DE112018002681T5

DE112018002681T5 - Antennen in strukturierten leitfähigen schichten

Info

Publication number: DE112018002681T5
Application number: DE112018002681.7T
Authority: DE
Inventors: Yi Jiang; Jiangfeng Wu; Lijun Zhang; Siwen Yong; Mattia Pascolini
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2020-03-05
Also published as: CN108933329A; KR102242919B1; JP6942819B2; KR20190137896A; WO2018217420A1; US20180342789A1; CN108933329B; JP2020520611A; US10608321B2

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann ein Substrat und eine leitfähige Schicht auf dem Substrat einschließen. Die leitfähige Schicht kann strukturiert sein, um einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, der den ersten Bereich umgibt und dessen Form definiert, zu bilden. Der erste Bereich kann aus einem durchgehenden Abschnitt der leitfähigen Schicht gebildet sein. Der zweite Bereich kann ein Gitter von Öffnungen einschließen, das die leitfähige Schicht in eine Anordnung von Stellen teilt. Der erste Bereich kann ein Antennenresonanzelement für eine Antenne bilden. Der zweite Bereich kann Antennenströme von dem Antennenresonanzelement blockieren und kann für elektromagnetische Hochfrequenzwellen durchlässig sein. Die Öffnungen können eine Breite aufweisen, die zu schmal ist, um durch das menschliche Auge wahrgenommen zu werden. Dies kann den ersten und den zweiten Bereich derart konfigurieren, dass sie trotz der Tatsache, dass ein Antennenresonanzelement darin gebildet ist, als eine einzige durchgehende leitfähige Schicht erscheinen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität über die am 23. Mai 2017 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 15/602,956 , die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Dies betrifft im Allgemeinen elektronische Vorrichtungen und genauer elektronische Vorrichtungen mit Schaltlogik für drahtlose Kommunikation.
Elektronische Vorrichtungen schließen oftmals eine Drahtlos-Schaltlogik mit Antennen ein. Zum Beispiel enthalten Mobiltelefone, Computer und andere Vorrichtungen oftmals Antennen zum Unterstützen von drahtloser Kommunikation.
Es kann herausfordernd sein, Antennenstrukturen für elektronische Vorrichtungen mit gewünschten Eigenschaften auszubilden. Bei manchen drahtlosen Vorrichtungen kann das Vorhandensein von leitenden Strukturen, wie etwa leitenden Gehäusestrukturen, die Antennenleistung beeinflussen. Die Antennenleistung ist unter Umständen nicht zufriedenstellend, wenn die Gehäusestrukturen nicht ordnungsgemäß konfiguriert sind und mit einem Antennenbetrieb wechselwirken. Eine Vorrichtungsgröße kann ebenso die Leistung beeinflussen. Es kann schwierig sein, gewünschte Leistungsniveaus in einer kompakten Vorrichtung zu erreichen, insbesondere wenn die kompakte Vorrichtung leitfähige Gehäusestrukturen besitzt.
Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, eine verbesserte drahtlose Schaltlogik für elektronische Vorrichtungen, wie etwa elektronische Vorrichtungen, die leitende Gehäusestrukturen einschließen, bereitzustellen.
ZUS AMMENF AS SUNG
Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer drahtlosen Schaltlogik bereitgestellt sein. Die drahtlose Schaltlogik kann eine Antenne und Transceiver-Schaltlogik einschließen. Die Antenne kann ein Antennenresonanzelement, eine Antennenmasse und eine Antennenspeisung mit ersten und zweiten Speiseanschlüssen einschließen. Die Transceiver-Schaltlogik kann über eine Hochfrequenz-Übertragungsleitung an die Antennenspeisung gekoppelt sein.
Die elektronische Vorrichtung kann ein dielektrisches Substrat und eine leitfähige Schicht, die auf dem dielektrischen Substrat gebildet ist, einschließen. Die leitfähige Schicht kann eine leitfähige Gehäusewand für die elektronische Vorrichtung, eine Metallbahn auf einer gedruckten Leiterplatte, eine Metallbeschichtung auf einem Glassubstrat oder eine beliebige andere gewünschte leitfähige Schicht in der Vorrichtung einschließen. Die leitfähige Schicht kann strukturiert sein, um einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, der mindestens einen Teil des ersten Bereichs umgibt (der z. B. mindestens eine Kante des ersten Bereichs definiert), zu bilden. Der erste Bereich kann aus einem durchgehenden (massiven) Abschnitt der leitfähigen Schicht, die frei von Öffnungen ist, gebildet sein. Der zweite Bereich kann ein Gitter von Öffnungen in der leitfähigen Schicht einschließen, das die leitfähige Schicht in eine Anordnung von leitfähigen Stellen teilt. Der erste Bereich der leitfähigen Schicht kann an den ersten Speiseanschluss gekoppelt sein und kann das Antennenresonanzelement für die Antenne bilden. Der zweite Antennenspeiseanschluss kann an die Antennenmasse gekoppelt sein. Antennenströme können durch den ersten Bereich der leitfähigen Schicht und die Antennenmasse fließen.
Der zweite Bereich der leitfähigen Schicht kann konfiguriert sein, um die Antennenströme zu blockieren, und kann für elektromagnetische Hochfrequenzsignale durchlässig sein. Dies kann es ermöglichen, dass die Antenne einen zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad (z. B. einen Antennenwirkungsgrad, der ähnlich dem einer Antenne ist, die ein Resonanzelement aufweist, das sich in einem freien Raum befindet) aufweist. Zum Beispiel können die Öffnungen in dem zweiten Bereich einen lateralen Oberflächenbereich aufweisen, während der zweite Bereich als Ganzes einen gesamten lateralen Oberflächenbereich aufweist. Ein Verhältnis des lateralen Oberflächenbereichs der Öffnungen zu dem gesamten lateralen Oberflächenbereich des zweiten Bereichs (z. B. das sogenannte „Ätzverhältnis“ des zweiten Bereichs) kann beispielsweise kleiner als 20 %, kleiner als 10 % oder zwischen 0,1 % und 10 % sein. Die leitfähigen Stellen können eine maximale (größte) laterale Abmessung aufweisen, die zwischen 0,1 und 5 mm liegt. Die Öffnungen können jeweils eine Breite aufweisen, die zu schmal ist, um durch das menschliche Auge ohne Hilfe wahrgenommen zu werden (z. B. kleiner als 100 Mikrometer). Dies kann es zum Beispiel ermöglichen, dass der erste und der zweite Bereich der leitfähigen Schicht einem Benutzer der elektronischen Vorrichtung trotz der Tatsache, dass ein Antennenresonanzelement darin gebildet ist, als ein einziges durchgehendes Leiterstück erscheinen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schaltlogik in einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden Transceiver-Schaltung und Antenne gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm einer Antenne, die aus einer leitfähigen Schicht gebildet ist, die hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereiche aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines hochfrequenzdurchlässigen Bereichs einer leitfähigen Schicht, die eine Struktur von rechteckigen Stellen aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine Draufsicht eines hochfrequenzdurchlässigen Bereichs einer leitfähigen Schicht, die eine Struktur von sechseckigen Stellen aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine Draufsicht eines hochfrequenzdurchlässigen Bereichs einer leitfähigen Schicht, die eine Struktur von dreieckigen Stellen aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
7 und 8 sind Draufsichten eines hochfrequenzdurchlässigen Bereichs einer leitfähigen Schicht, die eine Struktur von runden Stellen aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
9 ist eine Draufsicht eines hochfrequenzdurchlässigen Bereichs einer leitfähigen Schicht, die eine Struktur von linear polarisierenden Schlitzen aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
10 ist eine grafische Darstellung von veranschaulichenden Stellen- und Schlitzabmessungen für einen durchlässigen strukturierten Hochfrequenzbereich einer leitfähigen Schicht gemäß einer Ausführungsform.
11 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schleifenantenne, die in einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
12 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden Schleifenantenne, die aus einer leitfähigen Schicht gebildet ist, die hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereiche aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
13 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden invertierten F-Antenne, die in einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
14 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden invertierten F-Antenne, die aus einer leitfähigen Schicht gebildet ist, die hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereiche aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
15 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Dipolantenne, die in einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
16 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden Dipolantenne, die aus einer leitfähigen Schicht gebildet ist, die hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereiche aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
17 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Patch-Antenne, die in einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
18 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Patch-Antenne, die aus einer leitfähigen Schicht gebildet ist, die hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereiche aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
19 und 20 sind perspektivische Ansichten von veranschaulichenden elektronischen Vorrichtungen, die Orte zeigen, an denen eine Antenne des in 2 bis 18 gezeigten Typs gebildet sein können, gemäß Ausführungsformen.
21 ist ein Graph einer Antennenleistung (Antennenwirkungsgrad) für eine veranschaulichende Antenne des in 2 bis 18 gezeigten Typs gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Elektronische Vorrichtungen, wie die elektronische Vorrichtung 10 in 1, können mit einer Schaltlogik für drahtlose Kommunikation bereitgestellt werden. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation kann verwendet werden, um drahtlose Kommunikationen in einem oder mehreren drahtlosen Kommunikationsbändern zu unterstützen.
Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation kann eine oder mehrere Antennen einschließen. Die Antennen der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation können Schleifenantennen, invertierte F-Antennen, Streifenantennen, PIF-Antennen, Schlitzantennen, Patch-Antennen, Dipolantennen, Monopolantennen, Hybridantennen, die Antennenstrukturen von mehr als einem Typ einschließen, oder andere geeignete Antennen einschließen. Die Antennen können Hochfrequenzsignale in einem oder mehreren drahtlosen Kommunikationsbändern übertragen und/oder empfangen. Die drahtlosen Kommunikationsbänder können zum Beispiel Hochfrequenzen, wie Frequenzen von 700 MHz oder mehr, einschließen. Leitfähige Strukturen für die Antennen können, falls gewünscht, aus leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen gebildet werden.
Die leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen können leitfähige Gehäusestrukturen einschließen. Als Beispiele können die Gehäusestrukturen periphere Strukturen, wie periphere leitfähige Strukturen, einschließen, die um den Umfang einer elektronischen Vorrichtung herum verlaufen. Die periphere leitfähige Struktur kann als eine Einfassung für eine plane Struktur wie beispielsweise eine Anzeige dienen, kann als Seitenwandstrukturen für ein Vorrichtungsgehäuse dienen, kann Abschnitte besitzen, die sich von einem integralen planen Rückseitengehäuse nach oben erstrecken (um z. B. vertikale plane Seitenwände oder gebogene Seitenwände auszubilden), und/oder kann andere Gehäusestrukturen ausbilden.
Antennen können in den leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen eingebettet sein. Ein Gitter aus Schlitzen oder Öffnungen kann in den leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen gebildet sein, um eine Struktur oder eine Anordnung von leitfähigen Stellen, die durch die Schlitze getrennt sind, zu bilden. Die Schlitze können eine solche Breite aufweisen, dass der Bereich der leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen, in dem die Schlitze gebildet sind, für Hochfrequenzsignale durchlässig ist. Solche Bereiche können hierin manchmal als hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereiche der leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen bezeichnet werden. Die Schlitze können ausreichend schmal sein, um für das menschliche Auge ohne Hilfe unsichtbar zu sein (z. B. derart, dass der hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereich für das menschliche Auge ohne Hilfe als ein einziges durchgehendes Leiterstück erscheint).
Die Antennen können Antennenelemente, wie eines oder mehrere Antennenresonanzelemente und eine Antennenmasseplatte, einschließen. Das Antennenresonanzelement kann aus einem durchgehenden, unstrukturierten (schlitzfreien) Bereich der leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen gebildet sein. Kanten des unstrukturierten Bereichs können durch den strukturierten Bereich definiert sein. Da die Schlitze in dem umgebenden strukturierten Bereich der leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen für das Auge ohne Hilfe unsichtbar sind, können das Antennenresonanzelement und der umgebende strukturierte Bereich für das nicht unterstützte Auge als ein einziges durchgehendes Leiterstück erscheinen. Da der strukturierte Bereich bei Hochfrequenzen durchlässig ist (z. B. interagiert der strukturierte Bereich mit elektromagnetischen Wellen ähnlich wie Freiraum bei Hochfrequenzen), kann das Antennenresonanzelement bei Hochfrequenzen normal arbeiten (z. B. mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad), ohne Antennenströme gegen umgebende leitfähige Strukturen elektronischer Vorrichtungen kurzzuschließen.
Die elektronische Vorrichtung 10 kann eine Rechenvorrichtung, wie ein Laptop-Computer, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, ein Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere in der Hand gehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtung, eine kleinere Vorrichtung, wie eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtung, eine Headset-Vorrichtung für virtuelle oder erweiterte Realität, eine Vorrichtung, die in einer Brille oder anderen Ausrüstung, die am Kopf eines Benutzers getragen wird, eingebettet ist, oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein Fernseher, eine Computeranzeige, das keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein eingebettetes System, wie ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung in einem Kiosk, Gebäude, Fahrzeug oder Automobil montiert ist, ein drahtloser Zugangspunkt oder eine Basisstation, ein Desktop-Computer, eine Tastatur, eine Spielesteuerung, eine Computermaus, ein Mousepad, ein Trackpad oder eine Touchpad-Vorrichtung, eine Ausrüstung, die die Funktionalität von zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen implementiert, oder eine andere elektronische Ausrüstung, sein. Andere Konfigurationen können für die Vorrichtung 10 verwendet werden, falls gewünscht. Das Beispiel von 1 dient lediglich der Veranschaulichung.
Falls gewünscht, kann die Vorrichtung 10 ein Gehäuse, wie ein Gehäuse 12, einschließen. Das Gehäuse 12, das manchmal als „Case“ bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination dieser Materialien ausgebildet sein. In manchen Situationen können Teile des Gehäuses 12 aus dielektrischem oder anderem Material mit geringer Leitfähigkeit ausgebildet sein. In anderen Situationen können das Gehäuse 12 oder zumindest manche der Strukturen, aus denen das Gehäuse 12 aufgebaut ist, aus Metallelementen ausgebildet sein.
1 ist ein schematisches Diagramm, das veranschaulichende Komponenten zeigt, die in der Vorrichtung 10 verwendet werden können. Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Steuerschaltlogik, wie eine Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 14, einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 14 kann einen Speicher, wie Festplattenlaufwerksspeicher, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der so konfiguriert ist, dass er ein Halbleiterlaufwerk bildet), flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. einschließen. Die Verarbeitungsschaltlogik in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 14 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltung kann auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten (microcontrollers), digitalen Signalprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits) usw. beruhen.
Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 14 kann verwendet werden, um auf der Vorrichtung 10 Software, wie Internet-Browsing-Anwendungen, Voice-over-Internet-Protocol-Telefonanrufanwendungen (VOIP-Telefonanrufanwendungen), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. auszuführen. Zur Unterstützung von Interaktionen mit externer Ausrüstung kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 14 beim Implementieren von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Kommunikationsprotokolle, die unter Verwendung der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 14 implementiert werden können, schließen Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (z. B. IEEE 802.11-Protokolle - manchmal als WiFi® bezeichnet), Protokolle für andere drahtlose Kommunikationsverbindungen mit kurzer Reichweite, wie das Bluetooth®-Protokoll, Mobiltelefonprotokolle, Protokolle mit mehreren Ein- und Ausgängen (MIMO-Protokolle), Antennendiversitätsprotokolle usw. ein.
Eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 16 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 18 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 18 können verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Daten an die Vorrichtung 10 übermittelt werden, und zu ermöglichen, dass Daten von der Vorrichtung 10 an externe Vorrichtungen übermittelt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 18 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 18 Touchscreens, Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Schaltflächen oder Tasten, Joysticks, Scroll-Räder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Schaltflächen oder Tasten, Lautsprecher, Statusanzeigen, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioportkomponenten, Vorrichtungen mit digitalem Datenport, Lichtsensoren, Bewegungssensoren (Beschleunigungsmesser), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren, Fingerabdrucksensoren (z. B. einen Fingerabdrucksensor, der in eine Taste integriert ist) usw. einschließen.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 16 kann eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 zum drahtlosen Kommunizieren mit externer Ausrüstung einschließen. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Hochfrequenz (HF)-Sendeempfänger-Schaltlogik, die aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen gebildet ist, eine Leistungsverstärkerschaltung, rauscharme Eingangsverstärker, passive HF-Komponenten, eine oder mehrere Antennen, Übertragungsleitungen und andere Schaltungen zum Abwickeln von drahtlosen HF-Signalen einschließen. Drahtlose Signale können auch unter Verwendung von Licht (z. B. unter Verwendung von Infrarotkommunikation) gesendet werden.
Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik 20 zum Handhaben verschiedener Hochfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltlogik 34 die Transceiver-Schaltlogik 22, 24 und/oder 26 einschließen. Die Transceiver-Schaltlogik 24 kann 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder für WiFi® (IEEE 802.1 1)-Kommunikationen und das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband handhaben. Die Schaltlogik 34 kann eine Mobiltelefon-Transceiver-Schaltlogik 26 zum Handhaben von drahtlosen Kommunikationen in Frequenzbereichen, wie einem niedrigen Kommunikationsband von 700 bis 960 MHz, einem niedrigen mittleren Band von 1400 bis 1520 MHz, einem mittleren Band von 1710 bis 2170 MHz und einem hohen Band von 2300 bis 2700 MHz oder anderen Kommunikationsbändern zwischen 700 MHz und 4000 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen (als Beispiele) verwenden. Die Schaltlogik 26 kann Sprachdaten und Nicht-Sprachdaten handhaben. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik 34 für drahtlose Kommunikation Schaltlogiken für andere drahtlose Verbindungen mit kurzer und langer Reichweite beinhalten. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann zum Beispiel Millimeterwellen-Transceiver-Schaltlogik (z. B. 60-GHz-Transceiver-Schaltlogik), Schaltlogik zum Empfangen von Fernseh- und Radiosignalen, Personenrufanlagen-Transceiver, Nahfeldkommunikationsschaltlogik (NFC-Schaltlogik) usw. einschließen.
Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann Empfängerausrüstung für das Global Positioning System (GPS), wie eine GPS-Empfänger-Schaltlogik 22 zum Empfangen von GPS-Signalen bei 1575 MHz oder zum Handhaben anderer Satellitenpositionierungsdaten (z. B. GLONASS-Signale bei 1609 MHz), einschließen. Satellitennavigationssystemsignale für Empfänger 22 werden von einer Konstellation von Satelliten empfangen, welche die Erde umkreisen. Bei WiFi®- und Bluetooth®-Verbindungen und anderen drahtlosen Verbindungen mit kurzer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über mehrere zehn oder hunderte von Fuß zu übermitteln. Bei Mobiltelefonverbindungen und anderen Verbindungen mit langer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über tausende von Fuß oder Meilen zu übertragen.
Die Schaltung 34 für drahtlose Kommunikation kann eine oder mehrere Antennen 40 einschließen. Die Antennen 40 können unter Verwendung beliebiger geeigneter Antennentypen ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Antennen 40 Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennen-Strukturen, Dipolantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, invertierten F-Antennen-Strukturen, Schlitzantennenstrukturen, PIF-Antennen-Strukturen, Helixantennenstrukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. gebildet sind. Für unterschiedliche Bänder und Kombinationen von Bändern können unterschiedliche Typen von Antennen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein bestimmter Antennentyp beim Ausbilden einer Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung verwendet werden, und ein anderer Antennentyp kann beim Ausbilden einer Antenne für eine drahtlose Fernverbindung verwendet werden. Falls gewünscht, können zwei oder mehrere Antennen 40 in einer phasengesteuerten Antennenanordnung angeordnet sein, die unter Verwendung von Strahllenkungstechniken (z. B. Schemata, bei denen die Antennensignalphase und/oder - größe für jede Antenne in einer Anordnung eingestellt wird, um eine Strahllenkung durchzuführen) betrieben werden. Antennendiversitätsschemata können auch verwendet werden, um sicherzustellen, dass blockierte oder anderweitig aufgrund der Betriebsumgebung der Vorrichtung 10 leistungsschwache Antennen abgeschaltet werden können und stattdessen leistungsstärkere Antennen verwendet werden können.
Wie in 2 gezeigt, kann die Transceiver-Schaltlogik 20 in der drahtlosen Schaltlogik 34 unter Verwendung der Hochfrequenzübertragungsleitung 44 an die Antennenspeisung 42 gekoppelt sein. Die Antennenspeisung 42 kann einen positiven Antennenspeiseanschluss, wie einen positiven Antennenspeiseanschluss 46, einschließen und kann einen Masseantennenspeiseanschluss, wie einen Masseantennenspeiseanschluss 48, einschließen. Die Übertragungsleitung 44 kann aus Metallbahnen auf einer gedruckten Leiterplatte oder anderen leitfähigen Strukturen gebildet sein und kann einen positiven Übertragungsleitungssignalpfad, wie einen Pfad 50, der an den Anschluss 46 gekoppelt ist, und einen Masseübertragungsleitungssignalpfad, wie einen Pfad 52, der an den Anschluss 48 gekoppelt ist, einschließen. Andere Typen von Antennenzuleitungsanordnungen können verwendet werden, falls gewünscht. Beispielsweise können die Antennenstrukturen 40 unter Verwendung mehrerer Zuleitungen versorgt werden. Die veranschaulichende Speisungskonfiguration von 2 dient lediglich der Veranschaulichung.
Übertragungsleitungspfade, wie der Pfad 44, können verwendet werden, um Antennensignale innerhalb der Vorrichtung 10 zu leiten. Die Übertragungsleitung 44 kann koaxiale Kabelpfade, Mikrostreifenübertragungsleitungen, Streifenleitungsübertragungsleitungen, randgekoppelte Mikrostreifenübertragungsleitungen, randgekoppelte Streifenleitungsübertragungsleitungen, Übertragungsleitungen, die aus Kombinationen von Übertragungsleitungen dieser Typen gebildet sind, oder beliebige andere gewünschte Hochfrequenzübertragungsleitungsstrukturen einschließen. Filterschaltlogik, Schaltschaltlogik, Impedanzanpassungsschaltlogik und andere Schaltlogik können an die Antenne 40 gekoppelt sein (um z. B. die Antennenabstimmung zu unterstützen, um den Betrieb in gewünschten Frequenzbändern zu unterstützen, usw.).
Falls gewünscht, kann die optionale Impedanzanpassungsschaltlogik 54 auf dem Pfad 44 zwischengeschaltet sein. Die Impedanzanpassungsschaltlogik 54 kann feste und/oder abstimmbare Komponenten einschließen. Die Schaltlogik 54 kann zum Beispiel ein abstimmbares Impedanzanpassungsnetzwerk einschließen, das aus Komponenten, wie Induktoren, Widerständen und Kondensatoren gebildet ist, die beim Anpassen der Impedanz der Antennenstrukturen 40 an die Impedanz der Übertragungsleitung 44 verwendet werden. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik 54 einen Bandpassfilter, Bandsperrfilter, Hochpassfilter und/oder Tiefpassfilter einschließen. Komponenten in der Anpassungsschaltlogik 54 können als diskrete Komponenten (z. B. Komponenten der Oberflächenmontagetechnik) bereitgestellt werden oder können aus Gehäusestrukturen, Strukturen einer gedruckten Leiterplatte, Leiterbahnen auf Kunststoffträgern usw. gebildet sein. In Szenarien, in denen die Anpassungsschaltlogik 54 einstellbar ist, kann die Steuerschaltlogik 14 zum Beispiel Steuersignale bereitstellen, welche die durch die Anpassungsschaltlogik 54 bereitgestellte Impedanz einstellen. Das Anpassungsnetzwerk 54 und/oder andere abstimmbare Komponenten, die an die Antenne 40 gekoppelt sind, können eingestellt werden (z. B. unter Verwendung von Steuersignalen, die von der Steuerschaltlogik 14 bereitgestellt werden), um unterschiedliche gewünschte Kommunikationsbänder abzudecken.
Wenn keine Sorgfalt aufgewendet wird, kann das Vorhandensein von leitenden Strukturen, wie etwa leitenden Gehäusestrukturen, die Leistung der Antenne 40 beeinflussen. Die Antennenleistung ist unter Umständen nicht zufriedenstellend, wenn die Gehäusestrukturen nicht ordnungsgemäß konfiguriert sind und den Antennenbetrieb beeinträchtigen (z. B. elektromagnetisch abschirmen oder blockieren). 3 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Antenne 40 unter Verwendung von leitfähigen Strukturen innerhalb der Vorrichtung 10 gebildet sein kann.
Wie in 3 gezeigt, kann die elektronische Vorrichtung 10 eine leitfähige Vorrichtungsstruktur, wie eine leitfähige Schicht 60, einschließen. Falls gewünscht, kann die leitfähige Schicht 60 auf einem dielektrischen Substrat gebildet sein. Die leitfähige Schicht 60 kann eine Metallbahn, ein Metallfolie, eine geprägtes Blech, eine leitfähige Beschichtung auf dem dielektrischen Substrat, einen leitfähigen Abschnitt des Gehäuses 12 (1) oder eine beliebige andere gewünschte leitfähige Struktur einschließen. Die leitfähige Schicht 60 kann zum Beispiel Kupfer, Aluminium, rostfreien Stahl, Silber, Gold, Nickel, Zinn, andere Metalle oder Metalllegierungen oder beliebige andere gewünschte leitfähige Materialien einschließen.
Die leitfähige Schicht 60 kann strukturiert sein, um einen hochfrequenzdurchlässigen Bereich, wie einen Bereich 62, und einen durchgehenden Bereich, wie einen Bereich 64, zu bilden. Schlitze oder Öffnungen können in der leitfähigen Schicht 60 innerhalb des Bereichs 62 gebildet sein. Die Schlitze in dem Bereich 62 können zum Beispiel in einer Gitterstruktur angeordnet sein. Die Schlitze in dem Bereich 62 können sich zum Beispiel vollständig durch die Dicke der leitfähigen Schicht 62 erstrecken und können die leitfähige Schicht 60 in eine Struktur oder Anordnung von leitfähigen Stellen innerhalb des Bereichs 62 teilen. Der durchgehende Bereich 64 kann aus einem einzigen durchgehenden Abschnitt der leitfähigen Schicht 60 gebildet sein (z. B. kann der Bereich 64 aus einem massiven Abschnitt der leitfähigen Schicht 60, der frei von Schlitzen oder Öffnungen ist, gebildet sein). Der Bereich 62 kann deshalb hierin manchmal als strukturierter Bereich 62 bezeichnet werden, während der Bereich 64 hierin manchmal als unstrukturierter Bereich 64 bezeichnet wird.
Jede der leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 kann von anderen leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 durch einen entsprechenden Schlitz in der leitfähigen Schicht 60 getrennt sein. Der strukturierte Bereich 62 kann den unstrukturierten Bereich 64 teilweise oder vollständig umgeben (z. B. kann mindestens eine Kante oder mindestens ein Teil der Kontur des unstrukturierten Bereichs 64 durch den strukturierten Bereich 62 definiert sein). Zum Beispiel können einer oder mehrere der Schlitze innerhalb des strukturierten Bereichs 62 die Form (z. B. die Kanten oder Kontur) des unstrukturierten Bereichs 64 innerhalb der leitfähigen Schicht 60 definieren.
Wenn ohne Sorgfalt vorgegangen wird, können leitfähige Strukturen, wie Metall, die Übertragung oder den Empfang von Hochfrequenzsignalen durch die Antenne 40 blockieren oder auf andere Weise beeinträchtigen. Die Schlitze in dem strukturierten Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 können den strukturierten Bereich 62 konfigurieren, um für elektromagnetische Hochfrequenzsignale durchlässig zu sein (sodass z. B. Hochfrequenzsignale durch den strukturierten Bereich 62 hindurchgehen, ohne durch die leitfähige Schicht 60 blockiert zu werden). Zum Beispiel können die Abmessungen, die Formen und die Anordnung der Schlitze und der leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 ausgewählt werden, um zu erlauben, dass Hochfrequenzsignale ungehindert durch die leitfähige Schicht 60 hindurchgehen, ohne blockiert zu werden. Im Gegensatz dazu können durchgehende Metallstrukturen, wie der unstrukturierte Bereich 64 der leitfähigen Schicht 60, für Hochfrequenzsignale undurchlässig sein. Der strukturierte Bereich 62 kann hierin manchmal als der hochfrequenzdurchlässige Bereich 62 oder der hochfrequenzdurchlässige strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 bezeichnet werden. Der unstrukturierte Bereich 64 kann hierin manchmal als der durchgehende Bereich 64 oder der massive Bereich 64 der leitfähigen Schicht 60 bezeichnet werden.
Die Antenne 40 kann Antennenelemente, wie ein Antennenresonanzelement, eine Antennenmasse und eine Antennenspeisung 42, einschließen. Das Antennenresonanzelement kann an den positiven Antennenspeiseanschluss 46 gekoppelt sein, während die Antennenmasse an den Masseantennenspeiseanschluss 48 gekoppelt ist. Das Antennenresonanzelement kann Abmessungen (z. B. eine bestimmte Form, einen bestimmten Umfang und/oder eine bestimmte Fläche) aufweisen, die eine Antennenresonanz innerhalb eines oder mehrerer gewünschter Frequenzbänder unterstützen (z. B. zum Durchführen drahtloser Kommunikationen in diesen Frequenzbändern).
Wie in 3 gezeigt, kann der positive Antennenspeiseanschluss 46 innerhalb des unstrukturierten Bereichs 64 an die leitfähige Schicht 60 gekoppelt sein, sodass der unstrukturierte Bereich 64 der leitfähigen Schicht 60 das Antennenresonanzelement für die Antenne 40 bildet. Der Masseantennenspeiseanschluss 48 der Antenne 40 kann an die Antennenmasse 70 gekoppelt sein. Die Antennenmasse 70 kann leitfähige Abschnitte des Gehäuses 12, leitfähige Schichten auf einem Substrat, wie einer gedruckten Leiterplatte, leitfähige Komponenten innerhalb der Vorrichtung 10 oder beliebige andere gewünschte leitfähige Komponenten einschließen. Falls gewünscht, kann die Antennenmasse 70 aus einem oder mehreren unstrukturierten Bereichen 64 der leitfähigen Schicht 60 gebildet sein.
Der unstrukturierte Bereich 64 der leitfähigen Schicht 60 kann Hochfrequenzsignale von der Transceiver-Schaltlogik 20 über den positiven Speiseanschluss 46 empfangen. Entsprechende Antennenströme können durch den unstrukturierten Bereich 64 fließen. Der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 kann bei Hochfrequenzen eine offene Schaltung bilden, sodass die Antennenströme nicht über den strukturierten Bereich 62 fließen (z. B. kann der strukturierte Bereich 62 blockieren, dass die Antennenströme in den Bereich 62 fließen). Antennenströme, die durch den unstrukturierten Bereich 64 und die Antennenmasse 70 fließen, können drahtlose Signale erzeugen, die von der Antenne 40 ausgestrahlt werden. Da der strukturierte Bereich 62 für Hochfrequenzsignale durchlässig ist, interagiert der strukturierte Bereich 62 mit den drahtlosen Signalen ähnlich wie ein Freiraum und die drahtlosen Signale können ungehindert von der Antenne 40 zu einer externen Kommunikationsausrüstung ausgestrahlt werden. In ähnlicher Weise kann die Antenne 40 drahtlose Signale von einer externen Kommunikationsausrüstung empfangen. Die empfangenen drahtlosen Signale können Antennenströme auf dem unstrukturierten Bereich 64 und der Antennenmasse 70 erzeugen, die dann über die Übertragungsleitung 44 an den Transceiver 20 übermittelt werden. Wenn der Bereich 62 nicht für Hochfrequenzsignale durchlässig wäre, würde die Antenne 40 einen nicht zufriedenstellenden (verschlechterten) Antennenwirkungsgrad aufweisen (weil z. B. die Antennenströme gegen die Gesamtheit der leitfähigen Schicht 60 kurzgeschlossen würden). Durch Bilden der Antenne 40 unter Verwendung eines durchgehenden Bereichs 64, der durch den strukturierten Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 definiert ist, kann die Antenne 40 Hochfrequenzsignale mit einem zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad (z. B. einem Antennenwirkungsgrad, der mit dem einer Antenne vergleichbar ist, die ein Antennenresonanzelement aufweist, das in einer Freiraumumgebung gebildet ist) ungehindert übertragen und empfangen.
Falls gewünscht, können die Abmessungen und die Form der Schlitze und die entsprechenden leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 der leitfähigen Schicht 60 ausgewählt werden, sodass die Schlitze für das nicht unterstützte menschliche Auge unsichtbar oder nicht wahrnehmbar sind. Zum Beispiel können die Schlitze schmaler sein, als für das menschliche Auge ohne Hilfe in einem vorbestimmten Abstand von der leitfähigen Schicht 60 (z. B. einem Abstand von 1 Meter, 1 Zentimeter, 10 Zentimetern usw.) auflösbar ist. Dies kann es ermöglichen, dass die Gesamtheit des strukturierten Bereichs 62 und des unstrukturierten Bereichs 64 einem Benutzer als ein einziges durchgehendes (massives) Stück Metall erscheint, wodurch die potentiell unansehnliche Antenne 40 von der Benutzersicht verborgen wird. Dies kann dazu dienen, die ästhetischen Eigenschaften der leitfähigen Schicht 60 für den Benutzer zu verbessern (insbesondere in Szenarien, in denen die leitfähige Schicht 60 zum Beispiel an der Außenseite der Vorrichtung 10 gebildet ist).
Als ein Beispiel können die optischen Eigenschaften der Bereiche 62 und 64 der leitfähigen Schicht 60 durch das Reflexionsvermögen, die Absorption und den Durchlass von sichtbarem Licht durch die Bereiche 62 und 64 gekennzeichnet sein. Der Bereich 62 kann ein erstes Reflexionsvermögen, ein erstes Absorptionsvermögen und eine erste Durchlässigkeit aufweisen, während der Bereich 64 ein zweites Reflexionsvermögen, ein zweites Absorptionsvermögen und eine zweite Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweist. Um für das Auge ohne Hilfe als ein einziges durchgehendes Leiterstück zu erscheinen, weisen der Bereich 62 ein erstes Reflexionsvermögen, ein erstes Absorptionsvermögen und/oder eine erste Durchlässigkeit auf, die jeweils innerhalb einer vorbestimmten Spanne des zweiten Reflexionsvermögens, des zweiten Absorptionsvermögens und/oder der zweiten Durchlässigkeit liegen, die dem Bereich 64 zugeordnet sind (z. B. innerhalb einer Spanne von 10 %, 20 %, 10 bis 20 %, 20 bis 30 %, 5 %, 2 %, 1 bis 10 % usw.).
Das Beispiel von 3 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, können mehrere unstrukturierte Bereiche, wie der Bereich 64, innerhalb der leitfähigen Schicht 60 gebildet sein. Jeder der unstrukturierten Bereiche in der leitfähigen Schicht 60 kann durch einen Teil oder die Gesamtheit des unstrukturierten Bereichs 62 getrennt sein. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 mehrere Resonanzelemente einschließen, die aus verschiedenen unstrukturierten Bereichen in der leitfähigen Schicht 60 gebildet sind. In einer anderen geeigneten Anordnung können mehrere Antennen 40 unter Verwendung verschiedener unstrukturierter Bereiche in der leitfähigen Schicht 60 gebildet sein.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die den strukturierten Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 zeigt. Wie in 4 gezeigt, kann die leitfähige Schicht 60 auf einem Substrat, wie dem dielektrischen Substrat 80, gebildet sein. Das Substrat 80 kann aus Kunststoff, Polymer, Glas, Keramik, Epoxid, Schaum, einem starren oder flexiblen Substrat für eine gedruckte Leiterplatte oder beliebigen anderen gewünschten Materialien gebildet sein. Die leitfähige Schicht 60 kann eine leitfähige Beschichtung oder Metallbeschichtung, Blech, leitfähige oder Metallbahnen oder beliebige andere gewünschte leitfähige Strukturen, die auf einer Oberfläche des Substrats 80 gebildet sind, einschließen. Das Substrat 80 kann eine Dicke (Höhe) 82 aufweisen. Die leitfähige Schicht 60 kann eine Dicke (Höhe) 74 aufweisen. Die Dicke 82 des Substrats 80 kann zum Beispiel zwischen 6 mm und 1 mm, zwischen 5,5 mm und 2 mm, zwischen 5 mm und 3 mm, kleiner als 1 mm, zwischen 0,1 mm und 2 mm oder größer als 6 mm (z. B. 1 cm, 5 cm, 10 cm usw.) sein. Die Dicke 74 der leitfähigen Schicht 60 kann zum Beispiel zwischen 100 nm und 10 nm, zwischen 75 nm und 25 nm, kleiner als 25 nm, größer als 100 nm, zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, zwischen 500 Mikrometern und 1 mm, zwischen 1 und 500 Mikrometern oder größer als 1 mm sein. In der Praxis können zum Beispiel kleinere Dicken 74 dem Bereich 62 der Schicht 60 eine größere Menge an Hochfrequenzdurchlässigkeit bereitstellen, als wenn größere Dicken 74 verwendet werden, während kleinere Dicken 74 die Schwierigkeit der Herstellung der Schicht 60 im Vergleich dazu, wenn größere Dicken 74 verwendet werden, erhöhen können.
Wie in 4 gezeigt, kann ein Gitter von Schlitzen, wie die Schlitze 66, in der leitfähigen Schicht 60 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 gebildet sein. Als Beispiele können die Schlitze 66 in der leitfähigen Schicht 60 durch Ätzen (z. B. Laserätzen), Strippen, Schneiden oder anderweitiges Entfernen von leitfähigem Material in der Schicht 60 von der Oberfläche des Substrats 80 gebildet werden oder können bei der Abscheidung der leitfähigen Schicht 60 auf der Oberfläche des Substrats 80 gebildet werden. Die Schlitze 66 (manchmal als Spalte, Kerben oder Öffnungen bezeichnet) können sich durch die Dicke 74 des Bereichs 60 erstrecken, wodurch das Substrat 80 durch die Schicht 60 freigelegt wird. Falls gewünscht, können die Schlitze 66 mit einem dielektrischen Material, wie Kunststoff, Glas, Keramik, Epoxid, Klebstoff, integralen Abschnitten des Substrats 80 oder anderen dielektrischen Materialien, gefüllt sein. Falls gewünscht, können die Schlitze 66 mit Luft gefüllt sein. In einer anderen geeigneten Anordnung können die Schlitze 66 aus integralen Abschnitten der leitfähigen Schicht 60 gebildet sein, die verarbeitet wurden, um nicht mehr leitfähig zu sein (z. B. unter Verwendung von Oxidations- oder anderen Verarbeitungstechniken). In noch einer anderen geeigneten Anordnung können sich die Schlitze 66 nur teilweise durch die Dicke 74 der Schicht 60 erstrecken (z. B. kann ein Teil des leitfähigen Materials in der Schicht 60 innerhalb der Schlitze 66 bleiben, falls gewünscht).
In dem Beispiel von 4 sind die Schlitze 66 innerhalb der Schicht 60 in einer rechteckigen Gitterstruktur gebildet, in der die Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in mehrere rechteckige leitfähige Stellen 72 teilen (z. B. können die Kanten der leitfähigen Stellen 72 durch die Schlitze 66 definiert sein). Falls gewünscht, können die leitfähigen Stellen 72 in einer Anordnung angeordnet sein, die ausgerichtete Reihen und Säulen aufweist. In einer anderen geeigneten Anordnung können die Reihen und/oder Säulen der Stellen 72 in der Anordnung fehlausgerichtet sein (z. B. können die geradzahligen Reihen oder Säulen der Stellen 72 alle aneinander ausgerichtet sein, während die ungeradzahligen Reihen oder Säulen der Stellen 72 alle aneinander ausgerichtet sind, aber in Bezug auf die geradzahligen Reihen oder Säulen fehlausgerichtet sind). Jede der rechteckigen Stellen 72 in dem strukturierten Bereich 62 kann von anderen rechteckigen Stellen 72 und/oder von unstrukturierten Abschnitten 64 der Schicht 60 (3) durch ein entsprechendes Segment der Schlitze 66 getrennt sein. Die leitfähigen Stellen 72 können hierin manchmal als leitfähige Kacheln bezeichnet werden.
Der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 kann mindestens teilweise durch zwei Eigenschaften definiert sein: die Länge 78 jedes Segments der Schlitze 66 (z. B. der Abschnitt der Schlitze 66, der zwei benachbarte Stellen 72 trennt) und die Breite 76 jedes Segments der Schlitze 66. Die Größe jeder rechteckigen (z. B. quadratischen) Stelle 72 kann zum Beispiel von der Länge 78 und der Breite 76 jedes Segments der Schlitze 66 abhängig sein. Jede rechteckige Stelle 72 innerhalb des Bereichs 62 kann die gleiche Größe und die gleichen Abmessungen aufweisen, oder zwei oder mehrere Stellen 72 innerhalb des Bereichs 62 können unterschiedliche Größen oder Abmessungen aufweisen. Jedes Segment der Schlitze 66 in dem Bereich 62 kann die gleiche Länge 78 und Breite 76 aufweisen, oder zwei oder mehrere Segmente der Schlitze 66 können unterschiedliche Längen und/oder Breiten aufweisen.
Das sogenannte „Spaltverhältnis“, „Schlitzverhältnis“ oder „Ätzverhältnis“ des Bereichs 62 kann als das Verhältnis des lateralen Oberflächenbereichs der Schlitze 66 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 zu dem gesamten lateralen Oberflächenbereich des strukturierten Bereichs 62 definiert sein (d. h., der gesamte laterale Oberflächenbereich des strukturierten Bereichs 62 schließt den lateralen Oberflächenbereich der Schlitze 66 innerhalb des Bereichs 62 ein). In dem Beispiel von 4 ist der gesamte laterale Oberflächenbereich des Bereichs 62 gleich dem Produkt der Abmessung 88 und der Abmessung 72 (z. B. die Gesamtsumme der Fläche, die durch alle Schlitze 66 und Stellen 72 in dem Bereich 62 abgedeckt ist). In ähnlicher Weise ist der laterale Oberflächenbereich der Schlitze 66 gleich dem Produkt der Schlitzlänge 78 zu der Schlitzbreite 76 mal der Gesamtanzahl von Schlitzsegmenten in dem Bereich 62 (Einstellung für eine Überlappung zwischen jedem der Segmente).
Als Beispiele kann ein Spaltverhältnis von 0,0 (d. h. 0 %) einem Bereich der leitfähigen Schicht 60 entsprechen, in dem keine Schlitze 66 gebildet sind (z. B. der unstrukturierte Bereich 64 von 3), während ein Spaltverhältnis von 1,0 (d. h. 100 %) einem Bereich entsprechen kann, in dem das gesamte leitfähige Material von der Schicht 60 entfernt wurde. Mit anderen Worten nimmt das Spaltverhältnis des Bereichs 62 zu, wenn die Länge 78 und die Breite 76 der Schlitze 66 zunehmen oder die Abmessungen der Stellen 72 abnehmen.
In der Praxis kann sich das Spaltverhältnis auf die Menge an Hochfrequenzsignalen auswirken, die durch den Bereich 62 der Schicht 60 übertragen werden (z. B. der Grad, in dem der Bereich 62 bei Hochfrequenzen durchlässig ist, oder, mit anderen Worten, die Hochfrequenzdurchlässigkeit des Bereichs 62). Im Allgemeinen können größere Spaltverhältnisse im Vergleich zu Szenarien, in denen kleinere Spaltverhältnisse verwendet werden, die Hochfrequenzdurchlässigkeit der Schicht 60 erhöhen und zugleich auch die Sichtbarkeit der Spalte 66 für einen Benutzer erhöhen. Um es zu ermöglichen, dass der Bereich 62 eine zufriedenstellende Hochfrequenzdurchlässigkeit aufweist und zugleich für einen Benutzer noch als ein durchgehender Leiter erscheint, kann der strukturierte Bereich 62 beispielsweise mit einem Spaltverhältnis zwischen 0,1 % und 10 %, zwischen 0,5 % und 5 %, kleiner als 20 %, zwischen 10 % und 20 % oder zwischen 1 % und 3 % gebildet sein. Um einen optimalen Antennenwirkungsgrad zu ermöglichen, können die Schlitze 66 Segmentlängen 78 aufweisen (können die Stellen 72 Breiten aufweisen), die zum Beispiel kleiner als 5 mm und größer als 0,1 mm sind (z. B. können die Längen 78 zwischen 0,1 und 1 mm, zwischen 1 und 5 mm, zwischen 0,2 und 0,5 mm usw. sein). In einer anderen geeigneten Anordnung kann die größte (maximale oder längste) laterale Abmessung der Stellen 72 (z. B. die Länge von Ecke zu Ecke der rechteckigen Stellen 72) zwischen 0,1 mm und 5 mm sein. Die Abmessungen der Stellen 72, die Dicke 74, die Längen 78, die Breiten 72 und/oder die bestimmte Betriebsfrequenz können sich auf die Hochfrequenzdurchlässigkeit des Bereichs 62 und somit auf den Wirkungsgrad der Antenne 40, die unter Verwendung der leitfähigen Schicht 60 gebildet ist, auswirken.
Damit die Schlitze 66 für das menschliche Auge ohne Hilfe in einem vorbestimmten Abstand unsichtbar oder nicht wahrnehmbar bleiben (damit z. B. der Bereich 62 als ein durchgehendes Leiterstück erscheint), können die Schlitze 66 eine Breite 76 aufweisen, die kleiner oder gleich dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges ohne Hilfe in einem vorbestimmten Abstand ist. Zum Beispiel können die Schlitze 66 Breiten 76, die kleiner als 200 Mikrometer oder kleiner als 100 Mikrometer sind, wie eine Breite von 50 Mikrometern, 40 Mikrometern, 70 Mikrometern, zwischen 50 und 70 Mikrometern, zwischen 70 und 100 Mikrometern, zwischen 20 und 50 Mikrometern, zwischen 2 und 5 Mikrometern, zwischen 10 und 20 Mikrometern, zwischen 1 und 10 Mikrometern, kleiner als 1 Mikrometer usw., aufweisen.
Wenn auf diese Weise konfiguriert, kann der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 ein Reflexionsvermögen, ein Absorptionsvermögen und/oder eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht zeigen, die als Beispiele innerhalb von 20 %, innerhalb von 10 %, innerhalb von weniger als 10 % (z. B. innerhalb von 5 %, innerhalb von 2 % usw.) oder innerhalb von 10 bis 20 % des Reflexionsvermögens, des Absorptionsvermögens und/oder der Durchlässigkeit für sichtbares Licht des unstrukturierten Bereichs 64 der leitfähigen Schicht 60 liegen. Der strukturierte Bereich 62 und der unstrukturierte Bereich 64 der leitfähigen Schicht 60 können dadurch dem Benutzer der Vorrichtung 10 als ein einziges durchgehendes Metallstück erscheinen.
Falls gewünscht, kann eine optionale schützende Deckschicht 83 über der leitfähigen Schicht 60 (z. B. auf einer Seite der Schicht 60 gegenüberliegend dem Substrat 80) gebildet sein. Die schützende Deckschicht 83 kann zum Beispiel eine dielektrische oder Polymerbeschichtung einschließen. Die Deckschicht 83 kann die Schicht 60 mechanisch schützen (um z. B. zu verhindern, dass ein Benutzer in der Lage ist, Abschnitte der Schicht 60 zu beschädigen) und/oder kann die Schicht 60 vor Staub, Ölen oder anderen Verunreinigungen schützen. Falls gewünscht, können das Substrat 80 und/oder die Deckschicht 83 weggelassen werden. In diesem Szenario kann ein dielektrischer Klebstoff innerhalb der Schlitze 66 gebildet sein, um zum Beispiel die Stellen 72 zu binden.
Das Beispiel von 4, in dem ein Gitter von Schlitzen 66 die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung rechteckiger Stellen 72 teilt, dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, können die Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in leitfähige Stellen einer beliebigen gewünschten Form teilen. 5 ist eine Draufsicht des strukturierten Bereichs 62, in dem die Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung hexagonaler leitfähiger Stellen teilen.
Wie in 5 gezeigt, kann jedes Segment der Schlitze 66 in der leitfähigen Schicht 60 zwei benachbarte hexagonale (d. h. sechsseitige) leitfähige Stellen 92 trennen (oder kann die Stellen 92 von einem unstrukturierten Bereich 64 der Schicht 60 trennen). Mit anderen Worten kann jedes Schlitzsegment zwischen einer entsprechenden Seite von zwei unterschiedlichen, benachbarten hexagonalen Stellen 92 gebildet sein. Jedes Segment der Schlitze 66 kann eine Schlitzbreite 76 und Schlitzlänge 78 aufweisen (z. B. kann jede Seite der hexagonalen Stellen 92 eine Länge aufweisen, die gleich der Länge 78 ist). Das Bilden des Bereichs 62 unter Verwendung eines hexagonalen Gitters der Schlitze 66 und der hexagonalen leitfähigen Stellen 92 kann für bestimmte Typen von Antennenresonanzelementen (d. h. Antennenresonanzelemente, die aus den unstrukturierten Bereichen 64 gebildet sind) einen erhöhten Antennenwirkungsgrad im Vergleich zum Beispiel zu der in 4 gezeigten Struktur ermöglichen. Jede hexagonale Stelle 92 kann die gleiche Größe und die gleichen Abmessungen innerhalb des Bereichs 62 aufweisen, oder zwei oder mehrere Stellen 92 innerhalb des Bereichs 62 können unterschiedliche Größen oder Abmessungen aufweisen. Jede Seite der Stellen 92 oder die maximale laterale Abmessung jeder Stelle 92 kann zum Beispiel zwischen 0,1 mm und 5 mm sein.
6 ist eine Draufsicht des strukturierten Bereichs 62, in dem ein Gitter der Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung dreieckiger Stellen teilt. Wie in 6 gezeigt, kann jedes Segment der Schlitze 66 in der leitfähigen Schicht 60 zwei benachbarte dreieckige (d. h. dreiseitige) leitfähige Stellen 102 trennen (oder kann die Stellen 102 von einem unstrukturierten Bereich 64 der Schicht 60 trennen). Mit anderen Worten kann jedes Schlitzsegment zwischen einer entsprechenden Seite von zwei unterschiedlichen, benachbarten dreieckigen Stellen 102 gebildet sein. Die dreieckigen Stellen 102 können zum Beispiel gleichseitige Dreiecke sein. Jedes Segment der Schlitze 66 kann eine Schlitzbreite 76 und Schlitzlänge 78 aufweisen (z. B. kann jede Seite der dreieckigen Stellen 102 eine Länge aufweisen, die gleich der Länge 78 ist). Jede Seite der dreieckigen Stellen 102 oder die maximale laterale Abmessung jeder dreieckigen Stelle 102 kann zum Beispiel zwischen 0,1 mm und 5 mm sein. Das Bilden des Bereichs 62 unter Verwendung eines dreieckigen Gitters der Schlitze 66 und der dreieckigen leitfähigen Stellen 102 kann für bestimmte Typen von Antennenresonanzelementen einen erhöhten Antennenwirkungsgrad im Vergleich zum Beispiel zu der in 5 gezeigten quadratischen Struktur und der in 5 gezeigten hexagonalen Struktur ermöglichen.
In dem Beispiel von 4 bis 6 weist jede der leitfähigen Stellen in dem strukturierten Bereich 62 die gleiche gleichseitige Form auf (z. B. ist jede der Seiten jeder leitfähigen Stelle gerade und weist die gleiche Länge auf). Dies ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, kann der strukturierte Bereich 62 verschiedene leitfähige Stellen einschließen, die unterschiedliche Formen aufweisen, wie durch die gebogenen und/oder geraden Kanten definiert. 7 und 8 sind Draufsichten des strukturierten Bereichs 62, in denen die Schlitze 66 eine Struktur von leitfähigen Stellen bilden, die unterschiedliche Formen und gebogene und/oder gerade Kanten aufweisen.
Wie in 7 gezeigt, können die Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung abgerundeter leitfähiger Stellen 112 und 110 in der leitfähigen Schicht 60 teilen. In diesem Beispiel können die Schlitze 66 gebogenen Pfaden folgen (gebogene Formen aufweisen) und können jede abgerundete Stelle 112 von benachbarten Stellen 112 und 110 in dem Bereich 62 trennen. Die abgerundeten Stellen 112 können zum Beispiel elliptische oder kreisförmige Stellen sein, die einen Durchmesser (z. B. eine maximale laterale Abmessung) 79 aufweisen.
Die Abmessung 79 kann zum Beispiel zwischen 0,1 mm und 5 mm sein. Die abgerundeten Stellen 110 können zum Beispiel diamantförmige Stellen sein, die gebogene Seiten aufweisen (z. B. Seiten, die einen Krümmungsradius gleich dem Krümmungsradius der Stellen 110 aufweisen). Die Schlitze 66 können die Breite 76 über den gesamten Bereich 62 hinweg aufweisen. In dem Beispiel von 7 kann die Anordnung der leitfähigen Stellen 112 und 110 eine erste Unteranordnung (Satz) der Stellen 112 und eine zweite Unteranordnung (Satz) der Stellen 110 einschließen. Die Unteranordnung der Stellen 112 kann in ausgerichteten Reihen und Säulen angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann die Unteranordnung der Stellen 110 in ausgerichteten Reihen und Säulen angeordnet sein. Die Reihen und Säulen der Unteranordnung der Stellen 110 können in Bezug auf die Unteranordnung der Stellen 112 versetzt (z. B. fehlausgerichtet) sein. Dies kann zum Beispiel sicherstellen, dass die Schlitze 66 die Breite 76 über den gesamten Bereich 62 hinweg beibehalten (um z. B. sicherzustellen, dass der Bereich 62 hochfrequenzdurchlässig und durchgehend sichtbar bleibt).
In dem Beispiel von 7 ist die Unteranordnung der abgerundeten Stellen 112 in ausgerichteten Reihen und Säulen angeordnet. In einer anderen geeigneten Anordnung können sich die abgerundeten Stellen 112 in Reihen befinden, wobei jede Stelle im Vergleich zu den Stellen in den vorhergehenden und nachfolgenden Reihen fehlausgerichtet ist, wie in 8 gezeigt. In dem Beispiel von 8 teilen die Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung abgerundeter Stellen 122 in dem Bereich 62. Die Stellen 122 in den ungeraden Reihen der Anordnung können miteinander ausgerichtet sein, aber im Vergleich zu den Stellen in den geraden Reihen der Anordnung fehlausgerichtet sein. Jede abgerundete Stelle 122 kann einen Durchmesser 79 (z. B. eine maximale laterale Abmessung zwischen 0,1 mm und 5 mm) aufweisen. Um sicherzustellen, dass die Schlitze 66 die Breite 76 über den gesamten Bereich 62 hinweg beibehalten (um z. B. sicherzustellen, dass der Bereich 62 hochfrequenzdurchlässig und sichtbar undurchlässig bleibt), können dazwischen liegende leitfähige Stellen 120 zwischen jeweils drei benachbarten abgerundeten Stellen 122 in der Struktur gebildet sein.
Die Beispiele von 4 bis 8 sind lediglich veranschaulichend. Im Allgemeinen können die Schlitze 66 die leitfähige Schicht 60 in leitfähige Stellen teilen, die beliebige gewünschte Formen, Größen und Abmessungen aufweisen (z. B. können die Schlitze 66 leitfähige Stellen definieren, die fünfeckige Formen, achteckige Formen, andere polygonale Formen, Formen, die gebogene und gerade Kanten aufweisen, usw. aufweisen). Falls gewünscht, können unterschiedliche Sätze leitfähiger Stellen mit unterschiedlichen Größen, Formen und Abmessungen innerhalb des gleichen strukturierten Bereichs 62 gebildet sein. Zum Beispiel können eine oder mehrere Strukturen, die in 4 bis 8 gezeigt sind, jeweils in dem gleichen strukturierten Bereich 62 verwendet werden und/oder können mit anderen Strukturen kombiniert werden. Um es zu ermöglichen, dass der strukturierte Bereich 62 dem Auge ohne Hilfe als mit dem unstrukturierten Bereich 64 durchgehend erscheint, und zugleich den Antennenwirkungsgrad zu optimieren, können die Schlitze 66 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 im Allgemeinen eine Breite 76 über den gesamten Bereich 62 hinweg aufweisen, die unabhängig von der bestimmten Stellenform und -anordnung, die verwendet wird, zum Beispiel kleiner oder gleich 100 Mikrometer ist (z. B. können die Schlitze 66 eine Breite von 100 Mikrometern, 50 Mikrometern, 70 Mikrometern, zwischen 50 und 70 Mikrometern, zwischen 70 und 100 Mikrometern, zwischen 20 und 50 Mikrometern, zwischen 2 und 5 Mikrometern, zwischen 10 und 20 Mikrometern, zwischen 1 und 10 Mikrometern, kleiner als 1 Mikrometer usw. aufweisen). Um eine optimale Hochfrequenzdurchlässigkeit und einen optimalen Antennenwirkungsgrad zu ermöglichen, kann in ähnlicher Weise das Spaltverhältnis des strukturierten Bereichs 62, unabhängig von der bestimmten Stellenform und -anordnung, die verwendet wird, gleich sein (z. B. kleiner als 20 %, kleiner als 10 %, zwischen 0,1 % und 10 %, zwischen 0,5 % und 5 %, zwischen 1 % und 3 % usw.). Unterschiedliche Strukturen und Anordnungen leitfähiger Stellen können zum Beispiel für einige Typen von Antennen für den Antennenwirkungsgrad, und um zu einem nahtlosen Erscheinungsbild der leitfähigen Schicht 70 beizutragen, optimaler als andere Strukturen und Anordnungen leitfähiger Stellen sein.
Falls gewünscht, können die Schlitze 66 konfiguriert sein, um sich auf die Polarisation von elektromagnetischen Signalen, die unter Verwendung der Antenne 40 übermittelt werden, auszuwirken. 9 ist eine Draufsicht des strukturierten Bereichs 62, in dem die Schlitze 66 einen linearen Polarisator für die Antenne 40 bilden. Wie in 9 gezeigt, sind die Schlitze 66 aus einer Struktur von mehreren parallelen Schlitzsegmenten in dem Bereich 62 gebildet. Jeder der Schlitze 66 kann die Breite 76 aufweisen und kann von benachbarten Schlitzen 66 durch den Abstand 130 getrennt sein. Der Abstand 130 kann zum Beispiel etwa gleich der Abmessung 79 von 7 und 8 und/oder der Abmessung 78 von 4 bis 6 sein oder kann ein beliebiger anderer gewünschter Abstand sein. Durch das Bilden der Schlitze 66 aus mehreren parallelen Segmenten können die Schlitze 66 für Hochfrequenzsignale einer bestimmten Polarisation (z. B. linearer Polarisationswinkel) durchlässig und für Hochfrequenzsignale bei anderen Polarisationen undurchlässig sein. Der bestimmte Winkel der Schlitze 66 bezogen auf den unstrukturierten Bereich 64 kann den linearen Polarisationswinkel der Hochfrequenzsignale, die durch den Bereich 62 hindurchgehen, bestimmen. Der strukturierte Bereich 62, der die polarisierenden Schlitze 66 aufweist, kann nur Hochfrequenzsignale der entsprechenden Polarisation übertragen. In diesem Szenario kann die Antenne 40 einen optimalen Antennenwirkungsgrad aufweisen, wenn sie Signale bei der Polarisation der Schlitze 66 übermittelt, und kann einen verschlechterten Antennenwirkungsgrad bei anderen Polarisationen aufweisen. Auf diese Weise können die Schlitze 66 konfiguriert sein, um es zu ermöglichen, dass die Antenne 40 nur Hochfrequenzsignale mit einer bestimmten Polarisation handhabt.
10 ist ein Graph möglicher Abmessungen für den strukturierten Bereich 62 (z. B. den strukturierten Bereich 62, wie in 4 bis 9 gezeigt). Wie in 10 gezeigt, ist die Breite 76 der Schlitze 66 auf der X-Achse dargestellt und ist die Länge der leitfähigen Stellen, die durch die Schlitze 66 definiert sind, auf der Y-Achse dargestellt. Die Länge der leitfähigen Stellen, die auf der Y-Achse dargestellt ist, kann zum Beispiel der Abstand 130 (9), die Länge 78 von 4 bis 6, die Länge 79 von 7 und 8 oder die maximale laterale Abmessung der leitfähigen Stellen, die durch die Schlitze 66 definiert sind, sein.
Die Kurve 140 kann eine Grenze möglicher Abmessungen für die Länge der leitfähigen Stellen bei einer entsprechenden Breite 76 der Schlitze 66 definieren (z. B. Abmessungen, bei denen eine minimale Menge der Übertragung ebener Wellen durch die Schicht 60 erhalten wird). Der Bereich 142 zwischen der Kurve 140 und einem Mindestlängenwert der leitfähigen Stelle Y1 und zwischen einem Mindestspaltbreitenwert X1 und einem Höchstspaltbreitenwert X2 kann die zufriedenstellenden Abmessungen für die Schlitze 66 und die entsprechenden leitfähigen Stellen darstellen (z. B. Abmessungen, für die der strukturierte Bereich 62 ausreichend durchlässig ist und für die die Schlitze 66 für das Auge ohne Hilfe ausreichend unsichtbar sind). Der Höchstspaltbreitenwert X2 kann zum Beispiel der für ein menschliches Auge ohne Hilfe auflösbare Mindestabstand bei einem gegebenen Abstand von der Schicht 60 (z. B. 100 Mikrometer) sein. Breiten 76, die größer als der Wert X2 sind, können durch das nicht unterstützte Auge wahrnehmbar sein und können dadurch die ästhetische Qualität der leitfähigen Schicht 60 verschlechtern (z. B. derart, dass der Benutzer in der Lage ist, den unstrukturierten Bereich 64 von dem strukturierten Bereich 62 zu unterscheiden). Der Mindestspaltbreitenwert X1 kann zum Beispiel die Mindestbreite sein, die es weiterhin ermöglicht, dass elektromagnetische Wellen bei der entsprechenden Hochfrequenz durch den Bereich 62 hindurchgehen (z. B. 1 Mikrometer, 2 Mikrometer, 5 Mikrometer usw.). Die Länge der leitfähigen Stellen innerhalb des Bereichs 62 kann basierend auf der Breite 76 der zu verwendenden Schlitze 66 ausgewählt sein, sofern die Längen innerhalb des Bereichs 140 liegen. Die Mindestlänge Y1 kann durch Beschränkungen der Fertigungsausrüstung, die zur Bildung des strukturierten Bereichs 62 verwendet wird, oder beliebige andere gewünschte Kriterien bestimmt sein. Als ein Beispiel kann die Mindestlänge Y1 0,1 mm, 0,2 mm, kleiner als 0,1 mm usw. sein. Die Höchstlänge Y2 kann aus dem Schnittpunkt der Kurve 140 mit dem Höchstspaltbreitenwert X2 bestimmt werden. Als ein Beispiel kann die Höchstlänge Y2 5 mm, zwischen 1 und 5 mm, 2 mm, 0,5 mm, kleiner als 1 mm, zwischen 5 und 10 mm usw. sein.
Die Schwellenwertkurve 140 kann zum Beispiel durch eine Werkskalibrierung und Testen der Antenne 40 innerhalb der leitfähigen Schicht 60 bestimmt werden. Im Allgemeinen kann die Form und Position der Kurve 140 von der Betriebsfrequenz und von der Dicke 74 der Schicht 60 (4) abhängen. Im Allgemeinen können kleinere Dicken 74 die Kurve 140 anheben, wie durch Pfeile 144 gezeigt (wodurch die Mindestbreite X1 verringert und die Höchstlänge Y2 erhöht wird), während größere Dicken 74 die Kurve 140 senken können, wie durch Pfeile 146 gezeigt (wodurch die Mindestbreite X1 erhöht und die Höchstlänge Y2 verringert wird). In ähnlicher Weise können niedrigere Betriebsfrequenzen die Kurve 140 anheben, wie durch die Pfeile 144 gezeigt, während höhere Frequenzen die Kurve 140 senken können, wie durch die Pfeile 146 gezeigt. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung.
Die Antenne 40 kann unter Verwendung beliebiger gewünschter Antennenstrukturen gebildet werden. Die Antenne 40 kann ein Antennenresonanzelement einschließen, das aus dem unstrukturierten Bereich 64 innerhalb der leitfähigen Schicht 60 (3) gebildet ist. Zum Beispiel kann die Antenne 40 ein Resonanzelement einschließen, das aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennen-Strukturen, Dipolantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, invertierten F-Antennen-Strukturen, Schlitzantennenstrukturen, PIF-Antennen-Strukturen, Helixantennenstrukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. gebildet ist.
11 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie die Antenne 40 unter Verwendung von Schleifenantennenstrukturen gebildet sein kann. Wie in 11 gezeigt, kann die Antenne 40 ein Schleifenantennenresonanzelement 40L einschließen, das einem schleifenförmigen leitfähigen Pfad folgt. Der positive Übertragungsleitungsleiter 50 und der Masseübertragungsleitungsleiter 52 der Übertragungsleitung 44 können an die Antennenspeiseanschlüsse 46 bzw. 48 gekoppelt sein. Antennenströme können zwischen den Speiseanschlüssen 46 und 48 über den schleifenförmigen leitfähigen Pfad des Antennenresonanzelements 40L fließen. Die Resonanzfrequenz des Antennenresonanzelements 40L kann zum Beispiel umgekehrt proportional zu der Gesamtlänge oder dem umschlossenen Bereich des Antennenresonanzelements 40L sein.
Das Beispiel von 11 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann eine optionale elektrische Komponente 160 die Anschlüsse 46 und 48 überbrücken, wodurch die durch den Pfad des Elements 40L gebildete Schleife „geschlossen“ wird. Die Antenne 40 kann manchmal als eine in Reihe gespeiste Schleifenantenne bei Nichtvorhandensein der elektrischen Komponente 160 bezeichnet werden und kann manchmal als eine parallel gespeiste Schleifenantenne bei Vorhandensein der elektrischen Komponente 160 bezeichnet werden. Das Schleifenantennenresonanzelement 40L kann, falls gewünscht, andere Formen (z. B. rechteckige Formen, elliptische Formen, Formen mit sowohl gebogenen als auch geraden Seiten, Formen mit unregelmäßigen Grenzen usw.) aufweisen.
12 ist eine Draufsicht, die zeigt, wie ein Antennenresonanzelement, wie das Schleifenantennenresonanzelement 40L von 11 innerhalb der leitfähigen Schicht 60 integriert sein kann. Wie in 12 gezeigt, kann der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 die Kanten des unstrukturierten Bereichs 64 der leitfähigen Schicht 60 definieren (z. B. kann der unstrukturierte Bereich 64 von dem Bereich 62 umgeben sein und kann die Form des unstrukturierten Bereichs 64 durch den Bereich 62 definiert sein). Ein Satz der Schlitze 66 in dem strukturierten Bereich 62, wie die Schlitze 66E, (hierin manchmal als Kantenschlitze, Grenzschlitze oder Randschlitze bezeichnet) kann die Grenze zwischen dem unstrukturierten Bereich 64 und dem strukturierten Bereich 62 definieren (z. B. kann die Kante von leitfähigem Material innerhalb des unstrukturierten Bereichs 64 durch die Kantenschlitze 66E definiert sein). Die leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können von dem unstrukturierten Bereich 64 durch mindestens einen entsprechenden Kantenschlitz 66E getrennt sein.
In dem Beispiel von 12 folgt der unstrukturierte Bereich 64 einem Schleifenpfad zwischen einem ersten Ende 170 und einem zweiten Ende 172 und bildet das Schleifenantennenresonanzelement 40L. Der positive Antennenspeiseanschluss 46 kann an das Ende 170 des unstrukturierten Bereichs 64 gekoppelt sein, während der Masseantennenspeiseanschluss 48 an das Ende 172 des unstrukturierten Bereichs 64 gekoppelt ist. Die Enden 170 und 162 des unstrukturierten Bereichs 64 können, falls gewünscht, durch einen gegebenen Kantenschlitz 64E isoliert sein (z. B. in Szenarien, in denen das optionale Element 160 die Speiseanschlüsse 46 und 48 nicht überbrückt, wie in 11 gezeigt).
Der strukturierte Bereich 62 kann zum Beispiel einen ersten Abschnitt, der von dem Schleifenpfad des Schleifenantennenresonanzelements 40L umschlossen ist, und einen zweiten Abschnitt, der den Schleifenpfad des Schleifenantennenresonanzelements 40L umgibt, einschließen. Die Schlitze 66 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können in einem Gitter angeordnet sein, das die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung von leitfähigen Stellen, wie die Stellen 72 (z. B. die rechteckigen Stellen 72, wie in 4 gezeigt), teilt. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Schlitze 66 Stellen von beliebigen gewünschten Abmessungen und Formen definieren (z. B. hexagonale Stellen, wie die Stellen 92 von 5, dreieckige Stellen 102 von 6, abgerundete Stellen, wie die Stellen 112 von 7 oder die Stellen 122 von 8, usw.). In einer anderen geeigneten Anordnung können die Schlitze 66 einen Polarisator bilden, wie in 9 gezeigt. Im Allgemeinen kann jede gewünschte Kombination von Stellen mit beliebigen unterschiedlichen Formen, Größen und Abmessungen verwendet werden.
Da die Schlitze 66 und die Stellen 72 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 bei der Betriebsfrequenz des Schleifenantennenresonanzelements 40L (z. B. bei einer Hochfrequenz von größer oder gleich 700 MHz) für elektromagnetische Wellen durchlässig sind, kann der strukturierte Bereich 62 bei der Betriebsfrequenz des Resonanzelements 40L als eine offene Schaltung für Antennenströme erscheinen (z. B. können die Antennenströme daran gehindert werden, in den strukturierten Bereich 62 zu fließen). Dies kann es ermöglichen, dass der Antennenstrom zwischen den Anschlüssen 46 und 48 über den leitfähigen Schleifenpfad des Antennenresonanzelements 40L (z. B. über den durchgehenden leitfähigen Pfad des unstrukturierten Bereichs 64) fließt, ohne gegen andere Abschnitte der leitfähigen Schicht 60 kurzzuschließen, wodurch zu der Resonanz der Antenne 40 und der Übertragung/dem Empfang von drahtlosen Signalen, die den Antennenströmen entsprechen, mit einem zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad beigetragen wird (z. B. ähnlich, als ob das Element 40L aus einem Leiter in einem Freiraum gebildet wäre).
In dem Diagramm von 12 sind die Schlitze 66 der Klarheit halber als dunkle Linien gezeigt. In der Praxis können die Schlitze 66 jedoch frei von dem leitfähigen Material der leitfähigen Schicht 60 sein und können eine Breite 76 aufweisen, die für das menschliche Auge ohne Hilfe nicht auflösbar (z. B. für das nicht unterstützte menschliche Auge unsichtbar) ist (z. B. kleiner als 100 Mikrometer). Dies kann es ermöglichen, dass alle leitfähigen Stellen 72 in dem strukturierten Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials innerhalb der Schicht 60 erscheinen. In ähnlicher Weise kann der Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials mit dem unstrukturierten Abschnitt 64 erscheinen. Mit anderen Worten kann die leitfähige Schicht 60 einem Benutzer als ein einziges durchgehendes Leiterstück (z. B. Metall) erscheinen, obwohl die Schlitze 66 und ein vollständig funktionierendes Antennenresonanzelement 40L darin gebildet sind.
Falls gewünscht, kann die Antenne 40 unter Verwendung von invertierten F-Antennen-Strukturen gebildet sein. 13 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie die Antenne 40 unter Verwendung von invertierten F-Antennen-Strukturen gebildet sein kann. Wie in 13 gezeigt, kann die Antenne 40 ein Resonanzelement einer invertierten F-Antenne 40F und die Antennenmasse (Massefläche) 40G einschließen einschließen. Das Antennenresonanzelement 40F kann einen Hauptresonanzelementarm, wie einen Arm 180, aufweisen. Die Länge des Arms 180 und/oder von Abschnitten des Arms 180 kann derart ausgewählt sein, dass die Antenne 40 bei einer gewünschten Betriebsfrequenz eine Resonanz aufweist. Zum Beispiel kann die Länge des Arms 180 ein Viertel einer Wellenlänge bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für die Antenne 40 betragen.
Der Hauptresonanzelementarm 180 kann durch einen Rückkopplungspfad (Kurzschlusspfad) 182 an die Masse 40G gekoppelt sein. Falls gewünscht, kann ein Induktor oder eine andere Komponente (z. B. eine Antennenabstimmkomponente) in den Pfad 182 zwischengeschaltet sein und/oder kann parallel zu dem Pfad 182 zwischen dem Arm 180 und der Masse 40G gekoppelt sein. Der Hauptresonanzelementarm 180 kann einem geraden Pfad folgen oder kann einem gebogenen oder gewundenen Pfad folgen.
Die Antennenspeisung 42 kann parallel zu dem Rückkopplungspfad 182 zwischen dem Arm 180 und der Masse 40G verlaufen. Zum Beispiel kann der positive Antennenspeiseanschluss 46 der Antennenspeisung 42 an den Speiseschenkel 184 des Resonanzelements 40F gekoppelt sein. Der Masseantennenspeiseanschluss 48 kann an die Masse 40G gekoppelt sein. Falls gewünscht, kann die Speisung 42 an anderen Positionen entlang des Arms 180 gebildet sein oder kann der Speiseschenkel 184 weggelassen werden. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 mehr als einen Resonanzarmzweig einschließen (um z. B. mehrere Frequenzresonanzen zu erzeugen, um einen Betrieb in mehreren Kommunikationsbändern zu unterstützen) oder kann andere Antennenstrukturen aufweisen (z. B. parasitäre Antennenresonanzelemente, abstimmbare Komponenten, um eine Antennenabstimmung zu unterstützen, usw.). Zum Beispiel kann der Arm 180 linke und rechte Zweige aufweisen, die sich von der Speisung 42 und dem Rückkopplungspfad 182 nach außen erstrecken. Falls gewünscht, können mehrere Speisungen verwendet werden.
14 ist eine Draufsicht, die zeigt, wie Antennenelemente, wie das Resonanzelement einer invertierten F-Antenne 40F und die Antennenmasse 40G von 13, innerhalb der leitfähigen Schicht 60 integriert sein können. Wie in 14 gezeigt, kann der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 die Kanten des unstrukturierten Bereichs 64 der leitfähigen Schicht 60 definieren (z. B. kann die Form des unstrukturierten Bereichs 64 durch den Bereich 62 definiert sein). Kantenschlitze 66E können die Grenzen zwischen dem unstrukturierten Bereich 64 und dem strukturierten Bereich 62 definieren (z. B. können die Kanten von leitfähigem Material innerhalb des unstrukturierten Bereichs 64 durch die Kantenschlitze 66E definiert sein). Die leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können von dem unstrukturierten Bereich 64 durch mindestens einen entsprechenden Kantenschlitz 66E getrennt sein.
In dem Beispiel von 14 bildet der unstrukturierte Bereich 64 das invertierte F-Antennenresonanzelement 40F (z. B. den Hauptresonanzelementarm 180, den Rückkopplungspfad 182 und den Speiseschenkel 184) und die Antennenmasse 40G. Der positive Antennenspeiseanschluss 46 kann an den Speiseschenkel 184 des unstrukturierten Bereichs 64 gekoppelt sein, während der Masseantennenspeiseanschluss 48 an die Endmasse 40G des unstrukturierten Bereichs 64 gekoppelt ist. Falls gewünscht, kann der Speiseschenkel 184 weggelassen werden und kann der Anschluss 46 an den Arm 180 gekoppelt sein.
Die Schlitze 66 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können in einem Gitter angeordnet sein und können die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung von leitfähigen Stellen, wie die Stellen 72 (z. B. die rechteckigen Stellen 72, wie in 4 gezeigt), teilen. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Schlitze 66 Stellen von beliebigen gewünschten Abmessungen und Formen definieren (z. B. hexagonale Stellen, wie die Stellen 92 von 5, dreieckige Stellen 102 von 6, abgerundete Stellen, wie die Stellen 112 von 7 oder die Stellen 122 von 8, usw.). In einer anderen geeigneten Anordnung können die Schlitze 66 einen Polarisator bilden, wie in 9 gezeigt. Im Allgemeinen kann jede gewünschte Kombination von Stellen mit beliebigen unterschiedlichen Formen, Größen und Abmessungen verwendet werden.
In dem Beispiel von 14 schließt der strukturierte Bereich 62 einen Satz größerer leitfähiger Stellen 72' ein, die einen lateralen Oberflächenbereich aufweisen, der größer als die anderen leitfähigen Stellen 72 in dem Bereich 62 ist. Zum Beispiel können die Stellen 72' etwa einen viermal so großen Oberflächenbereich wie die Stellen 72 aufweisen. Wenn sie an einer geeigneten Position in der Schicht 70 platziert sind, können die größeren Stellen 72' eine vernachlässigbare Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Antenne 40 haben. In dem Beispiel von 14 können die Stellen 72' in dem Bereich 62 zwischen dem Rückkopplungspfad 182 und der Antennenspeisung 42 gebildet sein, ohne sich auf den Wirkungsgrad der Antenne 40 auszuwirken. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen können die Stellen 72' an jeder beliebigen gewünschten Position bezogen auf das Resonanzelement 40F gebildet sein. Größere Stellen, wie die Stellen 72' innerhalb des Bereichs 62, können zum Beispiel wirken, um die visuelle Kontinuität des Bereichs 62 für einen Benutzer im Vergleich zu Szenarien, in denen nur kleinere Stellen, wie die Stellen 72 verwendet werden, zu erhöhen.
Da die Schlitze 66, die Stellen 72 und die Stellen 72' innerhalb des strukturierten Bereichs 62 bei der Betriebsfrequenz des invertierten F-Antennenresonanzelements 40F für elektromagnetische Wellen durchlässig sind, kann der strukturierte Bereich 62 bei der Betriebsfrequenz des Resonanzelements 40F als eine offene Schaltung für Antennenströme erscheinen. Dies kann es ermöglichen, dass der Antennenstrom zwischen den Anschlüssen 46 und 48 und über das Resonanzelement 40F und Abschnitte der Antennenmasse 40G (z. B. über den durchgehenden leitfähigen Pfad des unstrukturierten Bereichs 64) fließt, ohne andere Abschnitte der leitfähigen Schicht 60 kurzzuschließen, wodurch zu der Resonanz der Antenne 40 und der Übertragung/dem Empfang von drahtlosen Signalen, die den Antennenströmen entsprechen, mit einem zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad beigetragen wird (z. B. ähnlich, als ob das Element 40F aus einem Leiter in einem Freiraum gebildet wäre).
In dem Diagramm von 14 sind die Schlitze 66 der Klarheit halber als dunkle Linien gezeigt. In der Praxis können die Schlitze 66 jedoch frei von dem leitfähigen Material der leitfähigen Schicht 60 sein und können eine Breite 76 aufweisen, die für das menschliche Auge ohne Hilfe nicht auflösbar (z. B. für das menschliche Auge ohne Hilfe unsichtbar) ist (z. B. kleiner als 100 Mikrometer). Dies kann es ermöglichen, dass alle leitfähigen Stellen 72 und 72' in dem strukturierten Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials innerhalb der Schicht 60 erscheinen. In ähnlicher Weise kann der Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials mit dem unstrukturierten Abschnitt 64 erscheinen. Mit anderen Worten kann die leitfähige Schicht 60 einem Benutzer als ein einziges Leiterstück (z. B. Metall) erscheinen, obwohl die Schlitze 66 und ein vollständig funktionierendes Antennenresonanzelement 40F darin gebildet sind.
Falls gewünscht, kann die Antenne 40 unter Verwendung von Dipolantennenstrukturen gebildet sein. 15 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie die Antenne 40 unter Verwendung von Dipolantennenstrukturen gebildet sein kann. Wie in 15 gezeigt, kann die Antenne 40 ein Dipolantennenresonanzelement 40D einschließen. Das Antennenresonanzelement 40D kann einen ersten und einen zweiten Arm, wie die Arme 40D-1 und 40D-2, aufweisen und kann durch die Antennenspeisung 42 gespeist sein. Der positive Antennenspeiseanschluss 46 kann an ein Ende des Dipolantennenresonanzelementarms 40D-1 gekoppelt sein. Der Masseantennenspeiseanschluss 48 kann an ein Ende des Dipolantennenresonanzelementarms 40D-2 gekoppelt sein. Die Länge der Arme 40D-1 und 40D-2 kann derart ausgewählt sein, dass die Antenne 40 bei einer gewünschten Betriebsfrequenz eine Resonanz aufweist. Zum Beispiel kann die Länge von einem Ende 200 des Arms 40D-1 zu einem Ende 202 des Arms 40D-2 eine halbe Wellenlänge bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für die Antenne 40 betragen. Falls gewünscht, können die Arme 40D1 und/oder 40D2 geraden, gebogenen oder gewundenen Pfaden folgen.
16 ist eine Draufsicht, die zeigt, wie ein Antennenresonanzelement, wie das Dipolantennenresonanzelement 40D von 15, innerhalb der leitfähigen Schicht 60 integriert sein kann. Wie in 16 gezeigt, kann der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 die Kanten des unstrukturierten Bereichs 64 der leitfähigen Schicht 60 definieren (z. B. kann die Form des unstrukturierten Bereichs 64 durch den Bereich 62 definiert sein). Kantenschlitze 66E können die Grenzen zwischen dem unstrukturierten Bereich 64 und dem strukturierten Bereich 62 definieren (z. B. können die Kanten von leitfähigem Material innerhalb des unstrukturierten Bereichs 64 durch die Kantenschlitze 66E definiert sein). Die leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können von dem unstrukturierten Bereich 64 durch mindestens einen entsprechenden Kantenschlitz 66E getrennt sein.
In dem Beispiel von 16 bildet der unstrukturierte Bereich 64 das Dipolantennenresonanzelement 40D (z. B. den ersten und zweiten Arm 40D-1 und 40D-2). Der positive Antennenspeiseanschluss 46 kann an den Arm 40D-1 auf dem unstrukturierten Bereich 64 gekoppelt sein, während der Masseantennenspeiseanschluss 48 an den Arm 40D-2 auf dem unstrukturierten Bereich 64 gekoppelt ist. Ein gegebener Kantenschlitz 66E kann den Arm 40D-1 von dem Arm 40D-2 trennen (isolieren).
Die Schlitze 66 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können in einem Gitter angeordnet sein und können die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung von leitfähigen Stellen, wie die Stellen 92 (z. B. die hexagonalen Stellen 92, wie in 5 gezeigt), teilen. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Schlitze 66 Stellen von beliebigen gewünschten Abmessungen und Formen definieren (z. B. rechteckige Stellen, wie die Stellen 72 von 4, dreieckige Stellen 102 von 6, abgerundete Stellen, wie die Stellen 112 von 7 oder die Stellen 122 von 8, usw.). In einer anderen geeigneten Anordnung können die Schlitze 66 einen Polarisator bilden, wie in 9 gezeigt. Die hexagonalen Stellen 92 können es dem Dipolantennenresonanzelement 40D zum Beispiel ermöglichen, mit einem höheren Antennenwirkungsgrad als andere Stellenformen zu arbeiten. Im Allgemeinen kann jede gewünschte Kombination von Stellen mit beliebigen unterschiedlichen Formen, Größen und Abmessungen verwendet werden.
Da die Schlitze 66 und die Stellen 92 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 bei der Betriebsfrequenz des Dipolantennenresonanzelements 40D für elektromagnetische Wellen durchlässig sind, kann der strukturierte Bereich 62 bei der Betriebsfrequenz des Resonanzelements 40D als eine offene Schaltung für Antennenströme erscheinen. Dies kann es ermöglichen, dass der Antennenstrom zu und von den Anschlüssen 46 und 48 über die durchgehenden leitfähigen Pfade, die durch den unstrukturierten Bereich 64 gebildet werden, fließt, ohne andere Abschnitte der leitfähigen Schicht 60 kurzzuschließen (z. B. kann der Bereich 62 wirken, um die Antennenströme daran zu hindern, in den Bereich 62 zu fließen), wodurch zu der Resonanz der Antenne 40 und der Übertragung/dem Empfang von drahtlosen Signalen, die den Antennenströmen entsprechen, mit einem zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad beigetragen wird (z. B. ähnlich, als ob das Element 40D aus einem Leiter in einem Freiraum gebildet wäre).
In dem Diagramm von 16 sind die Schlitze 66 der Klarheit halber als dunkle Linien gezeigt. In der Praxis können die Schlitze 66 jedoch frei von dem leitfähigen Material der leitfähigen Schicht 60 sein und können eine Breite 76 aufweisen, die für das menschliche Auge ohne Hilfe nicht auflösbar ist (z. B. kleiner als 100 Mikrometer). Dies kann es ermöglichen, dass alle leitfähigen Stellen 92 in dem strukturierten Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials innerhalb der Schicht 60 erscheinen. In ähnlicher Weise kann der Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials mit dem unstrukturierten Abschnitt 64 erscheinen. Mit anderen Worten kann die leitfähige Schicht 60 einem Benutzer als ein einziges Leiterstück (z. B. Metall) erscheinen, obwohl die Schlitze 66 und ein vollständig funktionierendes Antennenresonanzelement 40D darin gebildet sind. Falls gewünscht, kann das Dipolelement 40D modifiziert werden, um ein Monopolelement zu bilden, indem zum Beispiel der zweite Arm 40D-2 weggelassen wird und die Länge des Arms 40D-1 auf eine halbe Betriebswellenlänge für die Antenne verlängert wird.
In den Beispielen von 11 bis 16 kann die leitfähige Schicht 60 auf einer ersten Oberfläche des dielektrischen Substrats 80 gebildet sein und kann optional durch die dielektrische Deckschicht 83 abgedeckt sein (wie z. B. in 4 gezeigt und unabhängig von der jeweiligen Form der leitfähigen Stellen in dem Bereich 62). Falls gewünscht, kann ein Abschnitt der Antennenmasse für die Antenne 40 aus Leiterbahnen innerhalb des Substrats 80 oder auf einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Substrats 80 gebildet sein. In diesem Szenario können sich leitfähige Durchkontaktierungen oder andere leitfähige Strukturen durch das Substrat 80 erstrecken, um Abschnitte der Schicht 60 und/oder den Anschluss 48 mit den Leiterbahnen kurzzuschließen. In einer anderen geeigneten Anordnung kann das Substrat 80 weggelassen werden. In diesem Szenario kann ein dielektrischer Klebstoff innerhalb der Schlitze 66 gebildet sein, um die leitfähigen Stellen in dem strukturierten Bereich 62 zusammenzubinden.
Falls gewünscht, kann die Antenne 40 unter Verwendung von Patch-Antennen-Strukturen gebildet sein. 17 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie die Antenne 40 unter Verwendung von Patch-Antennen-Strukturen gebildet sein kann. Wie in 17 gezeigt, kann die Antenne 40 ein Patch-Antennen-Resonanzelement 40P, das von einer Massefläche, wie der Antennenmasse 40G, getrennt und parallel dazu ist, einschließen einschließen. Der Arm 212 kann zwischen dem Patch-Antennen-Resonanzelement 40P und dem positiven Antennenspeiseanschluss 46 der Antennenspeisung 42 gekoppelt sein. Der Masseantennenspeiseanschluss 48 kann an die Massefläche 40G gekoppelt sein. Das Patch-Antennen-Resonanzelement 40P kann von der Massefläche 40G um den Abstand 210 getrennt sein.
Das Beispiel von 17 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann das Patch-Antennen-Resonanzelement 40P unterschiedliche Formen und Ausrichtungen aufweisen (z. B. ebenflächige Formen, gebogene Stellenformen, Stellenelementformen mit nicht rechteckigen Konturen, Formen mit geraden Kanten, wie Quadrate, Formen mit gebogenen Kanten, wie Ovale und Kreise, Formen mit Kombinationen von gebogenen und geraden Kanten usw.). Falls gewünscht, können Impedanzanpassungskerben 214 in dem Patch-Antennen-Resonanzelement 40P gebildet sein, um dazu beizutragen, die Impedanz des Elements 40P an die Impedanz der Übertragungsleitung 44 anzupassen. Die Länge der Seiten des Patch-Antennen-Resonanzelements 40P kann derart ausgewählt sein, dass die Antenne 40 bei einer gewünschten Betriebsfrequenz eine Resonanz hat. Zum Beispiel können die Längen der Seiten des Elements 40P eine halbe Wellenlänge bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für die Antenne 40 betragen.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie Antennenelemente, wie das Patch-Antennen-Resonanzelement 40P von 17 innerhalb der leitfähigen Schicht 60 integriert sein kann. Wie in 18 gezeigt, kann der strukturierte Bereich 62 der leitfähigen Schicht 60 die Kanten des unstrukturierten Bereichs 64 der leitfähigen Schicht 60 definieren (z. B. kann die Form des unstrukturierten Bereichs 64 durch den Bereich 62 definiert sein). Kantenschlitze 66E können die Grenzen zwischen dem unstrukturierten Bereich 64 und dem strukturierten Bereich 62 definieren (z. B. können die Kanten von leitfähigem Material innerhalb des unstrukturierten Bereichs 64 durch die Kantenschlitze 66E definiert sein). Die leitfähigen Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können von dem unstrukturierten Bereich 64 durch mindestens einen entsprechenden Kantenschlitz 66E getrennt sein.
In dem Beispiel von 18 kann die leitfähige Schicht 60 auf einer ersten Oberfläche des Substrats 80 gebildet sein. Die Massefläche 40G kann auf der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Substrats 80 gebildet sein. Der unstrukturierte Bereich 64 der leitfähigen Schicht 60 bildet das Patch-Antennen-Resonanzelement 40P und den Arm 212. Der positive Antennenspeiseanschluss 46 kann an ein Ende des Arms 212 des unstrukturierten Bereichs 64 gekoppelt sein, während der Masseantennenspeiseanschluss 48 an die Massefläche 40G auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 80 gekoppelt ist.
Die Schlitze 66 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 können in einem Gitter angeordnet sein, das die leitfähige Schicht 60 in eine Anordnung von leitfähigen Stellen, wie die Stellen 72 (z. B. die rechteckigen Stellen 72, wie in 4 gezeigt), teilt. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Schlitze 66 Stellen von beliebigen gewünschten Abmessungen und Formen definieren (z. B. hexagonale Stellen, wie die Stellen 92 von 5, dreieckige Stellen 102 von 6, abgerundete Stellen, wie die Stellen 112 von 7 oder die Stellen 122 von 8, usw.). In einer anderen geeigneten Anordnung können die Schlitze 66 einen Polarisator bilden, wie in 9 gezeigt. Im Allgemeinen kann jede gewünschte Kombination von Stellen mit beliebigen unterschiedlichen Formen, Größen und Abmessungen verwendet werden.
Da die Schlitze 66 und die Stellen 72 innerhalb des strukturierten Bereichs 62 bei der Betriebsfrequenz des Patch-Antennen-Resonanzelements 40P für elektromagnetische Wellen durchlässig sind, kann der strukturierte Bereich 62 bei der Betriebsfrequenz des Resonanzelements 40P als eine offene Schaltung für Antennenströme erscheinen. Dies kann es ermöglichen, dass der Antennenstrom zu und von dem Anschluss 46 über den durchgehenden leitfähigen Pfad des unstrukturierten Bereichs 64 fließt, ohne andere Abschnitte der leitfähigen Schicht 60 kurzzuschließen, wodurch zu der Resonanz der Antenne 40 und der Übertragung/dem Empfang von drahtlosen Signalen, die den Antennenströmen entsprechen, mit einem zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad beigetragen wird (z. B. ähnlich, als ob das Element 40P aus einem Leiter in einem Freiraum gebildet wäre).
In dem Diagramm von 18 sind die Schlitze 66 der Klarheit halber als dunkle Linien gezeigt. In der Praxis sind die Schlitze 66 jedoch frei von dem leitfähigen Material der leitfähigen Schicht 60 und können eine Breite aufweisen, die für das menschliche Auge ohne Hilfe nicht auflösbar (z. B. für das menschliche Auge ohne Hilfe unsichtbar) ist (z. B. kleiner als 100 Mikrometer). Dies kann es ermöglichen, dass alle leitfähigen Stellen 72 in dem strukturierten Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials innerhalb der Schicht 60 erscheinen. In ähnlicher Weise kann der Bereich 62 als ein einziger durchgehender Abschnitt des leitfähigen Materials mit dem unstrukturierten Abschnitt 64 erscheinen. Mit anderen Worten kann die leitfähige Schicht 60 einem Benutzer als ein einziges Leiterstück (z. B. Metall) erscheinen, obwohl die Schlitze 66 und ein vollständig funktionierendes Antennenresonanzelement 40P darin gebildet sind. Die leitfähige Schicht 60 muss keine gleichförmige Dicke über ihre laterale Fläche aufweisen.
Die Beispiele von 11 bis 18 sind lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, können Kombinationen von invertierten F-Antennen-Strukturen, Patch-Antennen-Strukturen, Dipolantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, Schleifenantennenstrukturen, Masseflächenstrukturen oder anderen Antennenstrukturen beim Bilden der Antenne 40 aus der leitfähigen Schicht 60 verwendet werden. Falls gewünscht, können mehrere Antennen 40 in einer einzigen leitfähigen Schicht 60 gebildet sein (z. B. mehrere Antennen 40, die in einer phasengesteuerten Antennenanordnung angeordnet sind). Falls gewünscht, können mehrere leitfähige Schichten 60, die integrierte Antennenresonanzelemente aufweisen, innerhalb des Substrats 80 gebildet oder vertikal in Bezug aufeinander gestapelt sein. Falls gewünscht, können einige Abschnitte der Schicht 60 dicker als andere Abschnitte der leitfähigen Schicht 60 sein.
19 ist eine perspektivische Ansicht der elektronischen Vorrichtung 10, die veranschaulichende Positionen 220 zeigt, in denen die Antenne 40 in der Vorrichtung 10 angebracht sein kann. Wie in 19 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 ein Gehäuse 12 einschließen. Das Gehäuse 12 kann eine hintere Gehäusewand 12R und Gehäuseseitenwände 12E einschließen. In einer geeigneten Anordnung kann eine Anzeige an der Vorderseite 222 des Gehäuses 12 gegenüber der hinteren Gehäusewand 12R angebracht sein. Falls gewünscht, können Abschnitte des Gehäuses 12 auf der Seite 222 gebildet sein.
In dem Beispiel von 19 sind die Gehäusewände 12R und 12E periphere Gehäusestrukturen, die um den Umfang der Vorrichtung 10 verlaufen. Das Gehäuse 12 kann unter Verwendung von peripheren Gehäusestrukturen implementiert werden, die eine rechteckige Ringform mit vier entsprechenden Seitenwänden 12E (als ein Beispiel) aufweisen. Die Gehäuseseitenwände 12E können als eine Blende für eine Anzeige an der Vorrichtung 10 dienen (z. B. eine kosmetische Verkleidung, die alle vier Seiten der Anzeige umgibt und/oder die dazu beiträgt, die Anzeige an der Vorrichtung 10 zu halten, ein Metallband mit vertikalen Seitenwänden, gebogenen Seitenwänden usw.).
Die peripheren Gehäusestrukturen 12E und 12R können aus einem leitfähigen Material, wie Metall, gebildet sein und können deshalb manchmal als periphere leitfähige Gehäusestrukturen, leitfähige Gehäusestrukturen, periphere Metallstrukturen oder ein peripheres leitfähiges Gehäuseelement (als Beispiele) bezeichnet werden. Die peripheren Gehäusestrukturen 12E und 12R können aus einem Metall, wie Edelstahl, Aluminium, oder anderen geeigneten Materialien gebildet sein. Eine, zwei oder mehr als zwei separate Strukturen können beim Bilden der peripheren Gehäusestrukturen 12E und 12R verwendet werden.
Die Seitenwände 12E können im Wesentlichen gerade vertikale Seitenwände sein, können gebogen sein oder können andere geeignete Formen aufweisen. Die hintere Gehäusewand 12R kann in einer Ebene liegen, die parallel zu der Anzeige auf der Vorderseite 222 der Vorrichtung 10 ist. In Konfigurationen für die Vorrichtung 10, bei denen die hintere Oberfläche des Gehäuses 12R aus Metall gebildet ist, kann die hintere Gehäusewand 12R aus einer ebenen Metallstruktur gebildet sein und können die Gehäuseseitenwände 12E als sich vertikal erstreckende integrale Metallabschnitte der ebenen Metallstruktur gebildet sein. Gehäusestrukturen wie diese können, falls gewünscht, aus einem Metallblock maschinell hergestellt werden und/oder können mehrere Metallstücke einschließen, die zusammengesetzt werden, um das Gehäuse 12 zu bilden. Die ebene hintere Wand 12R kann einen oder mehr, zwei oder mehr oder drei oder mehr Abschnitte aufweisen.
Die leitfähigen Schichten 60, die integrale Antennenelemente für eine oder mehrere Antennen 40 aufweisen (wie z. B. oben in Verbindung mit 3 bis 18 beschrieben), können verwendet werden, um einen Teil oder die Gesamtheit von einer oder mehreren Seitenwänden 12E zu bilden, können verwendet werden, um einen Teil oder die Gesamtheit der hinteren Wand 12R zu bilden, und/oder können verwendet werden, um einen Abschnitt der Vorderseite 222 der Vorrichtung 10 zu bilden (z. B. kann die leitfähige Schicht 60 leitfähige Abschnitte des Gehäuses 12 einschließen). In diesen Szenarien sind die Schicht 60 und die Antenne 40 an der Außenseite der Vorrichtung 10 gebildet. Zum Beispiel kann die Antenne 40 an den Positionen 220 an den Ecken der Vorrichtung 10, entlang der Kanten des Gehäuses 12, wie an den Seitenwänden 12E, an oberen oder unteren Abschnitten des hinteren Gehäuseabschnitts 12R, in der Mitte des hinteren Gehäuses 12R usw. angebracht sein. Falls gewünscht, können sich die leitfähigen Schichten 60 innerhalb des Gehäuses 12 der Vorrichtung 10 befinden (z. B. kann die leitfähige Schicht 60 aus einer Schicht von Leiterbahnen auf einem Substrat, wie einem Substrat einer gedruckten Schaltung oder einem Glassubstrat innerhalb der Vorrichtung 10, gebildet sein). In einer anderen geeigneten Anordnung kann eine Anzeige an der Seite 222 der Vorrichtung 10 gebildet sein. Die Anzeige kann eine aktive Schaltlogik einschließen, die Licht emittiert (z. B. eine Flüssigkristallanzeigeschaltlogik, eine Leuchtdiodenanzeigeschaltlogik usw.). Die Anzeige kann durch eine Anzeigendeckschicht, wie eine Glas- oder Saphirschicht, abgedeckt sein. Die aktive Schaltlogik kann das Licht durch die Anzeigendeckschicht emittieren. Die Anzeigendeckschicht kann die Gesamtheit der Seite 222 abdecken (z. B. über eine Länge und Breite der Vorrichtung 10 verlaufen) oder kann nur einen Teil der Seite 222 abdecken. Falls gewünscht, kann die leitfähige Schicht 60 aus einer Metallbeschichtung über einen Teil oder die Gesamtheit einer Innen- oder Außenoberfläche der Anzeigendeckschicht gebildet sein.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie die elektronische Vorrichtung 10 ein Laptop-Computer sein kann. Wie in 20 gezeigt, kann die Antenne 40 an veranschaulichenden Positionen, wie den Positionen 230 auf der Vorrichtung 10, gebildet sein. Das Gehäuse 12 kann einen oberen Gehäuseabschnitt 12A und einen unteren Gehäuseabschnitt 12B einschließen. Eine Anzeige, wie die Anzeige 240, kann innerhalb des oberen Gehäuseabschnitts 12A gebildet sein, während eine Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung, wie eine Tastatur 242, in dem unteren Gehäuseabschnitt 12B gebildet ist. Der leitfähige Gehäuseabschnitt 12A kann an den Gehäuseabschnitt 12B durch ein Scharnier gekoppelt sein, das den Abschnitt 12A derart konfiguriert, dass er sich in Bezug auf den Abschnitt 12B dreht. Ein Teil oder die Gesamtheit der Außenoberflächen der Gehäuseabschnitte 12A und 12B kann aus leitfähigen Strukturen, wie der leitfähigen Schicht 60, die integrale Antennenelemente aufweist (wie z. B. oben in Verbindung mit 3 bis 18 beschrieben), gebildet sein. Die Antenne 40 in der leitfähigen Schicht 60 kann auf der gleichen Seite des Gehäuseabschnitts 12B wie die Tastatur 242, auf einer Seite des Abschnitts 12B, die der Tastatur 242 gegenüberliegt, wie der Seite 246, auf der gleichen Seite des Gehäuseabschnitts 12A wie die Anzeige 240, auf einer Seite des Abschnitts 12A, die der Anzeige 240 gegenüberliegt, wie der Seite 248, oder an einer beliebigen anderen Position auf der Innenseite oder Außenseite der Vorrichtung 10 gebildet sein.
Die Beispiele von 19 und 20 sind lediglich veranschaulichend, und im Allgemeinen kann die Vorrichtung 10 ein beliebiger gewünschter Typ von elektronischer Vorrichtung mit einem beliebigen gewünschten Formfaktor sein. Falls gewünscht, kann die Vorrichtung 10 eine am Körper tragbare elektronische Vorrichtung sein, wie eine Armbanduhr, eine Schmuckanhängervorrichtung oder eine Brillenvorrichtung (z. B. eine Vorrichtung für virtuelle oder erweiterte Realität, eine Brille, eine Sonnenbrille usw.). Zum Beispiel kann das Substrat 80 für die leitfähige Schicht 60 unter Verwendung von Glas oder anderen transparenten Brillengläsern in einer Brille oder Sonnenbrille, aus einem transparenten Kristall für eine Armbanduhr usw. gebildet sein. Falls gewünscht, kann die Vorrichtung 10 in einem größeren System oder einer größeren Einrichtung, wie einem Fahrzeug, einem Gebäude oder einem elektronischen Kiosk, integriert sein. Zum Beispiel kann das Substrat 80 für die leitfähige Schicht 60 aus einem Glasfenster, wie einem Glasfenster eines Gebäudes, eines Fahrzeugs (z. B. Auto, Flugzeug, Boot usw.) oder eines elektronischen Kiosks, gebildet sein.
21 ist ein Graph einer Antennenleistung (Antennenwirkungsgrad) in Abhängigkeit einer Frequenz für eine veranschaulichende Antenne des in 2 bis 18 gezeigten Typs. Wie in 21 gezeigt, veranschaulicht die Kurve 250 den Wirkungsgrad der Antenne 40, wenn diese in einer Freiraumumgebung gebildet ist (z. B. in Szenarien, in denen die Antenne 40 nicht in der leitfähigen Schicht 60 gebildet ist). Die Kurve 250 kann einen Spitzenantennenwirkungsgrad bei einer Betriebsfrequenz F der Antenne 40 (z. B. einer Hochfrequenz größer oder gleich 700 MHz) aufweisen. Die Kurve 252 veranschaulicht einen möglichen Wirkungsgrad der Antenne 40, wenn diese in der leitfähigen Schicht 60 gebildet ist (wie z. B. oben in Verbindung mit 2 bis 18 beschrieben). Die Kurve 252 kann einen Spitzenantennenwirkungsgrad aufweisen, der von der Frequenz F versetzt ist. Eine Anpassungsschaltung 54 kann dazu dienen, die Kurve 252 in der Frequenz zurück in Richtung der Betriebsfrequenz F zu verschieben, wie durch den Pfeil 256 gezeigt. Die gestrichelte Kurve 258 kann den Wirkungsgrad der Antenne 40 nach einem Ausgleich unter Verwendung der Anpassungsschaltung 54 veranschaulichen. Die Antenne 40 innerhalb der leitfähigen Schicht 60 kann einen Spitzenantennenwirkungsgrad aufweisen, der von dem Spitzenwirkungsgrad der Freiraumantenne, die der Kurve 250 zugeordnet ist, um den Versatz 254 versetzt ist (z. B. aufgrund des Einflusses von leitfähigen Strukturen, wie der Stellen 72 von 4, in der Nähe des unstrukturierten Bereichs 64 der Schicht 60 usw.). Durch Auswählen geeigneter Abmessungen für die Schlitze 66 und der entsprechenden Stellen innerhalb des strukturierten Bereichs 62 (z. B. basierend auf der Kurve 140 von 10) kann der Versatz 254 ausreichend klein sein (z. B. etwa null, kleiner als 1 dB oder kleiner als 0,5 dB), um die erfolgreiche Übertragung und den erfolgreichen Empfang von drahtlosen Daten unter Verwendung der Antenne 40 nicht erheblich zu beeinträchtigen. Gleichzeitig können die Schlitze 66 in dem Bereich 62 klein genug sein, um für den Benutzer der Vorrichtung 10 praktisch unsichtbar zu sein, sodass der unstrukturierte Bereich 64 (und somit die Antenne 40) visuell nicht von dem strukturierten Bereich 62 der Schicht 60 unterscheidbar ist und die Schicht 60 einem Benutzer als ein einziges durchgehendes Stück Metall erscheint. In Szenarien, in denen die Schlitze 66 weggelassen werden, wird das Resonanzelement der Antenne 40 gegen die Gesamtheit der leitfähigen Schicht 60 kurzgeschlossen und weist die Antenne einen verschlechterten Wirkungsgrad auf, wie durch die Kurve 262 gezeigt.
Das Beispiel von 21 dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen kann die Effizienzkurve in Verbindung mit der Antenne 40 jede beliebige Form aufweisen. Die Antenne 40 kann Wirkungsgradspitzen bei mehr als einer Frequenz aufweisen (z. B. in Szenarien, in denen die Antenne 40 eine Mehrbandantenne ist). In einigen Beispielen kann die Antenne 40 eine Wirkungsgradspitze bei der Betriebsfrequenz F aufweisen, ohne dass das Anpassungsnetzwerk 54 erforderlich ist (z. B. kann ein Bilden der Antenne 40 in der Schicht 60 die Resonanzfrequenz der Antenne 40 nicht erheblich verschieben).
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Einrichtung bereitgestellt, die ein dielektrisches Substrat und eine leitfähige Schicht auf dem dielektrischen Substrat, die strukturiert ist, um einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, der mindestens einen Teil des ersten Bereichs umgibt, zu bilden, einschließt, wobei der erste Bereich ein Antennenresonanzelement für eine Antenne bildet und konfiguriert ist, um Antennenströme zu leiten, und der zweite Bereich ein Gitter von Öffnungen in der leitfähigen Schicht einschließt und konfiguriert ist, um die Antennenströme zu blockieren.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weisen die Öffnungen in dem Gitter einen lateralen Oberflächenbereich auf, weist der zweite Bereich einen gesamten lateralen Oberflächenbereich auf, der den lateralen Oberflächenbereich der Öffnungen einschließt, und ist ein Verhältnis des lateralen Oberflächenbereichs der Öffnungen zu dem gesamten lateralen Oberflächenbereich des zweiten Bereichs kleiner als 20 %.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Antenne eine Schleifenantenne ein, schließt das Antennenresonanzelement ein Schleifenantennenresonanzelement ein, das aus dem ersten Bereich der leitfähigen Schicht gebildet ist, und schließt der zweite Bereich der leitfähigen Schicht einen ersten Abschnitt, der das Schleifenantennenresonanzelement umgibt, und einen zweiten Abschnitt, der von dem Schleifenantennenresonanzelement umgeben ist, ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform teilt das Gitter von Öffnungen den zweiten Bereich der leitfähigen Schicht in eine Vielzahl von leitfähigen Stellen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Vielzahl von leitfähigen Stellen leitfähige Stellen ein, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus hexagonalen leitfähigen Stellen, rechteckigen leitfähigen Stellen, dreieckigen rechteckigen Stellen, kreisförmigen leitfähigen Stellen und elliptischen leitfähigen Stellen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist jede der Öffnungen in dem Gitter eine Breite von weniger als 100 Mikrometern auf.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist jede der leitfähigen Stellen in der Vielzahl von leitfähigen Stellen eine maximale laterale Abmessung auf, die größer als 0,1 mm und kleiner als 5 mm ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das dielektrische Substrat ein Glasfenster ein.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik, eine an die Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik gekoppelte Antenne, wobei die Antenne ein Antennenresonanzelement, eine Antennenmasse und eine Antennenspeisung einschließt, die einen ersten Speiseanschluss, der an das Antennenresonanzelement gekoppelt ist, und einen zweiten Speiseanschluss, der an die Antennenmasse gekoppelt ist, aufweist, eine Hochfrequenzübertragungsleitung, die zwischen der Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik und der Antennenspeisung gekoppelt ist, und eine leitfähige Schicht, die strukturiert ist, um einen massiven Bereich und einen hochfrequenzdurchlässigen Bereich zu bilden, der eine Kante des massiven Bereichs definiert, wobei der hochfrequenzdurchlässige Bereich eine Anordnung von leitfähigen Stellen einschließt, die durch Spalte in der leitfähigen Schicht getrennt ist, und das Antennenresonanzelement aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet ist, einschließt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weisen die Spalte in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich einen lateralen Oberflächenbereich auf, weist der hochfrequenzdurchlässige Bereich einen gesamten lateralen Oberflächenbereich auf, der den lateralen Oberflächenbereich der Spalte einschließt, und beträgt ein Verhältnis des lateralen Oberflächenbereichs der Spalte zu dem gesamten lateralen Oberflächenbereich des hochfrequenzdurchlässigen Bereichs zwischen 0,1 % und 10 %.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Antenne eine invertierte F-Antenne ein, schließt das Antennenresonanzelement einen Resonanzelementarm einer invertierten F-Antenne ein und sind der Resonanzelementarm einer invertierten F-Antenne und die Antennenmasse aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Antenne eine Dipolantenne ein, schließt das Antennenresonanzelement erste und zweite Dipolantennenresonanzelementarme ein, die aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet sind, ist der erste Speiseanschluss an den ersten Dipolantennenresonanzelementarm gekoppelt, ist der zweite Speiseanschluss an den zweiten Dipolantennenresonanzelementarm gekoppelt und umgibt die Anordnung von leitfähigen Stellen in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich den ersten und den zweiten Dipolantennenresonanzelementarm in der leitfähigen Schicht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung ein Substrat ein, das gegenüberliegende erste und zweite Oberflächen aufweist, ist die leitfähige Schicht an der ersten Oberfläche gebildet und ist die Antennenmasse an der zweiten Oberfläche gebildet, schließt die Antenne eine Patch-Antenne ein und schließt das Antennenresonanzelement ein Patch-Antennen-Resonanzelement ein, das aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist jede der leitfähigen Stellen in der Anordnung eine maximale laterale Abmessung auf, die zwischen 0,1 mm und 5 mm beträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Anordnung von leitfähigen Stellen einen ersten und einen zweiten Satz von leitfähigen Stellen ein, weist jede der leitfähigen Stellen in dem ersten Satz eine erste Form auf und weist jede der leitfähigen Stellen in dem zweiten Satz eine zweite Form auf, die sich von der ersten Form unterscheidet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der erste Satz von leitfähigen Stellen in einem ersten Satz von Reihen und Säulen angeordnet, ist der zweite Satz von leitfähigen Stellen in einem zweiten Satz von Reihen und zweiten Säulen angeordnet, sind der erste Satz von Reihen und Säulen in Bezug auf den zweiten Satz von Reihen und Säulen versetzt und weist jeder der Spalte in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich eine Breite auf, die kleiner als 100 Mikrometer ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Anzeige ein, die eine Anzeigendeckschicht und eine aktive Schaltlogik, die konfiguriert ist, um Licht durch die Anzeigendeckschicht zu emittieren, aufweist, wobei die leitfähige Schicht auf der Anzeigendeckschicht gebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung, das eine leitfähige Gehäusewand aufweist, wobei die leitfähige Gehäusewand strukturiert ist, um einen hochfrequenzdurchlässigen Bereich und einen durchgehenden Bereich zu bilden, wobei der hochfrequenzdurchlässige Bereich ein erstes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht aufweist, wobei der durchgehende Bereich ein zweites Reflexionsvermögen für sichtbares Licht aufweist, das innerhalb von 20 % des ersten Reflexionsvermögens liegt, wobei der hochfrequenzdurchlässige Bereich einen Schlitz in der leitfähigen Gehäusewand einschließt, der eine Kante des durchgehenden Bereichs der leitfähigen Gehäusewand definiert, und der durchgehende Bereich der leitfähigen Gehäusewand ein Antennenresonanzelement für eine Antenne bildet, einen in dem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung angeordneten Hochfrequenz-Transceiver, wobei die Antenne eine Antennenmasse, einen ersten Speiseanschluss, der an die Antennenmasse gekoppelt ist, und einen zweiten Speiseanschluss, der an den durchgehenden Bereich der leitfähigen Gehäusewand gekoppelt ist, einschließt, und eine Hochfrequenzübertragungsleitung, die zwischen dem Hochfrequenz-Transceiver und dem ersten und dem zweiten Speiseanschluss gekoppelt ist, einschließt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der Schlitz einen von einer Vielzahl von Schlitzen in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich der leitfähigen Gehäusewand ein, teilt die Vielzahl von Schlitzen die leitfähige Schicht in eine Vielzahl von leitfähigen Abschnitten in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich und weist jeder der Schlitze in der Vielzahl von Schlitzen eine Breite auf, die kleiner als 100 Mikrometer ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Vielzahl von Schlitzen einen Satz von parallelen Schlitzen ein, der konfiguriert ist, um einen linearen Polarisator für die Antenne zu bilden.
Das Vorstehende ist lediglich veranschaulichend, und verschiedene Modifikationen können an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15602956 [0001]

Claims

Einrichtung, umfassend: ein dielektrisches Substrat; und eine leitfähige Schicht auf dem dielektrischen Substrat, die strukturiert ist, um einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, der mindestens einen Teil des ersten Bereichs umgibt, zu bilden, wobei der erste Bereich ein Antennenresonanzelement für eine Antenne bildet und konfiguriert ist, um Antennenströme zu leiten, und der zweite Bereich ein Gitter von Öffnungen in der leitfähigen Schicht umfasst und konfiguriert ist, um die Antennenströme zu blockieren.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen in dem Gitter einen lateralen Oberflächenbereich aufweisen, der zweite Bereich einen gesamten lateralen Oberflächenbereich aufweist, der den lateralen Oberflächenbereich der Öffnungen einschließt, und ein Verhältnis des lateralen Oberflächenbereichs der Öffnungen zu dem gesamten lateralen Oberflächenbereich des zweiten Bereichs kleiner als 20 % ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antenne eine Schleifenantenne umfasst, das Antennenresonanzelement ein Schleifenantennenresonanzelement umfasst, das aus dem ersten Bereich der leitfähigen Schicht gebildet ist, und der zweite Bereich der leitfähigen Schicht einen ersten Abschnitt, der das Schleifenantennenresonanzelement umgibt, und einen zweiten Abschnitt, der von dem Schleifenantennenresonanzelement umgeben ist, umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei das Gitter von Öffnungen den zweiten Bereich der leitfähigen Schicht in eine Vielzahl von leitfähigen Stellen teilt.
Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von leitfähigen Stellen leitfähige Stellen umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: hexagonalen leitfähigen Stellen, rechteckigen leitfähigen Stellen, dreieckigen rechteckigen Stellen, kreisförmigen leitfähigen Stellen und elliptischen leitfähigen Stellen.
Einrichtung nach Anspruch 4, wobei jede der Öffnungen in dem Gitter eine Breite von weniger als 100 Mikrometern aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 6, wobei jede der leitfähigen Stellen in der Vielzahl von leitfähigen Stellen eine maximale laterale Abmessung aufweist, die größer als 0,1 mm und kleiner als 5 mm ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, wobei das dielektrische Substrat ein Glasfenster umfasst.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik; eine an die Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik gekoppelte Antenne, wobei die Antenne ein Antennenresonanzelement, eine Antennenmasse und eine Antennenspeisung umfasst, die einen ersten Speiseanschluss, der an das Antennenresonanzelement gekoppelt ist, und einen zweiten Speiseanschluss, der an die Antennenmasse gekoppelt ist, aufweist, eine Hochfrequenzübertragungsleitung, die zwischen der Hochfrequenz-Transceiver-Schaltlogik und der Antennenspeisung gekoppelt ist; und eine leitfähige Schicht, die strukturiert ist, um einen massiven Bereich und einen hochfrequenzdurchlässigen Bereich zu bilden, der eine Kante des massiven Bereichs definiert, wobei der hochfrequenzdurchlässige Bereich eine Anordnung von leitfähigen Stellen einschließt, die durch Spalte in der leitfähigen Schicht getrennt ist, und das Antennenresonanzelement aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Spalte in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich einen lateralen Oberflächenbereich aufweisen, der hochfrequenzdurchlässige Bereich einen gesamten lateralen Oberflächenbereich aufweist, der den lateralen Oberflächenbereich der Spalte einschließt, und ein Verhältnis des lateralen Oberflächenbereichs der Spalte zu dem gesamten lateralen Oberflächenbereich des hochfrequenzdurchlässigen Bereichs zwischen 0,1 % und 10 % beträgt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Antenne eine invertierte F-Antenne umfasst, das Antennenresonanzelement einen Resonanzelementarm einer invertierten F-Antenne umfasst und der Resonanzelementarm einer invertierten F-Antenne und die Antennenmasse aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet sind.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Antenne eine Dipolantenne umfasst, das Antennenresonanzelement erste und zweite Dipolantennenresonanzelementarme umfasst, die aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet sind, der erste Speiseanschluss an den ersten Dipolantennenresonanzelementarm gekoppelt ist, der zweite Speiseanschluss an den zweiten Dipolantennenresonanzelementarm gekoppelt ist und die Anordnung von leitfähigen Stellen in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich den ersten und den zweiten Dipolantennenresonanzelementarm in der leitfähigen Schicht umgibt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend: ein Substrat, das gegenüberliegende erste und zweite Oberflächen aufweist, wobei die leitfähige Schicht an der ersten Oberfläche gebildet ist und die Antennenmasse an der zweiten Oberfläche gebildet ist, die Antenne eine Patch-Antenne umfasst und das Antennenresonanzelement ein Patch-Antennen-Resonanzelement umfasst, das aus dem massiven Bereich der leitfähigen Schicht gebildet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei jede der leitfähigen Stellen in der Anordnung eine maximale laterale Abmessung aufweist, die zwischen 0,1 mm und 5 mm beträgt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Anordnung von leitfähigen Stellen einen ersten und einen zweiten Satz von leitfähigen Stellen umfasst, jede der leitfähigen Stellen in dem ersten Satz eine erste Form aufweist und jede der leitfähigen Stellen in dem zweiten Satz eine zweite Form aufweist, die sich von der ersten Form unterscheidet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Satz von leitfähigen Stellen in einem ersten Satz von Reihen und Säulen angeordnet ist, der zweite Satz von leitfähigen Stellen in einem zweiten Satz von Reihen und zweiten Säulen angeordnet ist, der erste Satz von Reihen und Säulen in Bezug auf den zweiten Satz von Reihen und Säulen versetzt ist und jeder der Spalte in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich eine Breite aufweist, die kleiner als 100 Mikrometer ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine Anzeige, die eine Anzeigendeckschicht und eine aktive Schaltlogik, die konfiguriert ist, um Licht durch die Anzeigendeckschicht zu emittieren, aufweist, wobei die leitfähige Schicht auf der Anzeigendeckschicht gebildet ist.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung, das eine leitfähige Gehäusewand aufweist, wobei die leitfähige Gehäusewand strukturiert ist, um einen hochfrequenzdurchlässigen Bereich und einen durchgehenden Bereich zu bilden, wobei der hochfrequenzdurchlässige Bereich ein erstes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht aufweist, wobei der durchgehende Bereich ein zweites Reflexionsvermögen für sichtbares Licht aufweist, das innerhalb von 20 % des ersten Reflexionsvermögens liegt, wobei der hochfrequenzdurchlässige Bereich einen Schlitz in der leitfähigen Gehäusewand umfasst, der eine Kante des durchgehenden Bereichs der leitfähigen Gehäusewand definiert, und der durchgehende Bereich der leitfähigen Gehäusewand ein Antennenresonanzelement für eine Antenne bildet; einen in dem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung angeordneten Hochfrequenz-Transceiver, wobei die Antenne ferner eine Antennenmasse, einen ersten Speiseanschluss, der an die Antennenmasse gekoppelt ist, und einen zweiten Speiseanschluss, der an den durchgehenden Bereich der leitfähigen Gehäusewand gekoppelt ist, umfasst; und eine Hochfrequenzübertragungsleitung, die zwischen dem Hochfrequenz-Transceiver und dem ersten und dem zweiten Speiseanschluss gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Schlitz einen von einer Vielzahl von Schlitzen in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich der leitfähigen Gehäusewand umfasst, die Vielzahl von Schlitzen die leitfähige Schicht in eine Vielzahl von leitfähigen Abschnitten in dem hochfrequenzdurchlässigen Bereich teilt und jeder der Schlitze in der Vielzahl von Schlitzen eine Breite aufweist, die kleiner als 100 Mikrometer ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl von Schlitzen einen Satz von parallelen Schlitzen umfasst, der konfiguriert ist, um einen linearen Polarisator für die Antenne zu bilden.