KR20110126176A - 무선 통신 디바이스들을 위한 주파수 선택 다중 대역 안테나 - Google Patents

무선 통신 디바이스들을 위한 주파수 선택 다중 대역 안테나 Download PDF

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Abstract

넓은 범위의 동작 주파수 대역들에 걸쳐 개선된 안테나 효율을 갖는, 축소된 물리적 크기를 갖는 다중 대역 안테나가 설명된다. 다중 대역 안테나는 복수의 공진 주파수들 중 하나로 튜닝하기 위해 가변적으로 선택 가능한 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들에 커플링된 변형된 단극 엘리먼트를 포함한다. 예시적인 일 실시형태에서, 변형된 단극 엘리먼트는 종래의 단극 엘리먼트의 기하학적 구조 이외의 기하학적 구조를 가지며, 변형된 단극 엘리먼트와 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들 사이에 배치되고, 복수의 공진 주파수들 중 원하는 공진 주파수로 튜닝하는 경우에, 변형된 단극 엘리먼트에 선택된 하나 이상의 안테나 로딩 엘리먼트들을 커플링하도록 구성되는 스위치 어레이를 포함한다. 다중 대역 안테나 공진 주파수는, 동작 주파수 대역들 사이에서 다중 대역 안테나를 튜닝하기 위해, 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들 중에서 선택하는 무선 통신 디바이스에 의해 제어된다.

Description

무선 통신 디바이스들을 위한 주파수 선택 다중 대역 안테나{FREQUENCY SELECTIVE MULTI-BAND ANTENNA FOR WIRELESS COMMUNICATION DEVICES}
본 발명은 일반적으로 무선 주파수 (RF) 안테나에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다중 대역 RF 안테나에 관한 것이다.
무선 통신 디바이스들을 위한 라디오들 (radios) 및 지원되는 주파수 대역들의 수는, 새로운 특징들 및 더 높은 데이터 스루풋에 대한 요청이 증가함에 따라, 계속 증가하고 있다. 새로운 특징들 중 몇몇 예들은, 각각 다수의 주파수 대역들 (CDMA450, US 셀룰러 CDMA/GSM, US PCS CDMA/GSM/WCDMA/LTE/EVDO, IMT CDMA/WCDMA/LTE, GSM900, DCS) 에서의 다수의 음성/데이터 통신 링크들인 GSM, CDMA, WCDMA, LTE, EVDO, 단거리 통신 링크들 (블루투스, UWB), 브로드캐스트 미디어 수신 (MediaFLO, DVB-H), 고속 인터넷 액세스 (UMB, HSPA, 802.11a/b/g/n, EVDO), 및 위치 측위 기술들 (GPS, Galileo) 을 포함한다. 무선 통신 디바이스에서의 이들 새로운 특징들 각각으로 인해, 라디오들 및 주파수 대역들의 수가 증가하고, (수신 및/또는 송신 다이버시티 (diversity) 를 위한) 잠재적으로 다수의 안테나들뿐만 아니라 각각의 주파수 대역을 지원하는 다중 대역 안테나의 복잡성 및 설계 과제들이 상당히 증가할 수도 있다.
다중 대역 안테나에 대한 하나의 종래의 해결방안은 다수의 (복수의) 주파수 대역들에서 공진하는 구조를 설계하는 것이다. (넓은 범위의 작동 주파수 대역들에 걸쳐) 안테나 방사 효율을 향상시키는 것뿐만 아니라 다중 대역 안테나 입력 임피던스를 제어하는 것은, 다중 대역 안테나 구조의 기하학적 구조 및 무선 통신 디바이스 내에서의 다중 대역 안테나와 라디오(들) 사이에서의 정합 회로 (matching circuit) 에 의해 규제된다. 이 설계 접근법이 수행될 때에는 종종, 안테나 구조의 기하학적 구조가 매우 복잡하며 안테나의 물리적 면적/체적은 증가한다.
높은 안테나 방사 효율 및 연관된 정합 회로들을 이용하여 다중 대역 안테나들을 설계할 때의 제한들로 인해, 다른 해결방안은 다수의 작동 주파수 대역들을 커버하기 위해 다수의 안테나 엘리먼트들을 활용하고 있다. 특정 애플리케이션에서, US 셀룰러, US PCS, 및 GPS 라디오들을 이용하는 셀룰러폰은 각각의 작동 주파수 대역에 대해 하나의 안테나를 활용할 수도 있다 (각각의 안테나는 단일의 무선 주파수 대역에서 작동한다). 이 접근법에 대한 단점은, 다수의 단일-대역 안테나 엘리먼트들의 추가적인 면적/체적 및 추가적인 비용이다.
다중 대역 안테나들의 어떤 애플리케이션들에서는, 특정 동작 주파수 대역에서 (50 ohms 을 갖는) 다중 대역 안테나에 대한 최적의 정합을 선택, 즉, US 셀룰러, US PCS, 및 GPS 사이에서 선택하기 위해, 다중 대역 안테나 정합이 (단극 다중-스로우 스위치 (single-pole multi-throw switch) 를 이용하여) 전자식으로 조정되는바, 이는 단지 일 예에 불과하다. 다중 대역 안테나 구조는 상이한 동작 주파수 대역들에 대해 변경되지 않기 때문에, 더 많은 주파수 대역들이 추가됨에 따라, 이 다중 대역 안테나 성능은 저감될 수도 있다.
종래의 설계들의 사이즈 불이익 없이, 무선 통신 디바이스들에 대한 넓은 범위의 동작 주파수들에 걸쳐, 개선된 방사 효율을 갖는 다중 대역 안테나에 대한 필요가 존재한다.
도 1 은 종래의 단극 안테나의 3차원 도면을 나타낸다.
도 2 는 다중 대역 안테나의 2차원 도면을 나타낸다.
도 3 은 다중 대역 안테나의 3차원 도면을 나타낸다.
도 4 는 4개의 다중 대역 안테나들을 갖는 휴대형 컴퓨터의 도면을 나타낸다.
도 5 는 2개의 다중 대역 안테나들을 갖는 핸드헬드 무선 통신 디바이스의 도면을 나타낸다.
도 6 은 휴대형 컴퓨터 구성 (configuration) 을 위한 다중 대역 안테나 효율 (450 내지 1000 MHz) 의 그래프를 나타낸다.
도 7 은 휴대형 컴퓨터 구성을 위한 다중 대역 안테나 효율 (1000 내지 6000 MHz) 의 그래프를 나타낸다.
도 8 은 핸드헬드 무선 통신 디바이스 구성을 위한 다중 대역 안테나 효율 (450 내지 1000 MHz) 의 그래프를 나타낸다.
도 9 는 핸드헬드 무선 통신 디바이스 구성을 위한 다중 대역 안테나 효율 (1000 내지 6000 MHz) 의 그래프를 나타낸다.
이해를 용이하게 하기 위해, 적절한 경우에 이러한 엘리먼트들을 구별하기 위해 접미사들이 추가될 수도 있는 경우를 제외하고는, 도면들에 공통하는 동일한 엘리먼트들을 지시할 수 있는 곳에는 동일한 참조 번호가 사용되었다. 도면에서의 이미지들은 설명의 목적을 위해 단순화된 것이며, 반드시 일정한 비율로 표현된 것은 아니다.
첨부된 도면들은, 본 발명의 예시적인 구성들을 도시하고 있으며, 이와 같이, 동일하게 유효한 다른 구성들에 허용될 수도 있는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 생각되어서는 아니 된다. 결과적으로, 부가적인 언급이 없다면 몇몇 구성들의 특징들은 다른 구성들에서 유리하게 통합될 수도 있다는 것은 고려되는 것이다.
"예시적인" 이라는 용어는 본 명세서에서 "예, 예시, 또는 실례로서 역할을 하는" 을 의미하는 것으로 사용된다. 본 명세서에 "예시적인" 것이라고 설명된 임의의 실시형태는, 다른 실시형태들보다 반드시 바람직하다거나 유리하다는 것으로 해석되는 것은 아니다.
첨부된 도면들과 관련하여 상세한 설명이 이하에 기재된 상세한 설명은, 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되는 것이지, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 표현하도록 의도되는 것은 아니다. 이 설명에 걸쳐 사용된 "예시적인" 이라는 용어는, "예, 예시, 또는 실례로서 역할을 하는" 을 의미하는 것이며, 다른 실시형태들보다 반드시 바람직하다거나 유리하다는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 대한 이해를 통해 제공하기 위한 특정한 상세 내용들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들은 이들 특정한 상세 내용 없이 실시될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 몇몇의 경우에는, 본 명세서에 나타낸 예시적인 실시형태들의 신규함을 불명확하게 하는 것을 피하기 위해, 공지된 구조들 및 디바이스들을 블록 다이어그램 형식으로 나타낸다.
셀룰러, PCS, 및 IMT 주파수 대역들을 위한 무선 통신 디바이스들 및 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, 및 SC-FDMA 와 같은 에어-인터페이스들 (air-interfaces) 을 포함하지만 이에 한정되지 않는 각종 다중 대역 안테나 설계들을 위해, 본 명세서에 기재된 디바이스가 사용될 수도 있다. 이 디바이스는, 셀룰러, PCS 또는 IMT 네트워크 표준들 및 주파수 대역들 외에도, 로컬-영역 또는 개인-영역 네트워크 표준들, WLAN, 블루투스, 및 초광대역 (ultra-wideband; UWB) 에 대해 사용될 수도 있다.
현대의 무선 통신 디바이스들은, 안테나들에게 다양한 애플리케이션들에 대한 무선 주파수 신호들을 송신 및 수신하라고 요청한다. 많은 설계들에 있어서, 무선 통신 디바이스 안테나들은 무선 통신 디바이스 접지 평면 위에 배치된 하나 이상의 단극 엘리먼트들을 포함한다. 안테나 구조의 전기 길이 (electric length) 가 원하는 동작 주파수에서 공진한다면, 단극 안테나 엘리먼트들은 충분한 안테나 이득을 제공한다. 무선 통신 디바이스 및 안테나들은 핸드헬드 디바이스 (음성 애플리케이션들을 위한 셀룰러폰, 휴대형 비디오 폰, 스마트 폰, 추적 (GPS+WAN) 디바이스 등) 및 휴대형 컴퓨팅 디바이스 (랩탑, 노트북, 태블릿 개인용 컴퓨터, 넷북 등) 에 통합될 수도 있다.
도 1 은 종래의 단극 안테나의 3차원 도면을 나타낸다. 단극 안테나 (10) 는, 쌍극 안테나의 하반부를, 방사성 단극 안테나 엘리먼트 (12) 에 (3차원적으로) 직교하는 접지 평면 (22) 으로 치환함으로써 형성되는 일 유형의 무선 안테나이다. 접지 평면 (22) 이 (원하는 무선 주파수에서의 파장의 측면에서) 크다면, 마치 접지 평면 (22) 에서의 반사가 쌍극의 손실된 절반을 형성하는 것처럼, 방사성 단극 안테나 엘리먼트 (12) 는 정확히 다이폴처럼 거동한다.
단극 안테나 시스템 (10) 은, 이상적인 경우에, 단극 안테나 엘리먼트 (12) 의 전기 길이 (L) 에 의해 정의되는 공진 주파수에서 3dBi 의 지향성 이득 (directive gain) 을 가질 것이다. 단극 안테나 (10) 는 또한, RF I/O 소스 (24) 보다는 안테나 포트 (14) 와 접지 평면 (22) (RF 포트 (20) 에서 측정됨) 사이에서 측정될 때 더 낮은 입력 저항을 가지므로, 전반적으로 더 낮은 하부 안테나 효율을 초래할 것이다.
단극 안테나 엘리먼트 (12) 의 입력 임피던스는, 인덕터-커패시터 정합 네트워크 (LC (16)) 를 활용하여 RF I/O 소스 (24) 에 정합하도록 변환되어, 안테나 포트 (18) 에서 측정되는 바와 같이, 안테나 효율이 개선될 것이다. 그러나, LC (16) 는 하나의 동작 무선 주파수에서의 최적의 임피던스 정합을 제공할 것이고, LC (16) 는 실제 회로들에서의 인덕터와 커패시터들 양방 모두의 양호도 (Q) 와 연관된 (삽입 손실 측면에서의) 손실들을 초래할 것이다.
전기 길이는 와이어 길이 L 로 실현될 수 있다. 와이어 길이 L 은 통상적으로 무선 통신 디바이스의 접지 평면 차원들에 따라 자유 공간 내에서 동작 주파수의 파장의 1/4 이다 (또는 이보다 크다). 일 설계 예에서, 와이어 길이 L 이 동작 주파수의 파장의 1/4 과 동일하다면, 안테나 포트 (18) 에서 측정되는 바와 같은 단극 안테나 엘리먼트 (12) 의 입력 임피던스는 대략 50 ohms 일 것이며, RF I/O 소스 (24) 에 정합된다.
도 2 는 예시적인 실시형태에 따른 다중 대역 안테나 (100) 의 2차원 도면을 나타낸다.
인덴트들 (indents) (112a, 112b, 114a, 및 114b) 을 갖는 변형된 (modified) 단극 엘리먼트 (110a) 를 포함하는 다중 대역 안테나 (100) 는 유연한 (flexible) 프린트 회로 보드 (104) 상에 형성되며, 특정 무선 통신 디바이스 애플리케이션에 대한 정확한 치수들 (dimensions) 을 갖는 변형된 단극 안테나 엘리먼트 (110a) 가 폴딩된다.
예시적인 일 실시형태에서, 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 의 길이 L 은 25mm 이고, 높이 H 는 11mm 이며, 다중 대역 안테나 (100) 의 전반적인 치수들은 25mm × 7mm × 5mm 이다. 상이한 동작 대역 구성들을 위해 다른 물리적인 치수들이 요청될 수도 있다. 다른 물리적인 형상들이, 무선 통신 디바이스의 상이한 제약 또는 물리적 제약을 위해 요청될 수도 있고, 도 3 에 나타낸 바와 같이 2차원 또는 3차원 중 어느 일방으로 형성된 (예컨대, 스탬핑된 (stamped)) 금속화 구조체들에 의해 물리적으로 표현될 수도 있다. 이러한 2차원 형상 또는 3차원 형상은, 타원, 반타원, 1/4 타원, 직사각형, 원, 반원, 미앤더링 마이크로-스트립 (meandering micro-strip) 송신 직선들, 및 다각형들을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 기준 접지 평면 (도 2 내지 도 3 에서의 접지 평면 (134)) 은 단극 안테나 엘리먼트 (110a) 에 (3차원적으로) 직교하지 않을 수도 있지만, 안테나 효율 및 방사 패턴은 도 1 에 이미 나타낸 종래의 단극 안테나 (10) 에 상대적이거나 종래의 단극 안테나 (10) 에 대해 상대적으로 변경될 것이다. 양 경우들, 즉, 안테나의 물리적 치수들과 기준 접지 평면 구성에 있어서, 최종 안테나 구조는, 이 명세서 내에서, 변형된 단극 엘리먼트 (도 2 에서의 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 및 도 3 에서의 변형된 단극 엘리먼트 (110b)) 로 지칭된다. 금속 구조체들이 스탬핑될 수도 있고, 및/또는 형성될 수도 있다.
다중 대역 안테나 (100) 는, 외부의 무선 주파수 (RF) 포트 (122) 에서 측정되는 RF I/O 포트 (136) 를 정합시키기 위해, 일 범위의 주파수들에 걸쳐, 제 1 무선 주파수 입력 (142) 에서 측정되는 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 임피던스를 변환하기 위한 정합 컴포넌트들 (116 및 118) 을 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 안테나 정합 컴포넌트 (116) 는, 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 의 우측 하부의 에지를 따라, 외부의 무선 주파수 (RF) 포트 (122) 및 접지 평면 (134) 으로 접속된다. 접지 평면 (134) 은 (도 4 및 도 5 에 나타낸 바와 같이), 전체적으로 또는 부분적으로, 무선 통신 디바이스의 접지 평면에 접속되거나 무선 통신 디바이스의 접지 평면을 공유한다. 안테나 정합 컴포넌트 (118) 는, 외부의 무선 주파수 (RF) 포트 (122), 및 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 와 안테나 정합 컴포넌트 (116) 사이의 제 1 무선 주파수 입력 (142) 과 직렬로 접속된다. RF I/O 포트 (136) 에는, 다중 대역 안테나 (100) 에 걸쳐, 외부의 무선 주파수 (RF) 포트 (122) (포지티브 신호 노드) 및 RF 접지 노드 (124) (접지 또는 네거티브 신호 노드) 가 접속된다.
도 2 에 나타낸 바와 같이, 다중 대역 안테나 (100) 의 동작 주파수 대역은 단극 파이브-스로우 (single-pole five-throw) 스위치 (스위치 (128)) 위치를 제어함으로써 변경된다. 스위치 (128) 의 공통 포트는 DC 차단 커패시터 (126) 에 접속된다. DC 차단 커패시터 (126) 는 스위치 (128) 의 공통 포트 및 제 2 무선 주파수 입력 (138) 에서의 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 사이에 접속된다. 스위치 (128) 의 5개의 개별 포트들은 한 세트의 안테나 로딩 엘리먼트들 중 대응하는 안테나 로딩 엘리먼트에 각각 접속하며, 본 예에서 설정된 한 세트의 안테나 로딩 엘리먼트들은 안테나 로딩 커패시터들 (132a, 132b, 132c, 132d, 및 132e) 로 이루어진 것으로 나타나 있다. 각각의 안테나 로딩 커패시터의 값이 각 경우에서의 최적의 대역폭 및 중심 주파수를 달성하기 위한 특정 동작 주파수 대역으로 선택된다.
제 2 무선 주파수 입력 (138) (DC 차단 커패시터 (126) 는, 스위치 (128) 와 함께, 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 에 접속되고, 안테나 로딩 커패시터들 (132a-132e) 은 접지 평면 (134) 에 접속됨) 은, 다중 대역 안테나 (100) 의 대역폭 및 중심 주파수를 최적화하기 위해 좌측으로부터 우측으로 시프트될 수도 있다. 선택된 동작 주파수 대역의 대역폭은 다중 대역 안테나 (100) 의 물리적 치수들, 및 어느 정도까지는, 접지 평면 (134) 에 접속된 무선 통신 디바이스의 기준 접지 평면에 의해 정의된다.
스위치 (128) 에 대한 스위치 제어는 나타나 있지 않지만, 대개, 안테나 로딩 커패시터들 (132a-132e) 의 개별 커패시터들로 하여금, 일련의 DC 차단 주파수 (126) 를 통해 제 2 무선 주파수 입력 (138) 에 접속할 수 있게 하는 한 세트의 디지털 신호들이다. 제어 신호들은, 다중 대역 안테나 (100) 가 일 부품인 무선 통신 디바이스 (도 3 에서의 312 또는 도 4 에서의 406) 로부터 발신한다. 추가적인 다중 대역 안테나들은, 다수의 주파수 대역들에서의 병행 처리를 위해 부가될 수 있으며, 더 높은 스루풋 애플리케이션들 (EVDO, HSPA, 802.11n 은 거의 예가 되지 않음) 을 위해 수신 및/또는 송신 다이버시티가 부가될 수 있다.
스위치 (128) 는 이산 스위치 회로들 (SPST, SP2T, SP3T 등 및 이들의 조합들) 로 치환될 수도 있으며, RF 공통 입력 포트 및 RF 로딩 출력 포트는 동작 주파수 대역들의 수, 요청되는 대역폭 및 다중 대역 안테나 (100) 의 방사 효율에 기초하여 변경될 수도 있다.
이와 다른 예시적인 실시형태들에서는, 다수의 안테나 로딩 커패시터들을 감산 또는 가산하기 위해 다수의 스위치 위치들이 동시에 변경되고, 이에 의해 가능한 동작 주파수 대역들의 수를 증가시킨다. 각각의 공통 스위치 포트로부터 접지로의 DC 전류 경로가 존재한다면, DC 차단 커패시터 (126) 가 유일하게 요청된다.
또한, 안테나 로딩 커패시터들 (132a-132e) 은, (스위치 (128) 에 대한 동작 주파수 대역들의 수에 따라) 상이한 수의 집중된 (lumped) 또는 분산된 (distributed) 로딩 엘리먼트들로 치환된다. 특히, 안테나 로딩 커패시터들은, 전압 가변 커패시터들, 인덕터들, 또는 인덕터들과 커패시터들의 직렬 혹은 병렬 조합 (LC 회로들 및 집적 LC 회로들) 이나 등가의 안테나 로딩 엘리먼트들로 치환될 수도 있다. 개별적인 안테나 로딩 커패시터들, 인덕터들 또는 LC 회로들 (안테나 로딩 컴포턴트들) 의 물리적인 위치는, 변형된 단극 엘리먼트 (110a), 스위치 (128), 및 접지 평면 (134) 사이에 있는 갭 사이의 어디에든 존재할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 개별적인 안테나 로딩 커패시터들은 접지 평면 (134) 과 스위치 (128) 사이에서 개별적인 RF 로딩 포트들을 접속시킨다.
도 2 의 다중 대역 안테나 (100) 는, 안테나 방사 효율에 있어서의 본질적인 향상을 나타내며, 하나의 다중 대역 안테나 (100) 로 하여금, (i) 상이한 동작 주파수 대역들을 위해 (도 1 에 나타낸) 다수의 단일 대역 안테나들의 기능성을 대체하고 (ⅱ) 안테나 시스템의 크기를 감소시킬 수 있게 한다. 그 결과, 회로 보드 평면도 및 레이아웃이 단순화되고, 무선 통신 디바이스 사이즈는 감소되며, 궁극적으로 무선 통신 디바이스 특징들 및 형태가 향상된다.
도 3 은 예시적인 실시형태에 따른 다중 대역 안테나 (200a) 의 3차원 도면을 나타낸다. 도 2 로부터의 다중 대역 안테나 (100) 와 도 3 으로부터의 다중 대역 안테나 (200a) 사이의 유일한 차이점은, 도 2 의 다중-대역 안테나 (100) 에 대한 도 3 에 나타낸 다중 대역 안테나 (200a) 의 물리적 체적 및 치수들을 변경하기 위해, 예시적인 실시형태에 나타낸 바와 같이 다중 대역 안테나 (200a) 가 3차원적으로 출현할 수도 있는 방법을 나타내도록, 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 가, 폴딩된 변형된 단극 엘리먼트 (110b) 로 치환된다는 점이다.
도 4 는, 도 2 및 도 3 에 이미 나타낸 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라, 4개의 다중 대역 안테나들 (200a (각각의 2개) 및 200b (각각의 2개)) 을 갖는 휴대형 컴퓨터 (300) 의 다이어그램을 나타낸다. 각각의 다중 대역 안테나는, 모든 잠재적인 통신 모드들 및 동작 주파수 대역들을 커버하기 위해, 일 범위의 주파수들에 걸쳐 튜닝 가능하다. 개별적인 다중 대역 안테나들은, 동시 발생의 통신 모드들의 수에 따라 상이한 동작 주파수 대역들 또는 동일한 동작 주파수 대역으로 튜닝될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 다중-대역 안테나는 US 셀룰러 (장거리 데이터 및 음성 통신) 로 튜닝될 수도 있고, 제 2 다중 대역 안테나는 (휴대형 컴퓨터 (300) 애플리케이션 소프트웨어에 의한 위치 측위 정보 요청들을 위한) GPS 로 튜닝될 수도 있고, 제 3 다중 대역 안테나는 블루투스 단거리 통신을 위한 2.4 GHz 로 튜닝될 수도 있고, 제 4 다중 대역 안테나는 802.11a WLAN 동작을 위한 5-6 GHz 로 튜닝될 수도 있다. 제 2 예에서, 휴대형 컴퓨터 (300) 는 802.11n 을 이용하여 통신하도록 구성될 수도 있고, 동일한 동작 주파수 대역 및 동일한 RF 채널에서 동시에 2, 3 혹은 4개의 다중 대역 안테나들의 이용을 요청하도록 구성될 수도 있다. 이 특정 애플리케이션에 대한 다중 대역 안테나들의 설계에 있어서 명백한 바와 같이, 휴대형 컴퓨터 (300) 내의 무선 통신 디바이스 (312) 는 개별적인 다중 대역 안테나들을 튜닝하여 다수의 동작 모드들 및 동작 주파수 대역들을 필요에 따라 서빙하도록 재구성될 수도 있다.
다중 대역 안테나 (200b) 는 다중 대역 안테나 (200a) 의 미러 이미지이다. 미러화된 다중-대역 안테나 (200b) 는 다중 대역 안테나 (200a) 와 기능상 동일하며, 다중 대역 안테나들 및 휴대형 컴퓨터 내에 내장된 무선 통신 디바이스(들) 사이의 케이블 또는 전기적 라우팅 길이들을 감소시킬 수도 있다. 다중 대역 안테나들 (200a (각각의 2개) 및 200b (각각의 2개)) 은 휴대형 컴퓨터 상부 하우징 (302) 의 상부 에지를 따라 위치되어, 휴대형 컴퓨터 (300) 디스플레이 뒤편의 접지 평면 (304) 에 접속될 수도 있다. 이와 달리, 다중 대역 안테나들 (200a (각각의 2개) 및 200b (각각의 2개)) 은 휴대형 컴퓨터 상부 하우징 (302) 의 측면들 상에 위치되어, 휴대형 컴퓨터 (300) 디스플레이 뒤편의 접지 평면 (304) 에 접속될 수도 있다. 다른 다중 대역 안테나 구성이 가능한바, 즉, 다중 대역 안테나들은, 측면과 휴대형 상부 하우징 (302) 의 상부 에지들 사이에서 스플릿될 수도 있고, 휴대형 상부 하우징 (302) 과 휴대형 하부 하우징 (308) 사이에서 스플릿될 수도 있고, 또는 휴대형 하부 하우징 (308) 의 에지들을 따라서만 위치될 수도 있다.
무선 통신 디바이스 (312) 는 (상부 하우징 (302) 내의) 접지 평면 (304) 상의 휴대형 컴퓨터 디스플레이 뒤편에 있을 수도 있고 (미도시), 또는 (도시된 바와 같이) 주 하우징 (308) 내의 휴대형 컴퓨터 마더보드 상 (마더보드 (310) 상) 에 배치될 수도 있다. 통상적으로, 휴대형 컴퓨터들에서, 주 하우징 (308) 은 태블릿 컴퓨터들에 대한 힌지 (hinge) 또는 회전이음쇠 (swivel) 를 통해 상부 하우징 (302) 에 접속된다. 통상적인 휴대형 컴퓨터 (300) 에서, 무선 통신 디바이스들은 마더보드 (310) 상에 위치되는 한편, 안테나는 대개 상부 하우징 (302) 내에 위치되며, RF 신호들은 RF 케이블들을 이용하여 힌지/회전이음쇠 (306) 를 통해 라우팅된다. 다중 대역 안테나들 (200a (각각의 2개) 및 200b (각각의 2개)) 의 이점들 중 하나는, 개별적인 동작 주파수 대역들에 대한 별개의 안테나들을 구현하는 것과는 대조적으로, 안테나당 동작 주파수 대역들의 수와 상관없이 4개의 RF 케이블들만을 필요로 한다는 점이다. 동시에 네트워킹하는 광역, 로컬 영역, 및 개인 영역의 조합뿐만 아니라 802.11n (4개의 다중 대역 안테나들 모두를 사용하는 MIMO) 을 위해, 4개의 다중 대역 안테나들이면 충분하다. 그러나, 무선 통신 디바이스들의 새로운 애플리케이션들을 위해 4개보다 많은 다중 대역 안테나들이 활용될 수도 있음은 장차 생각해낼 수 있는 것이다.
도 5 는 도시된 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라 2개의 다중 대역 안테나들 (200a 및 200b) 을 갖는 핸드헬드 무선 통신 디바이스 (400) 의 다이어그램을 나타낸다. 각각의 다중 대역 안테나는, 잠재적인 통신 모드들 및 동작 주파수 대역들을 커버하기 위해, 일 범위의 주파수들에 걸쳐 튜닝 가능하다.
핸드헬드 무선 통신 디바이스 (400) 는 주 회로 보드 (MCB (404)) 를 갖는 하우징 (402) 을 포함한다. 다중 대역 안테나들 (200a 및 200b) 은 MCB (404) 의 상부 에지 (RF 신호 경로 및 접지 평면 접속부들) 에 접속한다. 다중 대역 안테나 (200b) 는 다중 대역 안테나 (200a) 의 미러 이미지이다. (일 치수로) 미러화된 다중 대역 안테나 (200b) 는 다중 대역 안테나 (200a) 와 기능적으로 동일하며, RF I/O 포트들은 핸드헬드 무선 통신 디바이스 주 회로 보드 (MCB (404)) 상에 아주 근접해 있다. 다중 대역 안테나들 (200a 및 200b) 은 통상적으로 MCB (404) 의 상부 에지를 따라 위치되어, MCB (404) 내의 접지 평면에 접속될 수도 있다. 이와 달리, 다중 대역 안테나들 (200a 및 200b) 은 MCB (404) 의 일 측면 또는 양 측면들 상에 위치되어, MCB (404) 내의 접지 평면에 접속될 수도 있다.
이와 다른 예시적인 실시형태들은, 핸드헬드 무선 통신 디바이스 (400) 내에서의 동시 발생의 동작 주파수 대역들의 수에 따라, 하나의 다중 대역 안테나 (200) 또는 보다 많은 다중 대역 안테나들 (미도시) 을 포함할 수도 있다. 다중 대역 안테나 (200, 200a, 200b) 는, 종래의 안테나 설계에 비해, 조밀한 크기 (compact size) 및 넓은 범위의 동작 주파수 대역들에 걸친 개선된 안테나 효율을 제공한다.
무선 통신 디바이스 (406) 는 도 5 에 나타낸 바와 같이 주 하우징 (402) 내의 MCB (404) 상에 내장된다. RF 신호들은, MCB (404) 의 층 상에 프린트된 금속 트레이스들 (metal traces) 을 통해, 무선 통신 디바이스 (406) 로의/로부터의 다중 대역 안테나들 (200a 및 200b) 에 라우팅되거나, 이와 달리, 동축 RF 케이블들을 이용하여 라우팅되어, 신호 손실들과 RF 신호 경로들에 커플링하는 노이즈를 최소화한다.
도 6 은 도 3 및 도 4 에 이미 나타낸 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라 휴대형 컴퓨터 구성에 대한 다중 대역 안테나 효율 (450 내지 1000 MHz) 의 그래프를 나타낸다. 도 6 에서 명백한 바와 같이, 동작 주파수 대역들은 460 MHz (CDMA450), 675 MHz (DVB-H), 715 MHz (US MediaFLO), 850 MHz (US 셀룰러), 및 900 MHz (GSM-900) 사이에서 선택 가능하다. 그러므로, 다중 대역 안테나 (200) 는, 동작 주파수 대역을 시프트시키기 위해, 5개의 상이한 안테나 로딩 커패시터들 사이에서 스위치 (128) 위치를 조정함으로써 구성될 수 있다. 스위치 (128) 에 더 많은 포트들을 부가함으로써 역시 더 많은 동작 주파수 대역들이 선택될 수 있다. 상이한 동작 주파수 대역들은, 안테나 로딩 커패시터 값들 (132a-132e) 을 변경하는 것 또는 도 2 에 이미 나타낸 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 의 물리적 치수들을 변경하는 것에 의해 선택될 수 있다.
도 7 은 도 2, 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라, 휴대형 컴퓨터 구성에 대한 다중 대역 안테나 효율 (1000 내지 6000 MHz) 의 그래프를 나타낸다. 도 7 에서 명백한 바와 같이, 동작 주파수 대역들은 1500 MHz (GPS), 1700 MHz (AWS), 1800 MHz (DCS, KPCS), 1900 MHz (US PCS), 2100 MHz (IMT), 2400 MHz 및 4900-6000 MHz (802.11a/b/g/n) 사이에서 선택 가능하다. 그러므로, 다중 대역 안테나 (200) 는, 동작 주파수 대역을 시프트시키기 위해, 5개의 상이한 안테나 로딩 커패시터들 사이에서 스위치 (128) 위치를 조정함으로써 구성될 수 있다. 도 6 에 이미 나타낸 동작 주파수 대역들을 커버하기 위해, 스위치 (128) 에 더 많은 (5개보다 많은) 포트들을 부가함으로써 역시 더 많은 동작 주파수 대역들이 선택될 수 있다. 상이한 동작 대역들은, 안테나 로딩 커패시터 값들 (132a-132e) 을 변경하는 것 또는 도 2 의 변형된 단극 엘리먼트 (110a) 의 물리적 치수들을 변경하는 것에 의해 선택될 수 있다. 이 경우에, 고정된 폴딩된 단극 엘리먼트 (110a) 크기로 인해 동작 주파수가 증가됨에 따라 각 동작 주파수 대역의 대역폭은 더 넓어지므로, 동작 주파수 대역들의 수가 5와 동일할 필요는 없을 수도 있다.
도 8 은, 도 3 및 도 5 에 나타낸 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라, 핸드헬드 무선 통신 디바이스 구성에 대한 다중 대역 안테나 효율 (450 내지 1000 MHz) 의 그래프를 나타낸다. 다중 대역 안테나 효율은 (휴대형 컴퓨터 (300) 에 대한) 도 6 과 매우 유사하지만, 접지 평면 (404) 물리적 치수들은 휴대형 컴퓨터 (300) 내에서의 접지 평면 물리적 치수들보다 작으므로, 다중 대역 안테나 효율은 450 내지 600 MHz 에서 더 낮다. 임의의 안테나 구성에 대한 접지 평면의 물리적 크기는 동작 주파수가 증가됨에 따라 덜 중요해진다.
도 9 는, 도 3 및 도 5 에 나타낸 바와 같은 예시적인 실시형태에 따라, 핸드헬드 무선 통신 디바이스 구성에 대한 다중 대역 안테나 효율 (1000 내지 6000 MHz) 의 그래프를 나타낸다. 1000 MHz 동작 주파수 상에서 핸드헬드 무선 통신 디바이스 (400) 와 휴대형 컴퓨터 (300) 양방 모두에 대한 접지 평면들은 물리적으로 크므로, 다중 대역 안테나 효율은 도 6 과 매우 유사하다. 도 3 의 다중 대역 안테나 (200) 는, 이 경우 (450 MHz 내지 6000 MHz) 에 선택된 동작 주파수와는 상관없이 넓은 주파수 커버리지 및 우수한 다중 대역 안테나 효율을 나타낸다는 점에 유의해야 한다.
당업자는 각종 상이한 기술들 및 기술분야 중 어느 하나를 이용하여 정보 및 신호들이 표현될 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은, 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학장 또는 광입자, 혹은 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 각종 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양방의 조합들로서 구현될 수도 있음에 대해, 당업자는 추가적으로 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이 교체가능성을 명확히 설명하기 위해, 각종 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 이들의 기능성 측면에서 전술되었다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지의 여부는, 특정 애플리케이션 및 시스템 전반에 부과된 설계 제약들에 의존한다. 당업자는 설명된 기능성을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 예시적인 실시형태들의 범위로부터의 이탈을 야기하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 각종 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은, 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램 가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 혹은 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 이용하여 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 이와 달리, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대, DSP 와 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 하드웨어에서 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들 둘의 조합으로 실시될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그램가능 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 본 기술분야에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장매체로 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 이와 달리, 저장 매체는 프로세서에 집적될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 은 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 이와 달리, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기에서의 이산 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 실시형태들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에서 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 어느 장소로부터 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 양방 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 이용가능한 매체일 수도 있다. 제한적이 아니라 예시적으로, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램은 반송 또는 저장하는 데 이용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속은 적절히 컴퓨터 판독가능 매체로 지칭된다. 예를 들어, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하여, 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 소프트웨어가 송신된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, DSL, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는, 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 는 대개 데이터를 자기적으로 재생하는 한편, 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들도 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
개시된 예시적인 실시형태들에 대한 상기 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 구성하거나 이용할 수 있게 하도록 제공된다. 이들 예시적인 실시형태들에 대한 각종 변형예들은 당업자에게 용이하게 이해될 것이고, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 요지 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 실시형태들에 한정되도록 의도된 것은 아니며, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 조화를 이루는 가장 넓은 범위에 일치하는 것이다.

Claims (30)

  1. 복수의 공진 주파수들 중 하나로 튜닝하기 위해, 가변적으로 선택 가능한 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들에 커플링된 변형된 단극 엘리먼트를 포함하는, 다중 대역 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변형된 단극 엘리먼트는 종래의 단극 엘리먼트의 기하학적 구조 이외의 기하학적 구조를 갖는, 다중 대역 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변형된 단극 엘리먼트 및 상기 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들 사이에 배치되고, 상기 복수의 공진 주파수들 중 원하는 공진 주파수로 튜닝하는 경우에 상기 변형된 단극 엘리먼트에 선택된 안테나 로딩 엘리먼트들을 커플링하도록 구성된 스위치 어레이를 더 포함하는, 다중 대역 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 무선 통신 디바이스에서의 사용을 위한 것이며,
    복수의 공진 주파수들로 튜닝하는 것은, 상기 무선 통신 디바이스가 상기 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들 중에서 선택하여 동작 주파수 대역들 사이에서 상기 다중 대역 안테나를 튜닝하는 것을 수반하는, 다중 대역 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 정합 엘리먼트들을 포함하는, 다중 대역 안테나.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 유연한 막 (flexible membrane) 상에 프린트되는, 다중 대역 안테나.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 스템핑된 금속 구조체로서 형성되는, 다중 대역 안테나.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 비금속 기판상에 도금되는 (plated), 다중 대역 안테나.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 비금속 기판상에서 에칭되는, 다중 대역 안테나.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 비금속 기판상에 디포짓되는 (deposited) 도전성 잉크인, 다중 대역 안테나.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 핸드헬드 무선 통신 디바이스의 일부인, 다중 대역 안테나.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 내장형 무선 통신 디바이스를 갖는 휴대형 컴퓨터의 일부인, 다중 대역 안테나.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치 어레이는 단극 n-스로우 (single-pole n-throw; SPnT) 스위치를 포함하는, 다중 대역 안테나.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치는 집적 회로인, 다중 대역 안테나.
  15. 제 6 항에 있어서,
    변형된 단극 엘리먼트는 상기 다중 대역 안테나의 물리적인 치수들에 대한 변경을 가능하게 하는 인덴트들 (indents) 을 포함하는, 다중 대역 안테나.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 안테나 로딩 엘리먼트들은, 커패시터들, 전압 가변 커패시터들, 인덕터들, LC 회로들, 및 집적 LC 회로들 중 적어도 하나를 포함하는, 다중 대역 안테나.
  17. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 3차원 금속화 구조체로서 형성되는, 다중 대역 안테나.
  18. 제 1 무선 주파수 입력, 및 공진 주파수를 변경시키는 제 2 무선 주파수 입력을 갖는 변형된 단극 엘리먼트;
    단극 n-스로우 (SPnT) 스위치; 및
    n개의 안테나 로딩 엘리먼트들의 어레이로서, 각 안테나 로딩 엘리먼트 중 하나의 노드는 상기 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치의 n개의 포트들 중 대응하는 포트에 접속되고, 각 안테나 로딩 엘리먼트의 다른 노드는 접지 평면에 접속되는, 상기 n개의 안테나 로딩 엘리먼트들의 어레이를 포함하는, 다중 대역 안테나.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 핸드헬드 무선 통신 디바이스에서의 사용을 위한 것이고, 복수의 공진 주파수들에서 동작하도록 구성되며,
    상기 핸드헬드 무선 통신 디바이스는, 동작 주파수 대역들 사이에서 상기 다중 대역 안테나를 튜닝하기 위해, 상기 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치의 위치를 선택하는, 다중 대역 안테나.
  20. 제 20 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 핸드헬드 무선 통신 디바이스의 일부인, 다중 대역 안테나.
  21. 제 1 무선 주파수 입력, 및 공진 주파수를 변경시키는 m개의 무선 주파수 입력들을 갖는 변형된 단극 엘리먼트;
    m개의 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치들의 어레이; 및
    m × n개의 안테나 로딩 엘리먼트들의 어레이로서, 각 안테나 로딩 엘리먼트 중 하나의 노드는 상기 m개의 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치들의 어레이의 m × n개의 포트들 중 하나에 접속되고, 각 안테나 로딩 엘리먼트 중 다른 노드는 접지 평면에 접속되는, 상기 m × n개의 안테나 로딩 엘리먼트들의 어레이를 포함하는, 다중 대역 안테나.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 핸드헬드 무선 통신 디바이스에서의 사용을 위한 것이고, 복수의 공진 주파수들에서 동작하도록 구성되며,
    상기 핸드헬드 무선 통신 디바이스는, 동작 주파수 대역들 사이에서 상기 다중 대역 안테나를 튜닝하기 위해, 상기 m개의 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치들의 어레이의 위치를 선택하는, 다중 대역 안테나.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 유연한 막 (flexible membrane) 상에 프린트되는, 다중 대역 안테나.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 변형된 단극 엘리먼트는, 상기 다중 대역 안테나의 물리적인 치수들을 변경시키는 인덴트들 (indents) 을 포함하는 폴딩된 변형된 단극 엘리먼트인, 다중 대역 안테나.
  25. 변형된 단극 엘리먼트를 갖는 다중 대역 안테나;
    상기 변형된 단극 엘리먼트에 커플링된 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들;
    상기 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들을 이용하여 복수의 공진 주파수들 중 하나로 튜닝하는 수단; 및
    동작 주파수 대역들 사이에서 상기 다수의 안테나 로딩 엘리먼트들을 제어하는 수단을 포함하는, 다중 대역 안테나.
  26. 다중 대역 안테나를 포함하는 디바이스로서,
    상기 다중 대역 안테나는,
    제 1 무선 주파수 입력, 및 공진 주파수를 변경시키는 m개의 무선 주파수 입력들을 갖는 변형된 단극 엘리먼트;
    m개의 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치들의 어레이; 및
    m × n개의 안테나 로딩 엘리먼트들의 어레이로서, 각 안테나 로딩 엘리먼트 중 하나의 노드는 상기 m개의 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치들의 어레이의 m × n개의 포트들 중 하나에 접속되고, 각 안테나 로딩 엘리먼트 중 다른 노드는 접지 평면에 접속되는, 상기 m × n개의 안테나 로딩 엘리먼트들의 어레이를 포함하는, 디바이스.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는, 각 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치의 공통 포트 및 상기 변형된 단극 엘리먼트의 상기 m개의 무선 주파수 입력들 사이에서 DC 전압을 차단하기 위해, m개의 DC 차단 커패시터들의 어레이를 포함하는, 디바이스.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나는 외부의 무선 주파수 포트에 커플링되며, 상기 제 1 무선 주파수 입력과 상기 외부의 무선 주파수 포트 사이에 정합 엘리먼트들을 포함하는, 디바이스.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 다중 대역 안테나의 공진 주파수는, 동작 주파수 대역들 사이에서 상기 다중 대역 안테나를 튜닝하기 위해, m개의 단극 n-스로우 (SPnT) 스위치들의 어레이에서 각 스위치의 위치를 선택하는 무선 통신 디바이스에 의해 제어되는, 디바이스.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 디바이스는 적어도 2개의 다중 대역 안테나들을 포함하는 셀룰러폰 및 휴대형 컴퓨터 중 적어도 하나인, 디바이스.
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