DE112018003732T5

DE112018003732T5 - Antennenstrukturen mit mehreren eingängen und mehreren ausgängen

Info

Publication number: DE112018003732T5
Application number: DE112018003732.0T
Authority: DE
Inventors: Enrique Ayala Vazquez; Hongfei Hu; Mattia Pascolini; Nanbo Jin; Matthew A. Mow; Erdinc Irci; Han Wang; Erica J. Tong
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-06-25
Also published as: KR20200010560A; CN110870135B; JP2020527892A; US11309628B2; CN110870135A; WO2019018115A1; KR102242921B1; US10886607B2; US20210044012A1; US20190027822A1

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann ein Gehäuse und vier Antennen an jeweiligen Ecken des Gehäuses einschließen. Eine Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung kann gleichzeitig Signale auf einer oder mehreren derselben Frequenzen über eine oder mehrere der vier Antennen unter Verwendung eines MIMO-Schemas (Multiple-Input-Multi-Output-Schema) übertragen. Um benachbarte Antennen zu isolieren, können mit Dielektrikum gefüllte Öffnungen in leitfähigen Wänden des Gehäuses ausgebildet werden, um die Wände in Segmente zu unterteilen, die zur Bildung von Resonanzelementarmen für die Antennen verwendet werden. Falls gewünscht, können die erste und die zweite Antenne Resonanzelementarme einschließen, die aus einer Wand ohne Spalte gebildet sind. Die erste und die zweite Antenne können benachbarte Rückleitungspfade einschließen. Ein Magnetfeld, das Strömen für die erste Antenne zugeordnet ist, kann sich mit einem Magnetfeld, das Strömen für die zweite Antenne zugeordnet ist, an den angrenzenden Rückleitungspfaden aufheben, wodurch die erste und zweite Antenne elektromagnetisch isoliert werden.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 21. Juli 2017 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 15/657,001 , die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in dieses Dokument aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Dies betrifft im Allgemeinen elektronische Vorrichtungen und genauer elektronische Vorrichtungen mit Drahtlos-Kommunikationsschaltung.
Elektronische Vorrichtungen schließen oftmals eine Drahtlos-Schaltung 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. In einigen drahtlosen Vorrichtungen sind Antennen sperrig. In anderen Vorrichtungen sind Antennen kompakt, aber empfindlich gegenüber der Position der Antennen relativ zu externen Objekten. Es ist häufig schwierig, drahtlose Kommunikation mit einer zufriedenstellenden Datenrate (Datendurchsatz) unter Verwendung einer einzelnen Antenne in einer drahtlosen Vorrichtung durchzuführen, besonders weil von drahtlosen Vorrichtungen ausgeführte Software-Anwendungen immer datenintensiver werden. Um die mögliche Datenrate für die drahtlose Vorrichtung zu erhöhen, können drahtlose Vorrichtungen mehrere Antennen einschließen, die Hochfrequenzsignale auf derselben Frequenz übertragen. Es kann jedoch schwierig sein, mehrere Antennen, die auf derselben Frequenz betrieben werden, elektromagnetisch zu isolieren, was potenziell zu Interferenzen zwischen den durch alle Antennen übertragenen Hochfrequenzsignalen und einer Verschlechterung in der Hochfrequenzleistung der drahtlosen Vorrichtung führt.
Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, eine verbesserte Drahtlos-Schaltung für elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise elektronische Vorrichtungen mit mehreren Antennen, bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer Drahtlos-Schaltung bereitgestellt sein. Die Drahtlos-Schaltung kann mehrere Antennen und eine Sendeempfänger-Schaltung einschlie-ßen. Die elektronische Vorrichtung kann ein Gehäuse mit einem ersten und zweiten Ende, die einander gegenüberliegen, und einem rechteckigen Umfang mit einer ersten und zweiten Ecke am ersten Ende und einer dritten und vierten Ecke am zweiten Ende einschließen.
Die Antennen können eine erste Antenne an der ersten Ecke, eine zweite Antenne an der zweiten Ecke, eine dritte Antenne an der dritten Ecke und eine vierte Antenne an der vierten Ecke einschließen. Die erste und vierte Antenne können ein größeres Raumvolumen als die erste und zweite Antenne einnehmen. Eine Sendeempfänger-Schaltung wie eine Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung kann gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer oder mehreren gleichen Frequenzen über die erste, zweite, dritte und/oder vierte Antenne unter Verwendung eines MIMO-Schemas (Multiple-Input-Multiple-Output) übertragen. Zum Beispiel kann die Sendeempfänger-Schaltung Hochfrequenzsignale mit einer ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und vierten Antenne und mit einer zweiten Frequenz, die größer als die erste Frequenz ist, unter Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Antenne übertragen. Falls gewünscht, kann die Sendeempfänger-Schaltung auch gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz, die größer als die zweite Frequenz ist, unter Verwendung der ersten und vierten Antenne oder unter Verwendung der ersten, zweiten, dritten sowie vierten Antenne übertragen.
Das Gehäuse kann periphere leitfähige Gehäusewände enthalten. Die Antennen können jeweils Resonanzelementarme einschließen, die aus den peripheren leitfähigen Gehäusewänden gebildet sind. Um sicherzustellen, dass benachbarte Antennen elektromagnetisch isoliert sind, wenn sie mit der gleichen Frequenz arbeiten, kann eine mit Dielektrikum gefüllte Öffnung in einer bestimmten peripheren leitfähigen Wand die Wand in ein erstes und zweites Segment unterteilen, die zum Ausbilden von Resonanzelementarmen für die erste bzw. zweite Antenne verwendet werden. In ähnlicher Weise kann eine mit Dielektrikum gefüllte Öffnung in einer zusätzlichen leitfähigen Wand ausgebildet sein, die die zusätzliche Wand in ein drittes und viertes Segment unterteilt, die zum Ausbilden von Resonanzelementarmen für die dritte bzw. vierte Antenne verwendet werden. Falls gewünscht, kann eine schaltende Schaltung zwischen der ersten und zweiten Antenne und der dritten und vierten Antenne gekoppelt sein. Die schaltende Schaltung kann einen Zustand aufweisen, in dem die erste und zweite Antenne dazu konfiguriert sind, eine einzige fünfte Antenne zu bilden, und in dem die dritte und vierte Antenne dazu konfiguriert sind, eine einzige sechste Antenne zu bilden. Die Sendeempfänger-Schaltung kann gleichzeitig Hochfrequenzsignale über die fünfte und sechste Antenne mit einer oder mehreren gleichen Frequenzen unter Verwendung eines MIMO-Schemas übertragen, falls gewünscht.
In einer anderen geeigneten Anordnung können die erste und zweite Antenne Resonanzelementarme einschließen, die aus Teilen einer leitfähigen Gehäusewand ohne mit Dielektrikum gefüllte Spalte ausgebildet sind. In diesem Beispiel können die erste und zweite Antenne benachbarte Rückleitungspfade einschließen, die zwischen der Gehäusewand und einer internen Massefläche gekoppelt sind. Ein Magnetfeld, das Strömen für die erste Antenne zugeordnet ist, kann sich mit einem Magnetfeld, das Strömen für die zweite Antenne zugeordnet ist, aufheben, wenn die Ströme über die angrenzenden Rückleitungspfade fließen, wodurch die erste und zweite Antenne elektromagnetisch isoliert werden, obwohl die erste und zweite Antenne beide aus einer einzigen durchgehenden Gehäusewand gebildet sind.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schaltung in einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Drahtlos-Schaltung gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden Drahtlos-Schaltung einschließlich mehrerer Antennen zum Durchführen von MIMO-Kommunikation (Multiple-Input-Multiple-Output) gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine graphische Darstellung, die zeigt, wie veranschaulichende Antennen des in 3 gezeigten Typs drahtlose Kommunikation in mehreren Frequenzbändern gemäß einer Ausführungsform durchführen können.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Inverted-F-Antenne gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden Schlitzantenne gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden ersten und zweiten Antenne mit angrenzenden Rückleitungspfaden zur Durchführung von MIMO-Kommunikation gemäß einer Ausführungsform.
9 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden ersten und zweiten Antenne mit angrenzenden Rückleitungspfaden zur Durchführung von MIMO-Kommunikationen und mit Resonanzelementen, die aus einer durchgehenden leitfähigen elektronischen Vorrichtungsgehäusewand gemäß einer Ausführungsform ausgebildet sind.
10 ist ein Diagramm, das zeigt, wie veranschaulichende Antennen des in 8 und 9 gezeigten Typs elektromagnetisch voneinander isoliert werden können, während sie MIMO-Kommunikationen gemäß einer Ausführungsform durchführen.
11 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden ersten und zweiten Antenne mit mechanisch getrennten Resonanzelementen zur Durchführung von MIMO-Kommunikation gemäß einer Ausführungsform.
12 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden ersten und zweiten Antenne mit mechanisch getrennten Resonanzelementen, die aus einer leitfähigen elektronischen Vorrichtungsgehäusewand gebildet sind und eine schaltende Schaltung zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten MIMO-Modus aufweisen, gemäß einer Ausführungsform.
13 ist ein Diagramm einer schaltenden Schaltung, die zum Umschalten von Antennen des in 11 und 12 gezeigten Typs zwischen dem ersten und zweiten MIMO-Modus verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
14 ist ein Schaubild der Antennenleistung (Antennenwirkungsgrad) für veranschaulichende Antennenstrukturen des in 8 bis 13 gezeigten Typs gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Elektronische Vorrichtungen, wie die elektronische Vorrichtung 10 in 1, können mit einer Drahtlos-Kommunikationsschaltung bereitgestellt werden. Die Drahtlos-Kommunikationsschaltung kann verwendet werden, um drahtlose Kommunikation in mehreren drahtlosen Kommunikationsbändern zu unterstützen.
Die Drahtlos-Kommunikationsschaltung kann eine oder mehr Antennen aufweisen. Die Antennen der Drahtlos-Kommunikationsschaltung können Schleifenantennen, Inverted-F-Antenne n, Streifenantennen, PIF-Antennen, Schlitzantennen, Dipolantennen, Monopolantennen, Wendelantennen, Patch-Antennen, Hybridantennen, die Antennenstrukturen von mehr als einem Typ einschließen, oder andere geeignete Antennen einschließen. Leitfähige Strukturen für die Antennen können, falls gewünscht, aus leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen gebildet werden.
Die leitfähigen Strukturen elektronischer Vorrichtungen können leitfähige Gehäusestrukturen einschließen. Die Gehäusestrukturen können periphere Strukturen, wie beispielsweise periphere leitfähige Strukturen einschließen, die um die Peripherie einer elektronischen Vorrichtung herum verlaufen. Die peripheren leitfähigen Strukturen können als eine Einfassung für eine plane Struktur wie beispielsweise eine Anzeige dienen, können als Seitenwandstrukturen für ein Vorrichtungsgehäuse dienen, können Abschnitte aufweisen, die von einem integralen planen Rückseitengehäuse nach oben verlaufen (um z. B. vertikale plane Seitenwände oder gebogene Seitenwände auszubilden), und/oder können andere Gehäusestrukturen ausbilden.
Spalte können in den peripheren leitfähigen Strukturen ausgebildet sein, welche die peripheren leitfähigen Strukturen in periphere Segmente teilen. Eines oder mehrere der Segmente können beim Ausbilden von einer oder mehreren Antennen für die elektronische Vorrichtung 10 verwendet werden. Antennen können auch unter Verwendung einer Antennenmasseplatte, die aus leitfähigen Gehäusestrukturen wie beispielsweise Metallgehäuse-Mittelplattenstrukturen ausgebildet sind, und anderen internen Vorrichtungsstrukturen ausgebildet sein. Gehäuserückwandstrukturen können beim Ausbilden von Antennenstrukturen, wie beispielsweise einer Antennenmasse, verwendet werden.
Bei der elektronischen Vorrichtung 10 kann es sich um eine tragbare elektronische Vorrichtung oder eine andere geeignete elektronische Vorrichtung handeln. Zum Beispiel kann die elektronische Vorrichtung 10 eine tragbare elektronische Vorrichtung, wie ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung, eine Fernsteuervorrichtung, eine tragbare Vorrichtung, wie eine Armbanduhrvorrichtung, eine Schmuckanhängervorrichtung, eine Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung für virtuelle oder erweiterte Realität, eine in eine Brille oder andere am Kopf eines Benutzers getragene Ausrüstung eingebettete Vorrichtung oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, eine Spielsteuerung, eine Computermaus, eine Tastatur, ein Mousepad, ein Navigationsgerät oder eine Trackpad- oder Touchpad-Vorrichtung sein, oder eine elektronische Vorrichtung 10 kann eine größere Vorrichtung, wie ein Fernsehgerät, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, eine Computeranzeige, die keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, ein eingebettetes System, wie ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung in einem Kiosk, Gebäude, Fahrzeug oder Auto befestigt ist, ein drahtloser Zugangspunkt oder eine Basisstation, ein Desktop-Computer, 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.
Die Vorrichtung 10 kann ein Gehäuse, wie beispielsweise ein Gehäuse 12, einschließen. Das Gehäuse 12, das manchmal als „Case“ bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination dieser Materialien ausgebildet sein. In manchen Situationen können Teile des Gehäuses 12 aus dielektrischem oder anderem Material mit geringer Leitfähigkeit 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 Vorrichtung 10 eine Steuerschaltung wie eine Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 kann Speicher wie Festplattenlaufwerkspeicher, nichtflüchtigen Speicher (z. B. Flash-Speicher oder anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der zum Ausbilden eines Solid-State-Laufwerks konfiguriert ist), flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher (RAM)) usw. einschließen. Eine Verarbeitungsschaltung in Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 kann verwendet werden, um den Betrieb von Vorrichtung 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltung kann auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten (microcontrollers), digitalen Signalprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits) usw. beruhen.
Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 kann verwendet werden, um Software auf der Vorrichtung 10 auszuführen, wie Internetbrowser-Anwendungen, Voice-Over Internet-Protokoll-Telefonie-Anwendungen (VOIP-Telefonie-Anwendungen), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabe-Anwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. Um Interaktionen mit externen Vorrichtungen zu unterstützen, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 zum Implementieren von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Zu Kommunikationsprotokollen, die unter Verwendung der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 implementiert werden können, zählen Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (z. B. IEEE-802.11-Protokolle, die manchmal als WiFi® bezeichnet werden), Protokolle für andere drahtlose Kommunikationsverbindungen mit kurzer Reichweite, wie beispielsweise das Bluetooth®-Protokoll, Mobiltelefonprotokolle (z. B. Long Term Evolution(LTE)-Protokolle, LTE Advanced-Protokolle, Global System for Mobile Communications(GSM)-Protokolle, Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)-Protokolle oder andere Mobiltelefonprotokolle), Protokolle für mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge (MIMO-Protokolle), Antennendiversitätsprotokolle, Kombinationen von diesen usw.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Daten an die Vorrichtung 10 übermittelt werden und dass Daten von jeder Vorrichtung 10 an externe Vorrichtungen übermittelt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 Touchscreens, Displays ohne Berührungssensorfähigkeiten, Tasten, Joysticks, Scroll-Räder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Tasten, Lautsprecher, Statusanzeiger, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioportkomponenten, Vorrichtungen mit digitalem Datenport, Lichtsensoren, Bewegungssensoren (Beschleunigungsmesser), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren, Fingerabdrucksensoren (z. B. einen Fingerabdrucksensor, der in eine Taste, wie beispielsweise die Taste 24 von 1, integriert ist, oder einen Fingerabdrucksensor, der den Platz der Taste 24 einnimmt), usw. einschließen.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann eine Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 zur drahtlosen Kommunikation mit externen Vorrichtungen einschließen. Die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 kann eine Hochfrequenz (HF)-Sendeempfänger-Schaltung, 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 Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 kann eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung 42 zum Handhaben verschiedener Hochfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltung 34 die Sendeempfänger-Schaltungen 44, 46 und 48 einschließen. Die Sendeempfänger -Schaltung 46 kann 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder für WLAN® (IEEE 802.11)-Kommunikationen oder andere Bänder für drahtlose lokale Netzwerke (WLAN) abwickeln und kann das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband oder andere Wireless Personal Area Network(WPAN)-Bänder abwickeln. Die Schaltung 34 kann eine Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung 48 zur Handhabung drahtloser Kommunikation in Frequenzbereichen wie einem unteren Kommunikationsband von 700 bis 960 MHz, einem unteren mittleren Band von 1400 bis 1520 MHz, einem mittleren Band von 1710 bis 2170 MHz und einem oberen Band von 2300 bis 2700 MHz oder anderen Kommunikationsbändern zwischen 700 MHz und 4000 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen (als Beispiele) verwenden. Die Schaltung 48 kann Sprachdaten und Nichtsprachdaten unter Verwendung von einem oder mehreren Mobiltelefon-Protokollen (z. B. LTE-Protokollen (Long Term Evolution), LTE Advanced-Protokollen, GSM-Protokollen (Global System for Mobile Communications), UMTS-Protokollen (Universal Mobile Telecommunications System), anderen Mobiltelefonprotokollen usw.) handhaben.
Falls gewünscht, kann die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 Schaltungen für andere drahtlose Verbindungen mit kurzer und langer Reichweite beinhalten. Die Schaltung kann, zum Beispiel, für die drahtlose Kommunikation 34 eine 60 GHz- Sendeempfänger-Schaltung, eine Schaltung zum Empfangen von Fernseh- und Radiosignalen, Paging-System- Sendeempfänger, Nahfeldkommunikationsschaltungen (NFC-Schaltungen) usw. einschließen. Die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 kann eine Empfängerausrüstung für das Global Positioning System (GPS), wie etwa die GPS-Empfängerschaltung 44 zum Empfangen von GPS-Signalen bei 1575 MHz oder zur Handhabung anderer Satellitenpositionierungsdaten einschließen. Bei WiFi®- und Bluetooth®-Verbindungen und anderen drahtlosen Verbindungen mit kurzer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über mehrere zehn oder hunderte von Fuß zu übermitteln. Bei Mobiltelefonverbindungen und anderen Verbindungen mit langer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über tausende von Fuß oder Meilen zu übertragen.
Die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 kann Antennen 40 einschließen. Die Antennen 40 können unter Verwendung beliebiger geeigneter Antennentypen ausgebildet sein. Beispielsweise können die Antennen 40 Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, Inverted-F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, PIF-Antennenstrukturen, Wendelantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, Dipolantennenstrukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. gebildet sind. Für unterschiedliche Bänder und Kombinationen von Bändern können unterschiedliche Arten von Antennen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein bestimmter Antennentyp beim Ausbilden einer Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung verwendet werden, und ein anderer Antennentyp kann beim Ausbilden einer Antenne für eine drahtlose Fernverbindung verwendet werden.
Wie in 2 gezeigt, kann die Sendeempfänger-Schaltung 42 in der Drahtlos-Schaltung 34 mit Antennenstrukturen 40 unter Verwendung von Pfaden wie Pfad 50 gekoppelt sein. Die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 kann mit der Steuerschaltung 28 gekoppelt sein. Die Steuerschaltung 28 kann mit den Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 gekoppelt sein. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können eine Ausgabe von der Vorrichtung 10 liefern und eine Eingabe von Quellen empfangen, die für die Vorrichtung 10 extern sind.
Um Antennenstrukturen, wie beispielsweise die eine oder mehreren Antennen 40, mit der Fähigkeit bereitzustellen, Kommunikationsfrequenzen von Interesse abzudecken, können eine oder mehrere Antennen 40 mit Schaltungen, wie beispielsweise Filterschaltungen (z. B. einem oder mehreren passiven Filtern und/oder einer oder mehreren abstimmbaren Filterschaltungen) bereitgestellt werden. Diskrete Komponenten, wie beispielsweise Kondensatoren, Spulen und Widerstände, können in die Filterschaltungen integriert werden.
Kapazitive Strukturen, induktive Strukturen und Widerstandsstrukturen können zudem aus strukturierten Metallstrukturen (z. B. einem Teil einer Antenne) ausgebildet sein. Falls gewünscht, können die eine oder mehreren Antennen 40 mit einstellbaren Schaltungen wie abstimmbaren Komponenten 60 bereitgestellt werden, um Antennen auf Kommunikationsbänder von Interesse abzustimmen. Abstimmbare Komponenten 60 können Teil eines abstimmbaren Filters oder abstimmbaren Impedanzanpassungsnetzwerks sein, können Teil eines Antennenresonanzelements sein, können einen Spalt zwischen einem Antennenresonanzelement und einer Antennenmasse überspannen usw. die abstimmbaren Komponenten 60 können abstimmbare Spulen, abstimmbare Kondensatoren oder andere abstimmbare Komponenten einschließen. Regelbare Komponenten wie diese können auf Schaltern und Netzwerken von festen Komponenten, verteilten Metallstrukturen, die zugeordnete verteilte Kapazitäten und Induktivitäten erzeugen, variablen Festkörpervorrichtungen zum Erzeugen variabler Kapazitäts- und Induktivitätswerte, regebaren Filtern oder anderen geeigneten regelbaren Strukturen beruhen. Während des Betriebs von Vorrichtung 10 kann die Steuerschaltung 28 auf einem oder mehreren Pfaden wie Pfad 62 Steuersignale ausgeben, die Induktivitätswerte, Kapazitätswerte oder andere Parameter einstellen, die den abstimmbaren Komponenten 60 zugeordnet sind, wodurch die Antennenstrukturen 40 abgestimmt werden, um gewünschte Kommunikationsbänder abzudecken. Falls gewünscht, können die Komponenten 60 feste (nicht einstellbare) Abstimmkomponenten wie Kondensatoren, Widerstände und/oder Spulen, einschließen.
Pfad 50 kann eine oder mehrere Übertragungsleitungen einschließen. Zum Beispiel kann es sich bei Signalpfad 50 aus 2 um eine Übertragungsleitung mit einem positiven Signalleiter wie Leitung 52 und einem Massesignalleiter wie Leitung 54 handeln. Die Leitungen 52 und 54 können (zum Beispiel) Teile eines Koaxialkabels, einer Streifenleitungsübertragungsleitung oder einer Mikrostreifenübertragungsleitung bilden. Ein Anpassungsnetzwerk, das aus Komponenten wie festen oder abstimmbaren Spulen, Widerständen und Kondensatoren gebildet ist, kann beim Anpassen der Impedanz von Antenne(n) 40 an die Impedanz der Übertragungsleitung 50 verwendet werden. Anpassungsnetzwerkkomponenten können als diskrete Komponenten (z. B. Komponenten der Oberflächenmontiertechnologie) bereitgestellt werden oder können aus Gehäusestrukturen, Leiterplattenstrukturen, Bahnen auf Kunststoffträgern usw. gebildet sein. Komponenten wie diese können auch beim Bilden einer Filterschaltung in der/den Antenne(n) 40 verwendet werden und können abstimmbare und/oder feste Komponenten (z. B. die Komponenten 60) sein.
Die Übertragungsleitung 50 kann an Antennenzuleitungsstrukturen wie Antennenzuleitung 55 in Verbindung mit Antennenstrukturen 40 gekoppelt sein. Zum Beispiel können die Antennenstrukturen 40 eine Inverted-F-Antenne, eine Schlitzantenne, eine hybride Inverted-F-Schlitzantenne oder andere Antennen mit einer Antennenzuleitung mit positivem Antennenzuleitungsanschluss wie Anschluss 56 und einem Masse-Antennenzuleitungsanschluss wie Masse-Antennenzuleitungsanschluss 58 bilden. Der positive Übertragungsleitungsleiter 52 kann mit dem positiven Antennenzuleitungsanschluss 56 gekoppelt sein, und der Masseübertragungsleitungsleiter 54 kann mit Masseantennenzuleitungsanschluss 58 gekoppelt sein. 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.
Die Antennenstrukturen 40 können Resonanzelementstrukturen, Antennenmasseflächenstrukturen, eine Antennenzuleitung wie Zuleitung 55 und andere Komponenten (z. B. abstimmbare Komponenten 60) einschließen. Die Antennenstrukturen 40 können konfiguriert sein, beliebige geeignete Typen von Antennen zu bilden. In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal als ein Beispiel beschrieben ist, werden die Antennenstrukturen 40 verwendet, um eine hybride Inverted-F-Schlitzantenne zu implementieren, die Resonanzelemente sowohl von Inverted-F-Antennen als auch von Schlitzantennen einschließt.
Falls gewünscht, können mehrere Antennen 40 in der Vorrichtung 10 gebildet werden. Jede Antenne 40 kann mit der Sendeempfänger-Schaltung 50 über jeweilige Übertragungsleitungen 42 gekoppelt sein. Falls gewünscht, können zwei oder mehr Antennen 40 dieselben Übertragungsleitungsstrukturen 50 gemeinsam nutzen. 3 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Vorrichtung 10 mehrere Antennen 40 zum Durchführen drahtloser Kommunikationen einschließen kann.
Wie in 3 gezeigt, kann Vorrichtung 10 zwei oder mehr Antennen 40 wie eine erste Antenne 40-1, eine zweite Antenne 40-2, eine dritte Antenne 40-3 und eine vierte Antenne 40-4 einschließen. Antennen 40 können an verschiedenen Stellen innerhalb des Gehäuses 12 der Vorrichtung 10 bereitgestellt werden. Zum Beispiel können Antenne 40-1 und 40-2 innerhalb von Bereich 66 an einem ersten (oberen) Ende von Gehäuse 12 ausgebildet sein, während Antenne 40-3 und 40-4 innerhalb von Bereich 68 an einem gegenüberliegenden zweiten (unteren) Ende von Gehäuse 12 ausgebildet sind. In dem Beispiel von 3 hat das Gehäuse 12 einen rechteckigen Umfang (z. B. einen Umfang mit vier Ecken), und jede Antenne 40 ist an einer jeweiligen Ecke des Gehäuses 12 ausgebildet. Dies dient lediglich zur Veranschaulichung, und im Allgemeinen können die Antennen 40 an beliebigen gewünschten Stellen in der Vorrichtung 12 gebildet sein.
Die drahtlose Schaltung 34 kann Eingabe-Ausgabe-Ports wie Port 74 als Schnittstelle zu digitalen Datenschaltungen in Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 (1) einschließen. Die drahtlose Schaltung 34 kann eine Basisbandschaltung wie Basisband (BB)-Prozessor 70 und eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung wie die Sendeempfänger-Schaltung 42 einschließen.
Port 74 kann digitale Daten von Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 empfangen, die von der Sendeempfänger-Schaltung 42 zu übertragen sind. Eingehende Daten, die von der Sendeempfänger-Schaltung 42 und dem Basisband-Prozessor 70 empfangen werden, können der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 über Port 74 zugeführt werden.
Die Sendeempfänger-Schaltung 42 kann einen oder mehrere Sender und einen oder mehrere Empfänger einschließen. Zum Beispiel kann die Sendeempfänger-Schaltung 42 mehrere drahtlose Remote-Sendeempfänger-Schaltungen 48 (1) wie einen ersten Sendeempfänger 48-1, einen zweiten Sendeempfänger 48-2, einen dritten Sendeempfänger 48-3 und einen vierten Sendeempfänger 48-4 (z. B. Sendeempfänger zum Handhaben von Sprach- und Nichtsprachmobiltelefonkommunikation in Mobiltelefonkommunikationsbändern) einschlie-ßen. Jeder Sendeempfänger 48 kann über eine Übertragungsleitung 50 mit einer jeweiligen Antenne 40 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann der erste Sendeempfänger 48-1 über die Übertragungsleitung 50-1 mit Antenne 40-1 gekoppelt sein, kann der zweite Sendeempfänger 48-2 über die Übertragungsleitung 50-2 mit Antenne 40-2 gekoppelt sein, kann der dritte Sendeempfänger 48-3 über die Übertragungsleitung 50-3 mit Antenne 40-3 gekoppelt sein und kann der vierte Sendeempfänger 48-4 über die Übertragungsleitung 50-4 mit Antenne 40-4 gekoppelt sein.
Die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 76 kann auf jeder Übertragungsleitung 50 eingefügt sein (z. B. können erste Frontend-Schaltungen 76-1 auf Leitung 50-1 eingefügt sein, können zweite Frontend-Schaltungen 76-2 auf Leitung 50-2 eingefügt sein, können dritte Frontend-Schaltungen 76-3 auf Leitung 50-3 eingefügt sein usw.). Die Frontend-Schaltung 76 kann jeweils eine schaltende Schaltung, Filter-Schaltung (z. B. Duplexer- und/oder Diplexer-Schaltung, Sperrfilter-Schaltung, Tiefpassfilter-Schaltung, Hochpassfilter-Schaltung, Bandpassfilter-Schaltung usw.), Impedanzanpassungs-Schaltung zum Anpassen der Impedanz von Übertragungsleitung 50 an die entsprechende Antenne 40, Netzwerke von aktiven und/oder passiven Komponenten wie Komponenten 60 aus 2, Hochfrequenzkopplungs-Schaltung zum Erfassen von Antennenimpedanzmessungen oder eine andere beliebige Hochfrequenz-Schaltung einschließen. Falls gewünscht, kann die Frontend-Schaltung 76 eine schaltende Schaltung einschließen, die dafür konfiguriert ist, Antenne 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 selektiv mit unterschiedlichen entsprechenden Sendeempfängern 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 zu koppeln (z. B. so dass jede Antenne Kommunikation für verschiedene Sendeempfänger 48 im Verlauf der Zeit je nach Zustand der schaltenden Schaltung in Frontend-Schaltung 76 handhaben kann).
Falls gewünscht, können die Frontend-Schaltungen 76 eine Filter-Schaltung (z. B. Duplexer bzw. Diplexer) einschließen, die es der entsprechenden Antenne 40 ermöglicht, Hochfrequenzsignale gleichzeitig zu senden und zu empfangen (z. B. unter Verwendung eines Frequenzbereichduplexsystems (Frequency Domain Duplexing, FDD)). Die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können Funkfrequenzsignale in jeweiligen Zeitschlitzen senden und/oder empfangen, oder zwei oder mehr der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können Radiofrequenzsignale gleichzeitig senden und/oder empfangen. Allgemein kann jede gewünschte Kombination von Sendeempfängern 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 Hochfrequenzsignale unter Verwendung der entsprechenden Antenne 40 zu einer gegebenen Zeit senden und/oder empfangen. In einer geeigneten Anordnung kann jeder der Sendeempfänger 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 Hochfrequenzsignale empfangen, während einer der Sendeempfänger 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 zu einer gegebenen Zeit Hochfrequenzsignale sendet.
Eine Verstärker-Schaltung wie ein oder mehrere Leistungsverstärker kann auf Übertragungsleitungen 50 zwischengeschaltet sein und/oder innerhalb der Sendeempfänger-Schaltung 42 zum Verstärken von Hochfrequenzsignalen ausgebildet sein, die vor Übertragung über die Antennen 40 von Sendeempfängern 48 ausgegeben werden. Eine Verstärker-Schaltung wie ein oder mehrere rauscharme Verstärker kann auf den Übertragungsleitungen 50 zwischengeschaltet sein und/oder innerhalb der Sendeempfänger-Schaltung 42 angeordnet sein, um Hochfrequenzsignale zu verstärken, die von den Antennen 40 empfangen werden, bevor die empfangenen Signale an den Sendeempfänger 48 übermittelt werden.
Im Beispiel aus 3 sind getrennte Frontend-Schaltungen 76 auf jeder Übertragungsleitung 50 gebildet. Dies ist lediglich veranschaulichend. Wenn gewünscht, können zwei oder mehr Übertragungsleitungen 50 dieselben Frontend-Schaltungen 76 gemeinsam nutzen (z. B. können Frontend-Schaltungen 76 auf demselben Substrat, Modul oder derselben integrierten Schaltung gebildet sein).
Jeder der Sendeempfänger 48 kann zum Beispiel eine Schaltung zum Umwandeln der von Basisbandprozessor 70 über Pfad 72 empfangenen Basisbandsignale in entsprechende Hochfrequenzsignale einschließen. Zum Beispiel können die Sendeempfänger 48 jeweils eine Mischer-Schaltung zum Aufwärtswandeln der Basisbandsignale in Hochfrequenzen vor Übertragung über die Antennen 40 einschließen. Die Sendeempfänger 48 können eine Digital-Analog-Wandler (DAC)- und/oder Analog-Digital-Wandler (ADC)-Schaltung zum Umwandeln von Signalen zwischen digitalen und analogen Domänen einschließen. Jeder der Sendeempfänger 48 kann eine Schaltung zum Umwandeln der von den Antennen 40 über die Pfade 50 empfangenen Hochfrequenzsignalen in entsprechende Basisbandsignale einschließen. Zum Beispiel können die Sendeempfänger 48 jeweils eine Mischer-Schaltung zum Abwärtswandeln der Hochfrequenzsignale in Basisbandfrequenzen einschließen, bevor die Basisbandsignale über die Pfade 72 an den Basisbandprozessor 70 übermittelt werden.
Jeder Sendeempfänger 48 kann auf demselben Substrat, derselben integrierten Schaltung oder demselben Modul ausgebildet sein (z. B. kann die Sendeempfänger-Schaltung 42 ein Sendeempfänger-Modul mit einem Substrat oder einem integrierten Schaltkreis sein, auf dem jeder der Sendeempfänger 48 ausgebildet ist), oder zwei oder mehr Sendeempfänger 48 können auf separaten Substraten, integrierten Schaltungen oder Modulen ausgebildet sein. Die Basisband-Schaltung 70 und Frontend-Schaltung 76 können auf demselben Substrat, derselben integrierten Schaltung oder demselben Modul wie die Sendeempfänger 48 ausgebildet sein oder können auf von den Sendeempfängern 48 getrennten Substraten, integrierten Schaltungen oder Modulen ausgebildet sein. In einer anderen geeigneten Anordnung kann Sendeempfänger-Schaltung 42 einen einzigen Sendeempfänger 48 mit vier Ports einschlie-ßen, von denen jeder mit einer jeweiligen Übertragungsleitung 50 gekoppelt ist, sofern gewünscht. Jeder Sendeempfänger 48 kann eine Sender- und Empfängerschaltung zum Senden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen einschließen. In einer anderen geeigneten Anordnung können ein oder mehrere Sendeempfänger 48 nur eine Signalübertragung oder einen Signalempfang durchführen (z. B. können eine oder mehrere Schaltungen 48 ein dedizierter Sender oder dedizierter Empfänger sein).
In dem Beispiel von 3 können Antenne 40-1 und 40-4 einen größeren Raum einnehmen (z. B. einen größeren Bereich oder ein größeres Volumen innerhalb von Vorrichtung 10) als Antenne 40-2 und 40-3. Dies kann es den Antennen 40-1 und 40-4 ermöglichen, Kommunikationen bei längeren Wellenlängen (d. h. niedrigeren Frequenzen) als die Antennen 40-2 und 40-3 zu unterstützen. Dies ist lediglich veranschaulichend und, falls gewünscht, kann jede der Antennen 40-1, 40-2, 40-3, und 40-4 das gleiche Volumen besetzen oder kann unterschiedliche Volumina besetzen. Die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können konfiguriert sein, um Funkfrequenzsignale in mindestens einem gemeinsamen Frequenzband zu übermitteln. Falls gewünscht, können eine oder mehrere der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 Funkfrequenzsignale in mindestens einem Frequenzband handhaben, das nicht durch eine oder mehrere der anderen Antennen in der Vorrichtung 10 abgedeckt ist.
Falls gewünscht, können jede Antenne 40 und jeder Sendeempfänger 48 Hochfrequenzkommunikation in mehreren Frequenzbändern (z. B. mehreren Mobiltelefonkommunikationsbändern) handhaben. Zum Beispiel können Sendeempfänger 48-1, Antenne 40-1, Sendeempfänger 48-4 und Antenne 40-4 Hochfrequenzsignale in einem ersten Frequenzband wie einem unteren Band zwischen 700 und 960 MHz, einem zweiten Frequenzband wie einem mittleren Band zwischen 1700 und 2200 MHz und einem dritten Frequenzband wie einem oberen Band zwischen 2300 und 2700 MHz handhaben. Sendeempfänger 48-2, Antenne 40-2, Sendeempfänger 48-3 und Antenne 40-3 können Hochfrequenzsignale im zweiten Frequenzband zwischen 1700 und 2200 MHz und im dritten Frequenzband zwischen 2300 und 2700 MHz handhaben (z. B. besetzen Antenne 40-2 und 40-3 möglicherweise kein ausreichendes Volumen, um Signale innerhalb des unteren Bands zu unterstützen).
Das Beispiel aus 3 dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Antennen 40 jedes gewünschte Frequenzband abdecken. Die Sendeempfänger-Schaltung 42 kann andere Sendeempfänger-Schaltungen wie eine oder mehrere Schaltungen 36 aus 1 einschließen, die mit einer oder mehreren Antennen 40 gekoppelt sind. Das Gehäuse 12 kann jede gewünschte Form aufweisen. Das Bilden jeder Antenne 40-1 bis 40-4 an unterschiedlichen Ecken des Gehäuses 12 kann, zum Beispiel, die Mehrpfadeausbreitung von drahtlosen Daten maximieren, die durch die Antennen 40 übermittelt werden, um den Gesamtdatendurchsatz für die Drahtlos-Schaltung 34 zu optimieren.
Beim Betrieb unter Verwendung einer einzelnen Antenne 40 kann ein einzelner Datenstrom von drahtlosen Daten zwischen der Vorrichtung 10 und externer Kommunikationsausrüstung (z. B. einer oder mehreren anderen drahtlosen Vorrichtungen, wie drahtlosen Basisstationen, Zugangspunkten, Mobiltelefonen, Computern usw.) übertragen werden. Dies kann eine Obergrenze für die Datenrate (Datendurchsatz) auferlegen, die durch die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 in Verbindung mit der externen Kommunikationsausrüstung erreichbar ist. Da die Komplexität von Software-Anwendungen und anderen Vorrichtungsvorgängen im Laufe der Zeit zunimmt, nimmt die Menge an Daten, die zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Kommunikationsausrüstung übertragen werden muss, üblicherweise derart zu, dass eine einzelne Antenne 40 möglicherweise nicht dazu in der Lage ist, einen ausreichenden Datendurchsatz zum Abwickeln der gewünschten Vorrichtungsvorgänge bereitzustellen.
Um den Gesamtdatendurchsatz der Drahtlos-Schaltung 34 zu erhöhen, können mehrere Antennen 40 unter Verwendung eines Mehrfacheingangs- und Mehrfachausgangs (MIMO)- Systems betrieben werden. Beim Betrieb unter Verwendung eines MIMO-Systems können zwei oder mehrere Antennen 40 an der Vorrichtung 10 verwendet werden, um mehrere unabhängige Ströme von drahtlosen Daten auf denselben Frequenzen zu übermitteln. Dies kann den Gesamtdatendurchsatz zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Kommunikationsausrüstung bezogen auf Szenarien, in denen nur eine einzelne Antenne 40 verwendet wird, erheblich erhöhen. Im Allgemeinen gilt, dass je größer die Anzahl der Antennen 40 ist, die zum Übertragen von drahtlosen Daten unter den MIMO-Schemas verwendet werden, desto größer der Gesamtdurchsatz der Schaltung 34 ist.
Wenn jedoch nicht sorgfältig vorgegangen wird, können Hochfrequenzsignale, die auf demselben Frequenzband durch mehrere Antennen 40 übertragen werden, einander stören, was dazu beiträgt, dass die gesamte drahtlose Leistungsfähigkeit der Schaltung 34 verschlechtert wird. Sicherzustellen, dass Antennen, die auf derselben Frequenz betrieben werden, elektromagnetisch voneinander isoliert sind, kann für benachbarte Antennen 40 (z. B. die Antennen 40-1 und 40-2, die Antennen 40-3 und 40-4 usw.) und für die Antennen 40, die gemeinsam genutzte (geteilte) Strukturen aufweisen (z. B., die aus benachbarten oder geteilten leitfähigen Abschnitten des Gehäuses 12 gebildete Resonanzelemente aufweisen) besonders schwierig sein.
Um drahtlose Kommunikationen unter einem MIMO-Schema durchzuführen, müssen die Antennen 40 Daten auf denselben Frequenzen übertragen. Falls gewünscht, kann die Drahtlos-Schaltung 34 sogenannte Zweistrom(2X)-MIMO-Vorgänge (hierin manchmal als 2X-MIMO-Kommunikationen oder Kommunikationen unter Verwendung eines 2X-MIMO-Schemas bezeichnet) durchführen, in denen zwei Antennen 40 verwendet werden, um zwei unabhängige Ströme von Hochfrequenzsignalen auf derselben Frequenz zu übertragen. Die Drahtlos-Schaltung 34 kann sogenannte Vierstrom(4X)-MIMO-Vorgänge (hierin manchmal als 4X-MIMO-Kommunikationen oder Kommunikationen unter Verwendung eines 4X-MIMO-Schemas bezeichnet) durchführen, in denen vier Antennen 40 verwendet werden, um vier unabhängige Ströme von Hochfrequenzsignalen auf derselben Frequenz zu übertragen. Das Durchführen von 4X-MIMO-Vorgängen kann einen höheren Gesamtdatendurchsatz als 2X-MIMO-Vorgänge unterstützen, weil 4X-MIMO-Vorgänge vier unabhängige drahtlose Datenströme beinhalten, während 2X-MIMO-Vorgänge nur zwei unabhängige drahtlose Datenströme beinhalten. Falls gewünscht, können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 die 2X MIMO-Vorgänge in einigen Frequenzbändern durchführen und können 4X MIMO-Vorgänge in anderen Frequenzbändern durchführen (z. B. abhängig davon, welche Bänder durch welche Antennen gehandhabt werden). Falls gewünscht, können, zum Beispiel, die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 die 2X MIMO-Vorgänge auf einigen Bändern gleichzeitig mit dem Durchführen von 4X MIMO-Vorgängen auf anderen Bändern durchführen.
Zum Beispiel können Antenne 40-1 und 40-4 (und die entsprechenden Sendeempfänger 48-1 und 48-4) 2X-MIMO-Vorgänge durchführen, indem Hochfrequenzsignale mit derselben Frequenz in einem unteren Band (LB) zwischen 600 MHz und 960 MHz übermittelt werden. Gleichzeitig können Antenne 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 zusammen 4X-MIMO-Vorgänge durchführen, indem Hochfrequenzsignale mit der derselben Frequenz in einem mittleren Band (MB) zwischen 1700 und 2200 MHz und/oder mit derselben Frequenz in einem oberen Band (HB) zwischen 2300 und 2700 MHz übermitteln werden (z. B. können die Antennen 40-1 und 40-4 im unteren Band 2X-MIMO-Vorgänge durchführen, während sie gleichzeitig 4X-MIMO-Vorgänge im mittleren und/oder oberen Band durchführen).
Falls gewünscht, können Antenne 40-1 und 40-2 eine schaltende Schaltung einschließen, die von der Steuerschaltung 28 eingestellt wird. Die Steuerschaltung 28 kann die schaltende Schaltung in Antenne 40-1 und 40-2 steuern, um Antennenstrukturen in Antenne 40-1 und 40-2 dazu zu konfigurieren, eine einzige Antenne 40U in Bereich 66 von Vorrichtung 10 zu bilden. Ebenso können die Antennen 40-3 und 40-4 schaltende Schaltung beinhalten, die durch die Steuerschaltung 28 angepasst werden. Die Steuerschaltung 28 kann die schaltende Schaltung in Antenne 40-3 und 40-4 steuern, um eine einzige Antenne 40L (z. B. eine Antenne 40L, die Antennenstrukturen von Antenne 40-3 und 40-4 einschließt) in Bereich 68 von Vorrichtung 10 zu bilden. Die Antenne 40U kann, zum Beispiel, an einem oberen Ende des Gehäuses 12 gebildet sein und kann daher manchmal hierin als obere Antenne 40U bezeichnet werden. Die Antenne 40L kann an einem gegenüberliegenden unteren Ende des Gehäuses 12 gebildet sein und kann daher manchmal hierin als untere Antenne 40L bezeichnet werden.
Wenn die Antennen 40-1 und 40-2 konfiguriert sind, die obere Antenne 40U zu bilden, und die Antennen 40-3 und 40-4 konfiguriert sind, die untere Antenne 40L zu bilden, kann zum Beispiel die drahtlose Schaltung 34 die 2X-MIMO-Vorgänge unter Verwendung der Antennen 40U und 40L auf einem, zwei oder jedem der unteren, mittleren oder oberen Bänder durchführen. Falls gewünscht, kann die Steuerschaltung 28 die schaltende Schaltung über die Zeit umschalten, um die Drahtlos-Schaltung 34 zwischen einem ersten Modus, in dem die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 die 2X MIMO-Vorgänge in dem unteren Band und 4X MIMO-Vorgänge in dem mittleren und/oder dem oberen Band durchführen, und einem zweiten Modus, in dem die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 dazu ausgebildet sind, die Antennen 40U und 40L zu bilden, die 2X MIMO-Vorgänge in dem unteren, dem mittleren oder dem oberen Band ausführen, umzuschalten.
4 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 mehrere Frequenzbänder zur Durchführung von MIMO-Vorgängen abdecken können. Wie in 4 gezeigt, ist die Frequenz auf der horizontalen Achse dargestellt. Die Abdeckungsblöcke 80 stellen Frequenzbänder dar, die von Antenne 40-1, 40-2, 40-3 oder 40-4 bei der Durchführung von MIMO-Vorgängen abgedeckt werden können. Der Sendeempfänger 48 und die Antennen 40 können drahtlose Kommunikation in einem ersten (unteren) Band LB (z. B. einem Mobiltelefonband zwischen 600 und 960 MHz), einem zweiten (mittleren) Band MB (z. B. einem Mobiltelefonband zwischen 1700 und 2200 MHz) und/oder einem dritten (oberen) Band HB (z. B. einem Mobiltelefonband zwischen 2300 und 2700 MHz) durchführen.
Die erste Antenne 40-1 und die vierte Antenne 40-4 können das untere Band LB, das mittlere Band MB und das obere Band HB abdecken (z. B. können Antenne 40-1 und 40-4 jeweils drahtlose Signale in einem, zwei oder jedem der Bänder LB, MB und HB senden und/oder empfangen). Die erste Antenne 40-1 und die vierte Antenne 40-4 können 2X-MIMO-Vorgänge mit derselben Frequenz im unteren Band LB durchführen (z. B. weil beide Antennen 40-1 und 40-4 über ein ausreichendes Volumen verfügen und so konfiguriert sind, dass sie Signale im unteren Band LB verarbeiten können). Die zweite Antenne 40-2 und die dritte Antenne 40-3 können das mittlere Band MB und wahlweise das obere Band HB abdecken (z. B. können Antenne 40-2 und 40-3 jeweils drahtlose Signale in einem oder beiden der Bänder LB und HB senden und/oder empfangen). Die erste Antenne 40-1, die zweite Antenne 40-2, die dritte Antenne 40-3 und die vierte Antenne 40-4 können jeweils 4X-MIMO-Vorgänge mit derselben Frequenz im mittleren Band MB durchführen. Die erste Antenne 40-1 und die vierte Antenne 40-4 können 2X-MIMO-Vorgänge mit derselben Frequenz im oberen Band HB durchführen, oder in Szenarien, in denen die Antennen 40-2 und 40-3 so konfiguriert sind, dass sie das obere Band HB abdecken, können Antenne 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 4X-MIMO-Vorgänge mit derselben Frequenz im oberen Band HB durchführen.
Die Antennen 40 können einen entsprechenden Datendurchsatz bei der Kommunikation mit externen Kommunikationsgeräten für jede Frequenz, die von jeder Antenne abgedeckt wird, zur Drahtlos-Schaltung 34 beitragen (z. B. kann jeder Abdeckungsblock 80 eine Datendurchsatzfähigkeit darstellen, die der Drahtlos-Schaltung 34 durch die entsprechende Antenne hinzugefügt wird). Zum Beispiel kann jede Antenne 40 einen Datendurchsatz von 40 MB/s für jeden Abdeckungsblock 80 beitragen. In diesem Szenario können die Antennen 40 einen Datendurchsatz von 320 MB/s aufweisen, wenn die Antennen 40-2 und 40-3 das obere Band HB nicht abdecken (z. B. wenn Antenne 40-1 und 40-2 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB und oberen Band HB und Antenne 40-1 bis 40-4 4X-MIMO-Vorgänge im mittleren Band MB durchführen), und einen Datendurchsatz von 400 MB/s aufweisen, wenn die Antennen 40-2 und 40-3 das obere Band HB abdecken (z. B wenn die Antennen 40-1 bis 40-4 4X-MIMO-Vorgänge sowohl im mittleren Band MB als auch im oberen Band HB durchführen und die Antennen 40-1 und 40-4 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB durchführen).
Falls gewünscht, kann die Drahtlos-Kommunikationsschaltung 34 drahtlose Daten mit mehreren Antennen auf einer oder mehreren externen Vorrichtungen (z. B. mehreren drahtlosen Basisstationen) in einem System übermitteln, das manchmal als Trägeraggregation bezeichnet wird. Bei Betrieb unter Verwendung eines Trägeraggregationssystems kann dieselbe Antenne 40 Radiofrequenzsignale mit mehreren Antennen (z. B. Antennen auf verschiedenen drahtlosen Basisstationen) bei unterschiedlichen jeweiligen Frequenzen (manchmal hierin als Trägerfrequenzen, Kanäle, Trägerkanäle oder Träger bezeichnet) übermitteln. Zum Beispiel kann die Antenne 40-1 Funkfrequenzsignale von einer ersten drahtlosen Basisstation mit einer ersten Frequenz (z. B. einer Frequenz in einem unteren Band LB), von einer zweiten drahtlosen Basisstation mit einer zweiten Frequenz (z. B. einer Frequenz im mittleren Band MB) und von einer dritten Basisstation mit einer dritten Frequenz (z. B. einer Frequenz im oberen Band HB) empfangen. Die bei unterschiedlichen Frequenzen empfangenen Signale können gleichzeitig verarbeitet werden (z. B. durch den Sendeempfänger 48-1), um die Kommunikationsbandbreite von Sendeempfänger 48-1 zu erhöhen, wodurch die Datenrate von Sendeempfänger 48-1 steigt. Falls gewünscht, kann die Antenne 40-1 Funkfrequenzsignale mit mehr als drei Basisstationen übermitteln (z. B. unter Verwendung von mehr als einer Frequenz in einem unteren Band LB, einem mittleren Band MB und/oder einem oberen Band HB). In ähnlicher Weise kann die Antenne 40-4 eine Trägeraggregation bei zwei, drei oder mehr als drei Frequenzen innerhalb der Bänder LB, MB und/oder HB durchführen, und die Antennen 40-2 und 40-3 können eine Trägeraggregation bei zwei oder mehr Frequenzen innerhalb der Bänder MB und/oder HB durchführen. Dies dient zur weiteren Erhöhung des gesamten Datendurchsatzes von Drahtlos-Schaltungen 34 relativ zu den Szenarien, in denen keine Trägeraggregation durchgeführt wird. Zum Beispiel kann der Datendurchsatz der Schaltung 34 für jede Trägerfrequenz (z. B. jede Trägerfrequenz innerhalb der Bänder LB, MB und HB), die verwendet wird (z. B. für jede drahtlose Basisstation, die mit jeder der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 kommuniziert) ansteigen.
Durch Ausführen von Kommunikationen unter Verwendung sowohl eines MIMO-Systems als auch eines Trägeraggregationssystems kann der Datendurchsatz der Drahtlos-Schaltung 34 sogar größer sein als in Szenarien, in denen entweder ein MIMO-System oder ein Trägeraggregationssystem verwendet wird. Der Datendurchsatz von Schaltung 34 kann zum Beispiel für jede Trägerfrequenz steigen, die von den Antennen 40 verwendet wird (z. B. kann jede Trägerfrequenz 40 MB/s oder einen anderen Durchsatz zum Gesamtdurchsatz von Schaltung 34 beitragen). Als ein Beispiel können die Antennen 40-1 und 40-4 eine Trägeraggregation über drei Frequenzen innerhalb jedes der Bänder LB, MB und HB durchführen, und die Antennen 40-3 und 40-4 können eine Trägeraggregation über drei Frequenzen innerhalb jedes der Bänder MB und HB durchführen. Gleichzeitig können die Antennen 40-1 und 40-4 die 2X MIMO-Vorgänge im unteren Band LB durchführen, und die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können die 4X MIMO-Vorgänge in einem der Bänder MB und HB durchführen. In diesem Szenario mit einem exemplarischen Durchsatz von 40 MB/s pro Trägerfrequenz kann die drahtlose Schaltung 34 einen Durchsatz von ungefähr 960 MB/s aufweisen. Wenn 4X-MIMO-Vorgänge in beiden Bändern MB und HB von Antenne 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 ausgeführt werden, kann die Schaltung 34 einen noch größeren Durchsatz von ungefähr 1200 MB/s aufweisen. D. h. der Datendurchsatz der Drahtlos-Schaltung 34 kann von den 40 MB/s, die mit der Übermittlung von Signalen einer einzelnen Frequenz mit einer einzelnen Antenne verbunden sind, auf ungefähr 1 GB/s erhöht werden, indem die Kommunikation unter Verwendung von MIMO- und Trägeraggregationssystemen unter Verwendung von vier Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 erfolgt. Diese Beispiele sind lediglich veranschaulichend, und falls gewünscht, kann eine Trägeraggregation in weniger als drei Trägern pro Band durchgeführt werden, kann über verschiedene Bänder durchgeführt werden oder kann für eine oder mehrere der Antennen 40-1 bis 40-4 wegfallen. Falls gewünscht, können die Antennenpaare 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 2X-MIMO-Vorgänge in den Bändern MB oder HB ausführen oder können die Antennen 40-1 bis 40-4 keine MIMO-Vorgänge in einem der Bänder LB, MB und HB ausführen (z. B. brauchen Antenne 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 nicht ihre volle Durchsatzkapazität zu nutzen, falls gewünscht).
Wenn die Antennen 40-1 und 40-2 so konfiguriert sind, dass sie die Antenne 40U bilden, und die Antennen 40-3 und 40-4 so konfiguriert sind, dass sie die Antenne 40L bilden, können Antenne 40U und 40L jeweils 2X-MIMO-Vorgänge in keiner, einer, zwei oder allen drei Bändern LB, MB und HB durchführen. Falls gewünscht, können die Antennen 40U und 40L Kommunikation unter Verwendung eines Trägeraggregationssystems unter Verwendung einer oder mehrerer Trägerfrequenzen in den Bändern LB, MB und/oder HB durchführen. Die Steuerschaltung 28 kann die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 im Laufe der Zeit umschalten zwischen einem ersten Modus, in dem die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 2X-MIMO-Vorgänge in einigen Bändern ausführen und 4X-MIMO-Vorgänge in anderen Bändern ausführen, und einem zweiten Modus, in dem Antennen 40U und 40L 2X-MIMO-Vorgänge in einem oder mehreren Bändern ausführen, um den Gesamtdatendurchsatz von Schaltung 34, falls gewünscht, weiter zu erhöhen. Die Steuerschaltung 28 kann auch zwischen dem ersten und zweiten Modus umschalten, um gewünschte Antennenwirkungsgrad- oder Datendurchsatzanforderungen zu erfüllen. Das Beispiel aus 4 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, können die Antennen 40 jede gewünschte Anzahl von Frequenzbändern bei beliebigen Frequenzen abdecken. Mehr als vier Antennen 40 oder weniger als vier Antennen 40 können, falls gewünscht, MIMO- und/oder Trägeraggregationsvorgänge durchführen.
5 ist eine perspektivische Ansicht von Vorrichtung 10 mit mehreren Antennen zur Durchführung von MIMO-Kommunikation. Wie in 5 gezeigt, kann die Vorrichtung 10, falls gewünscht, eine Anzeige wie Anzeige 92 aufweisen. Die Anzeige 92 kann an der Vorderseite von Vorrichtung 10 montiert sein. Die Anzeige 92 kann ein Touchscreen mit kapazitiven Berührungselektroden oder berührungsunempfindlich sein.
Die Anzeige 92 kann Pixel einschließen, die aus lichtemittierenden Dioden (LEDs), organischen LEDs (OLEDs), Plasmazellen, elektrobenetzenden Pixeln, elektrophoretischen Pixeln, Flüssigkristallanzeigekomponenten (LCD-Komponenten) oder anderen geeigneten Pixelstrukturen gebildet sind. Eine Anzeigedeckschicht wie eine Schicht aus klarem Glas oder Kunststoff kann die Oberfläche der Anzeige 92 abdecken, oder die äußerste Schicht der Anzeige 92 kann aus einer Farbfilterschicht, einer Dünnfilmtransistorschicht oder einer anderen Anzeigeschicht gebildet sein. Tasten wie Taste 86 können durch Öffnungen in der Deckschicht hindurchgehen oder können, falls gewünscht, unter der Deckschicht ausgebildet sein. Die Deckschicht kann, falls erwünscht, Öffnungen wie eine Öffnung für den Lautsprecherport 90 einschließen.
Das Gehäuse 12 kann periphere Gehäusestrukturen wie die Strukturen 88 einschließen. Die Strukturen 88 können um den Umfang von Vorrichtung 10 und Anzeige 92 herum verlaufen. Bei Konfigurationen, bei denen Vorrichtung 10 und Anzeige 92 eine rechteckige Form mit vier Kanten haben, können die Strukturen 88 unter Verwendung von peripheren Gehäusestrukturen implementiert sein, die eine rechteckige Ringform mit vier entsprechenden Kanten aufweisen (als Beispiel). Die peripheren Strukturen 88 oder ein Teil der peripheren Strukturen 88 können als Einfassung für die Anzeige 92 dienen (z. B. ein kosmetischer Saum, der alle vier Seiten von Anzeige 92 umgibt und/oder hilft, die Anzeige 92 an Vorrichtung 10 zu befestigen). Die peripheren Strukturen 88 können, falls gewünscht, auch Seitenwandstrukturen für die Vorrichtung 10 bilden (indem z. B. ein Metallband mit vertikalen Seitenwänden, gebogenen Seitenwänden usw. ausgebildet wird).
Die peripheren Gehäusestrukturen 88 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 88 können aus einem Metall wie Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigneten Materialien gebildet sein. Eine, zwei oder mehr als zwei separate Strukturen können beim Ausbilden peripherer Gehäusestrukturen 88 verwendet werden.
Es ist nicht notwendig, dass die peripheren Gehäusestrukturen 88 einen einheitlichen Querschnitt aufweisen. Zum Beispiel kann der obere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 88, falls gewünscht, eine nach innen hervorstehende Lippe aufweisen, die hilft, Anzeige 92 zu fixieren. Der untere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 88 kann auch eine vergrößerte Lippe aufweisen (z. B. in der Ebene der rückwärtigen Oberfläche von Vorrichtung 10). Die peripheren Gehäusestrukturen 88 können im Wesentlichen gerade vertikale Seitenwände aufweisen, können Seitenwände aufweisen, die gebogen sind, oder können andere geeignete Formen aufweisen. Bei manchen Konfigurationen (z. B. wenn die peripheren Gehäusestrukturen 88 als Einfassung für Anzeige 92 dienen) können die peripheren Gehäusestrukturen 88 um die Lippe von Gehäuse 12 herum verlaufen (d. h. periphere Gehäusestrukturen 88 bedecken unter Umständen nur die Kante von Gehäuse 12, die Anzeige 92 umgibt, und nicht den Rest der Seitenwände von Gehäuse 12).
Falls gewünscht, kann das Gehäuse 12 eine leitfähige rückwärtige Oberfläche aufweisen. Zum Beispiel kann das Gehäuse 12 aus einem Metall, wie beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, ausgebildet sein. Die rückwärtige Oberfläche von Gehäuse 12 kann in einer Ebene liegen, die parallel zur Anzeige 92 ist. Bei Konfigurationen für Vorrichtung 10, bei denen die rückwärtige Oberfläche von Gehäuse 12 aus Metall gebildet ist, kann es wünschenswert sein, Teile der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 als integrale Abschnitte der Gehäusestrukturen auszubilden, die die rückwärtige Oberfläche von Gehäuse 12 bilden. Zum Beispiel kann eine Gehäuserückwand von Vorrichtung 10 aus einer planen Metallstruktur gebildet sein und können Abschnitte der peripheren Gehäusestrukturen 88 auf den Seiten von Gehäuse 12 als sich vertikal erstreckende integrale Metallabschnitte der planen Metallstruktur ausgebildet sein. Gehäusestrukturen wie diese können, falls gewünscht, aus einem Metallblock maschinell hergestellt werden und/oder können mehrere Metallstücke einschließen, die zusammengesetzt werden, um das Gehäuse 12 zu bilden. Die plane Rückwand des Gehäuses 12 kann einen oder mehr, zwei oder mehr oder drei oder mehr Abschnitte aufweisen. Die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 und/oder die leitfähige Rückwand des Gehäuses 12 können eine oder mehrere Außenoberflächen von Vorrichtung 10 bilden (z. B. Oberflächen, die für einen Benutzer von Vorrichtung 10 sichtbar sind) und/oder können unter Verwendung innerer Strukturen implementiert sein, die keine Außenoberflächen von Vorrichtung 10 bilden (z. B. leitfähige Gehäusestrukturen, die für einen Benutzer von Vorrichtung 10 nicht sichtbar sind, wie leitfähige Strukturen, die mit Dielektrikum-Schichten wie Glas, Keramik, Kunststoff bedeckt sind, oder andere Strukturen, die die Außenoberflächen von Vorrichtung 10 bilden und dazu dienen, Strukturen 88 vor der Sicht des Benutzers zu verbergen).
Die Anzeige 92 kann ein Pixelarray aufweisen, das einen aktiven Bereich bildet, der Bilder für einen Benutzer von Vorrichtung 10 anzeigt. Ein inaktiver Randbereich kann, falls gewünscht, entlang eines oder mehrerer peripherer Ränder des aktiven Bereichs verlaufen. Die Anzeige 92 kann leitfähige Strukturen wie ein Array kapazitiver Elektroden für einen Berührungssensor, leitfähige Leitungen zum Ansteuern von Pixelelementen, Treiberschaltung usw. einschließen.
Das Gehäuse 12 kann interne leitfähige Strukturen einschließen wie Metallrahmenelemente und ein planares, leitfähiges Gehäuseelement (mitunter als Mittelplatte bezeichnet), das die Wände von Gehäuse 12 überspannt (d. h. eine aus einem oder mehreren Teilen gebildete, im Wesentlichen rechteckige Platte, die zwischen gegenüberliegende Seiten von Element 88 geschweißt oder anderweitig dazwischen verbunden ist, oder andere Blechteile, die ein Gehäuse 12 mit struktureller Unterstützung bereitstellen). Die Vorrichtung 10 kann auch leitfähige Strukturen, wie beispielsweise Leiterkarten, auf Leiterkarten montierte Komponenten und andere interne leitfähige Strukturen einschließen. Diese leitfähigen Strukturen, die beim Ausbilden einer Massefläche in Vorrichtung 10 verwendet werden können, können sich in der Mitte von Gehäuse 12 befinden und können sich unter den inaktiven oder aktiven Bereichen von Anzeige 92 erstrecken.
In Bereich 66 und 68 können Öffnungen innerhalb der leitfähigen Strukturen von Vorrichtung 10 ausgebildet sein (z. B. zwischen den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 und gegenüberliegenden leitfähigen Massestrukturen wie leitfähiger Gehäusemittelplatte oder Gehäuserückwandstrukturen, einer Leiterplatte und leitfähigen elektrischen Komponenten in Anzeige 92 und Vorrichtung 10). Diese Öffnungen, die manchmal als Spalte bezeichnet werden können, können mit Luft, Kunststoff und anderen Dielektrika gefüllt sein und können bei der Bildung von Schlitzantennenresonanzelementen für eine oder mehrere Antennen in der Vorrichtung 10 verwendet werden.
Leitfähige Gehäusestrukturen und andere leitfähige Strukturen in Vorrichtung 10 wie eine Mittelplatte, Bahnen auf einer Leiterplatte, die Anzeige 92 und leitfähige elektronische Komponenten können als eine Massefläche für die Antennen in Vorrichtung 10 dienen. Die Öffnungen in Bereich 66 und 68 können als Schlitze in offenen oder geschlossenen Schlitzantennen dienen, können als ein mittlerer dielektrischer Bereich dienen, der von einem leitfähigen Pfad aus Materialien in einer Schleifenantenne umgeben ist, können als ein Raum dienen, der ein Antennenresonanzelement wie ein Streifenantennen-Resonanzelement oder ein Inverted-F-Antennen-Resonanzelement von der Massefläche trennt, können zur Leistung eines parasitären Antennenelements beitragen oder können anderweitig als Teil von Antennenstrukturen dienen, die in Bereich 66 und 68 vorhanden sind. Falls gewünscht, kann die Massefläche, die sich unter dem aktiven Bereich von Anzeige 92 und/oder anderen Metallstrukturen in Vorrichtung 10 befindet, Abschnitte aufweisen, die sich in Teile der Enden von Vorrichtung 10 hinein erstrecken (z. B. kann sich die Masse in Richtung der mit Dielektrikum gefüllten Öffnungen in den Bereich 66 und 68 erstrecken), wodurch die Schlitze in Bereich 66 und 68 schmaler werden. In Konfigurationen für die Vorrichtung 10 mit schmalen U-förmigen Öffnungen oder anderen Öffnungen, die entlang der Kanten der Vorrichtung 10 verlaufen, kann die Massefläche der Vorrichtung 10 vergrößert werden, um zusätzliche elektrische Komponenten (integrierte Schaltungen, Sensoren usw.) aufzunehmen.
Die Antennen 40 in Vorrichtung 10 können sich an sich gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden eines länglichen Vorrichtungsgehäuses 12 (z. B. an Ende 66 und 68 der Vorrichtung 10, wie in 3 und 5 gezeigt) entlang einer oder mehrerer Kanten eines Vorrichtungsgehäuses, in der Mitte eines Vorrichtungsgehäuses, an anderen geeigneten Stellen oder an einer oder mehreren dieser Stellen befinden. Die Anordnung aus 5 dient lediglich der Veranschaulichung.
Die Abschnitte der peripheren Gehäusestrukturen 88 können mit peripheren Spaltstrukturen bereitgestellt werden. Zum Beispiel können die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 eine oder mehrere Spalte wie Spalte 84 aufweisen, wie in 5 dargestellt. Die Spalte in den peripheren Gehäusestrukturen 88 können mit einem Dielektrikum wie Polymer, Keramik, Glas, Luft, anderen dielektrischen Materialien oder Kombinationen dieser Materialien gefüllt sein. Die Spalte 84 können die peripheren Gehäusestrukturen 88 in ein oder mehrere periphere leitfähige Segmente unterteilen. Zum Beispiel können zwei periphere leitfähige Segmente in den peripheren Gehäusestrukturen 88 (z. B. in einer Anordnung mit zwei der Spalte 84), drei periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit drei der Spalte 84), vier periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit vier Spalten 84 usw.) vorhanden sein. Die Segmente der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88, die auf diese Weise gebildet sind, können Teile der Antennen 40 in Vorrichtung 10 bilden.
Falls gewünscht, können sich Öffnungen im Gehäuse 12, wie beispielsweise Rillen, die sich teilweise oder vollständig durch das Gehäuse 12 erstrecken, über die Breite der Rückwand des Gehäuses 12 erstrecken und können die Rückwand des Gehäuses 12 durchstoßen, um die Rückwand in unterschiedliche Abschnitte zu teilen. Diese Rillen können sich auch in periphere Gehäusestrukturen 88 erstrecken und können Antennenschlitze, Spalte 84 und andere Strukturen in Vorrichtung 10 bilden. Ein Polymer oder ein anderes Dielektrikum kann diese Rillen und andere Gehäuseöffnungen füllen. In einigen Situationen können Gehäuseöffnungen, die Antennenschlitze und andere Strukturen bilden, mit einem Dielektrikum, wie beispielsweise Luft, gefüllt sein.
In einem typischen Szenario kann die Vorrichtung 10 obere und untere Antennen aufweisen (als Beispiel). Eine obere Antenne wie Antenne 40-1, 40-2 und 40U aus 3, kann zum Beispiel am oberen Ende von Vorrichtung 10 in Bereich 66 ausgebildet sein. Eine untere Antenne wie Antenne 40-3, 40-4 und 40L aus 3, kann zum Beispiel am unteren Ende von Vorrichtung 10 in Bereich 68 ausgebildet sein. Die Antennen können separat verwendet werden, um identische Kommunikationsbänder, sich überlappende Kommunikationsbänder oder separate Kommunikationsbänder abzudecken. Die Antennen können zum Beispiel zum Implementieren eines MIMO-Antennenschemas (z. B. eines 2X-MIMO-Schemas und/oder eines 4X-MIMO-Schemas) verwendet werden, bei dem zwei oder mehr der Antennen dieselben Frequenzen abdecken.
Beim Bilden von Antennen wie Antenne 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 zur Kommunikation unter Verwendung eines MIMO-Schemas sollte darauf geachtet werden, dass die Antennen, die mit denselben Frequenzen arbeiten, ausreichend voneinander isoliert sind. Wenn nicht darauf geachtet wird, kann es zum Beispiel in Szenarien, in denen Teile von Gehäuse 12 verwendet werden, um Teile der Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 zu bilden, schwierig sein, sicherzustellen, dass Antennen, die mit denselben Frequenzen arbeiten, eine zufriedenstellende elektromagnetische Isolierung voneinander haben. Zum Beispiel kann eine unzureichende Isolierung den gesamten Antennenwirkungsgrad für eine oder mehrere der Antennen 40 verringern, den Gesamtdatendurchsatz reduzieren, Fehler in den gesendeten und empfangenen Daten verursachen und dazu führen, dass eine drahtlose Verbindung mit externen Kommunikationsgeräten unterbrochen wird.
Die Antennen 40 in der Vorrichtung 10 können unter Verwendung eines beliebigen gewünschten Antennentyps gebildet sein. Zum Beispiel kann eine Antenne 40 eine Antenne mit einem Resonanzelement einschließen, das aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, Inverted-F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, Inverted-F-Planarantennenstrukturen, Wendelantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, Dipolantennenstrukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. gebildet ist. 6 ist ein Diagramm veranschaulichender Inverted-F-Antennenstrukturen, die beim Implementieren einer Antenne 40 für Vorrichtung 10 verwendet werden können.
Wie in 6 gezeigt, kann Antenne 40 das Inverted-F-Antennen-Resonanzelement 102 und die Antennenmasse (Massefläche) 100 einschließen. Das Antennenresonanzelement 102 kann einen Hauptresonanzelementarm wie Arm 104 aufweisen. Die Länge von Arm 104 und/oder von Abschnitten von Arm 104 kann so ausgewählt sein, dass Antenne 40 bei gewünschten Betriebsfrequenzen eine Resonanz zeigt. Zum Beispiel kann die Länge von Arm 104 ein Viertel einer Wellenlänge bei einer gewünschten Betriebsfrequenz für Antenne 40 betragen. Die Antenne 40 kann auch Resonanzen bei Oberwellenfrequenzen zeigen.
Hauptresonanzelementarm 104 kann durch einen Rückleitungspfad 106 mit der Masse 100 gekoppelt sein. Eine Spule oder andere Komponente kann in Pfad 106 eingefügt sein, und/oder abstimmbare Komponenten 60 (2) können in Pfad 106 eingefügt sein. Falls gewünscht, können abstimmbare Komponenten 60 parallel zu Pfad 106 zwischen Arm 104 und Masse 100 gekoppelt sein. Zusätzliche Rückleitungen 106 können, falls gewünscht, zwischen Arm 108 und Masse 100 gekoppelt sein.
Die Antenne 40 kann unter Verwendung von einer oder mehreren Antennenzuleitungen gespeist werden. Zum Beispiel kann Antenne 40 unter Verwendung der Antennenzuleitung 55 gespeist werden. Eine Antennenzuleitung 55 kann den positiven Antennenzuleitungsanschluss 56 und den Masse-Antennenzuleitungsanschluss 58 einschließen und zwischen Arm 104 und Masse 100 parallel zum Rückleitungspfad 106 verlaufen. Falls gewünscht, können Inverted-F-Antennen wie die veranschaulichende Antenne 40 aus 6 mehr als einen einzigen Resonanzelementarmzweig aufweisen (um z. B. mehrere Frequenzresonanzen zu erzeugen, um einen Betrieb in mehreren Kommunikationsbändern zu unterstützen) oder andere Antennenstrukturen aufweisen (z. B. parasitäre Antennenresonanzelemente, abstimmbare Komponenten, um Antennen-Tuning zu unterstützen, usw.). Zum Beispiel kann Arm 104 linke und rechte Zweige aufweisen, die sich von Zuleitung 55 und Rückleitungspfad 106 nach außen erstrecken. Mehrere Zuleitungen können verwendet werden, um Antennen wie die Antenne 40 zu speisen.
Die Antenne 40 kann eine Hybridantenne sein, die ein oder mehrere Schlitzantennenresonanzelemente enthält. Wie in 7 gezeigt, kann die Antenne 40 zum Beispiel auf einer Schlitzantennenkonfiguration mit einer Öffnung wie einem Schlitz 108 basieren, der innerhalb von leitfähigen Strukturen wie der Antennenmasse 100 gebildet ist. Der Schlitz 108 kann mit Luft, Kunststoff und/oder einem anderen Dielektrikum gefüllt sein. Die Form von Schlitz 108 kann gerade sein oder eine oder mehrere Biegungen aufweisen (d. h. Schlitz 108 kann eine längliche Form aufweisen, die einem gewundenen Pfad folgt). Die Zuleitungsanschlüsse 56 und 58 können sich zum Beispiel auf gegenüberliegenden Seiten von Schlitz 108 befinden (z. B. auf gegenüberliegenden Längsseiten). Schlitz-basierte Antennenresonanzelemente wie das Schlitzantennenresonanzelement 108 aus 7 können eine Antennenresonanz bei Frequenzen bewirken, bei denen die Wellenlänge der Antennensignale gleich dem Schlitzumfang ist. In schmalen Schlitzen ist die Resonanzfrequenz eines Schlitzantennen-Resonanzelements Signalfrequenzen zugeordnet, bei denen die Schlitzlänge gleich einer halben Wellenlänge ist.
Eine Schlitzantennenfrequenzantwort kann unter Verwendung einer oder mehrerer Abstimmkomponenten (z. B. Komponenten 60 aus 2) abgestimmt werden. Diese Komponenten können Anschlüsse besitzen, die mit gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes gekoppelt sind (d. h. die abstimmbaren Komponenten können den Schlitz überbrücken). Falls gewünscht, können die abstimmbaren Komponenten Anschlüsse aufweisen, die mit jeweiligen Stellen entlang der Länge einer der Seiten von Schlitz 108 gekoppelt sind. Kombinationen dieser Anordnungen können ebenfalls verwendet werden. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 eine hybride Inverted-F-Schlitzantenne sein, die Resonanzelemente des sowohl in 6 als auch in 7 gezeigten Typs einschließt (z. B. mit Resonanzen, die sowohl durch einen Resonanzelementarm wie Arm 104 aus 6 als auch durch einen Schlitz wie Schlitz 108 aus 7 hervorgerufen werden).
Während die Beispiele aus 6 und 7 nur eine einzige Antenne 40 zeigen, können mehrere Antennen 40 aus diesen Strukturen innerhalb von Vorrichtung 10 ausgebildet werden. 8 ist ein schematisches Diagramm eines Paars benachbarter Antennen wie Antenne 40-1 und 40-2 aus 3, die zum Durchführen von MIMO-Vorgängen verwendet werden können.
Wie in 8 gezeigt, können die Antennen 40-1 und 40-2 Inverted-F-Antennenstrukturen (z. B. Inverted-F-Antennenstrukturen, wie in 6 gezeigt) einschließen. Antenne 40-1 kann einen Resonanzelementarm 104-1 einschließen, der durch den Rückleitungspfad 106-1 mit der Masse 100 gekoppelt ist. Antenne 40-1 kann unter Verwendung einer ersten Antennenzuleitung 55-1 gespeist werden. Die Antennenzuleitung 55-1 kann einen ersten Zuleitungsanschluss 56-1, der mit dem Resonanzelementarm 104-1 gekoppelt ist, und einen zweiten Zuleitungsanschluss 58-1, der mit der Masse 100 gekoppelt ist, aufweisen. Die Antenne 40-2 kann einen Resonanzelementarm 104-2 einschließen, der durch den Rückleitungspfad 106-2 mit der Masse 100 gekoppelt ist. Die Antenne 40-2 kann unter Verwendung einer zweiten Antennenzuleitung 55-2 gespeist werden, die einen ersten Zuleitungsanschluss 56-2 aufweist, der mit dem Resonanzelementarm 104-2 gekoppelt ist, und einen Zuleitungsanschluss 58-2 aufweist, der mit der Masse 100 gekoppelt ist.
In dem Beispiel aus 8 kann der Rückleitungspfad 106-1 von Antenne 40-1 zwischen der Stelle der Zuleitung 55-1 und dem Rückleitungspfad 106-2 von Antenne 40-2 angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann der Rückleitungspfad 106-2 von Antenne 40-2 zwischen dem Rückleitungspfad 106-1 von Antenne 40-1 und Zuleitung 55-2 angeordnet sein. Hochfrequenzsignale können zu und von Antenne 40-1 über die Zuleitung 55-1 und zu und von Antenne 40-2 über die Zuleitung 55-2 übertragen werden. Entsprechende Antennenströme für die Antenne 40-1 können durch Hauptresonanzelementarm 104-1 von Antenne 40-1 fließen und sind über den Pfad 106-1 gegen die Masse 100 kurzgeschlossen. In ähnlicher Weise können Antennenströme für Antenne 40-2 durch den Hauptresonanzelementarm 104-2 von Antenne 40-2 fließen und werden über den Pfad 106-2 gegen Masse 100 kurzgeschlossen.
Wenn MIMO-Operationen (z. B. 4X MIMO-Operationen) innerhalb des gleichen Frequenzbandes (z. B. innerhalb des mittleren Bands MB oder des oberen Bands HB) durchgeführt werden, können Antennenströme von der Antenne 40-1 elektromagnetisch mit Antennenströmen von der Antenne 40-2 interagieren, wodurch die Funkfrequenzleistung durch beide Antennen verschlechtert wird. Doch durch das Ausbilden eines kurzen Pfads 106-1 angrenzend an Antenne 106-2 können sich die Magnetfelder der Antennenströme beider Antennen 40-1 und 40-2 aufheben, wodurch Antenne 40-1 wirksam von 40-2 isoliert wird. Während die Arme 104-1 und 104-2 im elektrischen Schaltplan von 8 als elektrisch getrennt dargestellt sind (z. B. aufgrund der elektromagnetischen Isolierung zwischen Arm 104-1 und 104-2), können in einer geeigneten Anordnung Arm 104-1 und 104-2 aus einem einzigen durchgehenden Leiter (z. B. einer einzigen Gehäusewand 88 von Vorrichtung 10) gebildet sein und/oder können die kurzen Pfade 106-1 und 106-2 aus einem einzigen durchgehenden Leiter zwischen Arm 104-1 und 104-2 und Masse 100 ausgebildet sein (z. B. ohne die Isolierung zwischen Antenne 40-1 und 40-2 zu beeinträchtigen). Während das Beispiel aus 8 benachbarte Antennen 40-1 und 40-2 beschreibt, können ähnliche Antennenstrukturen beim Bilden von Antenne 40-2 und 40-3 aus 3 verwendet werden (z. B. wobei in 8 Antenne 40-4 Antenne 40-1 ersetzt und Antenne 40-3 Antenne 40-2 ersetzt).
Falls gewünscht, kann eine Öffnung zwischen Arm 104-1 und 104-2 und Masse 100 zu Schlitzantennenresonanzen mit Antenne 40-1 und/oder 40-2 beitragen (z. B. können Antenne 40-1 und 40-2 hybride Inverted-F-Schlitzantennen sein, die Resonanzelemente der sowohl in 6 wie 7 gezeigten Typen einschließen). 9 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Antennen 40-1 und 40-2 sowohl Schlitz- als auch Inverted-F-Antennenstrukturen einschließen können und aus Abschnitten vom Vorrichtungsgehäuse 12 gebildet sein können.
Wie in 9 gezeigt, können der Resonanzelementarm 104-1 von Antenne 40-1 und der Resonanzelementarm 104-2 von Antenne 40-2 aus einem Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 gebildet sein. Das Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88, das die Resonanzelementarme 104-1 und 104-2 bildet, kann sich zwischen einem ersten dielektrischen Spalt 84-1 an einer ersten Seite von Vorrichtung 10 und einem zweiten dielektrischen Spalt 84-2 an einer gegenüberliegenden zweiten Seite von Vorrichtung 10 erstrecken. Zum Beispiel kann das Segment der Strukturen 88 eine periphere leitfähige Wand (z. B. Seitenwand) von Vorrichtung 10 einschließen. Der Resonanzelementarm 104-1 kann aus einem ersten Abschnitt der peripheren leitfähigen Wand gebildet sein, und Resonanzelementarm 104-2 kann aus einem zweiten Abschnitt der peripheren leitfähigen Wand gebildet sein, der sich von einem Ende des ersten Abschnitts erstreckt (z. B. können der erste und der zweite Abschnitt direkt verbunden und aus derselben leitfähigen Seitenwand von Vorrichtung 10 gebildet sein).
Das Segment der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 (z. B. der Resonanzelementarm 104-1 und 104-2) kann durch den Schlitz 108 von der Masse 100 getrennt sein. Schlitz 108 kann aus einer länglichen Öffnung gebildet sein, die sich von Spalt 84-1 zu Spalt 84-2 erstreckt (z. B. können die Enden von Schlitz 108, die manchmal als offene Enden bezeichnet werden können, durch die Spalte 84-1 und 84-2 gebildet sein). Schlitz 108 kann eine längliche Form mit einer beliebigen geeigneten Länge (z. B. etwa 4-20 cm, mehr als 2 cm, mehr als 4 cm, mehr als 8 cm, mehr als 12 cm, weniger als 25 cm, weniger als 10 cm usw.) und einer beliebigen geeigneten Breite (z. B. ungefähr 2 Millimeter, weniger als 2 Millimeter, weniger als 3 Millimeter, weniger als 4 Millimeter, 1 bis 3 Millimeter usw.) aufweisen. Schlitz 108 kann mit Dielektrikum wie Luft und/oder Kunststoff gefüllt sein. Zum Beispiel kann Kunststoff in Abschnitte von Schlitz 108 eingeführt werden, und dieser Kunststoff kann bündig mit der Außenseite von Gehäuse 12 abschließen. Die Masse 100 kann aus einer leitfähigen Schicht in Vorrichtung 10, einem Mittelplattenelement für Vorrichtung 10, einer Rückwand von Gehäuse 12, Abschnitten der peripheren leitfähigen Strukturen 88 und/oder beliebigen anderen gewünschten leitfähigen Strukturen in der Vorrichtung 10 gebildet sein.
Die Antennenzuleitung 55-1 für Antenne 40-1 kann einen ersten Zuleitungsanschluss 56-1, der mit den peripheren Strukturen 88 gekoppelt ist, und einen zweiten Zuleitungsanschluss 58-1, der mit der Masse 100 gekoppelt ist, einschließen. Die Antennenzuleitung 55-2 kann einen ersten Zuleitungsanschluss 56-2, der mit den peripheren Strukturen 88 gekoppelt ist, und einen zweiten Zuleitungsanschluss 58-2, der mit der Masse 100 gekoppelt ist, einschließen. Zum Beispiel kann die Zuleitung 55-1 von Sendeempfänger-Schaltung 48-1 unter Verwendung von Übertragungsleitung 50-1 (3) versorgt werden, und es kann die Zuleitung 55-2 von Sendeempfänger-Schaltung 48-2 unter Verwendung von Übertragungsleitung 50-2 versorgt werden.
Der Rückleitungspfad 106-1 für Antenne 40-1 kann zwischen den peripheren Strukturen 88 und Masse 100 gekoppelt sein. Der Rückleitungspfad 106-2 für Antenne 40-2 kann zwischen den peripheren Strukturen 88 und der Masse 100, angrenzend an Rückleitungspfad 106-1, gekoppelt sein. Bei einer geeigneten Anordnung können die Rückleitungspfade 106-1 und 106-2 aus derselben leitfähigen Struktur (z. B. länglicher leitfähiger Streifen, leitfähiger Draht, leitfähige Federstrukturen, Metallspur auf einer festen oder flexiblen gedruckten Schaltung, Metallschraube oder Metallbefestigung usw.) zwischen Segment 88 und Masse 100 gekoppelt sein.
Die Abschnitte von Schlitz 108 können zu Schlitzantennenresonanzen von Antenne 40-1 und/oder 40-2 beitragen. Zum Beispiel kann ein Abschnitt von Schlitz 108 zwischen Arm 104-1 und Masse 100 (z. B. zwischen Zuleitung 55-1 und Spalt 84-1) zu einer Resonanz im oberen Band HB für Antenne 40-1 beitragen, und es kann ein Abschnitt von Schlitz 108 zwischen Arm 104-2 und Masse 100 zu einer Resonanz im oberen Band HB für Antenne 40-2 beitragen.
Im Beispiel von 9 nimmt Antenne 40-1 ein größeres Volumen ein als Antenne 40-2 und es ist Arm 104-1 länger als Arm 104-2. Die Länge der Antennenresonanzelementarme 104 kann so gewählt sein, dass die Antennen 40-1 und 40-2 bei den gewünschten Frequenzen in Resonanz gehen. Zum Beispiel kann die Resonanz von Antenne 40-1 im mittleren Band MB dem Abstand entlang der peripheren leitfähigen Strukturen 88 zwischen dem Zuleitungsanschluss 56-1 und dem Spalt 14-1 zugeordnet sein. Zum Beispiel kann die Resonanz von Antenne 40-1 im unteren Band LB dem Abstand entlang der peripheren leitfähigen Strukturen 88 zwischen dem Zuleitungsanschluss 56-1 und dem Rückleitungspfad 106-1 zugeordnet sein. Arm 104-2 von Antenne 40-2 ist möglicherweise zu kurz, um eine Frequenz im unteren Band LB zu unterstützen. Doch die Resonanz von Antenne 40-2 im mittleren Band MB kann zum Beispiel dem Abstand entlang der peripheren leitfähigen Strukturen 88 zwischen Rückleitungspfad 106-2 und Spalt 84-2 zugeordnet sein.
Das Beispiel aus 9 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, können einstellbare Komponenten (z. B. Abstimmkomponenten 60 aus 2) wie Schalter, Kondensatoren, Widerstände und/oder Spulen zwischen verschiedenen Stellen entlang der peripheren Strukturen 88 und Masse 100 gekoppelt sein. Die einstellbaren Komponenten können zum Beispiel die Resonanz im mittleren Band und/oder unteren Band von Antenne 40-1 und 40-2 auf unterschiedliche gewünschte Frequenzen abstimmen. Die peripheren leitfähigen Strukturen 88 können jede gewünschte Form haben, die dem Umfang von Vorrichtung 10 folgt.
Wenn sie auf diese Weise konfiguriert sind, können beide Antennen 40-1 und 40-2 Kommunikationen in dem mittleren Band MB und dem oberen Band HB unterstützen, während die Antenne 40-1 auch Kommunikationen in einem unteren Band LB unterstützt. Die Antennen 40-1 und 40-2 können daher beide, falls gewünscht, Kommunikation unter Verwendung eines MIMO-Systems im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB durchführen (z. B. ein 2X-MIMO-System im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB unter Verwendung von Antenne 40-1 und 40-2 oder ein 4X-MIMO-System unter Verwendung von Antenne 40-3 und 40-4 aus 3). Wenn die Kommunikation auf diese Weise mit derselben Frequenz erfolgt, können die Antennenströme in Antenne 40-1 anfällig für Interferenzen mit Antennenströmen 40-2 sein. Durch Anordnung der Antennenstrukturen innerhalb von Antenne 40-1 und 40-2 können Antenne 40-1 und 40-2 jedoch so konfiguriert werden, dass sie ausreichend voneinander isoliert sind, auch wenn die Resonanzelementarm 104-1 und 104-2 beide aus demselben durchgehenden Stück leitfähigen Materials (d. h. der periphere Strukturen 88) gebildet sind. Gleichzeitig kann Antenne 40-1, falls gewünscht, 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB mit Antenne 40-4 durchführen (3).
10 ist ein Diagramm von Rückleitungspfad 106-1 und 106-2 (z. B. innerhalb des gestrichelten Bereichs 105 von 9), das zeigt, wie die Antennen 40-1 und 40-2 ausreichend isoliert werden können, obwohl sie Resonanzelementarme 104-1 und 104-2 haben, die aus einem durchgehenden Leiter gebildet sind. Wie in 10 gezeigt, können Hochfrequenz-Antennenströme 11 durch Massefläche 100, über Rückleitungspfad 106-1 und über Arm 104-1 zwischen den Zuleitungsanschlüssen von Antenne 40-1 fließen. In ähnlicher Weise können Hochfrequenz-Antennenströme 12 durch die Massefläche 100, über den Rückleitungspfad 106-2 und über den Arm 104-2 zwischen den Zuleitungsanschlüssen von Antenne 40-2 fließen.
Die Antennenströme 11 für Antenne 40-1 können ein Magnetfeld B1 erzeugen, das außerhalb der peripheren Gehäusestrukturen 88 in die Seite von 10 hinein zeigt und zwischen den Strukturen 88 und der Massefläche 100 (z. B. im Inneren von Vorrichtung 10) aus der Seite heraus zeigt. Gleichzeitig können die Antennenströme 12 für Antenne 40-2 ein Magnetfeld B2 erzeugen, das außerhalb der peripheren Gehäusestrukturen 88 aus der Seite heraus zeigt und zwischen den Strukturen 88 und Massefläche 100 in die Seite hinein zeigt. Auf diese Weise kann sich das Magnetfeld B1 außerhalb der Strukturen 88 mit Magnetfeld B2 außerhalb der Strukturen 88 aufheben, und es kann sich das Magnetfeld B1 zwischen den Strukturen 88 und der Masse 100 mit dem Magnetfeld B2 zwischen den Strukturen 88 und der Masse 100 aufheben. Dies kann dazu führen, dass sich das durch Strom 11 erzeugte Magnetfeld mit dem durch Strom 12 erzeugten Magnetfeld an der Stelle von Rückleitungspfad 106-1 und 106-2 aufhebt, wodurch Antenne 40-1 elektromagnetisch von Antenne 40-2 isoliert wird, obwohl die Arme 104-1 und 104-2 beide aus einer durchgehenden Struktur 88 gebildet sind. Das Ausbilden beider Arme 104-1 und 104-2 aus einem durchgehenden Leiter (z. B. ohne irgendwelche Spalte wie Spalt 84) kann zum Beispiel das ästhetische Erscheinungsbild von Vorrichtung 10 für einen Benutzer verbessern und/oder kann die strukturelle (mechanische) Integrität von Vorrichtung 10 in Bezug auf Szenarien, in denen Spalte verwendet werden, um Antenne 40-1 und 40-2 zu isolieren, verbessern. Außerdem können, wie in 10 gezeigt, Rückleitungspfad 106-1 und 106-2 unter Verwendung derselben leitfähigen Struktur 107 (z. B. Leiterbahn auf Substrat, Metalldraht, leitfähiger Pin, Lötstelle, Schweißnaht usw.) zwischen den peripheren Strukturen 88 und der Masse 100 ausgebildet sein, ohne die Isolation zwischen den Antennen 40-1 und 40-2 zu beeinträchtigen.
Während das Beispiel aus 8 bis 10 benachbarte Antennen 40-1 und 40-2 beschreibt, können ähnliche Antennenstrukturen beim Ausbilden von Antenne 40-2 und 40-3 am unteren Ende 68 von Vorrichtung 10 verwendet werden, wie in 3 gezeigt (z. B. wobei in 10 Antenne 40-4 Antenne 40-1 ersetzt und Antenne 40-3 Antenne 40-2 ersetzt). Während die Anordnung aus 8 bis 10 eine ausreichende Isolation zwischen Antenne 40-1 und 40-2 bieten kann, können die Antennen 40-1 und 40-2 in einer anderen geeigneten Anordnung weiter isoliert werden, indem Arm 104-1 von Antenne 40-1 mechanisch von Arm 104-2 von Antenne 40-2 getrennt wird.
11 ist ein schematisches Diagramm eines Paars benachbarter Antennen wie Antenne 40-1 und 40-2 aus 3, die mechanisch getrennte (isolierte) Resonanzelemente aufweisen. Wie in 11 gezeigt, kann der Resonanzelementarm 104-1 von Antenne 40-1 durch den Spalt 109 mechanisch von Resonanzelementarm 104-2 von Antenne 40-2 getrennt werden. Spalt 109 kann z. B. aus einem Spalt 84 in den peripheren leitfähigen Strukturen 88 gebildet sein. Die Zuführung 55-1 von Antenne 40-1 kann zwischen Spalt 109 und Rückleitungspfad 106-1 eingefügt sein. Der Rückleitungspfad 106-1 kann mit dem Resonanzelementarm 104-1 an einer Stelle gekoppelt sein, die zwischen dem Ende von Arm 104-1 gegenüber Spalt 109 und Anschluss 56-1 von Zuführung 55-1 angeordnet ist.
Der Rückleitungspfad 106-2 von Antenne 40-2 kann zwischen einem Ende von Arm 104-2, angrenzend an Spalt 109, und der Masse 100 gekoppelt sein. Dies ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, kann der Rückleitungspfad 106-2 zwischen der Masse 100 und einer beliebigen Stelle an Arm 104-2 gekoppelt sein, die sich zwischen dem Zuleitungsanschluss 56-2 und Spalt 109 befindet. Die Zuleitung 55-2 von Antenne 40-2 kann zwischen dem Rückleitungspfad 106-2 und dem Ende von Arm 104-2, gegenüber von Spalt 109, eingefügt sein. Wenn er auf diese Weise konfiguriert ist, kann der Spalt 109 den Arm 104-1 sowohl mechanisch von Arm 104-2 trennen als auch dazu dienen, Antenne 40-1 elektromagnetisch von Antenne 40-2 zu isolieren (z. B. durch Verhindern signifikanter Wechselwirkungen zwischen den elektromagnetischen Feldern von Antennenströmen, die durch Zuleitung 55 gehandhabt werden, mit den elektromagnetischen Feldern von Antennenströmen, die durch Zuleitung 55-2 gehandhabt werden).
12 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Antennen 40-1 und 40-2 aus Schlitz- und Inverted-F-Antennenstrukturen und aus mechanisch getrennten Abschnitten vom Vorrichtungsgehäuse 12 ausgebildet werden können. Die Antennen 40-1 und 40-2 können eine hybride Inverted-F-Schlitzantenne sein, die Resonanzelemente des in 6 und 7 gezeigten Typs einschließt.
Wie in 12 gezeigt, kann eine Öffnung 84 (5) wie Öffnung 84-3 die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 88 in ein erstes Segment 88-1 und ein zweites Segment 88-1 aufteilen. Der Resonanzelementarm 104-1 von Antenne 40-1 kann aus Segment 88-1 gebildet sein. Der Resonanzelementarm 104-2 von Antenne 40-2 kann aus Segment 88-2 gebildet sein.
Das Segment 88-1 kann sich zwischen Spalt 84-3 und Spalt 84-1 erstrecken. Das Segment 88-2 kann sich zwischen Spalt 84-3 und Spalt 84-2 erstrecken. Die Zuleitung 55-1 von Antenne 40-1 kann über den Schlitz 108 zwischen dem Segment 88-1 und der Masse 100 gekoppelt sein, während die Zuleitung 55-2 von Antenne 40-2 über den Schlitz 108 zwischen Segment 88-2 und Masse 100 gekoppelt ist. Ein Abschnitt von Schlitz 108 zwischen dem Segment 88-1 und der Masse 100 kann zu einer Schlitzantennenresonanz wie einer Resonanz im oberen Band HB für Antenne 40-1 beitragen. Ein Abschnitt von Schlitz 108 zwischen Segment 88-2 und Masse 100 kann zu einer Schlitzantennenresonanz wie einer Resonanz im oberen Band HB für Antenne 40-2 beitragen.
Die Rückleitungspfade wie Pfad 106-1 und 106-2 aus 11 können durch feste Leiterbahnen, die den Schlitz 108 überbrücken, oder durch einstellbare Komponenten wie Komponente 110 und 114 (z. B. einstellbaren Komponenten 60 aus 2), die den Schlitz 108 überbrücken, ausgebildet sein. Die einstellbaren Komponenten 110 und 114 können sowohl zwischen Segment 88-1 und Masse 100 über den Schlitz 108 gekoppelt sein als auch einstellbare Rückleitungspfade (z. B. Rückleitungspfad 106-1 aus 11) für Antenne 40-1 bilden. Die einstellbaren Komponenten 114 und 110 können hier mitunter als Abstimmkomponenten, abstimmbare Komponenten, abstimmbare Schaltung oder einstellbare Abstimmkomponenten bezeichnet werden. Der Rückleitungspfad 106-2 kann zwischen Segment 88-2 und Masse 100 gekoppelt sein. Der Rückleitungspfad 106-2 kann einstellbare Komponenten wie Schalter einschießen oder frei von einstellbaren Komponenten sein. Der Antennenzuleitungsanschluss 56-2 von Antenne 40-2 kann mit Segment 88-2 an einer Stelle gekoppelt sein, die sich zwischen Rückleitungspfad 106-2 und Spalt 84-2 befindet.
Die einstellbare Komponente 114 kann den Schlitz 108 an einer ersten Stelle entlang Schlitz 108 überbrücken. Zum Beispiel kann die einstellbare Komponente 114 an einer Stelle mit Segment 88-1 gekoppelt sein, die sich zwischen Zuleitungsanschluss 56-1 und Spalt 84-1 befindet. Die einstellbare Komponente 110 kann den Schlitz 108 an einer zweiten Stelle entlang Schlitz 108 überbrücken. Zum Beispiel kann die einstellbare Komponente 110 an einer oder mehreren Stellen mit Segment 88-1 gekoppelt sein, die sich zwischen Zuleitungsanschluss 84-3 und Spalt 56-1 befinden.
Die Komponenten 110 und 114 können Schalter (SW) einschließen, die mit festen Komponenten wie Spulen gekoppelt sind, um einstellbare Induktivitätsbeträge oder einen offenen Schaltkreis zwischen Masse 100 und Segment 88-1 bereitzustellen. Die Schalter in Komponente 114 können zum Beispiel einen einpoligen Umschalter (SP2T) und zwei Spulen einschließen. Die Schalter in Komponente 110 können zum Beispiel einen einpoligen Umschalter (SP4T) einschließen, der mit vier Spulen gekoppelt ist. Dieses Beispiel ist lediglich veranschaulichend, und im Allgemeinen können die Komponenten 110 und 114 andere Komponenten wie einstellbare Rückleitungspfad-Schalter, mit Kondensatoren gekoppelte Schalter oder beliebige andere gewünschte Komponenten einschließen. Die Komponenten 110 und 114 können eine beliebige Anzahl von Spulen einschließen. Falls gewünscht, können die Komponenten 110 und/oder 114 Pfade ohne Spulen einschließen, die selektiv zwischen Segment 88-1 und Masse 110 gekoppelt sein können. Die Komponenten 110 und 114 (z. B. die Zustände der entsprechenden Schalter) können zum Beispiel durch die Steuerschaltung 28 (1) gesteuert werden. Die Komponenten 110 und 114 können zum Beispiel Rückleitungspfade für Antenne 40-1 bilden (z. B. einen oder mehrere Rückleitungspfade 106-1, wie in 11 gezeigt).
Die Länge der Antennenresonanzelementarme 104 kann so gewählt sein, dass die Antennen 40-1 und 40-2 bei den gewünschten Frequenzen in Resonanz gehen. Zum Beispiel kann die Resonanz von Antenne 40-1 im mittleren Band MB dem Abstand entlang Segment 88-1 zwischen Komponente 114 und Spalt 84-1 zugeordnet sein. Die Resonanz von Antenne 40-1 im unteren Band LB kann zum Beispiel dem Abstand entlang Segment 88-1 zwischen Komponente 114 und Spalt 84-3 zugeordnet sein. Die Resonanz von Antenne 40-2 im mittleren Band MB kann zum Beispiel dem Abstand entlang Segment 88-2 zwischen Rückleitungspfad 106-2 und Spalt 84-2 zugeordnet sein. Einstellbare Komponenten wie Komponente 60 aus 2 können, falls gewünscht, den Schlitz 108 zwischen Segment 88-2 und Masse 100 überbrücken.
Die Steuerschaltung 28 (1) kann Komponente 114 und 110 einstellen, um den Frequenzgang von Antenne 40-1 abzustimmen, falls gewünscht. Zum Beispiel kann die Steuerschaltung 28 die Komponente 114 einstellen (z. B. durch Einschalten einer der entsprechenden Spulen), um die Resonanzfrequenz von Antenne 40-1 innerhalb des mittleren Bands MB abzustimmen. Die Steuerschaltung 28 kann die Komponente 110 so einstellen, dass die Resonanzfrequenz von Antenne 40-1 innerhalb des unteren Bands LB abgestimmt wird.
Die Antennen 40-1 und 40-2 können Kommunikation unter Verwendung eines MIMO-Schemas im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB durchführen. Die mechanische Trennung zwischen Arm 104-1 und 104-2 durch Spalt 84-3 kann dazu dienen, Antenne 40-1 von Antenne 40-2 zu isolieren, wenn die Antennen 40 mit derselben Frequenz arbeiten (z. B. bei Durchführung von Kommunikation unter Verwendung eines MIMO-Schemas). Während das Beispiel aus 11 und 12 die benachbarten Antennen 40-1 und 40-2 beschreibt, können ähnliche Antennenstrukturen beim Ausbilden von Antenne 40-2 und 40-3 am unteren Ende 68 von Vorrichtung 10 verwendet werden, wie in 3 gezeigt (z. B. wobei in 11 und 12 Antenne 40-4 Antenne 40-1 ersetzt und Antenne 40-3 Antenne 40-2 ersetzt).
Antenne 40-1 und 40-2, wie in 12 dargestellt, können, falls gewünscht, Kommunikation unter Verwendung eines 2X-MIMO-Schemas im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB (z. B. ohne MIMO-Beiträge von Antenne 40-3 und 40-4) oder eines 4X-MIMO-Schemas mit Antenne 40-3 und 40-4 im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB (z. B. wie in 4 gezeigt) durchführen. Bei der Durchführung von MIMO-Vorgängen im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 unabhängige Datenströme mit denselben Frequenzen senden und/oder empfangen (z. B. im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB). Das Vorhandensein von Spalt 84-3 kann sicherstellen, dass Antenne 40-1 ausreichend von Antenne 40-2 isoliert ist, obwohl beide Antennen mit derselben Frequenz arbeiten. Gleichzeitig kann Antenne 40-1, falls gewünscht, 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB mit Antenne 40-4 durchführen (3).
Bei einigen Szenarien ist der hohe Datendurchsatz, der unter Verwendung eines 4X-MIMO-Schemas erreicht werden kann, zur Kommunikation zwischen der Vorrichtung 10 und den externen Kommunikationsgeräten möglicherweise nicht erforderlich. Bei diesen Szenarien kann die Vorrichtung 10 2X-MIMO-Kommunikation durchführen, bei der zwei Antennen zur Kommunikation mit denselben Frequenzen verwendet werden (z. B. ohne Durchführung von 4X-MIMO-Kommunikation). Um die Isolierung zwischen den beiden Antennen in diesem Szenario zu maximieren, können sich die beiden Antennen für die Durchführung der 2X-MIMO-Vorgänge auf gegenüberliegenden Seiten (z. B. Seite 66 und 68) von Vorrichtung 10 befinden. Um den Antennenwirkungsgrad der beiden Antennen in diesen Szenarien weiter zu erhöhen (z. B. durch Nutzung eines möglichst großen Antennenvolumens), können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 so konfiguriert sein, dass die obere Antenne 40U und die untere Antenne 40L gebildet werden (BILD 3), um die 2X-MIMO-Vorgänge durchzuführen.
Wie in 12 gezeigt, können die Antennen 40-1 und 40-2, falls gewünscht, eine schaltende Schaltung einschließen, die von der Steuerschaltung 28 (1) angesteuert wird, um die Antennen 40-1 und 40-2 in einen ausgewählten ersten oder zweiten Betriebsmodus zu versetzen. Im ersten Betriebsmodus (hier manchmal auch als 4X-MIMO-Modus oder erster MIMO-Modus bezeichnet) sind die Antennen 40-1 und 40-2 durch den Spalt 84-3 voneinander isoliert und übertragen getrennte Datenströme mit derselben Frequenz (z. B. so dass die Antennen 40-1 und 40-2 4X MIMO-Vorgänge mit den Antennen 40-3 und 40-4 durchführen können). Im zweiten Betriebsmodus (hier manchmal als 2X-MIMO-Modus oder zweiter MIMO-Modus bezeichnet) sind die Antennen 40-1 und 40-2 so konfiguriert, dass sie eine einzige Antenne wie die obere Antenne 40U bilden (z. B. eine einzige Antenne 40 mit Strukturen von beiden Antennen 40-1 und 40-2).
Im zweiten Betriebsmodus kann das Segment 88-1 mit Segment 88-2 kurzgeschlossen sein, kann der Rückleitungspfad 106-2 von der Masse 100 entkoppelt sein und kann die Zuleitung 55-2 deaktiviert sein. Antenne 40U kann anschließend unter Verwendung von Antennenzuleitung 55-1 gespeist werden. Der Abstand zwischen Zuleitung 55-1 und Spalt 84-2 kann eine Resonanz im unteren Band LB (durch Pfeil 118 dargestellt) unterstützen, und der Abstand zwischen Zuleitung 55-1 und Spalt 84-1 kann eine Resonanz im mittleren Band MB (durch Pfeil 116 dargestellt) für Antenne 40U unterstützen (z. B. können beide Segmente 88-1 und 88-2 Teil eines einzigen Resonanzelementarms 106 für die Antenne 40U sein). Der Schlitz 108 zwischen dem Resonanzelementarm von Antenne 40U und der Masse 110 kann eine Resonanz im oberen Band HB unterstützen.
In diesem Beispiel können ähnliche Strukturen verwendet werden, um die Antennen 40-3 und 40-4 zu bilden (z. B. wobei in 12 Antenne 40-4 Antenne 40-1 ersetzt und Antenne 40-3 Antenne 40-2 ersetzt). Antenne 40-3 und 40-4 können dabei zwischen dem ersten Betriebsmodus, in dem Antenne 40-3 und 40-4 unabhängig voneinander zwei getrennte Datenströme mit denselben Frequenzen übertragen, um 4X-MIMO-Vorgänge mit Antenne 40-1 und 40-2 durchzuführen, und dem zweiten Betriebsmodus, in dem Antenne 40-3 und 40-4 eine einzige untere Antenne 40L bilden, umgeschaltet werden (3). Wenn die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 in den zweiten Betriebsmodus geschaltet sind, um Antenne 40U und 40L zu bilden, können die Antennen 40U und 40L 2X-MIMO-Vorgänge durchführen, indem beide unabhängige Datenströme mit denselben Frequenzen im unteren Band LB, mittleren Band MB und/oder oberen Band HB senden und/oder empfangen.
13 ist ein Diagramm einer schaltenden Schaltung, die in Vorrichtung 10 zum Umschalten der Antennen 40-1 und 40-2 zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus (z. B. innerhalb des gestrichelten Bereichs 112 von 12) ausgebildet sein kann. Wie in 13 gezeigt, kann die schaltende Schaltung 120 zwischen Antenne 40-1 und Antenne 40-2 gekoppelt sein. Der Zustand der schaltenden Schaltung 120 kann durch Steuersignale 122 gesteuert werden, die von der Steuerschaltung 28 empfangen werden.
Die schaltende Schaltung 120 kann einen ersten Schalter 120-1 einschließen, der zwischen Resonanzelementarm 104-1 (Segment 88-1) und Resonanzelementarm 104-2 (Segment 88-2) über den Spalt 84-3 gekoppelt ist. Wenn der Schalter 120-1 geschlossen (eingeschaltet) ist, kann Arm 104-1 von Antenne 40-1 mit dem Arm 104-2 von Antenne 40-2 kurzgeschlossen werden, um einen einzelnen Resonanzelementarm 106 für die Antenne 40U zu bilden.
Die schaltende Schaltung 120 kann einen zweiten Schalter 120-2 einschließen, der im Rückleitungspfad 106-2 von Antenne 40-2 eingefügt ist (z. B. kann Schalter 106-2 zwischen Arm 104-2 von Antenne 40-2 und Masse 100 gekoppelt sein). Wenn der Schalter 120-2 geschlossen ist, kann Arm 104-2 von Antenne 40-2 mit der Masse 100 kurzgeschlossen sein (z. B. zur Unterstützung einer Resonanz im mittleren Band MB für Antenne 40-2). Wenn der Schalter 120-2 geöffnet ist, kann ein offener Schaltkreis zwischen Arm 104-2 und Masse 100 gebildet sein (z. B. so dass der Resonanzelementarm von Antenne 40U nicht mit Masse zwischen Zuleitung 55-1 und Spalt 84-2 kurzgeschlossen ist).
Die schaltende Schaltung 120 kann einen dritten Schalter 120-3 einschließen, der zwischen dem Zuleitungsanschluss 56-2 von Antennenzuleitung 55-2 und Resonanzelementarm 104-2 eingefügt ist. Wenn der Schalter 120-3 geschlossen ist, ist die Zuleitung 56-2 mit Arm 104-2 gekoppelt und es können Hochfrequenz-Antennensignale für Antenne 40-2 von Antenne 40-2 übertragen werden. Wenn der Schalter 120-3 geöffnet ist, wird die Zuleitung 55-2 durch Entkopplung von Zuleitungsanschluss 56-2 von Arm 104-2 deaktiviert.
Die Steuerschaltung 28 kann die schaltende Schaltung 120 in einen ersten Zustand (z. B. einen 4X-MIMO-Zustand oder ersten MIMO-Zustand) versetzen, in dem der Schalter 120-1 geöffnet ist und die Schalter 120-2 und 120-3 geschlossen sind. Wenn sich die schaltende Schaltung 120 im ersten Zustand befindet, sind die Antennen 40-1 und 40-2 in den ersten Betriebsmodus versetzt. Im ersten Betriebsmodus kann Arm 104-1 von Antenne 40-1 gegen Arm 104-2 von Antenne 40-2 durch Spalt 84-3 isoliert sein, kann der Rückleitungspfad 106-2 von Antenne 40-2 zwischen Arm 104-2 und Masse 100 gekoppelt sein und kann die Zuleitung 55-2 aktiv sein (z. B. kann der Zuleitungsanschluss 56-2 mit dem Arm 104-2 gekoppelt sein). Die Antennen 40-1 und 40-2 können anschließend 4X-MIMO-Vorgänge durchführen, indem sie getrennte Datenströme mit denselben Frequenzen wie Antenne 40-3 und 40-4 übertragen (3).
Die Steuerschaltung 28 kann die schaltende Schaltung 120 in einen zweiten Zustand versetzen (z. B. einen 2X-MIMO-Zustand oder zweiten MIMO-Zustand), in dem Schalter 120-1 geschlossen ist und die Schalter 120-2 und 120-3 geöffnet sind. Wenn sich die schaltende Schaltung 120 im zweiten Zustand befindet, sind die Antennen 40-1 und 40-2 in den zweiten Betriebsmodus versetzt, in dem die Strukturen in den Antennen 40-1 und 40-2 eine einzige Antenne 40U bilden. Im zweiten Betriebsmodus kann Arm 104-1 von Antenne 40-1 gegen Arm 104-2 von Antenne 40-2 über den Spalt 84-3 kurzgeschlossen sein, um den Resonanzelementarm von Antenne 40U zu bilden, es kann der Rückleitungspfad 106-2 einen offenen Schaltkreis zwischen den peripheren Strukturen 88 und Masse 100 bilden, und es kann die Zuleitung 55-2 deaktiviert sein (z. B. kann Zuleitungsanschluss 56-2 von Arm 104-2 entkoppelt sein). Die Antenne 40U kann anschließend 2X-MIMO-Operationen durchführen, indem sie Datenströme mit denselben Frequenzen wie Antenne 40L überträgt (3).
Das Beispiel aus 13 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, können einer oder mehrere der Schalter 120-1, 120-2 und 120-3 weggelassen werden oder zusätzliche Schalter innerhalb der schaltenden Schaltung 120 ausgebildet werden. In dem Beispiel aus 13 sind die Schalter 120-1, 120-2 und 120-3 SP2T-Schalter. Im Allgemeinen können jedoch beliebige Schalter verwendet werden, und die Schalter in der schaltenden Schaltung 120 können auf beliebige Weise zwischen Antenne 40-1 und 40-2 angeordnet sein.
Das Durchführen von 2X-MIMO-Vorgängen (z. B. während sich die schaltende Schaltung 120 im zweiten Zustand befindet) kann mit einem geringeren Durchsatz verbunden sein als das Durchführen von 4X-MIMO-Vorgängen (z. B. während sich die schaltende Schaltung 120 im ersten Zustand befindet). Das Durchführen von 2X-MIMO-Vorgängen kann jedoch mit einem höheren Antennenwirkungsgrad verbunden sein als das Durchführen von 4X-MIMO-Vorgängen (z. B. weil Antenne 40U und 40L an gegenüberliegenden Enden von Vorrichtung 10 gebildet sind und daher voneinander isoliert sind und weil Antenne 40U und 40L größere Volumen als die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 oder 40-4 einnehmen). Falls gewünscht, kann die schaltende Schaltung 28 die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 in den ersten Betriebsmodus versetzen, wenn die Verarbeitungsvorgänge von Vorrichtung 10 einen relativ hohen Datendurchsatz erfordern (z. B. zum Streamen von High Definition Video, Durchführen von rechenintensiven Cloud-Computing-Algorithmen usw.), und die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 zum Bilden von Antenne 40U und 40L im zweiten Betriebsmodus konfigurieren, wenn die Verarbeitungsvorgänge von Vorrichtung 10 einen relativ hohen Antennenwirkungsgrad erfordern (z. B. bei geringer Qualität der drahtlosen Verbindung zwischen Vorrichtung 10 und externen drahtlosen Geräten).
14 ist ein Schaubild, in dem die Antennenleistung (Antennenwirkungsgrad) als Funktion der Betriebsfrequenz f der Antennen 40-1, 40-2 und/oder 40U aus 11 bis 13 (z. B. einschließlich schaltender Schaltung 120) dargestellt ist. Wie in 14 dargestellt, zeigt Kurve 130 den Antennenwirkungsgrad von Antenne 40U, wenn diese in den zweiten Betriebsmodus versetzt ist (z. B. wenn schaltende Schaltung 120 in den zweiten Zustand versetzt ist). Beim Betrieb im zweiten Betriebsmodus kann Antenne 40U Spitzenwirkungsgrade E1 im unteren Band LB, mittleren Band MB und oberen Band HB (z. B. Spitzenwirkungsgrade von ungefähr -3 dB) aufweisen. Zum Beispiel kann die Spitze im unteren Band LB durch eine Resonanz von Antenne 40U in Verbindung mit Pfadlänge 118 von 12 erzeugt werden, kann die Spitze im mittleren Band MB durch eine Resonanz von Antenne 40U in Verbindung mit Pfadlänge 116 erzeugt werden und kann die Spitze im oberen Band HB durch eine Resonanz von Antenne 40U in Verbindung mit einem Teil von Schlitz 108 zwischen Pfad 116 und Masse 100 erzeugt werden. Der Frequenzgang von Antenne 40U innerhalb des unteren Bands LB kann durch Einstellen von Komponente 110 aus 12 eingestellt werden, falls gewünscht. Der Frequenzgang von Antenne 40L innerhalb des mittleren Bands MB kann durch Einstellen von Komponente 114 aus 12 eingestellt werden, falls gewünscht.
Kurve 132 zeigt den Antennenwirkungsgrad von Antenne 40-1, wenn diese im ersten Betriebsmodus betrieben wird (z. B. wenn die schaltende Schaltung 120 in den ersten Zustand versetzt ist). Wenn Antenne 40-1 im ersten Betriebsmodus betrieben wird, kann sie Spitzenwirkungsgrade E2 in unteren Band LB, mittleren Band MB und oberen HB aufweisen, die geringer sind als Wirkungsgrade E1, die Kurve 130 zugeordnet sind (z. B. aufgrund der Abnahme der Isolation zwischen jeder aktiven Antenne und der Abnahme des Raumvolumens für jede Antenne). Zum Beispiel können die Spitzenwirkungsgrade E2 ungefähr -6 dB betragen. Zum Beispiel kann die Spitze im unteren Band LB durch eine Resonanz von Antenne 40-1 erzeugt werden, die dem Pfad zwischen Komponente 114 und Spalt 84-3 aus 12 zugeordnet ist, kann die Spitze im mittleren Band MB durch eine Resonanz von Antenne 40-1 erzeugt werden, die dem Pfad zwischen Komponente 114 und Spalt 84-1 zugeordnet ist, und kann die Spitze im oberen Band HB durch eine Resonanz von Schlitz 108 zwischen Segment 88-1 und Masse 100 erzeugt werden. Der Frequenzgang von Kurve 132 innerhalb des unteren Bands LB kann durch Einstellen von Komponente 110 aus 12 eingestellt werden. Der Frequenzgang von Kurve 130 innerhalb des mittleren Bands MB kann durch Einstellen von Komponente 114 eingestellt werden.
Kurve 134 zeigt den Antennenwirkungsgrad von Antenne 40-2, wenn diese in den ersten Betriebsmodus versetzt ist (z. B. wenn die schaltende Schaltung 120 in den ersten Zustand versetzt ist). Beim Betrieb im ersten Modus kann Antenne 40-2 Spitzenwirkungsgrade E2 im unteren mittleren Band MB und im oberen Band HB aufweisen. Zum Beispiel kann die Spitze im mittleren Band MB durch eine Resonanz von Antenne 40-2 erzeugt werden, die dem Abstand zwischen Rückleitungspfad 106-2 und Spalt 84-2 zugeordnet ist, und kann die Spitze im oberen Band HB durch eine Resonanz von Schlitz 108 zwischen Segment 88-2 und Masse 100 erzeugt werden. Während der Betrieb im ersten Modus die Gesamtantenneneffizienz von E1 auf E2 verringert, ist der Datendurchsatz für die drahtlose Schaltung 34 auch im ersten Modus größer als im zweiten Modus.
Wenn die Antennen 40-1 und 40-2 in den ersten Betriebsmodus versetzt sind, können sie 4X-MIMO-Vorgänge mit den Antennen 40-3 und 40-4 in einem oder beiden des mittleren Bands MB und des oberen Bands HB ausführen und können zusätzlich oder alternativ 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB mit Antenne 40-4 ausführen (z. B. wie durch Abdeckungsblöcke 80 für Antenne 40-1 bis 40-4 in 4 gezeigt). Falls gewünscht, können die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 eine Trägeraggregation durchführen, bei der mehrere Trägerfrequenzen in einem oder mehreren der Bänder LB, MB und HB verwendet werden, um den Datendurchsatz weiter zu erhöhen.
Wenn die Antennen 40U und 40L in den zweiten Betriebsmodus versetzt sind, können sie 2X-MIMO-Vorgänge in einem, zwei oder allen der Bänder LB, MB und HB durchführen. Falls gewünscht, können die Antennen 40U und 40L eine Trägeraggregation durchführen, bei der mehrere Trägerfrequenzen in einem oder mehreren der Bänder LB, MB und HB verwendet werden, um den Datendurchsatz weiter zu erhöhen (z. B. wenn jede der Antennen 40U und 40L die gleichen Trägerfrequenzen abdeckt, so dass für jede Trägerfrequenz im Trägeraggregationssystem 2X-MIMO-Vorgänge durchgeführt werden).
Während die Antennen 40-1 und 40-4 zum Beispiel 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB durchführen können, während sie in den ersten Betriebsmodus versetzt sind, kann keine der Antennen 4X-MIMO-Vorgänge durchführen, wenn die Antennen in den zweiten Betriebsmodus versetzt sind. Auf diese Weise können vier oder mehr Antennen 40 zur Durchführung von MIMO-Vorgängen verwendet werden, um den Gesamtdatendurchsatz im Vergleich zu Szenarien zu erhöhen, in denen nur eine einzige Antenne verwendet wird, und gleichzeitig eine zufriedenstellende elektromagnetische Isolierung zwischen Antennen zu gewährleisten, die mit denselben Frequenzen arbeiten, sowie um in dem Beispiel von 11 bis 13 auch ein dynamisches Einstellen der Antennen zwischen verschiedenen Modi je nach Antenneneffizienz- und Datendurchsatzanforderungen für Vorrichtung 10 zu ermöglichen.
Das Beispiel aus 14 dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die Wirkungsgradkurven 130, 132 und 134 jede beliebige Form haben. Die Kurven 130, 132 und 134 können Wirkungsgradspitzen in mehr als drei Frequenzbändern, in weniger als drei Frequenzbändern oder in beliebigen anderen Frequenzbändern aufweisen, falls gewünscht. Ähnliche Wirkungsgradkurven können auch verwendet werden, um die Antennen 40-3, 40-4 und 40L aus 3 darzustellen, falls gewünscht.
Eine Kurve wie Kurve 132 aus 14 (oder eine ähnliche Kurve, die dem Verlauf von Kurve 132 bei etwas geringeren Wirkungsgraden folgt) kann zur Darstellung der Leistung von Antenne 40-1 und 40-4 in Szenarien verwendet werden, in denen die Antennen 40-1 und 40-2 aus einem durchgehenden Leiter gebildet sind und die Antennen 40-3 und 40-4 aus einem durchgehenden Leiter gebildet sind (8 bis 10). In ähnlicher Weise kann eine Kurve wie Kurve 134 (oder eine ähnliche Kurve, die dem Verlauf von Kurve 134 bei etwas geringeren Wirkungsgraden folgt) verwendet werden, um die Leistung der Antennen 40-2 und 40-3 in der Anordnung von 8 bis 10 darzustellen. Die Antennen 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 können 4X-MIMO-Vorgänge im mittleren Band MB und/oder oberen Band HB und/oder 2X-MIMO-Vorgänge im unteren Band LB durchführen, unabhängig davon, ob die Antennen 40-1 und 40-2 aus einem durchgehenden Leiter gebildete Resonanzelemente aufweisen (8 bis 10) oder ob ein Spalt 84-3 in der Gehäusewand 88 ausgebildet ist (11 bis 13). Falls gewünscht, kann jedes Antennenpaar 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 2X-MIMO-Vorgänge in einem oder mehreren der Bänder LB, MB und/oder HB durchführen (z. B. müssen die Antennen 40 nicht ihre volle Datendurchsatzkapazität nutzen).
Gemäß einer Ausführungsform wird eine tragbare elektronische Vorrichtung bereitgestellt, umfassend ein Gehäuse mit einem ersten und zweiten Ende, die einander gegenüberliegen, und einem rechteckigen Umfang mit einer ersten und zweiten Ecke am ersten Ende und einer dritten und vierten Ecke am zweiten Ende, eine ersten Antenne an der ersten Ecke; eine zweite Antenne an der zweiten Ecke, eine dritte Antenne an der dritten Ecke, eine vierte Antenne an der vierten Ecke und eine mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Antenne gekoppelte Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung, wobei die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung so konfiguriert ist, dass sie gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und vierten Antenne und Hochfrequenzsignale mit einer zweiten Frequenz, die größer als die erste Frequenz ist, unter Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Antenne überträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Gehäuse der tragbaren elektronischen Vorrichtung periphere leitfähige Strukturen ein, die um den rechteckigen Umfang herum verlaufen, und schließen die erste, zweite, dritte und vierte Antenne jeweils einen entsprechenden Antennenresonanzelementarm ein, der aus den peripheren leitfähigen Strukturen gebildet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die tragbare elektronische Vorrichtung eine Anzeige mit einer Anzeige-Deckschicht ein, die sich vom ersten Ende zum zweiten Ende des Gehäuses erstreckt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die peripheren leitfähigen Strukturen eine leitfähige Seitenwand am ersten Ende der elektronischen Vorrichtung ein, schließt die erste Antenne einen ersten Antennenresonanzelementarm ein, der aus einem ersten Abschnitt der leitfähigen Seitenwand gebildet ist, und schließt die zweite Antenne ein zweites Antennenresonanzelement das, das aus einem zweiten Abschnitt der leitfähigen Seitenwand gebildet ist, der sich von einem Ende des ersten Abschnitts aus erstreckt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die peripheren leitfähigen Strukturen eine leitfähige Seitenwand am ersten Ende der elektronischen Vorrichtung ein, teilt ein mit Dielektrikum gefüllter Spalt die leitfähige Seitenwand in ein erstes Segment und ein zweites Segment, das von dem ersten Segment durch den mit Dielektrikum gefüllten Spalt getrennt ist, schließt die erste Antenne einen ersten Antennenresonanzelementarm ein, der aus dem ersten Segment gebildet ist, und schließt die zweite Antenne ein zweites Antennenresonanzelement ein, das aus dem zweiten Segment gebildet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die tragbare elektronische Vorrichtung eine erste schaltende Schaltung, die zwischen der ersten und zweiten Antenne gekoppelt ist, eine zweite schaltende Schaltung, die zwischen der dritten und vierten Antenne gekoppelt ist, und eine Steuerschaltung innerhalb des Gehäuses, wobei die Steuerschaltung dazu konfiguriert ist, die erste schaltende Schaltung zu steuern, um eine fünfte Antenne zu bilden, die die Antennenresonanzelementarme der ersten und zweiten Antenne einschließt, und die zweite schaltende Schaltung zu steuern, um eine sechste Antenne zu bilden, die die Antennenresonanzelementarme der dritten und vierten Antenne einschließt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung so konfiguriert, dass sie gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz unter Verwendung der fünften und sechsten Antenne überträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert, Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz, die größer als die zweite Frequenz ist, unter Verwendung der ersten und vierten Antenne bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und vierten Antenne und bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der zweiten Frequenz unter Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Antenne zu übertragen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert, Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz, die größer als die zweite Frequenz ist, unter Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Antenne bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und vierten Antenne und bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der zweiten Frequenz unter Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Antenne zu übertragen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform liegt die erste Frequenz innerhalb eines ersten Mobilfunkbands zwischen 700 MHz und 960 MHz, liegt die zweite Frequenz innerhalb eines zweiten Mobilfunkbands zwischen 1700 MHz und 2200 MHz und liegt die dritte Frequenz innerhalb eines dritten Mobilfunkbands zwischen 2300 MHz und 2700 MHz.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, umfassend ein Gehäuse mit einer peripheren leitfähigen Wand, eine mit Dielektrikum gefüllte Öffnung in der peripheren leitfähigen Wand, die die periphere leitfähige Wand in ein erstes und zweites Segment unterteilt, eine Antennenmasse, die von dem ersten und zweiten Segment durch einen Schlitz getrennt ist, eine erste Antenne mit einem ersten Resonanzelementarm, der aus dem ersten Segment gebildet ist, und einer ersten Antennenzuleitung, die zwischen dem ersten Segment und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist, eine zweite Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm, der aus dem zweiten Segment gebildet ist, und einer zweiten Antennenzuleitung, die zwischen dem zweiten Segment und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist, und eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, die dazu konfiguriert ist, gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer gegebenen Frequenz sowohl über die erste als auch über die zweite Antennenzuleitung zu übertragen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die zweite Antenne einen Rückleitungspfad ein, der zwischen einer Stelle auf dem zweiten Segment und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei sich die Stelle auf dem zweiten Segment zwischen der zweiten Antennenzuleitung und der mit Dielektrikum gefüllten Öffnung befindet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert, Hochfrequenzsignale mit einer zusätzlichen Frequenz über die erste Antennenzuleitung bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste und zweite Antennenzuleitung und ohne Übertragung von Signalen mit der zusätzlichen Frequenz über die zweite Antennenzuleitung zu übertragen, wobei die zusätzliche Frequenz geringer als die gegebene Frequenz ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die elektronische Vorrichtung eine erste einstellbare Komponente, die zwischen einer ersten Stelle auf dem ersten Segment und der Antennenmasse gekoppelt ist, und eine zweite einstellbare Komponente, die zwischen einer zweiten Stelle auf dem ersten Segment und der Antennenmasse gekoppelt ist, umfasst die erste Antennenzuleitung einen ersten Zuleitungsanschluss, der mit dem ersten Segment gekoppelt ist, und einen zweiten Zuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, befindet sich die erste Stelle zwischen dem ersten Zuleitungsanschluss und einem Ende des ersten Segments, das der mit Dielektrikum gefüllten Öffnung gegenüberliegt, befindet sich die zweite Stelle zwischen dem ersten Zuleitungsanschluss und der mit Dielektrikum gefüllten Öffnung und ist die zweite einstellbare Komponente dafür konfiguriert, eine Resonanz der ersten Antenne mit der zusätzlichen Frequenz einzustellen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine schaltende Schaltung ein, die zwischen der ersten und der zweiten Antenne gekoppelt ist, sowie eine Steuerschaltung, die dazu konfiguriert ist, die schaltende Schaltung so einzustellen, dass sie eine dritte Antenne bildet, schließt die dritte Antenne einen dritten Resonanzelementarm ein, der den ersten und zweiten Resonanzelementarm, die erste Antennenzuleitung und die Antennenmasse einschließt, ist die dritte Antenne so konfiguriert, dass sie bei der gegebenen Frequenz und der zusätzlichen Frequenz Resonanzen aufweist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die zweite Antennenzuleitung einen dritten Zuleitungsanschluss ein, der mit dem zweiten Segment gekoppelt ist, sowie einen vierten Zuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, hat die schaltende Schaltung einen ersten Zustand, in dem der Rückleitungspfad das zweite Segment mit der Antennenmasse kurzschließt, ist der dritte Zuleitungsanschluss mit dem zweiten Segment kurzgeschlossen und ist ein offener Schaltkreis zwischen dem ersten und zweiten Segment gebildet, hat der Schaltkreis einen zweiten Zustand, in dem der Rückleitungspfad einen offenen Schaltkreis zwischen dem zweiten Segment und der Antennenmasse bildet, ist der dritte Zuleitungsanschluss vom zweiten Segment entkoppelt und ist das erste Segment mit dem zweiten Segment über die mit Dielektrikum gefüllte Öffnung kurzgeschlossen und ist die Steuerschaltung so konfiguriert, dass sie die dritte Antenne bildet, indem sie die schaltende Schaltung in den zweiten Zustand versetzt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die periphere leitfähige Wand an einem ersten Ende des Gehäuses gebildet, umfasst das Gehäuse eine zusätzliche periphere leitfähige Wand, die an einem zweiten Ende des Gehäuses gebildet ist, das dem ersten Ende gegenüberliegt, und ist die zusätzliche periphere leitfähige Wand durch einen zusätzlichen Schlitz von der Antennenmasse getrennt, umfasst die elektronische Vorrichtung eine zusätzliche mit Dielektrikum gefüllte Öffnung in der zusätzlichen peripheren leitfähigen Wand, die die zusätzliche periphere leitfähige Wand in ein drittes und viertes Segment unterteilt, eine dritte Antenne mit einem dritten Resonanzelementarm, der aus dem dritten Segment und einer dritten Antennenzuleitung gebildet ist, die zwischen dem dritten Segment und der Antennenmasse über den zusätzlichen Schlitz gekoppelt ist, und eine vierte Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm, der aus dem vierten Segment und einer vierten Antennenzuleitung gebildet ist, die zwischen dem vierten Segment und der Antennenmasse über den zusätzlichen Schlitz gekoppelt ist, wobei die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung so konfiguriert ist, dass sie gleichzeitig die Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste, zweite, dritte und vierte Antenne überträgt.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, umfassend eine leitfähige Gehäusewand, eine Antennenmasse, die von der leitfähigen Gehäusewand durch einen Schlitz getrennt ist, eine erste Antenne mit einem ersten Resonanzelementarm, der aus einem ersten Abschnitt der leitfähigen Gehäusewand gebildet ist, einem ersten Antennenzuleitungsanschluss, der mit einer ersten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand gekoppelt ist, einem zweiten Antennenzuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, und einem ersten Rückleitungspfad, der zwischen einer zweiten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist, eine zweite Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm, der aus einem zweiten Abschnitt der leitfähigen Gehäusewand gebildet ist, die sich von einem Ende des ersten Abschnitts aus erstreckt, einem zweiten Rückleitungspfad, der zwischen einer dritten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist, einem dritten Antennenzuleitungsanschluss, der mit einer vierten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand gekoppelt ist, und einem vierten Antennenzuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei die zweite Stelle zwischen der ersten und dritten Stelle und die dritte Stelle zwischen der zweiten und vierten Stelle angeordnet ist, und eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, die mit der ersten und zweiten Antenne gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer gegebenen Frequenz unter Verwendung sowohl der ersten als auch der zweiten Antenne überträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert, Hochfrequenzsignale mit einer zusätzlichen Frequenz, die geringer als die gegebene Frequenz ist, unter Verwendung der ersten Antenne bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste und zweite Antenne zu übertragen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform hat die elektronische Vorrichtung ein erstes Ende und ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt, und ist die leitfähige Gehäusewand an dem ersten Ende gebildet, ferner umfassend eine zusätzliche leitfähige Gehäusewand am zweiten Ende, eine dritte Antenne mit einem dritten Resonanzelementarm, der aus einem ersten Abschnitt der zusätzlichen peripheren leitfähigen Wand gebildet ist, und eine vierte Antenne mit einem vierten Resonanzelementarm, der aus einem zweiten Abschnitt der zusätzlichen peripheren leitfähigen Wand gebildet ist, und ist die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert, gleichzeitig die Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste, zweite, dritte und vierte Antenne und die Hochfrequenzsignale mit der zusätzlichen Frequenz über die erste und vierte Antenne zu übertragen.
Das Vorstehende dient lediglich der Veranschaulichung und verschiedene Modifikationen können durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der beschriebenen Ausführungsfonnen abzuweichen. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15657001 [0001]

Claims

Tragbare elektronische Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Ende, die einander gegenüberliegen, und einem rechteckigen Umfang mit einer ersten und einer zweiten Ecke am ersten Ende und einer dritten und einer vierten Ecke am zweiten Ende; eine erste Antenne an der ersten Ecke; eine zweite Antenne an der zweiten Ecke; eine dritte Antenne an der dritten Ecke; eine vierte Antenne an der vierten Ecke; und eine Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung, die mit der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Antenne gekoppelt ist, wobei die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung so konfiguriert ist, dass sie gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und der vierten Antenne und Hochfrequenzsignale mit einer zweiten Frequenz, die größer als die erste Frequenz ist, unter Verwendung der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Antenne überträgt.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse periphere leitfähige Strukturen umfasst, die um den rechteckigen Umfang herum verlaufen, und wobei die erste, die zweite, die dritte und die vierte Antenne jeweils einen entsprechenden Antennenresonanzelementarm umfassen, der aus den peripheren leitfähigen Strukturen gebildet ist.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Anzeige mit einer Anzeigenabdeckungsschicht, die sich vom ersten Ende zum zweiten Ende des Gehäuses erstreckt.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die peripheren leitfähigen Strukturen eine leitfähige Seitenwand am ersten Ende der elektronischen Vorrichtung umfassen, die erste Antenne einen ersten Antennenresonanzelementarm umfasst, der aus einem ersten Abschnitt der leitfähigen Seitenwand gebildet ist, und die zweite Antenne ein zweites Antennenresonanzelement umfasst, das aus einem zweiten Abschnitt der leitfähigen Seitenwand gebildet ist, der sich von einem Ende des ersten Abschnitts aus erstreckt.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die peripheren leitfähigen Strukturen eine leitfähige Seitenwand am ersten Ende der elektronischen Vorrichtung umfassen, ein mit Dielektrikum gefüllter Spalt die leitfähige Seitenwand in ein erstes Segment und ein zweites Segment unterteilt, das von dem ersten Segment durch den mit Dielektrikum gefüllten Spalt getrennt ist, die erste Antenne einen ersten Antennenresonanzelementarm umfasst, der aus dem ersten Segment gebildet ist, und die zweite Antenne ein zweites Antennenresonanzelement umfasst, das aus dem zweiten Segment gebildet ist.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine erste schaltende Schaltung, die zwischen der ersten und der zweiten Antenne gekoppelt ist; eine zweite schaltende Schaltung, die zwischen der dritten und der vierten Antenne gekoppelt ist; und eine Steuerschaltung innerhalb des Gehäuses, wobei die Steuerschaltung dazu konfiguriert ist, die erste schaltende Schaltung zu steuern, um eine fünfte Antenne zu bilden, die die Antennenresonanzelementarme der ersten und der zweiten Antenne einschließt, und die zweite schaltende Schaltung zu steuern, um eine sechste Antenne zu bilden, die die Antennenresonanzelementarme der dritten und der vierten Antenne einschließt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung dafür konfiguriert ist, gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz unter Verwendung der fünften und der sechsten Antenne zu übertragen.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung dafür konfiguriert ist, Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz, die größer als die zweite Frequenz ist, unter Verwendung der ersten und der vierten Antenne bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und der vierten Antenne und bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der zweiten Frequenz unter Verwendung der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Antenne zu übertragen.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mobiltelefon-Sendeempfänger-Schaltung dafür konfiguriert ist, Hochfrequenzsignale mit einer dritten Frequenz, die größer als die zweite Frequenz ist, unter Verwendung der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Antenne bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der ersten Frequenz unter Verwendung der ersten und der vierten Antenne und bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der zweiten Frequenz unter Verwendung der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Antenne zu übertragen.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die erste Frequenz innerhalb eines ersten Mobilfunkbands zwischen 700 MHz und 960 MHz liegt, die zweite Frequenz innerhalb eines zweiten Mobilfunkbands zwischen 1700 MHz und 2200 MHz liegt und die dritte Frequenz innerhalb eines dritten Mobilfunkbands zwischen 2300 MHz und 2700 MHz liegt.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse mit einer peripheren leitfähigen Wand; eine mit Dielektrikum gefüllte Öffnung in der peripheren leitfähigen Wand, die die periphere leitfähige Wand in ein erstes und zweites Segment unterteilt; eine Antennenmasse, die von dem ersten und dem zweiten Segment durch einen Schlitz getrennt ist; eine erste Antenne mit einem ersten Resonanzelementarm, der aus dem ersten Segment gebildet ist, und einer ersten Antennenzuleitung, die zwischen dem ersten Segment und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist; eine zweite Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm, der aus dem zweiten Segment gebildet ist, und einer zweiten Antennenzuleitung, die zwischen dem zweiten Segment und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist; und eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, die dazu konfiguriert ist, gleichzeitig Funkfrequenzsignale mit einer gegebenen Frequenz sowohl über die erste als auch die zweite Antennenzuleitung zu übertragen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zweite Antenne einen Rückleitungspfad umfasst, der zwischen einer Stelle auf dem zweiten Segment und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei sich die Stelle auf dem zweiten Segment zwischen der zweiten Antennenzuleitung und der mit Dielektrikum gefüllten Öffnung befindet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert ist, Hochfrequenzsignale mit einer zusätzlichen Frequenz über die erste Antennenzuleitung bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste und die zweite Antennenzuleitung und ohne Übertragung von Signalen mit der zusätzlichen Frequenz über die zweite Antennenzuleitung zu übertragen, wobei die zusätzliche Frequenz geringer als die gegebene Frequenz ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine erste einstellbare Komponente, die zwischen einer ersten Stelle auf dem ersten Segment und der Antennenmasse gekoppelt ist; und eine zweite einstellbare Komponente, die zwischen einer zweiten Stelle auf dem ersten Segment und der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei die erste Antennenzuleitung einen ersten Zuleitungsanschluss, der mit dem ersten Segment gekoppelt ist, und einen zweiten Zuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, umfasst, wobei sich die erste Stelle zwischen dem ersten Zuleitungsanschluss und einem Ende des ersten Segments befindet, das der mit Dielektrikum gefüllten Öffnung gegenüberliegt, sich die zweite Stelle zwischen dem ersten Zuleitungsanschluss und der mit Dielektrikum gefüllten Öffnung befindet, und die zweite einstellbare Komponente dazu konfiguriert ist, eine Resonanz der ersten Antenne bei der zusätzlichen Frequenz einzustellen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine schaltende Schaltung, die zwischen der ersten und der zweiten Antenne gekoppelt ist; und eine Steuerschaltung, die dazu konfiguriert ist, die schaltende Schaltung so einzustellen, dass eine dritte Antenne gebildet wird, wobei die dritte Antenne umfasst: einen dritten Resonanzelementarm, der den ersten und den zweiten Resonanzelementarm einschließt, die erste Antennenzuleitung und die Antennenmasse, wobei die dritte Antenne dazu konfiguriert ist, Resonanzen bei der gegebenen Frequenz und der zusätzlichen Frequenz aufzuweisen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die zweite Antennenzuleitung einen dritten Zuleitungsanschluss, der mit dem zweiten Segment gekoppelt ist, und einen vierten Zuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, umfasst, die schaltende Schaltung einen ersten Zustand aufweist, in dem der Rückleitungspfad das zweite Segment mit der Antennenmasse kurzschließt, der dritte Zuleitungsanschluss mit dem zweiten Segment kurzgeschlossen ist und ein offener Schaltkreis zwischen dem ersten und zweiten Segment gebildet ist, der Schaltkreis einen zweiten Zustand aufweist, in dem der Rückleitungspfad einen offenen Schaltkreis zwischen dem zweiten Segment und der Antennenmasse bildet, der dritte Zuleitungsanschluss vom zweiten Segment entkoppelt ist und das erste Segment mit dem zweiten Segment über die mit Dielektikum gefüllte Öffnung kurzgeschlossen ist und die Steuerschaltung so konfiguriert ist, dass sie die dritte Antenne bildet, indem die schaltende Schaltung in den zweiten Zustand versetzt wird.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die periphere leitfähige Wand an einem ersten Ende des Gehäuses ausgebildet ist, das Gehäuse eine zusätzliche periphere leitfähige Wand umfasst, die an einem zweiten Ende des Gehäuses ausgebildet ist, das dem ersten Ende gegenüberliegt, und die zusätzliche periphere leitfähige Wand von der Antennenmasse durch einen zusätzlichen Schlitz getrennt ist, wobei die elektronische Vorrichtung ferner umfasst: eine zusätzliche mit Dielektrikum gefüllte Öffnung in der zusätzlichen peripheren leitfähigen Wand, die die zusätzliche periphere leitfähige Wand in ein drittes und viertes Segment unterteilt; eine dritte Antenne mit einem dritten Resonanzelementarm, der aus dem dritten Segment gebildet ist, und einer dritten Antennenzuleitung, die zwischen dem dritten Segment und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist; und eine vierte Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm, der aus dem vierten Segment gebildet ist, und einer vierten Antennenzuleitung, die zwischen dem vierten Segment und der Antennenmasse über den zusätzlichen Schlitz gekoppelt ist, wobei die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dazu konfiguriert ist, gleichzeitig die Hochfrequenzsignale bei der gegebenen Frequenz über die erste, zweite, dritte und vierte Antenne zu übertragen.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine leitfähige Gehäusewand; eine Antennenmasse, die von dem leitfähigen Gehäuse durch einen Schlitz getrennt ist; eine erste Antenne mit einem ersten Resonanzelementarm, der aus einem ersten Abschnitt der leitfähigen Gehäusewand gebildet ist, einem ersten Antennenzuleitungsanschluss, der mit einer ersten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand gekoppelt ist, einem zweiten Antennenzuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, und einem ersten Rückleitungspfad, der zwischen einer zweiten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist; eine zweite Antenne mit einem zweiten Resonanzelementarm, der aus einem zweiten Abschnitt der leitfähigen Gehäusewand gebildet ist, der sich von einem Ende des ersten Abschnitts aus erstreckt, einem zweiten Rückleitungspfad, der zwischen einer dritten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand und der Antennenmasse über den Schlitz gekoppelt ist, einem dritten Antennenzuleitungsanschluss, der mit einer vierten Stelle an der leitfähigen Gehäusewand gekoppelt ist, und einem vierten Antennenzuleitungsanschluss, der mit der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei die zweite Stelle zwischen der ersten und der dritten Stelle und die dritte Stelle zwischen der zweiten und der vierten Stelle angeordnet ist; und eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung, die mit der ersten und der zweiten Antenne gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie gleichzeitig Hochfrequenzsignale mit einer gegebenen Frequenz unter Verwendung sowohl der ersten als auch der zweiten Antenne überträgt.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dafür konfiguriert ist, Hochfrequenzsignale mit einer zusätzlichen Frequenz, die geringer als die gegebene Frequenz ist, unter Verwendung der ersten Antenne bei gleichzeitiger Übertragung der Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste und die zweite Antenne zu übertragen.
Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die elektronische Vorrichtung ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, das dem ersten Ende gegenüberliegt, und die leitfähige Gehäusewand am ersten Ende gebildet ist, ferner umfassend: eine zusätzliche leitfähige Gehäusewand am zweiten Ende; eine dritte Antenne mit einem dritten Resonanzelementarm, der aus einem ersten Abschnitt der zusätzlichen peripheren leitfähigen Wand gebildet ist; und und eine vierte Antenne mit einem vierten Resonanzelementarm, der aus einem zweiten Abschnitt der zusätzlichen peripheren leitfähigen Wand gebildet ist, wobei die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltung dafür konfiguriert ist, gleichzeitig die Hochfrequenzsignale mit der gegebenen Frequenz über die erste, die zweite, die dritte und die vierte Antenne und die Hochfrequenzsignale mit der zusätzlichen Frequenz über die erste und die vierte Antenne zu übertragen.