DE102018214584A1

DE102018214584A1 - Antennen für elektronische vorrichtungen mit geteilten strukturen für nahfeldkommunikationen und nicht-nahfeld-kommunikationen

Info

Publication number: DE102018214584A1
Application number: DE102018214584.9A
Authority: DE
Inventors: Yijun Zhou; Yiren Wang; Jennifer Edwards; Hao Xu; Mattia Pascolini
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2038-08-30
Also published as: KR20190029440A; US10263335B2; CN109510631A; KR102149922B1; CN109510631B; US20190081398A1; JP6724087B2; JP2019050564A; DE102018214584B4

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer drahtlosen Schaltlogik bereitgestellt sein. Die drahtlose Schaltung kann Antennenstrukturen, wie einen Antennenresonanzelementarm und eine Antennenmasse, einschließen. Ein geteilter Rückleitungspfad kann zwischen dem Antennenresonanzelementarm und der Antennenmasse gekoppelt sein. Die Antennenstrukturen können eine oder mehrere umgekehrte F-Antennen bilden, wenn sie bei Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen betrieben werden. Die Antennenstrukturen können unter Verwendung eines leitfähigen Pfads an eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung gekoppelt sein. Beim Betrieb auf Nahfeldkommunikationsfrequenzen können Nahfeldkommunikationssignale unter Verwendung des leitfähigen Pfads, des Antennenresonanzelementarms, des Rückleitungspfads und der Antennenmasse übertragen werden. Ein Kondensator kann zwischen dem leitfähigen Pfad und einer Antennenmasse gekoppelt sein. Der Kondensator kann Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale gegen die Antennenmasse kurzschließen und Nahfeldkommunikationssignale daran hindern, von dem leitfähigen Pfad zu der Antennenmasse zu gelangen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 11. September 2017 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 15/700,565 , die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Dies betrifft elektronische Vorrichtungen und insbesondere Antennen für elektronische Vorrichtungen mit Schaltungen für drahtlose Kommunikation.
Elektronische Vorrichtungen, wie tragbare Computer und Mobiltelefone, werden oftmals mit Fähigkeiten für drahtlose Kommunikation bereitgestellt. Zum Beispiel können elektronische Vorrichtungen Schaltungen für kabellose Kommunikation mit großer Reichweite wie z. B. Mobiltelefonschaltungen verwenden, um unter Verwendung von Mobiltelefonbändern zu kommunizieren. Elektronische Vorrichtungen können Schaltungen für kabellose Kommunikation mit kurzer Reichweite wie z. B. Kommunikationsschaltungen für kabellose lokale Netzwerke (wireless local area networks) verwenden, um Kommunikation mit nahegelegener Ausrüstung abzuwickeln. Elektronische Vorrichtungen können zudem mit Satellitennavigationssystemempfängern und anderen drahtlosen Schaltungen, wie Nahfeldkommunikationsschaltungen, bereitgestellt werden. Nahfeldkommunikationsschemata beinhalten elektromagnetisch gekoppelte Kommunikationen über kurze Abstände, üblicherweise 20 cm oder weniger.
Um den Kundenbedarf an drahtlosen Vorrichtungen mit kleinem Formfaktor zu erfüllen, bemühen sich Hersteller kontinuierlich, Schaltungen für drahtlose Kommunikation, wie Antennenkomponenten, unter Verwendung kompakter Strukturen zu implementieren. Gleichzeitig besteht ein Wunsch, dass kabellose Vorrichtungen eine wachsende Anzahl von Kommunikationsbändern abdecken. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, dass eine drahtlose Vorrichtung ein Nahfeldkommunikationsband abdeckt, während sie gleichzeitig zusätzliche Nicht-Nahfeld-Bänder (Fernfeldbänder), wie Mobiltelefonbänder, Bänder drahtloser lokaler Netzwerke und Bänder von Satellitennavigationssystemen, abdeckt.
Da Antennen das Potenzial besitzen, miteinander und mit Komponenten in einer kabellosen Vorrichtung wechselzuwirken, muss sorgfältig vorgegangen werden, wenn Antennen in eine elektronische Vorrichtung integriert werden. Darüber hinaus muss darauf geachtet werden, sicherzustellen, dass die Antennen und die kabellose Schaltlogik in einer Vorrichtung in der Lage sind, eine zufriedenstellende Leistung über einen Bereich von Betriebsfrequenzen hinweg zu zeigen.
Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, eine verbesserte Schaltlogik für kabellose Kommunikation für kabellose elektronische Vorrichtungen bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer drahtlosen Schaltlogik bereitgestellt sein. Die drahtlose Schaltung kann Antennenstrukturen einschließen.
Die Antennenstrukturen können an eine Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Schaltung, wie eine Mobiltelefon-Transceiver-Schaltung, gekoppelt sein. Beim Betrieb auf Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen können die Antennenstrukturen dazu konfiguriert sein, als eine oder mehrere Nicht-Nahfeld-Antennen zu dienen. Als ein Beispiel können die Antennenstrukturen dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere umgekehrte F-Antennen zu bilden, wenn sie auf Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen, wie Frequenzen über 600 MHz, betrieben werden. Die Antennenstrukturen können einen Antennenresonanzelementarm, der auf Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen eine Resonanz aufweist, und eine Antennenmasse einschließen. Ein geteilter Rückleitungspfad kann zwischen dem Antennenresonanzelementarm und der Antennenmasse gekoppelt sein.
Die Antennenstrukturen können auch unter Verwendung eines leitfähigen Pfads an eine Nahfeldkommunikationsschaltung, wie eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung, gekoppelt sein. Beim Betrieb auf Nahfeldkommunikationsfrequenzen können Nahfeldkommunikationssignale unter Verwendung des leitfähigen Pfads, mindestens eines Abschnitts des Antennenresonanzelementarms, mindestens eines Abschnitts des Rückleitungspfads und mindestens eines Abschnitts der Antennenmasse übertragen werden.
Ein Kondensator kann zwischen dem leitfähigen Pfad und einer Antennenmasse gekoppelt sein. Der Kondensator kann Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale gegen die Antennenmasse kurzschließen und Nahfeldkommunikationssignale daran hindern, von dem leitfähigen Pfad zu der Antennenmasse zu gelangen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schaltlogik in einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schaltung für drahtlose Kommunikation gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden umgekehrten F-Antenne gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine Draufsicht veranschaulichender Antennenstrukturen in einer elektronischen Vorrichtung, die verwendet werden kann, um sowohl Nicht-Nahfeld-Kommunikationen als auch Nahfeldkommunikationen gemäß einer Ausführungsform abzuwickeln.
6 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden flexiblen gedruckten Leiterplatte, die verwendet werden kann, um einen Zuleitungspfad für Nahfeldkommunikationen gemäß einer Ausführungsform zu bilden.
7 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden flexiblen gedruckten Leiterplatte, die verwendet werden kann, um einen Zuleitungspfad für Nahfeldkommunikationen gemäß einer Ausführungsform zu bilden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Elektronische Vorrichtungen, wie die elektronische Vorrichtung 10 in 1, können mit einer Schaltlogik für drahtlose Kommunikation bereitgestellt werden. Die Schaltung für kabellose Kommunikation kann verwendet werden, um kabellose Kommunikation in mehreren kabellosen Kommunikationsbändern zu unterstützen.
Die Schaltung für drahtlose Kommunikation kann Antennenstrukturen einschließen. Die Antennenstrukturen können Antennen für Mobiltelefonkommunikationen und/oder andere Femfeldkommunikationen (Nicht-Nahfeld-Kommunikationen) einschließen. Eine Schaltung in den Antennenstrukturen kann es ermöglichen, dass die Antennenstrukturen eine Nahfeld-Kommunikations-Schleifenantenne bilden, um Nahfeldkommunikationen abzuwickeln. Die Antennenstrukturen der Antenne können Schleifenantennenstrukturen, Strukturen von umgekehrten F-Antennen, Streifenantennenstrukturen, Strukturen von PIF-Antennen, Schlitzantennenstrukturen, hybride Antennenstrukturen, die Antennenstrukturen von mehr als einem Typ einschließen, oder andere geeignete Antennenstrukturen einschließen. Leitfähige Strukturen für die Antennenstrukturen können, wenn gewünscht, aus leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen gebildet sein.
Die leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen können leitfähige Gehäusestrukturen einschließen. Die Gehäusestrukturen können periphere Strukturen, wie beispielsweise periphere leitfähige Strukturen einschließen, die um die Peripherie einer elektronischen Vorrichtung herum verlaufen. Die periphere leitfähige Struktur kann als eine Einfassung für eine plane Struktur wie beispielsweise eine Anzeige dienen, kann als Seitenwandstrukturen für ein Vorrichtungsgehäuse dienen, kann Abschnitte besitzen, die sich von einem integralen planen Rückseitengehäuse nach oben erstrecken (um z. B. vertikale plane Seitenwände oder gebogene Seitenwände auszubilden), und/oder kann andere Gehäusestrukturen ausbilden.
Spalte können in den peripheren leitfähigen Strukturen ausgebildet sein, welche die peripheren leitfähigen Strukturen in periphere Segmente teilen. Eines oder mehrere der Segmente können beim Ausbilden von einer oder mehreren Antennen für die elektronische Vorrichtung 10 verwendet werden. Antennen können auch unter Verwendung einer Antennenmassefläche und/oder eines Antennenresonanzelements, die aus leitfähigen Gehäusestrukturen (z. B. internen und/oder externen Strukturen, Trägerplattenstrukturen usw.) gebildet sind, gebildet sein.
Bei der elektronischen Vorrichtung 10 kann es sich um eine tragbare elektronische Vorrichtung oder eine andere geeignete elektronische Vorrichtung handeln. Zum Beispiel kann es sich bei der elektronischen Vorrichtung 10 um einen Laptop-Computer, einen Tablet-Computer, eine etwas kleinere Vorrichtung wie beispielsweise eine Armbanduhrvorrichtung, eine Schmuckanhängervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung, eine Hörelementvorrichtung oder eine andere am Körper tragbare Vorrichtung oder Miniaturvorrichtung, eine handgeführte Vorrichtung wie beispielsweise ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere kleine tragbare Vorrichtung handeln. Bei der Vorrichtung 10 kann es sich auch um eine Set-Top-Box, einen Desktop-Computer, eine Anzeige, in die ein Computer oder eine andere Verarbeitungsschaltlogik integriert ist, eine Anzeige ohne einen integrierten Computer oder andere geeignete elektronische Ausrüstung handeln.
Die Vorrichtung 10 kann ein Gehäuse, wie beispielsweise ein Gehäuse 12, einschließen. Das Gehäuse 12, das manchmal als „Case“ bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination dieser Materialien ausgebildet sein. In einigen Situationen können Teile des Gehäuses 12 aus dielektrischem oder anderem Material mit geringer Leitfähigkeit (z. B. Glas, Keramik, Kunststoff, Saphir usw.) gebildet sein. In anderen Situationen können das Gehäuse 12 oder zumindest manche der Strukturen, aus denen das Gehäuse 12 aufgebaut ist, aus Metallelementen ausgebildet sein.
Die Vorrichtung 10 kann, falls gewünscht, eine Anzeige, wie beispielsweise eine Anzeige 14, aufweisen. Die Anzeige 14 kann an der Vorderseite der Vorrichtung 10 montiert sein. Die Anzeige 14 kann ein berührungsempfindlicher Bildschirm, der kapazitive Berührungselektroden einbezieht, oder unempfindlich für eine Berührung sein. Die Rückseite des Gehäuses 12 (d. h. die der Vorderseite der Vorrichtung 10 gegenüberliegende Seite der Vorrichtung 10) kann eine plane Gehäusewand aufweisen. Die hintere Gehäusewand kann Schlitze aufweisen, die vollständig durch die hintere Gehäusewand hindurchgehen und somit Gehäusewandabschnitte (und/oder Seitenwandabschnitte) des Gehäuses 12 voneinander trennen. Die hintere Gehäusewand kann leitfähige Abschnitte und/oder dielektrische Abschnitte einschließen. Wenn gewünscht, kann die hintere Gehäusewand eine ebenflächige Metallschicht einschließen, die durch eine dünne Schicht oder Beschichtung aus einem Dielektrikum, wie Glas, Kunststoff, Saphir oder Keramik, abgedeckt ist. Das Gehäuse 12 (z. B. die hintere Gehäusewand, die Seitenwände usw.) kann auch flache Rillen aufweisen, die nicht vollständig durch das Gehäuse 12 hindurchgehen. Die Schlitze und Rillen können mit Kunststoff oder einem anderen Dielektrikum gefüllt sein. Falls gewünscht, können Abschnitte des Gehäuses 12, die voneinander getrennt worden sind (z. B. durch einen Durchgangsschlitz), durch interne leitfähige Strukturen (z. B. Blech oder andere Metallteile, die den Schlitz überbrücken) verbunden sein.
Die Anzeige 14 kann Pixel einschließen, die aus lichtemittierenden Dioden (LEDs), organischen LEDs (OLEDs), Plasmazellen, elektrobenetzenden Pixeln, elektrophoretischen Pixeln, Flüssigkristallanzeigekomponenten ((LCD)-Komponenten) oder anderen geeigneten Pixelstrukturen gebildet sind. Eine Anzeigedeckschicht, wie beispielsweise eine Schicht aus klarem Glas oder Kunststoff, kann die Oberfläche der Anzeige 14 abdecken, oder die äußerste Schicht der Anzeige 14 kann aus einer Farbfilterschicht, einer Dünnfilmtransistorschicht oder einer anderen Anzeigeschicht gebildet sein. Tasten, wie eine Taste 24, können, wenn gewünscht, durch Öffnungen in der Deckschicht hindurchgehen. Die Deckschicht kann zudem weitere Öffnungen, wie beispielsweise eine Öffnung für einen Lautsprecheranschluss 26, aufweisen.
Das Gehäuse 12 kann periphere Gehäusestrukturen, wie beispielsweise Strukturen 16, einschließen. Die Strukturen 16 können um die Peripherie der Vorrichtung 10 und der Anzeige 14 herum verlaufen. In Konfigurationen, in denen die Vorrichtung 10 und die Anzeige 14 eine rechteckige Form mit vier Kanten aufweisen, können die Strukturen 16 unter Verwendung von peripheren Gehäusestrukturen implementiert sein, die eine rechteckige Ringform mit vier entsprechenden Kanten aufweisen (als Beispiel). Die peripheren Strukturen 16 oder ein Teil der peripheren Strukturen 16 können als eine Einfassung für die Anzeige 14 dienen (z. B. ein kosmetischer Saum, der alle vier Seiten der Anzeige 14 umgibt und/oder hilft, die Anzeige 14 an der Vorrichtung 10 zu halten). Die peripheren Strukturen 16 können, wenn gewünscht, Seitenwandstrukturen für die Vorrichtung 10 bilden (indem z. B. ein Metallband mit vertikalen Seitenwänden, gebogenen Seitenwänden usw. gebildet wird).
Die peripheren Gehäusestrukturen 16 können aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Metall, ausgebildet sein und können deshalb manchmal als periphere leitfähige Gehäusestrukturen, leitfähige Gehäusestrukturen, periphere Metallstrukturen oder ein peripheres leitfähiges Gehäuseelement (als Beispiele) bezeichnet werden. Die peripheren Gehäusestrukturen 16 können aus einem Metall, wie beispielsweise aus Edelstahl, Aluminium, oder aus anderen geeigneten Materialien ausgebildet sein. Eine, zwei oder mehr als zwei separate Strukturen können beim Ausbilden der peripheren Gehäusestrukturen 16 verwendet werden.
Es ist nicht notwendig, dass die peripheren Gehäusestrukturen 16 einen einheitlichen Querschnitt aufweisen. Zum Beispiel kann der obere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 16, falls gewünscht, eine nach innen hervorstehende Lippe aufweisen, die hilft, die Anzeige 14 an Ort und Stelle zu halten. Der untere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 16 kann auch eine vergrößerte Lippe aufweisen (z. B. in der Ebene der rückwärtigen Oberfläche der Vorrichtung 10). Die peripheren Gehäusestrukturen 16 können im Wesentlichen gerade vertikale Seitenwände aufweisen, können Seitenwände aufweisen, die gebogen sind, oder können andere geeignete Formen aufweisen. In manchen Konfigurationen (z. B. wenn die peripheren Gehäusestrukturen 16 als eine Einfassung für die Anzeige 14 dienen) können die peripheren Gehäusestrukturen 16 um die Lippe des Gehäuses 12 herum verlaufen (d. h. die peripheren Gehäusestrukturen 16 bedecken unter Umständen nur die Kante des Gehäuses 12, welche die Anzeige 14 umgibt, und nicht den Rest der Seitenwände des Gehäuses 12).
Wenn gewünscht, kann das Gehäuse 12 eine leitfähige rückwärtige Oberfläche oder Wand aufweisen. Zum Beispiel kann das Gehäuse 12 aus einem Metall, wie beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, ausgebildet sein. Die rückwärtige Oberfläche des Gehäuses 12 kann in einer Ebene liegen, die parallel zur Anzeige 14 ist. In Konfigurationen für die Vorrichtung 10, in denen die rückwärtige Oberfläche des Gehäuses 12 aus Metall ausgebildet ist, kann es wünschenswert sein, Teile der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 als integrale Abschnitte der Gehäusestrukturen auszubilden, welche die rückwärtige Oberfläche des Gehäuses 12 bilden. Zum Beispiel kann eine Gehäuserückwand der Vorrichtung 10 aus einer planen Metallstruktur ausgebildet sein, und Abschnitte der peripheren Gehäusestrukturen 16 auf den Seiten des Gehäuses 12 können als flache oder gekrümmte, sich vertikal erstreckende integrale Metallabschnitte der planen Metallstruktur ausgebildet sein. Gehäusestrukturen wie diese können, falls gewünscht, aus einem Metallblock maschinell hergestellt werden und/oder können mehrere Metallstücke einschließen, die zusammengesetzt werden, um das Gehäuse 12 zu bilden. Die plane Rückwand des Gehäuses 12 kann einen oder mehr, zwei oder mehr oder drei oder mehr Abschnitte aufweisen. Die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 und/oder die leitfähige Rückwand des Gehäuses 12 können eine oder mehrere Außenoberflächen der Vorrichtung 10 bilden (z. B. Oberflächen, die für einen Benutzer der Vorrichtung 10 sichtbar sind) und/oder können unter Verwendung innerer Strukturen implementiert werden, die keine Außenoberflächen der Vorrichtung 10 bilden (z. B. leitfähige Gehäusestrukturen, die für einen Benutzer der Vorrichtung 10 nicht sichtbar sind, wie leitfähige Strukturen, die mit Schichten, wie dünnen kosmetischen Schicht, Schutzbeschichtungen und/oder anderen Beschichtungsschichten, abgedeckt sind, die dielektrische Materialien, wie Glas, Keramik, Kunststoff oder andere Strukturen, die die Außenoberflächen der Vorrichtung 10 bilden und/oder dazu dienen, die Strukturen 16 vor der Sicht des Benutzers zu verbergen, einschließen können).
Die Anzeige 14 kann ein Pixelfeld aufweisen, das einen aktiven Bereich AA bildet, der Bilder für einen Benutzer der Vorrichtung 10 anzeigt. Ein inaktiver Randbereich IA, wie beispielsweise inaktiver Bereich IA, kann entlang eines oder mehrerer außenliegenden Ränder des aktiven Bereichs AA verlaufen.
Die Anzeige 14 kann leitfähige Strukturen einschließen, wie eine Anordnung kapazitiver Elektroden für einen berührungsempfindlichen Sensor, leitfähige Leitungen zum Ansteuern von Pixeln, Treiberschaltungen usw. Das Gehäuse 12 kann interne leitfähige Strukturen einschließen, wie Metallrahmenelemente und ein ebenflächiges leitfähiges Gehäuseelement (gelegentlich als Rückplatte bezeichnet), das die Wände des Gehäuses 12 umspannt (d. h. eine im Wesentlichen rechteckige Platte, die aus einem oder mehreren Metallteilen gebildet ist, die zwischen gegenüberliegenden Seiten des Elements 16 geschweißt oder anderweitig verbunden ist). Die Rückplatte kann eine äußere rückwärtige Oberfläche der Vorrichtung 10 bilden oder kann durch Schichten, wie dünne kosmetische Schichten, Schutzbeschichtungen und/oder andere Beschichtungen, abgedeckt sein, die dielektrische Materialien, wie Glas, Keramik, Kunststoff oder andere Strukturen, die die Außenoberflächen der Vorrichtung 10 bilden und/oder dazu dienen, die Rückplatte vor der Sicht des Benutzers zu verbergen, einschließen können. Die Vorrichtung 10 kann auch leitfähige Strukturen, wie beispielsweise Leiterkarten, auf Leiterkarten montierte Komponenten und andere interne leitfähige Strukturen einschließen. Diese leitfähigen Strukturen, die beim Bilden einer Massefläche in der Vorrichtung 10 verwendet werden können, können zum Beispiel unter dem aktiven Bereich AA der Anzeige 14 verlaufen.
In den Regionen 22 und 20 können Öffnungen innerhalb der leitfähigen Strukturen der Vorrichtung 10 gebildet sein (z. B. zwischen den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 und gegenüberliegenden leitfähigen Massestrukturen, wie leitfähigen Abschnitten des Gehäuses 12, Leiterbahnen auf einer gedruckten Leiterplatte, leitfähigen elektrischen Komponenten in der Anzeige 14 usw.). Diese Öffnungen, die manchmal als Spalte bezeichnet werden können, können mit Luft, Kunststoff und/oder anderen Dielektrika gefüllt sein und können beim Bilden von Schlitzantennenresonanzelementen für eine oder mehrere Antennen in der Vorrichtung 10 verwendet werden, wenn gewünscht.
Leitfähige Gehäusestrukturen und andere leitfähige Strukturen in der Vorrichtung 10 können als Massefläche für die Antennen in der Vorrichtung 10 dienen. Die Öffnungen in den Regionen 20 und 22 können als Schlitze in offenen oder geschlossenen Schlitzantennen dienen, können als eine mittlere dielektrische Region dienen, die von einem leitfähigen Pfad aus Materialien in einer Schleifenantenne umgeben ist, können als ein Raum dienen, der ein Antennenresonanzelement, wie beispielsweise ein Streifenantennen-Resonanzelement oder ein umgekehrtes F-AntennenResonanzelement, von der Masseplatte trennt, können zur Leistung eines parasitären Antennenelements beitragen oder können anderweitig als Teil von Antennenstrukturen dienen, die in den Regionen 20 und 22 ausgebildet sind. Falls gewünscht, können die Masseplatte, die sich unter dem aktiven Bereich AA der Anzeige 14 befindet, und/oder andere Metallstrukturen in der Vorrichtung 10 Abschnitte besitzen, die sich in Teile der Enden der Vorrichtung 10 erstrecken (z. B. kann sich die Masse in Richtung der dielektrikumgefüllten Öffnungen in den Regionen 20 und 22 erstrecken), wodurch die Schlitze in den Regionen 20 und 22 geschmälert werden.
Im Allgemeinen kann die Vorrichtung 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Antennen einschließen (z. B. eine oder mehr, zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr usw.). Die Antennen in der Vorrichtung 10 können sich an gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden eines länglichen Vorrichtungsgehäuses (z. B. an den Enden 20 und 22 der Vorrichtung 10 von 1), entlang einer oder mehrerer Kanten eines Vorrichtungsgehäuses, in der Mitte eines Vorrichtungsgehäuses, an anderen geeigneten Stellen oder an einer oder mehreren dieser Stellen befinden. Die Anordnung von 1 dient lediglich der Veranschaulichung.
Abschnitte der peripheren Gehäusestrukturen 16 können mit peripheren Spaltstrukturen bereitgestellt werden. Zum Beispiel können periphere leitfähige Gehäusestrukturen 16 einen oder mehrere Spalte, wie beispielsweise in 1 dargestellte Spalte 18, aufweisen. Die Spalte in den peripheren Gehäusestrukturen 16 können mit einem Dielektrikum, wie beispielsweise Polymer, Keramik, Glas, Luft, anderen dielektrischen Materialien oder Kombinationen dieser Materialien, gefüllt sein. Die Spalte 18 können die peripheren Gehäusestrukturen 16 in ein oder mehrere periphere leitfähige Segmente unterteilen. Es können zum Beispiel zwei periphere leitfähige Segmente in den peripheren Gehäusestrukturen 16 (z. B. in einer Anordnung mit zwei der Spalte 18), drei periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit drei der Spalte 18), vier periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit vier der Spalte 18 usw.) vorhanden sein. Die Segmente der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16, die auf diese Weise ausgebildet sind, können Teile von Antennen in der Vorrichtung 10 ausbilden.
Falls gewünscht, können sich Öffnungen im Gehäuse 12, wie beispielsweise Rillen, die sich teilweise oder vollständig durch das Gehäuse 12 erstrecken, über die Breite der Rückwand des Gehäuses 12 erstrecken und können die Rückwand des Gehäuses 12 durchstoßen, um die Rückwand in unterschiedliche Abschnitte zu teilen. Diese Rillen können sich auch in die peripheren Gehäusestrukturen 16 erstrecken und können Antennenschlitze, Spalte 18 und andere Strukturen in der Vorrichtung 10 bilden. Ein Polymer oder ein anderes Dielektrikum kann diese Rillen und andere Gehäuseöffnungen füllen. In einigen Situationen können Gehäuseöffnungen, die Antennenschlitze und andere Strukturen bilden, mit einem Dielektrikum, wie beispielsweise Luft, gefüllt sein.
In einem typischen Szenario kann die Vorrichtung 10 eine oder mehrere obere Antennen und eine oder mehrere untere Antennen aufweisen (als Beispiel). Eine obere Antenne kann zum Beispiel am oberen Ende der Vorrichtung 10 in der Region 22 ausgebildet sein. Eine untere Antenne kann zum Beispiel am unteren Ende der Vorrichtung 10 in der Region 20 ausgebildet sein. Die Antennen können separat verwendet werden, um identische Kommunikationsbänder, sich überlappende Kommunikationsbänder oder separate Kommunikationsbänder abzudecken. Die Antennen können verwendet werden, um ein Antennendiversitätsschema oder ein Antennenschema mit mehreren Ein- und Ausgängen (multiple-input-multiple-output (MIMO)) zu implementieren.
Antennen in der Vorrichtung 10 können verwendet werden, um beliebige Kommunikationsbänder von Interesse zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 Antennenstrukturen zum Unterstützen von Kommunikation eines lokalen Netzwerks (local area network), Sprach- und Daten-Mobiltelefonkommunikation, Kommunikation eines globalen Positionsbestimmungssystems (global positioning system (GPS)) oder anderer Satellitennavigationssystem-Kommunikation, Bluetooth®-Kommunikation usw. einschließen.
Ein schematisches Diagramm, das veranschaulichende Komponenten zeigt, die in der Vorrichtung 10 von 1 verwendet werden können, ist in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Steuerschaltlogik, wie beispielsweise die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28, einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann eine Speichereinrichtung, z. B. einen Festplattenlaufwerk-Speicher, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der so gestaltet ist, dass er ein Halbleiterlaufwerk bildet), einen flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. aufweisen. Die Verarbeitungsschaltlogik in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltung kann auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten (microcontrollers), digitalen Signalprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits) usw. beruhen.
Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann verwendet werden, um auf der Vorrichtung 10 Software wie z. B. Internet-Browsing-Anwendungen, VOIP-Telefonanrufanwendungen (VOIP = Voice over Internet Protocol), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. auszuführen. Zur Unterstützung von Interaktionen mit externer Ausrüstung kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 zum Realisieren von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Zu Kommunikationsprotokollen, die unter Verwendung der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 implementiert werden können, zählen Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (z. B. IEEE-802.11-Protokolle - die manchmal als WiFi® bezeichnet werden), Protokolle für andere drahtlose Kommunikationsverbindungen mit kurzer Reichweite, wie beispielsweise das Bluetooth®-Protokoll, Mobiltelefonprotokolle, Protokolle mit mehreren Ein- und Ausgängen (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO), Antennendiversitätsprotokolle, Nahfeldkommunikationsprotokolle (NFC-Protokolle) usw.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 30 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um es zu erlauben, dass der Vorrichtung 10 Daten geliefert werden, und zu erlauben, dass Daten aus der Vorrichtung 10 für externe Vorrichtungen bereitgestellt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvonichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 berührungsempfindliche Bildschirme, Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Schaltflächen oder Tasten, Joysticks, Scroll-Räder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Schaltflächen oder Tasten, Lautsprecher, Statusanzeiger, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioportkomponenten, Vorrichtungen mit digitalem Datenport, Lichtsensoren, Positions- und Orientierungssensoren (z. B. Sensoren, wie beispielsweise Beschleunigungsmesser, Gyroskope und Kompasse), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren (z. B. kapazitive Näherungssensoren, lichtbasierte Näherungssensoren), Fingerabdrucksensoren (z. B. einen Fingerabdrucksensor, der in eine Taste, wie beispielsweise die Taste 24 von 1, integriert ist, oder einen Fingerabdrucksensor, der die Taste 24 ersetzt) usw. einschließen.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 zum drahtlosen Kommunizieren mit externer Ausrüstung einschließen. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Hochfrequenz (HF)-Transceiver-Schaltlogik, die aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen gebildet ist, eine Leistungsverstärkerschaltung, rauscharme Eingangsverstärker, passive HF-Komponenten, eine oder mehrere Antennen, Übertragungsleitungen und andere Schaltungen zum Abwickeln von drahtlosen HF-Signalen einschließen. Drahtlose Signale können auch unter Verwendung von Licht (z. B. unter Verwendung von Infrarotkommunikation) gesendet werden.
Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik 90 zum Abwickeln verschiedener Hochfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltlogik 34 die Transceiver-Schaltlogik 36, 38 und 42 einschließen. Die Transceiver-Schaltlogik 36 kann 2,4 GHz- und 5 GHz-Bänder für WiFi® (IEEE 802.11)-Kommunikation und das 2,4 GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband abwickeln. Die Schaltung 34 kann eine Mobiltelefon-Transceiver-Schaltung 38 zum Abwickeln von drahtlosen Kommunikationen in Frequenzbereichen, wie einem niedrigen Kommunikationsband von 700 bis 960 MHz, einem niedrigen Mittelband von 960 bis 1710 MHz, einem Mittelband von 1710 bis 2170 MHz, einem Hochband von 2300 bis 2700 MHz, einem Ultrahochband von 3400 bis 3700 MHz oder anderen Kommunikationsbändern zwischen 600 MHz und 4000 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen (als Beispiele), verwenden.
Die Schaltlogik 38 kann Sprachdaten und Nicht-Sprachdaten abwickeln. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 Schaltungen für andere drahtlose Verbindungen mit kurzer und langer Reichweite einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltung für drahtlose Kommunikation 34 eine 60-GHz-Transceiver-Schaltung, eine Schaltung zum Empfangen von Fernseh- und Radiosignalen, Paging-System-Transceiver, Nahfeldkommunikationsschaltungen (NFC-Schaltungen) usw. einschließen. Die Schaltung für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Empfängerausrüstung für das Global Positioning System (GPS), wie die GPS-Empfängerschaltung 42 zum Empfangen von GPS-Signalen bei 1575 MHz oder zum Abwickeln anderer Satellitenpositionierungsdaten einschließen. Bei WiFi®- und Bluetooth®-Verbindungen und anderen drahtlosen Verbindungen mit kurzer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über mehrere zehn oder hunderte von Fuß zu übermitteln. Bei Mobiltelefonverbindungen und anderen Verbindungen mit langer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über tausende von Fuß oder Meilen zu übertragen.
Die drahtlose Schaltung 34 kann eine Nahfeldkommunikationsschaltung 120 einschließen. Die Nahfeldkommunikationsschaltung 120 kann Nahfeldkommunikationssignale erzeugen und empfangen, um Kommunikationen zwischen der Vorrichtung 10 und einem Nahfeldkommunikationslesegerät oder einer anderen externen Nahfeldkommunikationsausrüstung zu unterstützen. Nahfeldkommunikationen können unter Verwendung von Schleifenantennen unterstützt werden (z. B., um induktive Nahfeldkommunikationen zu unterstützen, bei denen eine Schleifenantenne in der Vorrichtung 10 mit einer entsprechenden Schleifenantenne in einem Nahfeldkommunikationslesegerät elektromagnetisch nahfeldgekoppelt ist). Nahfeldkommunikationsverbindungen werden üblicherweise über Abstände von 20 cm oder weniger gebildet (d. h., die Vorrichtung 10 muss für effektive Kommunikationen in der Nähe des Nahfeldkommunikationslesegeräts angeordnet sein).
Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann Antennen 40 einschließen. Die Antennen 40 können unter Verwendung beliebiger geeigneter Antennentypen ausgebildet sein. Beispielsweise können die Antennen 40 Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, umgekehrten F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, umgekehrten F-Planarantennenstrukturen, Helixantennenstrukturen, Dipolantennen-Strukturen, Monopolantennen-Strukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. gebildet sind. Für unterschiedliche Bänder und Kombinationen können unterschiedliche Arten von Antennen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein bestimmter Antennentyp beim Ausbilden einer Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung verwendet werden, und ein anderer Antennentyp kann beim Ausbilden einer Antenne für eine drahtlose Fernverbindung verwendet werden. Zusätzlich zum Unterstützen von Mobiltelefonkommunikationen, Kommunikationen drahtloser lokaler Netzwerke und anderen drahtlosen Fernfeldkommunikationen können die Strukturen der Antennen 40 beim Unterstützen von Nahfeldkommunikationen verwendet werden. Die Strukturen der Antennen 40 können auch beim Erfassen von Näherungssensorsignalen (z. B. kapazitiven Näherungssensorsignalen) verwendet werden.
Die Funkfrequenz-Transceiver-Schaltung 90 wickelt keine Nahfeldkommunikationssignale ab und wird daher manchmal als Fernfeldkommunikationsschaltung oder Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Schaltung bezeichnet. Die Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung 120 wird beim Abwickeln von Nahfeldkommunikationen verwendet. In einer geeigneten Anordnung können Nahfeldkommunikationen unter Verwendung von Signalen bei einer Frequenz von 13,56 MHz unterstützt werden. Andere Nahfeldkommunikationsbänder können, wenn gewünscht, unter Verwendung der Strukturen der Antennen 40 unterstützt werden. Die Transceiver-Schaltung 90 kann Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen (z. B. Frequenzen über 600 MHz oder andere geeignete Frequenzen) abwickeln.
Wie in 3 gezeigt, können die Antennenstrukturen 40 an eine Nahfeldkommunikationsschaltung, wie den Nahfeldkommunikations-Transceiver 120, und eine Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Schaltung, wie die Nicht-Nahfeld-Transceiver-Schaltung 90, gekoppelt sein.
Die Nicht-Nahfeld-Transceiver-Schaltung 90 in der drahtlosen Schaltung 34 kann unter Verwendung von Pfaden, wie einem Pfad 92, an die Antennenstrukturen 40 gekoppelt sein.
Die Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung 120 kann unter Verwendung von Pfaden, wie einem Pfad 132, an die Antennenstrukturen 40 gekoppelt sein. Pfade, wie der Pfad 134, können verwendet werden, um es zu ermöglichen, dass die Steuerschaltung 28 unter Verwendung einer Nahfeldkommunikationsantenne, die aus den Strukturen 40 gebildet ist, Nahfeldkommunikationsdaten überträgt und Nahfeldkommunikationsdaten empfängt.
Die Steuerschaltlogik 28 kann mit den Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 gekoppelt sein. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können eine Ausgabe von der Vorrichtung 10 liefern und eine Eingabe von Quellen empfangen, die für die Vorrichtung 10 extern sind.
Um Antennenstrukturen, wie beispielsweise die eine oder mehreren Antennen 40, mit der Fähigkeit bereitzustellen, Kommunikationsfrequenzen von Interesse abzudecken, können eine oder mehrere Antennen 40 mit Schaltungen, wie beispielsweise Filterschaltungen (z. B. einem oder mehreren passiven Filtern und/oder einer oder mehreren abstimmbaren Filterschaltungen) bereitgestellt werden. Diskrete Komponenten, wie beispielsweise Kondensatoren, Spulen und Widerstände, können in die Filterschaltungen integriert werden. Kapazitive Strukturen, induktive Strukturen und Widerstandsstrukturen können zudem aus strukturierten Metallstrukturen (z. B. einem Teil einer Antenne) ausgebildet sein. Falls gewünscht, können die eine oder mehreren Antennen 40 mit anpassbaren Schaltungen, wie beispielsweise abstimmbaren Komponenten 102, bereitgestellt werden, um Antennen über Kommunikationsbänder von Interesse abzustimmen. Die abstimmbaren Komponenten 102 können Teil eines abstimmbaren Filters oder eines abstimmbaren Impedanzanpassnetzwerks sein, können Teil eines Antennenresonanzelements sein, können eine Lücke zwischen einem Antennenresonanzelement und einer Antennenmasse überspannen usw.
Die abstimmbaren Komponenten 102 können abstimmbare Spulen, abstimmbare Kondensatoren oder andere abstimmbare Komponenten einschließen. Abstimmbare Komponenten wie diese können auf Schaltern und Netzwerken von festen Komponenten, verteilten Metallstrukturen, die zugeordnete verteilte Kapazitäten und Induktivitäten erzeugen, variablen Festkörpervorrichtungen zum Erzeugen variabler Kapazitäts- und Induktivitätswerte, abstimmbaren Filtern oder anderen geeigneten abstimmbaren Strukturen beruhen. Während des Betriebs der Vorrichtung 10 kann die Steuerschaltung 28 auf einem oder mehreren Pfaden, wie dem Pfad 103, Steuersignale ausgeben, die Induktivitätswerte, Kapazitätswerte oder andere Parameter, die mit den abstimmbaren Komponenten 102 in Verbindung stehen, einstellen, wodurch die Antennenstrukturen 40 abgestimmt werden, um gewünschte Kommunikationsbänder abzudecken.
Während des Betriebs der Vorrichtung 10 kann die Steuerschaltung 28 auf einem oder mehreren Pfaden, wie dem Pfad 136, Steuersignale ausgeben, die Induktivitätswerte, Kapazitätswerte oder andere Parameter, die mit den abstimmbaren Komponenten 102 in Verbindung stehen, einstellen, wodurch die Antennenstrukturen 40 abgestimmt werden, um gewünschte Kommunikationsbänder abzudecken. Aktive und/oder passive Komponenten können ebenfalls verwendet werden, um es zu ermöglichen, dass die Antennenstrukturen 40 zwischen der Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung 90 und der Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung 120 geteilt zu werden. Nahfeldkommunikationen und Nicht-Nahfeld-Kommunikationen können, wenn gewünscht, auch unter Verwendung von zwei oder mehreren separaten Antennen abgewickelt werden.
Der Pfad 92 kann eine oder mehrere Übertragungsleitungen einschließen. Als ein Beispiel kann es sich bei dem Signalpfad 92 von 3 um eine Übertragungsleitung mit einem positiven Signalleiter, wie die Leitung 94, und einem Massesignalleiter, wie die Leitung 96, handeln. Die Leitungen 94 und 96 können Teile eines Koaxialkabels, einer Streifenleitungsübertragungsleitung oder einer Mikrostreifenübertragungsleitung (als Beispiele) bilden. Ein Anpassungsnetzwerk (z. B. ein einstellbares Anpassungsnetzwerk, das unter Verwendung der abstimmbaren Komponenten 102 gebildet ist), kann Komponenten, wie Induktoren, Widerstände und Kondensatoren, die beim Anpassen der Impedanz der einen oder der mehreren Antennen 40 an die Impedanz der Übertragungsleitung 92 verwendet werden, einschließen. Die Anpassungsnetzwerkkomponenten können als diskrete Komponenten (z. B. Komponenten der Oberflächenmontagetechnik) oder aus Gehäusestrukturen, Leiterplattenstrukturen, Bahnen auf Kunststoffträgern usw. bereitgestellt werden. Komponenten wie diese können auch beim Bilden von Filterschaltungen in der/den Antenne(n) 40 verwendet werden und können abstimmbare und/oder feste Komponenten sein.
Die Übertragungsleitung 92 kann mit Antennenzuleitungsstrukturen gekoppelt sein, die den Antennenstrukturen 40 zugeordnet sind. Als ein Beispiel können die Antennenstrukturen 40 eine umgekehrte F-Antenne, eine Schlitzantenne, eine hybride umgekehrte-F-Schlitzantenne oder eine andere Antenne mit einer Antennenzuleitung 112 mit einem positiven Antennenzuleitungsanschluss, wie einem Anschluss 98, und einem Masseantennenzuleitungsanschluss, wie einem Masseantennenzuleitungsanschluss 100, bilden. Der positive Übertragungsleitungsleiter 94 kann an den positiven Antennenzuleitungsanschluss 98 gekoppelt sein, und der Masseübertragungsleitungsleiter 96 kann an den Masseantennenzuleitungsanschluss 100 gekoppelt sein. Andere Typen von Antennenzuleitungsanordnungen können verwendet werden, falls gewünscht. Beispielsweise können die Antennenstrukturen 40 unter Verwendung mehrerer Zuleitungen versorgt werden. Die veranschaulichende Zuleitungskonfiguration von 3 dient lediglich der Veranschaulichung.
Die Steuerschaltung 28 kann, wenn gewünscht, eine Impedanzmessschaltung verwenden, um Antennenimpedanzinformationen zu erfassen. Die Steuerschaltung 28 kann beim Bestimmen, wann die Antenne 40 durch das Vorhandensein von benachbarten externen Objekten beeinflusst wird oder auf andere Weise eine Abstimmung erfordert, Informationen von einem Näherungssensor (siehe z. B. die Sensoren 32 von 2), Informationen zur empfangenen Signalstärke, Vorrichtungsausrichtungsinformationen von einem Ausrichtungssensor, Informationen über ein Verwendungsszenario der Vorrichtung 10, Informationen darüber, ob Audio durch den Lautsprecher 26 abgespielt wird, Informationen von einem oder mehreren Antennenimpedanzsensoren oder andere Informationen verwenden. Als Reaktion kann die Steuerschaltung 28 einen einstellbaren Induktor, einen einstellbaren Kondensator, einen Schalter oder eine andere abstimmbare Komponente 102 einstellen, um sicherzustellen, dass die Antenne 40 wie gewünscht arbeitet. Einstellungen der Komponente 102 können auch vorgenommen werden, um die Abdeckung der Antenne 40 zu erweitern (z. B., um die gewünschten Kommunikationsbänder abzudecken, die sich über einen Bereich von Frequenzen erstrecken, der größer ist als derjenige, den die Antenne 40 ohne eine Abstimmung abdecken würde).
Die Antennen 40 können Schlitzantennenstrukturen, Strukturen von umgekehrten F-Antennen (z. B. Strukturen von PIF-Antennen und Nicht-PIF-Antennen), Schleifenantennenstrukturen, Kombinationen von diesen oder andere Antennenstrukturen einschließen.
Eine veranschaulichende Struktur einer umgekehrten F-Antenne ist in 4 gezeigt. Die Struktur einer umgekehrten F-Antenne 40 von 4 weist ein Antennenresonanzelement 106 und eine Antennenmasse (Massefläche) 104 auf. Das Antennenresonanzelement 106 kann einen Hauptresonanzelementarm, wie beispielsweise einen Arm 108, besitzen. Die Länge des Arms 108 kann so ausgewählt sein, dass die Antennenstruktur 140 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz aufweist. Zum Beispiel kann die Länge des Arms 108 (oder eines Zweigs des Arms 108) bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für die Antenne 40 ein Viertel einer Wellenlänge betragen. Die Antennenstruktur 40 kann auch Resonanzen bei Oberwellenfrequenzen aufweisen. Wenn gewünscht, können Schlitzantennenstrukturen oder andere Antennenstrukturen in eine umgekehrte F-Antenne, wie die Antenne 40 von 4 aufgenommen werden (z. B., um die Antennenantwort in einem oder mehreren Kommunikationsbändern zu verbessern).
Der Hauptresonanzelementarm 108 kann durch einen Rückleitungspfad 110 mit der Masse 104 gekoppelt sein. Eine Antennenzuleitung 112 kann den positiven Antennenzuleitungsanschluss 98 und den Masse-Antennenzuleitungsanschluss 100 einschließen und zwischen dem Arm 108 und der Masse 104 parallel zum Rückleitungspfad 110 verlaufen. Wenn gewünscht, können Strukturen von umgekehrten F-Antennen, wie die veranschaulichende Antenne 40 von 4, mehr als einen Resonanzarmzweig aufweisen (um z. B. mehrere Frequenzresonanzen zu erzeugen, um einen Betrieb in mehreren Kommunikationsbändern zu unterstützen) oder können andere Antennenstrukturen aufweisen (z. B. parasitäre Antennenresonanzelemente, abstimmbare Komponenten, um ein Antennenabstimmen zu unterstützen, usw.). Wenn gewünscht, können Antennen, wie die umgekehrte F-Antenne 40 von 4, abstimmbare Komponenten, wie die Komponenten 102 von 3, aufweisen.
Eine Innendraufsicht eines veranschaulichenden Abschnitts der Vorrichtung 10, die Antennen enthält, ist in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 periphere leitfähige Gehäusestrukturen, wie die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16, aufweisen. Die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 können durch mit einem Dielektrikum gefüllte Spalte (z. B. Kunststoffspalte) 18, wie die Spalte 18-1 und 18-2, segmentiert sein. Die Antennenstrukturen 40 können beim Bilden einer Nicht-Nahfeld-Antenne basierend auf einer Ausführung einer umgekehrten F-Antenne oder Antennenstrukturen mit anderen Ausführungen verwendet werden. Die Antennenstrukturen 40 können einen Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne, wie den Arm 108 einschließen, der aus dem Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 gebildet ist, die sich zwischen den Spalten 18-1 und 18-2 erstrecken.
Eine mit einem Dielektrikum gefüllte Öffnung, wie der Schlitz 101, kann den Arm 108 von der Masse 104 trennen. Luft und/oder ein anderes Dielektrikum kann den Schlitz 101 zwischen dem Arm 108 und den Massestrukturen 104 füllen. Wenn gewünscht, kann der Schlitz 101 dazu konfiguriert sein, eine Schlitzantennenresonanzelementstruktur zu bilden, die zu der Gesamtleistung der Antenne beiträgt. Die Antennenmasse 104 kann aus leitfähigen Gehäusestrukturen, aus Komponenten elektrischer Vorrichtungen in der Vorrichtung 10, aus Leiterbahnen auf gedruckten Leiterplatten, aus Streifen eines Leiters, wie Drahtstreifen und Metallfolie, oder anderen leitfähigen Strukturen gebildet sein. In einer geeigneten Anordnung ist die Masse 104 aus leitfähigen Abschnitten des Gehäuses 12 (z. B. Abschnitten einer Rückwand des Gehäuses 12 und Abschnitten der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16, die durch die peripheren Spalte 18 von dem Arm 108 getrennt sind) gebildet. Der Rückleitungspfad 110 für den Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne 108 kann zwischen den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 des Arms und der Masse 104 gekoppelt sein.
Um Nahfeldkommunikationen in der Vorrichtung 10 zu unterstützen, schließt die Vorrichtung 10 vorzugsweise eine Nahfeldkommunikationsantenne ein. Platz kann gespart werden, indem einige oder alle der Antennenstrukturen 40 sowohl als eine Mobilfunktelefonantenne oder eine andere Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Antenne als auch als eine Nahfeldkommunikationsantenne verwendet werden. Als ein Beispiel kann eine Nahfeldkommunikationsantenne für die Vorrichtung 10 (z. B. eine Antenne, die von der Nahfeldkommunikationsschaltung 120 verwendet wird) unter Verwendung von Abschnitten der Antennenstrukturen 40 von 5, wie Abschnitten des Resonanzelements 108 und der Masse 104, gebildet sein. Durch das Teilen von leitfähigen Antennenstrukturen zwischen sowohl Nahfeld- als auch Nicht-Nahfeld-Antennen können doppelte leitfähige Strukturen minimiert werden und kann Antennenvolumen innerhalb der Vorrichtung 10 eingespart werden.
Wie in 5 gezeigt, kann eine Nahfeldkommunikationsantenne für die Vorrichtung 10 aus den Antennenstrukturen 40, wie Abschnitten des Resonanzelementarms einer umgekehrten F-Antenne 108, dem Rückleitungspfad 110 und der Masse 104, gebildet sein. Die aus den Antennenstrukturen 40 gebildete Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Antenne kann unter Verwendung einer Antennenzuleitung, wie der Zuleitung 112, gespeist werden. Der positive Antennenzuleitungsanschluss 98 der Zuleitung 112 kann an die peripheren leitfähigen Strukturen 16 gekoppelt sein, während der Massezuleitungsanschluss 100 an die Masse 104 gekoppelt ist. Der positive Übertragungsleitungsleiter 94 und der Masseübertragungsleitungsleiter 96 der Übertragungsleitung 92 können zwischen der Transceiver-Schaltung 90 und der Antennenzuleitung 112 gekoppelt sein. Die Transceiver-Schaltung 90 kann drahtlose Kommunikation in Frequenzbändern, wie einem niedrigen Kommunikationsband von 700 bis 960 MHz, einem niedrigen Mittelband von 960 bis 1710 MHz, einem Mittelband von 1710 bis 2170 MHz, einem hohen Band von 2300 bis 2700 MHz, einem Ultrahochband von 3400 bis 3700 MHz, 2,4 GHz- und 5-GHz-Bändern für WiFi®-Kommunikationen (IEEE 802.11-Kommunikationen) und/oder einem 1575-MHz-Band für GPS-Signale, abwickeln.
Die aus den Strukturen 40 gebildete umgekehrte F-Antenne für Nicht-Nahfeld-Kommunikationen kann einen Rückleitungspfad, wie den Rückleitungspfad 110 aufweisen, der zwischen dem Arm 108 (am Anschluss 202) und der Masse 104 (an den Anschlüssen 204-1 und 204-2) gekoppelt ist. Der Rückleitungspfad 110 kann einen oder mehrere Induktoren, wie die Induktoren 206 und 208, einschließen. Wenn gewünscht, können die Induktoren 206 und 208 zwischen dem Anschluss 202 an der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur 16 und verschiedenen Stellen an der Masse 104 parallel gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Induktor 206 zwischen dem Anschluss 202 und dem Masseanschluss 204-1 gekoppelt sein, während der Induktor 208 zwischen dem Anschluss 202 und dem Masseanschluss 204-2 gekoppelt ist. Die Induktoren 206 und 208 können feste Induktoren oder einstellbare Induktoren sein. Beispielsweise kann jeder Induktor an einen Schalter gekoppelt sein, der selektiv öffnet, um den Induktor zwischen dem Anschluss 202 und der Masse 104 zu trennen.
Auf diese Weise kann der Rückleitungspfad 110 zwischen einem einzelnen Punkt 202 an den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 und mehreren Punkten an der Masse 104 geteilt werden. Da der Rückleitungspfad 110 zwischen zwei Pfaden geteilt ist, die zwischen dem Anschluss 202 und der Masse 104 parallel gekoppelt sind, kann der Rückleitungspfad 110 hier manchmal als ein geteilter kurzer Pfad oder ein geteilter Rückleitungspfad bezeichnet werden. Der geteilte kurze Pfad kann zum Beispiel den Antennenwirkungsgrad für die aus den Strukturen 40 gebildete Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Antenne bezogen auf Szenarios verbessern, in denen der Rückleitungspfad unter Verwendung eines einzelnen leitfähigen Pfads zwischen dem Anschluss 202 und der Masse 104 implementiert ist. Wenn zum Beispiel der Rückleitungspfad 110 nur den Induktor 206 einschließt, können die Antennenstrukturen 40 einen relativ hohen Antennenwirkungsgrad in einem ersten Abschnitt des Mittelbands MB (z. B. zwischen 1710 MHz und 1940 MHz) aufweisen. Wenn der Rückleitungspfad 110 nur den Induktor 208 einschließt, können die Antennenstrukturen 40 einen relativ hohen Antennenwirkungsgrad in einem zweiten Abschnitt des Mittelbands MB (z. B. zwischen 1940 MHz und 2170 MHz) aufweisen. Wenn jedoch der Rückleitungspfad 110 ein geteilter Rückleitungspfad ist, der sowohl den Induktor 206 als auch 208 einschließt, können die Antennenstrukturen 40 einen relativ hohen Antennenwirkungsgrad über das gesamte Mittelband MB (z. B. zwischen 1710 MHz und 2170 MHz) aufweisen.
Die Massefläche 104 kann jede gewünschte Form innerhalb der Vorrichtung 10 aufweisen. Beispielsweise kann die Massefläche 104 mit dem Spalt 18-1 in den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 ausgerichtet sein (z. B. kann der untere Rand des Spalts 18-1 mit dem Rand der Massefläche 104 ausgerichtet sein, wodurch der an den Spalt 18-1 angrenzende Schlitz 101 derart definiert wird, dass der untere Rand des Spalts 18-1 ungefähr kollinear mit dem Rand der Massefläche 104 an der Schnittstelle zwischen der Massefläche 104 und dem Abschnitt der an den Spalt 18-1 angrenzenden peripheren leitfähigen Strukturen 16 ist). Dieses Beispiel ist lediglich veranschaulichend, und in einer anderen geeigneten Anordnung kann die Massefläche 104 einen zusätzlichen vertikalen Schlitz angrenzend an den Spalt 18-1 aufweisen, der sich unterhalb des Spalts 18-1 erstreckt (z. B. entlang der Y-Achse von 5).
Wenn gewünscht, kann die Massefläche 104 einen vertikalen Schlitz 162 angrenzend an den Spalt 18-2 einschließen, der sich über den unteren Rand (z. B. den unteren Rand 210) des Spalts 18-2 (z. B. in Richtung der Y-Achse von 5) hinaus erstreckt. Der Schlitz 162 kann zum Beispiel zwei Ränder aufweisen, die durch die Masse 104 definiert sind, und einen Rand, der durch die peripheren leitfähigen Strukturen 16 definiert ist. Der Schlitz 162 kann ein offenes Ende aufweisen, das durch ein offenes Ende des Schlitzes 101 am Spalt 18-2 definiert ist. Der Schlitz 162 kann eine Breite 176 aufweisen, die die Masse 104 von dem Abschnitt der peripheren leitfähigen Strukturen 16 unterhalb des Schlitzes 18-2 trennt (z. B. in Richtung der X-Achse von 5). Da der Abschnitt der peripheren leitfähigen Strukturen 16 unterhalb des Spalts 18-2 zu der Masse 104 kurzgeschlossen ist (und somit einen Teil der Antennenmasse für die Antennenstrukturen 40 bildet), kann der Schlitz 162 effektiv einen offenen Schlitz mit drei Seiten bilden, die durch die Antennenmasse für die Antennenstrukturen 40 definiert sind. Der Schlitz 162 kann jede gewünschte Breite aufweisen (z. B. etwa 2 mm, weniger als 4 mm, weniger als 3 mm, weniger als 2 mm, weniger als 1 mm, mehr als 0,5 mm, mehr als 1,5 mm, mehr als 2,5 mm, 1-3 mm usw.). Der Schlitz 162 kann eine lang gestreckte Länge 178 (z. B. senkrecht zur Breite 176) aufweisen. Der Schlitz 162 kann jede gewünschte Länge aufweisen (z. B. 10-15 mm, mehr als 5 mm, mehr als 10 mm, mehr als 15 mm, mehr als 30 mm, weniger als 30 mm, weniger als 20 mm, weniger als 15 mm, weniger als 10 mm, zwischen 5 und 20 mm usw.).
Die elektronische Vorrichtung 10 kann durch eine Längsachse 282 gekennzeichnet sein. Die Länge 178 kann sich parallel zu der Längsachse 282 (und der Y-Achse) erstrecken. Abschnitte des Schlitzes 162 können, wenn gewünscht, Schlitzantennenresonanzen zu der Antenne 40 in einem oder mehreren Frequenzbändern beitragen. Zum Beispiel können die Länge und Breite des Schlitzes 162 so ausgewählt sein, dass die Antenne 40 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz aufweist. Wenn gewünscht, kann die Gesamtlänge der Schlitze 101 und 162 so ausgewählt sein, dass die Antenne 40 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz aufweist.
Um Nahfeldkommunikationen unter Verwendung der Antennenstrukturen 40 zu unterstützen, kann die Nahfeldkommunikationsschaltung 120 (NFC TX/RX) Nahfeldkommunikationssignale (z. B. Signale in einem Nahfeldkommunikationsband, wie einem 1356-MHz-Nahfeldkommunikationsband) senden und empfangen. Die Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung 120 kann unter Verwendung eines leitfähigen Pfads, wie des Pfads 132, an die Antennenstrukturen 40 gekoppelt sein. Der Pfad 132 kann beispielsweise ein asymmetrischer Übertragungsleitungssignalpfad zum Übertragen von asymmetrischen Nahfeldkommunikationssignalen sein. In diesem Szenario kann die Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung 120 eine Symmetrierschaltung oder eine andere Schaltung zum Umwandeln der asymmetrischen Signale in Differenzsignale und zum Umwandeln von Differenzsignalen in die asymmetrischen Signale einschließen. Wie in 5 gezeigt, kann der Knoten 214 auf dem Pfad 132 durch eine kapazitive Schaltung, wie den Kondensator 218, gegen Masse 104 kurzgeschlossen werden. Der Knoten 214 kann auch an den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 über eine induktive Schaltung, wie einen Induktor 220, an den Anschluss 212 gekoppelt sein. Der Induktor 220 kann eine ausgewählte Induktivität aufweisen und der Kondensator 218 kann eine ausgewählte Kapazität aufweisen, um sicherzustellen, dass die Antennenstrukturen 40 mit einem zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad arbeiten, während sie sowohl Nahfeld- als auch Nicht-Nahfeld-Signale übertragen.
Beispielsweise kann die Induktivität des Induktors 220 ausgewählt sein, um sicherzustellen, dass die Impedanz des Resonanzelementarms 108 bei Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen (z. B. Mobilfunktelefonfrequenzen) an die Übertragungsleitung 92 angepasst ist. Als ein Beispiel kann der Induktor 220 eine Induktivität von ungefähr 10 nH, zwischen 8 nH und 12 nH, zwischen 5 nH und 15 nH oder andere Induktivitäten aufweisen.
Um eine solche Impedanzanpassung durchzuführen, ist der Induktor 220 zwischen dem Anschluss 212 und der Masse 104 gekoppelt. In Szenarios, in denen die Antennenstrukturen 40 nur zum Übertragen von Nicht-Nahfeld-Kommunikationen verwendet werden, kann die aus den Strukturen 40 gebildete Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Antenne eine optimale Leistung bei Mobilfunktelefonfrequenzen aufweisen, wenn der Induktor 220 direkt gegen die Massefläche 104 am Knoten 214 kurzgeschlossen ist. Wenn jedoch die Antennenstrukturen 40 auch verwendet werden, um Nahfeldkommunikationen zu unterstützen, würde ein Kurzschließen des Induktors 220 gegen die Masse 104 am Knoten 214 Nahfeldkommunikationssignale vom Transceiver 120 zur Masse 104 kurzschließen, bevor die entsprechenden Antennenströme zu den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 gelangen könnten, wodurch verhindert würde, dass die Strukturen 40 die Nahfeldsignale mit einem zufriedenstellenden Wirkungsgrad übertragen.
Um es zu ermöglichen, dass der Induktor 220 eine zufriedenstellende Impedanzanpassung bei Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen für die von den Strukturen 40 gebildete Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Antenne durchführt, während weiterhin ermöglicht wird, dass die Strukturen 40 Nahfeldkommunikationen unterstützen, kann der Kondensator 218 den Anschluss 214 gegen die Antennenmasse 104 am Masseanschluss 216 kurzschließen (z. B. kann der Induktor 220 durch den Knoten 214 und den Kondensator 218 gegen die Masse 104 kurzgeschlossen werden). Der Kondensator 218 kann eine relativ große Kapazität aufweisen, die ausgewählt ist, um relativ niederfrequente Signale, wie Nahfeldkommunikationssignale, die vom Transceiver 120 übertragen werden, daran zu hindern, vom Knoten 214 zum Massepunkt 216 zu gelangen, während zugleich ermöglicht wird, dass relativ hochfrequente Signale, wie Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale, die vom Transceiver 90 übertragen werden, vom Knoten 214 zur Masse 216 gelangen. Mit anderen Worten kann der Kondensator 218 als ein Filter dienen, der bei Nahfeldkommunikationsfrequenzen einen offenen Stromkreis zwischen dem Knoten 214 und dem Anschluss 216 bildet und der bei Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Frequenzen (z. B. Frequenzen größer als 100 MHz, größer als 20 MHz, größer als 13,56 MHz usw.) einen Kurzschluss zwischen dem Knoten 214 und dem Anschluss 216 bildet. Als Beispiele kann der Kondensator 218 eine Kapazität von ungefähr 50 pF, zwischen 30 und 100 pF, mehr als 10 pF, weniger als 100 pF, mehr als 30 pF, mehr als 50 pF oder andere gewünschte Kapazitäten aufweisen.
Bei einer Konfiguration auf diese Weise können Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Antennensignale (Antennenströme), wie Mobilfunktelefonsignale, die durch die Zuleitung 112 übertragen werden, dem Pfad 224 vom Resonanzelement 108 durch den Induktor 220 und den Kondensator 218 zur Masse (durch den Masseanschluss 216) folgen. Gleichzeitig können Nahfeldkommunikationsantennensignale (Antennenströme) über den Pfad 222 durch den Induktor 220, die periphere leitfähige Gehäusestruktur 16, den Rückleitungspfad 110 (z. B. den Induktor 208) und die Masse 104 fließen (z. B. ein Schleifenpfad, der ein Schleifenantennenresonanzelement für eine Nahfeldkommunikationsschleifenantenne bildet, die aus den Antennenstrukturen 40 gebildet ist). Die Antennenstrukturen 40 können, wenn gewünscht, gleichzeitig oder simultan Nahfeldkommunikationssignale und Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale mit einem zufriedenstellenden Wirkungsgrad übertragen.
In dem Beispiel von 5 sind Nahfeldkommunikationsantennensignale als dem Pfad 222 durch den Induktor 208 des Rückleitungspfads 110 folgend dargestellt. Dieses Beispiel dient jedoch lediglich der Veranschaulichung. Wie zuvor erörtert, kann der Rückleitungspfad 110 in zwei Induktoren geteilt sein, die zwischen dem Anschluss 202 und der Masse 104 parallel gekoppelt sind. Der Pfad 222 kann daher durch den Induktor 208, den Induktor 206 oder beide Induktoren 206 und 208 hindurchführen. Indem das Schleifenantennenresonanzelement auf diese Weise über die Breite der Vorrichtung 10 hinweg ausgedehnt wird, kann es zum Beispiel ermöglicht werden, dass die Vorrichtung 10 beim Kommunizieren mit einer externen Nahfeldkommunikationsschaltung, wie einem RFID-Lesegerät, relativ immun gegenüber der Vorrichtungspositionierung ist. Das Beispiel von 5 ist lediglich veranschaulichend. Wenn gewünscht, können der Induktor 220 und/oder der Kondensator 218 durch eine beliebige gewünschte Filterschaltung (z. B. eine Filterschaltung, einschließlich induktiver, kapazitiver und/oder resistiver Komponenten, die auf eine beliebige gewünschte Weise angeordnet sind) ersetzt werden. Die Filterschaltung kann zum Beispiel eine Hochpassfilterschaltung, eine Tiefpassfilterschaltung, eine Bandpassfilterschaltung, eine Sperrfilterschaltung usw. einschließen.
6 ist eine Draufsicht des Pfads 132 zum Übertragen von Nahfeldkommunikationssignalen unter Verwendung der Antennenstrukturen 40. Wie in 6 gezeigt, kann die elektronische Vorrichtung 10 eine flexible gedruckte Schaltung, wie eine flexible gedruckte Leiterplatte 226, einschließen. Die flexible gedruckte Leiterplatte 226 kann eine gedruckte Schaltung sein, die aus Polyimidplatten oder anderen flexiblen Polymerschichten gebildet ist. Die flexible gedruckte Leiterplatte 226 kann strukturierte Metallbahnen zum Übertragen von Signalen zwischen Komponenten auf der flexiblen gedruckten Leiterplatte einschließen. Der Induktor 220 und der Kondensator 218 können feste Komponenten sein, die auf der flexiblen gedruckten Schaltung 226 befestigt sind (z. B. Komponenten der Oberflächenmontagetechnik). In einer anderen geeigneten Anordnung kann der Induktor 220 aus einer verteilten Induktivität gebildet sein und/oder kann der Kondensator 218 aus einer verteilten Kapazität auf der gedruckten Schaltung 226 gebildet sein.
Die flexible gedruckte Schaltung 226 kann einen positiven Antennenzuleitungsanschluss 230 und einen Masseantennenzuleitungsanschluss 232 für die Nahfeldkommunikationsantenne einschließen. Die Zuleitungsanschlüsse 232 und 230 können, wenn gewünscht, durch einen Differenzial-zu-asymmetrisch-Wandler, wie eine Symmetrierschaltung (nicht gezeigt), der über die Differenzialanschlüsse 232 und 230 auftretende Differenzsignale in asymmetrische Schleifenstromsignale umwandelt, die über den Pfad 132 und den Schleifenpfad 222 von 5 fließen, an den Pfad 132 gekoppelt sein. Der Pfad 132 kann aus Metallbahnen auf der gedruckten Schaltung gebildet sein, die an die Transceiver-Schaltung 120 gekoppelt sind (z. B. der Zuleitungsanschluss 230 oder eine Symmetrierschaltung mit Differenzialanschlüssen, die an die Anschlüsse 230 und 232 gekoppelt sind, und ein asymmetrischer Anschluss, der an den Pfad 132 gekoppelt ist). Der Pfad 132 kann an den Knoten 214 gekoppelt sein. Der Induktor 220 kann zwischen dem Knoten 214 und dem Anschluss 234 auf der flexiblen gedruckten Schaltung 226 gekoppelt sein. Der Anschluss 234 auf der flexiblen gedruckten Schaltung kann dann an den Anschluss 212 auf der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur 16 gekoppelt sein. Die Anschlüsse 212 und 234 können unter Verwendung einer beliebigen gewünschten leitfähigen Struktur (z. B. einer Halterung, einer Klammer, einer Feder, eines Stifts, einer Schraube, eines Lötmittels, einer Schweißnaht, eines leitfähigen Haftmittels usw.) gekoppelt sein. Wenn gewünscht, kann die Struktur, die die flexible gedruckte Schaltung elektrisch mit der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur verbindet, auch die flexible gedruckte Schaltung mechanisch an der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur oder einer anderen Struktur innerhalb der elektronischen Vorrichtung befestigen.
Der Kondensator 218 kann zwischen dem Anschluss 214 und dem Masseanschluss 216 gekoppelt sein. Der Masseanschluss 216 kann aus einer beliebigen leitfähigen Struktur gebildet sein, die an die Massefläche 104 gekoppelt ist. In einigen Fällen kann die Struktur, die den Anschluss 216 elektrisch mit der Masse verbindet, auch die flexible gedruckte Schaltung mechanisch befestigen (z. B. an einer leitfähigen Trägerplatte, die mindestens einen Abschnitt der Massefläche 104 bildet). Der Masseanschluss 216 kann durch ein Befestigungsmittel, wie eine Schraube, gebildet sein oder kann durch jede andere gewünschte Art von leitfähiger Struktur (z. B. eine Halterung, eine Klammer, eine Feder, einen Stift, eine Schraube, ein Lötmittel, eine Schweißnaht, ein leitfähiges Haftmittel usw.) gebildet sein. Wenn gewünscht, können leitfähige Strukturen den Masseanschluss 216 auch gegen geerdete leitfähige Strukturen in der Anzeige 14 (z. B. einen leitfähigen Anzeigerahmen oder eine Anzeigeplatte) kurzschließen.
Die flexible gedruckte Leiterplatte 226 kann an eine zusätzliche gedruckte Schaltung (z. B. die gedruckte Schaltung 228) gekoppelt sein. Die gedruckte Schaltung 228 kann eine starre gedruckte Leiterplatte sein (z. B. eine gedruckte Leiterplatte, die aus glasfasergefülltem Epoxid oder einem anderen starren Material einer gedruckten Leiterplatte gebildet ist) oder kann eine flexible gedruckte Schaltung sein (z. B. eine flexible gedruckte Schaltung, die aus einer Polyimidplatte oder einer anderen flexiblen Polymerschicht gebildet ist). Die gedruckte Schaltung 228 kann beispielsweise die Hauptplatine oder die Hauptlogikplatine für die elektronische Vorrichtung 10 sein. Die flexible gedruckte Leiterplatte 226 kann mit der gedruckten Leiterplatte 228 an dem positiven Antennenzuleitungsanschluss 230 und/oder dem Masseantennenzuleitungsanschluss 232 verbunden sein. Die gedruckte Leiterplatte 228 kann oberhalb oder unterhalb der flexiblen gedruckten Schaltung 226 befestigt sein.
7 ist eine Querschnittsseitenansicht, vorgenommen entlang Linie 235 in 6. 7 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Massefläche 104, die flexible gedruckte Schaltung 226 und die gedruckte Leiterplatte 228 verbunden sein können. Wie in 7 gezeigt, kann ein leitfähiger Schraubdom 236 an der Massefläche 104 gebildet sein. Wenn gewünscht, kann der Schraubdom 236 in einem Stück mit leitfähigen Gehäusestrukturen (z. B. internen und/oder externen Strukturen, Trägerplattenstrukturen, die eine hintere Gehäusewand bilden, usw.), die Abschnitte der Massefläche 104 bilden, gebildet sein. Der Schraubdom 236 kann leitfähig sein und kann die Massefläche 104 gegen die flexible gedruckte Schaltung 226 und die gedruckte Leiterplatte 228 kurzschließen. In einer veranschaulichenden Ausführungsform kann der leitfähige Schraubdom 236 gegen einen Masseantennenzuleitungsanschluss (d. h. den Masseantennenzuleitungsanschluss 232 in 6) in der flexiblen gedruckten Schaltung 226 kurzgeschlossen sein. Eine Schraube, wie die Schraube 238, kann in den Schraubdom 236 geschraubt sein. Die Schraube 238 kann eine Vorspannkraft in Richtung 244 anlegen, um die gedruckte Leiterplatte 228 und die flexible gedruckte Schaltung 226 an der Massefläche 104 zu befestigen. Die gedruckte Leiterplatte 228 und die flexible gedruckte Schaltung 226 können Öffnungen aufweisen, um die Schraube 238, den Schraubdom 236 oder eine Kombination aus der Schraube 238 und dem Schraubdom 236 aufzunehmen.
Die durch die Schraube 238 angelegte Vorspannkraft kann auch die Zuleitungskontaktstellen 242 auf der gedruckten Leiterplatte 228 in die Zuleitungskontaktstellen 240 auf der flexiblen gedruckten Schaltung 226 drücken. Die Zuleitungskontaktstellen 240 und 242 können leitfähige Zuleitungskontaktstellen sein, die auf der Oberfläche der flexiblen gedruckten Schaltung 226 bzw. der gedruckten Leiterplatte 228 gebildet sind. Die gedruckte Leiterplatte 228 kann Antennenzuleitungssignale durch die Zuleitungskontaktstellen 240 und 242 zu der flexiblen gedruckten Leiterplatte 226 senden. Die Zuleitungskontaktstellen 240 auf der flexiblen gedruckten Schaltung 226 können so betrachtet werden, dass sie den positiven Antennenzuleitungsanschluss (z. B. den positiven Antennenzuleitungsanschluss 230 in 6 oder den asymmetrischen Ausgang einer Symmetrierschaltung, die an die Differenzialzuleitungsanschlüsse des Transceivers 120 gekoppelt ist) für die Nahfeldkommunikationsantenne bilden. Die Zuleitungskontaktstellen 240 und 242 können eine ringförmige Form derart aufweisen, dass die Zuleitungskontaktstellen den Schraubdom 236 umgeben. Alternativ können die Zuleitungskontaktstellen 240 und 242 jede andere gewünschte Form aufweisen.
Das Beispiel von 7, bei dem die flexible gedruckte Schaltung 226 unter der gedruckten Leiterplatte 228 gebildet ist, ist lediglich veranschaulichend. Wenn gewünscht, kann die gedruckte Leiterplatte 228 unter der flexiblen gedruckten Schaltung 226 gebildet sein. Zusätzlich wird in dem Beispiel von 7 die Schraube 238 nicht verwendet, um Komponenten innerhalb der elektronischen Vorrichtung elektrisch zu verbinden. Daher muss die Schraube 238 nicht leitfähig sein (d. h., die Schraube 238 kann ein dielektrisches Material, wie Kunststoff, sein). Jedoch kann in anderen Ausführungsformen die Schraube 238 aus einem leitfähigen Material gebildet sein und kann Komponenten elektrisch miteinander verbinden. Zum Beispiel kann die Schraube 238 die gedruckte Leiterplatte 228, die flexible gedruckte Schaltung 226 und/oder die Massefläche 104 elektrisch verbinden. In Ausführungsformen, in denen die Schraube 238 Komponenten elektrisch verbindet, kann ein Teil oder die Gesamtheit des Schraubdoms 236, wenn gewünscht, aus einem dielektrischen Material gebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die Antennenstrukturen mit einem Antennenresonanzelementarm und einer Antennenmasse, eine Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung, die an den Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale unter Verwendung der Antennenstrukturen zu übertragen, eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung, die durch einen leitfähigen Pfad an den Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist, wobei die Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung dazu konfiguriert ist, Nahfeldkommunikationssignale unter Verwendung der Antennenstrukturen und des leitfähigen Pfads zu übertragen, und einen Kondensator, der zwischen dem leitfähigen Pfad und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei der Kondensator dazu konfiguriert ist, die Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale gegen die Antennenmasse kurzzuschließen und die Nahfeldkommunikationssignale daran zu hindern, von dem leitfähigen Pfad zu der Antennenmasse zu gelangen, einschließt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung einen Induktor ein, der in dem leitfähigen Pfad zwischen der Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung und dem Antennenresonanzelementarm eingeschoben ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Induktor zwischen einem Knoten auf dem leitfähigen Pfad und dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt und ist der Kondensator zwischen dem Knoten und der Antennenmasse gekoppelt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Kondensator eine Kapazität zwischen 30 pF und 100 pF auf.
Gemäß einer anderen Ausführungsform sind der Kondensator und der Induktor auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte befestigt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Kondensator zwischen dem Knoten auf dem leitfähigen Pfad und einem Befestigungselement gekoppelt, das den Kondensator elektrisch an die Antennenmasse koppelt und die flexible gedruckte Schaltung mechanisch an der Antennenmasse befestigt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der leitfähige Pfad an eine Zuleitungskontaktstelle auf einer starren gedruckten Leiterplatte gekoppelt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung ein zusätzliches Befestigungselement ein, das die flexible gedruckte Leiterplatte an der starren gedruckten Leiterplatte befestigt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Symmetrierschaltung auf der starren gedruckten Leiterplatte ein, die an die Zuleitungskontaktstelle gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung ein Gehäuse mit peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen ein, wobei der Antennenresonanzelementarm aus einem Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen gebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Antennenmasse, einen Antennenresonanzelementarm, der dazu konfiguriert ist, Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale in einem ersten Frequenzband zu übertragen, einen Rückleitungspfad, der zwischen dem Antennenresonanzelementarm und der Antennenmasse gekoppelt ist, einen leitfähigen Pfad, der an den Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist, wobei der leitfähige Pfad, mindestens ein Abschnitt des Antennenresonanzelementarms, mindestens ein Abschnitt des Rückleitungspfads und mindestens ein Abschnitt der Antennenmasse einen leitfähigen Schleifenpfad bilden, der dazu konfiguriert ist, Nahfeldkommunikationssignale in einem zweiten Frequenzband zu übertragen, und eine elektronische Komponente, die zwischen dem leitfähigen Pfad und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei die elektronische Komponente dazu konfiguriert ist, einen Kurzschluss zwischen dem leitfähigen Pfad und der Antennenmasse in dem ersten Frequenzband zu bilden und einen offenen Stromkreis in dem zweiten Frequenzband zu bilden, einschließt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung ein, die an den leitfähigen Pfad gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der leitfähige Pfad einen Knoten ein, der zwischen der Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung und dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist, und ist die elektronische Komponente zwischen dem Knoten und der Antennenmasse gekoppelt, wobei die elektronische Vorrichtung eine zusätzliche elektronische Komponente einschließt, die zwischen dem Knoten und dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Komponente einen Kondensator ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die zusätzlichen elektronischen Komponenten einen Induktor ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Komponente einen Kondensator ein.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die einen Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne, eine Antennenmasse, eine Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung, die Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale unter Verwendung des Resonanzelementarms einer umgekehrten F-Antenne überträgt, einen geteilten Rückleitungspfad, der zwischen dem Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne und der Antennenmasse gekoppelt ist, und eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung, die an den Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne gekoppelt ist und die Nahfeldkommunikationssignale unter Verwendung des Resonanzelementarms einer umgekehrten F-Antenne, mindestens eines Teils des geteilten Rückleitungspfads und mindestens eines Teils der Antennenmasse überträgt, ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der geteilte Rückleitungspfad einen ersten leitfähigen Pfad, der zwischen einem ersten Anschluss an dem Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne und einem zweiten Anschluss an der Antennenmasse gekoppelt ist, und einen zweiten leitfähigen Pfad, der zwischen dem ersten Anschluss und einem dritten Anschluss an der Antennenmasse, der sich von dem zweiten Anschluss unterscheidet, gekoppelt ist, ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der erste leitfähige Pfad des geteilten Rückleitungspfads einen ersten Induktor ein und schließt der zweite leitfähige Pfad des geteilten Rückleitungspfads einen zweiten Induktor ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Induktoren einstellbar.
Das Vorstehende dient lediglich der Veranschaulichung und verschiedene Modifikationen können durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15700565 [0001]

Claims

Elektronische Vorrichtung, umfassend: Antennenstrukturen mit einem Antennenresonanzelementarm und einer Antennenmasse; eine Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung, die an den Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale unter Verwendung der Antennenstrukturen zu übertragen; eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung, die durch einen leitfähigen Pfad an den Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist, wobei die Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung dazu konfiguriert ist, Nahfeldkommunikationssignale unter Verwendung der Antennenstrukturen und des leitfähigen Pfads zu übertragen; und einen Kondensator, der zwischen dem leitfähigen Pfad und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei der Kondensator dazu konfiguriert ist, die Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale zu der Antennenmasse kurzzuschließen und die Nahfeldkommunikationssignale daran zu hindern, von dem leitfähigen Pfad zu der Antennenmasse zu gelangen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Induktor, der in dem leitfähigen Pfad zwischen der Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung und dem Antennenresonanzelementarm eingeschoben ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Induktor zwischen einem Knoten auf dem leitfähigen Pfad und dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist und der Kondensator zwischen dem Knoten und der Antennenmasse gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Kondensator eine Kapazität zwischen 30 pF und 100 pF aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Kondensator und der Induktor auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte befestigt sind.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Kondensator zwischen dem Knoten auf dem leitfähigen Pfad und einem Befestigungselement gekoppelt ist, das den Kondensator elektrisch an die Antennenmasse koppelt und die flexible gedruckte Schaltung mechanisch an der Antennenmasse befestigt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der leitfähige Pfad an eine Zuleitungskontaktstelle auf einer starren gedruckten Leiterplatte gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend: ein zusätzliches Befestigungselement, das die flexible gedruckte Leiterplatte an der starren gedruckten Leiterplatte befestigt; und eine Symmetrierschaltung auf der starren gedruckten Leiterplatte, die an die Zuleitungskontaktstelle gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Gehäuse mit peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen, wobei der Antennenresonanzelementarm aus einem Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen gebildet ist.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Antennenmasse; einen Antennenresonanzelementarm, der dazu konfiguriert ist, Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale in einem ersten Frequenzband zu übertragen; einen Rückleitungspfad, der zwischen dem Antennenresonanzelementarm und der Antennenmasse gekoppelt ist; einen leitfähigen Pfad, der an den Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist, wobei der leitfähige Pfad, mindestens ein Abschnitt des Antennenresonanzelementarms, mindestens ein Abschnitt des Rückleitungspfads und mindestens ein Abschnitt der Antennenmasse einen leitfähigen Schleifenpfad bilden, der dazu konfiguriert ist, Nahfeldkommunikationssignale in einem zweiten Frequenzband zu übertragen; und eine elektronische Komponente, die zwischen dem leitfähigen Pfad und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei die elektronische Komponente dazu konfiguriert ist, einen Kurzschluss zwischen dem leitfähigen Pfad und der Antennenmasse in dem ersten Frequenzband zu bilden und einen offenen Stromkreis in dem zweiten Frequenzband zu bilden.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung, die an den leitfähigen Pfad gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der leitfähige Pfad einen Knoten umfasst, der zwischen der Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung und dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist, und die elektronische Komponente zwischen dem Knoten und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei die elektronische Vorrichtung ferner Folgendes umfasst: eine zusätzliche elektronische Komponente, die zwischen dem Knoten und dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die elektronische Komponente einen Kondensator umfasst und die zusätzliche elektronische Komponente einen Induktor umfasst.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: einen Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne; und eine Antennenmasse; eine Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Transceiver-Schaltung, die Nicht-Nahfeld-Kommunikations-Signale unter Verwendung des Resonanzelementarms einer umgekehrten F-Antenne überträgt; einen geteilten Rückleitungspfad, der zwischen dem Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne und der Antennenmasse gekoppelt ist; und eine Nahfeldkommunikations-Transceiver-Schaltung, die an den Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne gekoppelt ist und die Nahfeldkommunikationssignale unter Verwendung des Resonanzelementarms einer umgekehrten F-Antenne, mindestens eines Teils des geteilten Rückleitungspfads und mindestens eines Teils der Antennenmasse überträgt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der geteilte Rückleitungspfad einen ersten leitfähigen Pfad, der zwischen einem ersten Anschluss an dem Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne und einem zweiten Anschluss an der Antennenmasse gekoppelt ist, und einen zweiten leitfähigen Pfad, der zwischen dem ersten Anschluss und einem dritten Anschluss an der Antennenmasse, der sich von dem zweiten Anschluss unterscheidet, gekoppelt ist, einschließt und wobei der erste leitfähige Pfad des geteilten Rückleitungspfads einen ersten einstellbaren Induktor einschließt und der zweite leitfähige Pfad des geteilten Rückleitungspfads einen zweiten einstellbaren Induktor einschließt.