KR20060016749A

KR20060016749A - 이동 전화용 안테나 다양성(ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ) 시스템

Info

Publication number: KR20060016749A
Application number: KR1020057018897A
Authority: KR
Inventors: 알린 트란
Original assignee: 키오세라 와이어리스 코포레이션
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2006-02-22
Also published as: BRPI0408955A; US20050200538A1; CA2519370A1; US7415295B2; CA2519370C; EP1611699A1; EP1611699B1; CN1833373A; JP2006524022A; US20040198473A1; KR101082670B1; WO2004091115A1; US6924766B2; CN1833373B

Abstract

무선 통신 장치내에 방사된 전자기 통신을 다양화 하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 상기 방법은 무선 통신 장치 새시내부에 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 장착하고, 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 통신된 전자기 통신 라인 신호를 감지하며, 그리고 상기 송신 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 신호 사이에서 신호를 선택함을 포함한다. 본 발명 방법의 한 특징에 따라, 단일의 안테나가 아닌, 제 1 및 제 2 안테나가 결합된다.

본 발명의 한 특징에 따라, 송신 라인 신호를 감지하는 것은 송신 라인 신호 레벨을 감지함을 포함한다. 가령, 상기 안테나에 의해 반사된 송신된 신호의 송신 라인 신호 파워 레벨이 감지된다. 본 발명의 다른 한 특징에 따라, 송신 라인 신호 감지는 상기 제 1 및 제 2 안테나에서 수신된 방사된 신호를 감지함을 포함한다. 가령, 상기 송신 라인들에서의 방사된 신호 파워 레벨이 감지될 수 있다. 그러면, 안테나 선택은 상기 그와 같은 방사된 신호 송신 라인 신호 파워 레벨에 응답하게 된다. 선택에 따라 상기 방사된 신호는 수신되며 해독된다. 다음에 상기 가장 적은 수의 해독 에러를 갖는 송신 라인 신호를 공급하는 안테나가 선택된다.

Description

이동 전화용 안테나 다양성(ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ) 시스템{ANTENNA DIVERSITY SYSTEM FOR A MOBILE TELEPHONE RELATED APPLICATIONS}

본 발명은 2003년 4월 3일자, 미국 출원 번호 10/407,966호의 안테나 전기적 길이 조정용 시스템 및 방법, 2003년 2월 21일자, 미국 출원 번호 10/371,792,호의 마이크로 전기기계 스위치(MEMS) 안테나, 2003년 2월 21일자, 미국 출원 번호 10/371,564호의 마이크로 전기기계 스위치(MEMS) 안테나 배열, 2002년 4월 4일자, 미국 출원 번호 10/117, 628호의 강유전성 안테나 및 그 튜닝 방법, 2002년 4월 9일자, 미국 출원 번호10/120,603호의 인버트-강유전성 안테나와 관련된 발명이다.

본 발명은 무선 통신 장치 안테나에 대한 것이며, 특히 새시-삽입(chassis-embedded) 안테나를 사용하여 무선 v신 장치 전화에 의해 통신된 방사 전자기 신호를 다양화하도록 하기위한 시스템 및 방법에 대한 것이다.

무선 전화기와 같은 포터블 무선 통신 장치의 크기는 계속해서 그 크기가 줄어들고 있으며, 그럼에도 그 기능은 더욱더 추가되어가고 있다. 결과적으로, 전화기등의 크기를 줄이거나, 아니면 덜 바람직한 위치에 일정 컴포넌트들을 위치시키어 컴포넌트 또는 장치 서브 시스템의 성능을 향상시켜야만 한다. 한 가지 중요한 그와 같은 컴포넌트가 무선 통신 안테나이다. 이 안테나는 전화기 송수신기, 가령 전지구 위치 파악 시스템(GPS)에 연결될 수 있다.

무선 전화기는 다수의 각기 다른 주파수 대역으로 동작할 수 있다. 미국에서는, 약 850 메가헤르쯔 (MHz)의 셀룰러 대역, 약 1900 MHz의 PCS (퍼스날 통신 시스템)이 사용된다. 다른 주파수 대역으로, 약 1800 MHz의 PCN (퍼스날 통신 네트워크), 약 900 MHz 의 GSM 시스템 (Groupe Speciale Mobile), 약 800 내지 1500 MHz의 JDC (일본 디지털 셀룰러), 약 1575 MHz의 GPS 신호, 그리고 약 2400 MHz의 블루투쓰(Bluetooth)가 있다.

통상적으로, 윕(whip) 안테나(회초리 모양 안테나)를 사용함으로써 양호한 통신 결과가 달성되어 왔다. 가령 무선 전화기를 사용하면서 헬리컬 및 윕 안테나 컴비네이션을 사용하는 것이 일반적이다. 윕 안테나가 수측된 상태의 준비 모드에서, 상기 무선 장치는 짧고 억센, 낮은 이득의 헬리컬 코일을 사용하여 제어 채널 통신을 유지시키도록 한다. 트래픽 채널이 개시된때(전화기가 울리는 때), 사용자는 보다 높은 이득의 윕 안테나로 안테나를 연장시킬 수 있다. 어떤 장치는 상기 헬리컬 및 윕 안테나를 결합시키기도 한다. 다른 장치들은 상기 윕 안테나가 연장된 때 상기 헬리컬 안테나를 차단시키기도 한다. 그러나, 상기 윕 안테나는 상기 무선 전화기의 전반적인 형태 팩터를 증가시킨다.

전자기 레디에이터로서, dc 파워 버스와 같은 회로 기판의 일부를 사용하는 것이 알려져 있다. 이같은 방법은 새시 몸체로부터 안테나가 연장되어지는 문제를 제거하도록 한다. 이들 안테나들은 작은 형태 팩터로 상대적으로 높은 성능을 제공할 수 있다.

모든 사용자가 안테나 윕이 최고의 기능을 위해서는 연장되어야 한다는 사실을 이해하는 것은 아니기 때문에, 그리고 상기 윕은 포켓이나 지갑에서 돌출하게되는 바람직 하지 않은 형태 팩터를 발생시키기 때문에, 새시-삽입 안테나 스타일이 연구되고 있다. 즉, 윕, 패치, 또는 수정된 형태의 안테나가 전화기 새시로 형성되거나, 또는 새시에 의해 둘러싸여 형성된다. 이 같은 접근은 바람직한 전화기 팩터를 발생시키나, 안테나는 사용자의 조작 및 다른 사용자-유도 부하 영향에 쉽게 영향을 받을 수 있다. 가령, 테이블위에 올려 놓인 때 824 내지 894 메가 헤르쯔 (MHz)로 동작하도록 튜닝된 안테나가 사용자 손에 있게 되는때 790 내지 830 MHz로 동작하도록 최적상태로 튜닝될 수 있다. 또한, 상기 튜닝은 사용자의 물리적 특성 그리고 사용자가 전화기를 어떻게 쥐고 동작시킬 것인가에 의존될 수 있다. 따라서 사용자의 조작 영향을 해결하기 위해 종래의 새시-삽입 안테나를 공장에 튜닝하는 것은 실용성이 없다.

무선 통신 장치가 가령 사용자 조작의 영향으로 인해 새시-삽입 안테나의 튜닝에서 성능 저하를 감지할 수 있다면 바람직할 것이다.

무선 통신 장치가 안테나 다양성(diversity)을 최대로 할 수 있도록 새시-삽입 안테나 시스템을 사용한다면 바람직할 것이다.

무선 통신 장치의 새시-삽입 안테나 시스템이 사용자 조작 또는 다른 안테나 디튜닝 영향을 해결하기 위해 수정될 수 있다면 바람직할 것이다.

본 발명은 무선 통신 장치의 새시-삽입 안테나 시스템 및 방법으로서, 방사된 전자기 통신의 디버시티를 개선하기 위한 것이다. 새시-삽입 또는 내부 안테나가 사용자 조작으로 인해 성능이 저하되기 때문에, 상기 시스템은 안테나 각각을 통하여 통신의 질을 모니터함에 응답하여 선택될 수 있는 다수의 안테나를 사용한다.

이에 따라 무선 통신 장치내에 방사된 전자기 통신을 다양화 하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 무선 통신 장치 새시내부에 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 장착하고, 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 통신된 전자기 통신 라인 신호를 감지하며, 그리고 상기 송신 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 신호 사이에서 신호를 선택함을 포함한다. 본 발명 방법의 한 특징에 따라, 단일의 안테나가 아닌, 제 1 및 제 2 안테나가 결합된다.

본 발명 방법의 다른 특징은 제 1 동작 주파수로 상기 제 1 안테나를 통해 방사된 전자기 신호를 통신하고, 그리고 제 1 동작 주파수로 상기 제 2 안테나를 통해 방사된 전자기 신호를 통신함을 포함한다. 한 특징에 따라 상기 제 1 및 제 2 안테나는 상기 제 1 동작 주파수 1/4 파장의 효과적인 거리큼 떨어져 있게되며, 공간 디버서티를 발생시키도록 한다. 본 발명 방법의 다른 한 특징에 따라, 상기 제 1 안테나는 제 1 분극 방사 패턴으로 방사되며, 상기 제 2 안테나는 상기 제 1 분극 방사 패턴과는 직각인 제 2 분극 방사 패턴으로 방사된다.

하기에서는 상기 설명된 방법 및 무선 전화 안테나 다양성(diversity) 시스템 에 대한 상세한 사항을 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명 무선 전화 안테나 다양성(diversity) 시스템에 대한 개략적인 블록 도

도 2는 도 1에서의 본 발명 시스템에 대한 변경을 설명하는 개략적인 블록도

도 3은 안테나 공간 다양성(diversity)을 특징으로 하는, 예시적 안테나 장착 장치를 도시하는 도면

도 4는 안테나 양극 다양성(diversity)을 특징으로 하는, 예시적 안테나 장착 장치를 도시하는 도면

도 5는 도 1 내지 도 4에서의 새시에 대한 물리적 크기를 설명하는 도면

도 6은 본 발명 시스템 위상 이동 변경을 설명하는 개략적 블록도

도 7은 본 발명 시스템 안테나 전기적 길이 변경을 설명하는 개략적 블록도

도 8은 무선 전화기 장치에서 방사된 전자기 통신을 다양화하기 위한 본 발 명 방법을 설명하는 흐름도

도 1은 본 발명 무선 전화 안테나 다양성(diversity) 시스템에 대한 개략적 블록도이다. 상기 시스템(100)은 새시(102) (점선으로 도시됨), 제 1 송신 라인(104), 제 2 송신 라인(106), 그리고 한 송신 라인 포드가 상기 제 2 송신 라인(106)에 연결된 새시(102) 내부에 장착된 제 1 안테나를 포함한다.

제 2 안테나 (110) 는 한 송신 라인 포트가 상기 제 2 송신 라인(106) 에 연결된 새시(102)내부에 장착된다.

레귤레이터 회로(112) 라인(113)을 통하여 상기 제 1 송신 라인(104)에 동작할 수 있도록 연결된 한 입력 그리고 라인(114)을 통하여 제 2 송신 라인(106)에 동작할 수 있도록 연결된 한 입력을 갖는다. 본원 명세서에서 사용된 바와 같이, “동작할 수 있도록 연결된”이란 간접적으로 연결되거나 한 중재 엘리먼트를 통하여 연결됨을 의미하는 것이다.

레귤레이터 회로(112)는 라인(115)을 통한 한 출력을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 송신 라인(104/106)을 통하여 전도된 전자기 송신 라인 신호에 응답하여 제어 신호들을 공급하도록 한다. 한 스위치(116)가 라인(118)을 통한 한 송수신 연결 포트, 상기 제 1 송신 라인(104)에 연결된 포트, 상기 제 2 송신 라인(106)에 연결된 포트, 그리고 라인(115)을 통하여 상기 레귤레이터 회로로부터 세어 신호들을 받아들이도록 하기 위한 한 입력을 포함한다. 상기 스위치(116)는 라인(118)을 통한 상기 송수신기 포트를 라인(115)을 통한 제어 신호들에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 송신 라인(104/106)으로 선택적으로 연결시킨다.

본 발명 시스템(100)의 한 특징에 따라, 상기 스위치(116)는 송수신기가 문자 그대로 상기 안테나중 한 안테나에 연결되도록 하는 스위치이다. 본 발명 시스템(100)의 다른 한 특징에 따라, 상기 스위치는 또한 컴바이너로서도 작용하도록 한다. 즉, 상기 스위치(116)는 상기 제 1 및 제 2 송신 포트를 결합시키며(신호를 포트로 그리고 포트로부터 신호를), 그리고 상기 컴바인된 포트들을 라인(115)을 통한 제어 신호에 응답하여 상기 송수신기 포트로 연결시킨다. 가령, 상기 스위치(116)는 통상의 3 dB 스플리터를 사용할 수 있다.

일반적으로 레귤에이터 회로(112) 는 상기 제 1 및 제 2 송신 라인(104/106)을 통해 전도된 송신 라인 신호 파워 레벨에 응답하여 라인(115)을 통하여 제어 신호를 공급한다. 본 발명 시스템(100)의 한 특징에 따라, 상기 레귤레이터 회로(112) 는 라인(115)을 통하여 상기 제 1 안테나 포트 및 제 2 안테나 포트로부터 반사된 송신 라인 신호 파워 레벨에 응답하는 제어 신호들을 공급한다. 즉, 상기 레귤레이터 회로(112)는 안테나 미스매치(부 정합)를 측정함에 응답하여 한 안테나를 선택한다. 상기 안테나 미스매치는 사용자 손 영향에 응답하거나, 안테나의 송신 주파수와 최적 튜닝 범위사이 관계에 응답할 수 있다.

선택적으로, 안테나 선택은 안테나(108/110)에서 수신된 신호들의 세기에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 제 1 안테나(108)는 방사된 신호들을 수신하며, 전도된 송신 라인 신호들을 상기 제 1 송신 라인(104)을 통하여 공급한다. 상기 제 2 안테나(110)는 방사된 신호들을 수신하며, 전도된 송신 라인 신호들을 상기 제 2 송신 라인(106)을 통하여 공급한다. 다음에 본원 발명의 시스템(100)은 라인(113a)을 통하여 상기 제 1 송신 라인(104)으로 동작할 수 있도록 연결된 한 입력 그리고 라인(113b)을 통하여 상기 레귤레이터 회로(112)에 연결되어 송신 라인 신호 파워 레벨을 공급하도록 하는 한 출력을 갖는 제 1 파워 탐지기(120)를 더욱 포함한다. 마찬가지로 제 2 파워 탐지기(122)는 라인(114a)을 통하여 상기 제 2 송신 라인(106)으로 동작할 수 있도록 연결된 한 입력 그리고 라인(114b)을 통하여 상기 레귤레이터 회로(112)에 연결되어 송신 라인 신호 파워 레벨을 공급하도록 하는 한 출력을 갖는다. 선택에 따라서는 비록 본원 도면에서는 도시되지 않지만, 상기 스위치와 상기 송수신기사이에 삽입된 단일 파워 탐지기가 상기 두 송신 라인을 통하여 신호들을 샘플할 수 있도록 멀티 플렉스 될 수 있다. 어느 한 방법으로든, 상기 레귤레이너 회로(112)는 라인(115)을 통하여 상기 제 1 및 제 2 송신 라인 탐지 신호 파워 레벨에 응답하는 제어 신호들을 공급한다.

도 2는 도 1의 본 발명 시스템(100)의 변경을 설명하는 개략적인 블록 도이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 안테나(108)는 방사된 신호를 수신하며, 상기 제 1송신 라인(104)을 통하여 전도된 송신 라인 신호들을 공급한다. 상기 제 2 안테나(110)는 방사된 신호들을 수신하며, 상기 제 2 송신 라인(106)을 통하여 전도된 송신 라인 신호들을 공급한다. 한 수신기(200)가 라인(118)을 통하여 상기 수위치 송수신기 포트에 연결된 한 입력을 가지며, 상기 송신 라인 신호들을 수신하고 해독하도록 한다. 상기 수신기(200)는 라인(202)을 통하여 상기 레귤레이터(112)에 연결된 한 출력을 가지며, 안테나 각각에 해당하는 해독된 신호 에러 신호 들을 공급하도록 한다. 다음에 상기 레귤레이터 회로(112)가 라인(115)를 통하여 안테나 각각에 대한 상기 해독된 에러 신호들에 응답하는 제어 신호들을 공급한다.

도 2의 시스템은 어떠한 특정한 변조 기법 또는 코딩 포맷도 배제하지 않는다. 또한, 상기 시스템(100)은 포워드 에러 연결 (FEC) 기법을 사용하는 변조 기법과 함께 사용될 수 있다. 본 발명 시스템(100)의 또다른 특징에 따르면, 상기 안테나 선택은 통신 파트너, 가령 무선 전화 베이스 스텐이션에 의해 실행될 수 있다. 다음에 상기 레귤레이터 회로는 수신기(200)에 의해 수신된 명령에 응답하여 안테나 선택 결정을 할 수 있다.

도 1 또는 도 2와 관련하여서, 상기 제 1 안테나(108)는 제 1 전기적 길이를 갖는 능동 엘리먼트를 포함하며, 상기 제 2 안테나(110)는 제 2 전기적 길이를 갖는 능동 엘리먼트를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 전기적 길이는 같은 주파수로 통신할 수 있도록 같을 수 있다. 본 발명의 다른 한 특징에 따라, 상기 전기적 길이는 다른 주파수로 통신할 수 있도록 다를 수 있으며, 주파수 대역이 각기 다른 단부를 갖도록 조금씩 오프셋될 수 있기도 하다. 상기 능동 엘리먼트는 안테나 스타일에 의해 정의된다. 가령, 쌍극성 안테나는 각각 상기 동작 주파수의 유효한 1/4-파 멀티플인 전기적 길이를 갖는 한 레디에이터와 한 카운터포이즈(매설 지선)을 가질 것이다. 상기 전기적 길이는 근접 유전체 물질에 따라 결정되는 데, 이는 전도된 신호의 파장이 상기 전도 매체에 따라 달라지기 때문이다. 한 단극 안테나는 각각 상기 동작 주파수의 유효한 1/4-파 멀티플인 전기적 길이를 갖는 한 레디에이터와 한 그라운드플레인 카운터포이즈(매설 지선)을 가질 것이다. 본 발명 시스 템(100)은 상기 새시(102)의 형태 팩터에 부합하는 어떠한 컨벤션으로도 가능해 질 수 있으며, 어떤 특정한 스타일로 제한되지 않을 것이다.

도 3은 안테나 공간 다양성(diversity)을 특징으로하는, 예시적 안테나 장착 장치를 도시한다. 본 발명의 한 특징에 따라, 상기 제 1 안테나(108)는 상기 제 1 전기적 길이(300)에 응답하는 제 1 동작 주파수를 가지며, 상기 제 2 안테나(110)는 상기 제 1 전기적 길이(300)와 같은 제 2 전기적 길이(302)에 응답하는 제 1 동작 주파수를 갖는다. 상기 새시(102)는 상기 제 1 안테나(108)를 장착하기 위한 제 1 위치(304) 그리고 제 2 안테나(110)를 장착하기 위한 제 2 위치(306)를 갖는다. 상기 제 1 및 제 2 위치(304, 306)는 상기 제 1 동작 주파수 1/4파장의 유효 거리(308)에 의해 분리된다.

도 4는 안테나 극성 다양성을 특징으로 하는, 예시적 안테나 장착 장치를 도시한다. 상기 제 1 안테나(108)는 상기 제 1 전기적 길이(300)에 응답하는 제 1 동작 주파수 그리고 기준 지정기(400)에 의해 대표되는 제 1 극성 방사 패턴을 갖는다. 상기 제 2 안테나(110)는 상기 제 1 전기적 길이(300)와 같은 제 2 전기적 길이(302)에 응답하는 제 1 동작 주파수 그리고 기준 지정기(402)에 의해 대표되는 제 2 극성 방사 패턴을 갖는다. 상기 새시(102)는 상기 제 1 안테나(108)를 장착하기 위한 제 1 위치(404) 그리고 상기 제 2 안테나(110)를 장착하기 위한 제 2 위치(406)를 갖는다.

상기 제 1 극성 방사 패턴(400)은 상기 제 2 극성 방사 패턴(402)에 직교한다. 상기 극성 패턴들은 서로 직각이어야 하는 것은 아니나, 그와 같이 직각으로 하게되면 결국 보다 낳은 다양성을 가질 수 있게 된다. 상기 극성 패턴은 안테나의 스타일 그리고 새시내 안테나의 위치에 종속하게 된다.

도 5는 도 1 내지 도 4에서의 새시 물리적 크기를 설명하는 도면이다. 상기 새시는 4인치(길이), 2인치(폭), 그리고 1인치 두께의 크기를 갖는다. 선택에 따라서는, 상기 새시(102)가 8 입방 인치의 크기를 가질 수도 있다. 도시된 도면에서는 블록 형태인 것으로 도시되긴 하였으나, 본 발명은 그와 같은 특정된 형태로 제한 되지 않는다. 그리고 상기와 같이 블록 형태인 것이라도 내부의 컴포넌트, 핸드그립, 디스플레이, 키보드, 그리고 외부 액세서리등과 같은 특징을 수용하기 위해 변동을 가할 수도 있는 것이다. 본 발명 시스템은 또한 이들 수정된 블록 형태 패키지로 가능해질 수도 있는 것이다.

도 6은 본 발명 시스템의 위상 이동 변동을 도시하는 개략적 블록도이다. 제 1 위상 이동기(600)는 라인(104a)를 통하여 스위치(116)의 제 1 송신 라인 포트에 연결된 한 입력, 그리고 라인(115a)을 통하여 상기 레귤레이터 회로(112)로부터 제어 신호를 받아들이도록 하는 한 입력을 갖는다. 상기 제 1 위상 이동기(600)는 상기 제어 신호에 응답하여 제 1 안테나 송신 라인 포트에 선택적으로 연결된 다수의 통과-신호 위상 차동 출력을 갖는다. 도시된 바와 같이, 상기 제 1 위상 이동기는 라인( 104b, 104c, 및 104d)을 통하여 약 90도씩 차이가 나는 세 개의 위상-차동 출력을 갖는다. 상기 기재에서 “약”은 각기 제조업자에 따라 달라지는 생산 허용오차, 그리고 관심의 주파수가 단일 주파수가 아닌 주파수 대역폭이라는 사실에 기인되는 것이다. 본 발명은 특정수의 위상 이동기 출력 또는 특정 위상차로 한정되 지 않는다.

마찬가지로, 제 2 위상 이동기(602)는 상기 스위치의 제 2 송신 라인 포트에 연결된 한 입력 그리고 라인(115b)을 통하여 상기 레귤레이터 회로(112)로부터 제어 신호들을 받아들이도록 하는 한 입력을 갖는다. 상기 제 2 위상 이동기(602)는 또한 상기 제어 신호에 응답하여 상기 제 2 안테나(110) 송신 라인 포트에 선택적으로 연결된 다수의 통과-신호 위상-차동 출력을 갖기도 한다. 다시 반복하지만, 세 개의 위상-차동 출력(106b, 106c, 및 106d)이 약 90도의 차이로 도시되어 있다.

본 발명 시스템(100)은 위상 이동기(600 및 602)를 사용하여 통신이 한 단일, 스위치 안테나를 통해 수신되거나, 안테나를 통하여 결합된 상태로 수신됨을 개선시키도록 한다. 가령, 상기 위상은 해독 에러를 최소로하거나(도 2) 또는 수신된 신호 파워를 최대로함(도 1)에 응답하여 선택될 수 있다. 특별히 도시되지는 않았으나, 상기 시스템(100)은 상기 스위치와 상기 송수신기사이에 삽입된 단일 위상 이동기만으로 가능해 질 수 있다. 상기 안테나들이 결합되지 않고 스위치되는 때 변동이 보다 효과적이게 될 것이다.

도 7은 본 발명 시스템의 안테나 전기적 길이 변동을 설명하는 개략적 블록 도이다. 상기 시스템(100)은 라인(115c)을 통해 제어 신호들을 받아들이도록 하는 한 입력, 그리고 능동적 요소인 상기 제 어 신호들에 응답하는 전기적 길이를 갖는 제 1 안테나(108)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 제 2 안테나(110)는 라인(115d )을 통하여 제어신호들을 받아들이도록 하는 한 입력, 그리고 능동적 요소인 상기 제 어 신호들에 응답하는 전기적 길이를 갖는다. 상기 레귤레이터 회로(112)는 라 인 (115c 및 115d) 각각을 통하여 상기 제 1 및 제 2 안테나에 연결되어, 상기 제 1 및 제 2 송신 라인을 통하여 송신 라인 신호들에 응답하여 제어 신호들을 공급하도록 하는 출력들을 갖는다.. 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 레귤레이터 회로는 상기 해독된 에러 율의 안테나에 의해 수신된 신호 세기에 의해 반사된 파워에 응답할 수 있다. 역시 상기 설명된 바와 같이, 이 같은 본 발명 시스템의 변경은 위상 이동 요소를 더욱 포함할 수 있다.

각기 다른 안테나 스타일의 전기적 길이는 마이크로 전자기 스위치(MEMSs)를 사용하여 레디에이터와 같은 능동 엘리먼트 물리적 길이를 변경시킴으로써, 또는 강유전성 재료를 사용하여 능동 요소에 근접하는 유전 상수로 변경시키도록 함으로써 변경될 수 있다. 그러나, 본 발명은 어떤 특정한 능동 요소의 전기적 길이 변경 수단을 사용하는 것을 한정되지 않는다.

상기 설명된 MEMS 및 강유전성 안테나에 대한 세부 사항들은 2003년 4월 3일자로 출원된 미국 특허 제 10/407,966호에서의 안테나 전기적 길이를 조정하기 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR REGULATING ANTENNA ELECTRICAL LENGTH)에서 더욱 설명되어 진다. 본원 명세서는 상기 출원 발명의 내용을 참고할 것으로 인용한다.

비록 명시적으로 도시되진 않았으나, 본 원 명세서 도면 및 상세 설명으로 부터, 본원 발명은 다수의 송신 라인들 그리고 상기 다수의 송신 라인 하나 하나에 연결된 송신 라인 포트를 각각 갖는 상기 새시내부에 장치된 다수의 안테나를 포함한다. 다음, 상기 레귤레이터 회로는 다수의 송신 라인 각각에 동작할 수 있도록 연결된 입력을 갖는다. 마찬가지로 상기 스위치는 다수의 안테나 각각에 연결되어 상기 레귤레이터 회로로 부터의 제어 신호들에 응답하여 상기 다수의 안테나를 상기 송수신기 포트에 선택적으로 연결하도록 하는 포트를 갖는다. 상기에 서 설명된 바와 같이, 상기 레귤레이터 회로는 해독된 에러 율의 안테나에 의해 수신된 신호 세기에 의해 반사된 파워에 응답할 수 있다. 역시 상기 설명된 바와 같이, 상기 시스템의 이같은 변경은 위상 이동 엘리먼트 및/또는 변경될 수 있는 전기적 길이를 갖는 안테나를 더욱 포함할 수 있다.

도 8은 무선 전화 장치에서 방사된 전자기 통신을 다양화하기 위한 본 발명 방법을 설명하는 흐름도이다. 비록 상기 방법이 명료함을 위해 번호를 매긴 순서로 도시되긴 하였으나, 명백하게 기재되지 않은 경우에는 번호 매김으로부터 순서가 제한 되는 것은 아니다. 이들 단계 일부는 생략될 수도 있으며, 병렬로 실행될 수 도 있고, 순서에 관계없이 실행 될 수 있기도 하다. 상기 방법은 단계 (800)으로부터 시작된다.

상기 단계(802)는 무선 전화 장치 새시내에 제 1 안테나 그리고 제 2 안테나를 장치하는 것이다. 단계(804)는 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 통신되는 전도된 전자기 송신 라인 신호들을 감지하는 것이다. 단계(806)는 상기 송신 라인 신호들을 감지하여 상기 제 1 및 제 2 안테나중 하나를 선택하는 것이다. 본 발명의 한 특징에 따라, 단계(806)에서 상기 제 1 및 제 2 안테나 가운데 하나를 선택하는 것은 상기 제 1 및 제 2 안테나를 결합시킴을 포함한다. 본 발명의 다른 한 특징에 따라, 단계(804)에서 송신 라인 신호들을 감지하는 것은 송신 라인 신호 파워 레벨 들을 감지함을 포함한다. 본 발명의 한 특징에 따라, 단계(804)는 상기 안테나에 의해 반사된 송신된 신호들의 송신 라인 신호 파워 레벨을 감지한다. 본 발명 방법의 다른 한 특징에 따라, 또다른 단계를 포함할 수 있다. 단계(801)는 상기 제 1 및 제 2 안테나를 통하여 통신된 방사 신호들을 수신한다. 다음, 단계(804)에서 송신라인 신호들을 감지하는 것은 상기 제 1 및 제 2 안테나에서 수신된 그리고 상기 송신 라인을 통해 전도된 방사 신호들을 감지함을 포함한다.

한 변경에서, 단계(804)는 상기 송신 라인들을 통하여 전도된 방사 신호들의 파워 레벨들을 감지한다. 다음, 상기 제 1 및 제 2 안테나사이에서 단계(806)에서 송신라인 신호들을 감지함에 응답하여 선택함은 상기 방사된 신호 송신 라인 파워 레벨들에 응답하여 상기 안테나를 선택함을 포함한다.

또다른 변경에서, 단계(804)에서 상기 송신 라인을 통해 전도된 방사 신호들을 감지함은 상기 방사 신호들을 수신하고 해독함을 포함한다.

다음, 단계(806)에서 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나 사이에서 선택함은 가장 낮은 수의 해독된 에러들을 갖는 송신 라인 신호를 공급하는 안테나를 선택하는 것을 포함한다.

본 발명의 한 특징에 따라, 단계(80la)에서는 제 1 동작 주파수로 제 1 안테나를 통해 방사된 전자기 신호들을 통신할 수 있다. 단계(801b )에서는 상기 제 1 동작 주파수에서 제 2 안테나를 통해 방사된 전자기 신호들을 통신한다. 다음, 단계(802)에서 무선 전화 새시내부로 제 2 안테나를 장치하는 것은 상기 제 동작 주파수 약 1/4 파장의 유효거리로 상기 제 1 및 제 2 안테나를 분리시킴을 포함한다. 상기에서 “약”이라는 것은 전기적 장치를 생산함에 있어 생산 허용오차로 인한 것이며, 근접한 유전체 재 형상의 전기적 경로 변경으로 인한 것이고, 그리고 단지 대역의 일부만이 완전한 1/4 파장 관계일 수 있는 주파수 대역에서 통신이 수행된다는 사실에 기인하는 것이다. 통해 방사된 전자기 신호들을 통신한다. 또한 “유효한 거리”라 하는 것은 간섭 재료인 유전체 상수의 효과를 가만하여 안테나 사이의 거리를 의미하는 것이다. 본 발명의 다른 한 특징에 따라, 단계(801b)에서는 제 1 동작 주파수와 는 다른 제 2 동작 주파수로 상기 제 2 안테나를 통하여 방사된 전자기 신호들을 통신한다.

본 발명의 다른 한 특징에 따라, 단계(801a)에서 제 1 동작 주파수로 상기 제 1 안테나를 통하여 방사된 전자기 신호들을 통신하는 것은 제 1 극성 방사 패턴으로 방사함을 포함한다. 단계( 801b)에서 방사된 전자기 신호들을 상기 제 1 동작 주파수로 제 2 안테나를 통하여 통신한다는 것은 상기 제 1 극성 방사 패턴에 직교하는 제 2 극성 방사 패턴으로 방사함을 포함한다.

본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 단계(802)에서 무선 전화 장치 새시내부로 상기 제 1 및 제 2 안테나를 장치하는 것은 4인치, 2인치, 1 인치의 크기를 갖는 새시내에 상기 제 1 및 제 2 안테나를 장치하는 것을 포함한다. 본 발명 방법의 한 특징에 따라 단계들을 더욱 더 포함한다. 단계(808)는 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 제 1 안테나에 의해 통신된 송신 라인 신호들을 위상 이동시킨다. 단계(810)은 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 제 2 안테나에 의해 통신된 송신 라인 신호들을 위상 이동시킨다. 본 발명 방법의 또다른 특징에 따라, 단계( 808 및 810)와 결합되기도 하고 결합되지 않도록 할 수 도 있다. 단계(812)는 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나의 전기적 길이를 변경시킨다.

본 발명의 다른 한 특징에 따라, 단계(802)에서 무선 전화 장치 새시내에 제 1 및 제 2 안테나를 장치하는 것은 새시내에 다수의 안테나를 장치함을 포함한다. 단계(804)에서 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 통신된 전도된 전자기 송신 라인 신호들을 감지하는 것은 다수의 안테나에의해 통신된 송신 라인 신호들을 감지함을 포함한다. 다음, 단계(806)에서 상기 제 1 및 제 2 안테나사이에서 한 안테나를 선택하는 것은 상기 다수의 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 다수의 안테나사이를 선택함을 포함한다.

이제 까지 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 선택적으로 연결된 새시-삽입 안테나를 사용하여 방사된 전자기 통신을 다양하게 하기위하여 제공되었다. 비록 본 발명이 무선 전화와 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 더욱 다양하게 적용될 수 있는 것이다.

또한 비록 안테나, 스위치, 위상 이동, 그리고 조정 회로의 특정한 장치가 설명되었으나, 이와 다른 선택적 장치 또는 회로의 결합이 본 발명을 가능하게 하도록 사용될 수 있기도 하다.

Claims

무선 전화 장치에서, 방사된 전자기 통신을 다양하게 하기 위한 방법으로서, 무선 전화 장치 새시내에 제 1 및 제 2 장치를 장치하고, 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 통신된 전도된 전자기 송신 라인 신호들을 감지하며, 그리고 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나 사이에서 안테나를 선택함을 포함하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 송신 라인 신호들을 감지하는 것이 송신 라인 신호 파워 레벨들을 감지함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 송신 라인 신호들을 감지하는 것이 상기 안테나들에 의해 반사된 송신된 신호들의 송신 라인 신호 파워 레벨들을 감지함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 안테나를 통해 통신된 방사된 신호들을 수신함을 더욱 포함하고, 그리고, 송신 라인 신호들을 감지하는 것이 상기 제 1 및 제 2 안테나에서 수신된 그리고 상기 송신 라인을 통해 전도된 방사 신호를 감지함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 4항에 있어서, 상기 송신 라인을 통해 전도된 방사 신호를 감지하는 것이 상기 통신 라인들을 통해 전도된 방사 신호들의 파워 레벨들을 감지함을 포함하며, 그리고, 상시 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나 사이에서 선택함이 상기 방사 신호 통신 라인 파워 레벨들에 응답하여 안테나를 선택함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 4항에 있어서, 상기 송신 라인을 통하여 전도된 방사 신호들을 감지함이 상기 방사된 신호들을 수신하고 해독함을 포함하고, 그리고, 상기 송신 라인 신호들에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나사이에서 선택함이 가장 적은 수의 해독된 에러들을 갖는 송신 라인 신호를 공급하는 안테나를 선택함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1 항에 있어서, 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나사이에서 선택함이 상기 제 1 및 제 2 안테나를 결합시킴을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1 항에 있어서, 제 1 동작 주파수로 상기 제 1 안테나를 통하여 방사된 전자기 신호들을 통신함을 포함하며, 그리고, 방사된 전자기 신호들을 상기 제 1 동작 주파수로 상기 제 2 안테나를 통하여 통신함을 더욱 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 8항에 있어서, 무선 전화 새시내에 상기 제 1 및 제 2 안테나를 장치하는 것이 상기 제 1 동작 주파수 1/4파장 유효 거리로 상기 제 1 및 제 2 안테나를 분리시킴을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 제 1 동작 주파수로 제 1 안테나를 통해 방사된 전자기 신호들을 통신시키는 것이 제 1 극성 방사 패턴으로 방사시킴을 포함하고, 그리고, 상기 제 1 동작 주파수로 상기 제 2 안테나를 통하여 방사된 전자기 신호들을 통신하는 것이 상기 제 1 극성 방사 패턴에 직교하는 제 2 극성 방사 패턴으로 방사시킴을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 무선 전화 장치 새시내부에 상기 제 1 및 제 2 안테나를 장치하는 것이 4인치, 2인치, 1인치, 또는 4인치, 2인치, 1인치미만인 크기를 갖는 새시로 상기 제 1 및 제 2 안테나를 장치함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 제 1 안테나에의해 통신된 송신 라인 신호들 위상 이동시킴을 더욱 포함하며, 그리고, 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 제 2 안테나에 의해 통신된 송신 라인 신호들을 위상 이동시킴을 더욱 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1 항에 있어서, 제 1 동작 주파수로 상기 제 1 안테나를 통해 방사된 전자기 신호들을 통신시킴을 더욱 포함하고, 그리고 상기 제 1 동작 주파수와는 다른 제 2 동작 주파수로 상기 제 2 안테나를 통해 방사된 전자기 신호들을 통신시킴을 더욱 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 무선 전화 장치 새시내부로 제 1 및 제 2 안테나를 장치함이 새시내부로 다수의 안테나를 장치함을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 통신돈 전도된 전자기 송신 라인 신호들을 감지함이 다수의 안테나에 의해 통신된 송신 라인 신호들을 감지함을 포함하고, 그리고 상기 송신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 제 1 및 제 2 안테나사이에서 선택함이 다수의 안테나 사이에서 선택함을 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
제 1항에 있어서, 상기 통신 라인 신호들을 감지함에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 안테나의 전기적 길이를 변경시킴을 더욱 포함함을 특징으로 하는 이동 전화용 안테나 다양성 방법
새시; 다수의 통신 라인; 제 2 송신 라인, 한 송신 라인 포트가 제 1 송신 라인에 연결된 새시내부에 장치된 제 1안테나; 한 송신 라인 포트가 제 2 송신 라인에 연결된 새시내부에 장치된 제 2 안테나; 상기 제 1 및 제 2 송신 라인에 동작 할 수 있도록 연결된 입력들 그리고 상기 제 1 및 제 2 송신 라인들을 통하여 전도된 전자기 송신 라인 신호들에 응답하여 제어 신호들을 공급하기 위한 한 출력을 갖는 레귤레이터 회로; 그리고 한 송수신기 연결 포트, 상기 제 1 송신 라인에 연결된 한 포트, 그리고 상기 레귤레이터 회로로부터 제어 신호들을 받아들이도록 하는 한 입력을 갖는 한 스위치로서, 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 송신 라인들로 상기 송수신기 포트를 선택적으로 연결시키는 스위치를 포함하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 레귤레이터 회로가 상기 제 1 안테나 포트 및 상기 제 2 안테나 포트로부터 반사된 송신 라인 신호 파워 레벨에 응답하는 제어 신호들을 공급함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 레귤레이터 회로가 상기 제 1 및 제 2 송신 라인들을 통해 전도된 송신 라인 신호 파워 레벨들에 응답하는 제어 신호들을 공급함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 제 1 안테나가 방사된 신호들을 수신하고 전도된 송신 라인 신호들을 공급하며; 상기 제 2 안테나가 방사된 신호들을 수신하며 상기 제 2 송신 라인을 통하여 전도된 송신 라인 신호들을 공급하고; 상기 시스템이 상기 제 1 및 제 2 송신 라인들에 동작할 수 있도록 연결된 한 출력 그리고 송신 라 인 각각에 해당되는 송신 라인 신호 파워 레벨들을 공급하도록 상기 레귤레이터 회로에 연결된 한 출력를 갖는 한 파워 탐지기를 더욱 포함하고; 그리고 상기 레귤레이터 회로는 상기 제 1 및 제 2 송신 라인 탐지 신호 파워 레벨들에 응답하는 제어 신호들을 공급함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 제 1 안테나가 방사 신호들을 수신하고 상기 제 1 송신 라인을 통하여 전도된 송신 라인 신호들을 공급하며; 상기 제 2 안테나가 방사된 신호들을 수신하고 상기 제 2 송신 라인을 통하여 전도된 송신 라인 신호들을 공급하며; 상기 시스템이 상기 송신 라인 신호들을 소신하고 해독하기위한 상기 스위치 송수신기 포트에 연결된 한 입력, 그리고 안테나 각각에 해당하는 해독된 신호 에러 신호들을 공급하기 위해 상기 레귤레이터 회로에 연결된 한 출력을 갖는 수신기를 더욱 포함하고; 그리고 상기 레귤레이터 회로가 안테나 각각에 대한 상기 해독된 에러 신호들에 응답하는 제어 신호들을 공급함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 스위치가 상기 제 1 및 제 2 송신 포트를 결합시키며, 상기 결합된 포트들을 제어 신호들에 응답하여 상기 송수신기 포트에 연결시킴을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 제 1 안테나가 제 1 전기적 길이를 갖는 한 능동 요 소를 포함하고; 그리고 상기 제 2 안테나가 제 2 전기적 길이를 갖는 한 능동 요소를 포함함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 22항에 있어서, 상기 제 1 안테나가 상기 제 1 전기적 길이에 응답하는 제 1 동작 주파수를 가지며; 상기 제 2 안테나가 상기 제 1 전기적 길이와 같은 제 2 전기적 길이에 응답하는 제 1 동작 주파수를 갖고; 그리고, 상기 새시가 상기 제 1 안테나를 장착하기 위한 제 1 위치 그리고 상기 제 2 안테나를 장착하기 위한 제 2 위치를 가지며, 상기 제 1 및 제 2위치가 상기 제 1 동작 주파수의 1/4 파장의 유효 거리로 분리되어짐을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 22항에 있어서, 상기 제 1 안테나가 상기 제 1 전기적 길이에 응답하는 제 1 동작 주파수, 그리고 제 1 극성 방사 패턴을 가지며; 상기 제 2 안테나는 상기 제 1 전기적 길이와 같은 제 2 전기적 길이에 응답하는 제 1 동작 주파수, 그리고 제 2 극성 방사 패턴을 갖고; 상기 새시는 상기 제 1 안테나를 장치하기위한 제 1 위치, 그리고 상기 제 1 안테나를 장치하기 위한 제 2 위치를 가지며,; 그리고 상기 제 1 극성 방사 패턴이 상기 제 2 극성 방사 패턴과 직교함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 새시가 4인치, 2인치, 1인치, 또는 4인치, 2인치, 1인치미만의 크기를 가짐을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 상기 스위치의 제 1 송신 라인 포트에 연결된 한 입력, 상기 레귤레이터로부터 제어 신호들을 받아들이기 위한 한 입력, 그리고 상기 제 어 신호들에 응답하여 상기 제 1 안테나 송신 라인 포트에 선택적으로 연결된 다수의 통과-신호 위상 차별 출력들을 갖는 제 1위상 이동기; 그리고 상기 스위치의 제 2 송신 라인 포트에 연결된 한 입력, 상기 레귤레이터 회로로부터 제어 신호들을 받아 들이기 위한 한 입력, 그리고 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 제 2 안테나 송신 라인 포트에 선택적으로 연결된 다수의 통과-신호 위상 차별 출력들을 갖는 제 2 위상 이동기를 더욱 포함함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 26항에 있어서, 상기 제 1 위상 이동기가 90도씩 떨어진 3상 차별 출력을 포함하며; 그리고 상기 제 2 위상 이동기가 90도 씩 떨어진 3상 차별 출력을 포함함을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
제 16항에 있어서, 다수의 송신 라인들; 새시 내부에 장치된 다수의 안테나로서, 각각이 상기 다수의 송신 라인들 해당 라인에 연결된 송신 라인 포트를 갖는 안테나들을 더욱 포함하고; 상기 레귤레이터 회로가 다수의 송신 라인들 각각에 동작할 수 있도록 연결된 입력들을 가지며; 그리고 상기 스위치가 다수의 안테나 각각에 연결되어 다수의 안테나들을 상기 레귤레이터 회로로부터의 제어 신호들에 응 답하여 상기 송수신기 포트에 선택적으로 연결시키도록 하는 포트들을 가짐을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템
재 17항에 있어서, 상기 제 1 안테나가 제어 신호들을 받아들이기 위한 한 입력, 그리고 상기 제어 신호들에 응답하는 한 능동 요소 전기적 길이를 가지며; 상기 제 2 안테나가 제어 신호들을 받아들이기 위한 한 입력 그리고 상기 제어 신호들에 응답하는 한 능동 요소 전기적 길이를 갖고; 그리고 상기 레귤레이터 회로가 상기 제 1 및 제 2 안테나에 연결되어 상기 제 1 및 제 2 송신 라인을 통하여 송신 라인 신호등에 응답하여 제어 신호들을 공급하도록 하는 출력들을 가짐을 특징으로 하는 무선 전화 안테나 다양성 시스템