KR20170028309A - 안테나 피드백을 사용하는 근접성 검출 - Google Patents

안테나 피드백을 사용하는 근접성 검출 Download PDF

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Abstract

전자 디바이스는, 미리 결정된 전압 정재파 비(VSWR) 기준에 관한, 무선 주파수(RF) 송신기와 RF 안테나 간의 VSWR에서의 변화를 검출하도록 구성된 디튜닝 모니터 회로와, 상기 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패하면, RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하도록 구성된 근접성 검출기 회로를 제공한다. 안테나 서브시스템의 조정이 전자파 인체 흡수율(SAR) 제약을 따르고 그리고/또는 안테나 성능을 유지/향상시키는 것을 허용하도록 네트워크 근접성 검출기가 또한 제공된다.

Description

안테나 피드백을 사용하는 근접성 검출{DETECTING PROXIMITY USING ANTENNA FEEDBACK}
도 1은, 안테나와 이 안테나에 연결된 송신기 간의 VSWR(voltage standing wave ratio; VSWR)에서의 검출된 변화에 응답하는 송신된 반송파의 동적 전력 조정을 제공하는 전자 디바이스의 예를 도시한다.
도 2는, 동적 송신 전력 조정을 위한 메카니즘을 갖는 무선 송신 시스템에 대한 전기적 구성 요소 및 데이터 흐름의 예를 도시한다.
도 3은, 동적 송신 전력 조정을 위한 메카니즘을 갖는 무선 송신 시스템에 대한 전기적 구성 요소 및 데이터 흐름의 또다른 예를 도시한다.
도 4는, 전자 디바이스에서의 안테나 서브시스템의 네트워크의 예를 도시한다.
도 5는, 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 영역을 도시하는 스미스 챠트(Smith chart)를 나타내는 예를 도시한다.
도 6은, 동적 송신 전력 조정을 갖는 무선 송신 시스템에 대한 동작들의 예를 도시한다.
도 7은, 동적 송신 전력 조정을 갖는 무선 송신 시스템에 대한 동작들의 대안적인 예를 도시한다.
소비자 전자 디바이스에는, 무선 주파수(radio frequency, RF) 전자기장을 사용하는 무선 통신 회로의 장비가 갖춰질 수도 있다. 예컨대, 무선 통신 회로는, 이동 전화 RF 대역, WiFi 네트워크 RF 대역, GPS RF 대역, 근접장 통신(near-field communication, NFC) 대역, 및 전기통신 사양과 연관될 수도 있는 다른 RF 대역에서 RF 신호를 송신하고 수신할 수도 있다. 그러한 디바이스들을 사용할 때의 RF 방사의 유해 레벨로부터 인간을 보호하기 위하여, 정부 관계 기관은, 테블릿 컴퓨터와 이동 전화와 같은 일부 무선 전자 디바이스로부터의 RF 송신 전력을 제한하는 규제를 부과하였다. RF 송신 전력을 감소시키는 것은, 이동 디바이스에서 가치있는 리소스를 이용할 수도 있고, 일부 전자 디바이스에서 디바이스 특징부(device feature)의 성능을 감소시킬 수도 있다.
일부 관할권에서, 전자 디바이스 제조업체에 최대 에너지 흡수 제약을 부과하는 전자파 인체 흡수율(specific absorption rate, SAR) 사양이 존재한다. 이들 사양은, 송신 무선 주파수(RF) 안테나의 근접성에 기초하여 방출될 수도 있는 전자기 방사의 양에 대한 제한을 설명한다. 사용자가 이 송신 안테나 가까이에 인체 일부를 위치시키기 쉬운, 디바이스로부터 수 센티미터(예컨대, 0~3 센티미터) 내의 거리에서의 방사 제한에 특히 주의를 두고 있다. 그러한 제약은, 유전체(예컨대, 인체 일부)가 송신기 근처에서 검출되는 경우, 송신된 반송파 강도를 감소시킴으로써 만족될 수도 있다.
개시된 기술의 실행은, 안테나와 이 안테나에 연결된 송신기 간의 전압 정재파 비(voltage standing wave ratio, VSWR)에서의 검출된 변화에 응답하여 송신된 반송파의 전력을 동적으로 변경시키는 전자 디바이스를 제공한다. 안테나에 근접한 사용자는 검출 가능한 방식으로 안테나의 튜닝에 영향을 미치어, 전자 디바이스의 성능을 현저하게 타협시키지 않고, SAR 사양의 준수를 달성하는 동적 전력 변경을 허용한다.
도 1은, 안테나(102)와 이 안테나(102)에 연결된 송신기(104) 간의 VSWR에서의 검출된 변화에 응답하여 송신된 반송파의 동적 전력 조정을 제공하는 전자 디바이스(100)의 예를 도시한다. 4개의 안테나들(102, 106, 108, 110)이, 그 대응하는 송신기들(104, 112, 114, 116)과 함께 도 1에 도시되어 있다. 일 실행에서, 제1 내부 안테나(102)와 제2 내부 안테나(108)가 실질적으로 동일하며 제1 주파수 대역에서 동작하고, 제1 외부 안테나(106)와 제2 외부 안테나(110)가 실질적으로 동일하며 제2 주파수 대역에서 동작한다. 예컨대, 제1 내부 안테나(102)와 제2 내부 안테나(108)는 무선 근거리 통신망(wireless local area network)을 통해 무선 신호를 수신하고 송신할 수도 있다. 무선 근거리 통신망은 IEEE 802.11 사양 또는 다른 산업 표준 사양에 기초할 수도 있다. IEEE 802.11(즉, "WiFi")는, 2400 MHz 내지 2500 MHz인 제1 주파수 대역과 5725 MHz 내지 5875 MHz인 제2 주파수 대역인 2개 주파수 대역으로 동작할 수도 있다. 동일한 또는 또다른 실행에서, 제1 외부 안테나(106)와 제2 외부 안테나(110)는 셀룰러 송신(cellular transmission)에 대하여 할당된 주파수 대역, 또는 대략 0.7 내지 2.7 GHz로 무선 신호를 수신 및 송신한다. 이들 주파수 대역은, 예컨대 LTE, WiMax, 4G, 3G, 2G, Bluetooth, IEEE 802.11, NFC(Near-field communication), RFID 등을 포함하는 통신 사양과 대응할 수도 있다. 개별 안테나에 대한 동작 주파수 대역은, 안테나 특성과, 이 안테나에 전달된 대응하는 송신기 반송파에 부분적으로 기초한다.
도 1의 예에서, 내부 안테나 쌍(102, 108) 및 외부 안테나 쌍(106, 110)은, 도전체(110)(인체 부분과 같은)의 근접성을 모니터링하고, 도전체(110)에 근접하는 안테나로부터 발하는 송신 전력을 동적으로 조정하도록 동작한다. 이러한 방식으로, 전자 디바이스(100)는 SAR 제약을 준수할 수도 있고, 과잉 RF파 흡수로부터 인간 사용자를 보호할 수도 있다.
각 송신기-안테나 쌍 사이에는, 입력-출력 VSWR 이라 칭하는, 디튜닝(detuning) 모니터의 입력과 출력 간의 전압 정재파 비(VSWR)를 모니터링하는 데 사용되는, 디튜닝 모니터 회로들(118, 120, 122, 124)과 같은 디튜닝 모니터가 있다. 일반적으로, VSWR은, 또다른 노드에서의 최소 정재파 진폭에 대한 한 노드에서의 최대 정재파 진폭 간의 전압비를 나타낸다. 이로써, 디튜닝 모니터 회로(118)는, 입력 노드(예컨대 송신기(112)에 연결된 입력 노드로부터)와 출력 노드(예컨대, 안테나(106)에 연결된 출력 노드) 간의 VSWR에서의 변경을 검출한다.
기준(baseline) 입력-출력 VSWR과 비교할 때(예컨대, 도전체가 송신 안테나 또는 일부 다른 적절한 기준의 유효한 근접성 내에 있지 않다는 조건에서 측정될 때), 근접성 검출기(근접성 검출기 회로들(126, 128, 130, 또는 132)와 같은)에 의하여 기준 VSWR과 연속적으로 또는 주기적으로 측정된 VSWR 값들 간의 차가 테스트되어, 이 차가 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 것을 실패하는 지의 여부를 결정할 수 있다. 디튜닝 모니터 회로(120), 안테나(102), 근접성 검출기 회로(128), 및 RF 송신기(104)를 포함하는 안테나 서브시스템(133)의 예를 사용하여, 기준 VSWR에 관하여, 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 것의 실패는, 안테나(102)에 대한 도전체(110)의 허용 불가능한 근접성(134)을 나타낸다. 근접성 검출기 회로(128)가 이 상태를 검출하면, 근접성 검출기 회로(128)는, SAR 제약을 만족하기 위하여 대응하는 송신기(104)로부터 송신 전력을 조정한다(예컨대, 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건이 만족되지 않는 동안, 송신 전력을 감소시킴). 도 1에 도시된 다른 안테나 서브시스템들(131, 135, 137)에 유사한 동작 및 연결 구조가 적용될 수도 있다.
이러한 방식으로, 근접성 검출기 회로(128)는 피드백 루프를 폐쇄한다. 근접성 검출기 회로(128)는, 펌웨어 또는 소프트웨어로 프로그래밍된 프로세서 또는 컨트롤러, 또는 디지털 메모리와 로직(미도시)으로 실행된 상태 머신과 같은 제어 유닛에 의하여 제어될 수도 있다. 제어 유닛은, 근접성 검출기 회로(128)가 근접성 측정을 취하고, 그리고 얼마나 많은 송신 전력이 미준수(non-compliant) SAR 조건에 응답하여 감소될 것인 것에 의하여 근접성 검출기 회로(128)가 통신하도록 제어 신호를 제공할 수도 있다. 연속 측정과 전력 감소 간의 시간 지연은, 예컨대 디바이스가 근처에 어떤 사람도 없이 테이블 위에 세트되어 있는, 빠르게 변하는 조건, 예컨대 빨리 접근하는 손 또는 정적 상황을 설명하도록 동적으로 선택될 수도 있다. 제어 유닛을 분리시키기 위한 대안으로서, 근접성 검출기 회로(128)에 제어 기능성이 통합될 수도 있다.
근접성 검출기 회로(128)는, 아날로그 또는 디지털 회로, 또는 디지털과 아날로그 회로 모두의 조합으로부터 구성될 수도 있다. 근접성 검출기 회로(128)는 정재파 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여, 그 후 예컨대 VSWR을 측정함으로써 비교되어 근접성을 결정하는 하나 이상의 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수도 있다. 룩-업 테이블은 VSWR과 물리적 근접성 간의 연관성을 제공할 수도 있다. 대안적으로, 근접성에 VSWR을 관련시키는 식은 제어 유닛 또는 근접성 검출기 회로(128)에 프로그래밍될 수도 있다. 부가적으로, 예컨대, 필터링 또는 시간에 대한 측정의 통합과 같은, 측정된 VSWR의 처리가 수행될 수도 있다.
안테나 서브시스템(131, 137)은, 근접성 검출기들(126, 132)이 근접성 파라미터(예컨대, VSWR 스트림, 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건에 관한 상태 등)를 전달하는 것을 허용하도록 연결된다(커플링(140) 참조). 이로써, 안테나 서브시스템들(131, 137)은, SAR 제약을 만족하고 그리고/또는 허용 불가능한 근접성 조건의 존재하에 안테나 성능을 향상시키도록 제휴하여 동작할 수 있다. 예컨대, 안테나 서브시스템(131)이 허용 불가능한 근접성 조건을 검출하지만, 안테나 서브시스템(137)이 허용 가능한 근접성 조건을 검출하면(즉, 미리 결정된 허용 가능한 근접성 조건이 만족됨), 안테나 서브시스템들(131, 137)은, 송신기(112)에서의 송신 전력의 감소와 송신기(116)에서의 증가를 조정하기 위하여 커플링(140)을 가로질러 통신할 수 있다. 이러한 방식으로, SAR 제약에 기인하는, 송신기(112)에서의 송신 전력에서의 감소는 송신기(116)에서의 송신 전력의 증가만큼 어느 정도 오프셋일 수도 있고, 이로써 다수의 송신기들 간의 근접성 검출에 기초하여 송신 전력의 균형을 맞춘다. 이러한 안테나 서브시스템들의 네트워크는 2개보다 많은 서브시스템들로(예컨대, 태블릿 컴퓨터 시스템의 모든 4개 코너에서의 안테나 서브시스템들로) 확장될 수도 있다. 안테나 서브시스템들(133, 135)은 커플링(142)을 통하여 유사한 방식으로 협동할 수 있다. 실행시, 상이한 주파수 범위들에 대한 안테나 서브시스템들은 또한, 근접성 검출의 보다 넓은 범위 및/또는 보다 미세한 해상도를 획득하도록 조정될 수도 있다(예컨대, 모든 4개의 안테나 서브시스템들(131, 133, 135, 137)이 협동하도록 네트워킹된다면, 근접성은 전자 디바이스(100)의 상부의 전체 길이에 걸쳐 검출될 수도 있다).
증폭된 안테나 서브시스템(예컨대, 안테나 서브시스템(137))에 대한 미리 결정된 허용 가능한 근접성 조건은 송신 전력에 따라 조정될 수도 있다. 이로써, 송신기(116)의 송신 전력이 증가되면, 미리 결정된 허용 가능한 근접성 조건은 증가된 송신 전력의 존재시 SAR 제약을 만족시키도록 조정될 수도 있다. 그러한 조정은, 예컨대 미리 결정될 수도 있고, 근접성 검출기 회로(124)에 액세스 가능한 데이터 테이블(예컨대, 상이한 송신 전력들에 대한 상이한 미리 결정된 허용 가능한 근접성 조건들을 갖는)에 기억될 수도 있다.
또한, 안테나 서브시스템 조정은 긍정 오류(false positives)를 식별하도록 사용될 수도 있다(예컨대, 컴퓨팅 디바이스가 금속 테이블 상에 평평하게 놓인 경우와 같은, 근접성 조건이 SAR 제약을 받지 않는 상황). 예컨대, SAR 테스팅 조건은 차례로(one-at-a-time) 단일 안테나 서브시스템을 어드레싱할 수도 있고, 여기서 안테나 서브시스템의 조정은, 4개의 조정된 안테나 서브시스템들(예컨대, 전자 디바이스(100)의 상부 에지를 가로지르는 또는 전자 디바이스(100)의 4개의 코너들에서)의 실패가 인간의 손 또는 머리가 아니라, 금속 표면의 근접성을 의미한다는 것을 결정할 수도 있다. 이러한 조건하에. 근접성 검출기는, 근접성 검출이 인간 안정성과 SAR 제약에 관하여 긍정 오류인 것을 결정할 수도 있고, 따라서 송신 전력의 감소가 적절하지 않다는 것을 결정할 수도 있다. 다른 유사한 조건들이 테스팅된 SAR 조건, 안테나 서브시스템 위치, 및 전자 디바이스(100)의 구성 및 구조에 따라 적용될 수도 있다.
도 2는, 동적 송신 전력 조정을 위한 메카니즘을 갖는 무선 송신 시스템(200)에 대한 전기적 구성 요소 및 데이터 흐름의 예를 도시한다. 무선 송신 시스템(200)은, 무선(RF) 송신기(202), 송신 안테나(204), 디튜닝 모니터(206), 및 근접성 검출기(208)를 포함한다. RF 송신기(202)는 가변 이득 제어 입력을 갖는 전력 증폭기일 수도 있다. RF 송신기(202)의 송신 전력은 가변 이득 제어 입력에 제공된 신호에 기초할 수도 있다. 디튜닝 모니터(206)는 커플러(210)(예컨대, 방향성 커플러)를 포함한다. 실행 예에서, RF 송신기 인터페이스(212)와 RF 안테나 인터페이스(214) 간의 2개의 연결된 송신 라인으로부터 방향성 커플러가 구성될 수도 있다. 연결된 송신 라인들은, 하나의 송신 라인을 통과하는 송신 특성(예컨대, 전력, 위상 및 다른 RF 파라미터들)이 다른 송신 라인에 연결되어, RF 송신기 인터페이스(212)를 통과하는 송신 특성과 RF 안테나 인터페이스(212)를 통과하는 송신 특성이 근접성 검출기(208)에 의하여 측정되는 것을 허용하는 데 충분히 가깝게 라우팅된다. 도전체(201)의 근접성은, RF 송신 안테나(204)의 근접한 곳으로 이동하는 도전체(201)와의 연결을 통하여 송신된 신호의 반사에서의 변화에 의하여 나타낼 수도 있다. 대안적으로, 이들 변화는, 도전체(201)의 근접성에 의한 RF 송신 안테나(204)의 디튜닝을 나타내는 것으로서 일컬을 수도 있다.
근접성 검출기(208)는, 입력(예컨대, RF 송신기 인터페이스(212))에서 그리고 출력(예컨대, RF 안테나 인터페이스(214))에서 측정된 송신 특성을 검출하여, 측정된 VSWR을 결정한다. 측정된 VSWR이, 기준 VSWR에 관하여, 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하면, 근접성 검출기(208)는 RF 송신기(202)에게 그 표준 전력으로(또는, 허용 가능한 근접성 조건이 검출되지 않는 경우, 적절한 어떠한 다른 전력 조건으로) 송신할 것을 시그널링한다. 측정된 VSWR이, 기준 VSWR에 관하여, 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하지 않으면, 근접성 검출기(208)는, RF 송신기(202)에게 SAR 제약을 만족하도록 설정된 레벨로 그 송신 전력을 조정할 것을 시그널링한다.
도 3은, 동적 송신 전력 조정을 위한 메카니즘을 갖는 무선 송신 시스템(300)에 대한 전기적 구성 요소와 데이터 흐름의 또다른 예를 도시한다. 무선 송신 시스템(300)은, 무선(RF) 송신기(302), 송신 안테나(304), 디튜닝 모니터(306), 및 근접성 검출기(308)를 포함한다. 디튜닝 모니터(306)는 커플러(310)(예컨대, 방향성 커플러) 및 서큘레이터(315)를 포함한다. 실행 예에서, 실행 예에서, RF 송신기 인터페이스(312)와 커플러(310)의 출력 간의 2개의 연결된 송신 라인으로부터 방향성 커플러가 구성될 수도 있다. 연결된 송신 라인들은, 하나의 송신 라인을 통과하는 송신 특성이 다른 송신 라인에 연결되어, RF 송신기 인터페이스(312)를 통과하는 송신 특성이 근접성 검출기(208)에 의하여 측정되는 것을 허용하는 데 충분히 가깝게 라우팅된다.
실행예에서, 서큘레이터는, 서큘레이터의 포트에 들어가는 무선 주파수 신호가 로테이션시 다른 포트에 송신되는(예컨대, 포트 1에서 포트 2로, 포트 2에서 포트 3으로, 포트 3에서 포트 1로) 패시브(passive) 비상호적 멀티 포트 장치로부터 구성될 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 커플러(310)로부터 수신된 송신된 RF 신호는 포트 1에서 수신되어 포트 2를 통과하여 RF 안테나(304)로 간다. RF 안테나(304)로부터 반사된 신호는 포트 2에서 수신되어 포트 3을 통과하여 근접성 검출기(308)로 가서, 근접성 센서(308)에 의하여 측정된 VSWR의 출력 송신 특성을 나타내는 신호를 제공한다. 도전체(301)의 근접성은, RF 송신 안테나(304)의 근접한 곳으로 이동하는 도전체(301)와의 연결을 통하여 송신된 신호의 반사에서의 변화로 나타내질 수도 있다. 대안적으로, 이들 변화는, 도전체(301)의 근접성에 의한 RF 송신 안테나(304)의 디튜닝을 나타내고 있는 것으로 일컬을 수도 있다.
근접성 검출기(308)는, 입력에서(예컨대, RF 송신기 인터페이스(312))와 출력에서(예컨대, RF 안테나 인터페이스(314)는 서큘레이터(315)의 포트들(2, 3)로 나타냄) 측정된 송신 특성을 검출하여, 측정된 입력-출력 VSWR을 결정한다. 측정된 VSWR이 기준 VSWR에 관하여, 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하면, 근접성 검출기(308)는 RF 송신기(302)에게 그 표준 전력으로(또는 허용 불가능한 근접성 조건이 검출되지 않은 경우, 적절한 어떤 다른 전력 조건에서) 송신할 것을 시그널링한다. 측정된 VSWR이 기준 VSWR에 관하여 미리 결정된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하지 않으면, 근접성 검출기(308)는, RF 송신기(302)에게 SAR 제약을 만족하도록 설정된 레벨로 그 송신 전력을 조정하도록 시그널링한다.
도 4는, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 랩탑 컴퓨팅 디바이스, 셋-탑 박스, 웨어러블 컴퓨팅 디바이스, 스마트폰, 또는 RF 서브시스템을 갖는 임의의 디바이스와 같은 전자 디바이스(400)에서의 안테나 서브시스템들(402, 404, 406, 408)의 네트워크의 예를 도시한다. 안테나 서브시스템들(402, 404, 406, 408)은 통신 커플링(communicative coupling)들(410, 412, 414, 416)에 의하여 네트워킹된다. 전자 디바이스(400)는 또한, 디스플레이 인터페이스(418)(예컨대, 디스플레이 스크린)를 포함하나, 다른 실행은 디스플레이 인터페이스를 포함하지 않을 수도 있다. 전자 디바이스(400)는, 전자 디바이스(400)의 상이한 위치에 분포된 네트워킹된 근접성-검출 안테나 서브시스템들(402, 404, 406, 408)을 갖는 시스템을 나타내며, 안테나 서브시스템들(402, 404, 406, 408)은, 디바이스 성능 및/또는 SAR 제약의 준수를 향상시키기 위하여, 전자 디바이스(400) 내의 위치적 디스패리티(locational disparity)를 이용한다. 예컨대, 도전체의 허용 불가능한 근접성이 안테나 서브시스템(404)에 의하여 검출되는 경우, 안테나 서브시스템(404)의 송신 전력은 감소되어 SAR 제약을 준수할 수도 있는 반면, 안테나 서브시스템들(402, 406, 408) 중 하나 이상의 송신 전력은 증가되어(이들이 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건을 준수한다고 가정하여) 안테나 서브시스템(404)의 감소된 송신 전력을 오프셋할 수도 있다. 여기서 설명된 실행들 중 하나 이상으로 보충될 수도 있는 대안적인 실행에서, 전자 디바이스(400)는, 4개의 안테나 서브시스템들(402, 404, 406, 408) 중 임의 것의 송신 전력의 조정을 요하지 않는 조건으로서, 모든 4개의 안테나 서브시스템들(402, 404, 406, 408)의 동시 실패를 해석하도록 구성될 수도 있다(예컨대, 도전체가 인체 일부가 아니라, 테이블 상부와 같은 도전성 표면인 것으로 해석). 4개보다 많은 안테나 서브시스템들은 SAR 준수와 송신 전력 관리를 조정하도록 그와 같이 네트워킹될 수도 있다.
다른 조건들이 또한 채용될 수도 있다. 예컨대, 송신 전력 조정은, 허용 불가능한 근접성 조건을 검출하는 특정수의 근접성-감지 안테나 서브시스템, 허용 불가능한 근접성 조건을 검출하는 근접성-감지 안테나 서브시스템의 상대적 또는 절대적 위치, 개별 근접성-감지 안테나 서브시스템의 송신 성능(예컨대, 허용 가능한 성능이 다른 안테나 서브시스템을 통하여 획득되고 있는 경우, 허용 불가능한 근접성 조건을 검출하는 안테나 서브시스템의 송신 전력이 제로로 감소될 수도 있다) 등에 기초할 수도 있다.
도 5는, 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 영역(502)을 도시하는 스미스 챠트(500)를 설명하는 예를 도시한다. 영역(502)는, 주어진 송신 전력을 위한 신호 송신 주파수에서 실험 수단으로 결정되었다. 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 영역을 결정하기 위하여 다양한 주파수에서 유사한 챠트가 생성될 수도 있다. 유전체가 안테나에 너무 가깝고 SAR 요건에 위배하는 지의 여부를 디바이스가 결정할 수 있도록, 유용한 주파수에서의 이들 실험의 결과가 디바이스로 프로그램될 수도 있다. 유사한 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건이 상이한 송신 전력에 대하여 결정될 수도 있다. 이러한 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건들은 근접성 검출기에 의하여 액세스할 수 있는 레지스터, 메모리, 또는 다른 회로에 기억되어, 송신 주파수와 송신 전력의 특정 조합 하에, 특정 안테나 서브시스템이 허용 가능한 근접성 조건에서 동작하고 있는 지의 여부를 결정할 수 있다.
예컨대, 안테나 시스템이 IEEE 802.11 사양에 기초한 WiFi RF 송신을 송신하도록 설계되는 경우, 허용 가능한 SAR의 영역은 2400 MHz 내지 2500 MHz의 범위에서의 주파수에 대하여 결정될 수 있다. 실험은, 2400 MHz에서 송신하는 안테나를 갖는 디바이스의 3 cm 이내에 손이 있을 때, -12 dB 초과의 VSWR이 발생한다는 것을 보여줄 수도 있다. 이들 실험 결과는 디바이스에 기억되고, RF 송신 전력이 -12 dB, -10 dB 또는 이보다 더 높은 측정 VSWR에 기초하여 감소되어야 하는 때를 결정하는 데 사용될 수도 있다.
도 6은 동적 송신 전력 조정을 갖는 무선 송신 시스템에 대한 동작(600) 예를 도시한다. 입력 동작(602)은, 디튜닝 모니터를 통하여와 같이, RF 송신 반송파를 RF 안테나에 입력한다. 송신 동작(604)은 RF 송신 반송파를 송신한다. 검출 동작(606)은, 송신기와 송신 안테나 사이의 디튜닝 모니터의 출력과 입력 간의 송신된 RF 반송파의 VSWR을 검출한다.
판정 동작(608)은, 검출된 VSWR이 기준 VSWR 측정에 관하여, 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 지의 여부를 판정한다. 만족하면, 처리는 또다른 반복을 위하여 입력 동작(602)으로 진행한다. 만족하지 않으면, 도전체는 송신 안테나에의 허용 불가능한 근접성 내인 것으로 여겨지고, 조정 동작(610)이 RF 반송파를 송신하는 송신기의 송신 전력을 조정한 후, 또다른 반복을 위하여 입력 동작(602)으로 진행한다. 일 실행에서, 조정 동작(610)은, 이 조정이 한번의 반복 또는 다수의 반복에 걸쳐 발생할 수도 있어도, SAR 제약을 만족하도록 송신 전력을 조정한다.
도 7은, 동적 송신 전력 조정을 갖는 무선 송신 시스템을 위한 동작(700)의 대안적인 예를 도시한다. 입력 동작(702)은, 디튜닝 모니터를 통하여와 같이, RF 송신 반송파를 RF 안테나에 입력한다. 송신 동작(704)은 RF 송신 반송파를 송신한다. 검출 동작(706)은, 송신기와 송신 안테나 사이의 디튜닝 모니터의 입력과 출력 간의 송신된 RF 반송파의 VSWR을 검출한다.
판정 동작(708)은, 기준 VSWR 측정에 관하여, 검출된 VSWR이 미리 정의된 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 지의 여부를 판정한다. 만족하면, 처리는 또다른 반복을 위하여 입력 동작(702)으로 진행한다. 만족하지 않으면, 도전체는 송신 안테나에의 허용 불가능한 근접성 내인 것으로 여겨지고, 조정 동작(710)이 RF 반송파를 송신하는 송신기의 송신 전력을 감소시킨다. 시그널링 동작(712)은 또다른 안테나의 네트워킹된 근접성 검출기에게 그 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하여, 제1 안테나의 송신기의 전력에서의 감소를 오프셋하고(전체로 또는 부분으로)(예컨대, 다른 안테나의 근접성 검출기가 허용 불가능한 근접성 조건을 나타내지 않는다면), 그 후 처리는 또다른 반복을 위하여 입력 동작(702)으로 진행한다.
일 실행에서, 조정 동작(710)은, 이 조정이 한번 반복으로 또는 다수의 반복에 걸쳐 발생할 수도 있어도, SAR 제약을 만족하도록 송신 전력을 감소시킨다. 마찬가지로, 또다른 안테나 서브시스템의 송신 전력에서의 증가는 한번 반복으로 또는 다수의 반복에 걸쳐 발생할 수도 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 개별 동작들은 순차적으로 또는 동시에 수행될 수도 있다. 예컨대, 입력 및 송신 동작들(602, 604)은 검출, 판정 및 조정 동작들(606, 608, 610)과 동시에 발생할 수도 있으며, 이는 RF 송신 반송파의 다양한 부분들은 임의의 특정 순간에서 이들 동작들에 의하여 영향을 받을 수도 있기 때문이다. 따라서, 도 6 및 도 7에 도시된 동작들은, 회로, 또는 회로, 소프트웨어, 및 기계적 구조의 조합에 의하여 수행되는 논리 동작들을 도시한다.
따라서, 전기 디바이스의 다양한 실행이 개시되어 있으며, 이 전기 디바이스는, 미리 결정된 VSWR 기준에 관한, RF 송신기와 RF 안테나 간의 전압 정재파 비(VSWR)에서의 변화를 검출하는 수단, 및 이 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패한 경우, RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하는 수단을 포함한다. 예컨대, 일 실행에서, 미리 결정된 VSWR에 관하여 RF 송신기와 RF 안테나 간의 전압 정재파 비(VSWR)에서의 변화를 검출하는 디튜닝 모니터, 및 근접성 모니터는, 이 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패한 경우, RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정한다. 또다른 실행에서, 송신 전력 조정 회로 또는 RF 송신기 자체는, 예컨대 하나 이상의 근접성 검출기로부터의 신호에 응답하여 송신 전력을 조정할 수도 있다.
개시된 기술의 다른 실행들 중에서, 미리 결정된 VSWR 기준에 관한 무선 주파수(RF) 송신기와 RF 안테나 간의 전압 정재파 비(VSWR)에서의 변화를 검출하는 단계, 및 이 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패하는 경우, RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 본 방법은, RF 송신기와 RF 안테나 간에 연결된 디튜닝 모니터의 입력과 출력 사이에 VSWR을 측정하는 단계를 포함하는 검출 동작을 포함할 수도 있다. 본 방법은, RF 송신기와 RF 안테나 사이에 연결된 방향성 커플러의 입력과 출력 사이에 VSWR을 측정하는 단계를 포함하는 검출 동작을 포함할 수도 있다.
본 방법은, RF 송신기에 연결된 커플러와, 커플러와 RF 안테나 사이에 연결된 서큘레이터를 포함하는 디튜닝 모니터를 채용할 수도 있으며, 검출 동작은 커플러의 입력과 서큘레이터의 출력 간의 VSWR을 측정하는 단계를 포함한다. 서큘레이터의 제1 포트는 커플러의 출력에 연결되고, 서큘레이터의 제2 포트는 RF 안테나에 연결되고, 서큘레이터의 제3 포트는 근접성 검출기에 연결된다. 본 방법은, 근접성 검출기를 사용하여 이 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패하는 지의 여부를 판정하는 조정 동작을 포함할 수도 있다.
본 방법은, 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패한, VSWR 기준으로부터의 VSWR에서의 변화에 기초하여 RF 안테나의 허용 불가능한 디튜닝을 검출하는 단계를 포함할 수도 있다. 본 방법은, RF 송신기와 연관된 근접성 검출기를, 또다른 RF 송신기와 연관된 또다른 근접성 검출기에 통신적으로 연결하는 단계, 및 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시키도록 시그널링하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 방법은, RF 송신기와 연관된 근접성 검출기를, 또다른 RF 송신기와 연관된 또다른 근접성 검출기에 통신적으로 연결하는 단계, 및 다른 RF 송신기와 다른 RF 안테나와 연관된 VSWR에서의 검출된 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 경우, 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시키도록 시그널링하는 단계를 포함할 수도 있다.
설명된 기술의 다른 실행들 중, 미리 결정된 VSWR 기준에 관한 무선 주파수(RF) 송신기와 RF 안테나 간의 전압 정재파 비(VSWR)에서의 변화를 검출하도록 구성된 디튜닝 모니터 회로, 및 이 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패하는 경우, RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하도록 구성된 근접성 검출기 회로를 포함하는 전자 디바이스가 개시된다. 본 디튜닝 모니터 회로는, RF 송신기와 RF 안테나 간에 연결된 방향성 커플러를 포함할 수도 있고, 방향성 커플러의 입력과 출력 사이에 VSWR을 측정할 수도 있다.
디튜닝 모니터 회로는, RF 송신기에의 연결을 위하여 구성된 커플러를 포함할 수도 있고, 커플러의 입력과 서큘레이터의 출력 간의 VSWR을 측정한다. 서큘레이터의 제1 포트는 커플러의 출력에 연결될 수도 있고, 서큘레이터의 제2 포트의 RF 안테나에의 연결을 위하여 구성될 수도 있고, 서큘레이터의 제3 포트는 근접성 검출기 회로에 연결될 수도 있다. 근접성 검출기 회로는 또한, 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패하는 지의 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다.
전자 디바이스의 근접성 검출기 회로는, 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패한, VSWR 기준으로부터의 VSWR에서의 변화에 기초하여 RF 안테나의 허용 불가능한 디튜닝을 검출하도록 구성될 수도 있다. 전자 디바이스의 근접성 검출기 회로는 RF 송신기와 RF 안테나 사이에 연결될 수도 있고, 전자 디바이스는 이 근접성 검출기 회로에 통신적으로 연결된 또다른 근접성 검출기 회로를 포함할 수도 있다. 또다른 RF 송신기에 다른 근접성 검출기 회로가 연결되며, 이 근접성 검출기 회로는, 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하도록 구성된다.
전자 디바이스의 근접성 검출기 회로는 RF 송신기와 RF 안테나 사이에 연결될 수도 있고, 전자 디바이스는 근접성 검출기 회로에 통신적으로 연결된 또다른 근접성 검출기 회로를 포함할 수도 있다. 다른 근접성 검출기 회로는 또다른 RF 송신기에 연결된다. 근접성 검출기 회로는, 다른 RF 송신기와 다른 RF 안테나와 연관된 VSWR에서의 검출된 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 경우, 연결된 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하도록 구성된다.
설명된 기술의 다른 실행들 중에서, 안테나와, 이 안테나에 연결된 디튜닝 모니터 회로를 포함하는 송신 시스템이 개시된다. 디튜닝 모니터는, 안테나와 통신하는 제1 커플러 포트와 제2 커플러 포트를 포함할 수도 있다. 디튜닝 모니터는 또한 제1 센스 포트 및 제2 센스 포트를 포함할 수도 있다. 송신 시스템은 또한, 제1 커플러 포트와 통신하는 신호 출력과 이득 제어 입력을 포함하는 전력 증폭기를 포함할 수도 있다. 송신 시스템은 또한, 제1 센스 포트와 통신하는 제1 입력, 제2 센스 포트와 통신하는 제2 입력, 및 이득 제어 입력과 통신하는 출력을 포함하는 근접성 검출기 회로를 포함할 수도 있다. 송신 시스템의 근접성 검출기 회로는, 제1 입력에서 검출된 제1 신호와, 제2 입력에서 검출된 제2 신호에 기초한 VSWR 값을 결정하도록 구성될 수도 있다. 송신 시스템의 근접성 검출기 회로는 또한 또는 대안적으로, 이득 제어 회로에 이득 제어 신호를 전달하도록 구성될 수도 있고, 이 이득 제어 신호는 VSWR 값에 기초한다.
개시된 기술의 다른 실행들 중에서, 무선 주파수(RF) 송신기, RF 안테나, 미리 결정된 VSWR 기준에 관하여 RF 송신기와 RF 안테나 간의 전압 정재파 비(VSWR)에서의 변화를 검출하도록 구성된 디튜닝 모니터 회로, 및 이 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패한 경우, RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하도록 구성된 근접성 검출기 회로를 포함하는 전자 디바이스가 개시된다. 근접성 검출기 회로는 RF 송신기와 RF 안테나 사이에 연결될 수도 있고, 전자 디바이스는, 또다른 RF 송신기, 또다른 RF 안테나, 및 근접성 검출기 회로에 통신적으로 연결된 또다른 근접성 검출기 회로를 포함할 수도 있다. 다른 근접성 검출기 회로는, 다른 RF 송신기와 다른 RF 안테나 사이에 연결될 수도 있다. 근접성 검출기 회로는, 다른 RF 송신기에게 다른 근접성 검출기를 통하여 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시키는 것을 시그널링하도록 구성될 수도 있다.
전자 디바이스의 근접성 검출기 회로는 RF 송신기와 RF 안테나 사이에 연결될 수도 있다. 전자 디바이스는, 또다른 RF 송신기, 또다른 RF 안테나, 및 근접성 검출기 회로에 통신적으로 연결된 또다른 근접성 검출기 회로를 포함할 수도 있다. 다른 근접성 검출기 회로는 RF 송신기와 다른 RF 안테나 사이에 연결될 수도 있다. 근접성 검출기 회로는, 다른 RF 송신기와 다른 RF 안테나와 연관된 VSWR에서의 검출된 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 경우, 다른 RF 송신기에게 다른 근접성 검출기 회로를 통하여 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시키는 것을 시그널링하도록 구성될 수도 있다.
여기서 설명된 발명의 실행은 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서의 논리 단계들로서 실행된다. 현 설명된 기술의 논리 동작들은, (1) 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서 실행하는 프로세서-실행된 단계들의 시퀀스로서, 및 (2) 하나 이상의 컴퓨터 시스템 내의 상호 연결된 기계 또는 회로 모듈로서 실행될 수도 있다. 본 실행은, 본 발명을 실행하는 컴퓨터 시스템의 성능 요건에 따른 선택의 문제이다. 따라서, 여기서 설명된 본 발명의 실시예들을 이루는 논리 동작들은 동작들, 단계들, 오브젝트들, 또는 모듈들로서 다양하게 칭해진다. 또한, 논리 동작들은, 달리 명시적으로 주장되지 않으면 또는 청구항 언어에 의하여 특정 순서가 고유하게 필요하지 않으면, 임의의 순서로 수행될 수도 있고, 원하는 데로 추가하고 생략할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
상기 명세, 예들 및 데이터는 구성의 완전한 설명 및 본 발명의 예시적인 실시예의 사용을 제공한다. 본 발명의 많은 실행들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 행해질 수 있으므로, 본 발명은 이하 첨부된 청구범위 내에 있다. 또한, 상이한 실시예들의 구조적 특징들은 인용된 청구범위에서 벗어나지 않고 또다른 실행에서 조합될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 방법에 있어서,
    미리 결정된 전압 정재파 비(voltage standing wave ratio; VSWR) 기준(baseline)에 관한, 무선 주파수(radio frequency; RF) 송신기와 RF 안테나 간의 VSWR에서의 변화를 검출하는 단계; 및
    상기 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 것에 실패하면, 상기 RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 검출하는 단계는,
    상기 RF 송신기와 상기 RF 안테나 사이에 연결된 디튜닝(detuning) 모니터의 입력과 출력 간의 VSWR을 측정하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 검출하는 단계는,
    상기 RF 송신기와 상기 RF 안테나 사이에 연결된 방향성 커플러(directional coupler)의 입력과 출력 간의 VSWR을 측정하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 디튜닝 모니터는, 상기 RF 송신기에 연결된 커플러를 포함하고, 상기 커플러와 상기 RF 안테나 사이에 연결된 서큘레이터를 더 포함하고, 상기 검출하는 단계는,
    상기 커플러의 입력과 상기 서큘레이터의 출력 간의 VSWR을 측정하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 검출하는 단계는,
    허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 것에 실패하는, VSWR 기준으로부터의 VSWR에서의 변화에 기초하여 상기 RF 안테나의 허용 불가능한 디튜닝을 검출하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 송신기와 연관된 근접성 검출기(proximity detector)를, 또다른(another) RF 송신기와 연관된 또다른 근접성 검출기에 통신적으로 연결시키는 단계; 및
    다른(other) RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하는 단계
    를 더 포함하는 것인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 송신기에 연관된 근접성 검출기를, 또다른 RF 송신기에 연관된 또다른 근접성 검출기에 통신적으로 연결시키는 단계; 및
    다른 RF 송신기와 다른 RF 안테나와 연관된 VSWR에서의 검출된 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족한다면, 상기 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  8. 전자 디바이스에 있어서,
    미리 결정된 VSWR 기준에 관한, 무선 주파수(RF) 송신기와 RF 안테나 간의 전압 정재파 비(VSWR)에서의 변화를 검출하도록 구성된 디튜닝 모니터 회로; 및
    상기 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 것에 실패하면, 상기 RF송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하도록 구성된 근접성 검출기 회로
    를 포함하는 전자 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 디튜닝 모니터 회로는, 상기 RF 송신기와 상기 RF 안테나 사이에 연결된 방향성 커플러를 포함하고, 상기 방향성 커플러의 입력과 출력 간의 VSWR을 측정하도록 또한 구성되는 것인 전자 디바이스.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 디튜닝 모니터 회로는, 상기 RF 송신기에의 연결용으로 구성된 커플러를 포함하고, 커플러의 입력과 서큘레이터의 출력 간의 VSWR을 측정하도록 또한 구성되는 것인 전자 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 서큘레이터의 제1 포트는 상기 커플러의 출력에 연결되고, 상기 서큘레이터의 제2 포트는 상기 RF 안테나에의 연결용으로 구성되고, 상기 서큘레이터의 제3 포트는 상기 근접성 검출기 회로에 연결되는 것인 전자 디바이스.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 근접성 검출기 회로는 또한, 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패한, VSWR 기준으로부터의 VSWR에서의 변화에 기초하여 상기 RF 안테나의 허용 불가능한 디튜닝을 검출하도록 구성되는 것인 전자 디바이스.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 근접성 검출기 회로는 상기 RF 송신기와 상기 RF 안테나 사이에 연결되고,
    상기 근접성 검출기 회로에 통신적으로 연결된 또다른(another) 근접성 검출기 회로를 더 포함하고, 다른(other) 근접성 검출기 회로가 또다른 RF 송신기에 연결되고, 상기 근접성 검출기 회로는 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하도록 구성된 것인 전자 디바이스.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 근접성 검출기 회로는 상기 RF 송신기와 상기 RF 안테나 사이에 연결되고,
    상기 근접성 검출기 회로에 통신적으로 연결된 또다른 근접성 검출기 회로를 더 포함하고, 다른 근접성 검출기 회로가 또다른 RF 송신기에 연결되고, 상기 근접성 검출기 회로는, 다른 RF 송신기와 다른 RF 안테나에 연관된 VSWR에서의 검출된 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하면, 연결된 상기 다른 RF 송신기에게 또다른 RF 안테나에의 송신 전력을 증가시킬 것을 시그널링하도록 구성된 것인 전자 디바이스.
  15. 전자 디바이스로서,
    무선 주파수(Radio frequency; RF) 송신기;
    RF 안테나;
    미리 결정된 전압 정재파 비(VSWR) 기준에 관한, 상기 RF 송신기와 상기 RF 안테나 간의 VSWR에서의 변화를 검출하도록 구성된 디튜닝 모니터 회로; 및
    상기 변화가 허용 가능한 VSWR 조건을 만족하는 데 실패하면, 상기 RF 송신기로부터 송신된 반송파의 송신 전력을 조정하도록 구성된 근접성 검출기 회로
    를 포함하는 전자 디바이스.
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