CN111052498A - 电子设备隙缝天线 - Google Patents
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Abstract
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。具有对应接地迹线的印刷电路可耦接到显示器以用于向显示器和/或从显示器输送数据。导电显示结构可通过间隙与金属侧壁分离。导电互连件可耦接到金属侧壁,并且可横跨间隙延伸至导电显示结构。导电互连件可耦接到印刷电路上的接地迹线和/或可短接到或电容耦合到导电显示结构。当以此方式配置时,金属侧壁、导电显示结构和导电互连件可限定用于隙缝天线的隙缝天线谐振元件的边缘。
Description
本专利申请要求2017年9月7日提交的美国专利申请15/698,481的优先权,该专利申请据此以引用的方式全文并入本文。
背景技术
本公开涉及电子设备,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。具有对应接地迹线的印刷电路可耦接到显示模块,用于向显示模块和/或从显示模块输送数据(例如,触摸传感器数据、近场通信数据、图像数据等)。
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的间隙与金属侧壁分离。可使用具有耦接到导电显示结构的正馈电端子和耦接到金属侧壁的接地馈电端子的天线馈电部来为隙缝天线馈电。
导电互连件可(例如,使用导电紧固件)耦接到金属侧壁并且可横跨间隙延伸至显示模块。导电互连件可短接到显示模块中的导电显示结构,或可电容耦合到显示模块中的导电显示结构。如果需要,可将导电互连件短接到耦接到显示模块的印刷电路上的接地迹线(例如,无需电容耦合或短接到导电显示结构)。当以此方式配置时,金属侧壁、导电显示结构和导电互连件可限定用于隙缝天线的隙缝元件(例如,隙缝天线谐振元件)的边缘。隙缝元件的周边(例如,由金属侧壁、导电显示结构和导电互连件限定)可支持一个或多个频带中的覆盖。接地导电互连件的存在可用于限定隙缝元件的一部分,同时减轻间隙内的过强电场,从而相对于电子设备中不存在导电互连件的情形来改善天线效率。
附图说明
图1为根据一个实施方案的例示性电子设备的前透视图。
图2为根据一个实施方案的例示性电子设备的示意图。
图3为根据一个实施方案的电子设备中的例示性无线电路的图示。
图4为根据一个实施方案的例示性隙缝天线的示意图。
图5为根据一个实施方案的例示性隙缝天线的俯视图,该隙缝天线使用导电显示结构和导电电子设备外壳结构形成。
图6为根据一个实施方案的例示性隙缝天线的横截面侧视图,该隙缝天线使用导电显示结构和导电电子设备外壳结构形成。
图7为根据一个实施方案的例示性电子设备的横截面侧视图,该电子设备具有图5和图6所示类型的隙缝天线。
图8为根据一个实施方案的例示性导电接片的透视图,该导电接片可用于将天线馈电端子耦接到天线中使用的导电显示结构。
图9为根据一个实施方案的一组例示性弹簧指的透视图,该弹簧指可用于将正天线馈电端子耦接到图8的导电接片。
图10为根据一个实施方案的例示性显示结构的后透视图,该显示结构可用于形成隙缝天线的一部分并且可短接到导电设备外壳结构。
图11为根据一个实施方案的例示性电子设备的前透视图,该电子设备具有用于形成隙缝天线的一部分并且短接到导电设备外壳结构的导电显示结构。
图12为根据一个实施方案的具有导电互连结构的例示性电子设备的透视图,该导电互连结构将显示电路板短接到导电设备外壳结构。
图13为根据一个实施方案,针对图5-图12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。无线电路可包括多个天线。天线诸如蜂窝电话天线和无线局域网以及卫星导航系统天线可由电子部件诸如显示器、触摸传感器、近场通信天线、无线功率线圈、外围天线谐振元件和设备外壳结构形成。
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)、实现这些设备的两种或更多种设备的功能的设备、或其他电子设备。在图1的例示性配置中,设备10是诸如腕表的便携式设备。如果需要,其他配置可用于设备10。图1的示例仅为例示性的。
在图1的示例中,设备10包括显示器,诸如显示器14。显示器14可被安装在外壳(诸如外壳12)中。有时可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可以利用一体式配置形成,在一体式配置中,外壳12的一部分或全部被机加工或模制成单个结构,或者可以利用多个结构(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可具有金属侧壁结构,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。外壳12可例如具有基本上呈矩形的周边(例如,由四个侧壁结构12W限定,该四个侧壁结构在垂直拐角或圆形拐角处相交)、圆形形状或其他形状。
显示器14可在设备10的前侧(正面)上形成。外壳12可具有与设备10的正面相对的后外壳壁诸如后壁12R。外壳侧壁12W可围绕在设备10的周边(例如,外壳侧壁12W可延伸围绕设备10的周边边缘)。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的电介质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。外壳侧壁12W可跨设备10的一些或全部高度(例如,平行于Z轴)延伸。外壳侧壁12W和/或外壳12的后壁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外壳结构或绝缘外壳结构,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结构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、蓝宝石或其他晶态绝缘材料、陶瓷或其他透明材料形成。例如,显示器覆盖层可跨设备10的基本上全部长度和宽度延伸。
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)。按钮可以位于外壳12中的开口(例如,在侧壁12W或后壁12R中)中或显示器14中的开口中(作为示例)。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)。在图1的示例中,带16连接到设备10的相对侧8。设备10的侧部8上的外壳壁12W可包括用于将带16固定到外壳12的附接结构(例如,凸耳或其他附接机构)。不包括带的配置也可用于设备10。
图2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可包括控制电路诸如存储和处理电路28。存储和处理电路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,静态或动态随机存取存储器)等。存储和处理电路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。
存储和处理电路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,存储和处理电路28可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路28来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网络协议(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、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议等。
输入-输出电路44可包括输入-输出设备32。输入-输出设备32可用于允许将数据供应到设备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可包括用户接口设备、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、数字数据端口设备、光传感器、发光二极管、运动传感器(加速计)、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。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。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射频(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90。例如,电路34可包括收发器电路36、38、42和46。收发器电路36可为可处理用于(IEEE 802.11)通信的2.4GHz和5GHz频带并且可处理2.4GHz的通信频带(或其他无线个人区域网频带)的无线局域网收发器电路。电路34可使用蜂窝电话收发器电路38来处理各种频率范围内的无线通信,诸如从700MHz至960MHz的低通信频带、从1400MHz或1500MHz至2170MHz或2200MHz的中频带(例如,峰值为1700MHz的中频带),以及从2200MHz或2300MHz至2700MHz的高频带(例如,峰值为2400MHz的高频带),或介于600MHz至4000MHz或者其他合适频率的其他通信频带(作为示例)。电路38可处理语音数据和非语音数据。
如果需要,无线通信电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如,无线通信电路34可包括60GHz收发器电路,用于接收电视信号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或另一合适频率下操作的NFC收发器)等。无线电路34可包括卫星导航系统电路诸如用于接收1575MHz下的GPS信号或者用于处理其他卫星定位数据的全球定位系统(GPS)接收器电路42。在和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。在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传送数据。
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,这些天线由隙缝天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线结构、偶极天线结构、这些设计的混合等形成。可针对不同的频带和频带的组合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的或通信频带、1575MHz的GPS通信频带、5.0GHz的或通信频带以及一个或多个蜂窝电话通信频带(诸如介于1500MHz和2170MHz之间的蜂窝电话中间频带)中的通信。
因此,可能有利的是,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。例如,可能有利的是,在诸如显示器14的部件中诱发天线电流,使得显示器14和/或其他电子部件(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、蜂窝频率和/或其他频率的天线,而无需在设备10中并入笨重天线结构。
图3是示出无线电路34中的收发器电路90可如何使用路径诸如路径60而耦接到天线结构40的图示。无线电路34可耦接到控制电路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率的能力的天线结构40,天线结构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,天线结构40可被设置有可调节电路诸如可调谐部件63,以在感兴趣的通信频带上对天线进行调谐。可调谐部件63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63相关联的其他参数的控制信号,从而对天线结构40进行调谐以覆盖期望的通信频带。
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,并且路径68可以是接地信号线。线66和线68可形成同轴电缆、带状线传输线和/或微带传输线的部分(作为示例)。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结构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)或者可从外壳结构、印刷电路板结构、塑料支架上的迹线等。匹配网络部件可例如插入线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结构40中的滤波器电路。
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,天线结构40可形成隙缝天线、倒F形天线、环形天线、贴片天线、或者具有带正天线馈电端子(诸如端子70)和接地天线馈电端子(诸如接地天线馈电端子72)的天线馈电部62的其他天线。正传输线导体66可耦接到正天线馈电端子70并且接地传输线导体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。
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,隙缝天线40可包括导电结构诸如结构102,其已经设置有电介质开口诸如电介质开口104。开口诸如图4的开口104有时被称为隙缝、隙缝元件或隙缝天线谐振元件。在图4的配置中,开口104是闭合隙缝,因为导体102的部分完全围绕并包封开口104。开放隙缝天线也可以形成在导电材料诸如导体102中(例如,通过在导体102的右手端或左手端处形成开口,使得开口104突出穿过导体102)。
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104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(诸如被配置为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,隙缝天线40将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。
馈电部62可在隙缝104的相对边缘114和116之间的位置处跨过隙缝104耦接。例如,馈电部62可位于与隙缝104的侧面114相距距离76处。可以调节距离76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104流动的天线电流可以在隙缝104的边缘114和116处经历零阻抗(例如,短路阻抗)并且在隙缝104的中心处经历无限(开路)阻抗(例如,在隙缝的基频处)。位置76可以位于隙缝104的中心与边缘114之间,例如,在天线电流经历与传输线60的阻抗相匹配的阻抗的位置处(例如,距离76可以在0与天线40的操作波长的1/4之间)。
图4的示例仅为例示性的。一般来讲,隙缝104可以具有任何期望的形状(例如,其中隙缝104的周长P限定天线40的谐振特征)。例如,隙缝104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。导电结构102可以由任何期望的导电电子设备结构形成。例如,导电结构102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104的不同侧(边缘)可以由不同的导电结构限定。
图5是俯视图,其示出了隙缝104可如何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。如图5所示,隙缝104可具有由导电外壳结构12限定的第一组边缘(例如,外边缘114、121、123、125和116)以及由导电结构110限定的第二组边缘(例如,内边缘118、120和122)。导电结构110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,嵌入在显示器14之内的近场通信天线的部分,显示器14之内的接地层结构,用于显示器14的金属背板,或者位于显示器14上或显示器14中的其他导电结构。导电结构110在本文中有时可称为导电显示结构110或导电显示模块结构110。导电外壳结构12可例如包括位于设备10的不同侧上的导电壁12W(图1)。
在图5的示例中,隙缝104遵循曲折路径,并且具有介于外壳12的边缘121与导电显示结构110的边缘118之间的第一区段77、介于外壳12的边缘123与导电显示结构110的边缘120之间的第二区段79以及介于外壳12的边缘125与导电显示结构104的边缘122之间的第三区段81。区段77和81可沿平行的纵向轴线延伸。区段79可在区段77和81的端部之间延伸(例如,沿垂直于区段77和81的纵向轴线的纵向轴线)。通过这种方式,隙缝104可为在导电显示结构110和导电外壳结构12之间延伸的细长隙缝(例如,围绕显示结构110的两个、三个或多于三个侧面)。
天线馈电部62可具有耦接到外壳12的接地馈电端子72和耦接到导电显示结构110的正馈电端子70。正馈电端子70可耦接到例如导电显示结构110的边缘118、边缘120或边缘122。在图5的示例中,馈电端子70耦接到结构110的边缘120。馈电部62可在与隙缝104的边缘114相距距离76处跨过隙缝104耦接。当以此方式配置时,隙缝104可具有由区段77、79和81的累积长度限定的长度L。隙缝104的周边可由边缘121、123、125、116、122、120、118和114的长度之和限定。
天线馈电部62可围绕隙缝104的周边(例如,通过导电外壳结构12和导电显示结构110)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。可选择边缘121、123、125、116、122、120和118的长度,以使得长度L大约等于例如天线40的操作波长的一半(例如,在给定隙缝104处的电介质加载条件的情况下,天线40的有效操作波长)。
一个或多个导电互连路径112(例如,第一导电互连路径112-1和第二导电互连路径112-2)可限定隙缝104的边缘的部分,并且可用于有效地限定隙缝104的长度L。导电路径112可保持在接地电势和/或可将导电显示结构110短接到外壳12。当以此方式配置时,由馈电部62输送的天线电流可经历垂直于边缘114和116的短路阻抗,从而起到限定隙缝104的周边的一部分的作用。
如果需要,可调节导电路径112-1和112-2的位置(例如,如箭头124所示)以延长隙缝104的长度L(例如,使得隙缝104以期望的频率谐振)。在一种合适的布置中,选择长度L使得隙缝40覆盖由隙缝104的谐波模式定义的第一频带(例如,从1.5GHz到2.4GHz的第一频带,其覆盖WLAN、WPAN、卫星导航通信和/或蜂窝中带频率)和第二频带(例如,从5.0GHz到6.0GHz的第二频带,其覆盖WLAN通信频率)。导电路径112可直接连接到显示结构110,可经由电容耦合间接耦合到显示结构110,或可与显示结构110分离(例如,路径112无需与显示结构110接触以在电气上限定隙缝104的周边的一部分)。
在设备10中不存在互连路径112的情况下,在显示结构110和设备10的与馈电部62相对的侧面处的外壳12之间可能会产生过强的电场。这些电场的存在可能会限制天线40的总体天线效率。然而,互连路径112的存在可有效地形成结构110和外壳12之间的短路。这可例如将外壳12和导电显示结构110配置为在电气上表现为如同单个金属体,从而减轻设备10与馈电部62相对的一侧处的过强电场,并用于相对于设备10没有互连路径112的情形提高天线效率。例如,相对于不在设备10内形成互连路径112的情形,给定相等的天线效率,互连路径112的存在可允许减小隙缝104的宽度W和设备10的厚度。
导电互连路径112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104的周边和/或在显示结构110和外壳12之间有效形成电短路路径的任何其他所需结构。
在图5的示例中,在设备10中形成两个导电互连路径112。这仅是例示性的。如果需要,可使用一个、两个或多于两个路径112。外壳12和导电显示结构110可限定隙缝104的宽度W。如果需要,隙缝104可沿长度L具有均匀的宽度,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104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的形状,少于三个区段,弯曲边缘等)。如果需要,一个或多个天线调谐部件(例如,图3的部件63)可跨越隙缝104或在隙缝104的一个或多个侧面上的两个位置之间耦接,以用于调节隙缝104并因此调节天线40的频率响应。
图6为设备10的简化横截面侧视图,其示出了天线40可如何由导电显示结构110和外壳12形成(例如,沿图5的虚线AA’截取)。如图6所示,天线40可包括耦接到天线馈电部诸如馈电部62的导电显示结构110。馈电部62可具有正天线馈电端子(诸如正天线馈电端子70)和接地天线馈电端子(诸如接地天线馈电端子72)。正天线馈电端子70可耦接到导电显示结构110。接地天线馈电端子72可接地(例如,耦接到外壳12的金属侧壁12W和围绕元件110的其他导电结构,诸如印刷电路结构)。外壳12和导电显示结构110可限定内部腔体或体积130。如果需要,附加设备部件可安装在体积130之内。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90。
导电显示结构110可通过互连路径112(例如,横跨结构110与馈电部62相对的侧面处的间隙113)接地(例如,外壳壁12W)。互连路径112可包括直接连接到显示结构110的导电结构,可包括电容耦合到(但不接触)显示结构110的导电结构(例如,仍然跨越间隙113并且将显示结构110电短接到外壳12),和/或可包括不耦接到导电显示结构110的导电结构(例如,仍然跨越间隙113并被保持在接地电势,由此用于在电气上在图6的X-Y平面中限定隙缝104的周边)。在图6的示例中,导电外壳12限定设备10的与导电结构110相对的后壁(例如,体积130可由设备10的后壁限定)。这仅是例示性的。如果需要,设备10的后壁的一些或全部可由电介质材料形成,并且体积130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之间的蜂窝电话频带中,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。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6的天线40的配置仅为例示性的。
图7为例示性设备10的横截面侧视图,其示出了可如何在天线40之内实现导电路径112(例如,如沿图5的线AA’截取)。如图7所示,设备10可具有从设备10的背面延伸到正面的导电外壳侧壁结构12W。外壳12可包括电介质后外壳壁,诸如外壳壁148。显示器14可形成于设备10的正面,而电介质后外壳壁148形成于设备10的背面。金属外壳侧壁12W可耦接到天线40的接地馈电端子72。显示器14可包括显示器覆盖层146和位于覆盖层146下方的显示模块140。
显示模块140可包括用于形成隙缝天线40的导电显示结构110(图5和图6)的导电部件。显示模块140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的堆叠配置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和图6的导电显示结构110(例如,以有效地/电气地形成单个导体)。
形成导电显示结构110的部件可包括(例如)一个或多个层142(例如,第一层142-1、第二层142-2、第三层142-3或其他所需层)上的平面部件。作为一个示例,层142-1可形成显示器14的触摸传感器,层142-2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142-3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。触摸传感器142-1可以是电容性触摸传感器,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。显示面板142-2可以是有机发光二极管显示层或其他合适的显示层。近场通信层142-3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142-3下方和/或周围,并且可为模块140的部件提供结构支撑和/或接地参考。模块140在本文中有时可被称为显示组件140。
层142-1、142-2、142-3、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的导电框架中的导电材料可用于形成导电结构110,该导电结构限定隙缝天线40的隙缝元件104(例如,隙缝天线谐振元件)。用于形成导电显示结构110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。馈电部62可具有正端子,诸如耦接到显示模块140并且因此耦接到导电显示结构110(例如,近场通信层142-3、显示层142-2、触摸层142-1、用于模块140的金属背板和/或用于模块140的金属显示器框架)的端子70。馈电部62可具有接地端子,诸如耦接到设备10中的天线接地部(例如,金属外壳壁12W)的端子72。
如图7中所示,设备10可包括印刷电路板结构,诸如印刷电路板163。印刷电路板163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163在本文中有时可被称为主逻辑板163。电子部件诸如收发器电路90、接口电路诸如显示器接口电路158,以及其他部件可安装到主逻辑板163。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-输出设备插入在逻辑板163和电介质后外壳壁148之间(例如,用于通过壁148输送无线信号)。用于隙缝天线40的天线电流可围绕隙缝104的周边(例如,在图7的X-Y平面中)输送,并且对应的射频信号可通过显示器覆盖层146输送,如箭头144所示。
显示模块140可包括一个或多个连接器154。连接器154可耦接到一个或多个印刷电路156。印刷电路156可以包括柔性印刷电路(有时在本文中称为显示器柔性件156)、刚性印刷电路板,或在其他基板上的迹线(如果需要)。连接器154可通过显示器柔性件156在显示模块140的层142和逻辑板163上的显示器接口电路158之间输送信号。
例如,显示模块140可包括通过第一柔性电路156向和/或从层142-1输送近场通信信号的第一连接器154、通过第二柔性电路156从显示器接口158向显示层142-2输送显示数据(例如,图像数据)的第二连接器154(例如,层142-2可以发射对应于显示数据的光)以及通过第三柔性电路156从层142-1向接口电路158输送触摸传感器信号的第三连接器154。连接器154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140与逻辑板163上或设备10中的其他位置的电路之间输送与显示模块140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。
射频收发器90可通过射频传输线60耦接到天线40的馈电部62(图4)。射频传输线60可包括柔性印刷电路160和电介质支撑结构162中的导电路径。电介质支撑结构可例如由塑料或其他电介质材料形成。与印刷电路160中的射频传输线60相关联的导电路径可通过射频连接器164耦接到与印刷电路160中的射频传输线60相关联的导电路径。
传输线60中的接地导体68(图4)可通过路径168耦接到接地馈电端子72(例如,基板162中的接地迹线可通过路径168耦接到端子72)。路径168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的信号导体66(图4)可通过导电夹152耦接到天线40的馈电端子70(例如,基板162中的信号迹线可通过导电夹152耦接到端子70)。
如果需要,导电接片或薄片诸如导电接片150可耦接到显示模块140的导电结构(例如,层142中的导电结构、导电背板、导电框架、导电屏蔽罐或层和/或模块140中的其他导电结构)。夹具152可与接片150配合以在传输线60和馈电端子70之间形成电连接(例如,当夹具152附接到接片150时,馈电端子70可位于接片150上)。夹具152可例如为郁金香夹或其他夹,其具有向接片150施加压力的插脚或其他结构,从而确保在接片150和夹具152之间随时间推移保持稳健和可靠的电连接。
当以此方式配置时,天线电流可通过馈电部62被输送并且可开始围绕隙缝104的周边(例如,在图7的X-Y平面中)流动。为了限定隙缝104的横向长度L,导电互连路径112可跨越模块140的给定侧和相邻侧壁12W之间的间隙113。在图7的示例中,使用导电互连结构172和/或导电互连结构174来实现导电互连路径112。
如图7中所示,导电互连结构172可被短接到(例如,直接接触)模块140中的导电材料(例如,层142-1、层142-2或层142-3之内的导电材料、模块140的导电框架、模块140的导电背板、模块140中的屏蔽结构,和/或模块140中用于形成天线40的导电显示结构110的其他导电材料)。例如,可使用导电粘合剂或导电紧固结构诸如销、弹簧、螺钉、夹具、支架和/或其他紧固结构以确保互连件172保持与显示模块140中的导电材料接触。互连件172可横跨间隙113延伸并且可短接到外壳壁12W。如果需要,互连件172可使用导电粘合剂、销、弹簧、螺钉、夹具、支架和/或其他结构保持与外壳侧壁12W接触。在图7的示例中,导电螺钉170将互连件172紧固到壁12W,并用于将互连件172和导电显示结构110电短接到壁12W。
当以此方式配置时,导电互连件172可限定天线40中的隙缝104的周边的一部分(例如,在图7的X-Y平面中且如图5中所示),从而部分地限定隙缝104的长度L。此外,互连件172可在模块140中的导电材料(例如,如图5和图6所示的导电结构110)和外壳侧壁12W之间形成短路(例如,用于天线40的天线电流可流过模块140和外壳壁12W之间的互连件172)。通过横跨间隙113将模块140短接到壁12W,可减轻区域113中任何过大的电场,从而相对于模块140与壁12W完全隔离的情形优化天线效率。
该示例仅为例示性的。互连路径112无需直接接触显示模块140。在另一种合适的布置中,互连路径112可跨越间隙113而不直接接触显示模块140(例如,如导电互连结构174所示)。在这种情形中,互连结构174可电短接到一个或多个显示器柔性件156(例如,接地导体或显示器柔性件156中的其他导电材料)。例如,互连结构174可使用导电粘合剂或诸如销、弹簧、螺钉、夹具、托架的导电紧固结构和/或确保使互连结构174与显示器柔性件174保持接触的其他结构,电短接到显示器柔性件156。互连件174可横跨间隙113延伸并且可使用螺钉170或其他固定结构短接到外壳壁12W。
如果需要,导电互连结构174可定位成足够靠近显示模块140中的导电材料,以便有效地将导电显示结构110短接到地(例如,在馈电部62处理的射频下)。例如,互连结构174可电容耦合到显示模块140中的导电显示结构110,并且与天线40相关联的天线电流可在显示模块140和外壳壁12W之间流过互连件174(例如,通过电容耦合)。如果需要,在该情形中不需要将导电互连结构174短接到显示器柔性件156。
在另一种合适的布置中,导电互连结构174可定位得足够远离显示模块140,使得互连结构174不电容耦合到显示模块140中的导电材料。在这种情况下,由于互连结构174保持在接地电势(例如,因为互连结构174将显示器柔性件156中的接地结构短接到接地的外壳壁12W),因此互连结构174可在电气方面限定隙缝104的边缘,尽管实际上不接触或电容耦合到模块140中的导电显示结构110,由此限定隙缝104的长度L(例如,在图5中所示的X-Y平面中)。
图7的示例仅为例示性的。一般来讲,外壳侧壁12W、覆盖层146和后外壳壁148可具有任何期望的形状。如果需要,可在体积130之内形成附加部件。如果需要,基板或其他支撑结构可插入在逻辑板163和显示器柔性件156之间(例如,以使柔性件156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160可耦接到馈电部62而无需塑料支撑162,或者柔性印刷电路160可被省略(例如,支撑162可直接耦接到收发器90)。如果需要,可使用其他传输线和馈电结构。
接片、夹具,或显示模块140的其他突出部分(诸如接片150)可用作天线馈电端子70。接片150可容纳在柔性弹簧指状物诸如夹具152中的金属插脚之间。图8中示出了例示性配置中的模块140的后透视图,其中接片150由金属条形成。如图8所示,显示模块140可包括导电结构110,诸如层142中的导电结构、用于模块140的金属框架、用于模块的金属背板、屏蔽结构或其他导电结构。接片150可耦接到导电结构110。例如,接片150可由导电结构110的一体突起形成,或者可使用导电粘合剂、导电螺钉、焊接、焊料或其他导电紧固件耦接到结构110。如果需要,接片150可具有涂层诸如涂层172(例如,金、镍或其他金属),以当部分172的涂覆表面被容纳在夹具152的插脚之间时促成接片150与夹具152的插脚之间令人满意的欧姆接触(图7)。
图9中示出了例示性配置中的夹具152的透视图,其中使用诸如螺钉174的紧固件来固定夹具152。如图9所示,夹具152可安装在塑料支撑结构162(图7)或其他合适的支撑结构上。结构162上的金属迹线可将正天线馈电信号路由到夹具152。夹具152可包括插脚152P,该插脚机械地将接片150保持在适当的位置并将结构162上的金属迹线电耦合到馈电端子70。如果需要,可将阻抗匹配电路和其他电路安装在支撑结构162上。图9的示例仅为例示性的,并且如果需要,可使用其他导电紧固机构将传输线60固定到馈电端子70。
图10中示出了例示性电子部件的后透视图,该电子部件可以堆叠在显示器覆盖层146下方并可以形成天线40的天线导体110。如图10所示,显示模块140可包括触摸传感器层142-1、显示层142-2和近场通信天线层142-3。层142-1、层142-2和层142-3彼此相邻堆叠,并且因此可根据需要彼此电容耦合。这可例如允许层142在射频下(例如,在WLAN、WPAN、卫星导航和蜂窝电话频率下)与天线40的导电显示结构110一起工作。
可使用连接器154(例如,耦接到层142-1的第一连接器154-1、耦接到层142-2的第二连接器154-2和耦接到层142-3的第三连接器154-3)将层142-1、层142-2和层142-3与设备10中的其他部件诸如显示模块接口电路158(图7)互连。连接器154可安装在层142-3的下侧、层142-2的尾部142-2T上、层142-1的尾部142-1T上和/或其他合适的结构上。如果需要,层142无需具有尾部。
部件212可安装到层142-1、142-2和/或142-3。部件212可例如包括近场通信电路、触摸传感器处理电路和/或显示驱动器电路。如果需要,可将其他类型的部件安装在模块140的叠堆中。例如,力传感器层可被包括在模块140中。又如,这些层中的两个或更多个的功能可被整合。例如,用于电容式触摸传感器的电容式触摸传感器电极可由有机发光二极管显示层142-2上的金属迹线形成,并且可省略单独的触摸传感器层142-1。近场通信天线层142-3也可被省略(例如,在没有近场通信电路的设备10的配置中和/或在其中近场通信天线位于外壳12的不同部分中的设备10的配置中)。图10的显示模块140的配置仅为例示性的。
如图10所示,导电互连结构172可短接到导电结构,诸如显示模块140的导电结构210。导电结构210可包括层142上的导电迹线、导电接触焊盘、层142上的导电电极、用于模块140的导电框架或背板的部分、模块140中的屏蔽结构、NFC天线结构、像素电路、模块140中的地线或任何其他期望的导电结构(例如,耦接到馈电端子70并且包括导电显示结构110的一些或全部的结构)。
导电互连结构172可包括耦接到模块140上的导电结构210和第二(尾部)区域172T的第一区域(部分)172P。可使用导电粘合剂、导电螺钉、导电弹簧(例如,在区域172P上向层142-3施加力的导电弹簧)或任何其他期望的导电紧固结构将区域172P固定到层142-3或模块140的其他部分。导电互连结构172可包括柔性印刷电路上的导电迹线、冲压金属片、金属箔、导电粘合剂层、具有粘合剂和非粘合剂部分的导电层、这些的组合,或任何其他期望的导电结构或层。
当显示器14在外壳12上被组装时,尾部区域172T可横跨间隙113延伸(图7)。尾部区域172T可包括具有对应孔200的一个或多个支架或接片202(例如,具有第一孔200-1的第一接片202-1和具有第二孔200-2的第二接片200-2)。接片202可固定到外壳壁12W。接片202可通过螺钉170(图7)或其他导电紧固件保持在适当的位置,以在接片202和外壳壁12W之间保持可靠机械和电连接。通过这种方式,导电显示结构110可使用互连结构172横跨间隙113短接到外壳壁12W,从而限定隙缝元件104的尺寸。图10的示例仅为例示性的。如果需要,可省略孔200。如果需要,尾部172T可包括横跨外壳壁12W的任何所需长度延伸的单个连续导体。
图11为设备10的透视前视图,其示出了导电互连件172可如何耦接在外壳壁12W和显示模块140之间。在图11的透视图中,显示器覆盖层146和显示模块140已从设备10移除(例如,显示器14的一端已如箭头203所示向上旋转离开外壳侧壁12W)以暴露设备10之内的部件。当设备10完全组装时,显示器14可被安装到侧壁12W上,使得覆盖层146的底部与侧壁12W的顶部边缘齐平。
如图11所示,多个显示器柔性电路156可形成于逻辑板163(例如,第一柔性件156-1、第二柔性件156-2和第三柔性件156-3)上方。如果需要,可将柔性件156-1、156-2和156-3安装在支撑结构诸如逻辑板163上的支撑结构157上。当显示器14闭合到外壳壁12W上时,显示器柔性件156-3可电耦合到显示模块140上的连接器154-3,显示器柔性件156-2可电耦合到显示模块140上的连接器154-2,并且显示器柔性件156-1可电耦合到显示模块140上的连接器154-1。显示器柔性件156-3和连接器154-3可例如在模块140上的层142-3与逻辑板163上的其他通信电路(诸如逻辑板163上的近场收发器)之间输送近场通信信号(例如,经由逻辑板163上的接口电路,诸如接口158)。显示器柔性件156-2和连接器154-2可例如在模块140上的层142-2和逻辑板163上的显示电路之间输送图像数据(例如,经由逻辑板163上的显示器接口158)。显示器柔性件156-1和连接器154-1可例如在模块140上的层142-1和逻辑板163上的控制电路之间输送触摸传感器数据(例如,经由逻辑板163上的显示器接口158)。
导电互连结构172的接片202-1可使用导电螺钉170-1和/或其他导电紧固结构固定到外壳壁12W。如果需要,可通过外壳壁12W中的配合螺纹孔171-1来容纳螺钉170-1。导电互连结构172的接片202-2可使用导电螺钉170-2和/或其他导电紧固结构固定到外壳壁12W。如果需要,可通过外壳壁12W中的配合螺纹孔171-2来容纳螺钉170-1。导电互连件172可将显示模块140中的导电结构通过接片202和螺钉170短接到外壳侧壁12W。当显示器14在侧壁12W上闭合时,导电互连件172可桥接间隙113以限定隙缝元件104的长度L。
图12为设备10的透视前视图,其示出了导电互连件174(图7)可如何耦接在外壳壁12W和显示器柔性件156之间。除了图10和图11的导电互连件172之外或代替该导电互连件,可在设备10之内形成导电互连件174。在图12的透视图中,为了清楚起见,未示出显示器覆盖层146和显示模块140(即,显示器14)。
如图12所示,显示器柔性电路156可具有导电区域220。导电区域220可例如包括接地迹线或柔性电路156的其他接地部分。例如,柔性电路156-1可具有第一导电区域220-1,柔性电路156-2可具有第二导电区域220-2,并且柔性电路156-3可具有第三导电区域220-3。导电互连结构174可包括接片或支架222,每个接片或支架具有对应的孔224(例如,具有第一孔224-1的第一接片222-1和具有第二孔224-2的接片222-2)。
导电互连结构174可包括一个或多个分支226。例如,导电互连结构174可包括第一分支226-1、第二分支226-2和第三分支226-3。虽然使用不同的分支可减少在设备10中形成互连结构174所需的空间量,但在另一种合适的布置中,分支中的每个可形成为单个连续(例如,平面)导体的一部分。
当设备10被完全组装时,导电互连结构174可朝逻辑板163降低,如箭头230所示。这可使分支226-1与导电区域220-1接触,可使分支226-2与导电区域220-2接触,并且可使分支226-3与柔性电路156上的导电区域220-3接触。如果需要,当互连结构174被降低到设备10上时,可使用导电粘合剂、导电螺钉、焊料、焊接、夹具或其他导电紧固结构将分支226固定到相应的导电区域220。接片224-1可经由延伸穿过开口224-1并与外壳壁12W中的螺纹孔171-2配合的第一螺钉170被固定到外壳壁12W。接片224-2可经由延伸穿过开口224-2并与外壳壁12W中的螺纹孔171-1配合的第二螺钉170被固定到外壳壁12W。这仅为例示性的,并且如果需要,可使用其他导电紧固件。一个或多于两个接片224可用于将互连结构174固定到外壳壁12W。
这样,当完全组装时,导电互连结构170可将显示器柔性件156上的接地区域220短接到外壳壁12W。这可用于在电气上限定隙缝元件104的边界中的至少一些(例如,隙缝元件104的长度L)。如果需要,分支226可电容耦合到显示模块140中的导电结构。在这种情形中,分支226可经由电容耦合将流过显示模块140(例如,导电显示结构110)的天线电流短接到外壳侧壁12W。在这种情形中,如果需要,分支226无需耦接到柔性件156上的区域220。
图5-图12的示例仅为例示性的,其中正天线馈电端子70耦接到显示结构110并且接地天线馈电端子72耦接到外壳12。如果需要,正天线馈电端子70可耦接到外壳12,而接地天线馈电端子72可耦接到显示结构110(例如,其中交换图5-图7中的馈电端子72和70的位置)。
图13为曲线图,其中天线性能(天线效率)被绘制为图5-图12的天线40的操作频率的函数。如图13所示,曲线252绘出了在不存在导电互连路径112(例如,如图10和图11所示的互连结构172或如图12所示的互连结构174)的情况下天线40的天线效率。可能期望使用天线40覆盖较低频带B1和较高频带B2(例如,第一频带B1在1.5GHz和2.4GHz之间,第二频带B2在5.0GHz和6.0GHz之间)。例如,覆盖频带B1和B2可允许天线40覆盖2.4GHz和5.0GHz的WLAN和WPAN频率、1.7GHz和2.2GHz之间的蜂窝中频带频率,和/或1.5GHz的卫星导航频率。曲线252可表现出所关注频带B1和B2之外的效率峰。当以此方式配置时,天线40可在频带B1和B2之内具有不令人满意的效率。
曲线250绘出当隙缝天线40具有至少部分地由导电互连路径112(例如,如图10和图11所示的互连结构172和/或如图12所示的互连结构174)限定的长度L时天线40的天线效率。当以此方式配置时,天线40可在频带B1和B2中呈现出效率峰值。例如,频带B1中的覆盖可由隙缝104的基础模式支持(例如,其中在给定隙缝104的电介质加载条件的情况下,长度L大约等于操作波长的一半)。频带B2中的覆盖可例如由隙缝104的谐波模式支持。当以此方式配置时,天线40可在频带B1和B2内表现出令人满意的效率,并且因此如果需要,可同时覆盖2.4GHz和5.0GHz的WLAN和WPAN频率,1.7GHz和2.2GHz之间的蜂窝中频带频率,和/或1.5GHz的卫星导航频率。
图14的示例仅为例示性的。通常,效率曲线250可具有任何期望的形状。如果需要,曲线250可在多于两个频带、在少于两个频带或在任何其他期望的频带中呈现出效率峰。
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金属外壳壁的外壳、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,以及耦接到金属外壳壁的导电互连结构,该金属外壳壁、导电显示结构和导电互连结构限定用于隙缝天线的隙缝元件的周边。
根据另一个实施方案,该电子设备包括具有接口电路的基板和耦接在接口电路和显示模块之间的印刷电路,该印刷电路包括导电迹线并且导电互连结构被短接到印刷电路上的导电迹线。
根据另一个实施方案,该电子设备包括耦接在接口电路和显示模块之间的附加印刷电路,该附加印刷电路包括附加导电迹线,并且导电互连结构包括短接到印刷电路上的导电迹线的第一分支和短接到附加印刷电路上的附加导电迹线的第二分支。
根据另一个实施方案,显示模块包括触摸传感器层和显示图像数据的显示层,该印刷电路被配置为将触摸传感器数据从触摸传感器层输送至接口电路,并且附加印刷电路被配置为将图像数据从接口电路输送至显示层。
根据另一个实施方案,显示模块包括近场通信层,该近场通信层包括形成近场通信天线的导电迹线,并且该印刷电路被配置为经由接口电路在近场通信层和基板上的射频收发器电路之间输送近场通信数据。
根据另一个实施方案,导电显示结构包括从以下各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。
根据另一个实施方案,隙缝天线被配置为在包括介于1.5GHz和2.4GHz之间的频率的第一频带以及包括介于5.0GHz和6.0GHz之间的频率的第二频带中传输和接收无线信号。
根据另一个实施方案,导电显示结构的第一侧通过间隙与金属外壳壁中的给定的一个金属外壳壁分离,第一馈电端子在与第一侧不同的导电显示结构的第二侧处耦接到导电显示结构,并且导电互连结构横跨间隙延伸。
根据另一个实施方案,导电互连结构被短接到导电显示结构并且被配置为在导电显示结构和金属外壳壁之间输送天线电流。
根据另一个实施方案,该电子设备包括将导电互连结构短接到金属外壳壁中的给定的一个金属外壳壁的导电紧固件。
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,导电互连结构电容耦合到导电显示结构并且被配置为在导电显示结构和金属外壳壁之间输送天线电流。
根据一个实施方案,提供了一种电子设备,其包括导电外壳、安装到导电外壳的显示器、被配置为将数据输送至显示器的印刷电路,以及将印刷电路上的导电迹线短接到导电外壳的导电结构,该显示器、导电外壳和导电结构形成隙缝天线的隙缝元件的边缘。
根据另一个实施方案,该电子设备包括天线馈电部,该天线馈电部具有耦接到显示器的第一馈电端子和耦接到导电外壳的第二馈电端子。
根据另一个实施方案,显示器包括被配置为从印刷电路接收数据并发射与该数据相对应的光的像素电路。
根据另一个实施方案,该电子设备包括被配置为将近场通信数据输送至显示器中的近场通信天线的第一附加印刷电路,以及被配置为输送由显示器中的触摸传感器电极收集的触摸传感器数据的第二附加印刷电路,该导电结构将第一附加印刷电路上的第一附加迹线和第二附加印刷电路上的第二附加迹线短接到导电外壳。
根据另一个实施方案,导电结构包括耦接到印刷电路上的导电迹线的第一分支、耦接到第一附加印刷电路上的第一附加导电迹线的第二分支以及耦合到第二附加印刷电路上的第二附加导电迹线的第三分支。
根据另一个实施方案,显示器包括具有限定隙缝元件的一组边缘的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,并且隙缝元件在显示模块的至少三个侧面和导电外壳之间延伸。
根据一个实施方案,提供了一种腕表,该腕表包括具有第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁的导电外壳,具有显示模块和显示器覆盖层的显示器,显示模块的至少一部分被配置为透过显示器覆盖层发射光,在显示模块和第四模块之间延伸的导电结构,以及隙缝天线,该隙缝天线包括隙缝元件,该隙缝元件具有在第一侧壁和显示模块之间延伸的第一区段、在第二侧壁和显示模块之间延伸的第二区段以及在第三侧壁和显示模块之间延伸的第三区段。
根据另一个实施方案,隙缝元件的第二区段在第一区段的端部和第二区段的端部之间延伸,并且导电结构限定隙缝元件的第一区段和第三区段的部分。
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,所述外壳具有金属外壳壁;
显示器覆盖层;
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金属外壳壁的第二馈电端子;和
耦接到所述金属外壳壁的导电互连结构,其中所述金属外壳壁、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。
2.根据权利要求1所述的电子设备,还包括:
基板,所述基板具有接口电路;和
耦接在所述接口电路和所述显示模块之间的印刷电路,其中所述印刷电路包括导电迹线并且所述导电互连结构被短接到所述印刷电路上的所述导电迹线。
3.根据权利要求2所述的电子设备,还包括:
耦接在所述接口电路和所述显示模块之间的附加印刷电路,其中所述附加印刷电路包括附加导电迹线,并且所述导电互连结构包括短接到所述印刷电路上的所述导电迹线的第一分支和短接到所述附加印刷电路上的所述附加导电迹线的第二分支。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其中所述显示模块包括触摸传感器层和显示图像数据的显示层,所述印刷电路被配置为将触摸传感器数据从所述触摸传感器层输送至所述接口电路,并且所述附加印刷电路被配置为将所述图像数据从所述接口电路输送至所述显示层。
5.根据权利要求2所述的电子设备,其中所述显示模块包括近场通信层,所述近场通信层包括形成近场通信天线的导电迹线,并且所述印刷电路被配置为经由所述接口电路在所述近场通信层和所述基板上的射频收发器电路之间输送近场通信数据。
6.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各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。
7.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包括介于1.5GHz和2.4GHz之间的频率的第一频带以及包括介于5.0GHz和6.0GHz之间的频率的第二频带中传输和接收无线信号。
8.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述导电显示结构的第一侧通过间隙与所述金属外壳壁中的给定的一个金属外壳壁分离,所述第一馈电端子在与所述第一侧不同的所述导电显示结构的第二侧处耦接到所述导电显示结构,并且所述导电互连结构横跨所述间隙延伸。
9.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短接到所述导电显示结构并且被配置为在所述导电显示结构和所述金属外壳壁之间输送天线电流。
10.根据权利要求1所述的电子设备,还包括:
导电紧固件,所述导电紧固件将所述导电互连结构短接到所述金属外壳壁中的给定的一个金属外壳壁。
11.根据权利要求1所述的电子设备,其中所述导电互连结构包括导电粘合剂。
12.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电容耦合到所述导电显示结构并且被配置为在所述导电显示结构和所述金属外壳壁之间输送天线电流。
13.一种电子设备,包括:
导电外壳;
显示器,所述显示器安装到所述导电外壳;
印刷电路,所述印刷电路被配置为将数据输送至所述显示器;和
导电结构,所述导电结构将所述印刷电路上的导电迹线短接到所述导电外壳,其中所述显示器、所述导电外壳和所述导电结构形成隙缝天线的隙缝元件的边缘。
14.根据权利要求13所述的电子设备,还包括:
天线馈电部,所述天线馈电部具有耦接到所述显示器的第一馈电端子和耦接到所述导电外壳的第二馈电端子。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其中所述显示器包括像素电路,所述像素电路被配置为从所述印刷电路接收所述数据并发射与所述数据对应的光。
16.根据权利要求15所述的电子设备,还包括:
第一附加印刷电路,所述第一附加印刷电路被配置为将近场通信数据输送至所述显示器中的近场通信天线;和
第二附加印刷电路,所述第二附加印刷电路被配置为输送由所述显示器中的触摸传感器电极收集的触摸传感器数据,其中所述导电结构将所述第一附加印刷电路上的第一附加迹线和所述第二附加印刷电路上的第二附加迹线短接到所述导电外壳。
17.根据权利要求16所述的电子设备,其中所述导电结构包括耦接到所述印刷电路上的所述导电迹线的第一分支、耦接到所述第一附加印刷电路上的所述第一附加导电迹线的第二分支以及耦接到所述第二附加印刷电路上的所述第二附加导电迹线的第三分支。
18.根据权利要求14所述的电子设备,其中,所述显示器包括具有限定所述隙缝元件的一组边缘的导电显示结构的显示模块和与所述显示模块重叠的显示器覆盖层,并且所述隙缝元件在所述显示模块的至少三个侧面与所述导电外壳之间延伸。
19.一种腕表,包括:
导电外壳,所述导电外壳具有第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁;
具有显示模块和显示器覆盖层的显示器,其中所述显示模块的至少一部分被配置为透过所述显示器覆盖层发射光;
导电结构,所述导电结构在所述显示模块和所述第四侧壁之间延伸;和
隙缝天线,其中所述隙缝天线包括隙缝元件,所述隙缝元件具有在所述第一侧壁和所述显示模块之间延伸的第一区段、在所述第二侧壁和所述显示模块之间延伸的第二区段以及在所述第三侧壁和所述显示模块之间延伸的第三区段。
20.根据权利要求19所述的电子设备,其中,所述隙缝元件的所述第二区段在所述第一区段的端部和所述第二区段的端部之间延伸,并且所述导电结构限定所述隙缝元件的所述第一区段和所述第三区段的部分。
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