대역 주파수에서는 개방 회로로서 기능하는
방법.
제 11 항에 있어서,
상기 코일 안테나의 연속 루프의 상기 부분적 트레이스는, 이중-대역 주파수에서 공진하도록 별도로 설치된 중앙-급전식 다이폴 안테나와 조합되는
방법.
제 13 항에 있어서,
상기 중앙-급전식 다이폴 안테나는, 5.2 GHz WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호에서 공진하도록 독립적으로 구성되는
방법.
다중 무선 신호를 위해 근접장(NFC) 코일 안테나를 활용하는 방법을 수행하는 적어도 하나의 컴퓨터 액세스 가능 매체로서,
상기 방법은,
상기 코일 안테나에 의해, 무선 근거리 네트워크(wireless local area network: WLAN) 이중-대역 전기 신호 및 NFC 전기 신호를 포함하는 전기 신호를 전달, 송신 또는 수신하는 단계와,
상기 WLAN 이중-대역 전기 신호를 상기 NFC 전기 신호로부터 격리하는 단계 － 상기 코일 안테나는 NFC 동작 동안 다중 루프 코일 안테나를 포함하도록 구성되고, 상기 코일 안테나는 WLAN 이중-대역 동작 동안 상기 다중 루프 코일 안테나의 부분적 트레이스를 재사용하도록 구성됨 － 와,
상기 다중 루프 코일 안테나를 활용하여 상기 NFC 동작을 수행하는 단계와,
상기 다중 루프 코일 안테나의 상기 부분적 트레이스를 활용하여 상기 WLAN 이중-대역 동작을 수행하는 단계를 포함하는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 15 항에 있어서,
상기 격리하는 단계는, 상기 다중 루프 코일 안테나 내의 인덕터 수동 소자를 이용하여 상기 WLAN 이중-대역 동작 동안 상기 부분적 트레이스를 격리시키는 단계를 포함하고,
상기 인덕터 수동 소자는, 13.56 MHz NFC 주파수 전기 신호에서는 단락 회로로서 기능하고 2.4 GHz WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호에서는 개방 회로로서 기능하는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 15 항에 있어서,
상기 다중 루프 코일 안테나의 상기 부분적 트레이스는 2.4 GHz WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호에서 공진하도록 별도로 설치된 중앙-급전식 다이폴 안테나와 조합되는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 17 항에 있어서,
상기 중앙-급전식 다이폴 안테나는 5.2 GHz WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호에서 개별적으로 공진하도록 구성되는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격리하는 단계는, 능동 스위치를 사용하여 상기 WLAN 이중-대역 동작 동안 상기 부분적 트레이스를 분리시키며,
상기 능동 스위치는 NFC 주파수 전기 신호를 처리할 때는 닫힌 상태에 있고, 상기 능동 스위치는 WLAN 이중-대역 주파수 전기 신호를 처리할 때는 개방 상태에 있는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격리하는 단계는, 상기 WLAN 이중-대역 동작 및 상기 NFC 동작을 수행할 때 시간 도메인에서 전후로 스위치하도록 구성된 능동 스위치의 사용을 포함하는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은, WLAN 이중-대역 모듈과 상기 부분적 트레이스 사이의 링크에서 발룬(balun)을 사용하여 리턴 전류를 최소화하는 단계를 더 포함하는
컴퓨터 액세스 가능 매체.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은, NFC 모듈과 상기 다중 루프 코일 안테나 사이에서 발룬을 이용하여 리턴 전류를 최소화하는 단계를 더 포함하는
컴퓨터 액세스 가능 매체.