BR102012004456A2

BR102012004456A2 - estrutura de antena de méltiplos elementos com substratos enrolados

Info

Publication number: BR102012004456A2
Application number: BR102012004456-0A
Authority: BR
Inventors: Vazquez Enrique Ayala; Erik Uttermann; Salih Yarga; Qingxiang Li; Robert W Schlub
Original assignee: Apple Inc
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-10-01
Also published as: JP5519716B2; AU2012200891A1; TWI543443B; JP2012182791A; AU2012200891B2; JP2014131321A; WO2012118902A1; TW201301658A; US8896488B2; BR102012004456B1; US20120223866A1; EP2495806B1; EP2495806A3; KR101392650B1; EP2495806A2; KR20140040783A; CN102709684A; KR20120102513A; CN102709684B

Abstract

ESTRUTURA DE ANTENA DE MéLTIPLOS ELEMENTOS COM SUBSTRATOS ENROLADOS. A presente invenção refere-se a antenas que são providas para os dispositivos eletrônicos tais como os computadores portáteis. Múltiplos elementos ressonantes podem ser formados sobre um substrato de elemento ressonante de antena flexível. O substrato de elemento ressonante de antena flexível pode ter um primeiro elemento ressonante de antena em uma extremidade e um segundo elemento ressonante de antena em uma extremidade oposta. O substrato de elemento ressonante de antena flexível pode ser enrolado ao redor de um suporte dielétrico e montado dentro de um dispositivo eletrônico sob uma região de display inativa e acima de uma janela de alojamento dielétrica. estruturas condutivas tasi como as estruturas de alojamento condutivas podem formar o terra de antena. Os elementos ressonantes e o terra de antena podem formar uma primeira e uma segunda antenas. O elemento ressonante de antena parasítico pode formar parte da primeira antena.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTRUTURA DE ANTENA DE MÚLTIPLOS ELEMENTOS COM SUBSTRATOS ENRO- LADOS".

Este pedido reivindica prioridade para o Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 13/038.300, depositado em 01 de Março de 2011, o qual está por meio disto incorporado por referência na sua totalidade. ANTECEDENTES

A presente invenção refere-se a antenas, e, mais especificamen- te, a antenas para dispositivos eletrônicos. Os dispositivos eletrônicos tais como os computadores portáteis

e os dispositivos eletrônicos portáteis são freqüentemente providos com uma capacidade de comunicações sem fio. Por exemplo, os dispositivos eletrôni- cos podem utilizar um circuito de comunicações sem fio de longo alcance tal como um circuito de telefone celular e um circuito de comunicações de curto alcance tal como um circuito de comunicações de rede de área local sem fio. Alguns dispositivos estão providos com a capacidade de receber outros si- nais sem fio tais como os sinais de Sistema de Posicionamento Global.

Pode ser difícil incorporar as antenas com sucesso em um dis- positivo eletrônico. Alguns dispositivos eletrônicos são fabricados com pe- quenos fatores de forma, de modo que o espaço para as antenas é limitado. Em muitos dispositivos eletrônicos, a presença de componentes eletrônicos na vizinhança de uma antena serve como uma possível fonte de interferên- cia eletromagnética. A operação de antena pode também ser interrompida por estruturas condutivas próximas. Considerações tais como estas podem tornar difícil implementar uma antena em um dispositivo eletrônico que con- tenha paredes de alojamento condutivas ou outras estruturas condutivas que podem potencialmente bloquear os sinais de radiofreqüência.

Seria, portanto, desejável ser capaz de prover antenas aperfei- çoadas para os dispositivos eletrônicos sem fio. SUMÁRIO

Antenas podem ser providas para os dispositivos eletrônicos tais como os computadores portáteis. Um substrato de elemento ressonante de antena flexível pode ser enrolado ao redor de um suporte dielétrico. O supor- v te dielétrico pode ter uma primeira e uma segunda superfície oposta que es- tão cobertas pelo substrato enrolado. A primeira superfície pode ser uma superfície plana que está montada contra uma camada de vidro de cobertura de display. A segunda superfície pode ser uma superfície curva que tem uma forma que coincide com uma forma de janela de antena dielétrica curva em uma porção curva do alojamento de um dispositivo eletrônico.

O substrato de elemento ressonante de antena flexível pode ter um primeiro elemento ressonante de antena em uma extremidade de um segundo elemento ressonante de antena em uma extremidade oposta. As estruturas condutivas tais como as estruturas de alojamento condutivas po- dem formar o terra de antena. O primeiro elemento ressonante de antena e o terra de antena podem formar uma primeira antena tal como uma antena de telefone celular ou outra antena adequada. O segundo elemento ressonante de antena e o terra de antena podem formar uma segunda antena tal como uma antena de sistema de navegação por satélite ou outra antena adequada.

Um elemento ressonante de antena parasítica pode formar parte da primeira antena. A primeira antena pode estar configurada para operar em uma primeira e uma segunda banda de comunicação. O elemento res- sonante de antena parasítica pode ser utilizado para assegurar que a antena cubra a segunda banda de comunicações.

Características adicionais da invenção, sua natureza e várias vantagens ficarão mais aparentes dos desenhos acompanhantes e da des- crição detalhada seguinte das modalidades preferidas. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 é uma vista em perspectiva frontal de um dispositivo e- letrônico ilustrativo com antenas de acordo com uma modalidade da presen- te invenção.

Figura 2 é uma vista em perspectiva traseira de um dispositivo eletrônico ilustrativo com antenas de acordo com uma modalidade da pre- sente invenção.

Figura 3 é um diagrama esquemático de um dispositivo eletrôni- co ilustrativo com antenas de acordo com uma modalidade da presente in- venção.

Figura 4 é uma vista traseira de um dispositivo eletrônico ilustra- tivo que tem antenas de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 5 é uma vista lateral em corte transversal de um dispositi-

vo eletrônico ilustrativo com antenas de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 6 é uma vista em perspectiva de um substrato de elemen- to ressonante de antena enrolado ao redor de um suporte de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 7 é uma vista em perspectiva explodida que mostra por- ções de alojamento e fixadores que podem ser utilizados na montagem de um substrato de elemento ressonante de antena e um suporte dentro de um eletrônico ilustrativo de acordo com uma modalidade da presente invenção. Figura 8 é uma vista topo de um substrato de elemento resso-

nante de antena desenrolado do tipo mostrado nas Figuras 6 e 7 que mostra um padrão ilustrativo de trilhas de antena condutivas que podem ser utiliza- das na formação de um para de antenas de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 9 é um gráfico no qual a razão de onda estacionária para

um par de antenas ilustrativo tal como uma antena de telefone celular e uma antena de sistema de navegação por satélite formado sobre um substrato do tipo mostrado na Figura 8 foi mapeado como uma função de freqüência de operação de acordo com uma modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA

Os dispositivos eletrônicos podem estar providos com um circui- to de comunicações sem fio. O circuito de comunicações sem fio pode ser utilizado para suportar as comunicações sem fio em uma ou mais bandas de comunicações sem fio. Por exemplo, o circuito de comunicações sem fio po- de transmitir e receber os sinais em bandas de telefone celular e outras ban- das de comunicações e pode receber sinais sem fio em bandas de sistema de navegação por satélite. O espaço é muito valioso em dispositivos eletrônicos tais como os dispositivos eletrônicos portáteis. Os alojamentos para estes dispositivos são algumas vezes construídos de materiais condutivos que bloqueiam os sinais de antena. As disposições nas quais as estruturas de antena são for- madas atrás de uma janela de antena dielétrica podem ajudar a resolver es- tes desafios. Uma janela dielétrica pode ser formada dentro de uma abertura na parede de alojamento condutivo. Se desejado, os sinais sem fio podem também ser acomodados formando todo ou a maior parte de um alojamento de dispositivo eletrônico de um dielétrico tal como um plástico. Em algumas configurações, os sinais sem fio podem passar através de estruturas dielétri- cas tais como as camadas de vidro de cobertura associadas com um dis- play. Estas configurações, outras configurações para acomodar os sinais sem fio em um dispositivo, ou combinações destas configurações podem ser utilizadas em um dispositivo eletrônico sem fio se desejado. Os elementos de antena ressonante para as antenas podem ser

formados na vizinhança de uma janela de antena e sob uma porção de uma camada de cobertura de display. As porções de um alojamento condutivo ou outras estruturas condutivas podem servir como terra de antena. A antena pode ser alimentada utilizando um terminal de alimentação de antena positi- vo que está acoplado no elemento ressonante de antena e um terminal de alimentação de antena de terra que está acoplado no alojamento condutivo. Durante a operação, os sinais de radiofreqüência para a antena podem pas- sar através da janela de antena e outras estruturas de alojamento não con- dutivas tal como uma parte do vidro de cobertura. As antenas podem ser formadas de elementos ressonantes de

antena e porções condutivas do alojamento ou outras estruturas condutivas que servem como um terra de antena. Os elementos ressonantes de antena podem ser formados de trilhas condutivas sobre um substrato dielétrico. As trilhas condutivas podem ser formadas de cobre ou outros metais. O substra- to dielétrico pode ser, por exemplo, um circuito impresso flexível. Os circuitos impressos flexíveis, os quais são algumas vezes referidos como circuitos flex, têm trilhas condutivas formadas sobre um substrato dielétrico flexível tal como folhas de poliimida ou outros polímeros. » O substrato de elemento ressonante de antena pode ser monta-

do sobre uma estrutura de suporte. Por exemplo, um substrato de elemento ressonante de antena flexível que inclui múltiplos elementos ressonantes de antena para múltiplas antenas pode estar enrolado ao redor de um suporte dielétrico tal como um suporte plástico moldado ou outra estrutura de supor- te plástica. Enrolando o substrato ressonante de antena ao redor do suporte deste modo permite que as antenas sejam eficientemente montadas dentro de um pequeno volume de alojamento variável. As estruturas de antena com configurações tais como estas po-

dem ser montadas sobre qualquer porção exposta adequada de um disposi- tivo eletrônico portátil. Por exemplo, as antenas podem ser providas sobre a superfície dianteira ou superior do dispositivo. Em um computador tablet, um telefone celular, ou outro dispositivo no qual a frente do dispositivo é toda ou quase toda ocupada com estruturas condutivas tais como um display de tela de toque, pode ser desejável formar pelo menos parte da janela de antena sobre uma superfície de dispositivo traseira. Outras configurações são tam- bém possíveis (por exemplo, com antenas montadas em localizações mais confinadas, sobre as paredes laterais do dispositivo, etc.). A utilização de localizações de montagem de antena nas quais pelo menos parte de uma janela de antena dielétrica está formada em uma superfície de alojamento traseiro condutiva é algumas vezes aqui descrito como um exemplo, mas, em geral, qualquer localização de montagem de antena adequada pode ser utilizada em um dispositivo eletrônico se desejável. Um dispositivo portátil ilustrativo que pode incluir estruturas de

antena com substratos de elemento ressonante que estão enrolados ao re- dor de um suporte está mostrado na Figura 1. Em geral, os dispositivos tal como o dispositivo 10 na Figura 1 pode ser qualquer dispositivo eletrônico adequado com uma capacidade de comunicação sem fio tal como computa- dores de mesa, computadores portáteis tais como computadores Iaptop e computadores tablet, dispositivos eletrônicos portáteis tais como telefones celulares, dispositivos eletrônicos portáteis menores tais como dispositivos de relógio de pulso, dispositivos pendentes, dispositivos de fone de cabeça, » e dispositivos de fone de ouvido, ou outros dispositivos usáveis ou em minia- tura.

Como mostrado na Figura 1, o dispositivo 10 pode ser um dispo- sitivo relativamente fino tal como um computador tablet. O dispositivo 10 po- de ter um display tal como o display 50 montado na sua superfície dianteira (superior). O alojamento 12 pode ter porções curvas que formam as bordas do dispositivo 10 e uma porção relativamente plana que forma a superfície traseira do dispositivo 10 (como um exemplo). Alojamentos com paredes laterais retas e outras configurações podem também ser utilizados. A super- fície dianteira do dispositivo 10 (isto é, a cobertura do display 50) pode al- gumas vezes ser referida como formando a superfície de alojamento diantei- ra de dispositivo 12.

A cobertura de display 50 pode ser formada de uma camada de vidro de cobertura, uma camada de plástico, ou outros materiais. A camada de cobertura para o display 50 pode ser transparente ao rádio em sua região de borda inativa (isto é, afastada das porções condutivas do display que in- cluem os circuitos de pixel ativos). Como um resultado os sinais de radiofre- qüência podem ser recebidos por estruturas de antena que estão montadas sob uma porção de borda da camada de cobertura de display e podem ser transmitidos das estruturas de antena através da porção de borda da cama- da de cobertura de display. Em configurações nas quais o alojamento 12 está formado de um metal ou outro material condutivo, uma janela dielétrica tal como a janela dielétrica 58 pode estar formada no alojamento 12. As es- truturas de antena para o dispositivo 10 podem estar formadas na vizinhança da janela dielétrica 58, de modo que os sinais de antena de radiofreqüência possam passar através da janela dielétrica 58 além de ou ao invés de passar através das porções de borda da camada de cobertura de display.

O dispositivo 10 pode ter dispositivos de entrada - saída de usu- ário tais como um botão 59. O display 50 pode ser um display de tela de to- que que é utilizado para colher a entrada de toque de usuário. Sensores de toque capacitivos ou outros sensores de toque para o display podem ser im- plementados utilizando um painel de toque que está montado sobre um membro de vidro de cobertura plana sobre a superfície do display 50, podem estar integrados por sobre a camada de vidro de cobertura, ou podem estar de outro modo incorporados no display 50.

A porção central do display 50 (mostrada como a região 56 na

Figura 1) pode ser uma região ativa que é sensível à entrada de toque e que é utilizada na exibição de imagens para um usuário utilizando uma rede de pixels de imagem (por exemplo, pixels de imagem de display de cristal líqui- do, pixels de imagem de diodo de emissão de luz orgânico, ou outros pixels de display). As regiões periféricas do display 50 tais como as regiões 54 po- dem ser regiões inativas que estão livres de eletrodos de sensor de toque e pixels de imagem. Uma camada de material tal como uma tinta opaca pode ser colocada sobre o lado inferior do display 50 nas regiões periféricas (por exemplo, sobre o lado inferior do vidro de cobertura). Esta camada pode ser transparente a sinais de radiofreqüência. Os eletrodos de sensor de toque condutivos na região 56 e as estruturas condutivas associadas com a rede de pixels de imagem no display podem tender a bloquear os sinais de radio- freqüência. No entanto, os sinais de radiofreqüência podem passar através do vidro de cobertura e da tinta opaca em regiões de display inativas 54 (como um exemplo). Os sinais de radiofreqüência podem também passar através da janela de antena 58.

O alojamento 12 pode ser formado de uma ou mais estruturas. Por exemplo, o alojamento 12 pode incluir um quadro interno e paredes de alojamento planas que estão montadas no quadro. O alojamento 12 pode também ser formado de um bloco de material unitário tal como um bloco de alumínio fundido ou usinado. As disposições que utilizam ambas estas pro- postas podem também ser utilizadas se desejado.

O alojamento 12 pode ser formado de quaisquer materiais ade- quados que incluem plástico, madeira, vidro, cerâmica, metal, ou outros ma- teriais adequados, ou uma combinação destes materiais. Em algumas situa- ções, porções do alojamento 12 podem ser formadas de um dielétrico ou outro material de baixa condutividade, de modo a não perturbar a operação dos elementos de antena condutivos que estão localizados na proximidade do alojamento 12. Em outras situações, o alojamento 12 pode ser formado de elementos metálicos. Uma vantagem de formar o alojamento 12 de metal ou outros materiais condutivos estruturalmente resistentes é que isto pode aperfeiçoar a estética do dispositivo e pode ajudar a aperfeiçoar a durabili- dade e a portabilidade.

Como uma disposição adequada, o alojamento 12 pode ser for- mado de um metal tal como o alumínio ou o aço inoxidável. Porções do alo- jamento 12 na vizinhança de uma janela de antena 58 podem servir como terra de antena. A janela de antena 58 pode ser formada de um material die- létrico tal como policarbonato (PC), estireno butadieno acrilonitrila (ABS), uma blenda de PC/ABS, ou outros plásticos (como exemplos). A janela 58 pode ser presa no alojamento 12 utilizando um adesivo, fixadores, ou outros mecanismos de fixação adequados. Para assegurar que o dispositivo 10 te- nha uma aparência atrativa, pode ser desejável formar a janela 58 de modo que as superfícies externas da janela 58 conformem com o perfil de borda exibido pelo alojamento 12 em outras porções do dispositivo 10. Por exem- plo, se o alojamento 12 tiver bordas retas 12A e uma superfície inferior pla- na, a janela 58 pode ser formada com uma dobra em ângulo reto e paredes laterais verticais. Se o alojamento 12 tiver bordas curvas 12A, a janela 58 pode ter uma superfície similarmente curva.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva traseira do dispositivo 10 da Figura 1 que mostra como o dispositivo 10 pode ter uma superfície trasei- ra relativamente plana 12B e que mostra como a janela de antena dielétrica 58 pode ser retangular na forma com porções curvas que coincidem com a forma de bordas de alojamento curvas 12A (como um exemplo).

Um diagrama esquemático do dispositivo 10 que mostra como o dispositivo 10 pode incluir uma ou mais antenas 26 e circuitos de transceptor que comunicam com as antenas 26 está mostrado na Figura 3. Como mos- trado na Figura 3, o dispositivo eletrônico 10 pode incluir um circuito de ar- mazenamento e processamento 16. O circuito de armazenamento e proces- samento 16 pode incluir um ou mais diferentes tipos de armazenamento tal como um armazenamento de unidade de disco rígido, uma memória não volátil (por exemplo, uma memória instantânea ou outra memória somente de leitura eletricamente programável), uma memória volátil (por exemplo, uma memória de acesso randômico estático ou dinâmico), etc. O circuito de processamento no circuito de armazenamento e processamento 16 pode ser utilizado para controlar a operação do dispositivo 10. O circuito de proces- samento 16 pode estar baseado em um processador tal como um micropro- cessador e outros circuitos integrados adequados. Com uma disposição a- dequada, o circuito de armazenamento e processamento 16 pode ser utiliza- do para executar um software no dispositivo 10, tal como as aplicações de navegação de Internet, aplicações de chamada telefônica de protocolo de voz sobre Internet (VOIP), aplicações de email, aplicações de reprodução de mídia, funções de sistema de operação, funções de controle para controlar os amplificadores de potência de radiofreqüência e outros circuitos de trans- ceptor de radiofreqüência, etc. O circuito de armazenamento e processa- mento 16 pode ser utilizado na implementação de protocolos de comunica- ções adequados. Os protocolos de comunicações que podem ser implemen- tados utilizando o circuito de armazenamento e processamento 16 incluem os protocolos de Internet, os protocolos de telefone celular, os protocolos de rede de área local sem fio (por exemplo, os protocolos de IEEE 802.11 - al- gumas vezes referidos como WiFi®), os protocolos para outras conexões de comunicações sem fio de curto alcance tal como o protocolo Bluetooth®, etc.

O circuito de entrada - saída 14 pode ser utilizado para permitir que os dados sejam supridos para o dispositivo 10 e permitir que os dados sejam supridos do dispositivo 10 para dispositivos externos. Os dispositivos de entrada - saída 18 tais como as telas de toque e outras interfaces de en- trada de usuário são exemplos de circuito de entrada - saída 14. Os disposi- tivos de entrada - saída 18 podem também incluir os dispositivos de entrada - saída de usuário tais como botões, joysticks, rodas de clique, rodas de ro- lagem, mesas de toque, teclados compactos, teclados, microfones, câmeras, etc. Um usuário pode controlar a operação do dispositivo 10 suprindo os comandos através de tais dispositivos de entrada de usuário. Os dispositivos de display e de áudio podem estar incluídos nos dispositivos 18 tais como as telas de display de cristal líquido (LCD), os diodos de emissão de luz (LEDs)1 os diodos de emissão de luz orgânicos (OLEDs)1 e outros componentes que apresentem informações visuais e dados de status. Os componentes de dis- play e de áudio nos dispositivos de entrada - saída 18 podem também inclui um equipamento de áudio tal como alto-falantes e outros dispositivos para criar som. Se desejado, os dispositivos de entrada - saída 18 podem conter um equipamento de interface de áudio - vídeo tais como tomadas e outros conectores para fones de ouvido e monitores externos. O circuito de comunicações sem fio 20 pode incluir um circuito

de transceptor de radiofreqüência (RF) 23 formado de um ou mais circuitos integrados, circuito de amplificador de potência, amplificadores de entrada de baixo ruído, componentes de RF passivos, uma ou mais antenas, e ou- tros circuitos para manipular os sinais sem fio de RF. Os sinais sem fio po- dem também ser enviados utilizando uma luz (por exemplo, utilizando comu- nicações em infravermelho).

O circuito de comunicações sem fio 20 pode incluir os circuitos de transceptor de radiofreqüência para manipular múltiplas bandas de co- municações de radiofreqüência. Por exemplo, o circuito 23 pode incluir um circuito de transceptor 22 que manipula bandas de 2,4 GHz e 5 GHz para as comunicações de WiFi (IEEE 802.11) e a banda de comunicações de Blue- tooth de 2,4 GHz. O circuito 23 pode também incluir um circuito de transcep- tor de telefone celular 24 para manipular as comunicações sem fio em ban- das de telefone celular tais como as bandas de 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, e 1900 MHz, e a banda de 2100 MHz (como exemplos). O circuito de comunicações sem fio 20 pode incluir um circuito para outras conexões sem fio de curto alcance e longo alcance se desejado. Por exemplo, o circuito de transceptor 23 pode incluir um equipamento de receptor de sistema de posi- cionamento global (GPS) 21, um circuito sem fio para receber sinais de rádio e televisão, circuitos de paging, etc. Em conexões de WiFi e Bluetooth e ou- tras conexões sem fio de curto alcance, os sinais sem fio são tipicamente utilizados para transportar dados sobre dezenas ou centenas de pés. Em conexões de telefone celular e outras conexões de longo alcance, os sinais sem fio são tipicamente utilizados para transportar dados sobre milhares de pés ou milhas.

O circuito de comunicações sem fio 20 pode incluir as antenas 26 tal como uma antena ou antenas localizadas adjacentes à janela de ante- na 58 e sob a porção periférica inativa 54 do display 50. As antenas 26 po- dem ser antenas de banda única que cada uma cobre uma banda de comu- nicações desejada específica ou podem ser antenas de múltiplas bandas. Uma antena de múltiplas bandas pode ser utilizada, por exemplo, para cobrir múltiplas bandas de comunicações de telefone celular. Se desejado, uma antena de banda dupla pode ser utilizada para cobrir duas bandas de WiFi (por exemplo, 2,4 GHz e 5 GHz). Uma antena de banda única pode ser utili- zada para receber os sinais de sistema de navegação por satélite tais como os sinais de Sistema de Posicionamento Global a 1575 MHz (como um e- xemplo). Diferentes tipos de antenas podem ser utilizados para diferentes bandas e combinações de bandas. Por exemplo, pode ser desejável formar uma antena de banda dupla para formar uma antena de conexão sem fio local, uma antena de múltiplas bandas para manipular as bandas de comu- nicações de telefone celular, e uma antena de banda única para formar uma antena de sistema de posicionamento global (como exemplo).

Os percursos de linha de transmissão 44 podem ser utilizados para transportar os sinais de radiofreqüência entre os transceptores 23 e as antenas 26. Os transceptores de radiofreqüência tais como os transceptores de radiofreqüência 23 podem ser implementados utilizando um ou mais cir- cuitos integrados e componentes associados (por exemplo, circuitos de co- mutação, componentes de rede casados tais como indutores discretos, ca- pacitores, e resistores, e redes de filtro de circuito integrado, etc.). Estes dis- positivos podem ser montados em quaisquer estruturas de montagem ade- quadas. Como uma disposição adequada, os circuitos integrados de trans- ceptor podem ser montados sobre uma placa de circuito impresso. Os per- cursos 44 podem ser utilizados para interconectar os circuitos integrados de transceptor e outros componentes sobre a placa de circuito impresso com as estruturas de antena no dispositivo 10. Os percursos 44 podem incluir quais- quer percursos condutivos adequados sobre os quais os sinais de radiofre- qüência podem ser transportados incluindo as estruturas de percurso de li- nha de transmissão tais como os cabos coaxiais, as linhas de transmissão de microfita, etc.

As antenas 26 podem, em geral, ser formadas utilizando quais- quer tipos de antena de adequados. Exemplos de tipos de antena adequa- dos para as antenas 26 incluem as antenas com elementos ressonantes que são formados de estruturas de antena amplificadora direcional, estruturas de antena de F invertido, estruturas de antena de fenda fechada e aberta, estru- tura de antena de loop, monopolos, dipolos, estruturas de antena de F inver- tido planas, híbridos destes projetos, etc. Como uma disposição adequada, a qual é algumas vezes aqui descrita como um exemplo, parte do alojamento 12 (por exemplo, a porção de alojamento 12 na vizinhança da janela de an- tena 58) pode formar uma estrutura de terra para a antena associada com a janela 58. As estruturas de terra de antena podem também ser formadas de trilhas condutivas sobre placas de circuito impresso, membros de alojamento internos tais como membros de quadro e placas de alojamento internas es- truturais, porções condutivas de componentes tais como conectores, e ou- tras estruturas condutivas.

Uma vista traseira do dispositivo eletrônico 10 na vizinhança da janela dielétrica 58 está mostrada na Figura 4. Como mostrado na Figura 4, as antenas 26 podem cada uma incluir um elemento ressonante de antena e um terra de antena. No exemplo da Figura 4, um substrato de elemento res- sonante de antena 62A inclui um elemento ressonante de antena 64-1 e um elemento ressonante de antena 64-2 os elementos ressonantes de antena 64-1 e 64-2 podem ser formados de um condutor padronizado tal como co- bre padronizado, ouro, ou outros metais. O substrato 62A pode ser formado de um substrato de circuito flex tal como uma folha de poliimida ou outra fo- lha de polímero flexível. Em conjunto com as estruturas condutivas próximas tais como porções de alojamento 12 ou outras estruturas de terra que ser- vem como um terra de antena, os elementos ressonantes de antena 64-1 e 64-2 formam as respectivas primeira e segunda antenas 26.

Na porção inferior da janela de antena 58 no exemplo da Figura 4, o elemento ressonante de antena 64-3 sobre o substrato de elemento res- sonante de antena 62B pode formar outra antena 26 tal como outra antena de telefone celular. O substrato 62B pode ser, por exemplo, um substrato de circuito flex e o elemento ressonante de antena 64-3 pode ser formado utili- zando uma trilha metálica padronizada sobre o substrato de circuito flex. Componentes 60 tais como uma câmera ou outro componente eletrônico para o dispositivo 10 podem estar interpostos entre os substratos 62A e 62B. Com uma disposição adequada, a antena formada do elemento

ressonante de antena 64-3 pode servir como uma antena de telefone celular primária para o dispositivo 10 e o elemento ressonante de antena 64-1 pode servir como uma antena de telefone celular secundária para o dispositivo 10. A antena formada do elemento ressonante de antena 64-2 pode servir como uma antena de sistema de navegação por satélite tal como uma antena de Sistema de Posicionamento Global. Isto é meramente ilustrativo. Os elemen- tos ressonantes de antena 64-1, 64-2, e 64-3 e, se desejado, elementos res- sonantes de antena adicionais no dispositivo 10 podem ser utilizados na formação de quaisquer tipos adequados de antenas. As antenas 26 podem estar conectadas no circuito de transcep-

tor 23 (por exemplo, no circuito de transceptor de telefone celular, no circuito de receptor de sistema de navegação por satélite, etc.) utilizando os percur- sos de linha de transmissão 44.

Uma vista lateral em corte transversal do alojamento 12 do dis- positivo 10 que mostra como o substrato de elemento ressonante de antena 62A pode ser montado sob a superfície da camada de vidro de cobertura 68 no display 50 está mostrada na Figura 5. Como mostrado na Figura 5, o dis- play 50 pode incluir um módulo de display (por exemplo, um módulo de dis- play de cristal líquido ou um modo de display de emissão de luz orgânico tal como o módulo 72 na área ativa 56). Na área inativa 54, uma camada de material opaco 66 tal como uma tinta preta pode ocultar o substrato de ele- mento ressonante de antena 62A da vista de um usuário do dispositivo 10. Os elementos ressonantes de antena no substrato 62A (isto é, os elementos ressonantes de antena 64-1 e 64-2 da Figura 4) podem ser alimentados utilizando as respectivas alimentações de antena e podem for- mar as respectivas primeira e segunda antenas. A Figura 5 mostra como cada linha de transmissão 44 no dispositivo 10 poderia estar acoplada a uma respectiva antena utilizando uma respectiva alimentação de antena que tem um terminal de alimentação de antena positivo tal como o terminal 76 e um terminal de alimentação de antena de terra tal como o terminal 78. Os termi- nais de alimentação de antena positivos 76 podem estar acoplados a trilhas sobre os substratos de elemento ressonante de antena. Os terminais de ali- mentação de antena de terra podem estar acoplados a estruturas de terra de antena condutivas tal como a estrutura de alojamento 12. As linhas de transmissão 44 podem acoplar os terminais de alimentação 76 e 78 no cir- cuito de transceptor de radiofreqüência 23 sobre uma placa de circuito im- presso 79.

O substrato de elemento ressonante de antena 62A pode estar enrolado ao redor de um suporte dielétrico tal como o suporte 70. O suporte 70 pode ser formado de qualquer material dielétrico adequado (por exemplo, um plástico tal como um polímero de cristal líquido ou outro dielétrico ade- quado). Em configurações de alojamento do tipo mostrado na Figura 5 nas quais uma porção do alojamento (isto é, a janela de antena 58) é curva, o suporte 70 pode ter superfícies plana e curva opostas. A superfície superior plana do suporte 70 pode estar montada contra a superfície interna plana do vidro de cobertura de display 68. A superfície inferior curva do suporte 70 pode estar montada contra a superfície curva coincidente da janela de dielé- trico 58. Em alojamentos com outras formas, outras configurações adequa- das para o suporte 70 podem ser utilizadas se desejado. O substrato de e- Iemento ressonante de antena 62A pode, se desejado, ser preso no suporte 70 utilizando um adesivo (por exemplo, um adesivo sensível à pressão). Uma vista em perspectiva frontal do suporte 70 que mostra co-

mo a superfície inferior curva e a superfície superior plana oposta do suporte podem se encontrar ao longo de um eixo geométrico comum (eixo geométri- co 90) que corre ao longo da borda superior periférica do dispositivo 10 está mostrada na Figura 6.

A Figura 7 é uma vista em perspectiva traseira do suporte 70. Como mostrado na Figura 7, o substrato 62A pode estar provido com carac- terísticas que ajudam a acoplar as linhas de transmissão 44 na primeira e na segunda antenas associadas com o suporte 70. Especificamente, o substra- to 62A pode ter uma protuberância que tem uma trilha de elemento resso- nante com uma primeira abertura tal como a abertura 86-1. Um parafuso 82- 1 pode passar através da abertura 86-1 e pode aparafusar dentro do furo de parafuso correspondente 80-1 na porção de alojamento 12" para aterrar a trilha e formar o terminal de antena de terra 78-1 para a primeira antena (por exemplo, a antena de telefone celular). Um elemento ressonante de antena parasítico que é utilizado para prover a antena de telefone celular com uma alta cobertura de banda pode estar acoplado no terminal 92. Quando monta- do no dispositivo 10, o terminal 92 pode estar aterrado na porção de aloja- mento condutivo 12'. O substrato 62A pode também ter uma protuberância com uma trilha de elemento ressonante que tem uma segunda abertura tal como a abertura 86-2. Um parafuso 82-2 pode passar através da abertura 86-2 e pode aparafusar dentro do furo de parafuso 80-2 correspondente na porção de alojamento 12" para aterrar a trilha e formar o terminal de antena de terra 78-2 para a segunda antena (por exemplo, a antena de sistema de navegação por satélite).

As cavidades cheias de ar no suporte 70 tal como as cavidades 84 podem facilitar a formação do suporte 70 utilizando as técnicas de mol- dagem por injeção.

A Figura 8 é uma vista de topo de uma versão não enrolada do substrato 62A, antes do substrato 62A ser montado no suporte 70. Durante a montagem, o substrato 62A é dobrado ao longo do eixo geométrico longitu- dinal 90 e é enrolado ao redor do suporte 70 de modo a cobrir as superfícies plana e curva do suporte 70.

Como mostrado na Figura 8, o substrato 62A pode ter uma trilha metálica alongada que forma o elemento ressonante de antena 64-2. O ele- mento ressonante de antena 64-2 pode ser utilizado para formar um elemen- to ressonante de antena de navegação por satélite para uma antena de na- vegação por satélite (por exemplo, uma antena de Sistema de Posiciona- mento Global que opera a 1575 MHz). O terminal 76-2 pode estar acoplado a uma extremidade da trilha para o elemento ressonante de antena 64-2. A linha de transmissão 44-1 pode ter um condutor positivo que está acoplado no terminal 76-2 e um condutor de terra que está acoplado no terminal de terra 78-2 e a trilha sobre a porção protuberante do substrato de circuito flex 62A que inclui o furo 86-2. Na extremidade oposta do substrato 62A (isto é, a extremidade

esquerda na configuração da Figura 8), o substrato 62A pode ter uma se- gunda trilha de elemento ressonante de antena que é utilizada para formar o elemento ressonante de antena 64-1. O elemento ressonante de antena 64- 1 pode estar associado com uma antena de telefone celular tal como uma antena de telefone celular de duas bandas para receber dados sem fio de voz e não voz pelas redes de telefone celular. O terminal de alimentação de antena positivo 76-1 pode estar acoplado na perna 96 do elemento resso- nante de antena 64-2. A linha de transmissão 44-1 pode ter um condutos positivo que está acoplado no terminal 76-1. A linha de transmissão 44-1 pode também ter um condutos de terra que está acoplado no terminal de terra 78-1. O terminal de terra 78-1 pode ser formado da porção de elemento ressonante de antena 64-1 na extremidade da perna 98 que contém o furo 86-1.

O elemento ressonante de antena parasítico 94 pode ser forma- do de uma tira de condutor (isto é, uma trilha metálica padronizada) que está eletricamente isolada da trilha 64-1 sobre o substrato 62A e que não é dire- tamente alimentada por uma das linhas de transmissão 44-1 e 44-2. Uma extremidade do elemento ressonante de antena parasítico 94 pode estar aterrado no alojamento 12 (isto é, a porção de alojamento 12' da Figura 7) no terminal 92.

Um gráfico da resposta das antenas formadas utilizando as es- truturas de antena da Figura 8 está mostrado na Figura 9. No gráfico da Fi- gura 9, a razão de onda estacionária (SWR) foi mapeada como uma função de freqüência de operação. A linha cheia 100 mostra a resposta da antena de telefone celular formada utilizando o elemento ressonante de antena 64-1 e o elemento ressonante de antena parasítico 94. Como mostrado pela linha 100, esta antena pode exibir picos ressonantes em uma banda de baixa fre- qüência centrada na freqüência f1 (por exemplo, 850 MHz ou 700 MHz ou 900 MHz) e uma banda de alta freqüência centrada na freqüência f2 (por exemplo, 1900 MHz ou 1800 MHz ou 2100 MHz). A linha tracejada 104 mos- tra como a resposta do elemento ressonante de antena 64-1 pode ser fraca na banda alta associada com a freqüência f2 na ausência do elemento res- sonante de antena parasítico 94. Quando o elemento ressonante de antena parasítico 94 está presente, no entanto, a antena de telefone celular pode exibir uma resposta satisfatória na freqüência f2, como ilustrado pela linha cheia 100. A linha 102 ilustra a resposta da segunda antena formada sobre o substrato 64A (isto é, a antena de Sistema de Posicionamento Global forma- da utilizando a trilha 64-2 da Figura 8).

Se desejado, outros tipos de antenas podem ser formados sobre o substrato 62A. A disposição ilustrativa das Figuras 8 e 9 na qual o substra- to 62A inclui uma antena de telefone celular e uma antena de Sistema de Posicionamento Global é meramente ilustrativa. Mais ainda, podem existir mais de duas antenas separadas formadas sobre um substrato de circuito flex enrolado comum. O presente exemplo envolve uma disposição na qual a primeira e a segunda antenas têm um primeiro e um segundo elementos ressonantes de antena que estão formados em extremidades Iongitudinal- mente opostas de um substrato de circuito flex enrolado comum. Se deseja- do um substrato de elemento ressonante de antena de circuito flex pode ser utilizado para formar três ou mais elementos ressonantes de antena para três ou mais respectivas antenas.

De acordo com uma modalidade, uma estrutura de antena de dispositivo eletrônico está provida que inclui uma estrutura de suporte plásti- ca que tem uma primeira e uma segunda superfícies opostas e um substrato de elemento ressonante de antena que tem um primeiro e um segundo ele- mentos ressonantes de antena para uma primeira e uma segunda respecti- vas antenas, em que o substrato de elemento ressonante de antena está enrolado ao redor da estrutura de suporte plástica e cobre a primeira e a se- gunda superfícies.

De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de

dispositivo eletrônico está provida que também inclui um elemento ressonan- te de antena parasítico sobre o substrato de elemento ressonante de antena que forma parte da primeira antena.

De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de dispositivo eletrônico está provida em que a estrutura de elemento ressonan- te de antena parasítico compreende uma tira de condutor que tem um termi- nal que está conectado a um alojamento de dispositivo eletrônico.

De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de dispositivo eletrônico está provida em que a primeira antena está configura- da para operar na primeira e na segunda banda de comunicação de telefone celular.

De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de dispositivo eletrônico está provida em que a segunda antena está configura- da para operar em uma banda de sistema de navegação por satélite. De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de

dispositivo eletrônico está provida em que a primeira superfície compreende uma superfície plana, em que a segunda superfície compreende uma super- fície curva, e em que o substrato de elemento ressonante de antena com- preende uma folha flexível de polímero que está presa com adesivo na pri- meira e na segunda superfície.

De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de dispositivo eletrônico está provida em que a primeira e a segunda superfícies se encontram ao longo de um eixo geométrico e em que o substrato de ele- mento ressonante de antena é dobrado ao longo do eixo geométrico. De acordo com outra modalidade, uma estrutura de antena de

dispositivo eletrônico está provida em que o eixo geométrico corre ao longo de uma dimensão longitudinal do substrato de elemento ressonante de ante- na, em que o substrato de elemento ressonante de antena tem uma primeira e uma segunda extremidade longitudinalmente oposta, em que o primeiro elemento ressonante de antena está localizado na primeira extremidade, e em que o segundo elemento ressonante de antena está localizado na se- gunda extremidade.

De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está provido que inclui um suporte dielétrico que tem uma primeira e uma segun- da superfície oposta, um substrato de elemento ressonante de antena flexí- vel que cobre pelo menos parte da primeira e da segunda superfície, um alo- jamento condutivo que forma um terra de antena, um primeiro elemento res- sonante de antena sobre o substrato de elemento ressonante de antena fle- xível, em que o terra de antena e o primeiro elemento ressonante de antena formam uma primeira antena, e um segundo elemento ressonante de antena sobre o substrato de elemento ressonante de antena flexível, em que o terra de antena e o segundo elemento ressonante de antena formam uma segun- da antena.

De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está provido o qual também inclui uma janela dielétrica no alojamento condutivo, em que o suporte está montado adjacente à janela dielétrica. De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está

provido que também inclui um display com uma camada de vidro de cobertu- ra, em que o suporte está montado adjacente à camada de vidro de cobertu- ra.

De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está provido em que a primeira superfície compreende uma superfície plana e em que o suporte dielétrico está montado de modo que a superfície plana fique contra a camada de vidro de cobertura.

De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está provido em que o display tem uma área ativa que está circundada por uma área inativa periférica, em que uma superfície interna da camada de vidro de cobertura na área inativa periférica está coberta com uma camada de mas- caramento opaca, e em que a superfície plana está coberta pela camada de mascaramento opaca.

De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está provido em que a janela dielétrica tem uma forma curva e em que a segunda superfície é curva para coincidir com a forma curva da janela dielétrica.

De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está

provido que também inclui um elemento ressonante de antena parasítico sobre o substrato de elemento ressonante de antena flexível adjacente ao primeiro elemento ressonante de antena, em que o elemento ressonante de antena parasítico forma parte da primeira antena. De acordo com outra modalidade, um dispositivo eletrônico está

provido que também inclui uma camada de vidro de cobertura de display e uma janela dielétrica, em que o suporte dielétrico está interposto entre o vi- dro de cobertura de display e a janela dielétrica de modo que os sinais de radiofreqüência sejam recebidos pela primeira e segunda antena através do vidro de cobertura de display e a janela dielétrica.

De acordo com outra modalidade, um aparelho está provido que inclui um suporte dielétrico, e um substrato de elemento ressonante de ante- na flexível enrolado ao redor do suporte dielétrico e que tem um primeiro e um segundo elementos ressonantes de antena que formam a primeira e a segunda antena.

De acordo com outra modalidade, um aparelho está provido em que o suporte dielétrico tem uma primeira e uma segunda superfície que se encontram ao longo de um eixo geométrico, em que o substrato ressonante de antena flexível é dobrado sobre o suporte ao longo do eixo geométrico, e em que o substrato de elemento ressonante de antena flexível cobre a pri- meira e a segunda superfícies.

De acordo com outra modalidade, um aparelho está provido que também inclui um elemento ressonante de antena parasítico sobre o subs- trato de elemento ressonante de antena flexível que forma parte da primeira antena.

De acordo com outra modalidade, um aparelho está provido em que a primeira antena está configurada para operar em pelo menos duas bandas de comunicações de telefone celular e em que a segunda antena está configurada para operar em uma banda de sistema de navegação por satélite.

O acima é meramente ilustrativo dos princípios desta invenção e várias modificações podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem afastar do escopo e do espírito da invenção.

Claims

1. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico, que compreen- de: uma estrutura de suporte plástica que tem uma primeira e uma segunda superfície oposta; e um substrato de elemento ressonante de antena que tem um primeiro e um segundo elemento ressonante de antena para uma primeira e uma segunda respectiva antena, em que o substrato de elemento ressonan- te de antena está enrolado ao redor da estrutura de suporte plástica e cobre a primeira e a segunda superfície.

2. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 1, ainda compreendendo um elemento ressonante de antena parasítico sobre o substrato de elemento ressonante de antena que forma parte da primeira antena.

3. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 2, em que a estrutura de elemento ressonante de antena para- sítico compreende uma tira de condutor que tem um terminal que está co- nectado a um alojamento de dispositivo eletrônico.

4. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 2, em que a primeira antena está configurada para operar na primeira e na segunda banda de comunicação de telefone celular.

5. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 4, em que a segunda antena está configurada para operar em uma banda de sistema de navegação por satélite.

6. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira superfície compreende uma superfície plana, em que a segunda superfície compreende uma superfície curva, e em que o substrato de elemento ressonante de antena compreende uma folha flexível de polímero que está presa com adesivo na primeira e na segunda 30 superfície.

7. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira e a segunda superfície se encontram ao longo de um eixo geométrico e em que o substrato de elemento ressonante de antena é dobrado ao longo do eixo geométrico.

8. Estrutura de antena de dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 7, em que o eixo geométrico corre ao longo de uma dimensão longitudinal do substrato de elemento ressonante de antena, em que o subs- trato de elemento ressonante de antena tem uma primeira e uma segunda extremidade longitudinalmente opostas, em que o primeiro elemento resso- nante de antena está localizado na primeira extremidade, e em que o se- gundo elemento ressonante de antena está localizado na segunda extremi-10 dade.

9. Dispositivo eletrônico, que compreende: um suporte dielétrico que tem uma primeira e uma segunda su- perfícies oposta; um substrato de elemento ressonante de antena flexível que co- bre pelo menos parte da primeira e da segunda superfície; um alojamento condutivo que forma um terra de antena; um primeiro elemento ressonante de antena sobre o substrato de elemento ressonante de antena flexível, em que o terra de antena e o primeiro elemento ressonante de antena formam uma primeira antena; e um segundo elemento ressonante de antena sobre o substrato de elemento ressonante de antena flexível, em que o terra de antena e o segundo elemento ressonante de antena formam uma segunda antena.

10. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 9, ainda compreendendo uma janela dielétrica no alojamento condutivo, em que o suporte está montado adjacente à janela dielétrica.

11. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 10, ain- da compreendendo um display com uma camada de vidro de cobertura, em que o suporte está montado adjacente à camada de vidro de cobertura.

12. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 11, emque a primeira superfície compreende uma superfície plana e em que o su- porte dielétrico está montado de modo que a superfície plana fique contra a camada de vidro de cobertura.

13. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 12, em que o display tem uma área ativa que está circundada por uma área inativa periférica, em que uma superfície interna da camada de vidro de cobertura na área inativa periférica está coberta com uma camada de mascaramento opaca, e em que a superfície plana está coberta pela camada de mascara- mento opaca.

14. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 13, em que a janela dielétrica tem uma forma curva e em que a segunda superfície é curva para coincidir com a forma curva da janela dielétrica.

15. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 9, ainda compreendendo um elemento ressonante de antena parasítico sobre o subs- trato de elemento ressonante de antena flexível adjacente ao primeiro ele- mento ressonante de antena, em que o elemento ressonante de antena pa- rasítico forma parte da primeira antena.

16. Dispositivo eletrônico de acordo com a reivindicação 15, ain- da compreendendo uma camada de vidro de cobertura de display e uma janela dielétrica, em que o suporte dielétrico está interposto entre o vidro de cobertura de display e a janela dielétrica de modo que os sinais de radiofre- qüência sejam recebidos pelas primeira e segunda antenas através do vidro de cobertura de display e a janela dielétrica.

17. Aparelho que compreende: um suporte dielétrico; e um substrato de elemento ressonante de antena flexível enrola- do ao redor do suporte dielétrico e que tem um primeiro e um segundo ele- mento ressonante de antena que formam a primeira e a segunda antena.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 17, em que o supor- te dielétrico tem uma primeira e uma segunda superfície que se encontra ao longo de um eixo geométrico, em que o substrato ressonante de antena fle- xível é dobrado sobre o suporte ao longo do eixo geométrico, e em que o substrato de elemento ressonante de antena flexível cobre a primeira e a segunda superfícies.

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 18, ainda compre- endendo um elemento ressonante de antena parasítico sobre o substrato de elemento ressonante de antena flexível que forma parte da primeira antena.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, em que a pri- meira antena está configurada para operar em pelo menos duas bandas de comunicação de telefone celular e em que a segunda antena está configura- da para operar em uma banda de sistema de navegação por satélite.