DE112008001405B4 - Antenne für handgehaltene elektronische Vorrichtung mit leitender Einfassung - Google Patents

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Abstract

Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10), aufweisend:ein Gehäuse (12) mit einer ebenen Oberfläche mit einem Umfang;eine Masseplatte (54-2) in dem Gehäuse (12); undeine leitende Einfassung (14), die den Umfang der ebenen Oberfläche des Gehäuses (12) umgibt, wobei die leitende Einfassung (14) elektrisch mit der Masseplatte (54-2) verbunden ist, wobei ein Spalt zwischen Teilen der Masseplatte (54-2) und der leitenden Einfassung (14) gebildet wird, und wobei aus dem Spalt eine Antenne (54) gebildet wird.

Description

  • Hintergrund
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Drahtloskommunikationsschaltungen und insbesondere auf Drahtloskommunikationsschaltungen für handgehaltene elektronische Vorrichtungen mit leitender Einfassung.
  • Handgehaltene elektronische Vorrichtungen werden immer beliebter. Beispiele handgehaltener Vorrichtungen beinhalten handgehaltene Computer, Mobiltelefone, Medienabspieler und hybride Vorrichtungen, die die Funktionalität von mehreren Vorrichtungen dieses Typs umfassen.
  • Teilweise aufgrund ihrer Mobilitätseigenschaft werden handgehaltene elektronische Vorrichtungen oft mit Drahtloskommunikationsfähigkeiten versehen. Handgehaltene elektronische Vorrichtungen können Drahtloskommunikation verwenden, um mit Drahtlosbasisstationen zu kommunizieren. Mobiltelefone können zum Beispiel mithilfe der Mobiltelefonbänder bei 850 MHz, 900 MHz, 1800MHz und 1900MHz (z.B. das Haupt-Global System for Mobile Communications- oder GSM Mobiltelefonband) kommunizieren. Handgehaltene elektronische Vorrichtungen können auch andere Typen an Kommunikationsverbindungen verwenden. Handgehaltene elektronische Vorrichtungen können zum Beispiel mithilfe des WiFi- (IEEE 802.11) Bandes bei 2,4 GHz und dem Bluetooth-Band bei 2,4 GHz kommunizieren. Eine Kommunikation ist auch in Datendienstbändern möglich, wie dem 3G Datenkommunikationsband bei dem 2170 MHz Band (gemeinhin als UMTS oder Universal Mobile Telekommunikationssystem bezeichnet).
  • Um den Anspruch der Konsumenten nach Drathlosvorrichtungen kleiner Größe zu befriedigen, bemühen sich Hersteller kontinuierlich die Größe von Komponenten, die in diesen Vorrichtungen verwendet werden, zu reduzieren. Hersteller haben zum Beispiel Versuche unternommen die Antennen, die in handgehaltenen elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, auf eine minimale Größe zu bringen.
  • Eine typische Antenne kann durch das Strukturieren einer Metallschicht auf einem Leiterplattensubstrat oder kann aus einer Lage dünnen Metalls gebildet werden mithilfe eines Folienstanzverfahrens. Viele Vorrichtungen verwenden planar-inverted-F, ebene-invertiertes-F, Antennen (PIFAs). Planar-inverted-F Antennen werden durch das Anordnen eines ebenen Resonanzelementes über einer Masseplatte gebildet. Diese Techniken können dazu verwendet werden, Antennen herzustellen, die in die engen Abmessungen einer kompakten, handgehaltenen Vorrichtung passen. Bei herkömmlichen handgehaltenen elektronischen Vorrichtungen werden jedoch Entwurfskompromisse gemacht, um kompakte Antennen unterzubringen. Diese Entwurfskompromisse können zum Beispiel Kompromisse bezüglich der Antennenhöhe über der Masseplatte, Antenneneffizienz und Antennenbandbreite umfassen. Darüber hinaus werden oft Einschränkungen für die Menge an Metall, die in einer handgehaltenen elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, und den Ort der Metallteile vorgegeben. Diese Einschränkungen können den Betrieb der Vorrichtung und die Erscheinung der Vorrichtung nachteilig beeinflussen.
  • Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, verbesserte Antennen für handgehaltene elektronische Vorrichtungen bereitzustellen.
  • Die JP 2006-67 061 A offenbart eine drahtlose Kommunikationseinheit mit einer Antenne, die eine breite Masse und stabilisierende Eigenschaften erreicht. beinhaltet das Display 3 ein Gehäuse 6 und einen Display-Rahmen 7. Ein Gehäuse umschließt lediglich ein Display-Panel, umschließt aber nicht eine ebene Oberfläche irgendeines Gehäuses.
  • Die GB 2 431 522 A offenbart eine Schlitz-Antenne, die in dem Gehäuse einer am Handgelenk tragbaren Vorrichtung ausgebildet ist.
  • Die WO 2004/102 744 A1 offenbart Verbesserungen in oder in Bezug auf drahtlose Endgeräte.
  • Zusammenfassung
  • Die Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird eine handgehaltene elektronische Vorrichtung mit Drahtloskommunikationsschaltungen bereitgestellt. Die handgehaltene elektronische Vorrichtung kann Mobiltelefon-, Musikabspiel- oder Tragecomputerfähigkeiten aufweisen. Die Drahtloskommunikationsschaltungen können eine oder mehrere Antennen aufweisen. Die Antennen können dazu verwendet werden, Drahtloskommunikation über Datenkommunikationsbänder und Mobiltelefonkommunikationsbänder zu unterstützen.
  • Die handgehaltene elektronische Vorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Die Vorderseite des Gehäuses kann eine Anzeige aufweisen. Die Anzeige kann eine Flüssigkristall- (LCD) Anzeige oder andere geeignete Anzeige sein. Ein Berührungssensor kann in die Anzeige integriert sein, um die Anzeige berührungsempfindlich zu gestalten.
  • Eine Einfassung kann dazu verwendet werden, die Anzeige an dem Gehäuse zu befestigen. Die Einfassung umgibt den Umfang der Vorderseite des Gehäuses und hält die Anzeige am Gehäuse. Eine Dichtung kann zwischen der Einfassung und dem Gehäuse eingefügt werden.
  • Die Einfassung kann aus rostfreiem Stahl oder anderen geeigneten leitenden Materialien gebildet werden. Ein Masseplattenelement im Gehäuse kann als Antennenmasse dienen. Das Masseplattenelement kann einen Spalt aufweisen. Der Spalt kann verwendet werden, um eine Spaltantenne oder eine Hybridantenne zu bilden. In einer Hybridantennenkonfigurierung können eine oder mehrere Antennenresonanzelemente, wie Resonanzelemente einer planar inverted-F-Antenne, über dem Spalt angeordnet sein. Die Einfassung kann elektrisch mit dem Masseplattenelement verbunden sein. Die Einfassung kann den Spalt umgeben beim Aufnehmen der Antennen. Dies ermöglicht, dass die Einfassung konstruktive Stützung bereitstellt und die Erscheinung und Langlebigkeit der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung verbessert. Obwohl die Einfassung den Schlitz umgibt, wird der einwandfreie Betrieb der Antennenresonanzelemente, die über dem Spalt ausgebildet sind, nicht gestört.
  • Der Spalt kann im Zentrum der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung angeordnet sein oder an einem Ende der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung. Ein Schalter, der den Spalt überbrückt, kann geöffnet oder geschlossen werden, um den Umfang des Spalts anzupassen und damit die Antennen abzustimmen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung, ihrer Natur und verschiedener Vorteile werden von den beigefügten Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungformen ersichtlich werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein schematisches Diagramm einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3A ist eine Schnittansicht von der Seite einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3B ist eine teilschematische Draufsicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung, die zwei Hochfrequenztransceiver enthält, die mit zwei zugehörigen Antennenresonanzelementen über entsprechende Übertragungsleitungen gekoppelt sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften planar inverted F-Antenne (PIFA), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 5 ist eine seitliche Schnittansicht einer beispielhaften planar inverted F-Antenne von dem Typ, der in 4 gezeigt ist, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist ein beispielhafter Antennenleistungsgraph für eine Antenne des Typs, der in 4 und 5 gezeigt ist, in welchem Standing-Wave-Ratios (SWR) Werte als eine Funktion der Betriebsfrequenz aufgetragen sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Planar inverted F-Antenne, in welcher ein Teil der Masseplatte der Antenne unterhalb des Resonanzelementes der Antenne entfernt worden ist, um einen Spalt zu bilden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Spaltantenne, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist ein beispielhafter Antennenleistungsgraph für eine Antenne des Typs, der in 8 gezeigt ist, in welcher Standing-Wave-Ratio (SWR) Werte als eine Funktion der Betriebsfrequenz aufgetragen sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften hybriden PIFA/Spaltantenne, die durch das Kombinieren einer Planar inverted F-Antenne mit einer Spaltantenne gebildet wird, in welcher die Antenne durch zwei Koaxialkabelspeisungen gespeist wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 11 ist ein beispielhafter Funkabdeckungsgraph in welchem Standing-Wave-Ratio (SWR) Werte der Antenne als eine Funktion der Betriebsfrequenz für eine handgehaltene Vorrichtung aufgetragen sind, die eine hybride PIFA/Spaltantenne und eine Streifenantenne enthält, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 12 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Anordnung von handgehaltenen elektronischen Vorrichtungsantennen, in welcher eine erste von zwei handgehaltenen elektronischen Vorrichtungsantennen ein zugeordnetes Isolationselement aufweist, das dazu dient, die Interferenz mit einer zweiten der zwei handgehaltenen elektronischen Vorrichtungsantennen zu verringern, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 13 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung mit einer leitenden Einfassung, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 14 ist eine seitliche Schnittansicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung mit einer leitenden Einfassung, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 15 ist eine etwas vereinfachte perspektivische Innenansicht einer handgehaltenen elektronischen Vorrichtung mit einer leitenden Einfassung, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 16 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Spaltantenne, die in einer handgehaltenen elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, die eine leitende Einfassung enthält, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 17 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Hybridantenne, die in einer handgehaltenen elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, die eine leitende Einfassung enthält, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 18 ist eine perspektivische Ansicht einer Spaltantenne für handgehaltene elektronische Vorrichtungen, in welcher der Spalt an einem inneren Teil einer Masseplatte angeordnet ist und in welcher eine leitende Einfassung den Umfang der Masseplatte umgibt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 19 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Hybridantenne für handgehaltene elektronische Vorrichtungen, in welcher ein Spalt in einem inneren Teil einer Masseplatte angeordnet ist und in welcher eine leitende Einfassung den Umfang der Masseplatte umgibt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 20 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Spaltantenne für handgehaltene elektronische Vorrichtungen, in welcher der Spalt einem mäanderförmigen Pfad folgt und in welcher eine leitende Einfassung den Umfang der Masseplatte umgibt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 21 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Spaltantenne für handgehaltene elektronische Vorrichtungen, in welcher der Spalt eine mäanderförmige Begrenzung aufweist und in welcher eine leitende Einfassung den Umfang der Masseplatte umgibt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 22 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Spaltantennenstruktur für handgehaltene elektronische Vorrichtungen, in welcher der Spalt mit einem Schalter überbrückt wird, der es erlaubt, den Spalt wählbar kurzzuschließen und damit abzustimmen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 23 ist ein Antennenleistungsgraph, der zeigt, wie die Resonanzspitze einer abstimmbaren Antenne des Typs, der in 22 gezeigt ist, eingestellt werden kann durch wahlweises Überbrücken eines Teils des Spalts, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Drahtloskommunikation, und insbesondere auf drahtlose elektronische Vorrichtungen und Antennen für drahtlose elektronische Vorrichtungen.
  • Die Antennen können Antennen kleiner Größe sein, die große Bandbreiten und hohe Gewinne aufweisen. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Antennen so konfiguriert, dass sie eine leitende Einfassung auf der drahtlosen elektronischen Vorrichtung beinhalten. Die Einfassung kann als Teil der Antennen dienen. Zum Beispiel kann die Einfassung einen Teil einer Masse für eine Antenne bilden. Die Einfassung kann auch mechanische Funktionen ausüben, wie zum Beispiel das Bereitstellen von konstruktiver Festigkeit für eine drahtlose elektronische Vorrichtung. In einer geeigneten Anordnung, die hier als ein Beispiel beschrieben ist, kann die Einfassung eine Flüssigkristall (LCD) Anzeige oder andere Anzeige an der Oberfläche einer drahtlosen elektronischen Vorrichtung halten. Die drahtlosen elektronischen Vorrichtungen können tragbare elektronische Vorrichtungen, wie Laptopcomputer oder kleine tragbare Computer des Typs, der manchmal als ultraportabel bezeichnet wird, sein. Tragbare elektronische Vorrichtungen können auch irgendwie kleinere Vorrichtung sein. Beispiele kleinerer tragbarer elektronischer Vorrichtungen beinhalten Armbanduhrvorrichtungen, hängende Vorrichtungen, Kopfhörer oder Inohrvorrichtungen und andere tragbare und Miniaturvorrichtungen.
  • In einer geeigneten Anordnung sind die tragbaren elektronischen Vorrichtungen handgehaltene elektronische Vorrichtungen. Da Raum in handgehaltenen elektronischen Vorrichtungen eine kritische Ressource ist, können hochleistungsfähige kompakte Antennen in solchen Vorrichtungen besonders vorteilhaft sein. Handgehaltene elektronische Vorrichtungen können auch von der Verwendung von Einfassungen profitieren. Zum Beispiel kann eine Einfassung aus rostfreiem Stahl, die den Umfang einer handgehaltenen elektronischen Vorrichtung umgibt, für verschiedene sinnvolle Funktionen dienen, durch Erhöhen der Steifigkeit der Vorrichtung, durch das am Platz halten einer Glas- oder Plastikoberplatte für eine Anzeige, durch das Verbessern der ästhetischen Anmutung der Vorrichtung durch das Dienen als ein optisch ansprechendes Designelement und durch das Dienen als eine Schutzstruktur (zum Beispiel um potentiell zerbrechliche Komponenten, wie z.B. eine Plastik- oder Glasanzeige, vor Schaden zu schützen, wenn die handgehaltene elektronische Vorrichtung unbeabsichtigt fallengelassen wird). Die Verwendung von handgehaltenen Vorrichtungen wird deshalb hier allgemein als ein Beispiel beschrieben, obwohl jede geeignete elektronische Vorrichtung mit den Antennen und Einfassungen der Erfindung verwendet werden kann, wenn dies gewünscht wird.
  • Die handgehaltenen Vorrichtungen können, zum Beispiel, Mobiltelefone, Medienabspieler mit Drahtloskommunikationsfähigkeiten, handgehaltene Computer (manchmal auch persönliche digitale Assistenten genannt), Fernsteuerungen, Global Positioning System (GPS) Vorrichtungen und handgehaltene Spielvorrichtungen sein. Die handgehaltenen Vorrichtungen können auch hybride Vorrichtungen sein, die die Funktionalität von mehreren konventionellen Vorrichtungen kombinieren. Beispiele hybrider handgehaltener Vorrichtungen beinhalten ein Mobiltelefon, das eine Medienabspielerfunktionalität beinhaltet, eine Spielvorrichtung, die eine Drahtloskommunikationsfähigkeit, ein Mobiltelefon, das Spiel- und E-Mailfunktionen beinhaltet und eine handgehaltene Vorrichtung, die E-Mail empfängt, mobile Telefonanrufe unterstützt und Webbrowsen unterstützt. Dies sind lediglich veranschaulichende Beispiele.
  • Eine beispielhafte handgehaltene elektronische Vorrichtung in Übereinstimmungsform mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Die Vorrichtung 10 kann irgendeine geeignete tragbare oder handgehaltene elektronische Vorrichtung sein.
  • Die Vorrichtung kann ein Gehäuse 12 aufweisen. Die Vorrichtung 10 kann eine oder mehrere Antennen zum Abwickeln von Drahtloskommunikation beinhalten. Ausführungsformen der Vorrichtung 10, die eine Antenne enthalten, und Ausfiihrungsformen der Vorrichtungen 10, die zwei Antennen beinhalten, werden hier manchmal als Beispiele beschrieben.
  • Die Vorrichtung 10 kann Kommunikation über ein oder mehrere Kommunikationsbänder ausführen. Zum Beispiel kann, in einer Vorrichtung 10 mit zwei Antennen, die erste der beiden Antennen verwendet werden, um Mobiltelefonkommunikation in einem oder mehreren Frequenzbändern auszuführen, wohingegen eine zweite der beiden Antennen verwendet werden kann, um Datenkommunikation in einen separaten Kommunikationsband auszuführen. In einer geeigneten Anordnung, die hier manchmal als ein Beispiel beschrieben ist, ist die zweite Antenne dazu konfiguriert, Datenkommunikation in einem Kommunikationsband, das bei 2,4 GHz (z.B. WiFi und/oder Bluetooth Frequenzen) zentriert ist, zu bearbeiten. In Konfigurationen mit mehreren Antennen können die Antennen ausgestaltet sein, um Interferenz zu verringern, um es den beiden Antennen zu ermöglichen, in relativ großer Nähe zueinander zu arbeiten.
  • Das Gehäuse 12, das manchmal auch als Schale bezeichnet wird, kann aus jedem geeigneten Material gebildet sein, darunter Kunststoff, Glas, Keramiken, Metall oder andere geeignete Materialien oder eine Kombination dieser Materialien. In einigen Situationen kann das Gehäuse 12 oder Teile des Gehäuses 12 aus einem Dielektrikum oder anderem Material geringer Leitfähigkeit gebildet werden, so dass der Betrieb von leitenden Antennenelementen, die in der Nähe des Gehäuses 12 angeordnet sind, nicht unterbrochen wird. In anderen Situationen kann das Gehäuse 12 oder Teile des Gehäuses 12 aus Metallelementen gebildet werden. In Szenarien, in welchen das Gehäuse 12 aus Metallelementen gebildet wird, können ein oder mehrere der Metallelemente als Teil der Antennen in der Vorrichtung 10 verwendet werden. Zum Beispiel können Metallteile des Gehäuses 12 mit einer internen Masseplatte in der Vorrichtung 10 kurzgeschlossen werden, um ein größeres Masseplattenelement für die Vorrichtung 10 zu bilden.
  • Das Gehäuse 12 kann eine Einfassung 14 aufweisen. Die Einfassung 14 kann aus einem leitenden Material gebildet werden. Das leitende Material kann ein Metall (zum Beispiel ein elementäres Metall oder eine Legierung) oder andere geeignete leitende Materialien sein. In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal als ein Beispiel beschrieben ist, kann die Einfassung 14 aus rostfreiem Stahl gebildet werden. Rostfreier Stahl kann so hergestellt werden, dass er eine attraktive glänzende Erscheinung hat, strukturelle Festigkeit aufweist und nicht leicht rostet. Wenn es gewünscht wird, können anderen Strukturen verwendet werden, um die Einfassung 14 zu bilden. Zum Beispiel kann die Einfassung 14 aus Plastik gebildet werden, das mit einem glänzenden Metallüberzug oder anderen geeigneten Substanzen beschichtet ist. Anordnungen, in welchen die Einfassung 14 aus leitendem Metall gebildet wird, wie z.B. rostfreiem Stahl, werden hier oft als Beispiel beschrieben.
  • Die Einfassung 14 kann dazu dienen, eine Anzeige oder andere Vorrichtung mit einer ebenen Oberfläche an ihrem Platz auf der Vorrichtung 10 zu halten. Wie es in 1 gezeigt ist, kann die Einfassung 14 zum Beispiel verwendet werden, um die Anzeige 16 an ihrem Platz zu halten, durch das Befestigen der Anzeige 16 an dem Gehäuse 12. Die Vorrichtung 10 kann ebene Vorder- und Rückseitenoberflächen aufweisen. In dem Beispiel von 1 wird die Anzeige 16 als Teil der ebenen Vorderseitenoberfläche der Vorrichtung 10 ausgebildet gezeigt. Der Umfang der Vorderseitenoberfläche kann von einer Einfassung umgeben sein, wie z.B. Einfassung 14. Wenn es gewünscht ist, kann der Umfang der rückseitigen Oberfläche von einer Einfassung umgeben sein (zum Beispiel in einer Vorrichtung mit sowohl vorderseitigen als auch rückseitigen Anzeigen).
  • Die Vorrichtung 16 kann eine Flüssigkristall (LCD) Anzeige, eine organische Leuchtdioden (OLED) Anzeige oder irgendeine andere geeignete Anzeige sein. Die äußerste Oberfläche der Anzeige 16 kann aus einem oder mehreren Kunststoffen und Glasschichten bestehen. Wenn es gewünscht wird, kann berührungsempfindliche Bildschirmfunktionalität in die Anzeige 16 integriert sein oder mit Hilfe einer separaten berührungsempfindlichen Flächenvorrichtung bereitgestellt werden. Ein Vorteil des Integrierens eines berührungsempfindlichen Bildschirms in die Anzeige 16, um die Anzeige 16 berührungsempfindlich zu machen, ist, dass dieser Typ an Anordnung Platz sparen kann und optische Unordnung verringern kann.
  • In einer typischen Anordnung kann die Einfassung 14 Zacken (zum Beispiel Zacken mit gewindeten und/oder nicht gewindeten Schraubenlöchern) aufweisen, die verwendet werden, um die Einfassung 14 an dem Gehäuse 12 zu befestigen und die verwendet werden, die Einfassung 14 elektrisch mit dem Gehäuse 12 und anderen leitenden Elementen in der Vorrichtung 10 zu verbinden. Das Gehäuse und andere leitende Elemente bilden eine Masseplatte für die Antenne(n) in der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung. Eine Dichtung (z.B. ein O-Ring, der aus Silikon oder anderem passenden Material, eine Polyesterfilmdichtung, etc., gebildet ist) kann zwischen die Unterseite der Einfassung 14 und der äußersten Oberfläche der Anzeige 16 platziert werden. Die Dichtung kann dabei helfen, Druck von lokalen Druckpunkten zu nehmen, die ansonsten die Glas- oder Kunststoffabdeckung der Anzeige 16 unter Spannung setzen könnten. Die Dichtung kann auch dabei helfen, Teile des Inneren der Vorrichtung 10 optisch zu verstecken.
  • Zusätzlich zur Funktion als haltende Struktur für die Anzeige 16, kann die Einfassung 14 als ein steifer Rahmen für die Vorrichtung 10 dienen. In dieser Eigenschaft kann die Einfassung 14 die strukturelle Integrität der Vorrichtung 10 verbessern. Zum Beispiel kann die Einfassung 14 die Vorrichtung 10 entlang ihrer Länge steifer machen, als es ohne Einfassung möglich wäre. Die Einfassung 14 kann auch verwendet werden, um die Erscheinung der Vorrichtung 10 zu verbessern. In Konfigurationen wie derjenigen, die in 1 gezeigt ist, in welcher die Einfassung 14 um den Umfang einer Oberfläche der Vorrichtung 10 herum gebildet ist (zum Beispiel der Umfang der vorderen Seite der Vorrichtung 10), kann die Einfassung 14 dabei helfen, Beschädigungen der Anzeige 16 zu vermeiden (zum Beispiel durch Abschirmen der Anzeige 16 von Einwirkungen in dem Fall, dass die Vorrichtung 10 fallengelassen wird, etc.). Der Anzeigenbildschirm 16 (zum Beispiel ein berührungsempfindlicher Bildschirm) ist nur ein Beispiel einer Eingabe-Ausgabevorrichtung, die mit der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 verwendet werden kann. Wenn es gewünscht wird, kann die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 andere Eingabe-Ausgabevorrichtungen aufweisen. Zum Beispiel kann die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 Benutzereingabesteuerungsvorrichtungen, wie zum Beispiel den Knopf 19, und Eingabe-Ausgabekomponenten, wie zum Beispiel Anschluss 20 und an einer oder mehreren Eingabe-Ausgabebuchsen (zum Beispiel für Audio und/oder Video) aufweisen. Der Anzeigenbildschirm 16 kann zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine organische Licht imitierende Dioden (OLED) Anzeige, eine Plasmaanzeige oder mehrere Anzeigen, die eine oder mehrere unterschiedliche Anzeigentechnologien verwenden, sein. In dem Beispiel von 1 wird der Anzeigenbildschirm 16 als auf der Vorderseite der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 angebracht dargestellt, aber der Anzeigenbildschirm 16 kann, wenn gewünscht, auf der Rückseite der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10, auf einer Seite der Vorrichtung 10, auf einem aufklappbaren Teil der Vorrichtung 10, die mit einem Hauptkörperteil der Vorrichtung 10 über ein Gelenk (zum Beispiel) verbunden ist, oder mit Hilfe irgendeiner geeigneten Anbringungsanordnung, angebracht werden. Einfassungen, wie die Einfassung 14 von 1, können dazu verwendet werden, die Anzeige 16 oder irgendeine andere Vorrichtung mit einer ebenen Oberfläche am Gehäuse 12 an jeder dieser Positionen anzubringen.
  • Ein Benutzer der handgehaltenen Vorrichtung 10 kann Eingabebefehle bereitstellen mit Hilfe von Benutzereingabeschnittstellenvorrichtungen, wie zum Beispiel dem Knopf 19 und dem Berührungsbildschirm 16. Geeignete Benutzereingabeschnittstellenvorrichtungen für die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 beinhalten Knöpfe (z.B. alphanumerische Tasten An-Aus, Aus-An, Aus und andere spezialisierte Knöpfe, etc.), ein Berührungsfeld, Zeigestäbe oder andere Cursersteuervorrichtungen, ein Mikrophon zum Bereitstellen von Sprachbefehlen oder irgendwelche anderen geeigneten Schnittstellen zum Steuern der Vorrichtung 10. Knöpfe, wie der Knopf 19 und andere Benutzereingabeschnittstellenvorrichtungen, können, obwohl sie in dem Beispiel der 1 schematisch als auf der Oberseite der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 ausgebildet dargestellt sind, allgemein auf jedem geeigneten Teil der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 ausgebildet sein. Zum Beispiel kann ein Knopf, wie der Knopf 19, oder andere Benutzerschnittstellensteuerung auf einer Seite der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 ausgebildet sein. Knöpfe und andere Benutzerschnittstellensteuerungen können auch an der Oberseite, Rückseite und anderen Teilen der Vorrichtung 10 angeordnet sein. Wenn es gewünscht wird, kann die Vorrichtung 10 ferngesteuert werden (zum Beispiel mit Hilfe einer Infrarotfernbedienung, Hochfrequenzfernbedienungen, wie zum Beispiel einer Bluetooth Fernsteuerung etc.).
  • Die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 kann Anschlüsse, wie zum Beispiel den Busverbinder 20 und Audio- und Videobuchsen aufweisen, die es der Vorrichtung 10 ermöglichen, mit externen Komponenten in Verbindung zu treten. Typische Anschlüsse beinhalten Energiebuchsen, um eine Batterie in der Vorrichtung 10 wieder zu laden oder um die Vorrichtung 10 mit einer Gleichstrom (DC) Leistungsversorgung zu betreiben, Datenanschlüsse, um Daten mit externen Komponenten, wie zum Beispiel einem Personalcomputer oder Peripheriegeräten, auszutauschen, audio-visuelle Buchsen, um Kopfhörer zu treiben. einen Monitor oder andere externe Audio-Videogeräte, etc. Die Funktionen einiger oder aller dieser Vorrichtungen und der internen Schaltungen der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 können mit Eingabeschnittstellenvorrichtungen, wie zum Beispiel der Berührungsbildschirm 16, gesteuert werden.
  • Komponenten wie die Anzeige 16 und andere Benutzereingabeschnittstellenvorrichtungen können den größten Teil der verfügbaren Oberfläche auf der Vorderseite der Vorrichtung 10 bedecken (wie in dem Beispiel der 1 gezeigt). Oder können nur einen kleinen Teil der Vorderseite der Vorrichtung 10 bedecken. Weil elektronische Komponenten wie die Anzeige 16 oft hohe Mengen an Metall (zum Beispiel als Hochfrequenzabschirmung) enthalten, sollte die Position dieser Komponenten in Bezug auf Antennenelemente in der Vorrichtung 10 allgemein berücksichtigt werden. Geeignet gewählte Anordnungen der Antennenelemente und elektrischen Komponenten der Vorrichtung werden es den Antennen der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 ermöglichen, korrekt zu funktionieren, ohne durch die elektrischen Komponenten gestört zu werden.
  • In einer geeigneten Anordnung sind die Antennen der Vorrichtung 10 in dem unteren Ende 18 der Vorrichtung 10, in Nähe des Anschlusses 20, angeordnet. Ein Vorteil des Anordnens der Antennen in dem unteren Teil des Gehäuses 12 und der Vorrichtung 10 ist, dass dies die Antennen von dem Kopf des Benutzers entfernt anordnet, wenn die Vorrichtung 10 an den Kopf gehalten wird (zum Beispiel beim Sprechen in ein Mikrophon und Hören an einem Lautsprecher in der handgehaltenen Vorrichtung, wie bei einem Mobiltelefon). Dies verringert die Menge an Hochfrequenzstrahlung, die im Bereich des Benutzers ausgestrahlt wird und minimiert Naheffekte.
  • Ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung ist in 2 gezeigt. Die handgehaltene Vorrichtung 10 kann ein Mobiltelefon, ein Mobiltelefon mit Medienabspielerfähigkeiten, ein handgehaltener Computer, eine Fernsteuerung, ein Spieleabspieler, eine Global Positioning System (GPS) Vorrichtung, eine Kombination solcher Vorrichtungen oder irgendeine andere geeignete tragbare elektronische Vorrichtung sein.
  • Wie in 2 gezeigt, kann die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 den Speicher 34 beinhalten. Der Speicher 34 beinhaltet einen oder mehrere verschiedene Typen an Speichern, wie zum Beispiel Festplattenspeicher, nicht volatilen Speicher (zum Beispiel Flashspeicher oder andere elektrisch programmierbare Nurlesespeicher), volatile Speicher (zum Beispiel batteriebasierte statische oder dynamische wahlfreie Zugriffsspeicher), etc.
  • Die Verarbeitungsschaltungen 36 können verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Die Verarbeitungsschaltkreise 36 können auf einem Prozessor basiert sein, wie zum Beispiel einem Mikroprozessor und anderen geeigneten integrierten Schaltungen. In einer geeigneten Anordnung werden die Verarbeitungsschaltungen 36 und der Speicher 34 verwendet, um Software auf der Vorrichtung 10 auszuführen, wie zum Beispiel Internetbrowseranwendungen, Voice-Over-Internet-Protokoll (VOIP) Telefonanrufanwendungen, E-Mailanwendungen, Medienabspielanwendungen, Betriebssystemfunktionen, etc. Verarbeitungsschaltungen 36 und der Speicher 34 können verwendet werden zum Implementieren geeigneter Kommunikationsprotokolle. Die Kommunikationsprotokolle, die mit Hilfe von Verarbeitungsschaltungen 36 und dem Speicher 34 implementiert werden können, beinhalten Internetprotokolle, Wireless Local Area Network Protokolle (zum IEEE 802.11 Protokolle - manchmal als WiFi® bezeichnet -, Protokolle für andere Nahbereichsdrahtloskommunikationsverbindungen wie zum Beispiel das Bluetooth® Protokoll, etc.).
  • Die Eingabe-Ausgabevorrichtungen 38 können verwendet werden, um es zu ermöglichen, Daten der Vorrichtung 10 bereitzustellen und um es zu ermöglichen, Daten von der Vorrichtung 10 an externe Vorrichtungen bereitzustellen. Der Anzeigenbildschirm 16, der Knopf 19 und der Anschluss 20 sind Beispiele für die Eingabe-Ausgabevorrichtungen 38.
  • Die Eingabe-Ausgabevorrichtungen 38 können die Benutzer-Eingabe-Ausgabevorrichtungen 40, wie zum Beispiel Knöpfe, Berührungsbildschirme, Joysticks, Klickräder, Scrollräder, Berührungsfelder, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrophone, Kameras, etc. umfassen. Ein Benutzer kann den Betrieb der Vorrichtung 10 steuern durch das Bereitstellen von Befehlen durch die Benutzereingabeschnittstellen 40, Die Anzeigen und Audiovorrichtungen 42 können Flüssigkristall (LCD Bildschirme) oder andere Bildschirme, Licht emitierende Dioden (LEDs) und andere Komponenten beinhalten, die visuelle Informationen und Statusdaten darstellen. Die Anzeige und Audiovorrichtungen 42 können auch Audioequipment beinhalten, wie zum Beispiel Lautsprecher und andere Vorrichtungen zum Erzeugen von Schall. Die Anzeige und Audiovorrichtungen 42 können Audio-Videoschnittstellenequipment beinhalten, wie zum Beispiel Buchsen und andere Verbinder für externe Kopfhörer und Monitore.
  • Die Drahtloskommunikationsvorrichtungen 44 können Kommunikationsschaltungen beinhalten, wie zum Beispiel Hochfrequenz (HF) Transceiverschaltungen, die aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen gebildet werden, Leistungsverstärkerschaltungen, passive HF Komponenten, einer oder mehreren Antennen und anderen Schaltungen zum Bearbeiten von HF Drahtlossignalen. Drahtlossignale können auch mit Hilfe von Licht gesendet werden (zum Beispiel mit Hilfe von Infrarotkommunikation).
  • Die Vorrichtung 10 kann mit externen Vorrichtungen kommunizieren, wie zum Beispiel den Zusatzgeräten 46 und dem Computerequipment 48, wie durch Pfade 50 angezeigt. Die Pfade 50 können drahtgebundene oder drahtlose Pfade beinhalten. Die Zusatzgeräte 46 können Kopfhörer (zum Beispiel drahtlose mobile Sprechgarnituren oder Audiokopfhörer) und Audio-Videoequipment (zum Beispiel drahtlose Lautsprecher, eine Spielsteuerung oder anderes Equipment, das Audio- und Videoinhalt empfängt und abspielt) beinhalten.
  • Das Rechenequipment 48 kann jeder geeignete Computer sein. In einer geeigneten Anordnung ist das Computerequipment 48 ein Computer, der einen zugeordneten Drahtloszugriffspunkt (Router) oder eine interne oder externe Drahtloskarte aufweist, die eine Drahtlosverbindung mit der Vorrichtung 10 herstellt. Der Computer kann ein Server (zum Beispiel ein Internetserver), ein Lokal Area Network Computer mit oder ohne Internetzugang, ein Personalcomputer des Benutzers, eine Gegenvorrichtung (zum Beispiel eine andere handgehaltene elektronische Vorrichtung 10) oder jedes andere geeignete Computerequipment sein.
  • Die Antennen und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen der Vorrichtung 10 können Kommunikation über irgendwelche geeigneten Drahtloskommunikationsbänder unterstützen. Zum Beispiel können die drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 44 dazu verwendet werden, Kommunikationsfrequenzbänder wie zum Beispiel die Mobiltelefonbänder bei 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz, Datendienstbänder wie das 3G Datenkommunikationsband bei 2170 MHz (mithin auch als UMTS oder Universal Mobile Telecommunications System bezeichnet), die WiFi® (IEEE 802.11) Bänder bei 2,4 GHz und 5,0 GHz, das Bluetooth® Band bei 2,4 GHz und das Global Positioning System (GPS) Band bei 1550 MHz abzudecken. Dies sind lediglich beispielhafte Kommunikationsbänder, mit welchen die Vorrichtungen 44 arbeiten können. Es wird erwartet, dass zusätzliche Lokal- und Femkommunikationsbänder in der Zukunft verwendet werden soweit neue Drahtlosdienste verfügbar gemacht werden. Die drahtlosen Vorrichtungen 44 können dazu konfiguriert sein, über irgendeinem geeigneten Band oder Bändern zu arbeiten, um jeden existierenden oder neue Dienste von Interesse abzudecken. Die Vorrichtung 10 kann eine Antenne, zwei Antennen oder mehr als zwei Antennen verwenden, um Drahtlosabdeckung über alle Kommunikationsbänder von Interesse bereitzustellen.
  • Eine Schnittansicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung wird in 3A gezeigt. In dem Beispiel von 3A weist die Vorrichtung 10 ein Gehäuse auf, das aus einem leitenden Abschnitt 12-1 und einem Kunststoffabschnitt 12-2 gebildet wird. Der leitende Abschnitt 12-1 kann jeder geeignete Leiter sein. In einer geeigneten Anordnung wird der Abschnitt 12-1 aus Metallen, wie gestanztem 304 rostfreiem Stahl gebildet. Rostfreier Stahl hat eine hohe Leitfähigkeit und kann hochglänzend poliert werden, so dass er eine attraktive Erscheinung aufweist. Wenn es gewünscht wird, können andere Metalle für den Abschnitt 12-1 verwendet werden, wie zum Beispiel Aluminium, Magnesium, Titan, Legierungen dieser Metalle oder anderer Metalle, etc. Wie in 1 gezeigt, kann die Anzeige 16 auf der Vorderseite der Vorrichtung 10 angeordnet sein. Um die Anzeige 16 aufzunehmen, kann der Gehäuseabschnitt 12-1 (der untere Abschnitt des Gehäuses in der Lage von 3A) einen ausgenommenen Abschnitt aufweisen, der von der Einfassung 14 umgeben ist.
  • In der beispielhaften Ausführungsform von 3A kann der Gehäuseabschnitt 12-2 aus einem Dielektrikum gebildet sein. Ein Vorteil, ein Dielektrikum für den Gehäuseabschnitt 12-2 zu verwenden, ist, dass es dies erlaubt, ein oder mehrere Antennenresonanzelemente wie die Antennenresonanzelemente 54-1A und 54-1B der Antenne 54 in Vorrichtung 10 zu betreiben, ohne Interferenz mit den Metallseitenwänden des Gehäuses 12. In einer geeigneten Anordnung ist der Gehäuseabschnitt 12-2 eine Kunststoffabdeckung, die aus einem Kunststoff basierend auf Acrylnitril-Butadien-Styrol Copolimeren (manchmal als ABS Kunststoff bezeichnet) gebildet wird. Diese sind lediglich beispielhafte Gehäusematerialien für die Vorrichtung 10. Zum Beispiel kann das Gehäuse der Vorrichtung 10 im Wesentlichen aus Kunststoff oder anderen Dielektrika, im Wesentlichen aus Metall oder anderen Leitern oder von irgendwelchen anderen geeigneten Materialien oder Kombinationen an Materialien gebildet werden. Komponenten wie die Komponenten 52 können an eine oder mehrere Leiterplatten in der Vorrichtung 10 angebracht werden. Typische Komponenten 52 beinhalten integrierte Schaltungen, LCD Bildschirme und Benutzereingabeschnittstellenknöpfe. Die Vorrichtung 10 beinhaltet typischerweise auch eine Batterie, die entlang der Rückseite des Gehäuses 12 (zum Beispiel) angebracht werden kann. Eine oder mehrere Transceiverschaltungen wie Transceiverschaltungen 52A und 52B können an eine oder mehrere Leiterplatten in der Vorrichtung 10 angebracht werden. In einer Konfiguration der Vorrichtung 10, in welcher es zwei Antennenresonanzelemente und zwei Transceiver gibt, kann jeder Transceiver verwendet werden, um Hochfrequenzsignale durch die jeweilige von zwei entsprechenden Antennenresonanzelementen zu übertragen und kann verwendet werden, Funkfrequenzsignale durch eine jeweilige der zwei Antennenresonanzelemente zu empfangen. Für jede der beiden Antennenresonanzelemente kann eine gemeinsame Masse verwendet werden.
  • In einer beispielhaften Anordnung kann der Transceiver 52A verwendet werden, um Mobiltelefonhochfrequenzsignale zu senden und zu empfangen und der Transceiver 52B kann verwendet werden, um Signale in einem Kommunikationsband wie dem 3G Datenkommunikationsband bei 2170 MHz (gemeinhin bezeichnet als UMTS oder Universal Mobile Telecommunications System), den WiFi® (IEEE 802.11) Bändern bei 2,4 GHz und 5,0 GHz, dem Bluetooth® Band bei 2,4 GHz oder dem Global Positioning System (GPS) Band bei 1550 MHz zu senden.
  • Die Leiterplatte(n) in der Vorrichtung 10 können aus irgendeinem geeigneten Material gebildet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 mit einer mehrlagigen Leiterplatte ausgestattet. Zumindest eine der Schichten kann große ebene Bereiche eines Leiters aufweisen, die eine Masseplatte, wie die Masseplatte 54-2, bilden. In einem typischen Szenario ist die Masseplatte 54-2 ein Rechteck, das mit der generellen rechteckigen Form des Gehäuses 12 und der Vorrichtung 10 übereinstimmt und mit den rechteckigen seitlichen Ausdehnungen des Gehäuses 12 übereinstimmt. Die Masseplatte 54-2 kann, falls gewünscht, elektrisch mit dem leitenden Gehäuseabschnitt 12-1 verbunden werden. Die Masseplatte 54-2 kann eine Öffnung in der Form eines Spaltes im Bereich der Antenne 54 aufweisen. Die Öffnung kann durch die Gestalt und relative Platzierung der Leiterplatten, Batterie, integrierten Schaltungen und anderen leitenden Komponenten gebildet werden, die die Masseplatte darstellen, und/oder kann durch die Gestalt und relative Platzierung dieser Masseplattenkomponenten in Bezug auf die Einfassung 14 gebildet werden. Zum Beispiel kann die Masseplatte 54-2 einen Spalt in der Region 53 (z.B. einen Spalt in einer Leiterplatte), unterhalb der Resonanzelemente wie den Resonanzelementen 54-1B und 54-1A, aufweisen. Ein rechteckiger Spalt (oder andere geeignet geformte Öffnung) kann auch in dem Raum zwischen der Einfassung 14 und der Masseplatte 54-2 gebildet werden. Der Spalt kann jede geeignete Gestalt haben. Beispielhafte Spaltgestaltungen beinhalten Rechtecke, Quadrate, Ovale, Gestaltungen mit sowohl geraden als auch gebogenen Seiten, etc.
  • Geeignete Leiterplattenmaterialien für die mehrlagige Leiterplatte beinhalten Papier, das mit Phenolharz imprägniert ist, Harze, die mit gläsernen Fasern verstärkt sind, wie Glasfasermatten, die mit Epoxidharz imprägniert sind (manchmal als FR-4 bezeichnet), Kunststoffe, Polytetrafluoroethylen, Polystren, Polymide und Keramik. Leiterplatten, die aus Materialien wie FR-4 hergestellt werden, sind gemeinhin verfügbar, nicht zu teuer und können mit mehreren Metallschichten (z.B. vier Schichten) hergestellt werden. Sogenannte flexible Leitungen, die mit Hilfe von flexiblen Leiterplattenmaterialien wie Polymiden hergestellt werden, können auch in der Vorrichtung 10 verwendet werden. Zum Beispiel können flexible Schaltkreise verwendet werden, um die Antennenresonanzelemente der Antenne(n) 54 zu bilden.
  • Wie in der beispielhaften Konfiguration von 3A gezeigt, kann das Masseplattenelement 54-2 und das Antennenresonanzelement 54-1A eine erste Antenne für die Vorrichtung 10 bilden. Das Masseplattenelement 54-2 und das Antennenresonanzelement 54-1B können eine zweite Antenne für die Vorrichtung 10 bilden. Diese beiden Antennen bilden eine Mehrbandantenne, die mehrere Resonanzelemente aufweist. Falls es gewünscht ist, können andere Antennenstrukturen bereitgestellt werden. Zum Beispiel können zusätzliche Resonanzelemente verwendet werden, um zusätzliche Verstärkung für ein überlappendes Frequenzband von Interesse (zum Beispiel ein Band, in welchem eine dieser Antennen 54 arbeitet) bereitzustellen, oder kann verwendet werden, um eine Abdeckung in einem anderen Frequenzband von Interesse (d.h. ein Band außerhalb des Bereiches der Antennen 54) bereitzustellen.
  • Die Einfassung 14 kann aus einem leitenden Material gebildet sein und kann an die Vorrichtung 10 in Reichweite der Masseelemente wie dem Masseplattenelement 54-2 angebracht sein. Die Einfassung 14 kann elektrisch mit der Antennenmasse (zum Beispiel dem Masseplattenelement 54-2) verbunden sein. Wenn die Einfassung 14 mit der Antennenmasse verbunden ist, bildet die Einfassung 14 einen Teil der Masse und dient damit als ein Teil der Antenne 54.
  • Jedes geeignete leitende Material kann verwendet werden, um die Einfassung 14, das Masseplattenelement 54-2 und Resonanzelemente wie Resonanzelement 54-1A und 54-1B zu bilden. Beispiele geeigneter leitender Antennenmaterialien beinhalten Metalle wie Kupfer, Messing, Silber, Gold und rostfreien Stahl (zum Beispiel für die Einfassung 14). Andere Leiter als Metalle können auch verwendet werden, wenn dies gewünscht ist. Die ebenen leitenden Elemente in den Antennen 54 sind typischerweise dünn (zum Beispiel ungefähr 0,2 mm).
  • Die Transceiverschaltungen 52A und 52B (d.h., die Transceiverschaltungen 44 von 2) können in der Form einer oder mehrerer integrierter Schaltungen und zugeordneter diskreter Komponenten (zum Beispiel Filterkomponenten) bereitgestellt werden. Diese Transceiverschaltungen können einen oder mehrere Sender integrierte Schaltungen und/oder Empfänger integrierte Schaltungen, Umschaltschaltungen, Verstärker etc. umfassen. Die Transceiverschaltungen 52A und 52B können gleichzeitig arbeiten (zum Beispiel kann einer senden, während der andere empfängt, beide senden zur selben Zeit oder beide empfangen gleichzeitig).
  • Jeder Transceiver kann ein zugeordnetes Koaxialkabel oder andere Übertragungsleitung aufweisen, über welche gesendete und empfangene Hochfrequenzsignale übertragen werden. Wie in dem Beispiel der 3A kann die Übertragungsleitung 56A (zum Beispiel ein Koaxialkabel) verwendet werden, um den Transceiver 52A mit dem Antennenresonanzelement 54-1A zu verbinden und die Übertragungsleitung 56B (zum Beispiel ein Koaxialkabel) kann verwendet werden, um den Transceiver 52B mit dem Antennenresonanzelement 54-1B zu verbinden. In diesem Typ an Konfiguration kann der Transceiver 52B WiFi Übertragungen über eine Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-1B und der Masseplatte 54-2 gebildet wird, bearbeiten, während der Transceiver 52A Mobiltelefonübertragungen über eine Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-1A und der Masseplatte 54-2 gebildet wird, bearbeiten.
  • Eine Draufsicht einer beispielhaften Vorrichtung 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in 3B gezeigt. Wie in 3B gezeigt, kann die Transceiverschaltung, wie der Transceiver 52A und der Transceiver 52B, mit den Antennenresonanzelementen 54-1A und 54-1B über entsprechende Übertragungsleitungen 56A und 56B verbunden werden. Die Masseplatte 54-2 kann eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt aufweisen (d.h. die seitlichen Ausdehnungen der Masseplatte 54-2 stimmen mit denen der Vorrichtung 10 überein) und kann zumindest einen Spalt enthalten (zum Beispiel einen Spalt unter den Antennenresonanzelementen). Das Masseplattenelement 54-2 kann aus einem oder mehreren Leiterplattenleitern, leitenden Gehäuseteilen (zum Beispiel der Gehäuseabschnitt 12-1 von 3A), leitenden Komponenten wie der Anzeige 16, Batterien oder irgendeiner anderen geeigneten leitenden Struktur gebildet werden. Die Einfassung 14 kann elektrisch mit der Masseplatte 54-2 verbunden werden und kann deshalb manchmal einen Teil der Antennenmasseplatte bilden.
  • Die Antennenresonanzelemente wie die Resonanzelemente 54-1A und 54-1B und die Masseplatte 54-2 können in jeder geeigneten Gestalt gebildet werden. In einer beispielhaften Anordnung ist eine der Antennen 54 (d.h. die Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-1A gebildet wird) zumindest teilweise auf einer Planar inverted-F Antennen (PIFA) Struktur basiert und die andere Antenne (d.h. die Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-1B gebildet wird) basiert auf einer ebenen Streifenkonfiguration. Obwohl diese Ausführungsform hier als ein Beispiel beschrieben werden kann, kann jede andere geeignete Gestalt verwendet werden für die Resonanzelemente 54-1A und 54-1B, wenn diese gewünscht ist.
  • Eine beispielhafte PIFA Struktur wird in 4 gezeigt. Wie in 4 gezeigt, kann die PIFA Struktur 54 einen Masseplattenabschnitt 54-2 und einen ebenen Resonanzelementabschnitt 54-1A aufweisen. Die Antennen werden mit Hilfe positiver Signale und Massensignalen gespeist. Der Teil einer Antenne, an welchem das positive Signal bereitgestellt wird, wird manchmal als der positive Anschluss oder Speisungsanschluss der Antenne bezeichnet. Dieser Anschluss wird manchmal auch als der Signalanschluss oder der Mittelleiteranschluss der Antenne bezeichnet. Der Teil einer Antenne, an welchen das Massesignal bereitgestellt wird, kann als die Masse der Antenne, der Masseanschluss der Antenne, die Masseplatte der Antenne, etc., bezeichnet werden. In der Antenne 54 der 4 wird der Speisungsleiter 58 verwendet, um positive Antennensignale von dem Signalanschluss 60 zu dem Antennenresonanzelement 54-1A zu leiten. Der Masseanschluss 62 ist mit der Masseplatte 54-2 kurzgeschlossen. welche die Masse der Antenne bildet.
  • Die Abmessungen der Masseplatte in einer PIFA Antenne, wie der Antenne 54 von 4, sind im Allgemeinen so bemessen, die maximale Größe, die von dem Gehäuse 12 der Vorrichtung 10 erlaubt wird, auszufüllen. Die Antennenmasseplatte 54-2 kann eine rechteckige Gestalt mit einer Breite W in der seitlichen Ausdehnung 68 und einer Länge L in der seitlichen Ausdehnung 66 aufweisen. Die Länge der Antenne 54 in der Ausdehnung 66 beeinflusst ihre Arbeitsfrequenz. Die Ausdehnungen 68 und 66 werden manchmal als horizontale Ausdehnungen bezeichnet. Das Resonanzelement 54-1A ist typischerweise mehrere Millimeter über der Masseplatte 54-2 entlang der vertikalen Ausdehnung 64 beabstandet. Die Größe der Antenne 54 in der Ausdehnung 64 wird manchmal als Höhe H der Antenne 54 bezeichnet.
  • Eine Schnittansicht der PIFA Antenne 54 der 4 ist in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, können Hochfrequenzsignale zu der Antenne 54 (beim Senden) gespeist werden und können (beim Empfangen) von der Antenne 54 empfangen werden, mit Hilfe des Signalanschlusses 60 und des Masseanschlusses 62. In einer typischen Anordnung wird der Mittelleiter eines Koaxialleiters oder anderer Übertragungsleitung elektrisch mit dem Punkt 60 verbunden und der Masseleiter wird elektrisch mit dem Punkt 62 verbunden.
  • Eine Graphik der erwarteten Leistung einer Antenne des Typs, der durch die beispielhafte Antenne 54 der 4 und 5 dargestellt wird, wird in 6 gezeigt. Die erwarteten Standing Wave Ratio (SWR) Werte sind als eine Funktion der Frequenz aufgetragen. Die Leistung der Antenne 54 von 4 und 5 ist mit einer durchgehenden Linie 63 dargestellt. Wie gezeigt, gibt es einen verminderten SWR Wert bei der Frequenz f1, was darauf hinweist, dass die Antenne in dem Frequenzband, das bei der Frequenz f1 zentriert ist, eine gute Leistung zeigen wird. Die PIFA Antenne 54 arbeitet auch bei harmonischen Frequenzen wie der Frequenz f2. Die Frequenz f2 stellt die zweite harmonische der PIFA Antenne 54 dar (d.h. f2 = 2f1). Die Ausdehnungen der Antenne 54 können so gewählt werden, dass die Frequenzen f1 und f2 mit den Kommunikationsbändern von Interesse überlagern, Die Frequenz f1 (und die harmonische Frequenz 2f1) stehen mit der Länge L der Antenne 54 in der Ausdehnung 66 in Bezug (L ist ungefähr gleich ein Viertel einer Wellenlänge bei der Frequenz f1).
  • In einigen Konfigurierungen kann die Höhe H der Antenne 54 der 4 und 5 in der Ausdehnung 64 durch den Betrag der Nahbereichskoppelung zwischen dem Resonanzelement 54-1A und der Masseplatte 54-2 begrenzt sein. Für eine gegebene Antennenbandbreite und Verstärkung kann es nicht möglich sein, die Höhe H zu verringern, ohne die Leistung nachteilig zu beeinflussen. Bei Gleichheit aller anderen Variablen wird eine Verringerung der Höhe H im Allgemeinen zu einer Verringerung der Bandbreite und des Gewinns der Antenne 54 führen.
  • Wie in 7 gezeigt, kann die minimale vertikale Ausdehnung der PIFA Antenne verringert werden, obwohl die minimalen Bandbreiten und Gewinnanforderungen immer noch erfüllt werden durch Einführen eines dielektrischen Bereiches 70 in der Form eines Spaltes unter dem Antennenresonanzelement 54-1A. Der Spalt 70 kann mit Luft, Kunststoff oder irgendeinem anderen geeigneten Dielektrikum gefüllt werden und stellt einen ausgenommenen oder entfernten Teil der Masseplatte 54-2 dar. Der entfernte oder leere Bereich 70 kann durch ein oder mehrere Löcher in der Masseplatte 54-2 gebildet werden. Diese Löcher, die manchmal als Spalte oder Öffnungen bezeichnet werden, können rechteckig, kreisförmig, oval, mehreckig, etc. sein und können sich durch angrenzende leitende Strukturen in der Nähe der Masseplatte 54-2 erstrecken. In einer geeigneten Anordnung, die in 7 gezeigt ist, bildet der entfernte Bereich 70 einen rechteckigen Spalt. Spalte oder Löcher von anderer Gestalt (oval, mäanderförmig, gebogene Seiten, gerade Seiten etc.) können auch gebildet werden.
  • Der Spalt in der Masseplatte 54-2 kann jede geeignete Größe haben. Zum Beispiel kann der Spalt ein wenig kleiner als der äußerste rechteckige Umriss der Resonanzelemente 54-1A und 54-2 sein, bei Betrachtung der Draufsicht von 3B. Die seitlichen Ausdehnungen eines typischen Resonanzelementes sind in der Größenordnung von 0,5 cm bis 10 cm.
  • Die Anwesenheit des Spaltes 70 verringert nahbereichselektromagnetische Kopplung zwischen den Resonanzelementen 54-1A und der Masseplatte 54-2 und ermöglicht es, dass die Höhe H in der vertikalen Ausdehnung 64 kleiner gestaltet werden kann als es ansonsten möglich wäre beim Beachten eines gegebenen Satzes an Bandbreiten und Gewinnanforderungen. Zum Beispiel kann die Höhe H in dem Bereich von 1 bis 5 mm sein, in dem Bereich von 2 bis 5 mm sein, in dem Bereich von 2 bis 4 mm sein, in dem Bereich von 1 bis 3 mm sein, in dem Bereich von 1 bis 4 mm sein, in dem Bereich von 1 bis 10 mm sein, kleiner als 10 mm sein, kleiner als 4 mm sein, kleiner als 3 mm sein, kleiner als 2 mm sein oder in jedem geeigneten Bereich vertikaler Versetzung über dem Masseplattenelement 54-2 sein.
  • Wenn es gewünscht wird, kann der Teil der Masseplatte 54-2, der den Spalt 70 enthält, verwendet werden, um einen Spaltantenne zu bilden. Die Spaltantennenstruktur kann alleine verwendet werden, um eine Antenne für die Vorrichtung 10 zu bilden oder kann in Kombination mit einem oder mehreren Resonanzelementen verwendet werden, um eine Hybridantenne 54 zu bilden. Zum Beispiel können ein oder mehrere PIFA Resonanzelemente mit der Spaltantennenstruktur verwendet werden, um eine Hybridantenne zu bilden. Durch den Betrieb der Antenne 54, so dass sie sowohl PIFA Betriebseigenschaften als auch Spaltantennenbetriebseigenschaften zeigt, kann die Antennenleistung verbessert werden.
  • Eine Draufsicht einer beispielhaften Spaltantenne ist in 8 gezeigt. Die Antenne 72 der 8 ist typischerweise dünn in der Ausdehnung in die Seite hinein (d.h. die Antenne 72 ist flach in ihrer Ebene, die in der Seite liegt). Der Spalt 70 kann in der Mitte des Antennenleiters 76 gebildet sein. Ein Koaxialkabel wie das Kabel 56A oder anderer Übertragungsleitungspfad kann verwendet werden, um die Antenne 72 zu speisen. In dem Beispiel der 8 wird die Antenne 72 dadurch gespeist, dass der Mittelleiter 82 des Koaxialkabels 56A mit dem Signalanschluss 80 (d.h. dem positiven oder Speisungsanschluss der Antenne 72) verbunden ist und dass das äußere Geflecht des Koaxialkabels 56A, welches den Masseleiter für das Kabel 56A bildet, mit dem Masseanschluss 78 verbunden ist.
  • Wenn die Antenne 72 mit Hilfe der Anordnung der 8 gespeist wird, wird die Leistung der Antenne durch den Graph der 9 gegeben. Wie in 9 gezeigt, arbeitet die Antenne 72 in einem Frequenzband, das um die Mittelfrequenz f2 zentriert ist. Die Mittelfrequenz f2 bestimmt sich aus den Ausdehnungen des Spalts 70. Der Spalt 70 hat einen inneren Umfang P, der gleich dem doppelten der Ausdehnung X plus dem doppelten der Ausdehnung Y ist (d.h. P = 2X + 2Y). Bei der Mittelfrequenz f2 ist der Umfang P gleich einer Wellenlänge.
  • Weil die Mittelfrequenz f2 durch richtige Auswahl des Umfangs P abgestimmt werden kann, kann die Spaltantenne der 8 so konfiguriert werden, dass die Frequenz f2 des Graphs in 9 mit der Frequenz f2 des Graphs der 6 zusammenfällt. In einem Antennenentwurf dieses Typs, in welchem der Spalt 70 mit einer PIFA Struktur kombiniert wird, erhöht die Anwesenheit des Spaltes 70 den Gewinn der Antenne bei der Frequenz f2. In der Nähe der Frequenz f2 resultiert die Leistungsverbesserung durch die Verwendung des Spaltes 70 in der Antennenleistungskurve, die durch die gestrichelte Linie 79 in 6 gegeben ist.
  • Wenn es gewünscht ist, kann der Wert des Umfangs P so gewählt werden, dass er eine Resonanz bei einer Frequenz aufweist, die sich von der Frequenz f2 unterscheidet (d.h. außerhalb des Bandes). In diesem Szenario erhöht die Anwesenheit des Spaltes 70 nicht die Leistung der Antenne bei der Resonanzfrequenz f2. Nichtsdestotrotz verringert die Entfernung des leitenden Materials aus dem Bereich des Spaltes 70 die nahfeldelektromagnetische Kopplung zwischen den Resonanzelementen wie dem Resonanzelement 54-1A und der Masseplatte 54-2 und ermöglicht es, dass die Höhe H in der vertikalen Ausdehnung 64 kleiner gemacht werden kann, als es ansonsten möglich wäre unter Beachtung eines vorgegebenen Satzes an Bandbreiten und Gewinnanforderungen.
  • Die Position der Anschlüsse 80 und 78 kann zur Impedanzanpassung gewählt werden. Wenn es gewünscht wird, können Anschlüsse wie die Anschlüsse 84 und 86, welche sich um eine der Ecken des Spaltes 70 erstrecken, als Speiseantenne 72 verwendet werden. In dieser Situation kann die Entfernung zwischen den Anschlüssen 84 und 86 gewählt werden, um die Impedanz der Antenne 72 richtig abzustimmen. In der beispielhaften Anordnung der 8 sind die Anschlüsse 84 beziehungsweise 86 als ein Spaltantennenmasseanschluss beziehungsweise ein Spaltantennensignalanschluss beispielhaft konfiguriert gezeigt. Wenn es gewünscht wird, könnte der Anschluss 84 als ein Masseanschluss verwendet werden und der Anschluss 86 könnte als ein Signalanschluss verwendet werden. Der Spalt 70 ist typischerweise mit Luft gefüllt, aber könnte allgemein auch mit irgendeinem geeigneten Dielektrikum gefüllt sein.
  • Durch Verwendung des Spaltes 70 in Kombination mit einem PIFA Typ Resonanzelement wie dem Resonanzelement 54-1A, kann eine hybride PIFA/Spaltantenne gebildet werden (manchmal hier als hybride Antenne bezeichnet). Die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 kann, wenn dies gewünscht wird, eine PIFA/Spalthybridantenne dieses Typs (zum Beispiel für Mobiltelefonkommunikation) und eine Streifenantenne (zum Beispiel für WIFI/Bluetooth Kommunikation) aufweisen.
  • Eine beispielhafte Konfiguration ist in 10 gezeigt, in welcher die hybride PIFA/Spaltantenne durch zwei Koaxialkabel (oder andere Übertragungsleitung) gespeist wird, die durch das Resonanzelement 54-1A, den Spalt 70 und die Masseplatte 54-2 gebildet wird. Wenn die Antenne, wie in 10 gezeigt, gespeist wird, sind sowohl die PIFA als auch die Spaltantennenteile der Antenne aktiv. Als ein Resultat arbeitet die Antenne 54 der 10 in einem hybriden PIFA/Spaltmodus. Die Koaxialkabel 56A-1 und 56A-2 haben die inneren Leiter 82-1 bzw. 82-2. Die Koaxialkabel 56A-1 und 56A-2 haben auch jeweils einen leitenden Außengeflechtmasseleiter. Der Außengeflechtmasseleiter des Koaxialkabels 56A-1 ist elektrisch mit der Masseplatte 54-2 an dem Masseanschluss 88 kurzgeschlossen. Der Masseteil des Kabels 56A-2 ist mit der Masseplatte 54-2 an den Masseanschluss 92 kurzgeschlossen. Die Signalverbindungen von den Koaxialkabeln 56A-1 und 56A-2 werden an den Signalanschlüssen 90 bzw. 94 hergestellt.
  • In der Anordnung nach 10 werden zwei separate Sätze an Antennenanschlüssen verwendet. Das Koaxialkabel 56A-1 speist den PIFA Teil der hybriden PIFA/Spaltantenne mit Hilfe des Masseanschlusses 88 und des Signalanschlusses 90 und das Koaxialkabel 56A-2 speist den Spaltantennenteil der hybriden PIFA/Spaltantenne mit Hilfe des Masseanschlusses 92 und des Signalanschlusses 94. Jeder Satz an Antennenanschlüssen arbeitet daher als eine separate Speisung für die hybride PIFA/Spaltantenne. Der Signalanschluss 90 und der Masseanschluss 88 dienen als Antennenanschlüsse für den PIFA Teil der Antenne, wohingegen der Signalanschluss 94 und der Masseanschluss 92 als Antennenspeisungspunkte für den Spaltteil der Antenne 54 dienen. Diese zwei separaten Antennenspeisungen erlauben es der Antenne gleichzeitig zu funktionieren durch die Verwendung sowohl ihrer PIFA als auch ihrer Spalteigenschaften. Wenn es gewünscht wird, kann die Orientierung der Speisungen gewechselt werden. Zum Beispiel kann das Koaxialkabel 56A-2 mit dem Spalt 70 verbunden werden mit Hilfe des Punktes 94 als einem Masseanschluss und des Punktes 92 als einem Signalanschluss oder unter Verwendung von Masse- und Signalanschlüssen, die an anderen Punkten entlang des Umfangs des Spaltes 70 angeordnet sind.
  • Wenn mehrere Übertragungsleitungen wie Übertragungsleitungen 56A-1 und 56A-2 verwendet werden für die hybride PIFA/Spaltantenne, kann jede Übertragungsleitung einer entsprechenden Transceiverschaltung zugewiesen sein (zum Beispiel zwei entsprechenden Transceiverschaltungen wie Transceiverschaltung 52A von 3A und 3B).
  • Im Betrieb der handgehaltenen Vorrichtung 10 kann eine hybride PIFA/Spaltantenne, die aus dem Resonanzelement 54-1A von 3B und einem entsprechenden Spalt gebildet wird, der unterhalb des Elementes 54-1A in der Masseplatte 54-2 gebildet ist, verwendet werden, um die GSM Mobiltelefonbänder bei 850 und 900 MHz und bei 1800 und 1900 MHz (oder anderen geeigneten Frequenzbändern) abzudecken, wohingegen eine Streifenantenne (oder andere geeignete Antennenstruktur) verwendet werden kann, um ein zusätzliches Band abzudecken, das bei einer Frequenz fn (oder anderen geeigneten Frequenzband oder -bändern) zentriert ist. Durch Anpassung der Größe der Streifenantenne oder anderer Antennenstruktur, die von dem Resonanzelement 54-1B gebildet wird, kann die Frequenz fn gesteuert werden, so dass sie mit irgendeinem geeigneten Frequenzband von Interesse (z.B. 2,4 GHz für Bluetooth/WiFi, 2170 MHz für UMTS oder 1550 MHz für GPS) zusammenfällt.
  • Ein Graph, der die Drahtlosleistungsfähigkeit der Vorrichtung 10 bei Verwendung von zwei Antennen zeigt (z.B. eine hybriden PIFA/Spaltantenne, die aus dem Resonanzelement 54-1A und einem entsprechenden Spalt gebildet wird, und einer Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-2 gebildet wird) ist in 11 gezeigt. In dem Beispiel von 11 werden die PIFA Betriebseigenschaften der hybriden PIFA/Spaltantenne verwendet, um die 850/900 MHz und die 1800/1900 MHz GSM Mobiltelefonbänder abzudecken, die Spaltantennenarbeitseigenschaften der hybriden PIFA/Spaltantenne werden verwendet, um zusätzlichen Gewinn und Bandbreite in dem 1800/1900 MHz Bereich bereitzustellen und die Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-1B gebildet wird, wird verwendet, um die Frequenzbänder, die bei fn zentriert sind (zum Beispiel 2,4 GHz für Bluetooth/WiFi, 2170 MHz für UMTS und 1550 MHz für GPS) abzudecken. Diese Anordnung stellt eine Abdeckung für vier Mobiltelefonbänder und ein Datenband bereit.
  • Wenn es gewünscht wird, kann die hybride PIFA/Spaltantenne, die aus dem Resonanzelement 54-1A und dem Spalt 70 gebildet wird unter Verwendung eines einzigen Koaxialkabels oder anderer ähnlicher Übertragungsleitung gespeist werden. Eine beispielhafte Konfiguration, in welcher eine einzelne Übertragungsleitung verwendet wird, um gleichzeitig sowohl den PIFA Teil als auch den Spaltteil der hybriden PIFA/Spaltantenne zu speisen und in welcher eine Streifenantenne, die von einem Resonanzelement 54-1B gebildet wird, verwendet wird, um zusätzlich Frequenzabdeckung für die Vorrichtung 10 bereitzustellen, wird in 12 gezeigt. Die Masseplatte 54-2 kann aus Metall sein (zum Beispiel). Die Kanten 96 der Masseplatte 54-2 können durch Aufwärtsbiegen des Metalls der Masseplatte 54-2 gebildet werden (zum Beispiel). Die Kanten 96 können, bei Einführung in das Gehäuse 12 (3A) innerhalb der Seitenwände des Metallgehäuseteils 12-1 anliegen und können elektrischen Kontakt mit der Einfassung 14 herstellen. Wenn es gewünscht wird, kann die Masseplatte 54-2 mithilfe einer oder mehreren Metallschichten in einer Leiterplatte, Metallfolie, Teilen des Gehäuses 12, Teilen der Anzeige 16 oder anderen geeigneten leitenden Strukturen gebildet werden.
  • In der Ausführungsform von 12 hat das Resonanzelement 54-1B einen L-förmigen leitenden Streifen, der aus dem leitenden Ast 122 und dem leitenden Ast 120 gebildet wird. Die Äste 120 und 122 können aus Metall gebildet werden, das von einer dielektrischen Stützstruktur 102 gestützt wird. In einer geeigneten Anordnung sind die Resonanzelementstrukturen der 12 als Teil eines mit einem Muster versehenen flexiblen Schaltkreises ausgebildet, der an der Stützstruktur 102 befestigt ist (zum Beispiel mit einem Kleber).
  • Das Koaxialkabel 56B oder eine andere geeignete Übertragungsleitung weist einen Masseleiter auf, der mit dem Masseanschluss 132 verbunden ist und weist einen Signalleiter auf, der mit dem Signalanschluss 124 verbunden ist. Jeder geeignete Mechanismus kann verwendet werden, um die Übertragungsleitung an der Antenne zu befestigen. In dem Beispiel von 12 ist der Außengeflechtsmasseleiter des Koaxialkabels 56B mit dem Masseanschluss 132 mit Hilfe der Metallspitze 130 verbunden. Die Metallspitze 130 kann mit dem Gehäuseteil 12-1 kurzgeschlossen werden (zum Beispiel mit Hilfe eines leitenden Klebers). Die Übertragungsleitungsverbindungsstruktur 126 kann zum Beispiel ein Mini UFL Koaxialverbinder sein. Der Masseverbinder 126 kann mit dem Anschluss 132 kurzgeschlossen sein und der Mittelleiter des Verbinders 126 kann mit dem leitenden Pfad 124 kurzgeschlossen sein. Beim Speisen der Antenne 54-1B kann der Anschluss 132 als Masseanschluss der Antenne betrachtet werden und der Mittelleiter des Verbinders 126 und/oder der leitende Pfad 124 können als Signalanschluss der Antenne betrachtet werden. Der Ort entlang der Ausdehnung 128, bei welcher der leitende Pfad 124 mit dem leitenden Streifen 120 zusammentrifft, kann zur Impedanzanpassung angepasst werden.
  • Das flache Antennenresonanzelement 54-1A der beispielhaften hybriden PIFA/Spaltantenne der 12 kann eine F-förmige Struktur aufweisen mit einem kürzeren Arm 98 und einem längeren Arm 100. Die Länge der Arme 98 und 100 und die Ausdehnungen der anderen Strukturen wie dem Spalt 70 und der Masseplatte 54-2 kann angepasst werden, um die Frequenzabdeckung und Antennenisolationseigenschaften der Vorrichtung 10 abzustimmen. Zum Beispiel kann die Länge L der Masseplatte 54-2 so konfiguriert werden, dass der PIFA Teil der hybriden PIFA/Spaltantenne, die mit dem Resonanzelement 54-1A gebildet wird, bei den 850/900 MHz GSM Bändern eine Resonanz aufweist, und damit eine Abdeckung bei der Frequenz f1 der 11 bereitstellt. Die Länge des Armes 100 kann so gewählt werden, dass er eine Resonanz bei den 1800/1900 MHz Bändern aufweist, und damit der PIFA/Spaltantenne hilft, eine Abdeckung bei der Frequenz f2 der 11 bereitzustellen. Der Umfang des Spaltes 70 kann so konfiguriert sein, dass er eine Resonanz bei den 1800/1900 MHz Bändern aufweist, und damit die Resonanz des Armes 100 verstärkt und damit der PIFA/Spaltantenne weiter hilft, eine Abdeckung bei der Frequenz f2 der 11 bereitzustellen (d.h. durch Verbessern der Leistungsfähigkeit von der durchgehenden Linie 63 zu der gestrichelten Linie 79 in dem Bereich der Frequenz f2, wie in 6 gezeigt). Wenn es gewünscht wird, kann der Umfang des Spaltes 70 konfiguriert sein, um außerhalb der 1800/1900 MHz Bänder eine Resonanz aufzuweisen (d.h. außerhalb des Bandes). Der Spalt 70 kann auch ohne die PIFA Strukturen der 12 verwendet werden (d.h. als reine Spaltantenne). In einer PIFA/Spaltkonfiguration kann der Arm 98 als ein Isolationselement dienen, das die Interferenz zwischen der hybriden PIFA/Spaltantenne verringert, die aus dem Resonanzelement 54-1A und der L-förmigen Streifenantenne gebildet wird, die von dem Resonanzelement 54-1B gebildet wird. Die Ausdehnungen des Arms 98 können dazu konfiguriert sein, ein Isolationsmaximum bei einer gewünschten Frequenz einzuführen, welches ohne den Arm nicht vorhanden ist. Es wird angenommen, dass das Konfigurieren der Abmessungen des Arms 98 die Manipulation der Ströme erlaubt, die in die Masseplatte 54-2 von dem Resonanzelement 54-1A induziert werden. Diese Manipulation kann die induzierten Ströme in der Umgebung der Signal- und Massebereiche des Resonanzelementes 54-1 B minimieren. Die Minimierung dieser Ströme wiederum kann die Signalkopplung zwischen den zwei Antennenspeisungen reduzieren. In dieser Anordnung kann der Arm 98 dazu konfiguriert sein, eine Resonanz bei einer Frequenz aufzuweisen, die die Ströme, die durch Arm 100 an der Speisung der Antenne, die aus dem Resonanzelement 54-1B gebildet wird (d.h. in der Nähe der Pfade 122 und 124). minimiert.
  • Zusätzlich kann der Arm 98 als ein abstrahlender Arm für das Element 54-1A dienen. Seine Resonanz kann sich zu der Bandbreite des Elements 54-1A addieren und kann die Inbandeffizienz verbessern, selbst wenn seine Resonanz sich von der, die durch den Spalt 70 und den Arm 100 definiert wird, unterscheidet. Typischerweise würde eine Steigerung der Bandbreite des Abstrahlelementes 51-1A, die seine Frequenzseparierung von dem Element 51-1B verringert, nachteilig für die Isolierung sein. Jedoch hebt die Extraisolierung, die durch den Arm 98 bereitgestellt wird, diesen negativen Effekt auf und stellt darüber hinaus eine wesentliche Verbesserung bereit, im Vergleich mit der Isolierung zwischen den Elementen 54-1A und 54-1B ohne den Arm 98.
  • Wie in 12 gezeigt, können die Arme 98 und 100 des Resonanzelementes 54-1A und des Resonanzelementes 54-1B auf einer Stützstruktur 102 (manchmal als Antennenkappe bezeichnet) angebracht werden. Die Stützstruktur 102 kann aus Kunststoff (zum Beispiel ABS Kunststoff) oder einem anderen geeigneten Dielektrikum gebildet werden. Die Oberflächen der Struktur 102 können flach oder gebogen sein. Die Resonanzelemente 54-1A und 54-1B können direkt auf der Stützstruktur 102 ausgebildet sein oder können auf einer separaten Struktur ausgebildet sein, wie einem flexiblen Schaltkreissubstrat, das an der Stützstruktur 102 befestigt ist (als Beispiele).
  • Die Resonanzelemente 54-1A und 54-1B können durch jede geeignete Antennenherstellungstechnik gebildet werden, wie z.B. Metallstanzen, Schneiden, Ätzen oder Fräsen von leitenden Band- oder anderen flexiblen Strukturen, Ätzen von Metall, das durch Sprühen auf Plastik oder anderen geeigneten Substraten abgelagert wurde, Drucken mit einem leitenden Brei (zum Beispiel durch Bildschirmdrucktechniken), Metall-mit-Muster-versehen, wie zum Beispiel Kupfer, der einen Teil eines flexiblen Schaltkreissubstrates darstellt, das an die Stützung 102 mit Kleber, Schrauben oder anderen geeigneten Befestigungsmechanismen, etc., befestigt ist.
  • Ein leitender Pfad wie der leitende Streifen 104 kann verwendet werden, um das Resonanzelement 54-1A elektrisch mit der Masseplatte 54-2 an den Anschluss 106 zu verbinden. Ein Schraube oder anderer Befestiger an dem Anschluss 106 kann verwendet werden, um den Streifen 104 (und damit das Resonanzelement 54-1A) elektrisch und mechanisch mit der Kante 96 der Masseplatte 54-2 (Einfassung 14) zu verbinden. Die leitenden Strukturen wie der Streifen 104 und andere solche Strukturen in der Antenne können auch elektrisch miteinander mit Hilfe eines leitenden Klebers verbunden werden.
  • Ein Koaxialkabel wie das Kabel 56A oder andere Übertragungsleitung können mit der Hybrid PIFA/Spaltantenne verbunden werden, um Hochfrequenzsignale zu übertragen und zu empfangen. Das Koaxialkabel oder eine andere Übertragungsleitung können mit den Strukturen der hybriden PIFA/Spaltantenne verbunden werden mit Hilfe irgendeines geeigneten elektrischen und mechanischen Verbindungsmechanismus. Wie in der beispielhaften Anordnung von 12 gezeigt, kann der Mini UFL Koaxialverbinder 110 verwendet werden, um das Koaxialkabel 56A oder andere Übertragungsleitungen mit dem Antennenleiter 112 zu verbinden. Ein Mittelleiter des Koaxialkabels oder einer anderen Übertragungsleitung wird mit dem Mittelverbinder 108 des Verbinders 110 verbunden. Ein Außengeflechtmasseleiter des Koaxialkabels wird elektrisch mit der Masseplatte 54-2 über den Verbinder 110 bei dem Punkt 115 verbunden (und, kann wenn dies gewünscht ist, mit der Masseplatte 54-2 an anderen Befestigungspunkten aufwärts des Verbinders 110 kurzgeschlossen werden). Eine Klammer kann verwendet werden, um den Verbinder 110 an der Einfassung 14 bei diesem Teil der Masseplatte zu erden.
  • Der Leiter 108 kann elektrisch mit dem Antennenleiter 112 verbunden werden. Der Leiter 112 kann aus einem leitenden Element wie einem Metallstreifen (zum Beispiel einer Kupferspur) gebildet werden, das an einer seitlichen Oberfläche der Stützstruktur 102 ausgebildet ist (zum Beispiel als Teil des flexiblen Schaltkreises, der die Resonanzelemente 54-1A und 54-1B enthält). Der Leiter 112 kann elektrisch direkt mit dem Resonanzelement 54-1A (zum Beispiel am Abschnitt 116) verbunden werden oder kann elektrisch mit dem Resonanzelement 54-1A durch den Abstimmkondensator 114 oder andere geeignete elektrische Komponenten verbunden werden. Die Größe des Abstimmkondensators 114 kann gewählt werden, um die Antenne 54 abzustimmen und um sicherzustellen, dass die Antenne 54 die Frequenzbänder von Interesse für die Vorrichtung 10 abdeckt.
  • Der Spalt 70 kann unterhalb des Resonanzelementes 54-1A der 12 angeordnet sein. Das Signal von dem Mittelleiter 108 kann an den Punkt 106 auf der Masseplatte 54-2 in der Nähe des Spaltes 70 geleitet werden mit Hilfe eines leitenden Pfades, der von dem Antennenleiter 112, dem optionalen Kondensator 114 oder anderen Abstimmkomponenten, dem Antennenleiter 117 und dem Antennenleiter 104 gebildet wird.
  • Die Konfigurierung der 12 ermöglicht es, dass ein einzelnes Koaxialkabel oder ein anderer Übertragungsleitungspfad gleichzeitig sowohl den PIFA Teil als auch den Spaltteil der hybriden PIFA/Spaltantenne speist.
  • Der Massepunkt 115 funktioniert als der Masseanschluss für den Spaltantennenteil der hybriden PIFA/Spaltantenne, der durch den Spalt 70 in der Masseplatte 54-2 gebildet wird. Der Punkt 106 dient als Signalanschluss für den Spaltantennenteil der hybriden PIFA/Spaltantenne. Signale werden über den Pfad, der aus dem leitenden Pfad 112, dem Abstimmelement 114, dem Pfad 117 und dem Pfad 104 gebildet wird, zu dem Punkt 106 gespeist.
  • Für den PIFA Teil der hybriden PIFA/Spaltantenne dient der Punkt 115 als Antennenmasse. Der Mittelleiter 108 und sein Befestigungspunkt mit dem Leiter 112 dienen als der Signalanschluss für die PIFA. Der Leiter 112 dient als Speiseleiter und speist Signale von dem Signalanschluss 108 an das PIFA Resonanzelement 54-1A.
  • Während des Betriebes tragen sowohl der PIFA Teil und der Spaltantennenteil der hybriden PIFA/Spaltantenne zu der Leistungsfähigkeit der hybriden PIFA/Spaltantenne bei.
  • Die PIFA Funktionen der hybriden PIFA/Spaltantenne erhält man durch Verwendung des Punktes 115 als PIFA Masseanschluss (wie mit dem Anschluss 62 der 7), durch Verwendung des Punktes 108, an welchem der Koaxialmittelleiter mit der leitenden Struktur 112 verbunden ist, als den PIFA Signalanschluss (wie mit dem Anschluss 60 der 7) und durch Verwendung der leitenden Struktur 112 als dem PIFA Speiseverbinder (wie mit dem Speiseverbinder 58 von 7). Während des Betriebes dient der Antennenleiter 112 dazu, Hochfrequenzsignale von dem Anschluss 108 an das Resonanzelement 54-1A auf dieselbe Weise zu leiten, wie der Leiter 58 Hochfrequenzsignale von dem Anschluss 60 an das Resonanzelement 54-1A in 4 und 5 leitet, wobei die leitende Leitung 104 dazu dient, dass Resonanzelement 54-1A an der Masseplatte 54-2 abzuschließen, so wie mit dem Erdungsteil 61 der 4 und 5.
  • Die Spaltantennenfunktionen der hybriden PIFA/Spaltantenne werden mit Hilfe des Massenpunktes 115 als Spaltantennenmasseanschluss (wie mit dem Anschluss 86 der 8) erhalten, mit Hilfe des leitenden Pfades als Leiter 82 der 8 oder Leiter 82-2 der 10, der aus dem Antennenleiter 112, dem Abstimmelement 114, dem Antennenleiter 117 und dem Antennenleiter 104 gebildet wird, und mit Hilfe des Anschlusses 106 als Spaltantennensignalanschluss (wie bei Anschluss 84 der 8).
  • Die beispielhafte Konfiguration der 10 zeigt, wie der Spaltantennenmasseanschluss 92 und der PIFA Antennenmasseanschluss 88 an separaten Orten auf der Masseplatte 54-2 ausgebildet sein können. In der Konfiguration der 12 kann ein einzelnes Koaxialkabel verwendet werden sowohl den PIFA Teil der Antenne als auch den Spaltanteil der hybriden PIFA Spaltantenne zu speisen. Dies kommt daher, da der Anschluss 115 sowohl als ein PIFA Masseanschluss für den PIFA Teil der hybriden Antenne dient als auch als ein Spaltantennenmasseanschluss für den Spaltantennenteil der hybriden Antenne. Weil die Masseanschlüsse der PIFA und der Spaltantennenteile der hybriden Antenne durch eine gemeinsame Masseanschlussstruktur bereitgestellt werden und weil die leitenden Pfade 112, 117 und 104 zur Verteilung von Hochfrequenzsignalen zu und von dem Resonanzelement 54-1A und der Masseplatte 54-2, wie für den PIFA und Spaltantennenbetriebe benötigt, dienen, kann eine einzelne Übertragungsleitung (zum Beispiel der Koaxialleiter 56A) verwendet werden, um Hochfrequenzsignale zu senden und zu empfangen, die mit Hilfe sowohl der PIFA als auch den Spaltteilen der hybriden PIFA/Spaltantenne gesendet und empfangen werden.
  • Wenn es gewünscht wird, können andere Antennenkonfigurationen verwendet werden, um die hybriden PIFA/Spaltbetrieb zu unterstützen. Zum Beispiel können die Hochfrequenzabstimmfähigkeiten des Abstimmkondensators 114 durch ein Netzwerk anderer geeigneter Abstimmkomponenten bereitgestellt werden, wie einer oder mehrerer Induktivitäten, einem oder mehreren Widerständen, direkt kurzschließenden Metallstreifen/mehreren Streifen, Kondensatoren oder Kombinationen solcher Komponenten. Ein oder mehrere Abstimmnetzwerke können auch an verschiedenen Orten in der Antennenstruktur mit der hybriden Antenne verbunden werden. Diese Konfigurierungen können mit Einzelspeisungs- und Mehrfachspeisungsübertragungsleitungsanordnungen verwendet werden.
  • Weiterhin kann der Ort des Signalanschlusses und des Masseanschlusses in der hybriden PIFA/Spaltantenne sich von dem, der in 12 gezeigt ist, unterscheiden. Zum Beispiel können die Anschlüsse 115/108 und der Anschluss 106 in Bezug auf die Orte, die in 12 gezeigt sind, verschoben werden, vorausgesetzt, dass die verbindenden Leiter 112, 117 und 104 geeignet angepasst werden.
  • Der PIFA Teil der hybriden PIFA/Spaltantenne kann mit Hilfe eines im Wesentlichen F-förmigen leitenden Elementes bereitgestellt werden, das eine oder mehrere Arme, wie die Arme 98 und 100 der 12, aufweist oder mit Hilfe anderer Anordnungen (zum Beispiel Arme, die gerade, serpentinenförmig, gebogen sind, 90° Biegungen, 180° Biegungen haben, etc.). Die Streifenantenne, die mit dem Resonanzelement 54-1 gebildet wird, kann auch von Leitern anderer Gestalt gebildet werden. Die Verwendung von anderen Gestaltungen der Arme oder anderer Teile der Resonanzelemente 54-1A und 54-1B hilft den Antennenentwerfern, die Frequenzverhalten der Antenne 54 an die gewünschten Betriebsfrequenzen anzupassen und die Isolierung zu maximieren. Die Größe dieser Strukturen in den Resonanzelementen 54-1A und 54-1B kann nach Bedarf angepasst werden (z.B. den Gewinn und/oder die Bandbreite für ein bestimmtes Betriebsband zu erhöhen oder zu verringern, die Isolation bei einer bestimmten Frequenz zu verbessern, etc.).
  • Eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird in 13 gezeigt. Wie in 13 gezeigt, kann die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 eine leitende Einfassung, wie die leitende Einfassung 14, zum Sichern der Anzeige 16 oder anderer solcher flachen Komponenten an dem unteren Gehäuseteil 12 aufweisen. Eine Dichtung, wie die Dichtung 150, kann zwischen der Einfassung 14 und der freiliegenden Oberfläche der Anzeige 16 eingelegt werden. Die Dichtung 150 kann aus Silikon oder anderem weichen Kunststoff (zum Beispiel) gebildet werden. Die Dichtung 150 kann jeden geeigneten Querschnitt haben. Zum Beispiel kann die Dichtung 150 einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen (d.h. die Dichtung 150 kann ein o-Ring sein). Die Anzeige 16 kann ein oder mehrere Löcher oder ausgenommene Abschnitte aufweisen. Zum Beispiel kann die Anzeige 16 ein Loch 152 aufweisen, um den Knopf 19 in dem unteren Gehäuseteil 12 aufzunehmen.
  • Wenn es gewünscht wird, kann die Anzeige 16 berührungsempfindlich sein. In berührungsempfindlichen Anordnungen kann die Anzeige 16 einen Berührungssensor, wie den Berührungssensor 154 aufweisen, der unterhalb des aktiven Teils des Anzeigenbildschirms 16 angebracht ist. Das untere Gehäuse 12 kann eine Ausnehmung 156 aufweisen, das die Anzeige und Berührungssensorkomponenten aufnimmt, die der Anzeige 16 zugeordnet sind. Die Antennenstrukturen können hinter einer Kunststoffendkappe in dem Bereich 18 untergebracht sein. Zusätzliche Komponenten (zum Beispiel ein Lautsprecher, etc.) können in dem Bereich 158 am entgegen gesetzten Ende der Vorrichtung 10 untergebracht sein.
  • Die Einfassung 14 kann an dem Gehäuse 12 mit Hilfe irgendeiner geeigneten Technik befestigt sein (zum Beispiel mit Klammern, mit Schnappverschlüssen, mit Klebern, mit Hilfe von Löttechniken, mit Hilfe einer Kombination dieser Maßnahmen, etc.). Wie in 13 gezeigt, kann die Einfassung 14 Abschnitte 160 aufweisen, die sich nach unten erstrecken. Die Abschnitte 160 können die Form von Zacken, Schienen oder anderen hervorstehenden Elementen annehmen. Die Abschnitte 160 können so konfiguriert sein, dass der äußere Umfang der Abschnitte 160 mit dem inneren Umfang der Ausnehmung 156 zusammenpasst. Die Abschnitte 160 können Schraubenlöcher 162 aufweisen, die mit entsprechenden Schraubenlöchern 164 in dem unteren Gehäuseteil 12 zusammenpassen. Schrauben oder andere Befestiger können verwendet werden, um die Einfassung 14 an dem unteren Gehäuseteil 156 zu befestigen. Schrauben und andere leitende Befestigungsstrukturen (zum Beispiel Lötbefestigung, Drähte, etc.) können verwendet werden, um die Einfassung 14 elektrisch mit Masseelementen in der Vorrichtung 10 zu verbinden. Für die Einfachheit des Zusammenbaus können die Abschnitte des unteren Gehäuses 12 (d.h. die Abschnitte des unteren Gehäuses 12, die Schraubenlöcher enthalten, wie dem Abschnitt 166) Zacken beinhalten, Schnappverschlüsse oder andere Befestigungsstrukturen. Während des Zusammenbaus kann der Abschnitt 166 an die Einfassung 14 mit Hilfe von Schrauben befestigt werden. Nachdem der Abschnitt 166 und die Einfassung 14 aneinander befestigt wurden, können die Befestigungsstrukturen an dem Abschnitt 166 in passende Strukturen des unteren Gehäuseteils 12 eingeführt werden, um den Abschnitt 166, die Einfassung 14, die Dichtung 150 und die Anzeige 16 an dem unteren Gehäuseteil 12 zu befestigen.
  • Wenn Anordnungen des Typs, der in 13 gezeigt ist, für die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 verwendet werden, können die Antennenresonanzelemente der Vorrichtung 10 in einem Bereich 18 untergebracht sein. Eine Schnittansicht einer beispielhaften handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10, in welcher der Ort des Bereiches 18 mit Bezug auf die geerdeten Komponenten der Vorrichtung 10 und der Einfassung 14 gezeigt ist, wird in 14 dargestellt. Wie in 14 dargestellt, kann die Einfassung 14 verwendet werden, um die Anzeige 16 an das Gehäuse 12 zu montieren. Die elektrischen Komponenten 168, wie Leiterplatten, flexible Schaltkreise, integrierte Schaltungen, Batterien und andere Vorrichtungen können innerhalb des Abschnitts 170 der Vorrichtung 10 montiert werden. Die leitenden Strukturen innerhalb des Abschnitts 170 können elektrisch miteinander verbunden werden, so dass sie als Masse für die Antenne(n) in der Vorrichtung 10 dienen. Die Einfassung 14 kann ebenso elektrisch mit dem Abschnitt 170 verbunden werden (z.B. durch Löten, Metallschrauben, Metallclips, Presspassungskontakt zwischen nebeneinander liegenden Metallteilen, Drähten, etc.).
  • Als ein Ergebnis dieser elektrischen Verbindungen können die Einfassung 14 und der leitende Abschnitt 170 der Vorrichtung 10 wie in 15 gezeigt, konfiguriert werden. Wie in 15 gezeigt, kann der leitende Abschnitt 170 als Antennenmasseplatte für die Vorrichtung 10 dienen. Der Abschnitt 172 der Einfassung 14 kann sich von dem geerdeten Abschnitt 170 aus erstrecken, um eine Öffnung 174 zu bilden. Die Öffnung 174 kann eine oder mehrere Antennen aufnehmen, die Masseplattenöffnungen, wie den Spalt 70, aufweisen.
  • In einer geeigneten Konfigurierung können die Öffnungen 174 so in der Größe angepasst sein, dass sie direkt einen Masseplattenspalt oder ein Loch (zum Beispiel den Spalt 70 der 12) bilden. In diesem Typ an Anordnung stimmen die Abmessungen der Öffnung 174 mit den Abmessungen der Öffnungen des Spalts 70 überein. Wenn es gewünscht wird, kann die Öffnung 174 groß genug sein, um eine ein wenig kleinere Spaltöffnung innerhalb ihres Randes aufzunehmen. In dieser Art Anordnung kann die Öffnung des Spaltes 70 als eine Öffnung in einer Leiterplattenmasseplatte oder als eine Öffnung innerhalb anderer leitender Strukturen ausgebildet sein. Der Spalt kann deshalb eine Öffnung bilden, die eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die Öffnung 174, so dass der Spalt 70 ganz in der Öffnung 174 enthalten ist. In einer anderen möglichen Anordnung überlappt der Spalt 70 mit der Öffnung 174. In dieser Art an Konfigurierung kann die effektive Fläche in der Öffnung des Spaltes 70 in der Größe verringert sein, so dass die resultierende Antennenöffnung auf die Überlappfläche zwischen dem Spalt und der Öffnung 174 beschränkt ist.
  • 16 zeigt eine mögliche Anordnung für die Einfassung 14 bezogen auf einen Spalt 70 in der Antennenmasseplatte 54-2. Die Anordnung der Einfassung 14 in 16 wird durch eine gestrichelte Linie angezeigt. Wie in dem Beispiel der 16 angezeigt, kann der Spalt 70 verwendet werden, um eine Spaltantenne für die handgehaltene elektronische Vorrichtung zu bilden. Die Spaltantenne kann wie mit Bezug auf 8 beschrieben arbeiten. Die Anordnung der leitenden Einfassung 14, die durch die gestrichelte Linie in 16 angezeigt ist, nimmt die Spaltantenne auf, weil der Spalt 70 innerhalb der Öffnung 174 (15) gebildet wird, die durch die Einfassung 14 in dem Bereich 172 gebildet wird.
  • Wie in 17 gezeigt, kann die handgehaltene elektronische Vorrichtung 10 eine hybride Antenne umfassen. Die hybride Antenne kann von einer Spaltantenne und zusätzlichen Resonanzstrukturen, wie z.B. PIFA Resonanzstrukturen, gebildet werden. In dem Beispiel der 17 wird der Spalt 70 verwendet, um einen Spaltteil der hybriden Antenne zu bilden und das PIFA Resonanzelement 176 bildet einen PIFA Teil der hybriden Antenne. Eine mögliche Anordnung für die Einfassung 14, die die hybride Antenne beherbergt, wird durch die gestrichelte und gepunktete Linie 14 dargestellt. Der Spalt in der hybriden Antenne der 17 kann für eine Im-Band-Resonanz (in-band resonance) konfiguriert sein (zum Beispiel wie in Verbindung mit dem Spalt 70 der 12 beschrieben) oder kann für Resonanz außerhalb des Bandes (out-of-band resonance) konfiguriert sein (wobei in diesem Fall der Spalt eine Resonanz in einem Teil des Frequenzspektrum aufweist, der nicht für das Antennensenden und -empfangen verwendet wird). Weiterhin, obwohl der PIFA Teil 176 ein massives, oberhalb des Spaltes 70 angeordnetes Resonanzelement enthaltend dargestellt ist, können ein oder mehrere Resonanzelemente oberhalb des Spaltes 70 angeordnet sein und diese Resonanzclemente können jede gewünschte Form aufweisen, (z.B. gerade oder mäanderförmige Arme, massive Rechtecke, Rechtecke mit Spalten, etc.).
  • Die Einfassung 14 kann Spalte an verschiedenen Positionen entlang der Oberfläche der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung 10 beherbergen. Zum Beispiel kann der Spalt 70 in der Mitte der Masseplatte 54-2, wie in 18 gezeigt, angeordnet sein. In dem Beispiel der 18 kann die Einfassung der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung wie mit der gestrichelten Linie 14 angedeutet, angeordnet sein. An dieser Position kann die Einfassung 14 einen zentral angeordneten Spalt, wie den Spalt 70, beherbergen.
  • Eine zentrale Anordnung kann auch in Hybridantennenanordnungen verwendet werden. Wie in 19 gezeigt, kann der Spalt 70 und das Resonanzelement 176 zum Beispiel an einer zentralen Position innerhalb der Masseplatte 54-2 angeordnet sein. In diesem Typ einer beispielhaften Konfiguration kann die Einfassung der handgehaltenen elektronischen Vorrichtung wie durch die gestrichelte und gepunktete Linie 14 angezeigt, angeordnet sein. Weil die Einfassung 14 entlang des Umfangs der Masseplatte 54-2 angeordnet ist, kann sich die Einfassung 14 um den Spalt 70 herum ausdehnen, um die zentral angeordnete Antenne zu beherbergen.
  • Am Umfang angeordnete Einfassungen sind mit Spalten verschiedener Gestaltungen kompatibel. Das Beispiel von 20 zeigt, wie der Spalt 70 einem mäanderförmigen Pfad folgen kann. Dieser Typ an Anordnung kann in Anwendungen verwendet werden, in welchen ein relativ großer innerer Umfang P für eine Spaltantenne oder für den Spaltteil einer hybriden Antenne gewünscht ist. Der mäanderförmige Pfad erhöht den inneren Umfang des Spaltes 70 während die Zunahme an Spaltfläche minimiert wird. Die Einfassung 14 kann wie durch die gestrichelte und gepunktete Linien 14 angezeigt, angeordnet sein, um den Spalt 70 zu beherbergen und wenn gewünscht, können optional Resonanzelemente oberhalb des Spaltes 70 bereitgestellt werden, um eine oder mehrere Hybridantennen zu bilden.
  • 21 zeigt eine andere beispielhafte Konfiguration. In der Anordnung, die in 21 gezeigt ist, hat der Spalt 70 einen mäanderförmigen Umfang 178. Die Länge des Umfangs 178 ist länger als die Länge des Umfangs eines rechteckigen Spaltes mit einer vergleichbaren Fläche. Die Verwendung von einem mäanderförmigen Umfang kann deshalb vorteilhaft sein, in welcher ein bestimmter Umfang P gewünscht ist, um die Betriebsfrequenz der Antenne abzustimmen, während die Spaltfläche minimiert wird. Spalten des in 21 gezeigten Typs können in einer Spaltantenne oder in hybriden Antennen (zum Beispiel hybride PIFA/Spaltantennen mit im Band- oder außerhalb des Bandes-Spalten).
  • Wenn es gewünscht wird, kann der Umfang des Spaltes 70 angepasst werden mit Hilfe eines Hochfrequenzschalters. Echtzeitumfangslängenanpassungen dieses Typs können verwendet werden, um einen Spalt in einer Spaltantenne oder einer Hybridantenne anzupassen. Durch Anpassen des Umfangs des Spaltes wird die Frequenz bei welcher der Spalt eine Resonanz aufweist, proportional angepasst.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform eines Spaltes mit einem anpassbaren Umfang wird in 22 gezeigt. Die Einfassung 14 kann entlang des Pfades, der durch die gestrichelte und gepunktete Linie 14 definiert ist, angeordnet sein, um den Spalt 70 zu beherbergen. Obwohl der Spalt 70 mit einer rechteckigen Gestalt in dem Beispiel der 22 dargestellt ist, kann der Spalt 70 jede geeignete Gestalt aufweisen (zum Beispiel kann ein mäanderförmiger Umfang und/oder ein mäanderförmiger Pfad verwendet werden).
  • Wie in 22 gezeigt, kann der Spalt 70 mit einem Schalter 184 überbrückt werden. Der Schalter 184 kann aus einer p-i-n Diode oder aus anderen geeigneten steuerbaren hochfrequenzelektrischen Komponenten gebildet werden. Der Zustand des Schalters 70 kann durch Steuersignale gesteuert werden, welche von einer Steuerschaltung bereitgestellt werden, die mit den Transceivern der handge- haltenen elektronischen Vorrichtung 10 zusammenhängen. Wenn der Schalter 184 geöffnet wird, hat der Spalt 70 den Umfang P1. Wenn der Schalter 184 geschlossen wird, wird der Punkt 180 mit dem Punkt 182 durch den Schalter 184 kurzgeschlossen. Dies reduziert effektiv den Umfang des Spaltes 70 auf P2. Die Umfangslänge ist ungefähr gleich einer Wellenlänge bei der Spitzenresonanzfrequenz des Spaltes. Weil P2 kleiner als P1 ist, erhöht sich die Resonanzfrequenz des Spaltes, wenn der Schalter 184 geschlossen wird. Beispielsweise kann sich die Resonanzfrequenz des Spaltes 70 (und der zugehörigen Antenne oder Antennen der Vorrichtung 10) von fa nach fb ändern, wenn der Schalter 184 von der offenen in die geschlossene Position bewegt wird, wie in 23 gezeigt. Wenn der Schalter 184 offen ist, ist der Umfang des Spaltes 70 P1 und die Resonanzfrequenzspitze ist fa. Wenn der Schalter 184 geschlossen ist, wird der Umfang des Spaltes 70 auf P2 reduziert, so dass sich die Resonanzfrequenzspitze, die mit dem Spalt 70 zusammenhängt, auf fb erhöht. Die Abstimmfähigkeiten des Spaltes 70 können verwendet werden, um die Antenne(n) der Vorrichtung 10 abzustimmen (zum Beispiel um die Antennen zwischen verschiedenen Kommunikationsbändern von Interesse abzustimmen). Die Spaltabstimmungsanordnung dieses Typs kann verwendet werden, um Spaltantennen oder Hybridantennen (beispielsweise) abzustimmen.

Claims (15)

  1. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10), aufweisend: ein Gehäuse (12) mit einer ebenen Oberfläche mit einem Umfang; eine Masseplatte (54-2) in dem Gehäuse (12); und eine leitende Einfassung (14), die den Umfang der ebenen Oberfläche des Gehäuses (12) umgibt, wobei die leitende Einfassung (14) elektrisch mit der Masseplatte (54-2) verbunden ist, wobei ein Spalt zwischen Teilen der Masseplatte (54-2) und der leitenden Einfassung (14) gebildet wird, und wobei aus dem Spalt eine Antenne (54) gebildet wird.
  2. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Einfassung (14) eine Einfassung aus rostfreiem Stahl umfasst.
  3. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Spalt einen im Wesentlichen rechteckigen Spalt umfasst und wobei die Antenne (54) eine Hybridantenne umfasst, die zumindest ein über dem Spalt angeordnetes Resonanzelement (54-1A, 54-1B) aufweist.
  4. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, weiter aufweisend zumindest ein Antennenresonanzelement (54-1A, 54-1B), das über dem Spalt angeordnet ist, wobei die Antenne (54) eine Hybridantenne umfasst, die aus der Masseplatte (54-2), dem Spalt und dem Resonanzelement (54-1A, 54-1B) gebildet wird.
  5. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die handgehaltene elektronische Vorrichtung weiter zumindest zwei über dem Spalt angeordnete Antennenresonanzelemente (54-1A, 54-1B) aufweist.
  6. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, weiter aufweisend einen Schalter (184), der den Spalt überbrückt, wobei der Schalter (184) eine offene Stellung aufweist, in welcher der Spalt einen ersten Umfang hat und in welcher die Antenne (54) eine Resonanz an einer ersten Frequenzspitze aufweist und eine geschlossene Stellung aufweist, in welcher der Spalt einen zweiten Umfang aufweist und die Antenne (54) eine Resonanz an einer zweiten Frequenzspitze aufweist, die in der Frequenz größer ist als die erste Frequenzspitze.
  7. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine ebene Anzeige (16), die mit der Einfassung (14) an das Gehäuse (12) montiert ist.
  8. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine Anzeige (16), die mit der Einfassung (14) an das Gehäuse (12) montiert ist, wobei die Anzeige (16) eine ebene Oberfläche aufweist; eine Dichtung (150), die zwischen der Anzeige (16) und der Einfassung (14) eingefügt ist; und zumindest zwei Antennenresonanzelemente (54-1A, 54-1B), die über dem Spalt angeordnet sind.
  9. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (12) seitliche Ausdehnungen aufweist und wobei die Masseplatte (54-2) eine seitliche Ausdehnung aufweist, die im Wesentlichen gleich den seitlichen Ausdehnungen des Gehäuses sind (12), wobei die handgehaltene elektronische Vorrichtung weiter aufweist: ein erstes Resonanzelement (54-1A), das über dem Spalt angeordnet ist, wobei die Masseplatte (54-2) und das erste Resonanzelement (54-1A) eine erste Antenne bilden; und ein zweites Resonanzelement (54-1B), das über dem Spalt angeordnet ist, wobei die Masseplatte (54-2) und das zweite Resonanzelement (54-1B) eine zweite Antenne bilden.
  10. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das erste Resonanzelement (54-1A) ein Isolationselement umfasst, das eine Resonanz bei einer gemeinsamen Frequenz mit der zweiten Antenne aufweist und die Interferenz zwischen der zweiten Antenne und der ersten Antenne während gleichzeitigem Betrieb der ersten und zweiten Antenne verringert.
  11. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das zweite Resonanzelement (54-1B) einen leitenden Streifen umfasst, der eine Resonanz in einem Kommunikationsband bei 2,4 GHz aufweist.
  12. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, weiter aufweisend eine erste Transceiverschaltung (52A) und eine zweite Transceiverschaltung (52B), wobei die erste Antenne und die erste Transceiverschaltung (52A) dazu konfiguriert sind, in einem ersten Kommunikationsfrequenzbereich, der zumindest Mobiltelefonbänder bei 850MHz und 900MHz umfasst, und einem zweiten Kommunikationsfrequenzbereich zu arbeiten, der zumindest Mobiltelefonbänder bei 1800MHz und 1900MHz umfasst, wobei das zweite Antennenresonanzelement (54-1B) einen leitenden Streifen (120) umfasst, der eine Resonanz in einem Kommunikationsband bei 2,4GHz aufweist, und wobei das erste Resonanzelement (54-1A) ein Isolationselement (98) umfasst, das eine Resonanz bei einer gemeinsamen Frequenz mit der zweiten Antenne aufweist und die Interferenz zwischen der zweiten Antenne und der ersten Antenne während gleichzeitigem Betrieb der ersten und zweiten Antenne in dem Kommunikationsband bei 2,4GHz verringert.
  13. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, weiter aufweisend eine erste Transceiverschaltung (52A) und eine zweite Transceiverschaltung (52B), wobei die erste Antenne und die erste Transceiverschaltung (52A) dazu konfiguriert sind in einem ersten Kommunikationsfrequenzbereich, der zumindest Mobiltelefonbänder bei 850MHz und 900MHz umfasst, und einem zweiten Kommunikationsfrequenzbereich zu arbeiten, der zumindest Mobiltelefonbänder bei 1800MHz und 1900MHz umfasst und wobei das zweite Antennenresonanzelement (54-1B) eine leitende Struktur umfasst, die eine Resonanz in einem 2,4GHz Kommunikationsband umfasst.
  14. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei der Spalt einen im Wesentlichen rechteckigen Spalt umfasst und wobei die Einfassung (14) eine Metalleinfassung umfasst.
  15. Handgehaltene elektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, weiter aufweisend eine Anzeige (16), die eine ebene Oberfläche aufweist, die von der Einfassung (14) aufgenommen wird und wobei die Einfassung (14) die Anzeige (16) an dem Gehäuse (12) befestigt.
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