KR100831753B1 - 다이버시티 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

공통 접지 요소를 포함하는 이동 전화와 같은 이동국용 다이버시티 안테나 시스템 및 다이버시티 안테나 장치를 작동시키기 위한 방법이 제공된다. 다이버시티 안테나 장치는 적어도 한 쌍의 안테나 요소들을 포함한다. 각 안테나 요소는 대략적 L-형 방사 요소 및 대략적 L-형 방사 요소에 동작 가능하도록 연결된 도체 레그부를 포함한다.

Description

다이버시티 안테나 장치{Diversity antenna arrangement}
본 발명은 안테나에 관한 것이며, 특히 다이버시티 안테나에 관한 것이다.
용어의 가장 단순한 정의 측면에서, 안테나 설계 과정의 다이버시티 기술은 추가적인 안테나를 이용함으로써, 안정적인 전반적 시스템 성능을 획득하기 위한 수단이다. 시스템 성능은 신호 강도, 신호대 잡음비(SNR), 데이터율, 에러율, 또는 다른 인자들에 의하여 특징지워질 수 있다. 무선 데이터 시스템에 특히 중요한 것은, 낮은 에러율에서 높은 데이터율을 획득하는 것이다.
무선 통신 분야, 특히 이동 무선 통신 분야에서, 안테나 다이버시티는 다중 경로 신호 전달(multipath signal propagation)에 의하여 야기되는 고속 페이딩(fast fading)을 완화하기 위한 공지된 기술이다. 다이버시티 이득을 획득하기 위하여, 동일한 정보를 운반하지만 상이한 페이딩 특을 가지는(낮은 신호 상관도을 가지는) 적어도 두 개의 신호들이 필요하다. 편파 다이버시티(polarization diversity)는 일반적으로 이용되는 다이버시티 기술들 중 하나인데, 이 기술은 수직 및 수평 편파된(polarized) 신호 성분들의 독립적 페이딩(independent fading)을 이용한다. 이것은 핸드셋을 위한 잠재적인 기술인데, 그 이유는 안테나가 멀리 이격되지 않아도 되기 때문이다.
그러므로, 위상 변화 뿐만 아니라 편파 변화(polarization change)가 다중경로 신호 환경에서 발생한다는 것이 공지되었으며, 따라서 편파 다이버시티가 소음 환경(cluttered environment)에서의 데이터 전송률을 더욱 향상시키기 위하여 사용되어 왔다. 편파 다이버시티란 두 개의 안테나를 이용하되, 안테나 1이 제1 편파에서 더 높은 이득을 가지는 지역에서, 안테나 2가 직교 편파에서 더 높은 이득을 가지도록 두 개의 안테나들을 배치(orient)하는 것을 의미한다. 일반적으로, 편파 다이버시티는 두 개의 편파 축들이 거의 직교하도록 배치되는 두 개의 안테나들을 이용함으로써 획득된다. 더 나아가 안테나들의 주 광선(main beam)들은 상이한 방향을 향할 수 있으며, 안테나들은 어느 정도 이격될 수 있고, 이러한 경우에 각 다이버시티(angle diversity) 및 공간 다이버시티(space diversity)가 신호들을 역상관(decorrelate)하기 위하여 사용된다. 또한, 적합한 신호 처리 기술을 적용하면, 평균 신호대 잡음비는 단일 안테나 시스템에 비하여 편파 다이버시티를 이용할 경우 향상될 수 있으며, 뿐만 아니라, 예를 들어 공간 다이버시티 안테나 시스템(spatial diversity antenna system)과 비교할 때 평균 신호대 잡음비도 향상될 수 있다.
하나의 접근법은 편파 다이버시티 기술에 적용되는 안테나로서 평판 역-F 안테나(planar inverter F antenna, PIFA)를 이용한다. 도 1은 급전 프루브(feed probe, 104) 및 단락부(short circuit, 105)에 의하여 도 1에 도시된 바와 같이 위치되어 전원 공급되는 두 개의 정방형 평판 역-F 안테나들(PIFA 라고 불리거나 또는 단락-패치 안테나(short-circuited patch antenna)라고 불린다)(100)을 도시한 다. 안테나들(100)은 개인 이동 통신 단말기(personal mobile communication terminal, PMCT) 내의 양호한 다이버시티 이득(5-9dB)을 얻기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 수치는 무선 채널 사운더 측정치(radio channel sounder measurements)들을 이용하여 확인되었다. 접지면(103)의 크기는 대략 40mmX100mm(너비 X 길이)이다. 안테나 요소들(101, 102)의 크기는 대략적으로 16mmX16mmX7mm(길이 X 너비 X 높이)이다.
그러나, 무선 장치들은 가능하면 사용자가 용이하게 소지할 수 있도록 설계되는 경향이 있다. 이러한 경향에 따라서 사용자를 위하여 상대적으로 소형이며 경량이고, 손에 용이하게 쥘 수 있는 무선 장치를 개발하여야 하는 필요성이 발생하였다.
이러한 경향에 따라서 안테나 설계 및 안테나 기술에 새로운 도전 필요성이 발생하였다. 예를 들어, 이동 전화와 같은 소형 PMCT에 현재 사용되는 전형적인 내장형 안테나에 비하여, 도 1에 도시된 평판 역-F 안테나(PIFA)들은 그 크기가 너무 크고, 실질적으로는 이동 전화용 어플리케이션으로 사용되기에는 너무 크다.
안테나 및 무선 통신 장치들의 다양한 내재적인 한계점들을 고려할 때, 종래 기술과 관련된 이러한 문제점들 및 다른 문제점들을 해결하거나 완화하는 것이 바람직하다. 그러므로, 해당 기술 분야에서 더욱 콤팩트한 다이버시티 안테나 장치를 제공하여야 하는 문제점이 존재한다.
본 발명의 목적은 이동 전화와 같은 이동국에 맞춤되기에 더욱 적합한 콤팩트형 다이버시티 안테나 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 공통 접지 요소를 포함하는 이동국용 다이버시티 안테나 장치 및 다이버시티 안테나 시스템, 및 이의 작동 방법이 개시되는데, 본 발명에 따른 다이버시티 안테나 장치는 적어도 하나의 안테나 요소들을 포함한다. 각각의 안테나 요소는,
대략적 L-형 방사 요소 및 대략적 L-형 방사 요소 모두에 연결된 레그부를 포함하며, 레그부는 안테나 요소를 접지 요소에 대하여 급전하기 위한 급전 장치(feed arrangement)를 포함한다.
본 발명의 몇 가지 실시예는 셀룰러 이동 전화기에 적합한 더욱 콤팩트하고 경량인 안테나 솔루션을 제공한다. 다른 실시예에서는, 안테나 장치의 무게는 30%이상 절감될 수 있다. 안테나가 콤팩트해지고 더 경량화되는 것은 매우 중요한 관련성을 가지는데, 그 이유는 이동 전화 설계의 경향이 해당 산업 분야에서 매우 소형인 핸드헬드 이동 장치를 개발하는 데에 중점을 두고 있기 때문이다. 본 발명의 다른 몇 가지 실시예에서는, L-형 방사 요소는 이동 전화의 새시 구조 및 새시 형태에 따라서, 만곡된 요소(curved element)에 의하여 대체될 수도 있다. 그러므로, L-형 안테나 요소는 그러므로, L-형 안테나 요소는 만곡형 모서리를 가지거나, 반-타원형(semi-ellipsoidal) 형태를 가질 수 있다. L-형 안테나 요소는 평면이거나, 원형이거나, 만곡된 형태이거나, 구부러진 형태이거나, 적층된(stacked) 형태 등 일 수 있다. 접지 요소는 평면의 형태를 가질 필요가 없으며, 오히려 이동 전화기 및 새시의 형태 및 디자인에 될 수 있다. 본 발명의 실시예들의 전기적 특성들은 양호하게 얻어질 수 있고, 더 많은 공간 및 더 방대한 설계를 요구하는 다른 장치들에 비견될만 할 수 있다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위하여는, 첨부된 도면과 함께 후술되는 발명의 상세한 설명을 참조하여야 한다.
본 발명은 예시적인 의미에서, 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 무선 단말기용 다이버시티 안테나 장치로서 공지된 것을 도시한다.
도 2a는 정방형 평판 역-F 안테나(PIFA) 상의 표면 전류 흐름을 예시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 실시예의 몇 가지 사상에 따라, 중앙부로부터 금속화부(metallization)가 제거된 정방형 평판 역-F 안테나(PIFA) 상의 표면 전류 흐름의 일예를 도시한다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따라서 중앙부로부터 금속화부가 제거되고, 대칭적 전류 경로들 중 하나가 제거된 상태에서 정방형 평판 역-F 안테나(PIFA)의 나머지 부분에 흐르는 표면 전류의 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치 및 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 2단자 S-파라미터의 주파수 응답을 시뮬레이션 한 결과를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치 및 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 포락선 정정 계수(envelope correction coefficient)를 연산한 결과를 예시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치의 시뮬레이션된 편파 포물선 및 실현된 전체 이득을 예시하는 도면이다.
도 6b는 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나의 시뮬레이션된 편파 포물선 및 실현된 전체 이득을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 다이버시티 안테나 장치의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 다이버시티 안테나 장치에 대한 2단자 S-파라미터의 주파수 응답을 시뮬레이션 한 결과를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 다이버시티 안테나 장치에 대한 포락선 상관 계수(envelope correlation coefficients)를 연산한 결과를 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 다이버시티 안테나 장치의 시뮬레이션 편파 포물선 및 실현된 전체 이득을 예시하는 도면이다.
도 11a 내지 도 11h는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광대역 안테나 구조를 실장하기 위한 다양한 방법들 중 일부를 도시하는 도면들이다.
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 다른 실시예들에 의한 안테나 구조를 실장하기 위한 다양한 방법들 중 다른 일부를 예시하는 도면들이다.
본 발명의 몇 가지 실시예들은 공통 접지 요소(general ground element)를 가지는 이동국용 다이버시티 안테나 장치를 제공한다. 다이버시티 안테나 장치는 적어도 한 쌍의 안테나 요소들을 포함한다. 각 안테나 요소는 제1 연장 도체 요소(elongated conductive element)를 포함한다. 도체 레그부(conductive leg portion)가 제1 연장 도체 요소에 연결된다. 레그부는 안테나 요소를 접지 요소에 대하여 급전하기 위한 급전부로서, 급전 요소(feed element) 또는 급전 장치(feed arrangement)라고도 알려진 성분을 포함한다. 각 안테나 요소는 제2 연장 도체 요소도 포함한다. 제1 및 제2 의 대략적으로 평면인 연장 도체 요소들은 상호 횡단하고 상호 접촉된다. 본 발명의 다른 몇 가지 실시예들에서, 제1 및 제2 대략적으로 평면인 연장 도체 요소들은 상호 직교한다. 제1 및 제2 대략적으로 평면인 연장 성분들 및 도체 레그부는 본 발명의 몇 가지 실시예들에서는 일체형 금속부(unitary metal part)로부터 형성되도록 구현된다. 소위 단락 요소(short circuit element)와 같은 안테나의 다른 성분들도 동일한 금속부로부터 형성될 수 있다. 일체형 금속부의 외관은 대략적으로 L-형 구조를 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 몇 가지 실시예들에서는, 이동국 새시(chassis)의 구조 및 설계 때문에 만곡 요소(curved element)로 대체될 수 있다. 그러므로, L-형 안테나 요소는 그러므로, L-형 안테나 요소는 만곡형 모서리(rounded corner)를 가지거나, 반-타원형(semi-ellipsoidal) 형태를 가질 수 있다. 접지부(ground)는 평면이거나 이론적 평면(theoretical plane) 형태일 수 있다. 그러나, 접지부는 반드시 정밀한 평면 형상을 가질 필요는 없으며, 이동 전화기의 새시의 형상 및 설계에 따라서 적응될 수 있다. 바람직하게는, 안테나 요소들은 더 콤팩트하고, 더 소형이며, 더 경량일수록 안테나 시스템이 셀룰러 이동 전화기에 더욱 잘 맞춤될 수 있다. 바람직하게는, 안테나 요소들의 일 단부는 접지 평면을 향하여 만곡(bent)됨으로써 안테나 시스템이 더욱 콤팩트하게 되도록 설계될 수 있다. 안테나 요소들은 상호 멀리 이격됨으로써 안테나 요소들 간의 커플링(coupling)을 감쇄시킬 수 있다. 안테나 시스템의 동작 대역폭은, 예를 들어 적층형 공진기 구조(stacked resonators structure)를 이용함으로써 증가될 수 있다.
본 발명의 몇 가지 실시예들은 이동 통신 네트워크용 이동국의 작동 방법에 대한 것이다. 이동국은 한 쌍의 동작 상태들 및 공통 접지 평면 요소(general ground plane element)를 포함한다. 본 발명에 따른 방법에서, 한 쌍의 안테나 요소들이 제공된다. 각 안테나 요소는 대략적 L-형 방사 요소 및 상기 대략적 L-형 방사 요소에 연결된 도체 레그부를 포함한다. 레그부는 안테나 요소를 접지 요소에 대하여 급전하기 위한 급전 장치를 포함한다. 한 쌍의 안테나 요소들은 방향성이 실질적으로 직교하도록 정렬된다. 안테나들은 안테나들의 편파들이 충분히 상이하도록(즉, 실질적으로 직교하도록) 정렬됨으로써, 안테나에 의하여 수신되는 신호들 간의 상관(correlation)을 낮추도록 하여야 한다. 예를 들어 도 6a에 도시된 실시예에 관련하여 후술되는 바와 같이, 안테나들의 편파들은 특정 방향성 또는 몇 가지 방향성들에서 직교할 수 있다. 그러나, 이들은 거의 모든 방향성에 대해서 충분히 상이하기 때문에, 안테나에 의하여 수신되는 신호들 간의 상관을 낮출 수 있다. 이동국은 제1 동작 상태에서 작동되는데, 이 상태에서 주어진 방향성에 대해서 한 쌍의 안테나 요소들 중 하나가 특정 편파에 대해 최대로 응답(responsive)하는데, 예를 들어 수직 원편파(vertically circular polarization) 또는 우완 원편파(right hand circular polarization)에 대해 최대한 응답한다. 또한, 이동국은 제2 동작 상태에서 작동되는데, 이 상태에서 한 쌍의 안테나 요소들 중 다른 하나가 동일한 방향성에 대해 충분히 상이한 편파에 대해 최대한 응답하게 되고, 예를 들어 심지어 제1 안테나 요소의 편파에 대해 직교하는 편파에 대해 응답하게 된다(예를 들어, 수평 또는 좌완 원편파에 대해 가장 양호하게 응답한다). 안테나들의 편파들은 방향성에 따라 변한다. 실무상으로서는, 편파들은 사용자가 단말기를 어떻게 쥐고 있는지에 따라서 변경될 수도 있다. 안테나들의 편파가, 신호 중 통계학적으로 중요한 성분들이 상이한 편파에 의하여 도달하는 방향성에 대하여 충분히 상이하다면(또는 거의 직교한다면), 안테나들은 매우 바람직하게 동작할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치에 대한 몇 가지 학술적인 측면들 및 이론적 원리들이 설명된다.
다이버시티 이득은 다이버시티 브랜치(diversity branch)로부터 도달하는 신호들의 상대적 강도 및 포락선 상관도(envelope correlation, ρe)에 의하여 변동한다. 전형적으로, 포락선 상관도는 0.7 이하여야 충분히 양호한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 최대한도로 개선하면, 다이버시티 브랜치들의 평균 신호 강도는 거 의 동일하게 된다.
다이버시티 안테나 장치의 포텐셜(potential)을 연구하는 하나의 방법은 안테나 요소들의 3차원 복소 방사 패턴(complex radiation patterns)에 기반하여 안테나 요소들 간의 포락선 상관도를 연산하는 것이다. 레이레이 페이딩 환경(Rayleigh fading environment)에서는, 동일한 좌표 시스템(본 명세서에서는 표준 구형) 좌표 시스템)을 참조하는 두 개의 안테나들 간의 포락선 상관도 계수는 다음 수학식 1에 의하여 주어진다.
Figure 112006060239426-pct00001
수학식 1에서, Eθ 및 Eφ는 각각 안테나에 의하여 방사되는 전기장의 θ및 φ 복소 성분들이고, Pθ 및 Pφ은 도달하는(incoming) θ및 φ 편파된 평면파(polarized plane wave)의 도달 확률 분포의 각도이며, X는 상호-편파율(cross-polarization ratio, Pθ/Pφ를 나타내고, Pθ 및 Pφ은 다중 경로 환경에서 θ및 φ 편파된 등방성 안테나(isotropic antenna)들에 의하여 수신되는 전력을 각각 나타낸다. 전달 환경(propagation environment)에 적합한 단순한 모델은, 신호 전력이 양 편파에 대해서 균등하게 분포된다고(X=1 또는 0dB) 가정하고 신호의 동일한 양 이 모든 방향성으로부터 수신된다고(균일 분포, uniform distribution) 가정함으로써 얻어질 수 있다. 즉, Pθ= Pφ= A 이므로, 수학식 2가 얻어진다.
Figure 112006060239426-pct00002
이보다 더 실제적인 모델은, 도달하는 전력에 대해서 전방성 아지무스 분포(omnidirectional azimuth distribution) 및 가우시안 고도 분포(Gaussian elevation distribution)를 가정함으로써 얻어질 수 있다.
Figure 112006060239426-pct00003
수학식 3에서, p(θ)은 Pθ(θ) 이거나 Pφ(φ)이며, 이들은 각각 θ및 φ 편파된 성분들의 분포를 나타낸다. θ0 및 σ 파라미터들은 각각 분포의 최대치 및 확산정도(spread)에 대한 고도각(elevation angle)을 제어한다. 파라미터 A1은 수학식 2가 만족되도록 설정된다. 예를 들어, Pθ/Pφ에 대한 값들은, 몇 가지 예에서는 θ0 = 2.6도/3.6도, σ= 5.0도/7.3도, 및 X = 9dB의 값들이 선택될 수 있다. 이러한 값들은 수 개의 환경에 대해 적용될 수 있는 측정된 평균치들을 나타낼 수 있 다.
도 2a 2b, 및2c에서는, 본 발명의 몇 가지 실시예에 대한 기초 이론적 원리가 설명된다.
마이크로스트립 라인 상에 흐르는 전류는 라인의 모서리에서 가장 크다. 이러한 사실은 단락된 패치 또는 평판 역-F 안테나(PIFA)와 같은 마이크로스트립 타입 안테나에도 적용될 수 있다. 평판 역-F 안테나(PIFA)(200)에 흐르는 전류는 도 2a의 실시예에 도시된 바와 같이, 평면 요소의 모서리에 집중되게 되는데, 이는 경로(201)로써 표시된다. 평판 역-F 안테나(PIFA)는 전류를 위한 급전부(202) 및 단락 회로(203)를 포함한다. 평판 역-F 안테나(PIFA)의 중앙부로부터 금속 몇 개가 제거되더라도, 평판 역-F 안테나(PIFA)의 방사 특성이 크게 변하지 않을 것이라고 가정할 수 있다.
이제, 도 2b에 도시된 평판 역-F 안테나(PIFA)(204)에 대한 예시와 같이, 단락 회로로부터 평판 역-F 안테나(PIFA)의 개방 단부까지의 두 개의 대칭적인 전류 경로들이 존재한다. 도 2b에 도시된 평판 역-F 안테나(PIFA)(204)에서는, 금속의 몇 가지가 평판 역-F 안테나(PIFA)(203)의 실질적 중앙부(205)로부터 제거된다. 이러한 전류 경로들(201') 모두는 거의 동일한 방사 및 특히 거의 동일한 편파 특성을 가질 것으로 간주될 수 있다.
그러므로, 도 2c에 도시된 실시예에서와 같이 전류 경로들 중 하나(및 이에 상응하는 안테나 금속부)가 바람직하게는 방사 특성에 현저하게 영향을 미치지 않으면서 제거될 수 있다. 도 2c의 예시의 안테나 요소(205)는 간편하게도 기본적으 로 오직 하나의 전류 경로 루트(206)만을 가진다. 바람직하게는, 이 때문에 실제 안테나는 매우 소형화되고 경량화될 수 있으며, 따라서 더 콤팩트한 안테나 및 이동국 설계에 적합하며, 셀룰러 이동 전화기와 같은 소형 PMCT 내의 더욱 콤팩트한 안테나로서 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치의 일 실시예를 도시한다. 다이버시티 안테나 장치(300)는 두 개의 안테나 요소들(301,302)을 포함한다. 두 안테나 요소들(301,302)은 x축 방향에서 거의 직교하는 편파들을 가지도록 실장된다. 바람직하게는, 안테나 요소들(301,302)은 도 2c에 도시된 실시예에서의 안테나와 거의 유사하다. 콤팩트 다이버시티 안테나 장치(300)는 접지면(303)을 가진다. 바람직하게는, 이동 통신 단말기(mobile communication terminal, MCT)의 새시는 부분적으로는 전체적으로 접지면(303)으로서 동작할 수 있다. 다이버시티 안테나 장치(300)는 더욱 콤팩트한 솔루션을 제공할 수도 있다. 안테나 요소들(301,302)은 스트립들(304, 305)을 포함한다. 안테나 요소들(301,302)은 급전 프루브(306) 및 안테나의 전기적 특성을 위한 단락 회로(307)도 포함한다. 안테나 요소로부터 제1 및 제2 대략적 평면인 연장 도체 요소들의 예시적인 실시예들도 도면에서 확인할 수 있다. 급전기 및 단락 회로와 함께 레그부도 도시된다.
바람직하게는, 안테나 요소들(301,302)의 개방 단부들은 몇 가지 다른 실시예들에서는 접지면(303)을 향해 만곡되었고, 더 다른 실시예들에서는 단말기 새시를 향해 만곡될 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 형상을 통하여 안테나 크기를 더욱 축소시킬 수 있다. 더 나아가, 이와 같이 안테나 요소들(301,302)의 개방 단부들을 접지면(303)을 향하여 만곡시키더라도, 방사 특성은 현저하게 열화되지 않는다.
바람직하게는, 안테나 요소들(301,302)의 개방 단부들은 가능한 한 서로 이격됨으로써, 안테나 요소들 간의 커플링을 최소화할 수 있다.
예를 들면, 안테나 요소들(301,302)의 크기는 대략 15mm X 16mm X 8.5mm(최대 길이 X 최대 너비 X 높이)이다. 예를 들면, 스트립들(304, 305)의 너비는 3mm이다. 예를 들면, 접지면(303)의 크기는 40mm X 100mm(너비 X 길이)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치 및 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 2단자 S-파라미터의 주파수 응답을 시뮬레이션 한 결과를 도시하는 도면이다. 안테나 요소들의 시뮬레이션 반사 계수들(reflection coefficients, S11 및 S12) 및 요소들 간의 전송 계수들(transmission coefficients, S21 및 S12)은 도 4에 도시된 실시예에 도시된다. 예를 들면, 시뮬레이션은 구입 가능한 'Method of Moments(MoM)' 기반의 전파 전자기 시뮬레이터(full-wave electromagnetic simulator)를 이용하여 수행할 수 있다. 그래프(400)는 GHz 단위의 주파수를 나타내는 x-축 및 dB 단위로 S 파라미터의 크기를 나타내는 y-축을 포함한다. 그래프(400)는 도시된 실시예를 위한 S11 및 S22 파라미터들을 예시하는 곡선(401)을 포함한다. 곡선(402)은 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 S11 및 S12 파라미터를 예시한다. 또한, 곡선(403)은 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 S21 및 S12 파라미터들을 예시한다. 곡선(404)은 본 발명의 일 실시예에 대한 S21 및 S12 파라미터를 예시한다. 그래프(405)는 상응하는 곡선들에 대한 스미스 다이어그램(Smith's diagram)을 예시한다. 원(406)은 -10dB의 크기를 가지는 S-파라미터를 예시하고, 원(407)은 -6dB의 크기를 가지는 S-파라미터를 예시한다. 바람직하게는, 도 1에 도시된 공지된 안테나 장치에 비교할 때, 본 발명의 일 실시예에 의한 장치는 안테나 요소가 상호 확실히 절연(isolate)되도록 한다. 이것은 충분히 큰 전기장을 가지기 때문에 절연의 관점에서 볼 때 충분히 절연된 안테나의 일부들이 서로 멀리 이격되기 때문이다. 요소들은 서로 확실히 절연되는 것이 바람직한데, 그 이유는 절연이 될 수록 다이버시티 안테나 장치의 전체 효율이 증가되기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치 및 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 포락선 정정 계수(envelope correction coefficient)를 연산한 결과를 예시한 도면이다. 연산을 위하여 필요한 3차원 복소 방사 패턴들은 구입 가능한 MoM 기반 시스템 소프트웨어를 이용하여 획득되었다. 그래프(500)는 GHz 단위의 주파수를 나타내는 X-축 및 포락선 상관 계수(ρe )를 나타내는 y-축을 포함한다. 그래프(500) 내의 사각형(501)에 의하여 표시된 곡선은 본 발명의 실시예에 따른 균일 분포 연산(Uniform distribution calculation)을 예시한다. 원(502)으로 표시된 곡선은 본 발명의 일 실시예에 대한 가우시안 분포 연산(Gaussian distribution calculation)을 예시한다. 다이아몬드(503)로 표시된 곡선은 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 균일 분포를 예시한다. 삼각형(504)으로 표시된 곡선은 이러한 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 가우시안 분포를 예시한다. 균일 분포시에, 관심 대상인 주파수 범위(1.92GHz 내지 2.17GHz)에서, 안테나들 모두는 매우 낮은 포락선 상관도를 가진다. 가우시안 분포시에, 이러한 관심 주파수 범위에서 포락선 상관도는 증가하지만 0.7보다 낮은 값에서 유지된다. 상관도가 증가하는 것은 가우시안 분포에서 이용되는 대략적으로 매우 높은 상호-편파율(auto-correlation ratio, X=9dB) 때문이다. X가 9dB에서 0dB로 감소함에 따라 최대 편파 계수는 0.7에서 0.1로 감소한다. 도 5에 따르면, 안테나들 모두는 적합한 편파 다이버시티 안테나들로서 동작할 수 있으며, 유사한 다이버시티 성능을 가지게 된다. 바람직하게는, 도 1에 도시된 대형 안테나 장치와 비교할 때, 본 발명의 실시예에 따른 소형 장치는 실질적으로 등가인 전기적 안테나 특성을 가진다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치의 시뮬레이션 편파 포물선 및 실현된 전체 이득을 예시하는 도면이다. 도 6b는 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나의 시뮬레이션 편파 포물선 및 실현된 전체 이득을 예시하는 도면이다. 그러므로, 도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치 및 도 1에 도시된 다이버시티 안테나 장치에 대한 전체 실현된 이득(반사 손실을 포함하면, Gθ+Gφ로 구현된다) 상에 도시된 시뮬레이션 편파 포물선들을 도시한다. 적용된 주파수는 2.05GHz이다. 도 6a 및 도 6b의 패턴은 거의 동일하며, 도 5와 함께 고려하면 본 발명의 실시예에 따른 안테나 요소들의 개안된 소형화 작업은 방사 특성에는 작은 영향밖에 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 도 6a 및 도 6b에서, x-축은 도 단위인 φ을 나타내고, y-축은 안테나에 대해 사용된 표준 구형 좌표 시스템에서의 도 단위의 θ를 나타낸다. 안테나의 방향(orientation)은 도 3에서의 좌표축(306)에 의하여 나타나는데, 여기서 x-축은 표준 구형 좌표 시스템에서 θ=90도 및 φ=0도를 가리키고, y-축은 θ=90도 및 φ=90도를 가리키고, z-축은 θ=0도 및 φ=0도를 가리킨다.
안테나의 크기가 작아지면 안테나의 대역폭이 감소되고, 따라서 이것은 매우 큰 단점으로 작용한다. 하지만, 대역폭이 감소되는 것은 보상할 수 있다.
본 발명의 몇 가지 실시예들은 광대역 다이버시티 안테나 장치를 제공한다. 광대역 다이버시티 안테나 장치도 더 콤팩트한 솔루션이 될 수도 있다. 이하, 콤팩트 형태의 광대역 다이버시티 안테나 장치에 대한 상세한 기술적인 설명이 후술된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 다이버시티 안테나 장치(700)의 일 예를 도시하는 도면이다. 바람직하게는, 도 7에 도시된 실시예는 더욱 콤팩트한 안테나 설계에 도움이 되는 형상일 수도 있다. 안테나 크기가 감소됨에 따라서 발생되는 대역폭의 감소치는 안테나를 듀얼-공진(dual-resonant) 형태로 제조하거나, 또다른 실시예에서는 다중 공진형(multi-resonant)으로 제조함으로써 보상될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서 대역폭은 적층형 구조를 이용함으로써 증가될 수 있다. 공평면(coplanar) 기생 성분(parasitic) 또는 하나 또는 그 이상의 고-Q(high-Q) 공진기를 포함하는 정합 회로(matching circuit)를 이용하는 것도 가능하다. 도시된 실시예에서는 광대역 다이버시티 안테나 장치는 하나의 안테나 요소(701)를 포함한다. 안테나 장치는 기생 스트립(parasitic strip, 702)을 포함한다. 바람직하게는, 안테나 장치(700) 에는 종동 스트립(driven strip, 703)도 포함될 수 있다. 종동 스트립(703)은 다중 공진기(multiresonator)로서 동작할 수 있으며, 스트립(702)은 안테나 장치(700)의 동작 대역폭을 증가시키는데 사용될 수 있다. 안테나 장치(700)는 새시(704)를 포함한다. 새시는 전부나 일부에 있어서 이동 전화와 같은 이동국의 부품일 수 있다. 안테나 장치(700)는 RF 신호 공급/수신을 위한 두 포트(705, 708)를 가진다. 또한, 단락 회로(707)도 제공된다. 다른 실시예들에서는, 스트립(702)의 말단부는 예를 들면 새시(704)를 향해서 하향 만곡될 수 있다.
다시 도 7에 도시된 실시예를 참조하면, 안테나 요소 하나의 예시적인 크기는 17mm X 18mm X 8mm(최대 길이 X 최대 너비 X 높이)이다. 스트립들은 3mm의 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 접지면(704)의 크기는 40mm X 100mm(너비X길이)일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 다이버시티 안테나 장치에 대한 2단자 S-파라미터의 주파수 응답을 시뮬레이션 한 결과를 도시하는 도면이다. 안테나는 GSM1800, GSM1900, 및 UMTS 주파수(1.71GHz 내지 2.17GHz)의 주파수 대역을 담당하도록 튜닝되었다. 리턴 손실(return loss)의 값은 예를 들면 Lretn≥6dB을 만족하도록 설정되었다. 안테나의 하부 패치는 예를 들면 0.8mm 두께의 고품질 초단파 기판(microwave substrate)(도 7의 실시예에서는 미도시) 상에 위치된다. 그래프(800)는 GHz 단위의 주파수를 나타내는 x-축 및 dB 단위로 S 파라미터를 나타내는 y-축을 포함한다. 곡선(801)은 안테나의 반사 계수들(S11 및 S22 파라미터들)을 예시하고, 곡선(802)은 본 발명의 일 실시예에 대한 안테나들 간의 전송 계수들(S21 및 S12 파라미터)을 예시한다. 그래프(803)는 상응하는 곡선들을 포함하는 본 발명의 실시예에 대한 스미스 다이어그램(Smith's diagram)을 예시한다. 원들(804 및 805)은 본 발명의 실시예에 대한 -6dB의 크기를 가지는 S-파라미터 및 -10dB의 크기를 가지는 S-파라미터를 각각 예시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치 및 도 1에 도시된 공지된 다이버시티 안테나 장치에 대한 포락선 정정 계수(envelope correction coefficient)를 연산한 결과를 예시한 도면이다. 그래프(900)는 GHz 단위의 주파수를 나타내는 X-축 및 포락선 상관 계수(ρe)를 나타내는 y-축을 포함한다. 그래프(900) 내의 사각형(901)에 의하여 표시된 곡선은 균일 분포 연산(Uniform distribution calculation)을 예시한다. 원(902)으로 표시된 곡선은 가우시안 분포 연산(Gaussian distribution calculation)을 예시한다. 여기에서도 균일 분포의 경우에 매우 낮은 상관도가 획득된다. 가우시안 분포시에, 1.71GHz 내지 2.17GHz의 주파수 범위에서 상관 계수는 0.7보다 낮다. 여기에서도, X가 9dB에서 0dB로 감소함에 따라 최대 상관 계수는 0.7에서 0.1로 감소한다. 도 9에 예시된 실시예의 상관 특성은 도 1 및 도 3의 상관 특성과 유사하지만, 바람직하게는 도 9에 도시된 실시예의 대역폭은 두 배만큼 크다.
유사한 상관 특성을 유지한 채, 예를 들어 적어도 2GHz 내지 2.8GHz(Lretn≥6dB)의 주파수 범위를 담당하도록 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치를 튜닝하는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이버시티 안테나 장치의 시뮬레이션 편파 포물선 및 실현된 전체 이득을 예시하는 도면이다. 도 10은 1.95GHz의 주파수에서 구현된 광대역 다이버시티 안테나 장치에 대한 전체 실현된 이득(반사 손실을 포함하면, Gθ+Gφ로 구현된다)상에 도시된 시뮬레이션 편파 포물선들을 도시한다. 이 주파수에서의 안테나의 패턴 및 편파 상태(polarization state)는 2.05GHz에서의 도 1 및 도 5에 도시된 실시예들의 패턴 및 편파 상태와 매우 유사하다(도 6a 및 도 6b 참조). x-축은 도 단위의 φ을 나타내고, y-축은 도 단위의 θ를 나타낸다.
구현된 광대역 다이버시티 안테나 장치의 다이버시티 성능은 도 1 및 도 3에 도시된 실시예들의 성능에 비견될만 하다. 바람직하게는, 사용 가능한 대역폭은 두 배 이상 넓을 수 있다.
전술된 안테나 요소들 및 다이버시티 장치들은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이동 전화기의 단말기 새시 또는 다른 단말기 새시 상의 상이한 위치에 상이한 방법으로 결합되어 위치될 수 있다는 점은 명백하다. 예를 들어, 도 3 및 도 7에 도시된 안테나 요소들 중 하나 또는 두 개 모두는 빈 모서리들 중 어느 곳으로도 이동될 수 있으며, 심지어는 새시의 중앙으로 이동될 수도 있다. 또는, 안테나 요소들은 위치를 바꾸어 배치됨으로써, 단락 회로들이 중앙에 위치되고 개방 단부들이 서로 더욱 가깝도록 위치될 수 있다. 별도의 저대역(예를 들어 900MHz) 안테나 요소를 장치에 추가하거나, 또는 전술된 다이버시티 안테나 요소들의 하나 또는 모두를 통합형 저대역 요소(integrated lower band element)를 포함하도록 변형함으로써 다중대역 다이버시티 안테나 장치를 제조하는 것도 역시 가능하다. 이것은 반드시 저대역에만 한정되는 것이 아니며, 상이한 주파수에서도 작동될 수 있다.
용량성 부하는 안테나 요소들 모두에 부가될 수 있다. 바람직하게는, 용량성 부하는 전기장 강도가 가장 강한 지점에 부가되는 것이 좋지만, 다른 지점에 부가하는 것도 가능하다. 유도성 부하도 안테나 요소들 모두에 부가될 수 있으며, 예를 들어, 단락-회로 구성요소가 가장 큰 지점에 부가되는 것이 바람직하지만(도체 요소들 및 단락-회로 구성요소 사이의 커넥션과 같은 지점), 다른 지점에 부가되는 것도 가능하다. 안테나 요소의 개방 단부를 접지면을 향해 만곡시킴으로써 용량성 부하를 얻을 수 있다. 접지 커넥션을 더 좁게 구성하거나 슬롯(slot)을 부가하거나, 예를 들어 미앤더링(meandering)을 이용하여 유도성 부하를 얻을 수 있다.
안테나 요소들 및 안테나 장치의 모든 부분들은 어느 정도는 일체형 금속부(unitary metal part)로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 광대역 안테나 장치에 서, 단락 회로, 급전부, 하부 스트립, 상부 스트립, 및 하부 및 상부 스트립을 연결시키는 스트립 중 적어도 하나는 일체형 금속부로부터 제조될 수 있다. 전체 구조는 예를 들어 금속의 주석지(tin sheet)로부터 식각되거나 절단될 수 있다. L-형 및 평면 섹션들은 폴딩(folding)을 통하여 획득될 수 있다. 접지면 및 하부 스트립 사이에 기판(substrate)이 제공될 수도 있다. 스트립 사이에 유전체가 제공될 수도 있다. 더 나아가, 안테나는 유전체(플라스틱) 프레임에 의하여 지지될 수 있다.
본 발명의 몇 가지 실시예에서, 한 가지 요소는 도 3에 도시된 실시예 내에 설명된 타입을 가질 수 있으며 도 7에 도시된 실시예에서 설명된 타입을 가질 수 있다.
전술된 바와 같이, 공통 접지면 요소는 상이한 형상 및 형태를 가질 수 있다. 몇 가지 실시예에서, 안테나의 공통 접지면은 복잡한 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 PCB는 몇 가지 EMI-차폐 캔들을 포함할 수 있다. 그러므로, 안테나(들)로부터 접지까지의 거리는 변동된다. 안테나 요소로부터 접지까지의 거리는 다른 이유에 의하여도 변동될 수 있다. 예를 들어, 안테나 요소의 제1 도체 요소는 접지로 직접 연결될 수 있고 접지로부터 도체 요소들 까지의 거리는 제2 도체 요소에 근접할수록 도 7에 도시된 실시예에서와 같이 연속적으로 또는 단계적으로 증가할 수도 있다.
본 발명의 또다른 실시예들에서, 이동 전화의 새시는 인쇄 회로 기판(PCB)의 접지 트레이스(ground trace), 전자기(EMI) 차폐용 금속 커버, 및 이들에 연결된 다른 가능한 금속 구조들을 포함할 수 있다. 새시는 공통적인 평면형 접지면 또는 안테나의 평형추(counterweight)로서 동작할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예들에서, 안테나의 제1 및 제2 도체 요소들은 새시가 심하게 만곡된 모서리를 가질 수 있기 때문에 이에 따라 만곡된 요소들일 수 있다. 안테나의 도체 요소들은 타원형일 수도 있다. 만곡된 요소들은 L-형 요소들과 거의 동등한 성능을 보인다.
도 11a 내지 도 11f는 광대역 안테나 구조를 실장하는 다양한 예시적인 방법들을 도시한다. 명확성을 위하여 안테나 급전부(1101), 단락 회로(1100)와 같은 전기적 커플링을 위한 구성요소, L-형(1102) 또는 이와 같은 방사형 요소, 제2 L-형(1103) 또는 이와 같은 대역폭을 증가시키기 위한 방사형 요소, 및 접지 요소(1104)들이 도 11a 내지 도 11h에 도시된다.
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 또다른 몇 가지 실시예들에 따라서 안테나 구조를 실장하기 위한 다양한 다른 방법들을 예시한다. 명확화를 위해서, 레그부(1201) 또는 이와 같은 성분, L-형 요소(1202) 또는 이와 같은 성분, 발전기(generator, 1203) 또는 이와 같은 성분, 단락 회로(1205) 또는 이와 같은 구성요소, 정합 회로(1206), 및 접지부(1204)가 도 12a 내지 12d에 도시된다. 정합 회로(1204)는 단일 공진(resonance)에 정합될 수 있다. 정합 회로는 수 개의 공진을 발생시키고 이에 정합될 수 있는데, 이러한 공진들은 상호 근접하도록 튜닝됨으로써, 안테나의 대역폭을 증가시킬 수 있다. 정합 회로(1204)는 수 개의 공진들이 상호 멀리 이격되도록 수 개의 공진을 정합시킬 수 있는데, 따라서 다중-주파수 안 테나를 실장할 수도 있다. 상이한 브랜치들은 상이한 정합 회로(1204)들을 가질 수도 있다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 급전 장치를 가지는 레그부(1201)는 발전기(1203)와 직렬 연결되고, 이들 모두는 단락 회로(1205)와 병렬 커플링된다. 도 12c에서, 급전 장치를 가지는 레그부(1201)는 발전기(1203) 및 정합 회로(1206)와 직렬 커플링된다. 도 12d에서, 도 12c의 브랜치는 단락 회로(1205)와 병렬 커플링된다.
정합 회로는 완전히 수동적(passive)인 소자들로만 구성될 수 있고, 또는 정합 회로는 스위치, 가변 커패시터 및/또는 트랜지스터와 같은 능동 소자들도 포함할 수 있다. 안테나 급전부와 정합 회로를 직렬 연결하는 것만이 유일한 솔루션인 것은 아니다. 정합 회로는 L-형 요소의 몇 가지 성분 및 접지부 사이에 커플링하는 것도 가능하다. 안테나 급전부(antenna feed)와 병렬 연결된 이러한 정합 회로는 L-형 요소 및/또는 접지부에 갈바닉 커플링(galvanic coupling) 및/또는 전자기적 커플링을 이용할 수 있다. 물리적 실시예에서, 정합 회로는 PCB 상에 구성하거나 정합 회로를 안테나 구조에 통합시키는 것도 가능하다.
결과 및 기술적 사상
전술된 상세한 설명이 많은 구체적인 한정 사항들을 포함하고는 있지만, 이들은 발명을 예시하기 위하여 제공된 것일 뿐 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다. 따라서, 당업자에게는 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 본 발명에 따른 장치 및 방법에 수정 및 변화를 가하는 것이 가능하다는 것이 명백할 것이다.
본 발명에 의하여 이동 전화와 같은 이동국에 맞춤되기에 더욱 적합한 콤팩트형 다이버시티 안테나 장치가 제공된다.

Claims (35)

  1. 공통 접지 요소를 포함하는 이동국용 다이버시티 안테나 장치로서, 상기 다이버시티 안테나 장치는 적어도 한 쌍의 안테나 요소들을 포함하는 다이버시티 안테나 장치에 있어서, 각 안테나 요소는,
    제1 연장 도체 요소;
    상기 제1 연장 도체 요소에 연결된 레그부(leg portion)로서, 상기 안테나 요소를 상기 접지 요소를 기준으로 상기 안테나 요소에 급전하는 급전 장치를 포함하는 레그부 및
    제2 연장 도체 요소를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 연장 도체 요소는, 서로 가로지르며 상호 접촉되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연장 도체 요소 및 상기 공통 접지 요소 사이에 연결된 단락 구성 요소(entity)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치와 직렬 연결된 정합 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치와 병렬 연결된 정합 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다이버시티 안테나 장치와 함께 공통 구조 내에 집적된 정합 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연장 도체 요소, 상기 레그부 및 상기 제2 연장 도체 요소는 일체형 금속부(unitary metal part)로부터 형성되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 연장 도체 요소, 상기 레그부, 상기 제2 연장 도체 요소 및 상기 단락 요소는 일체형 금속부로부터 형성되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    유도성 부하가 상기 단락 구성요소에 부가되는 것을 특징으로 하는 다이버시 티 안테나 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연장 도체 요소 및 상기 제2 연장 도체 요소는 각 연장 도체 요소의 말단부에 접촉되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연장 도체 요소 및 상기 제2 연장 도체 요소는 대략적 L-형 일체형 금속 요소를 형성하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도체 요소 및 상기 제2 도체 요소는 대략적 반-타원형 일체형 금속 요소를 형성하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 연장 도체 요소의 개방 단부는 대략적으로 상기 접지 요소를 향하여 만곡되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 안테나 요소는,
    제3 연장 도체 요소 및
    제4 연장 도체 요소를 더 포함하며,
    상기 제3 및 제4 연장 도체 요소는 상호 횡단하며, 상호 접촉되고, 상기 제 1 , 제 2, 제 3 및 제 4 연장 도체 요소들 중 하나와 전기적으로 커플링되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전기적 커플링은 직접 갈바닉 커플링(direct galvanic coupling) 및 전자기장 커플링 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 연장 도체 요소 및 상기 공통 접지 요소 사이에 연결된 단락 구성요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 연장 도체 요소들은 상기 제1 및 제2 연장 도체 요소들로부터 개별적으로 단락되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제 1 , 제 2, 제 3 및 제 4 연장 도체 요소들은 적층 구조를 형성하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제 1 , 제 2, 제 3 및 제 4 연장 도체 요소들은 상기 안테나 요소의 동적 무선 주파수 대역폭을 확대하기 위한 기생 공진기(parasitic resonator)로서 동작하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 연장 도체 요소 및 상기 레그부는 일체형 금속부로부터 형성되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 요소들에 의하여 형성된 일체형 금속 요소는 적어도 하나의 커넥션에 의하여 상기 제3 및 제4 요소들에 의하여 형성된 일체형 금속 요소에 연결되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 연장 도체 요소들, 상기 레그부 및 상기 단락 구성요소는 일체형 금속부로부터 형성되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  22. 제15항에 있어서,
    유도성 부하들이 상기 단락 구성요소에 부가되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 안테나 요소들은,
    상기 공통 접지 요소의 형태가 허용하는 한, 상호 가장 멀리 이격되어 배치되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 안테나 요소들은,
    상기 이동국의 금속 새시(metal chassis)가 허용하는 한, 상호 가장 멀리 이격되어 배치되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 요소들은 상기 공통 접지 요소의 실질적 모서리에 위치되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  26. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상이한 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 추가적인 안테나 요소로서, 상기 다이버시티 안테나 장치와 함께 집적되어 다중-대역 다이버시 티 안테나 장치를 형성하는 추가적인 안테나 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  27. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상이한 주파수 대역에서 동작하여 다이버시티 기능을 가지는 다중-대역 안테나 장치를 형성하는 적어도 하나의 추가적인 개별 안테나 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  28. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 상이한 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 추가적인 안테나 요소로서, 상기 다이버시티 안테나 장치와 함께 집적되어 다중-대역 다이버시티 안테나 장치를 형성하는 추가적인 안테나 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  29. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 상이한 주파수 대역에서 동작하여 다이버시티 기능을 가지는 다중-대역 안테나 장치를 형성하는 적어도 하나의 추가적인 개별 안테나 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 요소는 적어도 일부가 상기 공통 접지 요소 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 다이버시티 안테나 장치는 셀룰러 이동 전화기에 적합한 콤팩트 다이버시티 안테나 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 장치.
  32. 공통 접지 요소를 포함하는 이동국용 다이버시티 안테나 시스템으로서, 상기 다이버시티 안테나 시스템은 적어도 한 쌍의 안테나 요소들을 포함하는 다이버시티 안테나 시스템에 있어서, 각 안테나 요소는,
    대략적 L-형 방사 요소 및
    상기 대략적 L-형 방사 요소에 연결되는 레그부를 포함하고, 상기 레그부는 접지 요소를 기준으로 상기 안테나 요소에 급전하는 급전 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템.
  33. 공통 접지 요소를 포함하는 이동국용 다이버시티 안테나 시스템으로서,
    적어도 한 쌍의 평판 역-F 안테나(PIFA)를 포함하며,
    각 평판 역-F 안테나(PIFA)에 대하여, 상기 평판 역-F 안테나(PIFA)의 모서리들 상에 두 개의 전류 경로를 형성될 수 있도록 상기 평판 역-F 안테나(PIFA)의 중앙부에서 금속화부(metallization)를 분리하고,
    더 나아가 상기 형성된 전류 경로 중 하나의 전류 경로는 상기 전류 경로에 상응하는 금속화부가 분리됨으로써 분리되는 것을 특징으로 하는 다이버시티 안테나 시스템.
  34. 이동국용 다이버시티 안테나 시스템의 제조 방법으로서, 상기 다이버시티 안테나 시스템은 공통 접지 요소 및 적어도 한 쌍의 안테나 요소들을 포함하는 방법에 있어서,
    적어도 한 쌍의 평판 역-F 안테나(PIFA)를 획득하는 단계;
    각 평판 역-F 안테나(PIFA)에 대하여, 상기 평판 역-F 안테나(PIFA)의 모서리들 상에 두 개의 전류 경로를 형성될 수 있도록 상기 평판 역-F 안테나(PIFA)의 중앙부에서 금속화부(metallization)를 분리하는 단계;
    더 나아가 상기 형성된 전류 경로 중 하나의 전류 경로는 상기 전류 경로에 상응하는 금속화부가 분리됨으로써 분리되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 이동 통신 네트워크용 이동국을 동작시키는 방법으로서, 상기 이동국은 한 쌍의 동작 상태 및 공통 접지 요소를 포함하는 방법에 있어서,
    한 쌍의 안테나 요소들을 제공하는 단계로서, 각 안테나 요소는,
    대략적 L-형 방사 요소 및 상기 대략적 L-형 방사 요소에 연결되는 레그부를 포함하고, 상기 레그부는 상기 접지 요소를 기준으로 상기 안테나 요소에 급전하는 급전 장치를 포함하며, 상기 한 쌍의 안테나 요소들은 방향성(direction)이 실질적으로 직교하도록 정렬되는 단계;
    상기 이동국을 제1 동작 상태에서 작동시키는 단계로서, 기설정된 방향성에서, 상기 한 쌍의 안테나 요소들 중 제 1안테나 요소는 특정 편파(polarization)에 대해 최대로 응답하는 단계; 및
    상기 이동국을 제2 동작 상태에서 작동시키는 단계로서, 상기 방향성에서, 상기 한 쌍의 안테나 요소들 중 제 2 안테나 요소는 상기 제1 안테나 요소의 편파와 상이한 편파에 대해 최대로 응답하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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