KR20150110783A - 슬롯 기반 기생 요소를 갖는 튜닝 가능한 안테나 - Google Patents

슬롯 기반 기생 요소를 갖는 튜닝 가능한 안테나 Download PDF

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Abstract

무선 통신 회로를 포함하는 전자 디바이스가 제공될 수 있다. 무선 통신 회로는 무선 주파수 송수신기 회로 및 안테나 구조물을 포함할 수 있다. 안테나 구조물은 듀얼 아암 역 F형 안테나를 형성할 수 있다. 안테나는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 부재의 일부분들로 형성된 공진 요소를 가질 수 있고, 간극(gap)만큼 안테나 공진 요소로부터 분리된 안테나 접지를 가질 수 있다. 단락 경로(short circuit path)가 간극에 걸칠 수 있다. 안테나 피드(feed)는 단락 경로와 평행하게 간극에 걸쳐 연결될 수 있다. 간극에 걸쳐있는 조정 가능 인덕터를 사용하는 저대역 튜닝이 제공될 수 있다. 안테나는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 부재의 일부분들과 안테나 접지 사이에 형성된 슬롯을 구비한 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소를 가질 수 있다. 조정 가능 커패시터는 고대역 튜닝을 제공하기 위하여 슬롯에 걸칠 수 있다.

Description

슬롯 기반 기생 요소를 갖는 튜닝 가능한 안테나{TUNABLE ANTENNA WITH SLOT-BASED PARASITIC ELEMENT}
본 출원은 2013년 3월 18일에 출원된, 미국 특허 출원 제13/846,471호에 대하여 우선권을 주장하고, 이는 전체적으로 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것이고, 더 구체적으로는 무선 통신 회로를 가진 전자 디바이스를 위한 안테나에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터 및 셀룰러 전화기와 같은 전자 디바이스는 종종 무선 통신 기능을 구비하고 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 셀룰러 전화 대역을 사용하여 통신하기 위해 셀룰러 전화 회로와 같은 장거리 무선 통신 회로를 사용할 수 있다. 전자 디바이스는 근방의 장비와의 통신을 처리하기 위해 무선 로컬 영역 네트워크 통신 회로와 같은 단거리 무선 통신 회로를 사용할 수 있다. 전자 디바이스는 또한 위성 항법 시스템 수신기 및 기타 무선 회로를 구비할 수 있다.
작은 폼 팩터(form factor)의 무선 디바이스에 대한 소비자 수요를 만족시키기 위해, 제조업체는 콤팩트한 구조물을 사용하는 안테나 컴포넌트와 같은 무선 통신 회로를 구현하기 위해 계속 노력하고 있다. 동시에, 금속 디바이스 하우징 컴포넌트와 같은 전도성 구조물을 전자 디바이스 내에 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 전도성 컴포넌트는 무선 주파수 성능에 영향을 미칠 수 있으므로, 전도성 구조물을 포함하는 전자 디바이스에 안테나를 포함시킬 때 주의해야 한다. 더욱이, 디바이스 내의 안테나 및 무선 회로가 동작 주파수의 범위에 걸쳐 만족스러운 성능을 나타낼 수 있는 것을 보장하도록 주의해야 한다.
따라서, 무선 전자 디바이스를 위한 개선된 무선 통신 회로를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
무선 통신 회로를 포함하는 전자 디바이스가 제공될 수 있다. 무선 통신 회로는 무선 주파수 송수신기 회로 및 안테나 구조물을 포함할 수 있다. 안테나 구조물은 듀얼 아암 역 F형 안테나를 형성할 수 있다. 송수신기 회로는 전송 라인을 이용하여 듀얼 아암 역 F형 안테나에 연결될 수 있다.
안테나는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 일부분들로 형성된 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소를 가질 수 있고, 간극(gap)만큼 안테나 공진 요소로부터 분리된 안테나 접지를 가질 수 있다. 단락 경로(short circuit path)가 간극에 걸칠(bridge) 수 있다. 안테나 피드(feed) 는 단락 경로와 평행하게 간극에 걸쳐 연결될 수 있다.
간극에 걸쳐있는 조정 가능 인덕터를 사용하는 저대역 튜닝이 제공될 수 있다. 조정 가능 인덕터는 고정형 인덕터들 및 스위칭 회로의 직렬 연결을 포함할 수 있으며, 스위칭 회로는 고정형 인덕터들 중 선택된 것을 사용하도록 스위칭함으로써 안테나를 튜닝하도록 구성된다.
안테나는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 부재의 일부분들과 안테나 접지 사이에 형성된 슬롯을 구비한 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소를 가질 수 있다. 조정 가능 커패시터는 고대역 튜닝을 제공하기 위하여 슬롯에 걸칠 수 있다.
본 발명의 추가의 특징, 그 특성 및 다양한 이점들은 첨부 도면 및 하기의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 튜닝 가능 안테나의 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스에서 안테나를 튜닝하는 데 사용될 수 있는 유형의 예시적인 조정 가능 커패시터의 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스에서 안테나를 튜닝하는 데 사용될 수 있는 예시적인 조정 가능 단일 요소형 인덕터의 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 조정 가능 다중 요소형 인덕터의 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주변 전도성 하우징 부재의 일부분으로 형성된 안테나 공진 요소를 구비하고 슬롯 기반 기생 공진 요소 및 조정 가능 인덕터 및 조정 가능 커패시터 회로에 의해 제공된 튜닝 기능을 구비한 예시적인 튜닝 가능 전자 디바이스 안테나의 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 7에 도시된 유형의 튜닝 가능 안테나에 대한 주파수의 함수로서의 안테나 성능의 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 주변 전도성 하우징 부재의 일부분으로 형성된 안테나 공진 요소를 구비하고 조정 가능 인덕터에 의해 제공된 튜닝 기능을 구비한 예시적인 튜닝 가능 전자 디바이스 안테나의 다이어그램이다.
도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스는 무선 통신 회로를 구비할 수 있다. 무선 통신 회로를 이용하여 다수의 무선 통신 대역에서 무선 통신을 지원할 수 있다. 무선 통신 회로는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
안테나는 루프 안테나, 역 F형 안테나, 스트립 안테나, 평면형 역 F형 안테나, 슬롯 안테나, 둘 이상의 유형의 안테나 구조물을 포함하는 하이브리드 안테나, 또는 다른 적합한 안테나를 포함할 수 있다. 필요한 경우, 안테나를 위한 전도성 구조물은 전도성 전자 디바이스 구조물로 형성될 수 있다. 전도성 전자 디바이스 구조물은 전도성 하우징 구조물을 포함할 수 있다. 하우징 구조물은 전자 디바이스의 주변부 둘레에 이어지는 주변 전도성 부재와 같은 주변 구조물들을 포함할 수 있다. 주변 전도성 부재는 디스플레이와 같은 평면형 구조물을 위한 베젤로서 역할을 하거나, 디바이스 하우징을 위한 측벽 구조물로서 역할할 수 있고/있거나 다른 하우징 구조물을 형성할 수 있다. 주변 전도성 부재 내의 간극은 안테나와 관련될 수 있다.
전자 디바이스(10)는 휴대용 전자 디바이스 또는 기타 적합한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(10)는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 더 소형인 디바이스, 예를 들어 손목 시계형 디바이스, 펜던트 디바이스, 헤드폰 디바이스, 이어피스(earpiece) 디바이스, 또는 기타 착용 가능한 디바이스 또는 소형 디바이스, 셀룰러 전화기, 또는 미디어 재생기일 수 있다. 디바이스(10)는 또한 텔레비전, 셋톱 박스, 데스크톱 컴퓨터, 컴퓨터가 통합된 컴퓨터 모니터, 또는 기타 적합한 전자 장비일 수 있다.
디바이스(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 포함할 수 있다. 때때로 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합물, 금속(예를 들면, 스테인레스강, 알루미늄 등), 기타 적합한 재료, 또는 이들 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황에서, 하우징(12)의 일부분은 유전체 또는 기타 저-전도성 재료로 형성될 수 있다. 다른 경우에, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 구성하는 구조물의 적어도 일부는 금속 요소로 형성될 수 있다.
디바이스(10)는 필요할 경우 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 구비할 수 있다. 디스플레이(14)는 예를 들어 용량성 터치 전극을 포함하는 터치 스크린일 수 있다. 디스플레이(14)는 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 플라즈마 셀, 전기습윤 픽셀(electrowetting pixel), 전기 영동 픽셀(electrophoretic pixel), 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트, 또는 기타 적합한 이미지 픽셀 구조물로 형성되는 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 커버 유리 층이 디스플레이(14)의 표면을 덮을 수 있다. 버튼(19)과 같은 버튼이 커버 유리 내의 개구를 통과할 수 있다. 커버 유리는 또한 스피커 포트(26)를 위한 개구와 같은 다른 개구를 구비할 수 있다.
하우징(12)은 구조물(16)과 같은 주변 하우징 구조물을 포함할 수 있다. 구조물(16)은 디바이스(10) 및 디스플레이(14)의 주변부 둘레에 연장될 수 있다. 디바이스(10) 및 디스플레이(14)가 직사각형인 구성에서, 구조물(16)은 (예를 들어) 직사각 링 형상인 주변 하우징 부재를 이용하여 구현될 수 있다. 주변 구조물(16) 또는 주변 구조물(16)의 일부는 디스플레이(14)를 위한 베젤(예컨대, 디스플레이(14)의 4개의 측면 모두를 둘러싸고/둘러싸거나 디스플레이(14)를 디바이스(10)에 대해 유지하는 데 도움을 주는 장식 트림(cosmetic trim))의 역할을 할 수 있다. 필요한 경우, 주변 구조물(16)은 또한 (예컨대, 수직 측벽 등으로 금속 밴드를 형성함으로써) 디바이스(10)를 위한 측벽 구조물을 형성할 수 있다.
주변 하우징 구조물(16)은 금속과 같은 전도성 재료로 형성될 수 있어서, 종종 (예를 들어) 주변 전도성 하우징 구조물, 전도성 하우징 구조물, 주변 금속 구조물, 또는 주변 전도성 하우징 부재로 지칭될 수 있다. 주변 하우징 구조물(16)은 스테인레스강, 알루미늄과 같은 금속, 또는 기타 적합한 재료로 형성될 수 있다. 1개, 2개 또는 3 개 이상의 별개의 구조물이 주변 하우징 구조물(16)을 형성하는 데 사용될 수 있다.
주변 하우징 구조물(16)은 균일한 단면을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 필요할 경우, 주변 하우징 구조물(16)의 상부 부분은 디스플레이(14)를 제위치에 유지하는 데 도움을 주는, 안으로 돌출된 립(lip)을 가질 수 있다. 필요할 경우, 주변 하우징 구조물(16)의 저부 부분이 또한 (예컨대, 디바이스(10)의 후방 표면의 평면에서) 확대된 립을 가질 수 있다. 도 1의 예에서, 주변 하우징 구조물(16)은 실질적으로 곧은 수직 측벽을 갖는다. 이것은 단지 예시에 불과하다. 주변 하우징 구조물(16)에 의해 형성된 측벽은 곡선형일 수 있거나, 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수 있다. 일부 구성에서(예컨대, 주변 하우징 구조물(16)이 디스플레이(14)를 위한 베젤의 역할을 할 때), 주변 하우징 구조물(16)은 하우징(12)의 립 둘레에 연장될 수 있다(즉, 주변 하우징 구조물(16)은 디스플레이(14)를 둘러싸는 하우징(12)의 에지만을 덮고, 하우징(12)의 측벽의 나머지를 덮지 않을 수 있음).
원하는 경우, 하우징(12)은 전도성 후방 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)은 스테인레스강 또는 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 하우징(12)의 후방 표면은 디스플레이(14)에 평행한 평면에 놓일 수 있다. 하우징(12)의 후방 표면이 금속으로 형성된 디바이스(10)를 위한 구성에서, 하우징(12)의 후방 표면을 형성하는 하우징 구조물의 일체형 부분들로서 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 부분들을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)의 후방 하우징 벽은 편평한 금속 구조물로 형성될 수 있고, 하우징(12)의 좌측 및 우측 상의 주변 하우징 구조물(16)의 부분들은 편평한 금속 구조물의 수직으로 연장되는 일체형 금속 부분들로서 형성될 수 있다. 이와 같은 하우징 구조물은, 원하는 경우, 금속 블록으로부터 기계가공될 수 있다.
디스플레이(14)는 용량성 전극, 픽셀 요소를 어드레싱하기 위한 전도성 라인, 드라이버 회로 등의 어레이와 같은 전도성 구조물을 포함할 수 있다. 하우징(12)은 금속 프레임 부재, 하우징(12)의 벽들에 걸쳐 이어지는 평면형 하우징 부재(때때로 미드플레이트(midplate)로 지칭됨)(즉, 부재(16)의 대향하는 면들 사이에 용접되거나 다른 방식으로 연결되는 하나 이상의 부분품들로 형성되는 실질적으로 직사각형의 시트)와 같은 내부 구조물, 인쇄 회로 기판, 및 다른 내부 전도성 구조물을 포함할 수 있다. 이들 전도성 구조물은 (예로서) 디스플레이(14) 아래에서 하우징(12)의 중심에 위치될 수 있다.
영역(22, 20)에서, 개구가 디바이스(10)의 전도성 구조물 내에(예컨대, 주변 전도성 하우징 구조물(16)과 대향하는 전도성 구조물, 예컨대 전도성 하우징 미드플레이트 또는 후방 하우징 벽 구조물, 인쇄 회로 기판과 관련된 전도성 접지 평면, 및 디바이스(10) 내의 전도성 전기 컴포넌트 사이에) 형성될 수 있다. 이 개구들은, 종종 간극으로 지칭될 수 있고, 공기, 플라스틱, 및 기타 유전체로 충전될 수 있다. 디바이스(10) 내의 전도성 하우징 구조물 및 다른 전도성 구조물은 디바이스(10) 내의 안테나를 위한 접지 평면의 역할을 할 수 있다. 영역(20, 22)의 개구는 개방형 또는 폐쇄형 슬롯 안테나의 슬롯의 역할을 할 수 있거나, 루프 안테나에서 전도성 재료의 경로에 의해 둘러싸이는 중심 유전체 영역의 역할을 할 수 있거나, 스트립 안테나 공진 요소 또는 역 F형 안테나 공진 요소와 같은 안테나 공진 요소를 접지 평면으로부터 분리시키는 공간의 역할을 할 수 있거나, 기생 안테나 공진 요소의 성능에 기여할 수 있거나, 그 외에 영역(20, 22)에 형성된 안테나 구조물의 일부의 역할을 할 수 있다.
일반적으로, 디바이스(10)는 임의의 적합한 수의 안테나(예컨대, 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 등)를 포함할 수 있다. 디바이스(10) 내의 안테나는 가늘고 긴 디바이스 하우징의 대향하는 제1 및 제2 단부에, 디바이스 하우징의 하나 이상의 에지를 따라, 디바이스 하우징의 중심에, 다른 적합한 위치에, 또는 하나 이상의 그러한 위치에 위치될 수 있다. 도 1의 배열은 단지 예시일 뿐이다.
주변 하우징 구조물(16)의 부분들은 간극 구조물을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 주변 하우징 구조물(16)은 간극(18)과 같은 하나 이상의 간극을 구비할 수 있다. 주변 하우징 구조물(16)의 간극은 중합체, 세라믹, 유리, 공기와 같은 유전체, 기타 유전체 재료들, 또는 이들 재료의 조합으로 충전될 수 있다. 갭(18)은 주변 하우징 구조물(16)을 하나 이상의 주변 전도성 세그먼트로 분할할 수 있다. 주변 하우징 구조물(16)에, 예를 들어, 2 개의 주변 전도성 세그먼트(예를 들어, 2 개의 간극을 갖는 배열), 3 개의 주변 전도성 세그먼트(예를 들어, 3 개의 간극을 갖는 배열), 4 개의 주변 전도성 세그먼트(예를 들어, 4 개의 간극을 갖는 배열 등)가 있을 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 세그먼트는 디바이스(10)에서 안테나의 일부를 형성할 수 있다.
전형적인 시나리오에서, 디바이스(10)는 (예로서) 상부 및 하부 안테나를 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 안테나는 영역(22)에서 디바이스(10)의 상부 단부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 안테나는 영역(20)에서 디바이스(10)의 하부 단부에 형성될 수 있다. 안테나를 개별적으로 사용하여 동일한 통신 대역, 중첩 통신 대역, 또는 별개의 통신 대역들을 커버할 수 있다. 안테나를 사용하여 안테나 다이버시티 방식(antenna diversity scheme) 또는 다중-입력-다중-출력 안테나 방식(multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna scheme)을 구현할 수 있다.
디바이스(10)의 안테나를 사용하여 임의의 관심있는 통신 대역을 지원할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)는 근거리 통신망 통신, 음성 및 데이터 셀룰러 전화 통신, 위성 위치확인 시스템(global positioning system, GPS) 통신 또는 기타 위성 항법 시스템 통신, 블루투스(Bluetooth)® 통신 등을 지원하기 위한 안테나 구조물을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(10)에 사용될 수 있는 예시적인 구성의 개략적인 다이어그램이 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 저장 및 처리 회로(28)와 같은 제어 회로를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)는 하드 디스크 드라이브 저장장치, 비휘발성 메모리(예컨대, 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 플래시 메모리 또는 다른 전기적 프로그램 가능 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28) 내의 처리 회로를 이용하여 디바이스(10)의 동작을 제어할 수 있다. 처리 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 기저대역 프로세서, 전력 관리 유닛, 음성 코덱 칩, 주문형 집적 회로 등에 기초할 수 있다.
저장 및 처리 회로(28)는 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능 등과 같은 소프트웨어를 디바이스(10)에서 실행하기 위하여 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용을 지원하기 위하여, 저장 및 처리 회로(28)는 통신 프로토콜을 구현하는 데 사용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜은 인터넷 프로토콜, 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜(예컨대, IEEE 802.11 프로토콜 - 때때로 WiFi®로 지칭됨), 블루투스® 프로토콜과 같은 기타 단거리 무선 통신 링크를 위한 프로토콜, 셀룰러 전화 프로토콜 등을 포함한다.
회로(28)는 디바이스(10)에서 안테나의 사용을 제어하는 제어 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회로(28)는 신호 품질 모니터링 동작, 센서 모니터링 동작, 및 기타 데이터 수집 동작을 수행할 수 있고, 어느 통신 대역이 디바이스(10)에서 사용될 것인지에 관한 수집된 데이터 및 정보에 응답하여, 디바이스(10) 내의 어느 안테나 구조물이 데이터를 수신하고 처리하기 위해 사용되고 있는지를 제어할 수 있고/있거나, 안테나 성능을 조정하기 위해 하나 이상의 스위치, 튜닝 가능 요소, 또는 디바이스(10) 내의 다른 조정 가능 회로를 조정할 수 있다. 예로서, 회로(28)는 2개 이상의 안테나 중 어느 안테나가 유입되는 무선 주파수 신호를 수신하는 데 사용되고 있는지를 제어할 수 있고, 2개 이상의 안테나 중 어느 안테나가 무선 주파수 신호를 송신하는 데 사용되고 있는지를 제어할 수 있으며, 디바이스(10) 내의 2개 이상의 안테나에 걸쳐 병렬로 유입되는 데이터 스트림을 라우팅하는 프로세스를 제어할 수 있고, 요구되는 통신 대역을 커버하기 위하여 안테나를 튜닝할 수 있다. 이들 제어 동작을 수행함에 있어서, 회로(28)는 스위치를 개폐할 수 있고, 수신기 및 송신기를 끄고 켤 수 있으며, 임피던스 매칭 회로를 조정할 수 있고, 무선 주파수 송수신기 회로와 안테나 구조물 사이에 개재되는 프론트-엔드-모듈(front-end-module, FEM) 무선 주파수 회로(예컨대, 임피던스 매칭 및 신호 라우팅에 사용되는 필터링 및 스위칭 회로) 내의 스위치를 구성할 수 있으며, 스위치, 튜닝 가능 회로, 및 안테나의 일부로서 형성되거나 안테나 또는 안테나와 연관된 신호 경로에 연결되는 다른 조정 가능한 회로 요소를 조정할 수 있고, 다른 방식으로 디바이스(10)의 컴포넌트를 제어 및 조정할 수 있다.
입출력 회로(30)를 사용하여 데이터가 디바이스(10)에 공급되도록 하고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스로 제공되도록 할 수 있다. 입출력 회로(30)는 입출력 디바이스(32)들을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스(32)는 터치 스크린, 버튼, 조이스틱, 클릭 휠, 스크롤 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크, 스피커, 음 발생기(tone generator), 진동기, 카메라, 센서, 발광 다이오드 및 다른 상태 표시기, 데이터 포트 등을 포함할 수 있다. 사용자는 입출력 디바이스(32)를 통해 명령을 공급함으로써 디바이스(10)의 동작을 제어할 수 있고, 입출력 디바이스(32)의 출력 리소스를 사용하여 디바이스(10)로부터 상태 정보 및 기타 출력을 수신할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로로 형성되는 무선 주파수(RF) 송수신기 회로, 전력 증폭기 회로, 저-잡음 입력 증폭기, 수동 RF 컴포넌트, 하나 이상의 안테나, 및 RF 무선 신호를 다루기 위한 기타 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호는 또한 광을 사용하여(예컨대, 적외선 통신을 사용하여) 전송될 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 (예컨대, 1575 ㎒의 위성 위치확인 신호를 수신하기 위한) GPS 수신기 회로(35)와 같은 위성 네비게이션 시스템 수신기 회로, 또는 기타 위성 네비게이션 시스템과 관련되는 위성 네비게이션 시스템 수신기 회로를 포함할 수 있다. 송수신기 회로(36)와 같은 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 회로는 WiFi® (IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역을 다룰 수 있고 2.4 ㎓ 블루투스® 통신 대역을 다룰 수 있다. 회로(34)는 약 700 ㎒ 내지 약 2700 ㎒ 주파수 범위의 대역 또는 그 이상 또는 이하의 주파수 대역과 같은 셀룰러 전화 대역의 무선 통신을 다루기 위한 셀룰러 전화 송수신기 회로(38)를 사용할 수 있다. 원하는 경우, 무선 통신 회로(34)는 기타 단거리 및 장거리 무선 링크를 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(34)는 라디오 및 텔레비전 신호를 수신하기 위한 무선 회로, 무선호출 회로 등을 포함할 수 있다. 근거리 통신 또한 지원될 수 있다(예를 들어, 13.56 ㎒). WiFi® 및 블루투스® 링크와 기타 단거리 무선 링크에서, 데이터를 수십 또는 수백 피트에 걸쳐 전송하는 데 무선 신호가 전형적으로 사용된다. 셀룰러 전화 링크 및 기타 장거리 링크에서, 데이터를 수천 피트 또는 마일에 걸쳐 전송하는 데 무선 신호가 전형적으로 사용된다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 안테나(40)를 포함할 수 있다. 안테나(40)는 임의의 적합한 안테나 유형을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나(40)는 루프 안테나 구조물, 패치 안테나 구조물, 역 F형 안테나 구조물, 듀얼 아암 역 F형 안테나 구조물, 폐쇄형 및 개방형 슬롯 안테나 구조물, 평면형 역 F형 안테나 구조물, 나선형 안테나 구조물, 스트립 안테나, 모노폴, 다이폴, 이들 디자인들의 하이브리드 등으로 형성되는 공진 요소를 가진 안테나를 포함할 수 있다. 상이한 유형들의 안테나가 상이한 대역들 및 대역들의 조합에 사용될 수 있다. 예를 들어, 한 유형의 안테나는 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있고, 다른 유형의 안테나는 원격 무선 링크를 형성하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 안테나(40)와 같은 디바이스(10)의 안테나 구조물들은 안테나 구조물들이 원하는 통신 대역을 커버하도록 하나 이상의 안테나 피드, 고정형 및/또는 조정 가능 컴포넌트, 및 임의의 기생 안테나 공진 요소를 구비할 수 있다.
디바이스(10)(예를 들어, 영역(20) 및/또는 영역(22))에 사용될 수 있는 유형의 예시적인 안테나가 도 3에 도시된다. 도 3의 예시적인 안테나는 종종 듀얼 아암 역 F형 안테나 또는 T 안테나로 지칭되는 유형의 설계를 사용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소(50)와 같은 전도성 안테나 구조물, 임의의 기생 안테나 공진 요소(54), 및 안테나 접지(52)를 구비할 수 있다. 안테나 공진 요소(50), 기생 안테나 공진 요소(54) 및 안테나 접지(52)를 형성하는 전도성 구조물은 전도성 하우징 구조물, 디바이스(10) 내의 전기 디바이스 컴포넌트들의 부분들, 인쇄 회로 기판 트레이스, 와이어 및 금속 포일의 스트립과 같은 도체 또는 기타 전도성 재료의 스트립으로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 송수신기 회로(90)는 전송 라인(92)과 같은 전송 라인 구조물을 이용하여 안테나(40)에 연결될 수 있다. 전송 라인(92)은 양극 신호 경로(92A) 및 접지 신호 경로(92B)를 가질 수 있다. 경로(92A, 92B)는 경성의 인쇄 회로 기판 상에서 금속 트레이스로 형성될 수 있고, 연성 인쇄 회로 상에서 금속 트레이스로 형성될 수 있고, 플라스틱, 유리, 및 세라믹 부재와 같은 유전체 지지 구조물 상에 형성될 수 있고, 케이블 등의 부분품으로 형성될 수 있다. 전송 라인(92)은 하나 이상의 마이크로스트립 전송 라인, 스트립라인 전송 라인, 에지 커플링된 마이크로스트립 전송 라인, 에지 커플링된 스트립라인 전송 라인, 동축 케이블, 또는 기타 적절한 전송 라인 구조물을 이용하여 형성될 수 있다. 임피던스 매칭 회로, 필터, 스위치, 듀플렉서, 디플렉서와 같은 회로, 및 기타 회로가, 원하는 경우, 전송 라인 경로(92)에 개재될 수 있다.
전송 라인(92)은 양극 안테나 피드 단자(94) 및 접지 안테나 피드 단자(96)와 같은 안테나 피드 단자로 형성되는 안테나 피드에 연결될 수 있다. 안테나 공진 요소(50)는 아암(100, 102)과 같은 공진 요소 아암 구조물을 안테나 접지(52)에 연결하는 분기(98)와 같은 단락 분기(short circuit branch)를 포함할 수 있다. 유전성 간극(101)은 안테나 접지(52)로부터 아암(100, 102)을 분리한다. 안테나 접지(52)는 금속 미드플레이트 부재와 같은 하우징 구조물, 인쇄 회로 트레이스, 전자 컴포넌트의 금속 부분, 또는 기타 전도성 접지 구조물로 형성될 수 있다. 간극(101)은 공기, 플라스틱, 및 기타 유전 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 피드 경로(104)는 피드 단자(94, 96)로 형성되는 안테나 피드를 포함하고 단락 경로(98)와 평행하게 공진 요소 아암 구조물과 안테나 접지(52) 사이에 연결된다. 공진 요소 아암(100, 102)은 하나 이상의 굴곡(bend)를 가질 수 있다. 아암(100, 102)이 접지(52)에 평행하게 연장되는 도 3의 예시적인 배열은 단지 예시에 불과하다.
저대역 아암(100)은 안테나(40)가 저대역(LB) 주파수(예를 들어, 700 ㎒ 내지 960 ㎒ 또는 기타 적절한 주파수)에서 안테나 공진을 나타내도록 한다. 고대역 아암(102)은 안테나(40)가 고대역(HB) 주파수에서 안테나 공진(예를 들어, 960 ㎒ 내지 2700 ㎒ 사이의 주파수 또는 기타 적절한 주파수에서의 공진)을 나타내도록 한다.
원하는 경우, 안테나(40)는 기생 안테나 공진 요소(54)와 같은 임의의 기생 안테나 공진 요소를 포함할 수 있다. 기생 안테나 공진 요소(54)는 근거리 전자기 커플링에 의해 안테나 공진 요소(50)에 연결되고, 안테나(40)가 원하는 주파수에서 동작하도록 안테나(40)의 주파수 응답을 변경하는 데 사용된다.
도 3의 예에서, 기생 안테나 공진 요소(54)는 슬롯 안테나 공진 요소 구조물에 기초한다. 슬롯형 공진 요소 구조물은 개방형 슬롯 구조물(즉, 하나의 개방형 단부와 하나의 폐쇄형 단부를 갖는 슬롯)과 폐쇄형 슬롯 구조물(즉, 금속으로 완전히 둘러싸인 슬롯)을 포함할 수 있다. 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소를 위한 슬롯은 안테나 공진 요소(50) 및/또는 안테나 접지(52)의 대향하는 금속 구조물들 사이에 형성될 수 있다. 플라스틱, 공기, 또는 기타 유전체가 슬롯의 내부를 충전할 수 있다. 슬롯은 통상적으로 가늘고 길다(즉, 그것들의 길이가 실질적으로 폭보다 길다). 금속이 슬롯의 주변부를 둘러싼다. 개방형 슬롯에서, 슬롯의 단부들 중 하나는 둘러싸고 있는 유전체에 대하여 개방된다.
안테나(40)에 튜닝 기능을 제공하기 위하여, 안테나(40)는 조정 가능 회로를 포함할 수 있다. 조정 가능 회로는 안테나 공진 요소(50)의 부분품, 기생 안테나 공진 요소(54)와 같은 임의의 기생 요소, 또는 안테나 접지(52)의 구조물을 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 기생 안테나 공진 요소(54)는 조정 가능 커패시터(106)와 같은 조정 가능 회로를 포함하는 튜닝 가능 기생 공진 요소일 수 있다. 조정 가능 커패시터(106)와 같은 튜닝 가능 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)의 조정 가능 회로는 제어 회로(28) (도 2)에서 오는 제어 신호들을 이용하여 튜닝될 수 있다. 제어 회로(28)에서 나오는 제어 신호는, 예를 들어, 조정 가능 커패시터(106)에 의해 나타나는 정전용량을 조정하기 위하여 제어 입력 경로(108)를 이용하여 튜닝 가능 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소에 제공될 수 있다. 경로(108) 상의 제어 신호들을 사용하여 원하는 커패시터(106)의 정전용량 값을 선택함으로써, 안테나(40)는 관심있는 동작 주파수를 커버하도록 튜닝될 수 있다.
원하는 경우, 안테나(40)의 조정 가능 회로는 아암(102, 100)과 같은 안테나 공진 요소 구조물(50)에 연결되는 하나 이상의 조정 가능 회로를 안테나 공진 요소(50)에 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 조정 가능 인덕터(110)는 아암(100) (또는 아암(102))과 같은 안테나(40)의 안테나 공진 요소 아암 구조물과 안테나 접지(52) 사이에 연결될 수 있다(즉, 인덕터(110)가 간극(101)에 걸칠 수 있음). 조정 가능 인덕터(110)는 제어 회로(28)로부터 조정 가능 인덕터(110)의 제어 입력(112)에 제공되는 제어 신호들에 응답하여 조정되는 인덕턴스 값을 나타낼 수 있다.
디바이스(10)의 동작 중에, 도 2의 저장 및 처리 회로(28)와 같은 제어 회로는 조정 가능 인덕터, 조정 가능 커패시터, 조정 가능 레지스터와 같은 조정 가능 컴포넌트들, 스위치, 조정 가능 인덕터, 조정 가능 커패시터, 및 조정 가능 레지스터 내의 스위치들, 가변 인덕터, 버랙터, 및 가변 레지스터와 같은 조정 가능 컴포넌트, 이들 컴포넌트 및/또는 고정형 인덕터, 커패시터, 및 레지스터 중 둘 이상의 조합을 포함하는 조정 가능 회로에 제어 신호들을 제공함으로써, 기타 조정 가능 회로에 제어 신호들을 제공함으로써 안테나 조정을 할 수 있다. 안테나 주파수 응답 조정은 실시간으로 어느 통신 대역이 활성화되었는지 식별하는 정보에 응답하여, 신호 품질 또는 기타 성능 측량에 관한 피드백, 센서 정보, 또는 기타 정보에 응답하여 이루어질 수 있다.
도 4는 예시적인 조정 가능 커패시터 회로의 개략적 다이어그램이다. 도 4의 조정 가능 커패시터(106)는 입력 경로(108)에 제공된 제어 신호들에 응답하여 단자(114, 116) 사이에서 조정 가능한 양의 정전용량을 생성할 수 있다. 스위칭 회로(118)는 커패시터(C1, C2)에 각각 연결되는 두 단자 및 조정 가능 커패시터(106)의 단자(116)에 연결된 다른 단자를 갖는다. 커패시터(C1)는 단자(114)와 스위칭 회로(118)의 단자들 중 하나 사이에 연결된다. 커패시터(C2)는 커패시터(C1)와 병렬로 단자(114)와 스위칭 회로(118)의 나머지 단자 사이에 연결된다. 제어 입력(108)에 공급되는 제어 신호들의 값을 제어함으로써, 스위칭 회로(118)는 원하는 정전용량 값을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(118)는 커패시터(C1)를 사용으로 스위칭하거나 커패시터(C2)를 사용으로 스위칭하도록 구성될 수 있다.
원하는 경우, 스위칭 회로(118)는 하나 이상의 스위치 또는 (예를 들어, 단자(114, 116) 사이의 경로가 개방 회로가 되고 두 커패시터가 사용중지로 스위칭되도록 개방 회로를 형성함으로써) 커패시터(C1, C2)를 선택적으로 연결해제하는 기타 스위칭 리소스를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(118)는 또한 (원하는 경우) 두 커패시터(C1, C2)가 동시에 사용으로 스위칭되도록 구성될 수 있다. 원하는 경우, 더 적은 스위칭 상태 또는 더 많은 스위칭 상태를 나타내는 스위칭 회로와 같은 다른 유형의 스위칭 회로(118)가 사용될 수 있다. 조정 가능 커패시터(106)와 같은 조정 가능 커패시터는 또한 가변형 커패시터 소자(종종 버랙터로 지칭됨)를 이용하여 구현될 수 있다. 도 4의 구성은 단지 예시에 불과하다.
도 5는 조정 가능 인덕터 회로(110)의 개략적 다이어그램이다. 도 5 예시에서, 조정 가능 인덕터 회로(110)는 단자(112, 124) 사이에서 상이한 양의 인덕턴스를 생성하도록 조정될 수 있다. 스위치(120)는 제어 입력(112) 상의 제어 신호에 의해 제어된다. 스위치(120)가 폐쇄 상태에 있는 경우, 인덕터(L)는 사용으로 스위칭되고 조정 가능 인덕터(110)는 단자(122, 124) 사이에서 인덕턴스 L을 나타낸다. 스위치(120)가 개방 상태에 있는 경우, 인덕터(L)는 사용중지로 스위칭되고 조정 가능 인덕터(110)는 단자(122, 124) 사이에서 본질적으로 무한한 양의 인덕턴스를 나타낸다.
도 6은 다중 인덕터를 사용하여 조정 가능한 양의 인덕턴스를 제공하는 구성의 조정 가능 인덕터 회로(110)의 개략적 다이어그램이다. 도 6의 조정 가능 인덕터 회로(110)를 조정하여, 제어 입력(112) 상의 제어 신호를 이용하여 스위치(120)(예를 들어, 단극쌍투 스위치)와 같은 스위칭 회로의 상태를 제어함으로써 단자(112, 124) 사이에서 상이한 양의 인덕턴스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 경로(112) 상의 제어 신호들을 이용하여 인덕터(L2)를 사용중지로 스위칭하는 동안 단자(122, 124) 사이에서 인덕터(L1)를 사용으로 스위칭할 수 있고, 인덕터(L1)를 사용중지로 스위칭하는 동안 단자(122, 124) 사이에서 인덕터(L2)를 사용으로 스위칭할 수 있고, 단자(122, 124) 사이에서 병렬로 인덕터(L1, L2) 둘 모두를 사용으로 스위칭할 수 있고, 또는 인덕터(L1, L2) 둘 모두를 사용중지로 스위칭할 수 있다. 따라서, 도 6의 조정 가능 인덕터(110)의 스위칭 회로 배열은 하나 이상의 상이한 인덕턴스 값, 둘 이상의 상이한 인덕턴스 값, 셋 이상의 상이한 인덕턴스 값, 또는, 원하는 경우, 4 개의 상이한 인덕턴스 값(예를 들어, L1, L2, L1과 L2 병렬, 또는 L1과 L2가 동시에 사용중지로 스위칭되는 경우 무한 인덕턴스)을 생성할 수 있다.
도 7은 전자 디바이스(10)에서 전도성 하우징 구조물을 사용하여 구현될 수 있는 유형의 예시적인 안테나의 다이어그램이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소(50)는 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 일부분들로 형성될 수 있다. 구체적으로, 고대역 (HB) 주파수 범위에서 안테나 응답을 생성하기 위한 공진 요소 아암 부분(102) 및 저대역 (LB) 주파수 범위에서 안테나 응답을 생성하기 위한 공진 요소 아암 부분(100)이 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 각자의 부분들로 형성될 수 있다. 안테나 접지(52)는 시트 금속(예를 들어, 하나 이상의 하우징 미드플레이트 부재 및/또는 하우징(12)의 후방 하우징 벽)으로 형성될 수 있고, 인쇄 회로의 부분들로 형성될 수 있고, 전도성 디바이스 컴포넌트로 형성될 수 있고, 또는 디바이스(10)의 다른 금속 부분들로 형성될 수 있다.
안테나(40)는 피드 경로(104)에 연결된 안테나 피드에 의해 피드될 수 있다. 피드 경로(104)는 양극 안테나 피드 단자(94) 및 접지 안테나 피드 단자(96)와 같은 안테나 피드 단자로 형성되는 안테나 피드를 포함할 수 있다. 전송 라인(92) (도 3)은 단자(94)에 연결된 양극 신호 라인 및 단자(96)에 연결된 접지 신호 라인을 가질 수 있다. 매칭 회로(130)와 같은 임피던스 매칭 회로 및 기타 회로(예를 들어, 필터, 스위치 등)는, 원하는 경우, 피드 경로(104) 또는 전송 라인(92)에 포함될 수 있다.
슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)는 슬롯(132)으로 형성된다. 슬롯(132)은 금속 하우징 구조물(16) 및 기타 하우징 구조물(12)(예를 들어, 안테나 접지(52)를 형성하는 금속 부분품)과 같은 전도성 구조물, 인쇄 회로 트레이스, 및 전기 컴포넌트로 둘러싸이고 유전체(예를 들어, 공기, 플라스틱, 유리, 및/또는 기타 유전 재료)로 충전된다. 슬롯(132)의 내부 에지(134)는, 예를 들어, 안테나 접지(52)의 부분들로 형성될 수 있다. 슬롯(132)의 외부 에지(136)는 주변 전도성 하우징 구조물(16)의 부분들(예를 들어, 공진 요소 아암(100)의 부분들)로 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 슬롯(132)은, 폭(즉, 에지(134, 136) 사이의 거리)이 길이보다 실질적으로 짧은, 가늘고 긴 형상을 갖는다. 파선(142)은 슬롯(132)이 어떻게 폐쇄형 슬롯 단부(138)(슬롯(132)이 안테나 접지(52)의 전도성 부분들에 의해 넓어짐)에서 개방형 슬롯 단부(140)(슬롯(132)이 둘러싸고 있는 유전체에 개방됨)로 연장되는지 보여준다. 이런 유형의 구성에서, 슬롯(132)은 슬롯(132)이 디바이스(10)의 코너(144)를 둘러싸는 굴곡(144)을 특징으로 하고, 슬롯(132)이 디바이스(10)의 주변부를 벗어나 안테나 접지(52)의 대향하는 에지들 사이에서 폐쇄형 단부(138)를 향하여 연장되는 굴곡(146)을 특징으로 한다.
슬롯(132)과 연관된 공진 주파수에 영향을 주는 슬롯(132)의 길이는 (예를 들어) 약 1 - 5 cm일 수 있다. 하나의 적절한 배열에서, 슬롯(132)의 길이는 약 3.5 ㎓에서 슬롯(132)에 대한 공진 피크를 생성하도록 선택된다. 이 피크는 통상적으로 디바이스(10)에서 무선 통신에 요구되는 주파수 범위보다 더 높은 주파수 범위에 위치된다. 그러나, 주변 전도성 하우징 구조물(16)과 안테나 접지(52) 사이의 슬롯(132)에 걸쳐있는 조정 가능 커패시터(106)가 있는 경우, 기생 공진 요소 슬롯(132)과 연관되는 공진 피크는 3.5 ㎓에서 더 낮은 주파수(예를 들어, 약 2300 ㎒ 내지 2700 ㎒ 범위의 주파수)로 편이된다. 조정 가능 커패시터(106)는 안테나(40)가 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)로부터의 편이된 공진 부근의 관심있는 모든 주파수를 커버하도록 슬롯 기반 기생 공진 요소의 공진 주파수를 튜닝하기 위하여 조정될 수 있다. 조정 가능 인덕터(110)는 주로 안테나(40)의 저대역 성능에 영향을 주고, 안테나(40)가 관심있는 모든 저대역 주파수를 커버하는 것을 보장하기 위하여 조정될 수 있다.
슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)의 존재는, 고대역 주파수에서 디바이스(10)를 동작시키는 동안 디바이스(10)의 전체 폭에 걸쳐 무선 주파수 에너지를 공간적으로 분배하도록 도울 수 있다. 무선 주파수 신호를 이런 방식으로 공간적으로 분배하는 것은 디바이스(10)가 방출되는 방사 레벨에 대한 규제 한도를 따르도록 보장하는 것을 도울 수 있다. 요소(54)가 없는 경우, 고주파수에서 방출되는 에너지는 고대역 공진 요소 아암(102)의 부분에 집중될 수 있다. 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)가 있는 경우, 에너지는 더 낮은 고대역 주파수에서 아암(102) 근처에 집중되는 경향이 있고, 더 높은 고대역 주파수에서는 요소(54)에 집중되는 경향이 있어서, 방출되는 에너지는 고대역 주파수에 대하여 평균하면 디바이스(10)의 폭에 걸쳐 분배된다.
도 8은 동작 주파수(f)의 함수로서 안테나 성능(즉, 정재파 비(SWR))이 도시된 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 공진(200)을 나타낼 수 있다. 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)는 상대적으로 높은 주파수(예를 들어 3.5 ㎓)에서 공진 기여를 만들 수 있다. 조정 가능 커패시터(106)는 슬롯(54)에 걸쳐서 안테나 접지(52)의 에지(134)를 아암(100)에 연결하는 경우(즉, 아암(100)이 조정 가능 커패시터(106)에 의해 접지(52)에 연결되는 경우), 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)로부터의 공진은 도 8에 도시된 위치(예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 대역 38과 같은 통신 대역에서의 동작을 지원하기 위한 2500 ㎒ 내지 2700 ㎒의 주파수와 같은 주파수를 커버하는 위치(200)와 같은 위치)로 편이될 수 있다. 이 위치에서, 커패시터(106)는 제1 정전용량(예를 들어, 0.6 pF의 정전용량(C1))을 나타낼 수 있다.
도 8의 공진 피크 위치(202)와 연관된 주파수와 같이 더 낮은 주파수에서 동작하기를 원하는 경우(예를 들어, LTE 대역 40과 같은 통신 대역을 커버하는 2300 ㎒ 내지 2500 ㎒의 주파수와 같은 주파수), 조정 가능 커패시터(106)는 제2 정전용량(예를 들어, 0.8 pF의 정전용량(C2))을 나타내도록 조정될 수 있다. 커패시터(106)가 (이 예에서) 0.8 pF의 정전용량을 생성하도록 조정되는 경우, 공진 피크(200)는 공진 피크(202)의 위치로 편이한다. 따라서, 조정 가능 커패시터(106)는 (이 예에서) 슬롯(54)으로부터의 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소 공진이 약 2300 ㎒ 내지 약 2700 ㎒의 주파수 범위를 커버하도록 하는데 충분한 튜닝을 제공한다.
고대역 공진(HB)(예를 들어, 약 1710 ㎒ 내지 2000 ㎒의 주파수)은 안테나(40)의 고대역 아암(102)에 의해 생성되는 안테나 공진 기여에 의해 커버될 수 있다. 저대역 아암(100)은 저대역 주파수(LB)를 커버하는 데 사용되는 공진을 생성할 수 있다. 조정 가능 인덕터(110)는 간극(101)에 걸쳐 저대역 공진 요소 아암(100)과 안테나 접지(52) 사이에 연결된다. 조정 가능 인덕터(110)와 같은, 간극(101)에 결쳐있는 조정 가능 인덕터에 의해 생산되는 인덕턴스의 값이 저대역(LB)에서 안테나(40)를 튜닝하는 데 사용된다.
도 8의 예시적인 배열에서, 인덕터(110)는 3 개의 상이한 상태 사이에서 조정되고, 상태들은 각각 대응하는 상이한 인덕턴스 값과 연관된다. 인덕터(110)는, 예를 들어, L1이 12 nH 값을 갖고 L2가 51 nH의 값을 갖는 도 6에 도시된 유형의 조정 가능 인덕터일 수 있다.
도 6의 스위칭 회로(120)가 L1 및 L2 둘 모두 병렬 사용으로 스위칭되는 위치에 있는 경우, 인덕터(110)의 인덕턴스는 약 10 nH이 될 것이다. 이런 상황에서, 안테나(40)(예를 들어, 아암(100))는 공진 피크(208)를 생성할 것이다. 도 6의 스위칭 회로(120)가 L2는 사용으로 스위칭되고 L1은 사용중지로 스위칭되는 구성에 있는 경우, 인덕터(110)는 약 51 nH의 인덕턴스를 나타낼 것이고 안테나(40)는 공진 피크(206)(피크(208)가 더 낮은 주파수로 편이됨)를 생성할 것이다. 도 6의 스위칭 회로(120)는 또한 인덕터(L1, L2) 둘 모두 사용중지로 스위칭되도록 조정될 수 있다. 이런 상황에서, 인덕터(110)의 인덕턴스는 높고 (실질적으로 무한대) 안테나(40)는 공진 피크(204)(피크(206)가 더 낮은 주파수로 편이됨)를 생성할 것이다. 저대역 안테나 공진 요소 아암(100)에 의해 나타나는 안테나 공진을 튜닝하는 능력은 안테나(40)가 저대역(LB)의 모든 원하는 관심있는 주파수(예를 들어, 예시로서 약 700 ㎒ 내지 약 960 ㎒의 관심있는 모든 주파수)를 커버하도록 한다.
2300 내지 2700 ㎒ 범위의 통신 주파수를 커버하기를 원하지 않는 상황에서, 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)는 안테나(40)에서 생략될 수 있고, 이는 도 9에 도시된 바와 같다. 이런 구성에서, 안테나(40)는 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소(54)와 연관된 공진(200, 202)을 나타내지 않고 도 8에 도시된 저대역(LB) 및 고대역(HB)의 공진을 나타낼 수 있다.
실시예에 따른, 안테나 접지, 간극에 의해 상기 안테나 접지로부터 분리되는 공진 요소 아암을 갖는 안테나 공진 요소, 및 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소를 포함하는 전자 디바이스 안테나가 제공된다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스 안테나는 양극 및 접지 안테나 피드 단자들을 갖는 안테나 피드를 포함하고, 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소는 안테나 피드에 의해 직접 피드되지 않고 안테나 공진 요소는 안테나 공진 요소는 추가 공진 요소 아암을 갖는다.
다른 실시예에 따라, 안테나 공진 요소는 금속 전자 디바이스 하우징 구조물을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소는 금속 전자 디바이스 하우징 구조물과 안테나 접지 사이에 개재되는 부분을 갖는 슬롯을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 슬롯의 상기 부분의 제1 에지는 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들을 따라 연장되고 슬롯의 상기 부분의 대향하는 제2 에지는 안테나 접지를 따라 연장되고, 전자 디바이스 안테나는 슬롯에 걸쳐있는 커패시터를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 커패시터는 조정 가능 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 커패시터는 스위칭 회로 및 스위칭 회로에 연결되는 다수의 고정형 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스 안테나는 간극에 걸쳐있는 조정 가능 인덕터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 조정 가능 인덕터는 제1 안테나 공진을 제1 주파수에 튜닝하도록 조정되고 조정 가능 커패시터는 제2 안테나 공진을 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수에 튜닝하도록 조정된다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스 안테나는 간극에 걸쳐 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이에 연결되는 단락 경로를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 조정 가능 인덕터 및 조정 가능 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 간극에 걸쳐 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이에 연결되는 조정 가능 인덕터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 간극에 걸쳐 상기 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 단락 경로를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 단락 경로에 평행하게 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이에 연결되는 안테나 피드를 포함한다.
실시예에 따른, 안테나 접지, 간극에 의해 상기 안테나 접지로부터 분리되는 역 F형 안테나 공진 요소, 및 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소를 포함하는 안테나가 제공된다.
다른 실시예에 따라, 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소는 슬롯을 가지며, 안테나는 슬롯에 걸쳐있는 커패시터를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 커패시터는 조정 가능 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 정의된 안테나는 간극에 걸쳐 역 F형 안테나 공진 요소와 안테나 접지 사이에 연결되는 조정 가능 인덕터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 역 F형 안테나 공진 요소는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 일부분으로 형성되는 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소를 포함한다.
실시예에 따른, 금속 전자 디바이스 하우징 구조물로 형성되는 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소, 간극에 의해 상기 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소로부터 분리되는 안테나 접지, 간극에 걸쳐 상기 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 단락 분기, 간극에 걸쳐 상기 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 안테나 피드, 및 슬롯을 갖는 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소를 포함하는 안테나가 제공된다.
다른 실시예에 따라, 안테나는 슬롯에 걸쳐있는 조정 가능 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 슬롯은 상기 안테나 접지로 형성되는 제1 에지 및 상기 금속 전자 디바이스 하우징 구조물로 형성되는 제2 에지가 있는 부분을 갖는다.
다른 실시예에 따라, 안테나는 간극에 걸쳐있는 조정 가능 인덕터를 포함한다.
전술한 사항은 단지 본 발명의 원리를 예시하는 것이며, 본 발명의 범주와 사상으로부터 벗어남이 없이 다양한 수정들이 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 안테나 접지;
    간극에 의해 상기 안테나 접지로부터 분리되는 공진 요소 아암을 갖는 안테나 공진 요소; 및
    슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소
    를 포함하는, 전자 디바이스 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 양극 및 접지 안테나 피드(feed) 단자들을 갖는 안테나 피드를 추가로 포함하고, 상기 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소는 상기 안테나 피드에 의해 직접 피드되지 않고, 상기 안테나 공진 요소는 추가 공진 요소 아암을 갖는, 전자 디바이스 안테나.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안테나 공진 요소는 금속 전자 디바이스 하우징 구조물을 포함하는, 전자 디바이스 안테나.
  4. 제3항에 있어서, 상기 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소는 상기 금속 전자 디바이스 하우징 구조물과 상기 안테나 접지 사이에 개재되는 부분을 갖는 슬롯을 포함하는, 전자 디바이스 안테나.
  5. 제4항에 있어서, 상기 슬롯의 상기 부분의 제1 에지는 상기 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들을 따라 연장되고 상기 슬롯의 상기 부분의 대향하는 제2 에지는 상기 안테나 접지를 따라 연장되고, 상기 전자 디바이스 안테나는 상기 슬롯에 걸쳐있는(bridge) 커패시터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스 안테나.
  6. 제5항에 있어서, 상기 커패시터는 조정 가능 커패시터를 포함하고, 상기 조정 가능 커패시터는 스위칭 회로 및 상기 스위칭 회로에 연결되는 다수의 고정형 커패시터를 포함하는, 전자 디바이스 안테나.
  7. 제6항에 있어서, 상기 간극에 걸쳐있는 조정 가능 인덕터를 추가로 포함하며, 상기 조정 가능 인덕터는 제1 안테나 공진을 제1 주파수에 튜닝하도록 조정되고 상기 조정 가능 커패시터는 제2 안테나 공진을 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수에 튜닝하도록 조정되는, 전자 디바이스 안테나.
  8. 제7항에 있어서, 상기 간극에 걸쳐 상기 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 단락 경로(short circuit path)를 추가로 포함하는, 전자 디바이스 안테나.
  9. 제1항에 있어서, 조정 가능 인덕터 및 조정 가능 커패시터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 간극에 걸쳐 상기 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 조정 가능 인덕터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 간극에 걸쳐 상기 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 단락 경로, 및
    상기 단락 경로에 평행하게 상기 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 안테나 피드를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  12. 안테나 접지;
    간극에 의해 상기 안테나 접지로부터 분리되는 역 F형 안테나 공진 요소; 및
    슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소
    를 포함하는, 안테나.
  13. 제12항에 있어서, 상기 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소는 슬롯을 가지며, 상기 안테나는 상기 슬롯에 걸쳐있는 커패시터를 추가로 포함하는, 안테나.
  14. 제13항에 있어서, 상기 커패시터는 조정 가능 커패시터를 포함하는, 안테나.
  15. 제14항에 있어서, 상기 간극에 걸쳐 상기 역 F형 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 조정 가능 인덕터를 추가로 포함하는, 안테나.
  16. 제15항에 있어서, 상기 역 F형 안테나 공진 요소는 주변 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 일부분으로 형성되는 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소를 포함하는, 안테나.
  17. 금속 전자 디바이스 하우징 구조물로 형성되는 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소;
    간극에 의해 상기 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소로부터 분리되는 안테나 접지;
    상기 간극에 걸쳐 상기 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 단락 분기(short circuit branch);
    상기 간극에 걸쳐 상기 듀얼 아암 역 F형 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 사이에 연결되는 안테나 피드; 및
    슬롯을 갖는 슬롯 기반 기생 안테나 공진 요소
    를 포함하는, 안테나.
  18. 제20항에 있어서, 상기 슬롯에 걸쳐있는 조정 가능 커패시터를 추가로 포함하는, 안테나.
  19. 제21항에 있어서, 상기 슬롯은 상기 안테나 접지로 형성되는 제1 에지 및 상기 금속 전자 디바이스 하우징 구조물로 형성되는 제2 에지가 있는 부분을 갖는, 안테나.
  20. 제22항에 있어서, 상기 간극에 걸쳐있는 조정 가능 인덕터를 추가로 포함하는, 안테나.
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