KR930008833B1 - 팔목착용 수신장치 및 팔목밴드 루프 안테나 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

팔목착용 수신장치 및 팔목밴드 루프 안테나

[도면의 간단한 설명]

이후, 본 발명의 상세한 설명을 위해 첨부된 도면을 참조하여 보다 더 상세히 기술하기로 한다.

제 1 도는 팔목밴드 루프 안테나를 이용한 종래 기술의 팔목착용장치의 도면.

제 2a 도는 제 1 도의 조정 가능한 스트랩 부분의 반쪽의 분해 도면.

제 2b 도는 제 2a 도의 전기적 개략 도면.

제 3a 도는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 팔목밴드 루프 안테나의 도면.

제 3b 도는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 유도성 리액턴스 버퍼의 구성도면.

제 4 도는 전형적인 팔목밴드 루프 안테나도와 등가 전기 개략도면.

제 5a 도는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 유도성 리액턴스 버퍼의 도면.

제 5b 도는 제 5a 도의 유도성 리액턴스 버퍼의 전기적 개략 도면.

제 6a 도는 본 발명의 대체 실시예에 대한 용량성 리액턴스 버퍼의 도면.

제 6b 도는 제 6a 도의 용량성 리액턴스 버퍼의 전기적 개략 도면.

제 7a 도는 본 발명의 대체 실시예의 용량성 리액턴스 버퍼의 구성 도면.

제 7b 도는 용량성 리액턴스 버터의 대체 구성 실시예의 도면.

표 I 은 유도성 리액턴스를 이용한 루프 안테나의 성능과 종래 루프 안테나의 성능을 비교한 표.

표 II 는 용량성 리액턴스 버퍼를 사용한 루프 안테나의 성능을 예증한 표.

[발명의 상세한 설명]

[발명분야]

본 발명은 루프 안테나 분야에 관한 것으로서, 특히 팔목 착용(wrist woren)전자 디바이스 팔목밴드(wristband) 안테나로 사용하기 적합한 리액턴스 버퍼 루프 안테나(reactance buffered loop antenna)에 관한 것이다.

[종래 기술의 설명]

전자 회로들이 소형화됨에 따라, 특히 수신기가 소형화됨에 따라, 전자장치를 팔목에 착용감좋게 착용되도록 하우징으로 패키지 하는 것을 가능케 하였다. 이러한 팔목 착용 수신기로 사용된 안테나는 종종장치의 팔목 밴드로 일체화된 간단한 단일턴 루프 안테나(single turn loop antenna)로 사용해왔다. 신장이 가능치않은 2-피스 팔목밴드(two-piece wristband)를 사용한 이러한 안테나가 제 1 도에 도시된다. 리벳 또는 유사한 패스터(fastener)가 사람 팔목의 가변 크기에 조절되도록 팔목 밴드 섹션중의 한 섹션에 일련의 규칙적으로 이격된 구멍을 제공키 위하여 사용되는데, 팔목 밴드가 팔목에 고정될 때 루프를 폐쇄하기 위한 전기적 접속을 제공하기 위함이다. 이러한 루프 안테나의 인덕턴스는 루프 직경 또는 길이와 같은 루프 안테나의 물리적인 기하학 형태에 의존하기 때문에, 루프 안테나의 튜닝(tuning)은 팔목 크기에 따라 가변한다. 따라서, 루프안테나가 특정 팔목 크기로 튜닝될때, 장치를 팔목에 부착할때 인접 접촉점이 선택되는 것과 같이 루프 길이의 증가 또는 감소에 의해 루프 직경을 증가하거나 감소하는 것은 안테나의 공진 주파수에서 실제적인 변화를 초래하며, 이에따라 수신기 감도에서 실제적인 변화를 초래한다. 이처럼, 이러한 팔목밴드 루프 안테나의 공장 프리튜닝(pretuning)은 가능치 않다. 이러한 팔목 부착 수신기의 상품화는 판매된 장치에 안테나를 튜닝할 수 있는 숙련된 기술자를 고용하는 판매상으로 한정된다. 언급한 바와 같이, 이와 같이 착용자가 장치를 팔목에 장치를 부착시 일치하지 않으면 안테나 성능은 보장되지 않는다.

다른 안테나 구조 또한 팔목 착용 수신기에 사용하기 위하여 제안되어왔다. 이와 같은 팔목밴드 안테나는 단단한 팔목밴드에 부착된 다수의 페라이트 안테나링크로 구성되었다. 또 다른 팔목밴드 안테나는 산장 가능한 팔목밴드가 되도록 팔목밴드와 일체로 형성된 도체로 구성되었다. 두 형태의 안테나는 신장이 가능치 않은 팔목밴드 안테나와 같이 동일한 튜닝 문제점들이 나타났다. 루프의 기하학적 형태가 변화되었을때, 그리고 팔목상의 위치에 따라, 디튜닝(detuning) 및 감소된 수신기 감도가 발생하였다.

[발명의 요약]

리액턴스 버퍼는 제 1 및 제 2 안테나 세그먼트(segmint)를 가지는 조정가능한 크기의 루프 안테나에 대해 거의 일정 공진 주파수를 유지하기 위한 것으로서, 각 세그먼트는 제 1 및 제 2 단부를 가지며, 제 1 단부는 수신기에 결합되며, 제 2 단부는 루프 크기의 조절을 제공한다. 리액턴스 버퍼는 제 1 안테나 세그먼크의 제 2 단부에 결합하는 버퍼 입력을 포함한다. 복수 탭(tap)이 평평한 집적된 구조체를 따라서 선형적으로 배치되며, 이 구조체는 요구된 루프안테나 크기 조정에 해당하는 최외각 탭 사이에서 소정 길이를 가진다. 탭은 제 2 안테나 세그먼트의 제 2 단부에 결합하기 위한 선택가능한 버퍼 출력들을 제공한다. 복수 리액턴스 소자들은 복수 탭의 각각에 버퍼 입력을 결합하며, 복수 탭의 각각과 입력 사이에서 측정된 거의 일정한 리액턴스를 제공한다.

팔목밴드 루프 안테나는 소정 주파수에 루프 안테나를 공진하기 위한 안테나 공진 캐패시터에 결합된 신호 및 접지 입력을 가지는 수신기를 포함하는 팔목착용 전자장치이다.

팔목밴드 루프 안테나는 제 1 및 제 2 팔목밴드 섹션을 포함한다. 제 1 팔목밴드 섹션은 수신기 신호 입력 및 제 2 단부에 결합된 제 1 단부를 가진 제 1 도체를 포함한다. 제 1 도체는 제 1 팔목밴드 섹션 내에서 루프 안테나의 제 1 부분을 형성한다. 리액턴스 버퍼는 제 1 도체의 제 2 단부에 결합되며, 버퍼는 평편한 집적된 구조체를 따라서 선형 배치된 복수의 선택 가능한 거의 일정한 리액턴스 탭을 가진다. 구조는 요구된 팔목 밴드 루프 안테나 직경 조절에 해당하는 최외각 탭 사이에서 소정 길이를 가진다. 제 2 팔목밴드 섹션은 수신기 및 접지 및 제 2 단부에 결합된 제 1 단부를 가지는 제 2 도체를 포함한다. 제 2 도체는 제 2 팔목밴드 섹션내에서 루프 안테나의 제 2 부분을 형성한다. 결합장치는 도체를 결합하는 제 2 도체의 제 2 단부를 복수의 탭중 한 탭에 결합한다. 팔목밴드 길이가 복수 탭중의 한 탭을 선택함으로써 조절될때, 팔목밴드 루프 안테나의 공진 주파수는 거의 변화하지 않는다.

본 발명의 목적은 크기가 변화될때 튜닝을 필요로 하지 않는 조정 가능한 크기를 가지는 루프 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 팔목 착용장치로 적합한 루프 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 프리튜닝될 수 있는 팔목밴드 루프 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 튜닝될때 팔목밴즈 길이 변화에 둔감한 팔목밴드 루프 안테나를 제공하는 것이다.

[양호한 실시예의 설명]

도면과 관련하여, 제 3 도 내지 제 6 도는 팔목착용 전자 장치에 적합한 버퍼 루프 안테나인 본 발명의 양호한 실시예를 예증한다. 본 발명의 잇점을 이해하기 위해서는 종래의 팔목밴드 루프 안테나의 작용을 상세하게 기술하는 것이 바람직하며, 지금까지의 문제점들을 이해하는데 도움이 된다. 전형적인 종래의 팔목밴드 루프 안테나 장치(10)가 제 1 도에 도시된다. 수신기는 두 개의 신장 가능치 않은 스트랩(14, 16)이 부착된 하우징(12) 내에 놓여진다. 각 스트랩(14, 16) 내에 도체(18, 20)가 있다. 이 도체는 둥근 또는 평평한 전도성 와이어 중의 어느 하나이다. 한 팔목밴드 스트랩(14)에 부착된 통상의 버클(buckle)은 도체(18)의 한단부에 연결되어 제공한다. 또 다른 팔목밴드 스트랩(16)에서, 일련의 규칙적으로 이격된 구멍이 팔목밴드의 길이를 조절하기 위하여 제공된다. 스트랩(16)내의 도체(20)와 전기적으로 연결하기 위하여 종종 아일릿(eyelet)이 각각의 구멍내에 삽입된다. 이것이 제 2 a 도에 보다 더 상세하게 도시된다.

제 2a 도에 도시한 바와 같이, 넓고 평평한 판금도체(100)는 스트립(102) 내에 있다. 아일릿(104)은 도체(100)와의 접촉을 제공한다. 팔목밴드를 조정하기 위하여 사용된 구멍은 T1 내지 T7로 표시되며 △L로 표시된 팔목밴드의 길이를 걸쳐 균일하게 이격된다.

전형적인 팔목밴드에 있어서, △L은 성인 팔목 크기의 전형적인 변동에 대한 길이로 대략 44밀리미터이다. 제 1 도 및 제 2a 도로 도시한 바와 같이 구성된 루프 안테나는 하나의 전기적으로 작은 루프 안테나이며, VFH주파수에서 대략 1/4파장의 크기이다. 이러한 루프 안테나는 관련 최대 주파수에서 유도되며, 용량적으로 동조된다. 따라서, 팔목밴드의 조정가능한 부분은 제 2b 도에 도시한 바와 같이 일련의 유도성 소자로서 나타낼 수 있다. 각 소자 인덕턴스의 특정 크기는 이 실시예에서, 각 탭 T1에서 T7 사이의 도체 결합 구조인 도체의 크기 또는 기하학적 구조의 기능이다. 걸쇠(CLASP)가 탭 T1에 연결될때, 상대 루프 안테나 크기 또는 직경인 팔목밴드 크기는 최소화됨을 이해할 수 있을 것이다.

걸쇠가 탭 T7에 연결될때, 팔목밴드 크기 또는 상대 루프 안테나 크기 또는 직경은 최소화된다. 이와 같이, 루프 안테나가 길이 T1에 대해서 조정되어 턴될때, 그 튜닝은 길이 T7에서 변화할 것이며, 또한 중간길이에 대해서도 변화할 것이며, 본래 동조된 곳 이외의 길이에서 수신기 감도가 저하되는 결과를 초래함을 인식할 수 있을 것이다.

제 3a 도 및 제 3b 도는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 팔목밴드 루프 안테나의 일반적인 구성을 도시한다. 제 3a 도에 도시한 바와 같이, 팔목밴드 루프 안테나(200)는 두 개의 신장가능치 않으나 플렉시블한 스트랩 또는 팔목밴드섹션(202, 204)을 포함한다. 제 1 팔목밴드 섹션(202)은 루프 안테나의 제 1 부분을 형성하는 제 1 도체(206)를 포함하며, 제 2 팔목밴드 섹션(204)은 루프 안테나의 제 2 부분을 형성하는 제 2 도체(208)를 포함한다. 제 1 팔목밴드 센션(202)은 또한 조절가능하도록 팔목밴드를 따라 선형배치된 구멍 또는 슬롯과 같은 일련의 규칙적으로 이격된 개구(aperture)(210)를 포함한다.

시계 산업에서 널리 사용되는 표준 2-피스 걸쇠는 본 발명의 양호한 실시예의 구조로 유용화된다. 걸쇠는 이 걸쇠가 고정될때 저 오옴성의 전기적 접촉을 유지하고 부식의 문제점을 최소화하기 위하여 도금으로 적절히 변화된다. 접촉 표면의 선택적인 금도금과 같은 도금이 바람직하며, 다른 도금 기술 또한 동등하게 사용될 수 있다. 조절가능한 걸쇠(212)는 팔목밴드 섹션(202)을 따라서 활주 가능케 위치되며, 제 1 도체(206)에 전기 접촉을 제공한다. 제 2 팔목 밴드의 단부에 부착된 섹션(204)은 걸쇠(214)에 고정되며, 제 2 도체(208)의 한 단부에 결합하며, 조정가능한 걸쇠(212)와 더불어 루프 아테나를 전기적으로 완성하고, 그리고 팔목에 팔목밴드(200)를 물리적으로 고정하는 수단을 제공한다. 제 1 팔목밴드 섹션(20)과 제 2 팔목밴드섹션(204)은 단단한 장착 브랫킷(216)과 같은 부착 수단에 의해 팔목착용 장치에 고정되며, 스크류(도시하지 않았음)와 같은 패스너에 의해 장착 하우징에 고착된다. 장착 브랫킷(216)은 스테인레스 강철 또는 일번적으로 피부와 접촉하여 영향을 받지않는 다른 적절한 재질과 같은 판금(sheet metal)으로 형성될 수 있다.

스테인레스 강철은 내부식성을 제공하여 도금이 필요치 않는 잇점이 있다. 팔목밴드 섹션의 단단한 장치는 전형적이며, 시계 형태의 스프링 하중핀의 사용같이 다른 부착수단이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 양호한 실시예에서 도체(208)는 3 내지 4밀리미터 두께인 반고형 베릴륨 동으로 형성된 평평한 판금 도체이다. 동, 니켈은 및 다른 전도성 재료와 같은 다른 재료 또한 사용될 수 있다. 도체(208)는 팔목밴드 섹션(204)의 길이 전체에 이어지며, 장치 하우징에서 수신기 접지 입력과 같은 수신기 입력과 고정 걸쇠(214)의 하단부에서 결합한다. 도체(208)는 팔목밴드 섹션(204)의 본체 내에서 도체의 포지티브 보존을 제공하도록 제 3b 도에 도시한 형태로 형성될 수 있다.

제 3b 도는 제 1 팔목밴드 섹션(202)에 대한 상세한 구성을 도시한다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 팔목밴드 섹션(202)은 얇은판 도체(206) 및 리액턴스 버퍼(218)로 구성되며, (206)과 (218)은 사출성형 또는 다이 커팅(die cutting)과 같은 여러 적절한 방법에 의해서 형성된 신장이 가능치 않고 구부릴 수 있는 재료인 상부(202) 및 하부(222)부재 사이에서 간단 명료하게 기술될 것이다.

여러 재료는 우레탄 고무, 가죽등과 같은 상부(220) 및 하부(222)부재로 사용될 수 있다. 하부부재(222) 또는 상부부재(220)는 도체(206), 리액턴스 버퍼(218) 및, 장착 브랫킷(216)이 위치한 리세스(224)와 같은 리세스된 영역을 포함한다. 이러한 리세스된 영역은 스트랩이 성형될때 자료내에 형성될 수 있다.

제 3b 도에 도시한 바와 같이, 도체(206)는 끝 부분의 팔목밴드 섹션으로 도체를 유도하거나 혹은 움직이지 못하게하고 그리고 도체를 리세스에 유지케하는데 사용되는 구부러진 도체부분(236)를 가진다. 리세스를 제공하는 것이 비실용적 일때 도체의 보존을 제공하기 위하여 접착제가 사용된다. 두 부재의 재료에 따라서, 두 부재는 솔벤트 및 접착제를 포함하는 화학적 본딩, 열을 포함하는 물리적인 본딩, 초음파 본딩, 그리고 가죽 팔목밴드의 경우에서와 같이 꿰메거나 접착하는 본딩과 같은 공정에 의해 연결될 것이다. 완전한 팔목밴드 섹션의 삽입 성형 또한 사용될 수 있으며, 이에의해 기술된 다수의 제 2 팔목밴드 어셈블리 작동이 제거된다. 도체(206, 208)는 스탬핑(stamping), 화학적 에칭, 또는 다른 적절한 공정등과 같은 방법을 사용하여 평평한 판금에서 형성된다.

제 4 도는 팔목밴드 안테나의 도면과 등가 전기 개략도면으로서, 종래 팔목밴드 루프 안테나와 본 발명의 버퍼 루프 안테나의 동작을 기술하는데 유용하다. 전술한 바와 같이, 밴드 A 및 B에 의해 형성된 팔목밴드 루프 안테나는 동작 주파수에서 유도성이며, L_(b-x)로 개략 표현되고, 루프의 길이와 같은 다수의 인덕턴스를 나타내는 아래에 쓰인 문자가 조정된다. (X는 위치 T₁내지 T₇을 나타내며, b는 제 4 도에 도시한 바와 같이 제 2 밴드의 기준 단부를 나타낸다.) 도체와 결합된 저항은 Rs로 개략도시된다. 팔목 밴드 루프 안테나는 도시한 바와 같이 수신기 입력 및 접지와 결합하며, 용량적으로 동조되는 Co로 개략도시한 캐패시터와 결합한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 캐패시터 Co는 수신기 입력과 접지 사이에 결합한다. 전자기장에서 동작하는 루프 안테나에서 유도된 전압은 E로 표시된 전압원으로 개략도시된다.

안테나의 동작 주파수는 다음의 공지된 등식에 의해서 결정될 수 있다.

전술한 제 2a 및 제 2b 도의 설명으로부터, 탭 T1에서의 인덕턴스는 다른 탭에서의 인덕턴스와 동일하지 않음을 알 수 있다. 즉,

L_(b-1)≤L_(b-2)≤ …………………………………………………… ≤L_(b-7)

여기서, L_(b-2)등은 각 탭 위치에서의 총 인덕턴스 측정 크기를 나타낸다. 루프 안테나의 총 인덕턴스는 조정가능한 지역(zone)에서 루프의 길이 변화와 연관된 차동 인덕턴스로 정정되는 밴드 A 및 밴드 B의 인덕턴스의 합이다.

캐패시터가 한 팔목밴드 길이에서 프리튜닝될때와 같이 Co가 일정하면 다음과 같이된다.

F_ant(b-1)=F_ant(b-2)= ………………………………………………… =F_ant(b-7)

전술한 바와 같이, 종래의 팔목밴드 루프 안테나는 팔목밴드를 상이한 팔목 크기에 맞출때 변동을 제거하기 위한 리튜닝을 필요로 한다. 이 문제는 제 3b 도에 기술될 리액턴스 버퍼로 거의 최소화되며, 그 작용은 제 5a 및 제 5b 도에서 상세히 기술될 것이다. 실용상, 본 발명의 리액턴스 버퍼는

L_(b-1)=L_(b-2)= …………………………………………………… =L_(b-7)

인 정도의 팔목밴드를 따라서 각 탭 위치에 대해서 거의 일정한 리액턴스를 제공하며,

F_ant(b-1)=F_ant(b-2)= ……………………………………………… F_ant(b-7)

로 된다.

본 발명의 양호한 실시예서 리액턴스 버퍼는 각 탭위치에서 거의 일정한 리액턴스를 공급함으로써, 임의의 선택 가능한 팔목밴드 길이로 오직 한번 팔목밴드 루프 안테나가 조절되게 하며, 이후 팔목밴드 루프 안테나는 안테나 루프의 직경이 변화될때도 동조상태를 유지한다.

제 5a 도는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 리액턴스 버퍼(218)의 물리적 레이 아웃을 도시한다. 리액턴스 버퍼(218)의 개략도가 제 5b 도에 도시된다. 제 5b 도의 개략도의 회로의 각 도체가 연관된 인덕턴스값을 가진 다는 점에서 리액턴스 버퍼에 대한 단지 제 1 차 접근임을 이해할 것이다. 제 5b 도의 개략도는 수평 도체와 연관된 인덕턴스값들을 나타낸다. 수직 도체들 또한 수평도체와 연관된 인덕턴스 값을 가지며, 수직 도체들을 도체 또는 전도 소자로서 개략도시된다. 이 제 1 차 접근은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상 기술자에게는 기술되는 리액턴스 버퍼(218)의 동작을 이해하기 충분하다.

리액턴스 버퍼(218)는 버퍼 입력, 탭, 그리고 리액턴스 소자가 평평한 판금 스트립으로 형성된다는 점에서 제 5a 도에 도시한 바와 같이 집적된 구조이다. 탭은 팔목밴드 크기를 선택하도록 버퍼 출력을 제공하는 집적된 구조를 따라서 선형 배치된다. 최외각 탭 T1 및 T7은 요구된 팔목배드 크기의 조절양에 해당하는 소정 길이로 이격된다.

제 5b 도에 관해서 언급하면, 제 1 도체(206)는 인덕터 L1로 개략도시된다. 리액턴스 버퍼(218) 입력은 보통 도체(300)로 도시된다. 리액턴스 버퍼(218)는 팔목밴드의 길이 또는 역으로 팔목밴드 루프 안테나의 직경을 조절하기 위하여 사용되는 복수 탭 T1 내지 T7을 포함한다. 조절 범위로 제공된 탭의 수는 오직 하나이며, 필요하다면 다른 탭의 수가 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 리액턴스 버퍼(218)는 유도성 소자 또는 인덕터 L2 내지 L10으로 개략도시한 복수의 리액턴스 소자를 포함한다. 배열, 즉 이 리액턴스 소자의 직렬/병렬 조합은 버퍼 입력(300)과 각각의 탭 T1 내지 T7 사이에서 측정될때 거의 일정 리액턴스가 된다.

도시한 바와 같이, 각 유도성 소자는 실제로 도체이며, 인덕턴스의 값은 인덕터의 기하학의 함수가 된다. 이와 같이, 도체(304)에 해당하는 L2는 도체(306)에 해당하는 L3와 거의 등가인 인덕턴스 값을 가진다. 다른 탭에서 인덕턴스 값을 도시한 바와 같이, 다수의 직렬 및 병렬 도체에 해당하는 인덕턴스의 조합이다.

표 1은 종래 루프 안테나 설계와 바교한 유도성 리액턴스 버퍼의 상대 성능을 예증한다. 모든 측정치는 탭 T1에서 고려된 것이며, 제 1 안테나 부분에서 의것과 등가인 도체 길이를 포함한다. 상대 길이는 팔목밴드가 T1에서 T7까지로 조정된 것과 같은 팔목밴드의 추가 길이이다.

인덕턴스 변화는 T1에서의 리액턴스 측정과 비교하여 각 탭과 연관된 인덕턴스 값의 변화이다. 종래 안테나에 대한 인덕턴스의 변화 및 총 인덕턴스는 표 I의 마지막 두컬럼에서 일람된다. 표 I에 도시한 바와 같이, 종래 안테나에 대한 인덕턴스의 변화는 4.3나노핸리의 최대 변화와 비교하여, 59.1 나노핸리로 측정된다. 또다른 리액턴스 버퍼에서 도체의 최적기하학적이 이러한 차이를 줄임으로써 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

제 3b 도 및 제 5a 도에 도시한 바와 같이, 리액턴스 버퍼(218)는 다이 스탬핑, 또는 화학적인 에칭에 의해서 형성되는 단일한 평평판 판금 도체로 유용하고 저렴하게 형성될 수 있다. 도시한 도체 패턴은 오직 하나이며, 버퍼 압력 및 각 출력 탭 사이에서 측정된 거의 일정한 리액턴스가 생성되게 임의의 도체 패턴수가 생성될 수 있다. 전도 패턴은 동, 베릴륨 동, 및 니켈은과 같은 판금으로 형성될 수 있다. 상기 재료는 요구되는 유연성을 제공하고, 팔목밴드 착용과 팔목밴드를 팔목으로부터 반복해서 부착 및 제거하는 것과 연관된 반복되는 플렉싱(flexing)을 지탱하도록 선택된다. 도체는 납땜능력 및 동, 니켈, 얇은 도금과 같은 도금으로 도체의 내구성을 증진하도록 도금될 수 있다.

상기 재료외의 리액턴스 버퍼를 형성하는 다른 재료 또한 사용가능하다. 이러한 한 재료가 동박된 캡턴(a copper foil laminated kapton) 재료일 수 있으며, 그 리액턴스 버퍼 패턴은 종래의 인쇄 회로 에칭 기술(printed circuit etching technique)을 사용하여 형성된다. 탭 영역과 패턴과의 결합은 동일하거나 혹은 리벳과 같이 스탬프된 금속 리액턴스 버퍼와 유사할 것이다.

리액턴스 버퍼에 대한 대체 구성 방법은 제 6a/6b 도 및 제 7a/7b 도에 도시된다. 제 6a/6b 및 7a/7b 도의 리액턴스 버퍼는 팔목밴드의 길이가 조절될 때 거의 일정 리액턴스를 이루도록 복수의 고정된 캐패시터값을 사용한다. 제 6a 도에 도시한 바와같이, 도체(206)의 일부분은 다소 종래 기술에 의한 방법으로 도체(400) 내지 (412)를 사용하여 탭된다. 그러나, 종래와는 다르게 도체(206)는 고정 캐패시터 C1 내지 C7을 통해 각 축력탭 T1 내지 T7에 결합된다. 제 6b 도는 제 6a 도의 근사 개략도이다. 두 유도성 및 용량성 소자가 복수 쌍의 유도성 및 용량성 소자를 포함하는 경우에 있어서, 리액턴스 소자는 L11 및 C1과 같은 복수쌍의 유도성 및 용량성 소자를 포함할 것이라고 판단된다. 각 유도성 및 용량성 소자는 입, 출력을 가지며, 용량성 소자의 입력은 유도성 소자의 출력에 결합되며, 용량성 소자의 출력은 탭에 결합된다. 유도성 소자는 직렬로 결합되며, 제 6b 도에 도시한 구성이 된다. C1 내지 C7에 대한 값은 입력과 각 출력 탭 사이에 거의 일정한 리액턴스를 제공하도록 선택되며, 이 캐패시턴스의 크기는 다음과 같이 계산된다.

2π fLcum+1/2π fCtap=상수

여기서, f는 동작 주파수, Lcum은 각 탭과 연관된 누적 인덕턴스, Ctap은 특정 탭 캐패시턴스이다. 이처럼 Lcum은 L11+L12와 동일하게 되며, Ctap은 탭 T2에 대한 C2와 동일하게 될 것이다. 이와같이, C1은 도체 L11으로 공진하는 최소 캐패시턴스 값을 가지며, C7은 L11 내지 L17의 직렬 조합으로 공진하는 최대 캐패시턴스 값을 가질 것이다. C1은 전술한 동일 전기적 특성을 유지하는 버퍼로 생략가능하며, 이 경우 C2는 L11과 L12로 공진하는 최소 인덕턴스값을 가질 것이다.

용량성 및 유도성 소자를 이용하는 리액턴스 버퍼에 대한 한 구성 방법이 제 7a 도에 도시된다. 동박된 캡턴막(kapton filn)과 같은 플렉시블 회로(508)는 제 6a 도에 도시한 유사 패턴을 제공하도록 우선 에칭된다. 적절한 값을 가지는 단자없는 표면 설치 가능한 칩 캐패시터와 같은 캐패시터 C4 내지 C7은 이 캐패시터를 도체에 부착되도록 리플로우(reflow) 납땜을 사용하여 납땜된다. 성형된 또는 다이 절단된 탄성 중합체 또는 가족 밴드는 제 3a 도 및 제 3b 도의 유도성 리액턴스 버퍼에 대해 전술한 하나 이상의 절차를 이용한 플렉시블 회로를 포함하여 조립된다.

표 II는 유량성/유도성 리액턴스 버퍼의 상대 성능을 예증한다. 모든 측정은 탭 T1과 관련되며, 제 1 안테나 부분에서 발견되는 것과 등가인 도체 길이를 포함한다. 상대 길이는 팔목밴드가 T1에서 T7로 조정될 때의 팔목밴드의 추가 길이이다. 총 인덕턴스는 3개의 탭위치에 대해서 팔목된다. 각 탭에서 총 인덕턴스를 소정 동작 주파수에서 공진하는데 필요한 계산된 캐패시턴스가 캐드(cad)되며, 이 실시예의 경우는 157.7MHz이다. 표 II에서 보는 바와같이, 각 탭에 고정된 캐패시터값의 적절한 선택은 팔목밴드의 길이가 변화되는 것과 같이 안테나 동조시 임의 변화를 제거할 수 있다.

용량성 리액턴스 버퍼에 대한 대체 구성은 제 7b 도에 도시된다. 이 예에서, 팔목밴드 섹션(202)의 구성동안 캐패시터가 형성된다. 제 7b 도에 도시한 바와 같이, 캐패시터 C1 내지 C7중 플레이트가 플레이트(500)에 결합된다. 플레이트(500)의 크기는 각 탭 유전체층(502)의 두께, 그리고 유전체층(502)의 유전율이 필요로 하는 캐패시턴스의 함수이다. 캐패시터 플레이트 크기의 계산은 통상의 기술로서 당업자에게 공지되어 있다. 각 캐패시터 C1 내지 C7의 제 2 플레이트는 도체(206)에 의해 제공된다. 실제로, 캐패시터 플레이트/접촉(500)은 성형된 팔목밴드의 반(504)에 놓이며, 각 캐패시터 플레이트/접촉은 각 탭에서 요구된 캐패시턴스에 해당하는 다른 기하학 배치를 갖는다. 유전체층(502)은 도체(206)의 위치 결정에 의해 접촉위에 놓인다. 유전체층(502)은 적절한 유전체로 성형될 수 있으며, 도체(206)를 자리잡게 하는 리세스를 가진다. 상부 팔목밴드의 반(510)은 스텍 및, 유도성 리액턴스 버퍼 구성에 대해서 전술한 하나 이상의 적절한 기술로 적층된 조하위에 놓인다.

제 7b 도에 도시한 바와같이, 팔목밴드 섹션(204)은 캐패시터/인덕터 버퍼와 접촉하도록 구성된다. 이 실시예에서, 도체(208)는 캐패시터 플레이트/접촉(500)으로 플러그되는 접촉(506)을 형성하도록 스템핑 또는 압인 가공(coining)기술로서 형성된다. 두 접촉은 본 발명의 대체 실시예로 도시된다. 두 접촉 배열은 걸쇠가 보다 신뢰할 수 있는 전기 접촉에 고정될 때 걸쇠게 추가적인 강도를 제공한다. 도체(502)상에 접촉을 형성하는 방법 또한, 개개의 고정된 접촉부를 부착하여 사용될 수 있다.

제 5a 도의 유도성 버퍼의 경우와 같이, 제 7a 및 제 7b 도의 용량성 버퍼는 버퍼 입력, 탭 및 리액턴스 소자를 포함하는 평평하게 집적된 구조로서 기술될 것이다.

버퍼 루프 안테나의 설명은 팔목밴드에서 주로 사용하는 것에 관한 것으로서, 본 발명의 리액턴스 버퍼는 다른 루프 안테나 응용에 사용될 수 있다. 이러한 응용예는 전기적으로 작거나 또는 큰 임의의 가변 크기 루프 안테나를 포함하며, 원, 정방형, 직사각형 또는 다른형과 같은 어느 단면 형상을 갖는다. 다른 응용은 벨트 단단한 팔찌, 발목 스트랩 등과 같은 이러한 특정 목적의 가변 크기 루프 안테나를 포함한다.

본 발명의 명세서 실시예를 기술하면서, 또 다른 수정 및 개선이 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 숙련가들에게는 가능하다. 여기에 기재되고 특허청구된 기저의 원리를 보존하는 수정은 본 발명의 사상 및 범위내에 있다.

[표 Ⅰ]

nH=나노핸리

[표 Ⅱ]

nH=나노핸리

Claims (10)

1. 하우징(12)내에 놓여진 수신기(제 4 도)와, 상기 하우징(12)에 결합되어 사용자 팔목에 하우징(12)을 고착하기 위한 제 1(202) 및 제 2(204)팔목밴드 섹션을 구비한 팔목밴드(202, 204)로 구성된 팔목 착용 수신장치에 있어서, 상기 제 1 팔목밴드 섹션(202)은 루프 안테나의 제 1 부분(제 4 도)을 형성하고, 상기 수신기(제 4 도)에 결합된 입력(302)과 하우징(12) 반대편에 상기 제 1 팔목밴드 섹션(202)의 종축을 따라 선형적으로 배치된 다수의 출력들(T1 내지 T7)을 가진 리액턴스 버퍼(218)를 포함하며, 상기 리액턴스 버퍼(218)는 상기 입력(302)과 각각의 상기 복수의 출력들(T1 내지 T7) 사이에 비순차적으로 배열된 다수의 리액턴스 소자(제5B 도, 제6B 도)를 포함하며, 하나 이상의 상기 리액턴스 소자들(제5B 도, 제6B 도) 상기 입력(302)과 상기 입력(302) 및 각각의 상기 출력들(T1 내지 T7) 사이에서 측정된 일정한 리액턴스를 제공하는 상기 출력들(T1 내지 T7)중 대응의 한 출력 사이에 결합되고, 상기 제 2 팔목밴드 섹션(204)은 루프 안테나(제 4 도)의 제 2 부분을 형성하며, 상기 수신기(제 4 도)에 결합되고, 상기 하우징 맞은편에 상기 팔목밴드섹션(204)에 부착된 결합 수단(214)을 포함하며, 상기 결합수단(214)은 하우징(12)을 사용자 팔목에 고착할 때 상기 다수의 출력들(T1 내지 T7)에 선택적인 결합을 제공함으로써, 상기 팔목밴드(202, 204)의 길이는 상기 다수의 출력들(T1 내지 T7)중 대응의 한 출력에 상기 결합 수단(214)을 결합함으로써 사용자 팔목에 맞도록 자유롭게 조정가능하며, 상기 루프 안테나(제 4 도)의 공진 주파수는 상기 결합 수단(214)이 상기 다수의 출력들(T1 내지 T7)중 어느 한 출력에 결합될 때 변화되지 않는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 수신장치.
2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 리액턴스 소자는 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 수단 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 팔목밴드 섹션(202, 204)은 상기 제 1 및 제 2 팔목밴드 섹션(202, 204)을 상기 하우징(12)에 결합하기 위한 부착 수단(216)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 수신 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 팔목밴드 섹션(202)은 상기 리액턴스 버퍼 입력(302)과 루프 안테나(제 4 도)의 제 1 부분을 형성하는 상기 수신기(제 4 도) 사이에 결합된 제 1 도체(206)를 더 구비하며, 상기 제 2 팔목밴드 섹션(204)은 상기 결합 수단(214)과 루프 안테나(제 4 도)의 제 2 부분을 형성하는 상기 수신기(제 4 도) 사이에 결합된 제 2 도체(208)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 수신 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 결합 수단(214)은 팔목밴드 길이의 조절과 제 1 및 제 2 안테나 부분의 전기적 결합을 제공하는 전도성 걸쇠(212)를 구비하는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 수신 장치.
6. 팔목 착용 전자 장치(12)용 팔목밴드 루프 안테나(206, 208)에서, 전자 장치(12)는 안테나 공진 캐패시터(Co, 제 4 도)에 결합되어 루프 안테나(206, 208)를 소정 주파수로 공진시키기 위한 신호 및 접지 입력들(제 4 도)을 가진 수신기를 구비하며, 상기 팔목밴드 루프 안테나(206, 208)는, 수신기 신호 입력(제 4 도)에 결합하는 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 제 1 팔목밴드 섹션(202)에서 루프 안테나(206, 208)의 제 1 부분을 형성하는 제 1 도체와, 상기 제 1 도체(206)의 상기 제 2 단부에 결합된 리액턴스 버퍼 입력(302)과, 상기 리액턴스 버퍼(218)의 종축을 따라 선형적으로 배치된 다수의 탭들(T1 내지 T7)과, 상기 입력(302)과 각각의 상기 복수의 탭들(T1 내지 T7) 사이에서 비순차적으로 배열된 다수의 리액턴스 소자(제 5b 도, 제 6b 도)로 구성된 리액턴스 버퍼(218)를 포함하는 제 1 팔목밴드 섹션(202)과, 수신기 접지(제 4 도)에 결합된 제 1 단부와 제 2 단부를 가지며, 제 2 팔목밴드 섹션(204)에서 루프 안테나(206, 208)의 제 2 부분을 형성하는 제 2 도체(208)와, 상기 제 2 도체(208)의 상기 제 2 단부에 결합되어 상기 다수의 탭들(T1 내지 T7)중 하나에 상기 제 2 도체(208)를 결합하는 결합 수단(214)을 포함하는 제 2 팔목밴드 섹션(204)으로 구성되며, 상기 최외각의 다수의 탭들(T1 내지 T7) 사이의 거리가 루프 안테나 직경 조절에 해당하는 소정 길이를 제공하며, 하나 이상의 상기 리액턴스 소자들(제 5b 도, 제 6b 도)은 각각의 상기 다수의 탭들(T1 내지 T7) 사이에서 측정될 때 일정한 리액턴스를 제공하기 위하여 상기 입력(302)과 상기 탭들(T1 내지 T7)중 대응하는 한 탭 사이에서 결합되며, 팔목밴드 길이가 상기 다수의 탭들(T1 내지 T7)중 하나를 선택함으로써 조절될 때, 상기 루프 안테나(206, 208)의 공진 주파수가 불변 상태로 남아있는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 전자장치용 팔목밴드 루프 안테나.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 팔목밴드 섹션(202)은 상기 제 1 도체(206) 및 상기 리액턴스 버퍼 수단(218)을 에워싸는 컴플라이언트 상부(220) 및 하부 부재(222)를 더 포함하며, 상기 제 2 팔목밴드 섹션(204)은 상기 제 2 도체(208)를 에워싸기 위해 컴플라이언트 상부(220) 및 하부(222) 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 전자 장치용 팔목밴드 루프 안테나.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1(202) 및 제 2(204)팔목밴드 센션은 전자 장치(12)에 상기 팔목 섹션(202, 204)을 부착하기 위하여 상기 제 1 단부에서 상기 상부(220) 및 하부(222) 부재와 결합된 부착 수단(216)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 전자 장치용 팔목밴드 루프 안테나.
9. 제 6 항에 잇어서, 상기 제 1(206) 및 제 2(208)도체는 판금인 것을 특징으로 하는 팔목 착용 전자 장치용 팔목밴드 루프 안테나.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 판금은 동, 벨릴륨 동 및, 니켈은으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 팔목 착용 전자 장치용 팔목밴드 루프 안테나.