KR20180000707A - 이중 주파수 패치 안테나를 구비한 무선 충전 및 통신 시스템 - Google Patents

이중 주파수 패치 안테나를 구비한 무선 충전 및 통신 시스템 Download PDF

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칸 엠. 살람
리앙 한
매튜 에이. 모우
마티아 파스콜리니
루벤 카발레로
토마스 이. 비드카
이 지앙
유에후이 오우양
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Abstract

전자 디바이스에 무선 회로가 제공될 수 있다. 무선 회로는 하나 이상의 이중 주파수 이중 편파 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 각각의 패치 안테나는 평면에 놓이는 패치 안테나 공진 요소 및 상이한 평행면에 놓이는 접지부를 가질 수 있다. 패치 안테나 공진 요소는 제1 중심 축을 따라서 위치되는 제1 피드, 및 제1 중심 축에 직교하는 제2 중심 축을 따라서 위치되는 제2 피드를 가질 수 있다. 패치 안테나 공진 요소는 직사각형일 수 있거나, 타원형일 수 있거나, 또는 다른 형상들을 가질 수 있다. 단락 핀은 제1 축과 제2 축 사이의 상호교차 지점에 위치될 수 있다. 패치 안테나들은 빔 조향 어레이들에서 사용될 수 있다. 패치 안테나들은 마이크로파 주파수들 또는 다른 주파수들에서의 무선 전력 전송을 위해 사용될 수 있고, 밀리미터파 통신을 지원하는 데 사용될 수 있다.

Description

이중 주파수 패치 안테나를 구비한 무선 충전 및 통신 시스템{WIRELESS CHARGING AND COMMUNICATIONS SYSTEMS WITH DUAL-FREQUENCY PATCH ANTENNAS}
본 출원은 2015년 10월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/921,895호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 이에 의해 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 출원은 대체로 전자 디바이스들에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 무선 회로를 구비한 전자 디바이스들에 관한 것이다.
전자 디바이스들은 종종 무선 회로를 포함한다. 예를 들어, 셀룰러 전화기들, 컴퓨터들, 및 다른 디바이스들은, 종종, 무선 통신을 지원하기 위해 안테나들 및 무선 송수신기들을 포함한다. 일부 디바이스들은 무선 충전 동작들을 지원하는 회로를 포함한다.
무선 충전 및 통신 시스템을 구현하는 데 있어서 과제들이 생길 수 있다. 주의하지 않는 경우, 안테나 오정렬에 대한 민감도 및 다른 문제들이, 안테나들 및 다른 구조물들을 관심 디바이스들 내에 통합시킬 때 원하는 성능 레벨들을 달성하는 것을 곤란하게 하거나 불가능하게 할 수 있다.
따라서, 시스템들에 개선된 무선 회로를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
전자 디바이스에 무선 회로가 제공될 수 있다. 전자 디바이스는 외부 장비로 전력을 무선으로 전송하기 위해 또는 외부 장비와 무선으로 통신하기 위해 무선 회로를 사용할 수 있다. 패치 안테나들은 마이크로파(microwave) 주파수들 또는 다른 주파수들에서의 무선 전력 전송에 사용될 수 있고, 밀리미터파(millimeter wave) 통신을 지원하는 데 사용될 수 있다. 패치 안테나들은 빔 조향(beam steering) 어레이를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 무선 회로는 안테나 어레이와 연관된 무선 신호들을 조향시키기 위해 조절가능 회로를 포함할 수 있다.
패치 안테나들은 하나 이상의 이중 주파수 이중 편파 패치 안테나(dual-frequency dual-polarization patch antenna)들을 포함할 수 있다. 각각의 패치 안테나는 평면에 놓이는 패치 안테나 공진 요소, 및 상이한 평행면에 놓이는 접지부를 가질 수 있다. 패치 안테나 공진 요소는 직사각형일 수 있거나, 타원형일 수 있거나, 또는 다른 형상들을 가질 수 있다. 패치 안테나는 패치 안테나 공진 요소의 제1 중심 축을 따라서 위치되는 제1 피드(feed) 및 제1 중심 축에 직교하는 제2 중심 축을 따라서 위치되는 제2 피드를 가질 수 있다. 단락 핀(shorting pin)은 제1 축과 제2 축 사이의 상호교차 지점에 위치될 수 있다.
추가의 특징들이 첨부 도면 및 하기의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른, 무선 회로를 구비한 예시적인 시스템의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 무선 능력들을 갖는 시스템 내의 전자 디바이스들에서 사용하기 위한 예시적인 회로의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 예시적인 무선 회로의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 예시적인 다이폴 안테나의 다이어그램이다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 패치 안테나의 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 예시적인 패치 안테나의 측면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 이중 포트들을 갖는 예시적인 패치 안테나의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 타원형 패치 안테나의 상면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나와 같은 안테나에 대한 주파수의 함수로서 안테나 효율성이 구상된 그래프이다.
무선 충전 및 무선 통신을 지원할 수 있는 타입의 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템은 전자 디바이스들, 예컨대 전자 디바이스들(10A, 10B)을 포함할 수 있다. 디바이스들(10A, 10B)과 같은 디바이스들은 무선 통신 링크를 통해 무선으로 통신할 수 있다. 무선 통신 링크는 셀룰러 전화 링크(예컨대, 700 ㎒ 내지 2700 ㎒의 주파수들 또는 다른 적합한 셀룰러 전화 주파수들에서의 무선 링크)일 수 있거나, 2.4 ㎓, 5 ㎓, 또는 다른 적합한 무선 로컬 영역 네트워크 주파수들에서 동작하는 무선 로컬 영역 네트워크 링크일 수 있거나, 밀리미터파 통신(예컨대, 때때로, 60 ㎓ 또는 약 10 ㎓ 내지 400 ㎓의 다른 주파수들에서의 신호들을 수반하는 극고주파(extremely high frequency, EHF) 통신으로 지칭되는 타입의 통신)을 수반할 수 있거나, WiGig 통신(60 ㎓의 통신 대역에서의 밀리미터파 IEEE 802.11 ad 통신)을 수반할 수 있거나, 또는 임의의 다른 무선 통신 주파수들(예컨대, 700 ㎒ 이상의 주파수들, 700 ㎒ 미만의 주파수들, 400 ㎓ 이상의 주파수들, 400 ㎓ 미만의 주파수들, 1 내지 1000 ㎒의 주파수들, 100 ㎒ 이상의 주파수들, 500 ㎒ 이상의 주파수들, 1 ㎓ 이상의 주파수들, 1 내지 400 ㎓의 주파수들, 100 ㎓ 미만의 주파수들, 또는 임의의 다른 관심 주파수들)에서의 통신을 수반할 수 있다. 전력은 또한 이러한 주파수들 또는 임의의 다른 적합한 주파수들에서 디바이스(10A)와 디바이스(10B) 사이에서 무선으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10A)는 (예컨대, 디바이스(10B)에 전력을 공급하기 위해 그리고/또는 디바이스(10B) 내의 배터리를 충전시키기 위해) 디바이스(10B)로 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 무선 통신 및 무선 전력 전송 동작들은 무선 경로, 예컨대 도 1의 무선 경로(106)를 이용하여 지원될 수 있다.
디바이스(10A) 및/또는 디바이스(10B)는 컴퓨팅 디바이스, 예컨대 랩톱 컴퓨터, 임베디드 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화기, 미디어 재생기, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 더 소형인 디바이스, 예컨대 손목 시계 디바이스, 팬던트 디바이스, 헤드폰 또는 이어피스 디바이스, 안경 또는 사용자의 머리에 착용되는 다른 장비에 임베드되는 디바이스, 또는 다른 착용식 또는 미니어처 디바이스, 텔레비전, 임베디드 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 임베디드 시스템, 예컨대 디스플레이를 갖는 전자 장비가 키오스크 또는 자동차에 장착된 시스템, 이러한 디바이스들 중 2개 이상의 디바이스들의 기능을 구현하는 장비, 또는 다른 전자 장비일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스들(10A, 10B)은 무선 회로들, 예컨대 디바이스(10A)의 회로(104A) 및 디바이스(10B)의 회로(104B)를 포함할 수 있다. 디바이스(10A)는 하나 이상의 안테나들, 예컨대 안테나들(40A)을 포함할 수 있다. 안테나들(40A) 각각은 회로(104A)와 해당 안테나(40A) 사이에서의 무선 회로의 각자의 브랜치(102A)에 커플링될 수 있다. 각각의 회로 브랜치(102A)는 조절가능 회로들(100A)의 각자의 조절가능 회로(예컨대, 해당 브랜치 상에서 전달되는 신호들에 대한 위상 및/또는 크기 조절을 행하기 위한 조절가능 회로)를 포함할 수 있다. 디바이스(10B)는 하나 이상의 안테나들, 예컨대 무선 경로(106)를 거쳐서 안테나(들)(40A)와 무선 전력 신호들 및/또는 무선 통신 신호들을 교환하는 안테나들(40B)을 포함할 수 있다. 안테나들(40B) 각각은 무선 회로(104B)와 해당 안테나(40B) 사이에서의 무선 회로의 각자의 브랜치(102B)에 커플링될 수 있다. 각각의 회로 브랜치(102A)는 조절가능 회로들(100A)의 각자의 조절가능 회로(예컨대, 해당 브랜치 상에서 전달되는 신호들에 대한 위상 및/또는 크기 조절을 행하기 위한 조절가능 회로)를 포함할 수 있다.
회로들(100A, 100B)의 회로와 같은 조절가능 회로를 사용하여 위상 및/또는 크기 조절을 행함으로써, 디바이스들(10A 및/또는 10B)의 안테나 어레이들은 무선 신호들의 송신 및/또는 수신과 연관되는 빔 조향 동작들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 빔 조향 동작들은, 예를 들어, 디바이스들(10A, 10B)이 서로에 대해 그리고 주변 환경에 대해 이동될 때조차도 무선 전력 전송 동작들 또는 무선 통신 동작들이 경로(106)를 통해 효과적으로 수행됨을 보장하도록 동적으로 수행될 수 있다.
무선 전력 전송 동작들 동안, 디바이스(10A) 내의 회로(104A) 및 디바이스(10B) 내의 회로(104B)의 무선 전력 전송 회로는 디바이스들 사이에서 전력을 전송하는 데 사용될 수 있다. 제1 디바이스, 예컨대 디바이스(10A)는 회로(104A), 회로들(100A), 및 안테나들(40A)을 사용하여, 경로(106)를 통해 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 제2 디바이스, 예컨대 디바이스(10B)는 안테나들(40B), 회로들(100B), 및 회로(104B)를 사용하여, 송신된 무선 전력을 수신할 수 있다. 무선 통신(예컨대, 극고주파 또는 다른 적합한 주파수들에서의 통신) 동안, 디바이스(10A)는 경로(106)를 통해 디바이스(10B)로 무선 신호들을 송신할 수 있다. 디바이스(10A)는, 예를 들어, 안테나들(40B), 조절가능 회로들(100B), 및 회로(104B)를 사용하여 디바이스(10B)에 의해 수신되는 무선 통신 신호들을, 회로(104A), 조절가능 회로들(100A), 및 안테나들(40A)을 사용하여 송신할 수 있다.
디바이스들, 예컨대 디바이스들(10A, 10B)에서 사용될 수 있는 타입의 예시적인 회로의 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회로(10)는 제어 회로, 예컨대 저장 및 프로세싱 회로(30)를 포함할 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로(30)는 하드디스크 드라이브 저장소, 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리, 또는 솔리드 스테이트 드라이브를 형성하도록 구성된 다른 전기적 프로그래밍가능 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예컨대, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장소를 포함할 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로(30) 내의 프로세싱 회로는 회로(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이러한 프로세싱 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들, 기저대역 프로세서 집적 회로들, 응용 주문형 집적 회로들 등에 기초할 수 있다.
저장 및 프로세싱 회로(30)는 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 호출 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능, 무선 충전 동작들의 지원과 관련된 기능 등과 같은 소프트웨어를 디바이스들(10A 및/또는 10B) 상에서 실행시키는 데 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용들을 지원하기 위해, 저장 및 프로세싱 회로(30)는 통신 프로토콜들을 구현하는 데 사용될 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로(30)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜, 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜(예컨대, IEEE 802.11 프로토콜 -- 때때로, WiFi® 및 WiGig로 지칭됨), Bluetooth® 프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크용 프로토콜, 셀룰러 전화 프로토콜, MIMO 프로토콜, 안테나 다이버시티 프로토콜, 위성 내비게이션 시스템 프로토콜 등을 포함한다.
회로(10)는 입출력 회로(44)를 포함할 수 있다. 입출력 회로(44)는 입출력 디바이스들(32)을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 데이터가 디바이스(10A 및/또는 10B)에 공급되도록 하기 위해 그리고 데이터가 디바이스(10A 및/또는 10B)로부터 외부 디바이스들로 제공되도록 하기 위해 사용될 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 사용자 인터페이스 디바이스들, 데이터 포트 디바이스들, 및 다른 입출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입출력 디바이스들은 터치 스크린(즉, 터치 센서들을 갖는 디스플레이들), 터치 센서 능력들을 갖지 않는 디스플레이, 버튼, 조이스틱, 스크롤링 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크로폰, 카메라, 스피커, 상태 표시자, 광원, 오디오 잭 및 기타 오디오 포트 컴포넌트, 디지털 데이터 포트 디바이스, 광 센서, 가속도계 또는 지구에 대한 모션 및 디바이스 배향을 검출할 수 있는 다른 컴포넌트, 용량 센서, 근접 센서(예컨대, 용량성 근접 센서 및/또는 적외선 근접 센서), 자석 센서, 디바이스가 도크에 장착되어 있는지 여부를 판정하는 커넥터 포트 센서 또는 다른 센서, 및 기타 센서 및 입출력 컴포넌트를 포함할 수 있다.
입출력 회로(44)는 무선 회로(34)를 포함할 수 있다. 무선 회로(34)는 무선 충전(예컨대, 무선 전력 회로(91)를 사용함) 및/또는 무선 통신(예컨대, 무선 통신 회로(91)를 사용함)을 지원하기 위한 무선 회로(104)(때때로, 송신기 회로, 수신기 회로, 송수신기 회로 등으로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 회로(104)는 도 1의 회로(104A, 104B, 100A, 100B)의 기능들을 수행할 수 있다. 무선 회로(104)는 하나 이상의 집적 회로들로부터 형성될 수 있고, 전력 증폭기 회로, 저잡음 입력 증폭기, 수동 RF 컴포넌트, 및/또는 다른 회로를 포함할 수 있다. 회로(104)는 하나 이상의 안테나들(40)(예컨대, 도 1의 안테나들(40A, 40B) 참조)을 사용하여 경로(106)를 통해 무선 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있다.
무선 통신 회로(90)는, WiFi® (IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역들을 처리할 수 있고 2.4 ㎓ Bluetooth® 통신 대역을 처리할 수 있는 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 회로(90)는 또한 (예들로서) 700 내지 960 ㎒의 낮은 통신 대역, 1710 내지 2170 ㎒의 중간 대역, 및 2300 내지 2700 ㎒의 높은 대역, 또는 700 ㎒ 내지 2700 ㎒의 다른 통신 대역들과 같은 주파수 범위 내에서의 또는 다른 적합한 주파수들에서의 무선 통신을 처리하기 위한 셀룰러 전화 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 회로(90)는 음성 데이터 및 비음성 데이터를 처리할 수 있다. 회로(90)는 극고주파(예컨대, 10 ㎓ 내지 400 ㎓의 밀리미터파 주파수들 또는 다른 밀리미터파 주파수들)에서의 통신을 지원할 수 있는 밀리미터파 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 회로(90)는 60 ㎓(밀리미터파 주파수들)에서의 IEEE 802.11 ad (WiGig) 통신을 처리할 수 있다. 원하는 경우, 회로(90)는 1575 ㎒에서의 GPS(Global Positioning System) 신호들을 수신하기 위한 또는 다른 위성 측위 데이터(예컨대, 1609 ㎒에서의 GLONASS 신호들)를 처리하기 위한 GPS 수신기 회로와 같은 위성 내비게이션 시스템 회로를 포함할 수 있다. 위성 내비게이션 시스템 신호들은 지구를 선회하는 소정 성상(constellation)의 위성들로부터 수신될 수 있다.
위성 내비게이션 시스템 링크들, 셀룰러 전화 링크들, 및 기타 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일에 걸쳐서 데이터를 전달하는 데 이용된다. WiFi® 및 Bluetooth® 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐서 데이터를 전달하는 데 이용된다. 극고주파(EHF) 무선 송수신기 회로(예컨대, WiGig 회로)는 가시 경로(line-of-sight path)를 통해 송신기와 수신기 사이에서 이동하는 신호들을 그러한 단거리에 걸쳐서 전달할 수 있다. 밀리미터파 통신을 위한 신호 수신을 향상시키기 위해, 페이즈드 안테나 어레이(phased antenna array)들(예컨대, 디바이스(10A) 내의 안테나들(40A)의 어레이 및/또는 디바이스(10B) 내의 안테나들(40B)의 어레이) 및 빔 조향 기법들(예컨대, 디바이스(10A) 내의 조절가능 회로들(100A) 및/또는 디바이스(10B) 내의 조절가능 회로들(100B)을 사용하여 빔 조향이 구현됨)이 이용될 수 있다. 디바이스(10)의 동작 환경으로 인해 차단되었거나 달리 열화된 안테나들이 비사용 중(out of use)으로 스위칭될 수 있고 더 높은 수행가능성 안테나들이 그들의 자리에서 사용될 수 있음을 보장하기 위해 안테나 다이버시티 방식들이 또한 이용될 수 있다.
무선 회로(34)는, 원하는 경우, 다른 무선 동작들을 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(90)는 텔레비전 및 라디오 신호들을 수신하기 위한 회로, 호출 시스템 송수신기, 근거리 무선 통신(near field communication, NFC) 회로 등을 포함할 수 있다.
임의의 적합한 안테나 타입들을 이용하여 무선 회로(34) 내의 안테나들(40)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나들(40)은 루프 안테나 구조, 패치 안테나 구조, 역-F 안테나 구조, 슬롯 안테나 구조, 평면 역-F 안테나 구조, 나선형 안테나 구조들, 이들 설계들의 하이브리드 등으로부터 형성된 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 안테나들(40) 중 하나 이상은 후면-공동형 안테나(cavity-backed antenna)일 수 있다. 상이한 타입들의 안테나들이 상이한 대역들 및 대역들의 조합들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 한 가지 타입의 안테나가 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있고, 다른 타입의 안테나가 원격 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 타입의 안테나는 무선 전력 전송 동작들을 지원하는 데 사용될 수 있다. 위성 내비게이션 시스템 신호들을 수신하기 위해 전용 안테나들이 사용될 수 있거나, 또는, 원하는 경우, 안테나들(40)은 위성 내비게이션 시스템 신호들 및 다른 통신 대역들을 위한 신호들(예컨대, 무선 로컬 영역 네트워크 신호들 및/또는 셀룰러 전화 신호들) 양측 모두를 수신하도록 구성될 수 있다. 안테나들(40)은 밀리미터파 통신, 무선 전력 전송, 및 다른 무선 동작들을 처리하기 위한 페이즈드 안테나 어레이들을 포함할 수 있다.
회로(10) 내에서 안테나 신호들을 라우팅하기 위해 전송 라인 경로들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전송 라인 경로들은 안테나 구조물들(40)을 회로(104)에 커플링시키는 데 사용될 수 있다. 회로(10) 내의 전송 라인들은 동축 케이블 경로, 마이크로스트립(microstrip) 전송 라인, 스트립라인(stripline) 전송 라인, 에지-결합형 마이크로스트립 전송 라인, 에지-결합형 스트립라인 전송 라인, 이러한 타입들의 전송 라인들의 조합들로부터 형성된 전송 라인 등을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 필터 회로, 스위칭 회로, 임피던스 정합 회로, 및 다른 회로가 전송 라인들 내에 개재될 수 있다.
디바이스(10A) 및/또는 디바이스(10B)의 회로(10)는 다수의 안테나들(40)(예컨대, 하나 이상의 안테나들(40A) 및/또는 하나 이상의 안테나들(40B))을 포함할 수 있다. 안테나들은 함께 사용될 수 있거나, 또는 안테나들 중 하나는 사용 중으로 스위칭될 수 있는 반면에 다른 안테나(들)는 비사용으로 스위칭된다. 원하는 경우, 제어 회로(30)는 회로(10)에서 사용할 최적의 안테나를 실시간으로 선택하기 위해 그리고/또는 안테나들(40) 중 하나 이상과 연관된 조절가능 무선 회로(100A 및/또는 100B)에 대한 최적의 설정을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 안테나 조절은 원하는 주파수 범위들 내에서 수행하기 위해, 페이즈드 안테나 어레이로 빔 조향을 수행하기 위해, 그리고 다른 방식으로 안테나 성능을 최적화시키기 위해 안테나들을 동조시키도록 이루어질 수 있다. 센서들은 안테나들(40) 내에 통합되어, 안테나들(40)을 조절하는 데 사용되는 센서 데이터를 실시간으로 수집할 수 있다.
일부 구성예들에서, 안테나들(40)은 안테나 어레이들(예컨대, 빔 조향 기능들을 구현하는 페이즈드 안테나 어레이들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 극고주파 무선 송수신기 회로들에 대해 밀리미터파 신호들을 처리하는 데 사용되는 안테나들은 페이즈드 안테나 어레이들로서 구현될 수 있다. 밀리미터파 통신을 지원하기 위한 페이즈드 안테나 어레이 내의 방사 요소들은 패치 안테나, 다이폴 안테나, 또는 다른 적합한 안테나 요소일 수 있다. 송수신기 회로는 페이즈드 안테나 어레이들과 통합되어, 통합형 페이즈드 안테나 어레이 및 송수신기 회로 모듈들을 형성할 수 있다. 페이즈드 안테나 어레이들은 또한 무선 전력 전송 동작들에 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 회로(104)는 경로들, 예컨대 경로(92)(예를 들어, 전송 라인 경로)를 이용하여 안테나(40)에 커플링될 수 있다. 무선 회로(104)는 제어 회로(30)에 커플링되어, 회로(104)가 무선 전력 전송 동작들 및/또는 무선 통신 동작들 동안에 회로(30)에 의해 제어될 수 있게 할 수 있다. 경로(92)는 하나 이상의 전송 라인들을 포함할 수 있다. 일례로서, 도 3의 신호 경로(92)는 라인(94)과 같은 포지티브 신호 도체 및 라인(96)과 같은 접지 신호 도체를 갖는 전송 라인일 수 있다. 라인들(94, 96)은 (예들로서) 동축 케이블 또는 마이크로스트립 전송 라인의 부분들을 형성할 수 있다. 인덕터들, 저항기들, 및 커패시터들과 같은 컴포넌트들로부터 형성된 정합 회로망(matching network)이 안테나(40)의 임피던스를 전송 라인(92)의 임피던스에 정합시키는 데 사용될 수 있다. 정합 회로망 컴포넌트들이 개별 컴포넌트들(예컨대, 표면 실장 기술 컴포넌트들)로서 제공될 수 있거나, 또는 전자 디바이스 하우징 구조물, 인쇄 회로 보드 구조물, 플라스틱 지지부들 상의 트레이스들 등으로부터 형성될 수 있다. 이들과 같은 컴포넌트들은 또한 안테나(40) 내의 필터 회로를 형성하는 데 사용될 수 있다. 조절가능 회로, 예컨대 빔 조향을 위한 회로(100A, 100B)는 (예컨대, 연관된 안테나에 의해 처리되는 신호들에 대한 위상 및/또는 진폭 조절을 이루기 위해) 경로들, 예컨대 경로(92)에 개재될 수 있다.
전송 라인(92)은 안테나(40)와 연관된 안테나 피드 구조물들에 커플링될 수 있다. 일례로서, 안테나(40)는 패치 안테나, 다이폴 안테나, 또는 단자(98)와 같은 포지티브 안테나 피드 단자 및 접지 안테나 피드 단자(100)와 같은 접지 안테나 피드 단자를 구비한 안테나 피드를 갖는 다른 안테나를 형성할 수 있다. 포지티브 전송 라인 도체(94)는 포지티브 안테나 피드 단자(98)에 커플링될 수 있고, 접지 전송 라인 도체(96)는 접지 안테나 피드 단자(100)에 커플링될 수 있다. 원하는 경우, 다른 타입들의 안테나 피드 배열체들이 사용될 수 있다. 도 3의 예시적인 피딩 구성(feeding configuration)은 예시적인 것에 불과하다.
도 4는 안테나(40)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 다이폴 안테나 구조물들의 다이어그램이다. 다이폴 안테나(40)는 피드 단자들(98, 100)로부터 형성된 안테나 피드를 갖는다. 좌측 및 우측 아암들(108)이 안테나 피드로부터 외향 연장된다. 원하는 경우, 다이폴 안테나(40)는 교차형 다이폴 요소들(예컨대, 도 4의 Y 차원을 따라서 연장된 한 쌍의 아암들(108)로부터 형성된 제1 다이폴, 및 도 4의 직교하는 X 차원을 따라서 연장된 한 쌍의 아암들(108)로부터 형성된 제2 다이폴)을 가질 수 있다. 직교하는 다이폴 요소들은 직교 편파를 갖는 안테나 신호들을 처리하는 능력을 안테나(40)에 제공하는 데 사용될 수 있다.
패치 안테나 구조물들은 또한 안테나(40)(예컨대, 도 1의 안테나들(40A) 및/또는 안테나들(40B))를 구현하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 패치 안테나가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 패치 안테나(40)는 접지 평면 구조물, 예컨대 접지부(112)로부터 이격되어 있는 패치 안테나 공진 요소, 예컨대 패치(110)를 가질 수 있다. 안테나 패치 공진 요소(110) 및 접지부(112)는 금속 포일, 기계가공된 금속 구조물들, 인쇄 회로 또는 성형 플라스틱 캐리어 상의 금속 트레이스들, 전자 디바이스 하우징 구조물들, 또는 디바이스(10A 또는 10B)와 같은 전자 디바이스 내의 다른 전도성 구조물들로부터 형성될 수 있다.
안테나 패치 공진 요소(110)는 평면, 예컨대 도 5의 X-Y 평면 내에 놓일 수 있다. 접지부(112)는 안테나 패치 공진 요소(패치)(110)의 평면에 평행한 평면 내에서 라이닝(lining)될 수 있다. 따라서, 패치(110) 및 접지부(112)는 거리 H만큼 이격된 이격 평행면들에 놓일 수 있다. 단자(98')를 단자(98)에 커플링시키기 위해 전도성 경로(114)가 사용될 수 있다. 안테나(40)는 전송 라인을 사용하여 피딩될 수 있는데, 이때 포지티브 도체가 단자(98')에 그리고 그에 따라 단자(98)에 커플링되고 접지 도체가 단자(100)에 커플링된다. 원하는 경우, 다른 피딩 배열체가 사용될 수 있다. 또한, 패치(100) 및 접지부(112)는 상이한 형상들 및 배향들(예컨대, 평면 형상, 만곡된 패치 형상, 비직사각형 윤곽을 갖는 패치 요소 형상, 정사각형과 같은 직선 에지를 갖는 형상, 타원형 및 원형과 같은 만곡된 에지를 갖는 형상, 만곡된 에지와 직선 에지의 조합들을 갖는 형상 등)을 가질 수 있다.
패치 안테나, 예컨대 도 5의 패치 안테나(40)의 측면도가 도 6에 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 전송 라인, 예컨대 전송 라인(92)(예컨대, 도 1의 회로 브랜치들 중 하나(102A) 또는 도 1의 회로 브랜치들 중 하나(102B)를 형성하는 신호 경로)에 커플링된 안테나 피드(단자들(98, 100)을 가짐)를 사용하여 피딩될 수 있다. 안테나(40)의 패치 요소(110)는 도 6의 X-Y 평면에 평행한 평면에 놓일 수 있고, 접지부(112)를 형성하는 구조물들의 표면(즉, 접지부(112))은 요소(110)의 평면으로부터 수직 거리 H만큼 이격된 평면에 라이닝될 수 있다. 도 6의 예시적인 피딩 배열체에서는, 전송 라인(92)의 접지 도체(96)가 접지부(112) 상의 안테나 피드 단자(100)에 커플링되고, 전송 라인(92)의 포지티브 도체(94)가 접지부(112) 내의 개구 및 전도성 경로(114)(도체(94)의 연장부일 수 있음)를 거쳐서 안테나 피드 단자(98)에 커플링된다. 원하는 경우, 다른 피딩 배열체들(예컨대, 인쇄 회로 내의 마이크로스트립 전송 라인 또는 X-Y 평면에 평행한 평면에 놓이는 다른 전송 라인이 단자들(98, 100)에 커플링되는 피딩 배열체들 등)이 사용될 수 있다.
패치 안테나(40)에 의해 처리되는 주파수 커버리지 및 편파를 향상시키기 위해, 안테나(40)에 다수의 피드들이 제공될 수 있다. 다수의 피드들을 갖는 예시적인 패치 안테나가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 전송 라인(92-1)에 커플링된 안테나 포트(P1)에서의 제1 피드, 및 전송 라인(92-2)에 커플링된 안테나 포트(P2)에서의 제2 피드를 가질 수 있다. 제1 안테나 피드는 패치 안테나 공진 요소(110)에 커플링된 제1 포지티브 피드 단자(98-P1) 및 접지부(112)에 커플링된 제1 접지 피드 단자를 가질 수 있다. 제2 안테나 피드는 제2 포지티브 피드 단자(98-P2) 및 접지부(112)에 커플링된 제2 접지 피드 단자를 가질 수 있다.
패치(110)는 차원 X에 평행하게 이어지는 한 쌍의 보다 긴 에지들과 차원 Y에 평행하게 이어지는 직교하는 한 쌍의 보다 짧은 에지들을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 차원 X에서의 패치(110)의 치수는 L1이고, 차원 Y에서의 패치(110)의 치수는 L2이다. 이러한 구성에서, 안테나(40)는 직교 편파들 및 다수의 동작 주파수들에 의해 특징지어질 수 있다.
포트(P1)와 연관된 제1 안테나 피드를 사용하는 경우, 안테나(40)는 제1 주파수(예컨대, 파장의 1/2이 치수 L1과 동일한 주파수)에서의 제1 통신 대역에서 안테나 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이러한 신호들은 제1 편파를 가질 수 있다(예컨대, 포트(P1)와 연관된 안테나 신호들(116)의 전기장(E1)이 차원 X에 평행하게 배향될 수 있다). 포트(P2)와 연관된 안테나 피드를 사용하는 경우, 안테나(40)는 제2 주파수(예컨대, 파장의 1/2이 치수 L2와 동일한 주파수)에서의 제2 통신 대역에서 안테나 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이러한 신호들은 제2 편파를 가질 수 있다(예컨대, 포트(P2)와 연관된 안테나 신호들(116)의 전기장(E2)이 차원 Y에 평행하게 배향되어, 포트들(P1, P2)과 연관된 편파들이 서로 직교하게 할 수 있다). 시스템(10)을 사용한 무선 전력 전송 동작들 및/또는 무선 통신 동안, 디바이스(10A) 및/또는 디바이스(10B)는 하나 이상의 안테나들, 예컨대 도 7의 이중 편파 패치 안테나(40)를 사용할 수 있고, 이러한 안테나들 각각의 포트(P1), 포트(P2), 또는 양측 포트(P1, P2) 모두를 사용할 수 있다. 패치 안테나(40)가 2개의 직교 편파들을 보이는 경우, 경로(106)의 일 단부에는 한 쌍의 교차형 다이폴들로부터 형성된 안테나(때때로, 교차형 다이폴 안테나로 지칭됨)를 사용하고 경로(106)의 타 단부에는 패치 안테나를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
패치(110)가 상이한 X 및 Y 치수들을 갖는 시나리오들에서, 안테나(40)는 상이한 주파수들에서의 공진들을 보일 것이다(즉, 안테나(40)는 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나로서의 역할을 할 것이다). 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들, 교차형 다이폴들, 또는 다른 안테나들이 (디바이스(10A) 및/또는 디바이스(10B) 내의) 다중 안테나 어레이들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10A) 및/또는 디바이스(10B)는 무선 충전(예컨대, 2.4 ㎓ 또는 다른 마이크로파 주파수들에서의 무선 충전) 또는 무선 통신(예컨대, 60 ㎓에서의 밀리미터파 통신, 예컨대 WiGig 통신 또는 다른 적합한 통신 주파수들에서의 통신)을 위한 빔 조향 배열체에서 사용되는 안테나들(40)의 어레이를 가질 수 있다. 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들은 (예컨대, 디바이스(10A) 내의) 경로(106)의 일 단부에서 또는 (예컨대, 디바이스(10A, 10B) 내의) 경로(106)의 양측 단부들 모두에서 사용될 수 있다.
도 7의 예에서, 패치 요소(110)는 치수들(길이 및 폭) L1 및 L2를 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 원하는 경우, 패치 요소(110)는 정사각형일 수 있거나(예컨대, L1 및 L2가 동일하여, 패치(110)가 단일 주파수에서의 통신 대역에서 공진을 보이게 할 수 있음), 또는 다른 패치 형상들(예컨대, 직선 에지들, 만곡된 에지들, 직선 에지와 만곡된 에지의 조합들 등을 갖는 형상들)을 가질 수 있다. 도 8의 예시적인 구성예에서, 패치 안테나(40)는 타원형 형상을 가지며, 2개의 피드들, 즉 포지티브 안테나 피드 단자(98-P1)를 갖는 제1 피드 및 포지티브 안테나 피드(98-P2)를 갖는 제2 피드와 연관된다.
도 7의 안테나(40), 도 8의 안테나(40), 및 다른 이중 포트 패치 안테나들에서, 제1 피드(즉, 제1 포트(P1)와 연관된 피드)는 패치 요소(110)의 중심 장축(예컨대, 도 8의 패치(110)의 주축(122) 참조)을 따라서 위치될 수 있고, 제2 피드(즉, 제2 포트(P2)와 연관된 피드)는 패치 요소(110)의 직교하는 중심 단축(예컨대, 도 8의 부축(124) 참조)을 따라서 위치될 수 있다. 패치(110)의 중심 장축 및 중심 단축이 교차하는 중심 지점(120)에서 접지부(112)와 패치(110) 사이에 선택적인 단락 핀이 연결되어, 안테나 임피던스가 안테나(40)의 중간에서 최소화됨(즉, 0에 가까워짐)을 보장하는 것을 도울 수 있다.
도 9는 예시적인 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나에 대한 동작 주파수의 함수로서 안테나 효율성이 구상된 그래프이다. 효율성 곡선(130)은 포트(P1)를 사용한 동작들과 연관되는 제1 피크(132) 및 포트(P2)를 사용한 동작들과 연관되는 제2 피크(134)에 의해 특징지어질 수 있다. 피크들(132, 134)은 디바이스들(10A, 10B)에 대한 희망 동작 주파수들에 맞추어 조정될 수 있다. 예를 들어, 60 ㎓에서의 밀리미터파 통신을 지원하는 경우, 피크들(132, 134)은 IEEE 802.11 ad 통신과 연관된 4개의 채널들(즉, 58.32 ㎓의 주파수 f1에서의 IEEE 802.11 ad 채널 1, 60.48 ㎓의 주파수 f2에서의 채널 2, 62.64 ㎓의 주파수 f3에서의 채널 3, 및 64.80 ㎓의 주파수 f4에서의 채널 4)을 커버하는 데 이용될 수 있다. 단일의 넓은 피크 대신에 도 9의 곡선(130)의 피크들(132, 134)과 같은 2개의 가깝게 배치된 다양한 편파 피크들을 이용하는 경우의 이점들로는 향상된 효율성 및 시스템 대역폭이 있다. 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나(40)는 또한 향상된 지향성을 보일 수 있는데, 이는 안테나들(40)의 어레이를 사용할 때 빔 조향 동작들이 성공적일 것임을 보장하는 것을 돕는다.
다른 실시예에 따르면, 외부 디바이스로 전력을 무선으로 전송하는 전자 디바이스로서, 무선 전력 전송 회로, 및 무선 전력 전송 회로에 커플링되고 무선 전력 전송 회로로부터 외부 디바이스로 전력을 무선으로 전송하도록 구성된 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 패치 안테나 공진 요소 및 접지부를 갖고, 패치 안테나 공진 요소 및 접지부는 이격된 평행면들에 놓이고, 패치 안테나 공진 요소는 제1 및 제2의 직교하는 중심 축들을 갖고, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 제1 중심 축을 따라서 놓이는 제1 피드를 갖고, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 제2 중심 축을 따라서 놓이는 제2 피드를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 제1 중심 축과 제2 중심 축은 상호교차 지점에서 상호교차하고, 제1 피드는 상호교차 지점 이외의 위치에서 제1 중심 축을 따라서 놓이고, 제2 피드는 상호교차 지점 이외의 위치에서 제2 중심 축을 따라서 놓인다.
다른 실시예에 따르면, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 상호교차 지점에서 패치 안테나 공진 요소를 접지부에 단락시키는 단락 핀을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 이중 주파수 이중 편파 패치 안테나를 포함하는 안테나들의 어레이를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 전송 회로는 무선 전력 전송 회로와 외부 디바이스 사이에서의 무선 전력 전송 동작들 동안에 안테나들의 어레이로 빔 조향을 수행하는 조절가능 회로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 디스플레이를 포함하고, 무선 전력 전송 회로는 안테나들의 어레이를 사용하여 마이크로파 주파수들에서 전력을 무선으로 전송하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 외부 디바이스와 무선으로 통신하는 전자 디바이스로서, 밀리미터파 무선 통신 회로, 및 밀리미터파 무선 통신 회로에 커플링되고 외부 디바이스와 무선으로 통신하도록 구성된 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 패치 안테나 공진 요소 및 접지부를 갖고, 패치 안테나 공진 요소 및 접지부는 이격된 평행면들에 놓이고, 패치 안테나 공진 요소는 제1 및 제2의 직교하는 중심 축들을 갖고, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 제1 중심 축을 따라서 놓이는 제1 피드를 갖고, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 제2 중심 축을 따라서 놓이는 제2 피드를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 밀리미터파 무선 통신 회로는 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수들에서의 채널들 내에서 통신하고, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 제1 및 제2 주파수들을 커버하는 제1 공진 피크와 제3 및 제4 주파수들을 커버하는 제2 공진 피크를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수들은 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수 60 ㎓ 통신 채널들과 각각 연관된다.
다른 실시예에 따르면, 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수들은 제1, 제2, 제3, 및 제4 IEEE 802.11 ad 채널들과 각각 연관된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 중심 축과 제2 중심 축은 상호교차 지점에서 상호교차하고, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 상호교차 지점에서 패치 안테나 공진 요소를 접지부에 단락시키는 단락 핀을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 소정 어레이의 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들 중 하나를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 밀리미터파 무선 통신 회로는 밀리미터파 무선 통신 회로와 외부 디바이스 사이에서의 밀리미터파 무선 통신 동안에 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들의 어레이로 빔 조향을 수행하는 조절가능 회로를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 무선 회로, 및 무선 회로에 커플링된 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들의 어레이를 포함하는 전자 디바이스가 제공되며, 무선 회로는 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들의 어레이로 빔 조향을 수행하는 조절가능 회로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들 각각은 패치 안테나 공진 요소 및 접지부를 갖고, 패치 안테나 공진 요소 및 접지부는 이격된 평행면들에 놓이고, 패치 안테나 공진 요소는 제1 및 제2의 직교하는 중심 축들과, 제1 및 제2 중심 축들을 따라서 제1 및 제2의 각자의 상이한 치수들을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나들 각각은 해당 안테나의 제1 중심 축을 따라서 놓이는 제1 피드를 갖고, 해당 안테나의 제2 중심 축을 따라서 놓이는 제2 피드를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 디스플레이를 포함하고, 무선 회로는 밀리미터파 무선 통신 회로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 밀리미터파 무선 통신 회로는 IEEE 802.11 ad 채널들을 처리하도록 구성된다.
전술한 사항은 단지 예시적인 것이며, 기술된 실시예들의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 상기의 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 외부 디바이스로 전력을 무선으로 전송하는 전자 디바이스로서,
    무선 전력 전송 회로; 및
    상기 무선 전력 전송 회로에 커플링되고, 상기 무선 전력 전송 회로로부터 상기 외부 디바이스로 전력을 무선으로 전송하도록 구성된 이중 편파 패치 안테나(dual-polarization patch antenna)를 포함하며,
    상기 이중 편파 패치 안테나는 패치 안테나 공진 요소 및 접지부를 갖고, 상기 패치 안테나 공진 요소는 제1 및 제2의 직교하는 중심 축들을 갖고, 상기 이중 편파 패치 안테나는 상기 제1 중심 축을 따라서 놓이는 제1 피드를 갖고, 상기 이중 편파 패치 안테나는 상기 제2 중심 축을 따라서 놓이는 제2 피드를 갖는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패치 안테나 공진 요소 및 상기 접지부는 이격된 평행면들에 놓이고, 상기 이중 편파 패치 안테나는 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나(dual-polarization dual-frequency patch antenna)인, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 중심 축과 상기 제2 중심 축은 상호교차 지점에서 상호교차하고, 상기 제1 피드는 상호교차 지점 이외의 위치에서 상기 제1 중심 축을 따라서 놓이고, 상기 제2 피드는 상기 상호교차 지점 이외의 위치에서 상기 제2 중심 축을 따라서 놓이는, 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 상기 상호교차 지점에서 상기 패치 안테나 공진 요소를 상기 접지부에 단락시키는 단락 핀(shorting pin)을 포함하는, 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이중 편파 패치 안테나를 포함하는 안테나들의 어레이를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무선 전력 전송 회로는 상기 무선 전력 전송 회로와 상기 외부 디바이스 사이에서의 무선 전력 전송 동작들 동안에 상기 안테나들의 어레이로 빔 조향(beam steering)을 수행하는 조절가능 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 디스플레이를 추가로 포함하고, 상기 무선 전력 전송 회로는 상기 안테나들의 어레이를 사용하여 마이크로파(microwave) 주파수들에서 전력을 무선으로 전송하도록 구성된, 전자 디바이스.
  8. 외부 디바이스와 무선으로 통신하는 전자 디바이스로서,
    밀리미터파(millimeter wave) 무선 통신 회로; 및
    상기 밀리미터파 무선 통신 회로에 커플링되고, 상기 외부 디바이스와 무선으로 통신하도록 구성된 이중 편파 패치 안테나를 포함하는, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이중 편파 패치 안테나는 패치 안테나 공진 요소 및 접지부를 갖고, 상기 패치 안테나 공진 요소 및 상기 접지부는 이격된 평행면들에 놓이고, 상기 패치 안테나 공진 요소는 제1 및 제2의 직교하는 중심 축들을 갖고, 상기 이중 편파 패치 안테나는 상기 제1 중심 축을 따라서 놓이는 제1 피드를 갖고, 상기 이중 편파 패치 안테나는 상기 제2 중심 축을 따라서 놓이는 제2 피드를 갖는, 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 밀리미터파 무선 통신 회로는 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수들에서의 채널들 내에서 통신하고, 상기 이중 편파 패치 안테나는 상기 제1 및 상기 제2 주파수들을 커버하는 제1 공진 피크와 상기 제3 및 상기 제4 주파수들을 커버하는 제2 공진 피크를 갖는 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나인, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수들은 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수 60 ㎓ 통신 채널들과 각각 연관되는, 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 주파수들은 제1, 제2, 제3, 및 제4 IEEE 802.11 ad 채널들과 각각 연관되는, 전자 디바이스.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 중심 축과 상기 제2 중심 축은 상호교차 지점에서 상호교차하고, 상기 이중 편파 이중 주파수 패치 안테나는 상기 상호교차 지점에서 상기 패치 안테나 공진 요소를 상기 접지부에 단락시키는 단락 핀을 포함하는, 전자 디바이스.
  14. 제8항에 있어서, 상기 이중 편파 패치 안테나는 이중 편파 패치 안테나들의 어레이 중 하나를 포함하는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 밀리미터파 무선 통신 회로는 상기 밀리미터파 무선 통신 회로와 상기 외부 디바이스 사이에서의 밀리미터파 무선 통신 동안에 상기 이중 편파 패치 안테나들의 어레이로 빔 조향을 수행하는 조절가능 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
  16. 전자 디바이스로서,
    무선 회로; 및
    상기 무선 회로에 커플링된 이중 편파 패치 안테나들의 어레이를 포함하고, 상기 무선 회로는 상기 이중 편파 패치 안테나들의 어레이로 빔 조향을 수행하는 조절가능 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 이중 편파 패치 안테나들 각각은 패치 안테나 공진 요소 및 접지부를 갖고, 상기 패치 안테나 공진 요소 및 상기 접지부는 이격된 평행면들에 놓이고, 상기 패치 안테나 공진 요소는 제1 및 제2의 직교하는 중심 축들과, 상기 제1 및 제2 중심 축들을 따라서 제1 및 제2의 각자의 상이한 치수들을 갖는, 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 이중 편파 패치 안테나들 각각은 해당 안테나의 제1 중심 축을 따라서 놓이는 제1 피드를 갖고, 해당 안테나의 제2 중심 축을 따라서 놓이는 제2 피드를 갖는, 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 디스플레이를 추가로 포함하고, 상기 무선 회로는 밀리미터파 무선 통신 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 밀리미터파 무선 통신 회로는 IEEE 802.11 ad 채널들을 처리하도록 구성된, 전자 디바이스.
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