KR20080050417A - 주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터 - Google Patents

주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터 Download PDF

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Abstract

주파수 동조 접지면(108)을 갖는 전기 커넥터(100)가 개시되어 있다. 커넥터는 전기 신호를 통신하기 위한 신호 매체(102) 및 기준 전압(즉, 접지)을 통신하기 위한 주파수 동조 접지면 매체(108)를 포함한다. 접지면 매체(108)는 전기 신호의 주파수에 응답하여, 접지면 제2 엔드(112)에 기준 전압을 차동적으로 공급한다. 하나의 양태에서, 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)는 송신 라인 패턴을 포함하고, 제2 접지면 층 도전성 트레이스(212)가 복수의 도전성 비어들(214)을 통해 제1 접지면 층 도전성 트레이스에 접속된다. 예를 들면, 제1 접지면 층(208)은 복수의 도전성 패치(216)를 포함할 수 있고, 그 중 일부가 제2 접지면 층 도전성 트레이스(212)로의 비어 접속(214)을 갖는다.

Description

주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터{ELECTRICAL CONNECTOR WITH FREQUENCY-TUNED GROUNDPLANE}
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 특히 특정 선택 방출 주파수에서 접지 전류의 도통을 최소화하기 위해 주파수 동조되는 커넥터에 관한 것이다.
소비자들은 셀룰러(셀) 전화기와 같은 더욱 소형이고 특징이 많은 무선 통신 장치를 요구하고 있다. 더 많은 기능 및 특징을 갖는 더욱 소형의 셀 폰은 2개의 하우징 부분을 갖고 제조될 수 있다. 그러한 하나의 구성은 플립(flip) 폰이다. 플립 폰은 클램쉘(clamshell)처럼 위로 개방한다. 다른 구성들은 슬라이딩 폰과 스위블(swivel) 폰이다. 슬라이딩 폰에서는, 셀 폰 하우징의 일부분이 다른 부분에 대하여 슬라이드한다. 스위블 폰에서는, 셀 폰의 일부분이 다른 부분에 대하여 회전 개방한다. 슬라이딩 폰은 2004년 9월 1일에 출원된 미국 출원번호 10/931,712호에 개시되어 있고, 본 양수인에 의해 본 명세서에 그 개시내용이 전체적으로 참고로 통합되어 있다.
일반적으로, 2개의 하우징 부분 중의 하나의 구조는 나머지 구조보다 더 작다. 더 작은 구조는 종종 폐쇄 구성이라고 하고, 더 큰 구조는 개방 구성이라고 한다. 셀 폰 사용자는 셀 폰을 휴대할 때나 보관하기 위해 폐쇄 구성으로 셀 폰을 유지할 수 있다. 사용 시에, 셀 폰은 개방 구성으로 된다. 어떤 폰들은 양자의 구성으로 사용될 수 있다.
어떤 구성 가능한 셀 폰에서, 양 하우징 부분이 접지면을 갖는다. 접지면은 종종 근접한 안테나들용의 카운터포이즈(counterpoise)로서 작용하며, 거의 항상 안테나 성능에 영향을 준다. 안테나는 하나의(즉, 개방) 구성에서는 셀 폰에 의해 최적으로 실행할 수 있지만, 다른(즉, 폐쇄) 구성에서는 셀 폰에 의해 준최적으로 실행할 수 있다. 준최적의 성능은 안테나에 대해 접지면 중 하나의 위치 변화로 인한 것일 수 있다. 패치(patch) 안테나, 평판형 역F 안테나(PIFA), 또는 폴더형 모노폴과 같은 접지면에 크게 의존하는 안테나는 접지된 금속이 어떤 구성에서 안테나에 가까이 있을 때 열악하게 실행할 수 있다.
열악한 안테나 성능은 의도된 송신 매체(즉, 공기)로 방출되는 에너지의 양에 대립하는 것으로서, 일반적으로 표면 전류로서, 송수신 장치를 통해 의도하지 않은 상태로 발생하는 전류의 크기를 특징으로 할 수 있다. 송신기의 관점에서는, 열악한 안테나 성능은 의도되는 방향으로의 더 낮은 파워 또는 더 낮은 방출 파워로서 측정될 수 있다. 수신기의 관점에서는, 열악한 안테나 성능은 노이즈가 있는 접지로 인한 저하된 감도와 관련된다. 양 관점에서, 열악한 성능은 라디오 주파수(RF) 접지 전류와 관련될 수 있다.
상술한 접지 문제점은 2 부품 클램쉘 타입 셀 전화기의 사용으로 복합화된다. 다수의 셀 전화기는 2개의 전화기 반분 사이에서 예를 들면, 액정 디스플레 이(LCD) 모듈과 메인 인쇄 회로 기판(PCB) 사이에서 신호를 반송하도록 소위 플렉스 필름(flex film)을 사용한다. 이들 플렉스 필름은 통상적으로, 위에 형성되어 유전성 절연체 재료의 플렉시블 시트에 의해 분리되는 신호 라인들과 접지의 다층 면들이다. 이들 길고 얇은 신호 와이어는 의도된 안테나를 방해하고 수신기 성능을 저하시키는 안테나로서 의도하지 않게 동작할 수도 있다. 커넥터의 비용의 유연성의 점에서, 은 잉크 차폐(접지)층들이 커넥터를 덮기 위해 사용될 수 있거나, 내부층으로서 부가될 수도 있다. 이러한 억지 방법이 커넥터 신호 라인을 차폐하기 때문에, 다른 문제점이 도입될 수도 있다. 차폐된 커넥터가 안테나에 근접하게 위치하기 때문에, 의도된 방사 패턴이 변경될 수 있다. 일례로서 셀 전화기를 사용하면, 차폐된 플렉스 커넥터가 PCS 대역에서 바람직한 윗 방향을 지시하는 방사 패턴이 교대로 덜 바람직한 방향을 지시하게 할 수도 있다.
여기에 설명한 장치는 2 부품 무선 통신 장치의 반분들 간에 특정 방사 주파수에서 전류 흐름을 방지하는 접지면을 갖는 플렉시블 커넥터이다. 방사 주파수에서 장치 반분들 간의 전류 흐름을 제어함으로써, 안테나의 접지 기하학적 구조가 접속된 장치 반분의 접지면 영향에 의존하거나 하지 않고 제조될 수 있다. 예를 들면, 하나의 주파수에서, 커넥터는 제2 주파수에서 접지 전류 흐름을 자유롭게 도통시키면서, 장치 반분들 간의 접지 전류 흐름을 억제할 수 있다. 그 결과, 안테나 성능이 최적화되고, 수신기 저하가 최소화된다.
따라서, 전기 커넥터에는 주파수 동조 접지면이 제공된다. 커넥터는 전기 신호를 수취하기 위한 제1 신호 엔드와 전기 신호를 공급하기 위한 제2 신호 엔드를 갖는 신호 매체, 및 주파수 동조 접지면 매체를 포함한다. 접지면 매체는 신호 매체에 인접하고, 전기 신호에 대하여 정의된 기준 전압을 수취하기 위한 제1 접지면 엔드, 및 기준 전압을 공급하기 위한 제2 접지면 엔드를 갖는다. 예를 들면, 기준 접압은 접지일 수 있다. 접지면 매체는 전기 신호의 주파수에 응답하여 기준 전압을 접지면 제2 엔드에 차동적으로 공급한다.
일반적으로, 신호 매체는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 적어도 하나의 신호층을 포함한다. 그 후, 접지면 매체는 신호층 위에 있는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제1 층, 및 신호층 아래에 있는 제1 접지면 층 도전성 트레이스와 전기적으로 도통하는, 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제2 층을 포함한다.
더욱 구체적으로는, 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 송신 라인 패턴을 포함할 수 있고, 제2 접지면 층 도전성 트레이스는 복수의 도전성 비어를 통해 제1 접지면 층 도전성 트레이스에 접속될 수도 있다. 예를 들면, 제1 접지면 층은 복수의 도전성 패치를 포함할 수 있고, 그 중 일부가 제2 접지면 층 도전성 트레이스로의 비어 접속을 갖는다.
하나의 양태에서, 제2 접지면 층 도전성 트레이스는 송신 라인 패턴을 포함한다. 이와 달리, 제2 접지면 층은 실질적으로 균일한 도전성 트레이스이다. 다른 변형에서는, 접지의 송신 라인 특성이 제1 및 제2 접지면 층들 사이에서 교호한다. 예를 들어, 커넥터의 일부분에서, 송신 라인으로서 형성되는 제2 접지면 층 도전성 트레이스는 제1 접지면 층 도전성 트레이스의 실질적으로 균일한(주파수 비감지) 영역 위에 있을 수 있다. 그 후, 커넥터의 인접한 부분에서, 송신 라인으로서 형성되는 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 제2 접지면 층 도전성 트레이스의 실질적으로 균일한 영역 위에 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 송신 라인 패턴이 접지면 층들 사이에서 교호한다.
상술한 커넥터의 부가적인 상세 내용과, 주파수에 응답하여 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법이 이후에 제공된다.
도 1은 주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터의 개략도이다.
도 2A는 주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터의 부분적인 횡단면도이다.
도 2B, 도 2C 및 도 2D는 각각 접지면 제1 층, 신호층, 및 접지면 제2층의 평면도이다.
도 2E 및 도 2F는 접지면 제1 층의 제1 및 제2의 번갈아 일어나는 양태의 평면도이다.
도 3은 제1 접지면 층 트레이스의 제3 변형의 평면도이다.
도 4는 제1 접지면 층 트레이스의 제4 변형의 평면도이다.
도 5는 송신 라인 패턴 제2 접지면 층 트레이스를 갖는 제1 접지면 층 트레이스의 제5 변형의 사시도이다.
도 6은 주파수 동조 커넥터 접지면을 갖는 분할된 무선 통신 장치의 개략적인 블록도이다.
도 7은 주파수에 응답하여 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법을 도시하는 플로우차트이다.
도 8은 도 3의 제1 접지면 도전성 트레이스를 도시한 개략도이다.
도 1은 주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터의 개략도이다. 커넥터(100)는 전기 신호를 수취하기 위한 제1 신호 엔드(end)(104) 및 전기 신호를 공급하기 위한 제2 신호 엔드(106)를 갖는 신호 매체(102)를 포함한다. 송신 라인 패턴을 갖는 접지면 매체(108)는 신호 매체(102)에 인접해 있다. 접지면 매체(108)는 라인(102) 상의 전기 신호에 대하여 정의된 기준 전압을 수취하기 위한 제1 접지면 엔드(110) 및 기준 전압을 공급하기 위한 제2 접지면 엔드(112)를 갖는다. 기준 전압은 예를 들면, 신호 접지, 새시(chassis) 접지, dc 전압 또는 ac 접지일 수 있다. 송신 라인 패턴은 커패시터(116)를 통해 접지에 션트(shunt)되는 직렬 접속된 유도성 소자(114)로서 가장 간단한 형태로 나타난다. 접지면 매체(108)는 전기 신호의 주파수에 응답하여, 제2 엔드(112)에 기준 전압을 구별하여 공급하는 송신 라인인 것으로 이해될 수도 있다. 달리 말하면, 유도성 소자(114) 및 용량성 소자(116)는 의도된 주파수에서 최대 직렬 임피던스(또는 최소 션트 임피던스)에 동조될 수 있다. 다른 더욱 복잡한 송신 라인 개략 표시(도시 생략)가 또한 본 발명과 함께 사용하기에 적합하다. 주파수 동조 접지면은 더욱 복잡한 타입의 송신 라인을 사용하여 인에이블될 수 있다.
도 2A는 주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터의 부분적인 횡단면도이다. 도 1의 개략도에서와 같이, 커넥터(100)는 신호 매체(102) 및 주파수 동조 접지면 매체(108)를 포함한다. 명확히 하기 위해, 각 층은 완전히 조립된 커넥터에서는 존재하지 않아야 하는 스페이스에 의해 인접한 층들로부터 분리되어 있다. 그 가장 간단한 형태로, 신호 매체(102)는 도전성 트레이스(204)를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 단일 신호층(200)을 포함한다. 플렉시블 유전체 재료는 절연성 필름이나 페이퍼와 같은 재료일 수 있다. 예를 들면, 그 재료는 Mylar(등록 상표)나 Kapton(등록 상표)과 같은 폴리에스테르나 폴리이미드 필름일 수 있다. 다른 재료의 선택은 Nomex(등록 상표)와 같은 합성 방향족 폴리아미드 폴리머를 포함한다. 또한, Teflon(등록 상표)와 같은 페놀성 시트나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)가 사용될 수도 있다. 클로로술폰화 폴리에틸렌(즉, Hypalon(등록 상표)), 실리콘 시트, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM)가 또한 양호한 재료의 선택이다. 그러나, 유전체는 임의의 특정 재료에 한정되는 것은 아니다. 다수의 다른 종래의 재료들이 본 발명을 인에이블하는 데 사용될 수 있다. 도전성 트레이스는 구리, 은, 도전성 잉크, 주석 또는 다른 종래의 인쇄 회로 도체와 같은 재료일 수 있다. 그러나, 도체(100)는 임의의 특정 재료에 한정되는 것은 아니다. 접지면 층들은 유사한 플렉시블 재료 및 도체들로 제조된다.
접지면 매체(108)는 신호층(102) 위에 놓이는 도전성 트레이스(208)를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제1 접지면 층(206)을 포함한다. 도전성 트레이스(212)를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제2 접지면 층(210)은 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)와 전기적으로 도통하고 있다. 접지면 제2 층(210)은 신호층(200) 아래에 놓인다. 후술하는 바와 같이, 접지면들 간의 전기적인 연통은 접속부 또는 리벳을 통한 인터레벨(interlevel)을 사용하여 달성될 수 있다. 커넥터의 다른 양태에서는, 층들 간의 접속은 커넥터의 에지(측면) 둘레에 감겨진 도전성 재료의 스트립이나 리본을 사용하여 달성될 수 있다.
도 2B, 2C 및 2D는 각각 접지면 제1 층, 신호층 및 접지면 제2 층의 평면도이다. 하나의 도전성 트레이스(204)만이 도 2B에 도시되어 있지만, 커넥터는 층당 신호 트레이스의 임의의 특정 수에 한정되는 것은 아니다. 도시되지 않은 다른 양태에서는, 적어도 하나의 신호 트레이스를 각각 갖는 복수의 신호층들이 제1 및 제2 접지면 층들 사이에 형성될 수도 있다. 복수의 신호층의 경우에는, 보조 접지면 층들이 신호층들 사이에 형성될 수도 있다.
하나의 양태에서는, 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)가 송신 라인 패턴을 포함하고, 제2 접지면 층 도전성 트레이스(212)가 복수의 도전성 비어들(vias: 214)을 통해 제1 접지면 층 도전성 트레이스에 접속된다. 어떤 양태에서는, 비어들(214) 사이의 사이즈, 배치 및 간격이 송신 라인 패턴의 일부분이다. 도시된 바와 같이, 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)는, 도전성 재료의 실질적으로 균일한 층으로서 크로스해치(cross-hatch)로 도시되어 있는 제2 접지면 층 도전성 트레이스(212)로의 비어 접속(214)을 각각 갖는 복수의 도전성 패치(216)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 접지면 층 트레이스(212)는 송신 라인이 되도록 의도되거나 주파수 응답 임피던스를 갖도록 의도되는 것은 아니다. 그러나, 커넥터는 그러한 제2 접지면 트레이스로 한정될 필요는 없다. 다른 양태에서는, 제2 접지면 층 트레이스 가, 제1 접지면 층 트레이스(208)에 독립적이거나 협력하거나 하는 송신 라인으로서 형성될 수도 있다.
각 패치(216)는 그 길이(218)와 관련된 인덕턴스를 갖는다. 접지면 층 도전성 트레이스(208)는 그 후 제1 간격(220)에 의해 용량적으로 결합되는 연속적으로 길이 방향으로 위치하는 복수의 패치(216)를 포함한다. 제1 간격(220)은 스텝형(stepped) 패턴 형상을 갖는 것으로 도시되거나, 패턴들도 유용하다.
도 2E 및 2F는 접지면 제1 층의 제1 및 제2의 번갈아 일어나는 양태의 평면도이다. 직선(도 2E) 및 톱니 패턴(도 2F)이 도시되어 있다. 커넥터는 임의의 특정 간격 패턴이나 간격 패턴들의 조합에 한정되는 것은 아니다.
각 신호 및 접지면 층이 위에 놓이는 도전성 트레이스와 독립적인 유전체 절연체로 구성된 것으로 도시되어 있지만, 트레이스는 절연체의 임의의 특정 표면 상의 배치에 한정되는 것은 아니다. 도시되지 않은 다른 양태에서는, 도전성 트레이스들이 공통 절연체층의 대향하는 측면들 상에 형성될 수 있다. 다른 양태에서는, 도전성 트레이스가 전기 무결성을 보존하기 위해 절연체층 아래에 형성될 수 있다.
도 3은 제1 접지면 층 트레이스의 제3 변형의 평면도이다. 패치(300)는 비어(214)를 통해 제2 접지면 층 트레이스(도시 생략)에 접속된다. 각 패치(300)에 대해 하나의 비어만이 도시되어 있지만, 도시되지 않은 다른 양태에서는, 각 패티가 복수의 비어들과 접속될 수도 있다. 어떤 양태에서는, 비어들(214) 사이의 사이즈, 배치, 및 간격이 송신 라인 패턴의 일부분이다. 패치(302)는 패치(300) 중 하나(또는 그 이상)를 통해 제2 접지면 층 도전성 트레이스에 용량적으로 결합된 다. 즉, 패치(302)는 패치(300)에 용량적으로 결합된다.
각 패치(300)는 폭(304) 및 길이(306)를 갖는다. 각 패치(302)는 길이(310)와, 그 길이에 관련된 인덕턴스를 갖는다. 제1 접지면 층(206)은 제1 에지(312) 및 제2 에지(314)를 갖는다. 패치(300)는 연속적으로 길이 방향으로 위치하여, 제4 간격(318)을 갖고 각 패치(302)의 인덕턴스를 용량적으로 결합한다. 패치(302)는 제5 간격(320)에 의해 용량적으로 결합되는 각 에지(312/314)에서 패치(300)로부터 폭 방향으로 분리된다. 제2 접지면 층 트레이스(도시 생략)는 송신 패턴 라인으로 또는, 실질적으로 균일한(주파수 비감지(frequency-insensitive)) 도체의 층으로서 형성될 수도 있다(도 2D 참조).
도 4는 제1 접지면 층 트레이스의 제4 변형의 평면도이다. 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)는 복수의 패치(400)를 포함한다. 각 패치(400)는 폭(402) 및 제2 접지면 도전성 트레이스(도시 생략)로의 비어 접속부(214)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 각 패치(400)는 일정한 간격으로 분리된 복수의 비어들(214)로 제2 접지면 층 트레이스에 접속된다. 일부 양태에서는, 비어들(214) 사이의 사이즈, 배치 및 간격이 송신 라인 패턴의 일부분이다. 패치(400)는 연속적으로 폭 방향으로 위치하여, 제2 간격(403)에 의해 용량적으로 결합된다. 이 변형에서는 3개의 패치들만 도시되어 있지만, 본 발명은 길이 방향의 패치(400)의 임의의 특정 수에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 송신 라인 패턴 제2 접지면 층 트레이스와 함께 제1 접지면 층 트레이스의 제5 변형을 도시한 사시도이다. 명확하게 하기 위해, 사이에 삽입한 신호 매체층은 도시되지 않음을 유의하라. 여기에서, 송신 라인 패턴은 제1 및 제2 접지면 층 트레이스들 사이에서 교대로 일어난다. 제1 섹션(500)에서, 송신 라인 패턴 제2 접지면 층 도전성 트레이스(212)는 크로스해치로 도시된 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)의 실질적으로 균일한(주파수 의존성이 없는) 영역 아래에 놓인다. 제2 영역(502)에서는, 송신 라인 패턴 제1 접지면 층 도전성 트레이스(208)가 크로스해치로 도시된 제1 접지면 층 도전성 트레이스(212)의 실질적으로 균일한 영역 위에 놓인다. 도시되지 않은 다른 양태에서는, 제1 및 제2 접지면 층 도전성 트레이스의 양자가 송신 라인으로서 형성될 수 있거나, 층들 사이에서 송신 라인 패턴의 중첩이 있을 수 있다(영역들(500 및 502)이 중첩한다). 상기와 같이, 2개의 접지면 층들은 비어(214)와 접속된다(명확하게 하기 위해 2개의 비어들만 도시되어 있다).
도 6은 주파수 동조 커넥터 접지면을 갖는 분할된 무선 통신 장치의 개략적인 블록도이다. 플립 또는 클램쉘 폰이 분할된 장치의 일례이다. 장치(600)는 전기 회로를 갖는 제1 장치 세그먼트(602)와, 전기 회로를 갖는 제2 장치 세그먼트(604)를 포함한다. 전기 커넥터(100)는 제1 장치 세그먼트(602)에 접속되는 제1 커넥터 엔드(608)과, 제2 장치 세그먼트(604)에 접속되는 제2 커넥터 엔드(610)를 갖는다. 도 2A∼도 5에서 일반적으로 설명된 바와 같이, 전기 커넥터(100)는 도전성 신호 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 단일층, 제1 접지면 층, 및 제2 접지면 층을 포함한다. 제1 접지면 층은 단일층 위에 놓이는 송신 라인 패턴으로 형성되는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료를 포함한다. 제2 접지면 층은 단일층 아래에 놓이는 제1 접지면 층 도전성 트레이스와 전기적으로 도통하는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료를 포함한다. 커넥터의 세부들이 상기 나타나 있으므로, 간결하게 하기 위해 반복하지 않는다.
하나의 양태에서, 제1 장치 세그먼트(602)는 제1 주파수에서 동작하는 안테나(612)를 포함한다. 커넥터(100)는 제1 주파수에서 접지 전류를 최소로 도통시킨다.
설명하기 위한 목적으로, 상술한 안테나는 하나의 장치의 1/2만으로 동작하도록 설계된 것으로 일반적으로 가정하였다. 예를 들면, 도 6에 대해, 안테나(612)가 바람직하게는 제2 세그먼트(604)가 아니라 제1 세그먼트(602)의 접지면과 관련하여 제1 주파수에서 동작한다고 가정하였다. 그러나, 제2 주파수에서, 안테나는 바람직하게는 제1 및 제2 장치 세그먼트의 양자의 접지면과 관련하여 동작할 수도 있다. 이 경우에, 플렉스(flex) 안테나(100)는 제1 세그먼트(602)와 제2 세그먼트(604) 사이에서 제2 주파수 접지 전류를 도통시키도록 설계된다.
이와 달리, 제1 세그먼트(602)는 제1 및 제2 세그먼트의 양자의 접지면과 관련하여 동작하도록 설계되는 제2 안테나(도시 생략)를 가질 수도 있다. 이 상황에서는, 커넥터는 제1 안테나에 응답하여 접지 전류를 최소화시키면서 제2 안테나에 응답하여 접지 전류를 최대화시키도록 동작할 수 있다.
도시되지 않은 다른 변형에서는, 각 장치 세그먼트가 안테나를 가질 수도 있다. 2개의 안테나가 동일한 주파수에서 동작하지 않는다고 가정하면, 커넥터는 제1 세그먼트(602) 상의 안테나(612)에 응답하여 접지 전류 흐름을 최소화하면서, 제 2 세그먼트 상의 제2 안테나와 관련된 접지 전류 흐름을 최대화하도록 동조될 수도 있다.
이와 달리 가정하면, 도 6은 주파수 선택 가능한 안테나 카운터포이즈를 갖는 통신 장치(600)를 나타낼 수도 있다. 장치(600)는 안테나(612)와, 일정한(주파수 비감지) 안테나 접지를 공급하기 위한 제1 카운터포이즈(602)를 포함한다. 예를 들어, 안테나는 PIFA, 모노폴, 또는 패치 안테나와 같은 접지면 배치에 민감한 스타일일 수 있다. 전기 커넥터(100)는 제1 카운터포이즈(602)에 접속되는 제1 커넥터 엔드(608) 및 제2 커넥터 엔드(610)를 갖는다. 앞에서 상세히 설명한 바와 같이, 전기 커넥터는 주파수에 응답하여 전류를 구별하여 도통시키는 접지면을 갖는다. 제2 카운터포이즈(604)는 안테나 방사 주파수에 응답하여, 전기 커넥터(100)를 통해 안테나 접지를 공급하도록 전기 커넥터 제2 엔드(610)에 접속된다.
상술한 바와 같이, 그러한 설계는 제2 카운터포이즈(604)의 영향을 제거하는 데 유용하다. 커넥터(100)를 통해 접지 전류가 흐르지 않을 때, 제2 카운터포이즈(604)는 안테나(612)에 영향을 주지 않는다. 이와 달리, 커넥터(100)는 안테나 패턴을 변경하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 주파수에서, 커넥터가 제1 주파수에서 접지 전류를 도통시키지 않으면, 안테나는 제1 카운터포이즈(602)의 결과 (배타적으로) 제1 패턴을 가질 수 있다. 제2 주파수에서, 안테나(612)는 제1 및 제2 카운터포이즈의 양자를 사용의 결과 다른 의도된 패턴을 가질 수 있다. 즉, 제2 패턴은 커넥터(100)를 통해 접지 전류를 도통시킨 결과이다. 다른 패턴들은 커넥터를 통해 도통되는 접지 전류의 양을 제어한 결과 생성될 수 있다.
기능적인 설명
도 8은 도 3의 제1 접지면 도전성 트레이스를 도시하는 개략도이다. 접지면은 로우 패스 필터의 일종으로 작용하여, 어떤 주파수에서는 입력 기준 전압용의 고임피던스 경로를 그리고 다른 주파수에서는 저임피던스를 생성한다. 당업자라면 본 개시내용의 이점을 취하여 이해할 수 있는 바와 같이, 로우 패스, 하이 패스, 밴드패스, 및 다른 종래의 필터 설계가 사이즈, 배치, 소자들 간의 거리, 인덕턴스, 및 접지면의 신호 경로를 적절히 조정함으로써 실현될 수 있다.
도 7은 주파수에 응답하여 전기 커넥터 내에 접지 전류를 도통시키는 방법을 도시하는 플로우차트이다. 그 방법에는 명확하게 하기 위해 번호가 매겨진 단계들의 시퀀스로 도시되어 있지만, 번호 매김은 단계들의 순서를 반드시 나타내는 것은 아니다. 이들 단계 중 일부는 스킵되거나, 병렬로 실행되거나, 시퀀스의 순서를 엄격히 유지할 필요 없이 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 방법은 단계 700에서 개시한다.
단계 702는 신호 매체 및 접지면 매체를 포함하는 플렉시블 도체에 송신 라인 패턴을 제공한다(도 2A∼2D 참조). 단계 704는 방출된 전자기 신호를 수신한다. 단계 706은 방출된 신호의 주파수에 응답하여 접지면 매체를 통해 전류를 유도한다. 다른 양태에서는, 단계 704에서의 방출된 신호를 수신하는 단계는 제1 주파수에서 방출된 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 그 후, 단계 706에서의 접지면 매체를 통해 전류를 유도하는 단계는 제1 주파수에서 접지면 매체를 통해 전류를 최소로 유도하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서는, 단계 702는 커넥터를 통해 무선 통신 장치의 세그먼트에 접속하고, 단계 704는 장치 세그먼트 중 하나로부터 방출된(또는 그에 의해 수신된) 신호를 수신한다. 그 후, 단계 708은 제1 주파수에서 신호 매체를 통해 전류를 최소로 유도한다. 다른 양태에서는, 단계 704는 제2 주파수에서 신호를 수신한다. 그 후, 단계 708은 제1 주파수에서 접지면 매체를 통해 제1 전류를 유도하면서, 제1 전류보다 더 큰, 제2 주파수에서 접지면 매체를 통해 제2 전류를 유도한다. 제1 및 제2 전류는 반드시 동시에 유도될 필요는 없다.
주파수 동조 접지면을 갖는 플렉시블 커넥터가 제공되었다. 특정 층들, 층 순서들 및 송신 라인 패턴들의 예가 본 발명을 설명하기 위해 제공되었다. 그러나, 본 발명은 이들 예에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 변형예 및 실시예가 본 개시내용의 이점을 취하여 당업자에게 일어난다.

Claims (20)

  1. 주파수 동조 접지면을 갖는 전기 커넥터로서,
    전기 신호를 수취하기 위한 제1 신호 엔드와, 상기 전기 신호를 공급하기 위한 제2 신호 엔드를 갖는 신호 매체; 및
    상기 전기 신호에 대하여 정의되는 기준 전압을 수취하기 위한 제1 접지면 엔드와, 상기 기준 전압을 공급하기 위한 제2 접지면 엔드를 갖는 상기 신호 매체에 인접한 주파수 동조 접지면 매체를 포함하며, 상기 접지면 매체는 상기 전기 신호의 주파수에 응답하여 상기 기준 전압을 상기 접지면 제2 엔드에 차동적으로 공급하는, 전기 커넥터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 매체는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 신호층을 포함하고,
    상기 접지면 매체는,
    상기 신호층 상에 있는, 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제1 접지면 층; 및
    상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스와 전기가 통하는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제2 접지면 층을 포함하고, 상기 제2 접지면 층은 상기 신호층 아래에 있는, 전기 커넥터.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 송신 라인 패턴을 포함하고,
    상기 제2 접지면 층 도전성 트레이스는 복수의 도전성 비어를 통해 상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스에 접속되는, 전기 커넥터.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 제1의 복수의 도전성 패치 및 상기 제2 접지면 층 도전성 트레이스로의 제2의 복수의 패치 비어 접속을 포함하는, 전기 커넥터.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1의 복수의 패치의 각각은 상기 제2의 복수의 패치 중 하나를 통해 상기 제2 접지면 층 도전성 트레이스에 용량적으로 결합되는, 전기 커넥터.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스 패턴은 길이와 관련된 인덕턴스 및 상기 제2 접지면 도전성 트레이스로의 비어 접속을 각각 갖는 복수의 패치를 포함하며,
    상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 길이 방향으로 연속적으로 위치하고 제1 간격에 의해 용량적으로 결합되는 상기 복수의 패치를 포함하는, 전기 커넥터.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 간격은 직선, 스텝형 패턴, 및 톱니 패턴을 포 함하는 그룹에서 선택되는 형상을 갖는, 전기 커넥터.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 폭 및 상기 제2 접지면 도전성 트레이스로의 비어 접속을 각각 갖는 복수의 패치를 포함하고;
    상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 연속적으로 폭 방향으로 위치하여 제2 간격에 의해 용량적으로 결합되는 상기 복수의 패치를 포함하는, 전기 커넥터.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 접지면 층 제2의 복수의 패치의 각각은 폭 및 길이를 갖고;
    상기 제1 접지면 층 제1의 복수의 패치의 각각은 그 폭과 관련된 인덕턴스 및 길이를 가지며;
    상기 제1 접지면 층은 제1 에지 및 제2 에지를 갖고;
    상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 상기 층의 각 에지를 따라 연속적으로 길이 방향으로 위치하여 제3 간격에 의해 용량적으로 결합되는 상기 제2의 복수의 패치를 포함하며;
    제1 접지면 층 도전성 트레이스는, 연속적으로 길이 방향으로 위치하여, 제4 간격으로 각 패치의 인덕턴스를 용량적으로 결합하고, 각 에지에서 상기 제2의 복수의 패치로부터 폭 방향으로 분리되어 제5 간격에 의해 용량적으로 결합되는 제1의 복수의 패치를 포함하는, 전기 커넥터.
  10. 청구항 3에 있어서, 상기 제2 접지면 층 도전성 트레이스는 송신 라인 패턴을 포함하는, 전기 커넥터.
  11. 청구항 10에 있어서, 송신 라인 패턴 제2 접지면 층 도전성 트레이스는 제1 접지면 층 도전성 트레이스의 실질적으로 균일한 영역 아래에 있고;
    송신 라인 패턴 제1 접지면 층 도전성 트레이스는 제2 접지면 층 도전성 트레이스의 실질적으로 균일한 영역 위에 있는, 전기 커넥터.
  12. 청구항 3에 있어서, 상기 제2 접지면 층은 실질적으로 균일한 도전성 트레이스인, 전기 커넥터.
  13. 청구항 2에 있어서, 상기 신호층 플렉시블 유전체 재료는 폴리에스테르, 폴리이미드 필름, 합성 방향족 폴리아미드 폴리머, 페놀성, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 클로로술폰화 폴리에틸렌, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 및 페이퍼를 포함하는 그룹에서 선택되는 재료이고;
    상기 신호층 도전성 트레이스는 구리, 은, 도전성 잉크, 및 주석을 포함하는 그룹에서 선택되는 재료인, 전기 커넥터.
  14. 청구항 2에 있어서, 상기 접지면 매체는 상기 신호 매체에 인접한 송신 라인 패턴을 포함하는, 전기 커넥터.
  15. 주파수 동조 커넥터 접지면을 갖는 분할 무선 통신 장치로서,
    전기 회로를 갖는 제1 장치 세그먼트;
    전기 회로를 갖는 제2 장치 세그먼트; 및
    상기 제1 장치 세그먼트에 접속되는 제1 커넥터 엔드와, 상기 제2 장치 세그먼트에 접속되는 제2 커넥터 엔드를 갖는 전기 커넥터를 포함하며, 상기 전기 커넥터는,
    도전성 신호 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 신호층;
    상기 신호층 위에 있는, 송신 라인 패턴으로 형성되는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제1 접지면 층; 및
    상기 신호층 아래에 있는, 상기 제1 접지면 층 도전성 트레이스와 전기가 통하는 도전성 트레이스를 갖는 플렉시블 유전체 재료의 제2 접지면 층을 포함하는, 분할 무선 통신 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 장치 세그먼트는 제1 주파수에서 동작하는 안테나를 포함하고;
    상기 커넥터는 상기 제1 주파수에서 접지 전류를 최소로 도통시키는, 분할 무선 통신 장치.
  17. 주파수에 응답하여, 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법으로서,
    신호 매체와, 송신 라인 패턴을 갖는 접지면 매체를 포함하는 플렉시블 도체를 제공하는 단계;
    방출된 전자기 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 방출된 신호의 주파수에 응답하여 상기 접지면 매체를 통해 전류를 유도하는 단계를 포함하는, 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 방출된 전자기 신호를 수신하는 단계는 제1 주파수에서 신호를 수신하는 단계를 포함하고;
    상기 방출된 신호의 주파수에 응답하여 상기 접지면 매체를 통해 전류를 유도하는 단계는 상기 제1 주파수에서 상기 접지면 매체를 통해 전류를 최소로 유도하는 단계를 포함하는, 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 플렉시블 도체를 제공하는 단계는 상기 커넥터를 통해 무선 통신 장치의 세그먼트들을 접속하는 단계를 포함하고;
    상기 방출된 전자기 신호를 수신하는 단계는 상기 장치 세그먼트 중 하나로부터 방출된 신호를 수신하는 단계를 포함하며;
    상기 방법은:
    상기 제1 주파수에서 상기 신호 매체를 통해 전류를 최소로 유도하는 단계를 더 포함하는, 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 방출된 전자기 신호를 수신하는 단계는 제2 주파수에서 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 방출된 신호의 주파수에 응답하여 상기 접지면 매체를 통해 전류를 유도하는 단계는:
    상기 제1 주파수에서 상기 접지면 매체를 통해 제1 전류를 유도하는 단계; 및
    상기 제2 주파수에서 상기 접지면 매체를 통해, 상기 제1 전류보다 더 큰 제2 전류를 유도하는 단계를 포함하는, 전기 커넥터에서 접지 전류를 도통시키는 방법.
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