KR20080112999A - 도전성이며 전기적으로 플로팅된 빔 성형 소자를 포함한이동 무선 통신 장치 및 관련 방법 - Google Patents

도전성이며 전기적으로 플로팅된 빔 성형 소자를 포함한이동 무선 통신 장치 및 관련 방법 Download PDF

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Abstract

이동 무선 통신 장치는 포터블 하우징, 포터블 하우징 내에 유지되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB), 포터블 하우징 내의 PCB에 의해 유지되어 있는 무선 트랜시버 회로, 및 포터블 하우징 내의 PCB에 의해 유지되어 있고 무선 트랜시버 회로에 연결되어 있는 안테나를 포함할 수 있다. 본 장치는 안테나에 인접하고 안테나로부터 이격되어 있는 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들을 더 포함할 수 있다. 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들이 안테나에 인접할 수 있고 안테나로부터 이격되어 있다. 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 오프셋 관계로 위치결정될 수 있다.

Description

도전성이며 전기적으로 플로팅된 빔 성형 소자를 포함한 이동 무선 통신 장치 및 관련 방법{MOBILE WIRELESS COMMUNICATIONS DEVICE INCLUDING ELECTRICALLY CONDUCTIVE, ELECTRICALLY FLOATING BEAM SHAPING ELEMENTS AND RELATED METHODS}
본 발명은 통신 장치 분야에 관한 것이며, 보다 자세하게는, 이동 무선 통신 장치 및 관련 방법에 관한 것이다.
셀룰라 통신 시스템은 대중화되어 계속 성장하고 있으며, 개인 통신 및 비지니스 통신 양쪽 모두의 통합부로 되어가고 있다. 셀룰라 전화는 사용자로 하여금 사용자가 이동하는 어느곳이든지 대부분 음성 통화를 걸어 수신할 수 있게 한다. 또한, 셀룰라 전화 기술이 증가함에 따라 셀룰라 장치 및 사용자들에 이용가능한 다른 유형의 장치의 기능성도 역시 갖게 된다. 예를 들어, 많은 셀룰라 장치는 현재 캘런더, 어드레스 북, 작업 리스트 등과 같은 개인 휴대 단말기(PDA) 특징들을 포함한다. 또한, 이러한 다중 기능 장치들은 사용자로 하여금 전자 메일(email; 이메일) 메시지를 무선방식으로 수신 및 송신하고 예를 들어, 셀룰라 네트워크 및/또는 무선 근거리 네트워크(WLAN(wireless local area network))를 통하여 인터넷을 액세스하도록 할 수 있다.
이러한 경우에도, 셀룰라 통신 장치의 기능성이 계속해서 증가함에 따라, 사용자가 휴대하기에 보다 편리하고 보다 용이한 보다 소형의 장치에 대한 요구도 역시 증가하고 있다. 셀룰라 장치 제조자들에 대해 취해지는 것에 대한 하나의 도전은 안테나에 이용가능한 비교적 제한된 크기의 공간 내에서 원하는 동작 특성들을 제공하는 안테나를 설계하는 것이다.
폰 크기를 감소시키는 한 접근 방식은 힌지(hinge)에 연결된 상부 및 하부 하우징들을 갖는 플립 폰(flip phone)들을 이용하는 것이다. 폰이 사용중이 아닌 경우에 하우징들이 클로즈되기 때문에 폰은 사용자가 휴대하기 보다 쉽고 보다 소형으로 된다. 플립 스타일 셀룰라 폰에 대한 예시적인 안테나 시스템은 미국 특허 제6,765,536호에 개시되어 있다. 보다 자세하게는, 안테나 시스템은 하부 하우징의 상단에 유지되는 외부 안테나 소자와, 상부 하우징에 의해 유지되는 기생 소자들을 포함함으로써, 폰을 재껴 오픈할 경우, 기생 소자가 안테나 소자에 최근접하여 있게 된다. 하부 하우징에 의해 유지되는 튜닝 회로는 기생 소자에 전기적으로 연결되어 있다. 튜닝 회로는 안테나 소자 상의 기생 부하를 조정하여 폰에 대한 가변 동작 주파수들과 대역폭들을 제공하도록 가변가능하다.
외부 셀 폰 안테나들은 이들이 사용자 머리로부터 멀리 이격되어 있다는 점에서 바람직하며, 이점은 폰 제조자들이 예를 들어, 적용가능 전자파 비흡수율[SAR(specific absorption rate)] 요건에 쉽게 따르도록 한다는 점이다. 그 이유는 셀 폰 안테나 시스템의 관련 소자가 사용자로부터 보다 멀리 있을수록, 사용자에 대한 방사 노출 강도가 보다 작아지기 때문이다. 그러나, 외부 안테나는 예를 들어, 물체들에 걸리기 쉽고 손상받게 되기 때문에 많은 사용자들은 외부 안테나 보다 내부 안테나를 더 선호한다. 그러나, 내부 안테나를 갖는 비교적 작은 폰에 대하여 셀 폰 크기가 점점 더 작아지는 것을 향하는 추세가 더 증가하게 되고, 이것은 안테나가 사용자의 머리에 비교적 최근접하여 위치될 수 있게 하는데, 이는 제조자가 적용가능 SAR 및/또는 보청기 호환가능성(hearing aid compatibility; HAC) 요건들에 따르는 것을 어렵게 만들 수 있다.
내부 안테나로부터 방사 대상 문제들을 해결하도록 시도되는 예시적인 모바일 폰 구성은 PCT 공개 팜플렛 WO/2004/021511 A2호에 개시되어 있다. 이 장치는 케이싱을 포함하며, 케이싱은 케이싱의 가장 긴 변을 따라 길이가 연장되어 있는 제1 내장형 구동 안테나 소자를 포함한다. 포터블 통신 장치 또는 이러한 경우는 제1 내장형 구동 안테나 소자와 동일한 길이의 적어도 대부분을 따라 일반적으로 연장되어 있고 이격되어 있는 하나 이상의 패시브 빔 지향성 소자를 포함한다. 이러한 점 때문에, 제1 내장형 구동 안테나 소자에 의해 발생되는 전자기 방사가 사용자와 대향하도록 의도된 케이싱의 한 측면으로부터 이격되는 방향으로 증가된다.
상술한 구성의 존재에도 불구하고, 어떤 애플리케이션에서, 보다 자세하게는, 장치 하우징의 형성 인자가 이러한 장치들에 대해 적절한 공간을 제공하지 못하는 경우에 추가적인 개선 형태가 요구될 수 있다.
이동 무선 통신 장치는 포터블 하우징, 포터블 하우징 내에 유지되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB), 포터블 하우징 내의 PCB에 의해 유지되어 있는 무선 트랜시버 회로, 및 포터블 하우징 내의 PCB에 의해 유지되어 있고 무선 트랜시버 회로에 연결되어 있는 안테나를 포함할 수 있다. 본 장치는 안테나에 인접하고 안테나로부터 이격되어 있는 제1 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자들을 더 포함할 수 있다. 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자들이 안테나에 인접할 수 있고 안테나로부터 이격되어 있다. 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 오프셋 관계로 위치결정될 수 있다.
본 발명의 구성에 따르면, 통상적인 상부 탑재식 내부 셀룰라 폰 안테나들에 대하여 사용자(21)의 전자 보청기(22)에의 커플링을 감소시킨다. 또한, 사용자(21)의 전자 보청기(22)가 바람직하게 안테나(35)로부터 추가로 이격되기 때문에, 통상적인 내부 셀룰라 폰 안테나들에서의 경우인 것보다 사용자의 귀(23)에 인접하여 유지될 수 있다. 게다가, 이러한 안테나 배치는 또한 안테나(35)를 사용자의 뇌로부터 추가로 이격시키는 것을 도와주며, 이는, 이어서 통상적인 상부 탑재식 내부 셀룰라 폰 안테나들에 대하여 셀룰라 전화기(20)의 SAR을 다시 감소시키는 것을 도와준다.
본 발명은 바람직한 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조로 설명된다. 그러나, 많은 다른 형태의 실시예가 이용될 수 있기 때문에, 본 발명은 상술한 실시예들로 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다. 단지, 이들 실시예는 이러한 개시가 보다 철저하고 완전하게 되도록 제공된 것이다. 도면 전반에 걸쳐 유사한 구성요소는 유사한 도면 번호를 이용하며, 프라임(') 표기는 대안의 실시예에서의 유사한 소자들을 지칭하는데 이용된다.
일반적으로 설명하면, 이동 무선 통신 장치는 포터블 하우징, 포터블 하우징 내에 유지되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB), 포터블 하우징 내의 PCB에 의해 유지되어 있는 무선 트랜시버 회로, 및 포터블 하우징 내의 PCB에 의해 유지되어 있고 무선 트랜시버 회로에 연결되어 있는 안테나를 포함할 수 있다. 본 장치는 안테나에 인접하고 안테나로부터 이격되어 있는 제1 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자들을 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자들이 안테나에 인접할 수 있고 안테나로부터 이격되어 있다. 보다 자세하게는, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 오프셋 관계로 위치결 정될 수 있다.
제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 각각은 제1 길이를 가질 수 있고 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 각각은 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가질 수 있다. 추가로, 제1 쌍 및 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 각각 안테나에 대하여 대칭형태로 각각 위치결정될 수 있다.
일 양태에 따르면, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 수직 방향의 오프셋 관계로 위치결정될 수 있다. 보다 자세하게는, 제1 쌍 및 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 쌍 및 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 또한 동일 평면 상에 있을 수 있다. 또한, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 측방향의 오프셋 관계로 위치결정될 수 있다. 또한, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각의 단부들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각의 단부들을 넘어 연장될 수 있다.
제1 쌍 및 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 중 적어도 한 소자는 예를 들어, 포터블 하우징의 표면에 고정될 수 있다. 또한, 각각의 안테나 빔 성형 소자들은 일반적으로 직사각형인 하나 이상의 금속 층을 포함할 수 있다. 또한, 이동 무선 통신 장치는 포터블 하우징 내에 유지되어 있고 PCB에 연결되어 있는 배터리를 더 포함할 수 있으며, 포터블 하우징은 제1 쌍 및 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 중 적어도 한 소자가 고정되는 배터리 액세스 패널을 더 포함할 수 있다. 또한, PCB는 상부 및 하부를 포함할 수 있으며, 안테나는 PCB의 하부에 의해 유지될 수 있다.
처음에, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 셀룰라 전화기(20)와 같은 이동 무선 통신 장치는 사용자(21)를 위한 것이다. 일부 애플리케이션에서, 사용자(21)는 사용자(21)의 귀(23)에 전자 보청기(22)를 착용할 수 있다. 보다 자세하게는, 셀룰라 전화기(20)는 아래 보다 자세히 설명될 바와 같이 일부 실시예에서 보청기를 착용한 사용자에 대해 원하는 보청기 호환가능성(HAC)을 바람직하게 제공할 수 있지만, 모든 실시예에서 반드시 보청기에 이용될 필요가 있는 것은 아니다.
셀룰라 전화기(20)는 도시적으로 포터블 하우징(24) 및 하우징에 의해 유지되고 도시된 바와 같이 하우징의 상부에 인접하여 사용자(21)의 전자 보청기(22)에 액세스가능한 오디오 출력 트랜스듀서(28; 예를 들어, 스피커)를 포함한다. 오디오 입력 트랜스듀서(예를 들어, 마이크로폰)가 또한 포터블 하우징(24)에 의해 유지될 수 있으며 하우징의 하부에 인접하여 사용자(21)의 입(31)에 액세스가능하다. 여기서는, 셀룰라 장치를 참조로 설명되어 있지만, 본 발명은 무선 LAN 장치 등과 같은 다른 무선 통신 장치들에도 적용가능할 수 있음을 주지해야 한다.
셀룰라 전화기(20)는 도시적으로 포터블 하우징(24)에 의해 유지되는 인쇄 회로 기판(PCB; 37)과, PCB의 앞면 및/또는 뒷면에 유지되어 있는 안테나(35)와 무선 트랜시버(예를 들어, 셀룰라 트랜시버; 38)를 더 포함한다. 물론, 이들 구성요소들은 다른 실시예에 도시된 것 외의 위치에 또는 뒷면에서 유지될 수 있다. PCB(37)는 도시적으로 안테나(35)를 무선 트랜시버(38)에 연결시키는 안테나 급전선(40)을 더 포함한다. 예를 들어, 안테나(35)는 PCB(37) 상의 복수의 도전성 트레 이스들에 의해 형성될 수 있고, 하나 이상의 단일 또는 다중 피드 포인트 안테나 소자들(당해 기술 분야에 알려진 바와 같이, 예를 들어, 모노폴 역 F 안테나 등)의 형태를 취할 수 있다. 셀룰라 전화기(20)는 아래에 자세히 설명될 바와 같이, 디스플레이, 배터리(53)(도 4), 키패드, 프로세싱 회로 등과 같이 PCB(37)에 연결된 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다.
본 예에서, 안테나(35)는 PCB(37)의 하부(42b), 그에 따라 포터블 하우징(24)의 하부(즉, 입력 마이크로폰이 있는 곳)에 인접하여 위치결정되며, 이것은 통상적인 상부 탑재식 내부 셀룰라 폰 안테나들에 대한 사용자(21)의 전자 보청기(22)의 커플링을 감소시키는 것을 바람직하게 도와준다. PCB(37)는 또한 상부(42a)에 더하여, 좌측면 및 우측면(41a, 41b)을 갖고 있다. 그 이유는 셀룰라 전화기(20)가 예를 들어, 그렇지 않은 경우의 통상적인 상부 탑재식 내부 셀룰라 폰 안테나들에서의 경우인 것보다 사용자의 귀(23)에 인접하여 유지되는 경우, 사용자(21)의 전자 보청기(22)가 안테나(35)로부터 바람직하게 추가로 이격되기 때문이다. 게다가, 이러한 안테나 배치는 또한 안테나(35)를 사용자의 뇌로부터 추가로 이격시키는 것을 도와주며, 이는, 이어서 통상적인 상부 탑재식 내부 셀룰라 폰 안테나들에 대하여 셀룰라 전화기(20)의 SAR을 다시 감소시키는 것을 도와준다. 그러나, 상부 탑재식 안테나 배치 또는 다른 안테나 배치가 일부 실시예들에서 이용될 수 있음을 주지해야 한다.
그럼에도 불구하고, 포터블 하우징(24)이 사용자 편리를 위하여 비교적 작은 형성 인자 또는 풋프린트를 갖는 경우, 이는 안테나(35)가 사용자의 귀(23)에 여전 히 비교적 가깝게 위치될 수 있고, 따라서, 보청기(22)에 대한 커플링이나 또는 SAR을 허용불가능한 레벨들까지 잠재적으로 증가시킬 수 있음을 의미한다. 따라서, 이와 같이, 셀룰라 전화기(20)는 당해 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 안테나(35)의 빔 패턴이 사용자와 보청기(22)로부터 멀리 이격되어 지향되도록 돕기 위하여 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)을 바람직하게 포함할 수 있다. 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)은 2단 안테나 커플링 구성을 바람직하게 정의한다. 일부 실시예에서, 추가적인 쌍들의 빔 성형 소자들이 또한 이용될 수 있음을 주지해야 한다.
일반적으로 말하면, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b)은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a, 32b)에 대하여 오프셋 관계로 위치결정된다. 본 예에서, 2쌍들이 서로 측방향으로 오프셋되어 있다. 즉, 이들은 지면의 평면에 대하여 좌측에서 우측으로 서로 이격되어 있거나 또는 측방향으로 오프셋되어 있다. 또한, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)은 포터블 하우징(24) 등의 동일 평면 상에서, 예를 들어, PCB(37)의 동일한 측(이것은 안테나(35)가 위에 있는 PCB의 동일한 측일 수도 있거나 또는 동일한 측이 아닐 수도 있음)에 동일 평면일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)은 PCB(37) 측과 다른 측에 있을 수 있거나, 또는 한 소자가 PCB 측 상에 있을 수 있고, 다른 소자가 예를 들어, 포터블 하우징(24)의 표면 상에서 유지될 수 있다. 또한 당해 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 다른 구성들도 가능하며, 이하에 자세히 설명될 것이다.
예를 들어, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)이 안테나(35)에 대하여 대칭 형태로 위치결정될 수 있다. 보다 자세하게는, 본 예의, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)의 각각은 도 3에 도시된 바와 같이, 포터블 하우징의 종축(36)에 실질적으로 평행하게 위치결정되어 있지만, 다른 실시예들에서는, 당해 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이 다른 배치들이 또한 가능할 수 있다.
제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b) 각각은 제1 길이를 가질 수 있고 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a, 32b) 각각은 제2 길이를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 길이는 제1 길이보다 더 크지만, 다른 실시예들에서 이것은 반대될 수도 있다(또는 제1 길이와 제2 길이가 동일할 수도 있다). 예를 들어, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b) 각각은 약 2 내지 15mm 범위의 폭을 가질 수 있고 약 1 내지 10 cm 범위의 길이를 가질 수 있지만, 일부 실시예들에서 다른 크기들이 이용될 수 있다.
당해 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)의 크기, 갯수 및 배치는 안테나(35)의 성능에 영향을 줄 것이다. 따라서, 특정한 크기/갯수/배치는 주어진 구현 형태 및 적용가능한 안테나 성능 특성들에 의존하여 변경 될 수 있다. 또한, 제2 쌍의 빔 성형 소자(32a, 32b)가 모든 실시예들에서 제1 쌍보다 반드시 길 필요가 있는 것이 아님을 주지해야 한다(즉, 이들 쌍은 동일한 길이를 가질 수 있거나 또한 제2 쌍이 제1 쌍보다 더 짧을 수 있다).
도 4에 도시된 바와 같이, 셀룰라 전화기(20)는 도시적으로 포터블 하우징(24) 내에 유지되어 있고 PCB(37)에 탈착가능하게 연결된 배터리(53)를 포함하며, 탈착 가능 액세스 패널(50)이 배터리에 대한 액세스를 제공한다. 패널(50)을 적소에 고정하기 위하여 해제 버튼(release button) 또는 캐치(51)(또는 다른 적절한 소자)가 포함될 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b)이 탈착 가능 액세스 패널(50)의 내부 표면에 고정되고, 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a, 32b)이 탈착 가능 액세스 패널(50)에 바로 인접하여 포터블 하우징의 뒷면의 내부 표면에 유지된다. 이러한 2단 빔 성형 안테나 소자 구성의 사용은 이 구성이 다른 형성 인자들 및 하우징 형상/크기에도 적용될 수 있도록 바람직하게 허용한다. 즉, 제1 쌍 및 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)은 당해 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 배터리 액세스 패널(50)의 다른 형상 및 크기들 및 형성 인자들을 수용하도록 바람직하게 위치결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 성형 소자들의 한쪽 쌍 또는 양쪽 쌍이 포터블 하우징(24)의 측면 상에 또한 위치결정될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)은 접착층들에 의해 액세스 패널(50)과 포터블 하우징(24) 각각의 내부면들에 고정되어 있는 일반 적으로 직사각형 금속 층이다. 그러나, 빔 성형 소자들(30a, 30b 및 32a, 32b)은 다른 실시예들에서 다른 형상을 취할 수 있고, 접착제 외의 다른 적절한 부착 방법에 의해 포터블 하우징(24), 액세스 패널(50), PCB(37) 등에 고정될 수 있다. 예를 들어, 빔 성형 소자들(30a, 30b)은 당해 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 회로 기판 상의 도전성 회로 트레이스들과 유사하게 도전성 잉크를 이용하여 하우징/액세스 패널/PCB 상에 프린트될 수 있다.
일부 실시예들에서, 빔 성형 장치(30a, 30b, 32a, 32b) 중 하나 이상에 커버층(도시 생략)을 위치시키는 것이 바람직할 수 있으며, 소자(들)이 포터블 하우징(24)의 외부면 상에 위치될 예정일 경우에 특히 바람직할 수 있다. 커버 층은 예를 들어, 유전체 테이프 층과 같은 유전체 층일 수 있다. 커버 층(들)은 이들이 손상되거나 또는 변형되어 SAR 및/또는 HAC 성능이 잠재적으로 열화되는 것이 발생되지 않도록 빔 성형 소자들을 보호하는 것을 바람직하게 도울 수 있다. 또한, 커버층(들)은 당해 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어, 포터블 하우징(24) 및/또는 액세스 패널(50)의 컬러와 동일한 컬러로 커버 층을 형성하도록 함으로써 바람직하게 빔 성형 소자들을 감출 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 보면, 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a', 32b')이 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 사이에 위치결정되는 대안의 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예 및 상술한 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a', 30b')은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a', 32b')의 각각의 단부를 넘어 연장되는 각각의 단부들을 갖는다. 그러나, 일부 실시예에서, 이 단부들은 공동의 단자일 수 있거나 또는 단부들은 서로에 대하여 항상 연장될 필요가 있는 것은 아니다.
이하, 또 다른 대안의 실시예가 도 6 및 도 7을 참조로 설명된다. 여기서, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a", 30b")은 아마도 도 7에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a", 32b")에 대하여 수직 방향의 오프셋 관계로 위치결정된다. 다른 방법으로 설명하면, 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a", 30b")은 안테나(35") 상에서 수직방향으로 위치결정되며, 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a", 32b")은 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a", 30b") 상에서 수직방향으로 위치결정된다.
설명된 예에서, 이것은 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(30a", 30b")을 포터블 하우징(24")의 앞면의 내부 표면 상에 위치결정시킴으로써 달성되며, 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들(32a", 32b")은 도시된 바와 같이, 포터블 하우징의 앞면의 외부 표면에 위치결정된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 쌍의 빔 성형 소자들(30a", 30b" 및 32a", 32b")은 안테나(35")의 바로 밑에 (예를 들어, PCB(37")의 뒷면 및/또는 포터블 하우징(24")의 뒷면의 내부 표면/외부 표면에) 수직방향으로 위치결정될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 및 제2 쌍의 빔 성형 소자들(30a", 30b" 및 32a", 32b")은 또한 부분적으로 오버랩되지만, 상술한 바와 같이, 모든 실시예에서 반드시 오버랩이 필요한 것은 아니다.
도 8을 참조로 한 아래의 예에서, 핸드헬드 이동 무선 통신 장치(1000)의 예시적인 다른 구성요소들을 이하 설명한다. 장치(1000)는 도시적으로 하우징(1200), 키패드(1400) 및 출력 장치(1600)를 포함한다. 도시된 출력 장치는 바람직하게 풀 그래픽 LCD인 디스플레이(1600)이다. 다른 방법에서는, 다른 유형의 출력 장치도 이용될 수 있다. 프로세싱 장치(1800)는 하우징(1200) 내에 포함되어 있고 키패드(1400)와 디스플레이(1600) 사이에 연결되어 있다. 프로세싱 장치(1800)는 사용자에 의한 키패드(1400) 상의 키들의 활성화에 응답하여 이동 장치(1000)의 전체적인 동작 뿐만 아니라 디스플레이(1600)의 동작을 제어한다.
하우징(1200)은 수직 방향으로 긴 형태일 수 있거나, 또는 다른 크기 및 형상(클램쉘 하우징 구조들)을 취할 수 있다. 키패드는 텍스트 입력과 전화기 입력 간의 전환을 위하여 모드 선택 키 또는 다른 하드웨어 또는 소프트웨어를 포함할 수 있다.
프로세싱 장치(1800)에 더하여, 이동 장치(1000)의 다른 부품들이 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 이들은 다른 입력/출력 장치(1060, 1080, 1100 및 1120)와 함께, 통신 서브 시스템(1001); 단거리 통신 서브 시스템(1020); 키패드(1400) 및 디스플레이(1600)뿐만 아니라 메모리 장치(1160, 1180) 및 여러 기타 장치 서브시스템(1201)을 포함한다. 이동 장치(1000)는 바람직하게 음성 통신 능력 및 데이터 통신 능력을 가진 양방향 RF 통신 장치이다. 또한, 이동 장치(1000)는 바람직하게 인터넷을 통하여 다른 컴퓨터 시스템들과 통신하는 능력을 갖는다.
프로세싱 장치(1800)에 의해 실행되는 운영 시스템 소프트웨어는 플래시 메모리(1160)와 같은 영구 저장장치에 바람직하게 저장되지만, 판독 전용 메모리(ROM) 또는 유사한 저장 소자와 같은 다른 유형의 메모리 장치에도 저장될 수 있 다. 또한, 시스템 소프트웨어, 특정 장치 애플리케이션 또는 그 부분들이 랜덤 액세스 메모리(RAM; 1180)와 같은 휘발성 저장 장치 내에 임시로 로딩될 수 있다. 이동 장치에 의해 수신되는 통신 신호가 또한 RAM(1180)에 저장될 수 있다.
프로세싱 장치(1800)와 이들의 연산 시스템 펑션들은 이동 장치(1000) 상에서 소프트웨어 애플리케이션(1300A-1300N)의 실행을 가능하게 한다. 데이터 및 음성 통신(1300A 및 1300B)과 같은 기본적인 장치 동작들을 제어하는 미리 정해진 세트의 애플리케이션들이 제조시에 장치(1000) 상에 설치될 수 있다. 또한, 퍼스널 정보 관리기(PIM) 애플리케이션이 제조시에 설치될 수 있다. PIM은 바람직하게 이메일, 카렌다 이벤트, 음성 메일, 약속, 및 작업 목록과 같은 데이터 항목을 구성하고 관리할 수 있다. PIM 애플리케이션은 또한 바람직하게 무선 네트워크(1401)를 통하여 데이터 항목을 송신 및 수신할 수 있다. 바람직하게, PIM 데이터 항목은 호스트 컴퓨터 시스템과 연결되거나 또는 저장된 장치 사용자의 대응 데이터 항목과, 무선 네트워크(1401)를 통하여, 끊김 없이 통합되고 동기화되고 업데이트된다.
데이터 및 음성 통신을 포함한 통신 기능들은 통신 서브 시스템(1001)을 통하여 및 가능하다면, 단거리 통신 서브 시스템을 통하여 수행된다. 통신 서브 시스템(1001)은 수신기(1500), 송신기(1520), 및 하나 이상의 안테나(1540 및 1560)를 포함한다. 또한, 통신 서브 시스템(1001)은 디지털 신호 처리기(DSP; 1580) 및 국부 발진기들(LO; 1601)과 같은 프로세싱 모듈을 포함한다. 통신 서브 시스템(1001)의 특정 설계 및 구현은 이동 장치(1000)가 동작하도록 의도된 통신 네트워크에 의 존한다. 예를 들어, 이동 장치(1000)는 MobitexTM, Data TACTM 또는 범용 패킷 무선 서비스(GPRS) 모바일 데이터 통신 네트워크들과 동작하도록 설계되고 또한 AMPS, TDMA, CDMA, WCDMA, PCS, GSM, EDGE, 등과 같은 다른 어떤 유형의 음성 통신 네트워크와 동작하도록 설계된 통신 서브 시스템(1001)을 포함할 수 있다. 다른 유형의 데이터 및 음성 네트워크가 결합형 또는 분리형 양쪽 모두가 또한 이동 장치(1000)에 이용될 수 있다. 이동 장치(1000)는 또한 3GSM, 3GPP, UMTS, 등과 같은 다른 통신 표준들과 호환가능할 수 있다.
네트워크 액세스 요건들은 통신 시스템의 유형에 의존하여 변경된다. 예를 들어, Mobitex 및 DataTAC 네트워크에서, 이동 장치는 각각의 장치와 연결되어 있는 고유한 개인 식별 정보 또는 PIN을 이용하여 네트워크 상에 등록된다. 그러나, GPRS 네트워크에서, 네트워크 액세스가 가입자 또는 장치의 사용자와 연관되어 있다. 따라서, GPRS 장치가 GPRS 네트워크 상에서 동작하기 위하여 가입자 식별 모듈(일반적으로 SIM 카드라 불림)을 요구한다.
필요한 네트워크 등록 또는 활성화 과정이 완료된 경우, 이동 장치(1000)는 통신 네트워크(1401)를 통하여 통신 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 통신 네트워크(1401)로부터 안테나(1540)에 의해 수신된 신호들은 신호의 증폭, 주파수 하향 변환, 필터링, 채널 선택 등을 제공할 뿐만 아니라 아날로그/디지털 변환을 또한 제공할 수 있는 수신기(1500)에 라우팅된다. 아날로그/디지털 변환은 DSP(1580)가 복조 및 디코딩과 같은 보다 복잡한 통신 기능들을 수행할 수 있게 한다. 유사한 방식으로, 통신 네트워크(1401)에 송신될 신호들은 DSP(1580)에 의해 프로세싱(예를 들어, 변조 및 인코딩)된 다음 송신기(1520) for d디지털/아날로그 변환, 주파수 상향 변환, 필터링, 증폭, 및 안테나(1560)를 통한 통신 네트워크(1401)(또는 네트워크들)에의 송신을 위하여 제공된다.
통신 신호들의 프로세싱에 더하여, DSP(1580)는 수신기(1500) 및 송신기(1520)의 제어를 제공한다. 예를 들어, 수신기(1500) 및 송신기(1520)에서 통신 신호에 적용되는 이득은 DSP(1580)에서 구현되는 자동 이득 제어 알고리즘을 통하여 적응가능하게 제어될 수 있다.
데이터 통신 모드에서, 텍스트 메시지 또는 다운로드된 웹 페이지와 같은 수신 신호는 통신 서브 시스템(1001)에 의해 프로세싱되어, 프로세싱 장치(1800)에 입력된다. 그 후, 수신 신호는 디스플레이(1600)로의 출력 또는 일부 실시예에서, 다른 어떤 보조 I/O 장치(1060)로의 출력을 위하여 프로세싱 장치(1800)에 의해 추가로 프로세싱된다. 또한, 장치 사용자는 키패드(1400) 및/또는 터치패드, 로커 스위치, 섬휠, 또는 다른 어떤 형태의 입력 장치와 같은 다른 어떤 보조 I/O 장치(1060)를 이용하여 이메일 메시지와 같은 데이터 항목을 작성할 수 있다. 작성된 데이터 항목은 통신 서브 시스템(1001)을 통하여 통신 네트워크(1401) 상에 송신될 수 있다.
음성 통신 모드에서, 장치의 전체 동작은, 수신 신호가 스피커(1100)에 출력되고, 송신을 위한 신호가 마이크로폰(1120)에 의해 발생되는 점을 제외하면, 데이터 통신 모드에서의 것과 실질적으로 유사하다. 음성 메시지 기록 서브시스템과 같 은 다른 음성 또는 오디오 I/O 서브 시스템들이 또한 장치(1000) 상에서 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이(1600)는 예를 들어, 통화 당사자의 아이덴티티, 음성 통화의 기간, 또는 다른 음성 통화 관련 정보를 표시하도록 음성 통신 모드에서도 이용될 수 있다.
단거리 통신 서브 시스템은 이동 장치(1000)와 다른 근접 시스템들 또는 장치 사이의 통신을 가능하게 하며, 이 근접 시스템 및 장치는 반드시 유사한 장치일 필요는 없다. 예를 들어, 단거리 통신 서브시스템은 유사하게 인에이블되는 시스템 및 장치에 통신을 제공하기 위하여 적외선 장치 및 관련 회로 및 소자들 또는 블루투스® 통신 모듈을 포함할 수 있다.
많은 변형 및 다른 실시예가 상술한 설명과 도면에 제시된 개시의 이점을 갖고 당해 기술 분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 여러 변형 및 실시예가 첨부된 청구범위의 범위 내에서 포함되도록 의도된다.
도 1은 전자 보청기를 착용한 사용자에 접하여 있는, 예시적인 실시예에 따른 이동 무선 통신 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 이동 무선 통신 장치의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자와 PCB의 개략적 정면도.
도 3은 도 1의 이동 무선 통신 장치의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자와 PCB의 개략적 이면도.
도 4는 도 1의 이동 무선 통신 장치의 포터블 하우징 및 탈착 가능 배터리 액세스 패널의 개략적 이면도.
도 5는 도 1의 이동 무선 통신 장치의 다른 실시예의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자와 PCB의 개략적 정면도.
도 6은 도 1의 이동 무선 통신 장치의 또 다른 실시예의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자와 PCB의 개략적 정면도.
도 7은 도 6의 이동 무선 통신 장치의 전기적으로 플로팅되고 도전성인 안테나 빔 성형 소자와 PCB의 측면도.
도 8은 도 1의 이동 무선 통신 장치의 추가의 예시적인 구성요소들을 나타내는 블록도.

Claims (20)

  1. 이동 무선 통신 장치로서,
    포터블 하우징;
    상기 포터블 하우징에 유지되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB);
    상기 포터블 하우징 내의 상기 PCB에 의해 유지되어 있는 무선 트랜시버 회로;
    상기 포터블 하우징 내의 상기 PCB에 의해 유지되고 상기 무선 트랜시버 회로에 연결되는 안테나;
    상기 안테나에 인접하여 상기 안테나로부터 이격되어 있는 제1 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자;
    상기 안테나에 인접하여 상기 안테나로부터 이격되어 있는 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자
    를 포함하며,
    상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 오프셋 관계로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각은 제1 길이를 가지며,
    상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각은 제1 길이보다 긴 제2 길이를 갖는 것인 이동 무선 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 안테나에 대하여 각각 대칭 형태로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 수직 방향의 오프셋 관계로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 적어도 부분적으로 오버랩하는 것인 이동 무선 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 동일 평면인 것인 이동 무선 통신 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 측방향의 오프셋 관계로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각의 단부를 넘어 연장하는 각각의 단부를 갖는 것인 이동 무선 통신 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 중 적어도 하나의 소자가 상기 포터블 하우징의 표면에 고정되어 있는 것인 이동 무선 통신 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 중 적어도 하나의 소자가 하나 이상의 일반적으로 직사각형의 금속 층을 포함하는 것인 이동 무선 통신 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 포터블 하우징 내에 유지되어 있고 상기 PCB에 연결되어 있는 배터리를 더 포함하며,
    상기 포터블 하우징은 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 중 적어도 하나가 고정되어 있는 배터리 액세스 패널을 포함하는 것인 이동 무선 통신 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 PCB는 상부와 하부를 갖고 있고, 상기 안테나는 PCB의 상기 하부에 의해 유지되어 있는 것인 이동 무선 통신 장치.
  13. 이동 무선 통신 장치를 형성하는 방법으로서,
    인쇄 회로 기판(PCB) 상에 무선 트랜시버 회로 및 안테나를 위치결정하고 무선 트랜시버 회로에 안테나를 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 인쇄 회로 기판(PCB)을 포터블 하우징 내에 위치결정하는 단계;
    상기 안테나에 인접하여 상기 안테나로부터 이격되어 있는 제1 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자를 위치결정하는 단계;
    상기 안테나에 인접하여 상기 안테나로부터 이격되어 있는 제2 쌍의 전기적으로 플로팅되고 도전성이며 이격되어 있는 안테나 빔 성형 소자를 위치결정하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 오프셋 관계로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각은 제1 길이를 가지며,
    상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들의 각각은 제1 길이보다 긴 제2 길이를 갖는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 안테나에 대하여 각각 대칭 형태로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 수직 방향의 오프셋 관계로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 적어도 부분적으로 오버랩하는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들 및 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 동일 평면인 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 제2 쌍의 안테나 빔 성형 소자들에 대하여 측방향의 오프셋 관계로 위치결정되는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 쌍의 안테나 빔 성형 소자들은 상기 제2 쌍의 안 테나 빔 성형 소자들의 각각의 단부를 넘어 연장하는 각각의 단부를 갖는 것인 이동 무선 통신 장치의 형성 방법.
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