CN110544815A - 电子设备宽带天线 - Google Patents

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Abstract

公开了电子设备宽带天线。诸如腕表的电子设备可具有外壳和显示器，外壳具有金属侧壁，显示器具有导电显示结构。显示结构可通过围绕显示模块延伸的天线的隙缝与侧壁分离。导电互连件可耦接于侧壁和显示结构之间。馈电部和调谐元件可耦接于显示结构和侧壁之间。从互连件到调谐元件的隙缝的第一长度可在卫星频带和蜂窝频带中辐射。从互连件到馈电部的隙缝的第二长度可在2.4GHz频带内辐射。第二长度的谐波可在5.0GHz和更高频带中辐射。如果需要，可省略调谐元件，并且天线可耦接到单独的低频带和高频带匹配电路。

Description

电子设备宽带天线
本专利申请要求2018年5月29日提交的美国专利申请No.15/991,498的优先权，该专利申请以引用的方式全文并入本文。
背景技术
本发明涉及电子设备，更具体地讲，涉及用于具有无线通信电路的电子设备的天线。
电子设备常具备无线通信能力。为了满足消费者对小外形无线设备的需求，制造商一直在不懈努力来实现使用紧凑结构的无线通信电路，诸如天线部件。同时，期望无线设备覆盖越来越多的通信频带。
由于天线可能会彼此干扰以及干扰无线设备中的部件，因此在将天线结合到电子设备中时必须多加小心。此外，必须小心确保设备中的天线和无线电路能够在一系列工作频率范围内表现出令人满意的性能。
因此，希望能够为无线电子设备提供改善的无线通信电路。
发明内容
诸如腕表的电子设备可具有带有诸如金属侧壁的金属部分的外壳。显示器可被安装在设备的正面上。显示器可包括具有导电显示结构的显示模块和与显示模块重叠的显示器覆盖层。导电显示结构可包括触摸传感器层的部分、显示图像的显示层的部分、近场通信天线层的部分、用于显示模块的金属框架、用于显示模块的金属背板或其他导电结构。
电子设备可包括无线通信电路。无线通信电路可包括射频收发器电路和诸如隙缝天线的天线。导电显示结构可通过围绕显示模块侧向延伸的隙缝与金属侧壁分开。可使用具有耦接到导电显示结构的第一馈电端子和耦接至金属侧壁的第二馈电端子的天线馈电部来为隙缝天线馈电。导电互连结构可耦接到金属侧壁(例如，使用导电紧固件)并且可横跨隙缝延伸至显示模块。金属侧壁、导电显示结构和导电互连结构可限定用于隙缝天线的隙缝元件的边缘。调谐元件可耦接于导电显示结构和跨隙缝元件的导电外壳壁之间。
从导电互连结构延伸至调谐元件的隙缝元件的第一长度可被配置为在第一频带，诸如包括卫星导航频带和蜂窝电话频带的频带中辐射。从导电互连结构延伸到天线馈电部的隙缝元件的第二长度可被配置为在第二频带，诸如2.4GHz无线局域网频带中辐射。隙缝元件的第二长度的谐波可被配置为在第三频带，诸如包括5.0无线局域网频带和5.0GHz与8.3GHz之间的超宽带(UWB)频带的频带中辐射。如果需要，可省略调谐元件，并且天线可耦接到单独的低频带和高频带阻抗匹配电路。这样，尽管电子设备有形状因数限制，但天线仍可在包括UWB频带的宽范围的频带内以令人满意的天线效率工作。
附图说明
图1是根据实施方案的例示性电子设备的前透视图。
图2是根据实施方案的例示性电子设备的示意图。
图3是根据实施方案的电子设备中的例示性无线电路的图示。
图4是根据实施方案的例示性隙缝天线的示意图。
图5是根据实施方案的使用导电显示结构和导电电子设备外壳结构形成的例示性天线的横截面侧视图。
图6是根据实施方案的具有图5所示类型的天线的例示性电子设备的横截面侧视图。
图7是根据实施方案的使用接地到导电电子设备外壳结构的导电显示结构形成的例示性天线的俯视图。
图8是根据实施方案的具有独立的低频带和高频带匹配电路，用于跨多个频带执行无线操作的例示性无线电路的电路图。
图9是根据实施方案的具有用于跨多个频带执行无线操作的共享匹配电路的例示性无线电路的电路图。
图10是根据实施方案的使用利用天线调谐部件和导电接地结构耦接到导电电子设备外壳结构的导电显示结构形成的例示性天线的俯视图。
图11是根据实施方案的形成于柔性印刷电路上，用于将导电显示结构耦接到导电电子设备外壳结构的示例性天线调谐部件的俯视图。
图12是根据实施方案的例示性电子设备的横截面侧视图，示出了可如何将图11中所示类型的柔性印刷电路耦接到导电电子设备外壳结构。
图13是根据的实施方案的可用于将正天线馈电端子耦接到导电显示结构的一组例示性弹簧指的透视图。
图14是根据实施方案的针对图5-图13所示类型的例示性天线结构的天线性能(天线效率)的曲线图。
具体实施方式
电子设备，诸如图1的电子设备10可具备无线电路。该无线电路可用于支撑多个无线通信(频率)频带中的无线通信。无线电路可包括多个天线。例如，天线可由诸如显示器、触摸传感器、近场通信天线、无线功率线圈、外围天线谐振元件、导电迹线和设备外壳结构的电子部件形成。
电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备)、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他设备，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子设备被安装在信息亭或汽车中的系统)、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的设备、或其他电子设备。在图1的例示性构型中，设备10是诸如腕表(例如，智能手表)的便携式设备。如果需要，其他配置可用于设备10。图1的实施例仅为例示性的。
在图1的实施例中，设备10包括显示器，诸如显示器14。显示器14可安装在外壳(诸如，外壳12)中。有时可被称为壳体或箱体的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种的组合形成。外壳12可使用一体式构型形成，在该一体式构型中，外壳12中的一些或全部被加工或模制成单个结构，或可使用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。外壳12可具有金属侧壁，诸如侧壁12W或由其他材料形成的侧壁。可用于形成侧壁12W的金属材料的示例包括不锈钢、铝、银、金、金属合金或任何其他所需的导电材料。侧壁12W在本文中有时可被称为导电侧壁12W或导电外壳侧壁12W。
显示器14可在设备10的前侧(正面)上形成(例如，安装)。外壳12可具有与设备10的正面相对的设备10后侧(后面)上的后外壳壁，诸如后外壳壁12R。导电侧壁12W可围绕在设备10的周边(例如，导电侧壁12W可围绕设备10的周边边缘延伸)。后外壳壁12R可由导电材料和/或绝缘材料形成。可用于形成后外壳壁12R的绝缘材料的示例包括塑料、玻璃、蓝宝石、陶瓷、木材、聚合物、这些材料的组合或者任何其他期望的电介质。
后外壳壁12R和/或显示器14可跨设备10的一些或全部长度(例如，平行于图1的X轴)和宽度(例如，平行于Y轴)延伸。导电侧壁12W可跨设备10的一些或全部高度(例如，平行于Z轴)延伸。导电侧壁12W和/或后外壳壁12R可形成设备10的一个或多个外表面(例如，设备10的用户可见的表面)，并且/或者可使用内部结构实现，该内部结构不形成设备10的外表面(例如，设备10的用户不可见的导电或电介质外壳结构，诸如覆盖有层的导电结构，该层诸如薄装饰层、保护涂层和/或可包含绝缘材料诸如玻璃、陶瓷、塑料的其他涂层，或形成设备10的外表面和/或用于从用户的视角隐藏外壳壁12R和/或12W的其他结构)。
显示器14可为并入导电电容性触摸传感器电极层或其他触摸传感器部件(例如，电阻性触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可为非触敏的显示器。电容触摸屏电极可由氧化铟锡焊盘或者其他透明导电结构的阵列形成。
显示器14可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或者基于其他显示器技术的显示器像素。
显示器14可使用显示器覆盖层来保护。显示器覆盖层可由透明材料诸如玻璃、塑料、蓝宝石或其他晶体绝缘材料、陶瓷或其他透明材料形成。例如，显示器覆盖层可延伸设备10的基本上全部长度和宽度。
设备10可包括按钮诸如按钮18。设备10中可以有任何合适数量的按钮(例如，单个按钮，多于一个按钮，两个或更多个按钮，五个或更多个按钮等)。按钮可位于外壳12中的开口中(例如，在导电侧壁12W或后外壳壁12R中的开口)，或者位于显示器14中的开口中(作为实施例)。按钮可以是旋转按钮、滑动按钮、通过按压可移动按钮构件致动的按钮等。用于诸如按钮18的按钮的按钮构件可以由金属、玻璃、塑料或其他材料形成。在设备10是腕表设备的情况下，按钮18有时可被称为表冠。
如果需要，设备10可耦接至诸如带16的带上。带16可用于将设备10保持在用户的手腕上(作为示例)。带16在本文中有时可被称为腕带16。在图1的实施例中，腕带16连接到设备10的相对侧8。设备10的侧面8上的导电侧壁12W可包括用于将腕带16固定到外壳12的附接结构(例如，凸耳或构造外壳12以接纳腕带16的其他附接机构)。不包括带的构型也可用于设备10。
图2中示出了示出可用于设备10的例示性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括存储和处理电路，诸如控制电路28。控制电路28可包括存储器，诸如硬盘驱动器存储器、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等等。控制电路28中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。
控制电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装置进行交互，控制电路28可用于实现通信协议。可使用控制电路28来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如，IEEE 802.11协议——有时被称为)、用于其他近程无线通信链路的协议，诸如协议或其他无线个人局域网(WPAN)协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议、卫星导航系统协议、毫米波通信协议、IEEE 802.15.4超宽带通信协议或其他超宽带通信协议等。
输入-输出电路44可包括输入-输出设备32。输入-输出设备32可用于允许将数据提供到设备10并允许将数据从设备10提供到外部设备。输入-输出设备32可包括用户界面设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备32可包括触摸屏、没有触摸传感器能力的显示器、按钮、滚轮、触控板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、振动器或其他触觉反馈引擎、数字数据端口设备、光传感器(例如，红外光传感器、可见光传感器等)、发光二极管、运动传感器(加速度计)、电容传感器、接近传感器、磁性传感器、力传感器(例如，耦接至显示器以检测施加在显示器上的力的力传感器)等。
输入-输出电路44可包括无线电路34(本文有时称为无线通信电路34)。无线电路34可包括线圈50和用于从无线功率适配器接收无线发射的功率的无线功率接收器48。无线功率接收器48可包括例如整流器电路和用于使用由线圈50接收的无线功率给设备10上的电池供电或充电的其他电路。例如，线圈50可在安装到无线电源适配器时通过后外壳壁12R(图1)接收无线电力。为了支持无线通信，无线电路34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线诸如天线40、传输线和用于处理RF无线信号的其他电路形成的RF收发器电路。也可使用光(例如，使用红外通信)来发送无线信号。
无线电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路52。例如，无线电路34可包括收发器电路36、38、42、46和54。收发器电路36可以是无线局域网收发器电路。收发器电路36可处于用于(IEEE 802.11)通信的2.4GHz和5GHz频带或其他WLAN频带并且可处理2.4GHz通信频带或其他WPAN频带。收发器电路36在本文中有时可被称为WLAN收发器电路36。
无线电路34可使用蜂窝电话收发器电路38(本文中有时称为蜂窝收发器电路38)来处理频率范围(通信频带)中的无线通信，诸如从600到960MHz的低频带(本文有时称为蜂窝低频带LB)、从1400MHz或1700MHz到2170或2200MHz的中频带(本文有时称为蜂窝中频带MB)和从2200或2300到2700MHz(例如，峰值在2400MHz的高频带)的高频带(本文有时称为蜂窝高频带HB)或600MHz和4000MHz之间的其他通信频带或其他适当频率(作为示例)。蜂窝收发器电路38可处理语音数据和非语音数据。
无线电路34可包括卫星导航系统电路，诸如全球定位系统(GPS)接收器电路42，用于接收1575MHz下的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据(例如，1609MHz下的GLONASS信号)。从围绕地球轨道运行的一组卫星接收用于接收器42的卫星导航系统信号。如果需要，无线电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线电路34可包括用于接收电视和无线电信号的电路、寻呼系统收发器、近场通信(NFC)收发器电路46(例如，在13.56MHz或另一合适频率下工作的NFC收发器)等。
在NFC链路中，无线信号通常至多输送几英寸。在卫星导航系统链路、蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内输送数据。在2.4GHz和5GHz下的WLAN和WPAN链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内输送数据。
超宽带(UWB)收发器电路54可支持使用IEEE 802.15.4协议和/或其他无线通信协议(例如，超宽带通信协议)的通信。超宽带无线信号可基于使用频带受限数据脉冲的脉冲无线电信令方案。超宽带信号可以具有任何所需带宽，诸如499MHz和1331MHz之间的带宽、大于500MHz的带宽等。基带中存在更低频率有时可允许超宽带信号穿透诸如墙壁的对象。在IEEE 802.15.4系统中，一对电子设备可交换无线时间戳消息。可分析消息中的时间戳以确定消息的飞行时间，从而确定设备之间的距离(范围)和/或设备之间的角度(例如，传入射频信号的到达角)。收发器电路54可在诸如约5GHz和约8.3GHz之间的超宽带频带(例如，6.5GHz频带、8GHz频带和/或其他适当频率)的频带中工作(即，输送射频信号)。
无线电路34可包括天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由隙缝天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、堆叠贴片天线结构、具有寄生元件的天线结构、倒F形天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线、偶极天线结构、八木(Yagi-Uda)天线结构、表面集成波导结构、这些设计的混合等形成。如果需要，天线40中的一个或多个天线可为背腔式天线。
可针对不同的频带和频带组合来使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，而在形成远程无线链路天线时使用另一种类型的天线。如果需要，通过使用单个天线来处理两个或更多个不同的通信频带可节省设备10内的空间。例如，设备10中的单个天线40可用于处理2.4GHz下或通信频带、1575MHz下的GPS通信频带、5.0GHz下的通信频带、一个或多个蜂窝电话通信频带，诸如约1700MHz和2200MHz之间的蜂窝中频带和约2200和2700MHz之间的蜂窝高频带，以及约5GHz和8.3GHz之间的UWB通信频带中的通信。如果需要，可使用用于覆盖多个频带的天线和用于覆盖单个频带的专用天线的组合。
可能需要的是，使用本来不会用作天线并且支持附加设备功能的电子部件的部分来实现设备10中的天线中的至少一些天线。例如，可能需要的是，在诸如显示器14(图1)的部件中诱发天线电流，使得显示器14和/或其他电气部件(例如，触摸传感器、近场通信环形天线、导电显示组件或外壳、导电屏蔽结构等)能够充当用于Wi-Fi、蓝牙、GPS、蜂窝频率、UWB和/或其他频率的天线的部分，而无需在设备10中并入独立的笨重天线结构。
图3是示出无线电路34中的收发器电路52可如何使用信号路径(诸如信号路径60)耦接到对应天线40的天线结构的图示。无线电路34可通过数据和控制路径56耦接到控制电路28。控制电路28可耦接到输入-输出设备32。输入-输出设备32可从设备10提供输出并且可接收来自位于设备10外部的来源的输入。
为了提供具有覆盖感兴趣的通信频带(频率)的能力的天线40，天线40可被设置有电路诸如滤波器电路(例如，一个或多个无源滤波器和/或一个或多个可调谐滤波器电路)。可将离散部件诸如电容器、电感器和电阻器结合到滤波器电路中。电容结构、电感结构和电阻结构也可由图案化的金属结构(例如，天线的一部分)形成。如果需要，天线40可被设置有可调节电路诸如可调谐部件58，以在感兴趣的通信频带上对天线进行调谐。可调谐部件58可包括可调谐电感器、可调谐电容器、或者其他可调谐部件。可调谐部件诸如这些部件可基于以下各项的开关和网络：固定部件、产生相关联的分布式电容和电感的分布式金属结构、用于产生可变电容值和电感值的可变固态设备、可调谐滤波器或者其他合适的可调谐结构。
在设备10的操作期间，控制电路28可在一个或多个路径诸如路径64上发布调节电感值、电容值或与可调谐部件58相关联的其他参数的控制信号，从而对天线40进行调谐以覆盖期望的通信频带。
信号路径60可包括一个或多个射频传输线。例如，图3的信号路径60可以是分别具有第一导电路径和第二导电路径诸如路径66和路径68的传输线。路径66可以是正信号线(在本文中有时称为信号导体66)，并且路径68可以是接地信号线(在本文中有时称为接地导体68)。线66和68可形成同轴电缆、带状传输线、微带传输线、边缘耦合微带传输线、边缘耦合带传输线、波导结构、由这些结构的组合形成的传输线等的一部分。信号路径60在本文中有时可称为射频传输线60或传输线60。
如果需要，设备10中的传输线，诸如传输线60可以被集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。在一种合适的布置中，诸如传输线60的传输线还可包括集成在多层层压结构(例如，导电材料(诸如铜)层和绝缘材料(诸如在没有居间粘合剂的情况下层压在一起的树脂)层)内的传输线导体(例如，正信号线66和接地信号线68)。如果需要，多层层压结构可在多个维度(例如，两个或三个维度)上折叠或弯曲，并且可在弯曲后保持弯曲或折叠的形状(例如，多层层压结构可被折叠成特定的三维形状以围绕其他设备部件敷设，并且可足够刚性以在折叠之后保持其形状而不用加强件或其他结构保持就位)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。
由多个部件诸如电感器、电阻器和电容器形成的匹配网络可用于使天线40的阻抗与传输线60的阻抗匹配。匹配网络部件可被提供作为离散部件(例如，表面安装技术部件)或者可由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支架上的迹线等形成。匹配网络部件可例如插置在传输线60上。如果需要，可使用从控制电路28接收的控制信号来调节匹配网络部件。诸如这些的部件也可用于形成天线40中的滤波器电路(例如，可调谐部件58)。
传输线60可直接耦接到天线40的天线谐振元件和接地部，或者可耦接到用于间接馈送天线40的谐振元件的近场耦接天线馈电部结构。例如，天线40可以是具有带有正天线馈电端子诸如端子70和接地天线馈电端子诸如端子72的天线馈电部62的缝隙天线、倒F形天线、环形天线、贴片天线或其他天线正信号线66可耦接到正天线馈电端子70并且接地信号线68可耦接到接地天线馈电端子72。
如果需要，天线40可包括使用近场耦接来间接馈电的天线谐振元件。在近场耦接布置中，传输线60耦接到用于间接馈送诸如天线谐振元件的天线结构的近场耦接天线馈电部结构。该实施例仅为例示性的，通常可以使用任何期望的天线馈电布置。
可使用任何期望的天线结构来形成天线40。在一种合适的布置中，天线40可使用隙缝天线结构形成。图4中示出了可用于形成天线40的例示性隙缝天线结构。如图4所示，天线40可以包括导电结构诸如导体82，其已经设置有电介质开口诸如电介质开口74。开口74在本文中有时可被称为隙缝74、隙缝天线谐振元件74、隙缝元件74或隙缝辐射元件74。在图4的构型中，隙缝74是闭合隙缝，因为导体82的部分完全围绕并包封隙缝74。开放隙缝天线也可以形成在导电材料诸如导体82中(例如，通过在导体82的右手端或左手端处形成开口，使得隙缝74突出穿过导体82)。
可以使用正天线馈电端子70和接地天线馈电端子72形成用于天线40的天线馈电部62。一般来讲，天线的频率响应与天线中的导电结构的尺寸和形状有关。当隙缝周长P等于天线40的操作波长时(例如，其中周长P等于长度L的两倍加上宽度W的两倍)，图4中所示类型的隙缝天线趋于呈现响应峰值。天线电流可以在馈电端子70与72之间围绕隙缝74的周长P流动。例如，在隙缝长度L>>隙缝宽度W的情况下，天线40的长度将趋于为其他类型天线(诸如被配置成以相同频率处理信号的倒F形天线)的长度的约一半。给定相等的天线体积，天线40可因此能够在其他天线(诸如倒F形天线)的频率的大致两倍下处理信号。
天线馈电部62可在隙缝74的相对边缘76和78之间的位置处跨隙缝74耦接。例如，天线馈电部62可位于与隙缝74的边缘76距离80处。可以调节距离80以使天线40的阻抗与传输线60(图3)的阻抗相匹配。例如，围绕隙缝74流动的天线电流可以在隙缝74的边缘76和78处经历零阻抗(例如，短路阻抗)并且在隙缝74的中心处经历无限(开路)阻抗(例如，在隙缝的基频处)。例如，天线馈电部62可以位于隙缝74的中心与边缘76之间在天线电流经历与传输线60的阻抗匹配的阻抗的位置处(例如，距离80可以在天线40的操作波长的0与1/4之间)。
图4的实施例仅为例示性的。一般来讲，隙缝74可以具有任何期望的形状(例如，隙缝74的周长P限定天线40的辐射特征)。例如，隙缝74可以具有曲折形状，其中不同的区段在不同的方向上延伸，可以具有直的和/或弯曲的边缘等。导体82可以由任何期望的导电电子设备结构形成。例如，导体82可包括印刷电路板或其他基板上的导电迹线、金属片、金属箔、与显示器14(图1)相关联的导电结构、外壳12的导电部分(例如，图1的导电侧壁12W)、或设备10内的其他导电结构。在一种合适的布置中，隙缝74的不同侧(边缘)由不同的导电结构限定。例如，隙缝74的一侧可由导电侧壁12W形成，而隙缝74的另一侧由与显示器14相关联的导电结构形成。
图5为设备10的简化横截面侧视图，示出了天线40可如何由与显示器14和导电侧壁12W相关联的导电结构形成。如图5所示，天线40可包括耦接到天线馈电部诸如天线馈电部62的导电显示结构84。天线馈电部62的正天线馈电端子70可耦接到导电显示结构84。天线馈电部62的接地天线馈电端子72可耦接到地(例如，耦接到外壳12的导电侧壁12W)。
这样，外壳12和导电显示结构84可形成图4的导体82并且可限定天线40的隙缝74的边缘(其中隙缝74的周边在图5的X-Y平面之内延伸)。如图5所示，隙缝74可将导电显示结构84与导电侧壁12W分开，并且可由天线馈电部62桥接。隙缝74可围绕导电显示结构84的一个或多个横向侧面(例如，在图5的X-Y平面中)。
外壳12和导电显示结构84可限定设备10之内的内部腔体或容积88。附加设备部件可安装在容积88之内。天线馈电部62可通过传输线诸如同轴电缆或柔性印刷电路传输线(例如，图3的传输线60)耦接到收发器电路52。
导电显示结构84可例如包括显示器14(图1)的部分，诸如显示器14的框架或组件的金属部分，显示器14之内的触摸传感器电极，嵌入显示器14之内的近场通信天线的部分，显示器14之内的接地平面结构，用于显示器14的金属背板，或显示器14上或显示器14中的其他导电结构。导电显示结构84在本文中有时可称为显示模块结构84。
导电显示结构84可通过导电互连路径86(例如，跨在导电显示结构84和导电侧壁12W之间延伸的隙缝74的一部分)耦接到地(例如，导电侧壁12W)。导电互连路径86可包括直接连接到导电显示结构84的导电结构，可包括电容耦合到(但不接触)导电显示结构84的导电结构(例如，仍然跨越隙缝74的一部分并且将导电显示结构84电短接到外壳12)，和/或可包括不耦接到导电显示结构84的导电结构(例如，仍然跨越隙缝74的一部分并被保持在地电势，由此用于在图5的X-Y平面中电气地限定隙缝74的周边)。在图5的实施例中，导电外壳12限定设备10的与导电显示结构84相对的后壁(例如，容积88可部分地由设备10的后壁限定)。这仅为例示性的。如果需要，设备10的后壁的一些或全部可由绝缘材料形成，并且容积88可由其他部件诸如设备10之内的一个或多个印刷电路板限定。
天线40可用于在2.4GHz和5.0GHz的WLAN和/或WPAN频带中，在介于1.7GHz和2.2GHz之间以及在介于2.2GHz和2.7GHz之间的蜂窝电话频带中，在介于约5GHz和8.3GHz之间的超宽带频带中，在1.5GHz的卫星导航频带中，和/或其他期望的频带中传输和接收射频信号。例如，2.4GHz频带可包括在介于2.4GHz和2.5GHz之间的频率下的任何期望的WLAN和/或WPAN频带。例如，5.0GHz频带可包括在介于4.9GHz和5.9GHz之间的频率下的任何期望的WLAN频带。在设备10中还可提供附加天线以处理这些频带和/或其他频带。图5的天线40的配置仅为例示性的。
图6为设备10的横截面侧视图，示出了可如何在设备10之内实现图5的天线40和导电互连路径86。如图6所示，设备10可具有从设备10的背面延伸到正面的导电侧壁12W。外壳12可包括电介质后外壳壁，诸如电介质后外壳壁100。显示器14可形成于设备10的正面，而电介质后外壳壁100形成于设备10的背面。导电侧壁12W可耦接到天线馈电部62的接地天线馈电端子72。显示器14可包括显示器覆盖层98和显示器覆盖层98下方的显示模块104。
显示模块104可包括用于形成天线40的导电显示结构84的导电部件(图5)。显示模块104中的导电部件可例如具有平面形状(例如，平面矩形形状、平面圆形形状等)，并且可由承载天线电流的金属和/或其他导电材料形成。这些部件的薄平面形状和图7的堆叠构型可例如使这些部件彼此电容耦合，使得它们可在射频下一起工作以形成图5的导电显示结构84(例如，以有效地/电气地形成单个导体)。
形成导电显示结构84的部件可包括(例如)显示模块104中的一个或多个层102(例如，第一层102-1、第二层102-2、第三层102-3或其他所需层)上的平面部件。作为一个实施例，层102-1可形成显示器14的触摸传感器，层102-2可形成显示器14的显示面板(有时称为显示器、显示层或像素阵列)，并且层102-3可形成设备10的近场通信天线和/或用于支持近场通信(例如，在13.56MHz下)的其他电路。层102-1可包括电容性触摸传感器，并且可由例如具有透明电容性触摸传感器电极(例如氧化铟锡电极)的聚酰亚胺基板或其他柔性聚合物层形成。层102-2可包括有机发光二极管显示层或其他合适的显示层。层102-3可由柔性层形成，该柔性层包括磁屏蔽材料(例如，铁氧体层或其他磁屏蔽层)并且包括金属迹线的环。如果需要，导电背板、金属屏蔽罐或层和/或导电显示器框架可形成于层102-3下方和/或周围，并且可为显示模块104的部件提供结构支撑和/或接地参考。显示模块104在本文中有时可被称为显示组件104。
层102-1、102-2、102-3中的导电材料、用于显示器14的导电背板、导电屏蔽层、导电屏蔽罐和/或用于显示器14的导电框架可用于形成导电结构84，导电结构84限定天线40的隙缝74的边缘。用于形成导电显示结构84的显示器40中的这种和/或其他导电材料可使用导电迹线、竖直导电互连件或其他导电互连件和/或经由例如电容耦合而耦接在一起。
可使用天线馈电部62对天线40馈电。天线馈电部62的正天线馈电端子70可耦接到显示模块104并且因此耦接到导电显示结构84(例如，近场通信层102-3、显示层102-2、触摸层102-1、用于显示模块104的金属背板和/或用于显示模块104的金属显示器框架)。天线馈电部62的接地天线馈电端子72可耦接到设备10中的天线接地部(例如，导电侧壁12W)。
如图6中所示，设备10可包括印刷电路板结构，诸如印刷电路板90。印刷电路板90可以是刚性印刷电路板、柔性印刷电路板，或者可以包括柔性和刚性印刷电路板结构两者。印刷电路板90在本文中有时可被称为主逻辑板90或逻辑板90。电子部件诸如收发器电路52、显示器接口电路92，以及其他部件可安装到逻辑板90。如果需要，可将一个或多个附加天线、线圈50(图2)和/或传感器电路或其他输入-输出设备插置于逻辑板90和电介质后外壳壁100之间(例如，用于通过电介质后外壳壁100输送无线信号)。可通过隙缝74周边周围的(即，在图7的X-Y平面中)导电侧壁12W和显示模块104(即，图5的导电显示结构84)输送用于天线40的天线电流。对应的射频信号可通过显示器覆盖层98输送，如箭头101所示。
显示模块104可包括一个或多个显示器连接器，诸如连接器96。连接器96可耦接到一个或多个印刷电路94。印刷电路94可以包括柔性印刷电路(有时在本文中称为显示器柔性件94)、刚性印刷电路板，或在其他基板上的迹线(如果需要)。连接器96可经由显示器柔性件94在显示模块104的层102和逻辑板90上的显示器接口电路92之间输送信号。
例如，显示模块104可包括通过第一显示器柔性件94从层102-1向显示器接口电路92输送触摸传感器信号的第一连接器96、通过第二显示器柔性件94从显示器接口电路92向显示层102-2输送显示数据(例如，图像数据)的第二连接器96(例如，层102-2可以发射对应于显示数据的光)，以及通过第三显示器柔性件94向和/或从层102-3输送近场通信信号的第三连接器96。连接器96可包括导电接触焊盘、导电销、导电弹簧、导电粘合剂、导电夹、焊料、焊接、导电线和/或用于在显示模块104与逻辑板90上或设备10中的其他位置的电路之间输送与显示模块104相关联的数据的任何其他期望的导电互连结构和/或紧固件。
收发器电路52可通过射频传输线60耦接到天线40的天线馈电部62(图3)。射频传输线60可包括柔性印刷电路120和电介质支撑结构118中的导电路径。电介质支撑结构118可例如由塑料或其他绝缘材料、刚性印刷电路板、柔性印刷电路等形成。与柔性印刷电路120中的射频传输线60相关联的导电路径可通过射频连接器122耦接到与电介质支撑结构118中的射频传输线60相关联的导电路径。
传输线60中的接地信号线68(图3)可通过路径114耦接到接地天线馈电端子72(例如，电介质支撑结构118中的接地迹线可通过路径114耦接到接地天线馈电端子72)。路径114可包括导电线、导电粘合剂、导电紧固件诸如螺钉、导电销、导电夹、导电支架、焊料、焊接和/或任何其他期望的导电互连结构。传输线60的信号线66(图3)可通过导电夹116耦接到天线40的正天线馈电端子70(例如，电介质支撑结构118中的信号迹线可通过导电夹116耦接到正天线馈电端子70)。如果需要，可将一个或多个部件诸如部件124安装到电介质支撑结构118。部件124可包括放大器电路、阻抗匹配电路或任何其他期望的部件。
如果需要，导电接片或薄片诸如导电接片112可耦接到显示模块104的导电结构(例如，层102中的导电结构、导电背板、导电框架、导电屏蔽罐或层和/或显示模块104中的其他导电显示结构84)。夹具116可与接片112配合以在传输线60和正天线馈电端子70之间形成电连接(例如，当夹具116附接到接片112时，正天线馈电端子70可位于接片112上)。夹具116可例如为郁金香夹或其他夹，其具有向接片112施加压力的插脚或其他结构，从而确保在接片112和夹具116之间随时间推移保持稳健和可靠的电连接。
当以此方式构造时，天线电流可在天线馈电部62上被输送并且可开始围绕隙缝74的周边(例如，在图6的X-Y平面中)流动。为了帮助限定隙缝74的横向(细长)长度L，导电互连路径诸如图5的导电互连路径86可跨越显示模块104的给定侧和相邻导电侧壁12W之间的间隙113。在图6的实施例中，图5的导电互连路径86使用导电互连结构106来实现。导电互连结构106在本文中有时可称为导电接地结构106或接地结构106。
在一种合适的布置中，导电互连结构106可被短接到(例如，直接接触)显示模块104中的导电材料，如虚线108所示。例如，导电互连结构106可被短接到层102-1、层102-2或层102-3之内的导电材料、显示模块104的导电框架、显示模块104的导电背板、显示模块104中的屏蔽结构，和/或显示模块104中用于形成天线40的导电显示结构84的其他导电材料。
如果需要，可使用导电粘合剂或导电紧固结构诸如销、焊料、焊接、弹簧、螺钉、夹具、支架和/或其他紧固结构以确保导电互连结构106保持与显示模块104中的导电材料接触。导电互连结构106可跨间隙113延伸并且可短接到导电侧壁12W。如果需要，导电互连结构106可使用导电粘合剂、销、弹簧、螺钉、夹子、支架、焊料、焊接和/或其他结构保持与导电侧壁12W接触。在图6的实施例中，导电螺钉110将导电互连结构106紧固到导电侧壁12W，并用于电短接导电互连结构106并且因此将导电显示结构84电短接到导电侧壁12W。
当以此方式构造时，导电互连结构106可限定天线40中的隙缝74的周边的一部分(例如，在图6的X-Y平面中)，从而部分地限定隙缝74的长度L(图4)。此外，导电互连结构106(例如，如图5所示的导电互连路径86)可在显示模块104和导电侧壁12W中的导电材料之间形成短路路径(例如，天线40的天线电流可流过显示模块104和导电侧壁12W之间的导电互连结构106)。跨过间隙113将显示模块104短接至导电侧壁12W可用来减轻由于天线馈电部62在显示模块104的不同侧上的位置而本来将存在于间隙113附近的过强电场。例如，这可用于相对于显示模块104与导电侧壁12W完全隔离的情形优化天线效率。
该示例仅为例示性的。导电互连结构106无需直接接触显示模块104。在另一种合适的布置中，导电互连结构106可跨越间隙113而不直接接触显示模块104(例如，如图6所示)。在这种情形中，导电互连结构106可电短接至一个或多个显示器柔性件94(例如，接地导体或显示器柔性件94中的其他导电材料)。例如，导电互连结构106可使用导电粘合剂或导电紧固结构诸如销钉、焊料、焊接、弹簧、螺钉、夹子、托架和/或其他结构电短接至显示器柔性件94，以确保使导电互连结构106与显示器柔性件94保持接触。
如果需要，导电互连结构106可定位成足够靠近显示模块104中的导电材料，以便有效地将导电显示结构84短接到地(例如，在天线馈电部62处理的射频下)。例如，导电互连结构106可电容耦合到显示模块104中的导电显示结构84，并且与天线40相关联的天线电流可通过导电互连结构106(例如，经由电容耦合)在显示模块104和导电侧壁12W之间流动。如果需要，在该情形中不需要将导电互连结构106短接到显示器柔性件94。导电互连结构106可直接接触显示模块104和显示器柔性件94中的一者、两者或两者都不接触。导电互连结构106可电容耦合到显示模块104和显示器柔性件94中的一者、两者或两者都不耦合。
在另一种合适的布置中，导电互连结构106可定位得足够远离显示模块104，使得导电互连结构106不电容耦合到显示模块104中的导电材料。在这种情况下，由于导电互连结构106保持在地电势(例如，因为导电互连结构106将显示器柔性件94中的接地结构短接到接地的导电侧壁12W)，因此导电互连结构106仍可在电气方面限定隙缝74的边缘，尽管实际上不接触或电容耦合到显示模块104中的导电显示结构84，由此有助于限定隙缝74的长度L(图4)。
图6的实施例仅为例示性的。一般来讲，导电侧壁12W、覆盖层98和电介质后外壳壁100可具有任何期望的形状。如果需要，可在容积88之内形成附加部件。如果需要，基板或其他支撑结构可插置在逻辑板90和显示器柔性件94之间(例如，以使显示器柔性件94保持在适当的位置)。如果需要，可以使用其他布置。如果需要，柔性印刷电路120可耦接到天线馈电部62而无需电介质支撑结构118，或者柔性印刷电路120可被省略(例如，电介质支撑结构118可直接耦接到收发器电路52)。如果需要，可使用其他传输线和馈电结构。
图7是俯视图，示出了天线40的隙缝74可如何遵循围绕显示模块104的曲折路径，并且可具有由显示模块104、导电侧壁12W和导电互连结构106限定的边缘。例如，图7的页面平面可位于图5和图6的X-Y平面中。在图7的实施例中，为了清楚起见，未示出图6的显示器覆盖层98。
如图7所示，天线40的隙缝74可遵循曲折路径并且可具有由不同导电电子设备结构限定的边缘。例如，隙缝74可具有由导电侧壁12W限定的第一组边缘(例如外边缘)和由导电结构诸如导电显示结构84限定的第二组边缘(例如，内边缘)。导电显示结构84可例如包括显示模块104(图6)的导电部分，诸如显示器14的框架或组件的金属部分，层102-1之内的触摸传感器电极，层102-2之内的像素电路，嵌入层102-3之内的近场通信天线的部分，显示器14之内的接地平面结构，用于显示器14的金属背板，或显示器14上或显示器14中的其他导电结构。
在图7的实施例中，隙缝74遵循曲折路径并且具有在左导电侧壁12W和导电显示结构84的边缘之间延伸的第一区段126，在顶部导电侧壁12W和导电显示结构84之间延伸的第二区段128，以及在右导电侧壁12W和导电显示结构84之间延伸的第三区段130。区段126和130可沿平行的纵向轴线延伸。区段128可在区段126和130的端部之间延伸(例如，垂直于区段126和130的纵向轴线)。这样，隙缝74可以是在导电显示结构84和多个导电侧壁12W之间延伸的细长隙缝(例如，使用于覆盖较低频带诸如卫星导航通信频带和低频带蜂窝电话通信频带的隙缝74的长度最大化)。
可使用跨隙缝74的宽度W耦接的天线馈电部62对天线馈电在图7的实施例中，天线馈电部62跨隙缝74的区段128耦接。这仅为例示性的，并且一般来讲，天线馈电部62可跨隙缝74的任何所需部分耦接。天线馈电部62的接地天线馈电端子72可耦接到给定的导电侧壁12W，并且天线馈电部62的正天线馈电端子70可耦接到导电显示结构84。这仅为例示性的，并且如果需要，接地天线馈电端子72可耦接到导电显示结构84，并且正天线馈电端子70可耦接到导电侧壁12W。
当以此方式构造时，隙缝74可具有由区段126、128和130的累积长度限定的长度L。隙缝74的周长可由这些区段的边缘的长度之和限定。当隙缝74的周长大约等于天线的有效操作波长(例如，在考虑与设备10中的材料相关联的介电效应之后的波长)时，天线40可例如表现出响应峰。天线馈电部62可围绕隙缝74的周边(例如，通过导电侧壁12W和导电显示结构84)输送天线电流。天线电流可生成由天线40传输的对应无线信号，或者可响应于由天线40从外部设备接收的对应无线信号而生成。
导电互连结构106可限定隙缝74的相对边缘76和78，并且可用于有效地限定隙缝74的长度L。导电互连结构可保持在地电势和/或可将导电显示结构84短接到导电侧壁12W。当以此方式构造时，由天线馈电部62输送的天线电流可在隙缝74的端部76和78处(通过导电互连结构106)经历短路阻抗。
如果需要，可调节导电互连结构106的位置和宽度(例如，如箭头131所示)以延长或收缩隙缝74的长度L(例如，使得隙缝74以期望的频率辐射)。在一种合适的布置中，天线40可具有合适的阻抗匹配电路和所选择的长度L，使得隙缝74在第一频带(例如，覆盖WLAN、WPAN、卫星导航、蜂窝中频带和/或某些卫星高频带频率的从1.5GHz到2.2GHz的第一频带)、第二频带(例如，覆盖WLAN/WPAN频率的从2.2GHz到3.0GHz的第二频带)和第三频带(例如，覆盖WLAN频率和UWB频率的从5.0到8.0GHz的第三频带)中辐射。如果需要，这些频带中的一者或多者可被隙缝74的谐波模式覆盖。导电互连结构106可直接连接到导电显示结构84(例如，如图6的虚线108所示)，可通过电容耦合间接耦接到导电显示结构106，或可与导电显示结构106分离(例如，导电互连结构106无需与导电显示结构84接触以在电气上限定隙缝74的周边的一部分)。
在设备10中不存在导电互连结构106的情况下，在设备10的与天线馈电部62相对的侧面处的导电显示结构84和导电侧壁12W之间可能会产生过强的电场。这些电场可能会限制天线40的总体天线效率。然而，导电互连结构106的存在可有效地形成导电显示结构84和导电侧壁12W之间的短路。这可例如将外壳12和导电显示结构84配置为电行为如同单个金属体，从而减轻设备10的与天线馈电部62相对的一侧处的过强电场。通过这种方式，相对于设备10没有导电互连结构106的情形，天线40可以更高的天线效率来工作。例如，相对于不在设备10之内形成导电互连结构106的情形，给定相等的天线效率，导电互连结构106的存在可允许减小隙缝74的宽度W和设备10的厚度。
导电互连结构106可包括任何所需的导电结构，诸如导电粘合剂(例如，导电胶带)、导电紧固件(例如，导电螺钉或夹具，诸如刀片夹)、导电销、焊料、焊接、柔性印刷电路上的导电迹线、金属箔、冲压金属片、整体器件外壳结构、导电支架、导电弹簧和/或用于限定隙缝74的周边和/或在导电显示结构84和外壳12之间有效形成电短路路径的任何其他所需结构。
如图7所示，多个显示器柔性件94可形成于导电显示结构84(例如，第一显示器柔性件94-1、第二显示器柔性件94-2和第三显示柔性件94-3)下方。显示器柔性件94-3可电耦接到层102-3(图6)，显示器柔性件94-2可电耦接到层102-2，并且显示器柔性件94-1可电耦接到层102-1。例如，显示器柔性件94的最靠近天线馈电部62的端部可耦接到导电显示结构84。显示器柔性件94的相对端部可耦接到显示器接口电路92(图6)。显示器柔性件94-3可在层102-3和逻辑板90上的其他通信电路之间输送近场通信信号。显示器柔性件94-2可在层102-2和逻辑板90上的显示电路之间输送图像数据。显示柔性件94-1可在层102-1和逻辑板90上的控制电路之间输送触摸传感器数据。如果需要，导电互连结构106可将显示器柔性件94-1、94-2和94-3的接地部分电短接到导电侧壁12W。
图7的实施例仅为例示性的。隙缝74可沿长度L具有均匀的宽度W，或者可沿长度L具有不同的宽度。如果需要，可调节宽度W以微调天线40的带宽。例如，宽度W可介于0.5mm和1.0mm之间。如果需要，隙缝74可具有其他形状(例如，具有三个以上沿相应的纵向轴线延伸的区段、少于三个区段、弯曲边缘的形状等)。
阻抗匹配电路可耦接到天线40以优化天线40在多个所关注的不同频带上的天线效率。在实践中，除了WLAN、WPAN、GPS和较低频率的蜂窝频带之外，还可能难以为5.0GHz到8.3GHz的UWB频带中的阻抗匹配提供令人满意带宽的阻抗匹配电路。图8是示出可如何为天线40提供跨这些频率支持通信的阻抗匹配电路的电路图。
如图8中所示，收发器电路52可通过诸如双讯器(diplexer)电路134的滤波器电路和诸如高频带阻抗匹配电路140和低频带阻抗匹配电路142的阻抗匹配电路而耦接到天线40。低频带阻抗匹配电路142和高频带阻抗匹配电路140可例如并联耦接于收发器电路52和双讯器电路134之间。在无线操作期间，收发器电路52可接收用于通过数据路径132传输的数据(例如，从图2的基带电路或控制电路28接收的基带数据)。收发器电路52可对数据进行上变频并可通过天线40传输数据。类似地，天线40可接收射频信号并且可向收发器电路52输送射频信号。收发器电路52可将所接收的射频信号下变频为基带频率，并且可在数据路径132上输出下变频后的信号。
双讯器电路134可将较低频率(诸如蜂窝中频带、蜂窝高频带、GPS频带和2.4GHzWLAN/WPAN频带中的频率)下的射频信号与较高频率(诸如5.0GHz WLAN频带和UWB频带中的频率)下的射频信号分开。作为一个实施例，双讯器电路134可包括高通滤波器136和低通滤波器138。高通滤波器136可阻断蜂窝中频带、蜂窝高频带、GPS频带和2.4GHZ WLAN/WPAN频带中的射频信号，同时通过5.0GHZ WLAN频带和UWB频带中的射频信号。低通滤波器138可通过蜂窝中频带、蜂窝高频带、GPS频带和2.4GHZ WLAN/WPAN频带中的射频信号，同时阻断5.0GHZ WLAN频带和UWB频带中的射频信号。
高频带阻抗匹配电路140可在较高频率(诸如5.0GHz WLAN频带和/或UWB频带中的频率)下对天线40执行阻抗匹配。在图8的实施例中，高频带阻抗匹配电路140包括串联耦接在收发器电路52和高通滤波器136之间的电容器148、耦接在电容器148的第一侧和地144之间的第一电感器146，以及耦接在电容器148的第二侧和地144之间的第二电感器150。这仅为例示性的，一般来讲，高频带阻抗匹配电路140可包括以任何期望方式布置的任何期望的电阻、电容和/或电感部件。
低频带阻抗匹配电路142可在较低频率(诸如蜂窝中频带、蜂窝高频带、GPS频带和/或2.4GHz WLAN/WPAN频带中的频率)下对天线40执行阻抗匹配。在图8的实施例中，低频带阻抗匹配电路142包括串联耦接在收发器电路52和低通滤波器138之间的第一电感器156、耦接在第一电感器156的第一侧和地144之间的电容器154，以及耦接在第一电感器156的第一侧和地144之间的第二电感器152。这仅为例示性的，一般来讲，低频带阻抗匹配电路142可包括以任何期望方式布置的任何期望的电阻、电容和/或电感部件。
通过这种方式，分别利用低频带阻抗匹配电路142和高频带阻抗匹配电路140针对较低和较高频率对天线40进行匹配可以扩展可将天线40令人满意地匹配到收发器电路52(和图3的传输线60)的频率范围。这样可有效地扩展天线40的阻抗匹配电路的带宽以包括从GPS频带到UWB频带的频率，从而确保天线40在每个所关注的频带上以令人满意的天线效率运行。
图8的实施例仅为例示性的。在另一种合适的布置中，相同的匹配电路可用于覆盖天线40的每个所关注频带。图9为电路图，示出了相同的匹配电路可如何用于覆盖天线40的每个所关注频带。
如图9所示，无线电路34可包括耦接在收发器电路52和天线40之间的复用电路158和匹配电路160。匹配电路160可包括用于将天线40从较低频率(诸如GPS频带中的频率)阻抗匹配到较高频率(诸如UWB频带中的频率)的部件。复用电路158可包括开关电路、滤波器电路或其他所需的复用电路，以用于将较低频率下的射频信号与较高频率下的射频信号多路复用到天线40上。如果需要，收发器电路52和复用电路158可形成在共享(公共)集成电路、印刷电路板、基板或封装上。
在这种情形中，天线40可具有调谐部件(例如，图3的可调谐部件58)，以在天线40的所有操作频带(例如，从GPS频带到UWB频带的频率)上恢复令人满意的天线效率。图10为俯视图，示出了可如何为天线40提供用于覆盖这些操作频率的调谐部件。例如，图10的页面平面可位于图5和图6的X-Y平面中。在图10的实施例中，为了清楚起见，未示出图6的显示器覆盖层98。
如图10所示，导电互连结构106可跨隙缝74的区段130将导电显示结构84耦接到导电侧壁12W。当以此方式构造时，隙缝74具有在导电显示结构84的与隙缝74的区段128相对的一侧处的第四区段162。这样可扩展隙缝74的物理长度以包括区段162、126、128和区段130的一部分。在这种情况下，显示器柔性件94-1、94-2和94-3可遵循导电显示结构84的从邻近隙缝74的区段128的一侧到导电互连结构106的位置的弯曲路径(例如，使得显示器柔性件94仍通过导电互连结构106短接到导电侧壁12W)。
天线调谐部件诸如调谐部件164可以跨隙缝74的宽度耦接。调谐部件164可具有沿隙缝74在插置于正天线馈电端子70和导电互连结构106之间的位置处耦接到导电显示结构84的第一端子176。端子176可沿着隙缝74的边缘与导电互连结构106分开距离172。端子176可沿着隙缝74的边缘与正天线馈电端子70分开距离170。调谐部件164可具有耦接到导电侧壁12W的第二端子174。设备10的按钮(冠部)18可在调谐部件164和导电互连结构106之间的位置处耦接到导电侧壁12W。按钮18可包括位于隙缝74的区段130之内的导电按钮组件结构168(例如，导电按钮组件结构168可限定隙缝74的边缘的一部分)。
调谐部件164可包括在端子176和174之间以任何期望的方式布置的任何期望的固定的或可调节的电感部件、电阻部件和/或电容部件。调谐部件164可包括主动可调节(可调谐)部件，诸如可调电感器，该可调节电感器具有由控制电路28(图2)动态调节的电感(如果需要)。在该情形中，控制电路28可实时调节调谐部件164的电感以调谐天线40的频率响应。
图10的天线40可具有与从边缘76延伸至调谐部件164的隙缝74的长度165相关联的第一辐射模式。长度165可足够长以覆盖较低频率下的通信，诸如GPS频带、蜂窝中频带和蜂窝高频带中的频率(例如，可选择长度165以支持在这些频率下令人满意的天线效率)。调谐部件164可跨隙缝74的宽度针对这些较低频率下由天线馈电部62输送的天线电流表现为短路路径(从而有效地限定了与边缘76相对的隙缝74的边缘)。
对于在较高频率(诸如2.4GHz WLAN/WPAN频带中的频率)下由天线馈电部62输送的天线电流而言，调谐部件164可表现为调谐电感(例如，在调谐部件164包括电感器的情况下)。在这些较高频率下，天线40可表现为与从天线馈电部62延伸至边缘76的隙缝74的长度163相关联的第二辐射模式(例如，可选择长度163以支持这些频率下令人满意的天线效率)。与隙缝74的长度163相关联的一个或多个谐波模式可允许天线40覆盖甚至更高的频率，诸如5.0GHz WLAN频带和UWB频带中的频率。可选择天线馈电部62的位置(例如，距离170)、调谐部件164的位置(例如，距离172)和调谐部件164的阻抗(例如，电感)，以微调天线40的频率响应，从而为任何期望的频率中的覆盖提供令人满意的天线效率。。
在不存在调谐部件164的情况下，天线40可被限于覆盖较低频率，诸如GPS频带、蜂窝中频带和蜂窝高频带中的频率。通过在天线40之内形成调谐部件164，天线40可继续在这些较低频率(例如，从与长度165相关联的基本模式)下操作，同时还支持在2.4GHz WLAN/WPAN频带(例如，从与长度163相关联的基本模式)和5.0GHz WLAN和UWB频带中的通信(例如，从与长度163相关联的一个或多个谐波模式)。这样，在对每个频带使用相同匹配电路160(图9)时，天线40可在这些频带中的每一个上以令人满意的天线效率工作。这样可例如减小形成独立匹配电路诸如图8的低频带阻抗匹配电路142和高频带阻抗匹配电路140所需的面积和制造成本。
图10的实施例仅为例示性的。通常，调谐部件164可跨隙缝74的任何所需区段耦接。按钮18可安装到任何所需的导电侧壁12W。天线馈电部62可跨隙缝74的任何所需区段耦接。如果需要，可将另外的导电互连结构106跨隙缝74耦接。虽然图10中示出了设备10具有矩形轮廓，但设备10可具有任何所需的形状。隙缝74可具有另外的区段或可遵循其他期望的路径。任何所需数量的显示器柔性件94都可耦接到导电互连结构106。一个或多个寄生天线谐振元件可安装在或以其他方式电磁耦接到隙缝74，用于调节天线40的频率响应和带宽。
图11为俯视图，示出了可如何将调谐部件164安装到基板。如图11所示，调谐部件164可安装到基板，诸如基板178。基板178可以是塑料基板、陶瓷基板、玻璃基板、刚性印刷电路板基板、柔性印刷电路基板，或任何其他所需的基板。调谐部件164可经由基板178上的导电迹线180耦接到端子176。调谐部件164可经由基板178上的导电迹线180耦接到端子174。基板178可具有允许基板178与设备10中的其他部件的形状相符和/或允许基板178沿任何期望轴线弯曲以跨隙缝74耦接调谐部件164的形状。图11的实施例仅为例示性的。一般来讲，可将任何所需数量的调谐部件安装到柔性印刷电路基板178并在端子176和174之间以任何所需的方式耦接。
图12为设备10的横截面侧视图，示出了可如何将调谐部件164耦接到外壳12(例如，如在图10的箭头167的方向上所示)。如图12所示，可使用导电紧固件184将调谐部件164的端子174(图10和图11)耦接到导电侧壁的表面182。作为实施例，导电紧固件184可包括导电销、导电螺钉、焊接、焊料、导电粘合剂和/或导电弹簧。导电紧固件184可将基板178的端部机械地保持在导电侧壁12W的表面182上的适当位置，并且可用于将基板178上的导电迹线180(图11)短接到导电侧壁12W。表面182可为凸缘结构(例如，显示器覆盖层98可安装到表面182)、导电支架、导电框架，或导电侧壁12W的任何其他所需部分。
在另一种合适的布置中，调谐部件164的端子174可使用导电紧固件186耦接到表面192。表面192可为导电侧壁12W上的凸缘、导电侧壁12W的形成设备10后壁一部分的一体部分、导电框架、导电支架、印刷电路板或其他基板上的导电迹线、或接地的任何其他所期望的导电结构。作为实施例，导电紧固件186可包括导电销、导电螺钉、焊接、焊料、导电粘合剂和/或导电弹簧。导电紧固件186可将基板178的端部机械地保持在表面192上的适当位置，并且可用于将基板178上的导电迹线180(图11)短接到导电侧壁12W。如果需要，导电紧固件186也可将其他部件诸如部件188保持在表面192上的适当位置。部件188可包括振动器组件、扬声器组件、按钮组件、传感器组件或设备10中的任何其他所需部件。在这种情形中，调谐部件164的端子174安装在导电按钮组件结构168和导电侧壁12W之间的腔体190之内。本实施例仅为例示性的，并且一般来讲，调谐部件164可耦接到外壳12的任何所需部分。调谐部件164的相对端(例如，图10的端子176)可耦接到导电显示结构84。
接片、夹子或显示模块104的其他突出部分，诸如接片112可用作天线40的正天线馈电端子70(图6)。可在挠性弹簧指状物，例如夹具116中的金属插脚之间接纳接片112。图13示出了处于例示性构型中的夹具116的透视图。如图13所示，夹具116可安装在塑料支撑结构194或其他合适的支撑结构上。塑料支撑结构194可安装到电介质支撑结构118。电介质支撑结构118上的金属迹线诸如金属迹线200可将正天线馈送信号路由到夹具116。夹具116可包括插脚116P，该插脚机械地将接片112(图6)保持在适当的位置并将电介质支撑结构118上的金属迹线200电耦接到正天线馈电端子70。如果需要，可将阻抗匹配电路和其他电路安装在电介质支撑结构118上。
在一些情况下，导电结构诸如导电结构196形成在塑料支撑结构194上或穿过该塑料支撑结构形成，以将迹线200耦接到夹具116。在实践中，导电结构196可能会带来过大的电感，导致无法在所关注频带中的每个频率上支持令人满意的通信。如果需要，夹具116可通过金属线198耦接到导电迹线200。金属线198可以比导电结构196表现出更小的电感。例如，这样可允许相对于使用导电结构196的情形在所关注频带中的每个频率上改善天线效率。可使用焊料或任何其他期望的导电紧固结构将金属线198耦接到导电迹线200。图9的实施例仅为例示性的，并且如果需要，可使用其他导电紧固机构将传输线60固定到正天线馈电端子70(图3)。
图14是将天线性能(天线效率)已绘制为天线40的工作频率的函数的曲线图。如图14所示，曲线202绘示了在没有可调谐部件164(图10)的情况下并且在没有单独的低频带阻抗匹配电路和高频带阻抗匹配电路(图8)的情况下天线40的天线效率。如曲线202所示，隙缝74的长度支持较低频率下的效率峰值，诸如1.5GHz下的GPS频带、1.4GHz至2.2GHz的蜂窝中频带和2.2GHz的蜂窝高频带中的频率。然而，在这种情形中，天线40可在2.4GHz WLAN/WPAN频带、5.0GHz WLAN频带、频率大于2.4GHz的蜂窝频带和5.0GHz至8.3GHz的UWB频带中表现出相对低(例如，不足)的天线效率。
曲线204绘出了在存在调谐部件164(图10)和匹配电路160(图9)的情形中，以及在低频带阻抗匹配电路142和高频带阻抗匹配电路140(图8)耦接到图7的天线40(例如，在没有调谐部件164的情况下)的情形中的天线40的天线效率。如曲线204所示，隙缝74的长度165(图10)支持较低频率下的效率峰值，诸如1.5GHz下的GPS频带、1.4GHz至2.2GHz的蜂窝中频带和2.2GHz的蜂窝高频带中的频率。同时，隙缝74的长度163(图10)在较高频率诸如2.4GHz WLAN/WPAN频带和高于2.4GHz的蜂窝频带中的频率下支持效率峰值。长度163的谐波模式支持较高频率下的效率峰值，诸如5.0GHz WLAN频带和5.0GHz至8.3GHz的UWB频带中的频率。这样，尽管设备10的形状因数受到限制，但天线40可在这些频带的每个频率上表现出令人满意的天线效率。图14的实施例仅为例示性的。一般来讲，效率曲线204可具有其他形状。曲线204(即，天线40)可在任何所需数量的频带中并在任何期望的频率上表现出效率峰值。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括具有导电外壳壁的外壳、安装到外壳的显示器覆盖层、与显示覆盖层重叠并且包括导电显示结构的显示模块、用于隙缝天线且具有耦接到导电显示结构的第一馈电端子和耦接到导电外壳壁的第二馈电端子的天线馈电部、耦接到导电外壳壁的导电互连结构、导电外壳壁、导电显示结构和限定用于隙缝天线的隙缝元件的周边的导电互连结构，以及跨隙缝元件耦接于导电显示结构和导电外壳壁之间的天线调谐元件。
根据另一个实施方案，隙缝天线被配置为在第一频带和高于第一频带的第二频带中辐射，该天线调谐元件被配置为在第一频带中的频率下在导电外壳壁和导电显示结构之间形成短路路径。
根据另一个实施方案，第二频带包括超宽带(UWB)频带，该电子设备包括被配置为使用隙缝天线在UWB频带中输送射频信号的射频收发器电路。
根据另一个实施方案，隙缝天线还被配置为在第一频带和第二频带之间的第三频带中辐射，并且该隙缝元件具有被配置为在第二频带中辐射的谐波模式。
根据另一个实施方案，第三频带包括2.4GHz无线局域网(WLAN)频带，UWB频带包括5GHz和8.3GHz之间的频率，该第一频带包括卫星导航频带和蜂窝电话频带，第二频带还包括5GHz WLAN频带，并且射频收发器电路被进一步配置为使用隙缝天线在2.4GHz WLAN频带、卫星导航频带、蜂窝电话频带和5GHz WLAN频带中输送射频信号。
根据另一个实施方案，电子设备包括可穿戴电子设备，且导电外壳壁包括被配置为接纳腕带的附接结构。
根据另一个实施方案，天线调谐元件包括电感器，该电感器被配置为调谐第三频带和UWB频带中的隙缝天线的频率响应。
根据另一个实施方案，导电互连结构被配置为在导电显示结构和导电外壳壁之间输送用于隙缝天线的天线电流。
根据另一个实施方案，隙缝元件从导电互连结构围绕导电显示结构的第一侧延伸至导电互连结构的第二侧，天线调谐元件具有耦接到导电显示结构的第一端子和耦接到导电外壳壁的第二端子，并且第一端子耦接到沿隙缝元件插置于第一馈电端子和导电互连结构的第一侧之间的位置。
根据另一个实施方案，电子设备包括按钮，该按钮在沿着隙缝元件插置于天线调谐元件的第二端子和导电互连结构的第一侧之间的位置处安装到导电外壳壁。
根据另一个实施方案，导电外壳壁包括凸缘，电子设备包括将天线调谐元件的第二端子耦接到凸缘的导电紧固件。
根据另一个实施方案，该导电互连结构包括导电粘合剂。
根据另一个实施方案，该电子设备包括射频传输线，该射频传输线包括基板上的导电迹线、将射频传输线耦接至第一馈电端子的金属夹，以及将金属夹耦接到基板上的导电迹线的金属线。
根据另一个实施方案，导电显示结构包括从以下项组成的组中选择的导电结构：近场通信天线迹线、触摸传感器电极、像素电路、用于显示模块的导电框架、用于显示模块的导电背板和导电屏蔽结构。
根据一个实施方案，提供了一种腕表，该腕表包括具有导电侧壁的外壳、安装到导电侧壁的显示器覆盖层、与显示器覆盖层重叠且包括导电显示结构的显示模块、具有有着由导电侧壁和导电显示结构限定的相对边缘的隙缝元件的隙缝天线、围绕导电显示结构的至少两侧侧向延伸的隙缝元件、跨隙缝元件耦接的天线馈电部、耦接到天线馈电部并被配置为使用隙缝天线在第一频带和高于第一频带的第二频带中输送射频信号的射频收发器电路、耦接于射频收发器电路和天线馈电部之间并被配置为在第一频带中为隙缝天线执行阻抗匹配的第一阻抗匹配电路，以及耦接于射频收发器电路和天线馈电部之间并被配置为在第二频带中为隙缝天线执行阻抗匹配的第二阻抗匹配电路。
根据另一个实施方案，腕表包括双讯器，第一阻抗匹配电路和第二阻抗匹配电路通过双讯器耦接到天线馈电部。
根据另一个实施方案，第一频带包括卫星导航频带、蜂窝电话频带和2.4GHz无线局域网频带，第二频带包括5.0GHz无线局域网频带和超宽带(UWB)频带。
根据一个实施方案，提供了一种腕表，该腕表包括具有导电壁的外壳、安装到导电壁的显示器覆盖层、与显示器覆盖层重叠并包括导电显示结构的显示模块、耦接于导电显示结构和导电壁之间的导电互连结构，以及具有隙缝元件、跨隙缝元件耦接的天线馈电部和跨隙缝元件耦接的调谐元件的天线，该隙缝元件从导电显示结构周围的导电互连结构侧向延伸，从导电互连结构延伸到调谐元件的隙缝元件的第一长度被配置为在第一频带中辐射，从导电互连结构延伸到天线馈电部的隙缝元件的第二长度被配置为在高于第一频带的第二频带中辐射。
根据另一个实施方案，隙缝元件的第二长度的谐波模式被配置为在高于第二频带的第三频带中辐射。
根据另一个实施方案，第一频带包括介于1.5GHz和2.4GHz之间的频率，第二频带包括介于2.4GHz和2.7GHz之间的频率，并且第三频带包括介于4.9GHz和8.3GHz之间的频率。
前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
外壳，所述外壳具有导电外壳壁；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层安装到所述外壳；
显示模块，所述显示模块被所述显示器覆盖层重叠并且包括导电显示结构；
用于隙缝天线的天线馈电部，所述天线馈电部具有耦接到所述导电显示结构的第一馈电端子和耦接到所述导电外壳壁的第二馈电端子；
导电互连结构，所述导电互连结构耦接到所述导电外壳壁，其中所述导电外壳壁、所述导电显示结构和所述导电互连结构限定用于所述隙缝天线的隙缝元件的周边；以及
天线调谐元件，所述天线调谐元件跨所述隙缝元件耦接于所述导电显示结构和所述导电外壳壁之间。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述隙缝天线被配置为在第一频带和高于第一频带的第二频带中辐射，所述天线调谐元件被配置为在所述第一频带中的频率下在所述导电外壳壁和所述导电显示结构之间形成短路路径。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述第二频带包括超宽带(UWB)频带，所述电子设备还包括：
射频收发器电路，所述射频收发器电路被配置为使用所述隙缝天线在所述UWB频带中输送射频信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述隙缝天线被进一步配置为在所述第一频带和所述第二频带之间的第三频带中辐射，并且所述隙缝元件具有被配置为在所述第二频带中辐射的谐波模式。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述第三频带包括2.4GHz无线局域网(WLAN)频带，所述UWB频带包括5GHz和8.3GHz之间的频率，所述第一频带包括卫星导航频带和蜂窝电话频带，所述第二频带还包括5GHz WLAN频带，并且所述射频收发器电路被进一步配置为使用所述隙缝天线在所述2.4GHz WLAN频带、所述卫星导航频带、所述蜂窝电话频带和所述5GHz WLAN频带中输送所述射频信号。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述电子设备包括可穿戴电子设备，并且所述导电外壳壁包括被配置为接纳腕带的附接结构。
7.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述天线调谐元件包括电感器，所述电感器被配置为调谐所述第三频带和所述UWB频带中的所述隙缝天线的频率响应。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述导电互连结构被配置为在所述导电显示结构和所述导电外壳壁之间输送用于所述隙缝天线的天线电流。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述隙缝元件从所述导电互连结构围绕所述导电显示结构的第一侧延伸至所述导电互连结构的第二侧，所述天线调谐元件具有耦接到所述导电显示结构的第一端子和耦接到所述导电外壳壁的第二端子，并且所述第一端子耦接到沿所述隙缝元件插置于所述第一馈电端子和所述导电互连结构的所述第一侧之间的位置。
10.根据权利要求9所述的电子设备，还包括：
按钮，所述按钮在沿着所述隙缝元件插置于所述天线调谐元件的所述第二端子和所述导电互连结构的所述第一侧之间的位置处安装到所述导电外壳壁。
11.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述导电外壳壁包括凸缘，所述电子设备还包括将所述天线调谐元件的所述第二端子耦接到所述凸缘的导电紧固件。
12.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述导电互连结构包括导电粘合剂。
13.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
射频传输线，所述射频传输线包括基板上的导电迹线；
金属夹，所述金属夹将所述射频传输线耦接到所述第一馈电端子；以及
金属线，所述金属线将所述金属夹耦接到所述基板上的所述导电迹线。
14.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述导电显示结构包括从以下项组成的组中选择的导电结构：近场通信天线迹线、触摸传感器电极、像素电路、用于所述显示模块的导电框架、用于所述显示模块的导电背板和导电屏蔽结构。
15.一种腕表，包括：
外壳，所述外壳具有导电侧壁；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层安装到所述导电侧壁；
显示模块，所述显示模块被所述显示器覆盖层重叠并且包括导电显示结构；
隙缝天线，所述隙缝天线具有隙缝元件，所述隙缝元件具有由所述导电侧壁和所述导电显示结构限定的相对边缘，其中所述隙缝元件围绕所述导电显示结构的至少两侧侧向延伸；
天线馈电部，所述天线馈电部跨所述隙缝元件耦接；
射频收发器电路，所述射频收发器电路耦接到所述天线馈电部并且被配置为使用所述隙缝天线在第一频带和高于所述第一频带的第二频带中输送射频信号；
第一阻抗匹配电路，所述第一阻抗匹配电路耦接在所述射频收发器电路和所述天线馈电部之间并且被配置为在所述第一频带中为所述隙缝天线执行阻抗匹配；以及
第二阻抗匹配电路，所述第二阻抗匹配电路耦接在所述射频收发器电路和所述天线馈电部之间并且被配置为在所述第二频带中为所述隙缝天线执行阻抗匹配。
16.根据权利要求15所述的腕表，还包括：
双讯器，其中所述第一阻抗匹配电路和所述第二阻抗匹配电路通过所述双讯器耦接到所述天线馈电部。
17.根据权利要求16所述的腕表，其中，所述第一频带包括卫星导航频带、蜂窝电话频带和2.4GHz无线局域网频带，所述第二频带包括5.0GHz无线局域网频带和超宽带(UWB)频带。
18.一种腕表，包括：
外壳，所述外壳具有导电壁；
显示器覆盖层，所述显示器覆盖层安装到所述导电壁；
显示模块，所述显示模块被所述显示器覆盖层重叠并且包括导电显示结构；
导电互连结构，所述导电互连结构耦接于所述导电显示结构和所述导电壁之间；以及
天线，所述天线具有隙缝元件、跨所述隙缝元件耦接的天线馈电部，以及跨所述隙缝元件耦接的调谐元件，其中所述隙缝元件从围绕所述导电显示结构的所述导电互连结构侧向延伸，从所述导电互连结构延伸到所述调谐元件的所述隙缝元件的第一长度被配置为在第一频带中辐射，并且从所述导电互连结构延伸到所述天线馈电部的所述隙缝元件的第二长度被配置为在高于所述第一频带的第二频带中辐射。
19.根据权利要求18所述的腕表，其中所述隙缝元件的所述第二长度的谐波模式被配置为在高于所述第二频带的第三频带中辐射。
20.根据权利要求19所述的腕表，其中，所述第一频带包括介于1.5GHz和2.4GHz之间的频率，所述第二频带包括介于2.4GHz和2.7GHz之间的频率，并且所述第三频带包括介于4.9GHz和8.3GHz之间的频率。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113079435A (zh) * 2021-04-07 2021-07-06 深圳市科潮达科技有限公司 一种耳机
WO2022111061A1 (zh) * 2020-11-25 2022-06-02 安徽华米信息科技有限公司 具有缝隙天线的装置
US20220278449A1 (en) * 2021-03-01 2022-09-01 Kymeta Corporation Metasurface antenna with integrated varactor circuits

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11095048B2 (en) * 2018-12-13 2021-08-17 Fitbit, Inc. Multiple band antenna structures
US11688927B2 (en) * 2019-08-27 2023-06-27 Google Llc Display module excitation for wireless communications
US10944153B1 (en) * 2019-08-29 2021-03-09 Apple Inc. Electronic devices having multi-band antenna structures
KR20210085392A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 삼성전자주식회사 안테나 구조체 및 그를 포함하는 전자 장치
CN113540752B (zh) * 2020-04-21 2024-03-01 北京小米移动软件有限公司 终端设备
US11831090B2 (en) * 2020-06-16 2023-11-28 Apple Inc. Electronic devices with display-overlapping antennas
CN111952714B (zh) * 2020-08-13 2023-05-16 英华达（上海）科技有限公司 通讯组件及具有其的穿戴式装置
KR20220110998A (ko) * 2021-02-01 2022-08-09 삼성전자주식회사 지자기 센서를 포함하는 전자 장치
USD993228S1 (en) * 2021-11-30 2023-07-25 Corning Research & Development Corporation Antenna housing

Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1922757A (zh) * 2004-02-19 2007-02-28 株式会社Emw天线 手持设备内置天线及其设计方法
CN101401262A (zh) * 2006-05-25 2009-04-01 松下电器产业株式会社 可变缝隙天线及其驱动方法
CN101689701A (zh) * 2008-05-22 2010-03-31 松下电器产业株式会社 Mimo天线装置及无线通信装置
CN102204112A (zh) * 2008-10-27 2011-09-28 三菱电机株式会社 无线通信装置
US20120026052A1 (en) * 2007-12-18 2012-02-02 Bing Chiang Antennas with periodic shunt inductors
US20130009833A1 (en) * 2009-06-23 2013-01-10 Kough Douglas B Antennas For Electronic Devices With Conductive Housing
CN103682582A (zh) * 2012-09-20 2014-03-26 启碁科技股份有限公司 双频天线
US20140253392A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Apple Inc. Electronic Device With Capacitively Loaded Antenna
CN203983500U (zh) * 2014-07-17 2014-12-03 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 一种缝隙行波天线
US20150155618A1 (en) * 2011-06-10 2015-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device for a portable terminal
CN204614954U (zh) * 2015-01-23 2015-09-02 威海市泓淋电子有限公司 具多重边界条件的槽孔天线
CN104901010A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 纬创资通股份有限公司 穿戴式装置
CN105009362A (zh) * 2013-03-15 2015-10-28 高通股份有限公司 多用途天线
CN105337022A (zh) * 2015-10-19 2016-02-17 广东欧珀移动通信有限公司 一种全金属外壳的lte-a mimo天线装置
US20160064801A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-03 Apple Inc. Electronic Device Antenna With Reduced Lossy Mode
CN106067587A (zh) * 2015-04-20 2016-11-02 苹果公司 具有外围混合天线的电子设备
CN205985359U (zh) * 2016-07-18 2017-02-22 广东欧珀移动通信有限公司 缝隙天线及智能终端
CN106469844A (zh) * 2015-08-18 2017-03-01 苹果公司 具有嵌入式寄生臂的电子设备天线
CN106663159A (zh) * 2014-08-19 2017-05-10 苹果公司 具有指纹传感器和可调谐混合天线的电子设备
CN106785457A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 维沃移动通信有限公司 一种天线装置及电子设备
CN106848594A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 北京小米移动软件有限公司 天线模块及电子设备
CN107077101A (zh) * 2014-07-01 2017-08-18 微软技术许可有限责任公司 集成在电子设备壳体中的结构储能
CN107359400A (zh) * 2017-06-27 2017-11-17 维沃移动通信有限公司 一种天线和移动终端
US20180090847A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-29 Apple Inc. Hybrid electronic device antennas having parasitic resonating elements
CN107871932A (zh) * 2016-09-22 2018-04-03 苹果公司 具有对称开关架构的天线
CN107887705A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 仁宝电脑工业股份有限公司 天线结构
CN107919886A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 摩托罗拉移动有限责任公司 具有透明天线的电子设备
CN207301665U (zh) * 2016-09-23 2018-05-01 苹果公司 电子设备

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8077096B2 (en) * 2008-04-10 2011-12-13 Apple Inc. Slot antennas for electronic devices
US9172139B2 (en) * 2009-12-03 2015-10-27 Apple Inc. Bezel gap antennas
US8270914B2 (en) * 2009-12-03 2012-09-18 Apple Inc. Bezel gap antennas
US9160056B2 (en) * 2010-04-01 2015-10-13 Apple Inc. Multiband antennas formed from bezel bands with gaps
US9070969B2 (en) 2010-07-06 2015-06-30 Apple Inc. Tunable antenna systems
US8766858B2 (en) * 2010-08-27 2014-07-01 Apple Inc. Antennas mounted under dielectric plates
US8947302B2 (en) * 2010-11-05 2015-02-03 Apple Inc. Antenna system with antenna swapping and antenna tuning
US8952860B2 (en) * 2011-03-01 2015-02-10 Apple Inc. Antenna structures with carriers and shields
US9166279B2 (en) * 2011-03-07 2015-10-20 Apple Inc. Tunable antenna system with receiver diversity
US9024823B2 (en) * 2011-05-27 2015-05-05 Apple Inc. Dynamically adjustable antenna supporting multiple antenna modes
US8836587B2 (en) * 2012-03-30 2014-09-16 Apple Inc. Antenna having flexible feed structure with components
US9318793B2 (en) * 2012-05-02 2016-04-19 Apple Inc. Corner bracket slot antennas
US9331397B2 (en) * 2013-03-18 2016-05-03 Apple Inc. Tunable antenna with slot-based parasitic element
US9223424B2 (en) * 2013-04-08 2015-12-29 Apple Inc. Electronic device signal routing structures with conductive adhesive
US9496608B2 (en) * 2013-04-17 2016-11-15 Apple Inc. Tunable multiband antenna with passive and active circuitry
GB2516869A (en) 2013-08-02 2015-02-11 Nokia Corp Wireless communication
US9356661B2 (en) * 2014-04-23 2016-05-31 Apple Inc. Electronic device with near-field antenna operating through display
US9608310B2 (en) 2014-05-23 2017-03-28 Nokia Technologies Oy Apparatus having a conductive housing and an antenna with tunable resonance
KR102177285B1 (ko) * 2014-09-01 2020-11-10 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그것을 포함하는 전자 장치
US9647332B2 (en) * 2014-09-03 2017-05-09 Apple Inc. Electronic device antenna with interference mitigation circuitry
KR102288451B1 (ko) 2015-02-02 2021-08-10 삼성전자주식회사 안테나 및 이를 구비한 전자 장치
KR102150695B1 (ko) * 2015-08-13 2020-09-01 삼성전자주식회사 다중 대역 안테나를 포함하는 전자 장치
KR102429811B1 (ko) 2015-08-13 2022-08-08 삼성전자주식회사 다중 대역 안테나를 포함하는 전자 장치
US10367252B2 (en) 2016-08-11 2019-07-30 Apple Inc. Broadband antenna
US10181640B2 (en) * 2016-08-11 2019-01-15 Apple Inc. Electronic device antennas

Patent Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1922757A (zh) * 2004-02-19 2007-02-28 株式会社Emw天线 手持设备内置天线及其设计方法
CN101401262A (zh) * 2006-05-25 2009-04-01 松下电器产业株式会社 可变缝隙天线及其驱动方法
US20120026052A1 (en) * 2007-12-18 2012-02-02 Bing Chiang Antennas with periodic shunt inductors
CN101689701A (zh) * 2008-05-22 2010-03-31 松下电器产业株式会社 Mimo天线装置及无线通信装置
CN102204112A (zh) * 2008-10-27 2011-09-28 三菱电机株式会社 无线通信装置
US20130009833A1 (en) * 2009-06-23 2013-01-10 Kough Douglas B Antennas For Electronic Devices With Conductive Housing
US8508418B2 (en) * 2009-06-23 2013-08-13 Apple Inc. Antennas for electronic devices with conductive housing
US20150155618A1 (en) * 2011-06-10 2015-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device for a portable terminal
CN103682582A (zh) * 2012-09-20 2014-03-26 启碁科技股份有限公司 双频天线
US20140253392A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Apple Inc. Electronic Device With Capacitively Loaded Antenna
CN105009362A (zh) * 2013-03-15 2015-10-28 高通股份有限公司 多用途天线
CN104901010A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 纬创资通股份有限公司 穿戴式装置
CN107077101A (zh) * 2014-07-01 2017-08-18 微软技术许可有限责任公司 集成在电子设备壳体中的结构储能
CN203983500U (zh) * 2014-07-17 2014-12-03 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 一种缝隙行波天线
CN106663159A (zh) * 2014-08-19 2017-05-10 苹果公司 具有指纹传感器和可调谐混合天线的电子设备
US20160064801A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-03 Apple Inc. Electronic Device Antenna With Reduced Lossy Mode
CN204614954U (zh) * 2015-01-23 2015-09-02 威海市泓淋电子有限公司 具多重边界条件的槽孔天线
CN106067587A (zh) * 2015-04-20 2016-11-02 苹果公司 具有外围混合天线的电子设备
CN106469844A (zh) * 2015-08-18 2017-03-01 苹果公司 具有嵌入式寄生臂的电子设备天线
CN105337022A (zh) * 2015-10-19 2016-02-17 广东欧珀移动通信有限公司 一种全金属外壳的lte-a mimo天线装置
CN205985359U (zh) * 2016-07-18 2017-02-22 广东欧珀移动通信有限公司 缝隙天线及智能终端
CN107871932A (zh) * 2016-09-22 2018-04-03 苹果公司 具有对称开关架构的天线
US20180090847A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-29 Apple Inc. Hybrid electronic device antennas having parasitic resonating elements
CN207301665U (zh) * 2016-09-23 2018-05-01 苹果公司 电子设备
CN107887705A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 仁宝电脑工业股份有限公司 天线结构
CN107919886A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 摩托罗拉移动有限责任公司 具有透明天线的电子设备
CN106785457A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 维沃移动通信有限公司 一种天线装置及电子设备
CN106848594A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 北京小米移动软件有限公司 天线模块及电子设备
CN107359400A (zh) * 2017-06-27 2017-11-17 维沃移动通信有限公司 一种天线和移动终端

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022111061A1 (zh) * 2020-11-25 2022-06-02 安徽华米信息科技有限公司 具有缝隙天线的装置
US20220278449A1 (en) * 2021-03-01 2022-09-01 Kymeta Corporation Metasurface antenna with integrated varactor circuits
CN113079435A (zh) * 2021-04-07 2021-07-06 深圳市科潮达科技有限公司 一种耳机
CN113079435B (zh) * 2021-04-07 2023-07-21 畅达星科技(深圳)有限公司 一种耳机

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