KR20180098140A

Dynamically adjustable antennas for wearable devices

Abstract

An electronic device, such as a wrist watch, may include a housing having a dielectric back wall. The wireless circuitry within the device may include an antenna formed on or over the back wall. The matching circuit unit may match the impedance of the antenna to the remainder of the wireless circuit unit. The processing circuitry may collect received signal strength information and/or phase and magnitude information from radio frequency signals received through the rear wall. The processing circuitry may track the location of the device and accumulate user statistics over time. The processing circuitry may determine whether a change in loading of the antenna through the dielectric rear housing wall has occurred based on the received signal strength information, user statistics, and/or phase and magnitude information. When a change is detected, the processing circuitry may adjust the matching circuitry to mitigate any potential antenna detuning as a result of the change.

KR20180098140A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 15

Term

11.4 yearsto projected expiry

Projected expiry 14 February 2038, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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  5. Projected expiry

20 claims: 3 independent, 17 dependent

  1. 1
    웨어러블(wearable) 전자 디바이스를 동작시키는 방법으로서, 상기 웨어러블 전자 디바이스는 상기 전자 디바이스의 전면에 형성된 디스플레이, 상기 전자 디바이스의 후면에 형성된 유전체 후방 하우징 벽, 안테나, 및 처리 회로부를 가지며, 상기 방법은, 상기 안테나를 이용해, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통해 외부 장비로부터 무선 주파수 신호들을 수신하는 단계;상기 처리 회로부를 이용해, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 외부 물체에 의한 상기 안테나의 로딩(loading)의 양에 관한 정보를 수집하는 단계;및 상기 처리 회로부를 이용해, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 외부 물체에 의한 상기 안테나의 상기 로딩의 양의 변화를 보상하기 위해 상기 안테나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 2
    제1항에 있어서, 상기 안테나의 상기 로딩의 양에 관한 상기 정보를 수집하는 단계는 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통해 상기 외부 장비로부터 수신된 상기 무선 주파수 신호들에 기초한 수신 신호 강도 표시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI) 값들을 수집하는 단계를 포함하고, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 외부 물체에 의한 상기 안테나의 상기 로딩의 양의 변화를 보상하기 위해 상기 안테나를 조정하는 단계는 상기 수집된 RSSI 값들에 기초하여 상기 안테나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 3
    제2항에 있어서, 상기 안테나의 상기 로딩의 양에 관한 상기 정보를 수집하는 단계는 상기 수집된 RSSI 값들 각각과 연관된 획득 시간들을 저장하는 단계 및 상기 수집된 RSSI 값들 각각과 연관된 웨어러블 전자 디바이스 획득 위치들을 저장하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 4
    제3항에 있어서, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 외부 물체에 의한 상기 안테나의 상기 로딩의 양의 변화를 보상하기 위해 상기 안테나를 조정하는 단계는 상기 수집된 RSSI 값들, 상기 저장된 획득 시간들, 및 상기 저장된 웨어러블 전자 디바이스 획득 위치들에 기초하여 상기 안테나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 5
    제1항에 있어서, 상기 로딩의 양에 관한 상기 정보를 수집하는 단계는 상기 웨어러블 전자 디바이스 상의 무선 주파수 송신기 회로부에 의해 상기 안테나에 전송되는 무선 주파수 신호들에 기초한 상기 안테나의 임피던스의 위상 및 크기 측정치들을 수집하는 단계를 포함하고, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 외부 물체에 의한 상기 안테나의 상기 로딩의 양의 변화를 보상하기 위해 상기 안테나를 조정하는 단계는 상기 안테나의 상기 임피던스의 상기 수집된 위상 및 크기 측정치들에 기초하여 상기 안테나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 6
    제1항에 있어서, 상기 웨어러블 전자 디바이스는 무선 주파수 송수신기 회로부 및 상기 무선 주파수 송수신기 회로부와 상기 안테나 사이에 결합된 임피던스 매칭 회로부를 포함하고, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 외부 물체에 의한 상기 안테나의 상기 로딩의 양의 변화를 보상하기 위해 상기 안테나를 조정하는 단계는 상기 임피던스 매칭 회로부의 임피던스를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 7
    제1항에 있어서, 상기 안테나는 튜닝가능한 컴포넌트를 포함하고, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 외부 물체에 의한 상기 안테나의 상기 로딩의 양의 변화를 보상하기 위해 상기 안테나를 조정하는 단계는 상기 튜닝가능한 컴포넌트를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 8
    대향하는 전면 및 후면을 갖는 웨어러블 전자 디바이스로서, 상기 전자 디바이스의 상기 후면을 형성하는 유전체 후방 하우징 벽;상기 전자 디바이스의 상기 전면을 형성하는 디스플레이 커버 층을 갖는 디스플레이;상기 유전체 후방 하우징 벽과 중첩되는 전도성 트레이스들로 형성된 안테나 공진 요소 - 상기 안테나 공진 요소는 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 외부 물체들에 의한 로딩을 받음 -;상기 안테나 공진 요소를 사용하여 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통해 무선 주파수 신호들을 전송 및 수신하도록 구성되는 무선 주파수 송수신기 회로부;상기 안테나 공진 요소와 상기 무선 주파수 송수신기 회로부 사이에 결합된 임피던스 매칭 회로부;및 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 안테나 공진 요소의 상기 로딩의 변화를 검출하는 것에 응답하여 상기 임피던스 매칭 회로부를 조정하도록 구성되는 저장 및 처리 회로부를 포함하는, 웨어러블 전자 디바이스.
  9. 9
    제8항에 있어서, 상기 무선 주파수 송수신기 회로부와 상기 임피던스 매칭 회로부 사이에 결합된 수신 경로;및 상기 수신 경로에 결합된 수신 신호 강도 측정 회로부를 추가로 포함하며, 상기 수신 신호 강도 측정 회로부는 상기 수신 경로 상의 무선 주파수 신호들에 기초하여 수신 신호 강도 정보를 생성하도록 구성되고, 상기 저장 및 처리 회로부는 상기 생성된 수신 신호 강도 정보에 기초하여 상기 안테나 공진 요소의 상기 로딩의 변화를 검출하도록 구성되는, 웨어러블 전자 디바이스.
  10. 10
    제9항에 있어서, 상기 생성된 수신 신호 강도 정보는 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 값들, 상기 RSSI 값들 각각과 연관된 획득 시간들, 및 상기 RSSI 값들 각각과 연관된 웨어러블 전자 디바이스 획득 위치들을 포함하는, 웨어러블 전자 디바이스.
  11. 11
    제10항에 있어서, 상기 저장 및 처리 회로부는 상기 RSSI 값들이 RSSI 값들의 미리결정된 패턴과 매칭되는지 여부를 결정함으로써 상기 안테나 공진 요소의 상기 로딩의 변화를 검출하도록 구성되는, 웨어러블 전자 디바이스.
  12. 12
    제11항에 있어서, 상기 무선 주파수 송수신기 회로부는, 상기 안테나 공진 요소를 사용하여 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통해 700 ㎒ 내지 960 ㎒의 주파수들에서 신호들을 전송 및 수신하도록 구성되는 셀룰러 전화 송수신기를 포함하는, 웨어러블 전자 디바이스.
  13. 13
    제11항에 있어서, 상기 유전체 후방 하우징 벽으로부터 상기 디스플레이 커버 층으로 연장되는 금속 하우징 측벽들;전도성 트레이스들에 결합된 제1 안테나 피드(feed) 단자 - 상기 전도성 트레이스들은 상기 유전체 후방 하우징 벽 상에 패턴화됨 -;상기 금속 하우징 측벽들에 결합된 제2 안테나 피드 단자;및 상기 무선 주파수 송수신기 회로부를 상기 제1 및 제2 안테나 피드 단자들에 결합하는 무선 주파수 전송 라인을 추가로 포함하는, 웨어러블 전자 디바이스.
  14. 14
    제11항에 있어서, 상기 안테나 공진 요소는 사용자가 상기 웨어러블 전자 디바이스를 착용하는 동안 상기 사용자의 손목을 이용해 도파관을 형성하도록 구성되는, 웨어러블 전자 디바이스.
  15. 15
    제8항에 있어서, 상기 무선 주파수 송수신기 회로부에 결합된 전력 증폭기 회로부;상기 전력 증폭기 회로부와 상기 임피던스 매칭 회로부 사이에 결합된 무선 주파수 결합기;및 상기 무선 주파수 결합기와 상기 무선 주파수 송수신기 회로부 사이에 결합된 피드백 경로를 추가로 포함하며, 상기 저장 및 처리 회로부는 상기 피드백 경로를 통해 상기 무선 주파수 결합기로부터 상기 무선 주파수 송수신기 회로부에 의해 수신된 피드백 신호들에 기초하여 상기 안테나 공진 요소의 임피던스의 위상 및 크기 측정치들을 수집하도록 구성되고, 상기 저장 및 처리 회로부는 상기 수집된 위상 및 크기 측정치들에 기초하여 상기 안테나 공진 요소의 상기 로딩의 변화를 검출하도록 추가로 구성되는, 웨어러블 전자 디바이스.
  16. 16
    웨어러블 전자 디바이스를 동작시키는 방법으로서, 상기 웨어러블 전자 디바이스는 상기 전자 디바이스의 전면에 형성된 디스플레이, 상기 전자 디바이스의 후면에 형성된 유전체 후방 하우징 벽, 안테나, 상기 안테나에 결합된 임피던스 매칭 회로부, 및 처리 회로부를 가지며, 상기 방법은, 상기 안테나를 이용해, 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통해 외부 장비로부터 무선 주파수 신호들을 수신하는 단계;상기 처리 회로부를 이용해, 상기 수신된 무선 주파수 신호들에 기초하여 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 값들 및 대응하는 RSSI 획득 시간들을 수집 및 저장하는 단계;상기 처리 회로부를 이용해, 시간 경과에 따른 사용자에 의한 상기 웨어러블 전자 디바이스의 동작과 연관된 사용자 통계치들을 축적하는 단계;상기 처리 회로부를 이용해, 트리거 이벤트를 검출하기 위해 상기 축적된 사용자 통계치들, 상기 저장된 RSSI 값들, 및 상기 저장된 RSSI 획득 시간들을 처리하는 단계;및 상기 처리 회로부를 이용해, 상기 트리거 이벤트를 검출하는 것에 응답하여, 상기 임피던스 매칭 회로부를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 17
    제16항에 있어서, 상기 축적된 사용자 통계치들은 사용자 RSSI 패턴을 포함하고, 상기 축적된 사용자 통계치들, 상기 저장된 RSSI 값들, 및 상기 저장된 RSSI 획득 시간들을 처리하는 단계는, 상기 저장된 RSSI 값들로부터 상기 사용자 RSSI 패턴을 필터링하여, 필터링된 RSSI 값들을 생성하는 단계;및 상기 필터링된 RSSI 값들에 기초하여 상기 트리거 이벤트를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 18
    제17항에 있어서, 상기 사용자 통계치들은 상기 유전체 후방 하우징 벽을 통한 상기 안테나의 로딩의 변화와 연관된 이벤트 RSSI 패턴을 포함하고, 상기 트리거 이벤트를 검출하는 단계는, 상기 필터링된 RSSI 값들 내에서, 상기 이벤트 RSSI 패턴과 매칭되는 RSSI 값들의 시퀀스를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 19
    제18항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로부를 조정하는 단계는, 조정된 임피던스를 나타내도록 상기 임피던스 매칭 회로부를 제어하는 단계;상기 임피던스 매칭 회로부가 상기 조정된 임피던스를 나타내는 동안 상기 수신된 무선 주파수 신호들로부터 추가의 RSSI 값을 수집하는 단계;상기 수집된 추가의 RSSI 값에 기초하여 상기 안테나의 무선 주파수 성능이 향상되었는지 여부를 결정하는 단계;상기 안테나의 상기 무선 주파수 성능이 향상되지 않았다고 결정하는 것에 응답하여, 추가의 조정된 임피던스를 나타내도록 상기 임피던스 매칭 회로부를 제어하는 단계;및 상기 안테나의 상기 무선 주파수 성능이 향상되었다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 조정된 임피던스와 연관된 매칭 설정을 저장 회로부 상에 저장하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 20
    제18항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로부를 조정하는 단계는, 상기 웨어러블 전자 디바이스 상의 저장 회로부로부터 상기 이벤트 RSSI 패턴과 연관된 매칭 설정을 검색하는 단계 - 상기 매칭 설정은 조정된 임피던스를 식별함 -;상기 조정된 임피던스를 나타내도록 상기 임피던스 매칭 회로부를 제어하는 단계;상기 임피던스 매칭 회로부가 상기 조정된 임피던스를 나타내는 동안 상기 수신된 무선 주파수 신호들로부터 추가의 RSSI 값을 수집하는 단계;상기 추가의 RSSI 값이 최소 RSSI 임계치 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계;및 상기 추가의 RSSI 값이 상기 최소 RSSI 임계치 값을 초과하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 추가의 조정된 임피던스를 나타내도록 상기 임피던스 매칭 회로부를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
Independent claims20