BR112019023723A2

BR112019023723A2 - Dispositivo de comunicação

Info

Publication number: BR112019023723A2
Application number: BR112019023723-2A
Authority: BR
Inventors: Khripkov Alexander; Li Linsheng; Tian Ruiyuan
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2020-05-26
Also published as: KR102256657B1; US11075446B2; EP3616259B1; KR20200004870A; EP3616259A1; US20200203804A1; AU2021215154A1; AU2017413139A8; US11605879B2; AU2021215154B2; JP2021193824A; JP2020520178A; JP7287739B2; AU2017413139A1; CN110546812B; WO2018206116A1; JP6946466B2; CN110546812A; US20210344103A1; AU2017413139B2

Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo de comunicação (100) para uma comunicação sem fio. o dispositivo de comunicação (100) compreende um invólucro (102) que compreende uma cobertura dielétrica dianteira (131), uma cobertura dielétrica traseira (132) e uma armação de metal (110) arranjada circunferencialmente entre a cobertura dielétrica dianteira (131) e a cobertura dielétrica traseira (132), em que a armação de metal (110) forma uma primeira antena configurada para irradiar em um primeiro conjunto de faixas de frequência (fb1). o dispositivo de comunicação (100) também compreende um circuito (170) arranjado dentro do invólucro (102), em que o circuito (170) é isolado eletricamente da armação de metal (110) e compreende pelo menos uma primeira linha de alimentação (191; 192) acoplada à armação de metal (110) e configurada para alimentar a primeira antena com um primeiro conjunto de sinais de rádio frequência no primeiro conjunto de faixas de frequência (fb1). o dispositivo de comunicação (100) também compreende uma segunda antena (150) arranjada dentro do invólucro (102), em que a segunda antena (150) compreende um ou mais elementos de irradiação (330; 340) configurados para irradiar em um segundo conjunto de faixas de frequência (fb2) através de pelo menos uma abertura (120) da armação de metal (110), em que pelo menos uma faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência (fb1) não se sobrepõe com pelo menos uma faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência (fb2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO.

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de comunicação para uma comunicação sem fio.

Antecedentes

[002] Dispositivos de comunicação tais como, por exemplo, telefones móveis, precisam suportar tecnologias de rádio cada vez mais diferentes. Essas tecnologias de rádio podem incluir tecnologias de rádio celulares, tais como rádio 2G/3G/4G, bem como tecnologias de rádio não celulares. Convencionalmente, cada tecnologia de rádio requer uma antena dedicada que transmite e recebe sinais de rádio. O desenho de antenas separadas para cada tecnologia de rádio torna o desenho de dispositivos de comunicação muito desafiador, por exemplo, devido às limitações do espaço nos dispositivos de comunicação. Além disso, a colocação de muitas antenas umas próximas das outras pode conduzir a problemas sérios de acoplamento das antenas.

[003] Na tecnologia de rádio 5G vindoura, a faixa de frequência usada será expandida abaixo de 6 GHz, também conhecida como sub6 GHz, até 60 GHz, também conhecidas como frequências de ondas milimétricas (mmWave). Desse modo, mais antenas serão necessárias para suportar todas as faixas de frequência requeridas. Para frequências de mmWave, a aplicação de rádio requer o uso de uma disposição de múltiplos elementos de antena. A disposição de antenas é integrada em um módulo junto com um circuito integrado de rádio frequência (RFIC) e processadores de banda base (BB) de modo a formar uma antena de mmWave. Os desenhos convencionais requerem uma antena de mmWave separada que precisa ser implementada no dispositivo de comunicação. Desse modo, cada uma dentre a antena

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2/31 convencional de sub-6 GHz e a antena de mmWave ocupa o seu próprio espaço no dispositivo de comunicação e precisa ser coposicionada no dispositivo de comunicação. Isto conduz a desafios relacionados à utilização do espaço dentro do dispositivo de comunicação, bem como problemas de compatibilidade eletromagnética entre os dois tipos de antenas. Além disso, tipicamente as antenas de mmWave não são compatíveis com o a superfície traseira de metal que cobre tipicamente um dispositivo de comunicação convencional.

[004] Consequentemente, a introdução de uma nova tecnologia de rádio, tal como 5G, conduz a desafios no desenho da antena dos futuros dispositivos de comunicação.

Sumário

[005] Um objetivo das modalidades da invenção consiste na provisão de uma solução que mitiga ou resolve os inconvenientes e problemas das soluções convencionais.

[006] Os objetivos acima e outros ainda são resolvidos pelo objeto das reivindicações independentes. Outras formas vantajosas de implementação da presente invenção podem ser encontradas nas reivindicações dependentes.

[007] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, os objetivos acima mencionados e outros ainda são atingidos com um dispositivo para uma comunicação sem fio, em que o dispositivo de comunicação compreende:

um invólucro que compreende uma cobertura dielétrica dianteira, uma cobertura dielétrica traseira e uma armação de metal arranjada circunferencialmente entre a cobertura dielétrica dianteira e a cobertura dielétrica traseira, em que a armação de metal forma uma primeira antena configurada para irradiar em um primeiro conjunto de faixas de frequência;

um circuito arranjado dentro do invólucro, em que o circuito

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3/31 é isolado eletricamente da armação de metal e compreende pelo menos uma primeira linha de alimentação acoplada à armação de metal e configurada para alimentar a primeira antena com um primeiro conjunto de sinais de rádio frequência no primeiro conjunto de faixas de frequência;

uma segunda antena arranjada dentro do invólucro, em que a segunda antena compreende um ou mais elementos de irradiação configurados para irradiar em um segundo conjunto de faixas de frequência através de pelo menos uma abertura da armação de metal, em que pelo menos uma faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência não se sobrepõe com pelo menos uma faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência.

[008] Portanto, deve ser compreendido que o presente dispositivo de comunicação compreende uma ou mais aberturas através das quais irradiam os elementos de irradiação da segunda antena. Uma abertura pode formar em um exemplo um furo passante ou um entalhe na armação de metal. O furo passante ou o entalhe pode ser preenchido com um material dielétrico que tem propriedades de compatibilidade de impedância apropriadas. O furo passante ou o entalhe pode assumir muitos formatos diferentes, tais como uma cruz, um retângulo, um quadrado, um círculo, etc.

[009] Deve ser entendido que um conjunto de faixas de frequência nesta divulgação compreende uma ou mais faixas de frequência. Além disso, o significado que uma faixa de frequência não s sobrepõe com uma outra faixa de frequência deve ser compreendido como indicando que as duas faixas de frequência não têm nenhuma frequência em comum.

[0010] Um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto confere um número de vantagens em relação às soluções convencionais. Uma vantagem é que o desenho da primeira antena e

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4/31 da segunda antena no dispositivo de comunicação permite o uso eficiente do espaço limitado no dispositivo de comunicação.

[0011] O dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto também evita problemas de acoplamento de antenas que surgem quando duas antenas separadas são colocadas uma próxima da outra.

[0012] Além disso, no caso de um dispositivo portátil o desempenho da primeira antena no espaço livre e nas posições ao lado da cabeça e da mão é maximizado pelo arranjo da armação de metal. Pela primeira antena ser formada pela armação de metal, a primeira antena pode utilizar todos os lados e cantos de cima e/ou de baixo para um melhor acoplamento ao modo do chassi, criando desse modo o ambiente ideal para a melhor irradiação.

[0013] Além disso, o ganho da segunda antena e a cobertura de varredura do feixe são maximizados pelo arranjo dos elementos de irradiação da segunda antena dentro do volume da primeira antena.

[0014] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, um ou mais elementos de irradiação da segunda antena são arranjados adjacentes ao circuito. [0015] Uma vantagem com esta forma da implementação é que a eficiência da segunda antena é maximizada, uma vez que o comprimento da linha de alimentação pode ser minimizado. Além disso, permite que a segunda antena e os circuitos correspondentes sejam formados como um módulo de antena monoliticamente integrado, desse modo maximizando o rendimento da produção em massa.

[0016] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, um ou mais elementos de irradiação da segunda antena são arranjados em uma placa do circuito.

[0017] Uma vantagem com esta forma de implementação é o

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5/31 desenho compacto que poupa espaço. Portanto, por exemplo, a razão entre a tela e o fone pode ser aumentada ao arranjar a segunda antena como um módulo integrado dentro da placa. Uma vantagem adicional desta forma de implementação é que os elementos de irradiação podem ser conectados ao circuito como um módulo independente, separado do restante das peças/componentes do dispositivo de comunicação.

[0018] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o dispositivo de comunicação compreende um primeiro dielétrico arranjado dentro do invólucro, em que o primeiro dielétrico é configurado para prover um acoplamento eletromagnético entre um ou mais elementos de irradiação da segunda antena e a abertura.

[0019] Uma vantagem com esta forma de implementação é que as partes dielétricas do dispositivo de comunicação e as partes condutoras do dispositivo de comunicação são configuradas para suportar a propagação de ondas em deslocamento dos elementos da antena para o espaço livre. A direção do fluxo de energia é geralmente ao longo da superfície do dispositivo de comunicação. Desse modo, o padrão de irradiação da segunda antena é geralmente dirigido ao longo da superfície do dispositivo de comunicação. Desse modo, a segunda antena terá uma cobertura espacial melhorada da formação de feixes e da varredura de feixes, propiciando um elevado ganho médio em relação a todas as direções espaciais.

[0020] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o primeiro dielétrico é compatibilizado na impedância para um ou mais elementos de irradiação da segunda antena.

[0021] Uma vantagem com esta forma de implementação é que as reflexões das ondas eletromagnéticas são minimizadas, propiciando uma operação de múltiplas faixas eficiente da segunda antena com o

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6/31 realce da largura de faixa de seus elementos de irradiação.

[0022] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o primeiro dielétrico é arranjado entre um ou mais elementos de irradiação da segunda antena e a abertura.

[0023] Desse modo, é provido das características de irradiação para o plano da armação de metal.

[0024] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, um ou mais elementos de irradiação da segunda antena entram em contato galvânico com a armação de metal na abertura.

[0025] Uma vantagem com esta forma de implementação é que a eficiência e a largura da faixa de frequência da segunda antena são melhoradas, uma vez que a superfície da armação de metal é utilizada como uma parte da abertura de irradiação da segunda antena, desse modo aumentando o tamanho eficaz da segunda antena.

[0026] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, um ou mais elementos de irradiação da segunda antena são integrados pelo menos parcialmente dentro da armação de metal de modo a formar uma parte de uma estrutura de irradiação da primeira antena.

[0027] Uma vantagem com esta forma de implementação é que o ganho da segunda antena e a cobertura de varredura de feixe são maximizados ao arranjar os elementos de irradiação da segunda antena dentro da armação de metal do dispositivo de comunicação, o que significa a uma distância mínima do espaço livre fora do invólucro, desse modo propiciando uma omnicobertura melhorada da segunda antena.

[0028] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o circuito compreende uma segunda linha de alimentação conectada a um circuito integrado

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7/31 de rádio frequência (RFIC) da segunda antena e configurada para alimentar o RFIC com dados, energia e sinais de controle.

[0029] Uma vantagem com esta forma de implementação é que a segunda antena pode ser configurada como um módulo monoliticamente integrado, conectado ao circuito através da segunda linha de alimentação. Desse modo, o segundo módulo da antena pode ser padronizado e desse modo produzido em massa de maneira econômica.

[0030] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, a segunda linha de alimentação compreende um envoltório conectado à armação de metal, em que o envoltório é configurado para aterrar a primeira antena a um aterramento do circuito.

[0031] Uma vantagem com esta forma de implementação é uma solução simples e que poupa espaço para o aterramento da primeira antena.

[0032] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o dispositivo de comunicação compreende um primeiro dielétrico arranjado dentro do invólucro e se estendendo para dentro no invólucro com relação à localização da segunda antena.

[0033] Uma vantagem com esta forma de implementação é que a segunda antena usa o volume dentro do invólucro para a compatibilidade de impedância por meio do primeiro dielétrico que ali se encontra.

[0034] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o primeiro dielétrico é configurado para prover um acoplamento eletromagnético entre um ou mais elementos de irradiação da segunda antena e a cobertura dielétrica dianteira e a cobertura dielétrica traseira, respectivamente.

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[0035] Uma vantagem com esta forma de implementação é que a segunda antena propicia uma formação de feixes de varredura bidimensional em todas as direções espaciais, de radiação longitudinal (ao longo do dispositivo de comunicação), de radiação transversal do lado da tela (perpendicular à tela do dispositivo de comunicação), e de radiação transversal do lado de trás.

[0036] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, a abertura é preenchida com um segundo dielétrico.

[0037] Uma vantagem com esta forma de implementação é que o dispositivo de comunicação é hermeticamente vedado e protegido de fatores ambientais tais como a água, a poeira, a tensão mecânica, etc.

[0038] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, a abertura compreende uma pluralidade de entalhes arranjados em uma fileira.

[0039] Uma vantagem com esta forma de implementação é que os ditos entalhes estão acoplando os elementos de irradiação da segunda antena ao espaço livre fora do invólucro, conferindo desse modo propriedades de compatibilidade de impedância e formação de feixes melhoradas.

[0040] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, a pluralidade de entalhes compreende um primeiro tipo de entalhes e um segundo tipo de entalhes arranjados alternadamente na fileira, em que o primeiro tipo de entalhes é configurado para uma primeira polarização e o segundo tipo de entalhes é configurado para uma segunda polarização ortogonal à primeira polarização.

[0041] Uma vantagem com esta forma de implementação é que a diversidade de polarização pode ser explorada pela segunda antena. A diversidade de polarização é utilizada para permitindo o desempenho

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9/31 de MIMO e/ou uma comunicação de link estável em todas as direções do dispositivo de comunicação.

[0042] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, um ou mais elementos de irradiação da segunda antena compreendem uma primeira disposição de elementos de irradiação configurados para irradiar substancialmente em uma primeira direção paralela a pelo menos uma dentre uma superfície da cobertura dielétrica dianteira e uma superfície da cobertura dielétrica traseira; e uma segunda disposição de elementos de irradiação configurados para irradiar substancialmente em uma segunda direção perpendicular à primeira direção.

[0043] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, a primeira disposição de elementos de irradiação consiste em elementos de irradiação de radiação longitudinal e a segunda disposição de elementos de irradiação consiste em elementos de irradiação de radiação transversal. [0044] Uma vantagem com esta forma de implementação é que a cobertura de ganho da disposição de varredura de feixe constante em todas as direções dentro do ângulo contínuo completo é possível. Desse modo, uma comunicação sem fio com outros dispositivos de comunicação é mantida independentemente da orientação do dispositivo de comunicação e dos cenários do usuário, (como o quando o usuário segura o telefone na posição de falar, na posição de digitar um texto, na posição de vídeo, etc.).

[0045] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, a superfície da cobertura dielétrica dianteira é substancialmente paralela à superfície da cobertura dielétrica traseira.

[0046] Em uma forma da implementação de um dispositivo de

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10/31 comunicação de acordo com o primeiro aspecto, uma superfície da armação de metal é substancialmente perpendicular a pelo menos uma dentre a superfície da cobertura dielétrica dianteira e a superfície da cobertura dielétrica traseira.

[0047] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, o circuito é arranjado em uma placa que se estende dentro do invólucro em paralelo à primeira direção.

[0048] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, todas as faixas de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência não se sobrepõem com todas as faixas de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência.

[0049] Em uma forma de implementação de um dispositivo de comunicação de acordo com o primeiro aspecto, cada faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência fica no intervalo de 400 MHz a 10 GHz e cada faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência fica no intervalo de 10 GHz a 100 GHz.

[0050] Uma vantagem com esta forma de implementação é que o dispositivo de comunicação, por exemplo, suporta:

- sistemas de comunicação MIMO 4x4 sub-6 GHz de múltiplas bandas, tais como: 2G, 3G, 4G LTE, WiFi 802.11a/b/g/n/ac; e

- sistemas de comunicação de mmWave, tais como: faixas de 5G (24,25 GHz a 43 GHz), 802,11ad WiGig (57 GHz a 66 GHz).

[0051] Outras aplicações e vantagens da presente invenção serão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir.

Breve Descrição dos Desenhos

[0052] Os desenhos anexos se prestam a esclarecer e explicar modalidades diferentes da presente invenção, nos quais:

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- a Figura 1a mostra uma seção de um dispositivo de comunicação de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 1b mostra uma seção de um dispositivo de comunicação de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 2 mostra uma seção transversal de um dispositivo de comunicação de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 3 mostra uma segunda antena de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 4 mostra uma seção transversal de um dispositivo de comunicação de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 5 mostra uma seção de um dispositivo de comunicação de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 6 mostra uma seção transversal de um dispositivo de comunicação de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 7 mostra uma segunda antena de acordo com uma modalidade da invenção;

- a Figura 8 mostra uma seção de uma segunda antena de acordo com uma modalidade da invenção; e

- a Figura 9 ilustra entalhes de pelo menos uma abertura de acordo com uma modalidade da invenção.

Descrição Detalhada

[0053] As Figuras 1 a e 1 b mostram uma seção de um dispositivo de comunicação 100 de acordo com modalidades diferentes da invenção. O dispositivo de comunicação 100 compreende um invólucro 102 que compreende uma cobertura dielétrica dianteira 131, uma cobertura dielétrica traseira 132, e uma armação de metal 110 arranjada circunferencialmente entre a cobertura dielétrica dianteira 131 e a cobertura dielétrica traseira 132. A armação de metal 110 pode formar uma estrutura de suporte mecânico entre a cobertura dielétrica dianteira 131 e a cobertura dielétrica traseira 132. Em uma modalidade preferida,

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12/31 a armação de metal é contínua, por exemplo, circunda completamente os componentes arranjados dentro do invólucro 102. Em uma modalidade adicional, a armação de metal 110 pode ser descontínua em uma direção que circunda os componentes arranjados dentro do invólucro 102, por exemplo, contendo áreas que não de metal (áreas dielétricas) entre os mesmos.

[0054] A armação de metal 110 também forma uma primeira antena configurada para irradiar em um primeiro conjunto de faixas de frequência FB1. O dispositivo de comunicação 100 também compreende um circuito 170 arranjado dentro do invólucro 102. O circuito 170 é isolado eletricamente da armação de metal 110 e compreende pelo menos uma primeira linha de alimentação 191; 192 acoplada à armação de metal 110 e configurada para alimentar a primeira antena com um primeiro conjunto de sinais de rádio frequência no primeiro conjunto de faixas de frequência FB1. Portanto, a armação de metal 110 é configurado para emitir sinais de rádio frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência FB1.

[0055] Além disso, o dispositivo de comunicação 100 compreende uma segunda antena 150 arranjada dentro do invólucro 102. A segunda antena 150 compreende um ou mais elementos de irradiação 330; 340 (mostrados, por exemplo, nas Figuras 3 e 7) que são configurados para irradiar em um segundo conjunto de faixas de frequência FB2 através de pelo menos uma abertura 120 da armação de metal 110. Pelo menos uma faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência FB1 não se sobrepõe com pelo menos uma faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência FB2.

[0056] Nas modalidades do dispositivo de comunicação 100 de acordo com a invenção, todas as faixas de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência FB1 não se sobrepõem com todas as faixas de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência FB2.

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Desse modo, a primeira antena e a segunda antena 150 não têm nenhuma faixa de frequência em comum e irão irradiar em faixas de frequência diferentes. Em uma tal modalidade, cada faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência FB1 fica no intervalo de 400 MHz a 10 GHz e cada faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência FB2 fica no intervalo de 10 GHz a 100 GHz. Portanto, a primeira antena pode suportar uma primeira tecnologia de rádio tal como LTE, ao passo que a segunda antena 150 pode suportar uma outra tecnologia de rádio, tal como o novo rádio 5G (NR). Além disso, outras combinações de tecnologias de comunicação de rádio são possíveis.

[0057] A segunda antena 150 pode ser arranjada dentro do invólucro 102 tanto separada da armação de metal 110 quanto total ou parcialmente integrada com a armação de metal 110, tal como mostrado nas duas modalidades diferentes nas Figuras 1a e 1b, respectivamente. Na modalidade mostrada na Figura 1a, a segunda antena 150 é arranjada eletricamente separada da armação de metal 110 e adjacente ao circuito 170. Nesta modalidade, o acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 à abertura 120 da armação de metal 110 é configurado ao usar estruturas dielétricas. Na modalidade mostrada na Figura 1b, a segunda antena 150 é de preferência arranjada adjacente, integrada parcial ou totalmente com a armação de metal 110. Nesta modalidade, o acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 à abertura 120 da armação de metal 110 é configurado ao usar estruturas condutoras.

[0058] As Figuras 1a e 1b mostram a localização relativa entre as peças/componentes diferentes do dispositivo de comunicação 100. Nas modalidades mostradas nas Figuras 1a e 1b, a superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e a superfície da cobertura dielétrica traseira 132 estão ambas se estendendo em uma primeira direção D1. Desse modo,

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14/31 a superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 é substancialmente paralela à superfície da cobertura dielétrica traseira 132. Uma superfície (principal) da armação de metal 100 está se estendendo em uma segunda direção D2, a qual é perpendicular à primeira direção D1. Desse modo, a superfície da armação de metal 110 é substancialmente perpendicular a pelo menos uma dentre a superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e a superfície da cobertura dielétrica traseira 132. A cobertura dielétrica 131, a cobertura dielétrica traseira 132 e a armação de metal 110 podem desse modo em um caso formar uma caixa de formato aproximadamente retangular, onde a cobertura dielétrica 131 e a cobertura dielétrica traseira 132 constituem o topo e o fundo da caixa retangular, respectivamente, e a armação de metal 110 constitui os lados da caixa retangular (por exemplo, como paredes laterais de suporte do invólucro 102).

[0059] O circuito 170 pode ser arranjado em uma placa PCB 230 (mostrada na Figura 5) que se estende dentro do invólucro 102 paralela a pelo menos uma entre a superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e a superfície da cobertura dielétrica traseira 132, isto é, se estendendo na primeira direção D1. Em uma outra modalidade, a localização relativa entre as peças do dispositivo de comunicação 100 pode diferir das localizações relativas mostradas nas Figuras 1a e 1b sem desviar do âmbito da invenção.

[0060] A alimentação, o aterramento e o carregamento da impedância da primeira antena podem ser providos com um ou mais pontos de conexão 191; 192 arranjados entre o circuito 170 e a armação de metal 110. A armação de metal 110 está agindo como emissor da primeira antena, ao passo que o circuito 170 age como ou provê um aterramento para a primeira antena. A primeira antena pode suportar NxN transmissões Multiple Input Multiple Output (MIMO) (onde N é um número inteiro positivo) operando em múltiplas faixas de frequências

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15/31 celulares, por exemplo, de 698 MHz a 5.800 MHz. Tal antena MIMO pode operar em faixas de frequência sobrepostas, permitindo o suporte de agregação de portadora, por exemplo em LTE e LTE avançado. Nas modalidades, a primeira antena pode incluir antenas monopolo, antenas de entalhe, antenas em F invertido, antenas de alimentação múltipla, antenas em formato de T, antenas com alimentação capacitiva ou indutiva, antenas com carregamento de impedância capacitivo ou indutivo, antenas com carregamento de impedância ajustável, e todos os seus derivados. A primeira antena também pode ser configurada para irradiar eficazmente a energia eletromagnética em múltiplas faixas de frequências celulares, por exemplo, de 698 MHz a 5.800 MHz. A primeira antena também pode ser configurada para ter um isolamento mútuo melhor do que 10 dB dentro das ditas faixas de frequência e um coeficiente de correlação de envelope (ECC) que seja menor do que 0,2.

[0061] A Figura 2 mostra uma modalidade do dispositivo de comunicação 100 na qual as estruturas dielétricas são usadas para prover o acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 a pelo menos uma abertura 120 da armação de metal 110. Na Figura 2, o dispositivo de comunicação 100 também compreende um primeiro dielétrico 160 arranjado dentro do invólucro 102, e configurado para separar a segunda antena 150 da armação de metal 110. O primeiro dielétrico 160 é configurado para o acoplamento eletromagnético de um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 à abertura 120 na armação de metal 110. Desse modo, o primeiro dielétrico 160 é arranjado entre um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 e a abertura 120 tal como mostrado na Figura 2. Além disso, o primeiro dielétrico 160 pode ser compatibilizado na impedância para um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150. Desse modo, provendo a

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16/31 compatibilidade de impedância espacial da energia eletromagnética que se propaga através do primeiro dielétrico 160 de um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150.

[0062] O primeiro dielétrico 160 pode ser uma composição de poliamidas - fibra de vidro (GF), policarbonato (PC) - GF, policarbonato (PC) - acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), tereftalato de polibutileno (PBT) - GF, ou materiais similares. O primeiro dielétrico 160 pode ser dado forma através da tecnologia de nano-moldagem baseada geralmente em composições reforçadas com GF. Alternativamente, o primeiro dielétrico 160 pode ser formado como uma peça moldada a injeção à base de resinas tais como o éter polifenilênico (PPE), o sulfeto de PC, o polipropileno (PP), o polietileno (PE) e o polifenileno (PPS).

[0063] As propriedades de outras peças do dispositivo de comunicação 100 mostrado na Figura 2, tais como a cobertura dielétrica dianteira 131, a cobertura dielétrica traseira 132, o enchimento dielétrico 140 sob a cobertura dielétrica traseira 132, e a tela 180, são configuradas para maximizar o desempenho da segunda antena 150.

[0064] Na modalidade mostrada na Figura 2, a segunda antena 150 é posicionada substancialmente perpendicular à armação de metal 110, e substancialmente paralela à tela 180. A abertura 120 é formada dentro da armação de metal 110 substancialmente na frente da segunda antena 150. Desse modo, a abertura 120 acopla a segunda antena 150 com o espaço livre fora do invólucro 102, conferindo compatibilidade de impedância da energia eletromagnética à medida que se propaga de um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 para uma superfície do dispositivo de comunicação 100. A fim de prover um bom acoplamento eletromagnético entre um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 e a abertura 120, a segunda antena 150 e a abertura 120 devem ser alinhadas horizontalmente. No entanto, isto nem sempre é possível devido às considerações do

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17/31 desenho do dispositivo de comunicação 100.

[0065] Em algumas modalidades, a abertura 120 é preenchida com um segundo dielétrico 122 (mostrado na Figura 4). O segundo dielétrico 122 pode compreender o mesmo material dielétrico que o primeiro dielétrico 160 ou um material dielétrico diferente. Os exemplos dos dielétricos que podem ser usados são composições de poliamidas - fibra de vidro (GF), policarbonato (PC) - GF, policarbonato (PC) - acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), tereftalato de polibutileno (PBT) - GF, ou materiais similares. O segundo dielétrico 122 pode ser formado através da tecnologia de nano-moldagem com base geralmente em composições reforçadas com GF. Isto significa que o segundo dielétrico 122 tem uma alta aderência à armação de metal, propriedades mecânicas de rigidez elevada, bem como baixa perda de energia dissipativa. Alternativamente, o segundo dielétrico 122 pode ser formado como uma peça moldada a injeção baseada em resinas tais como o éter polifenilênico (PPE), o sulfeto de PC, o polipropileno (PP), o polietileno (PE) e o polifenileno (PPS).

[0066] A Figura 3 mostra uma modalidade da segunda antena 150. A segunda antena 150 é nesta modalidade baseada em um módulo monoliticamente integrado 310 que compreende múltiplas camadas condutoras 320. Os padrões condutores nas camadas condutoras 320 e nas camadas intercondutoras são configurados para formar disposições de elementos de irradiação 330; 340, linhas de alimentação para esses elementos de irradiação, e almofadas de conexão de montagem para os circuitos de sinais e os componentes relacionados. As linhas de alimentação e os componentes dos circuitos de sinais não são mostrados na Figura 3 para fins de clareza. Tal como mostrado na Figura 3, um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 podem compreender uma primeira disposição de elementos de irradiação 330 e uma segunda disposição de elementos de irradiação

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340. A primeira disposição de elementos de irradiação 330 pode ser configurada para irradiar substancialmente na primeira direção D1, mostrada nas Figuras 1a e 1b. A primeira direção D1 pode ser paralela a pelo menos uma dentre uma superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e uma superfície da cobertura dielétrica traseira 132. Além disso, a segunda disposição de elementos de irradiação 340 pode ser configurada para irradiar substancialmente na segunda direção D2, mostrada nas Figuras 1a e 1b, perpendicular à primeira direção D1. Desse modo, a segunda direção D2 pode ser perpendicular a pelo menos uma dentre uma superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e uma superfície da cobertura dielétrica traseira 132.

[0067] Em algumas modalidades, a primeira disposição de elementos de irradiação 330 consiste em elementos de irradiação de radiação longitudinal 330, por exemplo, antenas guias de ondas, antenas de entalhe, antenas monopolo, antenas em F invertido, e seus derivados. A alimentação dos elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 é provida ao usar as vias de linha de alimentação de sinal 331, e o aterramento é configurado ao usar múltiplas linhas de aterramento 332. A segunda disposição de elementos de irradiação 340 consiste nos elementos de irradiação de radiação transversal 340, por exemplo, elementos de antena de emenda de uma só polarização de dupla polarização, emendas empilhadas, ou seus derivados. A alimentação dos elementos de irradiação de radiação transversal 340 é provida ao usar as vias de linha de alimentação de sinal 341. As vias de linha de alimentação são pontos de conexão aos elementos da antena, em que as vias de linha de alimentação são configuradas para a compatibilidade de impedância da antena.

[0068] Os elementos de irradiação 330; 340 podem ser monoliticamente integrados dentro da segunda antena 150, e o número de elementos de irradiação 330; 340 dentro da segunda antena 150 é

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19/31 dependente da implementação. Qualquer número específico de elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 de elementos de irradiação de radiação transversal 340, bem como a sua respectiva topologia de alocação, fica dentro do âmbito da invenção. A segunda antena 150 pode ser fabricada ao usar uma placa de circuito impressa (PCB), cerâmica cocalcinada a baixa temperatura (LTCC) ou quaisquer outras tecnologias de múltiplas camadas monolíticas, utilizando quaisquer materiais dielétricos. Além disso, o circuito 170 pode ser fabricado ao usar uma PCB, LTCC ou quaisquer outras tecnologias de múltiplas camadas monolíticas, utilizando materiais apropriados.

[0069] A Figura 4 mostra um desenho da segunda antena 150 do dispositivo de comunicação 100 de acordo com uma modalidade. Na Figura 4, um ou mais que elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 são arranjados adjacentes ao circuito 170. Em algumas modalidades, um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 são arranjados em uma placa comum ao circuito 170 e à segunda antena 150, por exemplo, uma PCB. Em outras modalidades, um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 podem ser de preferência arranjados em substratos monoliticamente integrados ou ser fabricadas ao usar um plástico moldado com as partes condutoras gravadas no mesmo.

[0070] A Figura 4 também mostra a localização da segunda antena 150 em relação à abertura 120 da armação de metal 110 e ao primeiro dielétrico 160 de acordo com uma modalidade. O primeiro dielétrico 160 fica localizado entre a armação de metal 110 e o circuito 170 e provê o afastamento necessário para a operação eficiente da primeira antena. Em algumas modalidades, a largura do primeiro dielétrico 160 pode variar dentro de 1 e 5 mm.

[0071] O dispositivo de comunicação 100 compreende partes dielétricas e partes condutoras que são configuradas para formar o

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20/31 acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 à abertura 120 da armação de metal 110. As partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100 compreendem, por exemplo, a cobertura dielétrica dianteira 131 (por exemplo, um vidro dianteiro), a cobertura dielétrica traseira 132 (por exemplo, um vidro traseiro), o primeiro dielétrico 160 (por exemplo, peças de moldagem de inserção), um enchimento dielétrico 140 (por exemplo, espaçadores de plástico), bem como inclusões de cerâmica e as partes dielétricas relacionadas. As partes condutoras do dispositivo de comunicação 100 compreendem, por exemplo, o circuito 170, a tela 180, a armação de metal 110, bem como a PCB, estruturas de proteção e estruturas mecânicas do metal e partes condutoras relacionadas. As partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100, e as partes condutoras do dispositivo de comunicação 100 são configuradas para suportar a propagação de ondas em deslocamento dos elementos da antena para o espaço livre. Desse modo, as reflexões de ondas eletromagnéticas em descontinuidades da estrutura são minimizadas, conferindo desse modo melhores características de irradiação. A direção do fluxo de energia é geralmente ao longo da superfície do dispositivo de comunicação 100, tipicamente ao longo da superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e/ou da superfície da cobertura dielétrica traseira 132. Desse modo, o padrão de irradiação da segunda antena 150 é dirigido geralmente ao longo da superfície do dispositivo de comunicação 100.

[0072] Em algumas modalidades, os elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 são configurados como antenas de ondas em deslocamento com velocidade da fase da onda em deslocamento vi. As antenas de ondas em deslocamento podem ser estruturas de ondas lentas ou estruturas de ondas rápidas.

[0073] Quando as estruturas de ondas lentas das antenas de ondas em deslocamento são usadas, a formação de feixes na segunda antena

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150 é configurada para irradiar ao longo do dispositivo de comunicação 100, algumas vezes chamada de direção de radiação longitudinal. Desse modo, a estrutura da armação de metal 110, as partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100, e as partes condutoras do dispositivo de comunicação 100 formam uma estrutura de ondas lentas que tem a velocidade de fase da onda em deslocamento igual a ou menor do que a velocidade da luz no espaço livre, isto é: vi/c < 1; c = 300.000 km/s. A irradiação no espaço livre é executada nas superfícies externas das partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100, e das partes condutoras do dispositivo de comunicação 100, isto é, em descontinuidades, curvaturas e não uniformidades das ditas partes. Portanto, as faixas de frequência e as propriedades de formação de feixes são definidas por parâmetros geométricos das estruturas mostradas na Figura 4.

[0074] Quando as estruturas de ondas rápidas das antenas de ondas em deslocamento são usadas, a formação de feixes na segunda antena 150 é configurada para irradiar a um ângulo em relação à superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e/ou à superfície da cobertura dielétrica traseira 132 ou geralmente perpendicular à superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e/ou à superfície da cobertura dielétrica traseira 132, chamada algumas vezes de direção de radiação transversal. Desse modo, a estrutura da armação de metal 110, as partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100 e as partes condutoras da forma do dispositivo de comunicação 100 formam estruturas de ondas rápidas que têm a velocidade de fase da onda em deslocamento mais alta do que a velocidade da luz no espaço livre, isto é: vi/c > 1. A estrutura da armação de metal 110, as partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100 e as partes condutoras do dispositivo de comunicação 100 são configuradas de modo que a segunda antena 150 fica irradiando ondas eletromagnéticas no espaço

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22/31 livre em pequenos incrementos por unidade de comprimento ao longo da superfície da abertura 120 na armação de metal 110, da superfície da cobertura dielétrica dianteira 131, ou da superfície da cobertura dielétrica traseira 132. Uma vez que a onda eletromagnética se desloca ao longo das estruturas do dispositivo de comunicação 100 dos elementos de acoplamento à base de PCB para o espaço livre, escapa energia eletromagnética por toda a abertura preenchida com dielétrico 120. O ângulo de irradiação de feixe 0i da direção normal é definido como sen θι = vi/c, indicando o ângulo onde ocorre o máximo do lóbulo principal. Portanto, as faixas de frequência e as propriedades de formação de feixes são definidas por propriedades dielétricas das estruturas da armação de metal 110, das partes dielétricas do dispositivo de comunicação 100, e das partes condutoras do dispositivo de comunicação 100.

[0075] A Figura 5 mostra uma modalidade do dispositivo de comunicação 100 onde as estruturas condutoras são usadas para prover o acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 à armação de metal 110. Na Figura 5, um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 entram em contato galvânico com a armação de metal 110 na abertura 120. Tal como mostrado na Figura 5, um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 podem ser pelo menos parcialmente integrados com a armação de metal 110 de modo a formar uma parte de uma estrutura de irradiação da primeira antena. A Figura 5 também mostra uma placa de PCB 230. A abertura entre a placa de PCB 230 e a armação de metal 110 é configurado para irradiar no primeiro conjunto de faixas de frequência FB1. As segundas linhas de alimentação 241,242, 243 são conectas ao circuito 170 na placa de PCB 230 com a armação de metal 110.

[0076] A Figura 6 mostra a localização da segunda antena 150 dentro da armação de metal 110 de acordo com uma modalidade na

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23/31 qual a segunda antena 150 entra em contato galvânico com a armação de metal 110. A abertura 120 da armação de metal 110 pode ser preenchida com um segundo dielétrico 122. O segundo dielétrico 122 pode compreender o mesmo material dielétrico que o primeiro dielétrico 160 ou um material dielétrico diferente tal como indicado previamente. O segundo dielétrico 122 pode ser fabricado ao usar moldagem com inserção ou quaisquer outras técnicas apropriadas.

[0077] A segunda antena 150 pode ser afixada nas proximidades da abertura 120. Na modalidade mostrada na Figura 6, a segunda antena 150 fica localizada substancialmente paralela à superfície da armação de metal 110, e substancialmente perpendicular à tela 180. Um circuito integrado de rádio frequência (RFIC) 240 é afixado à segunda antena 150, no lado oposto da abertura 120. Em algumas modalidades, a segunda antena 150 utiliza a conexão do tipo flip-chip do RFIC 240, ligação com fio, acondicionamento com uma disposição de grade de esfera (BGA), ou técnicas relevantes.

[0078] De acordo com as modalidades, o circuito 170 pode compreender uma segunda linha de alimentação 241. A segunda linha de alimentação 241 pode ser conectada ao RFIC 240 da segunda antena 150 e configurada para alimentar o RFCI 240 com dados, energia e sinais de controle. Além disso, a segunda linha de alimentação 241 também pode compreender um envoltório conectado à armação de metal 110, em que o envoltório é configurado para aterrar a primeira antena a um aterramento do circuito 170. Desse modo, a segunda linha de alimentação 241 atua como aterramento para a primeira antena, bem como fonte de sinal para a segunda antena 150. Esta modalidade provê o volume mínimo requerido para a primeira antena e a segunda antena 150. O volume da antena é reutilizado de maneira eficaz para a irradiação em todas as faixas de frequência, incluindo segundo conjunto de faixas de frequência FB2.

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[0079] Em algumas modalidades, a espessura da armação de metal 110 com a segunda antena 150 fica abaixo de 1,5 mm, e a espessura da segunda antena 150 fica abaixo de 1 mm.

[0080] O dispositivo de comunicação 100 de acordo com a modalidade mostrada na Figura 6 compreende um primeiro dielétrico 160 arranjado dentro do invólucro 102 e que se estende para dentro no invólucro 102 com relação à localização da segunda antena 150. O primeiro dielétrico 160 é configurado para o acoplamento eletromagnético de um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 à cobertura dielétrica dianteira 131 e à cobertura dielétrica traseira 132, respectivamente. Nas modalidades, o primeiro dielétrico 160 é arranjado entre um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 e da cobertura dielétrica dianteira 131 e da cobertura dielétrica traseira 132, respectivamente. O primeiro dielétrico 160 pode preencher total ou parcialmente o espaço (devido às considerações na montagem) entre um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 e da cobertura dielétrica dianteira 131 e da cobertura dielétrica traseira 132.

[0081] A Figura 7 mostra uma modalidade da segunda antena 150. A segunda antena 150 é nesta modalidade baseada em um módulo monoliticamente integrado 310, que compreende múltiplas camadas condutoras 320. Os padrões condutores nas camadas condutoras 320 e intercamadas condutoras são configurados para formar subdisposições de elementos de irradiação 330; 340, as linhas de alimentação para esses elementos de irradiação, e as almofadas de conexão de montagem para circuitos de sinais e os componentes relacionados. As linhas de alimentação e os componentes de circuitos de sinais não são mostrados na Figura 7 para fins de clareza. O RFIC 240 da segunda antena 150 está alimentando subdisposições de elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150, que são

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25/31 configuradas para excitar o campo eletromagnético através da abertura 120. Desse modo, a irradiação eletromagnética no espaço livre é executada através da abertura 120 da armação de metal 110.0 contato galvânico é provido entre a armação de metal 110 e a segunda antena 150 na superfície 311, que está assegurando o acoplamento eletromagnético para a operação no segundo conjunto de faixas de frequência FB2. Tal como mostrado na Figura 7, um ou mais elementos de irradiação 330; 340 da segunda antena 150 podem compreender uma primeira disposição de elementos de irradiação 330 e uma segunda disposição de elementos de irradiação 340. A primeira disposição de elementos de irradiação 330 pode ser configurada para irradiar substancialmente na primeira direção D1, mostrada nas Figuras 1a e 1b. A primeira direção D1 pode ser paralela a pelo menos uma dentre uma superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e uma superfície da cobertura dielétrica traseira 132. Além disso, a segunda disposição de elementos de irradiação 340 pode ser configurada para irradiar substancialmente na segunda direção D2, mostrada nas Figuras 1a e 1b, perpendicular à primeira direção D1. Desse modo, a segunda direção D2 pode ser perpendicular a pelo menos uma dentre uma superfície da cobertura dielétrica dianteira 131 e uma superfície da cobertura dielétrica traseira 132.

[0082] A Figura 8 mostra uma seção transversal da segunda antena 150. Na modalidade mostrada na Figura 8, a primeira disposição de elementos de irradiação 330 consiste nos elementos de irradiação de radiação longitudinal 330, por exemplo, antenas guias de ondas, antenas de entalhe, antenas monopolo, antenas em F invertido e todos os seus derivados. Os elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 estão utilizando a superfície de contato 311 para o acoplamento eletromagnético com a abertura 120 da armação de metal 110. Neste caso, a formação de feixes é substancialmente na direção de radiação

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26/31 longitudinal, ao longo do dispositivo de comunicação 100. A segunda disposição de elementos de irradiação 340 consiste nos elementos de irradiação de radiação transversal 340, por exemplo, elementos de antena dipolo de uma única polarização ou de dupla polarização, antenas de entalhe, antenas guias de ondas, e seus derivados. Os elementos de irradiação de radiação transversal 340 são correntes de excitação na armação de metal 110 e nas peças de metal adjacentes, tais como a tela, estruturas condutoras internas e as superfícies de componentes relacionados. Neste caso, um entreferro entre a PCB do circuito 170 e a armação de metal 110 forma uma parte da estrutura de formação de feixes do dispositivo de comunicação 100.

[0083] Os elementos de irradiação 330; 340 podem ser monoliticamente integrados dentro da segunda antena 150, e o número de elementos de irradiação 330; 340 dentro da segunda antena 150 é dependente da implementação. Qualquer número específico de extremidade-fogo elementos de irradiação 330 ou broadside que elementos de irradiação 340, bem como a sua respectiva topologia de alocação, estão dentro do âmbito da invenção.

[0084] A Figura 9 mostra uma modalidade do dispositivo de comunicação 100 onde pelo menos uma abertura 120 compreende uma pluralidade de entalhes arranjados em uma fileira. Na modalidade mostrada na Figura 9, a pluralidade de entalhes compreende um primeiro tipo de entalhe e um segundo tipo de entalhe arranjados alternadamente na fileira. O primeiro tipo de entalhe é configurado para uma primeira polarização e o segundo tipo de entalhe é configurado para uma segunda polarização ortogonal à primeira polarização. Isto significa que os sinais da primeira polarização só podem irradiar através de entalhes do primeiro tipo. Da mesma maneira, os sinais da segunda polarização só podem irradiar através de entalhes do segundo tipo.

[0085] A modalidade mostrada na Figura 9 pode ser usada quando

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27/31 os elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 da segunda antena 150 são arranjados para irradiar com duas polarizações diferentes, uma polarização vertical (V) e uma polarização horizontal (H), respectivamente. Os elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 da segunda antena 150 configurados para irradiar na polarização vertical são arranjados alternadamente com os elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 da segunda antena 150 configurados para irradiar na polarização horizontal. Desse modo, a abertura 120 deve compreender os entalhes de formatos diferentes para a polarização vertical e a segundo polarização. Além disso, os entalhes devem ser alternadamente arranjados para corresponder à polarização dos elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 da segunda antena 150, tal como tendo um padrão VHVHVHVH.

[0086] As características de formação de feixes da segunda antena 150 são explicadas no presente documento para as modalidades ao usar estruturas dielétricas para o acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 a pelo menos uma abertura 120. Os elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 estão emitindo energia eletromagnética para a armação de metal 110, e a abertura 120 é configurada para acoplar eficazmente essa energia eletromagnética no espaço livre, o que conduz à formação de feixes na direção horizontal. Os elementos de irradiação estão emitindo energia eletromagnética ao enchimento dielétrico 140 sob a cobertura dielétrica traseira 132 e substancialmente a formação de feixe na direção vertical. O ajuste de fase para os sinais alimentados nos elementos de irradiação de radiação longitudinal em relação aos sinais alimentados nos elementos de irradiação de radiação transversal 340 resulta na inclinação de feixe no plano vertical para qualquer ângulo arbitrário. O controle de fase para elementos vizinhos dentro da primeira disposição de elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 e dentro da segunda disposição

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28/31 de elementos de irradiação de radiação transversal 340 permite a inclinação de feixe no piano horizontal (isto é, ao longo da linha da armação de metal 110).

[0087] As características de formação de feixes da segunda antena 150 são explicadas no presente documento para as modalidades ao usar estruturas condutoras para o acoplamento eletromagnético da segunda antena 150 a pelo menos uma abertura 120. A formação de feixes da segunda antena 150 é executada pelo controle de fase e a comutação de elementos de antena diferentes. Os elementos de irradiação de radiação longitudinal 330 estão utilizando a superfície de contato 411 para o acoplamento eletromagnético com a abertura 120 da armação de metal 110. Neste caso, a formação de feixes é dirigida geralmente na direção de radiação longitudinal ao longo do dispositivo de comunicação 100. Os elementos de irradiação de radiação transversal 340, por exemplo, elementos de antena dipolo de uma única polarização ou de dupla polarização, antenas de entalhe, antenas guias de ondas, e seus derivados. Os elementos de irradiação de radiação transversal 340 são correntes de excitação na armação 110 e nas peças de metal adjacentes, tais como uma tela, estruturas condutoras internas e superfícies de componentes relacionados. Neste caso, uma abertura preenchida com ar entre a PCB do circuito 170 e a armação de metal 110 formam parte da estrutura de formação de feixes do dispositivo de comunicação 100. Nas modalidades, a segunda disposição de elementos de irradiação de radiação transversal 340 fica localizada em cada lado da segunda antena 150, tal como mostrado na Figura 8. Neste caso, a formação de feixes mmWave está cobrindo o lado dianteiro (lado da tela) do dispositivo de comunicação 100 e o lado traseiro do dispositivo de comunicação 100. O controle da fase dos sinais alimentados na segunda disposição de elementos de irradiação de radiação transversal 340 e na primeira disposição de elementos de

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29/31 irradiação de radiação longitudinal 330 permite a focalização de feixe para qualquer direção intermediária entre feixes diferentes. O controle de fase para elementos vizinhos dentro das subdisposições 340 e dentro das subdisposições 330 permite a inclinação de feixe no plano horizontal (ao longo da linha da armação de metal 110).

[0088] O dispositivo de comunicação 100 no presente documento pode ser denotado, por exemplo, como um dispositivo do usuário, um equipamento do usuário (UE), uma estação móvel, um dispositivo de Internet das coisas (loT), um dispositivo sensor, um terminal sem fio e/ou um terminal móvel, e pode se comunicar sem fio em um sistema de comunicação sem fio, algumas vezes também indicado como um sistema de rádio celular. Os UEs também podem ser indicados como telefones móveis, telefones celulares, tablets de computador ou laptops com capacidade sem fio. Os UEs no contexto atual podem ser, por exemplo, dispositivos móveis portáteis, armazenáveis no bolso, carregáveis pela mão, compreender um computador, ou montados em veículos, habilitados para comunicar voz e/ou dados, através da rede de acesso via rádio, com uma outra entidade, tal como um outro receptor ou um servidor. O UE pode ser uma estação (STA), que é qualquer dispositivo que contém uma interface Media Access Control (MAC) em conformidade com a norma IEEE 802.11 e de Camada Física [Physical Layer] (PHY) com o Meio Sem Fio [Wireless Medium] (WM). O dispositivo de comunicação 100 também pode ser configurado para uma comunicação em LTE relacionada a 3GPP e LTE-Advanced, em WiMAX e sua evolução, e em tecnologias sem fio de quinta geração, tais como New Radio.

[0089] Além disso, um elemento versado no estado da técnica é ciente que as modalidades do presente dispositivo de comunicação compreendem as capacidades necessárias de comunicação na forma, por exemplo, de funções, meios, unidades, elementos, etc., para

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30/31 executar a solução atual. Os exemplos de outros tais meios, unidades, elementos e funções são: processadores, memória, buffers, lógica de controle, codificadores, decodificadores, combinadores de taxas, descombinadores de taxas, unidades de mapeamento, multiplicadores, unidades de decisão, unidades de seleção, comutadores, intercaladores, desintercaladores, moduladores, demoduladores, entradas, saídas, antenas, amplificadores, unidades de recepção, unidades de transmissão, DSPs, MSDs, codificador de TCM, decodificador de TCM, unidades de fonte de alimentação, alimentadores de energia, interfaces de comunicação, protocolos de comunicação, etc., que são arranjados apropriadamente juntos para executar a solução atual.

[0090] Em especial, o(s) processador(es) do dispositivo de comunicação 100 pode(m) compreender, por exemplo, um ou mais exemplos de uma Unidade Central de Processamento (CPU), uma unidade de processamento, um circuito de processamento, um processador, um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC), um microprocessador, ou uma outra lógica de processamento que pode interpretar e executar instruções. A expressão processador pode desse modo representar um circuito de processamento que compreende uma pluralidade de circuitos de processamento tais como, por exemplo, qualquer um, alguns ou todos aqueles acima mencionados. Os circuitos de processamento também podem executar funções de processamento de dados para a entrada, saída e o processamento dos dados que compreendem as funções de buffering de dados e de controle do dispositivo, tais como o controle do processamento de chamada, o controle da interface do usuário, ou outros ainda.

[0091] Finalmente, deve ser compreendido que a invenção não é limitada às modalidades descritas acima, mas também se refere a e

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31/31 incorpora todas as modalidades dentro do âmbito das reivindicações independentes em anexo.

Claims

1. Dispositivo de comunicação (100) para uma comunicação sem fio, em que o dispositivo de comunicação (100) é caracterizado pelo fato de que compreende:

um invólucro (102) que compreende uma cobertura dielétrica dianteira (131), uma cobertura dielétrica traseira (132) e uma armação de metal (110) arranjada circunferencialmente entre a cobertura dielétrica dianteira (131) e a cobertura dielétrica traseira (132), em que a armação de metal (110) forma uma primeira antena configurada para irradiar em um primeiro conjunto de faixas de frequência (FB1);

um circuito (170) arranjado dentro do invólucro (102), em que o circuito (170) é isolado eletricamente da armação de metal (110) e compreende pelo menos uma primeira linha de alimentação (191; 192) acoplada à armação de metal (110) e configurada para alimentar a primeira antena com um primeiro conjunto de sinais de rádio frequência no primeiro conjunto de faixas de frequência (FB1);

uma segunda antena (150) arranjada dentro do invólucro (102), em que a segunda antena (150) compreende um ou mais elementos de irradiação (330; 340) configurados para irradiar em um segundo conjunto de faixas de frequência (FB2) através de pelo menos uma abertura (120) da armação de metal (110), em que pelo menos uma faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência (FB1) não se sobrepõe com pelo menos uma faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência (FB2).

2. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) são arranjados adjacentes ao circuito (170).

3. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro

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2/4 dielétrico (160) arranjado dentro do invólucro (102), em que o primeiro dielétrico (160) é configurado para prover um acoplamento eletromagnético entre um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) e a abertura (120).

4. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro dielétrico (160) é compatibilizado na impedância para um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150).

5. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que primeiro dielétrico (160) é arranjado entre um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) e a abertura (120).

6. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) entram em contato galvânico com a armação de metal (110) na abertura (120).

7. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) são integrados pelo menos parcialmente dentro da armação de metal (110) de modo a formar uma parte de uma estrutura de irradiação da primeira antena.

8. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o circuito (170) compreende uma segunda linha de alimentação (241) conectada a um circuito integrado de rádio frequência (RFIC) da segunda antena (150) e configurada para alimentar o circuito integrado de rádio frequência (RFCI).

9. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a segunda linha de alimentação (241) compreende um envoltório conectado à armação de

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3/4 metal (110), em que o envoltório é configurado para aterrar a primeira antena a um aterramento do circuito (170).

10. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro dielétrico (160) arranjado dentro do invólucro (102) e se estendendo para dentro no invólucro (102) com relação à localização da segunda antena (150).

11. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro dielétrico (160) é configurado para prover um acoplamento eletromagnético entre um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) e a cobertura dielétrica dianteira (131) e a cobertura dielétrica traseira (132), respectivamente.

12. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro dielétrico (160) é arranjado entre um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) e a cobertura dielétrica dianteira (131) e a cobertura dielétrica traseira (132), respectivamente.

13. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a abertura (120) é preenchida com um segundo dielétrico (122).

14. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a abertura (120) compreende uma pluralidade de entalhes arranjados em uma fileira.

15. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de entalhes compreende um primeiro tipo de entalhe e um segundo tipo de entalhe arranjados alternadamente na fileira, em que o primeiro tipo de entalhe é configurado para uma primeira polarização e o segundo tipo

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4/4 de entalhe é configurado para uma segunda polarização ortogonal à primeira polarização.

16. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um ou mais elementos de irradiação (330; 340) da segunda antena (150) compreendem:

uma primeira disposição de elementos de irradiação (330) configurados para irradiar substancialmente em uma primeira direção (D1) paralela a pelo menos uma dentre uma superfície da cobertura dielétrica dianteira (131) e uma superfície da cobertura dielétrica traseira (132); e uma segunda disposição de elementos de irradiação (340) configurados para irradiar substancialmente em uma segunda direção (D2) perpendicular à primeira direção (D1).

17. Dispositivo de comunicação de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a primeira disposição de elementos de irradiação (330) consiste em elementos de irradiação de radiação longitudinal e a segunda disposição de elementos de irradiação (340) consiste em elementos de irradiação de radiação transversal.

18. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que todas as faixas de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência (FB1) não se sobrepõem com todas as faixas de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência (FB2).

19. Dispositivo de comunicação (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que cada faixa de frequência do primeiro conjunto de faixas de frequência (FB1) fica no intervalo de 400 MHz a 10 GHz e cada faixa de frequência do segundo conjunto de faixas de frequência (FB2) fica no intervalo de 10 GHz a 100 GHz.