KR20230003035A

KR20230003035A - 안테나 배치 및 통신 장치

Info

Publication number: KR20230003035A
Application number: KR1020227041199A
Authority: KR
Inventors: 얀네 일보넨; 야리-마티 한눌라; 리쿠 코르밀라이넨; 아누 레토부오리; 라스무스 루마니에미; 빌 비카리; 알렉산더 흐리프코브; 주나스 크로게루스
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2023-01-05
Also published as: EP4133551A1; US20230118728A1; JP2023523989A; JP7454703B2; WO2021219195A1; CN115461932A

Abstract

본 발명은 통신 장치(200)용 안테나 배치(100)에 관한 것이다. 안테나 배치(100)는 상부 전도성 패치(102)에게 또는 상부 전도성 패치(102)로부터 RF 신호를 운반하는 하나 이상의 급전 회로(142a, 142b, 142c,??,142d)에 결합된 적어도 제1 결합점(104) 및 제2 결합점(108)을 포함하는 상부 전도성 패치(102)를 포함한다. RF 신호는 제1 결합점(104)에서 제1 위상(P1)을 갖고, 제2 결합점(108)에서 제2 위상(P2)을 갖는다. 제1 슬롯(112)은 제1 결합점(104)과 제2 결합점(108) 사이의 전도성 패치(102)에서 연장된다. 본 발명에 따른 안테나 배치(100)는 원하는 전류 분포가 제어되고 체계적인 방식으로 안테나에서 실현될 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 이러한 안테나 배치(100)를 포함하는 통신 장치(200)에 관한 것이다.

Description

안테나 배치 및 통신 장치

본 발명은 통신 장치용 안테나 배치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 안테나 배치를 포함하는 통신 장치에 관한 것이다.

현재 사용자 장비(UE)와 같은 모바일 장치의 안테나는 손실이 많고 까다로운 환경에 배치되어야 하지만 효율적인 방사를 제공해야 한다. 이것은 소형 안테나의 궁극적인 효율 한계에 접근하는 실용적인 안테나 구조를 요구한다. 최적의 안테나 모양을 찾는 것은 전자기 시뮬레이션의 높은 계산 부담과 안테나 모양과 그 전기적 특성 사이의 복잡한 관계로 인해 매우 어렵고 힘들 수 있다. 따라서 설계자가 최적의 솔루션을 찾을 수 있다는 보장이 없다.

이론 및 수치 전자기 연구 커뮤니티는 수학적으로 최적의 솔루션을 찾는 데 중점을 둔다. 이 연구 커뮤니티는 대역폭과 효율성 측면에서, 전기적으로 작은 안테나의 성능에 대한 상한을 정의하는 유명한 Chu's limit와 같은 안테나에 대한 근본적인 한계를 도출했다. 이 연구 커뮤니티는 또한 안테나의 궁극적으로 최상의 전류 또는 필드 분포를 찾는 비교적 간단한 방법을 확립하여 가능한 최상의 방사 특성을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 최적의 전류 분포를 실제 안테나 설계에 통합하는 것은 어려운 일이다.

본 발명의 실시예의 목적은 종래 솔루션의 결점 및 문제점을 완화하거나 해결하는 솔루션을 제공하는 것이다.

위의 목적 및 추가 목적은 독립항의 주제에 의해 해결된다. 본 발명의 또 다른 유리한 실시예는 종속항에서 찾을 수 있다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 전술한 목적 및 다른 목적은 통신 장치용 안테나 배치로 달성되며, 이 안테나 배치는:

상부 표면 및 하부 표면을 갖는 기판,

상부 표면 상에 배열된 상부 전도성 패치로서, 제1 섹션 및 제1 섹션에 인접한 제2 섹션을 포함하는 상부 전도성 패치,

상기 상부 전도성 패치의 반대쪽 하부면에 배치된 하부 전도성 패치,

상부 전도성 패치에 또는 상부 전도성 패치로부터 무선 주파수(RF) 신호를 전달하도록 구성된 하나 이상의 급전 회로를 포함하며,

상부 전도성 패치는, 상부 전도성 패치가 하나 이상의 급전 회로에 결합되는 2개 이상의 결합점을 포함하고, 2개 이상의 결합점은 제1 섹션에 위치한 제1 결합점과 제2 섹션에 위치한 제2 결합점을 포함하며, 이에 따라 상기 RF 신호가 상기 제1 결합점에서 제1 위상을 갖고 상기 제2 결합점에서 제2 위상을 갖도록 하고,

제1 슬롯은 제1 결합점과 제2 결합점 사이의 상부 전도성 패치에서 연장된다.

상부 전도성 패치는 RF 신호를 캡처하거나 방사하기 위한 안테나 역할을 할 수 있으며, 일반적으로 패치 안테나로 당업계에 알려진 설계일 수 있다. 따라서 상부 전도성 패치는 본 명세서에서 안테나 패치로 추가로 지칭될 수 있다. 바닥 전도성 패치는 접지면으로 작용할 수 있으며 여기서는 접지 패치라고도 한다.

여기에서 결합점은 상부 전도성 패치의 영역에 비해 작은 공간 확장을 갖는 점형 영역에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 장점은, 결합점 형태의 다중 급전점이 단 하나의 결합점을 갖는 단일 급전 안테나에 비해 안테나 구조의 전류 분포를 더 잘 제어할 수 있게 한다는 점이다. 전류 분포를 더 잘 제어하면 높은 방사 효율, 원하는 지향성 또는 분극 특성 및/또는 원하는 입력 임피던스를 달성할 수 있다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 안테나 배열은 다음을 더 포함한다:

상기 제1 슬롯에 배열되고 상기 제1 슬롯의 전기적 길이를 변경하도록 구성된 제1 제어 가능한 커패시터.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 장점은 제어 가능한 커패시터가 안테나의 전류 분포를 제어할 수 있고 안테나가 고정된 경우에 비해 훨씬 더 우수하다는 점이다. 전류 분포를 더 잘 제어하면 예를 들어 사용자의 손이 안테나 근처에 있는 경우와 같이 다양한 사용 시나리오에서 더 넓은 주파수 대역에 걸쳐 높은 방사 효율, 우수한 매칭 및 가능한 기타 방사 특성을 더 쉽게 유지할 수 있다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제1 슬롯은 개방 단부 및 폐쇄 단부를 갖고, 제1 제어 가능한 커패시터는 제1 슬롯의 개방 단부와 폐쇄 단부 사이에 배열된다. 제1 제어 가능한 커패시터는 제1 슬롯의 개방 단부 또는 폐쇄 단부에 추가로 배열될 수 있다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 이점은 잠재적으로 높은 전계가 슬롯/갭에 걸쳐 형성되고 결과적으로 전류에 대한 제어 가능한 커패시터의 효과가 증가한다는 점이다. 슬롯은 잠재적으로 제어 가능한 커패시터로 전류 제어 가능성을 증가시킨다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제2 위상은 제1 위상에 대해 180도 회전된 위상이다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 이점은 서로 다른 결합점의 급전 사이의 180도 위상 오프셋이 일반적으로 고효율 및 우수한 임피던스 정합을 초래한다는 것이다. 또한 180도 위상차는 여러가지 상이한 수동 구조로 구현하기가 쉽다.

RF 신호가 제3 결합점에서 제3 위상을 갖도록, 제1 섹션에 위치하는 제3 결합점;

RF 신호가 제4 결합점에서 제4 위상을 갖도록 제2 구간에 위치하는 제4 결합점; 및

상부 전도성 패치에서 연장되고 제3 결합점과 제4 결합점 사이에 배열되는 제2 슬롯.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 이점은 결합점/급전의 수가 증가함에 따라 안테나의 제어 가능성이 향상된다는 것이다. 결합점이 2개인 경우와 비교할 때 결합점이 4개인 경우 잠재적으로 더 나은 전기 안테나 성능을 제공한다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에 있어서,

제1 위상과 제3 위상은 동일한 위상을 갖고, 제2 위상과 제4 위상은 동일한 위상을 갖거나; 또는

제1 단계, 제2 단계, 제3 단계 및 제4 단계는 상이한 단계를 갖는다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 이점은, 급전 위상이 변수인 현실보다 더 단순한 급전 구조로 귀결되는 고정 급전 위상이다. 상대적으로 우수한 성능은 일반적으로 고정 급전 위상을 사용하여 상대적으로 넓은 대역에서도 얻을 수 있다. 이렇게 하면 제어 가능한 RF 위상 시프터가 필요하지 않으며 급전 구조가 더 간단해진다.

제2 슬롯에 배열되고 제2 슬롯의 전기적 길이를 변경하도록 구성된 제2 제어 가능한 커패시터.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 장점은 안테나에서 제어 가능한 커패시터의 수에 따라 전류 제어 가능성이 향상된다는 것이다. 제어 가능성이 향상되면 더 넓은 대역과 더 광범위한 사용 사례에서 우수한 매칭, 고효율 및 기타 성능 파라미터를 보존할 수 있다. 또한, 더 많은 수의 제어 가능한 커패시터는 잠재적으로 구조에 더 균일한 전류 분포를 초래한다. 보다 균일한 전류 분포는 결과적으로 전도 손실을 낮춘다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제2 슬롯은 개방 단부 및 폐쇄 단부를 갖고, 제2 제어 가능한 커패시터는 제2 슬롯의 개방 단부와 폐쇄 단부 사이에 배치된다. 제2 제어 가능한 커패시터는 제2 슬롯의 개방 단부 또는 폐쇄 단부에 추가로 배열될 수 있다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 장점은 슬롯을 가로지르는 전계가 일반적으로 특히 슬롯의 개방 단부 근처이면서 슬롯의 폐쇄 단부로부터 멀다는 점이다. 제어 가능한 커패시터 양단의 전기장이 클수록 전류 분포에 대한 잠재적인 영향이 커진다. 따라서 제어 가능한 커패시터가 있는 구조의 제어 가능성은 슬롯을 도입하고 그 위에 제어 가능한 커패시터를 배치하여 개선할 수 있다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제1 슬롯의 개방 단부 및 제2 슬롯의 개방 단부는 상부 전도성 패치의 대향 측면에 배열된다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 장점은 대칭 레이아웃을 가진 이러한 종류의 구조가 상당히 균일한 전류 분포와 우수한 전류 제어성을 제공할 수 있다는 것이다. 균일한 전류 분포는 잠재적으로 전도 손실을 낮춘다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제1 슬롯 및 제2 슬롯은 반대 방향으로 연장되고 서로 정렬된다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 이점은 이러한 대칭 배열이 대칭 급전 포트 임피던스 및 급전 신호 위상을 유도한다는 점이다. 이로 인해 잠재적으로 급전 네트워크가 간소화되고 고정된 180도 위상 편이 급전 신호를 더 쉽게 사용할 수 있다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제1 슬롯 및 제2 슬롯은 서로로부터 제1 섹션 및 제2 섹션을 적어도 부분적으로 구분한다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 제1 결합점, 제2 결합점, 제3 결합점 및 제4 결합점은 상부 전도성 패치 상에 대칭적으로 배열된다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 각 결합점의 RF 신호는 동일한 진폭을 갖는다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 이점은 급전 신호 진폭이 임의적이거나 제어 가능한 경우에 비해 급전 네트워크가 잠재적으로 더 간단하다는 것이다.

RF 신호를 전달하도록 구성된 단일 급전 회로,

단일 급전 회로에 결합되고 RF 신호를 각각의 결합점으로 분할하도록 구성된 전력 분배기, 및

각각의 결합점에 대한 위상 시프터로서, 각 위상 시프터는 전력 분배기에 결합되고 각각의 결합점에 제공되는 RF 신호의 위상을 제어하도록 구성된다.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 장점은 가변 위상 시프터가 안테나 구조에서 전류 분포를 잘 제어할 수 있다는 점이다. 이를 통해 광범위한 사용 사례와 광대역에서 우수한 성능을 달성할 수 있다. 반면에 집적 회로 기술로 구현된 가변 위상 시프터는 매우 저렴하고 작으며 안테나와 통합하기 쉽다. 또한 전력 분배기는 다중 채널 위상 시프터 칩 내부에서 실현될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 다중 채널 위상 시프터 칩을 사용하는 경우 단일 칩이 전체 안테나 구조에 공급할 수 있다.

제1 측면에 따른 안테나 배열의 구현 형태에서, 안테나 배열은 다음 중 적어도 하나를 더 포함한다:

제1 위상을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제1 급전 회로,

제2 위상을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제2 급전 회로,

RF 신호를 제3 위상으로 전달하도록 구성된 제3 급전 회로, 및

제4 위상을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제4 급전 회로.

이 구현 형태에 따른 안테나 배열의 장점은 전력 분배기 또는 위상 시프터가 필요하지 않다는 것이다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 전술한 목적 및 다른 목적은 무선 통신 시스템용 통신 장치로 달성되며, 통신 장치는 제1 측면에 따른 안테나 배열의 선행 구현 형태 중 어느 하나에 따른 안테나 배열을 포함한다.

제2 측면에 따른 통신 장치의 구현 형태에서, 통신 장치는:

섀시,

유리층,

섀시와 유리층 사이에 배열된 유전층을 포함하고,

그리고 여기서

안테나 배열은 섀시와 유전체 층 사이에 배열된다.

본 발명의 실시예의 추가적인 적용 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

첨부된 도면은 본 발명의 상이한 실시예를 명확히 하고 설명하기 위한 것으로, 여기서:
도 1a-b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배열을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배열을 도시한다.
도 3a-3e는 안테나 배열의 상부 전도성 패치의 다른 예시적인 형상을 도시한다.
도 4a 내지 4e는 안테나 배열의 슬롯의 다른 예시적인 형상을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배치의 단일 급전 장치를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배치의 다중 급전 장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치에 포함된 안테나 배열의 측면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치에 포함된 안테나 배열의 평면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배열을 포함하는 통신 장치를 도시한다.
도 10은 무선 통신 시스템에서 통신하도록 구성된 통신 장치를 나타낸다.

안테나의 최적 전류 또는 필드 분포는 수치 최적화를 사용하여 이론적으로 결정할 수 있다. 그러나 최적의 전류 분포를 실제 안테나 설계에 통합하는 것은 어려운 일이다. 계산된 안테나 구조는 현대 무선 장치의 복잡한 안테나 구조 모델과는 거리가 멀고 기하학적으로 단순한 경우가 많다. 주요 과제는 실제 여기(excitation) 요소가 최적의 분포를 쉽게 변경하기 때문에 얻은 전류 분포가 실제로 여기하기 어렵다는 것이다.

최적의 전류 분포를 얻기 위한 기존의 안테나 솔루션에는 개구 결합을 통해 또는 단일 안테나에 의해 여기된 기생 금속 픽셀 레이어, 공동 급전 안테나 요소, 다중 급전 패치 안테나, 차동 신호가 공급되는 두 개의 분리된 패치, 단일 급전 또는 두 개의 분리된 급전이 있는 픽셀/그리드 안테나가 포함된다.

기존 솔루션은, 안테나의 최적화되지 않은 급전, 복잡한 여기가 사용되고 상대적으로 두꺼운 안테나가 필요하다는 등의 문제를 겪고 있다. 따라서, 기존 솔루션 중 어떤 것도 제어되고 체계적인 방식으로 안테나에 최적의 전류 분포를 제공하지 못한다.

따라서 본 발명의 목적은 전술한 결점을 해결하고 안테나 배치의 전류 분포를 개선하는 것이다. 개선된 전류 분포는 원하는 전류 분포가 제어되고 체계적인 방식으로 안테나에서 실현될 수 있게 하는 본 발명에 따른 안테나 배열로 달성된다.

도 1a-b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치(200)용 안테나 배치(100)의 실시예를 도시한다. 안테나 배치(100)는 상부 전도성 패치(102) 및 하부 전도성 패치(160)가 배열된 기판(150)을 포함한다. 안테나 배치(100)는 상부 전도성 패치(102)에 또는 상부 전도성 패치(102)로부터 무선 주파수(RF) 신호를 운반하도록 구성된 하나 이상의 급전 회로(142a, 142b, 142c,..., 142d)(도 5-6에 도시됨)를 더 포함한다.

도 1a를 참조하면, 기판(150)은 상부 표면(152) 및 하부 표면(154)을 갖는다. 상부 전도성 패치(102)는 상부 표면(152) 상에 배열되고 하부 전도성 패치(160)는 상부 전도성 패치(102)에 대향하는 하부 표면(154) 상에 배열된다. 상부 전도성 패치(102)는 RF 신호를 흡수 또는 방사하기 위한 안테나로서 작용하도록 구성될 수 있고 일반적으로 패치 안테나로서 당업계에 알려진 설계일 수 있다. 따라서 상부 전도성 패치(102)는 본 명세서에서 안테나 패치로 추가로 지칭될 수 있다. 하부 도전성 패치(160)는 접지면으로서 작용하도록 구성될 수 있고 본 명세서에서 접지 패치로 또한 지칭될 수 있다.

상부 전도성 패치(102)는 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 섹션(106) 및 제1 섹션(106)에 인접한 제2 섹션(110)을 포함한다. 상부 전도성 패치(102)는 상부 전도성 패치(102)가 하나 이상의 급전 회로(142a, 142b, 142c,…, 142d)에 결합되는 2개 이상의 결합점을 더 포함한다. 결합점은 여기에서 상부 전도성 패치(102)의 영역에 비해 작은 공간 확장을 갖는 점형 영역에 대응하는 것으로 이해될 수 있다. 결합점의 면적은 예를 들어 상부 전도성 패치(102) 면적의 10 내지 1% 미만이어야 한다. 2개 이상의 결합점은 추가로 능동 포트 또는 수동 포트일 수 있다. 능동 포트는 트랜시버에서 공급될 수 있고 수동 포트는 임피던스, 커패시터, 인덕터, 개방 회로, 단락, 전송선 섹션으로 로드될 수 있다. 임피던스 부하는 집중 요소 또는 분산 요소로 실현할 수 있다. 예를 들어, 집중 요소 또는 인쇄 회로 기판(PCB)에 일체형으로 통합된 인덕터 또는 커패시터로, 즉, 금속층을 적절하게 패턴화하거나 전송선 섹션을 패턴화함으로써, 실현할 수 있다.

도 1a-b에 도시된 실시예에서, 상부 전도성 패치(102)는 2개의 결합점, 즉 제1 섹션(106)에 위치한 제1 결합점(104) 및 제2 섹션(110)에 위치한 제2 결합점(108)을 포함한다. 상부 전도성 패치(102)는, 상부 전도성 패치(102)로의 또는 상부 전도성 패치로부터의 RF 신호가 제1 결합점(104)의 제1 위상 P1 및 제2 결합점(108)의 제2 위상 P2을 가질 수 있도록, 제1 결합점(104)의 하나 이상의 급전 회로(142a, 142b, 142c,??, 142d)에 결합된다. 제1 결합점(104) 및 제2 결합점(108)의 RF 신호는 각각 동일한 진폭을 갖지만 상이한 위상을 가질 수 있다. 따라서, 제2 위상(P2)은 제1 위상(P1)과 상이할 수 있다. 실시예에서, 제2 위상(P2)은 제1 위상(P1)에 대해 회전된 180도 위상이다.

상부 전도성 패치(102)는 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 결합점(104)과 제2 결합점(108) 사이의 상부 전도성 패치(102)에서 연장하는 제1 슬롯(112)을 더 포함한다. 따라서 제1 결합점(104)과 제2 결합점(108)은 제1 슬롯(112)의 반대쪽에 위치할 수 있다. 제1 슬롯(112)은 제1 섹션(106)과 제2 섹션(110) 사이의 경계에서 연장되도록 추가로 배열될 수 있고 따라서 적어도 부분적으로 제2 섹션(110)으로부터 제1 섹션(106)을 구분할 수 있다.

제1 제어 가능한 커패시터(114)는 제1 슬롯(112)에 배열될 수 있고 제1 슬롯(112)의 전기적 길이를 변경하도록 구성될 수 있다. 따라서 제1 제어 가능한 커패시터(114)는 제1 슬롯(112)의 전기적 길이를 튜닝할 수 있고 따라서 안테나 배치(100)의 공진 주파수를 튜닝할 수 있다. 제어 가능한 커패시터는 집적 회로 또는 MEMS(microelectromechanical systems) 기술로 구현된 버랙터(varactor) 다이오드, 강유전성 버랙터 또는 전환 가능한 커패시터 뱅크 등이 될 수 있다. 버랙터 다이오드와 강유전성 버랙터는 아날로그 장치이며 이들의 커패시턴스는 DC(직류) 바이어스 전압 또는 전류에 의해 제어된다. 일반적으로 RF 회로에서 바이어스 회로를 분리하기 위해 DC 블록 커패시터와 RF 초크 인덕터를 사용하여 안테나 회로에 연결된다. 커패시터 뱅크는 일반적으로 디지털 구성 요소이다. RF 신호와 디지털 제어 신호를 위한 별도의 포트가 있다. 디지털 제어 신호는 사용 가능한 개별 정전 용량 상태의 세트에서 구성 요소의 정전 용량을 선택하는 데 사용된다. 커패시턴스는 안테나 구조의 전류 분포에 영향을 미치며 전류 분포는 입력 임피던스, 방사 효율, 방사 패턴 및 편파를 포함하여 안테나의 모든 전기적 특성을 결정한다. 따라서 캐패시턴스를 변경/변경함으로써 안테나의 특성을 제어할 수 있다.

도 1b를 참조하면, 제1 슬롯(112)은 개방 단부(132)와 폐쇄 단부(132')를 가질 수 있고, 제1 제어 가능한 커패시터(114)는 제1 슬롯(112)의 개방 단부(132)와 폐쇄 단부(132') 사이에 배열될 수 있다. 제1 제어 가능한 커패시터(114)는 단부(132, 132')를 포함하는 제1 슬롯(112)을 따라 어디에나 배열될 수 있다. 일반적으로, 슬롯을 가로지르는 전기장은 슬롯의 개방 단부에서 가장 높다. 결과적으로, 커패시터 양단의 전압이 클수록 전류 분포에 더 많은 영향을 미칠 수 있다. 잠재적으로 가장 큰 튜닝 효과는 슬롯의 열린 끝에 커패시터를 배치하여 얻을 수 있다. 따라서, 제1 제어 가능한 커패시터(114)는 실시예에서 제1 슬롯(112)의 개방 단부(132) 또는 폐쇄 단부(132')에 배열될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 제1 제어 가능한 커패시터(114)는 제1 슬롯(112)의 개방 단부(132)에 배열된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치(200)용 안테나 배치(100)의 추가 실시예를 도시한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 안테나 배치(100)는 상부 전도성 패치(102) 및 4개의 결합점을 포함한다. 도 1b를 참조하여 설명된 제1 및 제2 결합점(104, 108) 및 추가로 제3 결합점(116) 및 제4 결합점(118)이 있다. 제3 결합점(116)은 RF 신호가 제3 결합점(116)에서 제3 위상(P3)을 갖도록 제1 섹션(106)에 위치하고, 제4 결합점(118)은 RF 신호가 제4 결합점(118)에서 제4 위상(P4)을 갖도록 제2 섹션(110)에 위치한다. 각각의 결합점(104, 108, 116, 118)에서의 RF 신호는 동일한 진폭을 가질 수 있다.

실시예에서, 제1 위상(P1)과 제3 위상(P3)은 동일한 위상을 갖고, 제2 위상(P2)과 제4 위상(P4)은 동일한 위상을 갖는다. 이러한 실시예에서, 제2 위상(P2) 및 제4 위상(P4)은 제1 위상(P1) 및 제3 위상(P3)에 대해 180도 위상 회전될 수 있다. 그러나 제1 위상(P1), 제2 위상(P2), 제3 위상(P3) 및 제4 위상(P4)은 실시예에 따라 상이할 수 있다. 포트 사이의 180도 위상차는 특히 구조가 대칭인 경우 일반적으로 좋은 방사 특성과 임피던스 정합을 가져온다. 안테나가 비대칭이거나 비대칭 환경(예: 휴대폰 크기)에 배치된 경우 180도 오프셋 급전 신호가 아닌 다른 신호가 더 나은 성능을 제공할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제1 결합점(104), 제2 결합점(108), 제3 결합점(116) 및 제4 결합점(118)은 상부 전도성 패치(102) 상에 대칭적으로 배열될 수 있다. 결합점이 대칭적으로 배열된다는 것은 결합점이 상부 전도성 패치(102)에 대칭 패턴을 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 제1 결합점(104), 제2 결합점(108), 제3 결합점(116) 및 제4 결합점(118)의 다른 배치도 가능하다. 따라서, 비대칭 디자인이나 패턴도 가능한다.

4개의 결합점(104, 108, 116, 118)을 갖는 안테나 배치(100)는 제1 슬롯(112)과 상이하고 상부 전도성 패치(102)에서 연장되고 제3 결합점(116)과 제4 결합점(118) 사이에 배열되는 제2 슬롯(120)을 더 포함한다. 제1 슬롯(112)과 유사한 방식으로, 제2 제어 가능한 커패시터(122)가 제2 슬롯(120)에 배열될 수 있고 제2 슬롯(120)의 전기적 길이를 변경하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 제2 슬롯(120)은 개방 단부(134) 및 폐쇄 단부(134')를 갖는다. 제2 제어 가능한 커패시터(122)는 개방 단부(134) 또는 폐쇄 단부(134')를 포함하여 제2 슬롯(120)의 개방 단부(134)와 폐쇄 단부(134') 사이에 배열될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 제2 제어 가능한 커패시터(122)는 제2 슬롯(120)의 개방 단부(134)에 배열된다.

도 2를 참조하면, 제1 슬롯(112)의 개방 단부(132)와 제2 슬롯(120)의 개방 단부(134)는 상부 전도 패치(102)의 양측에 배치될 수 있다. 또한, 제1 슬롯(112)과 제2 슬롯(120)은 서로 반대 방향으로 연장되어 서로 정렬될 수 있다. 제1 슬롯(112)은 예를 들어 상부 전도성 패치(102)의 일측으로부터 상부 전도성 패치(102)의 중앙을 향하여 연장되는 반면, 제2 슬롯(120)은 상부 전도성 패치(102)의 반대측으로부터 상부 전도성 패치(102)의 중간을 향하여 그리고 제1 슬롯(112)을 향하여 연장된다. 이러한 방식으로, 제1 슬롯(112) 및 제2 슬롯(120)은 제1 섹션(106) 및 제2 섹션(110)을 서로로부터 적어도 부분적으로 구분할 수 있는데, 즉, 상부 전도성 패치(102)를 제1 섹션(106) 및 제2 섹션(110)으로 적어도 부분적으로 분할할 수 있다.

도 3a-3e는 안테나 배치(100)의 상부 전도성 패치(102)의 다른 비제한적인 예시적인 형상을 도시한다. 도 3a 내지 도 3e에 도시된 바와 같이, 상부 전도성 패치(102)는 도 1 및 도 2에 개시된 직사각형 형상 외에 다수의 상이한 형상을 가질 수 있다. 서로 다른 모양의 패치는 서로 다른 전류 분포를 초래하므로 서로 다른 안테나 특성을 초래한다는 것은 잘 알려져 있다. 최상의 모양은 원하는 안테나 속성, 환경 및 사용 사례에 따라 다르다. 종종 안테나는 계획된 응용예에 맞고 모바일 장치와 같은 장치의 설계를 준수하도록 모양이 지정되어야 한다.

도 4a-4e는 안테나 배치(100)의 제1 슬롯(112) 및 제2 슬롯(120)의 다른 비제한적인 예시적인 형상을 도시한다. 도 4a 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 제1 슬롯(112) 및 제2 슬롯(120)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 슬롯(112)과 제2 슬롯(120)의 형상은 동일하거나 상이할 수 있다. 도 4a 내지 4e는 슬롯(112; 120)의 개방 단부(132; 134)가 있는 곳을 예시한다. 이 패치의 슬롯은 안테나의 전류 분배에 영향을 미친다. 슬롯은 더 넓은 임피던스 대역을 달성하기 위해 효율성을 높이거나 공진을 도입하는 등 안테나 속성을 향상시키기 위해 전류 분포를 수정하는 데 사용할 수 있다. 슬롯은 제어 가능성을 높이기 위해 안테나를 제어 가능한 튜닝 커패시터에 민감하게 만드는 데 사용할 수도 있다. 하나의 옵션은 안테나의 사용자 효과 또는 사용자, 즉 본 안테나 배치(100)를 포함하는 모바일 장치를 취급하거나 작동시키는 사람과의 전자파 흡수율(SAR)을 감소시키기 위해 슬롯을 사용하는 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배치(100)를 도시하며, 안테나 배치(100)는 단일 급전 회로(142)를 포함한다. 단일 급전 회로(142)는 전력 분배기(144)에 연결되며, 그 출력 포트는 RF 신호를 갖는 안테나 배치(100)의 결합점에 후속적으로 연결된다. 도 5에 도시된 실시예에서, 안테나 배치(100)는 4개의 결합점(104, 108, 116, 118)을 포함한다. 따라서, 단일 급전 회로(142)는 RF 신호를 전력 분배기(144)를 통해 4개의 모든 결합점(104, 108, 116, 118)으로 전달하도록 구성된다. 제어 가능한 캐패시터(114 및 122)와 같은 고정 또는 제어 가능한 리액티브 부하는 예를 들어 구현에 따라 슬롯의 개방 단부에서 수동 안테나 포트에 연결된다.

안테나 배치(100)는 단일 급전 회로(142)에 결합되고 RF 신호를 각각의 결합점으로 분할하도록 구성된 전력 분배기(144)를 더 포함한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 이는 전력 분배기(144)가 단일 급전 회로(142)로부터의 RF 신호를 각각의 제1 결합점(104), 제2 결합점(108), 제3 결합점(116) 및 제4 결합점(118)으로 분할한다는 것을 의미한다. 각 결합점(104; 108; 116; 118)에 제공되는 RF 신호가 동일한 진폭을 갖는 경우, 4개의 RF 신호는 각각 도 5에 나타낸 바와 같이 단일 급전 회로(142)에 의해 제공되는 RF 신호보다 6dB 작은 진폭을 가질 수 있다.

안테나 배치(100)는 각각의 결합점(104; 108; 116; 118)에 대한 위상 시프터(146a; 146b; 146c; 146d)를 더 포함한다. 각 위상 시프터(146a; 146b; 146c; 146d)는 전력 분배기(144)에 결합되고 각각의 결합점(104; 108; 116; 118)에 제공되는 RF 신호의 위상을 제어하도록 구성된다. 따라서, 각 위상 시프터(146a; 146b; 146c; 146d)는 전력 분배기(144)로부터 RF 신호를 수신하고 특정 위상을 갖는 RF 신호를 그것의 각각의 결합점(104; 108; 116; 118)에 제공한다.

도 5에 도시된 실시예에서, 제1 결합점(104) 및 제3 결합점(116)과 관련된 위상 시프터(146a, 146b)는 각각 제1 위상(P1)을 제공하도록 구성될 수 있는 반면, 제2 결합점(108) 및 제4 결합점(118)과 연관된 위상 시프터(146c, 146d)는 각각 제1 위상(P1)과 상이한 제2 위상(P2)을 제공하도록 구성될 수 있다. 제2 위상(P2)은 예를 들어 제1 위상(P1)에 대해 180도 회전된 위상이다. 따라서, 제1 위상(P1)이 영(zero) 위상이면 제2 위상(P2)은 180 위상 회전된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배치(100)를 도시하며, 여기서 안테나 배치(100)는 대신 결합점(104; 108; 116; 118)마다의 급전 회로(142a; 142b; 142c; 142d)를 포함한다. 따라서, 안테나 배치(100)는 제1 결합점(104)에 결합되고 제1 위상(P1)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제1 급전 회로(142a), 제2 결합점(108)에 결합되고 제2 위상(P2)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제2 급전 회로(142b), 제3 결합점(116)에 결합되고 제3 위상(P3)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제3 급전 회로(142c), 및 제4 결합점(118)에 결합되고 제4 위상(P2)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제4 급전 회로(142d)를 포함할 수 있다. 각각의 결합점(104; 108; 116; 118)은 자체 급전 회로(142a; 142b; 142c; 142d)를 갖기 때문에, 본 실시예에서는 전력 분배기 또는 별도의 위상 시프터가 필요하지 않다. 대신 각 급전 회로(142a; 142b; 142c; 142d)는 특정 위상(P1; P2; P3; P4)을 갖는 RF 신호를 각각 연관된 결합점(104; 108; 116; 118)에 제공할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 제1 위상(P1)과 제3 위상(P3)은 동일한 위상을 가질 수 있고, 제2 위상(P2)과 제4 위상(P4)은 동일한 위상을 가질 수 있으며, 또는 제1 위상(P1), 제2 위상(P2), 제3 위상(P3) 및 제4 위상(P4)은 상이한 위상을 가질 수 있다.

실시예에서, 제1 급전 회로(142a) 및 제3 급전 회로(142c)는 따라서 제1 위상(P1)을 갖는 RF 신호를 제1 결합점(104) 및 제3 결합점(116)에 각각 제공할 수 있는 반면, 제2 급전 회로(142b) 및 제4 급전 회로(142d)는 제2 위상(P2)을 갖는 RF 신호를 각각 제2 결합점(108) 및 제4 결합점(118)에 제공할 수 있다. 대안적으로, 제1 급전 회로(142a), 제2 급전 회로(142b), 제3 급전 회로(142c), 제4 급전 회로(142d)는 각각의 결합점(104; 108; 116; 118)에 상이한 위상(P1; P2; P3; P4)을 제공할 수 있다.

단일 급전 회로(142)가 사용되는 실시예와 다수의 급전 회로(142a, 142b, 142c, 142d)가 사용되는 실시예에서, 급전 회로(들)는 비아, 용량성 급전, 애퍼처 커플링 및 마이크로스트립 라인 급전 중 적어도 하나를 사용하여 구현될 수 있다.

실시예들에서, 상부 전도성 패치(102)는 금속 패치일 수 있고 예를 들어 테프론(Teflon)과 같은 저손실 기판과 같은 기판(150) 상에 구현될 수 있다. 상부 전도성 패치(102)는 또한 PCB 상에 구현된 평면형 패치일 수 있다. 또한, 상부 전도성 패치(102)가 금속 패치인 대신에, 상부 전도성 패치(102)는 실시예에서 다른 금속 구조물 상부 층의 홀로서 구현될 수 있다. 이러한 구조는 이전에 설명한 구조의 네거티브, 즉 비금속 영역과 금속 영역이 서로 바뀌는 구조이다. 이러한 네거티브 또는 보완 구조는 일반적으로 안테나에 사용된다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템(400)용 통신 장치(200)를 도시한다. 통신 장치(200)는 안테나 배치(100)의 본 명세서에 기술된 실시예들 중 임의의 하나에 따른 안테나 배치(100)를 포함한다. 도 7은 통신 장치(200)의 측단면도를 도시하고, 도 8은 통신 장치(200)의 평면 A(도 7에 도시됨)의 평면도를 도시한다.

도 7을 참조하면, 통신 장치(200)는 섀시(202), 유리층(204), 및 섀시(202)와 유리층(204) 사이에 배열된 유전층(206)을 포함할 수 있다. 통신 장치(200)는 섀시(202)와 유전층(206) 사이에 배열된 안테나 배치(100)를 더 포함할 수 있다.

섀시(202)는 또한 통신 장치(200)의 베이스(202) 또는 본체(202)로 표시될 수 있고 하나 이상의 배터리 및 도 7 및 도 8에 도시되지 않은 하나 이상의 프로세서 및 메모리 장치를 포함하는 하나 이상의 PCB 구조를 포함할 수 있다. 유전층(206)은 공기 또는 예를 들어, 세라믹, 유리, 폴리머, 액체 또는 이러한 재료의 합성물과 같은 임의의 다른 적합한 유전체 매체일 수 있다. 또한, 유리층(204)은 통신 장치용의 범용 유리일 수 있고 통신 장치(200)의 디스플레이의 일부일 수 있다.

비제한적인 예에서, 유리층(204)의 두께는 0.55mm일 수 있고, 유전체층(206)의 두께는 0.3mm일 수 있으며, 안테나 배치(100)의 두께는 0.5mm일 수 있고, 섀시(202)의 두께는 2.5mm 일 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 평면 A에서 통신 장치(200)의 평면도를 도시하고 섀시(202)에서 안테나 배치(100)의 하나의 가능한 위치를 도시한다. 그러나, 안테나 배열체(100)의 위치 및 크기는 안테나 배열체(100)가 사용되고 있는 통신 장치(100)의 설계 및 유형에 따라 달라질 수 있다. 비제한적인 예에서, 안테나 배치(100)의 크기는 30mm x 30mm일 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치(200)를 도시한다. 도 9에 도시된 실시예에서, 통신 장치(200)는 모바일 장치 형태의 클라이언트 장치(200)로서 예시된다. 모바일 장치(200)는 적어도 하나의 프로세서(102)(도 9에 도시되지 않음), 적어도 하나의 디스플레이 장치(212) 및 적어도 하나의 통신 수단(도 9에 도시되지 않음)을 수용한다. 모바일 장치는 예를 들어 디스플레이 장치(212)에 통신 가능하게 연결된 키보드(216) 형태와 같은, 입력 수단을 더 포함한다. 모바일 장치는 예를 들어 스피커(214) 형태와 같은, 출력 수단을 더 포함한다. 모바일 장치는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 배치(100)를 더 포함한다.

도 10은, 도 9에 도시된 이동 장치(200)는 무선 통신 시스템(400), 예를 들어 LTE(long term evolution) 또는 NR(new radio) 시스템과 같은, 통신 장치(200)와 (기지국과 같은) 네트워크 액세스 노드(300) 사이의 통신을 도시한다. 그러한 시스템에서, 통신은 네트워크 액세스 노드(300)와 통신 장치(200) 사이의 다운링크(DL) 및 업링크(UL)에서 수행될 수 있다. 또한, 소위 SL(sidelink communication) 통신은 통신 시스템(400)에서 통신 장치(200)와 다른 통신 장치 사이에서 수행될 수 있지만 여기서는 도시되지 않는다.

안테나 배치(100)는 다른 까다로운 환경에서 안테나를 구현하는 데 더 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 및 이식형 장치의 안테나는 손실이 큰 경향이 있으며, 본 발명에 따른 안테나 배치(100)는 이러한 장치의 효율성을 높이는 데 도움이 될 수 있다.

또한, 매우 얇은 컨포멀 안테나가 많은 응용에 필요하다. 예를 들어, 자동차 안테나는 시각적으로 보이지 않는 것이 바람직하고 스크린이나 다른 표면에 구현되는 것이 더 바람직하다. 컨포멀 안테나는 비행기, 기차 및 선박에도 필요하다. 본 발명에 따른 안테나 배치(100)는 매우 얇은 컨포멀 안테나의 효율을 증가시키는 것을 도울 수 있다.

위성 수신에 사용되는 접시형 안테나는 종종 미학적으로 문제가 있는 것으로 간주된다. 이상적으로는 위성 안테나가 얇고 건물 벽에 눈에 잘 띄지 않는 방식으로 설치된다. 그러나 이러한 얇은 평면 안테나는 전통적으로 구현되는 경우 낮은 효율을 겪는다. 따라서, 본 발명에 따른 안테나 배치(100)는 그러한 안테나에서도 효율을 증가시키는 것을 도울 수 있다.

방사 효율을 최대화하는 결합점 전류를 분석적으로 해결하는 제1 단계는 포트 전류의 선형 조합으로 원거리장(far-field) 패턴을 구성하는 것이다. The far field is 원거리장은:

여기서

는 포트 k에서의 현재 i _k 를 원거리장 벡터에 매핑한다. 모든 포트에 대한 전류 원거리장 기반 K 를 해결하려면 N개의 방정식 공식이 필요하다.

여기서

는 포트 k만 여기되고 나머지 포트는 종료될 때의 원거리장이다.

전류 요소 i _k,j 는 포트 k가 여기될 때 포트 j에서 유도된 전류이다. 이제 포트별 원거리장을 각각의 각도 및 주파수에 대한 매트릭스 분해로 정의할 수 있다.

여기서 E 와 K 는 각각 요소

와

를 포함하는 N의 길이를 가지는 열 벡터이다. I는 요소 i _k,j 를 포함하는 N x N 행렬이다. 개별 포트 자극에 대한 원거리장과 전류를 알면 K 를 계산하는 것이 간단하다.

전류 원거리장 기준 K 를 알면 현재 여기 벡터에 해당하는 방사 효율을 계산할 수 있다.

여기서 i _k 는 포트 k에서의 총 전류이다.

이제 원거리장으로 방사되는 시간 평균 전력은 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서

이고,

는 요소를 포함하는 열 벡터이다.

.

따라서 행렬의 크기는 2PQ x N이다.

안테나 구조에 허용되는 전력은 포트 전압 및 전류에서 계산된다.

여기서 Z 는 N 포트 안테나의 임피던스 매트릭스이다. 그러나 전력의 실제 부분만이 복사 전력에 기여한다.

결과적으로, 복사 효율은 다음과 같이 2승으로 쓸 수 있다.

계산된 복사 효율은 일반적인 Rayleigh 몫을 가지며, 전류 I 에 대한 일반적인 고유값 문제로 풀 수 있다. 최대 방사 효율은, 최적의 전류를 제공하는 해당 고유 벡터와 함께, 다음:

에 의해 구한다.

본 발명의 실시예는 종래의 솔루션에 비해 개선된 성능을 갖는다. 현재 안테나 배열의 방사 효율은 대략 -6dB에서 -2dB 사이일 수 있다는 결론이 내려졌다. 총 효율도 -6dB 미만에서 -4dB 이상으로 증가한다. 전체 효율은 증가하지만 방사 패턴의 전체 모양은 현재의 안테나 배열과 유사하게 유지된다. 또한 빔 폭은 현재의 안테나 배열에 대해 더 크고 후면 방향으로의 방사는 기존 솔루션에 비해 약 5dB 감소한다.

또한, 캐패시턴스 값이 변경됨에 따라 안테나의 전반사 계수가 변할 수 있다. 약 -5.8dB 이상의 총 효율은 3.3~4.2GHz 사이에서 달성할 수 있는 반면, 순간 대역폭은 커패시턴스 값이 0.847~2.96pF 사이에서 변할 때 100MHz이다.

가변 커패시턴스(바리캡이라고도 함)에 대한 비제한적 예시 값은 응용 따라 0.4-2.5pF 또는 1.0-5.0pF와 같이 0.4-5.0pF일 수 있다. 가변 커패시턴스의 튜닝 범위는 예를 들어 1:5가 될 수 있다.

본 명세서에서 통신 장치(200) 또는 모바일 장치(200)는 스마트폰, 휴대폰, 무선 전화기, SIP(Session Initiation Protocol) 전화, WLL(Wireless Local Loop)과 같은 UE, 스테이션, PDA(Personal Digital Assistant), 무선 통신 기능이 있는 핸드헬드 장치, 컴퓨팅 장치 또는 무선 모뎀에 연결된 다른 처리 장치, 차량 내 장치, 웨어러블 장치, 모바일 자동차 또는 자동차에 설치된 장비와 같은 통합 액세스 및 백홀 노드(IAB), 드론, D2D(Device-to-Device) 장치, 무선 카메라, 모바일 스테이션, 액세스 터미널, 사용자 유닛, 무선 통신 장치, 스테이션의 WLAN(wireless local access network), 무선 지원 태블릿 컴퓨터, 랩톱 내장 장비, USB(universal serial bus) 동글, 무선 CPE(customer-premises equipment) 및/또는 칩셋을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. IOT(Internet of things) 시나리오에서, 통신 장치(200)는 다른 무선 장치 및/또는 네트워크 장비와 통신을 수행하는 기계 또는 다른 장치 또는 칩셋을 나타낼 수 있다. UE는 이동 전화, 셀룰러 전화, 컴퓨터 태블릿 또는 무선 기능을 갖춘 랩탑으로 더 언급될 수 있다. 이러한 맥락에서 UE는 예를 들어 무선 액세스 네트워크를 통해 음성 및/또는 데이터를 다른 수신기 또는 서버와 같은 다른 개체와 통신할 수 있는 휴대용, 주머니에 보관할 수 있는 핸드헬드, 컴퓨터 포함 또는 차량 탑재 모바일 장치일 수 있다. UE는 무선 매체(WM)에 대한 IEEE 802.11 준수 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리 계층(PHY) 인터페이스를 포함하는 모든 장치인 스테이션(STA)일 수 있다. UE는 또한 3GPP 관련 LTE 및 LTE-Advanced, WiMAX 및 그 진화, NR과 같은 5세대 무선 기술에서 통신하도록 구성될 수 있다.

또한, 통상의 기술자는 통신 장치(200)의 실시예가 해결책을 수행하기 위해 예를 들어 기능, 수단, 유닛, 요소 등의 형태로 필요한 통신 능력을 포함한다는 것을 인식한다. 다른 그러한 수단, 단위, 요소 및 기능의 예는 다음: 본 솔루션을 수행하기 위해 함께 적절하게 배열된 인터리버, 변조기, 복조기, 입력, 출력, 안테나, 증폭기, 수신기 유닛, 송신기 유닛, DSP, MSD, TCM 인코더, TCM 디코더, 전원 공급 장치, 전원 피더, 통신 인터페이스, 통신 프로토콜 등이다.

특히, 통신 장치(200)의 프로세서(들)는 예를 들어 중앙 처리 장치(CPU), 처리 장치, 처리 회로, 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 마이크로프로세서 또는 명령을 해석하고 실행할 수 있는 기타 처리 논리 중의 하나의 인스턴스를 포함할 수 있다. 따라서 "프로세서"라는 표현은 예를 들어 위에서 언급한 것 중 일부 또는 전부와 같은 복수의 처리 회로를 포함하는 처리 회로를 나타낼 수 있다. 처리 회로는 통화 처리 제어, 사용자 인터페이스 제어 등과 같은 데이터 버퍼링 및 장치 제어 기능을 포함하는 데이터의 입력, 출력 및 처리를 위한 데이터 처리 기능을 더 수행할 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않고 첨부된 독립항의 범위 내의 모든 실시예에 관련되고 통합된다는 것을 이해해야 한다.

Claims

통신 장치(200)용 안테나 배치(100)로서, 안테나 배치(100)는:
상부 표면(152) 및 하부 표면(154)을 갖는 기판(150),
상기 상부 표면(152) 상에 배열된 상부 전도성 패치(102) - 상기 상부 전도성 패치(102)는 제1 섹션(106) 및 상기 제1 섹션(106)에 인접한 제2 섹션(110)을 포함함 - ,
상기 상부 도전성 패치(102)와 대향하는 하부 표면(154) 상에 배열된 하부 도전성 패치(160),
상기 상부 전도성 패치(102)에게 또는 상기 상부 전도성 패치(102)로부터 무선 주파수(RF) 신호를 전달하도록 구성된 하나 이상의 급전 회로(142a, 142b, 142c,..., 142d)
를 포함하고,
상기 상부 전도성 패치(102)는, 상기 상부 전도성 패치(102)가 상기 하나 이상의 급전 회로(142a, 142b, 142c,..., 142d)에 결합되는 2개 이상의 결합점을 포함하고, 상기 2개 이상의 결합점은, 상기 제1 섹션(106)에 위치한 제1 결합점(104) 및 상기 제2 섹션(110)에 위치한 제2 결합점(108)을 포함하여, 상기 RF 신호가 상기 제1 결합점(104)에서 제1 위상(P1)을 갖고 상기 제2 결합점(108)에서 제2 위상(P2)을 가질 수 있도록 하며,
상기 제1 결합점(104)과 상기 제2 결합점(108) 사이의 상기 상부 전도성 패치(102)에서 제1 슬롯(112)이 연장되는, 안태나 배치.
제1항에 있어서,
상기 제1 슬롯(112)에 배열되고 상기 제1 슬롯(112)의 전기적 길이를 변경하도록 구성된 제1 제어 가능한 커패시터(114)
를 더 포함하는 안테나 배치.
제2항에 있어서,
상기 제1 슬롯(112)은 개방 단부(132)와 폐쇄 단부(132')를 갖고, 상기 제1 제어 가능한 커패시터(114)는 상기 제1 슬롯(112)의 개방 단부(132) 및 폐쇄 단부(132') 사이에 배열되는, 안테나 배치(100).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 위상(P2)은 상기 제1 위상(P1)에 대해 180도 회전된 위상인, 안테나 배치(100).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 신호가 제3 결합점(116)에서 제3 위상(P3)을 갖도록, 상기 제1 섹션(106)에 위치한 제3 결합점(116),
상기 RF 신호가 제4 결합점(118)에서 제4 위상(P4)을 갖도록, 상기 제2 섹션(110)에 위치한 제4 결합점(118), 및
상기 제3 결합점(116)과 상기 제4 결합점(118) 사이에 배열되어 있고, 상기 상부 전도성 패치(102)에서 연장되는 제2 슬롯(120)
을 더 포함하는 안테나 배치(100).
제5항에 있어서,
상기 제1 위상(P1)과 상기 제3 위상(P3)은 동일한 위상을 갖고, 상기 제2 위상(P2)과 상기 제4 위상(P4)은 동일한 위상을 갖거나; 또는
상기 제1 위상(P1), 상기 제2 위상(P2), 상기 제3 위상(P3) 및 상기 제4 위상(P4)은 서로 다른 위상을 갖는, 안테나 배치(100).
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제2 슬롯(120)에 배열되고 제2 슬롯(120)의 전기적 길이를 변경하도록 구성된 제2 제어 가능한 커패시터(122)
를 더 포함하는 안테나 배치(100).
제7항에 있어서,
상기 제2 슬롯(120)은 개방 단부(134)와 폐쇄 단부(134')를 갖고, 상기 제2 제어 가능한 커패시터(122)는 상기 제2 슬롯(120)의 상기 개방 단부(134)와 상기 폐쇄 단부(134') 사이에 배열되는, 안테나 배치(100).
제8항에 있어서,
상기 제1 슬롯(112)의 개방 단부(132)와 상기 제2 슬롯(120)의 개방 단부(134)는 상기 상부 전도성 패치(102)의 대향하는 측면에 배열되는, 안테나 배치(100).
제9항에 있어서,
상기 제1 슬롯(112) 및 상기 제2 슬롯(120)은 반대 방향으로 연장되어 서로 정렬되는, 안테나 배치(100).
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제1 슬롯(112) 및 상기 제2 슬롯(120)은 상기 제1 섹션(106) 및 상기 제2 섹션(110)을 적어도 부분적으로 서로 구분하는, 안테나 배치(100).
제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 결합점(104), 상기 제2 결합점(108), 상기 제3 결합점(116) 및 상기 제4 결합점(118)은 상기 상부 전도성 패치(102)에 대칭적으로 배열되는, 안테나 배치(100).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 결합점(104, 108, 116, 118)에서 상기 RF 신호는 동일한 진폭을 갖는, 안테나 배치(100).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 신호를 전달하도록 구성된 단일 급전 회로(142),
상기 단일 급전 회로(142)에 결합되고 상기 RF 신호를 각각의 결합점(104, 108, 116, 118)으로 분배하도록 구성된 전력 분배기(144), 및
각각의 결합점(104, 108, 116, 118)에 대한 위상 시프터(146a, 146b, 146c, 146d) - 각각의 위상 시프터는 상기 전력 분배기(144)에 결합되고 각각의 결합점(104, 108, 116, 118)에 제공되는 상기 RF 신호의 위상을 제어하도록 구성됨 -
를 포함하는 안테나 배치(100).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 위상(P1)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제1 급전 회로(142a),
상기 제2 위상(P2)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제2 급전 회로(142b),
상기 제3 위상(P3)을 갖는 RF 신호를 전달하도록 구성된 제3 급전 회로(142c), 및
상기 제4 위상(P2)으로 RF 신호를 전달하도록 구성된 제4 급전 회로(142d)
중 적어도 하나를 포함하는 안테나 배치(100).
무선 통신 시스템(400)용 통신 장치(200)로서,
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 안테나 배치(100)를 포함하는 통신 장치(200).
제16항에 있어서,
섀시(202),
유리층(204),
상기 섀시(202)와 상기 유리층(204) 사이에 배열된 유전층(206)
을 포함하고,
상기 안테나 배열(100)은 상기 섀시(202)와 상기 유전층(206) 사이에 배열되는, 통신 장치(200).