DE212015000215U1

DE212015000215U1 - Mit einem Zusatzantennenelement versehenes, entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung

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Publication number: DE212015000215U1
Application number: DE212015000215.2U
Authority: DE
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-04-07
Anticipated expiration: 2025-08-14
Also published as: US9634709B2; TW201613171A; CN208142339U; WO2016036489A1; TWI611628B; US20160072539A1

Abstract

Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung, das ausgelegt ist, sich mit einer elektronischen Vorrichtung, die eine Antenne und einen Steckverbinderport aufweist, passgenau zusammenzufügen, umfassend: einen Körper, der ausgelegt ist, die elektronische Vorrichtung aufzunehmen; einen Steckverbinder, der sich mit dem Steckverbinderport passgenau zusammenfügt; und ein Zusatzantennenelement, das mit der Antenne nahfeldgekoppelt ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 4. September 2014 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/477,596, die hiermit durch Verweis vollständig hierin einbezogen wird.
HINTERGRUND
Dies betrifft allgemein entfernbare Gehäuse für elektronische Vorrichtungen und genauer entfernbare Gehäuse für drahtlose elektronische Vorrichtungen.
Elektronische Vorrichtungen schließen oftmals Schaltungen für drahtlose Kommunikation ein. Zum Beispiel enthalten Mobiltelefone, Computer und andere Vorrichtungen oftmals Antennen, um die drahtlose Kommunikation mit externen Ausrüstungen zu unterstützen. Manchmal werden bei elektronischen Vorrichtungen entfernbare Gehäuse verwendet. Bei manchen Gehäusen handelt es sich um passive Kunststoffhüllen, die dazu beitragen, die Außenoberfläche einer elektronischen Vorrichtung vor Kratzern zu schützen. Andere Gehäuse enthalten Zusatzakkus/Zusatzbatterien. Wenn ein Gehäuse mit einem Zusatzakku/einer Zusatzbatterie an einer elektronischen Vorrichtung befestigt wird, kann ein Benutzer mehr Funktionen ausführen, ohne dass der Akku/die Batterie leer wird.
Sicherzustellen, dass eine Antenne einer elektronischen Vorrichtung bei Vorhandensein eines externen Gehäuses ordnungsgemäß funktioniert, kann eine Herausforderung darstellen. Die Materialien des Gehäuses können den Antennenbetrieb beeinflussen. Zum Beispiel können einem Akku/einer Batterie oder anderen Komponenten zugeordnete Metallstrukturen den normalen Betrieb einer Antenne einer elektronischen Vorrichtung stören und dielektrische Materialien können eine Antenne belasten. Bei mangelnder Vorsicht kann sich die drahtlose Kommunikationsleistung einer elektronischen Vorrichtung bei Vorhandensein eines entfernbaren Gehäuses verschlechtern.
Es wäre daher wünschenswert, in der Lage zu sein, verbesserte entfernbare Gehäuse für elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise elektronische Vorrichtungen mit Antennen, bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung wie beispielsweise ein Mobiltelefon kann einen Körper aufweisen. Der Körper kann ausgelegt sein, die elektronische Vorrichtung aufzunehmen. Ein „männlicher” Steckverbinder im Gehäuse kann sich mit einem „weiblichen” Steckverbinder in der elektronischen Vorrichtung passgenau zusammenfügen. Ein Akku/eine Batterie im Gehäuse kann die elektronische Vorrichtung durch einen Strompin im männlichen Steckverbinder mit Energie versorgen. Die der Vorrichtung durch den männlichen Steckverbinder zugeführte Akku-/Batterieenergie kann die Energie des internen Akkus/der internen Batterie in der elektronischen Vorrichtung ergänzen.
Die elektronische Vorrichtung kann eine aus peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung und einer Antennenmasse ausgebildete Antenne aufweisen. Die peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen können ein Resonanzelement einer Inverted-F-Antenne ausbilden. Aufgrund des Vorhandenseins externer Strukturen wie beispielsweise Abschnitten des Gehäuses besteht die Möglichkeit, dass sich die Antenne der elektronischen Vorrichtung bei der Aufnahme der elektronischen Vorrichtung im Körper des Gehäuses verstimmt. Dieser Gefahr kann dadurch begegnet werden, dass das Gehäuse mit einer Zusatzantenne versehen wird. Die Zusatzantenne kann dazu verwendet werden, die Antennenleistung für die elektronische Vorrichtung wiederherzustellen, so dass die Antenne der elektronischen Vorrichtung auch dann zufriedenstellend arbeitet, wenn die elektronische Vorrichtung im Körper des Gehäuses aufgenommen wird.
Die Zusatzantenne kann aus einem Monopolantennen-Resonanzelement ausgebildet sein, welches ein durch den Strompin oder einen sonstigen Signalweg mit der Antennenmasse gekoppeltes Ende aufweist. Das Monopolelement kann einen Abschnitt aufweisen, der zu den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung parallel verläuft und kapazitativ mit den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen gekoppelt ist. Im Betrieb der Antenne in der elektronischen Vorrichtung kann die Zusatzantenne im Gehäuse aufgrund einer Nahfeldkopplung zwischen der Zusatzantenne und der Antenne der elektronischen Vorrichtung indirekt gespeist werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung und eines passenden entfernbaren Gehäuses gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine schematische Darstellung veranschaulichender Schaltungen in einer elektronischen Vorrichtung und eines dazugehörigen Gehäuses gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine Innendraufsicht eines Abschnitts einer elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne und eines Abschnitts eines dazugehörigen, eine Zusatzantenne aufweisenden Gehäuses gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung, an welcher ein Gehäuse mit einer Zusatzantenne gemäß einer Ausführungsform befestigt wurde.
5 ist eine Draufsicht eines Abschnittes der veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung und des Gehäuses von 4 gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Schaubild, in dem die Antennenleistung (das Stehwellenverhältnis (Standing Wave Ratio, SWR) als eine Funktion einer Betriebsfrequenz für eine elektronische Vorrichtung im normalen Betrieb der Vorrichtung ohne passgenau damit zusammengefügtes Gehäuse gemäß einer Ausführungsform aufgetragen wurde.
7 ist ein Schaubild der Antennenleistung für die in 6 gezeigte Antenne der elektronischen Vorrichtung, wenn die elektronische Vorrichtung ohne eine Zusatzantenne gemäß einer Ausführungsform in einem Gehäuse montiert ist.
8 ist ein Schaubild der Antennenleistung für die in 7 gezeigte Antenne der elektronischen Vorrichtung, wenn die elektronische Vorrichtung mit einer Zusatzantenne gemäß einer Ausführungsform in einem Gehäuse montiert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Elektronische Vorrichtungen können mit entfernbaren externen Gehäusen versehen werden. Die entfernbaren externen Gehäuse können Zusatzkomponenten, wie beispielsweise einen Zusatzakku/eine Zusatzbatterie zur Verlängerung der Akku- bzw. Batterielaufzeit enthalten. Eine veranschaulichende elektronische Vorrichtung und ein passgenau damit zusammenfügbares entfernbares Gehäuse sind in der perspektivischen Explosionsansicht von 1 gezeigt. Wie in 1 gezeigt, kann die elektronische Vorrichtung 10 eine Rechteckform aufweisen und das Gehäuse 200 kann einen Körper, wie beispielsweise den Körper 202, mit einer entsprechenden rechtförmigen Ausnehmung aufweisen. Die rechteckförmige Ausnehmung 240 des Körpers 202 kann ausgelegt sein, eine rechteckförmige Vorrichtung wie beispielsweise die elektronische Vorrichtung 10 von 1 aufzunehmen. Falls gewünscht, können elektronische Vorrichtungen und Gehäuse mit anderen Formen verwendet werden. Ein Gehäuse kann zum Beispiel eine aufklappbare Abdeckung aufweisen, die Form einer auf eine elektronische Vorrichtung aufschiebbare Hülle aufweisen, nur an einem Ende einer elektronischen Vorrichtung befestigbar sein, oder eine andere geeignete Form aufweisen. Das Beispiel von 1 ist lediglich veranschaulichend.
Die Vorrichtung 10 kann eine oder mehr Antennen, wie beispielsweise Schleifenantennen, Inverted-F-Antennen, Streifenantennen, Inverted-F-Planarantennen, Schlitzstrahlantennen, Hybridantennen mit mehr als einem Typ von Antennenstrukturen, 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 und interne Strukturen einschließen (z. B. Halterungen, Metallglieder, die unter Verwendung von Techniken wie Stanzen, spanabhebender Bearbeitung, Laserstrahlschneiden usw. ausgebildet werden). Die Gehäusestrukturen können periphere Strukturen, wie beispielsweise periphere leitfähige Strukturen einschließen, die um die Peripherie einer elektronischen Vorrichtung herum verlaufen. Die periphere leitfähige Struktur kann als eine Einfassung für eine plane Struktur wie beispielsweise eine Anzeige dienen, kann als Seitenwandstrukturen für ein Vorrichtungsgehäuse dienen, kann Abschnitte besitzen, die sich von einem integralen planen Rückseitengehäuse nach oben erstrecken (um z. B. vertikale plane Seitenwände oder gebogene Seitenwände auszubilden), und/oder kann andere Gehäusestrukturen ausbilden. Lücken 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 es sich bei der elektronischen Vorrichtung 10 um einen Laptop-Computer, einen Tablet-Computer, eine etwas kleinere Vorrichtung wie beispielsweise eine Armbanduhrvorrichtung, eine Schmuckanhängervorrichtung, eine Kopfhörervorrichtung, eine Hörmuschelvorrichtung oder eine andere am Körper tragbare Vorrichtung oder Miniaturvorrichtung, eine handgeführte Vorrichtung wie beispielsweise ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung, einen elektronischen Stift oder eine andere kleine tragbare Vorrichtung handeln. Bei der Vorrichtung 10 kann es sich auch um ein Fernsehgerät, eine Set-Top-Box, einen Desktop-Computer, einen Computermonitor, in den ein Computer integriert wurde, oder um andere geeignete elektronische Ausrüstung handeln.
Die Vorrichtung 10 kann ein Gehäuse, wie beispielsweise ein Gehäuse 12, einschließen. Das Gehäuse 12 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.
Die Rückseite des Gehäuses 12 kann eine plane Gehäusewand besitzen. Die Gehäuserückwand kann aus Metall, mit einer oder mehreren mit Kunststoff oder einem anderen Dielektrikum gefüllten Region, ausgebildet sein. Abschnitte der Gehäuserückwand, die auf diese Weise durch ein Dielektrikum getrennt sind, können unter Verwendung leitfähiger Strukturen (z. B. interner leitfähiger Strukturen) miteinander gekoppelt sein und/oder elektrisch voneinander isoliert sein.
Die Vorrichtung 10 kann, falls gewünscht, eine Anzeige, wie beispielsweise eine Anzeige 14, besitzen. Die Anzeige 14 kann an der von der Gehäuserückwand gegenüberliegenden Vorderseite der Vorrichtung 10 montiert sein. Die Anzeige 14 kann ein berührungsempfindlicher Bildschirm, der kapazitive Berührungselektroden einbezieht, oder unempfindlich für eine Berührung sein.
Die Anzeige 14 kann Bildpixel einschließen, die aus lichtemittierenden Dioden (LEDs), organischen LEDs (OLEDs), Plasmazellen, elektrobenetzenden Pixeln, elektrophoretischen Pixeln, Flüssigkristallanzeige(liquid crystal display (LCD))-Komponenten oder anderen geeigneten Bildpixelstrukturen gebildet sind. Eine Anzeigedeckschicht, wie beispielsweise eine Schicht aus klarem Glas oder Kunststoff, eine Saphirschicht, ein transparentes Dielektrikum wie beispielsweise klare Keramik, Quarzglas, transparentes kristallines Material oder andere Materialien oder Kombinationen dieser Materialien, kann die Oberfläche der Anzeige 14 bedecken. Tasten, wie beispielsweise eine Taste 24, können durch Öffnungen in der Deckschicht hindurchtreten. Die Deckschicht kann zudem weitere Öffnungen, wie beispielsweise eine Öffnung für einen Lautsprecherport 26, besitzen.
Das Gehäuse 12 kann periphere Gehäusestrukturen, wie beispielsweise Strukturen 16, einschließen. Die Strukturen 16 können um die Peripherie der Vorrichtung 10 und der Anzeige 14 herum verlaufen. In Konfigurationen, in denen die Vorrichtung 10 und die Anzeige 14 eine rechteckige Form mit vier Kanten besitzen, können die Strukturen 16 unter Verwendung von peripheren Gehäusestrukturen implementiert sein, die eine rechteckige Ringform mit vier entsprechenden Kanten besitzen (als ein Beispiel). Die peripheren Strukturen 16 oder ein Teil der peripheren Strukturen 16 können als eine Einfassung für die Anzeige 14 dienen (z. B. ein kosmetischer Saum, der alle vier Seiten der Anzeige 14 umgibt und/oder hilft, die Anzeige 14 an der Vorrichtung 10 zu halten). Die peripheren Strukturen 16 können, falls gewünscht, auch Seitenwandstrukturen für die Vorrichtung 10 ausbilden (indem z. B. ein Metallband mit vertikalen Seitenwänden, gebogenen Seitenwänden usw. ausgebildet wird, durch gekrümmte Seitenwände, die sich als integrale Abschnitte einer Gehäuserückwand nach oben erstrecken, usw.).
Die peripheren Gehäusestrukturen 16 können aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Metall, ausgebildet 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 16 können aus einem Metall, wie beispielsweise aus Edelstahl, Aluminium, oder aus anderen geeigneten Materialien ausgebildet sein. Eine, zwei oder mehr als zwei separate Strukturen können beim Ausbilden der peripheren Gehäusestrukturen 16 verwendet werden.
Es ist nicht notwendig, dass die peripheren Gehäusestrukturen 16 einen einheitlichen Querschnitt besitzen. Zum Beispiel kann der obere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 16, falls gewünscht, eine nach innen hervorstehende Lippe besitzen, die hilft, die Anzeige 14 an Ort und Stelle zu halten. Der untere Abschnitt der peripheren Gehäusestrukturen 16 kann auch eine vergrößerte Lippe besitzen (z. B. in der Ebene der rückwärtigen Oberfläche der Vorrichtung 10). Die peripheren Gehäusestrukturen 16 können im Wesentlichen gerade vertikale Seitenwände besitzen, können Seitenwände besitzen, die gebogen sind, oder können andere geeignete Formen besitzen. In manchen Konfigurationen (z. B. wenn die peripheren Gehäusestrukturen 16 als eine Einfassung für die Anzeige 14 dienen) können die peripheren Gehäusestrukturen 16 um die Lippe des Gehäuses 12 herum verlaufen (d. h. die peripheren Gehäusestrukturen 16 bedecken unter Umständen nur die Kante des Gehäuses 12, welche die Anzeige 14 umgibt, und nicht den Rest der Seitenwände des Gehäuses 12).
Falls gewünscht, kann das Gehäuse 12 eine leitfähige rückwärtige Oberfläche besitzen. Zum Beispiel kann das Gehäuse 12 aus einem Metall, wie beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, ausgebildet sein. Die rückwärtige Oberfläche des Gehäuses 12 kann in einer Ebene liegen, die parallel zur Anzeige 14 ist. In Konfigurationen für die Vorrichtung 10, in denen die rückwärtige Oberfläche des Gehäuses 12 aus Metall ausgebildet ist, kann es wünschenswert sein, Teile der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 als integrale Abschnitte der Gehäusestrukturen auszubilden, welche die rückwärtige Oberfläche des Gehäuses 12 bilden. Zum Beispiel kann eine Gehäuserückwand der Vorrichtung 10 aus einer planen Metallstruktur ausgebildet sein, und Abschnitte der peripheren Gehäusestrukturen 16 auf den Seiten des Gehäuses 12 können 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 besitzen.
Die Anzeige 14 kann leitfähige Strukturen einschließen, wie beispielsweise eine Anordnung kapazitiver Elektroden, leitfähige Leitungen zum Ansteuern von Pixelelementen, Treiberschaltungen usw. Das Gehäuse 12 kann interne Strukturen einschließen, wie beispielsweise Metallrahmenelemente, ein planes Gehäuseelement (manchmal als Mittelplatte bezeichnet), welches die Wände des Gehäuses 12 überspannt (d. h. eine aus einem oder mehreren Teilen ausgebildete, im Wesentlichen rechteckige Tafel, die zwischen gegenüberliegende Seiten des Elements 16 geschweißt oder anderweitig dazwischen verbunden ist). Diese leitfähigen Strukturen, die beim Ausbilden einer Masseplatte in der Vorrichtung 10 verwendet werden können, können sich in der Mitte des Gehäuses 12 unter einem aktiven Bereich AA der Anzeige 14 befinden (z. B. dem Abschnitt der Anzeige 14, der ein Anzeigemodul zum Anzeigen von Bildern enthält).
In Regionen wie beispielsweise den Regionen 22 und 20 können Öffnungen innerhalb der leitfähigen Strukturen der Vorrichtung 10 ausgebildet sein (z. B. zwischen den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16 und gegenüberliegenden leitfähigen Massestrukturen, wie beispielsweise der leitfähigen Gehäusemittelplatte oder Gehäuserückwandstrukturen, einer Leiterplatte und leitfähigen elektrischen Komponenten in der Anzeige 14 und der Vorrichtung 10). Diese Öffnungen, die manchmal als Lücken bezeichnet werden können, können mit Luft und/oder festem Dielektrikum, wie beispielsweise Kunststoff, Glas, Keramik, Polymeren mit Faserfüllmaterial (z. B. Faserverbundwerkstoffen), Saphir usw., gefüllt sein.
Leitfähige Gehäusestrukturen und andere leitfähige Strukturen in der Vorrichtung 10, wie beispielsweise eine Mittelplatte, Bahnen auf einer Leiterplatte, die Anzeige 14 und leitfähige elektronische Komponenten, können als eine Masseplatte für die Antennen in der Vorrichtung 10 dienen. Die Öffnungen in den Regionen 20 und 22 können als Schlitze in offenen oder geschlossenen Schlitzantennen dienen, können als eine mittlere dielektrische Region dienen, die durch einen leitfähigen Pfad aus Materialien in einer Schleifenantenne umgeben ist, können als ein Raum dienen, der ein Antennenresonanzelement, wie beispielsweise ein Streifenantennen-Resonanzelement oder ein umgekehrtes F-Antennen-Resonanzelement, von der Masseplatte trennt, können zur Leistung eines parasitären Antennenelements beitragen oder können anderweitig als Teil von Antennenstrukturen dienen, die in den Regionen 20 und 22 ausgebildet sind. Falls gewünscht, können die Masseplatte, die sich unter dem aktiven Bereich AA der Anzeige 14 befindet, und/oder andere Metallstrukturen in der Vorrichtung 10 Abschnitte besitzen, die sich in Teile der Enden der Vorrichtung 10 erstrecken (z. B. kann sich die Masse in Richtung der dielektrikumgefüllten Öffnungen in den Regionen 20 und 22 erstrecken).
Im Allgemeinen kann die Vorrichtung 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Antennen einschließen (z. B. eine oder mehr, zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr usw.). Die Antennen in der Vorrichtung 10 können sich an gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden eines länglichen Vorrichtungsgehäuses (z. B. an den Enden 20 und 22 der Vorrichtung 10 von 1), entlang einer oder mehrerer Kanten eines Vorrichtungsgehäuses, in der Mitte eines Vorrichtungsgehäuses, an anderen geeigneten Stellen oder an einer oder mehreren dieser Stellen befinden. Die Anordnung von 1 ist lediglich veranschaulichend.
Abschnitte der peripheren Gehäusestrukturen 16 können mit Lückenstrukturen bereitgestellt werden. Zum Beispiel können die peripheren Gehäusestrukturen 16 mit einer oder mehreren peripheren Lücken, wie beispielsweise den Lücken 18, wie in 1 gezeigt, versehen werden. Die Lücken in den peripheren Gehäusestrukturen 16 können mit einem Dielektrikum, wie beispielsweise Polymer, Keramik, Glas, Luft, anderen dielektrischen Materialien oder Kombinationen dieser Materialien, gefüllt sein. Die Lücken 18 können die peripheren Gehäusestrukturen 16 in ein oder mehrere periphere leitfähige Segmente unterteilen. Es können zum Beispiel zwei periphere leitfähige Segmente in den peripheren Gehäusestrukturen 16 (z. B. in einer Anordnung mit zwei Lücken), drei periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit drei Lücken), vier periphere leitfähige Segmente (z. B. in einer Anordnung mit vier Lücken usw.) vorhanden sein. Die Segmente der peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 16, die auf diese Weise ausgebildet sind, können Teile von Antennen in der Vorrichtung 10 ausbilden. Falls gewünscht, können sich Lücken 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. Ein Polymer oder anderes Dielektrikum kann diese Gehäuselücken (Nuten) füllen.
In einem typischen Szenario kann die Vorrichtung 10 obere und untere Antennen aufweisen (als ein Beispiel). Eine obere Antenne kann zum Beispiel am oberen Ende der Vorrichtung 10 in der Region 22 ausgebildet sein. Eine untere Antenne kann zum Beispiel am unteren Ende der Vorrichtung 10 in der Region 20 ausgebildet sein. Die Antennen können separat verwendet werden, um identische Kommunikationsbänder, sich überlappende Kommunikationsbänder oder separate Kommunikationsbänder abzudecken. Die Antennen können verwendet werden, um ein Antennendiversitätsschema oder ein Antennenschema mit mehreren Ein- und Ausgängen (multiple-input-multiple-output (MIMO)) zu implementieren.
Antennen in der Vorrichtung 10 können verwendet werden, um beliebige Kommunikationsbänder von Interesse zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 Antennenstrukturen zum Unterstützen von Kommunikation eines lokalen Netzwerks (local area network), Sprach- und Daten-Mobiltelefonkommunikation, Kommunikation eines globalen Positionsbestimmungssystems (global positioning system (GPS)) oder anderer Satellitennavigationssystem-Kommunikation, Bluetooth^®-Kommunikation usw. einschließen.
Das Gehäuse 200 kann einen Körper wie beispielsweise den Körper 202 aufweisen. Der Körper 202 kann aus Kunststoff und/oder anderen Materialien ausgebildet sein. Der Körper 202 des Gehäuses 200 kann zum Beispiel aus spritzgegossenem Kunststoff ausgebildet sein. Falls gewünscht, können andere isolierende und/oder leitfähige Materialien bei der Ausbildung von Körperstrukturen wie dem Körper 202 verwendet werden. Die rechteckförmige Ausnehmung 240 kann so geformt sein, dass sie die elektronische Vorrichtung 10 aufnimmt. Falls gewünscht, können andere Formen im Körper 202 ausgebildet sein, um die Vorrichtung 10 aufzunehmen. Die Anordnung von 1 ist lediglich veranschaulichend.
Im Körper 202 des Gehäuses 200 können ein Akku/eine Batterie und andere Komponenten montiert sein. Die Vorrichtung 10 kann einen Steckverbinderport mit einem Steckverbinder wie beispielsweise dem weiblichen Steckverbinder 130 aufweisen. Der Steckverbinder 130 kann Signalpins und Strompins (manchmal als Kontakte, Signalwege oder Signalleitungen bezeichnet) aufweisen. Der Steckverbinder 130 kann zum Beispiel 5–20 Kontakte, 16 Kontakte, 8 Kontakte, mehr als 3 Kontakte oder weniger als 32 Kontakte aufweisen. Das Gehäuse 200 kann einen Gegensteckverbinder, wie beispielsweise den männlichen Steckverbinder 204, aufweisen. Wenn die Vorrichtung 10 im Gehäuse 200 montiert wird, können der Steckverbinder 204 und der Steckverbinder 130 miteinander gekoppelt werden (d. h. die Kontakte des Steckverbinders 204 können sich mit entsprechenden Kontakten im Steckverbinder 130 passgenau zusammenfügen). Der Akku/die Batterie im Gehäuse 200 kann die Vorrichtung 10 mit Zusatzenergie versorgen, indem durch Strompins in den Steckverbindern 204 und 130 Stromsignale zu den Schaltungen der Vorrichtung 10 geleitet werden.
Der Steckverbinder 204 kann mit dem weiblichen Steckverbinder 206 gekoppelt werden. Wenn gewünscht wird, ein Zubehörteil oder eine andere externe Ausrüstung mit der Vorrichtung 10 zu verwenden, kann ein externer Stecker (z. B. ein Stecker am Ende eines Zubehörteilkabels oder ein Stecker in einem Dock) in den Steckverbinder 206 gesteckt werden. Eine Innenverdrahtung im Gehäuse 200 kann Signale aus Kontakten im Stecker im Steckverbinder 206 an entsprechende Kontakte im Steckverbinder 204 leiten. Da der Steckverbinder 204 mit dem Steckverbinder 130 gekoppelt ist, werden dadurch die Signale aus dem Zubehörteil oder anderen externen Ausrüstung an die Vorrichtung 10 geleitet (d. h. die Stecker 204 und 206 dienen als Portreplikator).
Eine schematische Darstellung, die veranschaulichende Komponenten zeigt, die in der Vorrichtung 10 und dem Gehäuse 200 von 1 verwendet werden können, ist in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 von einer internen Energiequelle, wie beispielsweise dem Akku/der Batterie 41, gespeist werden. Der Vorrichtung 10 kann durch den Steckverbinder 130 auch externe Energie zugeführt werden. Zum Beispiel kann im Gehäuse 200 Energie aus dem Akku/der Batterie 210 empfangen werden, wenn die Vorrichtung 10 im Gehäuse 200 montiert wurde, so dass sich der Steckverbinder 204 mit dem Steckverbinder 130 passgenau zusammenfügt.
Die Vorrichtung 10 kann Steuerungsschaltungen, wie beispielsweise eine Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28, einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 kann eine Speichereinrichtung, z. B. eine Festplattenlaufwerk-Speichereinrichtung, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der so gestaltet ist, dass er ein Halbleiterlaufwerk bildet), einen flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. aufweisen. Die Verarbeitungsschaltung in der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltung kann auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten (microcontrollers), digitalen Signalprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits) usw. beruhen.
Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 kann verwendet werden, um auf der Vorrichtung 10 Software wie z. B. Internet-Browsing-Anwendungen, VOIP-Telefonanrufanwendungen (VOIP = Voice over Internet Protocol), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. auszuführen. Zur Unterstützung von Interaktionen mit externer Ausrüstung kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 zum Realisieren 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, MIMO-Protokolle, Antennendiversitätsprotokolle usw.
Eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um es zu erlauben, dass der Vorrichtung 10 Daten geliefert werden, und zu erlauben, dass Daten aus der Vorrichtung 10 für externe Vorrichtungen bereitgestellt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen berührungsempfindliche Bildschirme, Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Schaltflächen oder Tasten, Joysticks, Scroll-Räder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Schaltflächen oder 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) usw. einschließen.
Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 30 kann eine Schaltung für drahtlose Kommunikation 34 zum drahtlosen Kommunizieren mit externer Ausrüstung einschließen. Die Drahtloskommunikationsschaltung 34 kann eine Hochfrequenz(HF)-Transceiver-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 Drahtloskommunikationsschaltung 34 kann eine Hochfrequenz-Transceiver-Schaltung 90 zum Abwickeln verschiedener Hochfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltung 34 eine Transceiver-Schaltung 36, 38 und 42 einschließen. Die Transceiver-Schaltung 36 kann 2,4 GHz- und 5 GHz-Bänder für WiFi^®(IEEE 802.11)-Kommunikation und das 2,4 GHz-Bluetooth^®-Kommunikationsband abwickeln. Die Schaltung 34 kann eine Mobiltelefon-Transceiver-Schaltung 38 zum Abwickeln von drahtloser Kommunikation in Frequenzbereichen, wie beispielsweise einem niedrigen Kommunikationsband von 700 bis 960 MHz, einem Mittelband von 1710 bis 2170 MHz und einem hohen Band von 2300 bis 2700 MHz oder anderen Kommunikationsbändern zwischen 700 MHz und 2700 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen (als Beispiele), verwenden. Die Schaltung 38 kann Sprachdaten und Nicht-Sprachdaten abwickeln. Falls gewünscht, kann die Drahtloskommunikationsschaltung 34 eine Schaltung für andere drahtlose Verbindungen mit kurzer und langer Reichweite einschließen. Die Drahtloskommunikationsschaltung 34 kann zum Beispiel 60 GHz-Transceiverschaltungen, Schaltungen zum Empfangen von Fernseh- und Radiosignalen, Personenrufanlagen-Transceiver, Nahfeldkommunikation-(Near Field Communication, NFC)-Schaltungen usw. einschließen. Die Drahtloskommunikationsschaltung 34 kann eine Empfängerausrüstung für das Global Positioning System (GPS), wie beispielsweise die GPS-Empfängerschaltung 42 zum Empfangen von GPS-Signalen bei 1575 MHz oder zum Abwickeln anderer Satellitenpositionierungsdaten einschließen. Bei WiFi^®- und Bluetooth^®-Verbindungen und anderen drahtlosen Verbindungen mit kurzer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über mehrere zehn oder hunderte von Fuß zu übermitteln. Bei Mobiltelefonverbindungen und anderen Verbindungen mit langer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über tausende von Fuß oder Meilen zu übertragen.
Die Drahtloskommunikationsschaltung 34 kann eine oder mehrere Antennen, wie beispielsweise die Antennen 40, einschließen. Die Antennen 40 können unter Verwendung beliebiger geeigneter Antennentypen ausgebildet sein. Die Antennen 40 können zum Beispiel Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, Inverted-F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, Inverted-F-Planarantennenstrukturen, Wendelantennenstrukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. ausgebildet sind. Für unterschiedliche Bänder und Kombinationen von Bändern können unterschiedliche Antennentypen 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.
Das Gehäuse 200 kann eine Zusatzantennenstruktur, wie beispielsweise das Zusatzantennenelement 212 aufweisen. Das Element 212 kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass die Vorrichtung 10 auch bei Vorhandensein der Strukturen des Gehäuses 200 ordnungsgemäß funktioniert. Die Steckverbinder 208 im Gehäuse 200 können den männlichen Steckverbinder 204 und den weiblichen Steckverbinder 206 einschließen. Der männliche Steckverbinder 204 kann mit dem weiblichen Steckverbinder 130 in der Vorrichtung 10 gekoppelt werden, wenn die Vorrichtung 10 im Gehäuse 200 montiert wird. Der weibliche Steckverbinder 206 kann ausgelegt sein, einen Stecker von einer externen Ausrüstung aufzunehmen.
Eine Innendraufsicht eines veranschaulichenden Antennentyps, der in der Vorrichtung 10 ausgebildet sein kann, ist in 3 gezeigt. Die Antenne 40 von 3 kann am Ende 20, am Ende 22 oder an einem anderen Abschnitt der Vorrichtung 10 ausgebildet werden. Der Ausgestaltung für die Antenne 40 von 3 liegt ein Inverted-F-Antennendesign mit einem Schlitzresonanzelement zugrunde (d. h. die Antenne 40 von 3 ist eine hybride Inverted-F-Schlitzantenne). Dies ist lediglich veranschaulichend. Bei der Antenne 40 kann es sich um jeden geeigneten Antennentyp handeln.
Wie in 3 gezeigt, kann die Antenne 40 mit der Transceiverschaltung 90 gekoppelt sein, so dass die Transceiverschaltung 90 Antennensignale durch die Antenne 40 übertragen kann und Signale durch die Antenne 40 empfangen kann.
Die Transceiverschaltung 90 kann unter Verwendung von Wegen wie beispielsweise dem Übertragungsleitungsweg 92 mit der Antennenstruktur 40 gekoppelt sein. Die Übertragungsleitung 92 kann eine positive Signalleitung (Weg) 94 und eine Massesignalleitung (Weg) 96 einschließen. Die Übertragungsleitung 92 kann mit einer Antennenzuleitung für die Antenne 40 verbunden sein, die aus dem positiven Antennenzuleitungsanschluss 98 und dem Masse-Antennenzuleitungsanschluss 100 ausgebildet ist. Die positive Signalleitung 94 kann mit dem positiven Antennenzuleitungsanschluss 98 gekoppelt sein, und die Signal-Masseleitung 96 kann mit dem Antennenzuleitungs-Masseanschluss 100 gekoppelt sein. Falls gewünscht, können eine Impedanzanpassungsschaltung, eine Umschalt-Schaltung, eine Filterschaltung und andere Schaltkreise im Weg zwischen der Transceiverschaltung 90 und der Antenne 40 angeordnet sein.
Die Antenne 40 aus 3 schließt ein Inverted-F-Antennen-Resonanzelement 106 und eine Antennenmasse 104 ein. Die Masse 104 kann aus metallenen Abschnitten des Gehäuses 12 (d. h. Abschnitten der Rückwand des Gehäuses 12, einer Gehäusemittelplatte, usw.), leitfähigen Strukturen wie beispielsweise Display-Komponenten und anderen elektrischen Komponenten, Masseleiterbahnen auf Leiterplatten usw. ausgebildet sein. Die Masse 104 kann zum Beispiel Abschnitte wie beispielsweise den Abschnitt 104' einschließen, die aus Metall-Gehäusewänden, einem Metallband oder einer Metalleinfassung oder anderen peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen ausgebildet sind.
Das Antennen-Resonanzelement 106 kann aus der leitfähigen Struktur 108 ausgebildet sein. Die Struktur 108 kann aus der peripheren leitfähigen Gehäusestruktur in der Vorrichtung 10 (z. B. einem Segment der Strukturen 16 aus 1) oder einer anderen leitfähigen Struktur ausgebildet sein. Die Struktur 108 kann einen Hauptresonanzelementarm für das Inverted-F-Antennen-Resonanzelement 106 ausbilden und kann ein linkes und rechtes Ende aufweisen, die von der Massestruktur 104' durch periphere Lücken 18 getrennt sind.
Die leitfähige Struktur 108 kann einen langen und kurzen Zweig aufweisen (in der Ausrichtung von 3 in zur Antennenzuleitung entgegengesetzten Richtungen), die entsprechende niedriger- und höherfrequente Antennenfrequenzresonanzen (z. B. Low-Band- und Mid-Band-Resonanzen) unterstützen. Inverted-F-Antennen, die gegenüberliegende Zweige wie diese aufweisen, können manchmal als T-Antennen oder mehrzweigige Inverted-F-Antennen bezeichnet werden.
Das Dielektrikum 114 kann eine Lücke ausbilden, die die Struktur 108 von der Masse 104 trennt. Die Form der dem Dielektrikum 114 zugeordneten dielektrischen Lücke kann ein Schlitzantennenresonanzelement ausbilden (d. h. die das Dielektrikum 114 umgebenden leitfähigen Strukturen können eine Schlitzantenne ausbilden). Das Schlitzantennenresonanzelement kann eine Antennenresonanz bei höheren Frequenzen (z. B. eine High-Band-Resonanz) unterstützen. Eine höherfrequente Antennenleistung kann auch durch Oberschwingungen der dem längeren und kürzeren Zweig der Struktur 108 zugeordneten niedrigerfrequente Resonanzen unterstützt werden.
Ein oder mehr elektrische Komponenten, wie beispielsweise die Komponente 102, können die dielektrische Lücke 114 überspannen. Die Komponenten 102 können Widerstände, Kondensatoren, induktive Bauelemente, Schalter und andere Strukturen einschließen, um Abstimmmöglichkeiten usw. bereitzustellen. Die Komponenten 102 können dazu verwendet werden, die Leistung der Antenne 40 im Betrieb der Antenne dynamisch abzustimmen und/oder können feste Komponenten einschließen.
Die Antenne 40 kann einen Rückweg (manchmal Kurzschlussweg oder Kurzschlusspin genannt) wie beispielsweise den Rückweg 110 aufweisen. Der Rückweg 110 kann zwischen den aus der Struktur 108 und der Antennenmasse 104 ausgebildeten Inverted-F-Resonanzelementhauptarm mit der durch die Anschlüsse 98 und 100 ausgebildeten Antennenzufuhr parallel gekoppelt sein. Der Rückweg 110 kann aus einem Metallelement ausgebildet sein, der gegenüberliegende erste und zweite Enden aufweist. Im Beispiel von 3 ist der Rückweg 110 aus einer Metallstruktur ausgebildet, die ein erstes Ende mit einem mit der Struktur 108 des Inverted-F-Antennen-Resonanzelementes 106 gekoppelten Anschluss 120 (z. B. an einer Gehäuseseitenwand oder anderen peripheren leitfähigen Struktur) aufweist und ein zweites Ende mit einem mit der Antennenmasse 104 gekoppelten Anschluss 122 aufweist. Der Rückweg 110 kann andere Formen und Größen aufweisen, wie es zum Beispiel durch die gestrichelte Linie 110' und den veranschaulichenden Anschluss 122' veranschaulicht ist.
Das Vorhandensein des Gehäuses 200 kann den Betrieb der der Antenne 40 zugeordneten Strukturen beeinflussen. Das Gehäuse 200 kann dementsprechend mit einem Zusatzantennenelement versehen sein. Das Zusatzelement kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass die Antenne 40 unabhängig davon, ob die Vorrichtung 10 im Gehäuse 200 montiert ist, zufriedenstellend arbeitet.
Eine Querschnittsseitenansicht der im Gehäuse 200 montierten Vorrichtung 10 in einer veranschaulichenden Konfiguration, in der das Gehäuse 200 mit einem Akku/einer Batterie und einem Zusatzantennenelement versehen wurde, ist in 4 gezeigt. Wie in 4 gezeigt ist, schließt das Gehäuse 200 eine Kunststoffumhüllung (Körper) 202 ein. Der Akku/die Batterie 210 und Stützstrukturen wie beispielsweise die Metallplatte 218 können innerhalb des Körpers 202 montiert sein. Das Kabel 216 der flexiblen gedruckten Schaltung kann ein erstes Ende aufweisen, das mit den Anschlüssen des Akkus/der Batterie 210 gekoppelt ist und ein gegenüberliegendes zweites Ende, das mit den Strompins des Steckverbinders 204 gekoppelt ist. Wenn der Steckverbinder 204 mit dem Steckverbinder 130 der Vorrichtung 10 gekoppelt ist, wird Energie aus dem Akku/der Batterie 210 über die Steckverbinder 204 und 130 zu den Schaltungen der Vorrichtung 10 geleitet. Die Signalwege, die Energie aus dem Akku/der Batterie 210 zur Vorrichtung 10 leiten, können den Massesignalweg (Masse-Strompin) 214 einschließen.
Das Vorhandensein des Gehäuses 200 in der Nähe der Vorrichtung 10 kann den Betrieb der Antenne 40 der Vorrichtung 10 beeinflussen. Zum Beispiel kann die Kapazität der Lücke 18 (und somit die Kapazität(en) an der Spitze bzw. den Spitzen der aus den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen 108 ausgebildeten Inverted-F-Antennen-Resonanzelemente), durch das Vorhandensein von sich überlappenden Metallstrukturen, wie beispielsweise den Metall-Leiterzügen auf der flexiblen gedruckten Schaltung 216, beeinflusst werden. Der Steckverbinder 204 kann die Lücke 114 (3) überlappen, was ebenfalls die Antennenleistung beeinflussen kann. Das dielektrische Material des Körpers 202 des Gehäuses 200 kann die Antenne 40 belasten und kann dazu führen, die Antenne zu verstimmen, wenn die Vorrichtung 10 im Gehäuse 200 montiert wird.
Um diesen Einflüssen entgegenzuwirken, kann das Gehäuse 200 mit einem Zusatzantennenelement, wie beispielsweise dem Antennen-Resonanzelement 212, versehen werden. Das Antennenelement 212 kann zum Beispiel ein Monopolantennenelement sein, das im Körper 202 montiert ist. Im Betrieb der Vorrichtung 10 kann das Antennenelement 212 eine Zusatz-Monopolantenne ausbilden, die dazu beiträgt, die Leistung der Antenne 40 auszudehnen, so dass die Vorrichtung 10 drahtlose Signale mit den gewünschten Antennenwirkungsgraden abwickeln kann.
5 ist eine Draufsicht auf Abschnitte der Vorrichtung 10 und des Gehäuses 200 in der Nähe der Antenne 30. Wie in 5 gezeigt, kann, wenn die Vorrichtung 10 im Gehäuse 200 montiert ist, der Steckverbinder 204 des Gehäuses 200 die Lücke 114 zwischen dem Inverted-F-Antennen-Resonanzelementarm 108 und der Masse 104 überlappen. Dies kann den Betrieb der Antenne beeinflussen. Ein Masseweg, wie beispielsweise der Masseweg 214 (z. B. ein Strompin), kann die Masse 104 mit einem Zusatzantennenelement, wie beispielsweise dem Monopolantennen-Resonanzelement 212 oder einer anderen Antennen-Resonanzelementstruktur koppeln. Das Zusatzantennen-Resonanzelement 212 kann im Körper 202 des Gehäuses 200 montiert sein und über den Masseweg 214 mit der Masse 104 gekoppelt sein. Das Element 212 kann aus spanabhebend bearbeitetem Metall, aus gestanzten Metallteilen, ausgebildet sein, aus Metall-Leiterzügen auf einer gedruckten Schaltung ausgebildet sein, aus Metall-Leiterzügen auf einem Kunststoffträger (z. B. Metall-Leiterzügen, die unter Verwendung von mit Metall plattierten laseraktivierbaren Oberflächen strukturiert wurden) ausgebildet sein, kann aus Metallstreifen oder aus Drähten ausgebildet sein, oder kann aus anderen Metall-Antennenstrukturen ausgebildet sein.
Im Beispiel von 5 weist ein Zusatzantennenresonanzelement 212 leitfähige Segmente wie beispielsweise die Segmente 212-1, 212-2, 212-3 und 212-4 (z. B. Metallstreifen oder andere Metallstrukturen) auf. Der Endabschnitt 212-4' des Segmentes 212-4 kann unter dem Segment 212-1 des Elementes 212 verlaufen (d. h. das Element 212 kann unter sich selbst hindurchgeschlungen sein). Der Abschnitt 212-2' des Elementes 212 kann (falls gewünscht) mit Massestrukturen im Steckverbinder 216 gekoppelt sein. Die Länge des Monopolelementes 212 (d. h. die Entfernung zwischen dem Endabschnitt 212-4' des Elementes 212 und der Masse) kann ausgelegt sein, eine Zusatzantennenresonanz auf einer gewünschten Frequenz (z. B. einer Low-Band-Frequenz) für die Vorrichtung 10 bereitzustellen.
Das Segment 214-4 kann an die periphere leitfähige Gehäusestruktur 108 (z. B. einen Inverted-F-Antennen-Resonanzelementarm in der Antenne 40) angrenzen. Der Abschnitt 214-4 des Monopolelementes 212 kann zum Beispiel parallel zur Struktur 108 verlaufen und kapazitativ mit der Struktur 108 gekoppelt sein. Die Antenne 40 kann unter Verwendung einer aus dem positiven Antennenzuleitungsanschluss 98 und dem Massen-Antennenzuleitungsanschluss 100 von 3 ausgebildeten Antennenzuleitung direkt gespeist werden. Aufgrund der kapazitativen Kopplung zwischen dem Abschnitt 212-4 des Antennenelementes 212 und dem Abschnitt 108 der Antenne 40 ist das Antennenelement 212 mit der Antenne 40 nahfeldgekoppelt. Dadurch wird das Antennenelement 212 (d. h. die Zusatzmonopolantenne des Gehäuses 200) durch die Antenne 40 im Betrieb der Antenne 40 indirekt gespeist. Da die Antenne 212 aus der elektromagnetischen Nahfeldkopplung zwischen den Antennen 40 und 212 indirekt gespeist wird, gerät die Antenne 212 in Resonanz und trägt zur Gesamtleistung der Antenne 40 bei. Die Antenne 212 dient somit als Zusatzantennenstruktur, die dazu beiträgt, sicherzustellen, dass die Antenne 40 auch bei Vorhandensein der potentiell ungünstigen Einflüsse des Körpers 212, des Kabels 216 der flexiblen gedruckten Schaltung, des Steckverbinders 204 und anderer Strukturen im Gehäuse 200 zufriedenstellend arbeitet.
Der Einfluss des Gehäuses 200 und des Zusatzantennenelementes 212 auf den Antennenbetrieb der Antenne 40 in der Vorrichtung 10 wird anhand der Schaubilder von 6, 7 und 8 verständlich. 6 zeigt die Leistung der Antenne 40 bei nicht vorhandenem Gehäuse 200. In dieser Situation zeigt die Antenne 40 eine gewünschte Antennenresonanz bei einer Frequenz f1. Die Frequenz f1 kann in einem Low-Band, wie beispielsweise einem Kommunikationsband bei 700–960 MHz oder einem anderen für den Betrieb der Antenne 40 erwünschten geeigneten Frequenzbereich zentriert sein.
7 zeigt wie die Antenne 40 aufgrund des Vorhandenseins der Strukturen des Gehäuses 200 bei nicht vorhandenem Antennenelement 212 verstimmt werden kann. Wie in 7 gezeigt, kann die die Antennenresonanz für die Antenne 40 verstimmt werden (z. B. indem sie in eine niedrigere Frequenz f2 übergeht). Dies kann die Leistung der Antenne 40 im gewünschten Betriebsband bei der Frequenz f1 herabsetzen.
8 zeigt die Leistung der Antenne 40 bei Vorhandensein des Gehäuses 200 in einem Szenario, in welchem das Zusatzantennenelement 212 von 4 und 5 in das Gehäuse 200 aufgenommen ist. Wie in 8 gezeigt, lässt sich die Leistung der Antenne 40 im Kommunikationsband bei f1 durch das Vorhandensein des Zusatzantennenelementes 212 wiederherstellen. Im Antennenleistungsschaubild von 8 liegen zwei Frequenzspitzen vor. Die niedrigere Spitze bei f2 entspricht der ursprünglichen verstimmten Leistung der Antenne 40 (aufgrund des Vorhandenseins der Strukturen des Gehäuses 200, außer dem Element 212, von f1 auf f2 verstimmt). Die höhere Spitze bei f1 ist eine durch das indirekt gespeiste Monopolantennenelement 212 erzeugte Resonanz. Die Spitze bei f1 aufgrund des Vorhandensein des Zusatzelementes 212 stellt der Vorrichtung 10 eine auf dem Kommunikationsband um die Frequenz f1 herum zentrierte zufriedenstellende Leistung bereit, obwohl andere Strukturen im Gehäuse 200 an die Vorrichtung 10 angrenzen.
Im Allgemeinen können alle geeigneten Antennenstrukturen dazu verwendet werden, als Zusatzantennenstruktur für die Antenne 40 zu dienen (z. B. Patchantennenstrukturen, Schleifenantennenstrukturen, Dipolstrukturen, Monopolstrukturen, direkt gespeiste Strukturen, indirekt gespeiste Strukturen, Inverted-F-Strukturen, Inverted-F-Planarstrukturen, streifenförmige Elemente, Elemente, die Filter oder andere elektrische Komponenten einschließen, usw.). Die Konfiguration von 4 und 5, in welcher die Zusatzantennenstruktur aus einem indirekt gespeisten Monopolelement ausgebildet ist, ist lediglich veranschaulichend.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung, das ausgelegt ist, sich mit einer elektronischen Vorrichtung, die eine Antenne und einen Steckverbinderport aufweist, passgenau zusammenzufügen, bereitgestellt, das einen Körper einschließt, der ausgelegt ist, die elektronische Vorrichtung aufzunehmen, einen Steckverbinder, der sich mit dem Steckverbinderport passgenau zusammenfügt, und ein Zusatzantennenelement, das mit der Antenne nahfeldgekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das entfernbare Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung einen Akku/eine Batterie ein, der bzw. die die elektronische Vorrichtung mit Zusatzenergie versorgt, wenn der sich Steckverbinder mit dem Steckverbinderport passgenau zusammenfügt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Zusatzantennenelement ein Monopolantennenelement ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das Monopolantennenelement ein Metallsegment auf, das zu einem Abschnitt der Antenne parallel verläuft und kapazitativ mit der Antenne gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform, ist die Antenne bei nicht Vorhandensein des Körpers in einem Kommunikationsband bei einer ersten Frequenz in Resonanz, die Antenne ist in einem Kommunikationsband bei einer zweiten Frequenz in Resonanz, die niedriger ist als die erste Frequenz wenn der Körper bei nicht vorhandenem Zusatzantennenelement an die elektronische Vorrichtung angrenzt, und das Zusatzantennenelement im Gehäuse ist im Kommunikationsband bei der ersten Frequenz in Resonanz wenn der Körper und das Zusatzantennenelement an die elektronische Vorrichtung angrenzen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Monopolantennenelement durch einen Massepinweg im Steckverbinder mit einer Antennenmasse in der elektronischen Vorrichtung gekoppelt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das entfernbare Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung einen weiblichen Steckverbinder ein, wobei ein Abschnitt des Monopolantennenelementes mit einem weiblichen Steckverbinder gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Körper wenigstens teilweise aus Kunststoff ausgebildet und weist eine rechteckförmige Ausnehmung auf, die ausgelegt ist, die elektronische Vorrichtung aufzunehmen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Zusatzantennenelement kapazitativ mit einer peripheren leitfähigen Gehäusestruktur gekoppelt, die einen Teil der Antenne in der elektronischen Vorrichtung ausbildet.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Einrichtung bereitgestellt, die einen mindestens teilweise aus Kunststoff ausgebildeten Körper, einen bzw. eine im Körper montierte(n) Akku/Batterie, einen männlichen Steckverbinder, einen mit dem männlichen Steckverbinder gekoppelten weiblichen Steckverbinder, einen zwischen den Akku/die Batterie und den männlichen Steckverbinder gekoppelten Signalweg, und ein Monopolantennen-Resonanzelement mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden einschließt, wobei das erste Ende mit einem Pin im männlichen Steckverbinder gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Körper ausgelegt, eine passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufzunehmen, die eine aus peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung ausgebildete Antenne aufweist, und der Signalweg überlappt eine Lücke in den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung, wenn der Körper die passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufnimmt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Antenne der passgenau zusammenfügbaren elektronischen Vorrichtung eine Antennenmasse auf und der Pin im männlichen Steckverbinder ist mit der Antennenmasse gekoppelt, wenn der Körper die passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufnimmt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der Signalweg eine flexible gedruckte Schaltung mit Metall-Leiterzügen ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Monopolantennen-Resonanzelement aus einem Metallstreifen ausgebildet, der parallel zu den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung verläuft, wenn der Körper die passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufnimmt.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein entfernbares Gehäuse bereitgestellt, das ausgelegt ist, sich mit einem Mobiltelefon, welches eine aus peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung ausgebildete Antenne und eine Antennenmasse aufweist, passgenau zusammenzufügen, wobei das Gehäuse einen Körper einschließt, der das Mobiltelefon aufnimmt, und eine Zusatzantenne im Körper, die die Antennenleistung der Antenne verbessert, wenn das Mobiltelefon vom Körper aufgenommen wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das Mobiltelefon einen weiblichen Steckverbinder auf und das entfernbare Gehäuse schließt einen männlichen Steckverbinder ein, der sich mit dem weiblichen Steckverbinder passgenau zusammenfügt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das entfernbare Gehäuse einen Akku/eine Batterie ein, der bzw. die den männlichen Steckverbinder mit Energie versorgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Zusatzantenne ein Antennenelement ein, das einen Abschnitt aufweist, der zu den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung parallel verläuft, wenn das Mobiltelefon vom Körper aufgenommen ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Zusatzantenne ein Monopolantennen-Resonanzelement ein, das ein Ende aufweist, welches mit der Antennenmasse gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der männliche Steckverbinder einen Strompin auf und das Monopolantennen-Resonanzelementende ist durch den Strompin mit der Antennenmasse gekoppelt.
Das Vorhergehende ist lediglich veranschaulichend, und verschiedene Modifikationen können durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die vorhergehenden 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 Nicht-Patentliteratur

IEEE-802.11-Protokolle [0040]
IEEE 802.11 [0043]

Claims

Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung, das ausgelegt ist, sich mit einer elektronischen Vorrichtung, die eine Antenne und einen Steckverbinderport aufweist, passgenau zusammenzufügen, umfassend: einen Körper, der ausgelegt ist, die elektronische Vorrichtung aufzunehmen; einen Steckverbinder, der sich mit dem Steckverbinderport passgenau zusammenfügt; und ein Zusatzantennenelement, das mit der Antenne nahfeldgekoppelt ist.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Akku/eine Batterie, der bzw. die die elektronische Vorrichtung mit Zusatzenergie versorgt, wenn sich der Steckverbinder mit dem Steckverbinderport passgenau zusammenfügt.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Zusatzantennenelement ein Monopolantennenelement umfasst.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Monopolantennenelement ein Metallsegment aufweist, das zu einem Abschnitt der Antenne parallel verläuft und kapazitativ mit der Antenne gekoppelt ist.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Antenne bei nicht Vorhandensein des Körpers in einem Kommunikationsband bei einer ersten Frequenz in Resonanz ist, wobei die Antenne in einem Kommunikationsband bei einer zweiten Frequenz in Resonanz ist, die niedriger ist als die erste Frequenz, wenn der Körper bei nicht vorhandenem Zusatzantennenelement an die elektronische Vorrichtung angrenzt, und wobei das Zusatzantennenelement im Gehäuse im Kommunikationsband bei der ersten Frequenz in Resonanz ist, wenn der Körper und das Zusatzantennenelement an die elektronische Vorrichtung angrenzen.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Monopolantennenelement durch einen Massepinweg im Steckverbinder mit einer Antennenmasse in der elektronischen Vorrichtung gekoppelt ist.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner umfassend einen weiblichen Steckverbinder, wobei ein Abschnitt des Monopolantennenelementes mit einem weiblichen Steckverbinder gekoppelt ist.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Körper mindestens teilweise aus Kunststoff ausgebildet ist und eine rechteckförmige Ausnehmung aufweist, die ausgelegt ist, die elektronische Vorrichtung aufzunehmen.
Entfernbares Gehäuse für eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Zusatzantennenelement kapazitativ mit einer peripheren leitfähigen Gehäusestruktur gekoppelt ist, die einen Teil der Antenne in der elektronischen Vorrichtung ausbildet.
Einrichtung, umfassend: einen mindestens teilweise aus Kunststoff ausgebildeten Körper; eine(n) im Körper montierte(n) Akku/Batterie; einen männlichen Steckverbinder; einen mit dem männlichen Steckverbinder gekoppelten weiblichen Steckverbinder; einen zwischen den Akku/die Batterie und den männlichen Steckverbinder gekoppelten Signalweg; und ein Monopolantennen-Resonanzelement, das erste und zweite gegenüberliegende Enden aufweist, wobei das erste Ende mit einem Pin im männlichen Steckverbinder gekoppelt ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Körper ausgelegt ist, eine passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufzunehmen, die eine aus peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung ausgebildete Antenne aufweist, und wobei der Signalweg eine Lücke in den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung überlappt, wenn der Körper die passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufnimmt.
Einrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Antenne der passgenau zusammenfügbaren elektronischen Vorrichtung eine Antennenmasse aufweist, und wobei der Pin im männlichen Steckverbinder mit der Antennenmasse gekoppelt ist, wenn der Körper die passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufnimmt, der Signalweg eine flexible gedruckte Schaltung mit Metall-Leiterzügen umfasst, und das Monopolantennen-Resonanzelement aus einem Metallstreifen ausgebildet ist, der parallel zu den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung verläuft, wenn der Körper die passgenau damit zusammenfügbare elektronische Vorrichtung aufnimmt.
Entfernbares Gehäuse, das ausgelegt ist, sich mit einem Mobiltelefon, welches eine aus peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung ausgebildete Antenne und eine Antennenmasse aufweist, passgenau zusammenzufügen, wobei das Gehäuse umfasst: einen Körper, der das Mobiltelefon aufnimmt; und eine Zusatzantenne im Körper, die die Antennenleistung der Antenne verbessert, wenn das Mobiltelefon vom Körper aufgenommen wird.
Entfernbares Gehäuse gemäß Anspruch 13, wobei das Mobiltelefon einen weiblichen Steckverbinder aufweist und wobei das entfernbare Gehäuse ferner einen männlichen Steckverbinder umfasst, der sich mit dem weiblichen Steckverbinder passgenau zusammenfügt.
Entfernbares Gehäuse gemäß Anspruch 14, ferner umfassend einen Akku/eine Batterie, der bzw. die den männlichen Steckverbinder mit Energie versorgt, wobei die Zusatzantenne ein Antennenelement umfasst, das einen Abschnitt aufweist, der zu den peripheren leitfähigen Gehäusestrukturen der elektronischen Vorrichtung parallel verläuft, wenn das Mobiltelefon vom Körper aufgenommen ist, wobei die Zusatzantenne ein Monopolresonanzelement umfasst, das ein Ende aufweist, welches mit der Antennenmasse gekoppelt ist, wobei der männliche Steckverbinder einen Strompin aufweist und wobei das Monopolantennen-Resonanzelementende durch den Strompin mit der Antennenmasse gekoppelt ist.