KR20110122227A - 적응형 안테나 시스템 - Google Patents

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KR20110122227A
KR20110122227A KR1020117024678A KR20117024678A KR20110122227A KR 20110122227 A KR20110122227 A KR 20110122227A KR 1020117024678 A KR1020117024678 A KR 1020117024678A KR 20117024678 A KR20117024678 A KR 20117024678A KR 20110122227 A KR20110122227 A KR 20110122227A
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KR1020117024678A
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알렌 민흐-트리엣 트란
에른스트 티. 오자키
자투펌 젠와타나베트
그레고리 알란 브레이트
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콸콤 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 소형 협대역 주파수 적응형 안테나를 사용하여 호스트 무선 디바이스에 넓은 범위의 무선 모드들과 주파수 대역들에 대한 커버리지를 제공한다. 상기 안테나들은 협대역 통과 대역 특성들을 가지며, 호스트 디바이스에 최소 공간만을 요구하며, 더 작은 폼 팩터(form factor)를 갖도록 해준다. 또한, 주파수 튜닝성(tunability)은 더 적은 수의 안테나가 사용되도록 한다. 안테나들의 동작은 미사용 모드에서 사용중 모드로 적응적으로 재배치되어 성능을 최대화할 수 있다. 이러한 안테나들의 특징들은 비용과 크기를 감소시킬 수 있다. 다른 관점에서는, 안테나는 광대역 안테나일 수 있다.

Description

적응형 안테나 시스템{ADAPTABLE ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 일반적으로는 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 적응형 안테나 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 장치들은 차세대 무선 네트워크 시스템에서 서로 다른 안테나 요구사항들(requirement)을 사용한다. 이러한 요건들을 맞추는데 필요한 상세한 안테나 구성은 특정 캐리어 요건들(예컨대, 동작 모드들, 대역 클래스들, 원하는 기능성) 및 장치 타입(예컨대, 핸드셋들, 데스크탑 모뎀들, 랩탑들, PCMCIA 카드들, PDA들 등)과 같은 많은 팩터들에 영향을 받는다. 또한, 무선 표준들(WWAN, WLAN, 블루투스, UWB, FLO, DVB-H 등) 및 주파수 대역들(약 410MHz 내지 약 11GHz)의 증가와 함께, 종래의 접근 방법은 호스트 무선 장치들에 새로운 표준들 및/또는 주파수 대역들을 위한 새로운 안테나들을 추가하였다. 이러한 추가는 비용(안테나 엘리먼트들, 관련된 케이블들 및 커넥터들과 관련한 비용)을 증가시키고, 무선 장치에 대한 추가 공간을 요구하며, 또한 서로 다른 RF 트랜시버들 간의 격리도(isolation)를 저하시킨다. 따라서, 이 기술 분야에서는 안테나 수를 최소로 하면서도(즉, 현재 장치에 있는 안테나만 사용하면서도), 안테나들이 새로운 무선 표준들 및 새로운 주파수 스펙트럼을 지원할 수도 있는 새로운 안테나 구성이 요구된다.
본 발명은 소형이고, 협대역이며, 주파수 적응형인 안테나들을 사용하여 호스트 무선 장치에 넓은 범위의 무선 모드들 및 주파수 대역들에 대한 커버리지를 제공한다. 이들 안테나는 좁은 통과 대역 특성을 가지며, 호스트 장치에 최소한의 공간만을 필요하고 하며, 더 작은 폼 팩터(form factor)를 가능하게 해준다. 또한, 본 발명은 전송 스위치 매트릭스의 사용과 함께 소형 안테나들의 주파수 튜닝성(tunability) 특성 때문에 더 적은 수의 안테나가 사용되도록 한다. 안테나들의 동작은 비사용 모드에서 사용중 모드로 적응적으로 재배치되어 성능을 최대화한다. 이러한 본 발명의 특징들은 안테나들의 비용과 크기를 감소시킬 수 있다.
호스트 무선 장치는 휴대 전화, PDA, 랩탑, 신체 착용형 센서, 엔터테인먼트 컴포넌트, 무선 라우터, 추적 장치 등일 수 있다. 안테나를 주파수 응답에 있어서 협대역으로 함으로써, 안테나의 물리적인 크기는 기존 무선 장치들에서 현재 사용되고 있는 종래의 공진 안테나보다 훨씬 더 소형이 될 수 있다. 임의의 주어진 시간에 원하는 무선 채널 또는 임의의 주파수 서브대역 또는 대역에서 동작하기 위해서, 이러한 소형 안테나는 전자적으로 선택가능한 공진 주파수 특징을 갖도록 설계된다. 이러한 주파수 적응성은 단일 소형 안테나가 모든 필요한 무선 표준들 및 주파수 대역들을 커버할 수 있도록 해준다. 어떤 경우에는, 하나 이상의 무선 모드가 동시에 동작할 것이 요구되는 경우도 있다. 이 경우에, 동일한 호스트 무선 장치에 제1 안테나와 유사한 제2 소형 튜너블 안테나가 사용될 수 있다. 이러한 두개의 안테나는 동시에 서로 다른 대역에서 동작할 수 있다. 또한, 이들 안테나들은 동일한 주파수 대역에서 동시에 동작할 수 있다. 또한, 동일한 주파수 대역에서, 이들 안테나 중 하나는 송신에 사용되고, 다른 하나는 수신에 사용될 수 있다. 이러한 안테나들이 매우 좁은 동작 주파수 응답 대역 또는 통과(pass) 대역을 가지므로, 이들 안테나들 간의 격리도(isolation)는 기존 무선 장치들에서 현재 사용되고 있는 기존 안테나들 간의 격리도보다 훨씬 더 높다. 이는 본 발명의 또 다른 특징으로서, 즉 더 많은 프론트 엔드 필터들을 추가할 필요성 없이 동시 동작을 위한 안테나들 간의 높은 격리도를 갖는다.
이러한 소형이고, 협대역이며, 주파수 튜너블 안테나들이 2개 이상의 동시 동작 모드를 지원하기 위해 2개 이상으로 증가될 수 있음이 이해된다. 이들 안테나들의 동작 주파수들 및 모드들은 미리 설정된 성능 기준 또는 사용자 선호도 및 선택을 기반으로 호스트 장치에서 리소스 및 성능이 가장 필요한 경우로 적응될 수 있다. 이것은 더 적은 수의 안테나로 주어진 수의 무선 모드들 및 주파수 대역들을 커버할 수 있도록 해준다. 성능은 필요하거나 및/또는 요구되는 경우로 최적화 및 적응된다. 예컨대, 장치 내의 RF 간섭을 억제하거나, 또는 바디(body) 또는 외부 영향들을 완화하기 위해 하나 또는 그 이상의 복수의 안테나들이 사용될 수 있다. 본 발명에서의 안테나 리소스는 적응 가능하며, 가장 필요한 곳으로 리다이렉트(redirect) 되거나, 임의의 우선 순위들을 기반으로 분할될 수 있다.
도 1은 복수의 송신/수신 안테나들의 시스템을 나타낸다.
도 2는 도 1의 시스템에 대한 송신 및 수신 주파수 대역들에 대한 반사된 전력(reflected power)에 의하여 본 안테나 주파수 응답을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 2개의 튜너블 안테나를 갖는 장치를 나타낸다.
도 4는 송신 및/또는 수신 다이버시티를 제공할 수 있는 복수의 튜너블 안테나를 갖는 장치를 나타낸다.
도 5는 도 3의 안테나 시스템(300)을 사용하는 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 튜너블 또는 재구성가능한 안테나들의 세트를 나타낸다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 8개의 안테나를 사용하는 랩탑/노트북/태블릿에 대한 고정 안테나 구성과, 8개의 고정 안테나를 대체하기 위한 4개의 튜너블 안테나를 사용하는 랩탑/노트북/태블릿에 대한 적응형 안테나 구성을 나타낸다.
"월드 폰들"과 같은 일부 무선 통신 장치들은 복수의 주파수 대역("멀티 대역")과 복수의 통신 표준("멀티 모드")에서 동작하도록 의도된 것으로서, 적절히 기능하기 위해서는 멀티 대역 안테나 및/또는 복수 안테나를 필요로 할 수 있다. 물리 법칙에 의해, 멀티 대역 안테나는 요구되는 주파수 대역들에 대해 기능하기 위해서 단일 대역 안테나 보다 전기적으로 크게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, "멀티 대역" 장치는 각각의 주파수 대역에 대해서 하나의 송신/수신 안테나를 사용할 수 있고 따라서, 복수의 송신/수신 안테나를 갖는다. 대안적으로, "멀티 대역" 장치는 하나의 멀티 대역 안테나를 사용할 수도 있지만, 각각의 주파수 대역에 대한 안테나 신호를 각각의 대역의 적절한 송신기 및 수신기로 라우팅하기 위해 멀티플렉서 또는 SPMT(single pole multiple throw) 스위치를 추가할 필요가 있다.
마찬가지로, "멀티 모드" 장치는 각각의 통신 표준에 대해 단일 송신/수신 안테나를 사용할 수 있고, 따라서 복수의 송신/수신 안테나를 갖는다. 대안적으로, "멀티 모드" 장치는 추가적인 멀티플렉서들 또는 SPMT 스위치들을 사용하여 하나의 멀티 대역 안테나를 사용할 수도 있다. EVDO(Evolution Data Optimized) 및 다중 입력 다중 출력(MIMO)과 같은 일부 무선 표준들은 데이터 스루풋 성능 및 음성 품질을 향상시키기 위해 추가적인 안테나들을 필요로 하는 다이버시티 방식들을 사용할 수 있다. 무선 통신 장치 상에 더 많은 멀티 대역 안테나들에 대한 요구는 증가하였으나, 무선 장치들의 크기 및 비용 증가 때문에 문제가 되고 있다.
다시 도 1을 참조하면, 복수의 송신/수신 안테나(102, 112), 듀플렉서들(104, 114), 송신 회로들(106, 116) 및 수신 회로들(108,118)을 포함하는 시스템(110)이 도시되어 있다. 일 예로서, 안테나(102), 듀플렉서(104), 송신 회로(106) 및 수신 회로(108)는 CDMA 신호들을 송신 및 수신하도록 구성될 수 있고, 안테나(112), 듀플렉서(114), 송신 회로(116) 및 수신 회로(118)는 GSM 또는 WCDMA 신호들을 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 시스템(110)에 대한 송신 및 수신 주파수 대역들(202A, 202B)에 대한 반사된 전력에 의하여 안테나 주파수 응답을 나타낸다. 일 예로서, 일 구성에서는 이상적인 송신 주파수 대역이 824-849 MHz일 수 있고, 이상적인 수신 주파수 대역이 869-894 MHz 일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 튜너블 안테나(302,303), 주파수 제어기(310), 송신 회로(306) 및 수신 회로(308)를 포함하는 장치(320)를 나타낸다. 장치(320)는 복수의 주파수 대역 및/또는 복수의 무선 통신 모드에 대하여 튜닝 가능한 독립된 송신 및 수신 안테나들(302 및 303)의 한 세트를 갖는다. 장치(320)는 이동 전화, 개인 휴대 단말(PDA), 무선 호출기, 고정 장치 또는 휴대용 통신 카드(예컨대, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association))와 같은 무선 통신 장치일 수 있고, 랩탑 또는 노트북 컴퓨터와 같은 컴퓨터에 삽입되거나, 플러그-인되어 부착될 수 있는 장치일 수 있다.
안테나들(302 및 303)은 충분히 작고, 특정 통신 장치 내에 맞도록 사이징(size)될 수 있다. 송신 및 수신 회로(306 및 308)는 독립적인 유닛들로서 도시되어 있으나, 프로세서, 메모리, 의사-랜덤 잡음(PN) 시퀀스(pseudo-random noise sequence) 발생기들과 같은 하나 이상의 엘리먼트들을 공유할 수 있다. 장치(320)는 듀플렉서(104)는 필요치 않을 수 있고, 이 경우 장치(320)의 크기 및 비용을 감소시킬 수 있다.
독립된 송신 및 수신 튜너블 안테나들(302, 303)은 주파수 튜닝/적응(adapting) 엘리먼트들을 가지며, 이들은 후술하는 바와 같이 주파수 제어기(310)에 의해 복수의 주파수 대역(멀티 대역)(또한 주파수 범위들 또는 채널 세트라고도 함)에서 또는 복수의 무선 표준(멀티 모드)에 따라 통신을 인에이블하도록 제어될 수 있다. 듀얼 안테나 시스템(300)은 특정 동작 주파수에 대해 그 성능을 적응적으로 최적화하도록 구성될 수 있다. 이것은 서로 다른 주파수 대역들 및/또는 서로 다른 무선 표준들을 갖는 다양한 나라들 또는 지역들에서 장치(320)를 사용하고자 하는 사용자에게 유용할 수 있다.
예를 들어, 안테나(302,303)는 코드 분할 다중 접속(CDMA), 모바일 통신을 위한 확장된 글로벌 시스템(EGSM:Extended Global System for Mobile communications), 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 디지털 셀룰러 시스템(DCS), 범용 모바일 통신 시스템(UMTS) 등과 같은 멀티 대역 무선 애플리케이션들의 임의의 주파수 대역에서 튜닝되어 동작할 수 있다. 안테나(302 및 303)는 하나 또는 그 이상의 1.25 MHz 캐리어들을 사용할 수 있는 CDMA 1x EVDO 통신에 사용될 수 있다. 듀얼 안테나 시스템(300)은 CDMA, GSM, WCDMA, 시간-분할 동기화 CDMA(TD-SCDMA),직교 주파수 분할 다중화(OFDM), WiMAX 등과 같은 복수의 무선 표준들(멀티 모드들)을 사용할 수 있다.
송신 및 수신 안테나(302 및 303)의 튜닝 엘리먼트들은 독립된 엘리먼트들일 수도 있거나, 또는 단일 엘리먼트로 통합될 수도 있다. 튜닝 엘리먼트들은 (n개의 고정 커패시터들에 대한) 이하에서 기술되는 SPnT 스위치 또는 n개의 고정 커패시터들 각각에 대한 SP1T 스위치(온/오프를 위하여)에 부착될 수 있다. 튜닝 엘리먼트들은 송신 및 수신 회로들(306,308)의 독립된 제어 유닛들에 의해 제어될 수도 있거나, 또는 주파수 제어기(310)와 같은 단일 제어 유닛에 의해 제어될 수도 있다.
안테나들(302,303)이 송신 및 수신 회로들(306,308) 간의 커플링(또는, 크로스토크(cross-talk))를 최소화하기 위해 더 좁은 개별 주파수 응답들을 가질 수도 있음을 주목하여야 한다. 임의의 타임 슬롯에서, 각각의 안테나는 동작 채널 주위의 송신 또는 수신 주파수 서브대역의 일부만을 커버할 수 있다.
튜닝 엘리먼트들은 송신 및 수신 안테나(302 및 303)의 동작 주파수를 변경하는데 사용될 수 있다. 튜닝 엘리먼트들은 전압 가변 미세-전자 기계 시스템(micro-electro mechanical systems), 전압 가변 강유전체(Ferro-Electric) 커패시터들, 버랙터(varactor)들, 버랙터 다이오드들 또는 다른 주파수 조정 엘리먼트들일 수 있다. 전술한 바와 같이, 튜닝 엘리먼트들은 SPnT 스위치(n개의 고정 커패시터들에 대해서) 또는 n개의 고정 커패시터들의 각각에 대한 SP1T 스위치(온/오프를 위하여)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 튜닝 엘리먼트에 인가되는 서로 다른 전압 또는 전류는 튜닝 엘리먼트의 커패시턴스를 변경할 수 있고, 이 경우 안테나(302 또는 303)의 송신 또는 수신 주파수가 변경된다.
듀얼 안테나 시스템(300)은 하나 이상의 장점을 가질 수 있다. 듀얼 엘리먼트 시스템(300)은 고도의 격리도(저 커플링, 저 누손(leakage))을 가질 수 있다. 직교 안테나들의 쌍은 훨씬 높은 격리도(더 낮은 커플링)를 제공할 수 있다. 하이(high)-Q 및 협대역 안테나들은 CDMA 시스템과 같은 풀-듀플렉스(full duplex) 시스템에서 송신 및 수신 체인들 간에 고도의 격리도를 제공할 수 있다.
좁은 순간 대역폭을 갖는, 독립적이고 소형의 송신 및 수신 안테나들(302, 303)을 사용하여 안테나들(302, 303) 간에 고 격리도를 제공함으로써, 듀얼 안테나 시스템(300)은 멀티 대역 및/또는 멀티 모드 장치들의 고주파(RF) 회로들에서 임의의 듀플렉서들, 멀티플렉서들, 스위치들 및 격리소자들을 생략할 수 있으며, 그에 따라 비용을 절감하고, 회로 기판 면적을 줄일 수 있다.
더 소형의 안테나들은 장치(320)의 안테나 장착 위치들을 선택하는데 있어서 더 높은 유연성을 제공한다.
듀얼 안테나 시스템(300)은 고조파(harmonic) 제거성을 향상시켜 더 양질의 신호 품질, 즉 더 양질의 음질 또는 고 데이터 레이트를 제공할 수 있다.
듀얼 안테나 시스템(300)은 송신기 및/또는 수신기 회로들과 안테나를 통합하여 무선 장치의 크기 및 비용을 절감할 수 있게 해준다. 주파수 튜너블 송신 및 수신 안테나(302,303)는 안테나의 크기 및/또는 수를 감소시킴으로써 호스트 멀티 모드 및/또는 멀티 대역 무선 장치들의 크기 및 비용을 줄일 수 있게 해준다. 도 3의 안테나들(302,303)이 장치(320) 내부에서 다양한 방식 및 위치들로 구성될 수 있음이 이해될 것이다.
듀얼 안테나 시스템(300)은 예컨대, EVDO 또는 MIMO 시스템에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이버시티 특성, 예컨대 편광 다이버시티 또는 공간 다이버시티를 구현하는데 사용될 수 있다. 도 4는 복수의 튜너블 안테나(432A,432B,433A 및 433B)를 갖는 장치를 나타내며, 이 안테나들은 송신 다이버시티 및/또는 수신 다이버시티를 제공할 수 있다. 임의의 수의 튜너블 송신 및/또는 수신 안테나들이 구현될 수 있다.
도 5는 도 3의 듀얼 안테나 시스템(300)을 사용하는 방법을 나타낸다. 블록(500)에서, 듀얼 안테나 시스템(300)은 제1 무선 통신 모드와 관련된 제1 주파수 범위를 사용하여, 제1 안테나(302)로 신호들을 송신하고, 제2 안테나(303)로 신호들을 수신한다. 제1 주파수 범위는 채널들, 예컨대 서로 다른 코드들 및/또는 주파수들에 의해 정의되는 채널들의 세트일 수 있다.
블록(502)에서, 장치(302)는 주파수 범위 및/또는 모드에 변화가 있었는지를 결정한다. 만일 변화가 없었다면, 듀얼 안테나 시스템(300)은 블록(500)에서 계속될 수 있다. 만일 변화가 있었으면, 시스템(300)은 블록(504)으로 넘어간다. 장치(320)는 제2 주파수 범위 및/또는 무선 통신 모드가 제1 주파수 범위 및/또는 무선 통신 모드 보다 더 양호한 통신(파일럿 또는 데이터 신호 수신, 신호대 잡음비(SNR), 프레임 에러 레이트(FER), 비트 에러 레이트(BER) 등)을 제공하는지를 결정할 수 있다.
블록(504)에서, 듀얼 안테나 시스템(300)은 제1 무선 통신 모드 또는 제2 무선 통신 모드와 관련된 제2 주파수 범위에 따라 안테나들(302,303)과 안테나 엘리먼트들을 튜닝시킨다. 제2 주파수 범위는 채널들, 예컨대 서로 다른 코드들 및/또는 주파수들에 의해 정의되는 채널들의 세트일 수 있다.
블록(506)에서, 듀얼 안테나 시스템(300)은 제2 주파수 범위를 사용하여 제1 안테나(302)로 신호들을 송신하고, 제2 안테나(303)로 신호들을 수신한다.
아래와 같은 다양한 휴대용 무선 장치 타입들에 대한 안테나 설계가 필요할 수 있다는 점이 이해될 것이다.
● 캔디바 형태, 클램 쉘(clam shell) 형태, 슬라이더 형태 및 PDA 패키지 형태의 핸드셋(안테나는 핸드셋의 내부 또는 외부에 있음);
● PCMCIA 및 익스프레스카드 형태와 같은 랩탑용 플러그 앤 플레이 모뎀들(안테나들은 카드 PCB에 통합됨);
● 풀사이즈 또는 미니 사이즈 랩탑들(안테나는 랩탑 디스플레이 또는 키보드 영역에 내장됨); 및
● 데스크탑 모뎀들(안테나들은 모뎀들에 장착됨).
주어진 장치 타입에 대한 안테나 접근방법의 선택은 허용가능한 부피, 형태 및 안테나 장소 근처의 지역 구조에 따라 달라질 것이다.
가능한 동작 모드들 및 안테나 주파수 커버리지
전술한 조건으로, 휴대용 장치가 동작할 수 있는 잠재 기능 모드 및 주파수 대역들은 상당히 다양할 수 있다. 즉, 모드들 및 주파수 대역들의 많은 가능한 조합이 존재한다. 알 수 있는 바와 같이, 다음 설명에서 확인되는 모든 모드들 및 대역들이 주어진 휴대 장치에서 구현될 수는 없을 수도 있다. 따라서, 필요한 안테나 주파수 대역 커버리지는 특정 서비스 제공자가 원하는 모드들의 서브셋 및 실제 구현에 가용한 스펙트럼이 어느 스펙트럼인지에 따라 달라질 수 있다.
또 다른 문제는 특정 서비스 제공자가 대륙 간에 로밍 서비스를 제공하느냐 이다. 이것은 "월드 폰들"에 대한 안테나 주파수 커버리지 요건들을 크게 증가시키는 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 북아메리카와 유럽에서 동작할 수 있는 전화기를 고려해 본다. 표 1은 서로 다른 기능들/모드들에 대해 MIMO 및 RX-TX 다이버시티 프로세싱을 위한 듀얼 안테나를 갖는 전화기에 대해 요구되는 잠재 주파수 범위들을 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
UWB는 3-10GHz 내의 적어도 1 옥타브 주파수 대역 커버리지를 갖는 안테나들을 필요로 할 것이다.
WiMax는 2-11GHz 범위 내에 더 작은 서브 대역들로 구현될 것이다.
Figure pat00003
- 적응형 안테나 시스템의 동작 주파수들
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 통상적인 휴대용 장치들에서 이용가능한 공간에서, 단일 수동 안테나 엘리먼트로, 서로 다른 모드들의 모든 대역폭을 구현하는 것은 매우 어려운 일이다. 상황을 개선하기 위해 듀얼 공진 안테나 구조도 고려할 수 있으나, 이 방법도 낮은 대역과 높은 대역 각각에 대해 듀얼 대역 커버리지를 갖는 서브 대역들을 필요하게 될 것이다. 예를 들어, FLO(약 716-722 MHz)와 DVB-H(약 470-862 MHz)와 같은 방송 서비스들을 지원하기 위해 더 많은 대역들이 추가된다 하더라도, 문제는 더 악화된다.
따라서, 소형 휴대용 무선 장치들에 수동 단일 안테나를 사용한다면 필요한 주파수 커버리지는 실제 한도를 넘어갈 확률이 높다. 따라서, 이 문제를 해결하기 위해서는 복수 안테나 및/또는 능동 튜닝되는 안테나 기술들이 고려되어야 한다.
안테나 엘리먼트들의 수
많은 동작 모드 외에도, DO Revs. B 및 C를 구현하는 미래의 무선 장치들은이동 수신 다이버시티(MRD:Mobile Receive Diversity), 이동 송신 다이버시티(MTD:Mobile Transmit Diversity) 및 다중 입력 다중 출력(MIMO)과 같은 고급 신호 처리 기술들을 구현할 것이다. 이들은 상기 장치에서 동일한 주파수로 동작하도록 구현하기 위해서는 하나 이상의 안테나 엘리먼트를 필요로 한다. MIMO의 경우에는, 4개까지의 안테나 엘리먼트들이 요구된다. 또한, GPS, 블루투스 및 802.11a/b/g(WLAN)에 사용되는 안테나들도 고려되어야 한다. 아래 표 2는 각각의 개별 모드 별로 각각 안테나 세트를 갖는다고 가정하는 경우에 필요한 안테나 수를 나타낸다.
표준 개별 모드들에 필요한 안테나들의 수
1xEVDO, Rev.A 1 TX-[4]-RX[5], 1 RX
1xEVDO, Rev.B 핸드셋들에 대해서는 2 TX-RX, 랩탑들, 데스크탑 모뎀들, PC 카드들에 대해서는 4 TX-RX
1xEVDO, Rev.C 핸드셋들에 대해서는 2 TX-RX, 랩탑들, 데스크탑 모뎀, PC 카드들에 대해서는 4 TX-RX
UMTS-LTE (Europe) 핸드셋들에 대해서는 2 TX-RX, 랩탑들, 데스크탑 모뎀들, PC 카드들에 대해서는 4 TX-RX
GSM (Europe) 1 TX-RX
GPS 1 RX
BlueTooth/UWB 1 TX-RX
802.11a/b/g 2 TX-RX
802.11n 핸드셋들에 대해서는 2 TX-RX, 랩탑들, 데스크탑 모뎀들, PC 카드들에 대해서는 3-4 TX-RX
DVB-H/FLO 1 RX
[1] MRD = 이동 RX 다이버시티(Mobile RX diversity)
[2] MIMO = 다중입력 다중출력 프로세싱(Multiple input, Multiple output processing)
[3] MTD = 이동 TX 다이버시티(Mobile TX diversity)
[4] TX = 송신(transmit)
[5] RX = 수신(receive)
(표 2) = (표 1)의 동작 모드들에서 요구되는 안테나 수
(표 2)에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 모드에 대해 개별 안테나들로 모든 모드들을 구현하는 무선 장치는 실용적이지 않고, 개별 모드들이 하나의 안테나 엘리먼트들을 일부 공유할 필요가 있다. 주어진 플랫폼에서 필요한 안테나들의 수를 줄이기 위해서는, 광대역 또는 멀티 대역 기술들 및/또는 튜너블 안테나 기술들의 사용을 고려할 수 있다. 이러한 방법들의 실현 가능성 및 필요한 안테나 수는 주어진 안테나 엘리먼트를 공유하는 대역들 및 모드들의 수에 따라 달라진다. 또한, 필요한 안테나 엘리먼트들의 수는 각각의 서브 대역에 요구되는 순간 대역폭, 서로 다른 안테나 엘리먼트들을 서비스하는 다양한 모드들 간의 동시 사용에 대한 필요성들, 및 무선 장치의 산업 디자인에 의해 부과되는 기계적 제한 사항들에 의해 결정된다. 이러한 팩터들 모두가 주어진 플랫폼에서 이용가능한 크기, 위치 및 다양한 안테나 엘리먼트들 간에 요구되는 격리도를 결정하게 된다.
모드들을 공유하기 위한 안테나 구성들
안테나들의 수 및 타입의 선택은 구현하려고 하는 선택된 모드 및 관련있는 대역들에 따라 달라진다. 전술한 바와 같이, 안테나 엘리먼트들의 수를 줄이기 위한 수단으로서, 수동 및 능동(튜너블) 방식들이 고려될 수 있다. 수동 안테나 구조들은 주어진 플랫폼 내에 통합되면 고정된 전기 특성을 갖는다. 전술한 바와 같이, 표 1의 모드들이 나타낸 멀티-옥타브 대역폭들에 대해 동작할 수 있는 휴대용 장치들에 대한 소형 안테나들을 설계하는 것은 실용적이지 않다. 많은 수의 모드들을 지원하기 위해서는 서로 다른 서브 대역들을 갖는 하나 이상의 안테나들이 필요할 가능성이 많다.
높은 대역의 낮은 부분을 확장하여 소형 팩터로 GPS를 커버하기 위해서는 상당한 안테나 개발이 요구된다는 점이 주목되어야 한다. 또한, 안테나 격리도에 악영향을 주지 않고 소형 핸드셋 또는 PCMCIA 카드로 4개의 안테나를 구현하기 어려울 수도 있다. 낮은 격리도는 장치에서 동시에 동작하는 모드들 간에 원하지 않는 상호 작용(예컨대, 수신기 감도저하(desense))을 야기할 수 있다. 또한, 이러한 커플링은 근처의 안테나들에 연결된, 방사되는 것보다는 소모되는 전력 때문에 안테나 이득 효율에 감퇴를 야기할 수 있다. 따라서, 휴대용 장치들에 대한 안테나들의 설계가 (표 1)에 도시된 모드들의 멀티-옥타브 대역폭에 대해 동작하도록 하기 위해서 수동 방식은 이상적인 방법이 아니다.
모드 공유를 위한 능동 안테나 구성들
본 발명의 일 양상은 튜너블 또는 재구성가능한 안테나 기술들이 고정 또는 수동 방식이 해결할 수 없는 여러 문제들을 해결할 수 있다는 것이다. 도 6을 참조하면, 약 800-2700 MHz의 주파수에 대해 협대역 공진에 튜닝하도록 설계된 3개의 안테나들(602A-602C)을 포함하는 본 발명의 일 구성 또는 방식이 도시되어 있다. MxN 스위치 매트릭스(604)는 M개의 안테나들(602)을 N개의 서로 다른 RF 회로들 또는 무선 장치들(606)에 연결하는데 사용된다. N개의 회로들 또는 무선 장치들(606) 중 임의의 것은 MxN 스위치 매트릭스(604)를 통해 M 개의 안테나들(602) 중 임의의 것에 연결될 수 있다. 만일 M이 N보다 작으면, M개의 서로 다른 안테나들(602)은 M개의 RF 회로들 또는 무선장치들의 서브셋에 동시에 연결될 수 있다. 만일 M이 N보다 크면, N개 안테나들의 서브셋은 N개의 서로 다른 RF 회로들 또는 무선 장치들에 동시에 연결될 수 있다. 이 스위치 매트릭스는 M개의 SPNT 스위치들 및 N개의 SPMT 스위치들로부터 구성될 수 있다. 또한, 상기 스위치 매트릭스는 내부 스위치들을 집적한 하나의 장치로 구현될 수도 있다. 이러한 구성 또는 방식에서, 안테나들(602A-602C)은 (표 1)에 표시된 대역 클래스들의 대부분을 커버한다.
일례에서, 도 7a는 8개의 안테나를 사용하는 랩탑/노트북/태블릿에 대한 고정 안테나 구성을 나타내고, 도 7b는 도 7a의 고정된 8개 안테나를 대체하기 위한 4개의 튜너블 안테나 및 4X8 트랜스퍼 스위치 매트릭스를 사용하는 랩탑/노트북/태블릿의 적응형 안테나 구성을 나타낸다.
본 발명의 방식에는 아래와 같이 여러 잠재적인 장점들이 있다.
● 모든 가능한 모드들 및 대역 클래스들을 서비스하는데 더 적은 수의 안테나가 필요하다.
● 튜너블 안테나들은 고정 안테나들 보다 크기가 작으며, 피팅(fitting)에 더 많은 옵션을 제공할 수 있다.
● 고정 대역폭 안테나 방식들에 비해 "대역 엣지" 안테나 성능에 열화가 없다 (안테나는 최적화 튜닝된다.)
● 협대역 공진들에 튜닝함으로써 대역 외 격리도(out of band isolation)를 개선한다.
● 모드들이 동시 동작(최소 커플링)을 위한 최적의 방식으로 안테나들에 할당될 수 있다.
● 모드들이 RF 환경 및 바디(body) 로딩의 변경에 응답하여 동적으로 할당될 수 있다.
● 고차 MIMO/다이버시티 프로세싱(핸드셋들에 대해서는 N=3, 랩탑들에 대해서는 N=4)을 가능케 한다.
그러나, 다음과 같은 트레이드 오프(tradeoff)가 발생할 수 있다.
● 출력들을 다양한 안테나들로부터 다양한 트랜시버들로 라우팅하기 위해 필요한 RF 프론트 엔드 및 제어 전자 기기들의 비용 및 복잡도가 증가한다.
● 안테나 구조들을 튜닝하는데 사용되는 상용화된 고전력 튜닝 장치들(예컨대, 튜너블 커패시터들)의 가용성
● 튜너블 안테나 엘리먼트들의 추가적인 공장 교정(factory calibration)에 대한 잠재성
이러한 방식에 대해, 모드 할당의 바람직한 유연성 대 프론트 엔드 및 제어 전자 기기들의 비용/복잡도 간의 트레이드오프는 상업적 가능성을 실현하는데 있어서 중요하다. 안테나 설계에 대해서는, 양호한 안테나 효율을 제공하면서 동시에 원하는 주파수 범위에 대해 튜닝성(tunability)을 제공하는 주어진 장치 타입에 대한 최소 안테나 크기, 튜닝성에 대한 커플링의 영향, 및 공장 교정 및 장치 내구성에 대한 요건들을 이해할 필요가 있다는 점이 이해된다.
모드 공유를 위한 하이브리드 구성들
하이브리드 구성들은 고정 및 튜너블 안테나 기술들의 조합을 지칭한다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 현재 BC0/BC9 및 BC8/BC1을 커버하는 듀얼 대역 안테나 솔루션들이 존재한다. 이 경우에, GPS를 커버하기 위해서는 주파수의 높은 대역을 더 낮게 튜닝하거나, 또는 IMT 및 MMDS 대역(낮은 800-900 MHz 대역은 튜닝을 요하지 않는다고 가정함)를 커버하기 위해서는 더 높게 튜닝하는 것이, 824-2700 MHz 를 모두 튜닝하는 구조를 제안하는 것보다 더 쉬울 수 있다. 가능한 많은 조합들이 있을 수 있고, 각각의 실현 가능성은 선택된 모드들 및 대역 클래스들, 동시성 요건들, 및 장치 타입(예컨대, 소형 핸드셋 vs. 데스크탑 모뎀 또는 랩탑)에 따라 달라질 것이다.
동시성 요건들의 영향
동시성(simultaneity)은 주어진 무선 장치에서 모드들이 동시에 동작하는 것을 말한다. 예컨대, 1xEVDO Rev.C 데이터 세션 또는 1x voice call과 동시에 동작하면서 GPS 사용한 위치 찾기 동작이 필요할 수 있다. 동시성에 대한 요건들은 바람직한 안테나간 격리도에 영향을 주고, 따라서 안테나 엘리먼트의 상대적인 위치들, 엘리먼트들의 타입, 그 방향 및 달성가능한 프론트 엔드 손실에 영향을 주는 프론트 엔드 필터링의 레벨에도 영향을 준다.
동시 동작을 위해 요구되는 총 격리도, 및 필터 제거(및 추가 필터 손실) 대 가능한 안테나 사이의 커플링의 트레이드오프를 정의하기 위해 세심한 분석이 요구된다.
위 경우에, 물리적으로 작고, 협대역이며, 전기적으로 튜너블한 공진 주파수를 갖는 안테나들이 무선 장치에 사용될 수 있다. 이러한 안테나들은 의도적으로, 무선 장치에 사용되는 무선 표준들에 따라, 필요한 하나 또는 몇 가지 무선 채널의 순간 주파수 대역폭, 또는 주파수 대역의 일부만을 커버하기에 충분한 매우 좁은 대역의 주파수 응답을 갖도록 설계될 수 있다. 이러한 무선 장치는 휴대폰, PDA, 랩탑, 신체 착용형 센서, 엔터테인먼트 컴포넌트, 무선 라우터, 추적 장치 등일 수 있다. 주파수 응답에서 안테나를 협대역으로 구성함으로써, 안테나의 물리적 크기는 기존 무선 장치들에 현재 사용되는 통상적인 공진 안테나보다 훨씬 작게 구성될 수 있다. 원하는 무선 채널, 또는 임의의 주어진 시간에 임의의 주파수 서브 대역 또는 대역에서 동작하기 위해, 이러한 소형 안테나는 전기적으로 선택가능한 공진 주파수 특징을 갖도록 설계된다. 이러한 주파수 적응성은 하나의 소형 안테나가 모든 필요한 무선 표준들 및 주파수 대역들을 커버할 수 있도록 해준다. 많은 경우에, 하나 이상의 무선 모드들이 동시에 동작을 요구할 수 있으며, 예컨대, CDMA 및 802.11은 동시에 동작할 수 있다. 이 경우에, 동일한 호스트 무선 장치에, 제1 안테나와 유사한 제2 소형 튜너블 안테나가 사용될 수 있다. 이러한 2개의 안테나들은 서로 다른 대역들에서 동시에 동작할 수 있으며, 예컨대, 랩탑에서 WWAN은 WLAN과 동시에 동작할 수 있다. 이들 안테나는 802.11n(MIMO에 대해) 또는 EVDO(RX 다이버시티에 대해)의 경우처럼, 동일한 주파수 대역에서 동시에 동작할 수도 있다. 또한, 동일한 주파수 대역에서, 이들 안테나 중 하나는 송신에 사용되고, 나머지 하나는 수신에 동시에 사용될 수 있다. 이들 안테나가 매우 좁은 동작 주파수 응답 또는 통과 대역을 갖기 때문에, 이들 안테나 간의 격리도는 기존 무선 장치들에 현재 사용되는 기존 안테나들 간의 격리도 보다 훨씬 높다. 이것은 본 발명의 또 다른 특징으로서, 프론트 엔드 필터를 추가할 필요 없이 동시 동작을 위한 안테나들 간의 높은 격리도를 갖는다.
이러한 소형 협대역 주파수 튜너블 안테나들의 수는 2개 이상의 동시 동작 모드들을 지원하기 위해 2개 이상까지 증가될 수도 있다. 이들 안테나의 동작 주파수들 및 모드들은 미리 설정된 성능 기준 또는 사용자 선호도 및 선택을 기반으로, 호스트 장치에서 리소스 및 성능이 가장 요구되는 경우로 적응될 수 있다. 이것은 주어진 수의 무선 모드들 및 주파수 대역들을 커버할 수 있는 안테나 수를 줄일 수 있게 해준다. 성능은 최적화되고, 필요하거나 및/또는 요구되는 경우로 적응될 수 있다. 예를 들어, EVDO 및 802.11n이 모두 동작한다면, 2개의 안테나가 EVDO 전용으로, 2개의 안테나가 802.11n 전용으로 사용될 수 있다. EVDO가 더 이상 필요하지 않다면, 2개의 안테나는 802.11n에 사용되어 802.11n의 성능을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 안테나 리소스는 적응가능하며, 가장 필요한 경우로 리다이렉트되거나, 또는 임의의 우선 순위를 기반으로 분할될 수 있다.
당업자는 정보 및 신호들이 다양한 타입의 상이한 기술들을 사용하여 표현될 수 있음을 잘 이해할 것이다. 예를 들어, 본 명세서상에 제시된 데이터, 지령, 명령, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자, 광 필드 또는 입자, 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수 있다.
당업자는 여기에서 제시된 실시예들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있음을 잘 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 호환성을 명확히 하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 기술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대해 부가된 설계 제한들에 의존한다. 당업자는 이러한 기능들을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정이 본 발명의 영역을 벗어나는 것은 아니다.
여기에서 제시된 실시예들과 관련하여 기술된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서; 디지털 신호 처리기, DSP; 주문형 집적회로, ASIC; 필드 프로그램어블 게이트 어레이, FPGA; 또는 다른 프로그램어블 논리 장치; 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리; 이산 하드웨어 컴포넌트들; 또는 여기에서 기술된 기능들을 구현하도록 설계된 것들의 조합을 통해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서 일 수 있지만; 대안적 실시예에서, 이러한 프로세서는 임의의 기존 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 예컨대 DSP 및 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 또는 이러한 구성들의 조합과 같이 계산 장치들의 조합으로서 구현될 수 있다.
여기에서 제시된 실시예들과 관련하여 기술된 방법의 단계들 및 알고리즘은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들의 조합에 의해 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들은 랜덤 액세스 메모리(RAM); 플래쉬 메모리; 판독 전용 메모리(ROM); 전기적 프로그램어블 ROM(EPROM); 전기적 삭제가능한 프로그램어블 ROM(EEPROM); 레지스터; 하드디스크; 휴대용 디스크; 콤팩트 디스크 ROM(CD-ROM); 또는 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 위치할 수 있다. 예시적인 저장매체는 프로세서와 결합되어, 프로세서는 저장매체로부터 정보를 판독하여 저장매체에 정보를 기록한다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서의 구성요소일 수 있다. 이러한 프로세서 및 저장매체는 ASIC에 위치한다. ASIC 는 사용자 단말에 위치할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 이산 컴포넌트들로서 존재할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 이전 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (41)

  1. 무선 통신 디바이스로서,
    제1 통신 모드와 관련된 제1 송신 또는 수신 주파수 대역을 상이한 송신 또는 수신 주파수 대역으로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제1 튜너블(tunable) 엘리먼트를 갖는 제1 안테나; 및
    상기 제1 통신 모드와 관련된 제2 송신 또는 수신 주파수 대역을 상이한 송신 또는 수신 주파수 대역으로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 상기 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제2 튜너블 엘리먼트를 갖는 제2 안테나를 포함하며, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상이한 통신 모드들에서 동시에 동작하도록 구성되며, 상기 통신 모드들 각각은 상이한 무선 표준들에 따른 통신 모드인,
    무선 통신 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    송신 또는 수신 다이버시티를 제공하기 위한 제3 튜너블 엘리먼트를 갖는 제3 안테나를 더 포함하는,
    무선 통신 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들은 협통과대역(narrow pass-band) 및 주파수 적응형 안테나들인,
    무선 통신 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들의 협통과 주파수 대역들은 서로 격리되는(isolated),
    무선 통신 디바이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들은 광대역 안테나들인,
    무선 통신 디바이스.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 대역들은,
    1x EVDO Revs.A/B/C, 1x-RTT, 모바일 통신을 위한 확장된 글로벌 시스템(EGSM:Extended Global System for Mobile communications), 범용 모바일 통신 시스템(UMTS:Universal Mobile Telecommunications System) 및 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS:Global Positioning System)을 서빙(serving)하기 위한 WWAN,
    블루투스(Bluetooth)-IEEE 802.11a/b/g 및 MMDS 대역 IEEE 802.11n을 서빙하기 위한 WLAN,
    DVB-H,
    FLO, 및
    UWB 중 적어도 2개를 포함하는,
    무선 통신 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 휴대폰, PDA, 랩탑, 신체 착용형 센서, 엔터테인먼트 컴포넌트, 무선 라우터 또는 추적(tracking) 디바이스를 포함하는,
    무선 통신 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 통신 모드는 CDMA, GSM, 광대역 CDMA(WCDMA:Wideband CDMA), 시-분할 동기화 CDMA(TD-SCDMA:Time-Division Synchronous CDMA), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 WiMAX 중 적어도 2개를 포함하는,
    무선 통신 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나들은 동일한 주파수 대역들에서 동시에 동작할 수 있는,
    무선 통신 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 송신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 수신에 사용될 수 있으며, 또한 상기 제1 안테나는 수신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 송신에 사용될 수 있는,
    무선 통신 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나들은 서로 다른 주파수 대역들에서 동시에 동작할 수 있는,
    무선 통신 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 송신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 수신에 사용될 수 있으며, 또한 상기 제1 안테나는 수신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 송신에 사용될 수 있는,
    무선 통신 디바이스.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들은 서로 직교하도록 배치되는,
    무선 통신 디바이스.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 통신 모드들은 동시 동작(simultaneous operation) 및 최소 커플링(least coupling)중 적어도 하나를 제공하기 위하여 상기 안테나들에 할당되고, 바디 로딩(body loading) 및 RF 환경의 변화에 응답하여 상기 안테나들에 할당되는,
    무선 통신 디바이스.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 안테나들은 고차 다중입력 다중출력(MIMO: multiple input multiple output) 및 다이버시티 프로세싱을 가능하게 하는,
    무선 통신 디바이스.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들 중 적어도 하나는 상기 디바이스 내의 간섭을 억제하는데 사용되는,
    무선 통신 디바이스.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 튜너블 엘리먼트들은 전압 가변 미세 전자 기계 시스템(MEMS:Micro-Electro Mechanical Systems), 전압 가변 강유전체(Ferro-Electric) 커패시터들, 버랙터(varactor), 버랙터 다이오드들 또는 다른 주파수 조정 엘리먼트들을 포함하는,
    무선 통신 디바이스.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 안테나들의 동작 주파수들 및 통신 모드들은 미리 설정된 기준 또는 사용자 선호도 및 선택을 기반으로 상기 디바이스에서 리소스(resource) 및 성능이 가장 최대로 요구되는 경우로 적응될 수 있는,
    무선 통신 디바이스.
  19. 무선 통신 디바이스로서,
    제1 통신 모드와 관련된 제1 송신 또는 수신 주파수 대역을 상이한 송신 또는 수신 주파수 대역으로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제1 튜닝 수단을 갖는 제1 송수신 수단; 및
    상기 제1 통신 모드와 관련된 제2 송신 또는 수신 주파수 대역을 상이한 송신 또는 수신 주파수 대역으로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 상기 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제2 튜닝 수단을 갖는 제2 송수신 수단을 포함하며, 상기 제 1 송수신 수단 및 상기 제 2 송수신 수단은 상이한 통신 모드들에서 동시에 동작하도록 구성되며, 상기 통신 모드들 각각은 상이한 무선 표준들에 따른 통신 모드인,
    무선 통신 디바이스.
  20. 무선 통신 디바이스로서,
    제1 통신 모드와 관련된 채널들의 제1 송신 또는 수신 주파수 세트를 상이한 채널들의 송신 또는 수신 주파수 세트로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제1 튜너블 엘리먼트를 갖는 제1 안테나; 및
    상기 제1 통신 모드와 관련된 채널들의 제2 송신 또는 수신 주파수 세트를 상이한 채널들의 송신 또는 수신 주파수 세트로 변경하거나, 상기 제1 통신 모드를 상기 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제2 튜너블 엘리먼트를 갖는 제2 안테나를 포함하며, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상이한 통신 모드들에서 동시에 동작하도록 구성되며, 상기 통신 모드들 각각은 상이한 무선 표준들에 따른 통신 모드인,
    무선 통신 디바이스.
  21. 무선 통신을 위한 방법으로서,
    제1 통신 모드와 관련된 제1 주파수 범위를 사용하는 제1 안테나로 신호들을 송신 또는 수신하고, 상기 제1 통신 모드와 관련된 제2 주파수 범위를 사용하는 제2 안테나로 신호들을 송신 또는 수신하는 단계;
    상기 제1 통신 모드와 관련된 제1 송신 또는 수신 주파수 범위를 상이한 송신 또는 수신 주파수 범위로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제1 튜너블 엘리먼트를 갖는 상기 제1 안테나를 튜닝하는 단계;
    상기 제1 통신 모드와 관련된 제2 송신 또는 수신 주파수 범위를 상이한 송신 또는 수신 주파수 범위로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 상기 제2 통신 모드로 변경하기 위한 제2 튜너블 엘리먼트를 갖는 상기 제2 안테나를 튜닝하는 단계; 및
    상기 상이한 송신 또는 수신 주파수 범위들 중 적어도 하나를 사용하는 상기 제1 및 제2 안테나들 중 적어도 하나와 상기 제2 통신 모드를 사용하여 신호들을 송신 또는 수신하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상이한 통신 모드들에서 동시에 동작하도록 구성되며, 상기 통신 모드들 각각은 상이한 무선 표준들에 따른 통신 모드인,
    무선 통신 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제2 통신 모드가 상기 제1 통신 모드 보다 양호한 통신을 제공하는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    제3 주파수 범위를 사용하는 제3 안테나로 신호들을 송신 또는 수신하는 단계; 및
    송신 또는 수신 다이버시티를 제공하기 위한 제3 튜너블 엘리먼트를 갖는 상기 제3 안테나를 튜닝하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들은 협통과대역 및 주파수 적응형 안테나들인,
    무선 통신 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들의 협통과 주파수 대역들은 서로 격리되는,
    무선 통신 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들은 서로 직교되도록 배치되는,
    무선 통신 방법.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 주파수 범위들은,
    1x EVDO Revs.A/B/C, 1x-RTT, 모바일 통신을 위한 확장된 글로벌 시스템(EGSM:Extended Global System for Mobile communications), 범용 모바일 통신 시스템(UMTS:Universal Mobile Telecommunications System) 및 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS:Global Positioning System)을 서빙(serving)하기 위한 WWAN,
    블루투스(Bluetooth)-IEEE 802.11a/b/g 및 MMDS 대역 IEEE 802.11n을 서빙하기 위한 WLAN,
    DVB-H,
    FLO, 및
    UWB 중 적어도 2개를 포함하는,
    무선 통신 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 통신 모드는 CDMA, GSM, 광대역 CDMA(WCDMA:Wideband CDMA), 시-분할 동기화 CDMA(TD-SCDMA:Time-Division Synchronous CDMA), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 WiMAX 중 적어도 2개를 포함하는,
    무선 통신 방법.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나들은 동일한 주파수 범위들에서 동시에 동작할 수 있는,
    무선 통신 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 송신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 수신에 사용될 수 있으며, 또한 상기 제1 안테나는 수신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 송신에 사용될 수 있는,
    무선 통신 방법.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나들은 서로 다른 주파수 범위들에서 동시에 동작할 수 있는,
    무선 통신 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 송신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 수신에 사용될 수 있으며, 또한 상기 제1 안테나는 수신에 사용될 수 있고 상기 제2 안테나는 송신에 사용될 수 있는,
    무선 통신 방법.
  33. 제23항에 있어서,
    상기 통신 모드들은 동시 동작(simultaneous operation) 및 최소 커플링(least coupling)중 적어도 하나를 제공하기 위하여 상기 안테나들에 할당되고, 바디 로딩(body loading) 및 RF 환경의 변화에 응답하여 상기 안테나들에 할당되는,
    무선 통신 방법.
  34. 제23항에 있어서,
    상기 안테나는 고차 다중입력 다중출력(MIMO: multiple input multiple output) 및 다이버시티 프로세싱을 가능하게 하는,
    무선 통신 방법.
  35. 제23항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들 중 적어도 하나는 무선 통신 디바이스 내의 간섭을 억제하는데 사용되는,
    무선 통신 방법.
  36. 무선 통신을 위한 방법으로서,
    제 1 통신 모드와 관련된 제1 주파수 범위를 사용하는 제1 안테나로 신호들을 송신 또는 수신하고, 상기 제1 통신 모드와 관련된 제2 주파수 범위를 사용하는 제2 안테나로 신호들을 송신 또는 수신하는 단계;
    상기 제1 통신 모드와 관련된 제1 송신 또는 수신 주파수 범위를 상이한 송신 또는 수신 주파수 범위로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 제2 통신 모드로 변경하는 단계;
    상기 제1 통신 모드와 관련된 제2 송신 또는 수신 주파수 범위를 상이한 송신 또는 수신 주파수 범위로 변경하거나, 또는 상기 제1 통신 모드를 상기 제2 통신 모드로 변경하는 단계; 및
    상기 상이한 송신 또는 수신 주파수 범위들 중 적어도 하나를 사용하는 상기 제1 및 제2 안테나들 중 하나와 상기 제2 통신 모드를 사용하여 신호들을 송신 또는 수신하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나는 상이한 통신 모드들에서 동시에 동작하도록 구성되며, 상기 통신 모드들 각각은 상이한 무선 표준들에 따른 통신 모드인,
    무선 통신 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나들은 광대역 안테나들인,
    무선 통신 방법.
  38. 제36항에 있어서,
    제3 주파수 범위를 사용하는 제3 안테나로 신호들을 송신 또는 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제3 안테나는 송신 또는 수신 다이버시티를 제공하는,
    무선 통신 방법.
  39. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 튜너블 엘리먼트들은 n개의 고정 커패시터들에 대한 SPnT 스위치에 부착되는,
    무선 통신 디바이스.
  40. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 튜너블 엘리먼트들은 n개의 고정 커패시터들 각각에 대한 SP1T 온/오프 스위치에 부착되는,
    무선 통신 디바이스.
  41. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 안테나들 중 적어도 하나는 바디(body) 또는 외부 영향들을 완화시키는데 사용되는,
    무선 통신 디바이스.
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