KR101959658B1 - 무선 전자 디바이스들을 위한 이중 방사 소자들 및 전력 분배기들의 어레이를 포함하는 안테나들 - Google Patents

무선 전자 디바이스들을 위한 이중 방사 소자들 및 전력 분배기들의 어레이를 포함하는 안테나들 Download PDF

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Abstract

무선 전자 디바이스는 이중 방사 안테나들을 포함하고, 이중 방사 안테나들 각각은 제1 방사 소자 및 제2 방사 소자를 포함한다. 무선 전자 디바이스는 전력 분배기들을 포함하며, 전력 분배기들 중 각자의 것은 이중 방사 안테나들 중 각자의 것과 연관되고, 신호의 전력을 제1 부분의 전력 및 제2 부분의 전력으로 분할하도록 구성된다. 제1 부분의 전력은 각자의 제1 방사 소자에 인가되고 제2 부분의 전력은 각자의 제2 방사 소자에 인가된다. 무선 전자 디바이스는, 복수의 이중 방사 안테나 중 적어도 하나에 의해 전송된 신호에 의해 여기될 때 복수의 이중 방사 안테나 중 적어도 하나의 제1 방사 소자 및/또는 제2 방사 소자에 대응하는 공진 주파수에서 공진하도록 구성된다.

Description

무선 전자 디바이스들을 위한 이중 방사 소자들 및 전력 분배기들의 어레이를 포함하는 안테나들
기술적 분야
본 발명적 개념은 대체로 무선 통신 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 무선 통신 디바이스들을 위한 안테나들에 관한 것이다.
관련 출원의 상호참조
본 출원은, 참조로 그 전체 내용이 본 명세서에 포함되는, 2015년 4월 29일 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/699,033호의 우선권을 주장한다.
셀룰러 전화 및 기타의 사용자 장비 등의 무선 통신 디바이스는 외부 디바이스와 통신하는데 이용될 수 있는 안테나들을 포함할 수 있다. 이들 안테나는 넓은 방사 패턴들을 생성할 수 있다. 그러나, 일부 안테나 설계는 주 빔(main beam)이 방향성인 불규칙한 방사 패턴들을 가능하게 할 수 있다.
본 발명적 개념의 다양한 실시예는, 각각이 제1 방사 소자 및 제2 방사 소자를 포함하는 복수의 이중 방사 소자(dual radiating element)를 포함하는 무선 전자 디바이스를 포함한다. 무선 전자 디바이스는 복수의 전력 분배기(power divider)를 포함할 수 있고, 복수의 전력 분배기 중 각자의 것은 복수의 이중 방사 안테나 중 각자의 것과 연관되며, 신호의 전력을 제1 부분의 전력 및 제2 부분의 전력으로 분할하도록 구성될 수 있고, 제1 부분의 전력의 신호를 각자의 제1 방사 소자에 인가하고 제2 부분의 전력의 신호를 각자의 제2 방사 소자에 인가하도록 구성될 수 있다. 무선 전자 디바이스는, 복수의 이중 방사 안테나 중 적어도 하나에 의해 전송된 신호에 의해 여기될 때 복수의 이중 방사 안테나 중 적어도 하나의 각자의 제1 방사 소자 및/또는 각자의 제2 방사 소자에 대응하는 공진 주파수에서 공진하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 이중 방사 안테나 중 각자의 것은, 제1 방사 소자에 인가되는 제1 부분의 전력의 신호의 제1 분극이 제2 방사 소자에 인가되는 제2 부분의 전력의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자의 제3 분극은, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나에 인접한 복수의 이중 방사 안테나 중 제2 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자의 제4 분극과 직교할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자의 제5 분극은, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나에 인접한 복수의 이중 방사 안테나 중 제2 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자의 제6 분극과 직교할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제3 분극은 제5 분극과 직교하고, 및/또는 제4 분극은 제6 분극과 직교할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는 제1 복수의 이중 방사 안테나 및 제1 복수의 전력 분배기를 포함하는 제1 서브어레이를 포함할 수 있고, 제1 복수의 전력 분배기 중 각자의 것은 제1 복수의 이중 방사 안테나 중 각자의 것과 연관되어 있다. 무선 전자 디바이스는, 제1 복수의 이중 방사 안테나를 제외한, 제2 복수의 이중 방사 안테나 및 제2 복수의 전력 분배기를 포함하는 제2 서브어레이를 포함할 수 있고, 제2 복수의 전력 분배기 중 각자의 것은 제2 복수의 이중 방사 안테나 중 각자의 것과 연관되어 있다. 일부 실시예들에서, 제1 서브어레이 및/또는 제2 서브어레이는 다중-입력 및 다중-출력(MIMO) 통신 및/또는 다이버시티 통신을 전송하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 이중 방사 안테나는 추가로, 제1 서브어레이의 제1 복수의 이중 방사 안테나의 제1 방사 소자들 각각에서의 신호들의 제7 분극이 제2 서브어레이의 제2 복수의 이중 방사 안테나의 제1 방사 소자들 각각에서의 신호들의 제8 분극과 직교할 수 있도록 구성될 수 있다. 복수의 이중 방사 안테나는, 제1 서브어레이의 제1 복수의 이중 방사 안테나의 제2 방사 소자들 각각에서의 신호들의 제9 분극이 제2 서브어레이의 제2 복수의 이중 방사 안테나의 제2 방사 소자들 각각에서의 신호들의 제9 분극과 직교할 수 있도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 각각은, 제로보다 큰 신호의 제1 부분의 전력의 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 각각은, 제로보다 큰 신호의 제2 부분의 전력의 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 신호의 신호 강도가 제1 임계값보다 작은 것에 응답하여, 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 각각은 제로보다 큰 신호의 제1 부분의 전력의 신호를 제공하도록 구성될 수 있고, 및/또는 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기는 각각은 제로보다 큰 신호의 제2 부분의 전력의 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 또는 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 신호의 신호 강도가 제1 임계값보다 크고 제2 임계값보다 작은 것에 응답하여, 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 또는 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 또는 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 중 선택된 것은, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자에 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제2 방사 소자에는 제로 전력을 제공하도록 구성되거나, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자에 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제1 방사 소자에는 제로 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 및 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 중 상기 선택된 것을 제외한 나머지 것들은, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자 및 각자의 제2 방사 소자에 제로 전력을 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 신호의 신호 강도가 제2 임계값보다 큰 것에 응답하여, 제1 서브어레이의 제1 복수의 전력 분배기 또는 제2 서브어레이의 제2 복수의 전력 분배기 중 선택된 것은, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자에 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제2 방사 소자에는 제로 전력을 제공하도록 구성되거나, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자에 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제1 방사 소자에는 제로 전력을 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는, 복수의 전력 분배기 중 각자의 것에 인가되고 제1 부분의 전력 및/또는 제2 부분의 전력의 값의 표시를 제공하는 제어 신호를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 무선 전자 디바이스는 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 방사 소자는 제1 유전체 블록을 포함할 수 있고, 및/또는 제2 방사 소자는 제2 유전체 블록을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 방사 소자는 제1 패치 소자(patch element)를 포함할 수 있고, 및/또는 제2 방사 소자는 제2 패치 소자를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는 복수의 제1 스트립라인(stripline) 및 복수의 제2 스트립라인을 포함할 수 있다. 복수의 제1 스트립라인 중 각자의 것 및 복수의 제2 스트립라인 중 각자의 것은 복수의 전력 분배기의 각자의 것에 전기적으로 결합될 수 있다. 복수의 제1 스트립라인 중 각자의 것은 복수의 이중 방사 안테나 중 각자의 것의 제1 방사 소자와 연관될 수 있고, 및/또는 복수의 제2 스트립라인 중 각자의 것은 복수의 이중 방사 안테나 중 각자의 것의 제2 방사 소자와 연관될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는 복수의 제1 슬롯을 포함하는 제1 도전 층 및/또는 복수의 제1 스트립라인을 포함하는 제2 도전 층을 포함할 수 있다. 복수의 제1 슬롯 중 각자의 것은 복수의 제1 스트립라인 중 각자의 것과 연관될 수 있다. 무선 전자 디바이스는 복수의 제2 스트립라인을 갖는 제3 도전 층 및/또는 복수의 제2 슬롯을 갖는 제4 도전 층을 포함할 수 있다. 복수의 제2 슬롯 중 각자의 것은 복수의 제2 스트립라인 중 각자의 것과 연관될 수 있다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 도전 층은, 각자, 제1, 제2 및 제3 유전체 층에 의해 서로 분리되어, 대면 관계로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는, 각자, 제1, 제2, 및 제3 유전체 층에 의해 서로 분리되어, 대면 관계로 배치된 제1, 제2, 제3, 및 제4 도전 층을 포함할 수 있다. 무선 전자 디바이스는, 복수의 제1 방사 소자 및/또는 복수의 제2 방사 소자를 포함할 수 있다. 제1 도전 층은 복수의 제1 슬롯을 포함할 수 있고, 제2 도전 층은 복수의 제1 스트립라인을 포함할 수 있고, 제3 도전 층은 복수의 제2 스트립라인을 포함할 수 있고, 및/또는 제4 도전 층은 복수의 제2 슬롯을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 것들은 복수의 제1 방사 소자 중 각자의 것들과 연관될 수 있고, 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 제1 방사 소자 중 각자의 것은 복수의 제1 슬롯 중 각자의 것과 연관될 수 있고 적어도 부분적으로 중첩될 수 있으며, 및/또는 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 것은 복수의 제2 슬롯 중 각자의 것과 연관될 수 있고 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 무선 전자 디바이스는, 제1 스트립라인 및/또는 제2 스트립라인을 통해 전송된 및/또는 수신된 신호에 의해 여기될 때 복수의 제1 방사 소자 중 적어도 하나 및/또는 복수의 제2 방사 소자 중 적어도 하나에 대응하는 공진 주파수에서 공진하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 제1 방사 소자 중 첫 번째 제1 방사 소자 및 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 첫 번째 제2 방사 소자는, 복수의 제1 방사 소자 중 첫 번째 방사 소자에서의 신호의 제1 분극이 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 첫 번째 제2 방사 소자에서의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 제1 방사 소자 중 두 번째 제1 방사 소자 및 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 두 번째 제2 방사 소자는, 복수의 제1 방사 소자 중 두 번째 제1 방사 소자에서의 신호의 제3 분극이 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 두 번째 제2 방사 소자에서의 신호의 제4 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
복수의 제1 방사 소자 중 첫 번째 제1 방사 소자 및 복수의 제1 방사 소자 중 각자의 두 번째 제1 방사 소자는 서로 인접하고, 및/또는 복수의 제2 방사 소자 중 첫 번째 제2 방사 소자 및 복수의 제2 방사 소자 중 각자의 두 번째 제2 방사 소자는 서로 인접할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 분극은 제1 분극과 직교할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는 복수의 전력 분배기를 포함할 수 있다. 복수의 전력 분배기 중 각자의 것은 복수의 제1 스트립라인 중 각자의 것과 복수의 제2 스트립라인 중 각자의 것에 전기적으로 결합될 수 있다. 복수의 제1 스트립라인 중 각자의 것은 전력 분배기들 중 각자의 것으로부터의 신호의 제1 부분의 전력의 신호를 수신하도록 구성될 수 있고 및/또는 복수의 제2 스트립라인 중 각자의 것은 전력 분배기들의 각자의 것으로부터의 신호의 제2 부분의 전력의 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 무선 전자 디바이스는 복수의 제1 방사 소자를 포함하는 제5 도전 층, 및/또는 복수의 제2 방사 소자를 포함하는 제6 도전 층을 포함할 수 있다. 복수의 제1 방사 소자는 복수의 제1 패치 소자를 포함할 수 있고, 및/또는 복수의 제2 방사 소자는 복수의 제2 패치 소자를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전자 디바이스는, 복수의 전력 분배기 중 각자의 것에 인가되고 제1 부분의 전력 및/또는 제2 부분의 전력의 값의 표시를 제공하는 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 제1 방사 소자는 제1 도전 층 상의 복수의 제1 유전체 블록을 포함할 수 있다. 복수의 제1 유전체 블록 중 각자의 것은 복수의 제1 슬롯 중 각자의 것과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 복수의 제2 방사 소자는 제4 도전 층 상의 복수의 제2 유전체 블록을 포함할 수 있고, 및/또는 복수의 제2 유전체 블록 중 각자의 것은 복수의 제2 슬롯 중 각자의 것과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
본 발명적 개념들의 실시예들에 따른 기타의 디바이스들 및/또는 동작들은 이하의 도면들 및 상세한 설명을 검토하면 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하거나 명백해질 것이다. 이러한 모든 추가적 디바이스들 및/또는 동작들은 본 설명 내에 포함되고, 본 발명적 개념들의 범위 내에 있으며, 첨부된 청구항들에 의해 보호되고자 한다. 또한, 여기서 개시된 모든 실시예는 별개로 구현되거나 임의의 방식 및/또는 조합으로 결합될 수 있다.
본 개시내용의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 출원에 병합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 소정의 실시예(들)를 나타낸다. 도면들에서:
도 1a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 단일 패치 안테나를 나타낸다.
도 1b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 1a의 단일 패치 안테나의 평면도를 나타낸다.
도 1c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 1a 및 도 1b의 단일 패치 안테나에 대한 2개의 상이한 위상들에서의 방사 패턴을 나타낸다.
도 2는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 무선 전자 디바이스에서의 도 1a 및 도 1b의 단일 패치 안테나를 나타낸다.
도 3a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 2의 단일 패치 안테나를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 3b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 2의 단일 패치 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스에 따른 15.1 GHz 여기(excitation)에서의 절대 원격장 이득(far field gain)을 나타낸다.
도 4a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 단일의 유전체 공진기 안테나(DRA; dielectric resonator antenna)를 나타낸다.
도 4b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 4a의 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 단일 DRA의 평면도를 나타낸다.
도 4c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 4a 및 도 4b의 단일 DRA의 2개의 상이한 위상들에서의 방사 패턴을 나타낸다.
도 5a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 동일한 분극을 갖는 2개의 방사 소자를 포함하는 이중 방사 소자 안테나를 나타낸다.
도 5b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 직교 분극(orthogonal polarization)을 갖는 2개의 방사 소자를 포함하는 이중 방사 소자 안테나를 나타낸다.
도 6a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 패치 안테나를 나타낸다.
도 6b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 패치 안테나를 나타낸다.
도 7a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 5b, 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스의 전면 측을 나타낸다.
도 7b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 7a의 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스의 전면 측 상의 패치 안테나 소자와 연관된 방사 패턴을 나타낸다.
도 8a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 5b, 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스의 배면 측을 나타낸다.
도 8b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 8a의 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스의 배면 측 상의 패치 안테나 소자와 연관된 방사 패턴을 나타낸다.
도 9는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스에 따른 15.1 GHz 여기에서의 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 10a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스에 따른 15.1 GHz 여기에서의 상이한 신호 공급 방식들을 이용한 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 10b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스에 따른 15.1 GHz 여기에서의 상이한 신호 공급 방식들을 이용한 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 11a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 DRA 안테나를 나타낸다.
도 11b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 DRA 안테나를 나타낸다.
도 12a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나 소자들의 어레이를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스의 전면 측을 나타낸다.
도 12b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나 소자들의 어레이를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스의 배면 측을 나타낸다.
도 13a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 12a 및 도 12b의 이중 패치 어레이 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 13b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 12a 및 도 12b의 이중 패치 어레이 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 13c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 12a 및 도 12b의 이중 패치 어레이 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 14는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 금속 링 안테나를 갖는 무선 전자 디바이스를 나타낸다.
도 15는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 금속 링 안테나 뿐만 아니라 이중 방사 소자 어레이 안테나를 갖는 무선 전자 디바이스를 나타낸다.
도 16은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 금속 링 안테나 뿐만 아니라 이중 방사 소자 다중 입력 및 다중 출력(MIMO) 어레이 안테나를 갖는 무선 전자 디바이스를 나타낸다.
도 17a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 16의 안테나를 포함하는 이중 패치 MIMO 어레이 안테나의 다양한 서브어레이에 대한 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 17b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 16의 안테나를 포함하는 이중 패치 MIMO 어레이 안테나의 다양한 서브어레이에 대한 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 18은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 1 내지 도 17b와 도 19 내지 도 34 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 안테나를 포함하는 셀 전화 등의 무선 전자 디바이스를 나타낸다.
도 19는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 방사 소자 안테나들의 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스를 나타낸다.
도 20은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 19에 따른 복수의 이중 방사 소자 안테나 및 전력 분배기를 나타낸다.
도 21은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 다이버시티 결합 시스템을 위한 도 19에 따른 이중 방사 소자 안테나 및 전력 분배기를 제어기와 함께 나타낸다.
도 22는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 MIMO 시스템을 위한 도 19에 따른 복수의 이중 방사 소자 안테나 및 전력 분배기를 나타낸다.
도 23은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 전력 분배기를 나타낸다.
도 24a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 23의 전력 분배기에 따른 상이한 지점들에서의 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 24b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 23의 전력 분배기에 따른 상이한 지점들에서의 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 24c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 23의 전력 분배기에 따른 상이한 지점들에서의 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 25는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 상이한 공급 방식들을 선택하기 위한 스위치를 나타낸다.
도 26a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 25의 스위치를 이용한 상이한 공급 방식들에 대한 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 26b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 25의 스위치를 이용한 상이한 공급 방식들에 대한 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 26c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 25의 스위치를 이용한 상이한 공급 방식들에 대한 절대 원격장 이득을 나타낸다.
도 27은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 19 내지 도 22의 이중 방사 소자 안테나 어레이에 의해 제공되는 안테나 커버리지를 나타낸다.
도 28은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 서브어레이들을 갖는 이중 방사 소자 안테나에 의해 수신된 신호를 나타낸다.
도 29a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 22의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 나타낸다.
도 29b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 29a의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 29c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 29a의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 29d는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 29a의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 29e는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 29a의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 30a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 전력 분배기들을 포함하는 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 나타낸다.
도 30b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 30a의 전력 분배기를 포함하는 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 30c는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 30a의 전력 분배기를 포함하는 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스 주변의 방사 패턴을 나타낸다.
도 31a는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이들을 나타낸다.
도 31b는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이들을 나타낸다.
도 32는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 20 내지 도 22, 도 31a 및/또는 도 31b의 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이들을 위한 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작을 나타낸다.
도 33은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a, 도 31a 및/또는 도 31b의 안테나들 중 임의의 안테나를 동작시키는 모드를 결정하기 위한 플로차트를 나타낸다.
도 34는 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a, 도 31a 및/또는 도 31b 중 임의의 것의 이중 패치 안테나 어레이를 나타낸다.
이제 본 발명적 개념이 본 발명적 개념의 실시예들이 도시된 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본 출원은 여기서 개시된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시예들은, 본 개시내용이 철저하고 완전하게 되도록, 및 본 기술분야의 통상의 기술자에게 실시예들의 범위를 충분히 전달하도록 제공되는 것이다. 유사한 참조 번호는 전체를 통해 유사한 요소를 지칭한다.
2015년 4월 8일 출원된 미국 특허 출원 제14/681,432호의 내용이 본 출원의 명세서에서 "이중 방사 소자들을 포함한 안테나"라는 제목 하에 복제되며, 본 출원의 도 1a 내지 도 18에 대응한다. 추가 실시예들은 "이중 방사 소자들 및 전력 분배기들의 어레이를 포함하는 안테나"라는 제목 하에 본 절에서 설명되고 임의의 이전 실시예와 결합될 수 있다. 또한, 도 19 내지 도 34가 본 명세서에 추가되었고, 앞선 도 1a 내지 도 18 중 임의의 것과 결합될 수 있다.
이중 방사 소자들을 포함한 안테나
패치 안테나는 모바일 단말기 등의 무선 전자 디바이스를 위한 마이크로파 안테나 설계에 흔하게 이용된다. 패치 안테나는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 방사 소자를 포함할 수 있다. 여기서 사용될 때, PCB는, 도전 경로, 트랙 또는 신호 트레이스를 이용하여 전자 컴포넌트들을 기계적으로 지지하고 전기적으로 접속하는데 이용되는 임의의 종래의 인쇄 회로 기판 재료를 포함할 수 있다. PCB는, 라미네이트, 구리-클래드 라미네이트(copper-clad laminate), 수지 함침된 B-스테이지 직물, 구리 호일, 금속 클래드 인쇄 회로 기판 및/또는 기타의 종래의 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 인쇄 회로 기판은 전자 컴포넌트들의 표면 장착에 이용된다. PCB는, 하나 이상의 집적 회로 칩 전원, 집적 회로 칩 제어기 및/또는 표면 장착 컴포넌트 등의 기타의 개별 및/또는 집적 회로 수동 및/또는 능동 마이크로전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. PCB는, 기판의 표면 및/또는 PCB의 중간 층들에 있는 패드 및/또는 금속 트레이스를 갖는 다층 인쇄 배선 기판, 가요성 회로 기판 등을 포함할 수 있다.
패치 안테나 설계는 PCB 상의 인쇄된 피쳐로서 구현될 수 있기 때문에 크기가 컴팩트하고 제조하기에 용이하다. 유전체 공진기 안테나(DRA)는 또한, 모바일 단말기 등의 무선 전자 디바이스를 위한 마이크로파 안테나 설계에서 흔히 이용된다. DRA는, 유전체 블록이 플럭스 커플(flux couple) 상에 있는 PCB 상의 플럭스 커플 등의 방사 소자를 포함할 수 있다.
다양한 무선 통신 응용은 패치 안테나 및/또는 DRA를 이용할 수 있다. 패치 안테나 및/또는 DRA는, 10GHz 내지 300GHz의 전자기 스펙트럼의 밀리미터 대역 주파수 무선 주파수에서 이용하기에 적합할 수 있다. 패치 안테나 및/또는 DRA 각각은 상당히 넓은 방사 빔을 제공할 수 있다. 패치 안테나 설계 및/또는 DRA 설계의 잠재적 단점은 방사 패턴이 방향성이라는 것이다. 예를 들어, 패치 안테나가 모바일 디바이스에서 이용된다면, 방사 패턴은 모바일 디바이스 주변의 3차원 공간의 절반만을 커버할 수 있다. 이 경우, 안테나는 방향성인 방사 패턴을 생성하고, 적절한 동작을 위해 모바일 디바이스가 기지국을 향하도록 요구할 수 있다.
여기서 설명된 다양한 실시예는, 인쇄 회로 기판의 대향 측 상에 또는 그 부근에 또 다른 방사 소자를 추가함으로써 패치 안테나 및/또는 DRA가 개선될 수 있어서, 이중 패치 안테나 및/또는 이중 DRA 설계를 생성할 수 있다는 인식으로부터 발생할 수 있다. 이중 방사 소자는 모바일 디바이스 주변의 3차원 공간을 커버하는 방사 패턴을 생성함으로써 안테나 성능을 향상시킬 수 있다.
이제 도 1a를 참조하면, 도면은 인쇄 회로 기판(PCB)(109) 상의 단일 패치 안테나(110)를 나타낸다. PCB(109)는, 제1 도전 층(101), 제2 도전 층(102) 및 제3 도전 층(103)을 포함한다. 제1, 제2 및/또는 제3 도전 층들(101, 102, 103)은 대면 관계로 배치될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 도전 층들(101, 102, 103)은, 각자, 제1 유전체 층(107) 및/또는 제2 유전체 층(108)에 의해 서로 분리된다. 제1 방사 소자(104)는 제1 도전 층(101)에 있을 수 있다. 스트립라인(106)은 단일 패치 안테나(110)의 제3 도전 층에 있을 수 있다. 접지면(105)은 제2 도전 층(102)에 있을 수 있다. 접지면(105)은 개구 또는 슬롯(112)을 포함할 수 있다. 슬롯(112)의 폭은 Wap일 수 있다. 신호는 스트립라인(106)을 통해 수신 및/또는 전송되어, 단일 패치 안테나(110)를 공진시킬 수 있다.
이제 도 1b를 참조하면, 도 1a의 단일 패치 안테나(110)의 평면도가 도시되어 있다. 제1 방사 소자(104)는 길이 L 및 폭 W를 가질 수 있다.
제1 방사 소자(104)는 스트립라인(106)과 중첩될 수 있다. 스트립라인은 단일 패치 안테나(110)의 접지면 내의 슬롯(112)과 중첩될 수 있다. 단일 패치 안테나(110)의 접지면 내의 슬롯(112)은 폭 Wap 및/또는 길이 Lap를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 스트립라인(106)은 슬롯(112)으로부터 길이 Ls 만큼 제1 방사 소자(104)를 넘어 연장될 수 있다.
설명된 안테나 구조물의 전자기 특성은 물리적 치수 및/또는 기타의 파라미터들에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 스트립라인 폭, 스트립라인 위치, 유전체 층 두께, 유전체 층 유전율, 접지면 내의 슬롯의 치수 Wap 및/또는 길이 Lap, 및/또는 제1 방사 소자(104)의 치수 L 및/또는 W는, 안테나 구조물의 전자기 특성 및 후속적으로 안테나 성능에 영향을 미칠 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유전체 층(107)의 상대 유전율은 ετ1일 수 있는 반면, 제2 유전체 층의 상대 유전율은 ετ2일 수 있다. ετ2는 ετ1과는 상이할 수 있다.
이제 도 1c를 참조하면, 도 1a 및 도 1b의 단일 패치 안테나(110)의 2개의 상이한 위상들에 대한 방사 패턴이 도시되어 있다. 위상 Phi = 0° 및 위상 Phi = 90°에서의 방사 패턴이 도시되어 있다. 양쪽 방사 패턴 모두는 넓고 대칭인 것처럼 보인다. 그러나, 방사 패턴은 방향성이며, 대부분 안테나 주변 공간의 절반을 덮고 있다. 다시 말해서, 단일 패치 안테나(110)가 모바일 디바이스에 배치된다면, 모바일 디바이스의 한 측은 우수한 성능을 갖는 반면 모바일 디바이스의 대향 측은 불량한 성능을 가질 것이다. 단일 패치 안테나의 이러한 방향성 동작은 기지국에 관한 소정 배향에서의 양호한 성능 및/또는 기지국에 관한 다른 배향들에서의 불량한 성능을 제공할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 도 1a 및 도 1b의 단일 패치 안테나(110)를 포함하는 무선 전자 디바이스(201)가 도시되어 있다. 단일 패치 안테나(110)는 무선 전자 디바이스(201)의 엣지를 따라 위치한다. 다른 컴포넌트들이 무선 전자 디바이스(201)에 포함될 수 있지만, 간소화를 위해 도시되지는 않는다. 단일 패치 안테나(110)의 분극은, 예를 들어, 무선 전자 디바이스(201)의 상단을 향하는 것과 같이, 도 2에서 화살표(202)로 표시된 방향일 수 있다.
이제 도 3a를 참조하면, 도 1a 및 도 1b의 단일 패치 안테나(110)를 포함하는 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴이 도시되어 있다. 단일 패치 안테나(110)가 15.1 GHz에서 여기될 때, 불규칙한 방사 패턴이 무선 전자 디바이스(201) 주변에 형성된다. 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴은, 안테나 주변 공간의 절반을 커버하는 넓고 균일한 방사를 갖지만 안테나의 다른 절반 주변에서는 불량한 방사를 갖는 방향성 왜곡을 보인다. 따라서, 이 안테나는, 일부 배향이 불량한 성능을 보이기 때문에 이 주파수에서의 통신에 적합하지 않을 수 있다.
이제 도 3b를 참조하면, 도 2의 단일 패치 안테나(110)를 포함하는 무선 전자 디바이스(201)에 따른, 15.1 GHz 여기에서의 절대 원격장 이득이 도시되어 있다. 축 Theta는 y-z 평면을 나타내는 반면 축 Phi는 도 2의 무선 전자 디바이스(201) 주변의 x-y 평면을 나타낸다. 도 3a의 결과적인 방사 패턴과 유사하게, 절대 원격장 이득은, 예를 들어, x-y 평면에서 넓게 퍼져 있는 것과 같이, 무선 전자 디바이스(201) 주변의 한 방향에서 만족스러운 이득 특성을 보인다. 그러나, yz 평면에서, 양호한 절대 원격장 이득 결과가, 한 방향, 예를 들어 무선 전자 디바이스(201) 주변의 90° 내지 180°에서 획득되지만, yz 평면의 반대 방향, 예를 들어, 무선 전자 디바이스(201) 주변의 0° 내지 90°에서는 불량한 절대 원격장 이득이 획득된다.
이제 도 4a를 참조하면, 도면은 인쇄 회로 기판(PCB)(409) 상의 단일 유전체 공진기 안테나(dielectric resonator antenna)(DRA)(410)를 나타낸다. PCB(409)는 제1 도전 층(401) 및/또는 제2 도전 층(402)을 포함한다. 제1 및 제2 도전 층(401, 402)은 대면 관계로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(401, 402)은 유전체 층(403)에 의해 서로 분리될 수 있다. 유전체 층(403)은, 단층 또는 다층의 절연 재료, 또는 전류의 도전성이 매우 불량한 재료일 수 있다. 유전체 층(403)은, 산화물, 질화물, 및/또는 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물 등의 절연 금속 산화물로 형성될 수 있다. 유전체 층(403)의 두께는 Hd일 수 있다. 방사 소자(405)는 제1 도전 층(401)에 있을 수 있다. 방사 소자(405)는 플럭스 커플을 포함할 수 있다. 방사 소자(405)는 개구 또는 슬롯(412)을 포함할 수 있다. 유전체 블록(406)은, 유전체 층(403)으로부터 멀리 있는 방사 소자(405) 상에 있을 수 있다. 유전체 블록(406)은 길이 L 및 높이 H를 가질 수 있다. 스트립라인(404)은 DRA(410)의 제2 도전 층(402)에 있을 수 있다. 슬롯(412)의 폭은 Wap일 수 있다. 신호는 스트립라인(404)을 통해 수신 및/또는 전송되어, DRA(410)를 공진시킬 수 있다.
이제 도 4b를 참조하면, 도 4a의 DRA(410)의 평면도가 도시되어 있다. 유전체 블록(406)은 길이 L 및 폭 W를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이 L 및 폭 W는 동일할 수 있다. 유전체 블록(406)은 스트립라인(404)과 중첩될 수 있다. 스트립라인(404)은 DRA(410)의 방사 소자(405) 내의 슬롯(412)과 중첩될 수 있다. DRA(410)의 방사 소자(405) 내의 슬롯(412)은 폭 Wap 및/또는 길이 Lap를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 스트립라인(404)은 슬롯(412)으로부터 길이 Ls 만큼 유전체 블록(406)을 넘어 연장될 수 있다.
전술된 DRA 안테나 구조물의 전자기 특성은 물리적 치수 및 다른 파라미터들에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 스트립라인(404) 폭, 스트립라인(404) 위치, 유전체 층(403) 두께 Hd, 유전체 층 유전율 ετ, 방사 소자(405) 내의 슬롯(412)의 치수 Wap 및/또는 길이 Lap, 및/또는 유전체 블록(406)의 치수 L 및/또는 W는, 유전체(DRA) 안테나 구조물의 전자기 특성 및 후속적으로 안테나 성능에 영향을 줄 수 있다.
이제 도 4c를 참조하면, 도 4a 및 도 4b의 DRA(410)의 2개의 상이한 위상들에 대한 방사 패턴이 도시되어 있다. 위상 Phi = 0° 및 위상 Phi = 90°에서의 방사 패턴이 도시되어 있다. 양쪽 방사 패턴 모두는 넓고 대칭인 것처럼 보인다. 그러나, 방사 패턴은 방향성이며, 대부분 안테나 주변 공간의 절반을 덮고 있다. 다시 말해서, DRA(410)가 모바일 디바이스에 배치된다면, 모바일 디바이스의 한 측은 우수한 성능을 갖는 반면 모바일 디바이스의 대향 측은 불량한 성능을 가질 것이다. DRA 안테나의 이러한 방향성 동작은 기지국에 관한 소정 배향에서의 양호한 성능 및/또는 기지국에 관한 다른 배향들에서의 불량한 성능을 제공할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는, 도 1a 및 도 1b의 단일 패치 안테나 및/또는 도 4a 및 4b의 단일 DRA를 포함할 수 있다. 이제 도 5a를 참조하면, 동일한 분극을 갖는 2개의 방사 소자를 포함하는 이중 방사 소자 안테나(500)가 도시되어 있다. 이중 방사 소자 안테나(500)는 PCB(507) 상에 있을 수 있고, 제1 방사 소자(501) 및 제2 방사 소자(502)를 포함한다. 전자 회로 패키지(503)는, PCB(507)에서 제1 방사 소자(501)와 제2 방사 소자(502) 사이에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 방사 소자(501)는 도 1a의 제1 방사 소자(104)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 방사 소자(501)는 도 4a의 방사 소자(405)를 포함할 수 있다. 전자 회로 패키지(503)는, 신호를 전송 및/또는 수신하기 위한 회로, 신호의 분극을 조정하기 위한 회로, 임피던스 정합 회로, 및/또는 신호 분할 및/또는 스위칭을 위한 전력 분배기(506)를 포함할 수 있다. 전력 분배기(506)는, 전자 회로 패키지(503)의 컴포넌트들 및/또는 이중 방사 소자 안테나(500)와 연관된 스트립라인에 전기적으로 결합 및/또는 접속될 수 있다. 화살표(504 및 505)는 제1 방사 소자(501) 및 제2 방사 소자(502)에서의 신호의 각자의 분극을 나타낸다. 이 경우, 제1 방사 소자(501)에서의 신호는 제2 방사 소자(502)에서의 신호의 분극(505)과 동일한 분극(504)을 갖는다. 제1 및 제2 방사 소자(501, 502)는 동일한 분극을 갖기 때문에, 안테나 소자들 사이의 높은 상호결합이 야기될 수 있다. 이러한 높은 상호결합은 제1 방사 소자(501) 및 제2 방사 소자(502) 각각에서의 신호의 교란을 야기하여, 방사 패턴 왜곡을 초래할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 방사 소자(501)에서의 신호는 제2 방사 소자(502)에서 신호를 상쇄 및/또는 간섭할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 방사 소자(501, 502)에서 동일한 분극을 갖는 이 구성 신호에서, 안테나 소자는 함께 적절히 동작하지 않을 수 있다. 신호들의 분극을 변화시키는 것은 도 5b에 관해 논의될 바와 같이, 이 안테나의 성능을 향상시킬 수 있다.
이제 도 5b를 참조하면, 직교 분극을 갖는 2개의 방사 소자를 포함하는 이중 방사 안테나(500)가 도시되어 있다. 전자 회로 패키지(503)는 제1 및 제2 방사 소자(501 및 502)에서 신호의 분극을 구성하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 신호의 분극은 신호의 물리적 배향과 연관될 수 있다. 화살표(504 및 505)는 제1 방사 소자(501) 및 제2 방사 소자(502)에서의 신호의 각자의 분극을 나타낸다. 이 경우, 제1 방사 소자(501)에서의 신호는 제2 방사 소자(502)에서의 신호의 분극(505)과 직교하는 분극(504)을 갖는다. 제1 방사 소자(501)에서의 신호는 제2 방사 소자(502)에서의 신호와 직교하기 때문에, 안테나 소자들은 함께 동작하여 전-방향성(omni-directional) 방사 패턴을 형성할 수 있다. 제1 방사 소자(501)에서의 안테나의 상부 절반에 대한 방사 패턴은 제2 방사 소자(502)에서 안테나의 하부 절반에 대한 방사 패턴과 직교할 수 있어, 예를 들어 -35dB 등의 높은 절연을 제공한다. 도 5b는 비제한적인 예로서 신호의 분극을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 신호의 분극은, 선형 분극, 원형 분극, 오른손 원형 분극(RHCP) 또는 왼손 원형 분극(LHCP), 및/또는 타원 분극에 기초할 수 있다.
여전히 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 여기서 설명된 다양한 실시예에서, 전자기파 패키지(503) 내에 전력 분배기(506) 회로를 포함함으로써 직교 신호 분극을 갖는 이중 방사 안테나(500)의 성능이 향상될 수 있다. 전술된 바와 같이, 신호는 안테나와 연관된 스트립라인을 통해 수신 및/또는 전송될 수 있다. 전력 분배기(506)는 스트립라인에 전기적으로 접속 및/또는 결합될 수 있다. 전력 분배기(506)는 스트립라인을 통해 수신 및/또는 전송되는 신호를 분리하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 전력 분배기(506)는 제1 방사 소자(501) 및/또는 제2 방사 소자(502)에 인가되는 스트립라인에서 수신된 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 신호의 제1 부분의 전력은 제1 기간 동안 제1 방사 소자(501)에 인가될 수 있고 및/또는 신호의 제2 부분의 전력은 제2 기간 동안 제2 방사 소자(502)에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 기간은 제2 기간과 시간적으로 중첩 및/또는 일치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 기간은 제2 기간과 중첩되지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 분배기(506)는, 제2 방사 소자(502)에 대한 신호의 제2 부분의 전력과 직교하는 신호의 제1 부분의 전력을 제1 방사 소자(501)에 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 분배기(506)는 제1 기간 동안 스트립라인에서의 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자(501)에 제공하고 제2 기간 동안 스트립라인에서의 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자(502)에 제공하도록 구성될 수 있다. 제1 기간 및 제2 기간은, 전력 분배기(506)가 스트립라인에서 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자(501) 또는 제2 방사 소자(502)에 제공하는 것 사이에서 스위칭할 때 서로 중첩되지 않을 수 있다. 제1 방사 소자(501) 및 제2 방사 소자(502)에 전력을 인가하는 것 사이의 스위칭은 시간적 주기적으로 및/또는 미리정의된 시간-기반 함수에 따라 발생할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전력 분할 동작들 중 임의의 것은 시간에 관해 일정하거나 시간에 따라 변할 수 있다. 전력 분배기(506)의 동작 모드는 제1 및 제2 방사 소자(501 및 502)의 각각에 신호 전력의 상이한 부분들을 제공하는 제1 모드와, 스트립라인에서의 신호의 모든 전력을 상이한 기간들 동안 제1 및 제2 방사 소자(501, 502)에 제공하는 제2 동작 모드 사이에서 스위칭할 수 있다. 전력 분배기(506)의 동작 모드는, 통신 채널 조건들, 사용자 선택, 및/또는 미리결정된 동작 패턴에 기초하여 제어될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 5a 및 5b의 제1 및 제2 방사 소자(501 및/또는 502)는 제1 및/또는 제2 패치 소자를 포함할 수 있다. 이제 도 6a를 참조하면, 이중 패치 안테나(600)가 도시되어 있다. 이중 패치 안테나(600)는 제1 도전 층(612) 및 제2 도전 층(614)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(612, 614)은 대면 관계로 배치될 수 있다.
제1 및 제2 도전 층(612, 614)은 제1 유전체 층(604)에 의해 서로 분리될 수 있다. 제1 패치 소자(605)는 제4 도전 층(611)에 있을 수 있다. 제2 패치 소자(606)는 제5 도전 층(613)에 있을 수 있다. 스트립라인(602)은 이중 패치 안테나(600)의 제2 도전 층(612)에 있을 수 있다. 접지면(601)은 제1 도전 층(612)에 있을 수 있다. 접지면은 개구 또는 슬롯(607)을 포함할 수 있다. 슬롯(607)의 폭은 Wap일 수 있다. 슬롯(607)의 폭은 무선 전자 디바이스(201)에 대한 이중 패치 안테나(600)의 임피던스 정합을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도전 층(615)은 유전체 층들(617 및 618) 사이에 있을 수 있다. 도전 층(615)은 PCB와 연관된 PCB 접지면(616)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, PCB 접지면(616)은 폭 Wap의 슬롯(626)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)와 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 스트립라인(602)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)와 측방향으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 스트립라인(602)과 측방향으로 중첩될 수 있다. 신호는 스트립라인(602)을 통해 수신 및/또는 전송되어, 이중 패치 안테나(600)를 공진시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 패치 소자(606)는 상이한 대응하는 스트립라인을 가질 수 있다. 2개의 스트립라인 각각은 상이한 패치 소자에 대응할 수 있고, 따라서 도 5의 전력 분배기(506)에 의해 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)에 신호를 별개로 제공하는데 이용될 수 있다.
여전히 도 6a를 참조하면, 전력 분배기는 이중 패치 안테나(600)와 연관될 수 있다. 전력 분배기는 간소화를 위해 도 6a에 도시되어 있지 않다. 전력 분배기는 이중 패치 안테나(600)의 내부 또는 외부에 있을 수 있지만, 스트립라인(602)에 전기적으로 접속 및/또는 결합된다. 전력 분배기는 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)에 인가되는 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)는, 제1 패치 소자(605)에서의 신호의 제1 분극이 제2 패치 소자(606)에서의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 5a 및 5b의 제1 및 제2 방사 소자(501 및/또는 502)는 제1 및/또는 제2 패치 소자를 포함할 수 있다. 이제 도 6b를 참조하면, 이중 패치 안테나(600)가 도시되어 있다. 이중 패치 안테나(600)는 제1 도전 층(612) 및 제2 도전 층(614)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(612, 614)은 대면 관계로 배치될 수 있다.
제1 및 제2 도전 층(612, 614)은 제1 유전체 층(604)에 의해 서로 분리될 수 있다. 제1 패치 소자(605)는 제4 도전 층(611)에 있을 수 있다. 제1 도전 층(612) 및 제4 도전 층(611)은 제2 유전체 층(603)에 의해 분리된 대면 관계로 배치될 수 있다. 제2 패치 소자(606)는 제5 도전 층(613)에 있을 수 있다. 스트립라인(602)은 이중 패치 안테나(600)의 제2 도전 층(612)에 있을 수 있다. 접지면(601)은 제2 도전 층(612)에 있을 수 있다. 접지면은 개구 또는 제1 슬롯(607)을 포함할 수 있다. 슬롯(607)의 폭은 Wap일 수 있다. 슬롯(607)의 폭은 무선 전자 디바이스(201)에 대한 이중 패치 안테나(600)의 임피던스 정합을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)와 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 스트립라인(602)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)와 측방향으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(607)은 스트립라인(602)과 측방향으로 중첩될 수 있다. 신호는 스트립라인(602)을 통해 수신 및/또는 전송되어, 이중 패치 안테나(600)를 공진시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 패치 소자(606)는 제3 도전 층(619)에서 상이한 대응하는 스트립라인(620)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 패치 소자(606)는 제6 도전 층(621)에서 상이한 접지면(622)을 가질 수 있다. 접지면(622)은 제6 도전 층(621) 내의 제2 슬롯(623)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제6 도전 층(621)은 제4 유전체 층(624)에 의해 제3 도전 층(619)으로부터 분리될 수 있다. 제6 도전 층(621)은 제6 유전체 층(625)에 의해 제5 도전 층(613)으로부터 분리될 수 있다. 2개의 스트립라인(602, 620) 각각은 상이한 패치 소자(605, 606)에 각자 대응할 수 있고, 따라서 도 5의 전력 분배기(506)에 의해 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)에 신호를 별개로 제공하는데 이용될 수 있다.
여전히 도 6b를 참조하면, 전력 분배기는 이중 패치 안테나(600)와 연관될 수 있다. 전력 분배기는 간소화를 위해 도 6b에 도시되어 있지 않다. 전력 분배기는 이중 패치 안테나(600)의 내부 또는 외부에 있을 수 있지만, 제1 스트립라인(602) 및/또는 제2 스트립라인(620)에 전기적으로 접속 및/또는 결합된다. 전력 분배기는 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)에 인가되는 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 패치 소자(605) 및/또는 제2 패치 소자(606)는, 제1 패치 소자(605)에서의 신호의 제1 분극이 제2 패치 소자(606)에서의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
여전히 도 6b를 참조하면, 이중 패치 안테나(600)는 인쇄 회로 기판(PCB)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이중 패치 안테나(600)는 제7 도전 층(615)에서 PCB 접지면(616)을 포함할 수 있다. 제7 도전 층(615)은 제3 유전체 층(617)에 의해 제2 도전 층(614)으로부터 분리될 수 있다. 제7 도전 층(615)은 제5 유전체 층(618)에 의해 제3 도전 층(619)으로부터 분리될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 도 5b, 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스(201)의 전면 측이 도시되어 있다. 무선 전자 디바이스(201)는 모바일 디바이스의 전면 측 또는 상단 측이 도 6a 및/또는 도 6b의 제1 도전 층(611)과 대면 관계로 있도록 배향될 수 있다. 무선 전자 디바이스(201)는 제1 패치 소자(605)를 갖는 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나(600)를 포함할 수 있다. 화살표(701)는 제1 패치 소자(605)에서의 신호의 분극 방향을 나타낸다.
도 7b를 참조하면, 도 7a의 무선 전자 디바이스(201)의 전면 측 상의 제1 패치 소자(605)와 연관된 방사 패턴이 도시되어 있다. 제1 패치 소자(605)가 15.1 GHz에서 여기될 때, 균일하게 분포된 방사 패턴이 무선 전자 디바이스(201) 주변에 형성된다. 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴은 안테나의 전면 및 배면 주변의 공간을 커버하는 광범위하고 포괄적인 방사로 거의 방향성 왜곡을 나타내지 않는다. 도 7b의 방사 패턴은 제1 패치 소자(605)가 여기되는 경우에 대해 도시되어 있지만, 도 6a 및/또는 도 6b의 제2 패치 소자(606)의 존재는 안테나의 전면과 배면 양쪽 모두의 주변 공간을 커버하는 방사를 생성함으로써 안테나의 성능을 향상시킨다.
도 8a를 참조하면, 도 5b, 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측이 도시되어 있다. 무선 전자 디바이스(201)는, 모바일 디바이스의 배면 또는 하단 측이 도 6a 및/또는 도 6b의 제3 도전 층(613)과 대면 관계에 있도록 배향될 수 있다. 무선 전자 디바이스(201)는 제2 패치 소자(606)를 갖는 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나(600)를 포함할 수 있다. 화살표(801)는 제2 패치 소자(606)에서의 신호의 분극 방향을 나타낸다. 도 7a의 제1 패치 소자(605)의 분극(701)은 도 8a의 제2 패치 소자(606)의 분극(801)과 직교한다.
도 8b를 참조하면, 도 8a의 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측 상의 제2 패치 소자(606)와 연관된 방사 패턴이 도시되어 있다. 제2 패치 소자(606)가 15.1 GHz에서 여기될 때, 균일하게 분포된 방사 패턴이 무선 전자 디바이스(201) 주변에 형성된다. 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴은 안테나의 전면과 배면 양쪽 모두의 주변 공간을 커버하는 광범위하고 포괄적인 방사로 거의 방향성 왜곡을 나타내지 않는다. 도 8b의 방사 패턴은 제2 패치 소자(606)가 여기되는 경우에 대해 도시되어 있지만, 도 6a 및/또는 도 6b의 제1 패치 소자(605)의 존재는 안테나의 전면과 배면 양쪽 모두의 주변 공간을 커버하는 방사를 생성함으로써 안테나의 성능을 향상시킨다.
도 9를 참조하면, 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스에 따른, 15.1 GHz 여기에서의 절대 원격장 이득이 도시되어 있다. 도 9의 절대 원격장 이득은 도 6 내지 도 8b의 이중 패치 안테나의 제1 패치 소자(605) 및 제2 패치 소자(606) 양쪽 모두에 적용되는 전력 분배기로부터의 동시 여기와 연관된다. 이 경우, 약 절반의 신호 전력이 제1 패치 소자(605)를 여기시키기 위해 제공되었고, 약 절반의 신호 전력은 제2 패치 소자(606)를 여기시키기 위해 제공되었다.
여전히 도 9를 참조하면, 축 Theta는 y-z 평면을 나타내는 반면, 축 Phi는 도 7a 및 도 7b의 무선 전자 디바이스(201) 주변의 x-y 평면을 나타낸다. 절대 원격장 이득은 무선 전자 디바이스(201)의 전면과 배면 양쪽 모두로부터 방사하는 방향에서 만족스러운 이득 특성을 나타낸다. 예를 들어, z 축의 양쪽 모두의 방향에서 -35dB 절연을 갖는 우수한 이득 특성이 획득될 수 있다. 그러나, 원격장 이득은 모바일 디바이스의 측면들에 대응하는 x-축의 양쪽 모두의 방향에서 더 작은 것으로 보인다. 도 3a 및 도 3b의 단일 패치 안테나에 비해, 도 7a 및 7b는 이중 패치 안테나가 제1 및 제2 패치 소자(605 및 606)의 영향 및/또는 신호들의 직교 분극으로 인해 상당히 큰 커버리지 공간을 제공할 수 있다는 것을 나타낸다. 즉, 단일 패치 안테나는 실질적으로 모바일 디바이스의 한 방향으로부터(즉, 한 면으로부터) 지향된 방사 패턴을 생성한 반면, 이중 패치 안테나는 실질적으로 2개의 상이한 방향들, 예를 들어, 모바일 디바이스의 전면 및 배면 양쪽 모두로부터 지향된 방사 패턴을 생성한다.
도 10a 및 도 10b는 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스에 따른, 15.1 GHz 여기에서 상이한 신호 공급 방식들을 이용한 절대 원격장 이득을 나타낸다. 앞서 상세히 논의된 바와 같이, 제1 및 제2 패치 소자(605, 606) 사이에서 신호 여기를 스위칭하기 위해 전력 분배기가 이용될 수 있다. 이러한 예시적인 구성에서, 전력 분배기는, 도 10a의 결과에 나타낸, 제1 기간 동안 신호의 전력의 대부분을 도 6a 및/또는 도 6b의 제1 패치 소자(605)에 제공한다. 전력 분배기는, 도 10b의 결과에 나타낸 바와 같이, 신호의 전력의 대부분을 제2 기간 동안 도 6a 및/또는 도 6b의 제2 패치 소자(606)에 제공할 수 있다. 도 9의 대략 동일한 전력 분배와 비교할 때, 이 스위칭 공급 방식을 이용할 때 피크 이득은 2dB 내지 3dB만큼 증가한다. 스위치 공급 방식은 주기적인 잡음 교란 등의 채널 특성에 더 잘 맞도록 안테나를 튜닝할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 패치 소자로부터 제2 패치 소자로의 공급 스위칭은 방향성 채널 측정에 기초할 수 있다. 예를 들어, 기지국으로부터의 파일럿 신호는, 제1 패치 소자 대 제2 패치 소자로의 공급 사이에서 더 양호한 성능을 결정하는데 이용될 수 있다.
도 11a를 참조하면, 이중 유전체 공진기 안테나(DRA)(1100)가 도시되어 있다. 이중 DRA(1100)는 제1 도전 층(1112) 및 제2 도전 층(1114)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(1112, 1114)은 대면 관계로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(1112, 1114)은 제1 유전체 층(1104)에 의해 서로 분리될 수 있다. 제1 플럭스 커플은 제1 도전 층(1112)에 있을 수 있다. 제2 플럭스 커플은 제4 도전 층(1121)에 있을 수 있다. 제1 유전체 블록(1108)은, 제1 유전체 층(1104)에 대향하는 제1 도전 층(1112) 상에 있을 수 있다. 제2 유전체 블록(1109)은, 제4 유전체 층(1118)에 대향하는 제4 도전 층(1121) 상에 있을 수 있다. 스트립라인(1102)은 이중 DRA(1100)의 제2 도전 층(1114)에 있을 수 있다. 접지면(1101)은 제2 도전 층(1112)에 있을 수 있다. 접지면(1101)은 개구 또는 슬롯(1107)을 포함할 수 있다. 슬롯(1107)의 폭은 Wap일 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(1107)은 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)과 측방향으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(1107)은 스트립라인(1102)과 중첩될 수 있다. 신호는 스트립라인(1102)을 통해 수신 및/또는 전송되어, 이중 DRA(1100)를 공진시킬 수 있다. 일부 실시예들은 제4 도전 층(1121) 내의 제2 슬롯(1110)을 포함하는 접지면(1120)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유전체 블록(1108)은 제1 슬롯(1107)과 중첩될 수 있고 및/또는 제2 유전체 블록(1109)은 제2 슬롯(1110)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)의 상대 유전율 등의 인자들은 이중 DRA 안테나(1100)의 전자기 특성에 영향을 줄 수 있고 및/또는 후속해서 안테나 성능에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 5b의 제1 방사 소자(501)는 도 11a의 제1 플럭스 커플 및/또는 제1 유전체 블록(1108)을 포함할 수 있다. 유사하게, 도 5b의 제2 방사 소자(502)는 도 11a의 제2 플럭스 커플 및/또는 제2 유전체 블록(1109)을 포함할 수 있다. 도 11a의 이중 DRA(1100)는 도 7b, 도 8b, 도 9, 도 10a, 및/또는 도 10b에 나타낸 것과 유사한 성능 결과를 제공한다. 일부 실시예들에서, 도 11a의 이중 DRA(1100)는 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 경로 안테나(600)에 비해 더 넓은 대역폭과 함께 더욱 우수한 성능을 제공할 수 있다.
여전히 도 11a를 참조하면, 전력 분배기는 DRA(1100)와 연관될 수 있다. 전력 분배기는 간소화를 위해 도 11a에 도시되지 않았다. 전력 분배기는 DRA(1100)의 내부 또는 외부에 있을 수 있지만, 스트립라인(1102)에 전기적으로 접속 및/또는 결합된다. 전력 분배기는 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)에 인가되는 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)은, 제1 유전체 블록(1108)에서의 신호의 제1 분극이 제2 유전체 블록(1109)에서의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 이중 유전체 공진기 안테나(DRA)(1100)가 도시되어 있다. 이중 DRA(1100)는 제1 도전 층(1112) 및 제2 도전 층(1114)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(1112, 1114)은 대면 관계로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(1112, 1114)은 제1 유전체 층(1104)에 의해 서로 분리될 수 있다. 제1 플럭스 커플은 제1 도전 층(1112)에 있을 수 있다. 제2 플럭스 커플은 제4 도전 층(1121)에 있을 수 있다. 제1 유전체 블록(1108)은, 제1 유전체 층(1104)에 대향하는 제1 도전 층(1112) 상에 있을 수 있다. 제2 유전체 블록(1109)은, 제4 유전체 층(1118)에 대향하는 제4 도전 층(1121) 상에 있을 수 있다. 스트립라인(1102)은 이중 DRA(1100)의 제2 도전 층(1114)에 있을 수 있다. 접지면(1101)은 제2 도전 층(1112)에 있을 수 있다. 접지면(1101)은 개구 또는 슬롯(1107)을 포함할 수 있다. 슬롯(1107)의 폭은 Wap일 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(1107)은 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)과 측방향으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(1107)은 스트립라인(1102)과 중첩될 수 있다. 신호는 스트립라인(1102)을 통해 수신 및/또는 전송되어, 이중 DRA(1100)를 공진시킬 수 있다. 일부 실시예들은 제4 도전 층(1121) 내의 제2 슬롯(1110)을 포함하는 접지면(1120)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유전체 블록(1108)은 제1 슬롯(1107)과 중첩될 수 있고 및/또는 제2 유전체 블록(1109)은 제2 슬롯(1110)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 스트립라인(1120)은 제3 도전 층(1119)에 포함될 수 있다. 제3 도전 층(1119)은 제4 유전체 층(1124)에 의해 제6 도전 층(1121)으로부터 분리될 수 있다.
여전히 도 11b를 참조하면, 이중 DRA(1100)는 인쇄 회로 기판(PCB)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이중 DRA(1100)는 제7 도전 층(1115) 내의 PCB 접지면(1116)을 포함할 수 있다. 제7 도전 층(1115)은 제3 유전체 층(1117)에 의해 제2 도전 층(1114)으로부터 분리될 수 있다. 제7 도전 층(1115)은 제5 유전체 층(1118)에 의해 제3 도전 층(1119)으로부터 분리될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)의 상대 유전율 등의 인자들은 이중 DRA 안테나(1100)의 전자기 특성에 영향을 줄 수 있고 및/또는 후속해서 안테나 성능에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 5b의 제1 방사 소자(501)는 도 11b의 제1 플럭스 커플 및/또는 제1 유전체 블록(1108)을 포함할 수 있다. 유사하게, 도 5b의 제2 방사 소자(502)는 도 11b의 제2 플럭스 커플 및/또는 제2 유전체 블록(1109)을 포함할 수 있다. 도 11b의 이중 DRA(1100)는, 도 7b, 도 8b, 도 9, 도 10a, 및/또는 도 10b에 나타낸 것과 유사한 성능 결과를 제공한다. 일부 실시예들에서, 도 11b의 이중 DRA(1100)는 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 경로 안테나(600)에 비해 더 넓은 대역폭과 함께 더욱 우수한 성능을 제공할 수 있다.
여전히 도 11b를 참조하면, 전력 분배기는 DRA(1100)와 연관될 수 있다. 전력 분배기는 간소화를 위해 도 11b에 도시되어 있지 않다. 전력 분배기는 DRA(1100)의 내부 또는 외부에 있을 수 있지만, 스트립라인(1102)에 전기적으로 접속 및/또는 결합된다. 전력 분배기는 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)에 인가되는 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 유전체 블록(1108) 및/또는 제2 유전체 블록(1109)은, 제1 유전체 블록(1108)에서의 신호의 제1 분극이 제2 유전체 블록(1109)에서의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나들의 어레이를 포함하는 스마트폰 등의 무선 전자 디바이스(201)를 나타낸다. 도 12a를 참조하면, 제1 패치 안테나 소자들(605a 내지 605h)의 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스(201)의 전면 측이 도시되어 있다. 제1 패치 안테나 소자들(605a-605h)에서의 신호들의 분극은 화살표(1201)로 표시된다. 이제 도 12b를 참조하면, 제2 패치 소자들(606a-606h)의 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측이 도시되어 있다. 제2 패치 안테나 소자들(606a-606h)에서의 신호들의 분극은 화살표(1202)로 표시된다. 일부 실시예들에서, 분극(1201)은 분극(1202)과 직교할 수 있다. 도 12a 및 도 12b는 비제한적인 예로서 도 6a 및/또는 도 6b의 이중 패치 안테나의 정황에서 설명되었지만, 어레이는, 일부 실시예들에 따라, 도 5a 및 도 5b의 제1 및 제2 방사 소자 및/또는 도 11a의 DRA 안테나의 제1 및 제2 플럭스 커플과 제1 및 제2 유전체 블록을 포함할 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12a 및 12b의 이중 패치 어레이 안테나를 포함하는 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴을 나타낸다. 도 13a를 참조하면, 이중 패치 어레이 안테나가 여기될 때, 균일하게 분포된 방사 패턴이 무선 전자 디바이스(201) 주변에 형성된다. 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴은, 무선 전자 디바이스(201)의 전면 측 및 배면 측 주변의 공간을 대칭적으로 커버하는 넓고 포괄적인 방사를 동반하며 z-축을 따라 방향성 왜곡을 거의 나타내지 않는다. 도 13b 및 도 13c를 참조하면, 무선 전자 디바이스(201)의 전면 및 배면에 관해 도 13a에서는 넓은 방사 패턴이 나타나고 있지만, x-축 방향으로 불량한 이득 특성 및 왜곡이 존재할 수 있다.
여기서 설명된 이중 패치 안테나 및/또는 이중 DRA는 전자기 스펙트럼에서 밀리미터 대역 무선 주파수, 예를 들어 10GHz 내지 300GHz에서 이용하기에 적합할 수 있다. 일부 실시예들에서, 무선 전자 디바이스(201)가 850 내지 1900 MHz의 셀룰러 대역에서 신호를 전송 및/또는 수신하는 것이 바람직할 수 있다. 이제 도 14를 참조하면, 금속 링 안테나(1402)를 포함하는 무선 전자 디바이스(201)가 도시되어 있다. 금속 링 안테나는 PCB(109)의 외측 엣지를 따라 연장될 수 있다. 금속 링 안테나는 PCB(109)로부터 이격되어 전기적으로 절연될 수 있다. 금속 링 안테나(1402)는 접지 컴포넌트들(1403, 1404)을 통해 PCB(109)에 결합될 수 있다. 금속 링 안테나는, 이중 패치 안테나 및/또는 이중 DRA의 밀리미터 대역과는 상이한 850 내지 1900 MHz의 셀룰러 대역의 주파수에서 공진하도록 구성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 도 14의 금속 링 안테나(1402 )뿐만 아니라 도 12a 및 도 12b의 이중 패치 어레이 안테나를 갖는 무선 전자 디바이스(201)가 도시되어 있다. 도 15는 모바일 디바이스의 정면도를 나타내고, 그에 따라 제1 패치 안테나 소자들(605a-605h)을 나타낸다. 대응하는 제2 패치 안테나 소자들은 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측에 위치될 수 있다. 도 15는 비제한적인 예로서 도 12a 및 도 12b의 이중 패치 안테나 어레이의 정황에서 설명되었지만, 어레이는, 일부 실시예들에 따라, 도 5a 및 도 5b의 제1 및 제2 방사 소자 및/또는 도 11a의 제1 및 제2 플럭스 커플 및/또는 도 11a의 DRA 안테나의 제1 및 제2 유전체 블록을 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 금속 링 안테나 뿐만 아니라 이중 패치 다중 입력 및 다중 출력(MIMO) 어레이 안테나를 갖는 무선 전자 디바이스가 도시되어 있다. 도 16은 도 15의 이중 패치 어레이 안테나를 나타내며, 어레이 이중 패치 안테나는 MIMO 동작을 위한 서브어레이들로 구성된다. 예를 들어, 패치 안테나 소자들(605a 내지 605d)은 MIMO 서브어레이(1601)를 포함하는 반면 패치 안테나 소자들(605e 내지 605h)은 MIMO 서브어레이(1602)를 포함한다. 도 16에 도시되지는 않았지만, 대응하는 제2 패치 안테나 소자들(606a 내지 606h)은 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측에 존재할 수 있다. 화살표(1603)는 MIMO 서브어레이(1601)의 분극 방향을 나타내는 반면, 화살표(1604)는 MIMO 서브어레이(1602)의 분극 방향을 나타낸다. 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측 상에 있고 MIMO 서브어레이(1601)와 연관된 대응하는 제2 패치 안테나 소자들(606a 내지 606d)은 1603으로 표시된 방향과 직교하는 분극 방향을 가질 수 있다. 마찬가지로, 무선 전자 디바이스(201)의 배면 측 상에 있고 MIMO 서브어레이(1602)와 연관된 대응하는 제2 패치 안테나 소자들(606e 내지 606h)은 1604로 표시된 방향과 직교하는 분극 방향을 가질 수 있다. 도 16은 비제한적인 예로서 도 6a 및 도 6b의 이중 패치 안테나의 정황에서 설명되었지만, MIMO 어레이 안테나는, 일부 실시예들에 따라, 도 5a 및 도 5b의 제1 및 제2 방사 소자 및/또는 도 11a의 제1 및 제2 플럭스 커플 및/또는 도 11b의 DRA 안테나의 제1 및 제2 유전체 블록을 포함할 수 있다.
도 17a를 참조하면, 도 16의 이중 패치 MIMO 서브어레이(1601)에 대한 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴이 도시되어 있다. 화살표(1701)는 이중 패치 MIMO 서브어레이(1601)에서의 제1 패치 안테나 소자들의 분극을 나타내고, 화살표(1702)는 이중 패치 MIMO 서브어레이(1601)에서의 제2 패치 안테나 소자들의 분극을 나타낸다. 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴은, 무선 전자 디바이스(201)의 전면 측 및 배면 측 주변의 공간을 커버하는 넓고 포괄적인 방사를 동반하며 z-축 상에서 방향성 왜곡을 거의 나타내지 않는다.
도 17b를 참조하면, 도 16의 이중 패치 MIMO 서브어레이(1602)에 대한 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴이 도시되어 있다. 화살표(1703)는 이중 패치 MIMO 서브어레이(1602)에서의 제1 패치 안테나 소자들의 분극을 나타내고, 화살표(1704)는 이중 패치 MIMO 서브어레이(1602)에서의 제2 패치 안테나 소자들의 분극을 나타낸다. 무선 전자 디바이스(201) 주변의 방사 패턴은, 무선 전자 디바이스(201)의 전면 측 및 배면 측 주변의 공간을 커버하는 넓고 포괄적인 방사를 동반하며 z-축 상에서 방향성 왜곡을 거의 나타내지 않는다.
도 18을 참조하면, 도 1 내지 도 17b 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 안테나를 포함하는 셀 전화 등의 무선 전자 디바이스(1800)가 도시되어 있다. 무선 전자 디바이스(1800)는, 트랜시버(1802), 전력 분배기(1807), 및/또는 하나 이상의 안테나(1808)를 제어하기 위한 프로세서(1801)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 안테나(1808)는, 도 6a 및/또는 도 6b의 패치 안테나(600), 도 11a 및/또는 도 11b의 DRA(1100), 및/또는 도 14 내지 도 16의 금속 링 안테나(1402)를 포함할 수 있다. 무선 전자 디바이스(1800)는, 디스플레이(1803), 사용자 인터페이스(1804), 및/또는 메모리(1806)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 분배기(1807)는 도 5a의 전자 회로 패키지(503)의 일부일 수 있다.
이중 방사 소자를 갖는 밀리미터 대역 무선 주파수 통신을 위한 전술된 안테나 구조물은 모바일 디바이스의 전면 및 배면에 관해 균일한 방사 패턴을 생성할 수 있다. 이중 패치 안테나 및/또는 이중 DRA 안테나는 안테나의 방사 패턴을 제어할 수 있다. 어레이로 배치된 이중 방사 소자들의 집합은 전-방향성 방사 패턴에 추가하여 MIMO 통신을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이중 방사 소자 안테나의 제1 방사 소자의 분극은 제2 방사 소자와 직교하여, 원격장 이득을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 전력 분배기는 안테나의 커버리지를 향상시키기 위해 이중 방사 소자 안테나와 연계하여 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 금속 링 안테나는 셀룰러 주파수 통신을 위한 이중 방사 소자 안테나와 연계하여 이용될 수 있다. 본 발명적 개념은 전방향성 방사, 넓은 대역폭, 및/또는 다중-주파수 이용을 갖춘 안테나 구조물을 생성한다.
이중 방사 소자들 및 전력 분배기들의 어레이를 포함하는 안테나 다양한 무선 통신 응용은 이중 방사 소자 안테나를 이용할 수 있다. 이중 방사 소자 안테나는, 10GHz 내지 300GHz의 전자기 스펙트럼에서 밀리미터 대역 무선 주파수에서 이용하기에 적합할 수 있다. 이중 방사 소자 안테나는 상당히 넓은 방사 빔을 제공할 수 있다. 이중 방사 소자 안테나의 잠재적 단점은 경로 손실이 클 수 있다는 것이다. 예를 들어, 이중 방사 소자 안테나가 모바일 디바이스에 이용된다면, 모바일 디바이스 주변의 방사 패턴은 원하는 응용을 위한 충분한 피크 이득을 갖지 못할 수도 있다.
여기서 설명된 다양한 실시예는, 단일 이중 방사 소자 안테나가 다른 이중 방사 소자 안테나들을 추가하여 이중 방사 소자 안테나 어레이 설계를 생성함으로써 개선될 수 있다는 인식으로부터 발생할 수 있다. 이중 방사 소자 안테나들의 어레이는, 모바일 디바이스 주변의 3차원 공간을 커버하는 고 이득 신호들을 생성함으로써 안테나 성능을 향상시킬 수 있다. 추가적인 성능 개선은, 신호 상태들에 기초하여 이중 방사 소자 안테나들의 어레이 내의 다양한 소자들로의 전력을 제어하는 복수의 전력 분배기를 추가함으로써 획득될 수 있다.
도 1 내지 도 18은 위에서 논의되었으며, 이중 방사 소자들을 갖는 안테나에 연관된 실시예를 포함한다. 이제 도 19 내지 도 34는, 이중 방사 소자들 및 전력 분배기들의 어레이를 포함하는 안테나를 논의할 것이다. 이제 도 19를 참조하면, 이중 방사 소자 안테나들의 어레이를 포함하는 무선 전자 디바이스(1901)가 도시되어 있다. 제1 방사 소자들(1902a 내지 1902h)을 포함하는 무선 전자 디바이스(1901)의 상단 측이 도시되어 있다. 대응하는 제2 방사 소자들은 무선 전자 디바이스(1901)의 대향하는 하단 측에 위치하고, 도 19에는 도시되어 있지 않다.
이제 도 20을 참조하면, 복수의 이중 방사 소자 안테나(2002) 및 복수의 전력 분배기(2008)를 포함하는 무선 전자 디바이스(1901)가 도시되어 있다. 이중 방사 소자 안테나들(2002) 각각은 제1 방사 소자(2004) 및 제2 방사 소자(2006)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 방사 소자(2004) 및/또는 제2 방사 소자(2006)는 패치 소자를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 방사 소자(2004) 및/또는 제2 방사 소자(2006)는 도전 층 상에 유전체 블록을 포함할 수 있다. 복수의 이중 방사 소자 안테나(2002)는 이중 방사 소자 안테나들의 어레이(2001)에 배치될 수 있다. 복수의 전력 분배기(2008)는 전력 분배기들의 어레이(2005)에 배치될 수 있다.
여전히 도 20을 참조하면, 신호(2010)는 전력 분배기(2008)에 입력될 수 있다.
전력 분배기(2008)는 신호(2010)의 전력을 제1 부분의 전력 및/또는 제2 부분의 전력으로 분할하도록 구성될 수 있다. 전력 분배기(2008)는 제1 부분의 전력(2012)에 있는 신호(2010)를 제1 방사 소자(2004)에 인가하고 및/또는 전력 분배기(2008)는 제2 부분의 전력(2014)에 있는 신호(2010)를 제2 방사 소자(2006)에 인가할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 분배기는 제1 방사 소자(2004)와 제2 방사 소자(2006) 사이에서 전력을 균등하게 분할할 수 있다, 즉, 전력의 50%가 제1 방사 소자(2004)에 인가될 수 있고 전력의 50%가 제2 방사 소자(2006)에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력의 부분들은 전력 분배기에 의해 불균일하게 분할될 수 있다, 즉, 더 높은 부분의 전력이 제1 방사 소자(2004)에 인가되거나, 더 높은 부분의 전력이 제2 방사 소자(2006)에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 모든 전력(즉, 100%)이 제1 방사 소자(2004)에 인가되거나, 모든 전력(즉, 100%)이 제2 방사 소자(2006)에 인가될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 각자의 것은, 제1 방사 소자(2004)에 인가되는 제1 부분의 전력(2012)에 있는 신호의 제1 분극이 제2 방사 소자(2006)에 인가되는 제2 부분의 전력(2014)에 있는 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자(2004)의 제3 분극은, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나에 인접한 복수의 이중 방사 안테나 중 제2 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자(2004)의 제4 분극과 직교할 수 있다. 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자(2006)의 제5 분극은, 복수의 이중 방사 안테나 중 제1 이중 방사 안테나에 인접한 복수의 이중 방사 안테나 중 제2 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자(2006)의 제6 분극과 직교할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 분극은 제5 분극과 직교하고, 및/또는 제4 분극은 제6 분극과 직교할 수 있다.
이제 도 21을 참조하면, 다이버시티 결합 시스템을 위한 제어기와 함께 이중 방사 소자 안테나 및 전력 분배기가 도시되어 있다. 다이버시티 결합은 다이버시티 수신 디바이스의 복수의 수신된 신호를 하나의 개선된 신호로 결합하기 위해 적용되는 기술이다. 이러한 다이버시티 결합 시스템의 경우, 동일한 입력 신호(2110)가 복수의 전력 분배기(2102)에서 수신된다. 전력 분배기(2102)들은 입력 신호(2110)의 전력을 제1 방사 소자(2106)와 제2 방사 소자(2108) 사이에서 분할한다. 일부 실시예들에서, 전력 분배기는 제어기(2104)에 의해 구성 및/또는 제어될 수 있다. 제어기(2104)는, 전력 분배기에 의해 제1 방사 소자(2106) 및 제2 방사 소자(2108)에 인가되는 입력 신호(2110)의 전력의 양 및/또는 부분을 제어하는 하나 이상의 제어 신호(2105)를 생성할 수 있다. 제어 신호(2105)는, 전력 분배기에 의해 제1 방사 소자(2106) 및 제2 방사 소자(2108)에 인가되는 입력 신호(2110)의 제1 부분의 전력(2012) 및/또는 제2 부분의 전력(2014)의 값의 표시를 제공할 수 있다.
이제 도 22를 참조하면, 다중 입력 및 다중 출력(MIMO) 시스템을 위한 복수의 이중 방사 소자 안테나(2206a, 2206b) 및 전력 분배기(2204a, 2204b)가 도시되어 있다. MIMO 시스템의 경우, 신호A(2212)는 이중 방사 소자 안테나(2206a)와 연관될 수 있고 신호B(2214)는 이중 방사 소자 안테나(2206b)와 연관될 수 있다. 신호A(2212) 및 신호B(2214)는 상이한 위상들 및/또는 채널 특성들을 겪을 수 있다. 신호A(2212)는 전력 분배기(2204a)에 입력되고, 전력 분배기(2204b)에 입력되는 입력 신호B와는 상이할 수 있다. 전력 분배기(2204a)는 신호A(2212)의 전력을 분할하고 제1 부분의 신호 전력(2216)에 있는 신호A(2212)를 제1 방사 소자(2208a)에 인가하고 제2 부분의 신호 전력(2218)에 있는 신호A(2212)를 제2 방사 소자(2210a)에 인가할 수 있다. 유사하게, 전력 분배기(2204b)는 신호B(2214)의 전력을 분할하고 제1 부분의 신호 전력(2220)에 있는 신호B(2214)를 제1 방사 소자(2208b)에 인가하고 제2 부분의 신호 전력(2222)에 있는 신호B(2214)를 제2 방사 소자(2210b)에 인가할 수 있다.
이제 도 23을 참조하면, 도 20의 전력 분배기(2008)의 한 실시예가 상세하게 도시되어 있다. 전력 분배기(2008)는 입력 신호 P1에 결합될 수 있고 출력들 P2 및 P3을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 분배기(2008)는, 입력 P1과 출력 P2 사이의 외측 링의 상부 절반 상에서 λ/4의 길이를 갖고 입력 P1과 출력 P3 사이의 외측 링의 하부 절반 상에서 λ/4의 길이를 갖는 동심원 링들의 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 내측 링은 λ/2의 길이일 수 있다. 임피던스 정합 소자(2·Zo)는 내측 링 근처에서 P2 및/또는 P3에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 외측 링은 임피던스 특성 sqrt(2)*Zo를 가질 수 있다.
도 24a 내지 도 24c는 도 23의 전력 분배기를 따른 상이한 지점들에서의 절대 원격장 이득을 나타낸다. 이제 도 24a를 참조하면, 이중 방사 소자 안테나의 제1 방사 소자에서의 15.1 GHz 여기에서, 도 23의 전력 분배기(2008)의 출력 P2에서의 신호의 절대 원격장 이득이 도시되어 있다. 이제 도 24b를 참조하면, 이중 방사 소자 안테나의 제2 방사 소자에서의 15.1 GHz 여기에서, 도 23의 전력 분배기(2008)의 출력 P3에서의 신호의 절대 원격장 이득이 도시되어 있다. 이제 도 24c를 참조하면, 이중 방사 소자 안테나의 15.1 GHz 여기에서의 전체 절대 원격장 이득이 도시되어 있다.
이제 도 25를 참조하면, 상이한 공급 방식을 선택하기 위한 스위치(2502)가 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 안테나 공급 방식들이 채널 상황에 기초하여 이용될 수 있다. 다시 말해서, 공급 방식은, 채널 상태에 응답하여 안테나 패턴을 튜닝하도록 선택될 수 있다. 안테나 패턴을 튜닝하는 것은, 입력 신호에 의한 여기를 위한 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나를 선택하는 것 및/또는 입력 신호에 의한 여기를 위한 하나 이상의 제1 및/또는 제2 방사 소자를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치(2502)는 도 20 내지 도 22의 전력 분배기의 일부로서 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치(2502)는 도 21의 제어기(2104) 및/또는 도 22의 제어기(2202)의 일부일 수 있다. 도 21의 제어기(2104) 및/또는 도 22의 제어기(2202)로부터의 제어 신호(2506)는 스위치(2502)의 동작을 제어할 수 있다. 스위치(2502)는, 출력(2510 및/또는 2512)을 선택하여 무선 전자 디바이스(2504)의 안테나 공급 방식을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 입력 신호에 의한 여기를 위해 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나를 선택하는 것은, 무선 전자 디바이스(2504)로의 입력(2514)에 의해 제어될 수 있다. 입력 신호에 의한 여기를 위해 하나 이상의 제1 및/또는 제2 방사 소자를 선택하는 것은, 무선 전자 디바이스(2504)로의 입력(2516)에 의해 제어될 수 있다.
도 26a 및 도 26b는 도 25의 스위치를 이용하는 상이한 공급 방식들에 대한 절대 원격장 이득을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 도 25의 스위치(2502)는, 이중 방사 소자 안테나들의 어레이 내의 모든 소자에 공급하기 위한 디폴트 공급 방식으로서 구성될 수 있다. 도 26a를 참조하면, 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나의 제1 및 제2 방사 소자를 여기시키는 것을 포함하는 디폴트 공급 방식에 대한 절대 원격장 이득이 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 도 25의 스위치(2502)는, 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나 중 제1 방사 소자에 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있다. 도 26b를 참조하면, 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나 중 제1 방사 소자에 선택적으로 공급하는 경우의 절대 원격장 이득이 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 도 25의 스위치(2502)는, 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나 중 제2 방사 소자에 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있다. 도 26c를 참조하면, 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나 중 제2 방사 소자에 선택적으로 공급하는 경우의 절대 원격장 이득이 도시되어 있다.
도 27은 도 19의 이중 방사 소자 안테나 어레이에 의해 제공되는 안테나 커버리지를 나타낸다. 모바일 전화 등의 무선 전자 디바이스(2702)는 이중 방사 소자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이중 방사 소자 안테나들의 어레이의 이용은, 단일 이중 방사 소자 안테나에 비해 전체 안테나 이득을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 높은 이득이란, 안테나 커버리지 영역(2704)의 비교적 좁은 빔 폭을 의미할 수 있으므로, 모바일 디바이스 주변의 전체 커버리지를 감소시킨다. 빔 조향 기능은 도 28 내지 도 31b에 나타낸 바와 같이, 이중 방사 소자 안테나들의 위상차 어레이(phased array)를 이용하여 달성될 수 있다. 위상차 어레이는 인입 신호들이 상이한 각도로 도달할 때 양호한 신호 링크를 유지할 수 있다.
도 28은 무선 전자 디바이스(2702)에서 서브어레이들(2808 및 2810)을 갖는 이중 방사 소자 안테나에 의해 수신된 신호를 나타낸다. 도 28을 참조하면, 안테나 서브어레이들(2808 및 2810)은 상이한 기지국들(2804 및 2806)로부터의 상이한 채널 특성들에 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 안테나 서브어레이(2808)는 기지국(2804)으로부터 수신된 신호에 튜닝될 수 있는 반면, 안테나 서브어레이(2810)는 기지국(2806)으로부터 수신된 신호에 튜닝될 수 있다. 유사하게, 안테나 서브어레이들(2808 및 2810)은 기지국들(2804 및 2806)로의 전송에 대해 각자 튜닝될 수 있다. 안테나 서브어레이들(2808 및 2810)의 튜닝은, 제1 및/또는 제2 방사 소자들로의 전력 제어 및/또는 각자의 안테나 서브어레이 내의 하나 이상의 이중 방사 소자 안테나의 선택을 포함할 수 있다. 기지국들(2804 및/또는 2806)은, 매크로-셀 기지국, 마이크로셀 기지국, 피코 셀 기지국, 및/또는 펨토-셀 기지국 등의, 다양한 유형의 기지국을 포함할 수 있다.
도 29a는 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901)를 나타낸다. 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901)는 제1 패치(2902) 및 제2 패치(2904)를 포함하는 제1 이중 패치 MIMO 안테나를 포함할 수 있다. 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901)는 제1 패치(2906) 및 제2 패치(2908)를 포함하는 제2 이중 패치 MIMO 안테나를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 패치들(2902 및 2906)는 모바일 전화 등의 도 19의 무선 전자 디바이스(1901)의 전면에 대응할 수 있다. 제1 패치(2902)에 인가된 신호는 제2 패치(2904)에 인가된 신호와 직교할 수 있다. 유사하게, 제1 패치(2906)에 인가된 신호는 제2 패치(2908)에 인가된 신호와 직교할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 제1 이중 패치 MIMO 안테나의 제1 패치(2902)에 인가되는 신호는, 제2 이중 패치 MIMO 안테나의 인접한 제1 패치(2906)에 적용되는 신호와 직교할 수 있고, 및/또는 제2 이중 패치 MIMO 안테나의 제2 패치(2904)에 인가되는 신호는 제2 이중 패치 MIMO 안테나의 인접한 제2 패치(2908)에 인가되는 신호와 직교할 수 있다.
도 29b 내지 도 29e는, 도 29a의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이를 포함한, 무선 전자 디바이스(1901)의 다양한 요소들에 기인한 방사 패턴들을 나타낸다. 이제 도 29b를 참조하면, 도 29a의 제2 패치(2908)에 기인한 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴은 무선 전자 디바이스(1901)의 배면을 향한다. 이제 도 29c를 참조하면, 도 29a의 제1 패치(2902)에 기인한 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴은 무선 전자 디바이스(1901)의 전면을 향한다. 도 29c의 검정색 화살표는 제1 패치(2902)에서의 신호들의 분극을 나타낸다. 이제 도 29d를 참조하면, 도 29a의 제1 패치(2906)에 기인한 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴은 무선 전자 디바이스(1901)의 전면을 향한다. 도 29d의 검정색 화살표는 제1 패치(2906)에서의 신호들의 분극을 나타낸다. 이제 도 29e를 참조하면, 도 29a의 제2 패치(2904)에 기인한 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴은 무선 전자 디바이스(1901)의 배면을 향한다. 도 29e의 검정색 화살표는 제2 패치(2904)에서의 신호들의 분극을 나타낸다.
도 30a는 각자의 이중 패치 안테나와 연관된 전력 분배기를 포함하는 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901)를 나타낸다. 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901)는 제1 패치(2902) 및 제2 패치(2904)를 포함하는 제1 이중 패치 MIMO 안테나를 포함할 수 있다. 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901)는 제1 패치(2906) 및 제2 패치(2908)를 포함하는 제2 이중 패치 MIMO 안테나를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 패치(2902)에 인가되는 신호는 제2 패치(2904)에 인가되는 신호와 직교할 수 있다. 유사하게, 제1 패치(2906)에 인가되는 신호는 제2 패치(2908)에 인가되는 신호와 직교할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 제1 이중 패치 MIMO 안테나의 제1 패치(2902)에 인가되는 신호는 제2 이중 패치 MIMO 안테나의 인접한 제1 패치(2906)에 인가되는 신호와 직교할 수 있다. 전력 분배기(3002)는 제1 이중 패치 MIMO 안테나와 연관될 수 있고, 신호(3001)의 전력을 제1 부분의 전력 및 제2 부분의 전력으로 분할하도록 구성될 수 있다. 전력 분배기(3002)는 제1 부분의 전력의 신호(3001)를 각자의 제1 패치(2902)에 적용하고 제2 부분의 전력의 신호를 각자의 제2 패치(2904)에 적용할 수 있다. 전력 분배기(3004)는 제2 이중 패치 MIMO 안테나와 연관될 수 있고, 신호(3003)의 전력을 제1 부분의 전력 및 제2 부분의 전력으로 분할하도록 구성될 수 있다. 전력 분배기(3004)는 제1 부분의 전력의 신호(3003)를 각자의 제1 패치(2906)에 적용하고 제2 부분의 전력의 신호를 각자의 제2 패치(2908)에 적용할 수 있다.
도 30b 및 30c는, 도 30a의 이중 패치 MIMO 안테나 어레이(2901) 및 전력 분배기들(3002 및 3004)을 포함하는 무선 전자 디바이스(1901) 주변의 방사 패턴을 나타낸다. 이제 도 30b를 참조하면, 제1 패치(2902) 및 제2 패치(2904)를 포함하는 제1 이중 패치 안테나와 연관된 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴은, 전력 분배기(3002)가 제1 부분의 전력의 신호(3001)를 제1 패치(2902)에 적용하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호(3001)를 제2 패치(2904)에 적용한 이후에 무선 전자 디바이스(1902)의 전면 및 배면 양쪽 모두에 걸쳐 있다. 검정색 화살표는 제1 패치(2902) 및 제2 패치(2904)에서의 신호의 분극을 나타낸다. 이제 도 30c를 참조하면, 제1 패치(2906) 및 제2 패치(2908)를 포함하는 제2 이중 패치 안테나와 연관된 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴은, 전력 분배기(3004)가 제1 부분의 전력의 신호(3003)를 제1 패치(2906)에 적용하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호(3003)를 제2 패치(2908)에 적용한 이후에 무선 전자 디바이스(1902)의 전면 및 배면 양쪽 모두에 걸쳐 있다. 검정색 화살표는 제1 패치(2906) 및 제2 패치(2908)에서의 신호의 분극을 나타낸다.
도 31a 및 도 31b는 무선 전자 디바이스(1901) 상의 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이들(3102 및 3104)을 나타낸다. 이제 도 31a를 참조하면, 다이버시티 결합 응용을 위한 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이가 도시되어 있다. 신호(3101)는 제1 서브어레이(3102)에 입력될 수 있다. 신호(3101)는 제1 서브어레이(3102) 내의 하나 이상의 이중 패치 안테나에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호(3101)는, 제1 서브어레이(3102)의, 제1 이중 패치 안테나의 제1 패치(3106a) 및/또는 제2 패치(3106b)에, 제2 이중 패치 안테나의 제1 패치(3108a) 및/또는 제2 패치(3108b)에, 제3 이중 패치 안테나의 제1 패치(3110a) 및/또는 제2 패치(3110b)에, 및/또는 제4 이중 패치 안테나의 제1 패치(3112a) 및/또는 제2 패치(3112b)에 인가될 수 있다. 마찬가지로, 신호(3103)는 제2 서브어레이(3104) 내의 하나 이상의 이중 패치 안테나에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호(3103)는, 제2 서브어레이(3104)의, 제1 이중 패치 안테나의 제1 패치(3114a) 및/또는 제2 패치(3114b)에, 제2 이중 패치 안테나의 제1 패치(3116a) 및/또는 제2 패치(3116b)에, 제3 이중 패치 안테나의 제1 패치(3118a) 및/또는 제2 패치(3118b)에, 및/또는 제4 이중 패치 안테나의 제1 패치(3120a) 및/또는 제2 패치(3120b)에 인가될 수 있다.
이제 도 31b를 참조하면, 전력 분배기들을 포함하는 다이버시티 결합 응용을 위한 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이들(3102 및 3104)이 도시되어 있다. 2개의 서브어레이들(3102 및 3104)은 신호 특성들에 기초하여 별개로 제어될 수 있어서, 전력 소비를 감소시키고 및/또는 커버리지를 효율적으로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 신호(3122)는 서브어레이(3102)에 적용될 수 있고, 및/또는 신호(3124)는 서브어레이(3104)에 적용될 수 있다. 서브어레이들(3102 및 3104)은 도 28의 서브어레이들(2808 및 2810)에 대응할 수 있고 상이한 전파 특성들을 갖는 상이한 기지국들 및/또는 채널들로부터 신호를 수신할 수 있다.
여전히 도 31b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 신호(3122)는 서브어레이(1302)의 전력 분배기들(3107, 3109, 3111, 및/또는 3113)에 인가될 수 있다. 전력 분배기(3107)는 신호(3122)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3106a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3106b)에 인가할 수 있다. 전력 분배기(3109)는 신호(3122)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3108a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3108b)에 인가할 수 있다. 전력 분배기(3111)는 신호(3122)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3110a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3110b)에 인가할 수 있다. 전력 분배기(3113)는 신호(3122)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3112a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3112b)에 인가할 수 있다.
여전히 도 31b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 신호(3124)는 서브어레이(1304)의 전력 분배기들(3115, 3117, 3119, 및/또는 3121)에 인가될 수 있다. 전력 분배기(3115)는 신호(3124)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3114a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3114b)에 인가할 수 있다. 전력 분배기(3117)는 신호(3124)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3116a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3116b)에 인가할 수 있다. 전력 분배기(3119)는 신호(3124)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3118a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3118b)에 인가할 수 있다. 전력 분배기(3121)는 신호(3124)의 전력을 분할하여 제1 부분의 전력의 신호를 제1 패치(3120a)에 인가하고 및/또는 제2 부분의 전력의 신호를 제2 패치(3120b)에 인가할 수 있다.
도 32는, 도 20 내지 도 22, 도 31a 및/또는 도 31b의 이중 패치 MIMO 안테나 서브어레이에 대해 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작들을 나타낸다. 블록 3202를 참조하면, 이중 패치 MIMO 안테나의 서브어레이는 전방향성 패턴 및/또는 랜덤 위상을 갖는 신호를 전송 및/또는 수신할 수 있다. 블록 3204에서, 수신된 신호의 파 방향(wave direction) 및/또는 신호 강도가 검출될 수 있다. 수신된 신호는 평가되어 신호 강도의 품질을 결정할 수 있다. 신호의 품질은, "약한 신호", "양호한 신호" 및/또는 "매우 양호한 신호" 등의 상대적인 용어로 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호의 품질은 신호 강도에 대한 임계값에 기초할 수 있다. 임계값은 시간에 따라 고정되거나 변할 수 있고 절대 임계값 또는 주어진 품질의 백분율일 수 있다. 수신된 신호가 "약한 신호"인 것으로 결정되면, 블록 3206에서, 이중 패치 MIMO 안테나는 빔 형성 모드를 이용할 수 있으므로, 하나 이상의 서브어레이와 제1 및/또는 제2 방사 소자를 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 빔 형성 모드는, 종래의 안테나에 비해, 4개의 안테나 어레이에 대해 9dB의 이득을 제공할 수 있다. 수신된 신호가 "양호한 신호"인 것으로 결정되면, 블록 3208에서, 이중 패치 MIMO 안테나는 랜덤 위상 패턴을 갖는 단일 서브어레이를 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 서브어레이의 이용은, 종래 안테나에 비해, 3dB 이득 및/또는 50% 전력 절감을 제공할 수 있다. 수신된 신호가 "매우 양호한 신호"인 것으로 결정되면, 블록 3210에서, 이중 패치 MIMO 안테나는 단일 방사 소자를 갖는 단일 서브어레이를 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 방사 소자를 갖는 단일 서브어레이의 이용은 종래의 안테나에 비해 87.5 %의 전력 절감을 제공할 수 있다.
도 33은 본 발명적 개념의 다양한 실시예에 따른 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a, 도 31a 및/또는 도 31b의 안테나들 중 임의의 안테나를 동작시키는 모드를 결정하기 위한 플로차트를 나타낸다. 이제 도 33을 참조하면, 블록 3302에서, 하나 이상의 신호가 복수의 이중 방사 안테나에서 수신될 수 있다. 블록 3304에서, 수신된 신호들의 신호 강도가 제1 임계값과 비교될 수 있다. 신호 강도가 제1 임계값보다 크지 않다면, 블록 3306에서 안테나에 의해 빔 형성 모드가 이용될 수 있다. 구체적으로는, 빔 형성 모드는, 제1 서브어레이가 제로보다 큰 신호의 제1 부분의 전력의 신호를 제공하도록 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a 및/또는 도 31b의 전력 분배기들 각각을 구성할 수 있고, 제로보다 큰 신호의 제2 부분의 전력의 신호를 제공하도록 제2 서브어레이의 전력 분배기들 각각을 구성할 수 있다.
여전히 도 33을 참조하면, 블록 3304에서, 신호 강도가 제1 임계값보다 크면, 블록 3308에서 제2 임계값에 관해 신호 강도가 평가될 수 있다. 신호 강도가 제2 임계값보다 크지 않다면, 블록 3310에서 안테나에 의해 서브어레이 스위칭 모드가 이용될 수 있다. 서브어레이 스위칭 모드는 복수의 이중 방사 안테나 중 한 서브어레이의 이용을 포함할 수 있고 및/또는 이중 방사 안테나들의 서브어레이 중 제1 방사 소자 또는 제2 방사 소자를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 제1 서브어레이에 대한 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a, 및/또는 도 31b의 전력 분배기들 각각은 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 서브어레이의 전력 분배기들 각각은 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 또는 제1 서브어레이의 전력 분배기들 각각은 신호의 모든 전력을 제2 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 서브어레이의 전력 분배기들 각각은 신호의 모든 전력을 제1 방사 소자에 제공하도록 구성될 수 있다.
여전히 도 33을 참조하면, 블록 3308에서, 신호 강도가 제2 임계값보다 크다면, 블록 3312에서 안테나에 의해 단일 소자 모드가 이용될 수 있다. 단일 소자 모드는 하나의 이중 방사 안테나의 제1 또는 제2 방사 소자를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 단일 소자 모드에서, 제1 서브어레이의 전력 분배기들 또는 제2 서브어레이의 전력 분배기들 중 선택된 것은, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자에 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제2 방사 소자에는 제로 전력을 제공하도록 구성되거나, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자에 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제1 방사 소자에는 제로 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 단일 소자 모드에서, 제1 서브어레이의 전력 분배기들 및 제2 서브어레이의 전력 분배기들 중 상기 선택된 것을 제외한 나머지 것들은, 각자의 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자 및 각자의 제2 방사 소자에 제로 전력을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 34는, 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a, 도 31a 및/또는 도 31b 중 임의의 것의 이중 패치 안테나 어레이를 나타낸다. 이제 도 34를 참조하면, 도 19 내지 도 22, 도 29a, 도 30a, 도 31a 및/또는 도 31b 중 임의의 것의 무선 전자 디바이스(1901)에서 이중 패치 안테나 어레이로 구성된 4개의 이중 방사 안테나들(3400a, 3400b, 3400c 및 3400d)이 도시되어 있다. 이제 이중 방사 안테나(3400a)가 상세히 설명될 것이다. 이중 방사 안테나들(3400b, 3400c, 및 3400d)은 구조에 있어서 3400a와 유사하므로, 간결성을 위해 상세히 설명되지 않을 것이다.
제1 이중 패치 안테나(3400a)는 제1 도전 층(3412) 및 제2 도전 층(3414)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(3412, 3414)은 대면 관계로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도전 층(3412, 3414)은 제1 유전체 층(3404)에 의해 서로 분리될 수 있다. 제1 패치 소자(3405a)는 제4 도전 층(3411)에 있을 수 있다. 제1 도전 층(3412) 및 제4 도전 층(3411)은 제2 유전체 층(3403)에 의해 분리된 대면 관계로 배치될 수 있다. 제2 패치 소자(3406a)는 제5 도전 층(3413)에 있을 수 있다. 스트립라인(3402a)은 제1 이중 패치 안테나(3400a)의 제2 도전 층(3412)에 있을 수 있다. 접지면(3401)은 제2 도전 층(3412)에 있을 수 있다. 접지면은 개구 또는 제1 슬롯(3407a)을 포함할 수 있다. 슬롯(3407a)의 폭은 Wap일 수 있다. 슬롯(3407a)의 폭은, 무선 전자 디바이스(1901)에 대한 이중 패치 안테나(3400a)의 임피던스 정합을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(3407a)은 제1 패치 소자(3405a) 및/또는 제2 패치 소자(3406a)와 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(3407a)은 스트립라인(3402a)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(3407a)은 제1 패치 소자(3405a) 및/또는 제2 패치 소자(3406a)와 측방향으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬롯(3407a)은 스트립라인(3402a)과 측방향으로 중첩될 수 있다. 신호는 스트립라인(3402a)을 통해 수신 및/또는 전송되어, 제1 이중 패치 안테나(3400a)를 공진시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 패치 소자(3406a)는 제3 도전 층(3419) 내의 상이한 대응하는 스트립라인(3420a)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 패치 소자(3406a)는 제6 도전 층(3421) 내의 상이한 접지면(3422)을 가질 수 있다. 접지면(3422)은 제6 도전 층(3421) 내의 제2 슬롯(3423a)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제6 도전 층(3421)은 제4 유전체 층(3424)에 의해 제3 도전 층(3419)으로부터 분리될 수 있다. 제6 도전 층(3421)은 제6 유전체 층(3425)에 의해 제5 도전 층(3413)으로부터 분리될 수 있다. 2개의 스트립라인(3402a, 3420a) 각각은 상이한 패치 소자(3405a, 3406a)에 각자 대응할 수 있고, 따라서 도 20의 전력 분배기(2008)에 의해 제1 패치 소자(3405a) 및/또는 제2 패치 소자(3406a)에 신호를 별개로 제공하는데 이용될 수 있다.
여전히 도 34를 참조하면, 전력 분배기는 제1 이중 패치 안테나(3400a)와 연관될 수 있다. 전력 분배기는 간소화를 위해 도 34에 도시되지 않았다. 전력 분배기는 제1 이중 패치 안테나(3400a)의 내부 또는 외부에 있을 수 있지만, 제1 스트립라인(3402a) 및/또는 제2 스트립라인(3420a)에 전기적으로 접속 및/또는 결합된다. 전력 분배기는 제1 패치 소자(3405a) 및/또는 제2 패치 소자(3406a)에 인가되는 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 패치 소자(3405a) 및/또는 제2 패치 소자(3406a)는, 제1 패치 소자(3405a)에서의 신호의 제1 분극이 제2 패치 소자(3406a)에서의 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성될 수 있다.
여전히 도 34를 참조하면, 제1 이중 패치 안테나(3400a)는 인쇄 회로 기판(PCB)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 이중 패치 안테나(3400a)는 제7 도전 층(3415) 내의 PCB 접지면(3416)을 포함할 수 있다. 제7 도전 층(3415)은 제3 유전체 층(3417)에 의해 제2 도전 층(3414)으로부터 분리될 수 있다. 제7 도전 층(3415)은 제5 유전체 층(3418)에 의해 제3 도전 층(3419)으로부터 분리될 수 있다.
이중 방사 소자 안테나 어레이를 갖는 밀리미터 대역 무선 주파수 통신을 위한 전술된 안테나 구조는, 균일한 방사 패턴으로 모바일 디바이스 주변의 3차원 공간을 커버하는 고이득 신호를 생성함으로써 안테나 성능을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 상태에 기초하여 이중 방사 소자 안테나들의 어레이 내의 다양한 소자들을 제어하는 복수의 전력 분배기들을 추가함으로써 추가적인 성능 향상이 획득될 수 있다.
여기서 사용되는 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 목적일 뿐이며, 실시예를 제한하고자 함이 아니다. 여기서 사용될 때, 단수 형태, "한(a)", "하나의(an)", 그 하나(the)"는, 문맥상 명확하게 달리 표시하지 않는 한, 복수 형태도 역시 포함하는 것을 의도한다. 용어 "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)", "내포한다(include)", "내포하는(including)", "갖는(having)", 및/또는 기타의 그 변형 용어들은, 여기서 사용될 때, 진술된 피쳐, 단계, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 피쳐, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트, 및/또는 이들의 그룹의 존재나 추가를 배제하는 것은 아님을 추가로 이해할 것이다.
한 요소가 또 다른 요소에 결합되거나 접속되거나, 응답한다고 언급될 때, 그 한 요소는 그 다른 요소에 직접 결합되거나 접속되거나, 응답할 수 있고, 또는 중간 요소들이 존재할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 대조적으로, 한 요소가 또 다른 요소에 "직접 결합되거나", "직접 접속되거나", "직접 응답한다"고 언급될 때, 아무런 중간 요소도 존재하지 않는다. 여기서 사용될 때, 용어 "및/또는"은 연관된 나열 항목들 중 하나 이상의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
"위의", "아래의", "상위의", "하위의", "상단", "하단" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면에 나타낸 한 요소 또는 피쳐의 또 다른 요소(들) 또는 피쳐(들)에 대한 관계를 설명하기 위해 설명의 편의상 사용될 수 있다. 이들 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 도시된 배향 외에도 사용시 또는 동작시 디바이스의 상이한 배향들을 포괄하도록 의도된 것임을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면 내의 디바이스의 상하가 뒤집히면, 다른 요소나 피쳐 "아래의"로서 설명된 요소는 그 다른 요소나 피쳐의 "위의"로 배향될 것이다. 따라서, 용어 "아래의"는 "위의" 및 "아래의" 배향 양쪽 모두를 포괄할 수 있다. 디바이스는 다른 방식으로 배향될 수도 있고(90도 회전되거나 기타의 배향) 여기서 사용된 공간적으로 상대적인 기술자(descriptor)는 그에 따라 해석될 수 있다. 널리 공지된 기능 또는 구성은 간결성 및/또는 명료성을 위해 상세히 설명되지 않을 수 있다.
용어, "제1", "제2" 등이 여기서는 다양한 요소들을 설명하기 위해 사용될 수도 있지만, 이들 요소들은 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이들 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구분하기 위해서만 사용된다. 따라서, 제1 요소는 본 실시예들의 교시로부터 벗어나지 않고 제2 요소라고 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기서 사용된 (기술적 및 과학적 용어를 포함한) 모든 용어는 이들 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 가진다. 흔히 사용되는 사전에 정의된 것들과 같은 용어들은, 관련 기술의 정황에서의 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기서 명시적으로 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적 의미로 해석되어서는 안 된다는 점을 추가로 이해할 것이다.
전술된 설명 및 도면과 연계하여, 많은 상이한 실시예들이 본 명세서에 개시되었다. 이들 실시예들의 모든 조합 및 하위조합들을 빠짐없이 설명하고 예시하는 것은, 과도하게 반복적이고 혼란스러운 것임을 이해할 것이다. 따라서, 도면들을 포함한 본 명세서는, 여기서 설명된 실시예들의 모든 조합 및 하위조합들의, 및 이들을 생성하고 이용하는 방식과 프로세스의 완전한 서술을 구성하는 것으로 해석되어야 하며, 임의의 이러한 조합 또는 하위 조합들에 대한 청구를 지지해야 한다.
도면들 및 명세서에서, 다양한 실시예가 개시되었고, 특정한 용어들이 사용되었지만, 이들은 일반적 및 설명적 의미만으로 사용된 것이지, 제한의 목적으로 사용된 것은 아니다.

Claims (25)

  1. 무선 전자 디바이스(1901)로서,
    복수의 이중 방사 안테나(2002) ― 이중 방사 안테나(2002)들 각각은 제1 방사 소자(2004) 및 제2 방사 소자(2006)를 포함함 ―; 및
    복수의 전력 분배기(2008) ― 상기 복수의 전력 분배기 각각은 신호의 전력을 제1 부분의 전력 및 제2 부분의 전력으로 분할하고, 상기 제1 부분의 전력의 상기 신호를 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 각자의 것의 제1 방사 소자(2004) 각각에 인가하고 상기 제2 부분의 전력의 상기 신호를 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 각자의 것의 제2 방사 소자(2006) 각각에 인가하도록 구성됨 ―;
    를 포함하고, 상기 무선 전자 디바이스(1901)는, 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 적어도 하나에 의해 전송된 상기 신호에 의해 여기될 때 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 적어도 하나의 각자의 제1 방사 소자(2004) 및 각자의 제2 방사 소자(2006) 중 적어도 하나에 대응하는 공진 주파수에서 공진하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 각자의 것은, 상기 제1 방사 소자(2004)에 인가되는 상기 제1 부분의 전력의 상기 신호의 제1 분극이 상기 제2 방사 소자(2006)에 인가되는 상기 제2 부분의 전력의 상기 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 제1 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자(2004)의 제3 분극은, 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 상기 제1 이중 방사 안테나에 인접한 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 제2 이중 방사 안테나의 각자의 제1 방사 소자(2004)의 제4 분극과 직교하고,
    상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 상기 제1 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자(2006)의 제5 분극은, 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 상기 제1 이중 방사 안테나에 인접한 상기 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 상기 제2 이중 방사 안테나의 각자의 제2 방사 소자(2006)의 제6 분극과 직교하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 분극은 상기 제5 분극과 직교하고, 상기 제4 분극은 상기 제6 분극과 직교하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  5. 제1항에 있어서, 무선 전자 디바이스(1901)는
    제1 복수의 이중 방사 안테나(2002) 및 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나)를 포함하는 제1 서브어레이(3102) ― 상기 제1 복수의 전력 분배기 중 각자의 것은 상기 신호의 전력을 분할하고 상기 제1 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 각자의 것에 상기 신호를 인가하도록 구성됨 ―, 및
    상기 제1 복수의 이중 방사 안테나(2002)를 제외한, 제2 복수의 이중 방사 안테나(2002) 및 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나)를 포함하는 제2 서브어레이(3104) ― 상기 제2 복수의 전력 분배기 중 각자의 것은 상기 신호의 전력을 분할하고 상기 제2 복수의 이중 방사 안테나(2002) 중 각자의 것에 상기 신호를 인가하도록 구성됨 ―
    를 더 포함하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 서브어레이(3102) 및 상기 제2 서브어레이(3104) 중 적어도 하나는 다중-입력 및 다중-출력(MIMO; multiple-input and multiple-output) 통신 및 다이버시티 통신(diversity communication) 중 적어도 하나를 전송하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 이중 방사 안테나(2002)는 추가로, 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 이중 방사 안테나(2002)의 제1 방사 소자(2004)들 각각에서의 신호들의 제7 분극이 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 이중 방사 안테나(2002)의 제1 방사 소자(2004)들 각각에서의 신호들의 제8 분극과 직교하도록 구성되고,
    상기 복수의 이중 방사 안테나(2002)는 추가로, 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 이중 방사 안테나(2002)의 제2 방사 소자(2006)들 각각에서의 신호들의 제9 분극이 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 이중 방사 안테나(2002)의 제2 방사 소자(2006)들 각각에서의 신호들의 제10 분극과 직교하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 각각은, 제로보다 큰 상기 신호의 상기 제1 부분의 전력의 상기 신호를 제공하도록 구성되고,
    상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 각각은, 제로보다 큰 상기 신호의 상기 제2 부분의 전력의 상기 신호를 제공하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호의 신호 강도가 제1 임계값보다 작은 것에 응답하여, 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 각각은 제로보다 큰 상기 신호의 상기 제1 부분의 전력의 상기 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 각각은 제로보다 큰 상기 신호의 상기 제2 부분의 전력의 상기 신호를 제공하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제1 방사 소자(2004)에 제공하도록 구성되고, 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제2 방사 소자(2006)에 제공하도록 구성되거나, 또는 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제2 방사 소자(2006)에 제공하도록 구성되고, 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제1 방사 소자(2004)에 제공하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호의 신호 강도가 제1 임계값보다 크고 제2 임계값보다 작은 것에 응답하여, 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 각각은, 상기 신호의 모든 전력을 상기 제1 방사 소자(2004)에 제공하도록 구성되고, 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제2 방사 소자(2006)에 제공하도록 구성되거나, 또는 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제2 방사 소자(2006)에 제공하도록 구성되고, 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 각각은 상기 신호의 모든 전력을 상기 제1 방사 소자(2004)에 제공하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 또는 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 중 선택된 것은, 각자의 이중 방사 안테나(2002)의 각자의 제1 방사 소자(2004)에 상기 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제2 방사 소자(2006)에는 제로 전력을 제공하도록 구성되거나, 또는 각자의 이중 방사 안테나(2002)의 각자의 제2 방사 소자(2006)에 상기 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제1 방사 소자(2004)에는 제로 전력을 제공하도록 구성되고,
    상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 및 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 중 상기 선택된 것을 제외한 나머지 것들은, 각자의 이중 방사 안테나(2002)들의 각자의 제1 방사 소자(2004)들 및 각자의 제2 방사 소자(2006)들에 제로 전력을 제공하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 신호의 신호 강도가 제2 임계값보다 큰 것에 응답하여, 상기 제1 서브어레이(3102)의 상기 제1 복수의 전력 분배기(3107, 3109, 3111 및 3113 중 적어도 하나) 또는 상기 제2 서브어레이(3104)의 상기 제2 복수의 전력 분배기(3115, 3117, 3119 및 3121 중 적어도 하나) 중 선택된 것은, 각자의 이중 방사 안테나(2002)의 각자의 제1 방사 소자(2004)에 상기 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제2 방사 소자(2006)에는 제로 전력을 제공하도록 구성되거나, 또는 각자의 이중 방사 안테나(2002)의 각자의 제2 방사 소자(2006)에 상기 신호의 모든 전력을 제공하고 각자의 제1 방사 소자(2004)에는 제로 전력을 제공하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 분배기(2102) 중 각자의 것에 인가되고 상기 제1 부분의 전력 값의 제1 표시 및 상기 제2 부분의 전력 값의 제2 표시 중 적어도 하나를 제공하는 제어 신호(2105)를 더 포함하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 신호(2105)를 생성하도록 구성된 제어기(2104)를 더 포함하는 무선 전자 디바이스(1901).
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자(2004)는 제1 유전체 블록을 포함하고,
    상기 제2 방사 소자(2006)는 제2 유전체 블록을 포함하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자(2004)는 제1 패치 소자(patch element)를 포함하고,
    상기 제2 방사 소자(2006)는 제2 패치 소자를 포함하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  18. 제1항에 있어서,
    복수의 제1 스트립라인(stripline, 3402) 및 복수의 제2 스트립라인(3420) ― 상기 복수의 제1 스트립라인(3402) 중 각자의 것 및 상기 복수의 제2 스트립라인(3420) 중 각자의 것은 상기 복수의 전력 분배기(2105)의 각자의 것에 전기적으로 결합되고, 상기 복수의 제1 스트립라인(3402) 중 각자의 것은 상기 복수의 이중 방사 안테나(3400) 중 각자의 것의 제1 방사 소자(3405)에 제1 신호를 인가하도록 구성되고, 상기 복수의 제2 스트립라인(3420) 중 각자의 것은 상기 복수의 이중 방사 안테나(3400) 중 각자의 것의 제2 방사 소자(3406)에 제2 신호를 인가하도록 구성됨 ―;
    복수의 제1 슬롯(3407)을 포함하는 제1 도전 층(3412);
    상기 복수의 제1 스트립라인(3402)을 포함하는 제2 도전 층(3414) ― 상기 복수의 제1 슬롯(3407) 중 각자의 것은 상기 복수의 제1 스트립라인(3402) 중 각자의 것에 부분적으로 중첩됨 ―;
    상기 복수의 제2 스트립라인(3420)을 포함하는 제3 도전 층(3419); 및
    복수의 제2 슬롯(3423)을 포함하는 제4 도전 층(3421) ― 상기 복수의 제2 슬롯(3423) 중 각자의 것은 상기 복수의 제2 스트립라인(3420) 중 각자의 것에 부분적으로 중첩됨 ―
    을 더 포함하고,
    상기 제1(3412), 제2(3414), 제3(3419), 및 제4(3421) 도전 층들은 대면 관계로 배치되고,
    상기 제1(3412) 및 제2(3414) 도전 층들은 제1 유전체 층(3404)에 의해 서로 분리되고,
    상기 제2(3414) 및 제3(3419) 도전 층들은 제2 유전체 층(3417)에 의해 서로 분리되고,
    상기 제3(3419) 및 제4(3421) 도전 층들은 제3 유전체 층(3424)에 의해 서로 분리되는, 무선 전자 디바이스(1901).
  19. 무선 전자 디바이스(1901)로서,
    대면 관계로 배치된 제1(3412), 제2(3414), 제3(3419), 및 제4(3421) 도전 층들 - 상기 제1(3412) 및 제2(3414) 도전 층들은 제1 유전체 층에 의해 서로 분리되고, 상기 제2(3414) 및 제3(3419) 도전 층들은 제2 유전체 층에 의해 서로 분리되고, 상기 제3(3419) 및 제4(3421) 도전 층들은 제3 유전제 층(3424)에 의해 서로 분리됨 -;
    복수의 제1 방사 소자(3405); 및
    복수의 제2 방사 소자(3406)
    를 포함하고,
    상기 제1 도전 층(3412)은 복수의 제1 슬롯(3407)을 포함하며,
    상기 제2 도전 층(3414)은 복수의 제1 스트립라인(3402)을 포함하고,
    상기 제3 도전 층(3419)은 복수의 제2 스트립라인(3420)을 포함하며,
    상기 제4 도전 층(3421)은 복수의 제2 슬롯(3423)을 포함하고,
    상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 각자의 것들은 상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 각자의 것들과 적어도 부분적으로 중첩되며,
    상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 각자의 것은 상기 복수의 제1 슬롯 중 각자의 것과 적어도 부분적으로 중첩되며,
    상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 각자의 것은 상기 복수의 제2 슬롯(3423) 중 각자의 것과 적어도 부분적으로 중첩되며,
    상기 무선 전자 디바이스(1901)는, 상기 제1 스트립라인(3402) 및 상기 제2 스트립라인(3420) 중 적어도 하나를 통해 전송되거나, 수신되거나 또는 전송 및 수신된 신호에 의해 여기될 때, 상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 적어도 하나 및 상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 적어도 하나 중 적어도 하나에 대응하는 공진 주파수에서 공진하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 첫 번째 제1 방사 소자 및 상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 각자의 첫 번째 제2 방사 소자는, 상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 상기 첫 번째 제1 방사 소자에서의 상기 신호의 제1 분극이 상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 상기 각자의 첫 번째 제2 방사 소자에서의 상기 신호의 제2 분극과 직교하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 두 번째 제1 방사 소자 및 상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 각자의 두 번째 제2 방사 소자는, 상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 상기 두 번째 제1 방사 소자에서의 상기 신호의 제3 분극이 상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 상기 각자의 두 번째 제2 방사 소자에서의 상기 신호의 제4 분극과 직교하도록 구성되고,
    상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 상기 첫 번째 제1 방사 소자 및 상기 복수의 제1 방사 소자(3405) 중 상기 각자의 두 번째 제1 방사 소자는 서로 인접하며,
    상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 첫 번째 상기 제2 방사 소자 및 상기 복수의 제2 방사 소자(3406) 중 상기 각자의 두 번째 제2 방사 소자는 서로 인접하고,
    상기 제3 분극은 상기 제1 분극과 직교하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  22. 제19항에 있어서,
    복수의 전력 분배기(2102)를 더 포함하고,
    상기 복수의 전력 분배기(2102) 중 각자의 것은 상기 복수의 제1 스트립라인(3402) 중 각자의 것과 상기 복수의 제2 스트립라인(3420) 중 각자의 것에 전기적으로 결합되고,
    상기 복수의 제1 스트립라인(3402) 중 각자의 것은, 상기 전력 분배기(2102)들 중 각자의 것으로부터의 상기 신호의 제1 부분의 전력의 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 복수의 제2 스트립라인(3420) 중 각자의 것은 상기 전력 분배기(2102)들 중 상기 각자의 것으로부터의 상기 신호의 제2 부분의 전력의 신호를 수신하도록 구성된, 무선 전자 디바이스(1901).
  23. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 소자(3405)를 포함하는 제5 도전 층(3411), 및
    상기 복수의 제2 방사 소자(3406)를 포함하는 제6 도전 층(3413)
    을 더 포함하고,
    상기 복수의 제1 방사 소자(3405)는 복수의 제1 패치 소자를 포함하며,
    상기 복수의 제2 방사 소자(3406)는 복수의 제2 패치 소자를 포함하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  24. 제22항에 있어서,
    상기 복수의 전력 분배기(2008) 중 상기 각자의 것에 인가되고 상기 제1 부분의 전력 및 제2 부분의 전력 중 적어도 하나의 값의 표시를 제공하는 제어 신호(2105)를 생성하도록 구성된 제어기(2104)를 더 포함하는, 무선 전자 디바이스(1901).
  25. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 소자(2004)는 상기 제1 도전 층(3412) 상의 복수의 제1 유전체 블록을 포함하고, 상기 복수의 제1 유전체 블록 중 각자의 것은 상기 복수의 제1 슬롯(3407) 중 각자의 것과 적어도 부분적으로 중첩되며,
    상기 복수의 제2 방사 소자(2006)는 상기 제4 도전 층(3421) 상의 복수의 제2 유전체 블록을 포함하고,
    상기 복수의 제2 유전체 블록 중 각자의 것은 상기 복수의 제2 슬롯(3423) 중 각자의 것과 적어도 부분적으로 중첩되는, 무선 전자 디바이스(1901).
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