BRPI0509570B1 - Dispositivo de comunicação móvel sem fio e método de construção do mesmo - Google Patents

Abstract

dispositivo de comunicaçao móvel sem fio e método de construção do mesmo. um dispositivo de comunicação móvel sem fio pode incluir uma carcaça e uma antena de banda de múltiplas freqüências contida na carcaça. a antena de banda de múltiplas freqüências pode incluir um condutor de ciclos principal tendo um espaço definindo a primeira e a segunda extremidades do condutor de ciclos principal, um primeiro condutor de ramal tendo uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade do condutor de ciclos principal e tendo uma segunda extremidade definindo um primeiro ponto de alimentação e um segundo condutor de ramal com uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade do condutor de ciclos principal e com uma segunda extremidade definindo um segundo ponto de alimentação. a antena também pode incluir um condutor de ramal de sintonização com uma primeira extremidade conectada ao condutor de ciclos principal entre as respectivas primeiras extremidades do primeiro e do segundo ramais.

Description

DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO MÓVEL SEM FIO E MÉTODO DE

CONSTRUÇÃO DO MESMO

Campo da Invenção A presente invenção refere-se ao campo de dispositivos de comunicação e, mais particularmente, a dispositivos de comunicação móvel sem fio e métodos relacionados.

Fundamentos da Invenção A popularidade dos sistemas de comunicação celular continua a crescer e estes se tornaram parte integral, tanto de comunicações pessoais, quanto corporativas. Os telefones celulares permitem que os usuários façam e recebam chamadas de voz quase em qualquer lugar por onde viajem. Além disso, conforme a tecnologia de telefonia celular aumentou, assim também ocorreu com a funcionalidade dos dispositivos celulares. Por exemplo, muitos dispositivos celulares hoje incorporam funções de assistentes digitais pessoais (PDA), tais como calendário, agendas de endereços, listas de tarefas, etc. Além disso, estes dispositivos multifuncionais também permitem aos usuários enviar e receber mensagens de correio eletrônico (e-mail) e acessar a Internet por comunicação sem fio através de uma rede de telefonia celular e/ou uma rede local sem fio (WLAN), por exemplo.

Ainda assim, conforme a funcionalidade dos dispositivos de comunicação celular continua a aumentar, também aumenta a demanda de dispositivos menores que são mais fáceis de carregar e mais convenientes aos usuários. Como resultado, um estilo de telefones celulares que conseguiu grande popularidade é o telefone dobrável com "flip". Normalmente, os telefones com flip possuem uma carcaça superior com um visor e um alto-falante e uma carcaça inferior que aloja o telefone. O teclado destes telefones pode estar localizado na carcaça superior ou na inferior, dependendo do modelo em particular. A aba inferior é conectada à carcaça superior por uma dobradiça de forma que, quando não está em uso, as carcaças superior e inferior possam ser dobradas juntas para o telefone ficar mais compacto.

Um exemplo de um telefone com flip ê descrito no Pedido de Patente nos E.U.A. n° 5.337.061, de Pye e colaboradores. 0 telefone possui duas antenas, uma primeira que é montada na aba inferior e inclui uma área de aterramento e um monoposto alimentado por uma alimentação coaxial do circuito eletrônico dentro do telefone. A aba é conectada em pivô à seção principal ou superior da carcaça e é dobrada em oposição à seção principal quando não está em uso. Outra antena semelhante é encaixada na seção principal e ambas as antenas são conectadas ao circuito transceptor no telefone. As antenas são projetadas para introduzir um desequilíbrio deliberado para apresentar um sistema de comutação eficiente entre as antenas sem a necessidade de elementos de circuitos separados. A configuração da antena de um telefone celular também pode afetar significantemente o tamanho geral ou o alcance do telefone. Normalmente, os telefones celulares possuem estruturas de antenas que suportam comunicações em múltiplas bandas de freqüência de operação. São usados vários tipos de antenas para dispositivos móveis, tais como, por exemplo, estruturas em hélice, "F invertido", dipolo dobrado e antenas retráteis. Normalmente, as antenas em hélice e as retráteis são localizadas na parte externa, isto é, no exterior de um dispositivo móvel e as antenas em F invertido e dipolo dobrado normalmente são localizadas dentro (isto é, no interior) do estojo ou da carcaça de um dispositivo móvel adjacente ao seu topo.

Em termos gerais, as antenas internas permitem que os telefones celulares tenham um alcance menor do que as antenas externas. Além disso, elas também são preferidas em relação às antenas externas por motivos mecânicos e ergonômicos. As antenas internas também são protegidas pela carcaça do dispositivo móvel e, portanto, tendem a ser mais duráveis do que as antenas externas. As antenas externas também podem ser incômodas e dificultar o uso do dispositivo móvel, especialmente em ambientes com o espaço limitado.

Ainda outra desvantagem potencial das antenas de telefones celulares internas comuns é que elas ficam relativamente próximas à cabeça do usuário quando o telefone está em uso. Conforme uma antena se aproxima do corpo de um usuário, a quantidade de energia de radiação de radiofrequência (RF) absorvida pelo corpo normalmente aumenta. A quantidade de energia RF absorvida por um corpo durante o uso de um telefone celular é chamada de taxa de absorção específica (SAR) e normalmente a SAR aceitável em relação a telefones celulares é limitada por normas do governo adequadas para assegurar níveis de exposição à energia RF seguras ao usuário.

Uma tentativa de se reduzir a exposição à radiação a partir de antenas de telefones celulares é apresentada pela Patente nos EUA n° 6.741.215 de Grant e colaboradores. Esta patente apresenta vários telefones celulares com configurações de antenas internas e externas, nas quais as antenas são posicionadas no fundo do telefone para reduzir a intensidade de radiação experimentada por um usuário, isto é, afastando a antena do cérebro do usuário. Além disso, em algumas modalidades, a carcaça do telefone forma um ângulo obtuso de forma que a parte do fundo da carcaça se afasta da face do usuário.

Apesar destas configurações de antenas que permitem uma redução na exposição á radiação, maiores avanços nas configurações das antenas, particularmente quanto âs antenas internas, podem ser desejáveis para permitir maiores reduções no tamanho geral do dispositivo, ainda assim apresentando valores de SAR relativamente baixos.

Sumario da Invenção Em vista dos fundamentos acima, é, portanto, um objetivo da presente invenção apresentar um dispositivo de comunicação móvel sem fio que inclui uma configuração de antena que possibilita dispositivos de tamanhos relativamente pequenos, ainda assim apresentando o desempenho desejado em bandas de múltiplas freqüências.

Este e outros objetivos, características e vantagens de acordo com a presente invenção são apresentados por um dispositivo de comunicação móvel sem fio que pode incluir uma carcaça e uma antena de banda de múltipla freqüência contida na carcaça. Mais particularmente, a antena de banda de múltipla freqüência pode incluir um condutor de ciclos principal com um espaço no mesmo definindo a primeira e a segunda extremidades do condutor de ciclos principal, um primeiro condutor de ramal com uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade do condutor de ciclos principal e com uma segunda extremidade definindo um primeiro ponto de alimentação e um segundo condutor de ramal com uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade do condutor de ciclos principal e uma segunda extremidade definindo um segundo ponto de alimentação. A antena de múltiplas freqüências também pode incluir um condutor de ramal de sintonização com uma primeira extremidade conectada ao condutor de ciclos principal entre as respectivas primeiras extremidades do primeiro e do segundo ramais. A antena de banda múltiplas freqüências pode, portanto, ser arranjada de forma a ter um alcance relativamente pequeno, ainda assim apresentando o desempenho desejado. Além disso, a configuração da antena permite o posicionamento conveniente no fundo de uma placa de circuito impresso (PCB) de um dispositivo movei (por exemplo, telefone celular), o que ajuda a seguir os requisitos de SAR vigentes. Esta configuração também permite diminuir o impacto no desempenho da antena devido a um bloqueio pela mão do usuário. Isto ê, normalmente os usuários seguram os telefones celulares na metade superior da carcaça do telefone e, portanto, é mais provável que coloquem suas mãos sobre uma destas antenas do que seria com uma antena posicionada adjacente à porção inferior da carcaça. 0 condutor de ciclos principal pode ter um formato retangular em geral, com o primeiro e o segundo lados opostos e a primeira e a segunda extremidade opostas e o espaço pode ser no primeiro lado do condutor de ciclos principal. Além disso, as respectivas primeiras extremidades do primeiro condutor de ramal, o segundo condutor de ramal e o condutor de ramal de sintonização podem ser conectadas à primeira parte do condutor de ciclos principal. Em particular, o condutor de ciclos principal pode incluir partes não-planas para apresentar maior economia de espaço, por exemplo. 0 condutor de ciclos principal pode, vantajosamente, ter pelo menos uma função de sintonização. Como exemplo, estas funções de sintonização podem incluir ondas, zigue-zagues, ciclos, assim como outros formatos geométricos. O primeiro e o segundo condutor de ramais e/ou o condutor de ramais de sintonização também podem incluir funções de sintonização semelhantes nos mesmos. O dispositivo de comunicação móvel também pode incluir um substrato dielétrico suportando a antena de banda de múltiplas freqüências e o condutor de ciclos principal, o primeiro e o segundo condutor de ramais e o condutor de ramal de sintonização podem cada um possuir uma respectiva pista condutora no substrato dielétrico. O dispositivo de comunicação móvel também pode incluir circuitos de transceptor sem fio contidos no substrato dielétrico e conectados à antena de banda de múltiplas freqüências.

Um aspecto do método da presente invenção é a construção de um dispositivo de comunicação móvel sem fio e pode incluir a apresentação de uma carcaça e o posicionamento de uma antena de banda de múltipla freqüência dentro da carcaça, tal como descrito brevemente acima.

Breve descrição dos desenhos A FIG. 1 é um diagrama esquemático em blocos de um dispositivo de comunicação móvel sem fio de acordo com a presente invenção, ilustrando certos componentes internos do mesmo. A FIG. 2 é uma visão frontal superior do dispositivo de comunicação móvel sem fio da FIG. 1. A FIG. 3 é um diagrama esquemático que ilustra em geral uma antena de banda de múltiplas freqüências do dispositivo de comunicação móvel sem fio da FIG. 1, As FIGS. 4-6 são diagramas esquemáticos de diferentes modalidades de funções de sintonização que podem ser usadas em varias partes da antena da FIG. 3. A FIG. 7 é uma visão em perspectiva de uma modalidade de um substrato dielétrico e uma antena associada para uso no sistema de comunicação móvel sem fio da FIG. 1. A FIG. 8 é uma visão traseira superior do substrato dielétrico da FIG. 7.

As FIGS. 9 e 10 são visões em perspectiva de outra modalidade de um substrato dielétrico e antena associada para uso no dispositivo de comunicação móvel sem fio mostrado a partir da parte superior do substrato voltado para baixo e a partir da parte inferior do substrato voltado para cima, respectivamente.

As FIGS. 11 e 12 são fluxogramas de métodos para a construção de um dispositivo de comunicação móvel sem fio de acordo com a presente invenção. A FIG, 13 é um diagrama esquemático em blocos de um exemplo de dispositivo de comunicação móvel sem fio para uso com a presente invenção.

Descrição detalhada das modalidades preferidas A presente invenção será descrita abaixo em maiores detalhes em referência aos desenhos em anexo, nos quais as modalidades preferidas da invenção são mostradas. Esta invenção pode, contudo, possuir modalidades de diferentes formas e não deve construída limitada pelas modalidades aqui apresentadas. Em vez disso, estas modalidades são apresentadas de forma a tornar esta descrição minuciosa e Completa e transmite completamente o escopo da invenção àqueles versados na técnica. Os números referem-se aos elementos relacionados e a notação prima é usada para indicar elementos semelhantes em modalidades alternativas.

Inicialmente em referência às FIGS. 1 e 2, primeiramente é descrito um dispositivo de comunicação móvel sem fio, tal como um dispositivo celular móvel 20, de acordo com a presente invenção. O dispositivo celular móvel 20 inclui ilustrativamente uma carcaça 21 com uma parte superior 4 6 e uma parte inferior 47 e um substrato dielétrico principal 67, tal como um substrato de uma placa de circuito impresso (PCB), contida na carcaça. A carcaça 21 ilustrada é uma carcaça estática, por exemplo, em oposição a uma carcaça com flip ou deslizante, usada em vários telefones celulares. Contudo, estas outras configurações de carcaça também podem ser usadas. Vários circuitos 48 são contidos no substrato dielétrico principal 67, tal como um microprocessador, memória, um ou mais transceptores sem fio, (por exemplo, celular, WLAN, etc.), circuitos de rádio e de energia, etc., como será observado por aqueles versados na técnica e serão discutidos em maiores detalhes abaixo. Uma bateria (não mostrada) é contida, de preferência, na carcaça 21 para fornecer energia ao circuito 48.

Além disso, um transdutor de saída de áudio 4 9 (por exemplo, um alto-falante) é contido na parte superior 46 da carcaça 21 e conectado ao circuito 48. Uma ou mais interfaces de entrada do usuário, tal como um teclado 23, também é preferencialmente contida na carcaça 21 e ' conectada ao circuito 48. Outros exemplos de interfaces de entrada do usuário incluem uma roda de rolagem 37 e um botão de "voltar" 36. Obviamente, observa-se que outros dispositivos de interface de entrada do usuário (por exemplo, uma caneta ou uma interface sensível ao toque) podem ser usados em outras modalidades. 0 dispositivo celular móvel 20 inclui ilustrativamente uma antena 45 contida na parte inferior 47 da carcaça 21, formada por um padrão de pistas condutoras do substrato dielétrico 67, conforme será discutido em maiores detalhes abaixo. Colocando-se a antena 45 adjacente à parte inferior 47 da carcaça 21, aumenta-se vantajosamente a distância entre a antena e a cabeça do usuário quando o telefone está em uso para ajudar a cumprir os requisitos de SAR vigentes.

Mais particularmente, um usuário normalmente segura a parte superior da carcaça 21 muito próximo â sua cabeça de forma que o transdutor de saída de áudio 49 esteja diretamente próximo ao seu ouvido. Ainda assim, a parte inferior 47 da carcaça 21, onde um transdutor de entrada de áudio (isto é, um microfone) é localizado, não precisa ser localizado diretamente próxima à boca do usuário e normalmente é colocada distante da boca do usuário. Isto é, a colocação do transdutor de entrada de áudio próximo à boca do usuário, além de ser desconfortável ao usuário, também pode destorcer a voz do usuário em algumas circunstâncias. Além disso, a colocação da antena 45 adjacente à parte inferior 47 da carcaça 21 também aumenta vantajosamente o espaço entre a antena e o cérebro do usuário.

Outro beneficio importante da colocação da antena 45 adjacente à parte inferior 47 da carcaça 21 é que isto pode permitir que o bloqueio da mão do usuário tenha menos impacto no desempenho da antena. Isto é, normalmente os usuários seguram os telefones celulares do meio à parte superior da carcaça do telefone, e assim é mais provável que coloquem suas mãos sobre a antena do que se a antena fosse montada adjacente à parte inferior 47 da carcaça 21. Conseqüentemente, pode-se conseguir um desempenho mais confiável colocando-se a antena 45 adjacente à parte inferior 47 da carcaça 21.

Ainda outro beneficio desta configuração é apresentar mais espaço para dispositivos auxiliares de entrada/saída {1/0) 50 serem contidos na parte superior 46 da carcaça.

Além disso, a separação da antena 45 dos dispositivos auxiliares de entrada/saída {1/0) 50 permite a redução da interferência entre os mesmos.

Alguns exemplos de dispositivos auxiliares de entrada/saída {1/0) 50 incluem uma antena WLAN (por exemplo, Bluetooth™, IEEE 802.11) para fornecer capacidades de comunicação WLAN, e/ou uma antena de sistema de posicionamento por satélite (por exemplo, GPS, Galileo, etc.) para fornecer capacidades de localização, conforme será observado por aqueles versados na técnica. Outros exemplos de dispositivos auxiliares de entrada/saída {1/0) 50 incluem um segundo transdutor de áudio (por exemplo, um alto-falante) e uma lente de câmera para fornecer capacidade de fotografia digital, um conector de dispositivo elétrico (por exemplo, USB, fone de ouvido, cartão de memória digital seguro (SD), etc.).

Deve-se observar que o termo entrada/saída, conforme usado em relação aos dispositivos auxiliares de entrada/saída (1/0) 50, significa que estes dispositivos podem ter capacidade de entrada e/ou saída e ambas não precisam estar presentes em todas as modalidades. Isto é, dispositivos como lentes de câmeras podem apenas receber entrada óptica, por exemplo, enquanto um conector de fone de ouvido pode apenas fornecer uma saída de áudio. O dispositivo celular móvel 20 também inclui ilustrativamente um visor 22 contido na carcaça 21 e conectado ao circuito 48. O botão de "voltar" 36 e a roda de rolagem 37 também são conectados ao circuito 48 para permitir que o usuário navegue por menus, texto, etc. , conforme será observado por aqueles versados na técnica. A roda de rolagem 37 pode também ser referida como "roda polegar" ou "roda de trilha" em algumas circunstancias. O teclado 23 inclui ilustrativamente uma pluralidade de teclas de múltiplos símbolos 24, cada uma com um índice de uma pluralidade de símbolos na mesma. O teclado 23 também inclui ilustrativamente uma tecla "função" alternativa 25, uma tecla "próximo" 26, uma tecla "espaço" 27, uma tecla "alternar" 28, uma tecla "retornar (ou entrar)" 29 e uma tecla "apagar" 30. A tecla "próximo" 26 também é usada para se inserir um símbolo no primeiro pressionamento ou ativação da tecla "função" alternativa 25. De forma semelhante, a tecla "espaço" 27, a tecla "alternar" 28 e a tecla "apagar" 30 são usadas para se inserir um "0" e um , respectivamente, na primeira ativação da tecla "função" alternativa 25. O teclado 23 também inclui ilustrativamente uma tecla "enviar" 31, uma tecla "terminar" 32 e uma tecla de conveniência {isto é, menu) 39 para uso ao se fazer chamadas telefônicas, conforme será observado por aqueles versados na técnica.

Além disso, os símbolos de cada tecla 24 são arranjados nas fileiras superiores e inferiores. Os símbolos das fileiras inferiores são usados quando o usuário pressiona uma tecla 24 sem anteriormente pressionar a tecla "função" alternativa 25, enquanto os símbolos da fileira superior são usados pressionando-se primeiramente a tecla "função" alternativa 25. Conforme visto na FIG. 2, as teclas de múltiplos símbolos 24 são arranjadas nas três primeiras fileiras do teclado 23 sob as teclas "enviar" e "terminar" 31, 32. Além disso, os símbolos de letras das teclas 24 são arranjados de forma a definir uma disposição do tipo QWERTY. Isto é, as letras no teclado 23 são apresentadas em um formato de três fileiras, com as letras de cada fileira na mesma ordem e posição relativa de um teclado padrão do tipo QWERTY.

Cada fileira de teclas (inclusive a quarta fileira de teclas de função 25-29) é organizada em cinco colunas. As teclas de múltiplos símbolos 24 na segunda, na terceira e na quarta colunas da primeira, segunda e terceira fileiras possuem índices numéricos {isto é, de 1 a 9) acessíveis pressionando-se anteriormente a tecla "função" alternativa 25. Junto com as teclas "próximo", "espaço" e "alternar" 26, 27 e 28, que respectivamente inserem "0" e quando se ativa anteriormente a tecla "função" alternativa 25, conforme descrito acima, este conjunto de teclas define uma disposição de teclado telefônico padrão, como é encontrado em um telefone de teclas tradicional, conforme será observado por aqueles versados na técnica.

Conseqüentemente, o dispositivo celular móvel 20 pode vantajosamente ser usado não apenas como um telefone celular tradicional, mas também pode ser usado convenientemente para se enviar e/ou receber dados em uma rede celular ou outra rede, tal como a Internet e enviar dados por correio eletrônico, por exemplo. Obviamente, outras configurações de teclado também podem ser usadas em outras modalidades. Os modos de múltiplos toques ou de predição podem ser usados para se digitar mensagens de correio eletrônico, etc., conforme será observado por aqueles versados na técnica.

Exemplos de implementações da antena 45 são discutidos abaixo em referência às FIGS. 3 a 10. De preferência, a antena 45 é uma antena de banda de múltiplas freqüências que apresenta características de transmissão e recepção avançadas em múltiplas freqüências de operação. Mais particularmente, a antena 45 é projetada para apresentar alto ganho, combinação de impedância desejada e se adequar aos requisitos de SAR vigentes em uma largura de banda relativamente ampla e múltiplas bandas de freqüência celulares. Como exemplo, a antena 45 opera de preferência em cinco bandas, a saber, banda de Comunicação Celular de Sistema Global (GSM) de 850 MHz, GSM de 900 MHz, banda DCS, banda PCS e banda WCDMA (isto é, de até 2100 MHz) , embora também possa ser usado para outras bandas/freqüências.

Para economizar espaço, a antena 4 5 pode ser implementada vantajosamente em três dimensões, conforme visto nas FIGS. 7 a 10, embora isso possa ser implementado em duas dimensões ou em uma modalidade planar. A antena 45 inclui ilustrativamente uma primeira seção 61 no PCB 67. Uma segunda seção 62 envolve o PCB 67 em uma extensão dielétrica no formato de L ou um quadro de retenção de antena 63 que inclui uma parte vertical 51 se estendendo para fora da parte vertical e acima de uma parte adjacente ao PCB 67, e uma porção de protuberância 68 se estendendo para fora da porção vertical e acima da porção adjacente do PCB . Em algumas modalidades, as laterais 55 também podem ser posicionadas em extremidades opostas da extensão dielétrica no formato de L 63 para fornecer suporte adicional, se desejado (vide FIGS. 7 e 9).

A segunda seção 62 da antena 45 inclui ilustrativamente um condutor de ciclo de antena principal 64 com um espaço no mesmo definindo a primeira e a segunda extremidades 52, 53 do condutor de ciclos principal. A primeira seção 61 da antena 45 inclui ilustrativamente um primeiro condutor de ramal 70 e um segundo condutor de ramal 71 e um condutor de ramal de sintonização 72. Mais particularmente, o primeiro condutor de ramal 70 possui uma primeira extremidade conectada adjacente à primeira extremidade 52 do condutor de ciclos principal 64 e uma segunda extremidade definindo um primeiro ponto de alimentação, que no exemplo ilustrado é conectado a uma fonte de sinal 54 (por exemplo, um transceptor sem fio). O segundo condutor de ramal 71 possui uma primeira extremidade conectada adjacente à segunda extremidade 53 do condutor de ciclos principal 64 e uma segunda extremidade definindo um segundo ponto de alimentação, que no exemplo ilustrado é conectado a um condutor de área de aterramento 69 do PCB (FIG 8). O condutor de ramal de sintonização 72 possui uma primeira extremidade conectada ao condutor de ciclos principal 64 entre as respectivas primeiras extremidades do primeiro e do segundo ramais. Isto é, a primeira extremidade do condutor de ramal de sintonização 72 é conectada ao condutor de ciclos principal 64 em algum ponto ao longo do seu comprimento entre o primeiro e o segundo condutores de ramal 70, 71. As posições do condutor de ramal de sintonização 72 entre as seções 77 e 78 podem variar convenientemente sem afetar significantemente os parâmetros de freqüência. No presente exemplo, o condutor de ciclos principal 64 possui um formato geral retangular com um primeiro lado incluindo os segmentos 75-78 e o espaço, um segundo lado 74 oposto e a primeira e a segunda extremidades 79, 80 opostas. A primeira e a segunda seções 61, 62 da antena 45 e a primeira e a segunda extremidades 79, 80 opostas. A primeira e a segunda seções 61, 62 da antena 45 podem ser formadas usando-se impressões ou padrões de pistas de circuitos condutoras, conforme visto nas FIGS. 7-10.

Enquanto as respectivas primeiras extremidades do primeiro condutor de ramal 70, do segundo condutor de ramal 71 e do condutor de ramal de sintonização 72 estão conectadas ao primeiro lado do condutor de ciclos principal 64 na modalidade ilustrada, outras configurações também são possíveis. Por exemplo, a primeira extremidade do condutor de ramal de sintonização 72 pode ser conectada ao segundo lado 74 da primeira ou da segunda extremidade 79, 80.

Conforme observado acima, a segunda seção 62 da antena 45 pode ser posicionada na parte vertical 51 da extensão dielétrica no formato de L 63. Isto permite vantajosamente que o alcance geral da antena 45 na parte superior (isto é, nos circuitos) do PCB 67 seja reduzido significantemente. Além disso, partes do condutor de ciclos principal 64 também podem envolver a parte suspensa 68 da extensão dielétrica no formato de L 63 para apresentar uma economia de espaço ainda maior. Contudo, deve-se observar que a antena 45 pode ser implementada em duas dimensões (isto é, onde a primeira e a segunda seções 61, 62 estão no mesmo plano), em certas modalidades se houver espaço suficiente disponível e que outras configurações em 3D também são possíveis, como será observado por aqueles versados na técnica. 0 condutor de ciclos principal 64 é definido pelas seções 74-80. O primeiro condutor de ramal 70 pode ser conectado à fonte de sinal 54 com ou sem uma rede combinada passiva, conforme será observado por aqueles versados na técnica. 0 segundo condutor de ramal 71 é, de preferência, conectado ao terra sem uma rede combinada e o condutor de ramal de sintonização 72 é flutuante (isto é, não conectado à fonte de sinal 54 ou ao terra).

Em termos gerais, os comprimentos dos ramais 70, 71 e 72 são usados para se ajustar a freqüência de operação central. O padrão em zigue-zague ou em linhas de ondas quadradas dos condutores de ramal 70 e 72 é uma característica que pode ser usada para alterar o comprimento elétrico, que varia a freqüência central. Além disso, diferentes formatos (isto é, funções de sintonização) dos ramais 70, 71 e 72 também podem ser usados para apresentar diferentes freqüências. Por exemplo, além dos formatos em linha reta e em ondas ilustrados na FIG. 3, outras formas geométricas que podem ser usadas nestes ramais incluem ondulações no formato de serra ou triangular 40 (FIG 4A) , um ramal 41 com um ciclo (FIG. 4B) , etc. Vários outros formatos e suas combinações podem ser usados para apresentar diferentes características de freqüências, conforme será observado por aqueles versados na técnica. A seção 73 do condutor de ciclos principal 64 também pode ser usada para controlar a freqüência de operação. Uma variedade de formatos e ou recortes também podem ser usados para a seção 73. Estas funções de sintonização podem incluir, por exemplo, uma haste com duas cabeças 90 (FIG. 5A) , uma haste com uma cabeça 91 FIG. 5B) , um grampo 92 J (FIG. 5C), um grampo duplo 93 (FIG. 5D) , um grampo com um ciclo 94 (FIG. 5E), uma ondulação 95 (FIG. 5F) e um zigue-zague 96 (FIG. 5G) . Além disso, em algumas modalidades, todo o condutor de ciclos principal 64 pode ter uma dos formatos acima ou outros, em vez de apenas uma parte do mesmo.

Se for necessário um elemento de circuito em certas modalidades para ajustar a impedância de entrada e/ou aumentar a largura de banda, pode-se usar um padrão tipo ciclo, o que cria uma fase de sincronização ressonante adicional, como será observado por aqueles versados na técnica. Se houver um espaço adequado disponível, podem ser usadas partes em linha reta no comprimento adequado. Ainda, normalmente o espaço é essencial para as antenas internas de dispositivos celulares, especialmente para os modelos compactos e, assim, preferir-se-á um dos formatos descritos acima (ou outros). A largura e o comprimento da seção 74 influenciam o ganho da antena. O comprimento da seção 74 também tem impacto na freqüência de operação. Contudo, observa-se que os comprimentos das seções 70, 71, 72 e 73 (isto é, o comprimento total da antena 45) também afetam a freqüência de operação, como é o caso de uma antena dipolar típica. O condutor de ciclos principal 64 também pode ter uma pluralidade de formatos, larguras e espessuras. Como exemplo, o condutor de ciclos principal 64 também pode ser geralmente circular, quadrado, poligonal, etc., embora outros formatos também possam ser usados, tais como o formato de U 97 (FIG. 6A), um semicírculo 98 (FIG. 6B) e um formato de feijão 99 (FIG. 6C).

Além disso, a seção 74 também possui ranhuras, remendos, etc. Os remendos podem sér usados para se adicionar uma área de superfície de forma que a seção 74 possa formar o feixe. Observa-se que, no caso de um telefone celular, o feixe deve ser, de preferência, direcionado para longe do telefone, isto é, perpendicular ao plano do PCB 37. Como exemplo, a largura da antena 45 pode ser de aproximadamente 7 cm ou menos, a altura da primeira seção 61 pode ser de aproximadamente 1 a 3 cm e a altura da segunda seção 62 pode ser de aproximadamente 1 a 3 cm, dependendo da implementação adotada. Obviamente, podem ser usadas outras dimensões.

Em relação às características de impedância Sll da antena 45, é necessário haver uma boa combinação sobre a faixa de freqüência de interesse para que a largura de banda seja ampla. Assim, deseja-se reduzir o círculo Sll e mover o círculo reduzido ao ponto central de 50 Ohm, conforme será observado por aqueles versados na técnica. A área 73, assim como outras partes da antena 45, pode ser usada para reduzir ou mover o círculo Sll, o que é feito de preferência de forma distribuída. Além disso, a rede de combinação e as partes em onda da antena 45 também podem ser usadas para mover o círculo Sll ao ponto central de 50 Ohm desejado. O centro do círculo Sll reduzido é menos crítico, já que pode ser vantajosamente movido ao ponto de 50 Ohm conforme observado acima de acordo com a presente invenção.

Em termos gerais, a antena 45 descrita acima permite que vários formatos e comprimentos sejam utilizados para apresentar comprimentos elétricos e distribuição de corrente apropriados. Alguns formatos são linhas de atraso simples, enquanto outros formatos são projetados de forma a influenciar a corrente em uma área em particular. Conforme observado acima, devido ao espaço ilimitado, muitos dos formatos e geometrias descritos acima podem não ser necessários. Contudo, dentro dos ambientes com espaço restrito dos dispositivos de comunicação móvel sem fio, tais como os telefones celulares, onde todas as funções da antena descritas acima são particularmente vantajosas para se apresentar o desempenho desejado em múltiplas bandas de operação.

Em certas modalidades, pode-se fazer varias mudanças na disposição básica da antena 45. Por exemplo, o condutor de ramal de sintonização 72 pode ser movido de forma a que se estenda a partir da seção 74, em vez da área 73. Outras alterações também são possíveis, conforme será observado por aqueles versados na técnica, 0 PCB 67 possui uma primeira superfície sobre a qual o circuito 48 é posicionado e uma segunda superfície sobre a qual o condutor de área de aterramento 69 é posicionado. De preferência, as partes do condutor de ciclos principal 64 na parte suspensa 68 da extensão dielétrica no formato de L 63 são posicionadas relativamente de forma a não sobrepor o condutor de área de aterramento 69. Descobriu-se que isto aumenta as características de desempenho da antena. De forma semelhante, prefere-se que nenhum dentre o primeiro, o segundo ou o condutor de ramal de sintonização 70, 71, 72 sobreponha o condutor de área de aterramento 69.

Um aspecto do primeiro método da invenção para se construir um dispositivo celular móvel sem fio 20 é descrito abaixo em referência à FIG. 11. O método começa (Bloco 110) com a apresentação de uma carcaça 21 com uma parte superior 46 e uma parte inferior 47, um substrato dielétrico 67 contido na carcaça, circuitos 48 contidos no substrato dielétrico, um transdutor de saída de áudio 49 contido na parte superior da carcaça e conectado aos circuitos e um dispositivo de interface de entrada com o usuário (por exemplo, o teclado 23) contido pela carcaça e conectado aos circuitos, no Bloco 111. O método também inclui ilustrativamente o posicionamento de pelo menos um dispositivo auxiliar de entrada/saída (1/0) 50 na parte superior 46 da carcaça 21 e conectado ao circuito 48, no Bloco 112 e o posicionamento de uma antena 45 na parte inferior 47 da carcaça e possui um padrão de pistas condutoras no substrato elétrico, no Bloco 113, assim concluindo o método ilustrado (Bloco 114).

Outro aspecto do método da invenção para construção de um dispositivo celular móvel sem fio 20 é descrito abaixo em referência à FIG. 12. O método começa (Bloco 120) com a formação de uma extensão dielétrica no formato de L 63 que compreende uma parte vertical 51 e uma parte suspensa 68 que se estende para fora da parte vertical, com pelo menos uma pista condutora na parte suspensa, no Bloco 121. O método também inclui ilustrativamente a conexão da parte vertical 51 da extensão dielétrica no formato de L 63 a um substrato dielétrico principal 67 de forma que a parte vertical se estenda para fora do mesmo, fazendo com que a parte suspensa 68 se estenda sobre uma parte adjacente do substrato dielétrico principal 67 e pelo menos uma pista condutora não sobreponha um condutor de área de aterramento 69 no substrato dielétrico, no Bloco 122. Além disso, o substrato dielétrico principal 67 pode ser montado em uma carcaça 21, no Bloco 123, assim concluindo o método ilustrado (Bloco 124). Obviamente, será observado por aqueles versados na técnica que a ordem das etapas descritas nos métodos supracitados é meramente um exemplo e varias etapas podem ser executadas em diferentes ordens em diferentes modalidades.

Outro exemplo de um dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 que pode ser usado de acordo com a presente invenção é descrito em maiores detalhes no exemplo abaixo em referência à FIG. 13. O dispositivo 1000 inclui ilustrativamente uma carcaça 1200, um teclado 1400 e um dispositivo de saída 1600. 0 dispositivo de saída é um visor 1600, que de preferência é um LCD gráfico completo. Outros tipos de dispositivos de saída podem ser usados como alternativa. Um dispositivo de processamento 1800 está contido na carcaça 1200 e é acoplado entre o teclado 1400 e o visor 1600. O dispositivo de processamento 1800 controla a operação do visor 1600, assim como a operação geral do dispositivo de comunicação mõvel sem fio manual 1000, em resposta à ativação de teclas no teclado 1400 pelo usuário. A carcaça 1200 pode ser alongada verticalmente ou pode ter outros tamanhos e formatos (inclusive estruturas de carcaça em concha). O teclado pode incluir uma tecla de seleção de modo ou outro hardware ou software para alternar entre entrada de texto e entrada telefônica.

Além do dispositivo de processamento 1800, outras partes do dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 são mostradas esquematicamente na FIG. 13. Estas incluem um subsistema de comunicações 1001; um subsistema de comunicações de curto alcance 1020; o teclado 1400 e o visor 1600, junto de outros dispositivos de entrada/saída 1060, 1080, 1100 e 1120; assim como os dispositivos de memória 1160, 1180 e vários outros subsistemas de dispositivos 1201. 0 dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 é, de preferência, um dispositivo de comunicações RF bidirecional com capacidade de comunicações de dados e voz. Além disso, de preferência, o dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 possui a capacidade de se comunicar com outros sistemas computadorizados através da Internet. O sistema operacional executado pelo dispositivo de processamento 1800 é, de preferência, armazenado em uma memória permanente, tal como a memória flash 1160, mas pode ser armazenado em qualquer tipo de dispositivo de memória, tal como memória apenas para leitura (ROM) ou um elemento de armazenamento semelhante. Além disso, o software do sistema, aplicações específicas do dispositivo, ou suas partes, podem ser carregados temporariamente em uma memória volátil, tal como a memória de acesso aleatório (RAM) 1180. Os sinais de comunicação recebidos pelo dispositivo móvel também podem ser armazenados na memória RAM 1180. 0 dispositivo de processamento 1800, além de suas funções de sistema operacional, possibilita a execução de aplicações de software 1300A-1300N no dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000. Um conjunto predeterminado de aplicações que controlam as operações básicas do dispositivo, tal como comunicações de dados e voz 1300A e 1300B, podem ser instalados no dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 durante a fabricação. Além disso, uma aplicação de gerenciamento de informações pessoais (PIM) pode ser instalada durante a fabricação. O PIM é capaz, de preferência, de organizar e gerenciar dados, tais como correio eletrônico, eventos de calendário, correios de voz, compromissos e tarefas. A aplicação do PIM também é capaz, de preferência, de enviar e receber dados através de uma rede sem fio 1401. De preferência, os dados do PIM são integrados de forma transparente, sincronizados e atualizados através da rede sem fio 1401 com os dados do usuário do dispositivo correspondentes armazenados ou associados com um sistema computacional.

As funções de comunicação, inclusive comunicações de dados e voz, são executadas através do subsistema de comunicações 1001 e possivelmente através do subsistema de comunicações de curto alcance. 0 subsistema de comunicações 1001 inclui um receptor 1500, um transmissor 1520 e uma ou mais antenas 1540 e 1560. Além disso, o subsistema de comunicações 1001 também inclui um modulo de processamento, tal como um processador de sinal digital (DSP) 1580 e osciladores locais (LOs) 1601. O desenho específico e a implementação do subsistema de comunicações 1001 dependem da rede de comunicação com a qual se pretende que o dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 opere. Por exemplo, um dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 pode incluir um subsistema de comunicações 1001 projetado para operar com as redes de comunicações de dados móveis Mobitex™, Data TAC™ ou de Serviço de Pacote de Rádio Geral (GRPS) e também pode ser projetado para operar com qualquer uma dentre uma variedade de redes de comunicações de voz, tais como AMPS, TDMA, CDMA, PCS, GSM, etc. Outros tipos de redes de dados e voz, tanto separadas quanto integradas, também podem ser utilizadas com o dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000.

Os requisitos de acesso à rede dependem do tipo de sistema de comunicação. Por exemplo, nas redes Mobitex™ e DataTAC™, os dispositivos móveis são registrados na rede usando-se um número de identificação pessoal único ou PIN associado a cada dispositivo. Nas redes GRPS, contudo, o acesso â rede é associado a um assinante ou usuário de um dispositivo. Portanto, um dispositivo GRPS requer um módulo de identificação do assinante, geralmente chamado de cartão SIM, a fim de operar em uma rede GRPS.

Quando os procedimentos necessários de registro ou ativação tiverem sido completados, o dispositivo de comunicação móvel sem fio manual 1000 pode enviar e receber sinais de comunicações pela rede de comunicação 1401. Os sinais recebidos a partir da rede de comunicação 1401 pela antena 1540 são roteados ao receptor 1500, que fornece a amplificação do sinal, conversão de freqüência descendente, filtragem, seleção de canal, etc. e também pode fornecer conversão de analógico para digital. A conversão de analógico para digital do sinal recebido permite que o DSP 1580 execute funções de comunicação mais complexas, tais como demodulação e decodificação. De forma semelhante, os sinais a serem transmitidos à rede 1401 são processados (por exemplo, modulados e codificados) pelo DSP 1580 e são, então, fornecidos ao transmissor 1520 para conversão de digital a analógico, conversão de freqüência ascendente, filtragem, amplificação e transmissão à rede (ou redes) de comunicação 1401 através da antena 1560.

Além do processamento dos 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 podem ser controlados de forma adaptável através de algoritmos de ganho de controle implementados no DSP 1580.

No modo de comunicação de dados, um sinal recebido, tal como uma mensagem de texto ou uma página da Internet, é processado pelo subsistema de comunicações 1001 e é enviado ao dispositivo de processamento 1800. O sinal recebido é então ainda processado pelo dispositivo de processamento 1800 para saída no visor 1600 ou alternativamente para outro dispositivo auxiliar de entrada/saída 1060. Um usuário do dispositivo também pode compor dados, tais como mensagens de correio eletrônico, usando o teclado 1400 e/ou algum outro dispositivo auxiliar de entrada/saída 1060, tal como um touchpad, um interruptor oscilante, uma roda de rolagem ou algum outro tipo de dispositivo de entrada. Os dados compostos podem, então, ser transmitidos pela rede de comunicação 1401 através do subsistema de comunicações 1001.

No modo de comunicação por voz, a operação geral do dispositivo é substancialmente semelhante ao modo de comunicações de dados, exceto pela saída dos sinais ser pelo alto-falante 1100 e pelos sinais para transmissão serem gerados por um microfone 1120. Subsistemas alternativos de voz ou áudio I/O, tal como um subsistema de gravação de mensagens de voz, também podem ser implementados no dispositivo 1000. Além disso, o visor 1600 também pode ser usado em modo de comunicação por voz, por exemplo, para exibir a identidade de quem está chamando, a duração de uma chamada de voz ou outras informações relacionadas à chamada de voz. O subsistema de comunicações de curto alcance % possibilita a comunicação entre o dispositivo 1000 e outros sistemas ou dispositivos próximos, que não precisam necessariamente ser dispositivos semelhantes. Por exemplo, o subsistema de comunicações de curto alcance pode incluir um dispositivo infravermelho e circuitos e componentes associados ou um módulo de comunicações Bluetooth™ para fornecer comunicação com sistemas e dispositivos habilitados de forma semelhante.

Muitas modificações da invenção virão às mentes daqueles versados na técnica, com o beneficio dos ensinamentos apresentados nas descrições acima e nos desenhos associados e estas modificações e modalidades devem ser incluídas no escopo das reivindicações em anexo.

REIVINDICAÇÕE S

Claims (7)

1. Dispositivo de comunicação móvel sem fio caracterizado pelo fato de compreender: uma carcaça tendo, quando o dispositivo está na posição vertical, uma porção superior e uma porção inferior; uma placa de circuito impresso (PCB) com um condutor de área de aterramento, um transceptor sem fio dentro da referida carcaça e com uma seção em forma de L se estendendo para fora a partir da mesma, a seção em forma de L compreendendo uma porção perpendicular que se estende perpendicularmente à referida PCB e ao referido condutor de área de aterramento, e uma porção oposta acoplada a ela e que se estende paralelamente à PCB; e uma antena de banda de múltiplas frequências para cooperar com o transceptor sem fio e tendo porções que se estendem em mais de um plano, as partes de antena sendo adjacentes à referida porção inferior da carcaça, a referida antena de banda de múltiplas frequências transportada dentro da referida carcaça, e compreendendo; um condutor de ciclos principal com uma forma geralmente retangular com o primeiro e segundo lados opostos e primeira e segunda extremidades opostas, e em que um espaço está no primeiro lado do dito condutor de ciclos principal, o dito condutor de ciclos principal compreendendo uma pista condutora na porção perpendicular da seção em forma de L; um primeiro condutor de ramal compreendendo uma pista condutora na PCB e com uma primeira extremidade conectada ao referido condutor de ciclos principal adjacente à primeira extremidade do referido condutor de ciclos principal, e com uma segunda extremidade acoplável a uma fonte de sinal para definir um primeiro ponto de alimentação; um segundo condutor de ramal compreendendo uma pista condutora na PCB e tendo uma primeira extremidade conectada ao condutor de ciclos principal adjacente à segunda extremidade do referido condutor de ciclos principal, e tendo uma segunda extremidade acoplável ao referido aterramento para definir um segundo ponto de alimentação; e um condutor de ramal de sintonização flutuante compreendendo uma pista condutora na PCB e com uma primeira extremidade conectada ao referido condutor de ciclos principal em um ponto no perímetro do referido condutor de ciclos principal que está entre, ao longo do referido perímetro, os pontos aos quais as respectivas primeiras extremidades do referido primeiro e segundo condutores de ramal se conectam ao condutor de ciclos principal; ee em que as respectivas primeiras extremidades do referido primeiro condutor de ramal, referido segundo condutor de ramal, e referido condutor de ramal de sintonização flutuante estão conectados ao primeiro lado do referido condutor de ciclos principal.

2. Dispositivo de comunicação móvel sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do condutor de ciclos principal incluir partes não planas.

3. Dispositivo de comunicação móvel sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do condutor de ciclos principal ter pelo menos uma função de sintonização.

4. Dispositivo de comunicação móvel sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos um dentre o referido primeiro, segundo e condutor de ramais de sintonização compreender uma função de sintonização.

5. Dispositivo de comunicação móvel sem fio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender um substrato dielétrico suportando a antena de banda de múltiplas frequências; e em que o referido condutor de ciclos principal, o primeiro e o segundo condutores de ramais e o condutor de ramal de sintonização cada compreende uma respectiva pista condutora no substrato dielétrico.

6. Dispositivo de comunicação móvel sem fio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por ainda compreender circuitos de transceptor sem fio contidos no referido substrato dielétrico e conectados à antena de banda de múltiplas freqüências.

7. Método de construção de um dispositivo de comunicação móvel sem fio caracteri zado por compreender etapas de: o fornecimento de uma carcaça tendo, quando o dispositivo está na posição vertical, uma porção superior e uma porção inferior; o posicionamento de uma placa de circuito impresso (PCB) compreendendo um transceptor sem fio dentro da carcaça e com uma seção em forma de L que se estende para fora desta, a seção em forma de L compreendendo uma porção perpendicular se estendendo perpendicularmente à referida PCB e ao referido condutor de área de aterramento, e uma porção oposta acoplada ao mesmo e se estendendo paralelamente à PCB; e o posicionamento de uma antena de banda de múltiplas frequências para cooperar com o transceptor sem fio e com porções se estendendo em mais de um plano contido na carcaça e que compreende o condutor de ciclos principal, o primeiro condutor de ramal, o segundo condutor de ramal, e o condutor de ramal de sintonização flutuante, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3 em que o condutor de ciclos principal compreende uma pista condutora na porção perpendicular da seção em forma de L.