KR20070095354A - 안테나 모듈용 방법 및 장치 - Google Patents

안테나 모듈용 방법 및 장치 Download PDF

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KR20070095354A
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antennas
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KR1020077016820A
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로크 레스틴저
존 스페니크
브라이언 씨. 우드버리
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로타니, 인코포레이션
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Abstract

실질적으로 매우 근접한 두 개 이상의 안테나 및 안테나들 사이의 간섭을 감소시키고 및/또는 안테나 서비스 영역을 형성하도록 구성되는 차폐물을 포함하는 안테나 모듈이 공개된다. 꼭지점의 각각에 위치 설정되는 안테나를 구비한 실질적인 삼각형 차폐물이 가상 섹터를 형성하도록 안테나 서비스 영역을 형성할 수 있다.
안테나, 간섭, 차폐물

Description

안테나 모듈용 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR AN ANTENNA MODULE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 이곳에 일체로서 참조 되고, 2005년 1월 21일 출원된 미합중국 예비출원 번호 제 60/646,024 호와, 2005년 4월 25일 출원된 미합중국 예비출원 번호 제 60/674,568호의 우선권과 그 이익을 주장한다.
저작권 보호와 관련된 자료 통지
이 특허 서류 자료의 일부라도 미합중국 및 다른 나라의 저작권법하에서 저작권 보호를 받는다. 저작권자들은, 출원 또는 기록에 공개적으로 이용가능한 미합중국 특허청에 제출되는 경우에, 어떤 사람에 의한 특허 서류 또는 특허 공지물의 팩스 재생물에 대해 어떤 이의도 제기하지 않지만, 다른 경우에는 어떤 것이라도 저작권을 보유한다. 저작권자는 모방 없이 37 C.F.R. §1.14에 따라서 권리를 포함하는 이 특허를 기밀로 유지하는 어떤 권리를 이곳에서 포기하지 않는다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신용 안테나 모듈에 관한 것이다.
안테나는 휴대폰, 텔레비젼, 라디오, 및 컴퓨터의 액세스 포인트(access point)와 같은, 다양한 무선 통신 분야에서의 용도를 가진다. 무선 통신용 안테나를 이용하는 장치는 상당히 매우 근접한 안테나들 사이의 간섭을 감소하고 형성된 안테나 서비스 영역을 제공하는 안테나 모듈로부터 이익을 얻을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법 및 장치는 실질적으로 매우 근접한 두 개 이상의 안테나 및 안테나들 사이의 간섭을 감소하고 및/또는 안테나 서비스 영역을 형성하도록 구성되는 차폐물을 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 꼭지점에 위치 설정되는 안테나를 구비한 실질적인 삼각형 차폐물은 가상 섹터(virtual sector)를 형성하도록 안테나 서비스 영역을 형성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각형 안테나 모듈의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각형 안테나 모듈의 서비스 영역(coverage area)의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 안테나 위치를 가진 삼각형 안테나 모듈의 평면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 안테나 위치를 가진 전형적인 하나의 삼각형 안테나 모듈의 서비스 영역의 평면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연장된 삼각형 안테나 모듈의 평면도이 고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연장된 삼각형 안테나 모듈의 서비스 영역의 평면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서를 구비한 파라볼릭 안테나(parabolic antenna)의 평면도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서를 구비한 파라볼릭 안테나 모듈의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서를 구비한 파라볼릭 안테나 모듈의 서비스 영역의 평면도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 6각형 안테나 모듈의 평면도이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 6각형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 6각형 안테나 모듈의 서비스 영역의 평면도이고,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥이 경사진 차폐부(bottom angled shield)를 구비한 직사각형 안테나 모듈의 측면도이고,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 및 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형 안테나 모듈의 측면도이고,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 및 바닥이 경사진 차폐부를 구비 한 직사각형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 장착 베이스를 구비한 안테나 커버의 사시도이고,
도 19은 본 발명의 일 실시예에 따른 장착 베이스를 구비한 안테나 커버의 측면도이고,
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐물을 구비한 수직 배치로 장착 베이스를 구비한 안테나 커버의 측면도이고,
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐물 사이에 배치되는 라디오를 구비한 수직 배치로 장착 베이스를 구비한 안테나 커버의 측면도이고,
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서를 구비한 삼각형 안테나 모듈의 평면도이고,
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서를 구비한 삼각형 안테나 모듈의 서비스 영역의 평면도이고,
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO(다중-입력-다중-출력) 안테나로서 작동하도록 구성되는 6개의 안테나 요소를 구비한 입방체형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나로서 작동하도록 구성되는 3개의 안테나 요소를 구비한 입방체형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나로서 작동하도록 구성되는 6개의 안테나 요소를 구비한 6각형 안테나 모듈의 평면도이고,
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나로서 작동하도록 구성되는 6개의 안테나 요소를 구비한 파라볼릭 안테나 모듈의 평면도이고,
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서 및 상부에 장착된 전방향성 안테나를 구비한 연장된 삼각형 안테나 모듈의 평면도이고,
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서 및 상부에 장착된 전방향성 안테나를 구비한 연장된 삼각형 안테나 모듈의 사시도이고,
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스페이서 및 상부에 장착된 전방향성 안테나를 구비한 연장된 삼각형 안테나 모듈의 서비스 영역의 평면도이고,
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 서비스 영역 형상을 조정하기 위한 방법의 흐름도이다.
본 발명은 도면과 관련하여 고려하여 상세한 설명 및 청구범위를 참조함으로써 더욱 확실하게 이해되며, 유사한 도면부호는 도면을 통하여 유사한 요소를 지칭한다.
첨부된 도면은 설명 및 최상의 형태에 의해 전형적인 실시예를 보여준다. 이러한 전형적인 실시예가 설명되었지만, 다른 실시예들이 실현될 수 있으며 본 발명의 범위 및 사상으로부터 이탈하지 않고 변화될 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 단지 설명을 위해 제시된 것이며 이에 제한하려는 것은 아니다. 예를 들면, 소정의 방법 또는 공정 설명에서 인용된 단계는 소정의 적절한 순서로 실행될 수 있으며 제시된 순서로 제한하려는 것은 아니다.
이러한 출원은 2004년 6월 15일에 출원된 미국 실용 출원 제 10/869,201호 및 2004년 6월 29일에 출원된 미국 실용 출원 제 10/880,387호의 사상을 전체적으로 참조한다. 또한, 간결성을 위해, 종래의 데이터 네트워킹, 무선 기술, 안테나 작동, 전자적 성능, 적용 개선(application development) 및 시스템의 다른 기능적인 면(및 시스템의 개별 작동 부품들)은 상세하게 설명하지 않는다. 또한, 본 명세서의 여러 도면에서 도시된 연결 라인은 다양한 요소들 사이의 기능적 관계 및/또는 물리적 커플링을 나타내는 것을 의도한다. 많은 대안적인 또는 부가 기능적 관계 또는 물리적 연결이 실제 시스템에서 제시될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 본 발명은 현존 시스템, 부가 제품 또는 분배 시스템의 주문 제작(customization)으로서 실시될 수 있다.
본 발명은 기능적 부품 및 다양한 방법에 관하여 부분적으로 설명된다. 이러한 기능적 부품은 특정 기능을 수행하고 다양한 결과를 얻기 위하여 구성된 소정의 개수의 부품에 의해 실현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 지향성, 전향성, 높은 Q, 낮은 Q, 패치, 쿼드리필라 헬릭스(quadrifilar helix), 적응성 어레이(adaptive array), MIMO(다중-입력-다중-출력), 비임-형성, 및 환경 또는 적용 분야에 적절한 소정의 다른 타입의 안테나와 같은 다양한 타입의 안테나를 적용할 수 있다. 차폐물은 환경, 안테나 타입 및 적용분야에 적절한 소정의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 차폐물은 알루미늄, 강철, 구리, 플라스틱, 금속 층이 코팅된 플라스틱, 포옴, 금속 메시, 및 소정의 다른 적절한 재료 및/또는 이들의 조합물로 제조될 수 있다. 차폐물은 라디오 파를 실질적으로 및/또는 부분적으로 흡수 및/또는 반사할 수 있다. 차폐물은 간섭을 감소시키고 및/또는 목표 서비스 영역 패턴을 생산하기 위해 적절한 소정의 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 차폐물은 삼각형, 오목한 공동을 구비한 삼각형, 연장되는 꼭지점을 구비한 삼각형, 파라볼릭 형상, 6각형, I-비임에 실질적으로 유사한 형상, 환경 또는 적용 분야에 적절한 소정의 다른 형상일 수 있다. 안테나는 차폐물 위의 어디든지 배치될 수 있으며 소정의 적절한 방식으로 차폐물에 부착될 수 있다. 안테나 스페이서는 안테나를 차폐물로 연결하기 위해 이용될 수 있다. 안테나 스페이서는 소정의 재료, 크기, 및 형상을 가질 수 있다. 안테나는 소정의 적절한 방식으로 안테나를 이용하여 장치와 인터페이스될 수 있다.
또한, 본 발명은 소정의 개수의 적용 분야 및 환경과 관련하여 실시될 수 있으며, 시스템은 단지 본 발명의 전형적인 적용 분야를 설명하고 있다. 또한, 본 발명은 제조, 테스트, 연결, 장착, 및 무선 장치와의 통신을 위한 소정의 개수의 종래의 또는 관습적인 기술을 적용할 수 있다.
본 발명의 다양한 전형적인 실시예에 따른 방법 및 장치는 두 개 이상의 안테나 및 차폐물을 포함한다. 차폐물은 실질적으로 매우 근접한 안테나들 사이의 근접장 간섭(near-field interference)을 감소, 즉, 실질적으로 매우 근접한 안테나들 사이의 커플링을 감소, 안테나를 시스템 전자 장치에 의해 발생된 노이즈, 다른 시스템, 라디오 및/또는 외부 노이즈 공급원으로부터의 간섭으로부터 차폐, 및 안테나 각각의 서비스 영역을 형성할 수 있다. 근접장 간섭의 영향 및 디튜닝(detune)은 차폐물 상의 안테나 위치, 안테나의 타입, 안테나 배향, 안테나 품 질, 차폐물을 위해 선택된 재료의 타입, 및 안테나 스페이서에 의해 감소될 수 있다. 근접장 간섭의 공급원은 예를 들면, 실질적으로 매우 근접한 다른 안테나에 의해 발생되는 근접장를 포함할 수 있다. 차폐물 및 안테나 스페이서의 형상은 각각의 안테나의 서비스 영역의 형성 및 개별 안테나 서비스 영역이 중복되는 방법에 영향을 미칠 수 있다. 상이한 안테나로부터의 서비스 영역의 중복은 실제적인 영역을 형성한다. 또 다른 안테나의 서비스 영역에 대한 하나의 안테나 서비스 영역의 중복에 대한 제한은 간섭을 감소시킬 수 있다.
특히, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(10)은 3개의 전방향성 안테나(14, 16 및 18) 및 차폐물(12)을 포함한다. 도 1의 평면도로부터 차폐물(12)은 형상이 실질적으로 삼각형이다. 각각의 안테나(14, 16 및 18)는 실질적으로 삼각형의 꼭지점들 중 하나에 배치된다. 차폐물(12)의 크기, 및 이에 따른 안테나들 사이의 거리는 안테나(14, 16, 18)들 사이의 근접장 간섭을 감소시킬 수 있다. 차폐물의 형상 및 차폐물에 대한 각각의 안테나의 오프셋은 소정의 다른 안테나와 실질적으로 간섭되지 않도록 안테나(14, 16, 18) 각각으로부터의 서비스 영역을 형성할 수 있다.
안테나는 소정의 타입 및/또는 형상일 수 있다. 용어 안테나는 단일 안테나 요소로 제한되지 않지만, 좌표 방식으로 작동하기 위해 설계된 안테나 요소의 집합체 및/또는 어레이일 수 있다. 안테나의 어레이는 단일 안테나 요소를 가지는 안테나로부터의 신호에 유사할 수 있는 신호를 형성하도록 각각의 안테나 요소로부터 나오는 신호를 처리할 수 있는 전자 회로를 이용할 수 있다. 본 발명은 다양한 타 입의 어레이 안테나, 예를 들면, 적응성 어레이, MIMO, 및 다중 안테나 요소를 가지는 다양한 타입의 다른 안테나를 적용할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 도 4를 참조하면, 안테나(16)는 어레이 안테나와 같은 두 개 이상의 안테나 요소를 구비한 안테나일 수 있다. 안테나(16)의 안테나 요소는 단일 무선 장치와 간섭될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 4를 참조하면, 안테나(14, 16 및 18)는 각각 단일 안테나 요소를 가질 수 있지만, 이들은 각각 단일 무선 장치에 간섭될 수 있으며, MIMO 안테나로서 집합적으로 작동할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 2를 참조하면, 안테나(16)는 3개의 개별 안테나 요소를 포함하는 MIMO 안테나이다. MIMO 안테나(16)의 각각의 안테나 요소는 동일한 삼각형 꼭지점의 전방 에지에 배치될 수 있다. 각각의 안테나 요소는 적절한 방식으로 작동하도록 각각의 안테나 요소에 대해 적절한 거리로 꼭지점 에지를 따라 이격될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 4를 참조하면, MIMO 안테나(16)의 안테나 요소는 삼각형 차폐물(12)의 에지를 따라 이격될 수 있다. 단일 안테나 요소를 가진 안테나와 대비하면, 안테나 요소의 어레이의 이용은 작동 방식으로 안테나 요소를 수용하기 위해 더 큰 크기의 차폐물을 요구할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 안테나가 단일 안테나 또는 다중 안테나 요소를 갖든지, 차폐물은 안테나의 서비스 영역을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 다중 안테나 요소를 구비한 안테나는 차폐물에 부가하여 안테나 서비스 영역에 걸친 부가 제어를 제공할 수 있다. 예를 들면, 비임 형성 안테나 어레이는 차폐물과 결합하여 이용될 수 있다.
또한, 상이한 안테나 타입이 차폐물 상의 각각의 위치에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 도 6을 참조하면, 안테나(14)는 단일 안테나 요소를 가지는 전방향성 안테나이며, 안테나(16)는 다중 안테나 요소를 가지는 적응성 어레이이며, 안테나(18)는 단일 안테나 요소를 가지는 지향성 안테나이다. 안테나 타입의 소정의 조합이 차폐물과 결합하여 이용될 수 있다. 또한, 각각의 안테나는 다른 안테나에 의해 이용되는 주파수와 상이할 수 있는 주파수에서 작동될 수 있다. 또한, 각각의 안테나에 의헤 이용된 프로토콜 및/또는 채널의 조합이 상이할 수 있다. 일 실시예에서, 도 6을 참조하면, 안테나(14, 16, 및 18)가 각각 동일한 통신 프로토콜을 이용하지만, 프로토콜에 의해 제공되는 상이한 채널을 이용한다.
각각의 안테나와 서비스 영역이 관련된다. 서비스 영역은 안테나가 전달된 신호를 수신하거나 또 다른 장치에 의해 수신되기에 충분한 세기를 가진 신호를 전달하는 영역이다. 간섭이 없는 경우, 서비스 영역의 형상은 안테나의 타입에 종속한다. 예를 들면, 전방향성 안테나의 서비스 영역은 실질적으로 구형이다. 지향성안테나의 서비스 영역은 실질적으로 구형의 일 부분이다. 차폐물은 서비스 영역의 형상을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 도 3을 참조하면, 안테나(14)는 전방향성 안테나이다. 간섭이 없는 경우 그리고 안테나(14)가 차폐물(12) 근처에 배치되기 전에, 2차원에서 안테나(14)의 영역은 실질적으로 원형이다. 차폐물(12) 근처에 안테나(14)를 배치함으로써, 실질적으로 원형이 되는 안테나(14)의 서비스 영역을 서비스 영역(20)에 의해 도시된 바와 같이 약 270도로 감소한다. 3차원에서, 서비스 영역(20)은 제거되는 웨지를 구비한 구형으로서 나타난다. 차폐물은 또한 지향성 안테나의 서비스 영역을 제한한다. 또 다른 실시예에서, 도 8 내지 도 10 을 참조하면, 안테나(14, 16 및 18)는 약 240도의 서비스 영역을 가진 지향성 안테나이다. 파라볼릭형 차폐물(40) 내에 안테나(14, 16 및 18)를 배치함으로써, 안테나 서비스 영역을 도 10에 도시된 바와 같이 측부 로브를 구비한 약 180도로 제한한다.
상이한 안테나로부터의 두 개의 서비스 영역의 중복은 가상 섹터를 형성한다. 도 3, 5, 7, 10, 13, 23, 및 30을 참조하면, 서비스 영역(20 및 22)의 중복은 가상 섹터(26)를 형성하며, 서비스 영역(22 및 24)의 중복은 가상 섹터(28)를 형성하며, 서비스 영역(24 및 20)의 중복은 가상 섹터(30)를 형성한다. 가상 섹터는 두 개의 실질적으로 인접한 서비스 영역의 중복으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 도 28 내지 도 30을 참조하면, 안테나 스페이스(82) 및 안테나(80)는 안테나(14, 16 및 18)에 부가하여 차폐물(40) 상부에 배치된다. 이러한 실시예에서, 안테나(80)는 전방향성 안테나이며 이 안테나의 서비스 영역은 원(84)에 의해 2차원으로 나타난다. 가상 섹터(26, 28 및 30)가 여전히 존재하지만, 서비스 영역(20, 22 및 24)과 서비스 영역(84)의 중복은 또한 실질적으로 서비스 영역(20, 22 및 24)의 크기인 가상 섹터를 형성한다. 서비스 영역(20)에서 고객은 안테나(14) 및/또는 안테나(80)에 의해 서비스를 받을 수 있으며, 서비스 영역(22)에서 고객은 안테나(16) 및/또는 안테나(80), 등에 의해 서비스를 받을 수 있다. 또한, 가상 섹터(26) 내의 고객은 안테나(14, 16 및/또는 80)에 의해 서비스를 받을 수 있다. 안테나(80)는 소정의 원하는 목적을 위해 기능하거나 소정의 타입의 소통 작업을 수행한다. 일 실시예에서, 안테나(80)는 고객을 서비스한다. 또 다른 실 시예에서, 안테나(80)는 예를 들면 무선 셀, 및 무선 메시 네트워크를 형성하는 무선 셀에 실질적으로 인접한 다른 안테나 모듈과 통신한다. 또 다른 실시예에서, 안테나(80)는 신호를 전달하지 않지만, 홀로 가능한 노이스 공급원 또는 다른 간섭 공급원을 감지하기 위해 이용된다.
가상 섹터는 높은 간섭 영역 또는 하나의 안테나 보다 많은 안테나에 의해 서비스될 수 있는 영역을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 안테나 모듈(10)이 I.E.E.E. 802.11a/b/g 무선 통신 프로토콜을 지지한다는 것을 가정한다. 한편, 동일한 채널 상에서 작동하도록 안테나(14 및 16)로 부착되는 라디오를 설정함으로써, 가상 섹터(26)에서 높은 간섭수준을 초래할 수 있다. 안테나(14)로부터의 전송은 안테나(16)의 작동시 간섭될 수 있으며 그 역도 가능하다. 다른 한편, 안테나(14 및 16)에 부착되는 라디오를 상이하고 최소로 간섭되는 채널로 설정함으로써, 가상 섹터(26)에 위치하는 무선 고객이 하나의 채널 상의 안테나(14) 및/또는 상이한 채널 상의 안테나(16)와 통신하는 것을 허용한다. 전형적인 일 실시예에서, 도 1 내지 3을 참조하면, 안테나(14, 16 및 18)는 상이하고 최소로 간섭되는 채널 상에서 각각 작동한다.
안테나(14, 16 및 18)가 동시에 작동할 때, 도 4, 6, 8 및 11의 차폐물(12, 36, 40 및 44)은 각각 안테나들 사이의 안테나 커플링 및/또는 근접장 간섭을 감소하여, 안테나가 차폐물이 이용되지 않는 경우 보다 서로 더 근접하게 배치되도록 한다. 도 1에 도시된 바와 같이 안테나가 배치된 차폐물(12)은 차폐물이 안테나들 사이의 적은 차단을 제공하기 때문에 안테나들(14, 16 및 18) 사이의 안테나 커플 링 및/또는 근접장 간섭을 감소시키는데 덜 효과적이다.
안테나 및/또는 안테나 모듈은 또한 보호 커버 아래 배치될 수 있다. 도 18을 참조하면, 안테나 커버(54)는 안테나 작동과 실질적으로 간섭되지 않는 소정의 재료, 예를 들면, 포옴, 폴라스틱, 천, 유리 및 소정의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 안테나 커버(54)는 소정의 안테나 타입 및/또는 안테나 모듈로 이용될 수 있다. 안테나 커버(54)는 예를 들면, 안테나 및/또는 안테나 모듈의 용이한 장착과 같은 2차 기능을 수행할 수 있다. 안테나 커버(54)는 장착 베이스(56)에 체결될 수 있어 다양한 환경에서 이용될 수 있는 안테나 모듈을 형성한다. 장착 베이스(56)는 안테나 커버(54)에 부가하여 안테나 및/또는 안테나 모듈을 장착하기 위해 이용될 수 있다.
MIMO(다중-입력-다중-출력) 안테나를 형성하는 다중 안테나 요소에 대해, MIMO 안테나는 동일한 라디오와 간섭되고 좌표 방식으로 기능하는 두 개 이상의 안테나 요소로 이루어진다. 상술된 바와 같이, 도 4를 참조하면, 안테나(14, 16, 및18)는 각각 단일 안테나 요소를 가질 수 있지만, 이들은 서로 간섭될 수 있고 MIMO 안테나를 형성하도록 좌표 방식으로 기능할 수 있다. MIMO 안테나를 포함하는 개별 안테나는 소정의 타입, 예를 들면, 전방향성, 지향성, 패치(patch), 윕(whip), 헬리컬(helical), 및 야기(yagi)일 수 있다. MIMO 안테나를 포함하는 개별 안테나는 전송 온리(only), 수신 온리, 또는 송신/수신 아테나로서 작동될 수 있다. 전송 온리, 수신 온리, 및 전송/수신 안테나의 조합은 MIMO 안테나를 형성하기 위해 이용될 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 도 4를 참조하면, 안테나(14 및 18)는 전송 및 수신하며, 안테나(16)는 단지 수신만 한다. 또 다른 실시예에서, 도 25를 참조하면, 안테나(70 및 75)는 전송 및 수신하며 안테나(72)는 수신만 한다. 안테나(14, 16 및 18)로부터 전송 및 이를 통하여 수신된 신호는 홀로 또는 조합하여 서비스 영역에서의 수신 및/또는 송신을 개선하도록 소정의 방식으로 이용될 수 있다.
차폐물은 소정의 개수의 MIMO 안테나를 지지할 수 있다. 예를 들면, 도 25를 참조하면, 안테나(70, 72 및 76)는 각각 단일 안테나 요소를 가지는 상황에서, 소정의 두 개의 안테나는 MIMO 안테나를 형성할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 안테나(70 및 72)는 제 1 라디오에 대해 간섭되고 안테나(76)가 제 2 라디오와 간섭하는 MIMO 안테나를 형성한다. 제 3 실시예에서, 안테나(70, 72, 및 76)는 MIMO 안테나를 형성하고 동일한 라디오와 간섭된다. 차폐와 관련된 가능한 안테나의 개수를 증가시킴으로써 MIMO 안테나를 형성하기 위한 가능한 조합의 개수를 증가시킨다. 예를 들면, 도 24를 참조하면, 안테나(68, 70, 72, 74, 76 및 78)의 그룹으로부터 선택된 두 개의 소정의 안테나는 MIMO 안테나로서 작동되고 라디오에 간섭될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나(68 및 76)는 MIMO 안테나로서 작동하고 라디오에 간섭될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나(68, 76)는 MIMO 안테나로서 작동하고 제 1 라디오로 간섭된다. 안테나 쌍(70, 78, 및 72, 74)은 또한 MIMO 안테나로서 작동되며 각각의 쌍은 각각 제 2 및 제 3 라디오로 간섭된다. 이러한 실시예 쌍은 서로에 대해 직교로 위치 설정되는 안테나와 쌍을 이룬다.
또 다른 실시예에서, 도 26 내지 도 27을 참조하면, 소정의 두 개의 안테나 는 MIMO 안테나를 형성하도록 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 도 24를 참조하면, 안테나 쌍(68 및 70, 72 및 74, 76 및 78) 각각은 MIMO 안테나를 형성하고 제 1, 제 2 및 제 3 라디오에 각각 간섭한다. 또 다른 실시예에서, 안테나 쌍(68 및 74, 70 및 76, 72 및 78)은 MIMO 안테나를 형성한다. 두 개 이상의 안테나는 MIMO 안테나를 형성하도록 서로 작동될 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 도 24를 참조하면, 안테나(68, 72 및 76)는 하나의 MIMO 안테나로서 작동하고 안테나(70, 72 및 74)는 또 다른 MIMO 안테나로서 작동한다. 이러한 실시예에서, 각각의 안테나의 각각의 MIMO 조합체는 서로 직교한다. 도 26 내지 도 27에 도시된 안테나는 또한 개별 MIMO 안테나를 형성하도록 3개의 그룹으로 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나(68, 72, 및 76)는 하나의 MIMO 안테나를 형성하고 안테나(70, 74 및 76)는 또 다른 MIMO 안테나를 형성한다. 3개 이상의 안테나는 MIMO 안테나를 형성할 수 있다. MIMO 안테나를 형성하기 위하여 이용된 각각의 안테나는 하나 이상의 송신 및 수신, 송신 온리, 및 수신 온리 작동 모드를 가질 수 있다.
도 25를 참조하면, 각각의 안테나가 MIMO 안테나로서 작동할 수 있는 두 개 이상의 안테나 요소를 가지는 상황에서, 각각의 안테나(70, 72 및 76)는 MIMO 안테나로서 개별적으로 작동할 수 있고 개별 라디오와 간섭한다.
차폐물에 대해, 상술된 바와 같이, 차폐물은 실질적으로 매우 근접한 안테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 커플링을 감소시키고 시스템 전자 장치에 의해 발생되는 노이즈로부터 안테나를 차폐하고, 안테나 각각의 서비스 영역을 형성할 수 있다. 안테나는 도 4를 참조할 때 안테나들 사이의 거리(64)가 안테나에 의해 이 용된 주파수의 길이의 약 두 배 보다 작을 때 서로 실질적으로 매우 근접하게 되는 것을 고려할 수 있다. 안테나들 사이의 간섭을 감소시키기 위한 차폐물의 이용은 안테나 성능을 개선하고 목표 수준의 성능을 위해 안테나들 사이에 요구되는 거리를 감소시킬 수 있다. 일부 차폐물의 형상은 실질적으로 매우 근접한 안테나들 사이의 커플링 및/또는 근접장 간섭을 감소시키기 위해 적용될 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 안테나(14, 16 및18)는 안테나들 사이에 작은 차폐 격리로 선형으로 위치 설정된다. 안테나 배치와 조합될 때 차폐물 형상은 안테나들 사이의 근접장 간섭을 차단할 수 있도록 작을 수 있다. 꼭지점에 위치 설정되는 안테나를 구비한 차폐물(12)의 형상은 서비스 영역을 형성하도록 최상으로 적용될 수 있지만, 안테나들 사이의 커플링 및/또는 근접장 간섭을 감소시키는 효과가 작다.
도 1을 참조하면, 안테나 모듈(10)의 안테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 결합은 안테나를 서로로부터 멀리 이격함으로써 감소될 수 있지만, 근접장 간섭 및/또는 커플링에서의 실질적인 감소를 제거함으로써 안테나들 사이에 요구되는 거리가 안테나 모듈에서 초래될 수 있으며, 여기에서 안테나는 서로 실질적으로 매우 근접하지 않다. 차폐물은 안테나에 대한 안테나 위치를 변경함으로써 안테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 커플링을 감소하기 위해 이용된다. 도 4를 참조하면, 차폐물(12)의 측부 상의 위치 설정 안테나(12, 14, 및 16)는 안테나들 사이에 상당한 부분의 차폐물이 배치된다. 안테나들 사이의 차폐물은 안테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 커플링을 차단 및/또는 감소할 수 있어, 실질적으로 매우 근접한 안테나들 사이의 간섭이 감소딘다. 차폐물이 안테나들 사이의 차단 수단을 제공하기 때문에 도 6, 8, 11, 14 및 16의 차폐물(36, 40, 44, 48, 및 52)은 각각 실질적으로 매우 근접한 안테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 커플링을 각각 감소한다.
차폐물의 형상은 상술된 바와 같이 안테나 서비스 영역의 형상을 변경할 수 있다. 차폐물은 안테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 커플링을 감소시키는 소정의 재료로 구성될 수 있다. 또한, 차폐물의 두께, 높이, 및 형상은 아테나들 사이의 근접장 간섭 및/또는 커플링을 더 감소시키기 위하여 변형될 수 있다. 차폐물은 소정의 재료 구성일 수 있으며, 예를 들면, 차폐물은 중실형(solid), 중공형(hollow), 또는 공동을 구비한 실질적인 중실형일 수 있다. 라디오 및/또는 시스템 전자 장치는 차폐물 중공부 및/또는 공동 내에 배치 및/또는 고정될 수 있다. 차폐물은 적용을 위해 적절한 재료 또는 재료들의 조합물로 형성될 수 있다.
안테나 성능은 또한 안테나를 디튜닝(detune)함으로써 부정적인 영향을 받을 수 있다. 일반적으로, 안테나는 중심 주파수 및 중심 주파수가 효율적으로 기능하는 중심 주파수 주위의 영역을 가진다. 중심 주파수 및 중심 주파수 주위의 영역이 더 높거나 더 낮은 주파수로 변화될 때 및/또는 중앙 수파수가 영향을 받지 않지만, 중심 주파수 주위의 대역폭이 감소될 때 안테나는 디튜닝된다. 안테나 타입을 디튜닝하는 재료와 매우 근접하게 배치될 때 안테나는 디튜닝될 수 있다. 예를 들면, 금속에 근접된 전방향성 안테나는 디튜닝될 수 있다. 핸드폰 안테나를 사람 신체에 근접하게 배치하는 경우 안테나가 디튜닝될 수 있다. 안테나 상의 차폐물의 디튜닝 효과는 예를 들면 튜닝되기 위해 차폐물에 근접될 것이 요구되는 안테나를 설계하고, 안테나를 디튜닝하지 않는 재료로부터 차폐물을 형성하고, 및/또는 안테나 스페이스로 차폐물로부터 안테나를 오프셋함으로써 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 성능 특성은 안테나가 차폐물에 매우 근접하게 사용될 때 선택되고, 안테나는 목표 대역폭으로 목표 중심 주파수에서 작동하지만, 안테나가 차폐물로부터 이격되어 사용될 때, 디튜닝된다. 전형적인 일 실시예에서, 도 8을 참조하면, 안테나(14, 16, 및 18)는 안테나 스페이서(62)를 이용하여 차폐물로부터 오프셋된다. 안테나 스페이서(62)의 크기 및 오프셋의 양은 디튜닝 양을 목표 수준으로 감소하도록 선택된다.
상술된 바와 같이, 차폐물은 또한 안테나의 서비스 영역의 형상을 변경할 수 있다. 차폐물은 환경 또는 적용분야를 위해 적절한 소정의 방식으로 안테나의 서비스 영역의 형상을 변경할 수 있다. 예를 들면, 전형적인 일 실시예에서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 안테나 모듈(10)은 3개의 안테나(14, 16, 및 18) 및 실질적인 삼각형 형상의 차폐물(12)을 포함한다. 각각의 안테나는 차폐물(12)의 꼭지점에 위치 설정된다. 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(12) 및/또는 안테나 스페이서에 직접 연결될 수 있다. 안테나(14, 16, 및 18)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(12)은 안테나(14, 16, 및 18) 각각의 서비스 영역(20, 22 및 24)을 실질적인 구형 보다 작은 영역으로 감소한다. 도 3을 참조하면, 서비스 영역(20, 22, 및 24)은 2차원으로 결과적인 서비스 영역이 형상을 나타낼 수 있다. 서비스 영역은 겹쳐져서 가상 섹터(26, 28, 및 30)를 형성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 4를 참조하면, 안테나 모듈(32)은 안테나(14, 16, 및 18) 및 실질적인 삼각형 차폐물(12)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 각각의 안테나는 차폐물(12)의 에지를 따라 위치 설정된다. 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(12) 및/또는 안테나 스페이서로 직접 장착될 수 있다. 안테나(14, 16, 및 18)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(12)은 안테나(14, 16, 및 18) 각각의 서비스 영역(20, 22, 및 24) 각각을 실질적인 구형 보다 작은 영역으로 감소한다. 도 5를 참조하면, 서비스 영역(20, 22, 및 24)은 2차원으로 결과적인 서비스 영역의 형상을 나타낼 수 있다. 서비스 영역은 중복되어 가상 섹터(26, 28, 및 30)를 형성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 6을 참조하면, 안테나 모듈(34)은 안테나(14, 16, 및 18) 및 차폐물(36)을 포함한다. 차폐물(36)의 형상은 연장되고 확대된 꼭지점을 구비한 실질적인 삼각형이다. 각각의 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(36)의 에지를 따라 위치 설정된다. 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(36) 및/또는 안테나 스페이서로 장착될 수 있다. 안테나(14, 16, 및 18)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(36)은 안테나(14, 16, 및 18) 각각의 서비스 영역(20, 22, 24) 각각을 실질적인 구형 보다 작은 영역으로 감소한다. 도 7을 참조하면, 서비스 영역(20, 22, 및 24)은 2차원으로 결과적인 서비스 영역의 형상을 나타낼 수 있다. 서비스 영역은 겹쳐져서 가상 섹터(26, 28, 및 30)를 형성한다.
또 다른 실시예에서, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 안테나 모듈(38)은 안테나(14, 16, 및 18) 및 차폐물(40)을 포함한다. 차폐물(40)의 형상은 내부 곡선이 실질적인 포물선 형상이다. 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(40)의 포물선 내에 위치 설정된다. 안테나(14, 16, 및 18)는 안테나 스페이터(62)를 이용하여 차폐 물(40)에 장착될 수 있으며 및/또는 차폐물(40)에 직접 장착될 수 있다. 안테나(14, 16 및 18)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(40)은 각각의 안테나(14, 16, 및 18)의 각각의 서비스 영역(20, 22, 및 24)이 실질적인 구형 보다 작은 영역으로 감소한다. 도 10을 참조하면, 서비스 영역(20, 22, 및 24)은 2차원으로 결과적인 서비스 영역의 형상으로 나타낼 수 있다. 차폐물(40)의 내부 곡선 상의 포물선 형상 및 안테나 스페이서의 오프셋에 의해 서비스 영역(20, 22, 및 24)이 가상 섹터를 형성하도록 중복될 것인지를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 차폐물(40)의 포물선은 서비스 영역들 사이의 중복을 실질적으로 감소시키기에 충분할 정도로 경사가 급하다. 또 다른 실시예에서, 차폐물(40)의 포물선은 충분히 얕아서 서비스 영역(20, 22, 및 24)이 중복되어 가상 섹터를 형성한다. 서비스 영역의 형상은 또한 안테나 스페이서의 크기를 조정함으로써 변형될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 11 내지 도 13을 참조하면, 안테나 모듈(42)은 안테나(14, 16, 및 18) 및 차폐물(44)을 포함한다. 차폐물(44)의 형상은 실질적으로 6각형이다. 각각의 안테나(14, 16, 및 18)는 실질적으로 차페부(44)의 비 인접면의 중앙에 위치 설정된다. 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(44) 및/또는 안테나 스페이서에 직접 장착될 수 있다. 안테나(14, 16, 및 18)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(44)은 안테나(14, 16, 및 18) 각각의 서비스 영역(20, 22, 및 24) 각각을 실질적인 구형 보다 작은 영역으로 감소한다. 도 13을 참조하면, 서비스 영역(20, 22, 및 24)은 2차원으로 결과적인 서비스 영역의 형상을 나타낼 수 있다. 서비스 영역은 겹쳐져서 가상 섹터(26, 28, 및 30)를 형성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 14 내지 도 15를 참조하면, 안테나 모듈(46)은 안테나(14, 및 16) 및 차폐물(48)을 형성한다. 차폐물(48)의 형상은 바닥을 따라 경사진 차폐부를 구비한 실질적인 직사각형이다. 각각의 안테나(14, 및 16)는 차폐물(48)의 정면에 위치 설정된다. 안테나(14 및 16)는 차폐물(48) 및/또는 안테나 스페이서에 직접 장착될 수 있다. 안테나(14 및 16)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(48)은 각각의 안테나(14 및 16)의 서비스 영역을 실질적인 구형 보다 작은 면적으로 감소된다. 바닥을 따라 경사진 차폐부는 서비스 영역의 하부 부분을 실질적으로 감소하여 안테나 조립체 아래 장착되는 라디오 및/또는 시스템 전자 장치로부터의 간섭을 감소시킬 수 있다. 본 발명은 차폐물(48)에 장착될 수 있는 소정의 개수의 안테나를 고려한다. 일 실시예에서, 4개의 안테나, 각각의 측부상에 두 개씩 차폐물(48)에 장착된다. 바닥을 따라 경사진 차폐부는 또한 기계 시스템 안정성을 개선할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 16 내지 도 17을 참조하면, 안테나 모듈(50)은 안테나(14, 및 16) 및 차폐물(52)을 포함한다. 차폐물(52)의 형상은 상부 및 바닥을 따라 경사진 차폐부를 구비하는 실질적인 직사각형이다. 각각의 안테나(14 및 16)는 차폐물(62)의 정면에 위치설정된다. 각각의 안테나(14 및 16)는 차폐물(52) 및/또는 안테나 스페이서에 직접 장착될 수 있다. 안테나(14 및 16)가 전방향성 안테나일 때, 차폐물(52)은 각각의 안테나(14 및 16)의 서비스 영역을 실질적인 구형 보다 작은 영역으로 감소한다. 상부 및 바닥을 따라 경사진 차폐부는 서비스 영역 각각의 상부 및 바닥 부분을 감소시켜 안테나 모듈(50) 위 및/또는 아래 위치 설정 되는 라디오 및/또는 시스템 전자 장치로부터의 간섭을 감소시킬 수 있다. 본 발명은 차폐물(52)에 장착될 수 있는 소정의 개수의 안테나를 고려한다. 일 실시예에서, 4개의 안테나, 각각의 측부에 2개씩이 차폐물(52)에 장착된다. 차폐물(52)의 경사진 상부 및 바닥은 다른 형상, 예를 들면, 도 4, 6, 8, 및 11의 차폐물(12, 36, 40, 및 44) 각각을 가지는 차폐물과 연결하여 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 안테나 차폐물은 라디오 및/또는 다른 시스템 전자 장치를 둘러싸기 위해 사용되는 일체형 케이스 부분일 수 있다.
안테나 스페이서에 대해, 안테나는 차폐물에 직접 장착될 수 있거나 차폐물로부터 오프셋될 수 있다. 안테나 스페이서는 안테나 및/또는 차폐물로부터 이격된 안테나의 작동 요소를 오프셋하기 위해 사용될 수 있다. 안테나는 소정의 이유 때문에 그리고 예를 들면, 디튜닝 감소, 안테나들 사이의 근접장 간섭 감소, 안테나들 사이의 커플링 감소, 안테나들 사이의 목표 거리 달성, 및/또는 안테나 서비스 영역의 조정과 같은 소정의 결과를 달성하기 위하여, 차폐물로부터 오프셋될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4를 참조하면, 안테나(14, 16, 및 18)는 차폐물(12)에 직접 장착된다. 다른 실시예에서, 도 8 및 22를 참조하면, 안테나(14, 16, 및 18)는 안테나 스페이서(62)에 장착되고 안테나 스페이서(62)는 차폐물에 장착된다.
안테나 스페이서(62)는 소정의 재료로 형성될 수 있고, 소정의 형상일 수 있고, 소정의 크기일 수 있다. 일 실시예에서, 도 22를 참조하면, 안테나 스페이서(62) 재료는 안테나(14, 16, 및 18) 상에 최소 디튜닝 효과를 가지도록 선택된다. 안테나 스페이서(62)의 크기는 차폐(40) 재료가 안테나(14, 16, 및 18) 상에 가질 수 있는 디튜닝 효과를 감소시키기에 충분한 거리에 안테나(14, 16, 및 18)가 위치 설정되도록 선택된다. 안테나 스페이서(62)는 또한 안테나들 사이의 커플링 및/또는 근접장 간섭의 효과를 감소시키기 위해 안테나들(14, 16, 및 18) 사이의 거리를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 스페이서(62)의 크기는 안테나에 의해 사용된 주파수의 파장의 약 1.25 배의 거리로 소정의 다른 안테나로부터 각각의 안테나가 이격하여 위치 설정되도록 조정된다. 안테나 스페이서(62)의 크기는 또한 안테나 서비스 영역의 형상 및/또는 가상 섹터 크기를 변경하도록 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 안테나(14, 16, 및 18)가 차폐물(12)에 직접 장착될 때 서비스 영역(20, 22, 24) 및 가상 섹터(26, 28, 30)의 형상은 도 5에 의해 나타날 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 22 내지 도 23을 참조하면, 차폐물(12)로부터 안테나(14, 16, 및 18)를 오프셋하기 위한 안테나 스페이서(62)의 부가는 가상 섹터(26, 28 및 30)의 크기 및 안테나 서비스 영역(20, 22, 24) 각각을 증가시킨다. 안테나 스페이서(62)는 소정의 재료, 예를 들면, 금속, 플라스틱, 수지, 목재, 페이퍼, 포옴, 및 소정의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 도 22를 참조하면, 안테나 스페이서(62)는 소정의 적절한 방식으로 차폐물(40)에 연결될 수 있다. 안테나(14, 16, 및 18)는 소정의 적절한 방식으로 안테나 스페이서로 연결될 수 있다. 안테나 스페이서(62)는 소정의 재료 구조, 예를 들면, 중공형, 중실형, 벌집형 구조, 및 적용 분야 및 환경을 위한 적절한 소정의 재료 구조를 가질 수 있다. 다중 안테나 요소를 가지는 안테나는 각각의 안테나 요소를 위해 개별 안테나 스페이서(62)를 사용할 수 있다. 안 테나 스페이서(62)는 소정의 안테나 타입 또는 차폐 타입이 사용될 수 있다.
안테나 커버에 대해, 개별 안테나 및/또는 안테나 모듈은 서로에 대해 위치 설정될 수 있고 안테나 커버에 의해 보호될 수 있다. 도 18을 참조하면, 장착 베이스(56)는 제 위치에 안테나 커버(54)를 장착하여 유지하기 위해 사용될 수 있다. 장착 베이스(56)는 적용 분야 또는 환경에 적절한 소정의 재료일 수 있다. 예를 들면, 장착 베이스(56)는 금속, 목재, 플라스틱, 및 소정의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 전형적인 일 실시예에서, 장착 베이스는 플라스틱으로 제조된다. 안테나 커버(54)는 적용 분야 또는 환경에 적절한 소정의 크기 또는 형상일 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 안테나 커버(54)는 실질적으로 사각형이며 플라스틱으로 제조된다. 또 다른 실시예에서, 안테나 커버는 형상의 약 1/4 원 형상일 수 있다. 안테나 커버는 소정의 재료로 제조될 수 있으며 및/또는 안테나 커버(54)의 소정의 부분에서 개방될 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 안테나 커버(54)는 하나를 제외하고 모든 측부 상에 둘러싸이며 안테나 송신 및 수신과 간섭되지 않는 플라스틱으로 제조된다. 안테나 커버(54) 내부의 안테나는 안테나 커버(54) 및/또는 장착 베이스(56)에 장착될 수 있다.
안테나 커버(54) 및 장착 베이스는 다양한 상황에서 사용하기 위해 적절한 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 도 19를 참조하면, 안테나는 장착 베이스(56)를 장착하고 안테나 커버(54)에 의해 덮힌다. 결과적으로 모듈은 라디오(58)의 상부에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 안테나 커버(54) 내부의 안테나는 전방향성이며 라디오(58)는 금속에 내장될 수 있으며 서비스 영역을 형성하는 안테나들 사이의 차페부로서 작용한다. 또 다른 실시예에서, 도 20을 참조하면, 안테나 커버(54) 내부의 안테나는 전방향성이며 하나 이상의 차폐물(60)은 안테나 커버들(54) 사이의 장착 베이스(56)에 장착된다. 차폐물(60)은 안테나 커버(54) 내부의 안테나의 서비스 영역을 형성한다. 결과적인 모듈은 라디오(58)의 상부에 배치된다. 안테나 및 라디오 사이의 차폐가 바람직한 경우, 장착 베이스(56)는 라디오 신호를 반사하는 재료로 제조될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 21을 참조하면, 라디오는 안테나 커버(54) 사이에 위치 설정되는 두 개의 차폐물(60) 사이에 배치된다.
소정의 상술된 부품은 위에서 설명된 소정의 방법을 실시하기 위해 이용될 수 있다. 안테나의 서비스 영역의 변경은 소정의 방식으로 수행될 수 있으며, 예를 들면, 서비스 영역의 형상, 크기 및 중복이 차폐물 형상, 차폐물 크기, 안테나 위치, 및 안테나 스페이서 크기를 조정함으로써 변경될 수 있다. 차폐물은 목표 서비스 영역 패턴을 형성하기 위한 소정의 크기를 가질 수 있다. 예시적인 차폐물 형상은 도 1, 6, 8, 11, 15, 17, 및 21에 도시된다. 초래될 수 있는 서비스 영역은 도 3, 5, 7, 10, 13, 및 23에 도시된다. 전형적인 실시예는 차폐물 형상이 안테나 서비스 영역을 변형할 수 있고 가상 섹터를 형성한다. 차폐물 형상은 대칭으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 3측면 차폐물의 일 측면은 포물선형 함몰부를 가질 수 있으며, 또 다른 측면은 평평할 수 있으며 제 3 측면은 평평할 수 있으며, 상부 및 바닥이 차폐물과 각도를 형성한다. 차폐 크기는 자체 형상인 경우 하나의 양태를 고려할 수 있다. 본 발명에서 소정의 형상의 차폐물을 고려할 때, 차폐물 의 크기는 안테나 서비스 영역의 목표 형상을 달성하도록 조정될 수 있다.
안테나는 목표 서비스 영역을 얻도록 또 다른 안테나에 대한 소정의 장소에 그리고 차폐물 상의 소정의 장소에 위치 설정될 수 있다. 실질적인 유사한 형상의 차폐물에 대한 상이한 안테나 위치의 효과는 도 1 내지 도 3 및 도 4 내지 도 5에서의 전형적인 실시예에 의해 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같은 차폐물(12)의 꼭지점으로부터, 도 4에 도시된 바와 같은 차폐물(12)의 측부로의 안테나(14, 16, 및 18)의 이동은 감소된 서비스 영역을 초래한다. 도 3에 도시된 서비스 영역(20, 22, 및 24)은 안테나(14, 16, 및 18)가 차폐물(12)의 꼭지점으로부터 차폐물(12)의 측부로 이동할 때 도 5에 도시된 서비스 영역(20, 22, 및 24)으로 영역이 감소한다. 도 8 및 22를 참조하면, 안테나는 소정의 크기의 안테나 스페이서(62)를 이용하여 차폐물로부터 이격하여 장착된다. 안테나 스페이서(62)는 소정의 각도로 차폐물에 연결될 수 있으며 소정의 길이, 크기, 및 형상일 수 있다. 안테나 스테이서(62)의 크기의 변경 및 차폐물로부터 안테나의 오프셋 결과는 안테나 스페이서에 연결되는 안테나 서비스 영역을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 도 4를 참조하면, 없거나 매우 짧은 안테나 스페이서(62)에 의한 차폐물(12)로의 안테나(14, 16, 및 18)의 장착은 도 5에 도시된 서비스 영역(20, 22, 및 24)을 초래할 수 있다. 안테나 스페이스(62)의 추가 또는 안테나 스페이서(62)의 길이의 증가는 도 2를 참조하면 가상 섹터(26, 28 및 30)의 크기 및 서비스 영역(20, 22, 및 24)을 증가시킨다.
도 31을 참조하면, 안테나의 서비스 영역의 형상을 변경하기 위한 방법의 전 형적인 일 실시예가 목표 서비스 영역 형상, 안테나 및 차폐물을 선택하는 단계(단계 86)를 포함한다. 길이, 크기 및 형상을 가지는 안테나 스페이서가 선택된다(단계 88 내지 92). 차폐물 상의 모든 가능한 장착 위치는 테스트되지 않은 것으로서 표시된다(단계 94). 안테나는 안테나 스페이서에 연결되고 안테나 스페이서는 미리 테스트되지 않은 위치에서 차폐물로 장착된다(단계 96). 안테나 스페이서가 장착될 때, 안테나 서비스 영역의 형상은 목표 서비스 영역 형상과 비교된다(단계 100). 안테나 서비스 영역 형상이 목표 서비스 영역 형상과 상당히 동일할 때, 안테나의 서비스 영역의 형상 변경 단계가 성공한다(단계 98). 안테나 서비스 영역 형상이 목표 서비스 영역 형상과 실질적으로 동일하지 않은 경우, 상기 방법은 장치 위치 변경 단계(단계 102), 상이한 형상의 안테나 스페이스의 선택 단계(단계 104), 상이한 크기의 안테나 스페이서 선택 단계(단계 106), 및 상이한 길이의 안테나 스테이서 선택 단계(단계 110)를 통하여 순환된다. 모든 가능한 장착 위치, 안테나 스페이서 형상, 크기, 및 길이가 안테나 서비스 영역 형상과 목표 서비스 영역 형상 사이의 실질적인 정합 없이 시도되는 경우, 알고리즘은 형상이 달성되지 않았다는 신호를 보내고(단계 108) 종결된다.
비록 상술된 설명이 매우 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않으며 단지 본 발명의 전형적인 실시예의 일부의 설명을 제공하기 위한 것으로 간주된다. 본 발명의 범위는 다른 실시예들을 완전히 포함하며, 따라서 첨부된 청구범위가 아닌 어떤 것에 의하여도 제한되지 않으며, 여기에서 요 소에 대한 단수 인용은 명확하게 언급하지 않는 경우 "하나 또는 단지 하나"를 의미하는 것으로 의도하지 않으며 차라리 "하나 또는 그 이상"을 의도한다. 상술된 전형적인 실시예의 요소들에 대한 모든 구조적, 화학적, 및 기능적 균등성은 명확하게 언급하지 않은 경우 청구범위에 포함되는 것으로 의도되며 이는 명백하다. 더욱이, 본원이 청구범위에 포함되기 때문에, 장치 및 방법이 본 발명에 의해 해결되는 각각의 또는 모든 문제점을 처리하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 더욱이, 본원 발명의 공개에서 요소, 부품, 또는 방법 단계는 요소, 부품, 또는 방법 단계가 청구범위에서 명확하게 인용되는지에 관계없이 공중에게 제공하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 요소가 용어 "수단(means for)"을 이용하여 명백하게 인용되지 않은 경우, 청구항의 요소는 35 U.S.C.112의 조항이 적용되지 않는다. 용어 "포함하는(comprises, comprising)" 또는 소정의 다른 변경은 배타적이지 않은 포함 관계를 커버하는 것으로 의도되어, 요소의 리스트를 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 단지 이들 요소들만을 포함하는 것이 아닌, 명확하게 리스트되지 않거나 이러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 포함되지 않는 다른 요소를 포함할 수도 있다.

Claims (28)

  1. 실질적으로 매우 근접하게 배치되고 각각 서비스 영역을 가지는 두 개 이상의 안테나; 및
    형상을 가지는 차폐물로서, 상기 안테나 각각이 상기 차폐물에 연결되며, 상기 차폐물은 각각의 안테나의 상기 서비스 영역을 형성하는 차폐물;을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐물의 상기 형상이 실질적으로 삼각형, 연장 및 확장되는 꼭지점을 구비한 삼각형, 내부 곡선이 포물선인 형상, 6각형, 직사각형, 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형, 상부 및 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형, 및 입방체 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나 이상은 전방향성, 지향성, 패치, 야기, 디쉬, 비임, 윕, 및 파라볼릭 안테나 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나 이상은 IEEE 802.11, 블루투쓰, 초-광대역, IEEE 802.15, 및 IEEE 802.16 통신 프로토콜 중 하나 이상에 적용되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상은 실질적으로 삼각형인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상은 연장되고 확대된 꼭지점을 구비한 실질적인 삼각형이고, 각각의 안테나는 두 개의 꼭지점들 사이의 거의 중간에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상이 내부 곡선이 실질적인 포물선 형상이고, 각각의 안테나는 포물선의 거의 중앙에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상이 실질적인 6각형이며, 각각의 안테나는 상기 6각형의 거의 비 인접 측면 상에 위치 설정되는 것을 특징으 로 하는 안테나 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    두 개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상은 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 실질적인 직사각형이며, 각각의 안테나는 상기 바닥이 경사진 차폐부 위의 상기 직사각형의 측부에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    두 개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상은 상부 및 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 실질적인 직사각형이며, 각각의 안테나는 실질적으로 상기 상부 및 바닥이 경사진 차폐부들 사이의 상기 직사각형의 일 측부 상에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  11. 실질적으로 매우 근접하고 각각 서비스 영역을 가지는 두 개 이상의 안테나;
    상기 안테나 각각에 연결되는 안테나 스페이서; 및
    형상을 가지는 차폐물로서, 상기 안테나 스페이서 각각은 상기 차폐물에 연결되고, 각각의 안테나는 상기 차폐물로부터 오프셋되고, 상기 차폐물은 각각의 안테나의 서비스 영역을 형성하는, 차폐물;을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 차폐물의 상기 형상이 실질적으로 삼각형, 연장 및 확장되는 꼭지점을 구비한 삼각형, 내부 곡선이 포물선인 형상, 6각형, 직사각형, 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형, 상부 및 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형, 및 입방체 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나 이상은 전방향성, 지향성, 패치, 야기, 디쉬, 비임, 윕, 및 파라볼릭 안테나 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나 이상은 IEEE 802.11, 블루투쓰, 초-광대역, IEEE 802.15, 및 IEEE 802.16 통신 프로토콜 중 하나 이상에 적용되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  15. 제 11 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상은 실질적으로 삼각형인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  16. 제 11 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상은 연장되고 확대된 꼭지점을 구비한 실질적인 삼각형이고, 각각의 안테나는 두 개의 꼭지점들 사이의 거의 중간에 위치 설정되는,
    안테나 모듈.
  17. 제 11 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상이 내부 곡선이 실질적인 포물선 형상이고, 각각의 안테나는 포물선의 거의 중앙에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  18. 제 11 항에 있어서,
    3개의 안테나를 포함하며, 상기 차폐물의 상기 형상이 실질적인 6각형이며, 각각의 안테나는 상기 6각형의 거의 비 인접 측면 상에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  19. 장착 베이스;
    실질적으로 매우 근접하게 배치되고 각각 상기 장착 베이스에 연결되는 두 개 이상의 안테나;
    상기 안테나 각각과 결합되는 안테나 커버로서, 각각의 안테나 커버는 상기 장착 베이스에 결합되어 실질적으로 상기 안테나를 덮는 안테나 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  20. 제 19 항에 있어서,
    실질적인 직사각형 차폐물을 더 포함하며, 상기 차폐물은 상기 장착 베이스에 연결되며 두 개 이상의 안테나들 사이에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  21. 목표 서비스 영역의 형상을 결정하는 단계;
    서비스 영역을 가지는 안테나를 선택하는 단계;
    다수의 장착 위치를 가지고 상기 안테나 서비스 영역의 상기 형상을 변경하도록 구성된 차폐물을 선택하는 단계;
    길이, 크기, 및 형상을 가지는 안테나 스페이서를 선택하는 단계;
    상기 안테나를 상기 안테나 스페이서에 연결하는 단계;
    상기 안테나 스페이서를 장착 위치에서 상기 차폐물에 장착하는 단계;
    변경된 안테나 서비스 영역 형상을 상기 목표 서비스 영역 형상과 비교하는 단계;
    장착 위치, 안테나 스페이서 길이, 안테나 스페이서 크기, 및 안테나 스페이서 형상 중 하나 이상을 조정하는 단계; 및
    상기 변경된 안테나 서비스 영역 형상이 상기 목표 서비스 영역 형상과 실질적으로 동일해질 때까지 상기 장착, 비교, 및 조정 단계를 반복하는 단계;를 포함 하는 것을 특징으로 하는 서비스 영역의 형상 조정 방법.
  22. 실질적으로 매우 근접한 두 개 이상의 안테나로서, 상기 안테나는 각각의 그룹이 두 개 이상의 안테나의 하나 이상의 그룹으로 구성되고, 상기 각각의 그룹의 안테나는 MIMO, 어레이, 및 적응성 어레이 안테나 중 하나 이상으로서 구성되는, 두 개 이상의 안테나; 및
    형상을 가지고, 상기 안테나 각각이 연결되는 차폐물;을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 차폐물의 상기 형상이 실질적으로 삼각형, 연장 및 확장되는 꼭지점을 구비한 삼각형, 내부 곡선이 포물선인 형상, 6각형, 직사각형, 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형, 상부 및 바닥이 경사진 차폐부를 구비한 직사각형, 및 입방체 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나 이상은 전방향성, 지향성, 패치, 야기, 디쉬, 비임, 윕, 및 파라볼릭 안테나 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나 이상은 IEEE 802.11, 블루투쓰, 초-광대역, IEEE 802.15, 및 IEEE 802.16 통신 프로토콜 중 하나 이상에 적용되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 그룹의 개수는 두 개, 세 개, 네 개, 및 다섯 개 중 하나 이상이며, 상기 각각의 그룹 내의 안테나의 개수는 두 개, 세 개, 네 개, 및 다섯 개 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  27. 제 22 항에 있어서,
    각각의 그룹 내의 두 개의 안테나의 세 개의 그룹으로 구성된 6개 안테나를 포함하고, 상기 차폐물의 상기 형상은 입방체 및 6각형의 그룹으로부터 선택되고, 각각의 안테나는 상기 차폐물의 상이한 면 상에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  28. 제 22 항에 있어서,
    각각의 그룹 내의 세 개의 안테나의 두 개의 그룹으로 구성된 6개 안테나를 포함하고, 상기 차폐물의 상기 형상은 실질적으로 내부 곡선이 포물선 형상이며, 각각의 안테나는 거의 상이한 포물선의 중앙에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
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