KR20090045927A - 통신 네트워크에서 전자기 신호들을 송수신하기 위한 시스템 - Google Patents

통신 네트워크에서 전자기 신호들을 송수신하기 위한 시스템 Download PDF

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KR20090045927A
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비자이 엘. 아스라니
아드리안 나폴리스
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

장치(200)가 제공된다. 이 장치는 제1 안경 프레임 섹션(204)을 포함한다. 또한, 이 장치는 제1 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나를 포함한다. 또한, 이 장치는 제2 안경 프레임 섹션(206)을 포함한다. 또한, 이 장치는 제2 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나를 포함한다.
Figure P1020097004117
안경, 안테나, 전자기 신호 페이딩, 모바일 통신, 아이피스

Description

통신 네트워크에서 전자기 신호들을 송수신하기 위한 시스템{SYSTEM FOR TRANSRECEIVING ELECTROMAGNETIC SIGNALS IN A COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 일반적으로 안테나들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 안테나들에서의 전자기 신호 페이딩(electromagnetic signal fading)을 감소시키기 위한 장치에 관한 것이다.
현재, 안테나는 전자기 신호들을 송수신하는 장치이다. 전자기 신호는 전계 및 자계를 변화시킴으로써 발생되는 파(waves) 혹은 신호이다. 전자기 신호의 예로는, 무선 신호, 극초단파, 주파수 변조된(Frequency Modulated; FM) 신호, X 선, 감마선, 진폭 변조된(Amplitued-modulated; AM) 신호 등이 있다. 전자기 신호들은, 이 신호들에 포함된 데이터 혹은 정보를 식별하기 위해 디바이스들에 의해 해석된다. 전자기 신호를 해석할 수 있는 디바이스들의 예로는, 텔레비전, 라디오, 컴퓨터, 디스플레이, 스피커, 셀룰라 폰 등이 있다.
안테나는 모바일 통신에서 중요하게 이용된다. 모바일 통신에 이용되는 디바이스들은 셀룰라 폰, 위성 폰, 블루투스 디바이스, PDA(personal digital assistant) 등일 수 있다. 모바일 통신 디바이스 분야의 큰 발전으로 인해, 두 개 이상의 원격 디바이스들 간의 중단되지 않으며 효율적인 통신이 가능하게 되었다. 또한, 몇몇 디바이스들은, 셀룰라 폰, 무선 전화 및 위성 폰 상에서의 핸즈 프리(hands-free) 동작을 가능하게 해준다. 또한, 디바이스들의 오디오 혹은 비디오 입/출력(I/O)을 사용자의 머리에 장착시키는 것이 편리하고 바람직한 수많은 상황들이 존재한다. 이러한 디바이스들은 머리에 착용되거나 혹은 사용자의 안경(eyewear)에 통합될 수 있다. 이 디바이스들은 엔터테인먼트, 통신 등에 이용될 수 있다. 예를 들면, 이들 디바이스들은 셀룰라 및 무선 전화들, 라디오들, 테이프 플레이어들, MP3 플레이어들, 휴대용 비디오 시스템들, 및 핸드 헬드 및 랩탑 컴퓨터들과 결부되어 이용될 수 있다. 이들 디바이스들에서 안테나를 이용하여 무선으로 통신이 행해질 수 있다.
이동성(mobility)을 향상시키기 위해, 모바일 통신 디바이스, 디스플레이, 및 안테나를 안경에 통합시키려는 시도가 행해져 왔다. 이는, 핸즈 프리 동작을 가능하게 해 줄뿐만 아니라, 사용자가 이동하는 동안 오디오 및 비쥬얼 정보에 액세스하는 것을 가능하게 해준다. 모바일 통신 디바이스는, 미리 자신에게 저장되어 있는 정보를 제공할 수 있거나, 혹은 이 디바이스에 연결된 안테나를 통해 정보를 전자기 신호로서 수신할 수 있다. 이러한 응용장치들의 예로서, 인터넷, 텔레비전, GPS, 블루투스, DVB-H, WiFi, XM 라디오 등을 들 수 있다. 현재의 모바일 통신 디바이스들은 안경에 장착되는 블루투스 송수신 디바이스를 포함한다. 사용자의 손은 자유로우며, 사용자는 이동하는 동안 블루투스 송수신 디바이스의 무선 동작에 액세스할 수 있다. 그러나, 블루투스 송수신 디바이스는 여러 응용 동작을 지원하지 않으며 안경에 장착되는 개별적인 모듈이다. 개별적인 모듈이기 때문에, 디바이스가 쉽게 손상될 가능성이 높을 것이다.
또한, 모바일 통신 디바이스들은, 지리적 제약, 간섭의 영향, 시스템 한계 등의 결과인 전자기 신호 페이딩의 문제를 겪고 있다. 전자기 신호 페이딩으로 인해 전자기 신호, 노이즈 등의 비효율적인 전송이 발생된다. 따라서, 전자기 신호 품질을 손상시키지 않으면서 모바일 통신의 유연성을 향상시킬 수 있는 데이터 처리 유닛에 대한 필요가 존재한다. 또한, 단일의 통합된 모바일 통신 디바이스는, 너무 많은 모듈들을 동시에 처리함으로써 야기되는 불편함을 없애줄 수 있다.
도 1은 본 개시물의 몇몇 실시예들에 따른 통신 네트워크를 예시하는 기능도.
도 2는 본 개시물의 몇몇 실시예들에 따른 안경의 기능도.
도 3은 본 개시물의 일 실시예에 따른 안경의 기능을 설명하는, 안경의 기능도.
도 4는 본 개시물의 몇몇 실시예들에 따른 안경의 동작을 예시하는 기능도.
도 5는 본 개시물의 일 실시예에 따른 안경의 기능도를 예시한 도면.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이며, 이들 도면들은 예시용으로 제공되는 것이며 본 개시물을 제한하는 것은 아니며, 여기서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 도면들 내에서의 구성요소들은 간략성 및 명확성을 위해 예시된 것이며 일정한 비율로 그려질 필요는 없음을 알 것이다. 예를 들면, 도면들 내에서의 구성요소들의 일부의 치수는, 본 발명의 실시예들의 이해를 돕기 위해, 다른 구성요소들에 비해 과장되게 그려질 수 있다.
<발명의 요약>
본 개시물의 각종 실시예들에 따른 장치가 제공된다. 이 장치는 제1 안경 프레임 섹션을 포함한다. 또한, 이 장치는 제1 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나를 포함한다. 또한, 이 장치는 제2 안경 프레임 섹션과, 제2 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나를 포함한다.
본 개시물에 따라 전자기 신호들을 송수신하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 안경 프레임 섹션을 포함한다. 또한, 이 장치는, 전자기 신호들을 송수신하기 위한, 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나를 포함한다. 또한, 이 장치는 안경 프레임 섹션에 결합된 브리지(bridge)와, 전자기 신호들을 송수신하기 위한, 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나를 포함한다.
본 개시물에 따라 다이버시티(diversity)를 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 제1 안경 프레임 섹션을 포함한다. 또한, 이 장치는 제1 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나를 포함한다. 또한, 이 장치는, 제2 안경 프레임 섹션과, 제2 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나와, 제1 안경 프레임 섹션 및 제2 안경 프레임 섹션에 결합된 브리지를 포함한다. 또한, 이 브리지는 제1 및 제2 안테나들 간의 다이버시티를 위한 아이솔레이터를 포함한다.
<바람직한 실시예들에 대한 설명>
본 발명의 각종 실시예들에 따라 통신 네트워크에서 전자기 신호들을 송수신하는 특정 시스템에 대해 상세히 설명하기 전에, 본 발명은, 통신 네트워크에서 전자기 신호들을 송수신하기 위한 시스템들의 조합 내에 주로 존재함을 알아야 한다. 따라서, 이 장치 컴포넌트들은, 적절할 경우 도면들 내에서 본 발명의 이해와 관련된 특정 상세사항들만을 나타내는 통상의 기호들로 표현되어서, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 상세사항들로, 본원에서 설명되는 이점을 갖는 개시물을 불명확하게 하지 않도록 하였다.
본 문서에서는, 용어 "포함(comprise)", "포함함(comprising)", 혹은 이에 대한 임의의 다른 변형어는 배타적이지 않은(non-exclusive) 포함을 수용하도록 의도된 것이며, 이에 따라, 엘리먼트들의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품 혹은 장치는 이들 엘리먼트들만을 포함하는 것은 아니며, 명시적으로 열거되지 않거나 혹은 이러한 프로세스, 방법, 제품 혹은 장치에서 고유한 그 밖의 다른 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. "...을 포함하는(comprises ...a)"으로 시작되는 엘리먼트는, 더 이상의 제약사항없이, 그 엘리먼트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품 혹은 장치에서 추가의 동일한 엘리먼트들의 존재를 제외시키는 것은 아니다. 본 문서에서 사용되는 "다른(another)"이라는 용어는, 적어도 두 번째 혹은 그 이상으로서 정의된다. 본원에서 사용되는 "포함(include)" 및/또는 "가짐(having)"이라는 용어는 포함(comprising)으로서 정의된다.
본 문서에서 사용되는 "세트(set)"는, 비어 있지 않은 세트, 즉 적어도 하나의 부재를 포함하는 것을 의미한다. 본원에서 사용되는 "다른(another)"이라는 용 어는 적어도 두 번째 혹은 그 이상으로서 정의된다. 본원에서 사용되는 "포함(including)"이라는 용어는 포함(comprising)으로서 정의된다.
도 1은 본 개시물의 몇몇 실시예들에 따른 통신 네트워크(100)를 나타낸 기능도이다. 본 개시물은 사용자가 이동하는 동안 사용자가 통신할 수 있게 해주는 것을 목적으로 한다. 통신 네트워크(100)는 서로 다른 데이터 처리 유닛들 간에 데이터 또는 정보를 교환하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, 제1 데이터 처리 유닛의 사용자는, 제2 데이터 처리 유닛에 저장되어 있는 애플리케이션, 데이터베이스 혹은 주변 데이터 처리 유닛에 액세스할 수 있다. 통신 네트워크(100)의 예로서, 근거리 통신망(LAN), 원거리 통신망(WAN), 무선 근거리 통신망(WLAN), GPRS(general packet radio service) 네트워크, 원격 통신 네트워크, 및 인터넷을 들 수 있다. 통신 네트워크(100)는, 송수신 데이터 처리 유닛(102), 송수신 데이터 처리 유닛(104), 송수신 데이터 처리 유닛(106), 및 송수신 데이터 처리 유닛(108) 등의 복수의 송수신 데이터 처리 유닛들을 포함한다. 또한, 통신 네트워크(100)는 안경에 장착되는 원격 데이터 처리 유닛(110)을 포함한다. 송수신 데이터 처리 유닛들(102, 104, 106, 108)은 원격 데이터 처리 유닛(110)에 전자기 신호들을 송신하고 원격 데이터 처리 유닛(110)으로부터 전자기 신호들을 수신한다. 송수신 데이터 처리 유닛(102)의 예로는, BTS(base transreceiver station), 텔레비전 중계국, Wi-Fi 데이터 처리 유닛, 블루투스 디바이스, DVB(digital video-broadcasting) 데이터 처리 유닛, GPS(global positioning system) 등을 들 수 있다. 원격 데이터 처리 유닛(110)의 예로는, 블루투스 송수신기, Wi-Fi 수신기 등 을 들 수 있다.
원격 데이터 처리 유닛(110)은 전자기 신호들을 처리하고, 처리된 전자기 신호들을 다시 송수신 데이터 처리 유닛들(102, 104, 106, 108)에 중계한다. 유연성 및 단순성을 증가시키기 위해, 원격 데이터 처리 유닛(110)은 안경에 장착된다. 또한, 원격 데이터 처리 유닛(110)은 블루투스 디바이스일 수 있으며, 송수신 데이터 처리 유닛들(102, 104, 106, 108) 중 임의의 것으로부터의 전자기 신호들을 송수신할 수 있다. 또한, 원격 데이터 처리 유닛(110)은 송수신 데이터 처리 유닛들(102, 104, 106, 108)에 의해 전송된 전자기 신호들을 송수신하기 위한 안테나를 포함한다. 안테나는, 전자기 신호를 처리하고 유용한 정보 및 데이터를 검색하는, 원격 데이터 처리 유닛(110)의 내부 회로에 연결되어 있다.
도 2는 본 개시물의 몇몇 실시예들에 따른 안경(200)의 기능도를 나타낸 도면이다. 안경(200)은, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)과 결합되어 있는 아이솔레이션 브리지(isolation bridge)(202)를 포함한다. 제1 안테나 쌍(204)은 아이피스 홀더(eyepiece holder)(208)를 갖는 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214)을 포함한다. 제2 안테나 쌍(206)은 아이피스 홀더(210)를 갖는 조정가능한 안테나 프레임들(216, 218)을 포함한다. 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)은, 아이피스 홀더들(208, 210)을 갖는 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214, 216, 218)에 대해 여러가지로 조합한 것을 포함할 수 있다. 아이솔레이션 브리지(202)는 아이피스 홀더들(208, 210)에 결합된다. 또한, 아이솔레이션 브리지(202)는, 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 간의 전자기 및 물리적 아이 솔레이션을 제공한다. 또한, 아이피스 홀더들(208, 210)은, 사용자가, 서로 다른 형상들의 아이피스 홀더들(208, 210)을 갖게 하는 유연성을 제공하는 조정가능한 직경들 D1 및 D2를 가질 수 있다. 또한, 아이피스 홀더들(208, 210)은, 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214, 216, 218)과 결부되어, 개별적인 안테나들로서 기능한다. 다른 실시예의 경우, 아이피스 홀더들(208, 210)은 서로 다른 주파수들의 전자기 신호들을 수신하도록 세그먼트화될 수 있다. 또한, 아이피스 홀더들(208, 210)은, 예를 들어 전자파(radio wave), 극초단파, 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM) 등의 다수의 주파수들의 범위의 전자기 신호들을 수신하기 위한 다수의 세그먼트들을 가질 수 있다.
본 개시물의 실시예의 경우, 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214, 216, 218)은 금속일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예의 경우, 안테나 프레임들(212, 216)은 금속일 수 있으며, 안테나 프레임들(214, 218)은 임의의 다른 물질일 수 있다. 또한, 아이피스 홀더들(208, 210)은, 조정가능한 치수의 타원형, 직사각형, 다각형 등과 같은 다양한 형태들을 가질 수 있다. 안테나 쌍들의 치수들을 조정가능하게 함으로써 안경(200)이 여러 주파수들의 전자기 신호들을 수신할 수 있게 된다.
또한, 안경(200)은, 조정가능한 안테나 프레임들(214, 218) 각각과 함께 통합된 통합 회로들(220, 222)을 포함한다. 다른 실시예의 경우, 이 통합 회로(220, 222)는 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)과 결합될 수 있다. 이 통합 회로(220, 222) 각각은 또한 본 개시물의 각종 시스템 엘리먼트들에 전력을 공급하기 위한 전력 모듈을 포함할 수 있다. 통합 회로(220, 222)는 하나의 전력 모듈 혹은 다수의 전력 모듈에 의해 전력이 공급될 수 있으며, 또한 통상의 전원 공급 장치 혹은 통상적이지 않은 전원 공급 장치에 의해 전력이 공급될 수도 있다. 또한, 통합 회로들(220, 222)은, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)을 통한 전자기 신호들의 송수신을 가능하게 해줄 수 있는 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통합 회로(220, 222)는 전자기 신호들을 데이터 및 정보로 해석하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다.
일 실시예의 경우, 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214)은 동심 금속 원통(concentric metallic cylinder) 혹은 동심 바(concentric bar)일 수 있다. 조정가능한 안테나 프레임(214)은 조정가능한 안테나 프레임(212) 위에 슬라이딩(sliding)되어서 제1 안테나 쌍(204)의 길이 L1을 변화시킬 수 있다. 또한, 조정가능한 안테나 프레임들(216, 218)은 동심 금속 원통 혹은 동심 바일 수 있다. 또한, 조정가능한 안테나 프레임(218)은 조정가능한 안테나 프레임(216) 위에 슬라이딩되어서 제2 안테나 쌍(206)의 길이 L2를 변화시킬 수 있다. 가변 직경들 D1 및 D2와 함께 가변 길이들 L1 및 L2는 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)의 동작에 유연성을 제공하여서, 여러 주파수의 전자기 신호들을 수신한다. 또한, 안경(200)의 사용자는, 직경들 D1 및 D2와 함께 길이들 L1 및 L2를 변화시켜 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)을 튜닝하여서 여러 주파수의 전자기 신호들을 송수신할 수 있다. 다른 실시예의 경우, 안경(200)은 단일의 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 고정된 길이의 안테나 쌍(206)을 포함할 수 있다. 안테나 쌍 들(204, 206)은 아이솔레이션 브리지(202)에 의해 아이솔레이팅될 수 있다.
다른 실시예의 경우, 안경(200)은 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214) 대신에 제1 프레임 템플(frame temple)을 포함할 수 있다. 안경(200)은 아이피스 홀더(208) 대신에 제1 아이피스를 포함할 수 있다. 또한, 제1 프레임 템플은 제1 아이피스에 결합될 수 있다. 또한, 아이솔레이션 브리지(202)는 제1 아이피스에 결합된다. 안경(200)은 조정가능한 안테나 프레임들(216, 218) 대신에 제2 프레임 템플을 포함할 수 있다. 안경(200)은 또한 아이피스 홀더(210) 대신에 제2 아이피스를 포함할 수 있다. 또한, 제2 프레임 템플은 제2 아이피스에 결합될 수 있다. 또한, 제2 아이피스는 실질적으로 아이솔레이션 브리지(202)의 다른쪽에 결합된다.
도 3은 일 실시예에 따른 안경(200)의 기능을 설명하는 기능도를 나타낸다. 본 개시물은 안경(200)을 포함한다. 안경(200)은, 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 간의 전자기 아이솔레이션을 제공하는 아이솔레이션 브리지(202)를 포함한다. 제1 안테나 쌍(204)은, 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214)을 갖는 아이피스 홀더(208)에 의해 형성된다. 통합 회로(220)는 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제1 안테나 쌍(204)을 제어한다. 제2 안테나 쌍(206)은, 조정가능한 안테나 프레임들(216, 218)을 갖는 아이피스 홀더(210)에 의해 형성된다. 통합 회로(222)는 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제2 안테나 쌍(206)을 제어한다. 또한, 통신 네트워크(100)는 안경(200)과의 사이에서 전자기 신호들을 송수신하기 위한 인공 위성(302)을 포함한다. 안경(200)은 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)을 통해 인공 위성(302)과 통신한다.
제1 안테나 쌍(204)은 제1 방사 패턴(304)을 생성하며, 제2 안테나 쌍(206)은 제2 방사 패턴(306)을 생성한다. 제1 방사 패턴(304)은 제1 안테나 쌍(204)의 전계 강도의 변화를 포함한다. 제2 방사 패턴(306)은 제2 안테나 쌍(206)의 전계 강도의 변화를 포함한다. 또한, 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)은, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206) 각각으로부터 전송되거나 혹은 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206) 각각에서 수신되는 상대적 전계 강도의 그래픽 표시를 포함한다. 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)은, 최대 방사 방향으로 전계 및 자계 벡터들을 따라 원거리장(far-field) 상태에 대해 그래픽적으로 표시된다. 일 실시예의 경우, 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)은 상방향(upward direction)으로 높은 전계 강도를 가질 수 있다. 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)은, 하나의 주파수, 하나의 극성, 및 하나의 플레인 컷(plane cut)에서 취해진다. 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)은 일반적으로, 데시벨(dB) 강도 스케일을 갖는 극선(polar) 혹은 직선(rectilinear)으로 제공된다. 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)은, 최대 그래프 값, OdB로 표준화되며, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)에 대해 방향성이 주어진다.
본 개시물은 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206) 간의 안테나 다이버시티(antenna diversity)를 달성하여 전자기 신호 페이딩을 제거한다. 안테나 다이버시티는, 정보 전달 신호가 서로 다른 전파 경로들을 따라 전송되는 전송 기술이다. 안테나 다이버시티는, 안테나가 가장 양호한 품질의 신호를 송수신하게 되 도록 안테나의 방사 패턴을 선택함으로써 달성될 수 있다. 이는, 가장 양호한 방사 패턴을 선택하도록 안테나들 간을 스위칭함으로써 달성될 수 있다. 또한, 안테나 다이버시티는, 복수의 안테나들의 방사 패턴들을 조합시킴으로써 달성될 수 있다. 공간, 극성, 각도, 주파수 및 시간 다이버시티 등의 각종 다이버시티 스킴들이, 본 개시물의 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)의 구조 및 각도 변경에 의해 달성될 수 있다. 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)은, 전자기 신호들의 다중 경로 컴포넌트들이 현저하게 다른 전파 경로들을 갖도록 충분히 이격되도록 유지된다.
또한, 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 간의 거리는, 독립적인 전자기 신호 페이딩을 보장하기에 충분히 크게 된다. 다른 실시예의 경우, 안경(200)에서 두 개의 상관되지 않는 신호들을 얻기 위해서는, 수신될 전자기 신호의 파장의 적어도 반의 분리가 요구된다. 이러한 구성은 공간 다이버시티로서 알려져 있으며, 이는 안경(200)이, 최소의 노이즈 및 간섭을 갖는 가장 양호한 품질의 신호를 갖도록 동작할 수 있게 해준다. 다른 실시예의 경우, 전자기 신호들은, 각각이 서로 다른 도달 각도를 갖는 몇몇 경로들을 통해 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)에 도달할 수 있다. 또한, 전자기 신호 성분은 서로 다른 각도 성분들로 아이솔레이팅될 수 있다. 또한, 본 개시물은, 전자기 신호가, 상관되지 않는 서로 다른 각도들로 향하는 서로 다른 안테나 쌍들로부터 수신되는 것을 가능하게 해준다. 이러한 구성은 각도 다이버시티로 알려져 있다. 안경(200)에서의 각도 다이버시티는, 아이솔레이션 브리지(202)에 의해 서로 결합되어 있는 제1 안 테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206) 간의 구조적 각도를 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예의 경우, 본 개시물은 안경(200)에서의 시간 다이버시티를 가능하게 해주어서 동일한 데이터를 서로 다른 타임 슬롯으로 채널을 통해 전송할 수 있다. 시간 다이버시티는, 시간 간격이 전자기 신호들의 송수신 간에 충분히 큰 경우, 안경(200)에 의해 달성될 수 있다. 요구되는 시간 분리는, 적어도 전자기 신호의 대역폭의 페이딩의 역수(reciprocal)만큼 크다.
아이솔레이션 브리지(202)는, 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 전자기 아이솔레이션을 제공하여서 안테나 다이버시티를 달성한다. 아이솔레이션 브리지(202)는, 원하는 안테나 다이버시티 스킴을 위해 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 간의 원하는 구조적 거리 및 각도를 제공한다. 또한, 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 전자기 분리는, 물리적 거리에 의해, 안경(200)의 구조적 형태에 기인하여 달성된다. 또한, 안경(200)의 사용자는, 자신의 머리에 안경(200)을 착용함으로써 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 아이솔레이션을 제공할 수 있다. 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 아이솔레이션의 정도는, 다이버시티 상관 계수의 면에서 측정될 수 있다. 다이버시티 상관 계수는, 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 간섭장(field interference)의 상대적 측정치이다. 본 개시물은 1 유닛 미만의 범위의 다이버시티 상관 계수를 달성한다. 이 1 유닛 미만의 범위의 다이버시티 상관 계수는, 다이버시티를 달성하기 위해 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 충분한 아이솔레이션을 달성하는 데에 바람직하다. 또한, 방사 패턴(304)과 방사 패 턴(306) 간의 아이솔레이션은 서로 다른 전자기 신호 주파수들에서 변화될 수 있다. 본 개시물은 여러 주파수 값들에서 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306) 간의 높은 아이솔레이션을 달성할 수 있다. 또한, 본 개시물은, 낮은 리턴 로스(low-return losses)를 발생시킬, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)에 대한 재료를 선택하는 것을 포함한다. 안테나에서의 리턴 로스는, 안테나 회로에 입력되는 전력과, 안테나 회로 내의 불연속성으로부터 반사되는 전력 간의 차이이다. 리턴 로스는, 특정 주파수 혹은 주파수 대역에서 안테나로부터 반사되는 전력에 대한, 안테나 상에 입사되는 전력의 비율이 종종 데시벨로 표현된 것이다.
또한, 본 개시물은 동시에 동작하는 다수의 응용장치들에 관한 것이다. 응용장치들의 예로서, GPS 시스템, 블루투스, Wi-Fi 네트워크 응용장치, DVB 시스템, RFID(radio frequency identification) 시스템 등을 들 수 있다. 본 개시물은, 안경(200)의 사용자가, 제1 응용장치에 대해 전자기 신호들을 송수신하기 위해 제1 안테나 쌍(204)을 튜닝하는 것을 가능하게 해준다. 또한, 사용자는 제2 응용장치에 대해 전자기 신호들을 송수신하기 위해 제2 안테나 쌍(206)을 튜닝할 수 있다. 일 실시예의 경우, 사용자는 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)을 동시에 튜닝할 수 있다. 사용자는, 제1 응용장치에 대해 전자기 신호들을 송수신하기 위해 제1 안테나 쌍(204)을 튜닝할 수 있다. 또한, 사용자는 제2 응용장치에 대해 제2 안테나 쌍(206)을 튜닝할 수 있다. 다른 실시예의 경우, 사용자는, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206) 중 적어도 하나를 튜닝함으로써 동작될 수 있는 적어도 하나의 응용장치를 선택할 수 있다.
다른 실시예의 경우, 안경(200)은 안테나 쌍들을 형성하기 위한 복수의 조정가능한 세그먼트들을 포함할 수 있다. 아이피스 홀더(208)와 함께 제1 조정가능한 세그먼트는, 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제1 안테나 쌍(204)을 형성할 수 있다. 아이피스 홀더(210)와 함께 제2 조정가능한 세그먼트는 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제2 안테나 쌍(206)을 형성할 수 있다. 다른 실시예의 경우, 전자기 신호들을 송수신하기 위해 아이피스 홀더들(208, 210)와의, 제1 조정가능한 세그머트 및 제2 조정가능한 세그먼트의 임의의 조합이 존재할 수 있다.
도 4는 본 개시물의 몇몇 실시예들에 따른 안경(200)의 동작을 나타내는 기능도이다. 안경(200)은 아이솔레이션 브리지(202)를 포함하여서, 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 사이의 전자기 아이솔레이션을 제공한다. 제1 안테나 쌍(204)은, 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214)과 함께 아이피스 홀더(208)에 의해 형성된다. 통합 회로(220)는 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제1 안테나 쌍(204)을 제어한다. 제2 안테나 쌍(206)은 안테나 프레임들(216, 218)과 함께 아이피스 홀더(210)에 의해 형성된다. 통합 회로(222)는 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제2 안테나 쌍(206)을 제어한다. 다른 실시예의 경우, 아이피스 홀더들(208, 210)은 다수의 응용장치 안테나들을 포함할 수 있다. 아이피스 홀더들(208, 210)은 다수의 전자기 신호들을 송수신하기 위해 세그먼트화되거나 혹은 미앤더링(meandering)될 수 있다. 일 실시예의 경우, 아이피스 홀더(208)는, 아이피스 홀더(208) 주위를 감싸는 코일(402)을 이용하여 미앤더링될 수 있다. 코일(402)은, 예를 들면 제1 안테나 쌍(204)이 DVB 전자기 신호들을 수신할 수 있게 해준다. 제어기(404)는 안경(200)의 기능을 제어한다. 제어기의 예로서는, PDA, 랩탑 컴퓨터, 마이크로프로세서 등을 들 수 있다. 다른 실시예의 경우, 제어기(404)는 안경(200) 내에 내장될 수 있다. 또다른 실시예의 경우, 안경(404)은 복수의 제어기들을 가질 수 있다. 다른 실시예의 경우, 아이피스 홀더(208) 형상의 인쇄 회로가 코일(402) 대신에 기능하여서 DVB 전자기 신호들을 수신할 수 있다.
제어기(404)는 안경(200)과의 사이에서 전자기 신호들을 송수신할 수 있다. 안경(200)은 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)을 통하여 제어기(404)와 통신한다. 일 실시예의 경우, 제어기(404)는, 안경(200)으로부터 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)에 관한 정보를 수신할 수 있다. 제어기(404)는 제1 방사 패턴(304) 및 제2 방사 패턴(306)에 관한 정보를 처리하고, 가장 양호한 품질의 방사 패턴을 갖는 안테나 쌍을 선택할 수 있다. 또한, 제어기(404)는 선택된 안테나를 주 안테나 쌍으로서 지정할 수 있다. 또한, 제어기(404)는, 안경(200)에게 주 안테나 쌍의 방사 패턴을 이용할 것을 지시할 수 있다. 방사 패턴(304) 및 방사 패턴(306)에 변화가 발생하는 경우, 제어기(404)는 안테나 쌍 중 하나를 주 안테나 쌍으로서 재지정할 수 있다. 일 실시예의 경우, 제어기는 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 중 적어도 하나를 주 안테나 쌍으로서 지정한다. 또한, 제어기(404)는 제1 방사 패턴(304)과 제2 방사 패턴(306)을 조합하여, 전자기 신호 페이딩을 제거하고 다이버시티를 달성할 수 있다.
제어기(404)는, 안경(200)의 사용자가 다수의 응용장치 동작들을 동시에 선 택할 수 있게 해준다. 사용자는, 제2 안테나 쌍(206)을 이용하여 실행될 제1 응용장치를 선택할 수 있다. 제어기(404)는, 제1 응용장치에 대응하는 전자기 신호들을 수신하도록 통합 회로(222)에게 지시한다. 통합 회로(222)는 제2 안테나 쌍(206)을 통해 제1 응용장치에 대응하는 전자기 신호들의 송수신을 개시한다. 통합 회로(222)의 인터페이스 모듈은, 제1 응용장치를 실행시키기 위한 전자기 신호들을 해석한다. 일 실시예의 경우, 사용자는, 제1 안테나 쌍(204) 및 제2 안테나 쌍(206)의 임의의 조합과 함께 응용장치 동작들의 임의의 조합을 선택할 수 있다. 다른 실시예의 경우, 제어기(404)는, 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206)의 임의의 조합과 함께 응용장치 동작들의 임의의 조합을 선택할 수 있다.
도 5는 본 개시물의 일 실시예에 따른 안경(200)의 기능도를 나타낸 도면이다. 제1 안테나 쌍(204)은, 조정가능한 안테나 프레임들(212, 214)과 함께 아이피스 홀더(208)에 의해 형성된다. 통합 회로(220)는, 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제1 안테나 쌍(204)을 제어한다. 제2 안테나 쌍(206)은 안테나 프레임들(216, 218)과 함께 아이피스 홀더(210)에 의해 형성된다. 통합 회로(222)는 전자기 신호들을 송수신하기 위한 제2 안테나 쌍(206)을 제어한다. 또한, 안경(200)은 아이솔레이터(502)를 포함한다. 아이솔레이터(502)는 제1 안테나 쌍(204)과 제2 안테나 쌍(206) 간의 전자기 아이솔레이션을 제공한다. 아이솔레이터(502)는 두 개의 안테나 쌍들 간에 아이솔레이션을 제공하도록 안경(200) 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 아이솔레이터(502)는 두 개의 안테나 쌍들을 수많은 방식으로 분리할 수 있다. 예를 들면, 아이솔레이터(502)는 조정가능한 안테나 프레임(212)과 조정가능한 안테나 프레임(214) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 아이솔레이터(502)는 두 개의 안테나 쌍들을 제공하는데, 제1 안테나 쌍(204)은 통합 회로(220) 및 조정가능한 안테나 프레임(214)을 포함하며, 제2 안테나 쌍(206)은 조정가능한 안테나 프레임(212), 아이피스 홀더(208), 아이피스 홀더(210), 조정가능한 안테나 프레임(216), 조정가능한 안테나 프레임(218) 및 통합 회로(222)의 조합을 포함한다. 마찬가지로, 아이솔레이터(502)는 다수의 서로 다른 안테나 쌍들을 제공하기 위해 안경(200) 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 또한, 안테나 쌍들의 조합은 예시적인 목적을 위해 도시되었으며, 본 개시물의 범주를 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로 해석되어서는 않됨을 알아야 한다.
본 개시물은 무선 통신 네트워크에서 전자기 신호들을 송수신하기 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다. 통신 네트워크는, 원격 데이터 처리 유닛을 이용하여 전자기 신호들을 송수신할 수 있는 복수의 송수신 데이터 처리 유닛들을 포함한다. 원격 데이터 처리 유닛은 안경이며, 이 안경은 안경 프레임 내에 삽입된 통합 회로들과 함께 안테나 쌍들을 포함하여서 전자기 신호들의 송수신을 가능하게 해준다. 이 안경은 다수 혹은 단일의 응용장치 동작을 동시에 행하는 것을 가능하게 해준다. 응용장치의 예로는, 인터넷, 텔레비전, GPS, 블루투스, DVB-H, WiFi, XM 라디오 등을 들 수 있다. 또한, 이 안경은 안테나 쌍들 간의 다이버시티를 달성하여서, 전자기 신호 페이딩을 감소시켜서 높은 품질의 전자기 신호 전송을 제공하게 된다. 또한, 안경은 유선의 통신 링크들을 이용하지 않고 다수의 동작 모듈들을 통합하여서, 이동성 및 사용자 인터페이스를 개선시킨다.
본원에 개시된 통신 네트워크에서의 전자기 신호들의 송수신을 위한 시스템은, 하나 이상의 통상의 프로세서, 및 이 하나 이상의 프로세서를 제어하는 고유의 저장된 프로그램 명령어들을 포함하여서, 소정의 논-프로세서(non-processor) 회로들과 결부하여, 본원에 개시된 시스템의 기능들의 일부, 대부분, 혹은 전부를 구현할 수 있다. 논-프로세서 회로들에는 신호 구동기들, 클럭 회로들, 전원 공급 회로들, 및 사용자 입력 디바이스들을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 이들 기능들은, 사용자들이 방송된 미디어 스트림을 서로 다르게 볼 수 있게 해주는 방법의 단계들로서 해석될 수 있다. 대안적으로는, 일부 기능들 혹은 모든 기능들이, 프로그램 명령어들이 저장되어 있지 않은 상태 기계, 혹은 각 기능, 혹은 소정의 기능들의 몇몇 조합이 커스텀 로직(custom logic)으로 구현되는 하나 이상의 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구현될 수 있다. 물론, 이 두 방안들의 조합도 또한 이용될 수 있다. 따라서, 이들 기능들을 위한 방법들 및 수단들이 본원에서 설명되었다.
본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본원에 개시된 개념들 및 원리들에 대해 지침을 받을 때, 예를 들어 이용가능한 시간, 현재 기술 및 경제적 고려사항들에 의해 동기부여되는 많은 가능성있는 설계 초이스 및 현저한 노력에도 불구하고, 최소의 실험을 통해 이러한 소프트웨어 명령어들, 프로그램들 및 IC들을 용이하게 생성할 수 있을 것임을 예상할 수 있다.
전술한 명세서에서, 본 발명 및 그 이점들 및 이익들에 대해 특정 실시예들을 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 이 하의 특허청구범위에서 제시되는 바와 같이, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 각종 수정 및 변경이 행해질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한용이 아니라 예시용으로 간주되어야 하며, 이러한 변경들 모두는 본 발명의 범주 내에 포함된다. 상기 이점들, 이익들, 문제 해결책, 및 임의의 이점, 이익 혹은 해결책이 일어나게 하거나 혹은 더욱 명백하게 할 수 있는 임의의 엘리먼트(들)는, 특허청구범위 중 임의의 것 혹은 모두 중에서 결정적이거나, 필수적이거나 혹은 본질적인 특성들 혹은 엘리먼트들인 것으로 해석되어서는 않된다. 본 발명은 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정의되는데, 이것에는 본 출원의 계류 동안 행해진 임의의 보정, 및 특허결정된 이들 청구항들의 모든 등가물이 포함된다.

Claims (20)

  1. 제1 안경 프레임 섹션(eyeglass frame section);
    상기 제1 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나;
    제2 안경 프레임 섹션;
    상기 제2 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나; 및
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 간의 다이버시티(diversity)를 위해 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 결합된 아이솔레이터(isolator)
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    안경 프레임 브리지(eyeglass frame bridge)를 더 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안경 프레임 섹션은,
    제1 프레임 템플(frame temple); 및
    상기 제1 프레임 템플에 결합된 제1 아이피스(eyepiece)를 포함하며,
    상기 장치는, 상기 제1 아이피스에 결합된 브리지를 더 포함하며,
    상기 제2 안경 프레임 섹션은,
    상기 제1 아이피스로부터 상기 브리지의 실질적으로 반대측에 결합된 제2 아 이피스; 및
    상기 제2 아이피스에 결합된 제2 프레임 템플을 포함하는 장치.
  4. 제1 안경 프레임 섹션;
    상기 제1 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나;
    제2 안경 프레임 섹션;
    상기 제2 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나; 및
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나로부터의 정보를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 제어기
    를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어기는 또한, 수신된 정보에 기초하여 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 상기 적어도 하나의 방사 패턴을 변경하도록 구성된 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어기는 또한, 전자기 신호 페이딩(electromagnetic signal fading)을 제거하기 위해 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 상기 적어도 하나의 방사 패턴으로부터 방사 패턴을 선택하도록 구성된 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나는, 전자기 신호들을 수신하도록 구성된 제1 조정가능한 세그먼트를 포함하며,
    상기 제2 안테나는, 전자기 신호들을 수신하도록 구성된 제2 조정가능한 세그먼트를 포함하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 결합된 적어도 하나의 통합 회로(integrated circuitry)를 더 포함하는 장치.
  8. 전자기 신호들을 송수신하기 위한 장치로서,
    안경 프레임 섹션;
    전자기 신호들을 송수신하기 위해 상기 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나;
    상기 안경 프레임 섹션에 결합된 브리지; 및
    전자기 신호들을 송수신하기 위해 상기 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나
    를 포함하며,
    상기 브리지는, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 간의 다이버시티를 위해 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 결합된 아이솔레이터를 포함하는, 전자기 신호 송수신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 안경 프레임 섹션은 제1 안경 프레임 섹션 및 제2 안경 프레임 섹션을 포함하는 전자기 신호 송수신 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 안경 프레임 섹션은,
    제1 프레임 템플;
    상기 제1 프레임 템플에 결합된 제1 아이피스 ― 상기 브리지는 상기 제1 아이피스에 결합됨 ―;
    상기 제1 아이피스로부터 상기 브리지의 실질적으로 반대측에 결합된 제2 아이피스; 및
    상기 제2 아이피스에 결합된 제2 프레임 템플을 포함하는 전자기 신호 송수신 장치.
  11. 전자기 신호들을 송수신하기 위한 장치로서,
    안경 프레임 섹션;
    전자기 신호들을 송수신하기 위해 상기 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나;
    상기 안경 프레임 섹션에 결합된 브리지;
    전자기 신호들을 송수신하기 위해 상기 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나; 및
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나로부터 정보를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 제어기
    를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어기는 또한, 수신된 정보에 기초하여 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 상기 적어도 하나의 방사 패턴을 변경하도록 구성된, 전자기 신호 송수신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어기는 또한, 전자기 신호 페이딩을 제거하기 위해 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 상기 적어도 하나의 방사 패턴으로부터 방사 패턴을 선택하도록 구성된, 전자기 신호 송수신 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 안테나는, 전자기 신호들을 수신하도록 구성된 제1 조정가능한 세그먼트를 포함하며,
    상기 제2 안테나는, 전자기 신호들을 수신하도록 구성된 제2 조정가능한 세그먼트를 포함하는, 전자기 신호 송수신 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 결합된 적어도 하나의 통합 회로를 더 포함하는 전자기 신호 송수신 장치.
  15. 다이버시티를 위한 장치로서,
    제1 안경 프레임 섹션;
    상기 제1 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제1 안테나;
    제2 안경 프레임 섹션;
    상기 제2 안경 프레임 섹션 내에 삽입된 제2 안테나; 및
    상기 제1 안경 프레임 섹션과 상기 제2 안경 프레임 섹션 사이에 결합된 브리지
    를 포함하며,
    상기 브리지는, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 간의 다이버시티를 위한 아이솔레이터를 포함하는, 다이버시티를 위한 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 안경 프레임 섹션은,
    제1 프레임 템플; 및
    상기 제1 프레임 템플에 결합된 제1 아이피스를 포함하며,
    상기 제2 안경 프레임 섹션은,
    상기 제1 아이피스로부터 상기 브리지의 실질적으로 반대측에 결합된 제2 아이피스; 및
    상기 제2 아이피스에 결합된 제2 프레임 템플을 포함하는, 다이버시티를 위한 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나로부터 정보를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 제어기를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 제어기는 또한, 수신된 정보에 기초하여 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 상기 적어도 하나의 방사 패턴을 변경하도록 구성된, 다이버시티를 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어기는 또한, 전자기 신호 페이딩을 제거하기 위해 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 상기 적어도 하나의 방사 패턴으로부터 방사 패턴을 선택하도록 구성된, 다이버시티를 위한 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 안테나는, 전자기 신호들을 수신하도록 구성된 제1 조정가능한 세그먼트를 포함하며,
    상기 제2 안테나는, 전자기 신호들을 수신하도록 구성된 제2 조정가능한 세 그먼트를 포함하는, 다이버시티를 위한 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 결합된 적어도 하나의 통합 회로를 더 포함하는, 다이버시티를 위한 장치.
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