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KR102028525B1 - 웨어러블 무선 장치의 결합 다중 대역 안테나 - Google Patents

웨어러블 무선 장치의 결합 다중 대역 안테나 Download PDF

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KR102028525B1
KR102028525B1 KR1020187005103A KR20187005103A KR102028525B1 KR 102028525 B1 KR102028525 B1 KR 102028525B1 KR 1020187005103 A KR1020187005103 A KR 1020187005103A KR 20187005103 A KR20187005103 A KR 20187005103A KR 102028525 B1 KR102028525 B1 KR 102028525B1
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KR
South Korea
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wireless device
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wearable wireless
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홍웨이 리우
위 키안 토
핑 시
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

웨어러블 무선 장치가 개시된다. 웨어러블 무선 장치의 일 실시예는 회로 보드, 앞면 및 착용 시 앞면보다 사용자에게 더 가깝도록 구성된 뒷면을 갖고, 회로 보드를 수용하는 하우징 보디, 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 하우징 보디의 앞면에 위치된 제1 안테나 소자, 그리고 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 하우징 보디의 앞면에 위치된 제2 안테나 소자를 포함한다.

Description

웨어러블 무선 장치의 결합 다중 대역 안테나
본 발명은 웨어러블 무선 통신 장치에 대한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 웨어러블 무선 통신 장치의 개선된 성능을 갖는 결합 다중 대역 안테나를 제공하는 시스템 및 방법에 대한 것이다.
삭제
현대 무선 장치의 산업 디자인은 더 낮은 프로파일(lower profile) 장치로 진화하고 있다. 이러한 현대 무선 장치는 휴대 전화, 태블릿, 또는 시계, 안경, 및 가상 현실 헤드셋 등과 같은 웨어러블 제품들이 포함된다. 무선 장치는 사용자에게, 또는 그 근처에서 동작하도록 다수의 다중 대역 무선 주파수(RF: radio frequency) 안테나가 필요하다. 전형적인 안테나는 셀룰러 메인 안테나, 다이버시티(diversity) 안테나, 무선 네트워킹(예를 들어, WiFi, 802.11 또는 Bluetooth) 안테나, 근거리 무선 안테나(예를 들어, 근거리 통신 또는 무선 충전) 및 전역 위치 확인(예를 들어, GPS, GNSS, Beidou) 안테나를 포함한다. 다수의 다중 대역 안테나는 서로 협력하고 스피커, LCD 스크린, 배터리, 센서 등과 같은 다른 전자기 부품과 함께 작동하도록 공동 설계되어야 한다. 그러나, 서로 근접한 안테나들은 낮은 절연, 감소된 효율, 및 증가된 채널 간섭을 초래한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 무선 장치는, 회로 보드, 앞면 및 착용 시 앞면보다 사용자에게 더 가깝도록 구성된 뒷면을 갖고, 회로 보드를 수용하는 하우징 보디, 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 하우징 보디의 앞면에 위치된 제1 안테나 소자, 그리고 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 하우징 보디의 앞면에 위치된 제2 안테나 소자를 포함하고, 제1 안테나 소자의 제1단 및 제2 안테나 소자의 제1단은 제1 거리만큼 이격되어 있고, 제1 안테나 소자의 제2단 및 제2 안테나 소자의 제2단은 제2 거리만큼 이격되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 무선 장치는 제1 안테나 소자 및 공유된 접지판을 포함하는 제1 안테나, 제2 안테나 소자 및 공유된 접지판을 포함하는 제2 안테나, 그리고 앞면에 제1 및 제2 안테나 소자를 수용하는 하우징 보디를 포함하고, 앞면은 앞면의 반대측에 있는 사용자 및 사용자를 향하도록 구성된 뒷면으로부터 멀어지는 쪽으로 향하도록 구성되고, 제1 안테나 소자의 제1단 및 제2 안테나 소자의 제1단은 제1 거리만큼 이격되어 있고, 제1 안테나 소자의 제2단 및 제2 안테나 소자의 제2단은 제2 거리만큼 이격되어 있다.
본 발명, 및 그 이점에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 이제 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 설명이 참조된다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 무선 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 하우징 요소가 없는 웨어러블 무선 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 무선 장치의 하우징의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 무선 장치의 하우징의 다른 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 웨어러블 무선 장치의 하우징의 또 다른 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 무선 장치의 하우징의 다른 사시도이다.
현재 바람직한 실시예의 제조 및 사용은 하기에 상세히 논의된다. 그러나, 본 발명은 다양한 특정 상황에서 실시될 수 있는 많은 적용가능 발명 개념을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 논의된 특정 실시예는 단지 본 발명을 제조하고 사용하기 위한 특정 방법의 예시이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 설명된 방법 및 장치는 무선 통신 시스템 안테나 레이아웃 및 설계에 적용될 수 있지만, 그것에 특별히 한정되지는 않는다.
현대 통신 장치는 서로 상이한 주파수 대역 내의 다수의 개별 채널 상에서 동시에 통신할 수 있는 기능을 제공하므로, 하나의 장치에서 증가된 데이터 처리량과 다수의 동시적 무선 통신 서비스를 제공할 수 있다. 많은 무선 통신 장치는 700MHz 내지 960MHz 대역, 1,700MHz 내지 2,700MHz 대역과 같은, 상이한 셀룰러 주파수 대역들 상에서 통신할 수 있는 다중 대역 장치로 설계된다. 또한, 무선 장치는 예를 들어, 2,400MHz, 3,600MHz, 및 5,000MHz 대역 등에서의 WiFi 연결, 1227MHz 및 1575MHz 주파수의 GPS, 및 2,400MHz 내지 2,485MHz 주파수의 Bluetooth와 같은, 추가적인 기능들을 종종 가진다. 서로 상이한 주파수들 또는 대역들 상에서 통신하는 기능은 다중 대역 안테나에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 장치에서, 셀룰러 서비스는 두 개 이상의 상이한 셀룰러 주파수 대역 상에서 통신하도록 구성된 안테나 또는 안테나 세트에 의해 제공되고, 보충 서비스는 WiFi, GPS 및 Bluetooth 대역 상에서 통신하도록 구성된 WiFi/GPS/Bluetooth 안테나 또는 안테나 세트에 의해 제공된다.
그러나, 경우에 따라서, 셀룰러 대역과 WiFi, GPS, 또는 Bluetooth 대역이 중첩할 수 있어서, 셀룰러 및 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나들이 근접한 때 간섭을 야기한다. 또한, 웨어러블 제품(예를 들어, 시계, 안경 및 가상 현실 헤드셋), 휴대용 셀룰러 폰, 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 비교적 소형 장치에서, 유사한 주파수 대역용 안테나들은 점점 더 작은 공간에 할당된다. 예를 들어, 824 내지 960MHz 및 1700 내지 2700MHz 범위에 최적화된 셀룰러 안테나는 효율적으로 작동하기 위해 큰 부피를 요구한다. 이러한 주파수는 GPS, WiFi 또는 Bluetooth 신호에 가깝거나 또는 중첩한다. 중첩 대역들은 셀룰러 및 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나의 근접성과 결합되어 안테나에 간섭을 야기한다. 예를 들어, 1700MHz 대역의 셀룰러 안테나를 통한 전송은 1575MHz 주파수 대역의 GPS 신호와의 간섭을 야기할 수 있다. 이러한 신호와의 간섭은 위성으로부터 GPS 신호가 전송되어, 약하고 쉽게 과부화된 신호를 초래하므로, 특히 문제가 된다.
여기서 기술된 시스템 및 방법은 서로 근접하게 위치된 결합된 다중 대역 안테나를 제공한다. 예를 들어, 이 시스템 및 방법은 웨어러블 무선 장치의 정상부 표면 주위로 연장하는 다중 대역 셀룰러 무선 안테나 및 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나를 제공한다. 일부 실시예에서, 다중 대역 안테나는 가장 가까운 신체 또는 피부 조직으로부터 멀어지는 쪽으로 향하도록 웨어러블 무선 장치의 말단을 따라 디스플레이 둘레에 위치된다. 이러한 배치는 피부 또는 신체로부터의 최소 흡수 및 증가된 방사구(radiation aperture)를 제공한다. GPS/WiFi/Bluetooth 안테나와 다중 대역 셀룰러 안테나 사이의 적절한 커플링 거리가 보장되어 안테나들 사이의 간섭을 감소시킨다.
안테나의 배치 공간(footprint) 및 웨어러블 무선 장치의 전체 크기를 감소시키기 위해, 다중 안테나가 웨어러블 무선 장치의 사용자로부터 멀리 떨어진 단부에 배치된다. 이러한 배치는 안테나들이 사용자의 신체 또는 피부로부터 떨어진 웨어러블 무선 장치의 외측 둘레에 위치되기 때문에 개선된 무선 연결성을 허용한다. 피부가 무선 주파수 신호를 차단하거나 또는 감쇠시킬 수 있기 때문에 안테나들은 신체 또는 피부로부터 멀리 떨어져 있는 더 나은 노출을 가진다. 일부 실시예들에서, 개선된 연결성은 또한, 예를 들어 다수의 안테나를 결합하여, 제공된다. 다른 실시예들에서, 공유된 접지판(예를 들어, 회로 기판)을 제공하여 작은 배치 공간이 달성될 수 있다.
일부 실시예의 이점은 두 개의 안테나 소자에 대한 급전점들이 회로 기판 상에 서로 근접하여 위치된다는 것이다. 급전점들은 다른 구성 요소 또는 배선이 위치되지 않은 회로 기판의 일 영역에 배치될 수 있다. 즉, 급전점들은 다른 전기 소자에 의한 간섭, 전기적 파손 또는 왜곡이 적거나 또는 최소인 회로 기판의 일 영역에 위치된다. 회로 보드 표면의 할당된 영역 상에서 이들 급전 위치를 사용하는 것은 웨어러블 무선 장치의 안테나 성능을 향상시킨다. 또한, 무선 장치의 상이한 면들 상에서 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나의 부분들을 라우팅하는 것은 각 안테나들의 안테나 효율을 향상시키고, 동일하거나 또는 중첩하는 주파수 대역을 공유하는 때 서로에 대한 격리를 향상시킨다.
도 1은 사용자에 의해 착용 가능한 웨어러블 무선 장치(100)를 도시한다. 웨어러블 손목 시계와 같은 웨어러블 무선 장치(100)는 하우징 보디(110), 디스플레이(120) 및 안테나 소자들(150, 160)을 포함한다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 앞면(114)의 상이한 측면들 상에서 사용자의 신체 또는 피부로부터 떨어져 위치된다. 즉, 뒷면(115)은 앞면(114)보다 착용 시에 사용자에게 더 가깝도록 구성된다. 하우징 보디의 앞면(114)은 하우징 보디(110)의 뒷면(115)의 반대측에 있다. 앞면(114)은 측면(116)을 통해 뒷면(115)에 연결된다. 디스플레이(120)는 앞면(114)에 배치될 수 있고, 뒷면(115)은 배터리를 대체하기 위해 개방되도록 구성된 커버 케이싱(도시되지 않음)에 의해 대부분 커버될 수 있다.
웨어러블 무선 장치(100)는 제1 안테나(안테나 소자(150)를 포함함) 및 제2 안테나(안테나 소자(160)를 포함함)를 포함할 수 있다. 안테나는 다수의 주파수 대역 상에서 신호를 통신, 송신, 및 수신하도록 구성된 다중 모드 안테나일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 안테나 및 제2 안테나는 주파수 매칭 성능을 위해 선택된 스위치 안테나 또는 스마트 안테나이다. 회로 기판상의 회로는 액티브 안테나의 들어오는 또는 수신된 무선 신호를 감지하도록 구성된다.
제1 안테나는 셀룰러 무선 통신 서비스를 위한 통신 성능을 제공하도록 구성될 수 있다. 제1 안테나는 700MHz 내지 960MHz 대역, 1,700MHz, 1,900MHz, 2,100MHz, 2,500MHz 및 2,700MHz 대역과 같은 셀룰러 주파수 대역 내에서 통신할 수 있다. 제2 안테나는 Bluetooth, GPS, WiFi 등과 같은 통신 서비스를 위한 통신 성능을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 안테나는 다중 통신 서비스를 위해 다수의 대역 상에서 통신, 송신 또는 수신하도록 구성된 이중 모드 안테나이다. 예를 들어, 제2 안테나는 GPS 주파수, 주파수 세트 또는 주파수 대역 상에서 GPS 포지셔닝 신호를 수신하는 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나일 수 있다. 이러한 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나는 또한 예를 들어, 2,400MHz, 3,600MHz 및 5,000MHz WiFi 대역 상에서 WiFi 신호를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, GPS/WiFi/Bluetooth 안테나는 예를 들어, 2,400MHz 내지 2,485MHz 대역 상에서 Bluetooth 신호를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다.
안테나 소자들(150, 160)은 디스플레이(120) 둘레에 결합된 선로일 수 있으며, 앞면(114)에서의 정상부 표면의 테두리 또는 에지를 따라 위치될 수 있다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징(110)의 단부, 외장/내장 표면 또는 외부/내부 표면에 등각으로 배치될 수 있다. 제1 안테나 소자(150)는 제1 코너 및 제2 코너 둘레에서 구부러진 하우징 보디(110)의 정상부 에지를 따라 연장될 수 있다. 제1 안테나 소자(150)는 정상부 표면의 일부분 및 측면들의 부분들을 덮을 수 있다. 제2 안테나 소자(160)는 제3 코너 둘레에서 구부러진 하우징 보디(110)의 다른 정상부 에지를 따라 연장될 수 있다. 이는 정상부 표면의 일부분 및 측면들의 부분들을 덮을 수도 있다. 이러한 배치는 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나 소자(160)를 다중 대역 셀룰러 안테나 소자(150)로부터 두 개의 거리(111, 112)만큼 이격되게 설치할 수 있다. 거리들(111, 112)은 상이할 수 있다. 예를 들어, 회로 보드(도 2에서 후술됨)에 대한 급전점 위치 부근의 거리(112)는 급전점 위치로부터 멀리 떨어진 거리(111)보다 더 짧을 수 있다. 거리들(111, 112), 안테나 소자의 배치 및 하우징 보디(110) 재료는 안테나의 결합을 향상시키고 적절한 격리를 제공한다.
안테나 소자들(150, 160)은 금속과 같은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 금속은 구리, 알루미늄, 또는 이들 물질의 합금일 수 있다. 안테나 소자들(150, 160)은 금속 스트라이프와 같은 전도성 물질 스트립을 포함할 수 있다. 안테나 소자들(150, 160)은 전형적으로 하우징(110)의 외부에서 공기에 노출되지 않지만 그 내부에 내장된다. 즉, 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 재료 또는 커버 재료에 의해 덮일 수 있으며, 따라서 사용자에게는 보이지 않는다. 이러한 방식으로 안테나 소자들(150, 160)을 배치하는 이점은 그것들이 사용자의 신체/피부 조직 및 웨어러블 무선 장치의 접지된 금속 구조(예를 들어, 회로 기판)로부터 떨어져서 결합된 선로라는 것이다. 이것은 피부/조직으로부터의 전자기 흡수를 최소화하고 방사구를 증가시킨다.
안테나 소자들(150, 160)은 상이한 길이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 소자(150)는 다중 대역 셀룰러 안테나 소자일 수 있고 제2 안테나 소자(160)는 셀룰러 서비스 이외의 무선 서비스를 위한 다중 대역 무선 안테나 소자일 수 있다. 다중 대역 안테나(160)는 GPS 안테나 소자, WiFi 안테나 소자, 및 Bluetooth 안테나 소자의 조합일 수 있다. 다중 대역 안테나 소자(160)는 이들 세 가지 무선 서비스보다 더 많거나 또는 더 적을 수 있다. 안테나 소자들(150, 160)은 'L'자형 또는 유사형일 수 있거나, 또는 'U'자형 또는 유사형일 수 있다. 두 안테나 소자는 하나 이상의 코너 둘레에서 구부러 질 수 있다. 예를 들어, 다중 대역 무선 안테나 소자(160)는 하나의 코너 둘레에서 구부러질 수 있고 다중 대역 셀룰러 안테나 소자(150)는 두 개의 코너 둘레에서 구부러질 수 있다. 선택적으로, 각각의 안테나 소자들(150, 160)은 하나의 코너 둘레에서 구부러질 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나 소자는 동일한 형태와 두께 및 상이한 길이를 포함한다.
안테나 소자들(150, 160)은 각각 다이폴(dipole) 소자일 수 있다. 다른 소자는 접지판(예를 들어, 도 2에 도시된 회로 기판(130))일 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 소자(150)과 접지판(예컨대, 회로 기판(130))은 제1 다이폴을 형성할 수 있고, 제2 안테나 소자(160)과 접지판(예컨대, 회로 기판(130))은 제2 다이폴을 형성할 수 있으며, 접지판은 공유된 접지판이 된다. 다이폴은 반파장(half wave) 다이폴일 수 있다. 선택적으로, 접지판을 갖는 안테나 소자는 모노폴(monopole)을 형성할 수 있다.
제1 안테나 소자(150)는 약 55mm 내지 90mm 또는 약 70mm 내지 90mm의 길이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 안테나 소자(150)는 약 84mm의 길이를 포함할 수 있다. 제2 안테나 소자(160)는 약 40mm 내지 약 65mm 또는 약 50mm 내지 약 65mm의 길이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 안테나 소자(160)는 약 61mm의 길이를 포함할 수 있다. 제1 안테나 소자(150)는 약 3mm 내지 6mm의 폭, 또는 대안적으로 10mm 미만 또는 5mm 미만의 폭을 포함할 수 있다. 제2 안테나 소자(160)는 약 3mm 내지 6mm의 폭, 또는 대안적으로 10mm 미만 또는 5mm 미만의 폭을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 제1 안테나 소자(150) 및 제2 안테나 소자(160)는 동일한 폭을 포함할 수 있다. 안테나 소자들(150, 160)은 3mm보다 더 큰 두께를 포함할 수 있다.
하우징 보디(110)는 안테나 소자들(150, 160) 사이의 거리들, 영역들 또는 공간들(111, 112)을 포함할 수 있다. 영역들(111, 112)은 두 개의 안테나 소자(150, 160) 사이에서 방사 절연 및 전기 절연을 제공하도록 설계된다. 영역들(111, 112)은 두 개의 안테나 소자들(150, 160) 사이의 전자기 결합을 감소시키거나 최소화하도록 구성될 수 있다. 하우징 보디(110)의 재료는 열가소성 재료(예를 들어, PC/ABS(Polycarbonate/Acrylonitrile Butadiene Styrene))와 같은 플라스틱 재료, 유리 재료 또는 고무 재료를 포함할 수 있다. 상기 물질은 유전(dielectric) 물질일 수 있다. 하우징 보디(110)의 재료는 약 2 또는 약 2.5의 비유전율을 포함할 수 있다. 대안적으로, 재료는 보다 높은, 예를 들면 4.4만큼의 비유전율을 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하우징 보디(110)는 약 2.5 내지 약 3.5 또는 약 4.4의 비유전율을 포함할 수 있다. 안테나 소자들(150, 160) 위에서의 비유전율이 더 높을수록 안테나 소자들(150, 160)이 더 짧아질 수 있다. 그러나, 위에 놓이는 재료의 비유전율이 더 높을수록 안테나의 효율은 더 낮아진다. 안테나들은 셀룰러 안테나의 길이가 약 84mm인 때 특히 양호한 효율을 가질 수 있으며, 무선 안테나(Bluetooth 등)의 길이는 약 61mm이고, 하우징 보디(110)의 재료의 비유전율은 약 2.5이다.
안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 하우징 재료에 내장될 수 있다. 대안적으로, 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 표면 상에 위치되고 커버 물질에 의해 코팅된다. 커버 물질은 하우징 물질과 동일하거나 또는 유사한 전기적 특성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하우징 보디(110)의 하우징 물질은 코팅 물질과 상이한 비유전율을 가질 수 있다.
도 2는 웨어러블 무선 장치(100)의 내부가 보일 수 있도록 하우징 보디(110)가 없는(그러나 안테나 소자들(150, 160)을 갖는) 웨어러블 무선 장치(100)를 도시한다. 전술한 소자들에 더하여, 웨어러블 무선 장치(100)는 회로 기판(130) 및 회로 기판(130) 아래의 배터리(140)를 더 포함할 수 있다.
회로 기판(130)은 예를 들어, 유리 섬유, 폴리머 등과 같은 유전체 또는 절연층에 의해 이격되고 전기적으로 절연된 8, 10, 12, 13 또는 14층의 도전성 재료 또는 소자를 갖는 8-레이어, 10-레이어 또는 12 내지 14 레이어 보드와 같은, 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다. 도전층은 비아(via)에 의해 전기적으로 연결되고, 전체적으로 접지판을 형성할 수 있다. 디스플레이(120), 터치스크린, 입력 버튼, 송신기, 프로세서, 메모리, 배터리(140), 충전 회로, SoC(system on chip) 구조 등과 같은 컴포넌트는 회로 기판(130) 상에 장착되거나 또는 연결되거나, 또는 회로 기판(130)의 도전층들에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 안테나 소자(150)는 회로 기판(130)의 측면(135)에 위치한 제1 급전점(134)에서 회로 기판(130)에 연결되고, 제2 안테나 소자(160)는 회로 기판(130)의 동일한 측면(135)에 위치한 제2 급전점(136)에서 회로 기판(130)에 연결된다. 선택적으로, 제1 급전점(134) 및 제2 급전점(136)은 코너 근처의 회로 기판(130)의 인접한 측면들(135, 137) 상에 위치될 수 있다. 급전점들(134, 136)은 전기 도전성 연결부(151, 161)를 통해 안테나 소자들(150, 160)에 연결될 수 있다. 급전점들(134, 136)은 회로 기판(130)의 다른 코너들로부터 떨어진 하나의 코너에 근접하게 배치될 수 있다.
급전점들(134, 136)은 도전 배선, 소자 또는 컴포넌트(급전점들(134, 136)을 회로 기판(130)의 나머지 도전 배선, 소자 또는 컴포넌트에 연결하는 도전 배선 제외)가 없는 회로 기판(130)의 일 영역 내에 위치될 수 있다. 보드는 이 영역 내에서 절연 물질만을 포함할 수 있고 전도성 물질이 없을 수 있다. 급전점들(134, 136)은 약 10mm 내지 50mm, 또는 20mm 내지 40mm로 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 두 개의 안테나 소자들(150, 160)의 단부들 사이의 영역(111)에서의 거리(d1)는 이들 안테나 소자들(150, 160)의 다른 단부들 사이의 영역(112)에서의 거리(d2)보다 더 길다. 따라서, 안테나 방사 암(arm)(안테나 소자들(150, 160))의 최장 개방단은 안테나 피드(134, 136)의 반대 방향을 향해 선로가 형성된다. 일부 실시예에서, 거리(d1, d2)는 10mm와 50mm 사이일 수 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 안테나 소자들(150, 160)이 신체 조직/피부뿐만 아니라 접지판(접지 금속 구조)(130)으로부터 떨어져 있는 것이 더 유리하다. 이는 피부로부터의 전자기 흡수와 접지판으로부터의 간섭을 최소화하고 방사구를 증가시킨다.
도 3은 일부 실시예에 따른 하우징 보디(110)의 사시도를 도시한다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 앞면(114)에 배치된다. 하우징 보디(110)의 앞면은 정상부 표면(118) 및 측면(116)을 포함한다. 하우징 보디(110)의 정상부 표면(118)의 개구(125)는 디스플레이(120)를 수용하도록 구성된다. 안테나 소자들(150, 160)은 정상부 표면(118) 상에만 위치되고 측면들(116) 상에 위치되지 않는다. 안테나 소자들(150, 160)이 긁히거나 또는 손상되지 않도록 보호될 수 있도록, 그것들이 하우징 보디(110)의 외부 표면에 내장되고 그 근처에 위치하거나 또는 커버 코팅의 얇은 층에 의해 덮여 있기 때문에, 안테나 소자들(150, 160)은 전형적으로 외부에서 보이지 않는다.
도 4는 다른 실시예에 따른 하우징 보디(110)의 다른 사시도를 도시한다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 앞면(114)에 위치된다. 도 3과 유사하게, 앞면(114)은 정상부 표면(118) 및 측면들(116)을 포함한다. 정상부 표면(118)은 디스플레이(120)를 수용하도록 구성된 개구부(125)를 포함한다. 정상부 표면(118)과 측면들(116)의 부분들에 위치될 수 있도록 안테나 소자들(150, 160)은 에지들 및 코너들(161, 162, 및 164) 둘레에서 구부러진다. 일부 실시예에서, 에지 및 코너(161 내지 164)는 둥글고 모나있지 않다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 외부 표면 내에 내장되고 그 근처에 위치하거나 또는 (얇은) 코팅층에 의해 덮여있다.
도 5는 일부 다른 실시예에 따른 하우징 보디(110)의 또 다른 사시도를 도시한다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 앞면(114)에 배치된다. 도 3과 유사하게, 앞면(114)은 정상부 표면(118) 및 측면들(116)을 포함한다. 그러나, 측면(116)은 경사진 연결 표면(171 내지 174)을 경유하여 정상부 표면(118)에 연결된다. 정상부 표면(118)은 디스플레이(120)를 수용하도록 구성된 개구부(125)를 포함한다. 경사진 표면(171 내지 174)의 영역에 위치될 수 있도록, 안테나 소자들(150, 160)은 에지 및 모서리(161, 162, 및 164) 둘레에서 구부러진다. 안테나 소자들(150, 160)은 정상부 표면(118)의 일부 및 측면들(116)의 부분들에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 정상부 표면(118)과 경사진 표면들 사이의 에지들 및 경사진 표면과 측면들(116) 사이의 에지들, 및 코너들(161 내지 164)는 둥글고 모나있지 않다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 외부 표면 내에 내장되고 그 근처에 위치하거나 또는 (얇은) 코팅층에 의해 덮일 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 하우징 보디(110)의 다른 사시도를 도시한다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 앞면(114)에 위치된다. 도 3과 유사하게, 앞면(114)은 정상부 표면(118) 및 뒷면을 연결하는 데미 불 노즈들(demi bull noses) 또는 풀 불 노즈들(full bull noses)(113, 115, 117 및 119)을 포함한다. 정상부 표면(118)은 디스플레이(120)를 수용하도록 구성된 개구부(125)를 포함한다. 정상부 표면(118)의 부분들, 불 노즈들(113, 115, 117 및 119)의 부분들, 또는 불 노즈(113, 115, 117 및 119)의 일부분에만 위치될 수 있도록 안테나 소자들(150, 160)은 코너들(161, 162 및 164) 둘레에서 구부러진다. 코너들(161 내지 164)는 둥글고 모나있지 않다. 안테나 소자들(150, 160)은 하우징 보디(110)의 외부 표면 내에 내장되고 그 근처에 위치하거나 또는 (얇은) 코팅층에 의해 덮여 있다.
일부 실시예에서, 웨어러블 무선 장치의 치수는 43mm x 43mm x 11mm일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 사용자에 의해 웨어러블 무선 장치를 착용하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 이전의 실시예에 따른 무선 장치를 포함할 수 있다. 웨어러블 무선 장치는 손목 주위뿐만 아니라 인체의 어느 부분에도 탑재 될 수 있다(예를 들어, 목걸이, 안경 등).
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 설명은 제한적인 의미로 해석되지 않는다. 예시적인 실시예뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시예들의 다양한 수정 및 조합은 설명을 참조하여 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구 범위는 임의의 그러한 변형 또는 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (22)

  1. 웨어러블 무선 디바이스로서,
    회로 보드(130),
    앞면(114) 및 착용 시 상기 앞면(114)보다 사용자에게 더 가깝도록 구성된 뒷면(115)을 갖고, 상기 회로 보드(130)를 수용하는 하우징 보디(110),
    상기 회로 보드(130)에 전기적으로 연결되고, 상기 하우징 보디(110)의 앞면(114)에 위치된 제1 안테나 소자(150), 그리고
    상기 회로 보드(130)에 전기적으로 연결되고, 상기 하우징 보디(110)의 앞면(114)에 위치된 제2 안테나 소자(160)
    를 포함하고,
    상기 제1 안테나 소자(150)의 제1단 및 상기 제2 안테나 소자(160)의 제1단은 제1 거리만큼 이격되어 있고, 상기 제1 안테나 소자(150)의 제2단 및 상기 제2 안테나 소자(160)의 제2단은 제2 거리만큼 이격되어 있으며, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 더 작고, 상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)의 상기 회로 보드에 대한 급전점은, 상기 제1 거리에 가깝고 상기 제2 거리로부터 떨어진 위치에 위치되며,
    상기 앞면(114)은 정상부 표면을 포함하고, 상기 뒷면(115)은 바닥부 표면을 포함하며, 상기 정상부 표면과 상기 바닥부 표면을 경사진 표면이 연결하고, 상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 경사진 표면들에 위치되며, 신체 또는 피부 조직으로부터 떨어져 있는 상기 웨어러블 무선 디바이스의 외측 둘레에 위치되는,
    웨어러블 무선 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 보디(110)의 상기 앞면(114)에 위치된 디스플레이(120) 및 상기 하우징 보디(110)의 상기 뒷면(115)에 위치된 배터리(140)
    를 더 포함하는 웨어러블 무선 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 정상부 표면 가장자리를 따라 상기 정상부 표면(118)에 위치된,
    웨어러블 무선 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    측면들은 상기 정상부 표면과 상기 바닥부 표면을 연결하고,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 정상부 표면 및 상기 측면들에 위치된,
    웨어러블 무선 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 앞면(114)은 데미 불 노즈(demi bullnose) 구조를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 데미 불 노즈 구조에 위치된,
    웨어러블 무선 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 하우징 보디(110) 내에 내장된,
    웨어러블 무선 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 보호층에 의해 코팅된,
    웨어러블 무선 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자(150)는 제1 다중 대역 안테나의 일부이고, 상기 제2 안테나 소자(160)는 제2 다중 대역 안테나의 일부인,
    웨어러블 무선 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 다중 대역 안테나(150)는 다중 대역 셀룰러 안테나이고,
    상기 제2 다중 대역 안테나(160)는 GPS/WiFi/Bluetooth 안테나인,
    웨어러블 무선 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자(150)는 제1 급전점에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 안테나 소자(160)는 제2 급전점에 전기적으로 연결되며,
    상기 제1 급전점 및 상기 제2 급전점은 상기 회로 보드의 동일한 에지에 위치된,
    웨어러블 무선 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자(150)는 상기 제2 안테나 소자(160)보다 더 짧은,
    웨어러블 무선 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 하우징 보디(110)의 하나 이상의 코너 둘레에서 구부러진,
    웨어러블 무선 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 공유된 접지판을 갖는,
    웨어러블 무선 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 공유된 접지판을 갖는 상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 다이폴(dipole) 또는 모노폴(monopole)을 형성하는,
    웨어러블 무선 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자(150)의 길이는 55mm 내지 90mm이고,
    상기 제2 안테나 소자(160)의 길이는 40mm 내지 65mm이며,
    상기 하우징 보디(110)의 재료의 상대 유전율은 2.5 내지 4.4인,
    웨어러블 무선 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자(150)의 길이는 84mm이고,
    상기 제2 안테나 소자(160)의 길이는 61mm이며,
    상기 하우징 보디(110)의 재료의 상대 유전율은 2.5인,
    웨어러블 무선 디바이스.
  17. 제1 안테나 소자 및 공유된 접지판을 포함하는 제1 안테나(150),
    제2 안테나 소자 및 상기 공유된 접지판을 포함하는 제2 안테나(160), 그리고
    앞면에 상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)를 수용하는 하우징 보디(110)
    를 포함하고,
    상기 앞면은 상기 앞면의 반대측에 있는 사용자 및 뒷면으로부터 멀어지는 쪽으로 향하도록 구성되고, 상기 뒷면은 상기 사용자를 향하도록 구성되며,
    상기 제1 안테나 소자(150)의 제1단 및 상기 제2 안테나 소자(160)의 제1단은 제1 거리만큼 이격되어 있고, 상기 제1 안테나 소자(150)의 제2단 및 상기 제2 안테나 소자(160)의 제2단은 제2 거리만큼 이격되어 있으며, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 더 작고, 상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)의 회로 보드에 대한 급전점은, 상기 제1 거리에 가깝고 상기 제2 거리로부터 떨어진 위치에 위치되며,
    상기 앞면(114)은 정상부 표면을 포함하고, 상기 뒷면(115)은 바닥부 표면을 포함하며, 상기 정상부 표면과 상기 바닥부 표면을 경사진 표면이 연결하고, 상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 경사진 표면들에 위치되며, 신체 또는 피부 조직으로부터 떨어져 있는 웨어러블 무선 디바이스의 외측 둘레에 위치되는,
    웨어러블 무선 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하우징 보디(110)의 상기 앞면에 위치된 디스플레이(120)를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 하우징 보디(110)의 외부 표면에서 상기 디스플레이 둘레로 구부러진,
    웨어러블 무선 디바이스.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안테나 소자(150, 160)는 상기 하우징 보디(110)에 내장되거나 또는 코팅층으로 코팅된,
    웨어러블 무선 디바이스.
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  21. 삭제
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