DE102019207918A1

DE102019207918A1 - Elektronische Geräteantennen mit schaltbaren Speiseanschlüssen

Info

Publication number: DE102019207918A1
Application number: DE102019207918.0A
Authority: DE
Inventors: Enrique Ayala Vazquez; Hongfei Hu; Mattia Pascolini; Nanbo Jin; Kevin M. Froese; Erica J. Tong; Xu Han
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-01-02
Also published as: JP7190070B2; GB201907595D0; US11205834B2; JP2020005252A; KR102227952B1; GB2575545A; GB2575545B; CN110649391B; CN110649391A; US20190393586A1; KR20200001470A; JP7064468B2; JP2022069484A

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann ein leitfähiges Gehäuse und eine Antenne umfassen. Die Antenne kann einen Arm aufweisen, der aus einem ersten Segment des Gehäuses gebildet ist. Ein Spalt kann das erste Segment von einem zweiten Segment trennen. Die Antenne kann eine mit einer Übertragungsleitung gekoppelte Zuführung aufweisen, die einen Signalleiter aufweist. Die Zuführung kann einen ersten und einen zweiten positiven Anschluss am ersten Segment und einen dritten positiven Anschluss am zweiten Segment umfassen. Eine einstellbare Komponente kann zwischen den ersten und den dritten Anschluss gekoppelt sein. Der Signalleiter kann mit dem ersten Anschluss gekoppelt sein. Ein breiter leitender Pfad kann zwischen den Signalleiter und den zweiten Anschluss eingekoppelt sein. Ein Schalter kann auf dem Signalleiter zwischengeschaltet sein. Der zweite Anschluss kann ein unteres Funkband abdecken, wenn der Schalter offen ist. Der erste Anschluss kann das untere Mobilfunkband und höhere Bänder abdecken, wenn der Schalter geschlossen ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am Dienstag, 26. Juni 2018 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 16/019,322 , die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Dies betrifft elektronische Vorrichtungen und insbesondere Antennen für elektronische Vorrichtungen mit Schaltlogiken zur kabellosen Kommunikation.
Elektronische Vorrichtungen schließen oftmals eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation ein. Zum Beispiel enthalten Mobiltelefone, Computer und andere Vorrichtungen oftmals Antennen und drahtlose Transceiver zum Unterstützen von drahtloser Kommunikation.
Um den Kundenbedarf nach kabellosen Vorrichtungen mit kleinem Formfaktor zu erfüllen, streben Hersteller kontinuierlich danach, kabellose Kommunikation-Schaltlogik, wie Antennenkomponenten, unter Verwendung kompakter Strukturen zu implementieren. Gleichzeitig besteht ein Wunsch, dass kabellose Vorrichtungen eine wachsende Anzahl von Kommunikationsbändern abdecken. Beispielsweise kann es für eine drahtlose Vorrichtung wünschenswert sein, viele verschiedene Mobilfunkbänder bei unterschiedlichen Frequenzen abzudecken.
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 sichergestellt werden, dass die Antennen und der Funkschaltkreis in einer Vorrichtung in der Lage sind, eine zufriedenstellende Leistung über den gewünschten Bereich von Betriebsfrequenzen hinweg zu bieten. Außerdem ist es häufig schwierig, drahtlose Kommunikationen mit einer zufriedenstellenden Datenrate (Datendurchsatz) durchzuführen, besonders weil durch drahtlose Vorrichtungen durchgeführte Softwareanwendungen immer datenintensiver werden.
Es wäre daher wünschenswert, verbesserte drahtlose Kommunikation-Schaltlogik für drahtlose elektronische Vorrichtungen bereitstellen zu können.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine elektronische Vorrichtung kann mit Funkschaltkreis und einem Gehäuse mit einer peripheren leitfähigen Gehäusestruktur versehen sein. Der Funkschaltkreis kann eine Antenne, eine Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung und eine Funkfrequenz-Übertragungsleitung umfassen. Die Übertragungsleitung kann einen Masseleiter und einen Signalleiter umfassen. Die Antenne kann einen Resonanzelementarm einschließen, der aus einem ersten Segment der peripheren leitenden Gehäusestrukturen gebildet wird, und von Massestrukturen durch einen Schlitz getrennt ist. Ein erster mit Dielektrikum gefüllter Spalt in den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen kann das erste Segment von einem zweiten Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen trennen. Ein vertikaler Abschnitt des Schlitzes kann sich zwischen den Massestrukturen und dem zweiten Segment erstrecken.
Die Antenne kann unter Verwendung einer Antennenspeisung gespeist werden, die Funkfrequenzsignale für die Funkfrequenzübertragungsleitung überträgt. Die Antennenspeisung kann einen Antennenspeisungs-Masseanschluss einschließen, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist, erste und zweite positive Antennenspeiseanschlüsse, die mit dem ersten Segment gekoppelt sind, und einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss, der mit dem dritten Segment gekoppelt ist. Ein leitender Pfad kann zwischen den ersten und dritten positiven Antennenspeiseanschluss gekoppelt sein. Eine erste einstellbare Komponente kann auf dem leitenden Pfad angeordnet sein. Die erste einstellbare Komponente kann einen ersten Zustand aufweisen, in dem das erste Segment indirekt Funkfrequenzsignale zum zweiten Segment im oberen Mobilfunkband speist. Die einstellbare Komponente kann einen zweiten Zustand aufweisen, in dem die Antennenströme dem zweiten Segment direkt durch den dritten positiven Antennenspeiseanschluss zugeführt werden und in dem der vertikale Abschnitt des Schlitzes im oberen Mobilfunkband strahlt. Eine zweite einstellbare Komponente kann einen Frequenzgang der Antenne abstimmen und einen ersten Anschluss umfassen, der mit dem Signalleiter gekoppelt ist, einen zweiten Anschluss, der mit dem ersten Segment gekoppelt ist, und einen dritten Anschluss, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist.
Ein leitender Pfad kann einem Knoten am Signalanschluss mit dem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss koppeln. Der leitende Pfad kann als Einspeisezusammenführung mit niedriger Induktivität für die Antenne dienen. Der leitende Pfad kann eine Breite und eine Länge aufweisen, die zwischen dem Zwei- und Zehnfachen der Breite liegt, um die Induktivität zwischen dem Signalleiter und dem zweiten positiven Antennenspeiseanschlüssen zu optimieren. Auf dem Signalleiter zwischen dem Knoten und dem ersten positiven Antennenspeiseanschluss kann ein Schalter angeordnet sein. Der erste Anschluss der zweiten einstellbaren Komponente kann auf dem Signalleiter zwischen dem Schalter und dem ersten positiven Antennenspeiseanschluss angeordnet sein.
Wenn sich der Schalter im offenen Zustand befindet, können der zweite positive Antennenspeiseanschluss und das erste Segment Funkfrequenzsignale im unteren Mobilfunkband übertragen. Wenn der Schalter im geschlossenen Zustand ist, können der erste positive Antennenspeiseanschluss und das erste Segment Funkfrequenzsignale im unteren Mobilfunkband, einem unteren mittleren Mobilfunkband, einem mittleren Mobilfunkband bzw. einem ultrahohen Mobilfunkband übermitteln. Der dritte Antennenspeiseanschluss und der vertikale Abschnitt des Schlitzes oder des zweiten Segments können Funkfrequenzsignale im oberen Mobilfunkband befördern, während sich der Schalter im geschlossenen Zustand befindet.
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 Funkschaltung gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden drahtlosen Schaltlogik, die mehrere Antennen zum Durchführen mehrerer Eingangs- und Mehrfachausgangs-(MIMO)-Kommunikationen gemäß einer Ausführungsform beinhaltet.
5 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden invertierten F-Antenne gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schlitzantenne gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Diagramm von veranschaulichenden, aus Gehäusestrukturen ausgebildeten Antennen in einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
8 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden Antenne mit mehreren schaltbaren Speiseanschlüssen zur Optimierung der hochfrequenten Leistung über mehrere verschiedene Übertragungsbänder gemäß einer Ausführungsform.
9A-9D sind Schaltdiagramme von veranschaulichenden einstellbaren Komponenten, die in einer Antenne des in 8 gezeigten Typs gemäß einer Ausführungsform gebildet werden können.
10 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die beim Betrieb einer elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne des in 8 gezeigten Typs gemäß einer Ausführungsform mitwirken können.
11 ist ein Diagramm der Antennenleistung (Antennenwirkungsgrad) einer eine Antenne der in 8 gezeigten Art gemäß einer Ausführungsform.

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 kabellose Kommunikation kann eine oder mehr Antennen aufweisen. Die Antennen der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation können Schleifenantennen, umgekehrte F-Antennen, Streifenantennen, umgekehrte F-Planarantennen, Schlitzantennen, Hybridantennen, die Antennenstrukturen von mehr als einem Typ einschließen, oder andere geeignete Antennen einschließen. Leitfähige Strukturen für die Antennen können, falls gewünscht, aus leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen gebildet werden.
Die leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen können leitfähige Gehäusestrukturen einschließen. Die Gehäusestrukturen können periphere Strukturen, wie beispielsweise periphere leitfähige Strukturen, beinhalten, die um die Peripherie der elektronischen Vorrichtung herum verlaufen. Die peripheren leitfähigen Strukturen können als eine Einfassung für eine plane Struktur wie beispielsweise eine Anzeige dienen, können als Seitenwandstrukturen für ein Vorrichtungsgehäuse dienen, können Abschnitte aufweisen, die von einem integralen planen Rückseitengehäuse nach oben verlaufen (um z. B. vertikale plane Seitenwände oder gebogene Seitenwände auszubilden), und/oder können 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 bzw. eines Antennenresonanzelements gebildet werden, das aus leitfähigen Gehäusestrukturen (z. B. internen bzw. externen Strukturen, Trägerplattenstrukturen, usw.) gebildet wird.
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, einen kabellosen Zugangspunkt, eine kabellose Basisstation, eine in einen Kiosk, ein Gebäude oder Fahrzeug eingebundene elektronische Vorrichtung oder jede 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 manchen Situationen können Teile des Gehäuses 12 aus dielektrischem oder anderem Material mit geringer Leitfähigkeit (z. B. Glas, Keramik, Plastik, Saphir) geformt 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 ein berührungsunempfindlicher Bildschirm sein. Die Rückseite des Gehäuses 12 (d. h. die der Vorderseite der Vorrichtung 10 gegenüberliegende Seite der Vorrichtung 10) kann eine hintere Gehäusewand (z. B. eine plane Gehäusewand) aufweisen. Die hintere Gehäusewand kann Schlitze aufweisen, die vollständig durch die hintere Gehäusewand hindurchgehen und somit Gehäusewandabschnitte (hintere Gehäusewandabschnitte und/oder Seitenwandabschnitte) des Gehäuses 12 voneinander trennen. Die hintere Gehäusewand kann leitfähige Abschnitte und/oder dielektrische Abschnitte aufweisen. Falls gewünscht, kann die hintere Gehäusewand eine plane Metallschicht beinhalten, die durch eine dünne Schicht oder Beschichtung aus Dielektrikum bedeckt ist, wie beispielsweise Glas, Kunststoff, Saphir oder Keramik. 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 können durch Öffnungen in der Deckschicht hindurchtreten. Die Deckschicht kann zudem weitere Öffnungen wie beispielsweise eine Öffnung für einen Lautsprecheranschluss 8 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, falls gewünscht, auch Seitenwandstrukturen für die Vorrichtung 10 ausbilden (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, gebildet sein und können deshalb manchmal als periphere leitfähige Gehäusestrukturen, leitfähige Gehäusestrukturen, periphere Metallstrukturen, periphere leitfähige Gehäuseseitenwandstrukturen, periphere leitfähige Gehäuseseitenwände, periphere leitfähige Seitenwände 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 gebildet sein. Eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr als sechs separate Strukturen können zur Erstellung der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 verwendet werden.
Es ist nicht notwendig, dass die peripheren Gehäusestrukturen 16 einen einheitlichen Querschnitt einschließen. Zum Beispiel kann der obere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 16, falls gewünscht, eine nach innen hervorstehende Lippe aufweisen, die hilft, die Anzeige 14 festzuhalten. 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 die andere geeignete Formen aufweisen können. In manchen Konfigurationen (z. B. wenn die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 als eine Einfassung für die Anzeige 14 dienen) können die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 um die Lippe des Gehäuses 12 herum verlaufen (d. h. die peripheren leitfähigen 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).
Falls 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 leitfähige Gehäuserückwand der Vorrichtung 10 aus einer planen Metallstruktur gebildet sein, und Abschnitte der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 auf den Seiten des Gehäuses 12 können als flache oder gekrümmte, sich vertikal erstreckende integrale Metallabschnitte der planen Metallstruktur gebildet 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 leitfähige 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 äußere Oberflächen 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 bedeckt sind, wie dünnen kosmetischen Schichten, Schutzbeschichtungen und/oder anderen Beschichtungsschichten, die dielektrische Materialien wie Glas, Keramik, Plastik oder sonstige Strukturen, die die Außenoberflächen der Vorrichtung 10 bilden und/oder dazu dienen, die Strukturen 16 und/oder die leitfähige Rückwand des Gehäuses 12 zu verbergen).
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 beispielsweise eine Anordnung kapazitiver Elektroden für einen Berührungssensor, leitfähige Leitungen zum Ansprechen von Pixelelementen, Treiberschaltungen usw. Das Gehäuse 12 kann interne leitfähige Strukturen einschließen beispielsweise Metallrahmenelemente und ein planares, leitfähiges Gehäuseelement (gelegentlich als Rückplatte bezeichnet), das die Wände des Gehäuses 12 überspannt (d. h. ein im Wesentlichen rechteckiges Blech aus einem oder mehreren Teilen, das zwischen gegenüberliegenden Seiten des Elements 16 angeschweißt oder anderweitig damit verbunden ist). Die Rückwand kann eine äußere Rückwand der Vorrichtung 10 bilden oder kann mit Schichten wie kosmetischen Schichten, Schutzbeschichtungen und/oder anderen Beschichtungen abgedeckt sein, die dielektrische Materialien wie Glas, Keramik, Kunststoff oder andere Strukturen beinhalten können, die die Außenflächen der Vorrichtung 10 bilden und/oder dazu dienen, die Rückwand vor dem Blick des Benutzers zu verbergen. Die Vorrichtung 10 kann auch leitfähige Strukturen, wie beispielsweise Leiterkarten, auf Leiterkarten montierte Komponenten und andere interne leitfähige Strukturen einschließen. Diese leitfähigen Strukturen, die bei der Bildung einer Massefläche in der Vorrichtung 10 verwendet werden können, können sich, zum Beispiel, unter den aktiven Bereich AA für Anzeige 14 erstrecken.
In den Bereichen 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 der Gehäuserückwand 12, leitfähigen Leitungen auf einer Leiterplatte, leitfähigen elektrischen Komponenten in der Anzeige 14 usw.). Diese Öffnungen, die manchmal als Spalten bezeichnet werden können, können mit Luft, Kunststoff und/oder anderen Dielektrika gefüllt sein und können auf Wunsch für die Gestaltung von Resonanzelementen für Schlitzantennen für eine oder mehrere Antennen in der Vorrichtung 10 verwendet werden.
Leitfähige Gehäusestrukturen und andere leitfähige Strukturen in der Vorrichtung 10 können als eine Massefläche für die Antennen in der Vorrichtung 10 dienen. Die Öffnungen in den Bereichen 20 und 22 können als Schlitze in offenen oder geschlossenen Schlitzantennen dienen, können als ein mittlerer dielektrischer Bereich dienen, der von einem leitenden 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-Antennen-Resonanzelement von der Masseplatte trennt, können zur Leistung eines parasitären Antennenelements beitragen oder können anderweitig als Teil von Antennenstrukturen dienen, die in den Bereichen 20 und 22 vorhanden sind. Falls gewünscht, kann die Masseplatte unter dem aktiven Bereich AA der Anzeige 14 bzw. andere Metallstrukturen in der Vorrichtung 10 Abschnitte aufweisen, die sich in Teile der Enden der Vorrichtung 10 hinein erstrecken (z. B. kann sich die Masse in Richtung der mit Dielektrika gefüllten Öffnungen in den Bereichen 20 und 22 erstrecken), wodurch die Schlitze in den Bereichen 20 und 22 eingeengt 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 leitfähigen Gehäusestrukturen 16 können mit peripheren Spaltstrukturen bereitgestellt werden. Zum Beispiel können periphere leitfähige Gehäusestrukturen 16 eine oder mehrere Spalte, wie beispielsweise in 1 dargestellte Spalte 18, aufweisen. Die Spalten in den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 können mit einem Dielektrikum, wie beispielsweise Polymer, Keramik, Glas, Luft, anderen dielektrischen Materialien oder Kombinationen dieser Materialien, gefüllt sein. Die Spalten 18 können die peripheren leitfähigen 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 Spalten 18), drei periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit drei der Spalten 18), vier periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit vier der Spalten 18 usw.) vorhanden sein, sechs periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit sechs Spalten 18) usw. Die Segmente der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16, die in dieser Weise gebildet werden, können Teile von Antennen in der Vorrichtung 10 bilden.
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 leitfähigen Gehäusestrukturen 16 erstrecken und können Antennenschlitze, Spalten 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 sowie eine oder mehrere untere Antennen aufweisen (als Beispiel). Eine obere Antenne kann zum Beispiel am oberen Ende der Vorrichtung 10 in Bereich 22 ausgebildet sein. Eine untere Antenne kann zum Beispiel am unteren Ende der Vorrichtung 10 in Bereich 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 interessante Kommunikationsbänder zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 Antennenstrukturen zum Unterstützen der Kommunikation eines lokalen Netzwerks, Sprach- und Daten-Mobiltelefonkommunikation, Kommunikation eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) oder anderer Satellitennavigationssystem-Kommunikation, Bluetooth®-Kommunikation usw. beinhalten.
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-LeseSpeicher, 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 Verarbeitungsschaltung 28 (hier gelegentlich als Steuerschaltung 28 bezeichnet) 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 Verarbeitungsschaltung 28 zur Implementierung von Übertragungsprotokollen verwendet werden. Übertragungsprotokolle, die unter Verwendung der Steuerschaltung 28 implementiert werden können, beinhalten Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (z. B. IEEE-802.11-Protokolle, die manchmal als WiFi® bezeichnet werden), Protokolle für andere drahtlose Nahfeld-Übertragungsverbindungen, wie beispielsweise das Bluetooth®-Protokoll, Mobiltelefonprotokolle, Protokolle mit mehreren Ein- und Ausgängen (multiple-input-multiple-output (MIMO-Protokolle)), Antennendiversitätsprotokolle, Nahfeld-Übertragungsprotokolle (NFC-Protokolle) usw.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 30 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um Daten an die Vorrichtung 10 zu übermitteln und Daten aus der Vorrichtung 10 für externe Vorrichtungen bereitzustellen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 berührungsempfindliche Bildschirme, Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Schaltflächen oder Tasten, Joysticks, Scroll-Räder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Schaltflächen, Lautsprecher, Statusanzeigen, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioportkomponenten, Vorrichtungen mit digitalem Datenport, Lichtsensoren, Positions- und Ausrichtungssensoren (z. B. Sensoren wie Beschleunigungsmesser, Gyroskope und Kompasse), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren (z. B. kapazitive Näherungssensoren, lichtbasierte Näherungssensoren), Fingerabdrucksensoren usw. einschließen.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 zum drahtlosen Kommunizieren mit externer Ausrüstung einschließen. Die Schaltlogik zur drahtlose Kommunikation 34 kann eine Hochfrequenz (HF)-Sendeempfänger-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 Schaltung für Funkübertragung 34 kann eine Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung 26 zur Nutzung verschiedener Funkfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltung 34 die Sendeempfänger-Schaltungen 36, 38 und 24 einschließen. Die Sendeempfänger-Schaltung 36 kann die 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder für WiFi® (IEEE 802.11)-Übertragungen oder die Übertragung in anderen Bändern für drahtlose lokale Netzwerke (WLAN) nutzen und das 2,4-GHz-Bluetooth®-Übertragungsband oder andere Wireless Personal Area Network (WPAN)-Bänder verwenden. Die Schaltung 34 kann eine Mobilfunk-Telefon-Sendeempfänger-Schaltung 38 zur Handhabung drahtloser Übertragung in Frequenzbereichen wie beispielsweise einem unteren Mobilfunkband (LB) von 600 bis 960 MHz, einem niedrigen mittleren Mobilfunkband (LMB) von 1410 bis 1510 MHz, einem mittleres Mobilfunkband (MB) von 1710 bis 2170 MHz, einem oberen Mobilfunkband (HB) von 2300 bis 2700 MHz, einem ultrahohen Mobilfunkband (UHB) von 3400 bis 3600 MHz oder anderen Übertragungsbändern zwischen 600 MHz und 4000 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen verwenden (als Beispiele).
Die Schaltlogik 38 kann Sprachdaten und Nicht-Sprachdaten abwickeln. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik 34 für drahtlose Kommunikation Schaltlogiken für andere drahtlose Verbindungen mit kurzer und langer Reichweite beinhalten. Beispielsweise kann die Funkübertragungsschaltung 34 eine 60 GHz-Sendeempfänger-Schaltung (z. B. Millimeterwellen-Sendeempfänger-Schaltung), eine Schaltung zum Empfangen von Fernseh- und Radiosignalen, Paging-System-Sendeempfänger, Nahfeldkommunikationsschaltungen (NFC-Schaltungen) usw. einschließen. Die Funkübertragungsschaltung 34 kann eine Empfängerausrüstung für das Global Positioning-System (GPS), wie beispielsweise die GPS-Empfängerschaltung 24 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 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.
Wie in 3 gezeigt, kann die Sendeempfänger-Schaltung 26 in der drahtlosen Übertragungsschaltung 34 mit den Antennenstrukturen 40 unter Verwendung von Pfaden wie beispielsweise einem Pfad 50 gekoppelt sein. Die Funkübertragungsschaltung 34 kann mit der Steuerschaltung 28 gekoppelt sein. 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 Antenne 40, mit der Fähigkeit bereitzustellen, interessante Übertragungsfrequenzen abzudecken, kann die Antenne 40 mit Schaltungen wie beispielsweise Filterschaltungen (z. B. einem oder mehreren passiven Filtern bzw. einer oder mehreren einstellbaren 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, kann die Antenne 40 mit anpassbaren Schaltungen, wie beispielsweise einstellbaren Komponenten 42, bereitgestellt werden, um die Antenne über interessante Übertragungsbänder abzustimmen. Die einstellbaren Komponenten 42 können Teil eines einstellbaren Filters oder eines einstellbaren Impedanzanpassungsnetzwerks sein, können Teil eines Antennenresonanzelements sein, können eine Lücke zwischen einem Antennenresonanzelement und einer Antennenmasse überspannen usw.
Die einstellbaren Komponenten 42 können einstellbare Induktivitäten, einstellbare Kondensatoren oder andere einstellbare Komponenten einschließen. Einstellbare 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, einstellbaren Filtern oder anderen geeigneten einstellbaren Strukturen beruhen. Während des Betriebs der Vorrichtung 10 kann die Steuerschaltung 28 auf einem oder mehreren Pfaden, wie beispielsweise dem Pfad 56, Steuersignale ausgeben, die Induktivitätswerte, Kapazitätswerte oder andere Parameter anpassen, die mit den einstellbaren Komponenten 42 verbunden sind, wodurch die Antenne 40 abgestimmt wird, um gewünschte Übertragungsbänder abzudecken. Antennenabstimmungskomponenten, die verwendet werden, um den Frequenzgang der Antenne 40 einzustellen, wie einstellbare Komponenten 42, können hierin manchmal als Antennenabstimmkomponenten, Abstimmkomponenten, Antennenabstimmelemente, Abstimmelemente, einstellbare Abstimmkomponenten, einstellbare Abstimmelemente oder einstellbare Komponenten bezeichnet werden.
Der Pfad 50 kann eine oder mehrere Übertragungsleitungen einschließen. Als ein Beispiel kann es sich bei dem Signalpfad 50 aus 3 um eine Übertragungsleitung mit einem positiven Signalleiter, wie beispielsweise der Leitung 52, und einem Massesignalleiter, wie beispielsweise der Leitung 54, handeln. Der Pfad 50 kann hierin manchmal als Übertragungsleitung 50 oder Funkfrequenz-Übertragungsleitung 50 bezeichnet werden. Die Leitung 52 kann hierin manchmal als positiver Signalleiter 52, Signalleiter 52, Signalleitungsleiter 52, Signalleitung 52, positive Signalleitung 52, Signalpfad 52 oder positiver Signalpfad 52 der Übertragungsleitung 50 bezeichnet werden. Die Leitung 54 kann hierin manchmal als Massesignalleiter 54, Masseleiter 54, Masseleitungsleiter 54, Masseleitung 54, Massesignalleitung 54, Massepfad 54 oder Massesignalpfad 54 der Übertragungsleitung 50 bezeichnet werden.
Die Übertragungsleitung 50 kann beispielsweise eine Koaxialkabel-Übertragungsleitung sein (z. B. kann der Masseleiter 54 als ein den Signalleitern 52 entlang seiner Länge umgebendes geerdetes leitendes Geflecht implementiert werden), eine Streifenleitungs-Übertragungsleitung, eine Mikrostripübertragungsleitung, koaxiale Sonden durch ein metallisiertes Kontaktloch, eine kantengekoppelte Mikrostripübertragungsleitung, eine kantengekoppelte Streifenleitungs-Übertragungsleitung, eine Wellenleiterstruktur (z. B. ein koplanarer Wellenleiter oder geerdeter koplanarer Wellenleiter), eine Kombinationen dieser Arten der Übertragung von Übertragungsleitungen bzw. anderen Übertragungsleitungsstrukturen, usw.
Die Übertragungsleitungen in der Vorrichtung 10, wie zum Beispiel die Übertragungsleitung 50, können in starren bzw. flexiblen Leiterplatten integriert sein. In einer geeigneten Anordnung können Übertragungsleitungen, wie etwa die Übertragungsleitung 50, auch Übertragungsleitungsleiter (z. B. Signalleiter 52 und Masseleiter 54) einschließen, die in mehrschichtige laminierte Strukturen integriert sind (z. B. Schichten aus einem leitenden Material wie etwa Kupfer und einem dielektrischen Material wie einem Harz, die ohne dazwischenliegenden Kleber zusammenlaminiert sind). Die mehrschichtigen laminierten Strukturen können, falls gewünscht, in mehreren Dimensionen (z. B. zwei oder drei Dimensionen) gefaltet oder gebogen sein und nach dem Biegen eine gebogene oder gefaltene Form beibehalten (z. B. können die mehrschichtigen laminierten Strukturen in eine bestimmte dreidimensionale Form gefalten werden, um andere Komponenten der Vorrichtung herumgelegt zu werden, und können steif genug sein, um ihre Form nach dem Falten beizubehalten, ohne durch Versteifungen oder andere Strukturen an ihrem Ort gehalten werden zu müssen). Alle der mehreren Schichten der laminierten Strukturen können chargenlaminiert werden (z. B. in einem einzigen Pressverfahren) ohne Klebstoff (z. B. im Gegensatz zum Durchführen mehrerer Pressprozesse, um mehrerer Schichten mit Klebstoff zusammenzulaminieren).
Ein Anpassungsnetzwerk (z. B. ein einstellbare Anpassungsnetzwerk, das aus einstellbaren Komponenten 42 gebildet wird) kann Komponenten wie Induktivitäten, Widerstände und Kondensatoren beinhalten, die beim Anpassen der Impedanz der Antenne 40 an die Impedanz der Übertragungsleitung 50 verwendet werden. 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 einstellbare und/oder feste Komponenten sein.
Die Übertragungsleitung 50 kann mit Antennenzuleitungsstrukturen gekoppelt sein, die der Antenne 40 zugeordnet sind. Als ein Beispiel kann die Antenne 40 eine invertierte F-Antenne, eine Schlitzantenne, eine invertierte F-Schlitz-Hybridantenne oder eine andere Antenne sein, die über eine Antennenzuleitung 44 mit einem positiven Antennenspeiseanschluss verfügt, wie beispielsweise einem Anschluss 46, und einem Masse-Antennenspeiseanschlussbilden, wie beispielsweise den Masse-Antennenspeiseanschluss 48. Die Signalleitung 52 kann mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46 gekoppelt sein, und die Masseleitung 54 kann mit dem Masse-Antennenspeiseanschluss 48 gekoppelt sein. Andere Typen von Antennenzuleitungsanordnungen können verwendet werden, falls gewünscht. Zum Beispiel kann die Antenne 40 unter Verwendung mehrerer Zuleitungen gespeist werden, von denen jede über eine entsprechende Übertragungsleitung mit einem entsprechenden Anschluss der Sendeempfänger-Schaltung 26 gekoppelt ist. Falls gewünscht, kann der Signalleiter 52 mit mehreren Orten auf der Antenne 40 gekoppelt sein (z. B. kann die Antenne 40 mehrere positive Antennenspeiseanschlüsse umfassen, die mit dem Signalleiter 52 derselben Übertragungsleitung 50 gekoppelt sind). Schalter können auf dem Signalleiter zwischen die Sendeempfänger-Schaltung 26 und den positiven Antennen-Speiseanschlüssen geschaltet sein, falls gewünscht (z. B. um einen oder mehrere positive Antennenspeiseanschlüsse zu jeder gegebenen Zeit selektiv zu aktivieren). Die veranschaulichende Zuleitungskonfiguration von 3 dient lediglich der Veranschaulichung.
Die Steuerschaltung 28 kann Informationen aus einem Näherungssensor, drahtlose Leistungsmetrikdaten wie die empfangene Signalstärke, Angaben über die Ausrichtung des Geräts von einem Ausrichtungssensor, Daten über die Gerätebewegung von einem Beschleunigungsmesser oder anderen bewegungserkennenden Sensoren, Informationen über ein Anwendungsszenario des Geräts 10 verwenden, sie kann Informationen, ob die Wiedergabe über den Lautsprecherport 8 (1) erfolgt, Informationen von einem oder mehreren Antennenimpedanzsensoren, Informationen zu den gewünschten Frequenzbändern zur Nutzung zur Übertragung bzw. sie kann andere Informationen verwenden, die feststellen, wann die Antenne 40 durch die Anwesenheit von benachbarten externen Objekten beeinflusst wird oder einer weiteren Abstimmung bedarf, verwenden. Als Reaktion kann die Steuerschaltung 28 eine einstellbare Induktivität, einen einstellbaren Kondensator, einen Schalter oder andere einstellbare Komponenten 42 einstellen, um sicherzustellen, dass die Antenne 40 wie gewünscht arbeitet. Anpassungen der einstellbaren Komponenten 42 können auch vorgenommen werden, um die Frequenzabdeckung der Antenne 40 zu erweitern (z. B. um die gewünschten Übertragungsbänder abzudecken, die sich über einen Bereich von Frequenzen erstrecken, der größer ist als derjenige, den die Antenne 40 ohne Abstimmung abdecken würde).
Die Antenne 40 kann Resonanzelementstrukturen (hierin manchmal als Abstrahlungselementstrukturen bezeichnet), Antennenmasseflächenstrukturen (hierin manchmal als Masseflächenstrukturen, Massestrukturen oder Antennenmassestrukturen bezeichnet), eine Antennenzuleitung wie beispielsweise den Zuleitungsanschluss 44 und andere Komponenten (z. B. die einstellbaren Komponenten 42) beinhalten. Die Antenne 40 kann dazu konfiguriert sein, beliebige geeignete Typen von Antennen zu bilden. In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal als ein Beispiel beschrieben ist, wird die Antenne 40 verwendet, um eine hybride umgekehrte F-Schlitzantenne zu implementieren, die Resonanzelemente sowohl von umgekehrten F-Antennen als auch von Schlitzantennen einschließt.
Falls gewünscht, können mehrere Antennen 40 in der Vorrichtung 10 gebildet werden. Jede Antenne 40 kann mit den jeweiligen Sendeempfänger-Schaltungen, wie beispielsweise der Sendeempfänger-Schaltung, 26 über entsprechende Übertragungsleitungen wie die Übertragungsleitung 50 gekoppelt sein. Falls gewünscht, können zwei oder mehr Antennen 40 die gleiche Übertragungsleitung 50 gemeinsam nutzen. 4 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Vorrichtung 10 mehrere Antennen 40 zum Durchführen drahtloser Kommunikationen beinhalten kann.
Wie in 4 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 zwei oder mehr Antennen 40 beinhalten, wie beispielsweise eine erste Antenne 40-1, eine zweite Antenne 40-2, eine dritte Antenne 40-3 und eine vierte Antenne 40-4. Antennen 40 können an verschiedenen Stellen innerhalb des Gehäuses 12 der Vorrichtung 10 bereitgestellt werden. Beispielsweise können die Antennen 40-1 und 40-2 innerhalb des Bereichs 22 an einem ersten (oberen) Ende des Gehäuses 12 gebildet sein, während die Antennen 40-3 und 40-4 innerhalb des Bereichs 20 an einem gegenüberliegenden zweiten (unteren) Ende des Gehäuses 12 gebildet sind. In dem Beispiel von 3 hat das Gehäuse 12 einen rechteckigen Umfang (z. B. einen Umfang mit vier Ecken), und jede Antenne 40 ist an einer jeweiligen Ecke des Gehäuses 12 ausgebildet. Dies dient lediglich zur Veranschaulichung, und im Allgemeinen können die Antennen 40 an jeder beliebigen gewünschten Stelle in der Vorrichtung 12 ausgebildet sein.
Der Funkschaltkreis 34 kann Eingangs-Ausgangs-Anschlüsse wie beispielsweise den Anschluss 60 als Schnittstelle zu digitalen Datenschaltungen in Steuerschaltungen (z. B. den Speicher- und Verarbeitungsschaltungen 28 aus 2) beinhalten. Die Funkübertragungsschaltung 34 kann Basisbandschaltungen wie den Basisband (BB)-Prozessor 62 und eine Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, wie beispielsweise die Sendeempfänger-Schaltung 26, beinhalten.
Der Port 60 kann digitale Daten von Steuerschaltungen empfangen, die von der Sendeempfänger-Schaltung 26 zu übertragen sind. Eingehende Daten, die von der Sendeempfänger-Schaltung 26 und dem Basisband-Prozessor 62 empfangen wurden, können der Steuerschaltung über den Port 60 zugeführt werden.
Die Sendeempfänger-Schaltung 26 kann einen oder mehrere Sender und einen oder mehrere Empfänger beinhalten. Beispielsweise kann die Sendeempfänger-Schaltung 26 mehrere drahtlose Remote-Sendeempfänger 38, wie einen ersten Sendeempfänger 38-1, einen zweiten Sendeempfänger 38-2, einen dritten Sendeempfänger 38-3 und einen vierten Sendeempfänger 38-4 (z. B. Sendeempfänger-Schaltungen zum Handhaben von Sprach- und Nicht-Sprach-Mobiltelefonkommunikationen in Mobiltelefonkommunikationsbändern) beinhalten. Jeder Sendeempfänger 38 kann mit einer entsprechenden Antenne 40 über eine dazugehörige Übertragungsleitung 50 (z. B. eine erste Übertragungsleitung 50-1, eine zweite Übertragungsleitung 50-2, eine dritte Übertragungsleitung 50-3 und eine vierte Übertragungsleitung 50-4) gekoppelt sein. Beispielsweise kann der erste Sendeempfänger 38-1 über die Übertragungsleitung 50-1 mit der Antenne 40-1 gekoppelt sein, der zweite Sendeempfänger 38-2 kann über die Übertragungsleitung 50-2 mit der Antenne 40-2 gekoppelt sein, der dritte Sendeempfänger 38-3 kann über die Übertragungsleitung 50-3 mit der Antenne 40-3 gekoppelt sein und der vierte Sendeempfänger 38-4 kann über die Übertragungsleitung 50-4 mit der Antenne 40-4 gekoppelt sein.
Funkfrequenz-Frontend-Schaltungen 58 können auf jeder Übertragungsleitung 50 zwischengeschaltet sein (z. B. kann eine erste Frontend-Schaltung 58-1 auf der Übertragungsleitung 50-1 zwischengeschaltet sein, eine zweite Frontend-Schaltung 58-2 kann auf der Übertragungsleitung 50-2 zwischengeschaltet sein, eine dritte Frontend-Schaltung 58-3 kann auf der Übertragungsleitung 50-3 zwischengeschaltet sein usw.). Die Frontend-Schaltungen 58 können jeweils schaltende Schaltungen, Filterschaltungen (z. B. Duplexer - bzw. Diplexerschaltungen, Sperrfilterschaltungen, Niederpassfilterchaltlogiken, Hochpassfilterchaltlogiken, Bandpassfilterschaltungen usw.), Impedanzanpassungsschaltungen zum Anpassen der Impedanz der Übertragungsleitungen 50 an die dazugehörige Antenne 40, Netzwerke aus aktiven bzw. passiven Komponenten, wie den einstellbaren Komponenten 42 aus 3, Funkfrequenzkopplungsschaltungen zum Erfassen von Antennenimpedanzmessungen, Verstärkerschaltungen (z. B. rauscharme Verstärker bzw. Leistungsverstärker) oder irgendeine andere gewünschte Funkfrequenzschaltung beinhalten. Falls gewünscht, können die Frontend-Schaltungen 58 Schaltkreise beinhalten, die so konfiguriert sind, dass sie die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 selektiv mit den unterschiedlichen jeweiligen Sendeempfängern 38-1, 38-2, 38-3 und 38-4 koppeln (z. B. so, dass jede Antenne Übertragungen für unterschiedliche Sendeempfänger 38 über die Zeit handhaben kann, basierend auf dem Zustand der Schaltkreise in den Frontend-Schaltungen 58). Falls gewünscht, können die Frontend-Schaltungen 58 Filterschaltungen (z. B. Duplexer bzw. Diplexer) beinhalten, die es der entsprechenden Antenne 40 ermöglichen, Radiofrequenzsignale gleichzeitig zu senden und zu empfangen (z. B. unter Verwendung eines Frequenzbereichduplex (FDD)-Systems). Die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können Funkfrequenzsignale in jeweiligen Zeitschlitzen senden und/oder empfangen, oder zwei oder mehr der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können Radiofrequenzsignale gleichzeitig senden und/oder empfangen. Allgemein kann jede gewünschte Kombination von Sendeempfängern 38-1, 38-2, 38-3 und 38-4 Radiofrequenzsignale unter Verwendung der entsprechenden Antenne 40 zu einer gegebenen Zeit senden und/oder empfangen. In einer geeigneten Anordnung kann jeder der Sendeempfänger 38-1, 38-2, 38-3 und 38-4 Funkfrequenzsignale empfangen, während ein gegebener Sendeempfänger 38-1, 38-2, 38-3 und 38-4 Funkfrequenzsignale zu einer gegebenen Zeit sendet.
Verstärkerschaltungen wie beispielsweise ein oder mehrere Leistungsverstärker können auf den Übertragungsleitungen 50 zwischengeschaltet sein bzw. innerhalb der Sendeempfänger-Schaltung 26 zum Verstärken von Funkfrequenzsignalen, die von Sendeempfängern 38 vor der Übertragung über die Antennen 40 ausgegeben werden, angeordnet sein. Verstärkerschaltungen, wie z. B. ein oder mehrere rauscharme Verstärker, können auf den Übertragungsleitungen 50 zwischengeschaltet sein bzw. innerhalb der Sendeempfänger-Schaltung 26 angeordnet sein, um Funkfrequenzsignale zu verstärken, die von den Antennen 40 empfangen werden, bevor die empfangenen Signale an die Sendeempfänger 38 übermittelt werden.
Im Beispiel aus 4 sind getrennte Frontend-Schaltungen 58 auf jeder Übertragungsleitung 50 ausgebildet. Dies ist lediglich veranschaulichend. Wenn gewünscht, können sich zwei oder mehr Übertragungsleitungen 50 die gleichen Frontend-Schaltungen 58 teilen (z. B. können die Frontend-Schaltungen 58 auf dem gleichen Substrat, Modul oder der gleichen integrierten Schaltung gebildet werden).
Jeder der Sendeempfänger 38 kann beispielsweise Schaltungen für das Umwandeln der vom Basisbandprozessor 62 über die Pfade 63 empfangenen Basisbandsignale in entsprechende Funkfrequenzsignale beinhalten. Zum Beispiel können die Sendeempfänger 38 jeweils Mischerschaltlogiken zum Aufwärtsumsetzen der Basisbandsignale in Funkfrequenzen vor der Übertragung über Antennen 40 beinhalten. Die Sendeempfänger 38 können einen Digital-Analog-Wandler (DAC) und/oder eine Analog/Digital-Wandler (ADC)-Schaltlogik zum Umwandeln von Signalen zwischen digitalen und analogen Domänen beinhalten. Jeder der Sendeempfänger 38 kann Schaltungen zum Umwandeln der von den Antennen 40 über die Übertragungsleitungen 50 empfangenen Funkfrequenzsignalen in entsprechende Basisbandsignale beinhalten. Zum Beispiel können die Sendeempfänger 38 jeweils Mischerschaltungen zum Abwärtsmodulieren der Funkfrequenzsignale in Basisbandfrequenzen beinhalten, bevor die Basisbandsignale über die Pfade 63 an den Basisbandprozessor 62 übermittelt werden.
Jeder Sendeempfänger 38 kann auf dem gleichen Substrat, der integrierten Schaltung oder dem gleichen Modul gebildet sein (z. B. kann die Sendeempfänger-Schaltung 26 ein Sendeempfänger-Modul mit einem Substrat oder einem integrierten Schaltkreis sein, auf dem jeder der Sendeempfänger 38 ausgebildet ist) oder zwei oder mehr Sendeempfänger 38 können auf separaten Substraten, integrierten Schaltungen oder Modulen gebildet sein. Der Basisbandprozessor 62 und die Frontend-Schaltungen 58 können auf demselben Substrat, derselben integrierten Schaltung oder demselben Modul wie die Sendeempfänger 38 ausgebildet sein oder können auf separaten Substraten, integrierten Schaltungen oder Modulen als die Sendeempfänger 38 ausgebildet sein. In einer anderen geeigneten Anordnung kann, falls erwünscht, die Sendeempfänger-Schaltung 26 einen einzigen Sendeempfänger 38 mit vier Anschlüssen enthalten, von denen jeder mit einer jeweiligen Übertragungsleitung 50 gekoppelt ist. Jeder Sendeempfänger 38 kann Sender- und Empfängerschaltlogiken zum Senden und Empfangen von Funkfrequenzsignalen beinhalten. In einer anderen geeigneten Anordnung können ein oder mehrere Sendeempfänger 38 nur eine Signalübertragung oder einen Signalempfang durchführen (z. B. können eine oder mehrere der Schaltlogiken 38 ein dedizierter Sender oder dedizierter Empfänger sein).
In dem Beispiel von 4 können die Antennen 40-1 und 40-4 einen größeren Raum einnehmen (z. B. einen größeren Bereich oder ein größeres Volumen innerhalb der Vorrichtung 10) als die Antennen 40-2 und 40-3. Dies kann es den Antennen 40-1 und 40-4 ermöglichen, Kommunikationen bei längeren Wellenlängen (d. h. niedrigeren Frequenzen) als die Antennen 40-2 und 40-3 zu unterstützen. Dies ist lediglich veranschaulichend und, falls gewünscht, kann jede der Antennen 40-1, 40-2, 40-3, und 40-4 das gleiche Volumen besetzen oder kann unterschiedliche Volumina besetzen. Die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können konfiguriert sein, um Funkfrequenzsignale in mindestens einem gemeinsamen Frequenzband zu übermitteln. Falls gewünscht, können eine oder mehrere der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 Funkfrequenzsignale in mindestens einem Frequenzband handhaben, das nicht durch eine oder mehrere der anderen Antennen in der Vorrichtung 10 abgedeckt ist.
Falls gewünscht, können jede Antenne 40 und jeder Sendeempfänger 38 Funkfrequenzkommunikationen in mehreren Frequenzbändern (z. B. mehreren Mobiltelefonkommunikationsbändern) handhaben. Zum Beispiel können der Sendeempfänger 38-1, die Antenne 40-1, der Sendeempfänger 38-4 und die Antenne 40-4, hochfrequente Signale in einem ersten Frequenzband wie einem unteren Mobilfunkband zwischen 600 und 960 MHz, in einem zweiten Frequenzband wie einem niedrigen mittleren Mobilfunkband zwischen 1410 und 1510 MHz, einem dritten Frequenzband wie einem mittleren Mobilfunkband zwischen 1700 und 2200 MHz, einem vierten Frequenzband wie einem oberen Mobilfunkband zwischen 2300 und 2700 MHz bzw. einem fünften Frequenzband wie einem ultrahohen Mobilfunkband zwischen 3400 und 3600 MHz bewältigen. Der Sendeempfänger 38-2, die Antenne 40-2, der Sendeempfänger 38-3 und die Antenne 40-3 können Radiofrequenzsignale in einigen oder allen diesen Bändern handhaben (z. B. in Szenarien, in denen das Volumen der Antennen 40-3 und 40-2 groß genug ist, um Frequenzen im unteren Frequenzband zu unterstützen).
Das Beispiel in 4 ist lediglich veranschaulichend. Im Allgemeinen können die Antennen 40 jedes gewünschte Frequenzband abdecken. Die Sendeempfängerschaltung 26 kann andere Sendeempfängerschaltungen beinhalten, wie beispielsweise eine oder mehrere Schaltungen 36 oder 24 aus 2, die mit einer oder mehreren Antennen 40 gekoppelt sind. Das Gehäuse 12 kann jede gewünschte Form aufweisen. Die Antennen 40 können an beliebigen Stellen innerhalb des Gehäuses 12 ausgebildet sein. Das Bilden jeder Antenne 40-1 bis 40-4 an unterschiedlichen Ecken des Gehäuses 12 kann zum Beispiel die Mehrpfadeausbreitung von drahtlosen Daten maximieren, die durch die Antennen 40 übermittelt werden, um den Gesamtdatendurchsatz für die Funkübertragungsschaltung 34 zu optimieren.
Beim Betrieb unter Verwendung einer einzelnen Antenne 40 kann ein einzelner Datenstrom von drahtlosen Daten zwischen der Vorrichtung 10 und externer Kommunikationsausrüstung (z. B. einer oder mehreren anderen drahtlosen Vorrichtungen, wie drahtlosen Basisstationen, Zugangspunkten, Mobiltelefonen, Computern usw.) übertragen werden. Dies kann eine Obergrenze für die Datenrate (Datendurchsatz) auferlegen, die durch die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 in Verbindung mit der externen Kommunikationsausrüstung erreichbar ist. Da die Komplexität von Software-Anwendungen und anderen Vorrichtungsvorgängen im Laufe der Zeit zunimmt, nimmt die Menge an Daten, die zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Kommunikationsausrüstung übertragen werden muss, üblicherweise derart zu, dass eine einzelne Antenne 40 möglicherweise nicht dazu in der Lage ist, einen ausreichenden Datendurchsatz zum Abwickeln der gewünschten Vorrichtungsvorgänge bereitzustellen.
Um den Gesamtdatendurchsatz der drahtlosen Übertragungsschaltung 34 zu erhöhen, können mehrere Antennen 40 unter Verwendung eines Mehrfacheingangs- und Mehrfachausgangs-(MIMO)-Systems betrieben werden. Beim Betrieb unter Verwendung eines MIMO-Systems können zwei oder mehrere Antennen 40 an der Vorrichtung 10 verwendet werden, um mehrere unabhängige Ströme von drahtlosen Daten auf denselben Frequenzen zu übermitteln. Dies kann den Gesamtdatendurchsatz zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Kommunikationsausrüstung bezogen auf Szenarien, in denen nur eine einzelne Antenne 40 verwendet wird, erheblich erhöhen. Im Allgemeinen gilt, dass je größer die Anzahl der Antennen 40 ist, die zum Übertragen von drahtlosen Daten im MIMO-Modus verwendet werden, der Gesamtdurchsatz der Schaltung 34 umso größer wird.
Um drahtlose Kommunikationen unter einem MIMO-Schema durchzuführen, müssen die Antennen 40 Daten auf denselben Frequenzen übertragen. Falls gewünscht, kann die Funkübertragungsschaltung 34 so genannte Zweistrom-(2X)-MIMO-Vorgänge (hierin manchmal als 2X-MIMO-Übertragungen oder Übertragungen unter Verwendung eines 2X-MIMO-Modus bezeichnet) durchführen, in denen zwei Antennen 40 verwendet werden, um zwei unabhängige Ströme von Funkfrequenzsignalen auf derselben Frequenz zu übertragen. Die Funkübertragungsschaltung 34 kann so genannte Vierstrom-(4X)-MIMO-Vorgänge (hierin manchmal als 4X-MIMO-Übertragungen oder Übertragungen unter Verwendung eines 4X-MIMO-Modus bezeichnet) durchführen, in denen vier Antennen 40 verwendet werden, um vier unabhängige Ströme von Funkfrequenzsignalen auf derselben Frequenz zu übertragen. Das Durchführen von 4X-MIMO-Vorgängen kann einen höheren Gesamtdatendurchsatz als 2X-MIMO-Vorgänge unterstützen, weil 4X-MIMO-Vorgänge vier unabhängige drahtlose Datenströme beinhalten, während 2X-MIMO-Vorgänge nur zwei unabhängige drahtlose Datenströme beinhalten. Falls gewünscht, können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 die 2X MIMO-Vorgänge in einigen Frequenzbändern durchführen und können 4X MIMO-Vorgänge in anderen Frequenzbändern durchführen (z. B. abhängig davon, welche Bänder durch welche Antennen gehandhabt werden). Falls gewünscht, können, zum Beispiel, die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 die 2X MIMO-Vorgänge auf einigen Bändern gleichzeitig mit dem Durchführen von 4X MIMO-Vorgängen auf anderen Bändern durchführen.
Als ein Beispiel können die Antennen 40-1 und 40-4 (und die entsprechenden Sendeempfänger 38-1 und 38-4) 2X-MIMO-Vorgänge durchführen, indem Funkfrequenzsignale mit derselben Frequenz im unteren Mobilfunkband (LB) zwischen 600 MHz und 960 MHz übermitteln werden. Gleichzeitig können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 zusammen 4X-MIMO-Vorgänge durchführen, indem Funkfrequenzsignale mit der gleichen Frequenz in einem mittleren Mobilfunkband(MB) zwischen 1700 und 2200 MHz bzw. bei derselben Frequenz im oberen Mobilfunkband (HB) zwischen 2300 und 2700 MHz übermittelt werden (z. B. können die Antennen 40-1 und 40-4 im unteren Mobilfunkband 2X-MIMO-Vorgänge durchführen, während sie gleichzeitig 4X-MIMO-Vorgänge im mittleren bzw. oberen Band durchführen). Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen kann jede gewünschte Anzahl von Antennen verwendet werden, um beliebige MIMO-Operationen in beliebigen Frequenzbändern durchzuführen.
Falls gewünscht, können die Antennen 40-1 und 40-2 schaltende Schaltlogik beinhalten, die durch eine Steuerschaltlogik (z. B. die Steuerschaltlogik 28 von 3) angepasst werden. Die Steuerschaltung 28 kann die schaltenden Schaltungen in den Antennen 40-1 und 40-2 ansteuern, um die Antennenstrukturen in den Antennen 40-1 und 40-2 dazu zu konfigurieren, eine einzige Antenne 40U im Bereich 22 der Vorrichtung 10 zu bilden. Ebenso können die Antennen 40-3 und 40-4 schaltende Schaltlogiken beinhalten, die durch die Steuerschaltlogik 28 angepasst werden. Die Steuerschaltung 28 kann die schaltenden Schaltungen in den Antennen 40-3 und 40-4 so ansteuern, dass diese eine einzige Antenne 40L (z. B. eine Antenne 40L, welche die Antennenstrukturen von den Antennen 40-3 und 40-4 beinhaltet) im Bereich 20 der Vorrichtung 10 bilden. Die Antenne 40U kann, zum Beispiel, an einem oberen Ende des Gehäuses 12 gebildet sein und kann daher manchmal hierin als obere Antenne 40U bezeichnet werden. Die Antenne 40L kann an einem gegenüberliegenden unteren Ende des Gehäuses 12 gebildet sein und kann daher manchmal hierin als untere Antenne 40L bezeichnet werden. Wenn die Antennen 40-1 und 40-2 dazu konfiguriert sind, die obere Antenne 40U zu bilden, und die Antennen 40-3 und 40-4 dazu konfiguriert sind, die untere Antenne 40L zu bilden, kann die Funkübertragungsschaltung 34 2X-MIMO-Vorgänge unter Verwendung der Antennen 40U und 40L auf jedem gewünschten Frequenzband durchführen. Falls gewünscht, kann die Steuerschaltung 28 die schaltende Schaltung über die Zeit umschalten, um die Funkübertragungsschaltung 34 zwischen einem ersten Modus, in dem die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Frequenzband und 4X-MIMO-Vorgänge im mittleren bzw. oberen Band durchführen, und einem zweiten Modus, in dem die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 dazu ausgebildet sind, die Antennen 40U und 40L zu bilden, die 2X-MIMO-Vorgänge in allen gewünschten Frequenzbändern ausführen, umzuschalten.
Falls gewünscht, kann die drahtlose Kommunikationsschaltlogik 34 drahtlose Daten mit mehreren Antennen auf einer oder mehreren externen Vorrichtungen (z. B. mehreren drahtlosen Basisstationen) in einem System übermitteln, das manchmal als Trägeraggregation bezeichnet wird. Bei Betrieb unter Verwendung eines Trägeraggregationssystems kann dieselbe Antenne 40 Radiofrequenzsignale mit mehreren Antennen (z. B. Antennen auf verschiedenen drahtlosen Basisstationen) bei unterschiedlichen jeweiligen Frequenzen (manchmal hierin als Trägerfrequenzen, Kanäle, Trägerkanäle oder Träger bezeichnet) übermitteln. Zum Beispiel kann die Antenne 40-1 Funkfrequenzsignale von einer ersten Basis-Funkstation mit einer ersten Frequenz, von einer zweiten Basis-Funkstation mit einer zweiten Frequenz und von einer dritten Basisstation mit einer dritten Frequenz empfangen. Die bei unterschiedlichen Frequenzen empfangenen Signale können gleichzeitig verarbeitet werden (z. B. durch den Sendeempfänger 38-1), um die Kommunikationsbandbreite des Sendeempfängers 38-1 zu erhöhen, wodurch die Datenrate des Sendeempfängers 38-1 erhöht wird. Ähnlich können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3, und 40-4 eine Trägeraggregation bei zwei, drei, oder mehr als drei Frequenzen in beliebigen Frequenzbereichen durchführen. Dies dient zur weiteren Erhöhung des gesamten Datendurchsatzes von Funkübertragungsschaltungen 34 relativ zu den Szenarien, in denen keine Trägeraggregation durchgeführt wird. Zum Beispiel kann der Datendurchsatz der Schaltung 34 für jede verwendete Trägerfrequenz (z. B. für jede Basis-Funkstation, die mit jeder der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 kommuniziert) ansteigen.
Durch Ausführen von Übertragungen unter Verwendung sowohl eines MIMO-Systems als auch eines Trägeraggregationssystems kann der Datendurchsatz der Funkübertragungsschaltungen 34 sogar größer sein als in Szenarien, in denen entweder ein MIMO-System oder ein Trägeraggregationssystem verwendet wird. Der Datendurchsatz der Schaltung 34 kann zum Beispiel für jede Trägerfrequenz, die von den Antennen 40 verwendet wird, ansteigen (z. B. kann jede Trägerfrequenz 40 Megabit pro Sekunde (Mb/s) oder einen anderen Durchsatz zum Gesamtdurchsatz der Übertragungsschaltung 34 beitragen). Als ein Beispiel können die Antennen 40-1 und 40-4 eine Trägeraggregation über drei Frequenzen innerhalb jedes der unteren, mittleren und oberen Mobilfunkbänder durchführen, und die Antennen 40-3 und 40-4 können eine Trägeraggregation über drei Frequenzen innerhalb jedes der Bänder mittleres und oberes Frequenzband durchführen. Gleichzeitig können die Antennen 40-1 und 40-4 die 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Mobilfunkband durchführen, und die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können die 4X-MIMO-Vorgänge entweder im mittleren Mobilfunkband oder dem oberen Mobilfunkband durchführen. In diesem Szenario kann die Funkübertragungsschaltung 34 mit einem beispielhaften Durchsatz von 40 Mb/s pro Trägerfrequenz einen Durchsatz von ungefähr 960 Mb/s erreichen. Wenn 4X-MIMO-Vorgänge sowohl im mittleren Mobilfunkband als auch dem oberen Mobilfunkband durch die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 ausgeführt werden, kann die Schaltung 34 einen noch größeren Durchsatz von ungefähr 1200 Mb/s erreichen. Mit anderen Worten kann der Datendurchsatz der drahtlosen Übertragungsschaltung 34 von den 40 Mb/s, die mit der Übermittlung von Signalen einer einzelnen Frequenz mit einer einzelnen Antenne verbunden sind, auf ungefähr 1 Gigabit pro Sekunde (Gb/s) erhöht werden, indem Übertragungen unter Verwendung von MIMO- und Trägeraggregationssystemen unter Verwendung von vier Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 durchgeführt werden.
Diese Beispiele sind lediglich veranschaulichend, und falls gewünscht, kann eine Trägeraggregation in weniger als drei Trägern pro Band durchgeführt werden, kann über verschiedene Bänder durchgeführt werden oder kann für eine oder mehrere der Antennen 40-1 bis 40-4 wegfallen. Das Beispiel in 4 ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, können die Antennen 40 jede gewünschte Anzahl von Frequenzbändern bei beliebigen Frequenzen abdecken. Mehr als vier Antennen 40 oder weniger als vier Antennen 40 können, falls gewünscht, MIMO - und/oder Trägeraggregationsvorgänge bei Nicht-Nahfeld-Kommunikationsfrequenzen durchführen.
Die Antennen 40 können Schlitzantennenstrukturen, invertierte F-Antennenstrukturen (z. B. planare und nicht planare invertierte F-Antennenstrukturen), Schleifenantennenstrukturen, Kombinationen dieser oder andere Antennenstrukturen beinhalten. Eine beispielhafte invertierte F-Antennenstruktur ist in 5 gezeigt.
Bei der Verwendung einer invertierten F-Antennenstruktur 40 wie in 5 gezeigt, kann die Antenne 50 ein Antennenresonanzelement 64 (hierin manchmal als Antennenabstrahlungselement 64 bezeichnet) und eine Antennenmasse 74 (hierin manchmal als Massefläche 74 oder Masse 74 bezeichnet) aufweisen. Das Antennenresonanzelement 64 kann einen Hauptresonanzelementarm, wie beispielsweise einen Resonanzelementarm 66, aufweisen. Die Länge des Resonanzelementarms 66 kann so gewählt werden, dass die Antenne 40 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz zeigt. Zum Beispiel kann die Länge des Resonanzelementarms 66 (oder ein Zweig des Resonanzelementarms 66) ein Viertel einer Wellenlänge bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für die Antenne 40 betragen. Die Antenne 40 kann auch Resonanzen bei Oberwellenfrequenzen zeigen. Falls gewünscht, können Schlitzantennenstrukturen oder andere Antennenstrukturen in eine invertierte F-Antenne, wie beispielsweise die Antenne 40 aus 5 eingebaut werden (z. B. um den Antennenfrequenzgang in einem oder mehreren Übertragungsbändern zu verbessern).
Der Resonanzelementarm 66 kann durch einen Rückkopplungspfad 68 mit der Masse 74 gekoppelt sein. Eine Antennenzuleitung 44 kann den positiven Antennenzuleitungsanschluss 46 und den Masse-Antennenzuleitungsanschluss 48 beinhalten und zwischen dem Resonanzelementarm 66 und der Antennenmasse 74 parallel zum Rückkopplungspfad 68 verlaufen. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 mehr als einen einzigen Resonanzelementarmzweig aufweisen (um z. B. mehrere Frequenzresonanzen zu erzeugen, um einen Betrieb in mehreren Übertragungsbändern zu unterstützen) oder kann andere Antennenstrukturen aufweisen (z. B. parasitäre Antennenresonanzelemente, einstellbare Komponenten, um eine Antennenabstimmung zu unterstützen usw.). Zum Beispiel kann der Resonanzelementarm 66 linke und rechte Zweige umfassen, die sich von der Antennenspeisung 44 und dem Rückkopplungspfad 68 nach außen erstrecken. Auf Wunsch können mehrere Zuleitungen verwendet werden, um Antennen wie die Antenne 40 zu speisen. Der Resonanzelementarm 66 kann einem beliebigen gewünschten Pfad mit einer beliebigen gewünschten Form folgen (z. B. gekrümmte bzw. gerade Strecken, mäanderförmige Pfade usw.).
Falls gewünscht, kann die Antenne 40 eine oder mehrere einstellbare Schaltungen (z. B. einstellbare Komponenten 42 aus 3) einschließen, die mit dem Resonanzelementarm 66, gekoppelt sind. Wie in 5 gezeigt, können die einstellbaren Komponenten, wie beispielsweise die einstellbare Induktivität 70, zwischen Antennenresonanzelement-Armstrukturen in der Antenne 40, wie beispielsweise dem Resonanzelementarm 66 und der Antennenmasse 74, gekoppelt sein (d. h. die einstellbare Induktivität 70 kann den Spalt zwischen dem Resonanzelementarm 66 und der Antennenmasse 74 überbrücken). Die einstellbare Induktivität 70 kann einen Induktivitätswert aufweisen, der entsprechend des Steuersignals 72 vom Steuerschaltkreis 28 zur einstellbaren Induktivität 70 eingestellt wird (3). Die Antenne 40 kann eine Hybridantenne sein, die ein oder mehrere Schlitzelemente enthält. Wie in 6 gezeigt, kann die Antenne 40 zum Beispiel auf einer Schlitzantennenkonfiguration mit einer Öffnung, wie beispielsweise einem Schlitz 76 basieren, der innerhalb von leitfähigen Strukturen, wie beispielsweise der Antennenmasse 74, ausgebildet ist. Der Schlitz 76 kann mit Luft, Kunststoff bzw. einem anderen Dielektrikum gefüllt sein. Die Form des Schlitzes 76 kann gerade sein oder eine oder mehrere Biegungen aufweisen (d. h. der Schlitz 76 kann eine längliche Form aufweisen, die einem mäandrierenden Pfad folgt). Die Speiseanschlüsse 48 und 46 können sich zum Beispiel auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 76 befinden (z. B. auf gegenüberliegenden Längsseiten). Der Schlitz 76 kann hierin manchmal als Schlitzelement 76, Schlitzantennen-Resonanzelement 76, abstrahlendes Schlitzantennenelement 76 oder abstrahlendes Schlitzelement 76 bezeichnet werden. Schlitzbasierte Resonanzelemente, wie beispielsweise der Schlitz 76 aus 6, können eine Antennenresonanz bei Frequenzen entstehen lassen, bei denen die Wellenlänge des Antennensignals ungefähr gleich dem Umfang des Schlitzes ist. In schmalen Schlitzen ist die Resonanzfrequenz des Schlitzes 76 Signalfrequenzen zugeordnet, bei denen die Schlitzlänge ungefähr gleich einer halben Betriebswellenlänge ist.
Das Frequenzverhalten der Antenne 40 kann unter Verwendung von einer oder mehreren Abstimmkomponenten (z. B. den Abstimmkomponenten 42 aus 3) abgestimmt werden. Diese Komponenten können Anschlüsse besitzen, die mit gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 76 gekoppelt sind (d. h. die einstellbaren Komponenten können den Schlitz 76 überbrücken). Falls gewünscht, können einstellbare Komponenten Anschlüsse aufweisen, die mit jeweiligen Stellen entlang der Länge einer der Seiten des Schlitzes 76 gekoppelt sind. Kombinationen dieser Anordnungen können ebenfalls verwendet werden. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 eine hybride umgekehrte F-Schlitzantenne sein, die Resonanzelemente des sowohl in 5 als auch in 6 gezeigten Typs einschließt (z. B. mit Resonanzen, die sowohl durch einen Resonanzelementarm, wie den Resonanzelementarm 66 aus 5, als auch durch einen Schlitz, wie den Schlitz 76 aus 6) hervorgerufen werden.
Das Beispiel aus 6 ist lediglich veranschaulichend. Im Allgemeinen kann der Schlitz 76 jede gewünschte Form haben (z. B. Formen mit geraden bzw. gekrümmten Kanten), kann einem mäanderförmigen Pfad folgen, usw. Auf Wunsch kann der Schlitz 76 ein offener Schlitz mit einem oder mehreren Enden sein, die frei von leitfähigem Material sind (z. B. wenn sich der Schlitz 76 durch eine oder mehrere Seiten der Antennenmasse 74 erstreckt). Der Schlitz 76 kann zum Beispiel eine Länge haben, die ungefähr gleich einem Viertel der Wellenlänge des Betriebs in diesen Szenarien ist.
Eine Innen-Draufsicht eines veranschaulichenden Abschnitts der Vorrichtung 10, welche die Antennen 40-4 und 40-3 aus 4 umfasst, ist in 7 gezeigt. Im Beispiel aus 7 werden die Antennen 40-3 und 40-4 jeweils unter Verwendung von hybriden Schlitz-invertierten F-Antennenstrukturen gebildet, die Resonanzelemente der in 5 und 6 gezeigten Typen umfassen.
Wie in 7 gezeigt, können die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 durch dielektrisch gefüllte Spalte 18 (z. B. Kunststoffspalte) segmentiert werden, wie beispielsweise einen ersten Spalt 18-1, einen zweiten Spalt 18-2 und einen dritten Spalt 18-3. Jeder der Spalte 18-1, 18-2 und 18-3 kann innerhalb der peripheren Strukturen 16 entlang jeweiliger Seiten der Vorrichtung 10 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Spalt 18-1 an einer ersten Seite des Vorrichtung 10 ausgebildet sein und ein erstes Segment 16-1 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 von einem zweiten Segment 16-2 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 trennen. Der Spalt 18-3 kann auf einer zweiten Seite der Vorrichtung 10 ausgebildet sein und kann das zweite Segment 16-2 von einem dritten Segment 16-3 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 trennen. Der Spalt 18-2 kann auf einer dritten Seite der Vorrichtung 10 ausgebildet sein und das dritte Segment 16-3 von einem vierten Segment der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 trennen.
Das Resonanzelement für die Antenne 40-4 kann einen invertierten F-Antennenresonanz-Elementarm (z. B. den Resonanzelementarm 66 aus 5) umfassen, der aus dem Segment 16-3 gebildet wird. Das Resonanzelement für die Antenne 40-3 kann einen invertierten F-Antennenresonanz-Elementarm umfassen, der aus dem Segment 16-2 gebildet wird. Luft bzw. ein anderes Dielektrikum kann den Schlitz 76 zwischen den Armsegmenten 16-2 und 16-3 und den Massestrukturen 78 füllen.
Die Massestrukturen 78 können eine oder mehrere planare Metallschichten enthalten, wie eine Metallschicht, die dazu verwendet wird, eine hintere Gehäusewand für die Vorrichtung 10 zu bilden, eine Metallschicht, die eine interne Trägerstruktur für die Vorrichtung 10 bildet, oder leitende Pfade auf einer gedruckten Leiterplatte bzw. irgendwelche anderen gewünschten leitenden Schichten in der Vorrichtung 10. Massestrukturen 78 können sich von Segment 16-1 zu Segment 16-4 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 erstrecken. Die Massestrukturen 78 können unter Verwendung von leitfähigem Klebstoff, Lot, Schweißnähten, leitenden Schrauben, leitenden Stiften bzw. anderen gewünschten leitenden Verbindungsstrukturen mit den Segmenten 16-1 und 16-4 gekoppelt werden. Falls gewünscht, können die Massestrukturen 78 und die Segmente 16-1 und 16-4 aus verschiedenen Abschnitten einer einzelnen integralen leitfähigen Struktur (z. B. eines leitfähigen Gehäuses für Vorrichtung 10) ausgebildet werden.
Die Massestrukturen 78 müssen nicht auf eine einzige Ebene beschränkt sein und können, falls gewünscht, mehrere Schichten in unterschiedlichen Ebenen oder nichtplanare Strukturen einschließen. Die Massestrukturen 78 können leitende (z. B. geerdete) Abschnitte anderer elektrischer Komponenten innerhalb der Vorrichtung 10 einschließen. Zum Beispiel können die Massestrukturen 78 leitende Abschnitte der Anzeige 14 (1) einschließen. Leitfähige Abschnitte der Anzeige 14 können einen Metallrahmen für die Anzeige 14, eine Metallrückplatte für die Anzeige 14, Abschirmschichten oder Abschirmdosen in Anzeige 14, Pixelschaltungen in Anzeige 14, Berührungssensorschaltungen (z. B. Berührungssensorelektroden) auf Anzeige 14 oder zur Montage der Anzeige 14 am Gehäuse für die Vorrichtung 10 enthalten.
Die Massestrukturen 78 und die Segmente 16-1 und 16-4 können Teile der Antennenmasse 74 (5 und 6) für die Antennen 40-3 und 40-4 bilden. Wenn gewünscht, kann der Schlitz 76 dazu konfiguriert sein, Schlitzantennen-Resonanzelementstrukturen zu bilden, die zur Gesamtleistung der Antennen 40-3 bzw. 40-4 beitragen. Der Schlitz 76 kann sich vom Spalt 18-1 zum Spalt 18-2 erstrecken (z. B. können die Enden des Schlitzes 76, die manchmal als offene Enden bezeichnet werden können, durch die Spalte 18-1 und 18-2 gebildet werden). Der Schlitz 76 kann eine längliche Form haben, die eine beliebige geeignete Länge (z. B. etwa 4-20 cm, mehr als 2 cm, mehr als 4 cm, mehr als 8 cm, mehr als 12 cm, weniger als 25 cm, weniger als 10 cm usw.) und jede geeignete Breite aufweist (z. B. ungefähr 2 Millimeter, weniger als 2 Millimeter, weniger als 3 Millimeter, weniger als 4 Millimeter, 1-3 Millimeter usw.). Der Spalt 18-3 kann kontinuierlich mit einem Teil des Schlitzes 76 entlang der Längsachse des längsten Abschnitts des Schlitzes 76 sein und senkrecht zu diesem verlaufen (z. B. der Abschnitt des Schlitzes 76, der sich parallel zur X-Achse aus 7 erstreckt). Falls gewünscht, kann der Schlitz 76 vertikale Abschnitte einschließen, die sich parallel zur Längsachse 82 (z. B. der Y-Achse in 7) und über die Spalte 18-1 und 18-2 erstrecken.
Wie in 7 gezeigt ist, kann ein Abschnitt 80 der Massestrukturen 78 in den Schlitz 76 in Richtung des Segmentes 16-3 hineinragen. Abschnitt 80 der Massestrukturen 78 (manchmal hierin als Vorsprung 80, Massevorsprung 80, Verlängerung 80, oder Masseverlängerung 80 bezeichnet) kann sich näher am Segment 16-3 befinden als andere Abschnitte der Massestrukturen 78 (z. B. kann sich eine Masseverlängerung 80 parallel zur Längsachse 82 hin zu Segment 16-3 erstrecken). Die Masseverlängerung 80 kann zum Beispiel Komponenten für die Anzeige 14 aus 1 unterstützen (z. B. Komponenten, die einem aktiven Bereich AA der Anzeige 14 erlauben, sich im Wesentlichen über die gesamte Vorderseite der Vorrichtung 10 zu erstrecken). Falls erwünscht, kann die Masseverlängerung 80 eine verteilte Kapazität mit dem Segment 16-3 bilden, die das Frequenzverhalten der Antenne 40-4 einstellt.
Der Schlitz 76 kann mit einem Dielektrikum, wie beispielsweise Luft, Kunststoff, Keramik oder Glas, gefüllt sein. Beispielsweise kann Kunststoff in Abschnitte des Schlitzes 76 eingeführt werden, und dieser Kunststoff kann bündig mit der Außenseite des die Vorrichtungsgehäuses 10 abschließen. Das dielektrische Material im Schlitz 76 kann, falls erwünscht, an der Außenseite des Gehäuses 12 bündig mit dem dielektrischen Material in den Spalten 18-1, 18-2 und 18-3 abschließen. Das Beispiel in 7, im die Antennen 76 eine U-Form aufweisen, ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, kann der Schlitz 76 jede andere gewünschte Form haben (z. B. eine rechteckige Form, mäanderförmige Formen mit gekrümmten bzw. geraden Kanten, usw.).
Im Allgemeinen kann es wünschenswert sein, mehrere Frequenzbänder unter Verwendung der Antenne 40-4 zu unterstützen (z. B. unter Verwendung eines MIMO-Modus mit den anderen Antennen in der Vorrichtung 10 zur Maximierung der Datenübertragungsrate für die Funkübertragungsschaltung 34 aus 2). Zum Beispiel kann die Antenne 40-4 Übertragungen in einem unteren Mobilfunkband, einem unteren mittleren Mobilfunkband, einem oberen Mobilfunkband bzw. einem ultrahohen Mobilfunkband unterstützen. Um Operationen bei mehreren Frequenzbändern mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad zu unterstützen, kann die Antenne 40-4 mit mehreren positiven Antennenspeiseanschlüssen versehen sein, wie beispielsweise dem positiven Antennenspeiseanschluss 46 aus den 3, 5 und 6. Die positiven Antennenspeiseanschlüsse können sich beispielsweise an verschiedenen Punkten entlang des Segments 16-3 befinden.
In einigen Szenarien ist jeder positive Antennenspeiseanschluss mit einer jeweils unterschiedlichen Funkfrequenz-Übertragungsleitung gekoppelt (z. B. können zur Speisung der Antenne 40-4 mehrere Funkfrequenz-Übertragungsleitungen wie die Übertragungsleitung 50 aus 3 verwendet werden). In diesen Szenarien wird eine schaltende Schaltung verwendet, um die Übertragungsleitungen selektiv mit der Sendeempfänger-Schaltung 26 (4) nach Bedarf zu koppeln. Jedoch kann in der Praxis die Speisung der Antenne 40-4 unter Verwendung verschiedener Übertragungsleitungen für jeden positiven Antennenspeiseanschluss und die entsprechende schaltende Schaltung unerwünschte Verluste und Dämpfung in die Funkfrequenzsignale einführen. Diese Verluste können den Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4 über ein oder mehrere interessante Frequenzbänder begrenzen. Zusätzlich kann, wenn keine Sorgfalt aufgewendet wird, das Vorhandensein einer Masseverlängerung 80 oder anderer leitfähiger Anzeigestrukturen (z. B. leitfähige Strukturen, die die aktive Fläche AA für die Anzeige 14 aus 1 maximieren) die Antennenwirkungsgrad für die Antenne 40-4 bei relativ niedrigen Frequenzen, wie Frequenzen im unteren Mobilfunkband, begrenzen. Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, die Antenne 40-4 mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad über jedes interessante Frequenzband hinweg bereitzustellen.
8 ist eine Innen-Draufsicht eines veranschaulichenden Abschnitts der Vorrichtung 10, der die Antenne 40-4 enthält. Die Antenne 40-4 aus 8 kann beispielsweise Funkübertragungen mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad über mehrere interessante Frequenzbänder unterstützen.
Wie in 8 gezeigt, kann die Antenne 40-4 an einer Ecke der Vorrichtung 10 ausgebildet sein und einen Antennenresonanz-Elementarm 66 enthalten, der aus dem Segment 16-3 der peripheren leitfähigen Strukturen 16 gebildet ist. Die Antenne 40-4 kann unter Verwendung der Übertragungsleitung50-4 gespeist werden. Die Übertragungsleitung 50-4 kann den Masseleiter 54 und den Signalleiter 52 einschließen. In einem geeigneten Beispiel ist die Übertragungsleitung 50-4 ein Koaxialkabel mit einem leitfähigen äußeren Geflecht, das den Masseleiter 54 bildet und einen Signalleiter 52 aufweist, der vom leitfähigen äußeren Geflecht umgeben ist. Dies ist lediglich veranschaulichend und im Allgemeinen kann jede gewünschte Übertragungsleitungsstruktur mit Signalleiter 52 und Masseleiter 54 verwendet werden.
Die Übertragungsleitung 50-4 kann mit einer Antennenspeisung für die Antenne 40-4 (z. B. der Antennenspeisung 44 aus den 3, 5 und 6) gekoppelt sein. Die Antennenspeisung kann einen Antennenspeisungs-Masseanschluss 48 enthalten, der mit den Massestrukturen 78 am Rand des Schlitzes 76 gekoppelt ist. Der Antennenspeisungs-Masseanschluss 48 kann mit dem Masseleiter 54 der Übertragungsleitung 50-4 gekoppelt sein. Die Antennenspeisung kann mehrere positive Antennenspeiseanschlüsse 46 enthalten, die mit peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 gekoppelt sind und helfen, Übertragungen über mehrere Frequenzbänder zu unterstützen.
Im Beispiel aus 8 schließt die Antenne 40-4 einen ersten positiven Antennenspeiseanschluss 46A, einen zweiten positiven Antennenspeiseanschluss 46B und einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss 46C ein. Die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46A und 46B können mit dem Segment 16-3 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 (z. B. dem Antennenresonanz-Elementarm 66) gekoppelt sein. Der positive Antennenspeiseanschluss 46C kann mit dem Segment 16-4 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 gekoppelt sein.
Die Massestrukturen 78 können jede gewünschte Form innerhalb der Vorrichtung 10 aufweisen. Beispielsweise kann die untere Kante der Massestrukturen 78 (z. B. die Kante der Massestrukturen 78, welche die obere Kante des Schlitzes 76 definiert) am Spalt 18-2 in peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 ausgerichtet sein (z. B. kann die obere Kante 112 oder die untere Kante 110 des Spalts 18-2 an der Kante der Massestrukturen 78 ausgerichtet sein, die den Abschnitt des Schlitzes 76 angrenzend an den Spalt 18-2 definieren). Falls erwünscht können, wie in 8 gezeigt, die Massestrukturen 78 einen Schlitz wie den vertikalen Schlitz 120 angrenzend an den Spalt 18-2 umfassen, der sich über die obere Kante 112 des Spalts 18-2 erstreckt (z. B. entlang der Y-Achse aus 7). Der vertikale Schlitz 120 kann zum Beispiel zwei oder mehr Kanten aufweisen, die durch die Massestrukturen 78 definiert sind, und einen Rand, der durch Segment 16-4 der peripheren leitfähigen Strukturen 16 definiert ist. Der vertikale Schlitz 120 kann ein offenes Ende aufweisen, das durch ein offenes Ende des Schlitzes 76 bei Spalt 18-2 definiert wird, und ein entgegengesetztes geschlossenes Ende 118, das durch die Massestrukturen 78 definiert wird. Der vertikale Schlitz 120 kann hierin daher manchmal als ein kontinuierlicher Abschnitt des Schlitzes 76, ein vertikaler Abschnitt des Schlitzes 76 oder eine vertikale Ausdehnung des Schlitzes 76 bezeichnet werden.
Der vertikale Schlitz 120 kann eine Breite 116 aufweisen, welche die Anzeigemassestrukturen 78 vom Abschnitt 16-4 der peripheren Leitstrukturen 16 trennt (z. B. in der Richtung der X-Achse aus 8). Da das Segment 16-4 mit den Massestrukturen 78 kurzgeschlossen ist (und somit einen Teil der Antennenmasse für die Antenne 40-4 bildet), kann der vertikale Schlitz 120 effektiv einen offenen Schlitz mit drei Seiten bilden, die durch die Antennenmasse für die Antenne 40-4 definiert sind.
Der vertikale Schlitz 120 kann jede gewünschte Breite 116 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 vertikale Schlitz 120 kann eine lang gestreckte Länge 114 (z. B. senkrecht zur Breite 116) aufweisen. Die Länge 114 kann beispielsweise 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. betragen.
Abschnitte des vertikalen Schlitzes 120 können, wenn gewünscht, Schlitzantennenresonanzen zur Antenne 40-4 in einem oder mehreren Frequenzbändern beitragen. Beispielsweise können die Länge 114 und Breite 116 des vertikalen Schlitzes 120 (z. B. der Umfang des vertikalen Schlitzes 120 wie durch den gestrichelten Pfad 122 angezeigt) so ausgewählt werden, dass die Antenne 40-4 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz aufweist. Wenn gewünscht, kann die Gesamtlänge der Schlitze 76 und 120 so ausgewählt werden, dass die Antenne 40-4 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz aufweist.
Antenne 40-4 kann einstellbare Komponenten 102 (z. B. die einstellbaren Komponenten 42 aus 3) wie eine erste einstellbare Komponente 102A, eine zweite einstellbare Komponente 102B, eine dritte einstellbare Komponente 102C, eine vierte einstellbare Komponente 102D, und eine fünfte einstellbare Komponente 102E einschließen, die über den Schlitz 76 gekoppelt sind. Rückleitungspfade für die Antenne 40-4, wie zum Beispiel der Rückpfad 68 aus 5, können durch die einstellbaren Komponenten 102A, 102B bzw. 102D gebildet werden.
Die einstellbaren Komponenten 102 können mit festen Komponenten gekoppelte Schalter wie Induktivitäten zur Bereitstellung einer einstellbaren Induktivitätsgröße, einen Kurzschlusspfad bzw. eine offene Schaltung zwischen den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 und den Massestrukturen 78 umfassen. Sofern gewünscht, können die einstellbaren Komponenten 102 auch oder alternativ feste Komponenten, die nicht mit Schaltern gekoppelt sind, oder eine Kombination aus Komponenten, die mit Schaltern gekoppelt, und Komponenten, die nicht mit Schaltern gekoppelt sind, einschließen. Diese Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen können die Komponenten 102 andere Komponenten einschließen, zum Beispiel einstellbare Rückwegschalter, Schalter, die mit Kondensatoren gekoppelt sind oder andere gewünschte Komponenten.
Im Beispiel aus 8 können die einstellbaren Komponenten 102A den Schlitz 76 an einer ersten Stelle entlang des Schlitzes 76 überbrücken (z. B. kann die Komponente 102A zwischen dem Anschluss 132 auf den Massestrukturen 78 und dem Anschluss 134 auf dem Segment 16-3 eingekoppelt sein). Die einstellbare Komponente 102C kann auf dem Signalleiter 52 zwischengeschaltet sein.
Die einstellbare Komponente 102D kann den Schlitz 76 überbrücken und kann eine Drei-Anschluss-Komponente mit einem ersten Anschluss 104, einem zweiten Anschluss 108, und einem dritten Anschluss 124 sein. Der erste Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D kann auf dem Signalleiter 52 zwischen der einstellbaren Komponente 102C und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B zwischengeschaltet sein. Der zweite Anschluss 108 kann mit dem Segment 16-3 an einer Stelle gekoppelt sein, die zwischen den positiven Antennenspeiseanschluss 46B und den Spalt 18-2 geschaltet ist. Der dritte Anschluss 124 kann mit den Massestrukturen 78 gekoppelt sein. Der dritte Anschluss 124 kann zwischen dem Massen-Antennenspeiseanschluss 48 und dem Spalt 18-2 auf den Massestrukturen 78 geschaltet sein. Falls gewünscht, kann sich der dritte Anschluss 124 entlang einer Kante des vertikalen Schlitzes 120 befinden.
Der Signalleiter 52 kann über den Pfad 106 mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46C gekoppelt sein. Der Pfad106 kann mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B oder an jedem anderen gewünschten Ort zwischen dem Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B gekoppelt sein. Die einstellbare Komponente 102E kann auf dem Pfad 106 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46C eingefügt werden.
Die einstellbare Komponente 102B kann den Schlitz 76 zwischen dem Anschluss 126 an den Massestrukturen 78 und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46A überbrücken. Der positive Antennenspeiseanschluss 46A kann auf dem Segment 16-3 zwischen dem Anschluss 134 und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B zwischengeschaltet sein. Der Anschluss134 kann auf dem Segment 16-3 zwischen dem Spalt 18-3 und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46A zwischengeschaltet sein. Der Anschluss 126 kann auf den Massestrukturen 78 zwischen dem Anschluss132 und dem Antennenspeisungs-Masseanschluss 48 angeordnet sein. Der Pfad 128 kann die einstellbare Komponente 102B mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46A koppeln. Ein Knoten auf dem Pfad 128, wie beispielsweise der Knoten 130, kann mit dem Knoten 100 auf dem Signalleiter 52 über eine leitende Struktur wie etwa den leitenden Pfad 90 gekoppelt sein. Der Knoten 100 kann auf dem Signalleiter 52 zwischen der einstellbaren Komponente 102C und der Sendeempfänger-Schaltung 26 (4) zwischengeschaltet sein.
Die Länge der Resonanzelementarms 66 (und der Umfang des vertikalen Schlitzes 120) kann so ausgewählt werden, dass die Antenne 40-4 bei gewünschten Betriebsfrequenzen wie Frequenzen im unteren Mobilfunkband strahlt (z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 600 MHz und 960 MHz), einem niedrigen mittleren Mobilfunkband (z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 1410 MHz und 1510 MHz), einem mittleren Mobilfunkband(z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 1710 MHz und 2170 MHz), bzw. einem ultrahohen Mobilfunkband (z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 3400 MHz und 3600 MHz).
Die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46A bzw. 46B können verwendet werden, um Funkfrequenzsignale im unteren Mobilfunkband sowie Signale bei Frequenzen, die höher sind als das untere Mobilfunkband, zu übertragen. Beispielsweise kann die Länge des Resonanzelementarmes 66, der sich vom positiven Antennenspeiseanschluss 46B zum Spalt 18-2 erstreckt, so gewählt werden, dass Frequenzen im unteren Mobilfunkband bzw. dem mittleren Mobilfunkband abgedeckt werden. Diese Länge kann etwa gleich einem Viertel der Wellenlänge entsprechend einer Frequenz im mittleren Mobilfunkband sein (z. B. wo die Wellenlänge eine effektive Wellenlänge ist, welche die dielektrische Belastung durch die dielektrischen Materialien im Schlitz 76 verursacht). Das Verhalten der Antenne 40-4 im unteren Mobilfunkband und dem mittleren Mobilfunkband kann durch einen Grundmodus dieser Länge unterstützt werden. Das Verhalten der Antenne 40-4 im ultrahohen Mobilfunkband kann durch einen harmonischen Modus dieser Länge unterstützt werden.
Das Segment 16-4 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 kann zum Frequenzgang der Antenne 40-4 im oberen Mobilfunkband beitragen. Beispielsweise kann die untere Kante 110 des Spalts 18-2 (z. B. das Ende des Resonanzelementarmes 66 am Spalt 18-2) indirekt das Segment 16-4 über elektromagnetische Nahfeldkopplung speisen (z. B. über den Spalt 18-2). Antennenströme auf dem Resonanzelementarm 16-3 können entsprechende Antennenströme auf dem Segment 16-4 über die elektromagnetische Nahfeldkopplung induzieren.
Die Länge 114 kann so ausgewählt werden, dass sie einen Frequenzgang für die Antenne 40-4 im oberen Mobilfunkband unterstützt (z. B. kann die Länge 114 ungefähr einem Viertel der effektiven Wellenlänge entsprechen, die einer Frequenz innerhalb des oberen Mobilfunkbands entspricht). Wenn das Segment 16-4 indirekt auf diese Weise gespeist wird, kann das Segment 16-4 ein parasitäres Antennenresonanzelement für die Antenne 40-4 bilden (z. B. ein strahlendes Element, das nicht direkt unter Verwendung des Signalleiters 52 gespeist wird). Die einstellbare Komponente 102E kann dazu konfiguriert sein, um einen offenen Stromkreis zwischen dem Signalleiter 52 (positiver Antennenspeiseanschluss 46B) und dem positivem Antennenspeiseanschluss 46C zu bilden, wenn das Segment 16-4 indirekt über elektromagnetische Nahfeldkopplung gespeist wird.
In der Praxis kann die indirekte Speisung des Segments 16-4 es der Antenne 40-4 ermöglichen, einen Teil, aber nicht das gesamte Mobilfunk- Hochband mit zufriedenstellender Antennenwirkungsgrad abzudecken. Falls gewünscht kann der Frequenzgang der Antenne 40-4 im oberen Mobilfunkband durch direktes Einspeisen in den vertikalen Schlitz 120 optimiert werden. Zur direkten Einspeisung in den vertikalen Schlitz 120 können über den Signalleiter 52 geleitete Antennenströme direkt in den vertikalen Schlitz 120 gespeist werden (z. B. über den positiven Antennenspeiseanschluss 46C und den Pfad 106) und können um den Umfang des vertikalen Schlitzes 120 (wie durch den gestrichelten Pfad 122 gezeigt) herumfließen. Die einstellbare Komponente 102E kann dazu konfiguriert sein, einen Kurzschlusspfad oder eine andere nicht-offene Schaltungsimpedanz zwischen dem Signalleiter 52 (positiver Antennenspeiseanschluss 46B) und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46C zu bilden, wenn der vertikale Schlitz 120 direkt gespeist wird. Auf diese Weise kann der Pfad 106 eine Verzweigung des Signalleiters 52 bilden, und die Antenne 40-4 kann gleichzeitig unter Verwendung beider positiver Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46-C gespeist werden (z. B. auf entgegengesetzten Seiten des Spalts 18-2).
Antennenströme entlang des Pfades 122 können zu einer Schlitzantennenresonanz für die Antenne 40-4 innerhalb des oberen Mobilfunkbands beitragen. Der Umfang des vertikalen Schlitzes 120 (d. h. die Länge 114, die Breite 116 und somit die Länge des Pfades 122) kann so gewählt werden, dass der vertikale Schlitz 120 zu einem Frequenzgang für die Antenne 40-4 bei gewünschten Frequenzen innerhalb des oberen Mobilfunkbandes beiträgt. Zum Beispiel kann der Umfang des vertikalen Schlitzes 120 (z. B. die Länge des Pfads 122) etwa die Hälfte der Wellenlänge entsprechend einer Frequenz innerhalb des oberen Mobilfunk-Funkfrequenzbands betragen.
Eine direkte Speisung des vertikalen Schlitzes 120 auf diese Weise kann eine Optimierung des Frequenzgangs der Antenne 40-4 im oberen Mobilfunk-Funkfrequenzband in Bezug auf Szenarien ergeben, bei denen das Segment 16-4 nur mittelbar durch das Ende des Resonanzelementarms 66 gespeist wird (z. B. da der vertikale Schlitz 120 einen größeren Antennenbereich / Öffnung zur Abdeckung des oberen Mobilfunkbands bietet als das Segment 16-4). Zum Beispiel kann eine direkte Speisung des vertikalen Schlitzes 120 den gesamten Frequenzgang der Antenne 40-4 zu höheren Frequenzen innerhalb des oberen Mobilfunkbands verschieben und damit den Gesamt-Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4 innerhalb des oberen Mobilfunkbands gegenüber einer nur mittelbaren Speisung des Segments 16-4 erhöhen.
Der Zustand der Abstimmkomponente 102E kann hin- und hergeschaltet werden, um den Frequenzgang der Antenne 40-4 innerhalb des oberen Mobilfunkbands einzustellen (z. B. durch wiederholtes Umschalten der Antenne 40-4 zwischen direkter Speisung des vertikalen Schlitzes 120 und indirekter Speisung von Segment 16-4). Wenn jedoch keine Sorgfalt darauf verwendet wird, kann die direkte Speisung des vertikalen Schlitzes 120 den Frequenzgang der Antenne 40-4 bei anderen Frequenzen, wie etwa im unteren Mobilfunkband, verschlechtern.
Die einstellbare Komponente 102D kann eingestellt werden, um den Frequenzgang der Antenne 40-4 innerhalb des unteren Mobilfunkbandes bzw. des mittleren Mobilfunkbandes abzustimmen (z. B. wenn die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B 46C aktiv sind). Als ein Beispiel kann die einstellbare Komponente 102D einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abstimmzustand aufweisen. Im ersten Abstimmzustand kann die einstellbare Komponente 102D einen Rückleitungspfad (z. B. den Rückleitungspfad 68 aus 5) zwischen dem Anschluss 108 auf dem Segment 16-3 und dem Anschluss 124 auf den Massestrukturen 78 bilden. Im ersten Abstimmzustand kann eine offene Schaltung kann zwischen Anschluss 104 und Anschluss 124 sowie zwischen Anschluss 104 und Anschluss 108 gebildet werden. Im zweiten Abstimmzustand kann eine Kapazität zwischen Anschluss 104 und Anschluss 124 eingefügt werden. Im dritten Abstimmzustand kann eine Induktivität zwischen Anschluss 104 und Anschluss 124 eingefügt werden. Im zweiten und dritten Abstimmzustand kann eine offene Schaltung zwischen Anschluss 108 und Anschluss 104 sowie zwischen Anschluss 108 und Anschluss 124 gebildet werden. Die einstellbare Komponente 102D kann in einen ausgewählten ersten, zweiten, und dritten Abstimmzustand gebracht werden, um den Frequenzgang der Antenne 40-4 innerhalb des unteren Mobilfunkbands bzw. des mittleren Mobilfunkbands (z. B. zum Ausgleich für die potentielle Verschlechterung des Wirkungsgrads der Antenne bei diesen Frequenzen bei einer direkten Speisung des vertikalen Schlitzes 120) einzustellen.
Wenn der positive Antennenspeiseanschluss 46A bzw. 46B aktiv ist, kann die Länge des Resonanzelementarmes 66 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46A und dem Spalt 18-2 bzw. zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B und dem Spalt 18-3 relativ niedrige Frequenzen wie Frequenzen im unteren Mobilfunkband handhaben. Zum Beispiel kann diese Länge so gewählt werden, dass sie ungefähr gleich einem Viertel der effektiven Wellenlänge ist, die einer Frequenz im unteren Mobilfunkband entspricht. Die einstellbaren Komponenten 102A bzw. 102B können so eingestellt werden, dass sie den Frequenzgang der Antenne 40-4 im unteren Mobilfunkband abstimmen. Zum Beispiel können die einstellbaren Komponenten 102A und 102B eine oder mehrere Induktivitäten, Kondensatoren bzw. Widerstände aufweisen, die selektiv in oder außer Gebrauch geschaltet werden, um den Frequenzgang der Antenne 40-4 im unteren Mobilfunkband abzustimmen.
Die Speisung der Antenne 40-4 unter Verwendung des positiven Antennenspeiseanschlusses 46B kann die Länge des Resonanzelementarms 66 begrenzen, die verfügbar ist, um das untere Mobilfunkband abzudecken. Außerdem können Operationen bei relativ niedrigen Frequenzen, wie Frequenzen im unteren Mobilfunkband, besonders empfänglich für eine Belastung durch Massestrukturen 78 und externe Objekte wie die Hand oder den Körper eines Benutzers sein. In Szenarien, in denen die Länge des Resonanzelementarmes 66, der sich vom positiven Antennenspeiseanschluss 46B zum Spalt 18-3 erstreckt, verwendet wird, um Übertragungen im unteren Mobilfunkband zu unterstützen, können die Masseerweiterung 80 und andere mit der Anzeige 14 (1) verbundene Strukturen den Resonanzelementarm 66 im unteren Mobilfunkband in unerwünschter Weise belasten. Dies kann den Antennenwirkungsgrad bei Frequenzen im unteren Mobilfunkband begrenzen. Solch eine unerwünschte Belastung kann abgeschwächt werden, indem Abschnitte des Resonanzelementarmes 66 verwendet werden, die weiter entfernt von der Masseverlängerung 80 und dem Spalt 18-3 angeordnet sind, um das untere Mobilfunkband abzudecken.
Um die Leistung innerhalb des unteren Mobilfunkbandes zu optimieren, kann der positive Antennenspeiseanschluss 46A verwendet werden, während die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46C inaktiv (gesperrt) sind. Die einstellbare Komponente 102C kann einen ersten Zustand aufweisen, bei dem ein offener Stromkreis zwischen dem Knoten 100 und dem Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D gebildet ist, und kann einen zweiten Zustand aufweisen, bei dem der Knoten 100 mit dem Anschluss 104 kurzgeschlossen ist. Die einstellbare Komponente 102C kann in den ersten Zustand versetzt werden, um den positiven Antennenspeiseanschluss 46A zu aktivieren (freizugeben), während die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46C deaktiviert (gesperrt) werden.
Die Länge des Resonanzelementarmes 66, der sich vom Anschluss 134 zum Spalt 18-2 erstreckt, kann so ausgewählt werden, dass Frequenzen im unteren Mobilfunkband abgedeckt werden. Zum Beispiel kann diese Länge so gewählt werden, dass sie ungefähr gleich einem Viertel der effektiven Wellenlänge ist, die einer Frequenz im unteren Mobilfunkband entspricht. Das Aktivieren des positiven Antennenspeiseanschlusses 46A, während die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46C deaktiviert sind, kann dazu dienen, elektromagnetische Hotspots im unteren Mobilfunkband weg vom Spalt 18-3 und der Masseverlängerung 80 und hin zu Spalt 18-2 zu verschieben. Dies kann dazu dienen, eine Belastung im unteren Mobilfunkband durch die Masseerweiterung 80 und andere leitende Teile der Anzeige 14 auf 1 sowie durch externe Objekte wie den Körper des Benutzers zu minimieren, wodurch der Antennenwirkungsgrad im unteren Mobilfunkband maximiert wird. Wenn der positive Antennenspeiseanschluss 46A aktiv ist und die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46C inaktiv sind, können die einstellbaren Komponenten 102A bzw. 102B zur Abstimmung des Frequenzgangs der Antenne 40-4 im unteren Mobilfunkband eingestellt werden.
In einigen Szenarien wird der positive Antennenspeiseanschluss 46A unter Verwendung einer dedizierten Übertragungsleitung, die sich von der Übertragungsleitung 50-4 unterscheidet, gespeist. Eine schaltbare Schaltung wird verwendet, um jede Übertragungsleitung selektiv mit der Sendeempfängerschaltung 26 (4) zu koppeln. Jedoch kann die Verwendung einer separaten Übertragungsleitung und der entsprechenden schaltbaren Schaltung unerwünschterweise die Funkfrequenzsignale dämpfen, die vom positiven Antennenspeiseanschluss 46A übertragen werden. Diese Dämpfung kann eliminiert werden, indem dieselbe Funkfrequenz-Übertragungsleitung 50-4 verwendet wird, um Signale an jeden der positiven Antennenspeiseanschlüsse 46A, 46B und 46C zu übermitteln. Gleichzeitig befindet sich der positive Antennenspeiseanschluss 46A relativ weit entfernt von der Übertragungsleitung 50-4. Wenn keine Sorgfalt aufgewendet wird, kann die relativ lange Leitungsweglänge vom Signalleiter 52 zum positiven Antennenspeiseanschluss 46A eine übermäßige Induktivität zwischen dem Signalleiter 52 und dem positivem Antennenspeiseanschluss 46A einbringen. Diese Induktivität kann in unerwünschter Weise den Wirkungsgrad der Antenne 40-4 im unteren Mobilfunkband bei aktivem positivem Antennenspeiseanschluss 46A begrenzen.
Der leitende Pfad 90 kann dazu konfiguriert sein, die Induktivität zu minimieren, die mit der relativ langen Leitungsweglänge zwischen Signalleiter 52 und positivem Antennenspeiseanschluss 46A einhergeht. Der leitende Pfad 90 kann ein erstes Ende 98 aufweisen, das mit dem Knoten 100 auf dem Signalleiter 52 gekoppelt ist, und ein gegenüberliegendes zweites Ende 96, das mit dem Knoten 130 auf dem Pfad 128 gekoppelt ist. Der Knoten 130 kann auf dem Pfad 128 zwischen der einstellbaren Komponente 102B und dem positivem Antennenspeiseanschluss 46A zwischengeschaltet werden. Der leitende Pfad 90 kann eine Länge (z. B. eine längste rechteckige Abmessung oder Längsachse) haben, die sich vom Ende 96 zum Ende 98 erstreckt. Der leitende Pfad 90 kann eine Breite 94 haben (z. B. eine kürzeste rechteckige Abmessung oder Abmessung senkrecht zur Längsachse).
Um die Induktivität zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46A und dem Signalleiter 52 zu minimieren, kann die leitende Spur 90 eine relativ große Breite 94 aufweisen. Allgemein können größere (breitere) Breiten 94 die Induktivität zwischen dem Signalleiter 52 und dem positivem Antennenspeiseanschluss 46A stärker verringern als kürzere (schmalere) Breiten 94. Gleichzeitig kann die Breite 94 durch die Menge an Raum begrenzt sein, die zwischen den Massestrukturen 78 und dem Segment 16-3 (z. B. der Breite des Schlitzes 76) verfügbar ist. Zum Beispiel kann die Breite 94 zwischen 2,0 mm und 2,3 mm betragen, zwischen 2,5 mm und 2,9 mm, etwa 2,7 mm, zwischen 1 mm und 4 mm, oder eine beliebige andere Breite haben, die eine Verringerung der Induktivität mit der Menge des zur Verfügung stehenden Raums innerhalb des Schlitzes 76 ausgleicht. Die Länge des leitenden Pfads 90 (z. B. gemessen senkrecht zur Breite 94 oder vom Ende 96 zum Ende 98) kann ungefähr 20 mm, zwischen 15 mm und 25 mm, zwischen 10 mm und 20 mm oder jede andere gewünschten Länge betragen. Das Verhältnis der Länge des leitfähigen Pfads 90 zur Breite 94 kann beispielsweise zwischen 3 und 10, zwischen 2 und 10, zwischen 5 und 15, zwischen 6 und 10, zwischen 5 und 9 oder bei jedem anderen gewünschten Verhältnis liegen.
Der leitende Pfad 90 kann sich im Abstand 88 vom Segment 16-3 und im Abstand 92 von den Massestrukturen 78 befinden (z. B. kann der leitende Pfad 90 von den Massestrukturen 78 durch den Abschnitt 84 des Schlitzes 76 und vom Segment 16-3 durch einen Abschnitt 86 des Schlitzes 76 getrennt sein). Der Abstand 88 (z. B. die Breite des Abschnitts 86 des Schlitzes 76) kann kürzer sein als der Abstand 92 (z. B. die Breite des Abschnitts 84 des Schlitzes 76). Der Abstand 88 kann so ausgewählt werden, dass ein leitender Pfad 90 eine verteilte Kapazität mit dem Segment 16-3 bildet, so dass dann, wenn der positive Antennenspeiseanschluss 46B aktiv ist (z. B. wenn der Knoten 100 mit dem Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D kurzgeschlossen ist), der leitende Pfad 90 elektrisch einen einzelnen integrierten Leiter mit dem Segment 16-3 bildet. Wenn der positive Antennespeiseanschluss 46B inaktiv ist (z. B. wenn die verstellbare Komponente 102C eine offene Schaltung zwischen den Knoten 100 und dem Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D bildet), bildet der leitende Pfad 90 elektrisch einen Induktivität, der in Reihe zwischen dem Knoten 100 und Knoten 130 gekoppelt ist und eine Induktivität aufweist, die geringer ist als in den Szenarien, in denen eine Leiterbahn oder ein Draht zum Verbinden des Knotens 100 zum Knoten 130 verwendet wird. Zum Beispiel kann der Abstand 92 ungefähr 1,0 mm, zwischen 0,8 mm und 1,2 mm, zwischen 0,6 und 1,4 mm oder jeden anderen gewünschten Abstand betragen. Der Abstand 88 kann ungefähr 0,5 mm, zwischen 0,3 mm und 0,7 mm, zwischen 0,2 mm und 0,8 mm, zwischen 0,6 mm und 0,1 mm oder jeden anderen gewünschten Abstand betragen, der kleiner ist als der Abstand 92.
Der leitende Pfad 90 kann auf dem dielektrischen Material ausgebildet werden, das zum Ausfüllen des Schlitzes 76 verwendet wird (z. B. das dielektrische Material, das einen Teil der Außenseite der Vorrichtung 10 bildet) oder kann auf einem dielektrischen Substrat innerhalb des Schlitzes 76 ausgebildet sein (z. B. einem Kunststoffblock, einer flexiblen gedruckten Schaltung, einer starren Leiterplatte, einem dielektrischen Abschnitt der anderen Komponenten, usw.). Der leitende Pfad 90 kann unter Verwendung anderer leitender Strukturen gebildet werden, wie gestanztem Metallblech, Metallfolie, integralen Teilen des Gehäuses für die Vorrichtung 10, bzw. jeder beliebigen anderen elektrisch leitenden Struktur. Das Beispiel aus 8 dient lediglich zur Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann der leitende Pfad 90 andere Formen (z. B. geraden oder gewundenen Pfaden folgend, und mit gebogenen bzw. geraden Kanten) aufweisen. Weniger oder weitere einstellbare Komponenten 102 können zwischen beliebigen Positionen auf der Antenne 40-4 gekoppelt werden.
Wenn er auf diese Weise konfiguriert ist, kann der leitende Pfad 90 einen Speiseleitungssammler mit relativ geringer Induktivität bilden, der ermöglicht, dass sich die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46A und 46B denselben Signalleiter 52 teilen, ohne den Antennenwirkungsgrad zu opfern, obwohl die Anschlüsse relativ weit voneinander entfernt angeordnet sind. Der leitende Pfad 90 kann hierin manchmal als Speisesammlerpfad 90, Niedriginduktivitätspfad 90, niederinduktiver Speiseleitungssammler90, Niedriginduktivitäts-Speiseleitungssammler 90, fetter Pfad 90, dicker Pfad 90, breiter Pfad 90, Niedriginduktivitäts-Sammlerstruktur 90 oder Zuleitungsinduktivitäts-Begrenzungsstruktur 90 bezeichnet werden.
Die einstellbaren Komponenten 102A-102E können den Schlitz 76 überlappen. Beispielsweise können die Komponenten 102A-102E jeweils auf einer jeweiligen gedruckten Schaltung, wie einer flexiblen gedruckten Leiterplatte, die zwischen den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 und den Massestrukturen 78 angeordnet ist, ausgebildet sein. Die Massestrukturen 78 können leitende Abschnitte der Anzeige 14 (1), eine leitende Gehäuseschicht für die Vorrichtung 10 bzw. andere leitende Schichten umfassen. Falls gewünscht, können leitende Strukturen wie etwa vertikale leitende Verbindungsstrukturen (z. B. Klammern, Klemmen, Federn, Stifte, Schrauben, Lot, Schweißstellen, leitender Klebstoff, Drähte, Metallstreifen, usw.) verwendet werden, um leitfähige Abschnitte von der Anzeige 14 (1) zur leitfähigen Gehäuseschicht bzw. anderen Abschnitten der Massestrukturen 78 kurzzuschließen (z. B. an den Positionen der Anschlüsse 132, 126, 48 bzw. 124). Eine elektrische Verbindung unterschiedlicher Komponenten in den Massestrukturen 78 unter Verwendung von vertikalen leitenden Verbindungsstrukturen kann sicherstellen, dass die leitfähigen Strukturen, die am nächsten zum Resonanzelementarm 66 angeordnet sind, auf Massepotential gehalten werden und einen Teil der Antennenmasse für die Antenne 40-4 bilden. Dies kann beispielsweise dazu dienen, den Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4 zu optimieren. Leitfähige Verbindungsstrukturen wie Klammern, Clips, Federn, Stifte, Schrauben, Lote, Schweißnähte, leitfähiger Kleber usw. können verwendet werden, um die Anschlüsse 134, 46A, 46B, 108 bzw. 46C mit den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 zu koppeln. Während das Beispiel aus 8 Antennenstrukturen zum Implementieren der Antenne 40-4 in der Vorrichtung 10 zeigt, können diese Strukturen verwendet werden, um irgendeine der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 oder 40-4 in der Vorrichtung 10 (4) zu implementieren bzw. jede gewünschte Antenne 40 in der Vorrichtung 10 zu implementieren.
Falls gewünscht, kann die Steuerschaltung 28 (3) einstellbare Komponenten 102 steuern, um die Antenne 40-4 in einen der ersten oder zweiten Betriebsmodi (Zustände) zu versetzen. Im ersten Betriebsmodus steuert die Steuerschaltung 28 die einstellbare Komponente 102C, um den Knoten 100 mit dem Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D zu koppeln, so dass der positive Antennenspeiseanschluss 46B aktiv ist. Der leitfähige Pfad 90 und das Segment 16-3 können elektrisch einen einzelnen integralen Leiter bilden. Dies kann effektiv den positiven Antennenspeiseanschluss 46A deaktivieren (z. B. fließt der Antennenstrom vom positiven Antennenspeiseanschluss 46A nicht in das Segment 16-3).
Im ersten Betriebsmodus kann die Länge des Resonanzelementarms 66 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B und dem Spalt 18-2 einen Grundmodus aufweisen, der die Übertragung im mittleren Mobilfunkband und dem unteren Mobilfunkband unterstützt. Diese Länge kann harmonischen Modi aufweisen, welche die Übertragungen im ultrahohen Mobilfunkband unterstützt. Die Länge des Resonanzelementarmes 66 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B und dem Spalt 18-3 kann Übertragungen im unteren Mobilfunkband unterstützen.
Im ersten Betriebsmodus kann die Steuerschaltung 28 die einstellbare Komponente 102E so ansteuern, dass sie einen offenen Stromkreis bildet, so dass der Resonanzelementarm 66 das Segment 16-4 indirekt speist, um das obere Mobilfunkband abzudecken. Dies kann den positiven Antennenspeiseanschluss 46C effektiv deaktivieren. Falls gewünscht, kann die Steuerschaltung 28 die einstellbare Komponente 102E ansteuern, um den Signalleiter 52 mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46C zu koppeln. Dies kann effektiv den positiven Antennenspeiseanschluss 46C aktivieren, so dass der vertikale Schlitz 120 direkt zur Abdeckung des oberen Mobilfunkbands gespeist wird (z. B. bei höheren Frequenzen als wenn die einstellbare Komponente 102E einen offenen Schaltkreis bildet). Die Steuerschaltung 28 kann die einstellbare Komponente 102E steuern, um die Induktivität zwischen Signalleiter 52 und positivem Antennenspeiseanschluss 46C einzustellen und den Frequenzgang der Antenne 40-4 falls gewünscht weiter zu verringern.
Im zweiten Betriebsmodus steuert die Steuerschaltung 28 die einstellbare Komponente 102C so an, dass sie einen offenen Stromkreis zwischen dem Knoten 100 und dem Anschluss 104 der einstellbaren Komponente 102D bildet. Dies aktiviert effektiv den positiven Antennenspeiseanschluss 46A (z. B. fließt Antennenstrom in das Segment 16-3 durch den leitenden Pfad 90 und den positiven Antennenspeiseanschluss 46A) und deaktiviert die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46C (z. B. fließt kein Antennenstrom in das Segment 16-3 durch den positiven Antennenspeiseanschluss 46B oder das Segment 16-4 durch den positiven Antennenspeiseanschluss 46C).
Die Steuerschaltung 28 (3) kann die Antenne 40-4 in den ersten oder den zweiten Betriebsmodus versetzen, basierend auf den Bedürfnissen bzw. der Betriebsumgebung der Vorrichtung 10. Beispielsweise kann die Steuerschaltung 28 die Antenne 40-4 in den zweiten Betriebsmodus setzen (hier manchmal als unterer Bandbetriebsmodus bezeichnet), wenn der Antenne 40-4 eine Frequenz im unteren Mobilfunkband zugewiesen wird oder wenn Übertragungen im unteren Mobilfunkband anderweitig gegenüber Übertragungen in anderen Bändern (z. B. durch auf der Vorrichtung 10 laufende Software oder durch externe Geräte wie eine Mobilfunk-Basisstation) priorisiert werden. In ähnlicher Weise kann die Steuerschaltung 28 die Antenne 40-4 in den ersten Betriebsmodus versetzen (hierin manchmal als Mehrband-Betriebsmodus oder oberer Betriebsbandmodus bezeichnet), wenn der Antenne 40-4 eine Frequenz außerhalb des unteren Mobilfunkbandes zugewiesen wird. Die Steuerschaltung 28 kann den Zustand der einstellbaren Komponenten 102A bzw. 102B einstellen, um den Frequenzgang im unteren Mobilfunkband entweder auf den ersten oder den zweiten Betriebsmodus abzustimmen. Die Steuerschaltung 28 kann den Zustand der einstellbaren Komponenten 102D bzw. 102E einstellen, um den Frequenzgang im unteren Mobilfunkband, dem mittleren Mobilfunkband, dem oberen Mobilfunkband bzw. dem ultrahohen Mobilfunkband im ersten Betriebsmodus abzustimmen.
Die 9A-9D sind Schaltungsdiagramme von veranschaulichenden Schaltungen, die verwendet werden können, um eine der einstellbaren Komponenten 102 aus 8 zu bilden.
Wie in 9A dargestellt ist, kann die einstellbare Komponente 136 einen Schalter SW1 umfassen, der zwischen den Anschlüssen 138 und 140 in Reihe geschaltet ist. Der Schalter SW1 kann beispielsweise ein einpoliger Umschalter (SPST-Schalter) sein. Wenn der Schalter SW1 in einen offenen (Aus-) Zustand versetzt wird, wird ein offener Stromkreis zwischen den Anschlüssen 138 und 140 gebildet. Wenn der Schalter SW1 im geschlossenen (Ein-) Zustand ist, wird zwischen den Anschlüssen 138 und 140 ein Kurzschluss gebildet. Falls gewünscht, können ein oder mehrere Widerstände, Kondensatoren bzw. Induktivitäten in Reihe zwischen den Anschlüssen 138 und 140 geschaltet sein.
In einer geeigneten Anordnung kann die einstellbare Komponente 136 verwendet werden, um die einstellbare Komponente 102C aus 8 zu bilden (z. B. kann das der Anschluss 138 mit dem Knoten 100 aus 8 gekoppelt sein, während der Anschluss 140 mit dem Anschluss 104 aus 8 gekoppelt ist). Falls gewünscht, kann die einstellbare Komponente 136 auch verwendet werden, um die einstellbare Komponente 102E aus 8 zu bilden (z. B. kann der Anschluss 140 mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B der 8 gekoppelt sein, während der Anschluss 138 mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46C der 8 gekoppelt ist).
Wie in 9B gezeigt ist, kann die einstellbare Komponente 142 mehrere Induktivitäten beinhalten, die bei der Bereitstellung eines einstellbaren Induktivitätsbetrags für die Antenne 40-4 verwendet werden (z. B. kann die Komponente 142 manchmal als eine einstellbare Induktivität oder einstellbare Induktivitätschaltung bezeichnet werden). Die Steuerschaltung 28 (3) kann die Schaltung 142 aus 9B einstellen, um zwischen dem Anschluss 144 und dem Anschluss 146 unterschiedliche Induktivitätsbeträge zu erzeugen, indem der Zustand der Umschalt-Schaltung, wie beispielsweise der Schalter SW2 und SW3, gesteuert wird. Die Schalter SW2 und SW3 können als zwei Umschalter implementiert sein, als ein Einzelpol-Doppelabschalt-(SP2T)-Schalter oder unter Verwendung einer beliebigen anderen gewünschten Schaltung.
Beispielsweise können Steuersignale verwendet werden, um den Induktivität L1 zwischen den Anschlüssen 144 und 146 in Gebrauch zu schalten, während der Induktivität L2 außer Gebrauch geschaltet wird, sie können verwendet werden, um den Induktivität L2 zwischen den zwischen den Anschlüssen 144 und 146 in Gebrauch zu schalten, während der Induktivität L1 außer Gebrauch geschaltet wird, sie können verwendet werden, um beide Induktivitäten L1 und L2 zwischen den Anschlüssen 144 und 146 parallel in Gebrauch zu schalten, oder sie können verwendet werden, um beide Induktivitäten L1 und L2 außer Gebrauch zu schalten. Die schaltbare Schaltungsanordnung aus 9B ist daher in der Lage, einen oder mehr unterschiedliche Induktivitätswerte, zwei oder mehr unterschiedliche Induktivitätswerte, drei oder mehr unterschiedliche Induktivitätswerte oder, sofern gewünscht, vier oder mehr unterschiedliche Induktivitätswerte zu erzeugen (z. B. L1, L2; L1 und L2 parallel, oder eine unendliche Induktivität, wenn L1 und L2 gleichzeitig außer Gebrauch geschaltet sind).
In einer geeigneten Anordnung kann die einstellbare Komponente 142 verwendet werden, um die einstellbare Komponente 102B aus 8 zu bilden (z. B. kann der Anschluss 146 mit dem Knoten 130 aus 8 gekoppelt sein, während der Anschluss 144 mit dem Anschluss 126 aus 8 gekoppelt ist). In diesem Szenario kann die Induktivität der einstellbaren Komponente 142 zur Abstimmung des unteren Mobilfunkband-Frequenzgangs auf der Antenne 40-4 umgeschaltet werden. Falls gewünscht, kann die einstellbare Komponente 142 verwendet werden, um die einstellbare Komponente 102E aus 8 zu bilden (z. B. kann der Anschluss 144 mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B von 8 gekoppelt sein, während der Anschluss 146 mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46C aus 8 gekoppelt ist). In diesem Szenario kann die Induktivität der einstellbaren Komponente 142 zur Abstimmung des unteren Mobilfunkband-Frequenzgangs der Antenne 40-4 umgeschaltet werden Wie in 9C dargestellt kann die einstellbare Komponente 148 eine Induktivität L3 umfassen, die in Reihe mit dem Schalter SW4 gekoppelt ist, eine Induktivität L4, die in Reihe mit dem Schalter SW5 gekoppelt ist, eine Induktivität L5, die in Reihe mit dem Schalter SW6 gekoppelt ist, eine Induktivität L6, die in Reihe mit dem Schalter SW7 geschaltet ist, und eine Induktivität L7, die parallel zwischen den Anschluss 150 und den Anschluss 152 geschaltet ist. Die Induktivitäten L3-L7 können zur Bereitstellung eines einstellbaren Induktivitätsbetrags für die Antenne 40-4 verwendet werden. Die Steuerschaltung 28 kann die Komponente 148 einstellen, um verschiedene Beträge von Induktivität zwischen den dem Anschluss 150 und dem Anschluss 152 zu erzeugen, indem sie den Zustand der Schalter in der Komponente 148 steuert. Jeder der Schalter kann zum Beispiel ein einpoliger Umschalter (SPST) sein, die Schalter können unter Verwendung eines Einzelpol-Vierfach-(SP4T)-Umschalters implementiert sein, oder es kann eine beliebige andere gewünschte Umschalt-Schaltung verwendet werden.
In einer geeigneten Anordnung kann die einstellbare Komponente 148 verwendet werden, um die einstellbare Komponente 102A aus 8 zu bilden (z. B. kann der Anschluss 150 mit dem Knoten 132 von aus 8 gekoppelt sein, während der Anschluss 152 mit dem Anschluss 134 aus 8 gekoppelt ist). In diesem Szenario kann die Induktivität der einstellbaren Komponente 148 zur Abstimmung des unteren Mobilfunkband-Frequenzgangs der Antenne 40-4 umgelegt werden.
Wie in 9D dargestellt, kann die einstellbare Komponente 154 eine dreipolige Komponente mit den Anschlüssen 158, 156 und 160 sein. Die einstellbare Komponente 154 kann einen Induktivität L8 einschließen, die in Reihe mit dem Schalter SW9 und einem Kondensator C, der in Reihe mit dem Schalter SW8 parallel zwischen den Anschlüssen 158 und 156 geschaltet ist. Die einstellbare Komponente 154 kann eine Induktivität L9 umfassen, die zwischen den Anschlüssen 160 und 156 in Reihe geschaltet ist. Die Steuerschaltung 28 kann die Komponente 154 anpassen, um keinen, einen oder mehr als einen der Schalter SW8, SW9 und SW10 zu jeder gegebenen Zeit zu schließen und damit die Impedanz zwischen den Anschlüssen 158, 156 und 160 anzupassen.
In einer geeigneten Anordnung kann die einstellbare Komponente 154 verwendet werden, um die einstellbare Komponente 102D aus 8 zu bilden (z. B. kann der Anschluss 158 mit dem Anschluss 104 aus 8 gekoppelt sein, und der Anschluss 160 kann mit dem Anschluss 108 aus 8 gekoppelt sein, und der Anschluss 156 kann mit dem Anschluss 124 aus 8 gekoppelt sein). In diesem Szenario kann die Steuerschaltung 28 die Komponente 154 einstellen, um den Frequenzgang der Antenne 40-4 auf das untere Mobilfunkband, das mittlere Mobilfunkband, das obere Mobilfunkband bzw. das ultrahohe Mobilfunkband abzustimmen (z. B. während sich die Antenne 40-4 im ersten Betriebsmodus befindet, in dem der positive Antennespeiseanschluss 46B aktiv ist).
Die Beispiele aus 9A-9D dienen lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die einstellbaren Komponenten 136, 142, 148 und 154 jeweils eine beliebige Anzahl von induktiven, kapazitiven, resistiven Elementen und Schaltelementen beinhalten, die in beliebiger Weise angeordnet werden können (z. B. in Reihe, parallel, in Nebenschlusskonfigurationen usw.). Diese Komponenten können verwendet werden, um eine beliebige der einstellbaren Komponenten 102A, 102B, 102C, 102D oder 102E aus 8 zu bilden.
10 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Schritte, die am Betrieb der Vorrichtung 10 beteiligt sind, um eine zufriedenstellende Leistung der Antenne 40-4 aus 8 in allen gewünschten interessanten Frequenzbändern zu gewährleisten.
Bei Schritt 162 aus 10 kann die Steuerschaltung 28 die Betriebsumgebung der Vorrichtung 10 bzw. die Frequenzen zur Verwendung bei der Durchführung von Funkübertragungen überwachen. Die zu verwendenden Frequenzen können basierend auf Software bestimmt werden, die auf der Steuerschaltung 28 läuft (z. B. eine Software zur Steuerung der Funkübertragung für die Vorrichtung 10) bzw. auf Grundlage einer Zuordnung, die von externen Einrichtungen wie einer Basis-Funkstation empfangen wird.
Die Steuerschaltlogik 28 kann im Allgemeinen jede geeignete Art von Sensormessungen, drahtlosen Signalmessungen, Betriebsinformationen oder Antennenmessungen verwenden, um zu bestimmen, wie die Vorrichtung 10 verwendet wird (z. B. um die Betriebsumgebung der Vorrichtung 10 zu bestimmen). Beispielsweise kann die Steuerschaltung 28 Sensoren verwenden, wie beispielsweise Temperatursensoren, kapazitive Näherungssensoren, lichtbasierte Näherungssensoren, Widerstandssensoren, Kraftsensoren, Berührungssensoren, Verbindersensoren, die das Vorhandensein eines Verbinders im Verbinderanschluss oder das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Datenübertragung durch einen Verbinderanschluss erkennen, Sensoren, die erkennen, ob drahtgebundene oder drahtlose Kopfhörer mit der Vorrichtung 10 verwendet werden, Sensoren, die einen Typ von Kopfhörer oder Zusatzgerät identifizieren, der mit der Vorrichtung 10 verwendet wird (z. B. Sensoren, die eine Zusatzgerätkennung identifizieren, die ein Zusatzgerät kennzeichnet, das mit der Vorrichtung 10 verwendet wird) oder andere Sensoren, um zu bestimmen, wie die Vorrichtung 10 verwendet wird. Die Steuerschaltlogik 28 kann auch Informationen von einem Orientierungssensor, wie beispielsweise einem Beschleunigungsmesser in der Vorrichtung 10, verwenden, um zu bestimmen, ob die Vorrichtung 10 in einer Position gehalten wird, die für die Verwendung mit der rechten Hand oder linken Hand (oder den Betrieb im Freifeld) charakteristisch ist. Die Steuerschaltung 28 kann auch Informationen über ein Benutzungsszenario der Vorrichtung 10 verwenden, um zu bestimmen, wie die Vorrichtung 10 verwendet wird (z. B. Informationen, die identifizieren, ob Audiodaten durch den Ohrhörer-Lautsprecher 8 aus 1 übertragen werden, Informationen, die identifizieren, ob ein Telefonanruf durchgeführt wird, Informationen, die identifizieren, ob ein Mikrofon an der Vorrichtung 10 Sprachsignale empfängt usw.).
Falls gewünscht, kann ein Impedanzsensor oder ein anderer Sensor verwendet werden, um die Impedanz der Antenne 40-4 oder eines Teils der Antenne 40-4 zu überwachen. Verschiedene Antennenbelastungsszenarien können die Antenne 40-4 unterschiedlich belasten, sodass Impedanzmessungen zur Bestimmung beitragen können, ob die Vorrichtung 10 von der linken oder rechten Hand eines Benutzers ergriffen wird oder im freien Raum betrieben wird. Eine andere Art und Weise, in der die Steuerschaltung 28 die Antennenbelastungsbedingungen überwachen kann, beinhaltet das Erfassen von empfangenen Signalstärkemessungen an Funkfrequenzsignalen, die mit der Antenne 40-4 empfangen werden. In diesem Beispiel kann die einstellbare Schaltung der Antenne 40-4 zwischen verschiedenen Einstellungen umgeschaltet werden, und eine optimale Einstellung für die Antenne 40-4 kann durch Auswahl einer Einstellung, welche die Empfangssignalstärke maximiert, erkannt werden. Im Allgemeinen können beliebige Kombinationen einer oder mehrerer dieser Messungen oder anderer Messungen von der Steuerschaltlogik 28 verarbeitet werden, um zu identifizieren, wie die Vorrichtung 10 verwendet wird (d. h. um die Betriebsumgebung der Vorrichtung 10 zu identifizieren).
In Schritt 164 kann die Steuerschaltung 28 die Konfiguration der Antenne 40-4 (z. B. Antenneneinstellungen für die Antenne 40-4) basierend auf der aktuellen Betriebsumgebung der Vorrichtung 10 (z. B. basierend auf Daten oder Informationen, die während der Verarbeitung des Schritts 162 gesammelt wurden) einstellen. Die Steuerschaltkreise 28 können die Antenne 40-4 unter Verwendung der einstellbaren Komponente 102C aus 8 in einen ersten und zweiten Betriebsmodus versetzen und die Komponenten 102A, 102B, 102D bzw. 102E anpassen, um weiter den Frequenzgang der Antenne 40-4 basierend auf den Informationen, die während des Verarbeitungsschritts 162 in 10 gesammelt werden, weiter anzupassen.
Bei Schritt 166 kann die Antenne 40-4 verwendet werden, um drahtlose Daten unter Verwendung der in Schritt 164 ausgewählten Antenneneinstellungen zu senden und zu empfangen. Dieser Vorgang kann kontinuierlich durchgeführt werden, wie durch Pfad 168 angegeben. Auf diese Weise kann die Antenne 40-4 dynamisch in Echtzeit basierend auf der Betriebsumgebung und den Bedürfnissen der Vorrichtung 10 eingestellt werden. Ähnliche Schritte können verwendet werden, um die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 bzw. andere Antennen 40 in der Vorrichtung 10 einzustellen, falls gewünscht.
11 ist ein Schaubild, im die Antennenleistung (der Antennenwirkungsgrad) als eine Funktion der Betriebsfrequenz F für die Antenne 40-4 aus 8 dargestellt wurde. Wie in 11 dargestellt, zeigt die Kurve 170 einen beispielhaften Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4, während die Antenne 40-4 sich im ersten Betriebsmodus befindet und während die einstellbare Komponente 102E einen offenen Stromkreis bildet (z. B. während der positive Antennenspeiseanschluss 46B aktiv ist und die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46A und 46C inaktiv sind).
Wenn sie in dieser Konfiguration angeordnet ist, kann die Länge des Resonanzelementarms 66 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46A und dem Spalt 18-2 (8) eine Wirkungsgradspitze im ersten Frequenzband unterstützen, wie dem unteren Mobilfunkband LB (z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 600 MHz und 960 MHz auf). Die Länge der Resonanzelementarms 66 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B und dem Spalt 18-2 kann eine Wirkungsgradspitze unterstützen, die sich über ein zweites Frequenzband wie ein unteres mittleres Mobilfunkband LMB erstreckt (z. B. ein Frequenzband zwischen etwa 1410 MHz und 1510 MHz) und ein drittes Frequenzband, wie ein mittleres Mobilfunkband MB (z. B. ein Frequenzband zwischen etwa 1710 MHz und 2170 MHz). Das Ende (die Spitze) des Resonanzelementarmes 66 kann indirekt das Segment 16-4 der peripheren leitenden Gehäusestrukturen 16 speisen, um eine Wirkungsgradspitze im vierten Frequenzband wie dem oberen Mobilfunkband HB (z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 2300 MHz und 2700 MHz) zu unterstützen. Ein harmonischer Modus des Teil des Resonanzelementarms 66 zwischen dem positiven Antennenspeiseanschluss 46B und dem Spalt 18-2 kann eine Wirkungsgradspitze im fünften Frequenzband wie einem ultrahohen Mobilfunkband UHB unterstützen (z. B. einem Frequenzband zwischen etwa 3400 MHz und 3600 MHz). Die Steuerschaltung 28 kann die Komponenten 102A bzw. 102B einstellen, um das Frequenzverhalten im unteren Mobilfunkband LB einzustellen, und kann die Komponente 102D einstellen, um den Frequenzgang im mittleren Mobilfunkband MB, dem oberen Mobilfunkband HB bzw. dem ultrahohen Mobilfunkband UHB einzustellen.
Wie durch die Kurve 170 aus 11 gezeigt, kann die Wirkungsgradspitze im oberen Mobilfunkband HB nur relativ niedrige Frequenzen im oberen Mobilfunkband HB abdecken, ohne einen zufriedenstellenden Wirkungsgrad bei höheren Frequenzen im oberen Mobilfunkband HB bereitzustellen. Um die Gesamtheit des oberen Mobilfunkbandes HB mit zufriedenstellendem Wirkungsgrad abzudecken, kann die Steuerschaltung 28 die einstellbare Komponente 102E so ansteuern, dass der positive Antennenspeiseanschluss 46C aktiviert wird (z. B. um den vertikalen Schlitz 120 direkt zu speisen).
Die Kurve 172 stellt einen beispielhaften Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4 dar, während sich die Antenne 40-4 im ersten Betriebsmodus befindet und während der positive Antennenspeiseanschluss 46C aktiv ist. Wenn sie sich in dieser Konfiguration befindet, wird der vertikale Schlitz 120 direkt über den positiven Antennenspeiseanschluss 46C und den Pfad 106 aus 8 gespeist. Dies kann dazu dienen, die Abdeckung der Antenne 40-4 im oberen Mobilfunkband HB zu höheren Frequenzen hin zu verschieben sowie den Gesamtwirkungsgrad der Antennen 40-4 innerhalb des oberen Mobilfunkbands HB zu erhöhen.
Die direkte Speisung des vertikalen Schlitzes 120 kann, wie durch die Kurve 172 aus 11 gezeigt, auch den Wirkungsgrad der Antenne im zweiten Frequenzband (z. B. in unteren mittleren Mobilfunkband LMB) reduzieren. Falls gewünscht, kann die Steuerschaltung 28 die Komponente 102D aus 8 so anpassen, dass sie den Frequenzgang der Antenne 40-4 nach unten verschiebt, um auch das untere mittlere Mobilfunkband LMB ohne wesentliche Beeinflussung der Abdeckung im oberen Mobilfunkband abzudecken. Die Steuerschaltung 28 kann die Komponenten 102A bzw. 102B anpassen, um den Frequenzgang im unteren Mobilfunkband LB einzustellen, und kann die Komponente 102D anpassen, um den Frequenzgang im unteren mittleren Mobilfunkband LMB, dem mittleren Mobilfunkband MB bzw. dem oberen Mobilfunkband UHB einzustellen.
Die Kurve 174 in 11 stellt die Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4 in Szenarien dar, in denen der positive Antennenspeiseanschluss 46A unter Verwendung einer dedizierten Übertragungsleitung gespeist wird, oder in Szenarien, in denen der Knoten 100 mit dem Knoten 130 (8) durch einen Draht oder eine andere dünne Leiterbahn mit ungenügender Breite gekoppelt ist. In Szenarien, in denen der positive Antennenspeiseanschluss 46A unter Verwendung einer dedizierten Übertragungsleitung gespeist wird, begrenzt die Dämpfung der dedizierten Übertragungsleitung und der zugehörigen zusätzlichen Umschalt-Schaltung den Spitzenantennenwirkungsgrad im unteren Mobilfunkband LB. Bei Szenarien, in denen der Knoten 100 mit dem Knoten 130 durch einen Draht oder eine andere dünne leitfähige Leitung mit einer nicht ausreichenden Breite verbunden ist, begrenzt die mit der relativ langen elektrischen Pfadlänge des Signalleiters 52 zum positiven Antennenspeiseanschluss 46A verbundene Induktivität den maximalen Wirkungsgrad der Antenne im unteren Mobilfunkband LB.
Die Kurve 176 aus 11 stellt einen beispielhaften Antennenwirkungsgrad der Antenne 40-4 dar, während die Antenne 40-4 in den zweiten Betriebsmodus gebracht wird (z. B. wenn der positive Antennenspeiseanschluss 46A aktiv ist und die positiven Antennenspeiseanschlüsse 46B und 46C inaktiv sind). Wenn sie in dieser Konfiguration angeordnet sind, werden elektromagnetische Hotspots im unteren Mobilfunkband LB von der Masseverlängerung 80 (8) wegbewegt, ohne eine Dämpfung einzuführen, die mit einer dedizierten Übertragungsleitung und ihrer schaltbaren Schaltung verbunden ist, und ohne eine übermäßige Induktivität zwischen Signalleiter 52 und positivem Antennenspeiseanschluss 46A einzuführen. Dies kann zur Erhöhung des Spitzenantennenwirkungsgrads bzw. der Bandbreite der Antenne 40-4 im unteren Mobilfunkband beitragen, wie durch den Pfeil 178 dargestellt ist.
Das Beispiel aus 11 dient lediglich zur Veranschaulichung. Im Allgemeinen kann die Antenne 40-4 beliebige Bänder bei beliebigen Frequenzen abdecken (z. B. kann die Antenne 40-4 jede gewünschte Anzahl von Wirkungsgradspitzen aufweisen, die sich über beliebige Frequenzbänder erstrecken). Die Kurven 170, 172 174 und 176 können, falls gewünscht, andere Formen aufweisen.
In dieser Art und Weise kann die Vorrichtung 10 mit einer Anzeige 14 (1) mit einem aktiven Bereich AA versehen sein, der sich im Wesentlichen über die gesamte Vorderseite der Vorrichtung 10 erstreckt Die Antenne 40-4 kann mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad über mehrere interessante Frequenzbänder hinweg bereitgestellt werden, obwohl die leitfähige Anzeige verwendet werden, um einen solch großen aktiven Bereich AA der Anzeige 14 zu unterstützen. Die Antenne 40-4 kann unter Verwendung eines Trägeraggregationsmodus über eines oder mehrere dieser Frequenzbänder und unter Verwendung eines MIMO-Modus mit den anderen Antennen in Vorrichtung 10 zusammenarbeiten, um den Funkdatendurchsatz für die Vorrichtung 10 zu maximieren.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse mit peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen umfasst, Massestrukturen, eine Antenne mit einem Resonanzelementarm, der von einem Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen gebildet wird, die von den Massestrukturen durch einen Schlitz getrennt sind, eine Funkübertragungsleitung mit einem Masseleiter, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist und einen mit dem Segment gekoppelten Signalleiter aufweist, und eine einstellbare Komponente, die dazu konfiguriert ist, den Frequenzgang der Antenne abzustimmen, und die einen ersten mit dem Signalleiter gekoppelten Anschluss, einen zweiten mit dem Segment gekoppelten Anschluss und einen dritten mit den Massestrukturen gekoppelten Anschluss aufweist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung einen dielektrisch gefüllten Spalt in der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur, die den Resonanzelementarm von einem weiteren Abschnitt der peripheren leitenden Gehäusestruktur trennt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform ist der Masseleiter mit den Massestrukturen an einem Massen-Antennenspeiseanschluss verbunden, der Signalleiter ist mit einem ersten positiven Antennenspeiseanschluss am Segment verbunden, und die elektronische Vorrichtung umfasst einen leitfähigen Pfad zwischen dem ersten positiven Antennenspeiseanschluss und einem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss am zusätzlichen Segment.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung eine zusätzliche einstellbare Komponente, die auf dem leitfähigen Pfad angeordnet ist, wobei die zusätzliche einstellbare Komponente einen ersten Zustand aufweist, in dem der Resonanzelementarm über eine elektromagnetische Nahfeldkopplung indirekt Funkfrequenzsignale an das zusätzliche Segment liefert und die zusätzliche einstellbare Komponente einen zweiten Zustand aufweist, indem der dritte positive Antennenspeiseanschluss Antennenströme vom Signalleiter zum zusätzlichen Segment leitet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die zusätzliche einstellbare Komponente dazu konfiguriert, einen Frequenzgang der Antenne abzustimmen, indem eine ausgewählte Induktivität zwischen den Signalleiter und den zweiten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt wird.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung einen Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, die an die Funkübertragungsleitung gekoppelt ist, und einen Schalter, der auf dem Signalleiter zwischengeschaltet ist; der Schalter ist zwischen den Funkfrequenz-Sendeempfänger und den ersten Anschluss der einstellbaren Komponente eingekoppelt.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss auf dem Segment sowie einen leitenden Pfad über den Schlitz und zwischen einem Knoten auf dem Signalleiter und dem dritten positiven Antennespeiseanschluss; der Knoten ist zwischen den Funkfrequenz-Sendeempfänger und den Schalter geschaltet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Schalter einen ersten Zustand auf, im der dritte positive Antennenspeiseanschluss aktiv ist und die ersten und zweiten positiven Antennenspeiseanschlüsse inaktiv sind und einen zweiten Zustand, in dem der erste positive Antennenspeiseanschluss aktiv ist und der dritte positive Antennenspeiseanschluss inaktiv ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Resonanzelementarm so ausgebildet, dass er Funkfrequenzsignale im ersten Frequenzband übermittelt, während sich der Schalter im ersten Zustand befindet, und ist so ausgebildet, dass er Funkfrequenzsignale im ersten Frequenzband, einem zweiten Frequenzband und einem dritten Frequenzband übermittelt, während sich der Schalter im zweiten Zustand befindet; das zusätzliche Segment ist dazu konfiguriert, Funkfrequenzsignale auf einem vierten Frequenzband zu übermitteln, während sich der Schalter im zweiten Zustand befindet, wobei das zweite Frequenzband höher ist als das erste Frequenzband, das vierte Frequenzband höher ist als das zweite Frequenzband und das dritte Frequenzband höher ist als das vierte Frequenzband.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform weist der leitende Pfad eine Länge und eine Breite auf, wobei die Länge zwischen zwei- und zehnmal so groß ist wie die Breite.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung offenbart, die ein Gehäuse mit peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen umfasst, Massestrukturen, wobei ein Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen durch einen Schlitz von den Massestrukturen getrennt ist, eine Antenne, welche die Massestrukturen einschließt, einen Resonanzelementarm, der aus dem Segment gebildet wird, einen Antennenspeisungs-Masseanschluss, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist, sowie erste und zweite positiven Antennenspeiseanschlüsse, die mit dem Segment gekoppelt sind, eine Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung im Gehäuse, eine Funkübertragungsleitung, die mit der mit der Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung gekoppelt ist, wobei die Funkübertragungsleitung einen Masseleiter aufweist, der mit dem Antennenspeisungs-Masseanschluss gekoppelt ist, und einen Signalleiter, der mit dem ersten positiven Antennenspeiseanschluss gekoppelt ist, einen Schalter, der auf dem Signalleiter zwischengeschaltet ist, und einen leitenden Pfad über den Schlitz zwischen einen Knoten auf dem Signalleiter und dem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss, wobei der Knoten auf dem Signalleiter zwischen dem Schalter und der Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung zwischengeschaltet ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform ist der leitende Pfad von den Massestrukturen durch einen ersten Abstand getrennt, und ist vom Segment durch einen zweiten Abstand getrennt, der geringer ist als der erste Abstand.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die leitender Pfad ein erstes Ende auf, das mit dem Knoten gekoppelt ist, ein gegenüberliegendes zweites Ende, das mit dem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss gekoppelt ist, und der eine Länge hat, die sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt, und wobei die Länge zwischen dem Zwei- und Zehnfachen der Breite liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine einstellbare Induktivität, ein, die zwischen das zweite Ende des leitenden Pfades und den Massestrukturen gekoppelt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung einen dielektrisch gefüllten Spalt in der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur, die den Resonanzelementarm von einem weiteren Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen trennt; die Antenne umfasst einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss, der mit dem weiteren Segment gekoppelt ist, und eine Leiterbahn, die zwischen den zweiten positiven Antennenspeiseanschluss und den dritten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung eine einstellbare Komponente, die auf dem Leiterpfad zwischengeschaltet ist, wobei sich ein Abschnitt des Schlitzes zwischen dem zusätzlichen Segment und den Massestrukturen erstreckt und die einstellbare Komponente einen ersten Zustand aufweist, in dem der Resonanzelementarm über elektromagnetische Nahfeldkopplung indirekt Funkfrequenzsignale an das zusätzliche Segment abgibt, sowie einen zweiten Zustand, in dem der dritte positive Antennenspeiseanschluss vom Signalleiter geleitete Antennenströme zum zusätzlichen Segment leitet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Schalter einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand auf, wobei das Segment und der zweite positive Antennenspeiseanschluss dazu konfiguriert sind, während der Schalter im offenen Zustand ist, Hochfrequenzsignale im ersten Frequenzband zu übermitteln, und das Segment und der erste positive Antennenspeiseanschluss dazu konfiguriert sind, während der Schalter im geschlossenen Zustand ist, Funkfrequenzsignale im ersten Frequenzband und einem zweiten Frequenzband zu leiten, das höher ist als das erste Frequenzband, und das zusätzliche Segment und der dritte positive Antennenspeiseanschluss dazu konfiguriert sind, während der Schalter im geschlossenen Zustand ist, Hochfrequenzsignale im dritten Frequenzband zu leiten, das höher ist als das zweite Frequenzband.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Antenne zum Empfangen von Funksignalen von einer Funkübertragungsleitung mit einem Signalleiter vorgesehen, die Massestrukturen umfasst, einen Resonanzelementarm, der von den Massestrukturen durch einen Schlitz getrennt ist, wobei der Schlitz einen Abschnitt umfasst, der sich zwischen den Massestrukturen und einer leitfähigen Struktur erstreckt, und wobei die leitfähige Struktur vom Resonanzelementarm durch ein mit einem Dielektrikum gefüllten Spalt getrennt ist; und eine Antennenzuleitung, die ausgebildet ist, um die von der Funkfrequenz-Übertragungsleitung empfangenen Funkfrequenzsignale zu übermitteln, wobei die Antennenzuleitung eine Antennenspeisungs-Masseanschluss aufweist, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist, erste und zweite positive Antennenspeiseanschlüsse, die mit dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt sind, und einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss, der mit der leitfähigen Struktur gekoppelt ist.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform umfasst die Antenne einen leitenden Pfad über den Schlitz, der zwischen einen Knoten auf dem Signalleiter und dem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist, und einem Schalter, der zwischen den Knoten und den ersten positiven Antennespeiseanschluss eingekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Antenne einen leitenden Pfad, der zwischen den ersten positiven Antennenspeiseanschluss und den dritten positiven Antennenspeiseanschluss gekoppelt ist, sowie eine einstellbare Komponente, die auf dem leitenden Pfad zwischengeschaltet ist, wobei der Schalter offene und geschlossene Zustände aufweist, und die einstellbare Komponente erste und zweite Zustände aufweist, der Resonanzelementarm, während der Schalter im offenen Zustand ist, zur Abstrahlung im ersten Frequenzband konfiguriert ist, der Resonanzelementarm, während der Schalter im geschlossenen Zustand ist, zur Abstrahlung im ersten Frequenzband und einem zweiten Frequenzband konfiguriert ist, das höher ist als das erste Frequenzband; die leitfähige Struktur, während der Schalter in seinem geschlossenen Zustand und die einstellbare Komponente im ersten Zustand ist, zur Abstrahlung im dritten Frequenzband konfiguriert ist, das höher ist als das zweite Frequenzband, und der Abschnitt des Schlitzes, während der Schalter in seinem geschlossenen Zustand und die einstellbare Komponente im zweiten Zustand ist, zur Abstrahlung im dritten Frequenzband konfiguriert ist.
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
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Zitierte Patentliteratur

US 16019322 [0001]

Claims

Elektronische Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse mit peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen; Massestrukturen; eine Antenne mit einem Resonanzelementarm, der aus einem Segment der peripheren leitenden Gehäusestrukturen gebildet ist, das von den Massestrukturen durch einen Schlitz getrennt ist; eine Funkfrequenz-Übertragungsleitung mit einem Masseleiter, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist und einen mit dem Segment gekoppelten Signalleiter aufweist, und eine einstellbare Komponente, die dazu konfiguriert ist, einen Frequenzgang der Antenne abzustimmen, und die einen ersten mit dem Signalleiter gekoppelten Anschluss, einen zweiten mit dem Segment gekoppelten Anschluss und einen dritten mit den Massestrukturen gekoppelten Anschluss aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen ersten dielektrisch gefüllten Spalt in den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen, der das Resonanzelement von einem zusätzlichen Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen trennt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Masseleiter an einen Antennenspeise-Masseanschluss mit den Massestrukturen gekoppelt ist, der Signalleiter mit einem ersten positiven Antennenspeiseanschluss auf dem Segment gekoppelt ist und die elektronische Einrichtung ferner Folgendes umfasst: einen leitenden Pfad, der zwischen den ersten positiven Antennenspeiseanschluss und einen zweiten positiven Antennenspeiseanschluss auf dem zusätzlichen Segment eingekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine zusätzliche einstellbare Komponente, die auf dem Leiterpfad angeordnet ist, wobei die zusätzliche einstellbare Komponente einen ersten Zustand aufweist, in dem der Resonanzelementarm über elektromagnetische Nahfeldkopplung indirekt Funkfrequenzsignale an das Zusatzsegment liefert und die weitere einstellbare Komponente einen zweiten Zustand aufweist, in dem der zweite positive Antennenspeiseanschluss Antennenströme vom Signalleiter zum Zusatzsegment überträgt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die zusätzliche einstellbare Komponente dazu konfiguriert ist, einen Frequenzgang der Antenne einzustellen, indem eine ausgewählte Induktivität zwischen den Signalleiter und den zweiten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, die mit der Funkfrequenz-Übertragungsleitung gekoppelt ist; einen Schalter, der auf dem Signalleiter angeordnet ist, wobei der Schalter zwischen der Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung und dem ersten Anschluss der einstellbaren Komponente eingekoppelt ist; einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss auf dem Segment; und einen leitenden Pfad über den Schlitz, der zwischen einem Knoten auf dem Signalleiter und dem dritten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist, wobei der Knoten zwischen die Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung und den Schalter eingefügt ist, wobei der Schalter einen ersten Zustand aufweist, im der dritte positive Antennespeiseanschluss aktiv ist und die ersten und zweiten positiven Antennenspeiseanschlüsse inaktiv sind, und einen zweiten Zustand, im der erste positive Antennenspeiseanschluss aktiv ist und der dritte positive Antennenspeiseanschluss inaktiv ist, wobei der Resonanzelementarm zum Leiten von hochfrequenten Signalen im ersten Frequenzband konfiguriert ist, während sich der Schalter im ersten Zustand befindet, und zum Leiten von Funkfrequenzsignalen im ersten Frequenzband, einem zweiten Frequenzband, und einem dritten Frequenzband, während der Schalter im zweiten Zustand ist, das weitere Segment ist zum Leiten von Funkfrequenzsignalen im vierten Frequenzband konfiguriert, während der Schalter im zweiten Zustand ist, wobei das zweite Frequenzband höher ist als das erste Frequenzband, das vierte Frequenzband höher ist als das zweite Frequenzband, und das dritte Frequenzband höher ist als das vierte Frequenzband.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der leitende Pfad eine Länge und eine Breite aufweist, bei der die Länge zwischen zwei und zehn mal so groß ist wie die Breite.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse mit peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen; Massestrukturen, wobei ein Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen von den Massestrukturen durch einen Schlitz getrennt ist; eine Antenne, welche die Massestrukturen umfasst, einen Resonanzelementarm, der aus dem Segment gebildet ist, einen Antennenspeisungs-Masseanschluss, der mit den Massestrukturen gekoppelt ist, und einen ersten und zweiten positiven Antennenspeiseanschluss, die mit dem Segment gekoppelt sind; eine Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung im Gehäuse; eine Funkfrequenz-Übertragungsleitung, die mit der Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung gekoppelt ist, wobei die Funkfrequenz-Übertragungsleitung einen Masseleiter umfasst, der mit dem Antennenspeise-Masseanschluss gekoppelt ist, und einen Signalleiter, der mit dem ersten positiven Antennenspeiseanschluss gekoppelt ist; einen Schalter, der auf dem Signalleiter angeordnet ist; und einen leitenden Pfad über dem Schlitz, der zwischen einem Knoten auf dem Signalleiter und dem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist, wobei der Knoten auf dem Signalleiter zwischen dem Schalter und der Funkfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung angeordnet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der leitende Pfad von den Massestrukturen durch einen ersten Abstand getrennt ist und vom Segment durch einen zweiten Abstand getrennt ist, der geringer ist als der erste Abstand.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der leitende Pfad ein erstes Ende aufweist, das mit dem Knoten gekoppelt ist, ein gegenüberliegendes zweites Ende, das mit dem zweiten positiven Antennenspeiseanschluss gekoppelt ist, der eine Länge, die sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt, und eine Breite aufweist, wobei die Länge zwischen dem Zwei- und Zehnfachen der Breite liegt, weiterhin Folgendes umfassend: eine einstellbare Induktivität, die zwischen das zweite Ende des leitenden Pfads und die Massestrukturen gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner Folgendes umfasst: einen dielektrisch gefüllten Spalt in der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur, die den Resonanzelementarm von einem weiteren Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen trennt, wobei die Antenne ferner einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss umfasst, der mit dem weiteren Segment gekoppelt ist, und einen leitenden Pfad, der zwischen den zweiten positiven Antennenspeiseanschluss und den dritten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner Folgendes umfasst: eine einstellbare Komponente, die auf dem Leiterpfad zwischengeschaltet ist, wobei sich ein Abschnitt des Schlitzes zwischen dem zusätzlichen Segment und den Massestrukturen erstreckt, wobei die einstellbare Komponente einen ersten Zustand aufweist, in dem der Resonanzelementarm über elektromagnetische Nahfeldkopplung indirekt Funkfrequenzsignale an das zusätzliche Segment abgibt und einen zweiten Zustand, indem der dritte positive Antennenspeiseanschluss Antennenströme vom Signalleiter zum zusätzlichen Segment leitet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Schalter einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei das Segment und der zweite positive Antennenspeiseanschluss dazu konfiguriert sind, während der Schalter im offenen Zustand ist, Funkfrequenzsignale im ersten Frequenzband zu übermitteln, und das Segment und der erste positive Antennenspeiseanschluss dazu konfiguriert sind, während der Schalter im geschlossenen Zustand ist, Funkfrequenzsignale im ersten Frequenzband und einem zweiten Frequenzband zu leiten, das höher ist als das erste Frequenzband, und das zusätzliche Segment und der dritte positive Antennenspeiseanschluss dazu konfiguriert sind, während der Schalter im geschlossenen Zustand ist, Funkfrequenzsignale im dritten Frequenzband zu leiten, das höher ist als das zweite Frequenzband.
Antenne, die ausgestaltet ist, um Funkfrequenzsignale von einer Funkfrequenzübertragungsleitung mit einem Signalleiter zu empfangen, wobei die Antenne Folgendes umfasst: Massestrukturen; einen Resonanzelementarm, der von den Massestrukturen durch einen Schlitz getrennt ist, wobei der Schlitz einen Abschnitt umfasst, der sich zwischen den Massestrukturen und einer leitenden Struktur erstreckt, wobei die leitende Struktur vom Resonanzelementarm durch einen mit Dielektrikum gefüllten Spalt getrennt ist; und eine Antennenspeisung, die dazu konfiguriert ist, die von der Funkfrequenzübertragungsleitung empfangenen Funkfrequenzsignale zu befördern, wobei die Antennenspeisung einen mit den Massestrukturen gekoppelten Antennenspeisungs-Masseanschluss, erste und zweite positive Antennenspeiseanschlüsse, die mit dem Antennenresonanzelementarm gekoppelt sind, und einen dritten positiven Antennenspeiseanschluss aufweist, der mit der leitenden Struktur gekoppelt ist.
Antenne nach Anspruch 14, die ferner Folgendes umfasst: einen leitenden Pfad über dem Schlitz, der zwischen einen Knoten auf dem Signalleiter und den zweiten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist; und einen Schalter, der zwischen den Knoten und den ersten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist; eine Leiterbahn, die zwischen den ersten positiven Antennenspeiseanschluss und den dritten positiven Antennenspeiseanschluss eingekoppelt ist; und eine einstellbaren Komponente, die auf dem leitenden Pfad zwischengeschaltet ist, wobei der Schalter offene und geschlossene Zustände aufweist, und die einstellbare Komponente erste und zweite Zustände aufweist, wobei der Resonanzelementarm, während der Schalter im offenen Zustand ist, zur Abstrahlung im ersten Frequenzband konfiguriert ist, und der Resonanzelementarm, während der Schalter im geschlossenen Zustand ist, zum Abstrahlen im ersten Frequenzband und einem zweiten Frequenzband konfiguriert ist, das höher ist als das erste Frequenzband, und wobei die leitfähige Struktur, während der Schalter in seinem geschlossenen Zustand und die verstellbare Komponente im ersten Zustand ist, zur Abstrahlung im dritten Frequenzband konfiguriert ist, das höher ist als das zweite Frequenzband, und der Abschnitt des Schlitzes, während der Schalter in seinem geschlossenen Zustand und die verstellbare Komponente im zweiten Zustand ist, zur Abstrahlung im dritten Frequenzband konfiguriert ist.