JP2012186811A - 受信器ダイバーシティを伴う同調可能なアンテナシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電子装置用の改良されたワイヤレス回路を提供する。
【解決手段】ワイヤレス電子装置はアンテナ構造体及びアンテナ同調回路を備える。この装置はハウジング内にマウントされたディスプレイを備える。ディスプレイ及びハウジングの縁の周りに周辺導電性部材が延びる。誘電体充填ギャップは、周辺導電性部材を個々のセグメントへ分割する。ハウジング内には接地平面が形成される。接地平面及び周辺導電性部材のセグメントは、ハウジングの上部及び下部にアンテナを形成する。アンテナ同調回路は、上部及び下部アンテナのためのスイッチ可能なインダクタ回路及び可変キャパシタ回路を含む。上部アンテナに関連したスイッチ可能なインダクタ回路は、少なくとも２つの当該高帯域周波数範囲でカバレージを与えるよう同調され、一方、上部アンテナに関連した可変キャパシタ回路は、少なくとも２つの当該低帯域周波数範囲でカバレージを与えるよう同調される。
【選択図】図４

Description

本発明は、一般的に、ワイヤレス通信回路に係り、より詳細には、ワイヤレス通信回路を有する電子装置に係る。

本出願は、参考としてここにそのまま援用する２０１１年３月７日に出願された米国特許出願第１３／０４１，９０５号の優先権を主張する。

ポータブルコンピュータ及びセルラー電話のような電子装置には、ワイヤレス通信能力がしばしば設けられる。例えば、電子装置は、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ及び２１００ＭＨｚのセルラー電話帯域を使用して通信するためにセルラー電話回路のような長距離ワイヤレス通信回路を使用することができる。電子装置は、短距離のワイヤレス通信リンクを使用して近傍の装置との通信を取り扱うこともできる。例えば、電子装置は、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、並びに２．４ＨＧｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域を使用して通信することができる。

フォームファクタの小さいワイヤレス装置に対する消費者の需要を満足するため、製造者は、コンパクトな構造を使用するアンテナコンポーネントのようなワイヤレス通信回路を具現化するよう努力を続けている。しかしながら、従来のアンテナ構造を小さな装置に適合させることは困難である。例えば、小さな体積で構成されるアンテナは、しばしば、大きな体積で具現化されるアンテナより狭い動作帯域巾しか示さない。アンテナの帯域巾が小さ過ぎると、アンテナは、全ての当該通信帯域をカバーすることができない。

以上のことから、電子装置用の改良されたワイヤレス回路を提供することが望まれる。

ワイヤレス通信回路を備えた電子装置が提供される。ワイヤレス通信回路は、高周波トランシーバ回路及びアンテナ構造体を含む。電子装置は、ハウジング内にマウントされたディスプレイを備えている。ディスプレイ及びハウジングの縁の周りに周辺導電性部材が延びる。

周辺導電性部材は、その長さに沿った種々の点で周辺導電性部材にギャップを形成することにより個々のセグメントへと分割される。ギャップには、プラスチックのような誘電体が充填され、導電性部材の対向部分間に開路を形成する。１つの例示的構成では、周辺導電性部材に３つのギャップが形成されて、周辺導電性部材を３つの各セグメントに分割する。

ハウジングの巾に及ぶ導電性中間プレート部材のような導電性ハウジング部材が、ディスプレイの左右の縁において周辺導電性部材に接続される。導電性ハウジング部材、及び他の導電性構造体、例えば、電気的コンポーネント及びプリント回路が接地平面を形成する。接地平面及び周辺導電性部材セグメントが誘電体開口を取り巻いて、アンテナ構造体を形成する。例えば、ハウジングの上端には、上部セルラー電話アンテナが形成され、そしてハウジングの下端には、下部セルラー電話アンテナが形成される。上部セルラー電話アンテナでは、第１の周辺導電性部材セグメントの少なくとも若干及び接地平面の部分により第１の誘電体開口が取り巻かれる。下部セルラー電話アンテナでは、第２の周辺導電性部材セグメントの少なくとも若干及び接地平面の部分により第２の誘電体開口が取り巻かれる。上部セルラー電話アンテナは、２分岐逆Ｆ字アンテナである。下部セルラー電話アンテナは、ループアンテナである。

上部及び下部アンテナは、それに関連したアンテナ同調回路を含む。アンテナ同調回路は、第１及び第２の周辺導電性部材セグメントを接地プレートに橋絡するスイッチ可能なインダクタ回路、同調可能なインピーダンスマッチング回路、及び周辺導電性部材における各ギャップを橋絡する可変キャパシタ回路を備えている。同調可能なマッチング回路は、高周波トランシーバ回路を下部及び上部アンテナに結合するのに使用される。

電子装置の動作中に、下部アンテナは、装置の一次セルラーアンテナとして働く。高周波アンテナ信号は、７５０ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ、及び２１００ＭＨｚのようなセルラー電話帯域において下部アンテナにより送信及び受信される。上部アンテナは、電子装置が受信器ダイバーシティを実施できるようにする二次アンテナとして働く。下部アンテナの性能が動作中に低下すると、装置の高周波トランシーバ回路が、下部アンテナではなく、上部アンテナで信号を受信することができる。

上部アンテナは、下部アンテナによりサポートされる帯域のサブセットしかサポートしない。上部アンテナに関連したスイッチ可能なインダクタがターンオフされ且つ上部アンテナに関連した可変キャパシタが低いキャパシタンス値を示すように同調される第１アンテナモードの間に、上部アンテナは、第１の低帯域周波数範囲（例えば、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚをカバーする低帯域領域）及び第１の高帯域周波数範囲（例えば、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚをカバーする高帯域領域）をサポートする。上部アンテナのカバレージは、上部アンテナに関連したアンテナ同調回路をリアルタイムで同調することにより拡張することができる。

例えば、上部アンテナは、可変キャパシタが高いキャパシタンス値を示すように同調される第２のアンテナモードにおいて、上部アンテナが、第１の低帯域周波数範囲より周波数が低い第２の低帯域周波数範囲（例えば、７５０ＭＨｚをカバーする低帯域領域）をサポートするように構成される。上部アンテナは、スイッチ可能なインダクタがターンオンされる第３のアンテナモードにおいて、上部アンテナが、第１の高帯域周波数範囲より周波数が高い第２の高帯域周波数範囲（例えば、２１００ＭＨｚをカバーする高帯域領域）をサポートするように構成される。

本発明の更に別の特徴、その性質及び種々の効果は、添付図面及び好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。

本発明の一実施形態によるワイヤレス通信回路を伴う例示的電子装置の斜視図である。 本発明の一実施形態によるワイヤレス通信回路を伴う例示的電子装置の回路図である。 本発明の一実施形態によるワイヤレス通信回路を伴う例示的電子装置の断面端面図である。 本発明の一実施形態による複数のアンテナを含む例示的ワイヤレス回路を示す図である。 本発明の一実施形態により図４のワイヤレス回路に関連して使用される形式の例示的な同調可能なインピーダンスマッチング回路を示す回路図である。 本発明の一実施形態により図４のワイヤレス回路に関連して使用される形式の例示的な同調可能なインピーダンスマッチング回路を示す回路図である。 図１に示す形式の電子装置の図であって、本発明の一実施形態によりアンテナ同調回路をもつアンテナを装置内にどのように形成するか示す図である。 本発明の一実施形態による図６の装置の上部に示された形式のアンテナの図である。 本発明の一実施形態による図６の装置の上部に示された形式のアンテナの図である。 本発明の一実施形態による図６の装置の上部に示された形式のアンテナの図である。 本発明の一実施形態により関連アンテナ同調回路を調整することにより当該通信帯域をカバーするために図６に示す形式のアンテナをどのように使用するか示す図である。 本発明の一実施形態により複数の当該低帯域周波数範囲をカバーするために図６の上部アンテナをどのように同調するか示すグラフである。 本発明の一実施形態により複数の当該高帯域周波数範囲をカバーするために図６の上部アンテナをどのように同調するか示すグラフである。

電子装置には、ワイヤレス通信回路が設けられる。このワイヤレス通信回路は、複数のワイヤレス通信帯域でのワイヤレス通信をサポートするのに使用される。ワイヤレス通信回路は、１つ以上のアンテナを含む。

アンテナは、ループアンテナ、逆Ｆ字アンテナ、ストリップアンテナ、平坦な逆Ｆ字アンテナ、スロットアンテナ、２つ以上の形式のアンテナ構造体を含むハイブリッドアンテナ、又は他の適当なアンテナを含む。アンテナの導電性構造体は、もし要望があれば、導電性電子装置構造体で形成される。導電性電子装置構造体は、導電性ハウジング構造体を含む。ハウジング構造体は、電子装置の周囲に延びる周辺導電性部材を含む。この周辺導電性部材は、ディスプレイのような平坦な構造体のためのベゼルとして働いてもよいし、装置ハウジングの側壁構造体として働いてもよいし、又は他のハウジング構造体を形成してもよい。周辺導電性部材のギャップがアンテナに関連される。

１つ以上のアンテナが設けられる形式の例示的な電子装置が図１に示されている。電子装置１０は、ポータブル電子装置又は他の適当な電子装置である。例えば、電子装置１０は、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、腕時計装置のような若干小型の装置、ペンダント装置、ヘッドホーン装置、イヤホン装置、或いは他の着用型又は小型装置、セルラー電話、メディアプレーヤ、等である。

装置１０は、ハウジング１２のようなハウジングを備えている。時々、ケースとも称されるハウジング１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、ファイバ複合物、金属（例えば、ステンレススチール、アルミニウム、等）、他の適当な材料、或いはそれら材料の組み合わせで形成される。ある状況では、ハウジング１２の部品は、誘電体又は他の低導電率材料から形成される。他の状況では、ハウジング１２、又はハウジン１２を作り上げる構造体の少なくとも幾つかは、金属素子で形成される。

装置１０は、必要に応じて、ディスプレイ１４のようなディスプレイを有する。ディスプレイ１４は、例えば、容量性タッチ電極を組み込んだタッチスクリーンである。ディスプレイ１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、プラズマセル、電子インク素子、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）コンポーネント、又は他の適当な画像ピクセル構造体から形成される画像ピクセルを含む。カバーガラス層がディスプレイ１４の表面をカバーする。ボタン１９のようなボタンがカバーガラスの開口を通過している。

ハウジング１２は、周辺部材１６のような構造体を含む。この部材１６は、装置１０及びディスプレイ１４の長方形の周囲に延びる。部材１６又は部材１６の一部分は、ディスプレイ１４のベゼルとして働く（例えば、ディスプレイ１４の４辺全部を取り巻き、及び／又はディスプレイ１４を装置１０に保持する上で助けとなるコスメティックトリム）。又、部材１６は、必要に応じて、装置１０の側壁構造体も形成する。

部材１６は、導電性材料で形成され、それ故、時々、周辺導電性部材又は導電性ハウジング構造体と称される。部材１６は、ステンレススチール、アルミニウム又は他の適当な材料のような金属で形成される。部材１６を形成するのに、１つ、２つ又は３つ以上の個別の構造体が使用されてもよい。典型的な構成において、部材１６は、厚み（寸法ＴＴ）が約０．１ｍｍないし３ｍｍである（一例として）。部材１６の側壁部分は、一例として、実質的に垂直である（垂直軸Ｖに平行）。軸Ｖに平行に、部材１６の寸法ＴＺは、約１ｍｍないし２ｃｍである（一例として）。部材１６のアスペクト比Ｒ（即ち、ＴＺ対ＴＴの比Ｒ）は、典型的に１より大きい（即ち、Ｒは、１以上であるか、２以上であるか、４以上であるか、１０以上であるか、等々である）。

部材１６が均一な断面を有する必要はない。例えば、部材１６の上部は、必要に応じて、ディスプレイ１４を位置保持する上で役立つ内方に突出したリップを有する。又、必要に応じて、部材１６の底部に拡大リップがあってもよい（例えば、装置１０の後面の平面内に）。図１の例では、部材１６は、実質的にまっすぐな垂直側壁を有する。これは、単なる例示に過ぎない。部材１６の側壁は、カーブしてもよいし、又は他の適当な形状でもよい。ある構成では（例えば、部材１６がディスプレイ１４のベゼルとして働くとき）、部材１６は、ハウジング１２のリップの周りに延びる（即ち、部材１６は、ディスプレイ１４を取り巻くハウジング１２の縁のみをカバーし、ハウジング１２の側壁のハウジング１２の後縁はカバーしない）。

ディスプレイ１４は、容量性電極のアレイ、ピクセル素子をアドレスするための導電性ライン、ドライバ回路、等の導電性構造体を含む。又、ハウジングは、内部構造体、例えば、金属フレーム部材、ハウジング１２の壁に及ぶ平坦なハウジング部材（時々、中間プレートと称される）（即ち、部材１６の対向側部間に溶接され又はその他接続される実質的に長方形の部材）、プリント回路板、及び他の内部導電性構造体、も含む。これらの導電性構造体は、ハウジング１２の中央ＣＮに配置される（一例として）。

領域２２及び２０において、装置１０を作り上げる導電性ハウジング構造体と導電性の電気部品との間に開口が形成される。これらの開口には、空気、プラスチック、又は他の誘電体が充填される。装置１０の領域ＣＮにおける導電性ハウジング構造体及び他の導電性構造体は、装置１０のアンテナに対する接地平面として働く。領域２０及び２２における開口は、開又は閉スロットアンテナのスロットとして働くか、ループアンテナにおいて導電性材料経路により取り巻かれる中央誘電体領域として働くか、ストリップアンテナ共振素子又は逆Ｆ字アンテナ共振素子のようなアンテナ共振素子を接地平面から分離するスペースとして働くか、さもなければ、領域２０及び２２に形成されたアンテナ構造体の一部分として働く。

部材１６の部分にギャップ構造体が設けられる。例えば、部材１６には、図１に示すように、ギャップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄのような１つ以上のギャップが設けられる。これらギャップには、ポリマー、セラミック、ガラス、等の誘電体が充填される。ギャップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄは、部材１６を１つ以上の周辺導電性部材セグメントへと分割する。例えば、部材１６の２つのセグメントがあり（例えば、２つのギャップをもつ構成）、部材１６の３つのセグメントがあり（例えば、３つのギャップをもつ構成）、又は部材１６の４つのセグメントがある（例えば、４つのギャップをもつ構成）、等々。このように形成される周辺導電性部材１６のセグメントは、装置１０においてアンテナの部分を形成する。

典型的なシナリオでは、装置１０は、上部及び下部アンテナを有する（一例として）。上部アンテナは、例えば、装置１０の上端で領域２２に形成される。下部アンテナは、例えば、装置１０の下端で領域２０に形成される。これらアンテナは、個別の当該通信帯域をカバーするように別々に使用されてもよいし、或いはアンテナダイバーシティスキーム又は多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナスキームを実施するように一緒に使用されてもよい。

装置１０のアンテナは、当該通信帯域をサポートするのに使用される。例えば、装置１０は、ローカルエリアネットワーク通信、音声及びデータセルラー電話通信、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）通信又は他の衛星ナビゲーションシステム通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信、等をサポートするためのアンテナ構造体を備えている。

電子装置１０の回路図が、図２に示されている。図２に示すように、電子装置１０は、記憶及び処理回路２８を備えている。この記憶及び処理回路２８は、ハードディスクドライブ記憶装置、不揮発性メモリ（例えば、ソリッドステートドライブを形成するように構成されたフラッシュメモリ又は他の電気的にプログラム可能なリードオンリメモリ）、揮発性メモリ（例えば、スタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）、等の記憶装置を含む。記憶及び処理回路２８の処理回路は、装置１０の動作を制御するのに使用される。この処理回路は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、基本帯域プロセッサ、電力管理ユニット、オーディオコーデックチップ、特定用途向け集積回路、等に基づくものである。

記憶及び処理回路２８は、インターネットブラウジングアプリケーション、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶＯＩＰ）電話コールアプリケーション、ｅ−メールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、オペレーティングシステム機能、等のソフトウェアを装置１０上で実行するのに使用される。外部装置との対話をサポートするために、記憶及び処理回路２８は、通信プロトコルを具現化するのにも使用される。記憶及び処理回路２８を使用して具現化される通信プロトコルは、インターネットプロトコル、ワイヤレスローカルエリアネットワークプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル、時々、ＷｉＦｉ（登録商標）とも称される）、他の短距離ワイヤレス通信リンクのためのプロトコル、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、セルラー電話プロトコル、等を含む。

回路２８は、装置１０のアンテナの使用を制御する制御アルゴリズムを実施するように構成される。例えば、アンテナダイバーシティスキーム及びＭＩＭＯスキーム又は他のマルチアンテナスキームをサポートするため、回路２８は、信号クオリティ監視動作、センサ監視動作、及び他のデータ収集動作を遂行し、そして収集したデータに応答して、そのデータを受け取って処理するために装置１０内のどのアンテナ構造体を使用するか制御することができる。一例として、回路２８は、到来する高周波信号を受信するのに２つ以上のアンテナのどれを使用するか制御し、高周波信号を送信するのに２つ以上のアンテナのどれを使用するか制御し、装置１０の２つ以上のアンテナを経て到来データストリームを並列にルーティングするプロセスを制御し、等々を行う。これらの制御操作を遂行する際に、回路２８は、スイッチを開閉し、受信器及び送信器をターンオン及びオフにし、インピーダンスマッチング回路を調整し、高周波トランシーバ回路とアンテナ構造体との間に介在するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）高周波回路（例えば、インピーダンスマッチング及び信号ルーティングに使用されるフィルタリング及びスイッチング回路）内のスイッチを構成し、そしてその他、装置１０のコンポーネントを制御及び調整する。

入力／出力回路３０は、データを装置１０へ供給できるようにすると共に、データを装置１０から外部装置へ供給できるようにするために使用される。入力／出力回路３０は、入力／出力装置３２を含む。入力／出力装置３２は、タッチスクリーン、ボタン、ジョイスティック、クリックホイール、スクロールホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイクロホン、スピーカ、トーンジェネレータ、バイブレータ、カメラ、センサ、発光ダイオード、及び他の状態インジケータ、データポート、等も含む。ユーザは、その入力／出力装置３２を通してコマンドを供給することにより装置１０の動作を制御することができ、そして入力／出力装置３２の出力リソースを使用して装置１０から状態情報及び他の出力を受け取る。

ワイヤレス通信回路３４は、１つ以上の集積回路で形成された高周波（ＲＦ）トランシーバ回路、電力増幅器回路、低ノイズ入力増幅器、受動的ＲＦコンポーネント、１つ以上のアンテナ、及びＲＦワイヤレス信号を取り扱うための他の回路を備えている。又、ワイヤレス信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することもできる。

ワイヤレス通信回路３４は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信回路３５のような衛星ナビゲーションシステム受信回路（例えば、１５７５ＭＨｚの衛星ポジショニングシステムを受信するための）を含む。トランシーバ回路３６は、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）通信のために２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ帯域を取り扱うと共に、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信帯域を取り扱う。回路３４は、７００ＭＨｚ、７１０ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ及び２１００ＭＨｚ帯域のようなセルラー電話帯域、或いは他の当該セルラー電話帯域におけるワイヤレス通信を取り扱うためにセルラー電話トランシーバ回路３８を使用する。

ワイヤレス通信回路３４は、必要に応じて、他の短距離及び長距離ワイヤレスリンクのための回路を含む。例えば、ワイヤレス通信回路３４は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信装置、ラジオ及びテレビ信号を受信するためのワイヤレス回路、ページング回路、等を含む。ＷｉＦｉ（登録商標）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク並びに他の短距離ワイヤレスリンクでは、典型的に、数十又は数百フィートにわたってデータを搬送するためにワイヤレス信号が使用される。セルラーネットワークリンク及び他の長距離リンクでは、典型的に、数千フィート又はマイルにわたってデータを搬送するためにワイヤレス信号が使用される。

ワイヤレス通信回路３４は、アンテナ４０を備えている。アンテナ４０は、適当なアンテナ形式を使用して形成される。例えば、アンテナ４０は、ループアンテナ構造、パッチアンテナ構造、逆Ｆ字アンテナ構造、閉及び開スロットアンテナ構造、平坦逆Ｆ字アンテナ構造、螺旋アンテナ構造、ストリップアンテナ、モノポール、ダイポール、これら設計の混成、等で形成される共振素子を伴うアンテナを含む。異なる帯域及び帯域の組み合わせに対して異なる形式のアンテナが使用されてもよい。例えば、ローカルワイヤレスリンクアンテナを形成するのに１つの形式のアンテナが使用され、そしてリモートワイヤレスリンクを形成するのに別の形式のアンテナが使用される。

図１の２４−２４線に沿って方向２６に見た図１の装置１０の断面側面図が図３に示されている。図３に示すように、ディスプレイ１４は、装置１０の前面にマウントされる。ハウジング１２は、部材１６から形成される側壁と、平面後部ハウジング構造体４２のような構造体から形成される１つ以上の後壁とを含む。構造体４２は、ガラス、セラミック又はプラスチックのような誘電体、及び／又は金属又は他の適当な材料（例えば、ファイバ複合物）から形成される。ハウジング１２の部品を一緒にアッセンブルするのに、スナップ、クリップ、スクリュー、接着剤、及び他の構造体が使用される。

装置１０は、プリント回路板４６のようなプリント回路板を備えている。装置１０内のプリント回路板４６及び他のプリント回路板は、堅牢なプリント回路板材料（例えば、ファイバーガラス充填エポキシ）、又はポリマーのような柔軟な材料シートで形成される。柔軟なプリント回路板（フレックス回路）は、例えば、ポリイミドの柔軟なシートから形成される。

プリント回路板４６は、相互接続部４８のような相互接続部を含む。この相互接続部４８は、導電性トレース（例えば、金メッキされた銅又は他の金属のトレース）から形成される。コネクタ５０のようなコネクタが、半田又は導電性接着剤（一例として）を使用して相互接続部４８に接続される。プリント回路板４６には、集積回路や、抵抗器、キャパシタ及びインダクタのような個別コンポーネントや、他の電子部品がマウントされる。

図３に例示するアンテナ４０のような装置１０のアンテナは、アンテナフィード端子を有する。例えば、装置１０の各アンテナは、正のアンテナフィード端子５８のような正のアンテナフィード端子と、接地アンテナフィード端子５４のような接地アンテナフィード端子とを有する。図３に示す構成では、同軸ケーブル５２のような伝送線経路が、端子５８及び５４から形成されたアンテナフィードと、コンポーネント４４内のトランシーバ回路との間に、コネクタ５０及び相互接続部４８を経て結合される。コンポーネント４４は、図２のワイヤレス回路３４（例えば、受信器３５、並びにトランシーバ回路３６及び３８）を具現化する１つ以上の集積回路を含む。

コネクタ５０のようなコネクタは、装置１０の伝送線を、基板４６のようなプリント回路板に結合するのに使用される。コネクタ５０は、例えば、半田を使用してプリント回路板４６に接続される同軸ケーブルコネクタである（一例として）。ケーブル５２は、同軸ケーブル又は他の伝送線である。装置１０に使用される伝送線は、例えば、同軸ケーブルや、フレックス回路又は堅牢なプリント回路板から形成されたマイクロストリップ及びストリップライン伝送線や、そのような複数の伝送線構造体から形成される伝送線、等を含む。

アンテナ４０のフィードに結合されるときに、伝送線５２は、アンテナ４０を使用して高周波信号を送信及び受信するのに使用される。図３に示すように、端子５８は、同軸ケーブル中心コネクタ５６に結合される。端子５４は、ケーブル５４の接地導体（例えば、外側の導電性編組導体）に接続される。装置１０のトランシーバを必要に応じてアンテナ４０に結合するのに他の構成が使用されてもよい。例えば、トランシーバ回路をアンテナ構造体に結合するのにインピーダンスマッチング回路が使用されてもよい。図３の構成は、単なる例示に過ぎない。

図３に示す例では、装置１０は、アンテナ４０を含む。信号のクオリティを向上させ、複数の当該帯域をカバーするために、装置１０は、複数のアンテナを含む。一例としてここに時々示す１つの適当な構成では、ＷｉＦｉ（登録商標）アンテナが領域２２に配置され、第１（例えば、一次）のセルラー電話アンテナが領域２０に配置され、そして第２（例えば、二次）のセルラー電話アンテナが領域２２に配置される。第２のセルラー電話アンテナは、必要に応じて、ＧＰＳ信号を受信するように構成される。この形式のアンテナ構成体を含む例示的ワイヤレス回路３４が、図４に示されている。

図４に示したように、ワイヤレス回路３４は、記憶及び処理回路２８のデジタルデータ回路とインターフェイスするためのポート１００及び１３０のような入力／出力ポートを有する。ワイヤレス回路３４は、基本帯域プロセッサ１０２及びセルラー電話トランシーバ回路３８のようなトランシーバ回路を具現化するための１つ以上の集積回路を含む。ポート１００は、記憶及び処理回路２８からデジタルデータを受け取り、アンテナ４０Ｌを経て送信する。アンテナ４０Ｕ及び４０Ｌ、セルラートランシーバ回路３８及び基本帯域プロセッサ１０２により受け取られた到来データは、ポート１００を経て記憶及び処理回路２８へ供給される。ポート１３０は、ＷｉＦｉ（登録商標）信号のような送信及び受信されるワイヤレスローカルエリアネットワーク信号に関連したデジタルデータを取り扱うのに使用される（一例として）。記憶及び処理回路２８によりポート１３０に供給される出発デジタルデータは、ワイヤレスローカルエリアネットワークトランシーバ回路３６、経路１２８のような経路、及びアンテナ４０ＷＦのような１つ以上のアンテナを使用して送信される。データ受信動作中に、アンテナ４０ＷＦにより受信される信号は、経路１２８を経てトランシーバ３６に与えられる。トランシーバ３６は、到来信号をデジタルデータに変換する。デジタルデータは、ポート１３０を経て記憶及び処理回路２８に与えられる。必要に応じて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号のようなローカル信号も、アンテナ４０ＷＦのようなアンテナを経て送信及び受信される。

トランシーバ回路３８は、１つ以上の送信器及び１つ以上の受信器を含む。図４の例では、トランシーバ回路３８は、高周波送信器１０４及び高周波受信器１１０を含む。送信器１０４及び受信器１１０（即ち、受信器ＲＸ１及び受信器ＲＸ２）は、セルラー電話通信を取り扱うために使用される。経路１１８を経て送信器１０４により受け取られた信号は、送信器１０４により電力増幅器１０６へ供給される。電力増幅器１０６は、これらの出発信号を、アンテナ４０Ｌを経て送信するために強化する。アンテナ４０Ｌにより受け取られる到来信号は、低ノイズ増幅器１１２により増幅されて、受信器ＲＸ１に送られる。受信器ＲＸ１は、アンテナ４０Ｕから受け取ったデータを、経路１１８を経てプロセッサ１０２に与える。アンテナ４０Ｕにより受信した到来信号は、低ノイズ増幅器１２４により増幅され、そして受信器ＲＸ２（又はスイッチを使用してＲＸ１）へ送られる。受信器ＲＸ２は、アンテナ４０Ｌから受け取ったデータを、経路１１８を経てプロセッサ１０２に与える。送信器１０４及び受信器１１０のような回路は、各々、複数のポートを有し（例えば、異なる各通信帯域を取り扱うために）、そして１つ以上の個々の集積回路を使用して実施される。

アンテナ４０Ｕ及び４０Ｌは、インピーダンスマッチング回路、フィルタ及びスイッチのような回路を使用してトランシーバ回路３８に結合される。時々フロントエンドモジュール（ＦＥＭ）回路とも称されるこの回路は、装置１０の記憶及び処理回路（例えば、基本帯域プロセッサ１０２のようなプロセッサからの制御信号）により制御される。図４の例に示すように、ワイヤレス回路３４におけるフロントエンド回路は、同調可能なマッチング回路Ｍ１及び同調可能なマッチング回路Ｍ２のようなインピーダンスマッチング回路１０８を含む。インピーダンスマッチング回路Ｍ１及びＭ２は、関連キャパシタンス値、抵抗値及びインダクタンス値をもつ導電性構造体、及び／又はトランシーバ回路３８及びアンテナ４０Ｕ、４０Ｌのインピーダンスをマッチングするための回路を形成するインダクタ、キャパシタ及び抵抗器のような個別コンポーネントを使用して形成される。マッチング回路Ｍ１は、ワイヤレストランシーバ回路３８（関連増幅回路１０６及び１１２を含む）とアンテナ４０Ｌとの間に結合される。マッチング回路Ｍ２は、経路１３２及び１２２を使用してトランシーバ回路３８（及び関連増幅器１２４）とアンテナ４０Ｕとの間に結合される。

マッチング回路Ｍ１及びＭ２は、固定であっても調整可能であってもよい。例えば、マッチング回路Ｍ１が固定で、マッチング回路Ｍ２が調整可能であってもよい。別の例として、マッチング回路Ｍ１が調整可能で、マッチング回路Ｍ２が固定であってもよい。別の例として、マッチング回路Ｍ１及びＭ２の両方が調整可能でもよい。この形式の構成では、基本帯域プロセッサ１０２のような制御回路は、信号ＳＥＬＥＣＴ１のような制御信号を経路１１７に発生して同調可能なマッチング回路Ｍ１を構成すると共に、信号ＳＥＬＥＣＴ２のような制御信号を経路１１６に発生して同調可能なマッチング回路Ｍ２を構成する。

マッチング回路Ｍ１は、ＳＥＬＥＣＴ１が第１の値を有するときに第１の構成に入れられ、そしてＳＥＬＥＣＴ１が第２の値を有するときに第２の構成に入れられる。マッチング回路Ｍ１の状態は、アンテナ４０Ｌにより与えられるカバレージを微同調するように働く。同様に、マッチング回路Ｍ２は、ＳＥＬＥＣＴ２が第１の値を有するときに第１の構成に入れられ、そしてＳＥＬＥＣＴ２が第２の値を有するときに第２の構成に入れられる。マッチング回路Ｍ２の状態は、アンテナ４０Ｕによって与えられるカバレージを微同調するように働く。マッチング回路Ｍ１及びＭ２は、使用されてもされなくてもよい。この形式のアンテナ同調スキームを使用することにより、アンテナ４０Ｌ及び４０Ｕは、そうでない場合に可能であるよりも広い範囲の通信周波数をカバーすることができる。アンテナ４０Ｌ及び４０Ｕのための同調を使用することで、必要に応じて、アンテナ４０Ｌ及び４０Ｕに対して比較的狭い帯域巾（及び潜在的にコンパクトな）設計を使用することができる。

制御信号が経路１１９を経て受信器回路１１０に送られて、ワイヤレス回路３４が受信器ＲＸ１及びＲＸ２の一方又は両方を選択的にアクチベートできるようにするか、さもなければ、どのアンテナ信号をリアルタイムで受信するか選択できるようにする（例えば、選択された１つのアンテナからの信号を共有受信器へルーティングしてその受信器をアンテナ間で共有できるように回路３４内のマルチプレクサを制御することにより）。例えば、装置１０内の基本帯域プロセッサ１０２又は他の記憶及び処理回路は、アンテナ４０Ｕ及び４０Ｌにより受信される信号に対して信号クオリティ（ビットエラー率、信号対雑音比、フレームエラー率、信号電力、等）を監視することができる。リアルタイム信号クオリティ情報又は他のデータ（例えば、特定のアンテナがブロックされたことを指示するセンサデータ）に基づいて、経路１１９の信号又は他の適当な制御信号を調整して、最適な受信回路（例えば、受信器ＲＸ１又はＲＸ２）を使用して到来信号を受信するようにすることができる。高周波信号が固定アンテナ及び送信器（即ち、アンテナ４０Ｌ及び送信器１０４）により送信される間に、回路３４が、信号クオリティ測定又は他の情報に基づいて、使用すべき最適なアンテナ及び受信器をリアルタイムで選択するこのようなアンテナダイバーシティスキームは、時々、受信器ダイバーシティスキームを称される。

受信器ダイバーシティ構成（即ち、送信器ダイバーシティをもたない装置）では、装置の高周波送信器回路は、２つ以上の異なるアンテナを通して信号を受信して、最適なアンテナをリアルタイムで選択して信号受信を向上させるように構成され、一方、高周波トランシーバ回路は、アンテナの１つのみを通し、他は通さずに信号を送信するように構成される。必要に応じて、ワイヤレス回路３４は、受信器及び送信器の両ダイバーシティを実施するように構成され、及び／又は（例えば、ＭＩＭＯ構成を使用して）複数の同時データストリームを取り扱うように構成される。ワイヤレス回路３４を使用して受信器ダイバーシティスキームを実施する一方、専用アンテナを使用して送信信号を取り扱うことは、単なる例示に過ぎない。

図４に示すように、ワイヤレス回路３４には、フィルタ回路１２６のようなフィルタ回路が設けられる。この回路１２６は、周波数により信号をルーティングし、セルラー電話信号がアンテナ４０Ｕと受信器ＲＸ２との間で搬送される一方、アンテナ４０Ｕによって受信されたＧＰＳ信号がＧＰＳ受信器３５へルーティングされるようにする。

マッチング回路Ｍ１を実施するのに使用される例示的な構成可能な回路が図５Ａに示されている。図５Ａに示すように、マッチング回路Ｍ１は、スイッチ１３４及び１３６のようなスイッチを有する。スイッチ１３４及び１３６は、複数の位置を有する（図５Ａに例示的なＡ及びＢ位置で示された）。信号ＳＥＬＥＣＴ１が第１の値を有するとき、スイッチ１３４及び１３６がそれらのＡ位置に入れられ、そしてマッチング回路ＭＡが使用状態へ切り換えられ（図５Ａに示すように）、マッチング回路ＭＡが経路１２０と増幅器１０６及び１１２の間に電気的に結合されるようにする。信号ＳＥＬＥＣＴ１が第２の値を有するときには、スイッチ１３４及び１３６は、それらのＢ位置に入れられる。

マッチング回路Ｍ２を実施するのに使用される例示的な構成可能な回路が図５Ｂに示されている。図５Ｂに示すように、マッチング回路Ｍ２は、スイッチ１３４及び１３６のようなスイッチを有する。スイッチ１３４及び１３６は、複数の位置を有する（図５Ｂに例示的なＡ及びＢ位置で示された）。信号ＳＥＬＥＣＴ２が第１の値を有するとき、スイッチ１３４及び１３６がそれらのＡ位置に入れられ、そしてマッチング回路ＭＡが使用状態へ切り換えられる。信号ＳＥＬＥＣＴ２が第２の値を有するときは、スイッチ１３４及び１３６がそれらのＢ位置に入れられ（図５Ｂに示すように）、マッチング回路ＭＡが経路１２２と１３２との間に電気的に結合されるようにする。

図６は、装置１０の内部の上面図で、ハウジング１２内でアンテナ４０Ｌ、４０Ｕ及び４０ＷＦをどのように実施するか示している。図６に示すように、ハウジング１２内には接地平面Ｇが形成される。接地平面Ｇは、アンテナ４０Ｌ、４０Ｕ及び４０ＷＦのためのアンテナ接地部を形成する。接地平面Ｇは、アンテナ接地部として働くので、接地平面Ｇは、時々、アンテナ接地部、接地部、又は接地平面素子とも称される（一例として）。

装置１０の中央部Ｃにおいて、接地平面１０は、部材１６の左縁と右縁との間に接続された導電性ハウジング中間プレート部材、導電性接地トレースをもつプリント回路板、等の導電性構造体によって形成される。装置１０の端２２及び２０において、接地平面Ｇの形状は、接地部に結合される導電性構造体の形状及び位置により決定される。接地平面Ｇを形成するように重畳する導電性構造体は、例えば、ハウジング構造体（例えば、突出部分を有する導電性ハウジング中間プレート構造体）、導電性コンポーネント（例えば、スイッチ、カメラ、データコネクタ、フレックス回路及び堅牢なプリント回路板のようなプリント回路、高周波シールドカン、ボタン１４４及び導電性ボタンマウント構造体１４６のようなボタン）、並びに装置１０の他の導電性構造体を含む。図６に示すレイアウトでは、導電性であって接地部に結合されて接地平面Ｇの一部分を形成する装置１０の部分が陰影付けされ、中央部分Ｃに隣接している。

開口７２及び１４０のような開口は、接地平面Ｇと、周辺導電性部材１６の各部分との間に形成される。開口７２及び１４０には、空気、プラスチック、及び他の誘電体が充填される。開口７２は、アンテナ構造体４０Ｌに関連され、一方、開口１４０は、アンテナ構造体４０Ｕ及び４０ＷＦに関連される。

周辺導電性部材１６には、ギャップ１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄのようなギャップが存在する（図１のギャップ１８Ａは、存在しないか、又は表面的に装置１０の外部からのギャップのように見える仮想ギャップ構造を使用して実施されるが、ハウジング１２の内部で電気的に短絡され、ギャップ１８Ａの位置には電気的にギャップが存在しない）。ギャップ１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄの存在は、周辺導電性部材１６をセグメントに分割する。図６に示すように、周辺導電性部材１６は、第１セグメント１６−１、第２セグメント１６−２、及び第３セグメント１６−３を含む。

下部アンテナ４０Ｌは、接地平面Ｇの下部及び導電性ハウジングセグメント１６−３の形状により少なくとも一部分決定される形状を有する並列フィードのループアンテナ構造体を使用して形成される。図６に示すように、アンテナ４０Ｌは、装置１０の下部領域２０に形成される。開口７２を取り巻く導電性セグメント１６−３の部分、及び接地平面Ｇの縁ＧＥに沿って存在する接地平面Ｇの部分は、開口７２の周りの導電性ループを形成する。開口７２の形状は、マイクロホン、フレックス回路トレース、データポートコネクタ、ボタン、スピーカ、等の導電性構造体を領域２０に配置することで指定される。

導電性構造体２０２は、誘電体開口７２を橋絡し、そして接地平面Ｇを周囲ハウジングセグメント１６−３に電気的に短絡するのに使用される。導電性構造体２０２は、導電性材料のストリップ、フレックス回路トレース、導電性ハウジング構造体、又は他の導電性構造体を使用して形成される。必要に応じて、導電性構造体２０２は、表面取り付け技術（ＳＴＭ）インダクタのような個別コンポーネントを使用して形成される。伝送線５２−１（例えば、同軸ケーブル）は、各々、正及び負のアンテナフィード端子５８−１及び５４−１においてアンテナ４０Ｌにフィードするために使用される。

アンテナ４０Ｌは、スイッチ可能なインダクタ回路２１０、同調可能なインピーダンスマッチング回路Ｍ１、可変キャパシタ回路２１２、及び他の適当な同調可能な回路のような関連する同調可能な（構成可能な）アンテナ回路を含む。アンテナ４０Ｌに関連した同調可能なアンテナ回路は、例えば、アンテナ４０Ｌが少なくとも６つのワイヤレス通信帯域で動作できるようにする（例えば、７５０ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ、２１００ＭＨｚ、等の高周波信号を送信及び受信するために）。

導電性構造体２０２は、周辺セグメント１６−３と接地部Ｇとの間に直列に形成された第１の導電性セグメントＳＧ及び第２の導電性セグメントＳＧ’を有する。セグメントＳＧは、第１のインダクタンスを示し、セグメントＳＧ’は、第２のインダクタンスを示し、そして回路２０２は、第３のインダクタンスを示す。スイッチ可能なインダクタ回路（同調可能なインダクタ回路、構成可能なインダクタ回路、又は調整可能なインダクタ回路とも称される）２１０は、セグメントＳＧ及びＳＧ’が接合される点と、接地平面の縁ＧＥ上の対応点１０１との間に結合される。

回路２１０が使用状態へスイッチされると（例えば、回路２１０がターンオンされると）、セグメントＳＧ及び回路２１０は、全体として、アンテナ４０Ｌのアンテナフィードを橋絡する第１の伝送線経路を形成する。第１の伝送線経路は、そのインダクタンスが、第１及び第３インダクタンスの直列インダクタンスに等しい。回路２１０が非使用状態へスイッチされると（例えば、回路２１０がターンオフされると）、セグメントＳＧ及びＳＧ’は、全体として、アンテナ４０Ｌのアンテナフィードを橋絡する第２の伝送線経路を形成する。この第２の伝送線経路は、そのインダクタンスが、第１及び第２のインダクタンスの直列インダクタンスに等しい。スイッチ可能なインダクタ２１０は、第２の伝送線経路の一部分をシャントするように働き、回路２１０がターンオンされたときの第１の伝送線経路に関連したインダクタンスが、回路２１０がターンオフされたときの第２の伝送線経路に関連したインダクタンスより低くなるようにする。

第１の伝送線インダクタンス（即ち、第１の伝送線経路のインダクタンス）は、第２の伝送線インダクタンス（即ち、第２の伝送線経路のインダクタンス）とは異なる。第１の伝送線インダクタンスは、１８ｎＨに等しく、一方、第２の伝送線インダクタンスは、２０ｎＨに等しい（一例として）。第１の伝送線経路（回路２１０がイネーブルされた場合）及び第２の伝送線経路（回路２１０がディスエイブルされた場合）は、フィード端子５４−１と５８−１との間に並列に接続され、そしてアンテナ４０Ｌのための並列な誘導性同調素子として働く。それ故、第１及び第２の伝送線経路は、時々、可変インダクタと称される。セグメントＳＧ及びＳＧ’のインダクタンスは、望ましい帯域カバレージを与えるように入念に選択される。

同調可能なインピーダンスマッチング回路Ｍ１は、同軸ケーブル５２−１と、正のフィード端子５８−１との間に結合される。インピーダンスマッチング回路Ｍ１は、図５Ａを参照して述べた形式のスイッチング回路、関連するキャパシタンス値、抵抗値及びインダクタンス値をもつ導電性構造体、及び／又はトランシーバ回路３８及びアンテナ４０Ｌのインピーダンスをマッチングするための回路を形成するインダクタ、キャパシタ及び抵抗器のような個別コンポーネント、を使用して形成される。

可変キャパシタ回路（時々、バラクタ回路、同調可能なキャパシタ回路、調整可能なキャパシタ回路、等とも称される）２１２は、ベゼルギャップ１８Ｂの対向端間に結合される。基本帯域プロセッサ１０２は、アンテナ４０Ｌが望ましい周波数で動作するように、バラクタ２１２を微同調する制御電圧ＶtuneＢを発生する。

ベゼルギャップ１８Ｂは、例えば、１ｐＦの固有キャパシタンス（例えば、ギャップ１８Ｂの平行導電性表面により形成される固有キャパシタンス値）を有する。コンポーネント２１２は、例えば、連続可変キャパシタ、又は半連続調整可能キャパシタであり、後者は、固有キャパシタンスに並列に結合できる２ないし４又はそれ以上の異なるキャパシタンス値を有するものである。必要に応じて、コンポーネント２１２は、連続可変インダクタ、或いは２ないし４又はそれ以上の異なるインダクタンス値を有する半連続調整可能インダクタでよい。

アンテナ４０ＷＦは、ストリップ１４２のような導体のストリップから形成されたアンテナ共振素子を有する。ストリップ１４２は、フレックス回路上のトレース、堅牢なプリント回路板上のトレース、メタルホイルのストリップ、又は他の導電性構造体から形成される。アンテナ４０ＷＦは、アンテナフィード端子５８−２及び５４−２を使用して伝送線５２−２によりフィードされる（例えば、図４の経路１２８を参照）。

アンテナ４０Ｕは、スイッチ可能なインダクタ回路２１０’、同調可能なインピーダンスマッチング回路Ｍ２、可変キャパシタ回路２１２−１及び２１２−２、並びに他の適当な同調可能な回路のような関連する同調可能な（構成可能な）アンテナ回路を含む。アンテナ４０Ｕに関連した同調可能なアンテナ回路は、アンテナ４０Ｕが、そうでない場合に可能である以上の広いカバレージをもつことができるようにする。

アンテナ４０Ｕは、２分岐逆Ｆ字アンテナである。伝送線５２−３（例えば、図４の経路１２０を参照）は、アンテナフィード端子５８−３及び５４−３においてアンテナ４０Ｕにフィードするのに使用される。導電性構造体１５０は、誘電体開口１４０を橋絡し、そして接地平面Ｇを周囲のハウジング部材１６に電気的に短絡するのに使用される。導電性構造体１４８及びマッチング回路Ｍ２は、アンテナフィード端子５８−３を点１５２において周辺導電性部材１６に接続するのに使用される。構造体１４８及び１５０のような導電性構造体は、フレックス回路のトレース、導電性ハウジング構造体、スプリング、スクリュー、又は他の導電性構造体によって形成される。

周辺導電性セグメント１６−１は、アンテナ４０Ｕのためのアンテナ共振素子アームを形成する。特に、（アーム長さＬＢＡを有する）セグメント１６−１の第１部分は、（セグメント１６−１がフィードされる）点１５２から、ギャップ１８Ｃにより画成されたセグメント１６−１の端まで延び、そして（アーム長さＨＢＡを有する）セグメント１６−１の第２部分は、点１５２から、ギャップ１８Ｄにより画成されたセグメント１６−１の反対端まで延びる。セグメント１６−１の第１及び第２部分は、逆Ｆ字アンテナの各岐路を形成し、そしてアンテナ４０Ｕのための各低帯域（ＬＢ）及び高帯域（ＨＢ）アンテナ共振に関連している。

スイッチ可能なインダクタ回路２１０’は、セグメント１６−１と接地平面Ｇとの間で構造体１４８及び１５０に並列に結合される。回路２１０’は、（図６に示したように、装置１０を上から見たときに）構造体１５０の右側に接続されるか、又は構造体１５０の左側に結合される。回路２１０’は、アンテナ４０Ｕのための広い高帯域カバレージを与えるように働く。アンテナ４０Ｕは、回路２１０’が非使用状態へスイッチされたときに第１の高帯域領域で動作し、一方、アンテナ４０Ｕは、回路２１０’が使用状態へスイッチされたときに第１の高帯域領域より周波数が高い第２の高帯域領域で動作する。例えば、アンテナ４０Ｕは、回路２１０’がターンオフされたときは１９００ＭＨｚ帯域で、そして回路２１０’がターンオンされたときは２１００ＭＨｚ帯域で、信号を受信するように使用される。

可変キャパシタ回路２１２−１は、導電性ベゼルギャップ１８Ｃの対向端間に結合され、一方、可変キャパシタ回路２１２−２は、ベゼルギャップ１８Ｄの対向端間に結合される。回路２１２−２は、場合によっては形成されなくてもよい。バラクタ２１２−１及び２１２−２は、集積回路、１つ以上の個別コンポーネント（例えば、ＳＭＴコンポーネント）、等を使用して形成される。

可変キャパシタ２１２−１は、アンテナ４０Ｕのためのより広い低帯域カバレージを与えるように働く。基本帯域プロセッサ１０２は、アンテナ４０Ｕを第１及び第２の低帯域領域で動作するよう構成するためにバラクタ２１２−１を同調する制御電圧ＶtuneＣを発生する。例えば、アンテナ４０Ｕは、バラクタ２１２−１が低キャパシタンス値（例えば、０．１ｐＦ未満）を示すように同調されたときに８５０ＭＨｚ帯域で信号を受信し、そしてバラクタ２１２−１が高キャパシタンス値（例えば、０．２ｐＦより高い）を示すように同調されたときに７５０ＭＨｚ帯域で信号を受信するのに使用される。

例えば、ベゼルギャップ１８Ｃ及び１８Ｄは、各々、１．０ｐＦの固有キャパシタンス（例えば、ギャップ１８Ｃ及び１８Ｄにおける並列導電性表面により形成される固有キャパシタンス値）を有する。バラクタ２１２−１及び２１２−２は、例えば、連続可変キャパシタ、又は半連続調整可能キャパシタであり、後者は、固有キャパシタンスに並列に結合できる２ないし４又はそれ以上の異なるキャパシタンス値を有するものである。

図７は、アンテナ４０Ｕの回路図である。図７に示すように、キャパシタンスＣ_C及びＣ_Dは、各々、ギャップ１８Ｃ及び１８Ｄに関連したものである。キャパシタンスＣ_Cは、ギャップ１８Ｃ及びバラクタ２１２−１の寄生キャパシタンスを含む集中キャパシタンスを表し、一方、キャパシタンスＣ_Dは、ギャップ１８Ｄ及びバラクタ２１２−２の寄生キャパシタンスを含む集中キャパシタンスを表す。接地平面Ｇは、アンテナ接地部を形成する。短絡岐路１５０は、周辺導電性部材セグメント１６−１を接地部Ｇに接続してアンテナフィード（フィード端子５８−３及び５４−３で形成される）とアンテナ４０Ｕとの間のインピーダンスマッチングを容易にするためのスタブを形成する。短絡岐路１５０は、関連インダクタンスＬｓを有する。

アンテナ４０Ｕは、回路２１０’が非使用状態へスイッチされたときには第１の高帯域モード（例えば、帯域１９００ＭＨｚをカバーするモード）で、又、回路２１０’が使用状態へスイッチされたときには第２の高帯域モード（例えば、帯域２１００ＭＨｚをカバーするモード）で、動作する。図７は、スイッチ可能なインダクタ回路２１０’の１つの適当な回路実施を示す。図７に示すように、回路２１０は、直列に結合されたスイッチＳＷ及び誘導性素子２１４を含む。スイッチＳＷは、ｐ−ｉ−ｎダイオード、ガリウムヒ素電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭ）スイッチ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、擬似格子整合ＨＥＭＴ（ＰＨＥＭＴ）、シリコンオンインスレータ（ＳＯＩ）基板に形成されたトランジスタ、等を使用して実施される。

誘導性素子２１４は、１つ以上の電気的コンポーネントで形成される。素子２１４の全部又は一部分として使用されるコンポーネントは、インダクタ及びキャパシタを含む。素子２１４に対して望まれるインダクタンス及びキャパシタンスは、集積回路を使用し、個別コンポーネント（例えば、表面取り付け技術のインダクタ）を使用し、及び／又は個別コンポーネント又は集積回路の部分でない誘電体及び導電性構造体を使用して形成される。例えば、キャパシタンスは、２つの導電性パッドを互いに接近離間して誘電体で分離することにより形成でき、そしてインダクタンスは、プリント回路板に導電性経路（例えば、伝送線）を生成することにより形成できる。

別の適当な構成では、構成可能なインダクタ回路２０９は、アンテナ４０Ｕの短絡経路を形成するのに使用される（即ち、図７の短絡構造体１５０及び回路２１０’は、形成されない）。図８に示すように、回路２０９は、導電性セグメント１６−１とスイッチ２１８との間に結合されたインダクタ２１４及び２１６を含む。スイッチ２１８は、複数の位置を有する（例示的なＡ及びＢ位置により示された）。スイッチ２１８は、第２の高帯域モード中にはアンテナフィード間（例えば、正及び負の端子５８−３及び５４−３間）にインダクタ２１４を結合するためにそのＡ位置に入れられ、そして第１の高帯域モード中にはアンテナフィード間にインダクタ２１６を結合するためにそのＢ位置に入れられる。インダクタ２１６は、例えば、インダクタンス値がほぼＬｓ（図８）に等しい。

別の適当な構成では、構成可能なインダクタ回路２１１は、アンテナ４０Ｕの短絡経路を形成するのに使用される（即ち、図７の短絡構造体１５０及び回路２１０’は、形成されない）。図９に示したように、回路２１１は、セグメント１６−１と接地部Ｇとの間に直列に結合されたインダクタ２１４及び第１スイッチＳＷを含み、そしてセグメント１６−１と接地部Ｇとの間に直列に結合されたインダクタ２１６及び第２スイッチＳＷを含む。第１の高帯域モード中には、第１スイッチＳＷが開で、第２スイッチＳＷが閉で、アンテナフィード端子間にインダクタ２１６を電気的に接続する。第２の高帯域モード中には、第２スイッチＳＷがディスエイブルされ、第１スイッチがイネーブルされて、アンテナフィード端子間にインダクタ２１４を電気的に接続する。

図７−９は、単なる例示に過ぎない。必要に応じて、アンテナ４０Ｕは、３つ以上の低帯域領域でワイヤレスカバレージをサポートするために３つ以上の誘導性岐路を含む。

アンテナ４０Ｌは、図１０のテーブルに示したように、少なくとも６つの送信及び受信通信帯域（例えば、７００ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ及び２１００ＭＨｚ）をカバーする。アンテナ４０Ｕは、これら６つの例示的通信帯域のサブセットをカバーするように構成される。例えば、アンテナ４０Ｕは、３つの当該受信帯域をカバーし、そして同調で、６つの当該受信帯域をカバーするように構成される。

アンテナ４０Ｕは、キャパシタ２１２−１が第１のキャパシタンス値を与えるように同調され且つインダクタ回路２１０’がターンオフされる第１の動作モードに構成される。第１の動作モードでは（例えば、図１０の行２５０を参照）、アンテナ４０Ｕは、受信帯域８５０ＲＸ（８５０ＭＨｚ受信帯域）、９００ＲＸ（９００ＭＨｚ受信帯域）、１８００ＲＸ（１８００ＭＨｚ受信帯域）、１９００ＲＸ（１９００ＭＨｚ受信帯域）、及び他の当該通信帯域をカバーすることができる。

アンテナ４０Ｕは、キャパシタ２１２−１が、第１のキャパシタンス値より高い第２のキャパシタンス値を与えるように同調され且つインダクタ回路２１０’がオフされる第２の動作モードに構成される。第２の動作モードでは（例えば、図１０の行２５２を参照）、アンテナ４０Ｕは、受信帯域７５０ＲＸ（７５０ＭＨｚ受信帯域）、１８００ＲＸ、１９００ＲＸ、及び他の当該通信帯域をカバーすることができる。

アンテナ４０Ｕは、キャパシタ２１２−１が第１のキャパシタンス値を与えるように同調され且つインダクタ回路２１０’がターンオンされる第３の動作モードに構成される。第３の動作モードでは（例えば、図１０の行２５４を参照）、アンテナ４０Ｕは、受信帯域８５０ＲＸ、９００ＲＸ、２１００ＲＸ（２１００ＭＨｚ受信帯域）、及び他の当該通信帯域をカバーすることができる。

図１０を参照して説明するモードは、単なる例示に過ぎない。必要に応じて、回路２１０’は、ターンオン／オフされ、そしてキャパシタ２１２−１は、希望の当該高帯域及び低帯域周波数範囲をカバーするための適当なキャパシタンスを与えるように同調される。又、必要に応じて、アンテナ４０Ｕは、指示された帯域で高周波信号を送信するようにも使用される。

図４ないし１０を参照して述べた形式のアンテナ同調スキームを使用することにより、アンテナ４０Ｌ及び４０Ｕは、そうでない場合に可能であるよりも広い範囲の通信周波数をカバーすることができる。図１１のＳＷＲ曲線のような、定在波比（ＳＷＲ）対周波数曲線は、アンテナ４０Ｕに対する低帯域同調能力を示す。図１１に示すように、実線のＳＷＲ周波数特性曲線３００は、装置１０のアンテナ４０Ｕが（８５０ＭＨｚ帯域をカバーするための）低帯域周波数ｆ１及び（例えば、１９００ＭＨｚ帯域をカバーするための）高帯域周波数ｆ２において満足な共振ピークを示す第１のアンテナ同調モードに対応する。第１のアンテナ同調モードでは、可変キャパシタ回路２１２−１は、第１のキャパシタンスに同調され、一方、スイッチ可能なインダクタ回路２１０’は、ターンオフされる。

点線のＳＷＲ周波数特性曲線３０２は、装置１０のアンテナが（７５０ＭＨｚ帯域をカバーするための）低帯域周波数Ｆ１’及び高帯域周波数ｆ２において満足な共振ピークを示す第２のアンテナ同調モードに対応する。この第２のアンテナ同調モードでは、可変キャパシタ回路２１２−１は、ワイヤレスカバレージを周波数ｆ１からｆ１’へシフトするために第１のキャパシタンスより大きな第２のキャパシタンスに同調される。

図１２は、アンテナ４０Ｕが第３のアンテナ同調モードで動作するところを示す。図１２に示すように、点線のＳＷＲ周波数特性曲線３０４は、アンテナ４０Ｕが低帯域周波数Ｆ１及び（２１００ＭＨｚ帯域をカバーするための）高帯域周波数ｆ２’において満足な共振ピークを示す第３のアンテナ同調モードに対応する。この第３のアンテナ同調モードでは、回路２１０’は、ワイヤレスカバレージを周波数ｆ２からｆ２’へシフトするために使用状態へとスイッチされる。

一般的に、図７−９を参照して述べたスイッチ可能なインダクタ回路は、アンテナ４０Ｕのための高帯域カバレージを同調するように使用され（例えば、スイッチ可能なインダクタ回路は、少なくとも２つの高帯域周波数範囲においてワイヤレスカバレージを与えるために少なくとも２つの状態で構成され）、一方、可変キャパシタ２１２−２は、アンテナ４０Ｕのための低帯域カバレージを調整するように同調される（例えば、低帯域ギャップ１８Ｃに関連した可変キャパシタは、少なくとも２つの低帯域周波数範囲においてワイヤレスカバレージを与えるように同調される）。図１１及び１２は、単なる例示に過ぎない。必要に応じて、アンテナ４０Ｌ、４０Ｕ、及び４０ＷＦは、装置１０が適当な数の高周波通信帯域においてワイヤレス信号を送信及び受信できるようにするアンテナ同調回路を含むことができる。

一実施形態によれば、周辺導電性部材が少なくとも幾つかの縁の周りに延びるハウジングと、アンテナ接地部及び前記周辺導電性部材の一部分で形成される逆Ｆ字アンテナと、前記アンテナ接地部と前記周辺導電性部材の一部分との間に結合されたスイッチ可能なインダクタとを備えた電子装置が提供される。

別の実施形態によれば、前記周辺導電性部材は、その周辺導電性部材を複数のセグメントへと分割する少なくとも１つのギャップを含み、前記一部分は、前記複数のセグメントの少なくとも１つを含む。

別の実施形態によれば、前記アンテナ接地部は、前記電子装置内に形成された導電性ハウジング構造体を含む。

別の実施形態によれば、前記導電性ハウジング構造体は、プリント回路板を含む。

別の実施形態によれば、前記逆Ｆ字アンテナは、第１及び第２のアンテナフィード端子を含み、前記スイッチ可能なインダクタは、それら第１及び第２のアンテナフィード端子間に結合される。

別の実施形態によれば、前記スイッチ可能なインダクタは、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に接続されたインダクタ及びスイッチを含む。

別の実施形態によれば、前記電子装置は、更に、ワイヤレストランシーバ回路を備え、そのワイヤレストランシーバ回路は、前記第１のアンテナフィード端子に結合される。

別の実施形態によれば、前記電子装置は、更に、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に前記スイッチ可能なインダクタと並列に結合された導電性経路を備えている。

別の実施形態によれば、前記電子装置は、更に、前記周辺導電性部材における少なくとも１つのギャップを橋絡する可変キャパシタ回路を備えている。

一実施形態によれば、アンテナ接地部を形成する導電性構造体を収容しそして周辺導電性部材が少なくとも幾つかの縁の周りに延びるハウジングと、前記アンテナ接地部及び周辺導電性部材の一部分で形成されたアンテナと、前記アンテナ接地部と前記周辺導電性部材の一部分との間に結合されたスイッチ可能なインダクタ回路であって、このスイッチ可能なインダクタ回路が非使用状態へスイッチされたときは、前記アンテナが低帯域周波数範囲及び第１の高帯域周波数範囲で動作するように構成され、そしてこのスイッチ可能なインダクタ回路が使用状態へスイッチされたときは、前記アンテナが低帯域周波数範囲で動作すると共に、前記第１の高帯域周波数範囲より周波数が高い第２の高帯域周波数範囲で動作するように構成されたスイッチ可能なインダクタ回路と、を備えたワイヤレス電子装置が提供される。

別の実施形態によれば、前記アンテナは、第１及び第２のアンテナフィード端子を備え、前記スイッチ可能なインダクタ回路は、それら第１及び第２のアンテナフィード端子間に結合され、そして前記電子装置は、更に、第１のアンテナフィード端子に結合されたワイヤレストランシーバ回路を備えている。

別の実施形態によれば、前記アンテナは、逆Ｆ字アンテナを含む。

別の実施形態によれば、前記周辺導電性部材は、少なくとも２つのギャップを有し、前記ワイヤレス電子装置は、更に、２つのギャップの一方を橋絡する可変キャパシタ回路を備えている。

別の実施形態によれば、前記スイッチ可能なインダクタ回路は、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に接続されたインダクタ及びスイッチを含む。

別の実施形態によれば、前記スイッチ可能なインダクタ回路は、スイッチと、第１のインダクタであって、該第１のインダクタ及び前記スイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第１のインダクタと、第２のインダクタであって、該第２のインダクタ及び前記スイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第２のインダクタと、を備えている。

別の実施形態によれば、前記スイッチ可能なインダクタ回路は、第１及び第２のスイッチと、第１のインダクタであって、該第１のインダクタ及び前記第１のスイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第１のインダクタと、第２のインダクタであって、該第２のインダクタ及び前記第２のスイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第２のインダクタと、を備えている。

一実施形態によれば、周辺部を有するハウジングと、前記周辺部に沿って延びそして前記周辺部に少なくとも２つのギャップを有する導電性構造体と、前記導電性構造体から少なくとも一部分形成された逆Ｆ字アンテナと、前記周辺導電性部材における２つのギャップの少なくとも一方を橋絡する可変キャパシタであって、該可変キャパシタが第１のキャパシタンスを与えるように同調されたときは、前記逆Ｆ字アンテナが第１の低帯域周波数範囲及び高帯域周波数範囲で動作するように構成され、そして該可変キャパシタが前記第１のキャパシタンスとは異なる第２のキャパシタンスを与えるように同調されたときは、前記逆Ｆ字アンテナが前記第１の低帯域周波数範囲より周波数が低い第２の低帯域周波数範囲で動作するよう構成されると共に、前記高帯域周波数範囲で動作するように構成された可変キャパシタと、を備えたワイヤレス電子装置が提供される。

別の実施形態によれば、前記逆Ｆ字アンテナは、第１及び第２のアンテナフィード端子を備え、そして前記ワイヤレス電子装置は、更に、第１のアンテナフィード端子に結合されたワイヤレストランシーバ回路を備えている。

別の実施形態によれば、前記ワイヤレス電子装置は、更に、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に結合されたスイッチ可能なインダクタを備えている。

別の実施形態によれば、前記スイッチ可能なインダクタは、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されたインダクタ及びスイッチを含む。

別の実施形態によれば、前記ワイヤレス電子装置は、更に、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に前記スイッチ可能なインダクタと並列に結合された導電性短絡経路を含む。

別の実施形態によれば、前記ワイヤレス電子装置は、更に、前記第１及び第２のキャパシタンスを与えるように前記可変キャパシタを同調する制御信号を発生する処理回路を備えている。

以上の説明は、本発明の原理を単に例示するものに過ぎず、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の変更が明らかであろう。前記実施形態は、個々に具現化されてもよいし、何らかの組み合わせで具現化されてもよい。

１０：電子装置
１２：ハウジング
１４：ディスプレイ
１６：部材
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ：ギャップ
１９：ボタン
２０、２２：領域
２８：記憶及び処理回路
３０：入力／出力回路
３２：入力／出力装置
３４：ワイヤレス通信回路
３５：ＧＰＳ受信回路
３６：トランシーバ回路
３８：セルラー電話トランシーバ回路
４０Ｕ、４０Ｌ、４０ＷＦ：アンテナ
４２：ハウジング構造体
４６：プリント回路板
４８：相互接続部
５０：コネクタ
５２：伝送線
１００、１３０：ポート
１０２：基本帯域プロセッサ
１０４：高周波送信器
１０６、１１２：電力増幅器
１１０：受信器
１１８、１２８：経路

Claims (20)

1. 周辺導電性部材が少なくとも幾つかの縁の周りに延びるハウジングと、
   アンテナ接地部及び前記周辺導電性部材の一部分で形成される逆Ｆ字アンテナと、
   前記アンテナ接地部と前記周辺導電性部材の一部分との間に結合されたスイッチ可能なインダクタと、
   を備えた電子装置。
2. 前記周辺導電性部材は、その周辺導電性部材を複数のセグメントへ分割する少なくとも１つのギャップを含み、前記一部分は、前記複数のセグメントの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記アンテナ接地部は、前記電子装置内に形成された導電性ハウジング構造体を含む、請求項２に記載の電子装置。
4. 前記導電性ハウジング構造体は、プリント回路板を含む、請求項３に記載の電子装置。
5. 前記逆Ｆ字アンテナは、第１及び第２のアンテナフィード端子を含み、前記スイッチ可能なインダクタは、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に結合される、請求項２に記載の電子装置。
6. 前記スイッチ可能なインダクタは、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に接続されたインダクタ及びスイッチを含む、請求項５に記載の電子装置。
7. ワイヤレストランシーバ回路を更に備え、該ワイヤレストランシーバ回路は、前記第１のアンテナフィード端子に結合される、請求項６に記載の電子装置。
8. 前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に前記スイッチ可能なインダクタと並列に結合された導電性経路を更に備えた、請求項７に記載の電子装置。
9. 前記周辺導電性部材における少なくとも１つのギャップを橋絡する可変キャパシタ回路を更に備えた、請求項８に記載の電子装置。
10. アンテナ接地部を形成する導電性構造体を収容しそして周辺導電性部材が少なくとも幾つかの縁の周りに延びるハウジングと、
    前記アンテナ接地部及び周辺導電性部材の一部分で形成されたアンテナと、
    前記アンテナ接地部と前記周辺導電性部材の一部分との間に結合されたスイッチ可能なインダクタ回路であって、
    このスイッチ可能なインダクタ回路が非使用状態へスイッチされたときは、前記アンテナが低帯域周波数範囲及び第１の高帯域周波数範囲で動作するように構成され、そして
    このスイッチ可能なインダクタ回路が使用状態へスイッチされたときは、前記アンテナが低帯域周波数範囲で動作すると共に、前記第１の高帯域周波数範囲より周波数が高い第２の高帯域周波数範囲で動作するように構成された、
    スイッチ可能なインダクタ回路と、
    を備えたワイヤレス電子装置。
11. 前記アンテナは、第１及び第２のアンテナフィード端子を備え、前記スイッチ可能なインダクタ回路は、それら第１及び第２のアンテナフィード端子間に結合され、更に、
    第１のアンテナフィード端子に結合されたワイヤレストランシーバ回路、
    を備えた請求項１０に記載のワイヤレス電子装置。
12. 前記アンテナは、逆Ｆ字アンテナを含む、請求項１１に記載のワイヤレス電子装置。
13. 前記周辺導電性部材は、少なくとも２つのギャップを有し、更に、
    前記２つのギャップの一方を橋絡する可変キャパシタ回路、
    を備えた請求項１２に記載のワイヤレス電子装置。
14. 前記スイッチ可能なインダクタ回路は、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に接続されたインダクタ及びスイッチを含む、請求項１２に記載のワイヤレス電子装置。
15. 前記スイッチ可能なインダクタ回路は、
    スイッチと、
    第１のインダクタであって、該第１のインダクタ及び前記スイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第１のインダクタと、
    第２のインダクタであって、該第２のインダクタ及び前記スイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第２のインダクタと、
    を備えた請求項１２に記載のワイヤレス電子装置。
16. 前記スイッチ可能なインダクタ回路は、
    第１及び第２のスイッチと、
    第１のインダクタであって、該第１のインダクタ及び前記第１のスイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第１のインダクタと、
    第２のインダクタであって、該第２のインダクタ及び前記第２のスイッチが前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されるような第２のインダクタと、
    を備えた請求項１２に記載のワイヤレス電子装置。
17. 周辺部を有するハウジングと、
    前記周辺部に沿って延びそして前記周辺部に少なくとも２つのギャップを有する導電性構造体と、
    前記導電性構造体から少なくとも一部分形成された逆Ｆ字アンテナと、
    前記周辺導電性部材における２つのギャップの少なくとも一方を橋絡する可変キャパシタであって、
    該可変キャパシタが第１のキャパシタンスを与えるように同調されたときは、前記逆Ｆ字アンテナが第１の低帯域周波数範囲及び高帯域周波数範囲で動作するよう構成され、そして
    該可変キャパシタが前記第１のキャパシタンスとは異なる第２のキャパシタンスを与えるように同調されたときは、前記逆Ｆ字アンテナが前記第１の低帯域周波数範囲より周波数が低い第２の低帯域周波数範囲で動作するよう構成されると共に、前記高帯域周波数範囲で動作するように構成された、
    可変キャパシタと、
    を備えたワイヤレス電子装置。
18. 前記逆Ｆ字アンテナは、第１及び第２のアンテナフィード端子を備え、更に、
    第１のアンテナフィード端子に結合されたワイヤレストランシーバ回路と、
    前記第１及び第２のキャパシタンスを与えるように前記可変キャパシタを同調する制御信号を発生する処理回路と、
    を備えた、請求項１７に記載のワイヤレス電子装置。
19. 前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に結合されたスイッチ可能なインダクタを更に備え、該スイッチ可能なインダクタは、前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に直列に結合されたインダクタ及びスイッチを含む、請求項１８に記載のワイヤレス電子装置。
20. 前記第１及び第２のアンテナフィード端子間に前記スイッチ可能なインダクタと並列に結合された導電性短絡経路を含む、請求項１９に記載のワイヤレス電子装置。

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