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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr.
16/537.220 , eingereicht am 9. August 2019, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
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STAND DER TECHNIK
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Dies bezieht sich auf elektronische Vorrichtungen und genauer auf elektronische Vorrichtungen mit Schaltungen für drahtlose Kommunikation.
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Elektronische Vorrichtungen schließen oftmals Schaltungen für drahtlose Kommunikation ein. Zum Beispiel enthalten Mobiltelefone, Computer und andere Vorrichtungen oftmals Antennen und drahtlose Transceiver zum Unterstützen drahtloser Kommunikation. Einige elektronische Vorrichtungen führen Standorterfassungsvorgänge durch, um den Standort einer externen Vorrichtung basierend auf einem Einfallswinkel von Signalen zu erfassen, die von der externen Vorrichtung empfangen werden (unter Verwendung mehrerer Antennen).
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Um den Kundenbedarf nach drahtlosen Vorrichtungen mit kleinem Formfaktor zu erfüllen, streben Hersteller kontinuierlich danach, Schaltungen für drahtlose Kommunikation, wie Antennenkomponenten, zur Durchführung von Standorterfassungsvorgängen unter Verwendung kompakter Strukturen zu implementieren. Gleichzeitig besteht ein Wunsch, dass drahtlose Vorrichtungen eine wachsende Anzahl von Frequenzbändern abdecken.
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Da Antennen das Potenzial besitzen, miteinander und mit Komponenten in einer drahtlosen Vorrichtung wechselzuwirken, muss sorgfältig vorgegangen werden, wenn Antennen in eine elektronische Vorrichtung integriert werden. Darüber hinaus muss sichergestellt werden, dass die Antennen und die drahtlosen Schaltungen in einer Vorrichtung in der Lage sind, eine zufriedenstellende Leistung über den gewünschten Bereich von Betriebsfrequenzen zu bieten.
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Es wäre daher wünschenswert, verbesserte Schaltungen für drahtlose Kommunikation für drahtlose elektronische Vorrichtungen bereitstellen zu können.
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KURZDARS TELLUNG
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Eine elektronische Vorrichtung kann mit einem Gehäuse, einer Logikplatine in dem Gehäuse und drahtlosen Schaltungen auf der Logikplatine bereitgestellt sein. Die drahtlosen Schaltungen können eine erste und eine zweite Antenne einschließen. Die erste Antenne kann einen ersten Resonanzelementarm aufweisen, der aus ersten Leiterbahnen auf einer Oberfläche der Logikplatine gebildet ist. Die zweite Antenne kann einen zweiten Resonanzelementarm aufweisen, der aus zweiten Leiterbahnen auf der Oberfläche der Logikplatine gebildet ist. Masseleiterbahnen für die erste und die zweite Antenne können auf der Oberfläche der Logikplatine strukturiert sein.
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Der erste und der zweite Resonanzelementarm können mit den Masseleiterbahnen durch jeweilige erste und zweite Rückleitungspfade gekoppelt sein. Der erste und der zweite Resonanzelementarm können auf gegenüberliegenden Seiten der Masseleiterbahnen angeordnet sein. Der erste Resonanzelementarm kann eine Spitze aufweisen, die dem Rückleitungspfad für den zweiten Resonanzelementarm zugewandt ist. Der zweite Resonanzelementarm kann eine Spitze aufweisen, die dem Rückleitungspfad für den ersten Resonanzelementarm zugewandt ist. Das Gehäuse kann eine Rückwand, eine Vorderwand und eine zylindrische Seitenwand, die sich von der Rückwand zu der Vorderwand erstreckt, aufweisen. Die Logikplatine kann eine Kontur aufweisen, die der Form der zylindrischen Seitenwand entspricht. Das erste und das zweite Resonanzelement können um eine Mittelachse der elektronischen Vorrichtung gekrümmt sein.
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Die erste Antenne kann einen Grundmodus aufweisen, der in einem Nicht-Ultrabreitband-Kommunikationsband, wie dem Bluetooth®-Kommunikationsband bei 2,4 GHz, ausstrahlt. Die zweite Antenne kann in einem ersten Ultrabreitbandkommunikationsband, wie einem 6,5-GHz-Ultrabreitband-Kommunikationsband, ausstrahlen. Wenn gewünscht, kann die zweite Antenne auch in einem zweiten Ultrabreitbandkommunikationsband, wie einem 8,0-GHz-Ultrabreitband-Kommunikationsband, ausstrahlen. In einer anderen geeigneten Anordnung kann ein harmonischer Modus der ersten Antenne in dem zweiten Ultrabreitbandkommunikationsband ausstrahlen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schaltung in einer elektronischen Vorrichtung, die dazu konfiguriert ist, drahtlos mit einer externen Ausrüstung gemäß einigen Ausführungsformen zu kommunizieren.
- 2 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden drahtlosen Schaltung gemäß einigen Ausführungsformen.
- 3 ist ein schematisches Diagramm von veranschaulichenden invertierten F-Antennenstrukturen gemäß einigen Ausführungsformen.
- 4 ist ein Diagramm, das zeigt, wie eine externe Ausrüstung den Standort einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung in Bezug auf die externe Ausrüstung (z. B. Bereich und Einfallswinkel) gemäß einigen Ausführungsformen identifizieren kann.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
- 6 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
- 7 ist eine Querschnittsunteransicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
- 8 und 9 sind Darstellungen der Antennenleistung (des Antennenwirkungsgrads) für Antennen der in 1-7 gezeigten Typen gemäß einigen Ausführungsformen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Elektronische Vorrichtungen, wie die elektronische Vorrichtung 10 von 1, können mit drahtlosen Schaltungen (hierin manchmal auch als Schaltungen für drahtlose Kommunikation bezeichnet) bereitgestellt werden. Die drahtlosen Schaltungen können verwendet werden, um drahtlose Kommunikation in mehreren drahtlosen Kommunikationsbändern zu unterstützen. Kommunikationsbänder (hierin manchmal als Frequenzbänder bezeichnet), die von den drahtlosen Schaltungen verarbeitet werden, können Satellitennavigationssystemkommunikationsbänder, Mobiltelefonkommunikationsbänder, Wireless Local Area Network-Kommunikationsbänder, Nahfeldkommunikationsbänder, Ultrabreitband-Kommunikationsbänder oder andere drahtlose Kommunikationsbänder einschließen.
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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 eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung, eine Ohrhörervorrichtung, eine drahtlose Tag-Vorrichtung, eine drahtlose Ortungsvorrichtung (z. B. ein Ortungs-Tag) oder eine andere Miniaturvorrichtung oder am Körper tragbare Vorrichtung, eine größere handgehaltene Vorrichtung, wie 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 Verarbeitungsschaltung integriert wurde, eine Anzeige ohne einen integrierten Computer, einen drahtlosen Zugangspunkt, eine drahtlose Basisstation, eine in einen Kiosk, ein Gebäude oder ein Fahrzeug eingebundene elektronische Vorrichtung oder eine beliebige andere geeignete elektronische Ausrüstung handeln.
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Wie in dem schematischen Diagramm 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 Komponenten einschließen, die sich auf oder in dem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung, wie Gehäuse 12, befinden. Das Gehäuse 12, das manchmal als Umhüllung bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination dieser Materialien gebildet sein. In manchen Situationen können Teile oder die Gesamtheit des Gehäuses 12 aus dielektrischem oder anderem Material mit geringer Leitfähigkeit (z. B. Glas, Keramik, Kunststoff, Saphir usw.) gebildet sein. In anderen Situationen können das Gehäuse 12 oder mindestens manche der Strukturen, aus denen das Gehäuse 12 besteht, aus Metallelementen gebildet sein.
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Die Vorrichtung 10 kann eine Steuerschaltung 28 einschließen. Die Steuerschaltung 28 kann Speicher, wie eine Speicherschaltung 24, und Verarbeitungsschaltungen, wie eine Verarbeitungsschaltung 26, einschließen. Die Speicherschaltung 24 kann einen Festplattenlaufwerkspeicher, einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der dazu konfiguriert ist, ein Solid-State-Laufwerk zu bilden), einen flüchtigen Speicher (z. B. einen statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. einschließen. Die Verarbeitungsschaltung 26 kann dazu verwendet werden, den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Die Verarbeitungsschaltung 26 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, Mikrocontroller, digitale Signalprozessoren, Hostprozessoren, integrierte Basisbandprozessorschaltungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Zentraleinheiten (CPUs) usw. einschließen. Die Steuerschaltung 28 kann dazu konfiguriert sein, Vorgänge in der Vorrichtung 10 unter Verwendung von Hardware (z. B. dedizierte Hardware oder Schaltungen), Firmware und/oder Software durchzuführen. Softwarecode zum Durchführen von Vorgängen in der Vorrichtung 10 kann auf der Speicherschaltung 24 gespeichert sein (z. B. kann die Speicherschaltung 24 nichtflüchtige (greifbare) computerlesbare Speichermedien, die den Softwarecode speichern, einschließen). Der Softwarecode kann manchmal als Programmanweisungen, Software, Daten, Anweisungen oder Code bezeichnet werden. Auf der Speicherschaltung 24 gespeicherter Softwarecode kann durch die Verarbeitungsschaltung 26 ausgeführt werden.
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Die Steuerschaltung 28 kann verwendet werden, um Software auf der Vorrichtung 10 auszuführen, wie externe Knotenortungsanwendungen, Satellitennavigationsanwendungen, Internet-Browsing-Anwendungen, Voice-over-Internet-Protokoll-Telefonanrufanwendungen (VoIP-Telefonanrufanwendungen), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. Zur Unterstützung von Interaktionen mit externer Ausrüstung kann die Steuerschaltung 28 beim Implementieren von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Kommunikationsprotokolle, die unter Verwendung der Steuerschaltung 28 implementiert werden können, schließen Internetprotokolle, drahtlose lokale Netzwerkprotokolle (z. B. IEEE 802.11-Protokolle - manchmal als Wi-Fi® bezeichnet), Protokolle für andere drahtlose Nahbereichskommunikationsverbindungen, wie das Bluetooth®-Protokoll oder andere WPAN-Protokolle, IEEE 802.11 ad-Protokolle, Mobiltelefonprotokolle, MIMO-Protokolle, Antennendiversitätsprotokolle, Satellitennavigationssystemprotokolle (z. B. Global Positioning System-Protokolle (GPS-Protokolle), Global Navigation Satellite System-Protokolle (GLONASS-Protokolle) usw.), IEEE 802.15.4-UltrabreitbandKommunikationsprotokolle oder andere Ultrabreitbandkommunikationsprotokolle usw. ein. Jedes Kommunikationsprotokoll kann einer entsprechenden Funkzugangstechnologie (RAT, Radio Access Technology) zugeordnet sein, welche die bei der Implementierung des Protokolls verwendete physikalische Verbindungsmethode spezifiziert.
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Die Vorrichtung 10 kann unter Verwendung einer Batterie, wie einer Batterie 14, mit Strom versorgt werden. In einer geeigneten Anordnung ist die Batterie 14 eine abnehmbare Batterie, die abgenommen und von einem Benutzer bei Abbau der Ladung der Batterie 14 ersetzt werden kann (z. B. kann das Gehäuse 12 einen Zugang oder eine Öffnung einschließen, durch die ein Benutzer zum Austausch auf die Batterie 14 zugreifen kann). In einer anderen geeigneten Anordnung kann die Batterie 14 wiederaufladbar sein. In diesem Szenario kann die Vorrichtung 10 eine optionale Ladungsschaltung 16 einschließen, die die Batterie 14 über den Pfad 18 lädt. Die optionale Ladungsschaltung 16 kann Leistung von einer Wechselstromleistungsquelle empfangen, wie einer drahtgebundenen Stromquelle (z. B. einer Wandsteckdose oder einer anderen drahtgebundenen Stromquelle) oder kann drahtlose Leistung über die Luft empfangen (z. B. unter Verwendung eines Nahfeldladungselements, wie einer Induktionsspule) und kann diese Leistung verwenden, um die Batterie 14 zu laden oder um anderweitig die Komponenten der Vorrichtung 10 zu laden. Die Ladungsschaltung 16 und der Pfad 18 können in Szenarien entfallen, in denen die Batterie 14 bei Abbau der Ladung ausgetauscht wird.
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Die Vorrichtung 10 kann eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Daten an die Vorrichtung 10 übermittelt werden und dass Daten von der Vorrichtung 10 an externe Vorrichtungen bereitgestellt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenanschlussvorrichtungen, Sensoren und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen Touchscreens, Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Schaltflächen, Joysticks, Scroll-Räder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Lautsprecher, Statusanzeigen, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioanschlusskomponenten, digitale Datenanschlussvorrichtungen, Lichtsensoren, Gyroskope, Beschleunigungsmesser oder andere Komponenten, die Bewegungen und die Ausrichtung der Vorrichtung in Bezug zur Erde erfassen können, Kapazitätssensoren, Näherungssensoren (z. B. einen kapazitiven Näherungssensor und/oder einen Infrarotnäherungssensor), Magnetsensoren und andere Sensoren und Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen.
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In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal beispielhaft beschrieben wird, kann die Vorrichtung 10 ohne eine Anzeige (z. B. ohne LCD-Anzeige, Touchscreen-Anzeige, irgendeine andere Art von Anzeige mit Anzeigepixelschaltungen usw.) gebildet sein, um die Herstellungskosten und die Komplexität für die Vorrichtung 10 zu minimieren. Dadurch ist es auch möglich, dass die Vorrichtung 10 eine relativ geringe Größe aufweist, während sie relativ wenig Leistung verbraucht (z. B. kann die Vorrichtung 10 einen Durchmesser von nur wenigen Zentimetern oder weniger aufweisen). In diesem Szenario können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einen oder mehrere Lautsprecher, eine oder mehrere Schaltflächen und/oder eine oder mehrere Statusanzeigeleuchten einschließen. Wenn gewünscht, können diese Komponenten jedoch weggelassen werden.
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Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann drahtlose Schaltungen, wie die drahtlose Schaltung 34 (hierin manchmal als Schaltung für drahtlose Kommunikation 34 bezeichnet) zum drahtlosen Übermitteln von Hochfrequenzsignalen 22 an die und/oder von der externe(n) Ausrüstung 20 einschließen. Bei der externen Ausrüstung 20 kann es sich um einen Laptop-Computer, einen Tablet-Computer, eine etwas kleinere Vorrichtung, wie eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung, eine Ohrhörervorrichtung, eine drahtlose Tag-Vorrichtung, eine drahtlose Ortungsvorrichtung (z. B. ein Ortungs-Tag) oder eine andere Miniaturvorrichtung oder am Körper tragbare Vorrichtung, eine größere handgehaltene Vorrichtung, wie ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder andere kleine tragbare Vorrichtung, eine Set-Top-Box, einen Desktop-Computer, eine Anzeige, in die ein Computer oder eine andere Verarbeitungsschaltung integriert wurde, eine Anzeige ohne integrierten Computer, einen drahtlosen Zugangspunkt, eine drahtlose Basisstation, eine in einen Kiosk, ein Gebäude oder ein Fahrzeug eingebundene elektronische Vorrichtung oder eine beliebige andere geeignete elektronische Ausrüstung handeln. Um drahtlose Kommunikation zu unterstützen, kann die drahtlose Schaltung 34 eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltung (HF-Transceiver-Schaltung), die aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen gebildet ist, eine Leistungsverstärkerschaltung, rauscharme Eingangsverstärker, passive HF-Komponenten, eine oder mehrere Antennen, wie die Antennen 40, Übertragungsleitungen und andere Schaltungen zum Verarbeiten von drahtlosen HF-Signalen einschließen. Drahtlose Signale können auch unter Verwendung von Licht (z. B. unter Verwendung von Infrarotkommunikation) gesendet werden.
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Während die Steuerschaltung 28 in dem Beispiel von 1 aus Gründen der Verständlichkeit getrennt von der drahtlosen Schaltung 34 gezeigt ist, kann die drahtlose Schaltung 34 Verarbeitungsschaltungen, die Bestandteil der Verarbeitungsschaltung 26 sind, und/oder Speicherschaltungen, die Bestandteil der Speicherschaltung 24 der Steuerschaltung 28 sind (z. B. können Abschnitte der Steuerschaltung 28 auf der drahtlosen Schaltung 34 implementiert sein) einschließen. Zum Beispiel kann die Steuerschaltung 28 (z. B. die Verarbeitungsschaltung 26) eine Basisbandprozessorschaltung oder andere Steuerkomponenten einschließen, die Bestandteil der drahtlosen Schaltung 34 sind.
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Die drahtlose Schaltung 34 kann eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltung zum Verarbeiten verschiedener Hochfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die drahtlose Schaltung 34 eine Ultrabreitband-Transceiver-Schaltung (UWB-Transceiver-Schaltung) 36 einschließen, die Kommunikationen unter Verwendung des IEEE 802.15.4-Protokolls und/oder anderer Ultrabreitbandkommunikationsprotokolle unterstützt. Ultrabreitbandhochfrequenzsignale können auf einem Impulse-Radio-Signalisierungsschema basieren, das bandbegrenzte Datenimpulse verwendet. Ultrabreitbandsignale können beliebige gewünschte Bandbreiten aufweisen, wie Bandbreiten zwischen 499 MHz und 1331 MHz, Bandbreiten größer als 500 MHz usw. Das Vorhandensein niedriger Frequenzen im Basisband kann manchmal dazu führen, dass Ultrabreitbandsignale durch Objekte, wie Wände, dringen. In einem IEEE 802.15.4-System kann ein Paar elektronischer Vorrichtungen drahtlose zeitgestempelte Nachrichten austauschen. Zeitstempel in den Nachrichten können analysiert werden, um die Laufzeit der Nachrichten und damit den Abstand (Bereich) zwischen den Vorrichtungen und/oder einen Winkel zwischen den Vorrichtungen (z. B. einen Einfallswinkel eingehender Hochfrequenzsignale) zu bestimmen. Die Ultrabreitband-Transceiver-Schaltung 36 kann in Kommunikationsbändern, wie einem oder mehreren Ultrabreitbandkommunikationsbändern zwischen etwa 5 GHz und etwa 8,3 GHz (z. B. einem 6,5-GHz-UWB-Kommunikationsband, einem 8-GHz-UWB-Kommunikationsband und/oder Bändern mit anderen geeigneten Frequenzen) arbeiten (Hochfrequenzsignale übermitteln).
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Wie in 1 gezeigt, kann die drahtlose Schaltung 34 auch eine Nicht-UWB-Transceiver-Schaltung 38 einschließen. Die Nicht-UWB-Transceiver-Schaltung 38 kann Kommunikationsbänder verarbeiten, die sich von UWB-Kommunikationsbändern, wie 2,4-GHz- und 5-GHz-Bändern für eine Wi-Fi®-Kommunikation (IEEE 802.11) oder Kommunikation in anderen Wireless Local Area Network-Bändern (WLAN-Bändern), dem 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband oder anderen Wireless Personal Area Network-Bändern (WPAN-Bändern) und/oder Frequenzbändern für Mobiltelefone, wie einem zellularen Low-Band (LB) von 600 bis 960 MHz, einem zellularen Low-Mid-Band (LMB) von 1410 bis 1510 MHz, einem zellularen Mid-Band (MB) von 1710 bis 2170 MHz, einem zellularen High-Band (HB) von 2300 bis 2700 MHz, einem zellularen Ultra-High-Band (UHB) von 3300 bis 5000 MHz oder anderen Kommunikationsbändern zwischen 600 MHz und 5000 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen (als Beispiele) unterscheiden.
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Die Nicht-UWB-Transceiver-Schaltung 38 kann Sprachdaten und Nicht-Sprachdaten verarbeiten. Wenn gewünscht, kann die drahtlose Schaltung 34 Schaltungen für andere drahtlose Nahbereichs- und Fernbereichsverbindungen einschließen. Zum Beispiel kann die drahtlose Schaltung 34 eine 60-GHz-Transceiver-Schaltung (z. B. eine Millimeterwellen-Transceiver-Schaltung), eine Schaltung zum Empfangen von Fernseh- und Funksignalen, Paging-System-Transceiver, eine Nahbereichskommunikationsschaltung (NFC-Schaltung) usw. einschließen.
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In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal beispielhaft beschrieben wird, schließt der Nicht-UWB-Transceiver 38 nur einen Hochfrequenz-Transceiver zum Abdecken des 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsbands, anderer Wireless Personal Area Network-Bänder (WPAN-Bänder) oder eines 2,4 Hz-WLAN-Bands ein. Dies kann dazu dienen, den Platzverbrauch durch die drahtlose Schaltung 34 innerhalb der Vorrichtung 10 zu minimieren, wodurch die Vorrichtung 10 im Vergleich zu Szenarien, in denen zusätzliche Transceiver verwendet werden, weiter verkleinert werden kann. Die Vorrichtung 10 kann Hochfrequenzsignale in dem 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband zum Übermitteln von Daten zu und/oder von der externen Ausrüstung 20 verwenden. Gleichzeitig kann die UWB-Transceiver-Schaltung 36 Hochfrequenzsignale in einem oder mehreren UWB-Kommunikationsbändern übermitteln, um der externen Ausrüstung 20 zu ermöglichen, die Vorgänge der Bereichserfassung und der Erfassung des Einfallswinkels an der Vorrichtung 10 durchzuführen (z. B. sodass die externe Ausrüstung 20 den Standort der Vorrichtung 10 relativ zu der externen Ausrüstung 20 identifizieren kann). Mit anderen Worten können die Hochfrequenzsignale 22 von 1 Hochfrequenzsignale in dem Bluetooth®-Kommunikationsband und Hochfrequenzsignale in einem oder mehreren UWB-Kommunikationsbändern, die durch die drahtlose Schaltung 34 übermittelt werden, einschließen.
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Die drahtlose Schaltung 34 kann die Antennen 40 einschließen. Die Antennen 40 können unter Verwendung beliebiger geeigneter Typen von Antennenstrukturen gebildet sein. Zum Beispiel können die Antennen 40 Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patchantennenstrukturen, invertierten F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, planaren invertierten F-Antennenstrukturen, Spiralantennenstrukturen, Dipolantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, Mischformen von zwei oder mehreren dieser Ausführungen usw. gebildet sind. Wenn gewünscht, können eine oder mehrere der Antennen 40 Hohlraumantennen sein.
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Für unterschiedliche Bänder und Kombinationen von Bändern können unterschiedliche Antennentypen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Antennentyp beim Bilden einer Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung verwendet werden, und ein anderer Antennentyp kann beim Bilden einer Antenne für eine drahtlose Fernverbindung verwendet werden. Spezielle Antennen können zum Übermitteln von Hochfrequenzsignalen in einem UWB-Kommunikationsband verwendet werden, oder, wenn gewünscht, können die Antennen 40 dazu konfiguriert sein, sowohl Hochfrequenzsignale in einem UWB-Kommunikationsband als auch Hochfrequenzsignale in einem Nicht-UWB-Kommunikationsband (z. B. dem Bluetooth®-Kommunikationsband) zu übermitteln.
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Platz ist in elektronischen Vorrichtungen, wie der Vorrichtung 10, oft knapp. Um den Platzverbrauch innerhalb der Vorrichtung 10 weiter zu minimieren, kann dieselbe Antenne 40 verwendet werden, um mehrere Kommunikations(-frequenz-)bänder abzudecken. In einer geeigneten Anordnung, die hierin beispielhaft beschrieben wird, können die Antennen 40 eine erste und eine zweite Antenne einschließen. Die erste Antenne kann Hochfrequenzsignale in einem ersten Kommunikationsband übermitteln, während die zweite Antenne Hochfrequenzsignale in einem zweiten und dritten Kommunikationsband übermittelt. Beispiele für Kommunikationsbänder, die als erstes, zweites und drittes Kommunikationsband verwendet werden können, schließen das 2,4-GHz-Bluetooth®-Frequenzband, das 6,5-GHz-UWB-Kommunikationsband (z. B. einschließlich Frequenzen von 6250 MHz bis 6750 MHz) und das 8,0-GHz-UWB-Kommunikationsband (z. B. einschließlich Frequenzen von 7750 bis 8250 MHz) ein. Dies ist lediglich veranschaulichend. Es können beliebige gewünschte UWB-Kommunikationsbänder verwendet werden. Hochfrequenzsignale, die in UWB-Kommunikationsbändern übertragen werden (z. B. unter Verwendung eines UWB-Protokolls), können hierin manchmal als UWB-Signale oder UWB-Hochfrequenzsignale bezeichnet werden. Hochfrequenzsignale in anderen Frequenzbändern als den UWB-Kommunikationsbändern (z. B. Hochfrequenzsignale in Mobiltelefonfrequenzbändern, WPAN-Frequenzbändern, WLAN-Frequenzbändern usw.) können hierin manchmal als Nicht-UWB-Signale oder Nicht-UWB-Hochfrequenzsignale bezeichnet werden.
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Ein schematisches Diagramm der drahtlosen Schaltung 34 ist in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann die drahtlose Schaltung 34 eine Transceiver-Schaltung 42 (z. B. eine UWB-Transceiver-Schaltung 36 oder eine Nicht-UWB-Transceiver-Schaltung 38 von 1) einschließen, die mit einer gegebenen Antenne 40 unter Verwendung eines Hochfrequenzübertragungsleitungspfads, wie eines Hochfrequenzübertragungsleitungspfads 50, gekoppelt ist.
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Um Antennenstrukturen, wie die Antenne 40, mit der Fähigkeit auszustatten, verschiedene Frequenzen von Interesse abzudecken, kann die Antenne 40 mit einer Schaltung, wie einer Filterschaltung (z. B. einem oder mehreren passiven Filtern und/oder einer oder mehreren einstellbaren Filterschaltungen), bereitgestellt sein. Diskrete Komponenten, wie Kondensatoren, Spulen und Widerstände, können in die Filterschaltung integriert werden. Kapazitive Strukturen, induktive Strukturen und Widerstandsstrukturen können zudem aus strukturierten Metallstrukturen (z. B. einem Teil einer Antenne) gebildet sein. Wenn gewünscht, kann die Antenne 40 mit anpassbaren Schaltungen, wie abstimmbaren Komponenten, bereitgestellt werden, welche die Antenne auf Kommunikationsbänder (Frequenzbänder) von Interesse abstimmen. Die abstimmbaren Komponenten können Teil eines abstimmbaren Filters oder abstimmbaren Impedanzanpassungsnetzwerks sein, können Teil eines Antennenresonanzelements sein, können eine Lücke zwischen einem Antennenresonanzelement und der Antennenmasse überbrücken usw. Wenn gewünscht, kann die Antenne 40 ohne aktive Abstimm- oder Umschaltschaltungen gebildet sein, um die Herstellungskosten und die Komplexität sowie den Platzbedarf innerhalb der Vorrichtung 10 zu minimieren.
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Der Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 kann eine oder mehrere Hochfrequenzübertragungsleitungen (hierin manchmal einfach als Übertragungsleitungen bezeichnet) einschließen. Der Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 (z. B. die Übertragungsleitungen in dem Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50) kann einen positiven Signalleiter, wie einen positiven Signalleiter 52, und einen Massesignalleiter, wie einen Masseleiter 54, einschließen.
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Die Übertragungsleitungen in dem Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 können zum Beispiel Koaxialkabelübertragungsleitungen (z. B. kann der Masseleiter 54 als ein geerdetes leitfähiges Geflecht, das den Signalleiter 52 entlang seiner Länge umgibt, gebildet sein), Streifenleitungsübertragungsleitungen (wobei sich z. B. der Masseleiter 54 entlang zweier Seiten des Signalleiters 52 erstreckt), eine Mikrostreifenübertragungsleitung (wobei sich z. B. der Masseleiter 54 entlang einer Seite des Signalleiters 52 erstreckt), Koaxialsonden, die durch ein metallisiertes Kontaktloch realisiert werden, kantengekoppelte Mikrostreifenübertragungsleitungen, kantengekoppelte Streifenleitungsübertragungsleitungen, Wellenleiterstrukturen (z. B. komplanare Wellenleiter oder geerdete komplanare Wellenleiter), Kombinationen dieser Typen von Übertragungsleitungen und/oder andere Übertragungsleitungsstrukturen usw. sein.
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Die Übertragungsleitungen in dem Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 können in starre und/oder flexible gedruckte Leiterplatten integriert sein. In einer geeigneten Anordnung kann der Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 Übertragungsleitungsleiter (z. B. den Signalleiter 52 und den Masseleiter 54) einschließen, die in mehrschichtige laminierte Strukturen integriert sind (z. B. Schichten aus einem leitfähigen Material, wie Kupfer, und einem dielektrischen Material, wie einem Harz, die ohne dazwischenliegenden Klebstoff zusammenlaminiert sind). Die mehrschichtigen laminierten Strukturen können, wenn gewünscht, in mehreren Dimensionen (z. B. zwei oder drei Dimensionen) gefaltet oder gebogen sein und können nach dem Biegen eine gebogene oder gefaltete Form beibehalten (z. B. können die mehrschichtigen laminierten Strukturen in eine bestimmte dreidimensionale Form gefaltet werden, um sie um andere Komponenten der Vorrichtung zu legen, und können starr genug sein, um ihre Form nach dem Falten beizubehalten, ohne durch Versteifungen oder andere Strukturen in Position gehalten zu werden). Alle der mehreren Schichten der laminierten Strukturen können ohne Klebstoff (z. B. im Gegensatz zum Durchführen mehrerer Pressprozesse, um mehrere Schichten mit Klebstoff zusammenzulaminieren) stapelweise zusammenlaminiert werden (z. B. in einem einzigen Pressverfahren).
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Ein Anpassungsnetzwerk kann Komponenten, wie Spulen, Widerstände und Kondensatoren, einschließen, die beim Anpassen der Impedanz der Antenne 40 an die Impedanz des Hochfrequenzübertragungsleitungspfads 50 verwendet werden. Die Anpassungsnetzwerkkomponenten können als diskrete Komponenten (z. B. Komponenten der Oberflächenmontagetechnik) bereitgestellt sein oder können aus Gehäusestrukturen, gedruckten Leiterplattenstrukturen, Bahnen auf Kunststoffträgern usw. gebildet sein. Komponenten wie diese können auch beim Bilden von Filterschaltungen in der/den Antenne(n) 40 verwendet werden und können abstimmbare und/oder feste Komponenten sein.
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Der Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 kann mit Antennenspeisestrukturen gekoppelt sein, die der Antenne 40 zugeordnet sind. Als ein Beispiel kann die Antenne 40 eine invertierte F-Antenne, eine planare invertierte F-Antenne, eine Patchantenne oder eine andere Antenne bilden, die eine Antennenspeiseleitung 44 mit einem positiven Antennenspeiseanschluss, wie einem Anschluss 46, und einem Masseantennenspeiseanschluss, wie einem Masseantennenspeiseanschluss 48, aufweist. Der Signalleiter 52 kann mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46 gekoppelt sein, und der Masseleiter 54 kann mit dem Masseantennenspeiseanschluss 48 gekoppelt sein. Andere Typen von Antennenspeiseanordnungen können verwendet werden, wenn gewünscht. Wenn gewünscht, können Schalter oder Filter auf dem Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 zwischengeschaltet sein, um zu ermöglichen, dass die Antenne 40 Hochfrequenzsignale unter Verwendung sowohl der UWB-Transceiver-Schaltung 36 als auch der Nicht-UWB-Transceiver-Schaltung 38 von 1 übermittelt. Die veranschaulichende Speisekonfiguration von 2 dient lediglich der Veranschaulichung.
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Es kann jede beliebige gewünschte Antennenstruktur zum Implementieren der Antennen 40 in der Vorrichtung 10 verwendet werden. In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal beispielhaft beschrieben wird, können invertierte F-Antennenstrukturen zum Implementieren der Antennen 40 verwendet werden. Antennen, die unter Verwendung invertierter F-Antennenstrukturen implementiert werden, können hierin manchmal als invertierte F-Antennen bezeichnet werden.
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3 ist ein schematisches Diagramm von invertierten F-Antennenstrukturen, die verwendet werden können, um eine gegebene Antenne 40 zu bilden. Wie in 3 gezeigt, kann die Antenne 40 ein Antennenresonanzelement, wie das Antennenresonanzelement 56 (hierin manchmal als Antennenausstrahlungselement 56 bezeichnet), und eine Antennenmasse, wie die Antennenmasse 62, einschließen. Das Antennenresonanzelement 56 kann einen Resonanzelementarm 60 (hierin manchmal als ein Antennenresonanzelementarm oder Ausstrahlungselementarm bezeichnet), der mit der Antennenmasse 62 durch den Rückleitungspfad 58 kurzgeschlossen ist, einschließen.
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Die Antenne 40 kann durch Koppeln einer Übertragungsleitung (z. B. einer Übertragungsleitung in dem Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 50 von 2) mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 46 und dem Masseantennenspeiseanschluss 48 der Antennenspeiseleitung 44 gespeist werden. Der positive Antennenspeiseanschluss 46 kann mit dem Resonanzelementarm 60 gekoppelt sein, und der Masseantennenspeiseanschluss 48 kann mit der Antennenmasse 62 gekoppelt sein. Der Rückleitungspfad 58 kann parallel zu der Antennenspeiseleitung 44 zwischen dem Resonanzelementarm 60 und der Antennenmasse 62 gekoppelt sein.
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Die Länge des Resonanzelementarms 60 kann die Antwortfrequenz (Resonanzfrequenz) der Antenne bestimmen. Zum Beispiel kann die Länge des Resonanzelementarms 60 etwa (z. B. innerhalb von 15 %) ein Viertel einer Betriebswellenlänge der Antenne 40 (z. B. einer effektiven Wellenlänge, die von einer Freiraumwellenlänge um einen konstanten Faktor modifiziert wird, der aus der Dielektrizitätskonstante des die Antenne 40 umgebenden Materials bestimmt wird) betragen. Die effektive Wellenlänge kann innerhalb des Kommunikationsbands liegen, das von der Antenne 40 abgedeckt wird. Diese Länge kann dem Grundmodus der Antenne 40 zugeordnet sein. Wenn gewünscht, können auch ein oder mehrere harmonische Modi der Antenne verwendet werden, um ein oder mehrere zusätzliche Kommunikationsbänder abzudecken. Eine Impedanzanpassungsschaltung kann mit der Antenne 40 gekoppelt sein, um den Frequenzgang der Antenne bei Bedarf weiter anzupassen.
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Während des Betriebs kann die Vorrichtung 10 mit externen drahtlosen Ausrüstungen, wie der externen Ausrüstung 20 von 1, kommunizieren. Wenn gewünscht, kann die externe Ausrüstung 20 UWB-Signale verwenden, die von der Vorrichtung 10 an die externe Ausrüstung 20 übermittelt werden, um den Standort der Vorrichtung 10 relativ zu der externen Ausrüstung 20 zu identifizieren. Die externe Ausrüstung 20 kann den relativen Standort der Vorrichtung 10 identifizieren, indem sie einen Bereich von der externen Ausrüstung 20 und der Vorrichtung 10 (z. B. den Abstand zwischen der externen Ausrüstung 20 und der Vorrichtung 10) und den Einfallswinkel (AoA) von der Vorrichtung 10 übertragenen UWB-Signalen am Standort der externen Ausrüstung 20 identifiziert (z. B. den Winkel, bei dem von der Vorrichtung 10 übertragene UWB-Signale von der externen Ausrüstung 20 empfangen werden).
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4 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die externe Ausrüstung 20 den relativen Standort der Vorrichtung 10 identifizieren kann. Wie in 4 gezeigt, kann sich die Vorrichtung 10 an Punkt 66 befinden, während sich die externe Ausrüstung 20 an Punkt 64 befindet. In einer geeigneten Anordnung können Antennen an der externen Ausrüstung 20 UWB-Signale 68 in einem oder mehreren UWB-Kommunikationsbändern (z. B. in dem 6,5-GHz-UWB-Kommunikationsband und dem 8,0-UWB-Kommunikationsband) übertragen. Die externe Ausrüstung 20 kann periodisch (z. B. autonom) die UWB-Signale 68 übertragen, kann die UWB-Signale 68 als Reaktion auf einen Befehl von einer Anwendung übertragen, die auf der externen Ausrüstung 20 ausgeführt wird, kann die UWB-Signale 68 als Reaktion auf eine Eingabe von einem Benutzer der externen Ausrüstung 20 übertragen (z. B. einen Eingabebefehl, der von einem Benutzer an eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung an der externen Ausrüstung 20 bereitgestellt wird, wenn der Benutzer den Standort der Vorrichtung 10 identifizieren möchte) oder kann den Standort der Vorrichtung 10 identifizieren, ohne die UWB-Signale 68 zu übertragen. In dem Beispiel von 4 werden die UWB-Signale 68 von der externen Ausrüstung 20 omnidirektional übertragen. Dies ist lediglich veranschaulichend. Wenn gewünscht, können die UWB-Signale 68 nur über eine Teilmenge von Winkeln in dem Bereich um die externe Ausrüstung 20 übertragen werden.
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Die UWB-Transceiver-Schaltung 36 kann die UWB-Signale 68 von der externen Ausrüstung 20 unter Verwendung einer oder mehrerer Antennen 40 empfangen (1-3). Als Reaktion auf das Empfangen der UWB-Signale 68 an der Vorrichtung 10 kann die Steuerschaltung 28 (1) die UWB-Transceiver-Schaltung 36 steuern, um UWB-Signale 70 in einem oder mehreren UWB-Kommunikationsbändern (z. B. in dem 6,5 GHz-UWB-Kommunikationsband und dem 8,0 UWB-Kommunikationsband) zu übertragen. In dem Beispiel von 4 werden die UWB-Signale 70 von der Vorrichtung 10 omnidirektional übertragen. Dies ist lediglich veranschaulichend. Wenn gewünscht, können die UWB-Signale 70 nur über eine Teilmenge von Winkeln in dem Bereich um die Vorrichtung 10 übertragen werden.
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Die externe Ausrüstung 20 kann die UWB-Signale 70 von der Vorrichtung 10 empfangen. Eine Steuerschaltung an der externen Ausrüstung 20 kann den Bereich zu der Vorrichtung 10 (z. B. den Abstand D zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Ausrüstung 20) basierend auf den empfangenen UWB-Signalen 70 bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerschaltung an der externen Ausrüstung 20 den Abstand D unter Verwendung von Signalstärkemessschemata oder unter Verwendung von zeitbasierten Messschemata, wie Laufzeitmesstechniken, Einfallszeitdifferenzmesstechniken, Einfallswinkelmesstechniken, Triangulationsverfahren, Laufzeitverfahren, unter Verwendung einer Crowdsourcing-Standortdatenbank und anderen geeigneten Messtechniken bestimmen.
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Zusätzlich zur Bestimmung des Abstands D zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Ausrüstung 20 kann die Steuerschaltung die Ausrichtung der externen Ausrüstung 20 relativ zu der Vorrichtung 10 bestimmen. Zum Beispiel kann die externe Ausrüstung 20 mehrere Antennen einschließen, die die UWB-Signale 70 empfangen (z. B. ein Dublett oder Triplett von UWB-Antennen), wobei sich jede Antenne an einem festen und vorgegebenen Ort relativ zu den anderen Antennen befindet. Die Steuerschaltung an der externen Ausrüstung 20 kann Phasendifferenzen zwischen jeder Antenne für die empfangenen UWB-Signale identifizieren. Die Phasendifferenzen können verwendet werden, um den Einfallswinkel θ der UWB-Signale 70 an der externen Ausrüstung 20 und somit die Ausrichtung der Vorrichtung 10 relativ zu der externen Ausrüstung 20 zu bestimmen. Dadurch kann die externe Ausrüstung 20 Kenntnis vom Standort der Vorrichtung 10 relativ zu der Vorrichtung 10 haben. In Szenarien, in denen die externe Ausrüstung 20 ihren eigenen Standort an Punkt 64 kennt, kann die externe Ausrüstung 20 auch den absoluten Standort der Vorrichtung 10 bestimmen (z. B. an Punkt 66). In dem Beispiel von 4 ist der Einfallswinkel θ der Übersichtlichkeit halber nur in einer einzigen Ebene (z. B. der X-Y-Ebene von 4) gezeigt. Im Allgemeinen kann der Einfallswinkel innerhalb mehrerer Ebenen bestimmt werden (z. B. unter Verwendung von Kugelkoordinaten oder einem beliebigen anderen gewünschten dreidimensionalen Koordinatenschema).
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Wenn gewünscht, können die externe Ausrüstung 20 und die Vorrichtung 10 auch drahtlos unter Verwendung von Nicht-UWB-Signalen 72 kommunizieren. Die Nicht-UWB-Signale 72 können über ein beliebiges gewünschtes Nicht-UWB-Kommunikationsband, wie das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband, übermittelt werden. Die externe Ausrüstung 20 kann die Nicht-UWB-Signale 72 verwenden, um Daten zu und/oder von der externen Ausrüstung 20 zu übermitteln.
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Das Beispiel von 4 dient lediglich der Veranschaulichung. In einer anderen geeigneten Anordnung kann die externe Ausrüstung 20 den Abstand D und den Einfallswinkel θ unter Verwendung der empfangenen UWB-Signale 70 bestimmen, ohne UWB-Signale 68 zu übertragen. Wenn gewünscht, kann die Vorrichtung 10 periodisch (z. B. autonom) die UWB-Signale 70 übertragen oder kann die UWB-Signale 70 als Reaktion auf ein beliebiges anderes gewünschtes Auslöseereignis übertragen (z. B. muss die Vorrichtung 10 nicht den Empfang der UWB-Signale 68 abwarten, um die UWB-Signale 70 zu übertragen).
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Wenn gewünscht, kann die Vorrichtung 10 die UWB-Signale 70 als Reaktion auf das Empfangen eines Befehls von der externen Ausrüstung 20 über die Nicht-UWB-Signale 72 übertragen. Wenn zum Beispiel ein Benutzer der externen Ausrüstung 20 den Standort der Vorrichtung 10 kennen möchte, kann der Benutzer die externe Ausrüstung 20 steuern, um die Nicht-UWB-Signale 72 zu übertragen. Die Nicht-UWB-Signale 72 können Steuersignale einschließen, die die Vorrichtung 10 zum Übertragen der UWB-Signale 70 steuern. Bei Empfang der Nicht-UWB-Signale 72 unter Verwendung der Nicht-UWB-Transceiver-Schaltung 38 von 1 (z. B. Empfang der Steuersignale, die unter Verwendung der Nicht-UWB-Signale 72 übermittelt werden) kann die Steuerschaltung 28 den UWB-Transceiver 36 derart steuern, dass dieser die UWB-Signale 70 überträgt, damit die externe Ausrüstung 20 den relativen Standort der Vorrichtung 10 für den Benutzer der externen Ausrüstung 20 bestimmen kann. Wenn gewünscht, können ein Lautsprecher oder andere Ausgabekomponenten an der Vorrichtung 10 bei Empfang der UWB-Signale 68 oder der Nicht-UWB-Signale 72 einen akustischen Alarm oder einen anderen Ton ausgeben. Dies kann zum Beispiel den Benutzer der externen Ausrüstung 20 dabei unterstützen, die Vorrichtung 10 physisch zu lokalisieren.
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5 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung 10. Wie in 5 gezeigt, kann das Gehäuse 12 eine zylindrische Form aufweisen, wobei sich die Seitenwand 12E in Umfangsrichtung um die Mittelachse 73 erstreckt (z. B. kann die Seitenwand 12E eine kontinuierlich gekrümmte Seitenwand sein oder eine beliebige andere gewünschte Form aufweisen, die einem beliebigen gewünschten Pfad folgt). Die Seitenwand 12E kann sich von der Rückwand 12R zu der Vorderwand 12F des Gehäuses 12 erstrecken. Die Seitenwand 12E, die Rückwand 12R und die Vorderwand 12F können aus einem einzigen integralen Stück eines dielektrischen und/oder metallischen Materials (z. B. in einer Unibody-Konfiguration) gebildet sein oder können aus zwei oder mehr Teilen von dielektrischen und/oder metallischen Materialien gebildet sein. In einer geeigneten Anordnung ist die Rückwand 12R flach (z. B. planar), während die Vorderwand 12F gekrümmt (z. B. kuppelförmig, halbkugelförmig usw.) ist. Dies dient lediglich zur Veranschaulichung, und im Allgemeinen können die Vorderwand 12F und die Rückwand 12R eine beliebige gewünschte planare oder nicht planare (z. B. frei gewölbte) Form aufweisen. Die Vorderwand 12F muss nicht dieselbe Form wie die Rückwand 12R aufweisen. Die Vorderwand 12F und die Rückwand 12R können seitliche Konturen, die kreisförmig, elliptisch, quadratisch, rechteckig sind, Kombinationen von diesen oder beliebige andere seitliche Konturen aufweisen. Die Vorderwand 12F und die Rückwand 12R können zum Beispiel jeweils einen Durchmesser von 0,5-5 cm, 1-6 cm, 1-3 cm, weniger als 8 cm, weniger als 5 cm, weniger als 4 cm, weniger als 3 cm oder weniger als 2 cm aufweisen. Die Seitenwand 12E kann zum Beispiel eine Höhe (z. B. parallel zur Z-Achse) von 0,1-1 cm, 0,2-0,8 cm, 0,5-2 cm, weniger als 2 cm, weniger als 1 cm oder weniger als 0,5 cm aufweisen. Das Gehäuse 12 muss nicht zylindrisch sein und kann im Allgemeinen eine beliebige gewünschte Form aufweisen.
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Wenn gewünscht, können Anbringungsstrukturen 74 an oder auf der Rückwand 12R bereitgestellt sein. Die Anbringungsstrukturen 74 können Klebstoff, einen oder mehrere Saugnäpfe, Schrauben, Klammern, Stifte, Federn, Magnete oder eine beliebige andere gewünschte Befestigungsstruktur einschließen. Die Anbringungsstrukturen 74 können das Gehäuse 12 auf einer darunterliegenden Oberfläche oder einem Gegenstand in Position halten (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in 5 gezeigt). Die Anbringungsstrukturen 74 können zum Beispiel verwendet werden, um das Gehäuse 12 und damit die Vorrichtung 10 an einer anderen elektronischen Vorrichtung (z. B. Laptop, Tablet, Tastatur, Maus, Stift, Mobiltelefon, Spielgerät, Fernsehgerät, Headset, Kopfhörer usw.), Möbeln, Schlüsseln, anderen Haushaltsgegenständen, Haustieren, Kleidung usw. zu befestigen (zu sichern). Wenn die Vorrichtung 10 auf diese Weise an einer darunterliegenden Oberfläche oder einem Gegenstand befestigt ist, kann sie die externe Ausrüstung 20 dabei unterstützen, den Standort der darunterliegenden Oberfläche oder des Gegenstands beim Empfang der UWB-Signale 70 zu identifizieren (4). Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Die Anbringungsstrukturen 74 können, wenn gewünscht, weggelassen oder innerhalb des Gehäuses 12 gebildet werden.
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Die Antennen in der Vorrichtung 10 können derart konfiguriert werden, dass sie zusammen das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband (oder andere Nicht-UWB-Bänder) zur Übermittlung der Nicht-UWB-Signale 72 von 4 sowie das erste und das zweite UWB-Kommunikationsband (z. B. das 6,5-GHz-UWB-Kommunikationsband und das 8,0-GHz-UWB-Kommunikationsband) zur Übermittlung der UWB-Signale 70 von 4 abdecken. Da diese Kommunikationsbänder in der Frequenz relativ weit auseinander liegen, kann es schwierig sein, jedes der Kommunikationsbänder unter Verwendung einer einzigen Antenne mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad abzudecken, insbesondere angesichts des kleinen Formfaktors des Gehäuses 12. Gleichzeitig kann es wünschenswert sein, die Anzahl der Antennen 40 in der Vorrichtung 10 zu minimieren, um die Größe, die Herstellungskosten, die Komplexität und den Stromverbrauch der Vorrichtung 10 zu minimieren. In einer geeigneten Anordnung kann die Vorrichtung 10 zwei Antennen 40 einschließen, die zusammen jedes dieser Kommunikationsbänder mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad abdecken und gleichzeitig die Größe, Herstellungskosten, Komplexität und den Stromverbrauch für die Vorrichtung 10 minimieren.
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6 ist eine Querschnittsseitenansicht der Vorrichtung 10, die zeigt, wie die Vorrichtung 10 zwei Antennen 40 zur Abdeckung der UWB-Signale 70 und der Nicht-UWB-Signale 72 von 4 einschließen kann. Wie in 6 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 ein Substrat, wie eine Logikplatine 76 (z. B. eine Hauptlogikplatine für die Vorrichtung 10), einschließen. Die Logikplatine 76 kann eine gedruckte Leiterplatte (z. B. eine starre gedruckte Leiterplatte oder eine flexible gedruckte Schaltung), ein integriertes Schaltungspaket oder ein beliebiges anderes gewünschtes Substrat sein. Die Batterie 14 kann an der Logikplatine 76 (z. B. an der Oberfläche 79) montiert sein. Andere Komponenten, wie die Steuerschaltung 28, die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 und/oder die drahtlose Schaltung 34 von 1 können ebenfalls an der Logikplatine 76 montiert sein, wenn gewünscht. Masseleiterbahnen 78 können auf der Oberfläche 81 der Logikplatine 76 gebildet sein. Die Masseleiterbahnen 78 können auf einem Massepotential (z. B. einem Systemmassepotential für die Vorrichtung 10) gehalten werden.
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Die Vorrichtung 10 kann zwei Antennen 40 einschließen, wie eine erste Antenne 40A und eine zweite Antenne 40B, die auf der Logikplatine 76 gebildet sind. Die Antenne 40A kann aus Leiterbahnen 80 und den Masseleiterbahnen 78 auf der Oberfläche 81 der Logikplatine 76 gebildet sein. Die Antenne 40B kann aus Leiterbahnen 82 und den Masseleiterbahnen 78 auf der Oberfläche 81 der Logikplatine 76 gebildet sein. Die Masseleiterbahnen 78 können die Antennenmasse (z. B. die Antennenmasse 62 von 3) für beide Antennen 40A und 40B bilden. Die Leiterbahnen 80 können den Resonanzelementarm und den Rückleitungspfad (z. B. den Resonanzelementarm 60 und den Rückleitungspfad 58 von 3) für die Antenne 40A bilden. Die Leiterbahnen 82 können den Resonanzelementarm und den Rückleitungspfad für die Antenne 40B bilden. Die Antennen 40A und 40B können Hochfrequenzsignale (z. B. die Hochfrequenzsignale 22 von 1, die UWB-Signale 70 von 4 und die Nicht-UWB-Signale 72 von 4) durch das Gehäuse 12 übermitteln. Das Bilden der Antennen 40A und 40B auf gegenüberliegenden Seiten der Logikplatine 76 (z. B. entlang der Y-Achse) kann dazu beitragen, die elektromagnetische Isolation zwischen den Antennen zu maximieren.
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Das Beispiel von 6 dient lediglich der Veranschaulichung. Wenn gewünscht, können die Antennen 40A und 40B (z. B. die Leiterbahnen 80 und 82) auf der Oberfläche 79 der Logikplatine 76 anstelle der Oberfläche 81 strukturiert sein. Die Batterie 14 kann, wenn gewünscht, auf der Oberfläche 81 der Logikplatine 76 montiert sein. Leitfähige Abschnitte von anderen Komponenten in der Vorrichtung 10 können Bestandteil der Antennenmasse für die Antennen 40A und 40B sein. In einer anderen geeigneten Anordnung kann die Oberfläche 81 der Logikplatine 76 der Gehäuserückwand 12R und kann die Oberfläche 79 der Logikplatine 76 der Gehäusevorderwand 12F zugewandt sein. Die Anbringungsstrukturen 74 von 5 wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit in 6 weggelassen. Das Gehäuse 12 kann andere Formen aufweisen, wenn gewünscht.
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7 ist eine Querschnittsunteransicht der Logikplatine 76 in der Vorrichtung 10 (z. B. wie in der Richtung von Pfeil 83 von 6 vorgenommen). Wie in 7 gezeigt, kann die Logikplatine 76 eine kreisförmige seitliche Grundfläche um die Mittelachse 73 aufweisen, die der (zylindrischen) Form der Seitenwand 12E entspricht (z. B. können sich die vertikalen Kanten der Logikplatine 76 parallel zu der vertikalen Oberfläche der Seitenwand 12E um die Mittelachse 73 erstrecken). Die Masseleiterbahnen 78 können auf die Oberfläche 81 der Logikplatine 76 strukturiert sein. In dem Beispiel von 7 sind die Masseleiterbahnen 78 radial symmetrisch um die Mittelachse 73 und weisen eine Form auf, die der seitlichen Grundfläche der Logikplatine 76 entspricht. Dies ist lediglich veranschaulichend und, wenn gewünscht, können die Masseleiterbahnen 78 eine beliebige gewünschte Form aufweisen.
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Die Logikplatine 76 kann eine seitliche Teilungsachse 84 aufweisen, die sich senkrecht zu der Mittelachse 73 erstreckt und durch die Mitte der Vorrichtung 10 verläuft. Die Antenne 40A kann auf einer ersten Seite der Masseleiterbahnen 78 und der Logikplatine 76 gebildet sein (z. B. links von der seitlichen Teilungsachse 84). Die Antenne 40B kann auf einer zweiten Seite der Masseleiterbahnen 78 und der Logikplatine 76 gebildet sein, die der ersten Seite gegenüberliegt (z. B. rechts von der seitlichen Teilungsachse 84). Die Antennen 40A und 40B können jeweils einen entsprechenden Resonanzelementarm (z. B. den Resonanzelementarm 60 von 3), einen Rückleitungspfad (z. B. den Rückleitungspfad 58 von 3) und eine Antennenspeiseleitung (z. B. die Antennenspeiseleitung 44 von 3) einschließen. Zum Beispiel kann die Antenne 40A einen Resonanzelementarm 60A und einen Rückleitungspfad 58A, der den Resonanzelementarm 60A mit den Masseleiterbahnen 78 koppelt, aufweisen. In ähnlicher Weise kann die Antenne 40B einen Resonanzelementarm 60B und einen Rückleitungspfad 58B, der den Resonanzelementarm 60B mit den Masseleiterbahnen 78 koppelt, aufweisen. Die Antennenspeiseleitung 44A kann einen positiven Antennenspeiseanschluss (z. B. den positiven Antennenspeiseanschluss 46 von 3), der mit dem Resonanzelementarm 60A gekoppelt ist, und einen Masseantennenspeiseanschluss (z. B. den Masseantennenspeiseanschluss 48 von 3), der mit den Masseleiterbahnen 78 gekoppelt ist, aufweisen. Die Antennenspeiseleitung 44B kann einen positiven Antennenspeiseanschluss, der mit dem Resonanzelementarm 60B gekoppelt ist, und einen Masseantennenspeiseanschluss, der mit den Masseleiterbahnen 78 gekoppelt ist, aufweisen.
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Der Resonanzelementarm 60A und der Rückleitungspfad 58A können aus den Leiterbahnen 80 von 6 gebildet sein, während der Resonanzelementarm 60B und der Rückleitungspfad 58B aus den Leiterbahnen 82 von 6 gebildet sein können. In einer geeigneten Anordnung sind der Resonanzelementarm 60A, der Rückleitungspfad 58A, der Resonanzelementarm 60B, der Rückleitungspfad 58B und die Masseleiterbahnen 78 aus integralen Abschnitten derselben Leiterbahnen gebildet, die auf die Oberfläche 81 strukturiert sind (z. B. während desselben Strukturierungsprozesses). In einer anderen geeigneten Anordnung können der Resonanzelementarm 60A, der Resonanzelementarm 60B, der Rückleitungspfad 58A und der Rückleitungspfad 58B aus Leiterbahnen gebildet sein, die getrennt von den Masseleiterbahnen 78 auf die Oberfläche 81 strukturiert sind. In diesem Szenario können Lötmittel, Schweißnähte oder andere leitende Verbindungsstrukturen verwendet werden, um die Rückleitungspfade 58A und 58B gegen die Masseleiterbahnen 78 kurzzuschließen.
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Wie in 7 gezeigt, kann sich der Resonanzelementarm 60B von dem Rückleitungspfad 58B zu einer gegenüberliegenden Spitze 88 erstrecken. Der Resonanzelementarm 60A kann sich von dem Rückleitungspfad 58A zu einer gegenüberliegenden Spitze 86 erstrecken. Die Spitze 88 kann dem Rückleitungspfad 58A der Antenne 40A und die Spitze 86 kann dem Rückleitungspfad 58B der Antenne 40B zugewandt sein (z. B. können die Resonanzelementarme 60A und 60B in derselben Drehrichtung um die Mittelachse 73 ausgerichtet sein). Dadurch kann der Bereich der Antenne 40A mit der höchsten elektrischen Feldstärke (z. B. die Spitze 86) von dem Bereich der Antenne 40B mit der höchsten elektrischen Feldstärke (z. B. der Spitze 88) so weit entfernt angeordnet sein, wodurch eine Maximierung der elektromagnetischen Isolation zwischen den Antennen 40A und 40B erreicht wird. In dem Beispiel von 7 folgen die Resonanzelementarme 60A und 60B gekrümmten Pfaden um die Mittelachse 73, die den gekrümmten Kanten der Logikplatine 76 und der Seitenwand 12E entsprechen. Dies ist lediglich veranschaulichend, und im Allgemeinen können die Resonanzelementarme 60A und 60B einem beliebigen gewünschten Pfad folgen, der eine beliebige gewünschte Form (z. B. eine beliebige gewünschte Form mit gekrümmten und/oder geraden Kanten) aufweist. Die Antennen 40A und 40B müssen keine invertierten F-Antennen sein und können im Allgemeinen unter Verwendung beliebiger gewünschter Antennenstrukturen gebildet sein (z. B. können die Antennen 40A und 40B Monopolantennen, Dipolantennen, Schleifenantennen usw. sein).
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Der Resonanzelementarm 60B kann länger als der Resonanzelementarm 60A sein. Dies kann ermöglichen, dass die Antenne 40B niedrigere Frequenzen als die Antenne 40A abdeckt. Die Antennen 40A und 40B können zusammen das erste, zweite und dritte Kommunikationsband, wie das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband, das 6,5-GHz-UWB-Kommunikationsband und das 8,0-GHz-UWB-Kommunikationsband, abdecken. Dies kann es den Antennen 40A und 40B ermöglichen, zusammen zum Beispiel sowohl die UWB-Signale 70 als auch die Nicht-UWB-Signale 72 von 4 zu übermitteln.
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8 ist eine Darstellung des Antennenwirkungsgrads in Abhängigkeit von der Frequenz, die ein Beispiel dafür veranschaulicht, wie die Antennen 40A und 40B jedes dieser Kommunikationsbänder abdecken können. Wie in 8 gezeigt, veranschaulicht die durchgezogene Kurve 98 den Frequenzgang der Antenne 40A von 7, während die gestrichelte Kurve 96 den Frequenzgang der Antenne 40B von 7 veranschaulicht.
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Wie durch die gestrichelte Kurve 96 gezeigt, kann die Länge des Resonanzelementarms 60B derart gewählt sein, dass die Antenne 40B derart konfiguriert ist, dass sie in einem ersten Kommunikationsband, wie dem Kommunikationsband 90 (z. B. dem 2,4-GHz-BluetoothⓇ-Kommunikationsband), eine Reaktionsspitze aufweist. Diese Reaktionsspitze kann durch den Grundmodus des Resonanzelementarms 60B erzeugt werden. Gleichzeitig kann ein harmonischer Modus des Resonanzelementarms 60B (z. B. die Oberwelle dritter Ordnung des Resonanzelementarms 60B) eine Reaktionsspitze in einem dritten Kommunikationsband, wie dem Kommunikationsband 94 (z. B. dem 8,0 GHz-UWB-Kommunikationsband), erzeugen.
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Wie durch die Kurve 98 gezeigt, kann die Länge des Resonanzelementarms 60A derart gewählt sein, dass die Antenne 40A derart konfiguriert ist, dass sie in einem zweiten Kommunikationsband, wie dem Kommunikationsband 92 (z. B. dem 6,5-GHz-UWB-Kommunikationsband), eine Reaktionsspitze aufweist. Auf diese Weise können die Antenne 40A und die Antenne 40B zusammen jedes der Kommunikationsbänder 90, 92 und 94 mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad abdecken.
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9 ist eine Darstellung des Antennenwirkungsgrads in Abhängigkeit von der Frequenz, die veranschaulicht, wie die Antennen 40A und 40B jedes dieser Kommunikationsbänder in einer anderen geeigneten Anordnung abdecken können. Wie in 9 gezeigt, veranschaulicht die durchgezogene Kurve 102 den Frequenzgang der Antenne 40A von 7, während die gestrichelte Kurve 100 den Frequenzgang der Antenne 40B von 7 veranschaulicht.
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Wie durch die Kurve 100 gezeigt, kann die Länge des Resonanzelementarms 60B derart gewählt sein, dass die Antenne 40B derart konfiguriert ist, dass sie in dem ersten Kommunikationsband 90 eine Reaktionsspitze aufweist. Diese Reaktionsspitze kann durch den Grundmodus des Resonanzelementarms 60B erzeugt werden. Harmonische Moden des Resonanzelementarms 60B müssen in dieser Anordnung nicht verwendet werden.
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Wie durch die Kurve 102 gezeigt, kann die Länge des Resonanzelementarms 60A derart gewählt sein, dass die Antenne 40A derart konfiguriert ist, dass sie bei einer Frequenz zwischen den Kommunikationsbändern 92 und 94 (z. B. bei einer Frequenz zwischen 6,5 GHz und 8,0 GHz) eine Reaktionsspitze aufweist. Die Antenne 40A kann eine ausreichend große Bandbreite aufweisen, sodass diese Reaktionsspitze bewirkt, dass die Antenne 40A einen zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad (z. B. einen Antennenwirkungsgrad größer als ein Schwellenwirkungsgrad) über beide Kommunikationsbänder 92 und 94 aufweist. Auf diese Weise können die Antenne 40A und die Antenne 40B zusammen jedes der Kommunikationsbänder 90, 92 und 94 mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad abdecken.
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Die Beispiele von 8 und 9 dienen lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Kurven 96, 98, 100 und 102 beliebige gewünschte Formen aufweisen und können beliebige gewünschte Frequenzen abdecken. Das Kommunikationsband 90 kann ein beliebiges gewünschtes Nicht-UWB-Kommunikationsband sein. Die Kommunikationsbänder 92 und 94 können beliebige gewünschte UWB-Kommunikationsbänder sein.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse, eine Logikplatine in dem Gehäuse, Masseleiterbahnen auf einer Oberfläche der Logikplatine, eine erste Antenne mit einem ersten Resonanzelementarm und einer ersten Antennenspeiseleitung, wobei der erste Resonanzelementarm aus ersten Leiterbahnen auf der Oberfläche der Logikplatine gebildet ist, wobei die erste Antennenspeiseleitung zwischen dem ersten Resonanzelementarm und den Masseleiterbahnen gekoppelt ist, und eine zweite Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm und einer zweiten Antennenspeiseleitung, wobei der zweite Resonanzelementarm aus zweiten Leiterbahnen auf der Oberfläche der Logikplatine gebildet ist, wobei die zweite Antennenspeiseleitung zwischen dem zweiten Resonanzelementarm und den Masseleiterbahnen gekoppelt ist, wobei die erste Antenne derart konfiguriert ist, dass sie in einem Ultrabreitbandkommunikationsband ausstrahlt, und die zweite Antenne derart konfiguriert ist, dass sie in einem Nicht-Ultrabreitband-Kommunikationsband ausstrahlt, einschließt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der erste Resonanzelementarm einen Resonanzelementarm einer ersten invertierten F-Antenne ein, und der zweite Resonanzelementarm schließt einen Resonanzelementarm einer zweiten invertierten F-Antenne ein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die ersten Leiterbahnen einen ersten Rückleitungspfad ein, der den Resonanzelementarm einer ersten invertierten F-Antenne gegen die Masseleiterbahnen kurzschließt, schließen die zweiten Leiterbahnen einen zweiten Rückleitungspfad ein, der den Resonanzelementarm einer zweiten invertierten F-Antenne gegen die Masseleiterbahnen kurzschließt, wobei der Resonanzelementarm einer ersten invertierten F-Antenne eine erste Spitze aufweist, die dem zweiten Rückleitungspfad zugewandt ist, und der Resonanzelementarm einer zweiten invertierten F-Antenne eine zweite Spitze aufweist, die dem ersten Rückleitungspfad zugewandt ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Resonanzelementarme einer ersten und einer zweiten invertierten F-Antenne auf gegenüberliegenden Seiten der Masseleiterbahnen gebildet.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Resonanzelementarme einer ersten und einer zweiten invertierten F-Antenne gekrümmt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Gehäuse eine Vorderwand, eine Rückwand und eine zylindrische Seitenwand, die sich von der Rückwand zu der Vorderwand erstreckt, ein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Logikplatine eine seitliche Kontur mit einer Form auf, die der zylindrischen Seitenwand entspricht, wobei sich die Resonanzelementarme einer ersten und einer zweiten invertierten F-Antenne parallel zu einer Oberfläche der zylindrischen Seitenwand erstrecken.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung Anbringungsstrukturen ein, die zum Befestigen der Rückwand an einem externen Objekt konfiguriert sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Nicht-Ultrabreitband-Kommunikationsband ein Bluetooth®-Kommunikationsband ein und schließt das Ultrabreitbandkommunikationsband eine Frequenz von mehr als 5,0 GHz ein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die erste Antenne ferner derart konfiguriert, dass sie in einem zusätzlichen Ultrabreitband-Kommunikationsband ausstrahlt, das Frequenzen einschließt, die größer sind als das Ultrabreitbandkommunikationsband.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Resonanzelementarm der ersten Antenne einen Grundmodus, der in dem Bluetooth®-Kommunikationsband ausstrahlt, und einen harmonischen Modus dritter Ordnung, der in dem zusätzlichen Ultrabreitband-Kommunikationsband ausstrahlt, auf.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung einen Bluetooth®-Transceiver, der auf der Logikplatine montiert und mit der ersten Antenne gekoppelt ist, und einen Ultrabreitband-Transceiver, der auf der Logikplatine montiert und mit der ersten und der zweiten Antenne gekoppelt ist, ein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Ultrabreitbandkommunikationsband 6,5 GHz ein und schließt das zusätzliche Ultrabreitbandkommunikationsband 8,0 GHz ein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die zweite Antenne ferner derart konfiguriert, dass sie in einem zusätzlichen Ultrabreitbandkommunikationsband, das Frequenzen einschließt, die größer sind als das Ultrabreitbandkommunikationsband, ausstrahlt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung einen Bluetooth®-Transceiver, der auf der Logikplatine montiert und mit der ersten Antenne gekoppelt ist, und einen Ultrabreitband-Transceiver, der auf der Logikplatine montiert und mit der zweiten Antenne gekoppelt ist, ein, wobei das Ultrabreitbandkommunikationsband 6,5 GHz einschließt und das zusätzliche Ultrabreitbandkommunikationsband 8,0 GHz einschließt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse mit einer Rückwand, einer Vorderwand und einer Seitenwand, die sich von der Rückwand zu der Vorderwand um eine Mittelachse der elektronischen Vorrichtung erstreckt, eine gedruckte Leiterplatte in dem Gehäuse, wobei die gedruckte Leiterplatte derart konfiguriert ist, dass sie eine Batterie aufnimmt, die die elektronische Vorrichtung mit Strom versorgt, Masseleiterbahnen auf einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte, eine erste invertierte F-Antenne, die die Masseleiterbahnen und einen ersten Resonanzelementarm, der aus ersten Leiterbahnen auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte gebildet ist, einschließt, wobei der erste Resonanzelementarm einen Grundmodus aufweist, der in einem Kommunikationsband ausstrahlt, das 2,4 GHz einschließt, wobei der erste Resonanzelementarm einen harmonischen Modus aufweist, der in einem ersten Ultrabreitbandkommunikationsband ausstrahlt, und eine zweite invertierte F-Antenne, die die Masseleiterbahnen und einen zweiten Resonanzelementarm, der aus zweiten Leiterbahnen auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte gebildet ist, einschließt, wobei der zweite Resonanzelementarm derart konfiguriert ist, dass er in einem zweiten Ultrabreitbandkommunikationsband ausstrahlt, das eine niedrigere Frequenz als das erste Ultrabreitbandkommunikationsband aufweist, einschließt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform befinden sich der erste und der zweite Resonanzelementarm auf gegenüberliegenden Seiten der Masseleiterbahnen und erstrecken sich in derselben Richtung um die Mittelachse der elektronischen Vorrichtung, wobei das erste Ultrabreitbandkommunikationsband 8,0 GHz einschließt und das zweite Ultrabreitbandkommunikationsband 6,5 GHz einschließt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse mit einer Rückwand, einer der Rückwand gegenüberliegenden Vorderwand und einer zylindrischen Seitenwand, die sich von der Rückwand zu der Vorderwand um eine Achse erstreckt, eine Logikplatine in dem Gehäuse, die eine Oberfläche aufweist, wobei die Logikplatine eine seitliche Kontur aufweist, die der zylindrischen Seitenwand entspricht, Masseleiterbahnen auf der Oberfläche, einen Resonanzelementarm einer ersten invertierten F-Antenne, der aus ersten Leiterbahnen auf der Oberfläche gebildet ist, und einen Resonanzelementarm einer zweiten invertierten F-Antenne, der aus zweiten Leiterbahnen auf der Oberfläche gebildet ist, wobei die Resonanzelementarme einer ersten und einer zweiten invertierten F-Antenne um die Achse gekrümmt sind, die erste invertierte F-Antenne derart konfiguriert ist, dass sie in einem 2,4-GHz-Kommunikationsband ausstrahlt, und die zweite invertierte F-Antenne derart konfiguriert ist, dass sie in einem ersten Ultrabreitbandkommunikationsband, das 6,5 GHz einschließt, und einem zweiten Ultrabreitbandkommunikationsband, das 8,0 GHz einschließt, ausstrahlt, einschließt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung einen ersten Rückleitungspfad, der den Resonanzelementarm einer ersten invertierten F-Antenne mit den Masseleiterbahnen koppelt, wobei der Resonanzelementarm einer ersten invertierten F-Antenne eine erste Spitze gegenüber dem ersten Rückleitungspfad aufweist, und einen zweiten Rückleitungspfad, der den Resonanzelementarm einer zweiten invertierten F-Antenne mit den Masseleiterbahnen koppelt, wobei der Resonanzelementarm einer zweiten invertierten F-Antenne eine zweite Spitze gegenüber dem zweiten Rückleitungspfad aufweist, wobei die erste Spitze dem zweiten Rückleitungspfad um die Achse zugewandt ist und die zweite Spitze dem ersten Rückleitungspfad um die Achse zugewandt ist, ein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die zylindrische Seitenwand einen Durchmesser von weniger als 8 cm auf, weist die zylindrische Seitenwand eine Höhe von weniger als 2 cm auf und weist die elektronische Vorrichtung keine Anzeigepixelschaltungen auf.
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Das Vorstehende dient lediglich der Veranschaulichung, und verschiedene Modifikationen können durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und Geist der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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