KR101757135B1 - 공진 슬롯을 갖는 멀티포트 안테나 구조물을 구비하는 전자 디바이스 - Google Patents

공진 슬롯을 갖는 멀티포트 안테나 구조물을 구비하는 전자 디바이스 Download PDF

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Abstract

전자 디바이스는 무선-주파수 송수신기 회로 및 안테나 구조물을 포함할 수 있다. 안테나 구조물은 제1 및 제2 안테나 포트들을 구비하는 역-F 안테나를 형성하는 역-F 안테나 공진 요소 및 안테나 접지를 포함할 수 있다. 안테나 구조물은 슬롯 안테나 공진 요소를 포함할 수 있다. 슬롯 안테나 공진 요소는 제1 통신 대역 내의 주파수들에서 역-F 안테나에 대한 기생 안테나 공진 요소로서의 역할을 할 수 있고 제2 통신 대역 내의 주파수들에서 슬롯 안테나로서의 역할을 할 수 있다. 슬롯 안테나는 제3 안테나 포트를 이용하여 직접 피드될 수 있다. 조정가능한 커패시터는 역-F 안테나를 튜닝하도록 제1 포트에 연결될 수 있다. 역-F 안테나는 또한 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 조정가능한 커패시터를 이용해서 튜닝될 수도 있다.

Description

공진 슬롯을 갖는 멀티포트 안테나 구조물을 구비하는 전자 디바이스{Electronic Device Having Multiport Antenna Structures With Resonating Slot}
본 출원은 2013년 3월 18일 출원된 미국 특허출원 제13/846,459호에 대한 우선권을 주장하며, 이것은 본 명세서에서 그 전체가 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 무선 통신 회로를 갖는 전자 디바이스를 위한 안테나에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터 및 셀룰러 전화와 같은 전자 디바이스들에는 종종 무선 통신 성능이 제공된다. 예를 들어, 전자 디바이스들은 셀룰러 전화 대역을 이용하여 통신하기 위해 셀룰러 전화 회로와 같은 장거리 무선 통신 회로를 사용할 수 있다. 전자 디바이스들은 근처 장비와의 통신을 다루기 위해 무선 로컬 영역 네트워크 통신 회로와 같은 단거리 무선 통신 회로를 사용할 수 있다. 전자 디바이스들에는 또한 위성 내비게이션 시스템 수신기 및 다른 무선 회로가 제공될 수 있다.
작은 폼 팩터(form factor)의 무선 디바이스에 대한 소비자 수요를 만족시키기 위해서, 제조자들은 소형 구조물을 이용한 안테나 컴포넌트들과 같은 무선 통신 회로를 구현하기 위해 계속해서 분투 중이다. 동시에, 전자 디바이스 내에 금속 디바이스 하우징 컴포넌트와 같은 전도성 구조물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 전도성 컴포넌트들이 무선-주파수 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 전도성 구조물을 포함하는 전자 디바이스에 안테나를 통합시킬 때 반드시 주의가 필요하다. 또한, 디바이스 내의 안테나 및 무선 회로가 동작 주파수들의 범위에 걸쳐 만족스러운 성능을 나타낼 수 있음을 보장하도록 반드시 주의가 필요하다.
따라서 무선 전자 디바이스들을 위한 향상된 무선 통신 회로를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
전자 디바이스들은 무선-주파수 송수신기 회로 및 안테나 구조물을 포함할 수 있다. 안테나 구조물은 제1 및 제2 안테나 포트들을 구비하는 역-F 안테나를 형성하는 역-F 안테나 공진 요소 및 안테나 접지를 포함할 수 있다. 안테나 구조물은 슬롯 안테나 공진 요소를 포함할 수 있다. 슬롯 안테나 공진 요소는 역-F 안테나에 대한 기생 안테나 공진 요소로서의 역할을 할 수 있고 슬롯 안테나로서의 역할을 할 수 있다. 슬롯 안테나는 제3 안테나 포트를 이용하여 피드될 수 있다.
역-F 안테나는 제1 안테나 포트를 이용하여 저 대역 및 고 대역에서의 셀룰러 전화 신호들을 커버하도록 구성될 수 있다. 역-F 안테나는 또한 역-F 안테나를 이용하여 무선 로컬 영역 네트워크 신호들을 다룰 수 있다. 고 대역 셀룰러 전화 통신 대역보다 높은 주파수들인 통신 대역 내의 무선 로컬 영역 네트워크 신호들은 제3 안테나 포트를 이용하여 슬롯 안테나에 의해 다루어질 수 있다. 제2 안테나 포트를 이용하여, 역-F 안테나가 위성 내비게이션 시스템 신호들을 수신할 수 있다.
무선 회로는 안테나 구조물에 연결될 수 있다. 무선 회로는 제2 포트에 연결된 위성 내비게이션 시스템 수신기를 포함할 수 있다. 무선 회로는 또한 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 및 셀룰러 전화 송수신기를 포함할 수 있다. 듀플렉서 회로는 셀룰러 전화 송수신기에 연결된 포트, 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기에 연결된 포트 및 역-F 안테나의 제1 안테나 포트에 연결된 공유 포트를 구비할 수 있다.
무선 로컬 영역 네트워크 송수신기는 제3 안테나 포트에서 슬롯 안테나에 연결된 포트를 구비할 수 있다. 슬롯 안테나는 5 ㎓ 무선 로컬 영역 네트워크 대역과 같은 대역 내의 무선 로컬 영역 네트워크 신호들을 다루는 데에 사용될 수 있다. 2.4 ㎓에서의 무선 로컬 영역 네트워크 대역과 연관된 신호들은 듀플렉서 회로를 이용하여 역-F 안테나의 제1 포트로 그리고 제1 포트로부터 라우팅될 수 있다.
조정가능한 커패시터는 셀룰러 전화 저 대역 내의 역-F 안테나를 튜닝하도록 제1 안테나 포트에 연결될 수 있다. 역-F 안테나는 또한 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 조정가능한 커패시터를 이용하여 튜닝될 수 있다. 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 조정가능한 커패시터에 대한 조정은, 예를 들어 2.4 ㎓에서의 무선 로컬 영역 네트워크 대역 및 근처 셀룰러 전화 주파수들을 포함하는 통신 대역 내의 안테나 성능을 튜닝하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특성들, 그것의 본질 및 다양한 장점들이 첨부된 도면 및 바람직한 실시예들에 대한 아래의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
무선 전자 디바이스들을 위한 향상된 무선 통신 회로를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 일 예시적인 전자 디바이스의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 튜닝가능한 안테나를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스 내의 튜닝 안테나 구조물로서 사용될 수 있는 유형의 예시적인 조정가능한 커패시터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하우징 구조로부터 형성된 두 개의 안테나 포트를 갖는 듀얼 암 역-F 안테나 공진 요소 및 다른 안테나 포트에 연결된 슬롯-기반 안테나 공진 요소를 구비하는 예시적인 튜닝가능한 전자 디바이스 안테나 구조물을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 도 5에 도시된 유형의 튜닝가능한 안테나에 대한 주파수의 함수로서의 안테나 성능의 그래프.
도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스에는 무선 통신 회로가 제공될 수 있다. 무선 통신 회로는 다수의 무선 통신 대역들에서 무선 통신을 지원하기 위하여 사용될 수 있다. 무선 통신 회로는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
안테나는 루프 안테나, 역-F 안테나, 스트립 안테나, 평면 역-F 안테나, 슬롯 안테나, 하나의 유형보다 많은 안테나 구조물을 포함하는 혼성 안테나, 또는 다른 적절한 안테나들을 포함할 수 있다. 만약 원한다면, 안테나 구조물을 위한 전도성 구조물이 전도성 전자 디바이스 구조물로부터 형성될 수 있다. 전도성 전자 디바이스 구조물은 전도성 하우징 구조물을 포함할 수 있다. 하우징 구조물은 전자 디바이스의 주변부 둘레에 연장된 주변 전도성 부재와 같은 주변 구조물을 포함할 수 있다. 주변 전도성 부재는 디스플레이와 같은 평면 구조를 위한 베젤(bezel)로서의 역할을 수행할 수 있고, 디바이스 하우징에 대한 측벽 구조물로서의 역할을 할 수 있고/있거나, 다른 하우징 구조물을 형성할 수 있다. 주변 전도성 부재 내의 갭들은 안테나들과 연관될 수 있다.
전자 디바이스(10)는 휴대용 전자 디바이스 또는 다른 적합한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(10)는 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 다소 더 소형인 디바이스, 예를 들어 손목 시계형 디바이스, 펜던트 디바이스, 헤드폰 디바이스, 이어피스(earpiece) 디바이스, 또는 다른 착용가능한 디바이스 또는 소형 디바이스, 셀룰러 전화, 또는 미디어 플레이어일 수 있다. 디바이스(10)는 또한 텔레비전, 셋톱 박스, 데스크톱 컴퓨터, 컴퓨터가 통합된 컴퓨터 모니터, 또는 다른 적합한 전자 장비일 수 있다.
디바이스(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 포함할 수 있다. 때때로 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합물, 금속(예를 들면, 스테인리스 스틸, 알루미늄 등), 다른 적합한 재료들, 또는 이러한 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황들에서, 하우징(12)의 부분들은 유전체 또는 다른 저 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. 다른 상황들에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 형성하는 구조물 중 적어도 일부는 금속 요소들로부터 형성될 수 있다.
디바이스(10)는 필요한 경우 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 예를 들어 용량성 터치 전극을 포함하는 터치 스크린일 수 있다. 디스플레이(14)는 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 플라즈마 셀, 전기 습윤(electrowetting) 픽셀, 전기 영동(electrophoretic) 픽셀, 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트, 또는 다른 적합한 이미지 픽셀 구조물로부터 형성되는 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 깨끗한 유리 또는 플라스틱의 층과 같은 디스플레이 커버 층이 디스플레이(14)의 표면을 커버할 수 있다. 버튼(19)과 같은 버튼들은 커버 층 내의 개구를 통과할 수 있다. 커버 층은 또한 스피커 포트(26)를 위한 개구와 같은 다른 개구도 가질 수 있다.
하우징(12)은 구조물(16)와 같은 주변 하우징 구조물을 포함할 수 있다. 구조물(16)은 디바이스(10) 및 디스플레이(14)의 주변부 주위에서 연장될 수 있다. 디바이스(10) 및 디스플레이(14)가 직사각형 형상을 갖는 구성에서, 구조물(16)은 (예로서) 직사각형 링 형상을 갖는 주변 하우징 부재를 이용하여 구현될 수 있다. 주변 구조물(16) 또는 주변 구조물(16)의 부분은 디스플레이(14)를 위한 베젤(예컨대, 디스플레이(14)의 4개의 측면 모두를 둘러싸고 그리고/또는 디스플레이(14)를 디바이스(10)에 유지시키는 것을 돕는 장식 트림(cosmetic trim))으로서의 역할을 할 수 있다. 주변 구조물(16)은 또한, 원하는 경우, (예컨대, 수직 측벽들을 갖는 금속 밴드를 형성하는 등에 의해) 디바이스(10)을 위한 측벽 구조물을 형성할 수 있다.
주변 하우징 구조물(16)은 금속과 같은 전도성 재료로 형성될 수 있고, 따라서 때때로 (예로서) 주변 전도성 하우징 구조물, 전도성 하우징 구조물, 주변 금속 구조물, 또는 주변 전도성 하우징 부재로 지칭될 수 있다. 주변 하우징 구조물(16)은 예로서 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 다른 적합한 재료와 같은 금속으로부터 형성될 수 있다. 1개, 2개 또는 2개보다 많은 분리된 구조물이 주변 하우징 구조물(16)을 형성하는 데 사용될 수 있다.
주변 하우징 구조물(16)이 균일한 단면을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 만약 원한다면, 주변 하우징 구조물(16)의 상단 부분이 디스플레이(14)를 제 위치에 유지시키는 것을 돕는 내향 돌출 립(inwardly protruding lip)을 구비할 수 있다. 필요한 경우, 주변 하우징 구조물(16)의 바닥 부분 또한 (예컨대, 디바이스(10)의 후면의 평면 내에) 확대된 립을 가질 수 있다. 도 1의 예에서, 주변 하우징 구조물(16)은 실질적으로 직선형인 수직 측벽을 구비한다. 이는 단지 예시적인 것이다. 주변 하우징 구조물(16)에 의해 형성된 측벽은 곡선형일 수 있거나, 다른 적합한 형상을 가질 수 있다. 일부 구성에서(예컨대, 주변 하우징 구조물(16)이 디스플레이(14)를 위한 베젤로서의 역할을 할 때), 주변 하우징 구조물(16)이 하우징(12)의 립 둘레에서 이어질 수 있다(즉, 주변 하우징 구조물(16)이 디스플레이(14)를 둘러싸는 하우징(12)의 에지만을 커버하고 하우징(12)의 측벽의 나머지를 커버하지 않을 수 있다).
원한다면, 하우징(12)은 전도성 후방 표면을 구비할 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속으로부터 형성될 수 있다. 하우징(12)의 후방 표면은 디스플레이(14)와 평행한 평면 내에 놓일 수 있다. 하우징(12)의 후방 표면이 금속으로부터 형성되는 디바이스(10)에 대한 구성에서, 하우징(12)의 후방 표면을 형성하는 하우징 구조물의 통합 부분으로서 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 부분들을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)의 후방 하우징 벽은 평면 금속 구조물로부터 형성될 수 있고 하우징(12)의 좌측 및 우측 상의 주변 하우징 구조물(16)의 부분들이 평면 금속 구조의 수직으로 연장하는 통합 금속 부분들로서 형성될 수 있다. 이들과 같은 하우징 구조물은, 필요하다면 금속 블록으로부터 기계 가공될 수 있다.
디스플레이(14)는 픽셀 요소들, 구동 회로들 등을 어드레싱하기 위한 전도성 라인들, 용량성 전극들의 어레이와 같은 전도성 구조물을 포함할 수 있다. 하우징(12)은 금속 프레임 부재들, 하우징(12)의 벽들에 걸친 (때때로 중간플레이트로도 지칭되는) 평면 하우징 부재(즉, 부재(16)의 대향하는 측면들 사이에 용접되거나 또는 다른 방식으로 접속된 하나 이상의 부분으로부터 형성된 실질적으로 직사각형인 시트), 인쇄 회로 보드 및 다른 내부 전도성 구조물과 같은 내부 구조물을 포함할 수 있다. 이들 전도성 구조물은 (예로서) 디스플레이(14) 아래의 하우징(12)의 중심에 위치될 수 있다.
영역(22, 20)에서, 개구(갭)들이 디바이스(10)의 전도성 구조물 내에 (예를 들어, 주변 전도성 하우징 구조물(16)과 전도성 하우징 미드플레이트(midplate) 또는 후방 하우징 벽 구조물, 인쇄 회로 보드와 연관된 전도성 접지 평면 및 디바이스(10) 내의 전도성 전기 컴포넌트들과 같은 대향하는 전도성 구조물 사이에) 형성될 수 있다. 때때로 갭(gap)으로도 지칭될 수 있는 이들 개구는 공기, 플라스틱 및 다른 유전체로 충전될 수 있다. 전도성 하우징 구조물과 디바이스(10) 내의 다른 전도성 구조물은 디바이스(10) 내의 안테나를 위한 접지 평면의 역할을 할 수 있다. 영역(20, 22) 내의 개구들은 열린 또는 닫힌 슬롯 안테나 내의 슬롯으로서의 역할을 할 수 있거나, 루프 안테나 내의 재료들의 전도성 경로에 의해 둘러싸인 중심 유전체 영역으로서의 역할을 할 수 있거나, 스트립 안테나 공진 요소 또는 접지 평면으로부터의 역-F 안테나 공진 요소와 같이 안테나 공진 요소를 분리시키는 공간으로서의 역할을 할 수 있거나, 기생 안테나 공진 요소의 성능에 기여할 수 있거나, 또는 다른 방식으로 영역들(20, 22) 내에 형성된 안테나 구조물의 부분으로서의 역할을 할 수 있다.
일반적으로, 디바이스(10)는 임의의 적합한 수(예컨대, 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 등)의 안테나들을 포함할 수 있다. 디바이스(10) 내의 안테나들은 연장된 디바이스 하우징의 대향하는 제1 및 제2 단부에, 디바이스 하우징의 하나 이상의 에지를 따라, 디바이스 하우징의 중심에, 다른 적합한 위치에, 또는 그러한 위치들 중 하나 이상에 위치될 수 있다. 도 1의 배열은 단지 예시적인 것이다.
주변 하우징 구조물(16)의 부분들에는 갭 구조물이 제공될 수 있다. 예를 들어, 주변 하우징 구조물(16)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 갭(18)과 같은 하나 이상의 갭이 제공될 수 있다. 주변 하우징 구조물(16) 내의 갭은 중합체, 세라믹, 유리, 공기, 다른 유전체 재료, 또는 이들 재료의 조합과 같은 유전체로 채워질 수 있다. 갭(18)은 주변 하우징 구조물(16)를 하나 이상의 주변 전도성 세그먼트로 분할할 수 있다. 예를 들어 (예컨대, 2개의 갭을 갖는 배치에서) 주변 하우징 구조물(16) 내의 2개의 주변 전도성 세그먼트, (예컨대, 3개의 갭을 갖는 배치에서) 3개의 주변 전도성 세그먼트, (예컨대, 4개의 갭을 갖는 배치에서) 4개의 주변 전도성 세그먼트가 존재할 수 있다. 이러한 방식으로 형성되는 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 세그먼트들은 디바이스(10) 내에서 안테나의 부분들을 형성할 수 있다.
전형적인 시나리오에서, 디바이스(10)는 (예로서) 상부 및 하부 안테나를 가질 수 있다. 상부 안테나는 예를 들어 영역(22)에서 디바이스(10)의 상부 단부에 형성될 수 있다. 하부 안테나는 예를 들어 영역(20)에서 디바이스(10)의 하부 단부에 형성될 수 있다. 안테나는 동일한 통신 대역, 중첩 통신 대역, 또는 분리된 통신 대역들을 커버하도록 따로따로 사용될 수 있다. 안테나들은 안테나 다이버시티 방식(antenna diversity scheme) 또는 다중-입력-다중-출력(MIMO; multiple-input-multiple-output) 안테나 방식을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(10) 내의 안테나들은 임의의 관심 통신 대역을 지원하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)는 로컬 영역 네트워크 통신, 음성 및 데이터 셀룰러 전화 통신, 글로벌 위치 확인 시스템(GPS) 통신 또는 다른 위성 내비게이션 시스템 통신, 블루투스® 통신 등을 지원하기 위한 안테나 구조물을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(10)에 대해 사용될 수 있는 예시적인 구성의 개략도가 도 2에 도시되었다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 저장 및 처리 회로(28)와 같은 제어 회로를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)는 하드 디스크 드라이브 저장장치, 비휘발성 메모리(예컨대, 고체 상태 드라이브를 형성하도록 구성된 플래시 메모리 또는 다른 전기적으로 프로그램 가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예컨대, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28) 내의 처리 회로는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데에 사용될 수 있다. 처리 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로 컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 기저대역 프로세서, 전력 관리 유닛, 음성 코덱 칩, ASIC(application specific integrated circuit) 등에 기반할 수 있다.
저장 및 처리 회로(28)는 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능 등과 같은 소프트웨어를 디바이스(10)에서 실행시키도록 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용을 지원하기 위해서, 저장 및 처리 회로(28)는 통신 프로토콜을 구현하는 데에 사용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜은 인터넷 프로토콜, 무선 로컬 네트워크 프로토콜(예컨대, IEEE 802.11 프로토콜 - 때때로 와이파이(WiFi®)로 지칭됨), 블루투스(Bluetooth®) 프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크를 위한 프로토콜, 셀룰러 전화 프로토콜 등을 포함한다.
회로(28)는 디바이스(10) 내의 안테나들의 사용을 제어하는 제어 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회로(28)는 신호 품질 모니터링 동작, 센서 모니터링 동작 및 다른 데이터 수집 동작을 수행할 수 있고, 어느 통신 대역이 디바이스(10)에 사용되는지에 관한 수집된 데이터 및 정보에 응답하여, 디바이스(10) 내의 어느 안테나 구조물이 데이터를 수신하고 처리하기 위해 사용되고 있는지를 제어할 수 있고/있거나, 안테나 성능을 조정하기 위해 하나 이상의 스위치, 튜닝가능한 요소, 또는 디바이스(10) 내의 다른 조정가능한 회로를 조정할 수 있다. 예로서, 회로(28)는 둘 이상의 안테나들 중 어떤 안테나가 들어오는 무선 주파수 신호를 수신하도록 사용되고 있는지를 제어할 수 있거나, 둘 이상의 안테나들 중 어느 안테나가 무선 주파수 신호를 전송하도록 사용되고 있는지를 제어할 수 있거나, 디바이스(10) 내의 둘 이상의 안테나들에 걸쳐 동시에 들어오는 데이터 스트림들을 라우팅하는 프로세스를 제어할 수 있거나, 원하는 통신 대역을 커버하도록 안테나를 튜닝하는 등을 수행할 수 있다.
이러한 제어 동작들의 수행 시에, 회로(28)는 스위치들을 열거나 닫을 수 있고 수신기 및 송신기를 턴온 및 턴오프할 수 있고, 임피던스 정합 회로(impedance matching circuit)들을 조정할 수 있고, 무선 주파수 송수신기 회로와 안테나 구조물 사이에 삽입된(interposed) 프론트-엔드-모듈(FEM) 무선 주파수 회로 내의 스위치들(예를 들어, 임피던스 정합 및 신호 라우팅을 위해 사용되는 필터링 및 스위칭 회로들)을 구성할 수 있고, 스위치들, 튜닝가능한 회로들 및 안테나의 일부로서 형성되거나 안테나 또는 안테나와 연관된 신호 경로에 연결된 다른 조정가능한 회로 요소들을 조정할 수 있고, 다른 방식으로 디바이스(10)의 컴포넌트들을 제어 및 조정할 수 있다.
입출력 회로(30)는 데이터가 디바이스(10)에 공급되도록 허용하기 위해 그리고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 제공되도록 허용하기 위해 이용될 수 있다. 입출력 회로(30)는 입출력 디바이스들(32)을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 터치 스크린, 버튼, 조이스틱, 클릭 휠(click wheels), 스크롤링 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크로폰, 스피커, 톤 생성기, 진동기, 카메라, 센서, 발광 다이오드 및 다른 상태 표시자, 데이터 포트 등을 포함할 수 있다. 사용자는 입출력 디바이스들(32)을 통해 커맨드를 공급함으로써 디바이스(10)의 작동을 제어할 수 있고, 입출력 디바이스들(32)의 출력 리소스들을 이용하여 디바이스(10)로부터 상태 정보 및 다른 출력을 수신할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로들로부터 형성되는 무선 주파수(RF) 송수신기 회로, 전력 증폭기 회로, 저-잡음 입력 증폭기, 수동 RF 컴포넌트, 하나 이상의 안테나, 필터, 듀플렉서 및 RF 무선 신호를 다루기 위한 기타 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호는 또한 광을 사용하여(예컨대, 적외선 통신을 사용하여) 전송될 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 (예컨대, 1575 ㎒의 위성 위치 확인 신호를 수신하기 위한) GPS 수신기 회로(35)와 같은 위성 내비게이션 시스템 수신기 회로, 또는 다른 위성 내비게이션 시스템과 연관된 위성 내비게이션 시스템 수신기 회로를 포함할 수 있다. 송신기 회로(36)와 같은 무선 로컬 영역 네트워크 송신기 회로는 WiFi® (IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역을 다룰 수 있고 2.4 ㎓ 블루투스® 통신 대역을 다룰 수 있다. 회로(34)는 약 700 ㎒ 내지 약 2700 ㎒의 주파수 범위의 대역 또는 더 높거나 더 낮은 주파수의 대역과 같은 셀룰러 전화 대역에서 무선 통신을 다루기 위한 셀룰러 전화 송수신기 회로(38)를 사용할 수 있다. 만약 원한다면, 무선 통신 회로(34)는 다른 단거리 및 장거리 무선 링크를 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(34)는 라디오 및 텔레비전 신호를 수신하기 위한 무선 회로, 페이징 회로 등을 포함할 수 있다. (예를 들어, 13.56 ㎒에서의) 근거리 통신 또한 지원될 수 있다. WiFi® 및 블루투스® 링크와 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 통상적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐 데이터를 전달하도록 사용된다. 셀룰러 전화 링크 및 다른 장거리 링크에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일에 걸쳐 데이터를 전달하도록 사용된다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 안테나 구조물(40)과 같은 안테나 구조물을 포함할 수 있다. 안테나 구조물(40)은 임의의 적합한 안테나 유형을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조물(40)은 루프 안테나 구조물, 패치 안테나 구조물, 역-F 안테나 구조물, 듀얼 암 역-F 안테나 구조물, 닫힌 및 열린 슬롯 안테나 구조물, 평면 역-F 안테나 구조물, 나선형 안테나 구조물, 스트립 안테나, 모노폴, 다이폴, 이러한 설계들의 혼합 등으로부터 형성된 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 서로 다른 유형의 안테나들이 서로 다른 대역들 및 대역들의 조합에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 유형의 안테나가 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있고, 다른 유형의 안테나가 원격 무선 링크를 형성하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 안테나(40)와 같은 디바이스(10) 내의 안테나 구조물에는, 하나 이상의 안테나 피드, 고정된 및/또는 조정가능한 컴포넌트들 및 선택적인 기생 안테나 공진 요소들이 제공될 수 있으며, 그에 따라 안테나 구조물이 원하는 통신 대역을 커버하게 한다.
디바이스(10)에서 사용될 수 있는 유형의 (예로서 영역(20) 및/또는 영역(22) 내의) 예시적인 안테나 구조물이 도 3에 도시되었다. 도 3의 안테나 구조물(40)은 때때로 듀얼 암 역-F 안테나 공진 요소 또는 T 안테나 공진 요소로서 지칭되는 유형의 안테나 공진 요소를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 구조물(40)은 듀얼 암 역-F 안테나 공진 요소(50) 및 추가적인 안테나 공진 요소(132)와 같은 전도성 안테나 구조물을 구비할 수 있다. 안테나 공진 요소(132)는 근거리 연결된 기생 안테나 공진 요소 및 직접 피드되는 안테나 공진 요소로서 동작할 수 있다. 도 3의 안테나 구조물(40)은 또한 안테나 접지(52)를 포함한다.
안테나 공진 요소(50), 안테나 공진 요소(132) 및 안테나 접지(52)를 형성하는 전도성 구조물은 전도성 하우징 구조물의 부분들, 디바이스(10) 내의 전기 디바이스 컴포넌트들의 부분들, 인쇄 회로 보드 트레이스들, 와이어 및 금속 호일의 스트립들과 같은 컨덕터의 스트립들로부터 형성될 수 있거나, 또는 다른 전도성 구조물을 이용하여 형성될 수 있다.
안테나 공진 요소(50) 및 안테나 접지(52)는 제1 안테나 구조물(40A)(예를 들어, 듀얼 암 역-F 안테나와 같은 제1 안테나)을 형성할 수 있다. 공진 요소(132) 및 안테나 접지(52)는 제2 안테나 구조물(40B)(예를 들어, 제2 안테나)을 형성할 수 있다. 원한다면, 공진 요소(132)는 또한 기생 안테나 공진 요소(예를 들어, 직접 피드되지 않는 요소)를 형성할 수 있다. 공진 요소(132)는, 예를 들어 소정의 주파수들에서 안테나 구조물(40)의 동작 동안 안테나(40A)의 응답에 기여하는 기생 안테나 요소를 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 구조물(40)은 송수신기 회로, 필터, 스위치, 듀플렉서, 임피던스 정합 회로와 같은 무선 회로(90) 및 송신 라인 구조물(92)과 같은 송신 라인 구조물을 이용하는 다른 회로에 연결될 수 있다. 송신 라인 구조물(92)은 송신 라인(92-1), 송신 라인(92-2) 및 송신 라인(92-3)과 같은 송신 라인들을 포함할 수 있다. 송신 라인(92-1)은 포지티브 신호 경로(92-1A) 및 접지 신호 경로(92-1B)를 가질 수 있다.
송신 라인(92-2)은 포지티브 신호 경로(92-2A) 및 접지 신호 경로(92-2B)를 가질 수 있다. 송신 라인(92-3)은 포지티브 신호 경로(92-3A) 및 접지 신호 경로(92-3B)를 가질 수 있다. 경로들(92-1A, 92-1B, 92-2A, 92-2B, 92-3A, 92-3B)은 강성 인쇄 회로 보드 상의 금속 트레이스들로부터 형성될 수 있고, 가요성 인쇄 회로 상의 금속 트레이스들로부터 형성될 수 있고, 플라스틱, 유리 및 세라믹 부재들과 같은 유전체 지지 구조물 상에 형성될 수 있고, 케이블의 부분으로서 형성될 수 있으며, 다른 전도성 신호 라인들로부터 형성될 수 있다. 송신 라인 구조물(92)은 하나 이상의 마이크로스트립 송신 라인, 스트립라인 송신 라인, 에지 연결된 마이크로스트립 송신 라인, 에지 연결된 스트립라인 송신 라인, 동축 케이블, 또는 다른 적합한 송신 라인 구조물을 이용하여 형성될 수 있다. 만약 원한다면 임피던스 정합 회로, 필터, 스위치, 듀플렉서, 디플렉서 및 다른 회로와 같은 회로들이 송신 라인 구조물(92) 내에 삽입될 수 있다.
송신 라인 구조물(92)은 (제1 안테나 포트를 형성하는) 안테나 포트 단자(94-1, 96-1), (제2 안테나 포트를 형성하는) 안테나 포트 단자(94-2, 96-2) 및 (제3 안테나 포트를 형성하는) 안테나 포트 단자(94-3, 96-3)에 연결될 수 있다. 안테나 포트는 때때로 안테나 피드로도 지칭될 수 있다. 예를 들어, 단자(94-1)는 포지티브 안테나 피드 단자일 수 있고 단자(96-1)는 제1 안테나 피드에 대한 접지 안테나 피드 단자일 수 있고, 단자(94-2)는 포지티브 안테나 피드 단자일 수 있고 단자(96-2)는 제2 안테나 피드에 대한 접지 안테나 피드 단자일 수 있으며, 단자(94-3)는 포지티브 안테나 피드 단자일 수 있고 단자(96-3)는 제3 안테나 피드에 대한 접지 안테나 피드 단자일 수 있다.
안테나 구조물(40) 내의 각 안테나 포트는 서로 다른 유형의 무선 신호들을 다루는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 포트는 제1 통신 대역 또는 통신 대역들의 제1 세트 내의 안테나 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 사용될 수 있고, 제2 포트는 제2 통신 대역 또는 통신 대역들의 제2 세트 내의 안테나 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 사용될 수 있으며, 제3 포트는 제3 통신 대역 또는 통신 대역들의 제3 세트 내의 안테나 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 사용될 수 있다.
만약 원한다면, 조정가능한 커패시터, 조정가능한 인덕터, 필터 회로, 스위치, 임피던스 정합 회로, 듀플렉서 및 다른 회로와 같은 튜닝가능한 컴포넌트들이 송신 라인 경로(92) 내에 (즉, 무선 회로(90)와 안테나 구조물(40)의 각각의 포트들 사이에) 삽입될 수 있다. 안테나 구조물(40) 내의 서로 다른 포트들은 각각이 동작 주파수의 함수로서 서로 다른 임피던스 및 안테나 공진 양상을 나타낼 수 있다. 무선 회로(90)는 따라서 서로 다른 타입의 통신들에 대한 서로 다른 포트들을 사용할 수 있다. 예로서, 하나 이상의 셀룰러 통신 대역 내에서 통신하는 것과 연관된 신호들이 포트들 중 하나를 이용하여 송신 및 수신될 수 있는 반면, 위성 내비게이션 시스템 신호들의 수신은 포트들 중 상이한 포트를 이용하여 다루어질 수 있다.
안테나 공진 요소(50)는 암(100, 102)과 같은 공진 요소 암 구조물을 안테나 접지(52)에 연결하는 브랜치(98)와 같은 단락 브랜치(short circuit branch)를 포함할 수 있다. 유전체 갭(101)은 암들(100, 102)을 안테나 접지(52)로부터 분리시킨다. 안테나 접지(52)는 금속 미드플레이트 부재, 인쇄 회로 트레이스, 전자 컴포넌트들의 금속 부분들, 또는 다른 전도성 접지 구조물과 같은 하우징 구조물로부터 형성될 수 있다. 갭(101)은 공기, 플라스틱 및 다른 유전체 재료들에 의해 형성될 수 있다. 단락 브랜치(98)는 금속 스트립, 인쇄 회로 또는 플라스틱 캐리어와 같은 유전체 지지 구조 상의 금속 트레이스, 또는 공진 요소 암 구조물(예로서, 암(102) 및/또는 암(100))과 안테나 접지(52) 사이의 갭(101)을 브릿지하는 다른 전도성 경로를 이용하여 구현될 수 있다.
단자들(94-1, 96-1)로부터 형성된 안테나 포트는 갭(101)을 브릿지하는 경로(104-1)와 같은 경로 내에 연결될 수 있다. 단자들(94-2, 96-2)로부터 형성된 안테나 포트는 경로(104-1) 및 단락 경로(98)와 평행한 갭(101)을 브릿지하는 경로(104-2)와 같은 경로 내에 연결될 수 있다.
공진 요소 암들(100, 102)은 듀얼 암 역-F 안테나 공진 요소 내의 각각의 암들을 형성할 수 있다. 암들(100, 102)은 하나 이상의 벤드(bend)를 구비할 수 있다. 암들(100, 102)이 접지(52)에 평행하게 이어지는 도 3의 예시적인 배치는 단지 실례를 들기 위한 것이다.
암(100)은 하위 주파수들을 다루는 (더 긴) 저 대역 암일 수 있는 반면, 암(102)은 상위 주파수들을 다루는 (더 짧은) 고 대역 암일 수 있다. 저 대역 암(100)은 안테나(40)가 700 ㎒ 내지 960 ㎒의 주파수들 또는 다른 적합한 주파수들과 같은 저 대역(LB) 주파수들에서 안테나 공진을 나타내는 것을 가능하게 할 수 있다. 고 대역 암(102)은 안테나(40)가 960 ㎒ 내지 2700 ㎒의 주파수들 또는 다른 적합한 주파수들의 하나 이상의 범위에서의 공진과 같은 고 대역(HB) 주파수들에서의 하나 이상의 안테나 공진을 나타내는 것을 가능하게 할 수 있다. 안테나 공진 요소(101)는 또한 1575 ㎒ 또는 GPS(글로벌 위치 확인 시스템) 통신과 같은 위성 내비게이션 시스템 통신을 지원하기 위한 다른 적합한 주파수에서 안테나 공진을 나타낼 수 있다.
안테나 공진 요소(132)는 추가적인 주파수들에서의 통신을 지원하는 데에 사용될 수 있다(예를 들어, IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크 대역과 같은 2.4 ㎓ 통신 대역, IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크 대역과 같은 5 ㎓ 통신 대역과 연관된 주파수들, 및/또는 2.3 내지 2.7 ㎓의 주파수들과 같은 2.4 ㎓ 부근의 셀룰러 대역 내의 주파수들과 같은 셀룰러 주파수들).
안테나 공진 요소(132)는 예를 들어 안테나 공진 요소(132)가 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소 및 슬롯 안테나 모두로서의 역할을 하는 것을 가능하게 하는 슬롯 안테나 공진 요소로부터 형성될 수 있다. 안테나 공진 요소(132)는 예를 들어 안테나 구조물(40)이 2.4 ㎓ IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크 대역 및LTE(Long Term Evolution) 대역들 38 및 40과 같은 부근의 셀룰러 대역들과 연관된 신호들을 다루는 것이 가능할 것임을 보장하는 것을 돕도록 2.4 ㎓ 부근 주파수들에서의 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소로서 동작할 수 있고, (예를 들어, 5 ㎓ IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크 대역 내의 트래픽을 다루기 위해) 5 ㎓의 주파수들에서 직접 피드되는 슬롯 안테나로서 안테나 공진 요소(50)로부터 독립적으로 동작할 수도 있다.
기생 공진 요소 동작 동안에, 안테나 공진 요소(132)의 구조물은 근거리 전자기 커플링에 의해 안테나 공진 요소(50)에 연결되고 (예를 들어, 예시로서 약 2.3 내지 2.7 ㎓의 범위 내의 신호들을 지원하기 위해) 안테나 구조물(40)이 원하는 주파수 응답을 가지고 동작하도록 안테나(40)의 주파수 응답을 수정하도록 사용된다. 안테나 공진 요소(132)가 기생 안테나 공진 요소로서 동작하는 주파수들(예컨대, 2.3 내지 2.7 ㎓)에서, 안테나 공진 요소(132)는 피드 단자(94-3, 96-3)로부터 형성된 안테나 피드에 의해 직접 피드되지 않으며, 오히려 안테나 공진 요소(50)에 근거리 연결되는 반면, 제1 또는 제2 안테나 포트는 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 무선 회로(90)에 의해 사용된다.
5 ㎓ IEEE 802.11 로컬 무선 영역 네트워크 대역과 같은 다른 대역들에서의 신호들을 다루기 위해서, 안테나 공진 요소(134)는 안테나 피드 단자들(94-3, 96-3)로부터 형성된 안테나 피드를 이용하여 직접 피드될 수 있다. 안테나 공진 요소(134)는 스탬프된 금속 구조물, 금속 호일 구조물, 가요성 인쇄 회로(예를 들어, 폴리이미드 층 또는 다른 폴리머 재료의 시트와 같은 가요성 기판으로부터 형성된 인쇄 회로) 상의 금속 트레이스, 강성 인쇄 회로 보드 기판(예를 들어, 섬유유리 충전된 에폭시의 층으로부터 형성된 기판) 상의 금속 트레이스, 플라스틱 캐리어 상의 금속 트레이스, 유리 또는 세라믹 지지 구조물 상의 패턴화된 금속, 와이어, 전자 디바이스 하우징 구조물, 디바이스(10) 내의 전자 컴포넌트들의 금속 부분들, 또는 다른 전도성 구조물과 같은 둘러싸는 전도성 구조물을 배치함으로써 정의되는 형태를 갖는 슬롯을 포함할 수 있다. 안테나 공진 요소(134) 내의 슬롯은 (예시로서) 하나의 열린 단부 및 하나의 닫힌 단부를 갖는 열린 슬롯 구조일 수 있다. 원한다면 두 개의 닫힌 단부를 갖는 슬롯 구조물이 사용될 수 있다.
안테나 공진 요소(134)에 대한 슬롯은 안테나 공진 요소(50) 및/또는 안테나 접지(52) 내의 대향하는 금속 구조물 사이에 형성될 수 있다. 플라스틱, 공기, 또는 다른 유전체가 슬롯의 내부에 충전될 수 있다. 슬롯들은 통상적으로 연장된다(즉, 그들의 길이가 실질적으로 그들의 폭보다 더 길다). 금속이 슬롯의 주변부를 둘러싼다. 열린 슬롯에서, 슬롯의 단부들 중 하나가 둘러싸는 유전체에 대해 열려 있다.
안테나(40)에 튜닝 성능을 제공하기 위해서, 안테나(40)는 조정가능한 회로를 포함할 수 있다. 조정가능한 회로는 안테나 공진 요소(50) 상의 서로 다른 위치들 사이에서 연결될 수 있고, 공진 요소(132) 상의 서로 다른 위치들 사이에서 연결될 수 있고, 갭(101)을 브릿지하는 경로들(104-1, 104-2)과 같은 경로들의 부분을 형성할 수 있고, 송신 라인 구조물(92)의 부분을 형성할 수 있거나(예를 들어, 경로(92-1), 경로(92-2), 및/또는 경로(92-3) 내의 하나 이상의 전도성 라인 내에 삽입된 회로), 또는 안테나 구조물(40), 송신 라인 경로들(92) 및 무선 회로(90) 내의 어디에든 통합될 수 있다.
조정가능한 회로는 제어 회로(28)(도 2)로부터의 제어 신호들을 이용하여 튜닝될 수 있다. 제어 회로(28)로부터의 제어 신호들은 예를 들어 조정가능한 커패시터, 조정가능한 인덕터, 또는 제어 회로(28)와 조정가능한 회로 사이에 연결된 제어 회로 경로를 이용하는 다른 조정가능한 회로에 제공될 수 있다. 제어 회로(28)는 조정가능한 커패시터에 의해 나타내어지는 커패시턴스를 조정하도록 제어 신호들을 제공할 수 있고, 조정가능한 인덕터에 의해 나타내어지는 인덕턴스를 조정하도록 제어 신호들을 제공할 수 있고, 고정 및 가변 커패시터, 고정 및 가변 인덕터, 커패시터 및 인덕터와 같은 전기 컴포넌트의 사용 유무를 전환하기 위한 스위칭 회로, 저항기 및 다른 조정가능한 회로와 같은 하나 이상의 컴포넌트를 포함하는 회로의 임피던스를 조정하는 제어 회로들을 제공할 수 있거나, 또는 안테나 구조물(40)의 주파수 응답을 튜닝하기 위해 다른 조정가능한 회로에 제어 신호들을 제공할 수 있다. 예로서, 안테나 구조물(40)에는 제1 및 제2 조정가능한 커패시터들이 제공될 수 있다. 제어 회로(28)로부터의 제어 신호들을 이용하는 각각의 조정가능한 커패시터에 대해 원하는 커패시턴스 값을 선택함으로써, 안테나 구조물(40)이 관심 동작 주파수들을 커버하도록 튜닝될 수 있다.
만약 원한다면, 안테나 구조물(40)의 조정가능한 회로가 안테나 공진 요소(50) 내의 암들(102, 100)과 같이 안테나 공진 요소 구조물(50)에 연결된 하나 이상의 조정가능한 회로, 슬롯-기반 공진 요소(예를 들어, 공진 요소(132)) 내의 슬롯을 가로질러 연결된 하나 이상의 조정가능한 회로, 및/또는 안테나 구조물(40)에 대한 하나 이상의 포트와 연관된 신호 라인들(예를 들어, 경로(104-1, 104-2), 경로(92) 등) 내에 삽입되는 하나 이상의 조정가능한 회로를 포함할 수 있다.
도 4는 튜닝 안테나 구조물(40) 내에서 사용될 수 있는 타입의 예시적인 조정가능한 커패시터 회로의 개략도이다. 도 4의 조정가능한 커패시터(106)는 입력 경로(108)에 제공된 제어 신호들에 응답하여 단자(114)와 단자(115) 사이의 조정가능한 양의 커패시턴스를 생성한다. 스위칭 회로(118)는 커패시터(C1, C2)에 각각 연결된 두 단자들 및 조정가능한 커패시터(106)의 단자(115)에 연결된 다른 단자를 구비한다. 커패시터(C1)는 스위칭 회로(118)의 단자들 중 하나와 단자(114) 사이에 연결된다. 커패시터(C2)는 커패시터(C1)에 평행한 스위칭 회로(118)의 다른 단자와 단자(114) 사이에 연결된다. 제어 입력(108)에 공급되는 제어 신호들의 값을 제어함으로써, 스위칭 회로(118)가 단자(114)와 단자(115) 사이의 원하는 커패시턴스 값을 생산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(118)는 커패시터(C1)를 사용하는 것으로 전환하도록 구성될 수 있거나 또는 커패시터(C2)를 사용하는 것으로 전환하도록 구성될 수 있다.
원한다면, 스위칭 회로(118)는 (단자(114)와 단자(115) 사이의 경로가 열린 회로이고 두 커패시터들이 사용되지 않게 전환되도록 열린 회로를 형성함으로써) 커패시터(C1, C2)를 선택적으로 연결 해제하는 하나 이상의 스위치 또는 다른 스위칭 리소스를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(118)는 또한 (만약 원한다면) 두 커패시터들(C1, C2)이 동시에 사용되는 것으로 전환될 수 있도록 구성될 수 있다. 더 적은 전환 단계들 또는 더 많은 전환 단계들을 나타내는 스위칭 회로와 같은 다른 타입의 스위칭 회로(118)가 원한다면 사용될 수 있다. 커패시터들(C1, C2)은 고정 커패시터일 수 있다. 조정가능한 커패시터(106)와 같은 조정가능한 커패시터들은 또한 (때때로 버랙터(varactor)로 지칭되는) 커패시터(C1) 및/또는 커패시터(C2)에 대한 가변 커패시터 디바이스들을 이용하여 구현될 수 있다. 커패시터(106)와 같은 조정가능한 커패시터들은 두 개의 커패시터, 세 개의 커패시터, 네 개의 커패시터, 또는 다른 적절한 수의 커패시터들을 포함할 수 있다. 도 4의 구성은 단지 실례를 들기 위한 것이다.
디바이스(10)의 동작 동안, 도 2의 저장 및 처리 회로(28)와 같은 제어 회로가 하나 이상의 조정가능한 커패시터(106)와 같은 조정가능한 컴포넌트에 제어 신호를 제공함으로써 안테나 조정을 할 수 있다. 만약 원한다면, 제어 회로(28)는 또한 조정가능한 인덕터 또는 다른 조정가능한 회로를 이용하여 안테나 튜닝 조정을 할 수 있다. 안테나 주파수 응답 조정은 어느 통신 대역이 활동 중인지를 식별하는 정보에 응답하여, 신호 품질 또는 다른 성능 메트릭과 관련된 피드백에 응답하여, 센서 정보에 응답하여, 또는 다른 정보에 기초하여 실시간으로 이루어질 수 있다.
도 5는 예시적인 조정가능한 안테나 구조물(40)을 갖는 전자 디바이스의 도면이다. 도 5의 예시적인 구조에서, 전자 디바이스(10)는 전자 디바이스(10) 내의 전도성 구조물을 이용하여 구현되는 조정가능한 안테나 구조물(40)을 구비한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 구조물(40)은 주변 전도성 하우징 부재(16)와 같은 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물 및 안테나 접지(52)를 포함한다. 단락 경로(98)는 유전체 갭(101)을 브릿지할 수 있다. 주변 전도성 하우징 부재(16)는 듀얼 암 역-F 안테나 공진 요소의 저 대역(LB) 및 고 대역(HB) 공진 요소 암 부분들을 형성하는 (단락 회로 경로(98)의 좌측 및 우측의) 암들을 구비할 수 있다. 주변 전도성 부재(16) 및 안테나 접지(52)에 의해 형성된 역-F 안테나 공진 요소는 듀얼 암 역-F 안테나(40A)를 형성할 수 있다. 안테나(40A)는 (주변 전도성 하우징 부재(16)에 연결되는 신호 라인(92-1A)을 갖는) 포트(1A) 및 (주변 전도성 하우징 부재(16)에 연결되는 신호 라인(92-2A)을 갖는) 포트(1B)와 같은 다수의 포트들을 구비할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 구조물(40)은 또한 슬롯-기반 안테나 공진 요소(132)(즉, 슬롯)를 포함한다. 슬롯(132)은 디바이스(10) 내의 대향하는 전도성 구조물 사이의 개구(예를 들어, 공기, 플라스틱 및 다른 유전체 재료들로부터 형성된 유전체 개구)로부터 형성된다. 슬롯(132)은 자신의 폭 W보다 긴 길이 L를 갖는 연장된 형태를 갖는다. 슬롯(132)은 직선형 개구 또는 하나 이상의 벤드를 갖는 개구로부터 형성될 수 있다. 도 5의 예시에서, 슬롯(132)은 세 개의 세그먼트-세그먼트(132A), 세그먼트(132B) 및 세그먼트(132C)를 갖는다. 세그먼트(132C)는 열린 단부(160)를 갖는다. 열린 단부(160)는 유전체 갭(101)에 대해 열려 있다. 슬롯 부분(132C)의 외부 에지는 주변 전도성 하우징 부재(16)의 일부분에 의해 정의된다. 슬롯 부분(132C)의 내부 에지는 안테나 접지(52)의 대향하는 평행 부분에 의해 정의된다. 세그먼트(132A)는 닫힌 단부(158)를 갖는다. 닫힌 단부(158)는 안테나 접지(52)의 부분들에 의해 형성된다. 세그먼트(132A)의 사이드는 안테나 접지(52)의 대향하는 부분들로부터 형성된다. 중간 세그먼트(132B)는 슬롯 부분들(132A, 132C)에 직교하게 이어지고 슬롯(132)을 형성하기 위해 슬롯 부분들(132A, 132C)을 연결시킨다. 슬롯 세그먼트(132B)의 외부 에지는 주변 전도성 하우징 부재(16)의 일부분에 의해 형성된다. 슬롯 세그먼트(132B)의 대향하는 내부 에지는 안테나 접지(52)의 일부분에 의해 형성된다.
슬롯(132)은 두 타입의 안테나 요소들: (예로서) 5 ㎓ 대역 내의 통신을 다루기 위한 슬롯 안테나 및 (예로서) 안테나(40A)가 2.3 내지 2.7 ㎓의 원하는 관심 주파수들을 커버할 수 있음을 보장하는 것을 돕기 위한 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소를 형성할 수 있다.
특히, (때때로 대역 TB로 지칭되는) 5 ㎓ IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역과 같은 통신 대역에서, 슬롯(132)은 안테나 포트(2)에서 피드되는 직접 피드되는 슬롯 안테나를 형성할 수 있다. 슬롯(132)에 대한 안테나 피드는 슬롯(132)을 브릿지하는 단자들에 의해 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 송신 라인(92-3)은 포트(2) 내의 포지티브 안테나 피드 단자(94-3)에 연결된 포지티브 신호 라인(92-3A)을 구비할 수 있고 안테나 접지 단자(96-3)에 연결된 접지 신호 라인(92-3B)을 구비할 수 있다. 송신 라인(92-3)은 송수신기(116)의 송수신기 포트(TB)로 슬롯 안테나(132)의 포트(2)를 연결할 수 있다. 송수신기 포트(TB)는 슬롯(132)으로부터 형성된 5 ㎓ 슬롯 안테나를 이용하여 5 ㎓ 무선 로컬 영역 네트워크 신호들을 송신 및 수신하도록 사용될 수 있다.
(때때로 대역 UB로 지칭되는) 2.3 내지 2.7 ㎓의 주파수들에서, 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소(132)는 안테나(40A)에 근거리 연결될 수 있으며 신호들이 포트(1A)를 이용하여 안테나(40A)에 의해 송신 및 수신되는 것을 가능하게 하는 안테나 응답이 생기게 할 수 있다. 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소(132)와 연관된 공진이 2.3 내지 2.7 ㎓ 대역 내에 있다는 것을 보장하도록 조정가능한 커패시터(106B)가 슬롯(132)을 브릿지할 수 있다. 커패시터(106B)에는, 예로서 약 0.2pF의 고정 커패시터(C1) 및 약 0.4pF의 고정 커패시터(C2)가 제공될 수 있으며, 조정가능한 커패시터(106B)의 커패시턴스가 0.6pF(C1 및 C2가 모두 동시에 사용하는 것으로 전환될 때), 0.2pF(C1이 사용하는 것으로 전환될 때), 0.4pF(커패시터(C2)가 사용하는 것으로 전환될 때) 및 0(커패시터(C1, C2)가 모두 사용하지 않도록 전환될 때) 커패시턴스와 같은 커패시턴스의 범위에 걸쳐 조정되는 것을 가능하게 한다. 조정가능한 커패시터(106B)의 존재 시에, 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소(132)의 공진 주파수는 약 2.4 ㎓로 감소될 수 있다. 조정가능한 커패시터(106B)를 이용하여 생성되는 커패시턴스 조정은 슬롯-기반 기생 안테나 공진 요소(132)에 의해 생성되는 공진이 전체 관심 주파수 대역(예를 들어, 이 예에서 2.3 ㎓ 내지 2.7 ㎓의 모든 주파수들)을 커버함을 보장하는 것을 돕는다.
도 3과 관련하여 기술된 바와 같이, 안테나 구조물(40)은 세 개의 안테나 포트들을 구비할 수 있다. 포트(1A)는 부재(16)에 따른 제1 위치에서 듀얼 암 안테나 공진 요소(50)의 안테나 공진 요소 암들에 연결될 수 있다(예를 들어, 단자(94-1)에서 부재(16)에 연결된 경로(92-1A)를 참조). 포트(1B)는 제1 위치와는 상이한 제2 위치에서 듀얼 암 안테나 공진 요소(50)의 안테나 공진 요소 암 구조물에 연결될 수 있다(예를 들어, 단자(94-2)에서 부재(16)에 연결된 경로(92-2A)를 참조).
조정가능한 커패시터(106A)(예를 들어, 도 4에 도시된 타입의 커패시터)는 경로(92-1A)에 삽입될 수 있고 안테나 구조물(40)을 튜닝하는 데에 사용하기 위한(예를 들어, 듀얼 암 역-F 안테나(40A)를 튜닝하기 위한) 포트(1A)에 연결될 수 있다. 글로벌 위치 찾기 시스템(GPS) 신호는 안테나(40A)의 포트(1B)를 이용하여 수신될 수 있다. 송신 라인 경로(92-2)는 포트(1B)와 위성 내비게이션 시스템 수신기(114)(예를 들어, 도 2의 위성 내비게이션 시스템 수신기(35)와 같은 글로벌 위치 찾기 시스템 수신기) 사이에 연결될 수 있다. 대역 통과 필터(110) 및 증폭기(112)와 같은 회로는, 만약 원한다면, 송신 라인 경로(92-2) 내에 삽입될 수 있다. 동작 중에, 위성 내비게이션 시스템 신호들은 필터(110) 및 증폭기(112)를 통해 안테나(40A)로부터 수신기(114)로 통과할 수 있다.
안테나 공진 요소(50)는 (예로서) 약 700 ㎒로부터 960 ㎒까지 연장하는 저 대역(LB) 통신 대역 및, 만약 원한다면, 약 1.7로부터 2.2 ㎓까지 연장하는 고 대역(HB) 통신 대역 내의 주파수들과 같은 주파수들을 커버할 수 있다. 조정가능한 커패시터(106A)는 700 ㎒ 내지 960 ㎒ 사이의 모든 원하는 주파수들이 커버될 수 있도록 대역LB 내의 저 대역 성능을 튜닝하는 데에 사용될 수 있다. 슬롯 안테나 공진 요소(132)는 통신 대역 UB 내의 2.3 ㎓ 내지 2.7 ㎓의 모든 주파수들을 커버하도록 조정가능한 커패시터(106B)를 이용하여 튜닝될 수 있는 안테나(40A)(포트(1A))에 대해 안테나 공진을 일으키는 기생 안테나 공진 요소로서의 역할을 할 수 있다.
포트(2)는 요소(132)가 안테나로서 동작하도록 슬롯 안테나 공진 요소(132)(안테나(40B))를 피드하기 위해 경로(92-3)를 사용할 수 있다. 도 5의 예시적인 배치에서, 안테나 공진 요소(132)는 포트(2)에서 피드될 때 슬롯 안테나이고 IEEE 802.11 무선 로컬 영역 네트워크 대역과 같은 5 ㎓에서의 통신 대역(때때로 대역 TB로 지칭됨)을 다루도록 구성된다.
무선 회로(90)는 위성 내비게이션 시스템 수신기(114) 및 무선-주파수 송수신기 회로(116, 118)와 같은 무선-주파수 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 수신기(114)는 글로벌 위치 찾기 시스템 수신기 또는 다른 위성 내비게이션 시스템 수신기(예를 들어, 도 2의 수신기(35))일 수 있다.
송수신기(116)는 2.4 ㎓ 대역 및 5 ㎓ 대역과 같은 대역들에서 동작하는 도 2의 무선-주파수 송수신기(36)와 같은 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기일 수 있다. 송수신기(116)는 예를 들어 (때때로 WiFi® 송수신기로 지칭되는) IEEE 802.11 무선-주파수 송수신기일 수 있다. 송수신기(116)는 슬롯(132)을 이용하여 (즉, 슬롯(132)이 슬롯 안테나를 형성하는 모드에서 슬롯(132)을 이용하여) 5 ㎓ 통신을 다루는 포트 TB와 같은 포트를 구비할 수 있다. 송수신기(116)는 또한 2.4 ㎓ 통신을 다루는 포트 UB와 같은 포트를 구비할 수 있다. 포트 UB는 듀플렉서(150)의 포트(152)에 연결될 수 있다.
듀플렉서(150)는 송수신기(118)에 연결된 포트(154)와 같은 포트를 구비할 수 있다. 송수신기(118)는 하나 이상의 셀룰러 대역에서의 음성 및 데이터 트래픽을 다루도록 구성된 도 2의 셀룰러 송수신기(38)와 같은 셀룰러 송수신기일 수 있다. 커버될 수 있는 셀룰러 대역들의 예는 700 ㎒ 내지 960 ㎒의 범위를 갖는 대역(예로서, 저 대역 LB), 1.7 내지 2.2 ㎓의 범위를 갖는 대역(예로서, 고 대역 HB) 및 LTE 대역 38 및 40을 포함한다.
LTE 대역 38은 약 2.6 ㎓의 주파수들과 연관된다. LTE 대역 40은 약 2.3 내지 2.4 ㎓의 주파수들과 연관된다. 송수신기(118)의 포트(155)는 대역 LB(700 ㎒ 내지 960 ㎒) 및, 원한다면 대역 HB(1.7 내지 2.2 ㎓) 내의 셀룰러 신호들을 다루도록 사용될 수 있다. 포트(155)는 또한 LTE 대역 38 및 LTE 대역 40 내의 통신을 다루도록 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 송수신기(118)의 포트(155)는 듀플렉서 회로(150)의 포트(154)에 연결될 수 있다. 듀플렉서 회로(150)는 하나 이상의 듀플렉서를 포함할 수 있다.
듀플렉서 회로(150)는 포트들(152, 154)과 공유 듀플렉서 포트(156) 사이의 신호들을 라우팅하기 위해 주파수 멀티플렉싱을 사용한다. 공유 포트(156)는 송신 라인 경로(92-1)에 연결된다. 이러한 배치에서, 송수신기(116)의 송수신기 포트 UB 및 듀플렉서(150)의 포트(152)와 연관된 2.4 ㎓ WiFi® 신호들이 경로(92-1)로/로부터 라우팅될 수 있고, 송수신기(118)의 포트(154) 및 포트(155)와 연관된 대역 LB 및 HB 내의 셀룰러 전화 신호들 및 LTE 대역 38/40 신호들이 경로(92-1)로/로부터 라우팅될 수 있다. 디바이스(10)의 동작 중에, 조정가능한 커패시터(106A)가 대역 UB와 연관된 트래픽을 다루도록(즉, 송수신기(116)의 포트 UB로부터의 2.4 ㎓ 트래픽을 다루고 LTE 대역 38/40 트래픽 및 송수신기(118)로부터의 2.3 ㎓ 내지 2.7 ㎓의 범위 내의 다른 셀룰러 트래픽을 다루도록) 필요에 따라 안테나 공진 요소(50) 및 안테나 접지(52)로부터 형성된 안테나를 튜닝하기 위해 조정될 수 있다.
도 6은 도 5의 안테나 구조물(40)과 같은 안테나 구조물을 갖는 전자 디바이스에 대해 안테나 성능(정상파비 SWR(standing wave ratio))이 동작 주파수 f의 함수로서 그려진 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 안테나 구조물(40)은 포트(1A)를 이용하여 대역 LB에서 공진을 나타낼 수 있다. 조정가능한 커패시터(106A)는 LB 공진의 위치를 조정하도록 조정될 수 있으며, 그에 따라 모든 관심 주파수들(예를 들어, 예로서 약 0.7 ㎓ 내지 0.96 ㎓의 범위 내의 모든 주파수들)을 커버한다. 대역 HB(예를 들어, 1.7 내지 2.2 ㎓의 셀룰러 대역)은 포트(1A)를 이용하여 선택적으로 커버될 수 있다. 안테나 구조물(40)은 기생 안테나 공진 요소(132)로서의 역할을 하는 슬롯 안테나 공진 요소(132)의 존재로 인해 포트(1A)를 이용할 때 대역 UB에서 공진을 나타낼 수 있다. 포트(1A)를 이용할 때 슬롯 안테나 공진 요소(132)와 연관된 공진은 튜닝가능한 커패시터(106B)를 이용하여 대역 UB에 걸쳐 튜닝될 수 있다. 포트(1B)를 이용할 때, 안테나 구조물(40)은 글로벌 위치 찾기 시스템 신호들을 다루기 위한 1.575 ㎓ 공진과 같은 위성 내비게이션 시스템 주파수에서 공진을 나타낼 수 있다. 대역 TB(예를 들어, 5 ㎓)에서의 안테나 응답은 포트(2)를 슬롯 안테나 공진 요소(132)를 위한 안테나 피드로서 사용하는 것과 연관될 수 있다. 통신 대역 TB 내의 주파수들에서, 슬롯(132)은 송수신기(116)의 포트 TB에 대한 트래픽을 다루기 위한 슬롯 안테나로서 동작할 수 있다.
실시예에 따르면, 안테나 접지 및 안테나 접지와 함께 제1 안테나를 형성하는 안테나 공진 요소를 포함하는 전자 디바이스 안테나 구조물이 제공되고, 제1 안테나는 제1 및 제2 포트를 구비하며, 슬롯 안테나 공진 요소가 제3 포트를 구비하고, 슬롯 안테나 공진 요소는 제3 안테나 포트를 통해 신호들을 다루는 제2 안테나를 형성하고 슬롯 안테나 공진 요소는 제1 안테나에 대한 기생 안테나 공진 요소를 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 슬롯 안테나 공진 요소는 안테나 공진 요소와 안테나 접지의 부분들 사이에 형성된 슬롯을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 안테나 공진 요소는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 구조를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 안테나는 듀얼 암 역-F 안테나를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 슬롯 안테나는 제3 안테나 포트를 이용하여 5 ㎓ 통신 대역에서 무선 로컬 영역 네트워크를 송신 및 수신하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 슬롯 안테나 공진 요소는 2.4 ㎓에서 제1 안테나의 동작 동안 제1 안테나의 안테나 공진 요소에 근거리 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스 안테나 구조물은 제2 안테나 포트에 연결된 대역 통과 필터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스 안테나 구조물은 제1 안테나 포트에 연결된 조정가능한 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스 안테나 구조물은 슬롯을 브릿지하는 조정가능한 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 조정가능한 커패시터는 제 1 안테나에 대한 안테나 공진을 튜닝하는 조정가능한 커패시터 값을 생성하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 조정가능한 커패시터는 스위칭 회로 및 복수의 고정된 커패시터들을 포함한다.
실시예에 따르면, 무선 로컬 영역 네트워크 신호, 위성 내비게이션 시스템 신호 및 셀룰러 전화 신호를 다루도록 구성된 무선-주파수 송수신기 회로를 포함하는 장치가 제공되며, 제1, 제2 및 제3 안테나 포트들을 구비하는 안테나 구조물은 제1 및 제2 안테나 포트들이 연결된 역-F 안테나 공진 요소 및 제3 안테나 포트가 연결된 슬롯 안테나 공진 요소, 무선-주파수 송수신기 회로와 제1 안테나 포트 사이에 연결된 제1 조정가능한 커패시터 및 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 제2 조정가능한 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 안테나 구조물은 제1 안테나 포트를 이용하여 적어도 제1 및 제2 통신 대역들 내의 무선-주파수 신호들을 다루도록 구성되며, 제1 조정가능한 커패시터는 제1 통신 대역 내의 안테나 공진을 튜닝하도록 구성되고 제2 조정가능한 커패시터는 제2 통신 대역 내의 제2 안테나 공진을 튜닝하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 슬롯 안테나 공진 요소는 제3 통신 대역 내의 무선-주파수 신호들에 대한 슬롯 안테나를 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 제3 통신 대역은 5 ㎓에서의 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역을 포함하고 무선-주파수 송수신기 회로는 제3 안테나 포트 및 슬롯 안테나를 이용하여 5 ㎓에서의 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역 내의 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선-주파수 송수신기 회로는 제2 안테나 포트에 연결된 위성 내비게이션 시스템 수신기를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선-주파수 송수신기 회로는 제1 및 제2 통신 대역 내의 신호들을 송신 및 수신하기 위한 제1 안테나 포트에 연결된 셀룰러 전화 송수신기를 포함한다.
실시예에 따르면, 안테나 구조물을 포함하는 전자 디바이스가 제공되며, 안테나 구조물은 안테나 접지, 안테나 접지와 함께 역-F 안테나를 형성하는 역-F 안테나 공진 요소, 슬롯 안테나 및 역-F 안테나에 대한 기생 안테나 공진 요소로서의 역할을 하는 슬롯 안테나 공진 요소 및 제1 통신 대역 내의 신호들을 다루기 위해 역-F 안테나를 사용하고 제2 통신 대역 내의 신호들을 다루기 위해 슬롯 안테나를 사용하는 무선 회로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 회로는 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 및 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기와 슬롯 안테나 공진 요소 사이에 연결된 송신 라인 구조물을 포함하며, 슬롯 안테나가 제2 통신 대역 내의 무선 로컬 영역 네트워크 신호들을 다루도록 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기가 슬롯 안테나 공진 요소에 직접 피드한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 회로는 셀룰러 전화 송수신기 및 듀플렉서 회로를 포함하고, 듀플렉서 회로는 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기에 연결된 제1 포트 및 셀룰러 전화 송수신기에 연결된 제2 포트를 구비한다.
다른 실시예에 따르면, 듀플렉서 회로는 역-F 안테나에 연결된 공유 포트를 구비한다.
다른 실시예에 따르면, 역-F 안테나는 제1 및 제2 안테나 포트들을 구비하고, 듀플렉서 회로의 공유 포트가 제1 안테나 포트에 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 듀플렉서 회로의 공유 포트와 제1 안테나 포트 사이에 연결된 조정가능한 회로를 포함하고, 조정가능한 회로는 역-F 안테나를 튜닝하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 조정가능한 회로는 조정가능한 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 조정가능한 회로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 조정가능한 회로는 조정가능한 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 주변 전도성 하우징 구조를 갖는 하우징을 포함하고, 역-F 안테나 공진 요소는 주변 전도성 하우징 구조의 일부분을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 슬롯 안테나 공진 요소는 주변 전도성 하우징 구조의 일부분 및 안테나 접지로부터 형성된 에지들을 구비하는 슬롯을 포함하고, 안테나 구조물은 슬롯을 브릿지하는 조정가능한 커패시터를 더 포함하며, 조정가능한 커패시터는 역-F 안테나를 튜닝하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 역-F 안테나는 적어도 하나의 안테나 포트를 포함하고 전자 디바이스는 역-F 안테나를 튜닝하도록 안테나 포트에 연결된 추가의 조정가능한 커패시터를 더 포함하며, 조정가능한 커패시터는 제1 통신 대역 내에서 역-F 안테나를 튜닝하도록 구성되고 추가의 조정가능한 커패시터는 제3 통신 대역 내에서 역-F 안테나를 튜닝하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 통신 대역은 760 ㎒ 내지 960 ㎒의 통신 대역을 포함하고, 제2 통신 대역은 5 ㎓에서의 무선 로컬 영역 네트워크 통신을 포함하고, 제3 통신 대역은 2.3 내지 2.7 ㎓의 통신 대역을 포함하며, 전자 디바이스는 조정가능한 커패시터 및 추가의 조정가능한 커패시터를 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함한다.
전술된 내용은 단지 본 발명의 원리들의 실례를 들기 위한 것이며, 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다.
10: 전자 디바이스
16: 주변 전도성 하우징 부재
40: 안테나 구조물
132: 슬롯

Claims (20)

  1. 전자 디바이스 안테나 구조물로서,
    안테나 접지;
    상기 안테나 접지와 함께 제1 및 제2 안테나 포트들을 구비하는 제1 안테나를 형성하는 안테나 공진 요소;
    제3 안테나 포트를 구비하는 슬롯 안테나 공진 요소 - 상기 슬롯 안테나 공진 요소는 상기 제3 안테나 포트를 통과하는 신호를 다루는 제2 안테나를 형성하고 상기 슬롯 안테나 공진 요소는 상기 제1 안테나에 대한 기생(parasitic) 안테나 공진 요소를 형성함 -; 및
    상기 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 조정가능한 커패시터 - 상기 안테나 공진 요소는 상기 제1 안테나 포트를 이용하여 제1 통신 대역에서 무선-주파수 신호들을 다루도록 구성되고, 상기 슬롯 안테나 공진 요소는 상기 제3 안테나 포트를 이용하여 제2 통신 대역에서 무선-주파수 신호를 다루도록 구성되고, 상기 조정가능한 커패시터는 상기 제1 통신 대역에서 상기 안테나 공진 요소의 안테나 공진을 튜닝하도록 구성됨 -
    를 포함하는 전자 디바이스 안테나 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯 안테나 공진 요소는 상기 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지의 부분들 사이에 형성된 슬롯을 포함하는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 공진 요소는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 구조를 포함하는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 듀얼 암(dual arm) 역-F 안테나를 포함하는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 상기 제3 안테나 포트를 이용하여 5 ㎓ 통신 대역 내에서 무선 로컬 영역 네트워크를 송신 및 수신하도록 구성되는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 슬롯 안테나 공진 요소는 2.4 ㎓에서의 상기 제1 안테나의 동작 동안 상기 제1 안테나의 상기 안테나 공진 요소에 근거리 연결되는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 포트에 연결된 대역 통과 필터를 더 포함하는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 포트에 연결된 추가의 조정가능한 커패시터를 더 포함하는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 조정가능한 커패시터는 상기 슬롯을 브릿지(bridge)하며, 상기 조정가능한 커패시터는 상기 제1 안테나에 대한 안테나 공진을 튜닝하는 조정가능한 커패시터 값을 생산하도록 구성되고, 상기 조정가능한 커패시터는 스위칭 회로 및 복수의 고정된 커패시터들을 포함하는, 전자 디바이스 안테나 구조물.
  10. 전자 장치(electronic apparatus)로서,
    무선 로컬 영역 네트워크 신호, 위성 내비게이션 시스템 신호 및 셀룰러 전화 신호를 다루도록 구성된 무선-주파수 송수신기 회로;
    제1, 제2 및 제3 안테나 포트들을 구비하고, 상기 제1 및 제2 안테나 포트들이 연결되는 역-F 안테나 공진 요소 및 상기 제3 안테나 포트가 연결되는 슬롯 안테나 공진 요소를 포함하는 안테나 구조물;
    상기 무선-주파수 송수신기 회로와 상기 제1 안테나 포트 사이에 연결된 제1 조정가능한 커패시터; 및
    상기 슬롯 안테나 공진 요소를 브릿지하는 제2 조정가능한 커패시터를 포함하고,
    상기 역-F 안테나 공진 요소는 상기 제1 안테나 포트를 이용하여 제1 통신 대역에서 무선-주파수 신호를 다루도록 구성되고, 상기 슬롯 안테나 공진 요소는 상기 제3 안테나 포트를 이용하여 제2 통신 대역에서 무선-주파수 신호를 다루도록 구성되고, 상기 제2 조정가능한 커패시터는 상기 제1 통신 대역에서 상기 역-F 안테나 공진 요소의 안테나 공진을 튜닝하도록 구성되는
    전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나 구조물은 상기 제1 안테나 포트를 이용하여 적어도 상기 제1 통신 대역 및 제3 통신 대역에서 무선-주파수 신호를 다루도록 구성되고, 상기 제1 조정가능한 커패시터는 상기 제3 통신 대역에서 안테나 공진을 튜닝하도록 구성되는, 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 통신 대역은 5 ㎓에서의 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역을 포함하고, 상기 무선-주파수 송수신기 회로는 상기 제3 안테나 포트 및 슬롯 안테나를 이용하여 5 ㎓에서의 상기 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역 내의 신호를 송신 및 수신하도록 구성되는 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기를 포함하고, 상기 무선-주파수 송수신기 회로는 상기 제2 안테나 포트에 연결된 위성 내비게이션 시스템 수신기를 포함하며, 상기 무선-주파수 송수신기 회로는 상기 제1 및 제3 통신 대역 내의 신호를 송신 및 수신하기 위해 상기 제1 안테나 포트에 연결된 셀룰러 전화 송수신기를 포함하는, 전자 장치.
  13. 전자 디바이스로서,
    안테나 접지, 상기 안테나 접지와 함께 역-F 안테나를 형성하는 역-F 안테나 공진 요소 및 슬롯 안테나로서의 역할 및 상기 역-F 안테나에 대한 기생 안테나 공진 요소로서의 역할을 하는 슬롯 안테나 공진 요소를 포함하는 안테나 구조물;
    제1 통신 대역 내의 신호를 다루도록 상기 역-F 안테나를 사용하고 제2 통신 대역 내의 신호를 다루도록 상기 슬롯 안테나를 사용하는 무선 회로; 및
    상기 슬롯 안테나 공진 요소를 가로질러 상기 역-F 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 조정가능한 컴포넌트 - 상기 조정가능한 컴포넌트는 상기 제1 통신 대역에서 상기 역-F 안테나 공진 요소의 안테나 공진을 튜닝하도록 구성됨 -
    를 포함하는, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 무선 회로는,
    무선 로컬 영역 네트워크 송수신기; 및
    상기 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기와 상기 슬롯 안테나 공진 요소 사이에 연결된 송신 라인 구조물을 포함하며,
    상기 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기는 상기 슬롯 안테나가 상기 제2 통신 대역 내의 무선 로컬 영역 네트워크 신호를 다루도록 상기 슬롯 안테나 공진 요소에 직접 피드(feed)하고, 상기 무선 회로는 셀룰러 전화 송수신기 및 듀플렉서 회로를 포함하며, 상기 듀플렉서 회로는 상기 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기에 연결된 제1 포트 및 상기 셀룰러 전화 송수신기에 연결된 제2 포트를 구비하는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 듀플렉서 회로는 상기 역-F 안테나에 연결된 공유 포트를 구비하고, 상기 역-F 안테나는 제1 및 제2 안테나 포트들을 구비하며, 상기 듀플렉서 회로의 상기 공유 포트는 상기 제1 안테나 포트에 연결되는, 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 듀플렉서 회로의 상기 공유 포트와 상기 제1 안테나 포트 사이에 연결된 조정가능한 회로를 더 포함하고, 상기 조정가능한 회로는 상기 역-F 안테나를 튜닝하도록 구성되며, 상기 조정가능한 회로는 조정가능한 커패시터를 포함하는, 전자 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 조정가능한 컴포넌트는 조정가능한 커패시터를 포함하는, 전자 디바이스.
  18. 제13항에 있어서,
    주변 전도성 하우징 구조를 갖는 하우징을 더 포함하며, 상기 역-F 안테나 공진 요소는 상기 주변 전도성 하우징 구조의 일부분을 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 삭제
  20. 삭제
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