KR20210063338A

KR20210063338A - 다중층 패치 안테나

Info

Publication number: KR20210063338A
Application number: KR1020217008274A
Authority: KR
Inventors: 조지 파베르가 산체스; 알리레자 모하마디안; 무함마드 알리 타수지; 아사프 하비브
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2021-06-01
Also published as: EP3857642A1; JP2022502909A; US20200106183A1; JP2024010100A; CN112753133A; US11749894B2; JP7375000B2; WO2020068452A1; US20220224013A1; US11296415B2

Abstract

안테나 시스템은, 전기 전도성이고, 제1 주파수 대역 및 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된 패치 방사기; 패치 방사기와 중첩하는 기생 패치 방사기 ― 기생 패치 방사기는 전기 전도성이고 제1 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성됨 ―; 및 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 조합이 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록, 기생 패치 방사기에 대해 크기설정되고 배치되는 도체를 포함하는 적어도 하나의 기생 엘리먼트를 포함한다.

Description

다중층 패치 안테나

[0001] 본 특허 출원은, 2018년 9월 28일에 출원되고 발명의 명칭이 "MULTI-LAYER PATCH ANTENNA"인 정식 출원 제16/147,232호를 우선권으로 주장하고, 상기 출원은 본원의 양수인에게 양도되고 이로써 인용에 의해 본원에 명백하게 통합된다.

[0002] 무선 통신 디바이스들은 점점 더 대중적이고 점점 더 복잡해진다. 예를 들어, 모바일 전기통신 디바이스들은 간단한 폰들로부터, 다수의 통신 능력들(예를 들어, 다수의 셀룰러 통신 프로토콜들, Wi-Fi, BLUETOOTH® 및 다른 단거리 통신 프로토콜들), 수퍼컴퓨팅 프로세서들, 카메라들 등을 갖는 스마트 폰들로 진행해 왔다. 무선 통신 디바이스들은 일정 범위의 주파수들에 걸친 무선 통신을 지원하기 위한 안테나들을 갖는다.

[0003] 무선 통신 기술이 진화함에 따라, 모바일 통신 디바이스들은 다수의 밀리미터파, 예를 들어, 약 25 GHz 빔들을 사용하여 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 5G 디바이스들은 28 GHz 대역(26.5 내지 29.5 GHz) 및 39 GHz 대역(37 내지 40 GHz)에서 동작하도록 구성될 수 있다. 밀리미터파 수신(Rx) 빔들은, gNodeB, 또는 gNB 또는 WLAN 액세스 포인트 또는 통신 신호들의 다른 소스로 지칭될 수 있는 5G 기지국의 송신(Tx) 빔과 정렬될 수 있다. 수신 빔들은 비교적 큰 빔폭을 갖는 PO(Pseudo-Omni) 코드북(즉, 스티어링 각도들의 범위 및 입도)으로부터의 것일 수 있거나, 또는 비교적 작은 빔폭을 갖는 협소한 코드북으로부터의 것일 수 있다. 가변 빔폭들(예를 들어, 데이터 송신을 위한 더 협소한 빔폭)의 빔들을 형성하기 위해, 상이한 안테나 어레이 엘리먼트 타입들 및 배열들이 사용될 수 있다. 방사기 어레이 엘리먼트 가중치들(신호 진폭들 및/또는 입력 피드 신호 위상들)을 변경함으로써, 빔들은 다양한 상이한 스캔 각도들로 스티어링되고 그리고/또는 PO 빔과 더 협소한 빔 사이에서 스위칭될 수 있다.

[0004] 안테나 시스템의 예는, 전기 전도성이고, 제1 주파수 대역 및 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된 패치 방사기; 패치 방사기와 중첩하는 기생 패치 방사기 ― 기생 패치 방사기는 전기 전도성이고 제1 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성됨 ―; 및 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 조합이 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록, 기생 패치 방사기에 대해 크기설정되고 배치되는 도체를 포함하는 적어도 하나의 기생 엘리먼트를 포함한다.

[0005] 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 주파수 대역 내의 최저 주파수는 제2 주파수 대역 내의 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 기생 패치 방사기의 각각의 에지에 인접하게 배치된 적어도 하나의 도체를 포함한다. 기생 패치 방사기는 정사각형이고, 2개의 직교 편광들 중 적어도 하나에서 제1 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성되고, 패치 방사기에 대해 중심이 설정되고, 적어도 하나의 기생 엘리먼트는, 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 조합이 2개의 직교 편광들 중 적어도 하나에서 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록, 기생 패치 방사기에 대해 대칭적으로 배치 및 구성된다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 기생 패치 방사기의 각각의 코너에 대각선으로 인접한 영역에 배치된 추가 도체를 더 포함한다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 기생 패치 방사기 주위에 배치된 전도성 루프를 포함한다.

[0006] 추가로 또는 대안적으로, 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 패치 방사기는 시스템의 제1 층에 배치되고, 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 시스템의 제1 층과는 상이한 시스템의 제2 층에 배치된다. 기생 패치 방사기는 제1 기생 패치 방사기이고, 시스템은 시스템의 제3 층에 배치된 제2 기생 패치 방사기를 더 포함하고, 제3 층은 제1 층 및 제2 층과는 상이하고, 제2 기생 패치 방사기는 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된다. 제1 기생 패치 방사기는 패치 방사기의 제1 측면에 배치되고 제2 기생 패치 방사기는 제2 측면에 배치되고 패치 방사기와 중첩한다. 시스템은 복수의 기생 엘리먼트들을 포함하고, 기생 패치 방사기 및 복수의 기생 엘리먼트들은 중심 포인트를 중심으로 대칭적으로 배치된다. 패치 방사기는 어레이로 배치된 복수의 패치 방사기들 중 하나이고, 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 복수의 패치 방사기들에 기생적으로 커플링하도록 구성 및 배치된 어레이의 컴포넌트들이고, 어레이에 패치 방사기들보다 많은 기생 패치들이 존재한다.

[0007] 다중층 안테나 시스템의 예는, 다중층 회로 보드; 전기를 전달하도록 구성된 피드 라인; 피드 라인에 커플링된 패치 방사기 ― 패치 방사기는 전기 전도성이고, 직사각형 형상을 갖고, 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치되고, 제1 주파수 대역 및 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성됨 ―; 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된 기생 패치 방사기 ― 패치 방사기 및 기생 패치 방사기는 중첩하고, 기생 패치 방사기는 전기 전도성이고, 직사각형 형상을 갖고, 제1 에지, 제2 에지, 제3 에지 및 제4 에지를 갖고, 제3 에지 및 제4 에지 각각은 제1 에지와 제2 에지 사이에서 연장되고 제1 주파수 대역에서, 다중층 회로 보드의 기판에서 0.4 내지 0.6 파장의 제1 전기 길이를 가짐 ―; 및 기생 패치 방사기의 제1 에지에 인접하게 배치된 제1 도체 및 기생 패치 방사기의 제2 에지에 인접하게 배치된 제2 도체를 포함하는 적어도 하나의 기생 엘리먼트를 포함한다.

[0008] 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트는, 조합하여, 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하기 위해 제2 주파수 대역에서 기판에서 0.4 내지 0.6 파장들의 전기 길이를 제공하도록 배치 및 구성되고, 제1 주파수 대역에서 최저 주파수는 제2 주파수 대역에서 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높다. 기생 패치 방사기는 정사각형이고, 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 패치 방사기의 제3 에지에 인접하게 배치된 제3 도체 및 패치 방사기의 제4 에지에 인접하게 배치된 제4 도체를 더 포함하고, 기생 패치 방사기, 제1 도체, 및 제2 도체는 조합하여, 제1 편광에서 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성되고, 기생 패치 방사기, 제3 도체, 및 제4 도체는 조합하여, 제1 편광에 직교하는 제2 편광에서 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된다.

[0009] 추가로 또는 대안적으로, 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 기생 패치 방사기의 제1, 제2, 제3 및 제4 에지들 중 각각의 하나에 각각 인접하게 배치된 적어도 4개의 전도성 스트립들을 포함한다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 4개의 전도성 스트립들 중 2개와 각각 정렬되는 정사각형 도체들을 더 포함한다.

[0010] 추가로 또는 대안적으로, 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 기생 패치 방사기 주위에 배치된 전도성 링을 포함한다. 기생 패치 방사기는 제1 기생 패치 방사기이고, 시스템은 다중층 회로 보드의 제3 층에 배치되고 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된 제2 기생 패치 방사기를 더 포함한다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된다.

[0011] 안테나 시스템의 다른 예는, 다중층 회로 보드; 전기를 전달하도록 구성된 피드 라인; 피드 라인에 커플링된 패치 방사기 ― 패치 방사기는 전기 전도성이고, 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치되고, 제1 주파수 및 제2 주파수에서 에너지를 방사하도록 구성되고, 제1 주파수 및 제2 주파수는 5 GHz 초과만큼 분리됨 ―; 및 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된 복수의 기생 패치들을 포함하고, 복수의 기생 패치들은 패치 방사기로부터 제1 주파수에서 제1 에너지를 수신하고 제1 주파수에서 제1 수신된 에너지의 적어도 일부분을 재방사하도록 구성되고, 패치 방사기로부터 제2 주파수에서 제2 에너지를 수신하고 제2 주파수에서 제2 수신된 에너지의 적어도 일부분을 재방사하도록 구성된다.

[0012] 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 기생 패치들은 중심 포인트를 중심으로 대칭적이다. 복수의 기생 패치들은 패치 방사기와 각각 부분적으로 중첩하는 4개의 정사각형 패치들을 포함한다. 중심 포인트는 패치 방사기의 중심 포인트이다. 제1 주파수는 제2 주파수로부터 대략 11 GHz만큼 분리된다.

[0013] 안테나 시스템의 다른 예는, 제1 주파수 대역에서 제1 신호 및 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 제공하기 위한 피드 수단; 피드 수단에 전기적으로 커플링되어, 제1 주파수 대역에서, 피드 수단으로부터 수신된 제1 신호를 방사하고, 제2 주파수 대역에서, 피드 수단으로부터 수신된 제2 신호를 방사하기 위한 제1 방사 수단; 제1 방사 수단으로부터 제1 신호를 기생적으로 수신하고, 제1 주파수 대역에서, 제1 주파수 대역 내의 제1 신호를 방사하기 위한 제2 방사 수단; 및 제2 방사 수단과 함께, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 기생적으로 수신하고, 제2 방사 수단과 함께, 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하기 위한 제3 방사 수단을 포함한다.

[0014] 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제3 방사 수단은 제2 방사 수단과 함께, 제1 방사 수단으로부터 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 기생적으로 수신하기 위한 것이다. 제1 주파수 대역 내의 최저 주파수는 제2 주파수 대역 내의 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높다. 제2 방사 수단 및 제3 방사 수단은 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치된다. 시스템은 제1 방사 수단으로부터 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 기생적으로 수신하고 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 방사하기 위한 제4 방사 수단을 포함할 수 있고, 제4 방사 수단은 다중층 회로 보드의, 제1 층과는 상이한 제2 층에 배치된다. 제2 방사 수단은 2개의 직교 편광들에서 제1 신호를 방사하기 위한 것이고, 제3 방사 수단은 제2 방사 수단을 중심으로 대칭적으로 배치되고, 제2 방사 수단과 함께, 2개의 직교 편광들에서 제2 신호를 방사하기 위한 것이다.

[0015] 듀얼 대역, 듀얼 편광 안테나 시스템의 예는, 다중층 회로 보드; 전기를 전달하도록 구성된 복수의 피드 라인들; 복수의 피드 라인들에 커플링된 패치 방사기 ― 패치 방사기는 전기 전도성이고, 정사각형 형상을 갖고, 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치되고, 복수의 피드 라인들로부터 제1 주파수 대역에서 에너지를 수신하는 것에 대한 응답으로 상이한 편광들의 제1 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 형상화되고, 복수의 피드 라인들로부터 제2 주파수 대역에서 에너지를 수신하는 것에 대한 응답으로 상이한 편광들의 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 형상화되고, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역과는 상이함 ―; 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된 기생 패치 방사기 ― 패치 방사기 및 기생 패치 방사기는 중첩하고, 기생 패치 방사기는 전기 전도성이고, 다중층 회로 보드에서 제1 주파수 대역에서 에너지의 0.4 파장 내지 0.6 파장의 길이를 갖는 각각의 에지를 갖는 정사각형 형상을 가짐 ―; 및 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된 적어도 하나의 기생 엘리먼트를 포함하고, 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 패치 방사기의 적어도 2개의 직교 에지들에 인접하게 배치된 전도성 재료를 포함하고; 기생 패치 방사기의 임의의 에지에 평행하게 측정되는, 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 누적 길이는, 다중층 회로 보드에서 제2 주파수 대역에서 에너지의 0.4 파장 내지 0.6 파장이다.

[0016] 이러한 시스템의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 주파수 대역 내의 최저 주파수는 제2 주파수 대역 내의 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 기생 패치 방사기의 각각의 에지에 각각 인접하게 배치된 적어도 4개의 전도성 스트립들을 포함한다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 4개의 전도성 스트립들 중 2개와 각각 정렬되는 정사각형 도체들을 더 포함한다.

[0017] 도 1은 통신 시스템의 개략도이다.
[0018] 도 2는 도 1에 도시된 모바일 디바이스의 단순화된 컴포넌트들의 분해 사시도이다.
[0019] 도 3은 안테나들을 포함하는 도 2에 도시된 인쇄 회로 보드의 상면도이다.
[0020] 도 4는 도 3에 도시된 예시적인 패치 방사기 시스템의 상면도이다.
[0021] 도 5는 도 4에 도시된 패치 방사기 시스템의 측면도이다.
[0022] 도 6은 루프 기생 엘리먼트를 갖는 대안적인 패치 방사기 시스템의 상면도이다.
[0023] 도 7 및 도 8은 추가적 기생 엘리먼트들을 갖는 추가적인 대안적 패치 방사기 시스템들의 상면도들이다.
[0024] 도 9는 다른 예시적인 패치 방사기 시스템의 측면도이다.
[0025] 도 10은 도 9에 도시된 패치 방사기 시스템의 상면도이다.
[0026] 도 11은 상이한 주파수 대역들의 신호들을 기생적으로 수신 및 재방사하는 방법의 블록 흐름도이다.

[0027] 다중층 안테나에서 비방사 금속을 배열하기 위한 기술들이 본 명세서에 논의된다. 예를 들어, 패치 안테나는 상이한 주파수 신호들로 구동될 수 있고, 다수의 편광들, 예를 들어, 각각의 상이한 주파수 신호에 대해 2개의 편광들에서 방사하도록 구동될 수 있다. 예를 들어, 패치 안테나는 더 낮은 주파수(예를 들어, 28 GHz 대역) 및 더 높은 주파수(예를 들어, 39 GHz 대역) 둘 모두에서, (H-pol 피드 상의) 수평 편광 신호 및 (V-pol 피드 상의) 수직 편광 신호로 구동될 수 있다. 구동된 패치는 편광들 둘 모두에서 더 낮은 주파수 및 더 높은 주파수에서 에너지를 방사하고, 적어도 더 높은 주파수에서의 에너지는, 패치 안테나와는 상이한 층에 배치되고 패치 안테나와 중첩하는 기생 패치 방사기에 커플링된다. 기생 패치 방사기는 패치 안테나로부터 더 높은 주파수의 에너지를 수신하고, 에너지를 더 높은 주파수로 재방사한다. 적어도 하나의 기생 엘리먼트가 기생 패치 방사기와 함께 작동하도록 구성(예를 들어, 크기설정, 형상화 등) 및 배치되어, 패치 안테나로부터 더 낮은 주파수의 에너지를 수신하고 더 낮은 주파수의 에너지를 재방사한다. 예를 들어, 기생 패치 방사기는 더 높은 주파수에서 공진할 수 있고 기생 패치 방사기는 적어도 하나의 기생 엘리먼트와 함께 더 낮은 주파수에서 공진한다. 그러나, 다른 구성들이 사용될 수 있다.

[0028] 본원에 설명된 항목들 및/또는 기술들은 하기 능력들 뿐만 아니라 언급되지 않은 다른 능력들 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 신호들의 다수의 대역들은 콤팩트 안테나 구성을 사용하여, 예를 들어, 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트와 함께 방사 패치 안테나를 사용하여 방사될 수 있다. 다수의 밀리미터파 주파수 대역들 내의 신호들은 얇은 다중층 안테나 구조로부터 방사될 수 있다. 기생 패치 방사기는 하나의 주파수 대역에서 공진할 수 있고, 상이한 주파수 대역에서 공진하는 방사기의 일부분을 형성할 수 있다. 대역폭은 하나 이상의 대역들에서, 예를 들어, 다른 안테나 구성들에 비해 하나 이상의 밀리미터파 대역들(예를 들어, 28 GHz 대역 및 39 GHz 대역)에서 확장될 수 있다. 다른 능력들이 제공될 수 있으며, 본 개시에 따른 모든 구현이 논의된 능력들 중 전부뿐만 아니라 임의의 것을 제공해야 하는 것은 아니다. 추가적으로, 상기 언급된 효과가 언급된 것 이외의 수단에 의해 달성되는 것이 가능할 수 있으며, 언급된 항목/기술은 언급된 효과를 반드시 도출하지는 않을 수 있다.

[0029] 도 1을 참조하면, 통신 시스템(10)은 모바일 디바이스들(12), 네트워크(14), 서버(16) 및 액세스 포인트들(AP들)(18, 20)을 포함한다. 시스템(10)은, 시스템(10)의 컴포넌트들이 예를 들어, 네트워크(14) 및/또는 액세스 포인트들(18, 20) 중 하나 이상(및/또는 하나 이상의 베이스 트랜시버 스테이션들과 같이 도시되지 않은 하나 이상의 다른 디바이스들)을 통해 간접적으로 또는 직접적으로 서로 (무선 접속들을 사용하여 적어도 일부 시간들에) 통신할 수 있다는 점에서 무선 통신 시스템이다. 간접 통신들의 경우, 통신들은 예를 들어, 데이터 패킷들의 헤더 정보를 변경하는 것, 포맷을 변경하는 것 등을 위해 하나의 엔티티로부터 다른 것으로의 송신 동안 변경될 수 있다. 도시된 모바일 디바이스들(12)은 모바일 폰들(스마트폰들을 포함함), 랩톱 컴퓨터 및 태블릿 컴퓨터를 포함하는 모바일 무선 통신 디바이스들이다(그러나, 이들은 무선으로 그리고 유선 접속들을 통해 통신할 수 있다). 현재 존재하든 또는 장래에 개발되든, 또 다른 모바일 디바이스들이 사용될 수 있다. 추가로, 다른 무선 디바이스들(모바일이든 아니든)이 시스템(10) 내에 구현될 수 있고, 서로 및/또는 모바일 디바이스들(12), 네트워크(14), 서버(16) 및/또는 AP들(18, 20)과 통신할 수 있다. 예를 들어, 이러한 다른 디바이스들은 IoT(internet of thing) 디바이스들, 의료 디바이스들, 홈 엔터테인먼트 및/또는 자동화 디바이스들 등을 포함할 수 있다. 모바일 디바이스들(12) 또는 다른 디바이스들은 상이한 네트워크들에서 및/또는 상이한 목적들(예를 들어, 5G, Wi-Fi 통신, Wi-Fi 통신의 다수의 주파수들, 위성 포지셔닝, 하나 이상의 타입들의 셀룰러 통신들(예를 들어, GSM(Global System for Mobiles), CDMA(Code Division Multiple Access), LTE(Long-Term Evolution), 등)을 위해 통신하도록 구성될 수 있다. 모바일 디바이스(12)는 통상적으로 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 애플리케이션들에서 UE(user equipment)로서 지칭되지만, 또한 MS(mobile station), 가입자국, 모바일 유닛, 가입자 유닛, 무선 유닛, 원격 유닛, 모바일 디바이스, 무선 디바이스, 무선 통신 디바이스, 원격 디바이스, 모바일 가입자국, AT(access terminal), 모바일 단말, 무선 단말, 원격 단말, 핸드셋, 단말, 사용자 에이전트, 모바일 클라이언트, 클라이언트, 또는 다른 어떤 적당한 용어로 지칭될 수 있다.

[0030] 도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 모바일 디바이스들(12) 중 하나의 예는 최상부 커버(52), 디스플레이 층(54), PCB(printed circuit board) 층(56) 및 바닥 커버(58)를 포함한다. 도시된 바와 같은 모바일 디바이스(12)는 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터일 수 있지만, 논의는 이러한 디바이스들로 제한되지 않는다. 최상부 커버(52)는 스크린(53)을 포함한다. PCB 층(56)은 다른 무선 통신 디바이스들을 포함하는 하나 이상의 다른 디바이스들과 모바일 디바이스(12) 사이의 양방향 통신을 용이하게 하도록 구성된 하나 이상의 안테나들을 포함한다. 바닥 커버(58)는 바닥 표면(59)을 갖고, 최상부 커버(52) 및 바닥 커버(58)의 측면들(51, 57)은 에지 표면을 제공한다. 최상부 커버(52) 및 바닥 커버(58)는 디스플레이 층(54), PCB 층(56), 및 PCB 층(56) 상에 있을 수 있거나 없을 수 있는 모바일 디바이스(12)의 다른 컴포넌트들을 유지하는 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징은 안테나 시스템들, 프론트-엔드 회로들, 중간 주파수 회로들 및 아래에서 논의되는 프로세서를 보유(예를 들어, 홀딩, 포함)할 수 있다. 추가로, PCB 층(56)의 크기 및/또는 형상은 최상부 또는 바닥 커버들 중 어느 하나의 크기 및/또는 형상 또는 그렇지 않으면 디바이스의 둘레에 상응하지 않을 수 있다. 예를 들어, PCB 층(56)은 배터리를 수용하기 위한 컷아웃을 가질 수 있다. 따라서 당업자들은 예시된 것들 이외의 PCB 층(56)의 실시예들이 구현될 수 있음을 이해할 것이다.

[0031] 또한 도 3을 참조하면, PCB 층(56)의 예는 메인 부분(60) 및 2개의 안테나 시스템들(62, 64)을 포함한다. 도시된 예에서, 안테나 시스템들(62, 64)은 PCB 층(56) 및 그에 따라 이 예에서는 모바일 디바이스(12)(예를 들어, 모바일 디바이스(12)의 하우징)의 대향 단부들(63, 65)에 배치된다. 메인 부분(60)은 프론트-엔드 회로들(70, 72)(또한 RF(radio frequency) 회로로 지칭됨), IF(intermediate-frequency) 회로(74) 및 프로세서(76)를 포함하는 PCB(66)를 포함할 수 있다. 프론트-엔드 회로들(70, 72)은 안테나 시스템들(62, 64)에 방사될 신호들을 제공하고, 안테나 시스템들(62, 64)에 의해 수신되고 그로부터 프론트-엔드 회로들(70, 72)에 제공되는 신호들을 수신 및 프로세싱하도록 구성된다. 프론트-엔드 회로들(70, 72)은 IF 회로(74)로부터 수신된 IF 신호들을 RF 신호들로 변환하고(전력 증폭기로 적절히 증폭함) RF 신호들을 방사를 위해 안테나 시스템들(62, 64)에 제공하도록 구성된다. 프론트-엔드 회로들(70, 72)은 안테나 시스템들(62, 64)에 의해 수신된 RF 신호들을 (예를 들어, 저잡음 증폭기 및 믹서를 사용하여) IF 신호들로 변환하고 IF 신호들을 IF 회로(74)에 전송하도록 구성된다. IF 회로(74)는 프론트-엔드 회로들(70, 72)로부터 수신된 IF 신호들을 기저대역 신호들로 변환하고 기저대역 신호들을 프로세서(76)에 제공하도록 구성된다. IF 회로(74)는 또한 프로세서(76)에 의해 제공된 기저대역 신호들을 IF 신호들로 변환하고 IF 신호들을 프론트-엔드 회로들(70, 72)에 제공하도록 구성된다. 프로세서(76)는 IF 회로(74)에 통신가능하게 커플링되고, 이는 프론트-엔드 회로들(70, 72)에 통신가능하게 커플링되고, 이는 각각 안테나 시스템들(62, 64)에 통신가능하게 커플링된다.

[0032] 안테나 시스템들(62, 64)은 다양한 방식들로 PCB 층(56)의 일부로서 형성될 수 있다. 도 3에서, 안테나 시스템들(62, 64)을 PCB(66)로부터 분리하는 파선들(71, 73)은 PCB 층(56)의 다른 부분들로부터 안테나 시스템들(62, 64)(및 그 컴포넌트들)의 기능적 분리를 표시한다. 안테나 시스템들(62, 64)은 PCB(66)와 통합되어 PCB(66)의 통합 컴포넌트들로서 형성될 수 있거나, 또는 PCB(66)로부터 분리되지만 그에 부착될 수 있다. 대안적으로, 안테나 시스템(62) 및/또는 안테나 시스템(64)의 하나 이상의 컴포넌트들은 PCB(66)와 일체로 형성될 수 있고, 하나 이상의 다른 컴포넌트들은 PCB(66)와 별개로 형성되어 PCB(66)에 장착되거나 그렇지 않으면 PCB 층(56)의 일부가 될 수 있다. 대안적으로, 안테나 시스템들(62, 64) 각각은 PCB(66)와 별개로 형성되고 PCB(66)에 장착되고 각각 프론트-엔드 회로들(70, 72)에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프론트-엔드 회로들(70, 72) 중 하나 또는 둘 모두는 모듈에서 안테나 시스템(62 또는 64)으로 구현되고 PCB(66)에 커플링된다. 예를 들어, 모듈은 PCB(66)에 장착될 수 있거나 또는 예를 들어, 가요성 케이블 또는 가요성 회로를 사용하여 PCB(66)로부터 이격되고 그에 커플링될 수 있다. 안테나 시스템들(62, 64)은 서로 유사하게 또는 서로 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 안테나 시스템들(62, 64) 중 어느 하나의 하나 이상의 컴포넌트들은 생략될 수 있다. 예로서, 안테나 시스템(62)은 4G 및 5G 방사기들을 포함할 수 있는 한편 안테나 시스템(64)은 5G 방사기를 포함하지 않을 수 있다(생략할 수 있음). 다른 예들에서, 안테나 시스템들(62, 64) 중 전체 안테나 시스템이 생략될 수 있거나 또는 WLAN 기술과 같은 비-셀룰러 기술과 함께 사용하도록 구성될 수 있다.

[0033] 디스플레이 층(54)의 디스플레이(61)(도 2 참조)는 대략 PCB(66)와 동일한 영역을 커버하고, 안테나 시스템들(62, 64)(및 가능하게는 디바이스(12)의 다른 컴포넌트들)에 대한 시스템 접지 평면의 역할을 할 수 있다. 디스플레이(61)는 안테나 시스템(62) 아래 및 안테나 시스템(64) 위에 배치된다("위" 및 "아래"는 모바일 디바이스(12)에 대해 상대적인데, 즉, 지구에 대한 디바이스(12)의 배향과 무관하게 모바일 디바이스(12)의 최상부는 다른 컴포넌트들 위에 있음).

[0034] 안테나 시스템들(62, 64)은 밀리미터파 에너지를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 안테나 시스템들(62, 64)은 상이한 스캔 각도들로 스티어링하고 그리고/또는 예를 들어, PO 빔과 더 협소한 빔 사이에서 빔폭의 크기를 변경하도록 구성될 수 있다.

[0035] 여기서, 안테나 시스템들(62, 64)은 모바일 디바이스(12)에 대한 다양한 방향들에서 다른 디바이스들과의 통신을 용이하게 하기 위해 다수의 방사기들과 유사하게 구성된다. 도 3의 예에서, 안테나 시스템(62)은 다이폴 방사기들의 어레이(82) 및 패치 방사기 시스템들의 어레이(80)를 포함한다. 다른 예들에서, 하나 이상의 안테나 시스템들은 오직 하나 이상의 다이폴 방사기들, 오직 하나 이상의 패치 방사기들, 또는 하나 이상의 다이폴 방사기들과 하나 이상의 패치 방사기들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 하나 이상의 다른 타입들의 방사기들이 단독으로 또는 하나 이상의 다이폴 방사기들 및/또는 하나 이상의 패치 방사기들과 조합하여 사용될 수 있다. 패치 방사기들은 PCB 층(56)의 평면 위 및 아래, 즉, 도 3을 도시하는 페이지의 안팎으로 주로 신호들을 방사하고 그로부터 주로 신호들을 수신하도록 구성된다. 다이폴 방사기들은 PCB 층(56)의 측면들에 주로 신호들을 신호들을 방사하고 그로부터 주로 신호들을 수신하도록 구성되고, 안테나 시스템(62) 내의 다이폴 방사기들은 도 3에 도시된 바와 같이 PCB 층(56)의 최상부 및 좌측에 주로 방사하도록 구성되고, 안테나 시스템(64) 내의 다이폴 방사기들은 도 3에 도시된 바와 같이 PCB 층(56)의 우측 및 바닥으로 주로 방사하도록 구성된다. PCB 층(56)의 코너들에 또는 그 근처에 안테나 시스템들(62, 64)을 위치시키는 것은 공간 다이버시티(신호들이 송신될 수 있고 신호들이 수신될 수 있는 모바일 디바이스(12)에 대한 방향들)를 제공하는 것을 돕는데, 예를 들어, MIMO(Multiple Input, Multiple Output) 능력을 증가시키는 것을 도울 수 있다. 추가로, 패치 방사기들의 어레이(82)는 듀얼 편광 방사 및 수신을 제공하도록 구성될 수 있다.

[0036] 도 4 및 도 5를 또한 참조하면, 도 3에 도시된 안테나 시스템(62)의 패치 방사기 시스템들의 어레이(80)의 패치 방사기 시스템(110)의 예가 도시되고, 도 4는 시스템(110)의 상면도이고, 도 5는 시스템(110)의 측면도이다. 패치 방사기 시스템(110)은, 고대역 패치(112), 기생 엘리먼트들(114, 115, 116, 117), 방사 패치(118), 저대역 패치(120), 수평 편광 피드(122), 수직 편광 피드(124), 접지 평면(128) 및 기판(130)을 포함하는 다중층 회로 보드(111)를 포함한다. 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 기생 패치들로서 고려될 수 있다. 패치 방사기 시스템(110)은 듀얼 대역, 듀얼 편광 방사기 시스템으로 구성된다. 듀얼 편광 방사를 위해 구성되는 것이 요구되지는 않고, 시스템(110) 내의 하나 이상의 특징부들은 그 대신, 단일 편광 방사로 구성될 수 있다(예를 들어, 단일 피드가 사용될 수 있고, 그리고/또는 하나 이상의 패치들 또는 다른 항목들이 송신 및/또는 수신될 신호들의 주파수에서 단일 편광 방사를 위해 크기설정되고 형상화될 수 있다). 그러나, 도시된 예에서, 항목들은 듀얼 편광 방사를 위해 구성 및 제공된다. 특히, 시스템(110)은 예를 들어, 방사기들(예를 들어, 패치 방사기들, 기생 방사기들)의 직교 에지들로 인해 2개의 상이한 5G 통신 대역들에 대해 2개의 직교 편광들 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 방사할 수 있다. 예를 들어, 시스템(110)은 28 GHz 대역 및 39 GHz 대역 둘 모두에서 상이한, 여기서는 직교하는 편광들에서 방사하도록 구성될 수 있다. 도 5에서, 기생 엘리먼트(117)는 명확화를 위해 도시되지 않는다. 방사 패치(118), 저대역 패치(120) 및 접지 평면(128)은 기판(130) 내에서 시스템의 상이한 층들에 배치된다. 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 시스템(110)의 동일한 기판에, 여기서는 기판(130)의 최상부 상에 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이 배향된 시스템(110)에 있어서, 고대역 패치(112)는 방사 패치(118) 위에(즉, 접지 평면(128)에 대향하는 패치(118)의 측면 상에) 배치되고, 저대역 패치(120)는 방사 패치(118)의 아래에(즉, 저대역 패치(120)가 방사 패치(118)와 접지 평면(128) 사이에 배치되도록 접지 평면(128)과 동일한 방사 패치(118) 측면 상에) 배치된다.

[0037] 피드들(122, 124)(또한 피드 라인들로 지칭됨)은 방사 패치(118)에 신호들을 제공하기 위해 전기를 전달하도록 구성된다. 피드들(122, 124) 각각은 상이한 주파수들의 신호들을, 여기서는 28 GHz 및 39 GHz 대역에서 방사 패치(118)에 제공하도록 구성된다. 피드들(122, 124)은 피드들(122, 124)로부터의 신호들을 수신하는 것에 대한 응답으로 신호들의 각각의 편광들을 방사하도록 방사 패치(118)를 여기시키기 위해 적절한 위치들에서 방사 패치(118)에 전기적으로 커플링된다. 여기서, 수평 편광 피드(122)는 피드(122)에 의해 제공된 신호들의 에너지의 주파수들에 대응하는 주파수들의 수평적으로 편광된 신호들을 방사하도록 방사 패치(118)를 여기시키기 위해 방사 패치(118)에 커플링된다. 또한, 수직 편광 피드(124)는 피드(124)에 의해 제공된 신호들의 에너지의 주파수들에 대응하는 주파수들의 수직으로 편광된 신호들을 방사하도록 방사 패치(118)를 여기시키기 위해 방사 패치(118)에 커플링된다. 피드들(122, 124)은 예를 들어, (도시되지 않은 나머지 부분들과의) 스트립라인들의 최상부 부분인 접지 평면(128)과의 스트립라인들인 송신 라인들로부터 방사 패치(118)에 제공될 신호들을 수신한다. 피드들은 저대역 패치(120)를 통과하고 그와 전기 접촉을 이루지 않는다.

[0038] 방사 패치(118)는, 피드들(122, 124)에 전기적으로 커플링되고 피드들(122, 124)로부터 수신된 신호들을 방사하도록 구성된 전기 전도성(예를 들어, 전기 전도성 재료로 제조된 도체)이다. 송신 동안 피드들(122, 124) 중 어느 하나로부터 수신된 신호에서 에너지의 일부의 일부 손실이 있을 수 있지만, 방사 패치(118)는 수신된 정보에 대응하는 신호를 전달하기에 충분한 에너지를 방사할 것이어서, 즉, 방사된 신호의 특성들은 수신된 신호의 특성들에 대응할 것이다. 도시된 바와 같이, 방사 패치(118)는 직사각형, 여기서는 정사각형이어서, 방사 패치(118)는 방사 패치(118)의 각각의 에지들로부터 2개의 직교 편광들 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 신호들을 방사할 수 있다. 방사 패치(118)는 고주파수 대역, 예를 들어, 39 GHz 대역(37 내지 40 GHz)에서 에너지를 방사하도록 크기설정된다. 예를 들어, 방사 패치(118)의 각각의 에지는 39 GHz 대역에서, 기판(130)에서 0.4 내지 0.6 파장들의 전기 길이를 가질 수 있다. 여기서, 방사 패치(118)의 에지들은 직선이지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다(예를 들어, 슬롯들은 다른 직선 에지로부터 내향으로 연장됨). 방사 패치(118)는 또한, 저주파수 대역, 예를 들어, 28 GHz 대역(26.5 내지 29.5 GHz)의 에너지를 저대역 패치(120)에 커플링하도록 구성된다. 고주파수 대역 내의 최저 주파수는 저주파수 대역 내의 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높을 수 있다.

[0039] 고대역 패치(112)는 전기 전도성이고, 고주파수 대역에서 고대역 신호를 기생적으로 수신하고 고주파수 대역(예를 들어, 39 GHz 대역)에서 고대역 신호를 재방사하도록 구성 및 배치된다. 고대역 패치(112)는 기생 패치로 지칭될 수 있다. 고대역 패치(112)는, 고대역 패치(112)가 방사 패치(118)에 의해 방사된 에너지로부터 고대역 신호에 무선으로 커플링되고 수신한다는 점에서 방사 패치(118)로부터 고대역 신호를 기생적으로 수신한다. 고대역 패치(112)는 방사 패치(118)로부터 하나 이상의 신호들을 수신하는 것에 대한 응답으로 하나 이상의 신호들을 재방사한다. 재방사된 고대역 신호는 수신된 고대역 신호보다 적은 에너지를 가질 수 있지만 콘텐츠에서 동일한 신호를 유지한다. 고대역 패치(112)는 방사 패치(118)에 의해 방사된 고대역 신호의 고대역 패치(112)에 의한 수신을 용이하게 하기 위해 방사 패치(118)와 중첩하게 배치된다. 도시된 바와 같이, 고대역 패치(112)는 방사 패치(118) 위에 중심을 두고, 고대역 패치(112)의 에지들(113)은 방사 패치(118)의 에지들(119)과 평행하고, 전체 고대역 패치(112)는 방사 패치(118)와 중첩하지만, 다른 배열들(예를 들어, 방사 패치(118)와 오직 부분적으로만 중첩하는 것, 고대역 패치(112)의 에지들(113)은 패치(118)의 에지들(119)에 평행하지 않는 것 등)이 사용될 수 있다. 고대역 패치(112)는, 고대역, 예를 들어, 39 GHz 대역에서 신호들을 방사하기 위해 크기설정된 에지 길이들을 갖는 직사각형, 여기서는 정사각형이다. 고대역 패치(112)는 방사 패치(118)의 에지 길이들(133)보다 약간 작은 에지 길이들(131)을 갖고, 따라서, 이는 방사 패치(118)보다 고대역에서 신호들을 더 양호하게(예를 들어, 더 효율적으로) 방사할 수 있다. 고대역 패치(112)의 각각의 에지의 전기 길이, 여기서는 에지 길이(131)는 기판(130)에서, 고주파수 대역의 주파수들의 0.4 내지 0.6 파장들일 수 있다. 여기서, 고대역 패치(112)의 에지들은 직선이고, 따라서 물리적 길이는 전기 길이에 대응한다. 그러나, 예를 들어, 하나 이상의 비직선 에지들을 갖는(예를 들어, 슬롯들이 에지로부터 내향으로 연장됨) 다른 구성들이 사용될 수 있다. 고대역 패치들의 다른 예들은 정사각형이 아닐 수 있는데, 예를 들어, 직사각형이지만 2개의 상이한 에지 길이들을 가질 수 있다. 이는 상이한 주파수 대역들에서의 방사를 용이하게 할 수 있다.

[0040] 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 고대역 패치(112)와 조합하여 저대역 신호를 기생적으로 수신하도록 구성 및 배치된다. 즉, 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합이 방사 패치(118)로부터 저대역 신호를 (저주파수 대역에서) 기생적으로 수신하도록 구성 및 배치된다. 4개의 기생 엘리먼트들이 도시되지만, 이는 예시이고 다른 수량들(예를 들어, 1개, 2개, 3개 또는 4개 초과)의 기생 엘리먼트들이 사용될 수 있다. 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합은 저주파수 대역(예를 들어, 28 GHz 대역)에서 저대역 신호를 재방사하도록 구성된다. 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합은 방사 패치(118)로부터 하나 이상의 신호들을 수신하는 것에 대한 응답으로 하나 이상의 신호들을 재방사한다. 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합은, 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)이 방사 패치(118)(또는 피드들(122, 124) 중 어느 하나)에 물리적으로 커플링되지 않지만 방사 패치(118)에 의해 방사된 에너지에 무선으로 커플링되고 그로부터 저대역 신호를 수신한다는 점에서, 방사 패치(118)로부터 저대역 신호를 기생적으로 수신한다. 재방사된 저대역 신호는 수신된 저대역 신호보다 적은 에너지를 가질 수 있지만 콘텐츠에서 동일한 신호를 유지한다.

[0041] 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 각각은 고대역 패치(112)의 대응하는 에지에 근접하게, 즉, 그에 가깝지만 넌-제로 거리에 배치된다. 고대역 패치(112)와 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 각각 사이의 분리 양은 시스템(110)이 원하는 성능을 제공하도록 선택될 수 있다. 선택된 분리는 저대역 성능과 고대역 성능 사이의 트레이드오프(예를 들어, 리턴 손실)일 수 있고, 더 적은 분리들은 저대역 성능을 증가시키고 고대역 성능을 감소시키며, 더 큰 분리들을 고대역 성능을 증가시키고 저대역 성능을 감소시킨다. 도 4 및 도 5에 도시된 예에서, 고대역 패치(112)와 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 사이의 분리는, 기생 엘리먼트들(114 내지 117)이 방사 패치(118)와 중첩하지 않을 정도로 충분하지만, 기생 엘리먼트들(114 내지 117)이 저대역 패치(120)와 부분적으로 중첩하도록 충분히 작다. 이러한 분리는 오직 예시이고 다른 분리들이 사용될 수 있다. 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 도 4 및 도 5에 도시된 예에서 방사 패치(118) 주위에 대칭적으로 배치된다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시된 예에서, 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 고대역 패치(112)의 대응하는 에지들의 길이들보다 약간 더 긴 길이들을 갖는다. 대안적으로, 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 고대역 패치(112)의 대응하는 에지들과 동일한 길이들을 가질 수 있고, 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 단부들은 고대역 패치(112)의 각각의 에지들과 동일 선상에 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 이러한 예에서, 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 모두는 동일한 양만큼 고대역 패치(112)로부터 분리되고 동일한 폭들을 갖지만, 다른 구성들(예를 들어, 동일하지 않은 분리들 및/또는 동일하지 않은 폭들)이 사용될 수 있다.

[0042] 기생 엘리먼트들(114 및 117)은 낮은 주파수 대역에서 신호들을 기생적으로 수신 및 재방사하는 것을 돕도록 크기설정 및 형상화된다. 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 각각은, 2개의 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 사이에서 고대역 패치(112)의 대응하는 에지의 전기 길이(여기서는, 길이(131)) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 중 2개의 전기 폭(여기서는, 폭(132))의 조합된 거리가 저대역 신호의 파장의 약 절반이 되도록 하는 전기 폭(이 예에서는, 폭(132))을 갖는다. 예를 들어, 이러한 거리(여기서는, 길이(131) 플러스 폭(132)의 2배의 누적된 길이)는 기판(130)에서, 저주파수 대역의 주파수들의 0.4 내지 0.6 파장들일 수 있다.

[0043] 저대역 패치(120)는, 저주파수 대역에서 저대역 신호를 기생적으로 수신하고 저주파수 대역에서 저대역 신호를 재방사하도록 구성 및 배치된다. 따라서, 저대역 패치(120)는 기생 패치이다. 저대역 패치(120)는, 저대역 패치(120)가 방사 패치(118)(또는 피드들(122, 124) 중 어느 하나)에 전도성으로 커플링되지 않지만 방사 패치(118)에 의해 방사된 에너지에 무선으로 커플링되고 그로부터 저대역 신호를 수신한다는 점에서, 방사 패치(118)로부터 저대역 신호를 기생적으로 수신한다. 저대역 패치(120로부터 재방사된 저대역 신호는 수신된 저대역 신호보다 적은 에너지를 가질 수 있지만 콘텐츠에서 동일한 신호를 유지한다. 저대역 패치(120)로부터 재방사된 저대역 신호는 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합에 의해 수신 및 재방사될 수 있다. 저대역 패치(120)는 방사 패치(118)에 의해 방사된 저대역 신호의 저대역 패치(120)에 의한 수신을 용이하게 하기 위해 방사 패치(118)와 중첩하게 배치된다. 도시된 바와 같이, 저대역 패치(120)는 방사 패치(118) 위에 중심을 두고, 저대역 패치(120)의 에지들(121)은 방사 패치(118)의 에지들(119)과 평행하고, 전체 방사 패치(118)는 저대역 패치(120)에 의해 중첩되지만, 다른 배열들(예를 들어, 방사 패치(118)와 오직 부분적으로만 중첩하는 것, 저대역 패치(120)의 에지들(121)은 패치(118)의 에지들(119)에 평행하지 않는 것 등)이 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 저대역 패치(120)는, 저대역, 예를 들어, 28 GHz 대역에서 신호들을 방사하기 위해 크기설정된 전기 에지 길이들을 갖는 직사각형, 여기서는 정사각형이다. 저대역 패치(120)는 방사 패치(118)의 전기 에지 길이들, 여기서는 에지 길이들(133)보다 긴 전기 에지 길이들, 여기서는 에지 길이들(134)을 갖고, 따라서, 이는 방사 패치(118)보다 저대역에서 신호들을 더 양호하게(예를 들어, 더 효율적으로) 방사할 수 있다. 저대역 패치(120)의 각각의 에지의 전기 에지 길이는 기판(130)에서, 저주파수 대역의 주파수들의 0.4 내지 0.6 파장들일 수 있다. 저대역 패치들의 다른 예들은 정사각형이 아닐 수 있는데, 예를 들어, 직사각형이지만 2개의 상이한 에지 길이들을 가질 수 있다. 이는 상이한 주파수 대역들에서의 방사를 용이하게 할 수 있다.

[0044] 다른 구성들

[0045] 앞서 논의된 예들은 비포괄적인 예들이고, 다수의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 아래의 논의는 이러한 다른 구성들 중 일부에 대한 것이지만, (자체로 또는 상기 논의와 조합될 때) 포괄적이 아니다.

[0046] 기생 엘리먼트 또는 기생 엘리먼트들의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 도 6을 참조하면, 도 3에 도시된 안테나 시스템(62)의 패치 방사기 시스템들의 어레이(80)의 패치 방사기 시스템(150)의 예는 고대역 패치(152) 및 단일 기생 엘리먼트(154)를 포함하고, 도 6은 시스템(150)의 상면도이다. 시스템(150)은 방사 패치를 포함하고, 도 4 및 도 5에 도시된 시스템(110)과 유사한 다른 특징부들(예를 들어, 저대역 패치)을 포함할 수 있지만, 이러한 특징부들은 도면의 단순화를 위해 도 6에 도시되지 않는다. 시스템(150)은 도 4에 도시된 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 대신에 단일 기생 엘리먼트(154)를 포함한다. 기생 엘리먼트(154)는 고대역 패치(152) 주위에 배치된 루프이다. 여기서, 루프는 정사각형 전도성 링이지만, 다른 형상들이 사용될 수 있다.

[0047] 상면도인 도 7을 참조하면, 패치 방사기 시스템(160)의 다른 예는 도 4에 도시된 바와 같은 고대역 패치(112), 기생 엘리먼트들(114, 115, 116, 117), 방사 패치(118), 저대역 패치(120), 수평 편광 피드(122) 및 수직 편광 피드(124)를 포함하고, 또한 추가적 기생 엘리먼트들(164, 165, 166, 167)을 포함한다. 기생 엘리먼트들(164 내지 167)은 시스템(160)의 코너들에서 고대역 패치(112)에 대각으로 인접하게 배치되고, 기생 엘리먼트들(164 내지 167) 각각은, 여기서는 전도성 스트립들인 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 중 2개와 정렬된다. 기생 엘리먼트들(164 내지 167)의 사용은, 예를 들어, 더 낮은 주파수 대역의 1/4 파장이 고대역 패치(112)의 폭 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 중 하나의 2개의 폭들과 대략 동일한 경우, 더 낮은 주파수 대역에서 시스템(160)에 의한 방사를 추가로 개선할 수 있다(예를 들어, 기생 엘리먼트들(164 내지 167)을 사용하지 않는 경우에 비해 더 낮은 삽입 손실). 이 예에서, 추가적 기생 엘리먼트들(164 내지 167)은 정사각형 도체들이다. 기생 엘리먼트들을 사용하는 것은 또한 피드들로부터 방사 패치로의 임피던스 매칭을 개선할 수 있다.

[0048] 상면도인 도 8을 참조하면, 패치 방사기 시스템(170)의 다른 예는 기생 패치(172), 기생 엘리먼트들(174, 175, 176, 177), 방사 패치(178), 수평 편광 피드(180), 수직 편광 피드(182), 및 추가적인 기생 엘리먼트들(184, 185, 186, 187)을 포함한다. 이 예에서, 기생 엘리먼트들(174 내지 177)은, 각각 기생 패치(172)의 각각의 에지와 매우 근접하게 배치되고 각각 기생 패치(172)의 각각의 에지의 길이와 유사한(여기서는 동일한) 길이를 갖는 전도성 스트립들이다. 기생 엘리먼트들(184 내지 187) 각각은 시스템(170)의 각각의 코너에 배치되고 기생 엘리먼트(174 내지 177)의 각각의 쌍과 정렬된다. 기생 패치(172)는 방사 패치(178)보다 작다. 방사 패치(178)는 기생 패치(172)와 완전히 중첩하고, 기생 엘리먼트들(174 내지 177) 각각과 부분적으로 중첩하고, 기생 엘리먼트들(184 내지 187) 각각과 부분적으로 중첩한다. 기생 패치(172)는 주로 원하는 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 크기설정된다(예를 들어, 시스템(170)의 기판에서, 원하는 주파수 대역에서 주파수들의 0.4 파장 내지 0.6 파장의 전기 에지 길이들을 갖는다). 기생 엘리먼트들(174 내지 177, 184 내지 187)은, 기생 패치(172) 및 기생 엘리먼트들(174 내지 177, 184 내지 187)의 조합이 주로 원하는 주파수 대역에서 방사 패치(178)로부터 수신된 에너지를 재방사하도록 크기설정, 형상화 및 배치된다.

[0049] 또 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 패치 방사기 시스템(170)에서 및/또는 다른 구성들에서, 저대역 패치(예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 저대역 패치(120))는 생략될 수 있다.

[0050] 각각 측면도 및 상면도인 도 9 및 도 10을 참조하면, 패치 방사기 시스템(210)의 다른 예는 방사 패치(212), 기생 패치들(214, 215, 216, 217), 피드(220), 기판(222) 및 접지 평면(224)을 포함한다. 이 예에서, 방사 패치(212)는, 넓은 대역, 예를 들어, 5 GHz 이상(예를 들어, 11 GHz)의 대역에 걸쳐 다수의 주파수 대역들 또는 다수의 주파수들의, 피드(220)를 통해 제공된 신호들을 방사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 기생 패치들(214 내지 217) 각각은 정사각형이고, 4개의 기생 패치들이 존재하지만, 다른 형상들(예를 들어, 비-정사각 직사각형들, 육각형들 등) 및/또는 수량들의 기생 패치들이 사용될 수 있다. 기생 패치들(214 내지 217)은 방사 패치(212)로부터 신호들을 기생적으로 수신하고 에너지를 다수의 주파수 대역들에서 재방사하도록 구성(예를 들어, 크기설정 및 형상화) 및 배치된다.

[0051] 예에서, 패치 방사기 시스템(210)은 다수의 주파수 대역들의 신호들을 방사하도록 구성되고, 기생 패치들(214 내지 217) 각각은 더 높은 주파수 대역, 예를 들어, 60 GHz 대역과 같이 50 GHz 초과에서 방사를 용이하게 하는 길이인 길이(230)(및 폭)를 가질 수 있다. 예를 들어, 길이(230)는 방사 패치(212)에 피드되고 그에 의해 방사되는 더 높은 주파수 신호의 파장(예를 들어, 0.4 내지 0.6 파장)의 대략 절반일 수 있다. 기생 패치들(214 내지 217) 각각은, 기생 패치들(214 내지 217) 중 인접한 기생 패치들의 어레이 길이(234) 및 갭 길이(232)가 더 낮은 주파수, 예를 들어, 28 GHz 대역의 신호들의 방사를 용이하게 하는 길이이도록, 갭 길이(232)에 의해 기생 패치들(214 내지 217) 중 인접한 기생 패치들로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 어레이 길이(234)는 방사 패치(212)에 피드되고 그에 의해 방사되는 더 낮은 주파수 신호의 파장(예를 들어, 0.4 내지 0.6 파장)의 대략 절반일 수 있다. 갭 길이(232)는, 기생 패치들(214 내지 217) 중 인접한 기생 패치들이 조합하여 더 낮은 주파수 신호들을 방사하는 한편 기생 패치들 중 개별적인 기생 패치들이 더 높은 주파수 신호들을 방사하는 것을 허용하도록 동작할 수 있게 크기설정된다. 도시된 바와 같이, 기생 패치들은, 패치 방사기(212)와 중첩하고, 패치 방사기(212) 위에 중심을 두고, 또한 패치 방사기(212)의 중심 포인트인 중심 포인트(236) 주위에 대칭적으로 배치되도록 배치된다. 방사 패치(212)는 유사하게, 예를 들어, 송신 또는 수신을 위한 신호들의 복수의 파장들의 배수 또는 분수로서 크기설정되는 더 높은 또는 더 낮은 주파수 대역들에서 방사하도록 구성될 수 있다.

[0052] 다른 예에서, 기생 패치들은 넓은 주파수 대역에 걸쳐 에너지를 재방사하도록 구성된다. 예를 들어, 기생 패치들(214 내지 217)은 예를 들어, 대역에 걸쳐 임계 리턴 손실(예를 들어, -5 dB 또는 -10 dB) 미만의 리턴 손실로, 28 GHz부터 39 GHz까지, 또는 57 GHz부터 68 GHz까지의 주파수 대역에 걸쳐 에너지를 재방사하도록 크기설정될 수 있다. 기생 패치들(214 내지 217) 및 기생 패치들(214 내지 217) 사이의 갭들(240, 242)의 크기는 기생 패치들(214 내지 217)에 의한 방사, 예를 들어, 주파수의 함수로서 리턴 손실에 영향을 미치도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 갭들(240, 242)의 크기들은 주파수의 함수로서 방사의 양에 영향을 미칠 수 있고, 패치 방사기 시스템(210)은 11 GHz 이상의 주파수 대역에 걸쳐 신호들을 효과적으로 방사하도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 각각의 개별적인 기생 패치가 주파수 대역의 하위 단부에서 신호를 방사하도록 구성되기 보다는, 기생 패치들(214 내지 217) 중 2개 이상이 조합하여 그 대역의 모든 주파수들에서 방사하도록 구성될 수 있다.

[0053] 도 11을 참조하고, 도 1 내지 도 10을 추가로 참조하면, 상이한 주파수 대역들의 신호들을 기생적으로 수신 및 재방사하는 방법(250)은 도시된 스테이지들을 포함한다. 그러나, 방법(250)은 제한이 아니라 단지 예시일 뿐이다. 방법(250)은 예를 들어, 스테이지들을 추가, 제거, 재배열, 조합, 동시에 수행함으로써 및/또는 단일 스테이지들을 다수의 스테이지들로 분리시킴으로써 변경될 수 있다. 예를 들어, 스테이지들(254 및 256)은, 예를 들어, 일반적으로 사용하기 위해 또는 캐리어-어그리게이션 기술들에서 사용하기 위해, 스테이지들(258 및 260) 이전에, 이후에 또는 그와 동시에 수행될 수 있다. 도시되고 설명된 바와 같은 방법(250)에 대한 또 다른 변형들이 가능하다.

[0054] 스테이지(252)에서, 방법(250)은 방사 패치로부터 제1 주파수 대역에서 고대역 신호 및 방사 패치로부터 제2 주파수 대역에서 저대역 신호를 방사하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 피드들(122, 124)은 각각의 편광들에서 피드들(122, 124)로부터 고대역 신호들을 방사하는 방사 패치(118)에 각각의 고대역 신호들을 전달할 수 있다. 다른 예로서, 피드들(122, 124) 중 오직 하나가 방사 패치(118)에 고대역 신호를 전달할 수 있다. 다른 예로서, 피드들(122, 124) 중 하나가 방사 패치(118)에 고대역 신호를 전달할 수 있는 한편, 피드들(122, 124) 중 다른 하나가 그와 동시에 방사 패치(118)에 저대역 신호를 전달할 수 있다. 다른 예로서, 피드들(122, 124)은 각각의 편광들에서 피드들(122, 124)로부터 저대역 신호들을 방사하는 방사 패치(118)에 저대역 신호들을 전달할 수 있다. 다른 예로서, 피드들(122, 124) 중 오직 하나가 방사 패치(118)에 저대역 신호를 전달할 수 있다. 고대역 신호들 및 저대역 신호들은 통상적으로 상이한 시간들에 피드들(122, 124)에 제공될 것이고, 피드들(122, 124) 각각은 통상적으로 한번에 오직 하나의 신호가 피드될 것이지만, 피드들(122, 124) 중 어느 하나에 동시에 상이한 신호들이 제공될 수 있다. 피드들(122, 124)에 의해 방사 패치(118)에 전달되는 신호들은 동일한 신호들일 수 있거나 또는 신호들이 동일한 주파수 대역이더라도 상이한 신호들일 수 있다(예를 들어, 상이한 콘텐츠를 가질 수 있다).

[0055] 스테이지(254)에서, 방법(250)은 고대역 패치에 의해 고대역 신호를 기생적으로 수신하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 방사 패치(118)에 의해 방사된 고대역 신호의 에너지는 고대역 패치(112)에 의해 수신될 수 있다. 고대역 패치(112)가 고대역 신호를 무선으로 수신하기 때문에, 고대역 패치(112)는 고대역 신호를 기생적으로 수신한다. 고대역 패치(112)가 방사 패치(118)에 의해 방사된 고대역 신호의 모든 에너지 미만의 에너지를 수신하더라도, 고대역 패치(112)는 고대역 신호를 수신한다.

[0056] 스테이지(256)에서, 방법(250)은 고대역 패치로부터 고대역 신호를 재방사하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 고대역 패치(112)는 고대역 신호를 수신하는 것으로 인해 에너지를 방사하고, 따라서 고대역 신호를 재방사하지만, 고대역 패치(112)는, 고대역 패치(112)가 방사 패치(118)로부터 수신한 고대역 신호의 모든 에너지 미만의 에너지를 방사한다. 고대역 패치(112)는 방사 패치(118)에 의해 방사된 고대역 편광들 각각에서 고대역 에너지를 재방사하도록 구성(예를 들어, 형상화 및 배열)된다. 다른 예들로서, 고대역 패치(152) 또는 기생 패치(172)는 방사 패치(118)로부터 수신된 고대역 신호 에너지를 재방사한다.

[0057] 스테이지(258)에서, 방법(250)은 고대역 패치 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 조합에 의해 저대역 신호를 기생적으로 수신하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 방사 패치(118)에 의해 방사된 저대역 신호의 에너지는 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117), 또는 고대역 패치(152) 및 기생 엘리먼트(154)의 조합, 또는 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117, 및 164 내지 167)의 조합, 또는 기생 패치(172) 및 기생 엘리먼트들(174 내지 177 및 184 내지 187)의 조합에 의해 수신될 수 있다. 패치 및 기생 엘리먼트(들)의 조합들의 다른 예들이 사용될 수 있다. 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)이 저대역 신호를 무선으로 수신하기 때문에, 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)은 저대역 신호를 기생적으로 수신한다. 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합이 방사 패치(118)에 의해 방사된 저대역 신호의 모든 에너지 미만의 에너지를 수신하더라도 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합은 저대역 신호를 수신한다.

[0058] 스테이지(260)에서, 방법(250)은 고대역 패치 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 조합으로부터 저대역 신호를 재방사하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 고대역 패치(112) 및 기생 엘리먼트들(114 내지 117)의 조합이 방사 패치(118)로부터 수신된 저대역 신호의 모든 에너지 미만의 에너지를 방사하더라도, 고대역 패치(112)는 기생 엘리먼트들(114 내지 117)과 조합하여 저대역 신호를 수신하는 것으로 인한 에너지를 방사하고 따라서 저대역 신호를 재방사할 수 있다. 방사 패치(118)로부터 오직 하나의 저대역 신호가 수신되면, 기생 엘리먼트들(114 내지 117) 중 모든 것 미만의 기생 엘리먼트들(즉, 오직 수신된 신호의 편광에 대응하는 기생 엘리먼트들(114 내지 117))이 저대역 신호의 에너지를 재방사할 수 있다. 고대역 패치(112)는 기생 엘리먼트들(114 내지 117)과 조합하여 방사 패치(118)에 의해 방사된 저대역 편광들 각각에서 저대역 에너지를 재방사하도록 구성(예를 들어, 형상화 및 배열)된다. 다른 예들에서, 기생 엘리먼트(154)와 조합된 고대역 패치(152), 또는 기생 엘리먼트들(114 내지 117 및 추가적 기생 엘리먼트들(164 내지 167)과 조합된 고대역 패치(112), 또는 기생 패치(172) 및 기생 엘리먼트들(174 내지 177 및 184 내지 187)의 조합이 대응하는 편광들에서 방사 패치(118)로부터 수신된 저대역 신호들 각각을 재방사한다.

[0059] 다른 고려사항들

[0060] 앞서 논의된 기술들은 예시들이고 포괄적이 아니다. 논의된 것들 이외의 구성들이 사용될 수 있다.

[0061] 본원에서 사용되는 바와 같이, "중 적어도 하나"가 후속하거나 "중 하나 이상"이 후속하는 항목들의 리스트에서 사용되는 바와 같은 "또는"은, 예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나"의 리스트 또는 "A, B 또는 C 중 하나 이상"의 리스트가 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 또는 ABC(즉, A 및 B 및 C), 또는 1개 초과의 특징과의 결합들(예를 들어, AA, AAB, ABBC 등)을 의미하도록 하는 택일적 리스트를 표시한다.

[0062] 앞서 논의된 시스템들 및 디바이스들은 예시들이다. 다양한 구성들은 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 적절히 생략, 치환 또는 추가할 수 있다. 예를 들어, 특정 구성들에 관하여 설명되는 특징들은 다양한 다른 구성들에서 조합될 수 있다. 구성들의 상이한 양상들 및 엘리먼트들은 유사한 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 기술은 발전하며, 따라서 대부분의 엘리먼트들은 예들이고, 본 개시 또는 청구항들의 범위를 제한하지 않는다.

[0063] 특정한 세부사항들은, (구현들을 포함하는) 예시적인 구성들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명에서 제공된다. 그러나, 구성들은 이들 특정한 세부사항들 없이 실시될 수 있다. 예를 들어, 잘-알려진 회로들, 프로세스들, 알고리즘들, 구조들, 및 기술들은 구성들을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 불필요한 세부사항 없이 도시되었다. 이러한 설명은 예시적인 구성들만을 제공하며, 청구항들의 범위, 적용가능성, 또는 구성들을 제한하지 않는다. 오히려, 구성들의 앞선 설명은 설명된 기술들을 구현하기 위한 설명을 제공한다. 다양한 변화들이 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 엘리먼트들의 기능 및 어레인지먼트(arrangement)에서 행해질 수 있다.

[0064] 추가로, 하나 초과의 발명이 개시될 수 있다.

Claims

안테나 시스템으로서,
전기 전도성이고, 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된 패치(patch) 방사기;
상기 패치 방사기와 중첩하는 기생 패치 방사기 ― 상기 기생 패치 방사기는 전기 전도성이고 상기 제1 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성됨 ―; 및
상기 기생 패치 방사기 및 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 조합이 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록, 상기 기생 패치 방사기에 대해 크기설정되고 배치되는 도체를 포함하는 상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트를 포함하는, 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 내의 최저 주파수는 상기 제2 주파수 대역 내의 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높은, 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 기생 패치 방사기의 각각의 에지에 인접하게 배치된 적어도 하나의 도체를 포함하는, 안테나 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 기생 패치 방사기는 정사각형이고, 2개의 직교 편광들 중 적어도 하나에서 상기 제1 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성되고, 상기 패치 방사기에 대해 중심이 설정되고;
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는, 상기 기생 패치 방사기 및 상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트의 상기 조합이 상기 2개의 직교 편광들 중 적어도 하나에서 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록, 상기 기생 패치 방사기에 대해 대칭적으로 배치 및 구성되는, 안테나 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 기생 패치 방사기의 각각의 코너에 대각선으로 인접한 영역에 배치된 추가 도체를 더 포함하는, 안테나 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 기생 패치 방사기 주위에 배치된 전도성 루프를 포함하는, 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 패치 방사기는 상기 시스템의 제1 층에 배치되고, 상기 기생 패치 방사기 및 상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 시스템의 상기 제1 층과는 상이한 상기 시스템의 제2 층에 배치되는, 안테나 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 기생 패치 방사기는 제1 기생 패치 방사기이고, 상기 시스템은 상기 시스템의 제3 층에 배치된 제2 기생 패치 방사기를 더 포함하고, 상기 제3 층은 상기 제1 층 및 상기 제2 층과는 상이하고, 상기 제2 기생 패치 방사기는 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성되는, 안테나 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 제1 기생 패치 방사기는 상기 패치 방사기의 제1 측면에 배치되고 상기 제2 기생 패치 방사기는 제2 측면에 배치되고 상기 패치 방사기와 중첩하는, 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
복수의 기생 엘리먼트들을 포함하고, 상기 기생 패치 방사기 및 상기 복수의 기생 엘리먼트들은 중심 포인트를 중심으로 대칭적으로 배치되는, 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 패치 방사기는 어레이로 배치된 복수의 패치 방사기들 중 하나이고, 상기 기생 패치 방사기 및 상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 복수의 패치 방사기들에 기생적으로 커플링하도록 구성 및 배치된 상기 어레이의 컴포넌트들이고, 상기 어레이에 패치 방사기들보다 많은 기생 패치들이 존재하는, 안테나 시스템.
다중층 안테나 시스템으로서,
다중층 회로 보드;
전기를 전달하도록 구성된 피드(feed) 라인;
상기 피드 라인에 커플링된 패치 방사기 ― 상기 패치 방사기는 전기 전도성이고, 직사각형 형상을 갖고, 상기 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치되고, 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성됨 ―;
상기 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된 기생 패치 방사기 ― 상기 패치 방사기 및 상기 기생 패치 방사기는 중첩하고, 상기 기생 패치 방사기는 전기 전도성이고, 직사각형 형상을 갖고, 제1 에지, 제2 에지, 제3 에지 및 제4 에지를 갖고, 상기 제3 에지 및 상기 제4 에지 각각은 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이에서 연장되고 상기 제1 주파수 대역에서, 상기 다중층 회로 보드의 기판에서 0.4 내지 0.6 파장의 제1 전기 길이를 가짐 ―; 및
상기 기생 패치 방사기의 상기 제1 에지에 인접하게 배치된 제1 도체 및 상기 기생 패치 방사기의 상기 제2 에지에 인접하게 배치된 제2 도체를 포함하는 적어도 하나의 기생 엘리먼트를 포함하는, 다중층 안테나 시스템.
제12항에 있어서,
상기 기생 패치 방사기 및 상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는, 조합하여, 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하기 위해 상기 제2 주파수 대역에서 상기 기판에서 0.4 내지 0.6 파장들의 전기 길이를 제공하도록 배치 및 구성되고, 상기 제1 주파수 대역에서 최저 주파수는 상기 제2 주파수 대역에서 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높은, 다중층 안테나 시스템.
제13 항에 있어서,
상기 기생 패치 방사기는 정사각형이고;
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 패치 방사기의 상기 제3 에지에 인접하게 배치된 제3 도체 및 상기 패치 방사기의 제4 에지에 인접하게 배치된 제4 도체를 더 포함하고;
상기 기생 패치 방사기, 상기 제1 도체, 및 상기 제2 도체는 조합하여, 제1 편광에서 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성되고;
상기 기생 패치 방사기, 상기 제3 도체, 및 상기 제4 도체는 조합하여, 상기 제1 편광에 직교하는 제2 편광에서 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성되는, 다중층 안테나 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 기생 패치 방사기의 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 에지들 중 각각의 하나에 각각 인접하게 배치된 적어도 4개의 전도성 스트립들을 포함하는, 다중층 안테나 시스템.
제15 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 4개의 전도성 스트립들 중 2개와 각각 정렬되는 정사각형 도체들을 더 포함하는, 다중층 안테나 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 기생 패치 방사기 주위에 배치된 전도성 링을 포함하는, 다중층 안테나 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 기생 패치 방사기는 제1 기생 패치 방사기이고, 상기 시스템은 상기 다중층 회로 보드의 제3 층에 배치되고 상기 제2 주파수 대역에서 에너지를 방사하도록 구성된 제2 기생 패치 방사기를 더 포함하는, 다중층 안테나 시스템.
제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 엘리먼트는 상기 다중층 회로 보드의 상기 제2 층에 배치되는, 다중층 안테나 시스템.
안테나 시스템으로서,
다중층 회로 보드;
전기를 전달하도록 구성된 피드 라인;
상기 피드 라인에 커플링된 패치 방사기 ― 상기 패치 방사기는 전기 전도성이고, 상기 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치되고, 제1 주파수 및 제2 주파수에서 에너지를 방사하도록 구성되고, 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수는 5 GHz 초과만큼 분리됨 ―; 및
상기 다중층 회로 보드의 제2 층에 배치된 복수의 기생 패치들을 포함하고, 상기 복수의 기생 패치들은 상기 패치 방사기로부터 상기 제1 주파수에서 제1 에너지를 수신하고 상기 제1 주파수에서 상기 제1 수신된 에너지의 적어도 일부분을 재방사하도록 구성되고, 상기 패치 방사기로부터 상기 제2 주파수에서 제2 에너지를 수신하고 상기 제2 주파수에서 상기 제2 수신된 에너지의 적어도 일부분을 재방사하도록 구성되는, 안테나 시스템.
제20 항에 있어서,
상기 복수의 기생 패치들은 중심 포인트를 중심으로 대칭적인, 안테나 시스템.
제21 항에 있어서,
상기 복수의 기생 패치들은 상기 패치 방사기와 각각 부분적으로 중첩하는 4개의 정사각형 패치들을 포함하는, 안테나 시스템.
제21 항에 있어서,
상기 중심 포인트는 상기 패치 방사기의 중심 포인트인, 안테나 시스템.
제21 항에 있어서,
상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수로부터 대략 11 GHz만큼 분리된, 안테나 시스템.
안테나 시스템으로서,
제1 주파수 대역에서 제1 신호 및 제2 주파수 대역에서 제2 신호를 제공하기 위한 피드 수단;
상기 피드 수단에 전기적으로 커플링되어, 상기 제1 주파수 대역에서, 상기 피드 수단으로부터 수신된 상기 제1 신호를 방사하고, 상기 제2 주파수 대역에서, 상기 피드 수단으로부터 수신된 상기 제2 신호를 방사하기 위한 제1 방사 수단;
상기 제1 방사 수단으로부터 상기 제1 신호를 기생적으로 수신하고, 상기 제1 주파수 대역에서, 상기 제1 주파수 대역 내의 상기 제1 신호를 방사하기 위한 제2 방사 수단; 및
상기 제2 방사 수단과 함께, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제2 신호를 기생적으로 수신하고, 상기 제2 방사 수단과 함께, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제2 신호를 방사하기 위한 제3 방사 수단을 포함하는, 안테나 시스템.
제25 항에 있어서,
상기 제3 방사 수단은 상기 제2 방사 수단과 함께, 상기 제1 방사 수단으로부터 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제2 신호를 기생적으로 수신하기 위한 것인, 안테나 시스템.
제25 항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 내의 최저 주파수는 상기 제2 주파수 대역 내의 최고 주파수보다 적어도 10% 더 높은, 안테나 시스템.
제25 항에 있어서,
상기 제2 방사 수단 및 상기 제3 방사 수단은 다중층 회로 보드의 제1 층에 배치되는, 안테나 시스템.
제28 항에 있어서,
상기 제1 방사 수단으로부터 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제2 신호를 기생적으로 수신하고 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제2 신호를 방사하기 위한 제4 방사 수단을 더 포함하고, 상기 제4 방사 수단은 상기 다중층 회로 보드의, 상기 제1 층과는 상이한 제2 층에 배치되는, 안테나 시스템.
제28 항에 있어서,
상기 제2 방사 수단은 2개의 직교 편광들에서 상기 제1 신호를 방사하기 위한 것이고;
상기 제3 방사 수단은 상기 제2 방사 수단을 중심으로 대칭적으로 배치되고, 상기 제2 방사 수단과 함께, 상기 2개의 직교 편광들에서 상기 제2 신호를 방사하기 위한 것인, 안테나 시스템.