BRPI0509536B1 - Dispositivo de comunicação sem fio móvel que compreende uma antena interna não planar sem sobreposição no plano do terra - Google Patents

Abstract

dispositivo de comunicação sem fio móvel que compreende uma antena interna não planar sem sobreposição no plano do terra um dispositivo de comunicação sem fio móvel poderá incluir uma armação, um substrato dielétrico principal portado pelo circuito levado pelo substrato dielétrico principal, e um condutor do plano do terra no substrato dielétrico principal. o dispositivo de comunicação móvel ainda poderá incluir uma extensão dielétrica em forma de l que compreende uma parte vertical que se estende para tora do substrato dielétrico principal e uma parte de aba que se estende para tora da parte vertical e acima de uma parte adjacente da camada dielétrica principal.um condutor de antena de laço principal que compreende pelo menos um traço condutor poderá ser posicionada relativamente na parte de aba da extensão dielétrica em forma de l de modo a não sobrepor o condutor no plano do terra.

Description

DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO SEM FIO MÓVEL QUE COMPREENDE UMA ANTENA INTERNA NÃO PLANAR SEM SOBREPOSIÇÃO NO PLANO DO

TERRA

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se ao campo de dispositivos de comunicação e, mais particularmente, a dispositivos de comunicação sem fio móveis e métodos relacionados.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Sistemas de comunicação celular continuam a crescer em popularidade e tornaram-se uma parte integral tanto da comunicação pessoal como empresarial. Os telefones celulares permitem aos usuários fazer e receber chamadas de voz quase em qualquer lugar para onde viajam. Ademais, à medida que a tecnologia de telefone celular aumentou, assim também a funcionalidade dos dispositivos celulares aumentou. Por exemplo, muitos dispositivos celulares agora incorporam recursos de assistente digital pessoal (PDA) como calendários, livros de endereço, listas de tarefas, etc. Ademais, esses dispositivos multi-funcionais também poderão permitir aos usuários enviar e receber de modo sem fio mensagens de correspondência eletrônica e acessar a Internet através de uma rede celular e/ou uma rede de área local sem fio (WLAN), por exemplo.

Mesmo assim, â medida que a funcionalidade dos dispositivos de comunicação celular continua a aumentar, assim também cresce a demanda por dispositivos menores que são mais fáceis e mais convenientes para os usuários carregarem. Como resultado, um estilo de telefones celulares que ganhou ampla popularidade é o telefone dobrãvel ou "flip". Telefones dobrãveis tipicamente têm uma armação superior com uma tela e alto falante, e uma armação inferior ou flap que carrega o microfone. O teclado em tais telefones poderá estar quer na armação superior ou na armação inferior, dependendo do modelo particular. 0 flap inferior está conectado à armação superior por uma dobradiça de modo que quando não estiver em uso as armações superior e inferior podem ser dobradas juntas para serem mais compactos.

Um exemplo de um telefone dobrãvel é revelado na Patente dos Estados Unidos número 5.337.061 para Pye et al. 0 telefone tem duas antenas, uma primeira das quais é montada na armação inferior e inclui um plano de terra e um monopolo ativo alimentado por uma alimentação coaxial de circuitos eletrônicos no interior do telefone. O flap está conectado de modo a girar à seção superior ou principal da armação, e é dobrada contra a seção principal quando não estiver em uso. Outra antena similar é encaixada na seção principal, e ambas as antenas são conectadas ao circuito transceptor no telefone. As antenas são projetadas para introduzir um descasamento deliberado para fornecer um sistema de comutação eficaz entre as antenas sem a necessidade de elementos de circuito separados. A configuração da antena de um telefone celular também poderá afetar significativamente a dimensão geral ou pegada do telefone. Telefones celulares têm tipicamente estruturas de antena que suportam a comunicação em múltiplas bandas de freqüência operacional. Vários tipos de antenas para dispositivos móveis são utilizadas, como as estruturas de antena helicoidal, "F invertido", bipolar dobrada, e retrátil, por exemplo. As antenas helicoidal e retrátil são tipicamente empregadas ao ar livre, isto é, no exterior de um dispositivo móvel, e as antenas F invertida e bipolar dobrada estão tipicamente dentro (isto é, no interior) de uma caixa ou armação do dispositivo móvel adjacente ao topo do mesmo.

Falando genericamente, as antenas internas permitem que os telefones celulares tenham uma pegada menor do que as antenas externas. Ademais, elas também são preferidas às antenas externas por razões mecânicas e ergonômicas. As antenas internas também são protegidas pela armação do dispositivo móvel e, portanto, tendem a ser mais duráveis do que as antenas externas. As antenas externas poderão ser incômodas e tornar o dispositivo móvel difícil de usar, particularmente em ambientes de espaço limitado.

Ainda assim, uma restrição potencial das antenas dos telefones celulares internos típicos é que elas estão em proximidade relativamente próxima da cabeça do usuário quando o telefone está em uso. Na medida em que a antena se desloca mais próxima do corpo do usuário, a quantidade de radiação de energia de radiofreqüência (RF) absorvida pelo corpo tipicamente aumentará. A quantidade de energia RF absorvida por um corpo quando da utilização de um telefone celular é denominada de taxa de absorção específica (SAR), e a SAR permitida para telefones celulares é tipicamente limitada pelos regulamentos governamentais aplicáveis para assegurar níveis de exposição à energia RF seguras para o usuário.

Uma tentativa de reduzir a exposição à radiação das antenas de telefones celulares é estabelecida na Patente dos Estados Unidos número 6.741,215 para Grant et al. Esta patente revela vários telefones celulares com configurações de antena internas e externas em que as antenas estão posicionadas na parte inferior do telefone para reduzir a intensidade da radiação experimentada pelo usuário, isto é, ao deslocar a antena mais longe do cérebro do usuário. Ainda, em alguns ambientes a armação do telefone forma um ângulo obtuso de modo que a parte inferior da armação tem uma angulação para fora da face do usuário.

Apesar dessas configurações de antena que permitem a exposição reduzida à radiação, outros avanços em configurações de antena, particularmente antenas internas, poderão ser desejáveis para permitir maiores reduções na dimensão geral do dispositivo enquanto ainda fornece valores SAR relativamente baixos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Tendo em vista o histórico anterior, é portanto um objeto da presente invenção fornecer um dispositivo de comunicação sem fio móvel que inclui uma configuração de antena que permite seu uso em dimensões relativamente pequenas, e contudo fornece o desempenho desejado e valores SAR relativamente baixos.

Este e outros objetos, recursos e vantagens de acordo com a presente invenção são fornecidos por um dispositivo de comunicação sem fio móvel que poderá incluir uma armação, um substrato dielétrico principal portado pela armação, circuito portado pelo substrato dielétrico principal, e um condutor de plano de terra no substrato dielétrico principal. Ademais, o dispositivo de comunicação sem fio móvel poderá ainda incluir uma extensão dielétrica em formato de L que compreende uma parte vertical que se estende para fora do substrato dielétrico principal e uma parte de aba que se estende para fora da parte vertical e acima de uma parte adjacente do substrato dielétrico principal. Ainda, um condutor de antena de laço principal que compreende pelo menos um traço condutor poderá ser posicionado relativamente na parte da aba da extensão dielétrica em formato de L de modo a não sobrepor o condutor de plano de terra para fornecer com vantagem características de desempenho de antena aprimoradas.

Mais particularmente, o substrato dielétrico principal primeira e segunda superfícies opostas, o condutor de plano de terra poderá estar na primeira superfície, e a parte vertical da extensão dielétrica em formato de L poderá se estender para fora da segunda superfície. Ademais, o pelo menos um traço condutor poderá estender-se sobre a parte vertical da extensão dielétrica em formato de L e ter nela um hiato que define primeira e segunda extremidades do condutor de antena de laço principal. Ademais, o dispositivo poderá ainda incluir um primeiro ramo condutor no substrato dielétrico principal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade do condutor da antena de laço principal e ter uma segunda extremidade que define um primeiro ponto de alimento, e um segundo ramo condutor no substrato dielétrico principal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade do condutor de antena de laço principal e uma segunda extremidade que define um segundo ponto de alimentação. Além disso, um condutor de ramo de sintonização poderá estar no substrato dielétrico principal e poderá ser conectado ao condutor de antena de laço principal entre as respectivas primeiras extremidades do primeiro e do segundo ramos. 0 condutor da antena de laço principal poderá ter nele pelo menos uma característica de sintonia. Ainda, a armação poderá ter uma parte superior e uma parte inferior, e um transdutor de saida de áudio poderá ser portado pela parte superior da armação e conectado ao circuito. A extensão dielétrica em forma de L poderá estar adjacente à parte inferior da armação para reduzir o SAR associado ao dispositivo, por exemplo, Outrossim, o circuito poderá incluir um transceptor sem fio conectado ao condutor de antena de laço principal.

Um aspecto da invenção é para fazer um dispositivo de comunicação sem fio móvel e poderá incluir formar uma extensão dielétrica em formato de L que compreende uma parte vertical e uma parte de aba que se estende para fora da parte vertical, com pelo menos um traço condutor na parte de aba. O método poderá ainda incluir conectar a parte vertical da extensão dielétrica em formato de L a um substrato dielétrico principal de modo que a parte vertical estende-se para fora dela, a parte de aba estende-se acima de uma parte adjacente do substrato dielétrico principal, e o pelo menos um traço condutor não se sobrepõe a um condutor de plano de terra no substrato dielétrico. Ainda, o substrato dielétrico principal poderá ser montado em uma armação do dispositivo de comunicação sem fio móvel.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemãtico de um dispositivo de comunicação sem fio móvel de acordo com a presente invenção que ilustra certos componentes internos do mesmo. A Figura 2 é uma visão elevacional frontal do dispositivo de comunicação sem fio móvel da Figura 1. A Figura 3 é um diagrama esquemãtico que ilustra genericamente uma antena de banda de multi-freqüência para o dispositivo de comunicação sem fio móvel da Figura 1.

As Figuras 4 a 6 são diagramas esquemãticos de diferentes versões das características de sintonização que poderão ser utilizadas em varias partes da antena da Figura 3. A Figura 7 é uma visão em perspectiva de uma versão de um substrato dielétrico e antena associada para utilização no dispositivo de comunicação sem fio móvel da Figura 1. A Figura 8 é uma visão elevacional traseira do substrato dielétrico da Figura 7.

As Figuras 9 e 10 são visões em perspectiva de outra versão de um substrato dielétrico e antena associada para utilização no dispositivo de comunicação sem fio móvel mostrada do topo do substrato olhando para baixo, e do fundo do substrato olhando para cima, respectivamente.

As Figuras 11 e 12 são diagramas de fluxo dos métodos para fazer um dispositivo de comunicação sem fio móvel de acordo com a presente invenção. A Figura 13 é um diagrama de blocos esquemãtico de um dispositivo de comunicação sem fio móvel para utilização com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS VERSÕES PREFERIDAS A presente invenção será agora descrita mais inteiramente doravante com referência aos desenhos acompanhantes, em que versões preferidas da invenção são mostradas. Contudo, esta invenção poderá ser incorporada de muitas formas diferentes e não deve ser considerada como limitada às versões aqui estabelecidas. Em vez disso, essas versões são fornecidas de modo que esta revelação será profunda e completa, e levará inteiramente o escopo da invenção para aqueles versados na técnica. Números iguais referem-se a elementos iguais no todo, e a notação prima é utilizada para indicar elementos similares em versões alternativas.

Com referência inicialmente às Figuras 1 e 2, um dispositivo de comunicação sem fio móvel, como o dispositivo celular móvel 20, de acordo com a presente invenção é descrito primeiro. O dispositivo celular 20 ilustrativamente inclui uma armação 21 tendo uma parte superior 4 6 e uma parte inferior 47, e um substrato dielétrico principal 67, como um substrato de placa de circuito impresso (PCB), por exemplo, portada pela armação. A armação ilustrada 21 é uma armação estática, por exemplo, em oposição a uma armação deslizante ou flip que são utilizadas em muitos telefones celulares. Contudo, estas e outras configurações de armações também poderão ser utilizadas. Vários circuitos 48 são portados pelo substrato dielétrico 67, como um microprocessador, memória, um ou mais transceptores sem fio (por exemplo, celular, WLAN, etc.), áudio e circuito de energia, etc., como será apreciado por aqueles habilitados na tecnologia, e como será discutido a mais abaixo. Uma bateria (não mostrada) também é preferivelmente portada pela armação 21 para fornecer energia ao circuito 48.

Ademais, um transdutor de salda de áudio 49 {por exemplo, um alto falante) é portado pela parte superior 46 da armação 21 e conectado ao circuito 48. Um ou mais dispositivos de interface de entrada do usuário, como um teclado 23, também é preferivelmente portado pela armação 21 e conectado ao circuito 48. Outros exemplos de dispositivos de interface de entrada do usuário incluem uma esfera de varrimento 37 e um botão traseiro 36. Naturalmente, será apreciado que outros dispositivos de interface de entrada do usuário (por exemplo, uma interface de caneta ou de tela de toque) poderão ser utilizados em outros ambientes. O dispositivo celular 20 ainda ilustrativamente inclui uma antena 45 portada dentro da parte inferior 47 da armação 21 que compreende um padrão de traços condutores no substrato dielétrico 67, como será discutido a mais adiante. Ao colocar a antena 45 adjacente à parte inferior 47 da armação 21, isto aumenta de maneira vantajosa a distância entre a antena e a cabeça do usuário quando o telefone está em uso para auxiliar no cumprimento das exigências SAR aplicáveis.

Mais particularmente, o usuário tipicamente segurará a parte superior da armação 21 muito próxima de sua cabeça de modo que o transdutor de saída de áudio 49 está diretamente ao lado de seu ouvido. Contudo, a parte inferior 47 da armação 21 onde um transdutor de entrada de áudio {isto é, um microfone) está localizado não precisa ser colocado diretamente ao lado da boca do usuário, e é tipicamente mantida distante da boca do usuário. Isto é, segurando o transdutor de entrada de áudio próximo da boca do usuário poderá não apenas ser desconfortável para o usuário, mas isso poderá destorcer a voz do usuário em certas circunstâncias. Além disso, a colocação da antena 45 adjacente à parte inferior 47 da armação 21 também espaceja de modo vantajoso a antena para mais longe do cérebro do usuário.

Outro benefício importante de colocar a antena 45 adjacente à parte inferior 47 da armação 21 é que isto poderá permitir um menor impacto no desempenho da antena devido ao bloqueio causado pela mão do usuário. Isto é, os usuários tipicamente seguram os telefones celulares no sentido da parte média à superior da armação do telefone estando, assim, com maior probabilidade de colocar as mão sobre essa antena do que estariam em uma antena montada adjacente à parte inferior 47 da armação. Assim, um desempenho mais confiável poderá ser alcançado da colocação da antena 45 adjacente à parte inferior 47 da armação 21.

Ainda outro benefício desta configuração é que ela fornece mais espaço para um ou mais dispositivos de entrada/saída auxiliares (E/S) 50 a serem portados na parte superior 46 da armação. Ademais, ao separar a antena 45 dos dispositivos de E/S auxiliares 50, isto poderá permitir a menor interferência entre eles.

Alguns exemplos de dispositivos de E/S auxiliares 50 incluem uma antena WLAN (por exemplo, Bluetooth™, IEEE 802.11) para fornecer capacidade de comunicação WLAN e/ou um sistema de antena de posicionamento por satélite (por exemplo, GSP, Galileo, etc.) para fornecer capacidade de localização de posição, como será apreciado por aqueles versados na técnica. Outros exemplos de dispositivos de 1/0 auxiliares 50 incluem um segundo transdutor de saída de áudio (por exemplo, um alto falante para operação de speakerphone), e uma lente de câmera para fornecer capacidade de câmera digital, um conector de dispositivo elétrico (por exemplo, USB, alto falante de ouvido, cartão digital seguro (SD) ou cartão de memória, etc.).

Deve-se observar que o termo "entrada/saída" como é aqui utilizado para os dispositivos de E/S auxiliares 50 significa que esses dispositivos poderão ter capacidades de entrada e/ou de saída, e que eles não precisam fornecer as duas em todas as versões. Isto é, dispositivos como a lente de câmera poderá apenas receber uma entrada óptica, por exemplo, enquanto o jaque do alto falante de ouvido poderá apenas fornecer uma saída de áudio. O dispositivo 20 ainda ilustrativamente inclui uma tela 22 portada pela armação 21 e conectada ao circuito 48. O botão traseiro 36 e a esfera de varredura 37 também estão conectados ao circuito 48 para permitir ao usuário navegar por menus, texto, etc., como será apreciado por aqueles versados na técnica. A esfera de varredura 37 também poderá ser referida como "thumb wheel" ou "track wheel" em alguns casos. O teclado 23 ilustrativamente inclui uma pluralidade de teclas multi-símbolos 24 cada uma delas tendo nela indícios de uma pluralidade de respectivos símbolos. 0 teclado 23 também ilustrativamente inclui uma tecla de função alternada 25, uma tecla next 26, uma tecla de espaço 27, uma tecla de maiuscula 28, uma tecla return (ou enter) 29, e uma tecla backspace/delete 30. A tecla next 26 também é utilizada para entrar com o símbolo bastando primeiro pressionar ou atuar a tecla de função alternada 25. De modo similar, a tecla de espaço 27, a tecla de maiüscula 28, e a tecla backspace 30 são utilizadas para entrar com o "0" e o "#", respectivamente, bastando primeiro atuar a tecla de função alternada 25. O teclado 23 ainda ilustrativamente inclui uma tecla send 31, uma tecla end 32, e uma tecla de conveniência (isto é, de menu) 39 para utilização ao fazer chamadas pelo telefone celular, como será apreciado por aqueles na técnica.

Ademais, os símbolos em cada tecla 24 estão dispostos nas linhas superior e inferior. Os símbolos nas linhas inferiores são entrados quando o usuário pressiona a tecla 24 sem primeiro pressionar a tecla de função alternada 25, enquanto os símbolos da linha superior são entrados ao primeiro pressionar a tecla de função alternada. Como é observado na Figura 2, as teclas multi-símbolos 24 estão dispostas nas três primeiras linhas do teclado 23 abaixo das teclas send e end 31, 32, Ademais, os símbolos de letras em cada uma das teclas 24 estão dispostos para definir uma distribuição QWERTY. Isto é, as letras no teclado 23 são apresentadas em um formato de três linhas, com as letras de cada linha estando na mesma ordem e em posição relativa que o teclado QWERTY padrão.

Cada linha de teclas (incluindo a quarta linha de teclas de função 25-29) está disposta em cinco colunas. As teclas multi-símbolos 24 na segunda, na terceira, e na quarta colunas da primeira, segunda, e terceira linhas nelas possuem indícios numéricos (isto é, 1 a 9) acessíveis ao primeiro atuar a tecla de função alternada 25. Acopladas às teclas next, de espaço, e de maiusculas 26, 27, 28, que respectivamente entram com um "O", e "#" quando primeiro atuar a tecla de função alternada 25, como observado acima, este conjunto de teclas define uma disposição de teclado telefônico padrão, como seria encontrado em um telefone de toque tradicional, como será apreciado por aqueles versados na técnica.

Assim, o dispositivo celular móvel 20 poderá, com vantagem, ser utilizado não apenas como um telefone celular tradicional, mas ele também poderá ser convenientemente utilizado para enviar e/ou receber dados por uma rede celular ou outra, como a Internet e dados de correspondência eletrônica, por exemplo. Naturalmente, outras configurações de teclado também poderão ser utilizados em outras versões. Métodos multi-pressionamentos ou preditivos poderão ser utilizados para digitar correspondência eletrônica, etc., como será apreciado por aqueles versados na técnica.

Implementações exemplares da antena 45 serão agora discutidas com referência às Figuras 3 a 10. A antena é preferivelmente uma antena de banda de multi-frequência que fornece características de transmissão e de recepção aprimoradas por múltiplas freqüências operacionais. Mais particularmente, a antena 45 é projetada para fornecer casamento de impedância desejado e alto ganho, e satisfaz os requisitos de SAR por uma largura de banda relativamente larga e múltiplas bandas de freqüência celular. Por meio de exemplo, a antena 45 preferivelmente opera por cinco bandas, a saber uma banda do Sistema Global para Comunicação Móvel (GSM) de 850 MHz, uma banda GSM de 900 MHz, uma banda DCS, uma banda PCS, e uma banda WCDMA. (isto é, até cerca de 2100 MHz) , embora ela também poderá ser utilizada para outras bandas/freqüências.

Para conservar espaço, a antena 4 5 poderá, com vantagem, ser implementada em três dimensões, como é observado nas Figuras 7 a 10, embora ela também poderá ser implementada em versões bidimensional e planar. A antena 45 ilustrativamente inclui uma primeira seção 61 no PCB 67. Uma segunda seção 62 enrosca-se ao redor do PCB 67 sobre uma extensão dielétrica em forma de L ou o quatro retentor da antena 63, que inclui uma parte vertical 51 que se estende para fora do PCB 67, e uma parte de aba 6 8 que se estende para fora da parte vertical e acima de uma parte adjacente do PCB, Em algumas versões, paredes laterais 55 também poderão ser posicionadas em extremidades opostas da extensão dielétrica em formato de L 63 para fornecer suporte adicional, se desejado (ver as Figuras 7 e 9). A segunda seção 62 da antena 45 ilustrativamente inclui um condutor de antena de laço principal 64 tendo nele um hiato que define a primeira e a segunda extremidades 52, 53 do condutor de laço principal. A primeira seção 61 da antena 45 ilustrativamente inclui um primeiro condutor de ramo 70, um segundo condutor de ramo 71, e um condutor de ramo de sintonização 72. Mais particularmente, o primeiro condutor de ramo 7 0 tem uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade 52 do condutor de laço principal 64, e uma segunda extremidade que define um primeiro ponto de alimentação que, no exemplo ilustrado, está conectado a uma fonte de sinal 54 (por exemplo, um transceptor sem fio). O condutor de laço principal 71 tem uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade 53 do condutor de laço principal 64 e uma segunda extremidade que define um segundo ponto de alimentação, que no exemplo ilustrado esta conectado a um condutor de plano de terra 69 do PCB {Figura 8) . O condutor de ramo de sintonização 72 tem uma primeira extremidade conectada ao condutor de laço principal 64 entre as respectivas primeiras extremidades do primeiro e do segundo condutores de ramo 70, 71. A posição do ramo 72 entre as seções 77 e 78 poderá ser convenientemente variada sem efeito significativo nos parâmetros de freqüência. No atual exemplo, o condutor de laço principal 64 tem um formato geralmente retangular com um primeiro lado incluindo os segmentos 75-78 e o hiato, um segundo lado oposto 74, e primeira e segunda extremidades opostas 79, 80. A primeira e a segunda seções 61, 62 da antena 45 poderão ser formadas utilizando traços de circuito condutor impresso ou padronizado, como é observado nas Figuras 7 a 10 .

Embora os respectivos primeiras extremidades do primeiro condutor de ramo 70, do segundo condutor de ramo 71, e do condutor de ramo de sintonização 72 são conectados ao primeiro lado do condutor de laço principal 64 na versão ilustrada, outras configurações também são possíveis. Por exemplo, a primeira extremidade do condutor de ramo de sintonização 72 poderá ser conectada ao segundo lado 74 ou qualquer uma da primeira e segunda extremidades 79, 80.

Como é observado acima, a segunda seção 62 da antena 45 poderá ser posicionada na parte vertical 51 da extensão dielétrica em formato de L 63. Isto permite, com vantagem, que a pegada geral da antena 45 no lado superior (por exemplo, circuito) do PCB 67 a ser significativamente reduzido. Ademais, partes do condutor de laço principal 64 também poderão enrolar ao redor da parte de aba 68 da extensão dielétrica 63 para fornecer ainda outras economias de espaço. Contudo, deve ser observado que a antena 4 5 poderá ser implementada em duas dimensões (isto é, em que a primeira e a segunda seções 61, 62 estão no mesmo plano), em certas versões se espaço suficiente estiver disponível, e que outras configurações tridimensionais também são possíveis, como será apreciado por aqueles versados na técnica. 0 condutor de laço principal 64 é definido pelas seções 74-80. O primeiro condutor de ramo 70 poderá ser conectado à fonte de sinal 54 com ou sem uma rede de casamento passivo, como será apreciado por aqueles versados na técnica. O segundo condutor de ramo 71 é preferivelmente conectado ao terra sem uma rede de casamento, e o condutor do ramo de sintonização 72 é flutuante (isto é, não conectado à fonte do sinal 54 ou o terra).

Geralmente falando, o comprimento dos ramos 70, 71, e 72 são utilizados para fixar a freqüência central de operação, a sinuosidade quadrada dos padrões do vai-e-vem dos condutores de ramo 70 e 72 é uma característica da sintonização que pode ser utilizada para mudar o comprimento elétrico, que varia a freqüência central. Ademais, formatos diferentes (isto é, características de sintonização) dos ramos 70, 71, 72 também poderão ser utilizados para fornecer frequências diferentes. Por exemplo, além dos formatos sinuoso e de linha reta ilustrados na Figura 3, outras geometrias que poderão ser utilizadas para esses ramos incluem uma sinuosidade serrilhada ou triangular 40 (Figura 4A) , um ramo 41 com um laço (Figura 4B) , etc. Vários outros formatos e combinações deles também poderão ser utilizados para fornecer diferentes características de freqüência, como será apreciado por aqueles versados na técnica. A seção 73 do condutor de laço principal 64 também poderá ser utilizada para controlar a freqüência de operação. Uma variedade de formatos e/ou de recortes poderão ser utilizados para a seção 73. Essas características de sintonização, por exemplo, poderão incluir um "osso de cachorro" 90 (Figura 5A) , um meio osso de cachorro 91 (Figura 5B) , um prendedor de cabelo 92 (Figura 5C) , um prendedor de cabelo duplo 93 (Figura 5D) , um prendedor de cabelo com um laço (Figura 5E) , uma sinuosidade 95 (Figura 5F) , e um serrilhado 96 (Figura 5G) . Ademais, em algumas versões o condutor de laço principal inteiro 64 poderá assumir um ou outro dos formatos anteriores, em vez de apenas uma seção dele.

Se um elemento do circuito é necessário em certas versões para ajustar a impedância de entrada e/ou alargar a largura de banda, um padrão do tipo laço poderá ser utilizado, que cria um estágio de sintonização ressonante adicional, como será apreciado por aqueles versados na técnica. Se espaço adequado está disponível, partes em linha reta poderão ser utilizadas no comprimento apropriado. No entanto, o espaço é tipicamente escasso para as antenas de dispositivos celulares internos, e o são particularmente para os modelos compactos, e assim um dos formatos descritos acima (ou outros) muito provavelmente serão os preferidos. A largura e o formato da seção 74 influencia o ganho da antena. 0 comprimento da seção 74 também causa impacto na freqüência de operação. Contudo, deve-se observar que os comprimentos das seções 70, 71, 72, e 73 (isto é, o comprimento da antena inteira 45) também afeta a freqüência de operação, como no caso com uma típica antena bipolar. 0 condutor de laço principal 64 poderá assumir uma pluralidade de formatos, larguras, e espessuras. Por meio de exemplo, o condutor de laço principal 64 também poderá ser geralmente circular, quadrado, poligonal, etc., embora outros formatos também poderão ser utilizados, como o formato U 97 (Figura 6A), um semicírculo 98 (Figura 6B), e um formato de rim 99 (Figura 6C).

Ademais, a seção 74 também poderá ter sulcos, remendos, etc. Remendos poderão ser utilizados para acrescentar área superficial de modo que a seção 74 pode formatar o feixe. Deve-se observar que, no caso de um telefone celular, o rim deve preferivelmente estar dirigido para longe do telefone, isto é, perpendicular ao plano do PCB 37. Por meio de exemplo, a largura da antena 45 poderá ser de uns 7 cm ou menos, a altura da primeira seção 61 poderá ser cerca de 1 a 3 cm, e a altura da segunda seção 62 poderá ser cerca de 1 a 3 cm, dependendo da implementação dada. Naturalmente, outras dimensões também poderão ser utilizadas.

Sobre as características de impedância Sll da antena 45, para fornecer largura de banda larga um bom casamento é necessário sobre a faixa de freqüência de interesse. Assim, é desejável encolher o circulo Sll e então deslocar o círculo encolhido para o ponto central de 50 Ohms, como será apreciado por aqueles habilitados na tecnologia. A área 73, bem como outras partes da antena 4 5, poderá ser utilizada para encolher e/ou deslocar o círculo Sll, que é preferivelmente feito de maneira distribuída. Ainda, a rede de casamento e as partes sinuosas da antena 45 também poderão ser utilizadas para deslocar o círculo Sll no sentido do ponto central de 50 Ohms desejado. O centro do círculo Sll encolhido é menos crítico pois ele pode ser deslocado, com vantagem, no sentido do ponto de 50 Ohms como foi observado acima de acordo com a presente invenção.

Geralmente falando, a antena descrita acima 45 permite que vários formatos e comprimentos sejam utilizados para fornecer comprimentos elétricos e distribuição de corrente apropriados. Alguns formatos são linhas de retardo simples, enquanto outros formatos são projetados para afetar a corrente em uma área particular. Como é observado acima, dado espaço ilimitado, muitos dos formatos e geometrias descritas acima poderão não ser necessárias. Contudo, é dentro dos ambientes restritos de espaço dos dispositivos de comunicação sem fio móvel, como os telefones celulares, em que as características da antena descrita acima são particularmente vantajosas para fornecer um desempenho desejado por múltiplas bandas de operação. Várias mudanças na disposição básica da antena 45 poderão ser feitas em certas versões. Por meio de exemplo, o ramo de sintonização 72 poderá ser deslocado de modo que ele se estende da seção 74 em vez da área 73. Outras mudanças também são possíveis, como será apreciado por aqueles versados na técnica. O PCB 67 tem uma primeira superfície em que o circuito 4 8 está posicionado, e uma segunda superfície na qual o condutor de plano de terra 69 esta posicionado. Preferivelmente, as partes do condutor de laço principal 64 na parte de aba 68 da extensão dielétrica em formato de L 63 são relativamente posicionadas de modo a não se sobrepor ao condutor de plano de terra 69. Verificou-se que isto fornece características de desempenho de antena aprimorados. De modo similar, também é preferível que nenhum do primeiro condutor de ramo, do segundo condutor de ramo, ou do condutor de ramo de sintonização 70, 71, 72 sobreponham-se ao condutor de plano de terra 69.

Um primeiro aspecto do método da invenção para fazer um dispositivo de comunicação sem fio móvel 20 é descrito agora com referência à Figura 11. O método tem início (bloco 110) com o fornecimento de uma armação 21 tendo uma parte superior 4 6 e uma parte inferior 47, um substrato dielétrico 67 portado pela armação, circuito 48 portado pelo substrato dielétrico, um transdutor de saída de áudio 49 portado pela parte superior da armação e conectado ao circuito, e um dispositivo de interface de entrada do usuário (por exemplo, o teclado 23) portado pela armação e conectado ao circuito, no bloco 111. O método ainda ilustrativamente inclui o posicionamento de pelo menos um dispositivo de entrada/saída auxiliar 50 dentro da parte superior 46 da armação 21 e conectado ao circuito 48, no bloco 112, e posicionar uma antena 45 dentro da parte inferior 47 da armação e compreender um padrão de traços condutores no substrato dielétrico, no bloco 113, assim W ' ’ concluindo o método ilustrado (bloco 114).

Outro aspecto do método da invenção para fazer um dispositivo de comunicação sem fio móvel 2 0 é descrito agora com referência à Figura 12. O método tem início (bloco 120) com a formação de uma extensão dielétrica em formato de L 63 que compreende uma parte vertical 51 e uma parte de aba 68 que se estende para fora da parte vertical, com pelo menos um traço condutor na parte de aba, no bloco 121. 0 método ainda ilustrativamente inclui conectar a parte vertical 51 da extensão dielétrica em formato de L 63 a um substrato dielétrico principal 67 de modo que a parte vertical se estende dela para fora, de modo que a parte de aba 68 se estende acima de uma parte adjacente do substrato dielétrico principal 67, e o pelo menos um traço condutor não se sobrepõe ao condutor de plano de terra 69 no substrato dielétrico, no bloco 122. Ainda, o substrato dielétrico principal 67 poderá ser montado em uma armação 21, no bloco 123, assim concluindo o método ilustrado (bloco 124). Naturalmente, será apreciado por aqueles versados na técnica que a ordem das etapas descritas nos métodos observados acima é meramente exemplar, e várias etapas poderão ser efetuadas em ordens diferentes em ambientes diferentes.

Outro exemplo de um dispositivo de comunicação sem fio móvel de mão 1000 que poderá ser utilizado de acordo com a presente invenção é mais bem descrito no exemplo abaixo com referência à Figura 13. O dispositivo 1000 ilustrativamente inclui uma armação 1200, um teclado 1400 e um dispositivo de saída 1600. O dispositivo de saída mostrado é uma tela 1600, que é preferivelmente uma LCD gráfica integral.

Outros tipos de dispositivos de saída poderão ser alternativamente ser utilizados. Um dispositivo de processamento 1800 está contido dentro da armação 1200 e é acoplado entre o teclado 1400 e a tela 1600. 0 dispositivo de processamento 1800 controla a operação da tela 1600, bem como a operação geral do dispositivo móvel 1000, em resposta a atuação das teclas no teclado 1400 pelo usuário. A armação 1200 poderá ser alongada verticalmente, ou poderá assumir outros tamanhos e formatos (incluindo estruturas de armação em concha). O teclado poderá incluir uma tecla de seleção de modo, ou outro hardware ou software para comutar entre entrada de texto e entrada de telefonia.

Além do dispositivo de processamento 1800, outras partes do di spo s i t ivo move1 1000 são most radas esquematicamente na Figura 13. Elas incluem um subsistema de comunicação 1001; um subsistema de comunicação a curta distância 1020; o teclado 1400 e a tela 1600, juntamente com outros dispositivos de entrada/saida 1060, 1080, 1100, e 1120, bem como dispositivos de memória 1160, 118 0 e vários outros subsistemas do dispositivo 1201. O dispositivo móvel 1000 é preferivelmente um dispositivo de comunicação RF bilateral tendo capacidade de comunicação de voz e de dados. Além disso, o dispositivo móvel 1000 preferivelmente tem a capacidade de comunicação com outros sistemas de computador através da Internet. O software do sistema operacional executado pelo dispositivo de processamento 1800 é preferivelmente armazenado em um armazém persistente, como a memória flash 1600, mas poderá ser armazenado em outros tipos de dispositivos de memória, como a memória de apenas leitura (ROM) ou elemento de armazenamento similar. Além disso, o software do sistema, aplicações de dispositivo específicas, ou partes das mesmas, poderão ser temporariamente carregadas dentro de um armazém volátil, como a memória de acesso aleatório (RAM) 1180. Os sinais de comunicação recebidos pelo dispositivo móvel também poderão ser armazenados na RAM 1180. O dispositivo de processamento 1800, além de suas funções de sistema operacional, permite a execução de aplicações de software 1300A-1300N no dispositivo 1000. Um conjunto predeterminado de aplicações que controlam operações básicas do dispositivo, como a comunicação de dados e de voz 13 0 0A e 13 0 0B, poderão ser instaladas no dispositivo 1000 durante a fabricação. Além disso, uma aplicação de gerenciamento de informação pessoal (PIM) poderá ser instalada durante a fabricação. A PIM é preferivelmente capaz de organizar e de gerenciar itens de dados, como correspondência eletrônica, eventos do calendário, correspondências por voz, compromissos, e itens de tarefas. A aplicação PIM também é preferivelmente capaz de enviar e de receber itens de dados através de uma rede sem fio 1401. Preferivelmente, os itens de dados PIM são impecavelmente integrados, sincronizados e atualizados através da rede sem fio 1401 com os itens de dados correspondentes do usuário do dispositivo armazenados ou associados a um sistema de computador principal.

Funções de comunicação, incluindo a comunicação de dados e de voz, são efetuadas através do subsistema de comunicação 1001, e possivelmente através do subsistema de comunicação de curto alcance. 0 subsistema de comunicação 1001 inclui um receptor 1500, um transmissor 1520, e uma ou mais antenas 1540 e 1560. Além disso, o subsistema de comunicação 1001 também inclui um módulo de processamento, como o processador de sinal digital (DSP) 1580, e osciladores locais (LOs) 1601. O projeto específico e a implementação do subsistema de comunicação 1001 é dependente da rede de comunicação em que o dispositivo móvel 1000 pretende operar. Por exemplo, o dispositivo móvel 1000 poderá incluir um subsistema de comunicação 1001 projetado para operar com as redes de comunicação de dados móveis Mobitex™, Data TAC™ ou da General Packet Radio Service (GPRS), e também projetado para operar com qualquer uma de uma variedade de redes de comunicação de voz, como AMPS, TDMA, CDMA, PCS, GSM, etc. Outros tipos de redes de dados e de voz, tanto separados como integrados, também poderão ser utilizados com o dispositivo móvel 1000.

Os requisitos de acesso a rede variam dependendo do tipo de sistema de comunicação. Por exemplo, nas redes Mobitex™ e DataTAC™, os dispositivos móveis são registrados na rede utilizando um número de identificação pessoal singular ou PIN associado a cada dispositivo. Nas redes GPRS, contudo, o acesso à rede é associado a um assinante ou usuário do dispositivo. 0 dispositivo GPRS, portanto, requer um módulo de identidade do assinante, comumente referido como cartão SIM, para operar em uma rede GPRS.

Quando procedimentos necessários de registro na rede ou de ativação foram completados, o dispositivo móvel 1000 poderá enviar e receber sinais de comunicação pela rede de comunicação 1401. Os sinais recebidos da rede de comunicação 14 01 pela antena 154 0 são roteados para o receptor 1500, que fornece amplificação de sinal, conversão descendente de freqüência, filtragem, seleção de canal, etc., e também poderá fornecer conversão analógico-digital. A conversão analógico-digital do sinal recebido permite ao DSP 1580 efetuar funções de comunicação mais complexas, como demodulação e decodificação. De maneira similar, os sinais a serem transmitidos para a rede 14 01 são processados (por exemplo, modulados e codificados) pelo DSP 1580 e são então fornecidos para o transmissor 152 0 para a conversão digital-analógico, conversão ascendente de freqüência, filtragem, amplificação e transmissão para a rede (ou redes) de comunicação 1401 através da antena 1560.

Além de processar sinais de comunicação, o DSP 1580 fornece o controle do receptor 1500 e do transmissor 1520. Por exemplo, os ganhos aplicados aos sinais de comunicação no receptor 1500 e no transmissor 1520 poderão ser adaptativamente controlados através de algoritmos de controle de ganho automáticos implementados no DSP 1580.

No modo de comunicação de dados, o sinal recebido, como uma mensagem de texto ou baixa de página da Web, é processado pelo subsistema de comunicação 1001 e é entrado no dispositivo de processamento 1800. O sinal recebido é então ainda processado pelo dispositivo de processamento 1800 para a saída na tela 1600, ou alternativamente a algum outro dispositivo de E/S auxiliar 1060. O usuário do dispositivo também poderá compor itens de dados, como mensagens de correspondência eletrônica, utilizando o teclado 1400 e/ou algum outro dispositivo de E/S auxiliar 1060, como a almofada de toque, um comutador rocker, uma esfera rotativa, ou algum outro tipo de dispositivo de entrada. Os itens de dados compostos poderão então ser transmitidos pela rede de comunicação 1401 através do subsistema de comunicação 1001.

No modo de comunicação de voz, a operação geral do dispositivo é substancialmente similar ao modo de comunicação de dados, exceto que os sinais recebidos são emitidos para um alto falante 1100, e os sinais para transmissão são gerados por um microfone 1120. Subsistemas alternativos de E/S de voz ou de áudio, como o subsistema de gravação de mensagem de voz, também poderão ser implementados no dispositivo 1000. Além disso, a tela 1600 também poderá ser utilizada no modo de comunicação de voz, por exemplo para exibir a identidade de uma parte que chama, a duração da chamada de voz, ou outra informação relacionada com a chamada de voz. O subsistema de comunicação de curto alcance permite a comunicação entre o dispositivo móvel 1000 e outros sistemas ou dispositivos próximos, que não precisam necessariamente ser dispositivos similares. Por exemplo, o subsistema de comunicação de curto alcance poderá incluir um dispositivo infravermelho e circuitos e componentes associados, ou um módulo de comunicação Bluetooth™ para fornecer comunicação com sistemas e dispositivos ativados de modo similar.

Muitas modificações e outras versões da invenção virão à mente de alguém versado na técnica tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições anteriores e os desenhos associados. Portanto, é compreendido que a invenção não é para ser limitada às versões específicas reveladas, e que modificações e versões pretendem ser incluídas dentro do escopo das reivindicações apensas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, caracterizado por compreender: uma armação; um substrato dielétrico principal portado pela referida armação; circuito portado pelo dito substrato dielétrico principal ; um condutor de plano de terra no dito substrato dielétrico principal; uma extensão dielétrica em forma de L que compreende uma primeira parte que se estende para fora e perpendicular ao dito substrato dielétrico principal e uma parte de aba que se estende para fora da dita primeira parte e paralela a uma parte adjacente do dito substrato dielétrico principal; e um condutor de antena de laço principal que compreende pelo menos um traço condutor, o condutor de antena de laço principal tendo um formato geralmente retangular com um primeiro lado da primeira parte da extensão dielétrica em formato de L, um segundo lado oposto na primeira parte da extensão dielétrica em formato de L e também se estendendo sobre a parte de aba da extensão dielétrica em formato de L, e primeira e segunda extremidades opostas na primeira parte da extensão dielétrica em formato de L, o primeiro lado do dito condutor de antena de laço principal tendo um espaço nele definindo a primeira e segunda extremidades do dito condutor de antena de laço principal, o segundo lado da antena de laço principal sendo relativamente posicionado na parte de aba da dita extensão dielétrica em formato de L de modo a não se sobrepor ao condutor de plano de terra.

2. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do substrato dielétrico principal ter primeira e segunda superfícies opostas, em que o dito condutor de plano de terra está na primeira superfície, e em que a dita primeira parte da dita extensão dielétrica em formato de L se estende para fora e perpendicular à dita segunda superfície.

3. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: um primeiro condutor de ramo no dito substrato dielétrico principal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade do dito condutor de antena de laço principal e tendo uma segunda extremidade que define um primeiro ponto de alimentação; e um segundo condutor de ramo no dito substrato dielétrico principal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade do dito condutor de antena de laço principal e uma segunda extremidade que define um segundo ponto de alimentação.

4. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda um condutor de ramo de sintonização no dito substrato dielétrico principal conectado ao dito condutor de antena de laço principal entre as respectivas primeiras extremidades do dito primeiro e segundo ramos.

5. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do condutor de antena de laço principal ter nele pelo menos uma característica de sintonização.

6. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da armação ter uma parte superior e uma parte inferior, e por compreender ainda um transdutor de saída de áudio portado pela parte superior da dita armação e conectado ao dito circuito; e em que a dita extensão dielétrica em formato de L é adjacente à parte inferior da dita armação.

7. Dispositivo de comunicação sem fio móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do circuito compreender um transceptor sem fio conectado ao dito condutor de antena de laço principal.

8. Método para fazer um dispositivo de comunicação sem fio móvel, caracterizado por compreender: formar uma extensão dielétrica em formato de L que compreende uma primeira parte e uma parte de aba que se estende perpendicular à primeira parte, com pelo menos um traço condutor na parte de aba, o pelo menos um traço condutor formando um condutor de antena de laço principal, o condutor de antena de laço principal tendo um formato geralmente retangular com um primeiro lado da primeira parte da extensão dielétrica em formato de L, um segundo lado oposto na primeira parte da extensão dielétrica em formato de L e também se estendendo sobre a parte de aba da extensão dielétrica em formato de L, e primeira e segunda extremidades opostas na primeira parte da extensão dielétrica em formato de L, o primeiro lado do dito condutor de antena de laço principal tendo um espaço nele definindo a primeira e segunda extremidades do dito condutor de antena de laço principal; conectar a primeira parte da extensão dielétrica em formato de L a um substrato dielétrico principal de modo que a primeira parte se estende para fora e perpendicular dela, e a parte de aba se estende sobre uma parte adjacente e paralela ao substrato dielétrico principal, e o segundo lado do condutor de antena principal não se sobrepõe a um condutor de plano de terra no substrato dielétrico; e montar o substrato dielétrico principal em uma armação do dispositivo de comunicação sem fio móvel.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do substrato dielétrico principal ter primeira e segunda superfícies opostas, compreendendo ainda a formação do condutor de plano de terra na primeira superfície, e em que a conexão da primeira parte perpendicular à primeira superfície.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda: formar um primeiro condutor de ramo no substrato dielétrico principal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade do condutor de antena de laço principal e tendo uma segunda extremidade que define um primeiro ponto de alimentação; e formar um segundo condutor de ramo no substrato dielétrico principal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade do condutor de antena de laço principal e uma segunda extremidade que define um segundo ponto de alimentação.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda a formação de um condutor de ramo de sintonização no substrato dielétrico principal conectado ao condutor de antena de laço principal entre as respectivas primeiras extremidades do primeiro e do segundo ramos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato da armação ter uma parte superior e uma parte inferior, e por compreender ainda: posicionar o transdutor de saída de áudio adjacente à parte superior da armação e conectado ao circuito; e posicionar a extensão dielétrica em formato de L adjacente à parte inferior da armação antes de conectar a primeira parte ao substrato dielétrico principal.