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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 61/721358, die von Joselito Gavilan et al. am 1. November 2012 eingereicht wurde mit dem Titel „In Metallgehäuse integrierte Antennen”, die die gleiche Anmelderin wie diese Anmeldung hat.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Anmeldung richtet sich im allgemeinen an Antennen und insbesondere an Antennen für elektronische Geräte.
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HINTERGRUND
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Mobile elektronische Geräte werden zunehmend beliebter. Zu Beispielen von Mobilgeräten gehören mobile Computer, Funktelefone, Medienabspielgeräte und Hybrid-Geräte, die die Funktion mehrerer Geräte dieser Art beinhalten.
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Teilweise aufgrund ihrer mobilen Natur sind mobile elektronische Geräte bzw. mobile Handgeräte häufig mit drahtlosen Kommunikationseigenschaften versehen. In elektronischen Handgeräten kann eine langreichweitige drahtlose Kommunikation zur Verbindung mit drahtlosen Basisstationen verwendet sein. Beispielsweise können Funktelefone unter Verwendung des 2G-Globales System für mobile Kommunikation (das allgemein als GSM bezeichnet ist) in Frequenzbändern bei ungefähr 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz und möglicherweise mit anderen Frequenzen kommunizieren. Die Kommunikation ist ferner auch in Frequenzbändern in dem 3G-Universalen Mobiltelekommunikationssystem (das allgemein als UMTS bezeichnet wird) und mit der 4G Langtermentwicklung (das allgemein als LTE bezeichnet ist) möglich, die im Bereich von 700 MHz bis 3800 MHz liegen. Ferner kann die Kommunikation auf Kanälen mit variabler Bandbreite von 1,4 MHz bis 20 MHz für LTE erfolgen, im Gegensatz zu den festgelegten Bandbreiten von GSM (0,2 MHz) und UMTS (5 MHz). Elektronische Handgeräte können auch kurzreichweitige drahtlose Kommunikation zur Verbindungen verwenden. Beispielsweise können elektronische Handgeräte unter Verwendung der Wi-Fi-(IEEE 802.11)Bänder bei ungefähr 2,4 GHz und 5 GHz und unter Verwendung des Bluetooth-Bandes bei ungefähr 2,4 GHz kommunizieren. Handgeräte mit Fähigkeiten eines globalen Positioniersystems (GPS) empfangen GPS-Signale bei ungefähr 1575 MHz.
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Um die Verbrauchernachfrage nach drahtlosen Geräten mit kleinem Formfaktor zu befriedigen, streben die Hersteller ständig danach, die Größe von Komponenten zu verringern, die in diesen Geräten verwendet sind. Beispielsweise haben Hersteller Versuche unternommen, die Antennen, die in elektronischen Handgeräten verwendet sind, zu miniaturisieren. Ungünstigerweise ist diese Vorgehensweise im Rahmen der Beschränkungen durch das Gehäuse des drahtlosen Geräts eine Herausforderung.
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Was auf diesem Gebiet benötigt wird, sind folglich eine Antenne und ein zugehöriges drahtloses elektronisches Handgerät, die die Wünsche und Probleme angehen, die mit dem Vorhergehenden verknüpft sind.
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Aus der
US 2009/0073059 A1 ist eine Antenne bekannt, welche Antennenelemente, einen elektrischen Leistungszuführungsbereich zum Zuführen von elektrischer Leistung zu jedem der Antennenelemente, ein Kurzschlusselement zum Anpassen der Antenne, welche mit dem elektrischen Leistungszuführungsabschnitt elektrisch verbunden ist, und ein Erdungselement, welches mit dem Kurzschlusselement verbunden ist, aufweist. Die Antenne ist in einem aus Metall hergestellten Gehäuse erstellt, und das aus Metall hergestellte Gehäuse und das Erdungselement sind miteinander elektrisch gekoppelt.
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ÜBERBLICK
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Ein Aspekt stellt eine Antenne bereit. Die Antenne in diesem Aspekt umfasst ein geerdetes Segment, das sich von einem Metallchassis bzw. einem Metallbaugruppenträger eines elektronischen Gerät weg erstreckt, und einen Einspeisebereich, der zu dem geerdeten Segment koplanar bzw. planparallel, wobei das geerdete Segment und der Einspeisebereich gemeinsam eingestellt sind, so dass die Antenne veranlasst wird, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren bzw. zu arbeiten. Dabei weist das Metallchassis ein darin angeordnetes Fenster auf, wobei sich das geerdete Segment ferner in das Fenster erstreckt.
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Ein weiterer Aspekt stellt ein elektronisches Gerät bereit. Das elektronische Gerät in diesem Aspekt umfasst: 1) ein Metallchassis bzw. einen Metallbaugruppenträger, 2) eine Speicher- und Verarbeitungsschaltung, die in dem Metallchassis angeordnet ist, 3) Eingabe-Ausgabeeinrichtungen, die mit der Speicher- und Verarbeitungsschaltung verbunden und in dem Metallchassis angeordnet sind, und 4) eine Schaltung für drahtlose Kommunikation, die eine Antenne umfasst. Die Antenne in diesem Aspekt umfasst ein geerdetes Segment, das sich von dem Metallchassis weg erstreckt, und einen Einspeisebereich, der planparallel zu dem geerdeten Segment ist, wobei das geerdete Segment und der Einspeisebereich gemeinsam so eingestellt sind, dass die Antenne veranlasst wird, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren. Dabei weist das Metallchassis ein darin angeordnetes Fenster auf, wobei sich das geerdete Segment ferner in das Fenster erstreckt.
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KURZE BESCHREIBUNG
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Es wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
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1A–1C Aspekte einer anschaulichen Ausführungsform eines elektronischen Geräts gemäß Ausführungsformen der Offenbarung zeigen; und
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2 eine alternative Gestaltungsform für eine Antenne gemäß der Offenbarung zeigt;
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3 eine noch weitere alternative Gestaltungsform für eine Antenne gemäß der Offenbarung zeigt; und
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4 eine schematische Ansicht eines elektronischen Geräts zeigt, das gemäß der Offenbarung hergestellt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung beruht zumindest teilweise auf der Erkenntnis, dass intelligente Telefone und Tablett-Einrichtungen weiterhin entwickelt werden, wobei die Hersteller derartige Geräte (beispielsweise zur Unterscheidung ihrer Produkte) bis an das technisch Machbare bei der industriellen Gestaltung im Hinblick auf Größe und Dicke gehen. Es wird ferner hierin erkannt, dass diese gleichen Hersteller an die Grenze industrieller Gestaltungsform durch die Verwendung von ästhetisch ansprechenden Materialien gehen, wozu Glas und Metall gehören.
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Die vorliegende Offenbarung hat im Einklang mit der Industrie erkannt, dass die Verwendung eines Metallchassis bzw. eines Metallbaugruppenträgers eine Herausforderung für Antennenentwickler schafft, da das Metall die Strahlungseigenschaften beeinträchtigt. Folglich besteht die typische Antennenentwurfsstrategie für elektronische Konsumgeräte darin, das Volumen (Luftspalt), in welchem die Antenne angeordnet ist, durch möglichst großen Abstand von Metallkomponenten zu der Antenne zu maximieren. Der Grund für diese Vorgehensweise besteht darin, dass ein beliebiges Metall in der Nähe der Antenne eine Erdungsebene bildet, die die Antennenbandbreite reduziert. Da ferner die Antennen asymmetrisch sind, können die Ströme aus der Antenneneinspeisung direkt oder indirekt in das Metallchassis in dem Antennenbereich einkoppeln, und können eine unerwünschte parasitäre Resonanz erzeugen. Im Hinblick auf diese Problematik besteht die allgemeine Tendenz in der Industrie darin, möglichst viel Raum (beispielsweise innerhalb der industriellen Entwurfsanforderungen des elektronischen Geräts) zwischen dem Antenneneinspeisebereich und dem Metallchassis vorzusehen.
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Die vorliegende Offenbarung erkennt jedoch, dass im Gegensatz zur Abtrennung des Antenneneinspeisebereichs von dem Metallchassis, wie dies die Industrie derzeit vornimmt, die relativen Positionen des Antenneneinspeisebereichs und des Metallchassis einbezogen werden sollten. Beispielsweise erkennt die vorliegende Offenbarung, dass der Antenneneinspeisebereich und das Metallchassis zusammen justiert werden können, so dass die Antenne veranlasst wird, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren. Ferner erkennt die vorliegende Offenbarung, dass durch Wegerstrecken eines geerdeten Segments aus dem Metallchassis eines elektronischen Geräts und durch Positionierung dieses geerdeten Segments relativ zu einem Einspeisebereich, das geerdete Segment und der Einspeisebereich gemeinsam justiert werden können, um die Antenne zu veranlassen, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren. Diese Einstellung bzw. Justierung des Metallchassis (einschließlich des geerdeten Segments, das sich davon weg erstreckt) zusammen mit dem Antenneneinspeisebereich ist eine wesentliche Abweichung von der aktuellen Lehre des Antennenentwurfs der heutigen Zeit.
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1A–1C zeigen Aspekte einer anschaulichen Ausführungsform eines elektronischen Geräts 100 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Insbesondere zeigt 1A eine Draufsicht des elektronischen Geräts 100. 1B zeigt eine Querschnittsansicht des elektronischen Geräts 100 entlang der Linie B-B aus 1A. 1C zeigt eine Aufrissansicht des Bereichs C aus 1A.
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Das elektronische Gerät 100 der 1A–1C enthält anfänglich einen Metallbaugruppenträger bzw. ein Metallchassis 110. Der Begriff „Metallchassis bzw. Metallbaugruppenträger”, wie er hierin verwendet ist, bezeichnet jenen Teil des elektronischen Geräts 100, der ausgebildet ist, daran elektronische Komponenten zu montieren/diese zu halten, etwa eine Batterie, gedruckte Leiterplatten mit integrierten Schaltungen und anderen elektrischen Einrichtungen, eine Kommunikationsschaltung, eine Anzeige, usw. Das Metallchassis 110 kann gemäß dieser Offenbarung eine Vielzahl unterschiedlicher Metalle aufweisen. In einer Ausführungsform weist das Metallchassis 110 Aluminium auf. In einer weiteren Ausführungsform weist das Metallchassis 110 Stahl auf. In einer noch weiteren Ausführungsform weist das Metallchassis 110 eine Legierung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Metallen auf.
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Das Metallchassis 110 enthält typischerweise eine Breite (w), und eine Höhe (h) und eine Dicke (t). Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass die Breite (w), Höhe (h) und Dicke (t) entsprechend den allgemeinen Wünschen des Herstellers stark variieren können. Dennoch ist es, wie zuvor erläutert ist, häufig ein Anliegen, derartige Abmessungen zu reduzieren, wodurch das Problem entsteht, für dessen Lösung die vorliegende Offenbarung ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform definieren die Breite (w) und Höhe (h) eine erste Ebene, beispielsweise eine Ebene, die passend zu einer Ebene einer Anzeige wäre, die in den elektronischen Gerät 100 verwendet werden kann. Ferner definieren die Dicke (t) und die Breite (w) sowie die Dicke (t) und die Höhe (h) entsprechend zwei weitere Ebenen, die zu Kanten bzw. Rändern 112 des elektronischen Geräts 100 passen. Die erste Ebene und die zwei anderen Ebenen sind allgemein im Wesentlichen senkrecht zueinander.
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Das Metallchassis 110 umfasst gemäß einer Ausführungsform ein zusammenhängendes Metallchassis. In dieser Ausführungsform enthält das Metallchassis 110 keine Unterbrechungen in dem Chassis, die wesentliche Elemente voneinander trennen. Beispielsweise enthält das Metallchassis 110 in dieser Ausführungsform keine Unterbrechung in dem Rand bzw. Kante 112 des Metallchassis 110. In anderen Ausführungsformen umfasst das Metallchassis 110 kein zusammenhängendes Metallchassis.
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Das elektronische Gerät 100 gemäß der Offenbarung umfasst ferner eine oder mehrere Antennen 120, 125. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das elektronische Gerät 100 zwei Antennen 120, 125. Die Antennen 120, 125, die in 1A gezeigt sind, enthalten jeweils im Wesentlichen identischen Eigenschaften, wobei die Eigenschaften darin aber unterschiedlich so justiert sind, dass jede Antenne in anderen speziellen Frequenzbändern betrieben werden kann.
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Wie in 1C gezeigt ist, enthält die Antenne 120 ein geerdetes Segment 130. Der Begriff „Segment”, wie er hierin in Bezug auf die Antenne verwendet ist, bezeichnet ein leitendes Element, das ein offenes Ende besitzt. Eine Schleifenantenne würde nicht als ein Segment gemäß dieser Definition betrachtet werden. Die Antenne enthält ferner einen Einspeisebereich 140, der in der Ausführungsform der 1A–1C als ein Einspeisesegment gezeigt ist. Es kann jedoch gewisse Ausführungsformen geben, in denen der Einspeisebereich 140 kein Segment im hierin definierten Sinne ist.
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Gemäß dieser Offenbarung sind das geerdete Segment 130 und der Einspeisebereich 140 gemeinsam so justiert, dass die Antenne 120 veranlasst wird, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren. Das geerdete Segment 130 erstreckt sich gemäß der Offenbarung von dem Metallchassis 110 weg. In gewissen Ausführungsformen ist das geerdete Segment 130 als Teil des Metallchassis 110 ausgebildet. Beispielsweise kann dies der Fall sein, wenn das Metallchassis 110 als integraler Teil ausgebildet es, um das geerdete Segment 130 zu enthalten. In einer weiteren Ausführungsform kann das geerdete Segment 130 elektrisch an dem Metallchassis 110 befestigt sein. Dies könnte der Fall sein, denn das Metallchassis 110 zunächst eine bestehende Struktur ist, und das geerdete Segment 130 danach daran befestigt wird. In jedem Falle erstreckt sich das geerdete Segment 130 von dem Metallchassis 110 weg.
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Der Einspeisebereich 140 kann in dieser Ausführungsform der Teil der Antenne 120 sein, der zuerst Hochfrequenzsignale von einem oder mehreren zugehörigen Sendern/Empfängern in dem elektronischen Gerät 100 erhält. Beispielsweise kann der Einspeisebereich 140 direkt mit einem positiven Anschluss einer Sendeleitung (nicht gezeigt), etwa einem Koaxialkabel, einem Mikrostreifen, usw., verbunden sein, um Hochfrequenzsignale aus zugehörigen Sendern/Empfängern zu empfangen, und um diese anderen Bereichen der Antenne 120 zuzuleiten. Der Einspeisebereich 140 kann zusätzlich Hochfrequenzsignale von anderen Teilen der Antenne 120 empfangen und diese den zugehörigen Sendern/Empfängern zuleiten. Der Einspeisebereich 140 ist gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung koplanar bzw. planparallel zu dem geerdeten Segment 130. Folglich sind der Einspeisebereich 140 und das geerdete Segment 130 in der gleichen Ebene in dieser Ausführungsform angeordnet, d. h., in einer Ebene, die parallel zu einer Ebene ist, die von der Breite (w) und der Höhe (t) des Chassis 110 gebildet ist. Es kann andere Ausführungsformen geben, in denen der Einspeisebereich 140 und das geerdete Segment 130 nicht planparallel sind.
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In der dargestellten Ausführungsform der 1A–1C enthält das Metallchassis 110 ein Fenster 115, das darin angeordnet ist. Das Fenster 115 ist passend zu einem bestehenden Gestaltungsmerkmal des Metallchassis 110. In anderen Ausführungsformen ist das Fenster 115 speziell als Teil der Antenne 120 gestaltet. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das geerdete Segment 130 in das Fenster 115 in dem Metallchassis 110. Ferner erstreckt sich gemäß dieser Ausführungsform der Einspeisebereich 140 in das Fenster 115 nahe am geerdeten Segment 130. Während die Antenne 120 das Fenster 115 enthält, ist dies für die Antenne 125 nicht der Fall. Wiederum ist dies abhängig von der Justierung der Antennen 120, 125 für ein spezielles Frequenzband.
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Ferner erstreckt sich gemäß der Ausführungsform der 1A–1C das geerdete Segment 130 von dem Rand 112 des Metallchassis 110 weg. Es kann jedoch andere Ausführungsformen geben, in denen sich das geerdete Segment 120 von einem weiteren Teil des Metallchassis 110 weg erstreckt, wozu ein Teil des Metallchassis 110 gehört, der in einer Ebene parallel zu der ersten Ebene liegt, die von der Breite (w) und der Höhe (h) gebildet ist.
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In der Ausführungsform der 1C sind der Einspeisebereich 140 und das geerdete Segment 130 nicht miteinander überlappend. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass der Grad an Überlappung oder das Fehlen davon ein Teil der gemeinsamen Justierung des Einspeisebereichs 140 und des geerdeten Segments 130 ist, das bei der Herstellung der Antenne 120 auftritt und insbesondere bei dem Wunsch auftritt, eine Antenne 120 herzustellen, die in einem speziellen Frequenzband arbeitet. Im Gegensatz dazu sind der Einspeisebereich 140 und das geerdete Segment 130 der Antenne 125 nicht überlappend.
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In 2 ist eine alternative Gestaltungsform für eine Antenne 200 gemäß der Offenbarung gezeigt. Die Antenne 200 umfasst viele der gleichen Eigenschaften wie die Antenne 120, die in Bezug zu den 1A–1C gezeigt ist. Folglich sind gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Merkmale zu benennen.
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In der Ausführungsform der 2 enthält die Antenne 200 einen parasitären geerdeten Bereich 210, der benachbart zu dem Einspeisebereich 140 geführt ist. Der parasitäre geerdete Bereich 210 ist in der gezeigten Ausführungsform ein parasitäres geerdetes Segment. Es kann jedoch andere Ausführungsformen geben, in denen der parasitäre geerdete Bereich kein Segment ist, wie dies dem hierin definierten Begriff entspricht. Der parasitäre geerdete Bereich 210 ist so konfigurierbar, dass eine zusätzliche Resonanz in einem spezifizierten Frequenzband hervorgerufen wird. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass die Länge des parasitären geerdeten Bereichs 210 eingestellt werden kann, um die Frequenz und Bandbreite der zusätzlichen Resonanz zu justieren. Der parasitäre geerdete Bereich 210 erstreckt sich in der dargestellten Ausführungsform weg von dem Metallchassis 110. In gewissen Ausführungsformen ist der parasitäre geerdete Bereich 210 als Teil des Metallchassis 110 ausgebildet. Beispielsweise könnte dies der Fall sein, wenn das Metallchassis 110 integral so gebildet ist, dass es den parasitären geerdeten Bereich 210 enthält. In einer weiteren Ausführungsform kann der parasitäre geerdete Bereich 210 elektrisch an dem Metallchassis 110 befestigt sein. Dies könnte der Fall sein, wenn das Metallchassis 110 eine bestehende Struktur ist, und wenn der parasitäre geerdete Bereich 150 nachträglich daran befestigt wird. In jedem Falle erstreckt sich der parasitäre geerdete Bereich 210 von dem Metallchassis 110 weg.
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In 3 ist eine alternative Gestaltungsform für eine Antenne 300 gemäß der Offenbarung gezeigt. Die Antenne 300 enthält viele der gleichen Merkmale bzw. Eigenschaften der Antenne 120, die mit Verweis auf die 1A–1C gezeigt ist. Folglich sind gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Merkmale zu benennen.
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In der Ausführungsform der 3 kann sich ein Einspeisebereich 310 der Antenne 300 erstrecken und zurückfalten, um einen Schlitz 320 zu bilden. In dieser Ausführungsform erzeugt der Schlitz 320 eine zusätzliche Resonanz in einem spezifizierten Frequenzband, das durch die Abmessungen des Schlitzes gegeben ist. Der Fachmann auf dem Gebiet des Antennenentwurfs ist bei Vorliegen der vorgenannten Offenbarungen leicht in der Lage, die Einrichtung aus 3 herzustellen.
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Ein elektronisches Gerät und eine Antennengestaltung gemäß der Offenbarung verwenden das Metallchassis als Teil der Antenne. In einer Situation erzeugt das Metallchassis eine zusätzliche Schleifenmodenresonanz, in der die Resonanzfrequenz gesteuert wird, indem die Parameter der Metallschleife entsprechend konfiguriert werden. Dies kann in einer Ausführungsform bewerkstelligt werden, indem das geerdete Segment (beispielsweise das parasitäre) mit dem Metallchassis gekoppelt wird, und indem die Größe des geerdeten Segments eingestellt wird. Der Einspeisebereich (beispielsweise das strahlende Element) kann dann fest mit dem geerdeten Segment verbunden werden. Dies ruft mehrere Resonanzschleifen in der Frequenzantwort hervor. Durch Steuern der Parameter der Geometrie des geerdeten Segments und des Einspeisebereichs kann der Entwurfsingenieur die Resonanzschleifen in gewünschte Bereiche in der Smith-Kurve verschieben. Ferner kann der Entwurfsingenieur ein Anpassungsnetzwerk verwenden, um die gewünschte Antwort und das Leistungsverhalten zu erreichen. Ferner können das elektronische Gerät und die zugehörige Antenne ohne das Hinzufügen von Schlitzen oder Unterbrechungen in dem Metallchassis und ohne Beeinträchtigung des Antennenverhaltens hergestellt werden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines elektronischen Geräts 400, das gemäß der Offenbarung hergestellt ist. Das elektronische Gerät 400 kann ein tragbares Gerät sein, etwa ein Mobiltelefon, ein Mobiltelefon mit Fähigkeiten zum Abspielen von Medien, ein Handcomputer, eine Fernsteuerung, eine Spielekonsole, ein Gerät für ein globales Positioniersystem (GPS), ein tragbarer Computer, ein Tablett-Rechner, ein sehr kleiner tragbarer Computer, eine Kombination derartiger Geräte oder ein anderes geeignetes tragbares elektronisches Gerät.
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Wie in 4 gezeigt ist, kann das elektronische Gerät 400 eine Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 umfassen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 kann eine oder mehrere unterschiedliche Arten von Speichern aufweisen, etwa einen Festplattenspeicher, einen nichtflüchtigen Speicher (beispielsweise Flash-Speicher oder andere elektrisch programmierbare Nur-Lese-Speicher), einen flüchtigen Speicher (beispielsweise einen statischen oder dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff), usw. Die Verarbeitungsschaltung in der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 kann verwendet werden, den Betrieb des Geräts 400 zu steuern. Die Verarbeitungsschaltung kann auf einem Prozessor beruhen, etwa einem Mikroprozessor und anderen geeigneten integrierten Schaltungen. In einer geeigneten Anordnung kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 verwendet werden, eine Software in dem Gerät 400 abzuarbeiten, etwa Internet-Suchanwendungen, Telefonanrufanwendungen mit Sprache-über-Internet-Protokoll (VOIP), E-Mail-Anwendungen, Medienabspielgeräte-Anwendungen, Betriebssystemsfunktionen, usw. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 kann zur Realisierung geeigneter Kommunikationsprotokolle verwendet werden.
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Kommunikationsprotokolle, die unter Verwendung der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 realisiert werden können, umfassen, ohne einschränkend zu sein, Internet-Protokolle, Protokolle für drahtlose lokale Netzwerke (beispielsweise IEEE 802.11-Protokolle – die manchmal als wie WiFi bezeichnet werden), Protokolle für andere kurzreichweitige drahtlose Kommunikationsverbindungen, etwa das Bluetooth-Protokoll, Protokolle zur Handhabung von 3G-Kommunikationsdienstleistungen (beispielsweise unter Verwendung von Techniken mit Breitband-Code-Division mit mehrfachem Zugriff), 2G-Funktelefon-Kommunikationsprotokolle usw. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410 kann Protokolle realisieren, um unter Verwendung von Mobiltelefonbändern bei 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz zu kommunizieren (beispielsweise die Hauptbänder für das globale System für mobile Kommunikation oder das GSM-Funktelefonen) und können Protokolle realisieren, um 3G- und 4G-Kommunikationsdienstleistungen zu handhaben.
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Die Eingangs-Ausgangseinrichtungsschaltung 420 kann verwendet werden, um eine Zuleitung von Daten zu dem Gerät 400 zu ermöglichen und um Daten von dem Gerät 400 zu externen Geräten bereitstellen zu können. Eingangs-Ausgangseinrichtungen 430, etwa berührungsempfindliche Bildschirme und andere Anwendereingabeschnittstellen sind Beispiele für die Eingangs-Ausgangsschaltung 420. Die Eingangs-Ausgangseinrichtungen 430 können ferner Anwender-Eingabe-Ausgabeeinrichtungen, etwa Knöpfe, Joysticks, Klick-Räder, Wahlräder, berührungsempfindliche Felder, Tastaturfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras usw. umfassen. Ein Anwender kann die Funktion des Geräts 400 steuern, indem er Befehle durch derartige Anwendereingabeeinrichtungen eingibt. Anzeige- und Audioeinrichtungen können in den Einrichtungen 430 enthalten sein, etwa Bildschirme mit Flüssigkristallanzeige (LCD), lichtemittierende Dioden (LEDs), organische lichtemittierende Dioden (OLEDs), und andere Komponenten, die visuelle Information und Statusdaten darstellen. Die Anzeige- und Audiokomponenten in den Eingangs-Ausgangseinrichtungen 430 können ferner eine Audioeinrichtung umfassen, etwa Lautsprecher und andere Einrichtungen zum Erzeugen von Klängen. Bei Bedarf können die Eingangs-Ausgangsschaltungseinrichtungen 430 eine Audio-Video-Schnittstelleneinrichtung enthalten, etwa Buchsen und andere Verbindungselemente für externe Kopfhörer und Monitore.
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Die Schaltung für drahtlose Kommunikation 440 kann eine Hochfrequenz-(HF)Sender/Empfänger-Schaltung umfassen, die aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen, einer Leistungsverstärkerschaltung, rauscharmen Eingangsverstärken, passiven HF-Komponenten, einer oder mehreren Antennen und anderen Schaltungen zur Handhabung von drahtlosen HF-Signalen aufgebaut sein kann. Drahtlose Signale können auch unter Verwendung von Licht (beispielsweise unter Verwendung einer Infrarot-Kommunikation) gesendet werden. Die Schaltung für drahtlose Kommunikation 440 kann Hochfrequenz-Sender/Empfänger-Schaltungen zur Handhabung mehrerer Hochfrequenzkommunikationsbänder aufweisen. Beispielsweise kann die Schaltung 440 eine Sender/Empfänger-Schaltung 442 aufweisen, die die Kommunikation für die Bänder von 2,4 GHz und 5 GHz für WiFi (IEEE 802.11) und das Band für die Bluetooth-Kommunikation bei 2,4 GHz handhabt. Die Schaltung 440 kann ferner eine Funktelefonen-Sender/Empfänger-Schaltung 444 zur Handhabung der drahtlosen Kommunikation in Bändern für Funktelefone, etwa die GSM-Bänder bei 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz sowie für die UMTS- und LTE-Bänder (beispielsweise) enthalten. Die Schaltung für drahtlose Kommunikation 440 kann bei Bedarf eine Schaltung für andere kurzreichweitige und langreichweitige drahtlose Verbindungen enthalten. Beispielsweise kann die Schaltung für drahtlose Kommunikation 440 eine Empfängereinrichtung für das globale Positioniersystem (GPS), eine drahtlose Schaltung für das Empfangen von Radio- und Fernsehsignals, Signalruf usw. aufweisen. In WiFi- und Bluetooth-Verbindungen und anderen kurzreichweitigen drahtlosen Verbindungen werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über mehrere zehn oder hundert Fuß zu transportieren. In Funktelefonverbindungen und anderen langreichweitigen Verbindungen werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über tausende Fuß oder Meilen zu transportieren.
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Die Schaltung für drahtlose Kommunikation 440 kann eine oder mehrere Antennen 446 aufweisen. Das Gerät 400 kann mit einer beliebigen geeigneten Anzahl an Antennen versehen sein. Es können beispielsweise eine Antenne, zwei Antennen, drei Antennen oder mehr als drei Antennen in dem Gerät 400 vorgesehen sein. Mindestens eine der Antennen 446 in dem Gerät 400 ist in einer Ausführungsform ähnlich zu den Antennen, die mit Bezug zu den 1A–1C zuvor dargestellt und beschrieben sind. Gemäß dem oben Diskutierten können die Antennen eine Kommunikation über mehrere Kommunikationsbänder handhaben. Bei Bedarf kann eine Doppelband-Antenne verwendet werden, um die beiden Bänder (beispielsweise 2,4 GHz und 5 GHz) zu nutzen. Es können unterschiedliche Arten von Antennen für unterschiedliche Bänder und Kombinationen aus Bändern eingesetzt werden. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, eine Antenne zu bilden, um eine Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung, eine Antenne zur Handhabung von Funktelefonkommunikations-Bändern zu handhaben, und eine Einzelbandantenne zu schaffen, um eine Antenne für ein globales Positioniersystem zu bilden (zum Beispiel).
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Pfade 450, etwa Sendeleitungspfade, können verwendet werden, um Hochfrequenzsignale zwischen Sendern/Empfängern 442 und 444 und der Antenne 446 zu transportieren. Hochfrequenz-Sender/Empfänger, etwa die Hochfrequenz-Sender/Empfänger 442 und 444 können realisiert werden unter Verwendung einer oder mehrerer integrierter Schaltungen und zugehöriger Komponenten (beispielsweise Leistungsverstärker, Umschaltschaltungen, Komponenten für ein Anpassnetzwerk, etwa diskrete Spulen, Kondensatoren und Widerstände, und Filternetzwerke mit integrierten Schaltungen, usw.). Diese Einrichtungen können auf geeigneten Montagestrukturen montiert werden. In einer geeigneten Anordnung sind integrierte Schaltungen des Sender/Empfängers auf einer gedruckten Leiterplatte montiert. Die Pfade 450 können verwendet werden, um die integrierten Schaltungen des Sender/Empfängers und andere Komponenten auf der gedruckten Leiterplatte mit Antennenstrukturen in dem Gerät 400 zu verbinden. Die Pfade 450 können beliebige geeignete leitende Bahnen aufweisen, über die Hochfrequenzsignale transportiert werden können, wozu die Sendeleitungsstrukturen, etwa Koaxialkabel, Mikrostreifen-Sendeleitung, usw. gehören.
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Das Gerät 400 aus 4 enthält ferner ein Metallchassis 460. Das Metallchassis 460 kann zum Montieren/Halten von elektronischen Komponenten, etwa einer Batterie, gedruckte Leiterplatten, die integrierte Schaltungen und andere elektrische Einrichtungen enthalten, usw., verwendet werden. Beispielsweise dient in einer Ausführungsform das Metallchassis 460 zur Positionierung und zum Halten der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 410, und der Eingangs-Ausgangsschaltung 420, die die Eingangs-Ausgangseinrichtungen 430 und die Schaltung zur drahtlosen Kommunikation 440 enthalten (beispielsweise mit der WiFi- und Bluetooth-Sender/Empfänger-Schaltung 442, der Funktelefonschaltung 444 und den Antennen 446.
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Das Metallchassis 460 kann aus diversen unterschiedlichen Metallen, etwa Aluminium, hergestellt sein. Das Metallchassis 460 kann aus einem einzelnen Materialstück maschinell hergestellt werden, etwa aus Aluminium. Es können jedoch auch andere Verfahren zusätzlich eingesetzt werden, um das Metallchassis 460 herzustellen. Wie zuvor mit Bezug zu den 1A–1C erläutert ist, erstreckt sich ein geerdetes Segment der Antenne 446 weg von dem Metallchassis 460. In gewissen Ausführungsformen ist das geerdete Segment aus dem Metallchassis 460 (beispielsweise durch maschinelle Bearbeitung, Stanzen oder Gießen) hergestellt, und in anderen Ausführungsformen ist das geerdete Segment an dem Metallchassis 460 befestigt. Das geerdete Segment, das sich von dem Metallchassis 460 weg erstreckt, zusammen mit dem Einspeisebereich der Antenne 446 sind gemeinsam so justiert, dass eine Kommunikation in speziellen Frequenzbändern erfolgt.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst ferner die folgenden Konzepte:
- Konzept 1. Eine Antenne, wobei die Antenne ein geerdetes Segment, das sich von einer Metallchassis eines elektronischen Gerät weg erstreckt, und einen Einspeisebereich, der planparallel zu dem geerdeten Segment ist, aufweist, wobei das geerdete Segment und der Einspeisebereich zusammen justiert sind, um die Antenne zu veranlassen, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren.
- Konzept 2. Die Antenne wie beschrieben in Konzept 1, wobei das Metallchassis ein darin angeordnetes Fenster enthält und wobei ferner das geerdete Segment sich in das Fenster erstreckt.
- Konzept 3. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–2, wobei der Einspeisebereich sich ferner in das Fenster in der Nähe des geerdeten Segments erstreckt.
- Konzept 4. Die Antenne nach Konzept 1–3, wobei eine Ebene, die von dem Einspeisebereich und dem geerdeten Segment gebildet ist, im Wesentlichen parallel zu einer Ebene ist, die von einer Anzeige des elektronischen Geräts erzeugt ist.
- Konzept 5. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–4, wobei das geerdete Segment aus dem Metallchassis gebildet ist.
- Konzept 6. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–5, wobei das geerdete Segment an dem Metallchassis befestigt ist.
- Rezept 7. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–6, wobei das Metallchassis einen Rand aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene ist, die von einer Anzeige des elektronischen Geräts gebildet ist, und wobei ferner das geerdete Segment sich von dem Rand des Metallchassis weg erstreckt.
- Konzept 8. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–7, wobei das Metallchassis ein zusammenhängendes Metallchassis ist.
- Konzept 9. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–8, die ferner einen parasitären geerdeten Bereich aufweist, der benachbart zu dem Einspeisebereich geführt ist, um die Antenne zu veranlassen, in einem zusätzlichen Frequenzband zu strahlen.
- Konzept 10. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–9, wobei der Einspeisebereich erweitert und zurückgefaltet ist, um einen Schlitz zu bilden, so dass die Antenne veranlasst wird, in einem zusätzlichen Frequenzband zu strahlen.
- Konzept 11. Die Antenne wie beschrieben in Konzepten 1–10, wobei das geerdete Segment, der Einspeisebereich und das spezielle Frequenzband ein erstes geerdetes Segment, ein erster Einspeisebereich und ein erstes spezielles Frequenzband sind, und wobei sie ferner umfasst:
ein zweites geerdetes Segment, das sich von dem Metallchassis des elektronischen Geräts weg erstreckt; und
einen zweiten Einspeisebereich planparallel zu dem zweiten geerdeten Segment, wobei das zweite geerdete Segment und der zweite Einspeisebereich zusammen eingestellt sind, um die Antenne zu veranlassen, in einem zweiten anderen speziellen Frequenzband zu kommunizieren.
- Konzept 12. Ein elektronisches Gerät, wobei das elektronische Gerät ein Metallchassis, eine Speicher- und Verarbeitungsschaltung, die in dem Metallchassis angeordnet ist, Eingangs-Ausgangseinrichtungen, die mit der Speicher- und Verarbeitungsschaltung verbunden und innerhalb des Metallchassis angeordnet sind, und eine Schaltung zur drahtlosen Kommunikation mit einer Antenne aufweist, wobei die Antenne umfasst;
eine geerdetes Segment, das sich von dem Metallchassis weg erstreckt; und
einen Einspeisebereich, der planparallel zu dem geerdeten Segment ist, wobei das geerdete Segment und der Einspeisebereich zusammen eingestellt sind, um die Antenne zu veranlassen, in speziellen Frequenzbändern zu kommunizieren.
- Konzept 13. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzept 12, wobei das Metallchassis ein darin angeordnetes Fenster aufweist und wobei sich ferner das geerdete Segment in das Fenster erstreckt.
- Konzept 14. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–13, wobei der Einspeisebereich sich ferner in das Fenster in der Nähe des geerdeten Segments erstreckt.
- Konzept 15. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–14, wobei die Eingangs-Ausgangseinrichtungen eine Anzeige enthalten, und wobei ferner eine Ebene, die durch den Einspeisebereich und das geerdete Segment gebildet ist, im Wesentlichen parallel zu einer Ebene ist, die durch die Anzeige gebildet ist.
- Konzept 16. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–15, wobei die Eingangs-Ausgangseinrichtungen eine Anzeige aufweisen, und wobei ferner das Metallchassis einen Rand aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene ist, die von der Anzeige gebildet ist, wobei das geerdete Segment sich von dem Rand des Metallchassis weg erstreckt.
- Konzept 17. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–16, wobei das Metallchassis ein zusammenhängendes Metallchassis ist.
- Konzept 18. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–17, das ferner einen parasitären geerdeten Bereich aufweist, der benachbart zu dem Einspeisebereich geführt ist, so dass die Antenne veranlasst wird, in einem zusätzlichen Frequenzband zu strahlen.
- Konzept 19. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–18, wobei der Einspeisebereich erweitert und zurückgefaltet ist, so dass ein Schlitz geschaffen ist, um die Antenne zu veranlassen, in einem zusätzlichen Frequenzband zu strahlen.
- Konzept 20. Das elektronische Gerät wie beschrieben in Konzepten 12–19, wobei das geerdete Segment, der Einspeisebereich und das spezielle Frequenzband ein erstes geerdetes Segment, ein erster Einspeisebereich und ein erstes spezielles Frequenzband sind, und ferner umfasst:
ein zweites geerdetes Segment, das sich von dem Metallchassis des elektronischen Geräts weg erstreckt; und
einen zweiten Einspeisebereich planparallel zu dem zweiten geerdeten Segment, wobei das zweite geerdete Segment und der zweite Einspeisebereich zusammen eingestellt sind, um die Antenne zu veranlassen, in einem zweiten anderen speziellen Frequenzband zu kommunizieren.
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Der Fachmann auf dem Gebiet, an den sich diese Anmeldung richtet, erkennt, dass andere und weitere Hinzufügungen, Streichungen, Ersetzungen und Modifizierungen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können.
