KR20160135812A - 튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신 - Google Patents

튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신 Download PDF

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Abstract

튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신. 본 발명은 하나 이상의 튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신을 위한 방법, 및 하나 이상의 튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신을 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 무선 통신을 위한 장치는 안테나 배열(1)을 형성하는, 각각의 튜닝 가능한 수동 안테나인 4개의 안테나(11 내지 14); 무선 장치(5); 피더(21 내지 24)를 통해 안테나들 중 하나에 각각 결합되는 4개의 안테나 포트(311, 321, 331, 341), 및 상호 연결(41 내지 44)을 통해 무선 장치(5)에 각각 결합되는 4개의 무선 포트(312, 322, 332, 342)를 갖는 안테나 튜닝 장치(3); 및 무선 통신을 위한 장치 내에서 자동으로 생성되는 튜닝 명령을 수신하고, 튜닝 가능한 수동 안테나 및 안테나 튜닝 장치에 복수의 튜닝 제어 신호를 전달하는 튜닝 제어 장치(7)를 포함한다.

Description

튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신{RADIO COMMUNICATION USING TUNABLE ANTENNAS AND AN ANTENNA TUNING APPARATUS}
본 발명은 하나 이상의 튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 튜닝 가능한 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 통신을 위한 장치에 관한 것이다. 수신 또는 방출된 무선 신호들은 모든 유형의 정보, 예를 들어 음성 전송 및/또는 이미지 전송(TV) 및/또는 데이터 전송을 위한 신호들을 전달할 수 있다. 수신 또는 방출된 무선 신호들은 모든 유형의 운영, 예를 들어 방송, 양방향 지점 대 지점 간 무선 통신 또는 셀룰러 네트워크에서의 무선 통신에 사용될 수 있다.
2014년 3월 20일에 출원된 "Communication radio utilisant des antennes accordables et un appareil d' accord d'antenne"라는 제목의 프랑스 특허 출원 번호 제14/00666호가 참고로 인용된다.
안테나에 의해 제공되는 임피던스는 안테나를 둘러싸고 있는 부피의 전자기적 특성 및 주파수에 의존한다. 특히, 안테나가 휴대용 송수신기 예를 들어 휴대폰에 내장되어 있는 경우, 사용자의 신체는 안테나에 의해 제공되는 임피던스에 영향을 미치고, 이 임피던스는 사용자의 신체의 위치에 의존한다. 이것은 "사용자 인터랙션", 또는 "손 효과" 또는 "손가락 효과"로 지칭된다.
안테나 튜너로도 지칭되는 안테나 튜닝 장치는 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스가 목표 값과 일치하는 지를 알기 위해 무선 장치, 예를 들어 무선 송신기 또는 무선 수신기와 그의 안테나 사이에 삽입되도록 의도된 수동 장치이다. 도 1은 특정 주파수 대역에서 작동하는 (또는 사용되는) 하나의 안테나(11)를 튜닝하기 위한 안테나 튜닝 장치(31)의 일반적인 사용의 블록도를 도시한다. 안테나 튜닝 장치(31)는
피더(21)를 통해 안테나(11)에 결합되고, 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 포트에 의해 보여지는 임피던스로 지칭되는 임피던스를 보여주는 안테나 포트(311);
상호 연결(41)을 통해 무선 장치(5)에 결합되고, 특정 주파수 대역의 주파수에서 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스로 지칭되는 임피던스를 제시하는 무선 포트(312);
각각 특정 주파수 대역의 주파수에서 리액턴스를 갖고, 어느 하나의 리액턴스는 조정 가능하고 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스에 영향을 미치는 하나 이상의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함한다.
무선 장치(5)는 송신기, 수신기 또는 송수신기와 같은 무선 통신을 위한 능동 장비이다. 피더(21)는 예를 들어 동축 케이블일 수 있다. 일부의 경우, 안테나 튜닝 장치(31)가 안테나(11)에 가깝게 배치되면 피더(21)가 존재하지 않는다. 상호 연결(41)은 예를 들어 동축 케이블일 수 있다. 일부의 경우, 안테나 튜닝 장치(31)가 무선 장치(5)에 가깝게 배치되면, 상호 연결(41)이 존재하지 않는다.
안테나 튜닝 장치는 특정 주파수 대역의 모든 주파수에서 안테나 포트 및 무선 포트에 대하여 실질적으로 수동 선형 2 포트 장치로서 기능한다. 여기에서, "수동"은 회로 이론의 의미로 사용되기 때문에, 안테나 튜닝 장치는 증폭을 제공하지 않는다. 실제로, 특정 주파수 대역에서 안테나 튜닝 장치의 안테나 포트 또는 무선 포트에 인가되는 신호들에 대해 손실은 바람직하지 않다. 따라서, 이상적인 안테나 튜닝 장치는 특정 주파수 대역에서 그의 안테나 포트 또는 무선 포트에 인가되는 신호들에 대한 손실이 없다.
도 2는 특정 주파수 대역에서 사용되는 하나의 안테나를 튜닝하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 사용될 수 있는 안테나 튜닝 장치(31)의 개략도를 도시한다. 도 2에 도시된 안테나 튜닝 장치는
2개의 단자(3111 및 3112)를 갖는 싱글 엔드형의 안테나 포트(311);
2개의 단자(3121 및 3122)를 갖는 싱글 엔드형의 무선 포트(312);
안테나 포트와 병렬로 결합되고 음의 리액턴스를 제시하는 조정 가능한 임피던스 장치(313);
코일(315);
무선 포트와 병렬로 결합되고 음의 리액턴스를 제시하는 조정 가능한 임피던스 장치(314)를 포함한다.
도 2에 도시된 유형의 안테나 튜닝 장치는 예를 들어 20011년 9월 IEEE Transactions on Circuits and Systems― I: Regular Papers, vol. 58, No. 9, pp. 2225-2236에 게시된 "자동 매칭 네트워크를 합성하는 새로운 방법 및 그의 제어 장치"라는 제목의 F. Chan Wai Po, E. de Foucault, D. Morche, P. Vincent 및 E. Kerherve의 논문에서 사용된다. 2011년 12월 IEEE Transactions on Circuits and Systems― /: Regular Papers, vol. 58, No. 12, pp. 2894-2905에 게시된 "Pi-네트워크 임피던스 튜너를 위한 분석 알고리즘"이라는 제목의 Q. Gu, J. R. De Luis, A. S. Morris 및 J. Hilbert의 논문 및 2012년 3월 Proceedings of the 6 th 　 European Conference on Antenna and Propagation ( EUCAP ), pp. 1804-1808에 게시된 "휴대 전화를 위한 자족적인 적응 안테나 튜너"라는 제목의 K.R. Boyle, E. Spits, M.A. de Jongh, S. Sato, T. Bakker 및 A. van Bezooijen의 논문은 도 2에 도시된 것과 유사한 유형의 안테나 튜닝 장치를 고려하고, 주요 차이점은 도 2의 코일(315)이 조정 가능한 임피던스 장치로 교체되고, 조정 가능한 임피던스 장치가 가변 커패시터와 병렬로 연결된 인덕터 또는 가변 인덕터라는 것이다.
안테나 튜닝 장치는 작동 주파수의 변동에 의해 야기된 안테나 포트에 의해 보여지는 임피던스의 변동을 보상하기 위해, 및/또는 사용자 인터랙션을 보상하기 위해 사용될 수 있다.
멀티포트 안테나 배열로 제시된 임피던스 행렬은 안테나를 둘러싸고 있는 부피의 전자기적 특성 및 주파수에 의존한다. 특히, 멀티포트 안테나 배열이 MIMO 통신을 위해 동시에 복수의 안테나를 사용하는 휴대용 송수신기, 예를 들어 LTE 무선 네트워크의 사용자 단말(UE)에 내장되어 있는 경우, 멀티포트 안테나 배열로 제시된 임피던스 행렬은 사용자 인터랙션에 의해 영향을 받는다.
"다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치"로 지칭될 수 있는 또 다른 안테나 튜닝 장치는 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 목표 값과 일치하는 지를 알기 위해 주파수 대역에서 동시에 복수의 안테나를 사용하는 무선 장치, 예를 들어 MIMO 통신을 위한 무선 송신기 또는 무선 수신기와 상기 복수의 안테나 사이에 삽입되도록 의도된 수동 장치이다. 도 3은 특정 주파수 대역에서 작동하고, 안테나 배열(1)을 형성하는 4개의 안테나(11 내지 14)를 동시에 튜닝하기 위한 이러한 안테나 튜닝 장치(3)의 일반적인 사용의 블록도를 도시한다. 도 3에서, 안테나 튜닝 장치(3)는
각각 피더(21 내지 24)를 통해 안테나(11 내지 14) 중 하나에 결합되고, 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 포트에 의해 보여지는 임피던스 행렬로 지칭되는 임피던스 행렬을 보여주는 n=4개의 안테나 포트(311, 321, 331 및 341);
각각 상호 연결(41 내지 44)을 통해 무선 장치(5)에 결합되고, 특정 주파수 대역의 주파수에서 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬로 지칭되는 임피던스 행렬을 제시하는 m=4개의 무선 포트(312, 322, 332 및 342);
각각 특정 주파수 대역의 주파수에서 리액턴스를 갖고, 어느 하나의 리액턴스는 조정 가능하고 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스에 영향을 미치는, 일반적으로 m 이상의 정수인 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함한다.
다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 특정 주파수 대역의 주파수에서 n개의 안테나 포트 및 m개의 무선 포트에 대하여 실질적으로 수동 선형 (n + m) 포트 장치로서 기능한다. 여기에서, "수동"은 다시 회로 이론의 의미로 사용되기 때문에, 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 증폭을 제공하지 않는다. 실제로, 특정 주파수 대역에서 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치의 안테나 포트 또는 무선 포트에 인가된 신호들에 대해 손실은 바람직하지 않다. 따라서, 이상적인 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 특정 주파수 대역에서 그의 안테나 포트 또는 무선 포트에 인가된 신호들에 대해 손실이 없다.
도 4는 특정 주파수 대역에서 사용되는 4개의 안테나를 튜닝하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 사용될 수 있는 안테나 튜닝 장치(3)의 개략도를 도시한다. 도 4에 도시된 안테나 튜닝 장치는
각각 싱글 엔드형인 n=4개의 안테나 포트(311, 321, 331 및 341);
각각 싱글 엔드형인 m=4개의 무선 포트(312, 322, 332 및 342);
각각 안테나 포트들 중 하나에 병렬로 결합되고, 각각 음의 리액턴스를 제시하는 n개의 조정 가능한 임피던스 장치(301);
각각 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자 및 제1 단자가 결합되는 안테나 포트와 상이한 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖고, 각각 음의 리액턴스를 제시하는 n(n-1)/2개의 조정 가능한 임피던스 장치(302);
각각 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자 및 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖는 n=m개의 와인딩(303);
각각 무선 포트들 중 하나와 병렬로 결합되고, 각각 음의 리액턴스를 제시하는 m개의 조정 가능한 임피던스 장치(304);
각각 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자 및 제1 단자가 결합되는 무선 포트와 상이한 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖고, 각각 음의 리액턴스를 제시하는 m(m-1)/2개의 조정 가능한 임피던스 장치(305)를 포함한다.
도 4에 도시된 유형의 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 "Appareil d' accord d'antenne pour un reseau d'antennes a acces multiples"라는 제목의 프랑스 특허 출원 번호 제12/02542호 및 "멀티포트 안테나 배열을 위한 안테나 튜닝 장치"라는 제목의 해당 국제 출원 PCT/IB2013/058423(WO 2014/049475)에 개시된다.
다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 작동 주파수에서의 변동에 의해 야기된, 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬에서의 변동을 보상하고, 및/또는 사용자 인터랙션을 보상하기 위해 사용될 수 있다.
안테나 튜닝 장치는 그의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스 값이 수동으로 조정되도록 할 수 있다. 이러한 유형의 수동 튜닝은 숙련된 작업자를 필요로 하고, 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 안테나 포트 및 하나의 무선 포트를 갖는, 무선 아마추어들을 위한 몇 가지 안테나 튜닝 장치를 조정하기 위해 구현된다.
안테나 튜닝 장치는 그의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각의 리액턴스가 전기적 수단에 의해 조정될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 안테나 튜닝 장치는 그의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스 값이 자동적으로 또는 적응적으로 조정될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 경우, 안테나 튜닝 장치 및 그의 조정 가능한 임피던스 장치들의 자동적 또는 적응적 조정을 제공하는 회로들이 하나의 장치를 형성하면, 이 장치는 "자동 안테나 튜닝 장치" 또는 "자동 안테나 튜너" 또는 "적응 안테나 튜너"로 지칭될 수 있다.
자동 안테나 튜닝은 "자동 임피던스 매핑 장치"라는 제목의 미국 특허 제2,745,067호 및 "안테나 튜너 판별기"라는 제목의 미국 특허 제4,493,112호에 도시된 바와 같이, 단일 안테나 포트 및 단일 무선 포트를 갖는 안테나 튜닝 장치에 오랫동안 적용되었다. 단일 안테나 포트 및 단일 무선 포트를 갖는 안테나 튜너에 적용된 자동 안테나 튜닝은 또한 현재의 연구 작업의 주제이고, 그 중 일부가 예를 들어 "자동 매칭 네트워크를 합성하는 새로운 방법 및 그의 제어 장치", "Pi 네트워크 임피던스 튜너를 위한 분석 알고리즘", 및 "휴대 전화를 위한 자족적인 적응 안테나 튜너"라는 제목의 상기 과학 기술 논문에 설명되어 있다.
"안테나 시스템 및 안테나 시스템을 작동시키는 방법"이라는 제목의 미국 특허 제8,059,058호, "복수의 안테나 및 안테나 튜닝 장치를 사용하는 무선 수신을 위한 방법 및 장치"라는 제목의 국제 출원 번호 PCT/IB2013/058574(WO 2014/049486)에 대응하는 "Precede et dispositif pour la reception radio utilisant un appareil d'accord d'antenne et une pluralite d'antennes"라는 제목의 프랑스 특허 출원 번호 제12/02564호, 및 "임피던스 행렬을 자동 튜닝하기 위한 방법 및 장치, 및 이 장치를 사용하는 무선 송신기"라는 제목의 국제 출원 번호 PCT/IB2014/058933(WO 2014/170766)에 대응하는 "Procede et appareil pour accorder automatiquement une matrice impedance, et emetteur radio utilisant cet appareil"이라는 제목의 프랑스 특허 출원 번호 제13/00878호에 도시된 바와 같이, 자동 안테나 튜닝이 최근에 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치에 적용되고 있다.
그러나, 안테나 튜닝 장치를 사용하는 (수동적 또는 자동적) 안테나 튜닝에 관한 최신 기술의 중요한 한계는 안테나 튜닝 장치가 안테나와 안테나가 연결되는 피더 간의 불일치를 감소시키지 않는다는 것이다. 전문가는 이러한 상황이 안테나 튜닝 장치가 적절히 조정되는 경우에도 강한 반사가 피더의 양쪽 끝에 존재할 수 있다는 것을 의미한다고 이해한다. 전문가는 이러한 반사가 피더에서의 손실을 야기하고, 이 손실은 안테나 및 피더를 사용하는 무선 시스템의 성능을 저하시킨다고 이해한다.
하나의 안테나를 사용하는 무선 장치의 경우, 이러한 문제에 대한 알려진 솔루션은 피더 제거, 저 손실의 피더 사용, 또는 안테나 및 안테나 튜닝 장치의 튜닝 가능한 수동 안테나로의 교체이다. 주파수 대역에서 동시에 복수의 안테나를 사용하는 무선 장치의 경우, 이러한 솔루션들 중 어느 것도 만족스럽지 않다. 예를 들어, 안테나들이 서로 멀리 떨어져 있어서 피더의 제거가 불가능하기 때문에, 안테나 튜닝 장치는 각각의 안테나 근처에 있을 수 없다. 예를 들어, 저 손실의 피더들은 저 손실 유전체를 사용하는 경우에 비싸고, 및/또는 가장 최신의 어플리케이션들에 대해 너무 많은 공간을 필요로 한다. 예를 들어, 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 임의의 원하는 행렬에 근접한 지를 알아보기 위해, 튜닝 가능한 수동 안테나들은 그들이 제시하는 임피던스 행렬을 완전히 제어하기 위해 사용될 수 없다. 특히, 튜닝 가능한 수동 안테나들 간의 인터랙션을 무시할 수 없는 경우, 튜닝 가능한 수동 안테나들의 배열에 의해 제시된 임피던스 행렬은 대각이 아니다. 따라서, 튜닝 가능한 수동 안테나들은 원하는 대각 행렬을 얻기 위해 사용할 수도 없고, 사용자 인터랙션을 완전히 보상하기 위해 사용할 수도 없다. 특히, 전문가는 휴대 전화의 경우, 작은 크기 및 저렴한 비용이 필요하고 안테나 간 인터랙션을 피할 수 없기 때문에 알려진 솔루션들 중 어느 것도 만족스럽지 못하다고 이해한다.
본 발명의 목적은 위에서 언급한 알려진 기술의 한계를 갖지 않는 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트를 사용하는 무선 통신을 위한 방법 및 무선 통신을 위한 장치이다.
본 발명의 방법은 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하는 무선 통신을 위한 방법으로서, 상기 방법은 2 이상의 정수인 n개의 안테나를 포함하는 무선 통신을 위한 장치를 사용하고, 상기 방법은
적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 안테나들 중 적어도 하나의 하나 이상의 특성을 제어하는 단계 ― 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 안테나들 중 적어도 하나의 일부이고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능함 ―;
n개의 안테나 포트, m개의 무선 포트 및 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하는 안테나 튜닝 장치에 직접적 또는 간접적으로 상기 n개의 안테나를 결합하는 단계 ― m은 2 이상의 정수이고, p는 2m 이상의 정수이고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능함 ― ;
각각의 매개변수에 영향을 미치고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스에 영향을 미치는 "튜닝 명령"을 생성하는 단계를 포함한다.
이전 문장에서, "매개변수 각각"은 명확하게 "적어도 하나의 안테나 각각의 적어도 하나의 안테나 제어 장치 각각의 적어도 하나의 매개변수 각각"을 의미한다. 본 문장에서, "영향을 미치는"과 "효과를 미치는"은 동일한 의미를 갖는다.
n개의 안테나 각각은 전자기파를 수신 및/또는 방출하기 위해 사용될 수 있는 2개의 단자를 포함하는 "안테나의 신호 포트"로서 지칭되는 포트를 갖는다. 안테나 중 적어도 하나의 각각은 다른 전기적 연결들을 위해 사용된 하나 이상의 다른 단자를 포함할 수 있는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함한다. n개의 안테나 각각은 특정 주파수 대역의 모든 주파수에서 안테나의 신호 포트에 대하여 실질적으로 수동 안테나로서 다시 말해서, 안테나에 의해 수신된 신호 또는 안테나에 의해 방출된 신호를 증폭시키는 증폭기를 사용하지 않고 선형인 안테나로서 기능한다고 가정한다. 선형성의 결과로서, n개의 안테나에 의해 제시된 임피던스 행렬을 정의할 수 있고, 정의는 안테나 각각에 대해 안테나의 신호 포트 만을 고려한다. 결과적으로, 이 행렬의 크기는 n x n이다. 안테나 사이의 인터랙션 때문에, 이 행렬은 대각일 필요가 없다. 특히, 본 발명은 이 행렬이 대각 행렬이 되지 않도록 할 수 있다.
하나 이상의 특성 각각은 예를 들어 특정 주파수에서의 임피던스와 같은 전기적 특성, 또는 특정 주파수에서의 방향성 패턴과 같은 전자기적 특성일 수 있다. 안테나들 중 적어도 하나의 각각은 안테나들 중 적어도 하나의 각각의 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능하다. 따라서, 전문가는 안테나들 중 적어도 하나의 각각은 튜닝 가능한 수동 안테나라고 이해한다. 튜닝 가능한 수동 안테나는 "재구성할 수 있는 안테나"로도 지칭될 수 있다. 일부 저자들은 세 가지 종류의 튜닝 가능한 수동 안테나 즉, 편파 가변(polarization-agile) 안테나, 패턴 재구성할 수 있는 안테나 및 주파수 agile 안테나를 고려한다. 주파수 가변(frequency-agile) 안테나에 관한 최신 기술은 예를 들어 2012년 10월 IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 54, No. 5에 게시된 "주파수 가변 안테나에 대한 튜닝 기술들의 개요"라는 제목의 A. Petosa의 논문에 설명되어 있다.
n개의 안테나 각각은 안테나 튜닝 장치의 안테나 포트들 중 하나 및 단지 하나에 직접적 또는 간접적으로 결합될 수 있다. 보다 정확하게, n개의 안타나 각각에 대해, 안테나의 신호 포트는 안테나 튜닝 장치의 안테나 포트들 중 하나 및 단지 하나에 직접적 또는 간접적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 간접 결합은 피더를 통한 및/또는 방향성 결합기를 통한 결합일 수 있다. 안테나 제어 장치 및 안테나 튜닝 장치가 n개의 안테나를 튜닝하기 위해 사용될 수 있다.
튜닝 명령은 모든 유형의 전기 신호 및/또는 이러한 전기 신호들의 모든 조합을 포함할 수 있다. 튜닝 명령은 무선 통신을 위한 장치 내에서 자동으로 생성될 수 있다.
본 발명의 방법을 구현하는 장치는 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하는 무선 통신을 위한 장치로서, 무선 통신을 위한 장치는
n(n은 2 이상의 정수)개의 안테나로서, 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나는 상기 n개의 안테나 사이에 있고, 상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성은 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 제어되고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 n개의 안테나;
n개의 안테나 포트, m(2 이상의 정수)개의 무선 포트 및 p(2m 이상의 정수)개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하는 안테나 튜닝 장치로서, 상기 p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 자치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 안테나 튜닝 장치;
"튜닝 명령"을 전송하는 처리 유닛;
튜닝 제어 유닛으로서, 상기 튜닝 제어 유닛은 튜닝 명령을 수신하고, 상기 튜닝 제어 유닛은 복수의 "튜닝 제어 신호"를 전송하고, 상기 튜닝 제어 신호는 튜닝 명령의 함수로서 결정되고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각의 리액턴스는 튜닝 제어 신호들 중 하나 이상에 의해 주로 결정되고, 상기 매개변수들 각각은 튜닝 제어 신호들 중 하나 이상에 의해 주로 결정되는 튜닝 제어 유닛을 포함한다.
이전 문장에서, "상기 매개변수들 각각"은 명확하게 "상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나 각각의 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치 각각의 상기 적어도 하나의 매개변수 각각"을 의미한다. 본 문장에서, "영향을 미치는"은 "효과를 미치는"과 동일한 의미를 갖는다.
무선 포트들은 "무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬"로 지칭되는 임피던스 행렬을 특정 주파수 대역의 주파수에서 제시하고, 안테나 포트들은 "안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬"로 지칭되는 임피던스 행렬을 특정 주파수 대역의 주파수에서 보여준다. 안테나 튜닝 장치는 특정 주파수 대역의 주파수에서 그의 안테나 포트 및 그의 무선 포트들에 대하여 실질적으로 수동 선형 장치(여기에서 "수동"은 회로 이론의 의미로 사용된다)로 기능한다. 보다 정확하게, 안테나 튜닝 장치는 특정 주파수 대역의 주파수에서 n개의 안테나 포트 및 m개의 무선 포트에 대하여 실질적으로 수동 선형 (n + m)개의 포트 장치로서 기능한다. 선형성의 결과로서, 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬을 정의할 수 있다. 수동성의 결과로서, 안테나 튜닝 장치는 증폭을 제공하지 않는다.
조정 가능한 임피던스 장치는 실질적으로 수동 선형 2 단자 회로 소자로서 기능하고, 결과적으로 주파수에 의존할 수 있는, 조정 가능한 임피던스에 의해 완전히 특징지어지는 2개의 단자를 포함하는 구성요소이다. 조정 가능한 임피던스 장치는 기계적 수단 예를 들어, 가변 레지스터, 가변 커패시터, 복수의 커패시터 및 네트워크의 상이한 커패시터들이 리액턴스에 기여하도록 하기 위해 사용되는 하나 이상의 스위치 또는 전환 스위치를 포함하는 네트워크, 가변 인덕터, 복수의 인덕터 및 네트워크의 상이한 인덕터들이 리액턴스에 기여하도록 하기 위해 사용되는 하나 이상의 스위치 또는 전환 스위치를 포함하는 네트워크, 또는 복수의 개방 회로 스터브 또는 단락 스터브 및 네트워크의 상이한 스터브들이 리액턴스에 기여하도록 하기 위해 사용되는 하나 이상의 스위치 또는 전환 스위치를 포함하는 네트워크에 의해 조정될 수 있다. 우리는 가변 레지스터를 제외하고 본 목록의 모든 예들이 조정 가능한 리액턴스를 제공하도록 의도된다는 것을 유의한다.
전기적 수단에 의해 조정 가능한 리액턴스를 갖는 조정 가능한 임피던스 장치는 특정 주파수 대역의 주파수에서만 리액턴스 값들의 유한 집합을 제공하도록 할 수 있다. 이 특성은 예를 들어 조정 가능한 임피던스 장치가
- 복수의 커패시터 또는 개방 회로 스터브 및 네트워크의 상이한 커패시터 또는 개방 회로 스터브가 리액턴스에 기여하도록 하기 위해 사용되는 전기 기계형 계전기, 또는 미세 전기 기계형 스위치(MEMS 스위치), 또는 PIN 다이오드 또는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 같은 하나 이상의 전기적으로 제어되는 스위치 또는 전환 스위치를 포함하는 네트워크; 또는
- 복수의 코일 또는 단락 스터브 및 네트워크의 상이한 코일이나 단락 스터브가 리액턴스에 기여하도록 하기 위해 사용되는 하나 이상의 전기적으로 제어되는 스위치 또는 전환 스위치를 포함하는 네트워크인 경우에 얻어진다.
전기적 수단에 의해 조정 가능한 리액턴스를 갖는 조정 가능한 임피던스 장치는 특정 주파수 대역의 주파수에서 리액턴스 값들의 연속 집합을 제공하도록 할 수 있고, 이 특성은 예를 들어 조정 가능한 임피던스 장치가 가변 커패시턴스 다이오드, 또는 MOS 버랙터, 또는 미세 전기 기계형 버랙터(MEMS 버랙터); 또는 강유전성 버랙터의 사용을 기반으로 하는 경우에 얻어진다.
안테나 튜닝 장치는 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬과 동일한 경우, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스가 특정 주파수의 대역의 주파수에서 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치도록 할 수 있다. 이것은 안테나 튜닝 장치가 특정 주파수 대역의 주파수에서 특정 대각 임피던스 행렬로 지칭되는 대각 임피던스 행렬이 존재하도록 할 수 있고, 상기 특정 대각선 임피던스 행렬은 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬과 동일한 경우, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스가 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치도록 한다는 의미로 해석되어야 한다.
A. Petosa의 논문에서 설명한 바와 같이, 튜닝 가능한 수동 안테나들 중 어느 하나의 하나 이상의 특성을 제어하기 위해 많은 상이한 유형의 안테나 제어 장치가 사용될 수 있다. 적합한 안테나 제어 장치는 예를 들어 다음과 같을 수 있다:
- 전기적으로 제어되는 스위치 또는 전환 스위치, 이 경우에 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 안테나 제어 장치의 매개변수는 스위치 또는 전환 스위치의 상태일 수 있다;
- 조정 가능한 임피던스 장치, 이 경우에 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 안테나 제어 장치의 매개변수는 특정 주파수에서의 조정 가능한 임피던스 장치의 임피던스 또는 리액턴스일 수 있다; 또는
- 튜닝 가능한 수동 안테나의 기계적 변형을 생성하기 위해 배치된 액추에이터; 이 경우에 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 안테나 제어 장치의 매개변수는 변형의 길이일 수 있다.
안테나 제어 장치가 전기적으로 제어되는 스위치 또는 전환 스위치인 경우, 안테나 제어 장치는 예를 들어 전자 기계형 계전기, 또는 미세 전자 기계형 스위치(MEMS 스위치), 또는 하나 이상의 PIN 다이오드 또는 하나 이상의 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 개폐 장치로 사용하는 회로일 수 있다.
다른 장점 및 특성들은 첨부 도면들을 참조하여 비-제한적인 예로서 특정 본 발명의 특정 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 더욱 명확하게 보이기 시작할 것이다.
도 1은 선행 기술의 프레젠테이션 전용 섹션에서 이미 논의된, 1개의 안테나를 튜닝하기 위한 안테나 튜닝 장치의 일반적인 사용의 블록도를 도시한다.
도 2는 선행 기술의 프레젠테이션 전용 섹션에서 이미 논의된, 1개의 안테나를 튜닝하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 사용될 수 있는 안테나 튜닝 장치의 개략도를 도시한다.
도 3은 선행 기술의 프레젠테이션 전용 섹션에서 이미 논의된, 4개의 안테나를 동시에 튜닝하기 위한 안테나 튜닝 장치의 일반적인 사용의 블록도를 도시한다.
도 4는 선행 기술의 프레젠테이션 전용 섹션에서 이미 논의된, 4개의 안테나를 동시에 튜닝하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 사용될 수 있는 안테나 튜닝 장치의 개략도를 도시한다.
도 5는 4개의 튜닝 가능한 수동 안테나를 동시에 사용하는 본 발명의 무선 통신을 위한 송수신기의 블록도를 도시한다.
도 6은 1개의 안테나 제어 장치를 포함하는 제1의 튜닝 가능한 수동 안테나를 도시한다.
도 7은 3개의 안테나 제어 장치를 포함하는 제2의 튜닝 가능한 수동 안테나를 도시한다.
도 8은 4개의 안테나 제어 장치를 포함하는 제3의 튜닝 가능한 수동 안테나를 도시한다.
도 9는 1개의 안테나 제어 장치를 포함하는 제4의 튜닝 가능한 수동 안테나를 도시한다.
도 10은 4개의 튜닝 가능한 수동 안테나를 동시에 사용하는 본 발명의 무선 통신을 위한 송수신기의 블록도를 도시한다.
비 제한적인 예로서 주어진 본 발명의 장치의 제1 실시예로서, 무선 통신을 위한 휴대용 장치의 블록도가 도 5에 도시되었고, 무선 통신을 위한 장치는
n=4개의 안테나(11 내지 14)로서, n개의 안테나는 특정 주파수 대역에서 동시에 작동하고, n개의 안테나는 안테나 배열(1)을 형성하고, 각각의 안테나는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함하는 튜닝 가능한 수동 안테나이고, 상기 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성은 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 제어되고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 n개의 안테나;
도 5의 어디에도 도시되지 않은 무선 통신을 위한 장치의 모든 부분으로 구성되는 무선 장치(5);
안테나 튜닝 장치(3)로서, 안테나 튜닝 장치는 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치이고. 안테나 튜닝 장치는 n=4개의 안테나 포트(311, 321, 331 및 341)를 포함하고, 각각의 안테나 포트는 피더(21 내지 24)를 통해 안테나들 중 하나에 결합되고, 안테나 튜닝 장치는 m=4개의 무선 포트(312, 322, 332 및 342)를 포함하고, 각각의 무선 포트는 상호 연결(41 내지 44)을 통해 무선 장치(5)에 결합되고, 안테나 튜닝 장치는, 2m 이상의 정수인 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각은 리액턴스를 갖고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 안테나 튜닝 장치;
튜닝 제어 유닛(7)으로서, 튜닝 제어 유닛은 무선 통신을 위한 장치 내에서 자동으로 생성되는 "튜닝 명령"을 수신하고, 튜닝 제어 유닛은 튜닝 가능한 수동 안테나 및 안테나 튜닝 장치에 복수의 "튜닝 제어 신호"를 전달하고, 튜닝 제어 신호는 튜닝 명령의 함수로서 결정되고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스는 튜닝 제어 신호들 중 하나 이상에 의해 주로 결정되고, 상기 매개변수들 각각은 튜닝 제어 신호들 중 하나 이상에 의해 주로 결정되는 튜닝 제어 유닛을 포함하는 송수신기이다.
튜닝 명령은 무선 장치(5)에 의해 반복적으로 생성된다. 예를 들어, 튜닝 명령은 예를 들어 10 ms 마다 주기적으로 생성될 수 있다. 튜닝 명령은 작동 주파수에서 상기 매개변수들 각각의 값이 각각의 안테나와 안테나에 결합되는 피더 사이의 불일치를 감소시키도록 한다. 또한, 튜닝 명령은 작동 주파수에서 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬이 특정 행렬에 가까워지도록 한다.
튜닝 명령은 하나 이상의 안테나의 효율에 대한 정보, 안테나 사이의 분리에 대한 정보, 무선 통신을 위한 장치의 하나 이상의 작동 인자, 및/또는 무선 통신을 위한 장치의 하나 이상의 성능 행렬들과 같은 하나 이상의 변수 또는 양의 함수이다. 전문가는 이러한 하나 이상의 변수 또는 양을 구하여 사용하는 방법을 알고 있다. 다음의 제8, 제9, 제10 및 제11 실시예는 이러한 하나 이상의 변수 또는 양을 구하여 사용하는 예이다. 따라서, 전문가는 각각의 튜닝 가능한 수동 안테나의 특성, 안테나 사이의 인터랙션, 및 안테나 튜닝 장치의 특성을 고려하여, 튜닝 명령이 상기 하나 이상의 변수 또는 양의 함수로서 결정될 수 있는 방법을 이해한다.
지정된 행렬은 무선 장치(5)에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 임의의 원하는 행렬에 근접하는 행렬이다. 지정된 행렬은 예를 들어 대각 행렬일 수 있다. 전문가는 제1 실시예에서, 피더 각각의 양단에 강한 반사가 전혀 존재하지 않아서 피더에서의 손실이 감소되고, 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 임의의 원하는 행렬에 근접하기 때문에, 이것이 전술한 알려진 기술들의 한계를 극복한다고 이해한다.
사용자 신체는 안테나 배열에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치고, 이 임피던스 행렬은 사용자 신체의 위치에 의존한다. 상기 선행 기술 섹션에서와 같이, 이것은 하나의 안테나에 의해 제시되는 임피던스에 대한 사용자 신체의 효과처럼 "사용자 인터랙션" 또는 "손 효과" 또는 "손가락 효과"로 지칭된다. 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스 행렬은 사용자 인터랙션에도 불구하고 임의의 원하는 행렬에 근접할 수 있기 때문에, 본 발명은 사용자 인터랙션을 보상한다.
전문가는 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각의 리액턴스의 최적 값은 상기 매개변수들 각각의 값에 의존하고, 반대로, 상기 매개변수들 각각의 최적 값은 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각의 리액턴스 값에 의존한다고 이해한다. 전문가는 이러한 인터랙션 때문에, 튜닝 명령을 결정하기 위해 사용되는 방법은 상기 프랑스 특허 출원 번호 제12/02564호, 상기 국제 출원 번호 제 PCT/IB2013/05857호, 상기 프랑스 특허 출원 번호 제13/00878호 또는 상기 국제 출원 번호 제PCT/IB2014/058933호에 개시된 종래의 무선 통신을 위한 장치들과 같이, 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 포함하지만 튜닝 가능한 수동 안테나는 전혀 포함하지 않는 종래의 무선 통신을 위한 장치에서 사용되는 방법과 필연적으로 다르다고 생각한다. 본 발명에 따르면, 가능한 방법은 예를 들어 상기 매개변수들 각각의 값을 사용하여 거칠게 안테나를 튜닝한 후에 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각의 리액턴스 값을 사용하여 미세하게 안테나를 튜닝하기로 결정할 것이다. 또한, 전문가는 이러한 인터랙션 때문에, 본 발명에서 사용되는 안테나 튜닝 장치(3)에 적용 가능한 요건들이 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치는 포함하지만 튜닝 가능한 수동 안테나는 포함하지 않는 무선 통신을 위한 종래 장치에서 사용되는 안테나 튜닝 장치에 적용 가능한 요건들보다 더 쉽게 충족될 수 있다고 생각한다. 예를 들어, 상기 가능한 방법을 사용하면, 본 발명에서 사용하는 안테나 튜닝 장치(3)는 단지 미세 튜닝을 얻기 위해서만 사용되기 때문에, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각에 필요한 리액턴스 값의 범위는 감소되고, 향상된 정확도가 얻어진다.
제1 실시예에서, n = m = 4이다. 따라서, n은 3 이상일 수 있고, n은 4이상일 수 있고, m은 3 이상일 수 있고, m은 4 이상일 수 있다.
제1 실시예에서, 튜닝 가능한 수동 안테나의 개수는 4개이다. 따라서, 튜닝 가능한 수동 안테나의 개수는 2개 이상일 수 있고, 튜닝 가능한 수동 안테나의 개수는 3개 이상일 수 있다. 튜닝 가능한 수동 안테나의 개수는 n개일 수 있다.
비 제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제2 실시예는 도 5에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제1 실시예에 제공된 모든 설명들은 제2 실시예에 적용 가능하다.
제2 실시예에서 사용된 안테나(11)는 도 6에 도시된다. 제2 실시예에서 사용된 다른 안테나(12 내지 14)는 도 6에 도시된 안테나와 동일할 수 있다. 도 6에 도시된 안테나는 접지면(115) 위에 구축된 평면 금속 구조물(111), 불안정한 피더가 금속 구조물에 연결되는 피더 연결 지점(116), 및 안테나 제어 장치(112)를 포함하는 튜닝 가능한 수동 안테나이다. 금속 구조물이 끼워지고, 안테나 제어 장치가 존재하지 않았다면, 안테나는 PIFA로도 지칭되는 평면 역 F 안테나의 일 예가 된다. 안테나 제어 장치는 슬롯의 제1 측면에서 금속 구조물(111)에 연결되는 제1 단자(113) 및 슬롯의 제2 측면에서 금속 구조물(111)에 연결되는 제2 단자(114)를 포함하는 MEMS 스위치이다. 전문가는 특정 주파수 및 특정 테스트 구성에서의 안테나 자기 임피던스는 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 달라질 수 있는 튜닝 가능한 수동 안테나의 특성이기 때문에, 이 특성은 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 제어된다고 이해한다. MEMS 스위치의 상태(on 또는 off)는 상기 특성에 영향을 미치는 안테나 제어 장치의 매개변수이다. 안테나 제어 장치의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능하지만, 안테나 제어 장치의 상태를 결정하기 위해 필요한 회로 및 제어 링크들은 도6에 도시되지 않는다.
비 제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제3 실시예는 도 5에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제1 실시예에 제공된 모든 설명들은 제3 실시예에 적용 가능하다.
제3 실시예에서 사용된 안테나(11)는 도 7에 도시된다. 제3 실시예에서 사용된 다른 안테나(12 내지 14)는 도 6에 도시된 안테나 또는 도 7에 도시된 안테나와 동일할 수 있다. 도 7에 도시된 안테나는 접지면(115) 위에 구축된 평면 금속 구조물(111), 접지면과 금속 구조물 사이에 놓여 있는 금속 스트립(117)에 불안정한 피더가 연결되는 피더 연결 지점(116), 및 3개의 안테나 제어 장치(112)를 포함하는 튜닝 가능한 수동 안테나이다. 각각의 안테나 제어 장치는 금속 구조물(111)에 연결되는 제1 단자(113) 및 접지면(115)에 연결되는 제2 단자(114)를 포함하는, 특정 주파수에서 리액턴스를 갖는 조정 가능한 임피던스 장치이다. 전문가는 특정 주파수 및 특정 테스트 구성에서의 안테나 자기 임피던스는 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 달라질 수 있는 튜닝 가능한 수동 안테나의 특성이기 때문에, 이 특성은 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 제어된다고 이해한다. 각각의 안테나 제어 장치는 특정 주파수에서 리액턴스를 갖고, 이 리액턴스는 상기 각각의 안테나 제어 장치의 매개변수이고, 이 매개변수는 상기 특성에 영향을 미친다. 이러한 각각의 안테나 제어 장치의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능하지만, 각각의 안테나 제어 장치의 리액턴스를 결정하기 위해 필요한 회로 및 제어 링크들은 도 7에 도시되지 않는다.
비 제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제4 실시예는 도 5에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제1 실시예에 제공된 모든 설명들은 본 제4 실시예에 적용 가능하다.
제4 실시예에서 사용된 안테나(11)는 도 8에 도시된다. 제4 실시예에서 사용된 다른 안테나(12 내지 14)는 도 6에 도시된 안테나, 또는 도 7에 도시된 안테나, 또는 도 8에 도시된 안테나와 동일할 수 있다. 도 8에 도시된 안테나(11)는 도면에 직각인 대칭 평면을 갖는 튜닝 가능한 수동 안테나이다. 따라서, 안테나는 도 8의 왼쪽에 있는 제1 하프 안테나 및 도 8의 오른쪽에 있는 제2 하프 안테나를 갖는다. 안테나는 안정된 피더의 제1 컨덕터가 제1 하프 안테나에 연결되는 제1 단자(118), 및 안정된 피더의 제2 컨덕터가 제2 하프 안테나에 연결되는 제2 단자(119)를 포함한다. 각각의 하프 안테나는 3개의 세그먼트 및 2개의 안테나 제어 장치(112)를 포함한다. 각각의 안테나 제어 장치는 하프 안테나의 세그먼트에 연결된 제1 단자 및 이 하프 안테나의 또 다른 세그먼트에 연결된 제2 단자를 포함하는, 특정 주파수에서 리액턴스를 갖는 조정 가능한 임피던스 장치이다. 전문가는 특정 주파수 및 특정 테스트 구성에서의 안테나 자기 임피던스는 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 달라질 수 있는 튜닝 가능한 수동 안테나의 특성이기 때문에, 이 특성은 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 제어된다고 이해한다. 각각의 안테나 제어 장치는 특정 주파수에서 리액턴스를 갖고, 이 리액턴스는 상기 각각의 안테나 제어 장치의 매개변수이고, 이러한 매개변수는 상기 특성에 영향을 미친다. 이러한 각각의 안테나 제어 장치의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능하지만, 각각의 안테나 제어 장치의 리액턴스를 결정하기 위해 필요한 회로 및 제어 링크들은 도 8에 도시되지 않는다.
비 제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제5 실시예는 도 5에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제1 실시예에 제공된 모든 설명들은 제5 실시예에 적용 가능하다.
제5 실시예에서 사용된 안테나(12)는 도 9에 도시된다. 제5 실시예에서 사용된 다른 안테나(11, 13, 14)는 도 9에 도시된 안테나와 동일할 수 있다. 도 9에 도시된 안테나(12)는 메인 안테나(121), 무급전 안테나(122), 불안정한 피더(128)가 지면(126) 및 메인 안테나에 연결되는 피더 연결 지점(127), 및 안테나 제어 장치(123)를 포함하는 튜닝 가능한 수동 안테나이다. 안테나 제어 장치는 무급전 안테나(122)에 연결된 제1 단자(124) 및 지면(126)에 연결된 제2 단자(125)를 포함하는, 특정 주파수에서 리액턴스를 갖는 조정 가능한 임피던스 장치이다. 전문가는 특정 주파수 및 특정 테스트 구성에서 안테나(12)의 방향성 패턴이 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 달라질 수 있는 튜닝 가능한 수동 안테나의 특성이기 때문에, 이러한 특성은 상기 안테나 제어 장치를 사용하여 제어된다고 이해한다. 특정 주파수에서 안테나 제어 장치의 리액턴스는 상기 특성에 영향을 미치는 상기 안테나 제어 장치의 매개변수이다. 이러한 안테나 제어 장치의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능하지만, 안테나 제어 장치의 리액턴스를 결정하기 위해 필요한 회로 및 제어 링크들은 도 9에 도시되지 않는다. 또한, 안테나(12)는 안테나 제어 장치에 각각 결합된 다른 무급전 안테나들을 포함할 수 있다.
비 제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제6 실시예는 도 5에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제1 실시예에 제공된 모든 설명들은 제6 실시예에 적용 가능하다.
제6 실시예에서, 안테나 튜닝 장치(3)는 상기 프랑스 특허 출원 번호 제12/02542호 및 상기 국제 출원 PCT/IB2013/058423에 개시된 안테나 튜닝 장치이다. 따라서, 안테나 튜닝 장치(3)는 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬인 경우, 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스가 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치도록 하고, 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬인 경우, 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 적어도 하나의 리액턴스가 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬의 적어도 하나의 비-대각 항목에 영향을 미치도록 한다. 이것은 안테나 튜닝 장치는 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 특정 대각 임피던스 행렬로 지칭되는 대각 임피던스 행렬이 존재하도록 하고, 특정 대각 임피던스 행렬은 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬인 경우, (a) 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 적어도 하나의 리액턴스는 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치고, (b) 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 적어도 하나의 리액턴스는 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬의 적어도 하나의 비-대각 항목에 영향을 미치도록 한다는 의미로 해석되어야 한다. 두 개의 이전 문장에서, "영향"은 "효과"로 대체될 수 있다.
전문가는 이러한 경우, 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 임의의 대각 임피던스 행렬이면, 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬이 대각 행렬이고, 비-대각 항목들은 어떤 영향도 받지 않을 수 있기 때문에, 안테나 튜닝 장치(3)는 각각 단일 안테나 포트 및 단일 무선 포트를 갖는 복수의 독립적이고 결합되지 않은 안테나 튜닝 장치로 구성될 수 없다고 이해한다.
또한, 안테나 튜닝 장치(3)는 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 비-대각 임피던스 행렬과 동일한 경우, p개의 리액턴스에 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬을 연관시키는 매핑이 정의되도록 하고, 매핑은 p개의 리액턴스 각각의 특정 값에서 p개의 리액턴스 각각에 대한 편 미분을 갖고, p개의 편 미분의 스팬은 실제 벡터 공간으로 간주되는 크기 m x m의 복소 행렬들의 집합으로 정의되고, 크기 m x m의 모든 대각 복소 행렬은 p 개의 편 미분 스팬의 적어도 하나의 요소와 동일한 대각 항목들을 갖는다. 이것은 안테나 튜닝 장치는 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 특정 비-대각 임피던스 행렬로 지칭되는 비-대각 임피던스 행렬이 존재하도록 하고, 특정 비-대각 임피던스 행렬은 안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 비-대각 임피던스 행렬과 동일한 경우, p개의 리액턴스에 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬을 연관시키는 매핑이 정의되도록 하고, 매핑은 p개의 리액턴스 각각의 특정 값에서 p개의 리액턴스 각각에 대한 편 미분을 갖고, p개의 편 미분의 스팬은 실제 벡터 공간으로 간주되는 크기 m x m의 복소 행렬들의 집합으로 정의되고, 크기 m x m의 모든 대각 복소 행렬은 p개의 편 미분 스팬의 적어도 하나의 요소와 동일한 대각 항목을 갖는다는 의미로 해석되어야 한다.
전문가는 실제 벡터 공간으로 간주되는 p개의 편 미분 스팬의 차원이 상기 프랑스 특허 출원 번호 제12/02542호; 상기 국제 출원 PCT/IB2013/058423; 및 2015년 2월 IEEE Trans, on Circuits and Systems― /: Regular Papers, Vol. 62, No. 2, pp. 423-432에 게시된 "다중 안테나 포트 및 다중 사용자 포트 안테나 튜너의 몇 가지 특성"이라는 제목의 F. Broyde 및 E. Clavelier의 논문의 섹션 I, Ⅲ, VI, VII 및 VIII에서 사용되어 설명되었고, 상기 p개의 편 미분 스팬의 차원이 DUR(ZSant)로 표시되고 사용자 포트 임피던스 범위의 로컬 차원으로 지칭된다는 것을 알고 있다.
결과적으로, 전문가는 피더에서의 손실을 감소시킬 수 있고, 동시에 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 임의의 원하는 행렬에 가깝다는 것을 알 수 있다고 이해한다. 따라서, 전문가는 안테나들을 둘러싸고 있는 매질에서의 변화 또는 작동 주파수에서의 변화에 의해 야기되는, 안테나 배열의 임피던스 행렬에서의 어떤 작은 변화는 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 또는 안테나 제어 장치들의 새로운 조정으로 적어도 부분적으로 보상될 수 있다고 이해한다.
보다 일반적으로, 전문가는 크기 m x m의 모든 대각 복소 행렬은 p개의 편 미분 스팬의 적어도 하나의 요소와 동일한 대각 항목들을 갖는다는 것을 알아 내기 위해서는, 실제 벡터 공간으로 간주되는 p개의 편 미분 스팬의 차원은 실제 벡터 공간으로 간주되는 크기 m x m의 대각 복소 행렬들의 부분공간의 차원과 같거나 클 필요가 있다고 이해한다. 실제 벡터 공간으로 간주되는 p개의 편 미분 스팬의 차원이 p 이하이고, 실제 벡터 공간으로 간주되는 크기 m x m의 대각 복소 행렬들의 부분공간의 차원이 2m이기 때문에, 필요 조건은 p가 2m 이상의 정수임을 의미한다. 이것이 "p가 2m 이상의 정수이다"라는 요건이 본 발명의 필수 특성인 이유이다.
(최상 모드)
본 발명을 수행하는 최상의 모드 및 비-제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제7 실시예는 도 5에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제1 실시예 및 제6 실시예에 제공된 모든 설명들은 제7 실시예에 적용 가능하다. 추가적으로, 제7 실시예에 사용된 안테나 튜닝 장치(3)는 도 4에 도시된 개략도에 대응한다. 상기 안테나 튜닝 장치는
각각 싱글 엔드형인 n = 4개의 안테나 포트(311, 321, 331 및 341);
각각 싱글 엔드형인 m = 4개의 무선 포트(312, 322, 332 및 342);
안테나 포트들 중 하나와 병렬로 각각 결합되고, 음의 리액턴스를 각각 제시하는 n개의 조정 가능한 임피던스 장치(301);
각각 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자 및 제1 단자가 결합되는 안테나 포트와 상이한 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖고, 음의 리액턴스를 각각 제시하는 n(n - l)/2개의 조정 가능한 임피던스 장치(302);
각각 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자 및 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖는 n = m개의 와인딩(303);
각각 무선 포트들 중 하나와 병렬로 결합되고, 음의 리액턴스를 각각 제시하는 m개의 조정 가능한 임피던스 장치(304);
각각 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자 및 제1 단자가 결합되는 무선 포트와 상이한 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖고, 음의 리액턴스를 각각 제시하는 m(m - l)/2개의 조정 가능한 임피던스 장치(305)를 포함한다.
상호 유도가 와인딩(303) 사이에 존재할 수 있다. 이 경우, 와인딩의 인덕턴스 행렬은 대각 행렬이 아니다.
안테나 튜닝 장치의 모든 조정 가능한 임피던스 장치(301, 302, 304 및 305)는 전기적 수단에 의해 조정 가능하지만, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스를 결정하기 위해 필요한 회로 및 제어 링크는 도 4에 도시되지 않는다. 제7 실시예에서, 우리는 n = m을 갖고, 안테나 튜닝 장치의 p = m (m + 1) = 20개의 조정 가능한 임피던스 장치를 사용한다.
전문가는 안테나 튜닝 장치가 작동하도록 의도되는 주파수에서 안테나 포트들에 의해 보여지는 인덕턴스 행렬이 그의 대각 항목이 모두 50 Ω를 갖는 대각 행렬인 경우, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 중 어느 하나의 리액턴스는 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 하나 이상의 리액턴스는 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬의 비-대각 항목들 중 하나 이상에 영향을 미친다고 이해한다.
안테나 포트들에 의해 보여지는 임피던스 행렬은 특정 대칭 복소 행렬이고, 적합한 구성요소 값들에 대해, 제6 실시예에 대한 상기 섹션에서 정의된 p개의 편 미분은 크기 m x m의 복소 행렬들의 실제 벡터 공간에서 선형적으로 독립이고, E로 표시되는 이 벡터 공간은 2m2 차원임을 보여줄 수 있다. 따라서, E에서 p개의 편 미분 스팬은 크기 m x m의 대칭 복소 행렬들의 집합과 동일한 차원 p의 부분공간이다. 여기서, 크기 m x m의 모든 대칭 복소 행렬은 p개의 편 미분 스팬의 요소이다. 결과적으로, 크기 m x m의 모든 대각 복소 행렬은 p개의 편 미분 스팬(span)의 적어도 하나의 요소와 동일한 대각 항목을 갖는다.
일부 유형의 조정 가능한 임피던스 장치들의 경우, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치의 리액턴스는 주변 온도에 의존할 수 있다. 유사한 방법으로, 안테나 제어 장치의 적어도 하나의 매개변수는 주변 온도에 의존할 수 있다. 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들의 적어도 하나의 리액턴스에 대한 온도의 효과를 보상하기 위해 및/또는 안테나 튜닝 장치의 적어도 하나의 매개변수들의 적어도 하나에 대한 온도의 효과를 보상하기 위해, 튜닝 제어 신호들은 튜닝 명령의 함수로서 및 온도의 함수로서 결정된다.
튜닝 명령은 튜닝 시퀀스의 끝에서 주기적으로 생성되고, 다음 튜닝 시퀀스의 끝에서 다음 튜닝 명령이 생성될 때까지 유효하다.
전문가는 2015년 1월 2015 IEEE Radio & Wireless Week, RWW 2015의 학술회의에서 게시된 "새로운 다중 안테나 포트 및 다중 사용자 포트 안테나 튜너"라는 제목의 F. Broyde 및 E. Clavelier의 논문 및 "다중 안테나 포트 및 다중 사용자 포트 안테나 튜너의 몇 가지 특성"이라는 제목의 논문에서 설명한 바와 같이, 안테나들을 둘러싸고 있는 매질에서의 변화 또는 작동 주파수에서의 변화에 의해 야기되는 안테나 배열의 임피던스 행렬에서의 어떤 작은 변동은 안테나들의 안테나 제어 장치의 새로운 조정 및 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들의 새로운 조정으로 정확하게 보상될 수 있다고 이해한다. 따라서, 항상 피더에서의 저 반사 및 저 손실을 유지할 수 있고, 동시에 사용자 인터랙션을 보상할 수 있다.
조정 가능한 임피던스 장치들(302)이 각각 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자, 및 도 4에는 존재하지 않는 제1 단자가 결합되는 안테나 포트와는 상이한 안테나 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖는 경우, 조정 가능한 임피던스 장치들(305)이 각각 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제1 단자, 및 도 4에는 존재하지 않는 제1 단자에 결합되는 무선 포트와는 상이한 무선 포트들 중 하나에 결합되는 제2 단자를 갖는 경우, 및 상호 유도가 와인딩(303) 사이에 존재하지 않는 경우, n=4개의 안테나 포트 및 m=4개의 무선 포트를 포함하는 안테나 튜닝 장치(3)는 실제로 각각 단일 안테나 포트 및 단일 무선 포트를 갖는 n=4개의 안테나 튜닝 장치로 구성되고, 이들 안테나 튜닝 장치는 각각 결합되지 않고 독립적인 단일 안테나 포트 및 단일 무선 포트를 갖는다. 이러한 경우, 본 발명의 방법은 2 이상의 정수인 n개의 안테나를 포함하는 무선 통신을 위한 장치를 사용하여 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하는 무선 통신을 위한 방법이 될 수 있고, 상기 방법은
적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 적어도 하나의 안테나의 하나 이상의 특성을 제어하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 적어도 하나의 안테나의 일부이고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 제어 단계;
n개의 안테나 튜닝 장치에 직접적 또는 간접적으로 상기 n개의 안테나를 결합하는 단계로서, 상기 안테나 튜닝 장치의 각각은 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 상기 안테나 튜닝 장치 각각의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록, 하나의 안테나 포트, 하나의 무선 포트, 및 두 개 이상의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하고, 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 결합 단계;
상기 매개변수 각각에 영향을 미치고, 안테나 튜닝 장치들의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스에 영향을 미치는 "튜닝 명령"을 생성하는 단계를 포함한다.
이러한 방법에서, 각각의 안테나는 n개의 안테나 튜닝 장치의 안테나 포트들 중 하나 및 단지 하나에 직접적 또는 간접적으로 결합될 수 있다.
이러한 방법을 구현하는 장치는 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하는 무선 통신을 위한 장치로서, 상기 무선 통신을 위한 장치는
n개의 안테나로서, n은 2 이상의 정수이고, 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나는 상기 n개의 안테나 중에 있고, 상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성은 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 제어되고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 n개의 안테나;
n개의 튜닝 장치로서, 상기 안테나 튜닝 장치 각각은 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 상기 안테나 튜닝 장치 각각의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록, 하나의 안테나 포트, 하나의 무선 포트, 및 두 개 이상의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하고, 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 n개의 안테나 튜닝 장치;
"튜닝 명령"을 전달하는 처리 유닛;
튜닝 제어 유닛으로서, 상기 튜닝 제어 유닛은 튜닝 명령을 수신하고, 상기 튜닝 제어 유닛은 복수의 "튜닝 제어 신호"를 전달하고, 상기 튜닝 제어 신호들은 튜닝 명령의 함수로서 결정되고, 안테나 튜닝 장치들의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스는 하나 이상의 튜닝 제어 신호에 의해 주로 결정되고, 상기 매개변수 각각은 하나 이상의 튜닝 제어 신호에 의해 주로 결정되는 튜닝 제어 유닛을 포함한다.
비 제한적인 예로서 주어진 본 발명의 장치의 제8 실시예는 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하여 무선 수신을 위한 방법을 구현하는 무선 수신기를 포함하는 무선 통신을 위한 장치로서, 상기 무선 통신을 위한 장치는, 2 이상의 정수인 n개의 안테나를 포함하고, 상기 방법은
적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 적어도 하나의 안테나의 하나 이상의 특성을 제어하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 적어도 하나의 안테나의 일부이고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 제어 단계;
n개의 안테나 포트, m개의 무선 포트 및 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하는 안테나 튜닝 장치에 직접적 또는 간접적으로 상기 n개의 안테나를 결합하는 단계로서, m은 2 이상의 정수이고, p는 2m 이상의 정수이고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 결합 단계;
채널 행렬을 나타내는 하나 이상의 양을 추정하기 위해 복수의 디지털 신호를 처리하는 단계;
채널 행렬을 나타내는 상기 하나 이상의 양의 함수이고, 상기 매개변수들 각각에 영향을 미치고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스에 영향을 미치는 "튜닝 명령"을 전달하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 상기 프랑스 특허 출원 번호 제12/02564호 및 상기 국제 출원 번호 제PCT/IB2013/058574호에서와 같이, 상기 방법은 각각의 무선 포트는 신호를 전달하고, 각각의 디지털 신호는 무선 포트들에 의해 전달되는 신호들 중 하나 및 단지 하나에 의해 주로 결정되도록 할 수 있고, 채널 행렬이 무선 포트들에 의해 전달되는 m개의 신호와 송신기에 의해 전송되는 복수의 신호 사이의 채널 행렬이 되도록 할 수 있다. 예를 들어, 채널 용량을 나타내는 하나 이상의 양은 채널 행렬을 나타내는 상기 양들의 함수로 계산될 수 있고, 튜닝 명령은 채널 용량을 나타내는 상기 하나 이상의 양의 함수로 전달될 수 있다. 또한, 방법은 적응 프로세스가 하나 이상의 트레이닝 시퀀스 동안 구현되도록 할 수 있다. 트레이닝 시퀀스는 복수의 준직교 또는 직교 신호들의 방출을 포함할 수 있다. 최근 완료된 트레이닝 시퀀스 동안 선택된 튜닝 명령은 무선 수신을 위해 사용된다.
제8 실시예에서, 튜닝 명령을 얻기 위해 사용되는 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
상기 매개변수 각각에 영향을 미치고, 안테나와의 무선 통신을 위해 사용되는 주파수를 기반으로 하여 ("룩-업 테이블"이라고도 쓰는) 룩업 테이블에 저장된 미리 정의된 튜닝 명령들의 집합으로부터 결정되는 "튜닝 명령의 제1 부분"을 전달하는 단계;
튜닝 명령의 제1 부분이 적용되는 동안 존재하는 채널 행렬들을 나타내는 하나 이상의 양을 추정하기 위해 디지털 신호를 처리하는 단계;
튜닝 명령의 제1 부분이 적용되는 동안 존재하는 채널 행렬을 나타내는 상기 하나 이상의 양들의 함수이고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스에 영향을 미치는 "튜닝 명령의 제2 부분"을 전달하는 단계.
본 방법에서, 튜닝 명령은 튜닝 명령의 제1 부분 및 튜닝 명령의 제2 부분으로 이루어진다. 튜닝 명령의 제1 부분은 반사가 각각의 피더에서 감소될 높은 확률을 가지도록 한다. 튜닝 명령의 제2 부분은 예를 들어 가장 큰 채널 용량을 생성하는 것으로 튜닝 명령의 가능한 제2 부분들의 집합 중에서 선택된다.
비 제한적인 예로서 주어진 본 발명의 장치의 제9 실시예는 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하여 무선 방출을 위한 방법을 구현하는 무선 송신기를 포함하는 무선 통신을 위한 장치로서, 상기 무선 통신을 위한 장치는 2 이상의 정수인 n개의 안테나를 포함하고, 상기 방법은
적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 적어도 하나의 안테나의 하나 이상의 특성을 제어하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 적어도 하나의 안테나의 일부이고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 제어 단계;
n개의 안테나 포트, m개의 무선 포트 및 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하는 안테나 튜닝 장치에 직접적 또는 간접적으로 상기 n개의 안테나를 결합하는 단계로서, m은 2 이상의 정수이고, p는 2m 이상의 정수이고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 결합 단계;
무선 포트에 연속적으로 인가되는 m개 이상의 상이한 여기(excitation)를 사용하여 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 의존하는, m 이상의 정수인 q개의 실제 양을 추정하는 단계;
"튜닝 명령"을 전달하는 단계로서, 튜닝 명령은 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 의존하는 q개의 실제 양의 함수이고, 튜닝 명령은 상기 매개변수들 각각에 영향을 미치고, 튜닝 명령은 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 각각의 리액턴스에 영향을 미치는 전달 단계를 포함한다.
전문가는 제9 실시예가 상기 프랑스 특허 출원 번호 제13/00878호 및 상기 국제 출원 번호 제 PCT/IB2014/058933호에 개시된 기술의 몇 가지 양태를 사용한다고 이해한다.
제9 실시예에서, 상기 n개의 안테나 각각에 대해, 안테나의 신호 포트는 피더에서 반사파 및/또는 입사파에 의존하는 하나 이상의 양을 결정하기 위해 사용되는 방향성 결합기를 통해 및 피더를 통해 안테나 튜닝 장치의 안테나 포트들 중 하나 및 단지 하나에 간접적으로 결합된다. 튜닝 명령을 얻기 위해 사용되는 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
각각의 피더에 대해, 각각의 피더에서 반사파 및/또는 입사파에 의존하는 하나 이상의 양을 추정하는 단계;
각각의 피더에서 반사파 및/또는 입사파에 의존하는 양들의 함수이고, 상기 매개변수 각각에 영향을 미치는 "튜닝 명령의 제1 부분"을 전달하는 단계;
튜닝 명령의 제1 부분이 적용되는 동안 무선 포트들에 연속적으로 인가되는 m개 이상의 상이한 여기를 사용하여, 튜닝 명령의 제1 부분이 적용되는 동안 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 의존하는, m 이상의 정수인 q개의 실제 양을 추정하는 단계;
튜닝 명령의 제1 부분이 적용되는 동안 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 의존하는 q개의 실제 양의 함수이고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 임피던스에 영향을 미치는 "튜닝 명령의 제2 부분"을 전달하는 단계.
본 방법에서, 튜닝 명령은 튜닝 명령의 제1 부분 및 튜닝 명령의 제2 부분으로 구성된다. 튜닝 명령의 제1 부분은 각각의 피더에서 반사가 감소되도록 한다. 튜닝 명령의 제2 부분은 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬이 지정된 행렬에 가깝도록 한다. 결과적으로, 피더에서의 손실을 감소시킬 수 있고, 동시에 무선 장치에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 임의의 원하는 행렬에 근접한다는 것을 알 수 있다.
비 제한적인 예로서 주어진 본 발명의 장치의 제10 실시예로서, 무선 통신을 위한 휴대용 장치의 블록도가 도 10에 도시되었고, 무선 통신을 위한 장치는
n=4개의 안테나(11 내지 14)로서, n개의 안테나는 특정 주파수 대역에서 동시에 작동하고, n개의 안테나는 안테나 배열(1)을 형성하고, 각각의 안테나는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함하는 튜닝 가능한 수동 안테나이고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 n개의 안테나;
도 10의 어디에도 도시되지 않은 무선 통신을 위한 장치의 모든 부분으로 구성되는 무선 장치(5);
복수의 국지화 변수를 추정하는 센서 유닛(8);
안테나 튜닝 장치(3)로서, 안테나 튜닝 장치는 다중 안테나 포트 및 다중 무선 포트 안테나 튜닝 장치이고, 안테나 튜닝 장치는 n=4개의 안테나 포트(311, 321, 331 및 341)를 포함하고, 각각의 안테나 포트는 피더(21 내지 24)를 통해 안테나들 중 하나에 결합되고, 안테나 튜닝 장치는 m=4개의 무선 포트(312, 322, 332 및 342)를 포함하고, 각각의 무선 포트는 상호 연결(41 내지 44)을 통해 무선 장치(5)에 결합되고, 안테나 튜닝 장치는 2m 이상의 정수인 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로서 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치들 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 안테나 튜닝 장치;
튜닝 제어 유닛(7)으로서, 튜닝 제어 유닛은 무선 통신을 위한 장치 내에서 자동으로 생성되는 "튜닝 명령"을 수신하고, 튜닝 제어 유닛은 각각의 튜닝 가능한 수동 안테나 및 안테나 튜닝 장치에 복수의 "튜닝 제어 신호"를 전달하고, 튜닝 제어 신호는 튜닝 명령의 함수로서 결정되고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스는 하나 이상의 튜닝 제어 신호에 의해 주로 결정되고, 상기 매개변수들의 각각은 하나 이상의 튜닝 제어 신호에 의해 주로 결정되는 튜닝 제어 유닛을 포함하는 송수신기이다.
센서 유닛(8)은 특정 사용 구성에서 인체의 일부와 무선 통신을 위한 장치의 영역 사이의 거리에 각각 의존하는 복수의 국지화 변수들을 추정한다. 센서 유닛은 복수의 센서를 포함한다. 상기 영역들 각각은 해당 센서가 차지한 공간의 일부일 수 있고, 이 공간은 무선 통신을 위한 장치가 차지한 공간 내에 있기 때문에, 이 경우, 상기 영역들의 각각은 무선 통신을 위한 장치의 부피보다 훨씬 적은 부피를 갖는다. 각각의 안테나에 대해, 국지화 변수들의 적어도 하나는 인체의 일부와 상기 각각의 안테나에 가까운 작은 영역 사이의 거리에 의존할 수 있다. 적합한 센서가 사용되는 경우, 상기 영역은 점, 또는 실질적으로 점일 수 있다.
예를 들어, 국지화 변수들의 적어도 하나는 인체의 일부에 의해 가해진 압력에 반응하는 센서의 출력일 수 있다. 예를 들어, 국지화 변수들의 적어도 하나는 근접 센서의 출력일 수 있다.
센서 유닛(8)은 특정 사용 구성에서 인체의 일부와 무선 통신을 위한 장치의 영역 사이의 거리에 각각 의존하는 복수의 국지화 변수를 평가한다 (또는 등등하게, 추정한다). 그러나, 특정 사용 구성에서 인체의 일부와 무선 통신을 위한 장치의 영역 사이의 거리에 각각 의존하는 하나 이상의 다른 국지화 변수는 센서 유닛에 의해 추정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 국지화 변수들의 적어도 하나는 터치스크린의 출력 상태의 변화에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 센서 유닛(8)은 인체의 일부와 무선 통신을 위한 장치의 영역 사이의 거리에 각각 의존하는 복수의 국지화 변수들을 추정 (또는 평가)하는 국지화 유닛의 일부로 간주될 수 있다. 이러한 국지화 유닛의 일부는 전체 국지화 유닛일 수 있다.
제1의 국지화 변수는 인체의 일부와 무선 통신을 위한 장치의 제1 영역 사이의 거리에 의존하고, 제2의 국지화 변수는 인체의 일부와 무선 통신을 위한 장치의 제2 영역 사이의 거리에 의존할 수 있고, 무선 통신을 위한 장치의 제1 영역 및 무선 통신을 위한 장치의 제2 영역은 서로 구별된다. 별개의 영역들은 비어 있는 교차점 또는 비어있지 않은 교차점을 가질 수 있다.
튜닝 명령은 무선 장치(5) 내에서 자동으로 생성된다. 보다 정확하게, 무선 장치(5)는 튜닝 명령을 전달하는 (도 10에 도시되지 않은) 처리 유닛을 포함하고, 각각의 국지화 변수는 튜닝 명령에 영향을 미친다. 예를 들어, 튜닝 명령은 안테나(11 내지 14)와의 무선 통신을 위해 사용되는 주파수 및 국지화 변수들을 기반으로 하여, 처리 유닛에서 실현된 참조 표에 저장된 미리 정의된 튜닝 명령들의 집합으로부터 결정될 수 있다.
전문가는 제10 실시예가 "복수의 안테나 및 국지화 변수들을 사용하는 무선 통신"이라는 제목의 국제 출원 번호 제PCT/IB2015/051548호에 대응하는 "Communication radio utilisant des antennes multiples et des variables de localisation"라는 제목의 프랑스 특허 출원 번호 제14/00606호에 개시된 기술의 몇 가지 양태를 사용한다고 이해한다.
비 제한적인 예로서 주어진, 본 발명의 장치의 제11 실시예는 도 10에 나타낸 무선 통신을 위한 휴대용 장치에 또한 대응하고, 제10 실시예에 제공된 모든 설명들은 제11 실시예에 적용 가능하다.
제11 실시예에서, 튜닝 명령은
튜닝 명령에 영향을 미치는 국지화 변수들;
안테나들과의 무선 통신을 위해 사용되는 주파수들;
하나 이상의 추가 변수로서, 각각의 추가 변수는 추가 변수들의 집합에 존재하고, 추가 변수들의 집합의 요소들은 무선 통신 세션이 음성 통신 세션인지, 데이터 통신 세션인지, 또는 또 다른 유형의 통신 세션인지 여부를 표시하는 통신 유형 변수; 스피커폰 모드 활성화 표시자; 스피커 활성화 표시자; 하나 이상의 가속도계를 사용하여 얻은 변수; 현재 사용자의 아이덴티티에 의존하는 사용자 아이덴티티 변수; 예를 들어 제8 실시예의 채널 행렬을 나타내는 양들을 포함하는 수신 품질 변수, 및 예를 들어 제9 실시예의 무선 포트들에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 의존하는 실제 양들을 포함하는 무선 포트 변수들을 포함하는 하나 이상의 추가 변수의 함수로서 결정된다.
상기 추가 변수들의 집합의 요소들은 국지화 변수들과 상이하고 사용자가 무선 통신을 위한 장치를 잡고 있는 그립을 특성화하는 하나 이상의 변수를 더 포함할 수 있다.
제11 실시예에서, 튜닝 명령은 예를 들어 처리 유닛에서 실현된 참조표를 사용하여 결정될 수 있다.
"적응 안테나 튜닝 시스템 및 방법"이라는 제목의 미국 특허 제8,204,446호의 가르침을 기반으로 하여, 전문가는 본 제11 실시예에서 얻은 안테나 튜닝이 튜닝 명령이 국지화 변수들만의 함수인 안테나 튜닝보다 더 정확할 수 있다고 이해한다. 또한, 전문가는 본 제11 실시예에서 얻은 안테나 튜닝은 동시에 정확하고, 튜닝 명령이 많은 계산 자원을 필요로 하지 않고 신속히 생성되도록 할 수 있다고 이해한다.
본 발명은 복수의 안테나를 사용하는 무선 통신에 적합하다. 따라서, 본 발명은 MIMO 무선 통신에 적합하다. 무선 통신을 위한 장치는 MIMO 무선 통신을 위한 장치, 다시 말해서 MIMO 무선 수신을 위한 장치 및/또는 MIMO 무선 방출을 위한 장치일 수 있다.
본 발명은 매우 가까이에 있는 안테나들을 사용함으로써 안테나 사이의 강한 인터랙션을 제공하여 최상의 특성을 제공한다. 따라서, 본 발명은 무선 통신을 위한 모바일 장치, 예를 들어 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터 및 휴대용 컴퓨터에 특히 적합하다.

Claims (10)

  1. 특정 주파수 대역에서 여러 개의 안테나를 사용하는 무선 통신을 위한 방법으로서, 상기 방법은 3 이상의 정수인 n개의 안테나(11 내지 14)를 포함하는 무선 통신을 위한 장치를 사용하고,
    적어도 하나의 안테나 제어 장치를 사용하여 안테나 중 적어도 하나의 하나 이상의 특성을 제어하는 단계 ― 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 안테나 중 적어도 하나의 일부이고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개 변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능함 ― ;
    n개의 안테나 포트, m개의 무선 포트 및 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하는 안테나 튜닝 장치(3)에 직접적 또는 간접적으로 상기 n개의 안테나를 결합하는 단계 ― m은 2 이상의 정수이고, p는 2m 이상의 정수이고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능하고, 안테나 튜닝 장치는 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 특정 대각 임피던스 행렬로 지칭되는 대각 임피던스 행렬이 존재하도록 하고, 특정 대각 임피던스 행렬은 안테나 포트에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬과 동일한 경우, (a) 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 중 어느 하나의 리액턴스는 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치고, (b) 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치의 적어도 하나의 리액턴스는 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬의 적어도 하나의 비-대각 항목에 영향을 미치도록 함 ― ;
    상기 매개변수 각각에 영향을 미치고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스에 영향을 미치는 "튜닝 명령"을 생성하는 단계를 포함하는 무선 통신을 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 안테나 제어 장치 중 적어도 하나는 전기적으로 제어되는 스위치 또는 전환 스위치인 무선 통신을 위한 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 안테나 제어 장치 중 적어도 하나는 조정 가능한 임피던스 장치인 무선 통신을 위한 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 안테나 제어 장치 중 적어도 하나는 안테나 중 하나의 기계적 변형을 생성하도록 배치된 액추에이터인 무선 통신을 위한 방법.
  5. 특정 주파수 대역에서의 무선 통신을 위한 장치로서, 무선 통신을 위한 장치는
    n개의 안테나(11 내지 14)로서, n은 3이상의 정수이고, 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나가 상기 n개의 안테나 중에 있고, 상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나는 적어도 하나의 안테나 제어 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 안테나 제어 장치는 상기 적어도 하나의 튜닝 가능한 수동 안테나의 하나 이상의 특성에 영향을 미치는 적어도 하나의 매개변수를 갖고, 상기 적어도 하나의 매개변수는 전기적 수단에 의해 조정 가능한 n개의 안테나;
    n개의 안테나 포트, m개의 무선 포트 및 p개의 조정 가능한 임피던스 장치를 포함하는 안테나 튜닝 장치(3)로서, m은 2 이상의 정수이고, p는 2m 이상의 정수이고, p개의 조정 가능한 임피던스 장치는 "안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치"로 지칭되고, 상기 특정 주파수 대역의 주파수에서 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각이 리액턴스를 갖도록 하고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 중 어느 하나의 리액턴스는 전기적 수단에 의해 조정 가능하고, 안테나 튜닝 장치는 상기 특정 주파수 대역의 상기 주파수에서 특정 대각 임피던스 행렬으로 지칭되는 대각 임피던스 행렬이 존재하도록 하고, 특정 대각 임피던스 행렬은 안테나 포트에 의해 보여지는 임피던스 행렬이 특정 대각 임피던스 행렬과 동일한 경우, (a) 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 중 어느 하나의 리액턴스는 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 영향을 미치고, (b) 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치의 적어도 하나의 리액턴스는 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬의 적어도 하나의 비-대각 항목에 영향을 미치도록 하는 안테나 튜닝 장치;
    "튜닝 명령"을 전달하는 처리 유닛;
    튜닝 제어 유닛(7)으로서, 튜닝 제어 유닛은 튜닝 명령을 수신하고, 튜닝 제어 유닛은 복수의 "튜닝 제어 신호"를 전달하고, 튜닝 제어 신호는 튜닝 명령의 함수로서 결정되고, 안테나 튜닝 장치의 조정 가능한 임피던스 장치 각각의 리액턴스는 튜닝 제어 신호 중 하나 이상에 의해 주로 결정되고, 상기 매개변수 각각은 튜닝 제어 신호들 중 하나 이상에 의해 주로 결정되는 튜닝 제어 유닛을 포함하는 무선 통신을 위한 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 안테나 제어 장치 중 적어도 하나는 전기적으로 제어되는 스위치 또는 전환 스위치인 무선 통신을 위한 장치.
  7. 제5 항에 있어서, 안테나 제어 장치 중 적어도 하나는 조정 가능한 임피던스 장치인 무선 통신을 위한 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 안테나 제어 장치 중 적어도 하나는 안테나 중 하나의 기계적 변형을 생성하도록 배치된 액추에이터인 무선 통신을 위한 장치.
  9. 제5 항에 있어서, 무선 통신을 위한 장치는 무선 수신기를 포함하고, 튜닝 명령은 채널 행렬을 나타내는 하나 이상의 양의 함수인 무선 통신을 위한 장치.
  10. 제5 항에 있어서, 무선 통신을 위한 장치는 무선 송신기를 포함하고, 튜닝 명령은 무선 포트에 의해 제시되는 임피던스 행렬에 의존하는, m 이상의 정수인 q개의 실제 양의 함수인 무선 통신을 위한 장치.


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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3018637B1 (fr) * 2014-03-13 2018-08-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication radio utilisant des antennes multiples et des variables de localisation
FR3018973B1 (fr) * 2014-03-20 2018-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication radio utilisant des antennes accordables et un appareil d'accord d'antenne
FR3021813B1 (fr) 2014-05-28 2017-12-08 Tekcem Communication radio utilisant une pluralite d'antennes selectionnees
FR3037745B1 (fr) 2015-06-22 2020-11-20 Tekcem Procede et appareil pour accord automatique d'une matrice impedance, et emetteur radio utilisant cet appareil
FR3040572B1 (fr) 2015-08-26 2020-10-30 Tekcem Procede pour regler automatiquement une unite d'accord, et systeme d'accord automatique utilisant ce procede
FR3045956B1 (fr) 2015-12-17 2017-12-01 Tekcem Procede pour regler automatiquement des antennes passives accordables et reseau d'antennes automatiquement accordable utilisant ce procede
FR3063184B1 (fr) 2017-02-21 2020-02-28 Tekcem Procede pour reglage automatique d'antennes passives accordables et d'une unite d'accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procede.
US9929460B1 (en) 2017-02-21 2018-03-27 Tekcem Method for automatic adjustment of tunable passive antennas and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
FR3063183B1 (fr) * 2017-02-23 2021-05-28 Tekcem Procede pour regler automatiquement des antennes passives accordables et une unite d'accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procede.
US9912075B1 (en) 2017-02-23 2018-03-06 Tekcem Method for automatically adjusting tunable passive antennas and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
FR3065326B1 (fr) 2017-04-12 2019-04-12 Tekcem Procede pour reglage automatique d’une antenne passive accordable et d’une unite d’accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procede
US9960491B1 (en) 2017-04-12 2018-05-01 Tekcem Method for automatic adjustment of a tunable passive antenna and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
FR3065328B1 (fr) * 2017-04-13 2019-04-12 Tekcem Procede pour regler automatiquement une antenne passive accordable et une unite d’accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procede
US10008777B1 (en) 2017-04-13 2018-06-26 Tekcem Method for automatically adjusting a tunable passive antenna and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
FR3066860B1 (fr) * 2017-05-24 2019-06-14 Tekcem Procede pour reglage automatique d’une antenne passive accordable et d’une unite d’accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procede
FR3066859B1 (fr) * 2017-05-25 2019-06-14 Tekcem Procede pour regler automatiquement une antenne passive accordable et une unite d’accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procede
US10158384B1 (en) * 2017-09-08 2018-12-18 Apple Inc. Electronic devices with indirectly-fed adjustable slot elements
US10044380B1 (en) 2017-10-18 2018-08-07 Tekcem Method for automatic adjustment of a tunable passive antenna and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
US9991911B1 (en) 2017-10-19 2018-06-05 Tekcem Method for automatically adjusting a tunable passive antenna and a tuning unit, and apparatus for radio communication using this method
CN108199141B (zh) * 2017-12-29 2021-09-24 瑞声精密制造科技(常州)有限公司 一种天线系统及移动终端
US10833721B2 (en) * 2018-08-01 2020-11-10 Elwha Llc Unit cell network design and operation
FR3099968B1 (fr) 2019-08-13 2021-07-23 Tekcem Procédé pour réglage automatique d’antennes passives accordables et d’une unité d’accord, et appareil pour communication radio utilisant ce procédé
US11489263B2 (en) 2020-07-01 2022-11-01 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Method for tuning an electrically small antenna

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040041734A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Fujitsu Limited Antenna apparatus including inverted-F antenna having variable resonance frequency
US20100201598A1 (en) * 2006-09-05 2010-08-12 Buon Kiong Lau Antenna system and method for operating an antenna system

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2745067A (en) 1951-06-28 1956-05-08 True Virgil Automatic impedance matching apparatus
US4493112A (en) 1981-11-19 1985-01-08 Rockwell International Corporation Antenna tuner discriminator
US6876337B2 (en) * 2001-07-30 2005-04-05 Toyon Research Corporation Small controlled parasitic antenna system and method for controlling same to optimally improve signal quality
US7469152B2 (en) 2004-11-30 2008-12-23 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for an adaptive multiple-input multiple-output (MIMO) wireless communications systems
JP2006166111A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 微弱無線通信システム
US8102830B2 (en) 2005-12-16 2012-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. MIMO radio communication apparatus and method
US7499681B2 (en) * 2005-12-22 2009-03-03 Kyocera Wireless Corp. Apparatus, system, and method for managing an antenna network during a half duplex call
FR2904165B1 (fr) * 2006-07-18 2008-11-28 Excem Soc Par Actions Simplifiee Procede et dispositif pour la reception radioelectrique utilisant une pluralite d'antennes
CN101569055B (zh) * 2006-09-05 2013-06-19 索尼爱立信移动通讯股份有限公司 天线系统和用于操作天线系统的方法
US7898493B1 (en) * 2007-06-13 2011-03-01 The Ohio State University Implementation of ultra wide band (UWB) electrically small antennas by means of distributed non foster loading
US8204446B2 (en) 2009-10-29 2012-06-19 Motorola Mobility, Inc. Adaptive antenna tuning systems and methods
US8406806B2 (en) * 2010-09-20 2013-03-26 Smartech Worldwide Limited Mobile telephone capable of automatically switching antenna according to user's hand position
CA2836419C (en) * 2011-05-16 2016-11-29 Gregory MENDOLIA Method and apparatus for tuning a communication device
US20120329524A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Kent Joel C Touch sensor and antenna integration along an electronic device housing
US9673872B2 (en) * 2011-11-15 2017-06-06 Qualcomm Incorporated Multi-band transmit antenna
US8515496B2 (en) * 2011-12-15 2013-08-20 Amazon Technologies, Inc. Antenna deployment switching for data communication of a user device
US9203138B2 (en) * 2012-01-17 2015-12-01 Intel IP Corporation System and method for tuning an antenna in a wireless communication device
US9568568B2 (en) * 2012-03-23 2017-02-14 Northeastern University Apparatus and method of measuring permeability of a sample across which a DC voltage is being applied
US9083074B2 (en) * 2012-04-09 2015-07-14 Blackberry Limited Dynamic antenna selection based on user hand position
US9154608B2 (en) * 2012-05-09 2015-10-06 Facebook, Inc. Data exchange between antenna and modem of mobile device
FR2996067B1 (fr) * 2012-09-25 2016-09-16 Tekcem Appareil d'accord d'antenne pour un reseau d'antennes a acces multiples
FR2996082B1 (fr) 2012-09-27 2016-09-09 Tekcem Procede et dispositif pour la reception radio utilisant un appareil d'accord d'antenne et une pluralite d'antennes
US9084124B2 (en) * 2012-12-21 2015-07-14 Apple Inc. Methods and apparatus for performing passive antenna testing with active antenna tuning device control
US9130279B1 (en) * 2013-03-07 2015-09-08 Amazon Technologies, Inc. Multi-feed antenna with independent tuning capability
US9455680B2 (en) * 2013-06-06 2016-09-27 Qorvo Us, Inc. Tunable RF filter structure formed by a matrix of weakly coupled resonators
FR3003710B1 (fr) * 2013-03-21 2016-07-15 Tekcem Procede et dispositif pour la reception radio utilisant une pluralite d'antennes et un amplificateur a acces d'entree multiples et acces de sortie multiples
FR3004604B1 (fr) 2013-04-15 2016-12-09 Tekcem Procede et appareil pour accorder automatiquement une matrice impedance, et emetteur radio utilisant cet appareil
US9236659B2 (en) * 2013-12-04 2016-01-12 Apple Inc. Electronic device with hybrid inverted-F slot antenna
US9293806B2 (en) * 2014-03-07 2016-03-22 Apple Inc. Electronic device with display frame antenna
FR3018637B1 (fr) * 2014-03-13 2018-08-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication radio utilisant des antennes multiples et des variables de localisation
FR3018973B1 (fr) * 2014-03-20 2018-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication radio utilisant des antennes accordables et un appareil d'accord d'antenne
FR3021813B1 (fr) * 2014-05-28 2017-12-08 Tekcem Communication radio utilisant une pluralite d'antennes selectionnees

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040041734A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Fujitsu Limited Antenna apparatus including inverted-F antenna having variable resonance frequency
US20100201598A1 (en) * 2006-09-05 2010-08-12 Buon Kiong Lau Antenna system and method for operating an antenna system

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