KR20030042023A - 채널링된 ｒｆ 전류들을 갖는 안테나 시스템 - Google Patents

채널링된 ｒｆ 전류들을 갖는 안테나 시스템 Download PDF

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KR20030042023A
KR20030042023A KR10-2003-7005586A KR20037005586A KR20030042023A KR 20030042023 A KR20030042023 A KR 20030042023A KR 20037005586 A KR20037005586 A KR 20037005586A KR 20030042023 A KR20030042023 A KR 20030042023A
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앤드류 에이 에파노브
나렌드라 풀리미
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 나선형 모노폴(102)과 같은 비평형 안테나를 위한 카운터포이즈(counterpoise) 전류들을 채널링하는 향상된 안테나 시스템에 관한 것이다. 제 1 도체(104) 또는 그라운드 공진기는 안테나(102) 근처의 그라운드 접속부(208)에 결합되고, 전자기 노출을 감소시키도록 사용자로부터 멀리 위치된다. 제 1 도체(104)는, RF 전류들이 제 1 도체(104) 상으로 끌리는 안테나의 동작 주파수에서 낮은 임피던스를 나타낸다. 또한, 인쇄 회로 기판 또는 사용자 인터페이스 회로와 같은 제 2 도체(108)는 제 1 도체(104)의 그라운드 접속(208)에 결합된다. 제 2 도체(108)는, RF 전류들이 제 1 도체(104)보다 사용자에게 더 가깝게 유지되는 제 2 도체(108)로부터 멀어지게 전환되는 안테나의 동작 주파수에서 높은 임피던스 경로를 나타낸다.

Description

채널링된 ＲＦ 전류들을 갖는 안테나 시스템{Antenna system with channeled RF currents}
셀룰러 폰과 같은 무선 휴대용 통신 장치들은 RF 파워를 전송하고, 상기 장치들이 사용자에게 노출시키는 RF 방사(RF radiation)의 레벨에 대해 세밀하게 조사된다. RF 노출의 최상위 레벨은 안테나에서가 아니라 장치의 하우징(housing)의 금속부들 내에서 또는 금속부들 상에서 흐르는 RF 전류들로부터 일반적이다. 하우징의 RF 전류들을 감소시키거나 제거하는 종래 기술의 방법들은 허용 불가능한 RF의 우세한 소스가 되도록 안테나의 큰 리액티브 인접 필드들을 야기하는 크고 다루기 힘든 안테나들 또는 큰 RF 전류들을 결과적으로 사용하였다. 두 경우에서는, 안테나 및 폰(phone)의 크기가 증가한다.
본 발명은 일반적으로 라디오 안테나, 보다 자세히는 휴대용 통신 장치들을 위한 안테나에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 안테나 시스템을 갖는 통신 장치의 사시 단면도.
도 2는 도 1의 본 발명의 제 1 실시예의 측면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 측면도.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 의해 제공된 향상의 실험적 증거를 그래픽적으로 표현한 도면.
실제로, 휴대용 통신 장치들의 크기는 밀폐된 전자 부품들 및 배터리의 크기에 따라 설정되어 왔다. 소비자 및 사용자 요구는 통신 장치들의 크기를 매우 감소시키도록 계속되어 왔다. 결과적으로, 전송 동안, 안테나는 비제어 방식에서의 통신 장치의 작은 하우징, 샤시, 또는 인쇄 회로 기판으로 보다 높은 RF 전류를 유도한다. 이러한 RF 전류들은 RF 통신 신호들의 방사에 효과적으로 기여하지 못하고 자주 분산된다. RF 파워의 분산은 매우 작은 유닛들 상의 회로에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 또한, 파워의 이러한 손실은 통신 품질을 저하시키고, 장치의 배터리 수명을 감소시킨다.
종래 안테나들에 의한 또다른 문제는, 휴대용 라디오가 오퍼레이터에 의해 소유되어 사용될 때 경험되는 방사 저하이다. 전자 부품들 및 배터리 기술에서의 계속적인 진보들은 크기를 매우 감소시켰고, 그 결과 안테나의 성능은 사용자의 손으로 감싸져서 불량하게 된다.
휴대용 라디오의 하우징의 금속부는 통상적으로 안테나를 위한 그라운드 또는 카운터포이즈(counterpoise)로 사용되고, RF 전류가 비제어 방식으로 흐르도록 한다. 통상적으로, 허용 불가능한 방사 저하는 오퍼레이터가 하우징 주위에 그들의 손을 위치시켰 때 경험되고, 그에 의해 그라운드 라디에이터(ground radiator)의 방사 효율이 저하된다.
따라서, 사용자 주위로부터 RF 전류들을 제거하도록 장치의 하우징 내에서 RF 전류들의 제어된 흐름을 갖는 통신 장치가 필요하다. 또한, 그러한 장치는 사용자에게 보다 수용 가능하도록 큰 안테나를 필요로 하지 않고도 하우징 전류 감소를 제공하기 위해 유리할 것이다. 추가적으로, 통신 장치의 방사 저하, 감소된 배터리 수명이나, 증가된 크기 또는 비용 없이 이러한 필요들을 달성하기에 유리하다.
본 발명은 사용자 주위로부터 RF 전류들을 제거하도록 장치의 하우징 내에 RF 전류들의 흐름을 제어하도록 구성된 라디오 통신 장치를 제공한다. 이것은 사용자에게 보다 수용 가능한 소형의 고정된 안테나의 사용과 관련하여 달성될 수 있다. 또한, 본 발명은 여러 RF 전류를 의도된 안테나 시스템으로 채널링함으로써 안테나 효율성을 향상시키고, 사용자에게 인접한 샤시 또는 하우징의 그러한 일부들로부터 떨어져서 통신 장치의 증가된 크기 또는 비용 없이도 배터리 수명이 증가된다.
휴대용 통신 기술이 진보함에 따라, 안테나 효율 및 전자기 노출은 양방향 (전송) 휴대용 무선 통신 제품들에서의 핵심이 되었다. 보다 소형이고 휴대용인 무선 통신 제품들이 마켓에서 요구므로, 부합하는 안테나 효율성 및 전자기 노출 요구들이 보다 어려워 진다. 본 발명은, 사용자에 대한 전자기 노출을 또한 감소시키면서, 증가된 안테나 효율성을 유리하게 제공한다. 또한, 본 발명은 성능을 저하시키지 않고도 제품들의 크기를 감소시키도록 한다.
본 발명은 본 명세서에서 기술되는 양호한 실시예들과는 별도로 하는 애플리케이션을 가질 수 있고, 본 발명을 단지 예시하고 기술하기 위한 설명이 제공되며 본 발명을 제한하지 않는다. 본 명세서가 독창적인 본 발명의 특징들을 규정하는 특허 청구 범위를 결론으로 하고, 본 발명은 동일 요소에는 동일 부호를 병기하는 도면들에 관련하는 다음의 기술을 고려하여 보다 양호하게 이해될 것이다. 본 발명에서 규정된 바와 같이, 무선 전화는 라디오 주파수 범위 내의 전자기파들을 사용하여 기지국과 정보를 통신하는 통신 장치이다. 일반적으로, 무선 전화는 휴대용이고, 사용될 때 통상적으로 사람의 머리, 즉 귀 바로 옆에서 지지된다.
본 발명의 개념은 RF 신호들의 송수신을 요청하는 임의의 전자 제품에서 유리하게 사용될 수 있다. 양호하게는, 통신 장치의 무선 전화부는 개인 통신을 위해 부합되는 셀룰러 무선 전화이지만, 또한 호출기, 코드 없는 무선 전화, 또는 개인용 통신 서비스(PCS) 무선 전화일 수 있다. 무선 전화부는 아날로그 통신 표준 또는 디지털 통신 표준에 따라 구성될 수 있다. 일반적으로, 무선 전화부는 라디오 주파수(RF) 송신기, RF 수신기, 제어기, 안테나, 배터리, 듀플렉스 필터, 주파수 합성기, 신호 프로세서와, 키패드, 디스플레이, 제어 스위치들, 및 마이크 중 적어도 하나를 포함하는 사용자 인터페이스를 포함한다. 또한, 무선 전화부는 호출 수신기를 포함한다. 호출기와 같은 셀룰러 폰이나, 양방향 라디오 또는 선택적 라디오 수신기에 포함된 전자 부품들은 본 기술에 공지되어 있고, 본 발명의 통신 장치에 포함된다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 장치를 예시한다. 단지 예로서만, 상기 통신 장치는 본 기술에 공지된 바와 같은, 종래의 셀룰러 라디오 트랜시버 회로를 갖는 셀룰러 폰에 포함된다. 셀룰러 폰은 컴팩트 하우징으로 집적되는 프로세서들 및 사용자 인터페이스들과 같은 종래의 셀룰러 폰 하드웨어(간략화를 위해 표현되지 않음)를 포함하고, 본 발명에 따른 안테나 시스템을 부가로 포함한다. 각각의 특정 무선 장치는 이러한 개념, 및 각각의 애플리케이션을 위해 선택된 수단을 구현하기 위한 기회들을 제공할 것이다. 일련의 특정 실시예들은 본 발명의 기초적 지시의 애플리케이션을 예시하는 추상적인 것으로부터 실용적인 것까지의 범위로 표현된다.
본 발명에서, 임피던스들(리액티브 및/또는 저항 소자들)은, 낮은 임피던스를 통해 RF 전류들을 끌어당기거나 높은 임피던스를 통해 이들을 저지하므로써 RF 전류들을 "조종(steer)"하는 라디오 샤시에 포함된다. 저항 소자들은 RF 파워를 분산시켜서, 효율적인 대부분의 파워 접근 방식은 용량성이나 유도성을 갖는 리액티브 소자들을 사용하기 위한 것이다. 실제 또는 인공적인 전송 라인 소자들이 선호되고, 1/4 파장 공진기가 가장 유용하다.
라디오 샤시는 그라운드로 자주 지칭되는 도전부들(PC 보드, 배터리, 케이스, 차폐물(shielding)들 등)을 갖는 여러 부분들 및 그라운드 접속부(connection)를 통해 그에 접속된 모든 소자들로 구성된다. 본 발명은 이러한 부분들, 또는 라디오 샤시 상의 RF 전류들을 "조정"하는 전송 라인 소자들이 생성되는 추가적인 부분들의 상호 접속부를 규정한다. 서로 다른 실시예들이 특정 예들로 포함될 것이다. 부가적으로, 각각의 예들은 사용자의 머리, 수족, 또는 몸통과 같은 분산 미디어로 떨어져 있는 RF 전류들을 전환(divert)시킬 목적을 위한 통신 장치의 도전 및 비도전 구조의 의도적인 수정을 제공한다. 양호한 방법은 카운터포이즈를 안테나로만들도록 배터리 팩의 위치, 접속 위치, 및 도전 구성을 주의 깊게 선택하므로써 배터리 팩과 같은 기존 구조를 사용하는 것이다. 추가적인 튜닝 요소들은, 도전 구조가 공진을 달성하도록 충분히 수정될 수 없는 경우 부가될 수도 있다. 또한, 비공진으로 또는 보다 반공진(anti-resonant)하도록 하기 위해, 라디오 샤시 및/또는 도전 케이스의 수정은 샤시 상의 RF 전류들을 보다 낮게한다. 양호한 구성은 감소될 RF 전류들의 경로에 위치된 끝의 개방(open-end)을 갖는 1/4 파장의 짧은 초크를 갖는다.
실제로, 본 발명은 비평형 안테나(102)의 카운터포이즈 전류들을 전환하도록 통신 장치(100)의 RF 샤시 및/또는 도전부들에 부가되거나 결합되는 2가지 유형의 소자들로 구성된다. 통상적인 애플리케이션에서, 안테나(102)는 하우징(106)으로부터 외부적으로 확장되고, 장치(100)의 트랜시버 회로(110)에 전기적으로 결합된다. 그러나, 안테나는 또한 하우징 내에 완벽하게 포함될 수 있다. 트랜시버 회로(110)는 라디오 트랜시버에 대한 임의의 공지된 동작의 모드들에서 동작한다.
전류들을 전환하기 위한 제 1 장치는 RF 전류들에 대한 낮은 임피던스를 나타내는 제 1 도체(104)이므로, 이들을 자신으로 끌어당긴다. 동작에 있어서, 상기 제 1 장치는 사용자의 머리 또는 손과 같은 모든 분산 미디어로부터 말단에 위치된다. 양호하게는, 제 1 도체는 그 전방 표면(112)로부터 대향하는 장치(100)의 하우징(106)의 상부, 후방측 근처에 위치된다. 이 지점에서, 제 1 도체는 실제적으로, 장치의 뒤쪽 하부를 커버할 장치 및 사용자들 손의 전방 근처에 위치된 사용자의 머리로부터 떨어져 있을 것이다. 제 1 도체(104)는, 단독으로 또는 조합하여 사용되는 여러 수단 중 하나에 의해 무선 전화의 동작 주파수들에서 낮은 전기 임피던스, 및 양호하게는 높은 서셉턴스(susceptance)를 갖도록 이루어진다. 이러한 수단은: 큰 도체들, 예로서 낮은 인덕턴스를 갖는 넓은 스트랩(strap)들의 사용; 홀수의 1/4 파장들과 실제적으로 동일한 전기 길이를 갖는 개방 구조와 같은 공진인 길이; 및 예를 들어, 배터리와 같은 기존 소자들의 서셉턴스를 증가시키기 위해 그라운드 공진기에 결합된 리액티브 튜닝 소자들(도 3에 Z2로 도시되고 이하 설명됨)을 포함한다.
전류들을 전환하기 위한 소자의 제 2 유형은 RF 전류들에 대한 높은 임피던스를 나타내는 제 2 도체(108)이고, 상기 소자 자체 및 그 근처에 위치된 임의의 분산 미디어로부터 떨어진 전류들을 전환하도록 사용된다. 이 장치는 단독으로 또는 조합하여 사용되는 여러 수단 중 하나에 의해 동작 주파수들에서 높은 전기 임피던스를 갖도록 이루어진다. 이러한 수단은: 작은 도체들, 즉 인덕턴스를 증가시키도록 제 1 도체보다 훨씬 좁은 폭을 갖는 얇은 배선들 또는 도체들의 사용; 짝수의 1/4 파장들과 실제적으로 동일한 전기 길이를 갖는 끝이 개방된 구조와 같은 반공진하는 길이; 및 키패드들, 디스플레이들, 수화기들, 차폐물, 또는 장치를 동작시킬 때 사용자에 대해 가까운 폰의 어떤 다른 부분과 같은 기존 장치들의 임피던스를 증가시키는 인쇄 회로 기판 및 무선 전화 회로(예를 들어, 배터리와 같은)들 사이에 결합된 리액티브 튜닝 소자들(도 3에서 Z1 및/또는 302로 도시되고 이하 설명됨)을 포함한다.
본 발명의 전형적인 구현은 도 2에서 자세히 예시된다. 이 도면은 단면도로본 발명의 안테나 시스템의 실제 부분들을 표현한다. 실질적인 1/4 파장 그라운드 공진기(104)(카운터포이즈)는 인쇄 회로 기판 그라운드(108)로부터 공진기(104)까지의, 장치의 상부 에지(202)에서 이루어지는 도전 접속부(208)를 갖는, 통신 장치의 인쇄 회로 기판의 뒤측에 부착된다. 그라운드 공진기는, 전류 크기 분배(206)에 의해 표시된 바와 같이, 약 1/4 파장의 효율적인 전기 길이를 갖는다. 나선 모노폴 안테나(102)는 이러한 카운터포이즈(104)에 대해 구동된다. 폰의 주요 인쇄 회로 기판 및 결합된 그라운드 평면(108)의 길이, 또는 적절히 선택된 도체는 동작 주파수에서 효율적으로 약 1/2 파장인 전기 길이를 제공한다. 이것은 도면에 도시된 전류 크기 분배(204)에 의해 표시된 바와 같이, 반공진하는 구조로 인쇄 회로 기판 및 그라운드 평면을 만든다. 그와 같이, 반공진하는 구조는 안테나(102)로부터 흐르는 카운터포이즈 전류들에 대한 높은 임피던스를 나타낸다(즉, 그의 자연적인 전류 분배는 폰의 상부 에지에서 최소인 전류를 지원한다). 반면에, 공진기(104)는 안테나 근처에서 최대치를 갖는 도면에 도시된 전류 크기 분배(206)를 지원하는 공진 형태를 갖는다. 안테나(102)가 사용자에 대한 안테나 노출을 감소시키도록 양호하게 되고 도시된 바와 같은 가장 멀리 떨어진 우측부 만이 아닌 효율적인 전기 길이에 대한 적절한 조정을 갖는 각각의 제 1 및 제 2 도체(104, 108) 사이의 도전 접속부(208) 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
도체들 사이에 공기로 채워진 체적(210)에 따른 제 1 및 제 2 도체들(104, 108)의 조합은, 공진기(104)의 하부에서의 개방 회로에서 상부 에지(202)에서의 쇼트(즉, 회로 용어로 공진기의 하단 및 인쇄 회로 기판 사이에 나타나는 개방)를 변환하는 1/4 파 전송 라인으로 보여질 수 있다. 안테나는 전송 라인의 제 1 선단 근처에서 구동된다. 하부에서 개방을 갖는 1/4 파 도체는, 공진기의 상단에서 최대인 전류에 의해 예시되는 바와 같이, 상부에서의 안테나(102)로부터 흐르는 카운터포이즈 전류들에 대한 낮은 구동점 임피던스를 나타낸다. 공진기에 관하여, 안테나 카운터포이즈 전류들이 우선적으로 인쇄 회로 기판 대신에 공진기에서 흐르는 것과 같이 최적화로 뷰(view)의 방사점으로부터 그것의 외부적인 길이가 독립적으로 설정될 수 있도록 폰의 나머지로부터 공진기는 디커플링(decouple)된다. 공기로 채워진 주어진 예에 있어서, 이러한 길이는 또한 1/4 파장일 수 있다. 요약해서, 상술된 전송 라인의 내부 구조, 및 안테나에 의해 생성된 전류들을 방사하는 지원 도체들(104, 108)의 바깥 표면들의 외부 구조를 기능적으로 구별할 수 있다. 내부 및 외부 기능성은, 인쇄 회로 기판에서 보다는 공진기(104)로 안테나 카운터포이즈 전류의 대부분이 흐르도록 하는 인쇄 회로 기판(108)에 대한 높은 임피던스 및 공진기(104)에 대한 낮은 임피던스의 조합을 제공한다. 이것은 사용자에 있어서 감소된 분산을 이끌어 내고, 결과적으로 특정 흡수 비율(SAR)이 감소되고 사용자의 존재에서 방사 효율이 증가된다.
예
실험적인 안테나 시스템은 그라운드 공진기의 평면에 장착된 안테나를 갖는 제 1 구성에 대해, 도 1에 도시되는 바와 같이 본 발명에 따라 구성되었다. 제거된, 즉 그라운드 공진기가 없는 제 1 도체를 갖는 예외를 통해 동일한 제 2 구성으로 이루어 졌다. 양자의 설비들로는 동일한 주파수(약 835 MHz)에서 개별적으로 임피던스 매칭된 나선 모노폴들을 사용하였다.
도 4는 그라운드 공진기(공진기의 평면에서의 모노폴)를 갖는 안테나 시스템의 측정된 복귀 손실을 나타낸다. 그래프는, RF 파워가 안테나에 전달되고 다른 곳으로 전환되지 않는 것을 명확하게 설명한다. 다시 말해서, 안테나는 양호하게 매칭되고, 파워를 소스로 역으로 반사하지 않는다. 도 5는 인쇄 회로 기판의 정면 및 공진기의 후방 상의 측정된 전류들을 도시한다. 이러한 전류들은 자기장 프로브를 사용하여 측정되었다. 이러한 구상은, 카운터포이즈 전류들이 동작 주파수에서 약 20 dB의 크기 차이를 갖는 인쇄 회로 기판(보다 낮은 크기를 갖는 곡선(502)) 및 공진기(곡선(504)) 상으로 흘러간 것을 보여준다. 다시 말해서, 본 발명에 의해 사용자로부터 떨어져 이끌린 RF 전류들은 보다 낮은 크기의 2개의 종류들이다. 도 4 및 도 5의 중요성은, 본 발명에 의해 제공된 향상이 단순히 안테나(도 4의 양호한 매치에 의해 도시되는 바와 같은)에 전달되지 않는 파워로 인한 것이 아니라, 본 발명에 따른 카운터포이즈 시스템에 따라 안테나의 방사 특성들에서의 근본적인 차이로 인한 것이다(즉, 보다 많이 전달된 파워는 사용자에 분산되는 대신에 방사된다).
도 6은 그라운드 공진기를 갖는 것(곡선 602)과 갖지 않는 것(곡선 604)의 안테나 구성들의 측정된 EME(본 기술에 공지된 바와 같은 사용자를 에뮬레이팅하는 팬텀에서 측정된 전자기 노출, SAR에 관련된 크기)를 예시한다. 도 7은 측정된 SAR을 도시하고, 도 8은 본 기술에 공지된 바와 같이, 사용자의 전기 속성들을 에뮬레이팅하는 팬텀의 헤드에서 일반적 사용 포지션에 대해 폰을 통해 측정된 2개의 구성들의 안테나 효율성을 각각 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그라운드 공진기의 사용은 효율성을 또한 향상시키는(배터리 수명이 향상된) 반면에, EME 및 SAR을 감소시킨다. 또한, 본 발명의 동작은 유사한 결과들을 갖는 전자기장 시뮬레이션을 통해 유효하게 된다. 특히, 폰이 사용자의 뺨과 접촉하는(SAR 피크가 통상적으로 발생하는) 주위의 폰의 영역에서 필드 강도가 급격히 감소되는 것을 설명하였다.
실제로, 희망된 상기 공진을 달성하도록 충분한 전기 길이를 갖는 인쇄 회로 기판을 실현하는 것은 어려울 수 있다. 또한, 폰은 본 발명의 구현을 복잡하게 하는 배터리 및 다른 구조들을 포함한다. 도 3은 이러한 실제적인 어려움들을 극복하는 향상된 본 발명의 실시예를 도시한다. 인쇄 회로 기판이 통상적으로 제 1 실시예에 표시된 최적 길이보다 더 짧기 때문에, 감소된 폰 크기 요구들로 인해 이러한 전류 경로에 높은 임피던스를 제공하는 대안적 수단이 제공된다. 따라서, 뭉쳐진 요소 발룬(balun)(302)과 같은 임의의 임피던스 장치는 그라운드 공진기(104)(카운터포이즈)의 상부 및 인쇄 회로 기판의 상부(202) 사이에 사용된다. 발룬 및 인쇄 회로 기판(제 2 도체)은, 보다 짧은 인쇄 회로 기판이 이용될 수 있는 약 1/2 파장의 효과적인 전기 길이를 함께 표현한다.
배터리(304)가 휴대용 통신 장치에서의 실질적인 도체를 포함하고, 많은 휴대용 통신 장치들에서 최대 크기의 1/4 파 카운터포이즈를 위한 불충분한 공간이 있을 수 있기 때문에, 배터리(304)는 적절한 전체 공진(안테나(102)로부터의 전류들에 대한 낮은 임피던스 경로)을 전개하기 위해 카운터포이즈(104)를 로딩하도록유리하게 사용될 수 있다. 이것은 리액티브 튜닝 소자들(임피던스 Z1 및 Z2)을 구현하고 제어함으로써 달성될 수 있고, 그의 구성 요소들은 개개의 구성 요소들일 뿐만 아니라 폰의 기하학적 구조(geometry)에 내재한다. 리액티브 소자 Z2는 배터리 로드를 통해 서셉턴스를 증가시키도록 튜닝되고, 리액티브 소자 Z1는 배터리 로드를 통해 임피던스를 증가시키도록 튜닝된다.
실험적인 동작에서, 약 2 nH의 작은 인덕턴스로 Z1을 가짐으로써 타겟 폰에서 최적화 성능이 달성되었다는 것이 결정되었고, 약 5pF의 Z2는 배터리(304)를 물리적으로 오버래핑하는 카운터포이즈(104)의 하단에 따라 형성된 병렬 플레이트 전송 라인에 의해 생성된 분배 리액턴스이다. 배터리의 크기 및 모양과, 모든 다른 도체들에 전적으로 의존하는 실제 값들은, 실험적으로는 최상으로 결정된다. 주요 튜닝 목적은 동작 주파수에서의 전방 도체(108) 표면 상의 자기장을 최소화하도록 Z1 및 Z2를 조정하는 것이다. 전체적인 설계가 EME에서의 감소를 최적화하도록 폰의 상부에 발룬(302) 대신에 또는 그 이외에 사용되기 위해 일부 제어된 임피던스를 또한 요구할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 추가로, 배터리 및 도체들 사이의 Z1 및 Z2의 접속부는 도시되는 바와 같이 배터리의 상부 근처에 있을 필요는 없지만, 반복적인 튜닝이 여전히 요구되기 때문에 어느 곳에도 접속될 수 있다. 도시된 예에서, 사용된 접속부는 이미 배터리의 접촉들로 사용 가능하였다. 도 3에서의 구조는 상기 예에 도시된 것들에 대한 유사한 성능 향상들을 설명하였다. 그러나, 길이를 감소시키는 비용은 향상을 필요로 하는 감소된 대역폭이다. 매우 작은 폰들에 대해, 이러한 대역폭 제한을 극복하도록 튜닝된 임피던스들 Z1 및 Z2를 만들 필요가 있다.
공진기 및 인쇄 회로 기판에 요구되는 크기들을 감소시키는 대안적인 구성은 L 모양의 도체들(도 1에서 114 및 106으로 도시됨) 또는 꾸불꾸불한 도체들을 만드는 것이다. 인쇄 회로 기판의 길이에 의존하여, 인쇄 회로 기판에 높은 임피던스 경로를 제공하도록 발룬을 사용할 필요가 있다.
요약하면, 본 발명은 샤시 향상 기술에 관한 것이라는 것을 인식해야 한다. 그와 같이, 본 발명의 이득은 어떠한 종류의 안테나 요소 또는 익사이터(exciter)에 적용된다. 다수의 예시들은 익사이터로서 나선 모노폴들을 사용하여 제시되었지만, 본 발명은 본 기술에 공지된 바와 같은 인쇄 배선 안테나들 또는 평 반전형 F 안테나(PIFA)들과 같은 다른 비평형 안테나 구조들에 동일하게 적용가능하다.
본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 제한을 위한 것이 아닌 기술의 목적을 위한 것이라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 특허 청구 범위의 넓은 범위 내에서와 같은 모든 그러한 대안들, 수정들, 등가물들, 및 변화들을 포함한다.

Claims (10)

  1. 향상된 안테나 시스템을 갖는 통신 장치에 있어서,
    상기 장치는 트랜시버와 함께 상기 안테나 시스템을 일부 포함하는 하우징을 포함하고,
    상기 시스템은,
    상기 트랜시버에 전기적으로 결합된 안테나,
    상기 안테나 근처의 그라운드 접속부(connection)에 결합되고, 상기 하우징 내에 포함되며, 사용자에 의해 쥐어질 수 있거나 사용자 근방에 위치될 수 있는 상기 하우징의 그 표면들로부터 말단에 위치된 제 1 도체로서, RF 전류들이 상기 제 1 도체상으로 끌리도록 상기 통신 장치의 동작 주파수들에서 낮은 임피던스를 나타내는 상기 제 1 도체, 및
    상기 제 1 도체의 상기 그라운드 접속부에 결합되고, 상기 하우징 내에 포함되는 제 2 도체로서, RF 전류들이 상기 제 2 도체로부터 떨어져 전환(divert)되도록 상기 통신 장치의 동작 주파수들에서 높은 임피던스를 나타내는 상기 제 2 도체를 포함하는, 통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도체는 상기 통신 장치의 동작 주파수의 홀수의 1/4 파장들과 실질적으로 동일한 길이를 갖는 끝이 개방된 구조(open-ended)인, 통신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    서셉턴스(susceptance)를 증가시키도록 상기 제 1 도체에 결합된 제 1 리액티브 튜닝 소자를 더 포함하는, 통신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 리액티브 소자는 상기 하우징 내에 포함된 상기 제 1 반도체 및 무선 전화 회로들 사이에 결합되는, 통신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선 전화 회로들은 배터리 및 인쇄 회로 기판의 그룹 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도체는 인덕턴스를 증가시키도록 상기 제 1 도체 보다 훨씬 더 좁은 폭, 및 상기 통신 장치의 동작 주파수와 반공진(anti-resonant)하는 길이를 갖는, 통신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 도체는 상기 통신 장치의 동작 주파수의 짝수의 1/4 파장들과 실질적으로 동일한 길이를 갖는 끝이 개방된 구조인, 통신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    임피던스를 증가시키도록 상기 제 2 도체에 결합된 제 2 리액티브 튜닝 소자를 더 포함하는, 통신 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 리액티브 소자는 상기 장치를 동작시킬 때 사용자와 가까운 근방에 위치될 수 있는 무선 전화 회로들 및 상기 제 2 도체 사이에 결합되는, 통신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 무선 전화 회로들은 차폐물(shielding), 디스플레이, 키패드, 및 수화기의 그룹 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 장치.
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