JP2020520611A - パターン化された導電層内のアンテナ - Google Patents

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Abstract

電子デバイスは、基板と、基板上の導電層と、を含んでもよい。第１の領域と、第１の領域の形状を取り囲んで画定する第２の領域とを形成するように導電層をパターン化してもよい。第１の領域は、導電層の連続部分から形成されてもよい。第２の領域は、導電層をパッチのアレイに分割する開口部のグリッドを含んでもよい。第１の領域は、アンテナ用のアンテナ共振素子を形成してもよい。第２の領域は、アンテナ共振素子からのアンテナ電流をブロックすることができ、無線周波電磁波に対して透過性であってもよい。開口部は、人間の目では認識できないほど狭い幅を有してもよい。これにより、アンテナ共振素子が導電層内に形成されているという事実にもかかわらず、第１及び第２の領域が単一の連続した導電層として見えるように構成することができる。

Description

本出願は、２０１７年５月２３日に出願された米国特許出願第１５／６０２，９５６号に対する優先権を主張するものであり、本明細書によりその全体が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、概して電子デバイスに関し、より具体的には、無線通信回路を有する電子デバイスに関する。
電子デバイスは、多くの場合、アンテナを有する無線回路を含む。例えば、セルラー電話、コンピュータ、及び他のデバイスは、多くの場合、無線通信をサポートするためのアンテナを含む。
所望の属性を有する電子デバイスのアンテナ構造体を形成することは、困難なことがある。いくつかの無線デバイスでは、導電性筐体構造体などの導電性構造体の存在が、アンテナ性能に影響を与える可能性がある。筐体構造体が適切に構成されておらずアンテナの動作に干渉する場合、アンテナ性能が、良好でないことがある。デバイスのサイズもまた、性能に影響することがある。小型のデバイスで所望の性能レベルを実現することは、特に小型のデバイスが導電性筐体構造体を有する場合、困難なことがある。
したがって、導電性筐体構造体を含む電子デバイスなどの、電子デバイス用に改良された無線回路を提供できることが望ましい。
電子デバイスは、無線回路を設けられてもよい。無線回路は、アンテナ及び送受信機回路を含んでもよい。アンテナは、アンテナ共振素子、アンテナ接地、並びに第１及び第２のフィード端子を有するアンテナフィードを含んでもよい。送受信機回路は、無線周波伝送線路を介してアンテナフィードに結合されてもよい。
電子デバイスは、誘電体基板と、誘電体基板上に形成された導電層と、を含むことができる。導電層は、電子デバイス用の導電性筐体壁、プリント回路基板上の金属トレース、ガラス基板上の金属コーティング、又はデバイス内の任意の他の所望の導電層を含んでもよい。第１領域と、第１領域の少なくとも一部を取り囲む（例えば、第１領域の少なくとも１つの縁部を画定する）第２の領域とを形成するように導電層をパターン化してもよい。第１の領域は、開口部のない導電層の連続的な（ソリッドな）部分から形成されてもよい。第２の領域は、導電層を導電性パッチのアレイに分割する導電層内の開口部のグリッドを含んでもよい。導電層の第１の領域は、第１のフィード端子に結合されてもよく、アンテナ用のアンテナ共振素子を形成してもよい。第２のアンテナフィード端子は、アンテナ接地に結合されてもよい。アンテナ電流は、導電層の第１の領域及びアンテナ接地を通って流れることができる。
導電層の第２の領域は、アンテナ電流をブロックするように構成されてもよく、無線周波電磁信号に対して透過性であってもよい。これにより、アンテナは、満足のいくアンテナ効率（例えば、自由空間に配置された共振素子を有するアンテナのアンテナ効率と同様のアンテナ効率）を呈することができる。例えば、第２の領域内の開口部は、ラテラル表面積を有してもよく、それに対して第２の領域は、全体として全ラテラル表面積を有する。第２の領域の全ラテラル表面積に対する開口部のラテラル表面積の比率（例えば、第２の領域のいわゆる「エッチング率」）は、例として、２０％未満、１０％未満、又は０．１％〜１０％であってもよい。導電性パッチは、０．１〜５ｍｍの最大（最大限）ラテラル寸法を有してもよい。開口部は各々、人間の肉眼では認識できないほど狭い幅（例えば、１００マイクロメートル未満）を有してもよい。これにより、例えば、アンテナ共振素子が導電層内に形成されているという事実にもかかわらず、導電層の第１及び第２の領域が単一の連続した導体片として電子デバイスのユーザに見えることを可能にすることができる。
一実施形態に係る、電子デバイスの例示的な回路の概略図である。
一実施形態に係る、例示的な送受信機回路及びアンテナの図である。
一実施形態に係る、無線周波透過性パターン化領域を有する導電層から形成されたアンテナの図である。
一実施形態に係る、矩形パッチのパターンを有する導電層の無線周波透過性領域の斜視図である。
一実施形態に係る、六角形パッチのパターンを有する導電層の無線周波透過性領域の上面図である。
一実施形態に係る、三角形パッチのパターンを有する導電層の無線周波透過性領域の上面図である。
一実施形態に係る、円形パッチのパターンを有する導電層の無線周波透過性領域の上面図である。 一実施形態に係る、円形パッチのパターンを有する導電層の無線周波透過性領域の上面図である。
一実施形態に係る、線形偏波スロットのパターンを有する導電層の無線周波透過性領域の上面図である。
一実施形態に係る、導電層の無線周波透過性パターン化領域の例示的なパッチ及びスロット寸法のプロットである。
一実施形態に係る、電子デバイスにおいて使用され得る例示的なループアンテナの概略図である。
一実施形態に係る、無線周波透過性パターン化領域を有する導電層から形成された例示的なループアンテナの上面図である。
一実施形態に係る、電子デバイスにおいて使用され得る例示的な逆Ｆアンテナの概略図である。
一実施形態に係る、無線周波透過性パターン化領域を有する導電層から形成された例示的な逆Ｆアンテナの上面図である。
一実施形態に係る、電子デバイスにおいて使用され得る例示的なダイポールアンテナの概略図である。
一実施形態に係る、無線周波透過性パターン化領域を有する導電層から形成された例示的なダイポールアンテナの上面図である。
一実施形態に係る、電子デバイスで使用され得る例示的なパッチアンテナの斜視図である。
一実施形態に係る、無線周波透過性パターン化領域を有する導電層から形成された例示的なパッチアンテナの斜視図である。
実施形態に従って図２〜図１８に示すタイプのアンテナが形成され得る位置を示す、例示的な電子デバイスの斜視図である。 実施形態に従って図２〜図１８に示すタイプのアンテナが形成され得る位置を示す、例示的な電子デバイスの斜視図である。
一実施形態に係る、図２〜図１８に示すタイプの例示的なアンテナのアンテナ性能（アンテナ効率）のグラフである。
図１の電子デバイス１０などの電子デバイスは、無線通信回路を設けられてもよい。無線通信回路は、１つ以上の無線通信帯域における無線通信をサポートするために使用され得る。
無線通信回路は、もう１つのアンテナを含むことができる。無線通信回路のアンテナは、ループアンテナ、逆Ｆアンテナ、ストリップアンテナ、平面逆Ｆアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、２つ以上のタイプのアンテナ構造体を含むハイブリッドアンテナ、又は他の好適なアンテナを含むことができる。アンテナは、１つ以上の無線通信帯域内で無線周波信号を送信及び／又は受信することができる。無線通信帯域は、例えば、７００ＭＨｚ以上の周波数などの無線周波数を含んでもよい。アンテナ用の導電性構造体は、所望であれば、導電性電子デバイス構造体から形成され得る。
導電性電子デバイス構造体は、導電性筐体構造体を含むことができる。例として、筐体構造体は、電子デバイスの外周を囲む導電性外周構造体などの外周構造体を含むことができる。導電性外周構造体は、ディスプレイなどの平面構造体のベゼルとして機能してもよく、デバイス筐体用の側壁構造体として機能してもよく、一体の後部平面筐体から上方に延在する部分を（例えば、垂直な平面側壁又は曲線側壁を形成するために）有してもよく、及び／又は他の筐体構造体を形成してもよい。
アンテナは、導電性電子デバイス構造体内に埋め込まれてもよい。スロット（slots）又は開口部（openings）のグリッド（grid）を導電性電子デバイス構造体内に形成して、スロットによって分離された導電性パッチ（conductive patches）のパターン又はアレイを形成してもよい。スロットは、スロットが形成される導電性電子デバイス構造体の領域が無線周波信号に対して透過性であるような幅を有してもよい。このような領域は、本明細書では、導電性電子デバイス構造体の無線周波透過性（radio-frequency transparent）パターン化領域と呼ばれる場合がある。スロットは、人間の肉眼には見えないように（例えば、無線周波透過性パターン化領域が、単一の連続した導体片として肉眼の人間の目に見えるように）十分に狭くてもよい。
アンテナは、１つ以上のアンテナ共振素子及びアンテナ接地面などのアンテナ素子を含むことができる。アンテナ共振素子は、導電性電子デバイス構造体の連続的な非パターン化（スロットのない）領域から形成することができる。非パターン化領域の縁部は、パターン化領域によって画定され得る。導電性電子デバイス構造体の周囲のパターン化領域内のスロットは肉眼には見えないため、アンテナ共振素子及び周囲のパターン化領域は、単一の連続した導体片として肉眼に見えることができる。パターン化領域は無線周波数において透過性である（例えば、パターン化領域は無線周波数において自由空間に類似した電磁波と相互作用する）ため、アンテナ共振素子は、アンテナ電流を周囲の導電性電子デバイス構造体に短絡させることなく、無線周波数において正常に（例えば、満足のいくアンテナ効率で）動作することができる。
電子デバイス１０は、ラップトップコンピュータ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータモニタ、タブレットコンピュータ、セルラー電話機、メディアプレーヤ、又は他のハンドヘルド若しくはポータブル電子デバイスなどのコンピューティングデバイス、腕時計デバイス、ペンダントデバイス、ヘッドホン若しくはイヤホンデバイス、仮想若しくは拡張現実ヘッドセットデバイス、眼鏡に埋め込まれたデバイス若しくはユーザの頭部に装着する他の機器、又は他の着用可能な若しくはミニチュアデバイスなどの小型デバイス、テレビ、組み込み型コンピュータを含まないコンピュータディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、電子機器がキオスク、建築物、車両、又は自動車に取り付けられているシステムなどの組み込み型システム、無線アクセスポイント若しくは基地局、デスクトップコンピュータ、キーボード、ゲームコントローラ、コンピュータマウス、マウスパッド、トラックパッド若しくはタッチパッドデバイス、これらのデバイスのうちの２つ以上の機能を実装する機器、又は他の電子機器であってもよい。所望であれば、デバイス１０に関して他の構成を使用することもできる。図１の例は、単なる例示にすぎない。
所望であれば、デバイス１０は、筐体１２などの筐体を含むことができる。ケースと呼ばれることもある筐体１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、繊維複合材、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、など）、他の好適な材料、又はこれらの材料の組み合わせから形成され得る。いくつかの状況では、筐体１２の一部は、誘電体又は他の低導電性材料から形成することができる。他の状況では筐体１２、又は筐体１２を構成する構造体の少なくとも一部は、金属素子から形成され得る。
図１は、電子デバイス１０において使用され得る例示的な構成要素を示す概略図である。図１に示すように、デバイス１０は、記憶及び処理回路１４などの制御回路を含むことができる。記憶及び処理回路１４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、フラッシュメモリ、又はソリッドステートドライブを形成するように構成されている他の電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ）、揮発性メモリ（例えば、静的又は動的ランダムアクセスメモリ）などの、記憶装置を含み得る。記憶及び処理回路１４内の処理回路は、デバイス１０の動作を制御するために使用され得る。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、特定用途向け集積回路などに基づくものであってもよい。
記憶及び処理回路１４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）電話通話アプリケーション、電子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などのソフトウェアを、デバイス１０上で実行するために使用され得る。外部機器との相互作用をサポートするために、通信プロトコルを実装する際、記憶及び処理回路１４を使用することができる。記憶及び処理回路１４を使用して実装され得る通信プロトコルとしては、インターネットプロトコル、無線ローカルエリアネットワークプロトコル（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）と呼ばれる場合もあるＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルなどの他の近距離無線通信リンク用のプロトコル、セルラー電話プロトコル、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）プロトコル、アンテナダイバーシティプロトコル、などが挙げられる。
入出力回路１６は、入出力デバイス１８を含むことができる。入出力デバイス１８を使用して、デバイス１０にデータを供給することを可能にし、デバイス１０から外部デバイスにデータを提供することを可能にすることができる。入出力デバイス１８は、ユーザインタフェースデバイス、データポートデバイス、及び他の入出力構成要素を含み得る。例えば、入出力デバイス１８は、タッチスクリーン、タッチセンサ機能を有しないディスプレイ、ボタン、ジョイスティック、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、マイクロフォン、カメラ、ボタン、スピーカ、状態インジケータ、光源、オーディオジャック及び他のオーディオポート構成要素、デジタルデータポートデバイス、光センサ、動きセンサ（加速度計）、静電容量センサ、近接センサ、指紋センサ（例えば、ボタンと統合された指紋センサ）などを含んでもよい。
入出力回路１６は、外部機器と無線で通信するための無線通信回路３４を含むことができる。無線通信回路３４は、１つ以上の集積回路から形成される無線周波（ＲＦ）送受信機回路、電力増幅器回路、低雑音入力増幅器、受動ＲＦ構成要素、１つ以上のアンテナ、伝送線路、及びＲＦ無線信号を処理するための他の回路を含むことができる。無線信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）も送信され得る。
無線通信回路３４は、様々な無線周波通信帯域を処理するための無線周波送受信機回路２０を含むことができる。例えば、回路３４は、送受信機回路２２、２４、及び／又は２６を含むことができる。送受信機回路２４は、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）通信用の２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚの帯域を処理することができ、かつ、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信帯域を処理することができる。回路３４は、７００〜９６０ＭＨｚの低通信帯域、１４００〜１５２０ＭＨｚの低中帯域、１７１０〜２１７０ＭＨｚの中帯域、及び２３００〜２７００ＭＨｚの高帯域、又は７００ＭＨｚ〜４０００ＭＨｚ若しくは他の好適な周波数間の他の通信帯域など（例として）の周波数範囲で無線通信を処理するための、セルラー電話送受信機回路２６を使用することができる。回路２６は、音声データ及び非音声データを処理することができる。無線通信回路３４は、所望であれば、他の短距離無線リンク及び長距離無線リンク用の回路を含み得る。例えば、無線通信回路３４は、ミリ波（例えば、６０ＧＨｚ）送受信機回路、テレビ信号及びラジオ信号を受信するための回路、ページングシステム送受信機、近距離通信（near field communications、ＮＦＣ）回路などを含んでもよい。
無線通信回路３４は、１５７５ＭＨｚで全地球測位システム（ＧＰＳ）信号を受信するための、又は他の衛星測位データ（例えば、１６０９ＭＨｚでＧＬＯＮＡＳＳ信号）を処理するための、ＧＰＳ受信機回路２２などのＧＰＳ受信機機器を含んでもよい。受信機２２用の衛星航法システム信号は、地球の周囲を回る一連の衛星から受信される。ＷｉＦｉ（登録商標）リンク及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク、並びに他の短距離無線リンクでは、無線信号は、典型的には、数十フィート又は数百フィートにわたってデータを伝達するために使用される。セルラー電話リンク及び他の遠距離リンクでは、無線信号は、典型的には、数千フィート又は数マイルにわたってデータを伝達するために使用される。
無線通信回路３４は、１つ以上のアンテナ４０を含み得る。アンテナ４０は、任意の適切なアンテナタイプを使用して形成され得る。例えば、アンテナ４０としては、ループアンテナ構造体、パッチアンテナ構造体、ダイポールアンテナ構造体、モノポールアンテナ構造体、逆Ｆアンテナ構造体、スロットアンテナ構造体、平面逆Ｆアンテナ構造体、ヘリカルアンテナ構造体、これらの設計のハイブリッドなどから形成された共振素子を有するアンテナを挙げることができる。異なる帯域及び帯域の組み合わせに関しては、異なるタイプのアンテナを使用することができる。例えば、１つのタイプのアンテナをローカル無線リンクアンテナの形成に使用してもよく、別のタイプのアンテナをリモート無線リンクアンテナの形成に使用してもよい。所望であれば、２つ以上のアンテナ４０を、ビームステアリング技術（例えば、アレイ内の各アンテナのアンテナ信号の位相及び／又は振幅がビームステアリングを実行するように調整される方式）を使用して動作するフェーズドアンテナアレイ内に配置することができる。また、アンテナダイバーシティ方式を使用して、デバイス１０の動作環境によってブロックされたり又は劣化したりするアンテナを使用しないように切り替え、代わりに高性能アンテナを使用できるようにしてもよい。
図２に示すように、無線回路３４内の送受信機回路２０は、無線周波伝送線路４４を使用してアンテナフィード４２に結合することができる。アンテナフィード４２は、正極アンテナフィード端子４６などの正極アンテナフィード端子を含むことができ、かつ接地アンテナフィード端子４８などの接地アンテナフィード端子を含むことができる。伝送線路４４は、プリント回路上の金属トレース又は他の導電性構造体から形成することができ、かつ、端子４６に結合された経路５０などの正極伝送線路信号経路、及び端子４８に結合された経路５２などの接地伝送線路信号経路を有することができる。所望であれば、他のタイプのアンテナフィード構成が使用されてもよい。例えば、アンテナ構造体４０は、複数のフィードを用いてフィードされてもよい。図２の例示的なフィード構成は、単なる例示である。
デバイス１０内でアンテナ信号を伝送するために、経路４４などの複数の伝送線路経路が使用されてもよい。送信線路４４としては、同軸ケーブル経路、マイクロストリップ伝送線路、ストリップライン伝送線路、縁部結合（edge-coupled）マイクロストリップ伝送線路、縁部結合ストリップ伝送線路、これらのタイプの伝送線路の組み合わせから形成された伝送線路、又は任意の他の所望の無線周波伝送線路構造体を含み得る。フィルタ回路、スイッチング回路、インピーダンス整合回路、及び他の回路は、アンテナ４０に結合されてもよい（例えば、アンテナ同調をサポートするため、所望の周波数帯域における動作をサポートするためなどで）。
所望であれば、任意選択的なインピーダンス整合回路５４を、経路４４上に挿入してもよい。インピーダンス整合回路５４は、固定された構成要素及び／又は同調可能な構成要素を含み得る。例えば、回路５４は、アンテナ構造体４０のインピーダンスを伝送線路４４のインピーダンスに整合させる際に使用される、インダクタ、抵抗器、コンデンサなどの構成要素から形成された同調可能なインピーダンス整合ネットワークを含んでもよい。所望であれば、回路５４は、バンドパスフィルタ、バンドストップフィルタ、ハイパスフィルタ、及び／又はローパスフィルタを含んでもよい。整合回路５４内の構成要素は、個別の構成要素（例えば、表面実装技術構成要素）として提供されてもよく、又は筐体構造体、プリント回路基板構造体、プラスチック製の支持体上のトレースなどから形成されてもよい。整合回路５４が調整可能であるシナリオでは、制御回路１４は、例えば整合回路５４によって提供されるインピーダンスを調整する制御信号を提供することができる。アンテナ４０に結合された整合ネットワーク５４及び／又は他の同調可能な構成要素は、異なる所望の通信帯域をカバーするように（例えば、制御回路１４によって提供される制御信号を使用して）調整することができる。
注意を払わないと、導電性筐体構造体などの導電性構造体の存在が、アンテナ４０の性能に影響を与える可能性がある。筐体構造体が適切に構成されておらずアンテナ動作に干渉（例えば、電磁シールド又は電磁ブロック）する場合、アンテナ性能が良好でないことがある。図３は、デバイス１０内の導電性構造体を使用してどのようにアンテナ４０を形成し得るかを示す図である。
図３に示すように、電子デバイス１０は、導電層６０などの導電性デバイス構造体を含むことができる。所望であれば、誘電体基板上に導電層６０を形成してもよい。導電層６０は、金属トレース、金属箔、打ち抜き板金、誘電体基板上の導電性コーティング、筐体１２の導電性部分（図１）、又は任意の他の所望の導電性構造体を含み得る。導電層６０は、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銀、金、ニッケル、スズ、他の金属若しくは金属合金、又は任意の他の所望の導電性材料を含み得る。
導電層６０は、領域６２などの無線周波透過性領域、及び領域６４などの連続領域（continuous region）を形成するようにパターン形成されてもよい。スロット又は開口部は、領域６２内の導電層６０に形成することができる。領域６２内のスロットは、例えばグリッドパターンで配置されてもよい。領域６２内のスロットは、例えば、導電層６２の厚さを完全に貫通して延在してもよく、導電層６０を領域６２内の導電性パッチのパターン又はアレイに分割することができる。連続領域６４は、導電層６０の単一の連続部分から形成されてもよい（例えば、領域６４は、スロット又は開口部のない導電層６０のソリッド部分から形成されてもよい）。それゆえ、領域６２は、本明細書ではパターン化領域６２と呼ばれる場合があり、それに対して領域６４は、本明細書では非パターン化領域６４と呼ばれる場合がある。
パターン化領域６２内の導電性パッチの各々は、導電層６０内の対応するスロットによって、パターン化領域６２内の他の導電性パッチから分離されてもよい。パターン化領域６２は、非パターン化領域６４の一部又は全部を取り囲んでもよい（例えば、非パターン化領域６４の少なくとも１つの縁部又は輪郭の少なくとも一部がパターン化領域６２によって画定されてもよい）。例えば、パターン化領域６２内の１つ以上のスロットは、導電層６０内の非パターン化領域６４の形状（例えば、縁部又は輪郭）を画定してもよい。
注意を払わないと、金属などの導電性構造体は、アンテナ４０による無線周波信号の送信又は受信をブロックするか、さもなければ干渉する場合がある。導電層６０のパターン化領域６２内のスロットは、（例えば、無線周波信号が導電層６０によってブロックされることなくパターン化領域６２を通過するように）パターン化領域６２を無線周波電磁信号に対して透過性になるように構成することができる。例えば、パターン化領域６２内のスロット及び導電性パッチの寸法、形状、及び配置は、無線周波信号がブロックされることなく導電層６０を自由に通過できるように選択されてもよい。対照的に、導電層６０の非パターン化領域６４などの連続金属構造体は、無線周波信号に対して不透過性であってもよい。パターン化領域６２は、本明細書では、導電層６０の無線周波透過性領域６２又は無線周波透過性パターン化領域６２と呼ばれる場合がある。非パターン化領域６４は、本明細書では、導電層６０の連続領域６４又はソリッド領域６４と呼ばれる場合がある。
アンテナ４０は、アンテナ共振素子、アンテナ接地、及びアンテナフィード４２などのアンテナ素子を含んでもよい。アンテナ共振素子は、正極アンテナフィード端子４６に結合してもよく、それに対してアンテナ接地は接地アンテナフィード端子４８に結合される。アンテナ共振素子は、１つ以上の所望の周波数帯域内でアンテナ共振をサポートする（例えば、それらの周波数帯域で無線通信を実行するための）寸法（例えば、特定の形状、外周、及び／又は面積）を有してもよい。
図３に示すように、正極アンテナフィード端子４６は、導電層６０の非パターン化領域６４がアンテナ４０用のアンテナ共振素子を形成するように、非パターン化領域６４内の導電層６０に結合することができる。アンテナ４０の接地アンテナフィード端子４８は、アンテナ接地７０に結合されてもよい。アンテナ接地７０は、筐体１２の導電性部分、プリント回路基板などの基板上の導電層、デバイス１０内の導電性構成要素、又は任意の他の所望の導電性構成要素を含んでもよい。所望であれば、アンテナ接地７０は、導電層６０の１つ以上の非パターン化領域６４から形成することができる。
導電層６０の非パターン化領域６４は、正極フィード端子４６を介して送受信機回路２０から無線周波信号を受信することができる。対応するアンテナ電流は、非パターン化領域６４を通って流れることができる。導電層６０のパターン化領域６２は、アンテナ電流がパターン化領域６２の上を流れることがないように、無線周波数の開回路を形成してもよい（例えば、パターン化領域６２は、アンテナ電流が領域６２内に流れ込むことをブロックしてもよい）。非パターン化領域６４及びアンテナ接地７０を通って流れるアンテナ電流は、アンテナ４０によって放射される無線信号を生成することができる。パターン化領域６２は無線周波信号に対して透過性であるため、パターン化領域６２は、自由空間と同様の無線信号と相互作用し、無線信号はアンテナ４０から外部通信機器に自由に放射され得る。同様に、アンテナ４０は、外部通信機器から無線信号を受信することができる。受信された無線信号は、非パターン化領域６４及びアンテナ接地７０上にアンテナ電流を生成することができ、その後、伝送線路４４を介して送受信機２０に伝達される。領域６２が無線周波信号に対して透過性ではない場合、アンテナ４０は、不満足な（劣化した）アンテナ効率を呈し得る（例えば、アンテナ電流が導電層６０の全体に短絡することになるため）。導電層６０のパターン化領域６２によって画定される連続領域６４を使用してアンテナ４０を形成することにより、アンテナ４０は、満足のいくアンテナ効率（例えば、自由空間環境内で形成されたアンテナ共振素子を有するアンテナのアンテナ効率と同等のアンテナ効率）を有する無線周波信号を自由に送受信することができる。
所望であれば、導電層６０のパターン化領域６２内のスロット及び対応する導電性パッチの寸法及び形状は、スロットが肉眼では見えない又は識別できないように選択されてもよい。例えば、スロットは、導電層６０から所定の距離（例えば、１メートル、１センチメートル、１０センチメートルなどの距離）における人間の目に解像可能なものより狭くてもよい。これにより、パターン化領域６２及び非パターン化領域６４の全体が単一の連続した（ソリッドな）金属片としてユーザに見えることを可能にし、それによって、潜在的に目障りなアンテナ４０をユーザの視界からあまり見えないようにする。これは、（特に、例えば、導電層６０がデバイス１０の外部に形成されるシナリオにおいて）ユーザに対する導電層６０の美的特性を向上させるのに役立ち得る。
一例として、導電層６０の領域６２及び６４の光学特性は、領域６２及び６４による可視光の反射率、吸収、及び透過によって特徴付けることができる。領域６２は、第１の反射率、第１の吸収率、及び第１の透過率を呈することができ、それに対して領域６４は、可視光に対する第２の反射率、第２の吸収率、及び第２の透過率を呈する。肉眼に単一の連続した導体片として見えるように、領域６２は、領域６４にそれぞれ関連付けられている第２の反射率、第２の吸収率、及び／又は第２の透過率の所定のマージン内（例えば、１０％、２０％、１０〜２０％、２０〜３０％、５％、２％、１〜１０％などのマージン内）にある、第１の反射率、第１の吸収率、及び／又は第１の透過率を有する。
図３の例は、単なる例示にすぎない。所望であれば、領域６４などの複数の非パターン化領域は、導電層６０内に形成されてもよい。導電層６０内の非パターン化領域の各々は、パターン化領域６２の一部又は全てによって分離されてもよい。アンテナ４０は、所望であれば、導電層６０内の異なる非パターン化領域から形成された複数の共振素子を含んでもよい。別の好適な構成では、導電層６０内の異なる非パターン化領域を使用して、複数のアンテナ４０を形成することができる。
図４は、導電層６０のパターン化領域６２を示す斜視図である。図４に示すように、導電層６０は、誘電体基板８０などの基板上に形成されてもよい。基板８０は、プラスチック、ポリマー、ガラス、セラミック、エポキシ、発泡体、剛性若しくはフレキシブルなプリント回路板基板、又は任意の他の所望の材料から形成されてもよい。導電層６０は、導電性コーティング若しくは金属コーティング、金属薄板、導電トレース若しくは金属トレース、又は基板８０の表面上に形成された任意の他の所望の導電性構造体を含んでもよい。基板８０は、厚さ（高さ）８２を有してもよい。導電層６０は、厚さ（高さ）７４を有してもよい。基板８０の厚さ８２は、例えば、６ｍｍ〜１ｍｍ、５．５ｍｍ〜２ｍｍ、５ｍｍ〜３ｍｍ、１ｍｍ未満、０．１ｍｍ〜２ｍｍ、又は６ｍｍ超（例えば、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍなど）であってもよい。導電層６０の厚さ７４は、例えば、１００ｎｍ〜１０ｎｍ、７５ｎｍ〜２５ｎｍ、２５ｎｍ未満、１００ｎｍ超、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、５００マイクロメートル〜１ｍｍ、１〜５００マイクロメートル、又は１ｍｍ超であってもよい。実際には、より薄い厚さ７４は、より厚い厚さ７４が使用される場合よりも大きい量の無線周波透過性を有する層６０の領域６２を提供することができ、それに対してより薄い厚さ７４は、例えば、より厚い厚さ７４が使用される場合に対して層６０の製造の困難さを増大させ得る。
図４に示すように、スロット６６などのスロットのグリッドは、パターン化領域６２内の導電層６０に形成されてもよい。例として、スロット６６は、基板８０の表面から層６０内の導電性材料をエッチング（例えば、レーザエッチング）、剥離、切断、又は他の方法で除去することによって、導電層６０内に形成することができ、又は基板８０の表面上への導電層６０の堆積時に形成することができる。スロット６６（ギャップ、ノッチ、又は開口部と呼ばれる場合もある）は、導電層６０の厚さ７４を通って延在し、それによって層６０を通して基板８０を露出させることができる。所望であれば、スロット６６は、プラスチック、ガラス、セラミック、エポキシ、接着剤、基材８０の一体部分、又は他の誘電材料などの誘電材料で充填されてもよい。所望であれば、スロット６６は空気で充填されてもよい。別の好適な構成では、スロット６６は、（例えば、酸化又は他の処理技術を使用して）もはや導電性ではないように処理された導電層６０の一体部分から形成されてもよい。更に別の好適な構成では、スロット６６は、層６０の厚さ７４を部分的にのみ通って延在してもよい（例えば、所望であれば、層６０内の導電性材料の一部は、スロット６６内に留まっていてもよい）。
図４の例では、スロット６６は、スロット６６が導電層６０を複数の矩形導電性パッチ７２に分割する矩形グリッドパターンで層６０内に形成される（例えば、導電性パッチ７２の縁部はスロット６６によって画定され得る）。所望であれば、導電性パッチ７２は、整列された行及び列を有するアレイに配置されてもよい。別の好適な構成では、アレイ内のパッチ７２の行及び／又は列は、整列されていなくてもよい（例えば、パッチ７２の偶数番号の行又は列は、全て互いに整列されていてもよく、それに対してパッチ７２の奇数番号の行又は列は、全て互いに整列されているが、偶数番号の列及び列に対しては整列されていない）。パターン化領域６２内の矩形パッチ７２の各々は、スロット６６の対応するセグメントによって、他の矩形パッチ７２から及び／又は層６０の非パターン化部分６４（図３）から分離されてもよい。導電性パッチ７２は、本明細書では導電性タイルと呼ばれる場合がある。
導電層６０のパターン化領域６２は、スロット６６の各セグメントの長さ７８（例えば、２つの隣接するパッチ７２を分離するスロット６６の一部）及びスロット６６の各セグメントの幅７６である２つの特性によって少なくとも部分的に画定されてもよい。各矩形（例えば、正方形）パッチ７２のサイズは、例えば、スロット６６の各セグメントの長さ７８及び幅７６に依存し得る。領域６２内の各矩形パッチ７２は、同じサイズ及び寸法を有してもよく、又は領域６２内の２つ以上のパッチ７２は、異なるサイズ若しくは寸法を有してもよい。領域６２内のスロット６６の各セグメントは、同じ長さ７８及び幅７６を有してもよく、又はスロット６６の２つ以上のセグメントは、異なる長さ及び／若しくは幅を有してもよい。
領域６２のいわゆる「ギャップ率」、「スロット率」、又は「エッチング率」は、パターン化領域６２の全ラテラル表面積（total lateral surface area）に対するパターン化領域６２内のスロット６６のラテラル表面積（lateral surface area）の比率として定義されてもよい（すなわち、パターン化領域６２の全ラテラル表面積は、領域６２内のスロット６６のラテラル表面積を含む）。図４の例では、領域６２の全ラテラル表面積は、寸法８８と寸法７２との積（例えば、領域６２内の全てのスロット６６及びパッチ７２によって覆われた面積の総合計）に等しい。同様に、スロット６６のラテラル表面積は、スロット長さ７８とスロット幅７６との積に、（それぞれのセグメント間の重なりを調整している）領域６２のスロットセグメントの総数を掛けたものに等しい。
例として、０．０（すなわち、０％）のギャップ率は、スロット６６が形成されていない導電層６０の領域（例えば、図３の非パターン化領域６４）に対応することができ、それに対して１．０（すなわち、１００％）のギャップ率は、導電性材料の全てが層６０から除去された領域に対応することができる。換言すれば、スロット６６の長さ７８及び幅７６が増大するか、又はパッチ７２の寸法が減少するにつれて、領域６２のギャップ率が増大する。
実際には、ギャップ率は、層６０の領域６２を介して送信される無線周波信号の量（例えば、領域６２が無線周波数において透過性である度合、又は換言すれば、領域６２の無線周波透過率）に影響を及ぼし得る。一般に、より大きなギャップ率は、層６０の無線周波透過性を増大させることができ、一方、より小さいギャップ率が使用されるシナリオに対して、ギャップ６６のユーザへの視認性を増大させることもできる。ユーザには連続導体としてなおも見えながら領域６２が満足のいく無線周波透過性を有することを可能にするために、パターン化領域６２は、例として、０．１％〜１０％、０．５％〜５％、２０％未満、１０％〜２０％、又は１％〜３％から選択されるギャップ率で形成されてもよい。最適なアンテナ効率を可能にするために、スロット６６は、例えば、５ｍｍ未満かつ０．１ｍｍ超であるセグメント長さ７８（パッチ７２は幅を有し得る）を有してもよい（例えば、長さ７８は、０．１〜１ｍｍ、１〜５ｍｍ、０．２〜０．５ｍｍなどであってもよい）。別の好適な構成では、パッチ７２の最も大きな（最大又は最長）ラテラル寸法（lateral dimension）（例えば、矩形パッチ７２のコーナー間長さ）は、０．１ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。パッチ７２の寸法、厚さ７４、長さ７８、幅７２、及び／又は特定の動作周波数は、領域６２の無線周波透過性に、したがって導電層６０を使用して形成されたアンテナ４０の効率に影響を及ぼし得る。
スロット６６が所定の距離で人間の肉眼に見えないか、又は識別されないままであるために（例えば、領域６２が連続した導体片として見えるように）、スロット６６は、所定の距離における人間の肉眼の解像度以下の幅７６を有してもよい。例えば、スロット６６は、５０マイクロメートル、４０マイクロメートル、７０マイクロメートル、５０〜７０マイクロメートル、７０〜１００マイクロメートル、２０〜５０マイクロメートル、２〜５マイクロメートル、１０〜２０マイクロメートル、１〜１０マイクロメートル、１マイクロメートル未満などの、２００マイクロメートル未満又は１００マイクロメートル未満の幅７６を有してもよい。
このように構成されている場合、導電層６０のパターン化領域６２は、２０％以内、１０％以内、１０％未満（例えば、５％以内、２％以内など）である可視光反射率、吸収率、及び／若しくは透過率、又は、例として、導電層６０の非パターン化領域６４の可視光反射率、吸収率、及び／若しくは透過率の１０〜２０％以内を呈し得る。導電層６０のパターン化領域６２及び非パターン化領域６４は、それによって、単一の連続した金属片としてデバイス１０のユーザに見えることができる。
所望であれば、任意選択的な保護カバー層８３は、導電層６０の上に（例えば、基板８０と対向する層６０側上に）形成することができる。保護カバー層８３は、例えば、誘電体又はポリマーコーティングを含んでもよい。カバー層８３は、層６０を機械的に（例えば、ユーザが層６０の一部を損傷し得ることを防止するように）保護することができ、及び／又は層６０を埃、油、若しくは他の汚染物質から保護することができる。所望であれば、基板８０及び／又はカバー層８３は省略されてもよい。このシナリオでは、例えば、パッチ７２同士を結合するために、スロット６６内に誘電体接着剤が形成されてもよい。
スロット６６のグリッドが導電層６０を矩形パッチ７２のアレイに分割する図４の例は、単なる例示に過ぎない。所望であれば、スロット６６は、導電層６０を任意の所望の形状の導電性パッチに分割してもよい。図５は、スロット６６が導電層６０を六角形の導電性パッチのアレイに分割しているパターン化領域６２の上面図である。
図５に示すように、導電層６０内のスロット６６の各セグメントは、２つの隣接する六角形（すなわち６側面）導電性パッチ９２を分離してもよい（又は、パッチ９２を層６０の非パターン化領域６４から分離してもよい）。換言すれば、各スロットセグメントは、２つの異なる隣接する六角形パッチ９２の対応する側面の間に形成されてもよい。スロット６６の各セグメントは、スロット幅７６及び長さ７８を有してもよい（例えば、六角形パッチ９２の各側面は、長さ７８に等しい長さを有してもよい）。スロット６６及び六角形導電性パッチ９２の六角形グリッドを使用して領域６２を形成することにより、例えば、図４に示す矩形パターンに対して、特定のタイプのアンテナ共振素子（すなわち、非パターン化領域６４から形成されたアンテナ共振素子）に対するアンテナ効率を増大することを可能にし得る。各六角形パッチ９２は、領域６２内で同じサイズ及び寸法を有してもよく、又は領域６２内の２つ以上のパッチ９２は、異なるサイズ若しくは寸法を有してもよい。パッチ９２の各側面、又は各パッチ９２の最大ラテラル寸法は、例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。
図６は、スロット６６のグリッドが導電層６０を三角形パッチのアレイに分割するパターン化領域６２の上面図である。図６に示すように、導電層６０内のスロット６６の各セグメントは、２つの隣接する三角形（すなわち３側面）導電性パッチ１０２を分離してもよい（又は、パッチ１０２を層６０の非パターン化領域６４から分離してもよい）。換言すれば、各スロットセグメントは、２つの異なる隣接する三角形パッチ１０２の対応する側面の間に形成されてもよい。三角形パッチ１０２は、例えば、正三角形であってもよい。スロット６６の各セグメントは、スロット幅７６及び長さ７８を有してもよい（例えば、三角形パッチ１０２の各側面は、長さ７８に等しい長さを有してもよい）。三角形パッチ１０２の各側面又は各三角形パッチ１０２の最大ラテラル寸法は、例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。スロット６６及び三角形導電性パッチ１０２の三角形グリッドを使用して領域６２を形成することにより、例えば、図５に示す正方形パターン及び図５に示す六角形パターンに対して、特定のタイプのアンテナ共振素子のアンテナ効率を増大させることを可能にすることができる。
図４〜図６の例では、パターン化領域６２内の導電性パッチの各々は、同じ等辺形状を有する（例えば、各導電性パッチの側面の各々は直線であり、同じ長さである）。これは例示にすぎない。所望であれば、パターン化領域６２は、曲線縁部及び／又は直線縁部によって画定されるような異なる形状を有する異なる導電性パッチを含んでもよい。図７及び図８は、スロット６６が異なる形状の導電性パッチのパターンを形成し、曲線及び／又は直線縁部を有するパターン化領域６２の上面図である。
図７に示すように、スロット６６は、導電層６０を、導電層６０内の円形導電性パッチ１１２及び１１０のアレイに分割することができる。この例では、スロット６６は、湾曲した経路をたどってもよく（曲線形状を有してもよい）、領域６２内の隣接するパッチ１１２及び１１０から各円形パッチ１１２を分離してもよい。円形パッチ１１２は、例えば、直径（例えば、最大ラテラル寸法）７９を有する楕円形又は円形パッチであってもよい。寸法７９は、例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。円形パッチ１１０は、例えば、曲線側面（例えば、パッチ１１０の曲率半径に等しい曲率半径を有する側面）を有するダイヤモンド形状のパッチであってもよい。スロット６６は、領域６２全体にわたって幅７６を有してもよい。図７の例では、導電性パッチ１１２及び１１０のアレイは、パッチ１１２の第１のサブアレイ（セット）及びパッチ１１０の第２のサブアレイ（セット）を含んでもよい。パッチ１１２のサブアレイは、整列した行及び列に配置されてもよい。同様に、パッチ１１０のサブアレイは、整列した行及び列に配置されてもよい。パッチ１１０のサブアレイの行及び列は、パッチ１１２のサブアレイに対してオフセットしていても（例えば、整列されていなくても）よい。これにより、例えば、領域６２全体にわたってスロット６６が幅７６を維持することを確実にし得る（例えば、領域６２が無線周波透過性で及び視覚的に連続したままであることを確実にする）。
図７の例では、円形パッチ１１２のサブアレイは、整列された行及び列に配置されている。別の好適な構成では、円形パッチ１１２が、図８に示すように、各パッチが先の行及び後続の行のパッチと整列されていない行に配置されてもよい。図８の例では、スロット６６は、導電層６０を、領域６２内の円形パッチ１２２のアレイに分割する。アレイの奇数行のパッチ１２２は、互いに整列されてもよいが、アレイの偶数行内のパッチからは整列されていなくてもよい。各円形パッチ１２２は、直径７９（例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍの最大ラテラル寸法）を有してもよい。スロット６６が領域６２全体にわたって幅７６を維持することを確実にするために（例えば、領域６２が無線周波透過性及び視覚的不透過性なままであることを確実にするために）、介在する導電性パッチ１２０を、パターン内の３つの隣接する円形パッチ１２２同士の間に形成することができる。
図４〜図８の例は、単なる例示に過ぎない。一般に、スロット６６は、導電層６０を任意の所望の形状、サイズ、及び寸法を有する導電性パッチに分割することができる（例えば、スロット６６は、五角形形状、八角形形状、他の多角形形状、曲線縁部及び直線の縁部を有する形状などを有する導電性パッチを画定することができる）。所望であれば、異なるサイズ、形状、及び寸法の、異なる導電性パッチのセットを、同じパターン化領域６２内に形成することができる。例えば、図４〜図８に示すパターンのうちの１つ以上は、それぞれ同じパターン化領域６２で使用されてもよく、及び／又は他のパターンと組み合わされてもよい。一般に、アンテナ効率を最適化しながら、パターン化領域６２が非パターン化領域６４と連続しているように肉眼に見えることを可能にするために、パターン化領域６２内のスロット６６は、例えば、使用される特定のパッチ形状及び配置にかかわらず１００マイクロメートル以下である領域６２全体にわたって幅７６を有してもよい（例えば、スロット６６は、１００マイクロメートル、５０マイクロメートル、７０マイクロメートル、５０〜７０マイクロメートル、７０〜１００マイクロメートル、２０〜５０マイクロメートル、２〜５マイクロメートル、１０〜２０マイクロメートル、１〜１０マイクロメートル、１マイクロメートル未満などの幅を有し得る）。同様に、最適な無線周波透過性及びアンテナ効率を可能にするために、パターン化領域６２のギャップ率は、使用される特定のパッチ形状及び配置にかかわらず、同じ（例えば、２０％未満、１０％未満、０．１％〜１０％、０．５％〜５％、１％〜３％など）であってもよい。異なる導電性パッチパターン及び配置は、例えば、他のパッチパターン及び配置よりも、アンテナ効率のために、かつ、いくつかのタイプのアンテナに対する導電層７０のシームレスな外観に寄与するために、より最適であり得る。
所望であれば、スロット６６は、アンテナ４０を使用して伝達される電磁信号の偏波（polarrization）に影響を及ぼすように構成されてもよい。図９は、スロット６６がアンテナ４０の線形偏波器（linear polarizer）を形成するパターン化領域６２の上面図である。図９に示すように、スロット６６は、領域６２内の複数の平行なスロットセグメントのパターンから形成されている。スロット６６の各々は、幅７６を有してもよく、隣接するスロット６６から距離１３０だけ離れてもよい。距離１３０は、例えば、図７及び図８の寸法７９、及び／若しくは図４〜図６の寸法７８、又は任意の他の所望の距離にほぼ等しくてもよい。スロット６６を複数の平行セグメントから形成することにより、スロット６６は、特定の偏波（例えば、線形偏波角）の無線周波信号に対して透過性であり得、他の偏波における無線周波信号に対して不透過性であり得る。非パターン化領域６４に対するスロット６６の特定の角度は、領域６２を通過する無線周波信号の線形偏波角度を決定することができる。偏波スロット６６を有するパターン化領域６２は、対応する偏波の無線周波信号のみを送信してもよい。このシナリオでは、アンテナ４０は、スロット６６の偏波で信号を伝達する際に最適なアンテナ効率を有することができ、他の偏波に関しては、劣化したアンテナ効率を有し得る。このようにして、アンテナ４０が特定の偏波の無線周波信号のみを処理することを可能にするようにスロット６６を構成することができる。
図１０は、パターン化領域６２（例えば、図４〜図９に示すパターン化領域６２）の可能な寸法のグラフである。図１０に示すように、スロット６６の幅７６がｘ軸上にプロットされ、スロット６６によって画定される導電性パッチの長さがｙ軸上にプロットされる。ｙ軸上にプロットされた導電性パッチの長さは、例えば、距離１３０（図９）、図４〜図６の長さ７８、図７及び図８の長さ７９、又はスロット６６によって画定される導電性パッチの最大ラテラル寸法であってもよい。
曲線１４０は、スロット６６の対応する幅７６が与えられた場合の導電性パッチの長さに対する可能な寸法（例えば、層６０を通る平面波伝送の最小量が得られる寸法）の限界を画定することができる。曲線１４０と最小導電性パッチ長さ値Ｙ１との間、及び最小ギャップ幅値Ｘ１と最大ギャップ幅値Ｘ２との間の領域１４２は、スロット６６及び対応する導電性パッチに対する満足のいく寸法（例えば、パターン化領域６２が十分に透過性であり、かつ、スロット６６が肉眼では十分には見えない寸法）を表し得る。最大ギャップ幅値Ｘ２は、例えば、層６０から所与の距離（例えば、１００マイクロメートル）における人間の肉眼に対する最小解像距離であってもよい。値Ｘ２よりも大きい幅７６は、肉眼に識別可能であり得、それによって導電層６０の美的品質を（例えば、ユーザが非パターン化領域６４をパターン化領域６２から識別することができるように）劣化させ得る。最小ギャップ幅値Ｘ１は、例えば、対応する無線周波数における電磁波が領域６２（例えば、１マイクロメートル、２マイクロメートル、５マイクロメートルなど）を通過することをなおも可能にする最小幅であってもよい。領域６２内の導電性パッチの長さは、長さが領域１４０内に収まる限り、使用されるスロット６６の幅７６に基づいて選択されてもよい。最小長さＹ１は、パターン化領域６２又は任意の他の所望の基準を形成するために使用される製造機器の限界によって決定され得る。例として、最小長さＹ１は、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．１ｍｍ未満などであってもよい。最大長さＹ２は、最大ギャップ幅値Ｘ２を有する曲線１４０の交点から決定されてもよい。例として、最大長さＹ２は、５ｍｍ、１〜５ｍｍ、２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ未満、５〜１０ｍｍなどであってもよい。
閾値曲線１４０は、例えば、導電層６０内のアンテナ４０の工場における較正及び試験を通じて決定することができる。一般に、曲線１４０の形状及び位置は、動作の頻度及び層６０の厚さ７４（図４）に依存し得る。一般に、より薄い厚さ７４は、矢印１４４によって示されるように曲線１４０を上昇させ得（それによって、最小幅Ｘ１を減少させ、最大長さＹ２を増大させる）、それに対してより厚い厚さ７４は、矢印１４６によって示されるように曲線１４０を低下させ得る（それによって、最小幅Ｘ１を増大させ、最大長さＹ２を減少させる）。同様に、より低い動作周波数は、矢印１４４によって示されるように曲線１４０を上昇させることができ、それに対してより高い周波数は、矢印１４６によって示されるように曲線１４０を低下させることができる。この例は単なる例示に過ぎない。
アンテナ４０は、任意の所望のアンテナ構造体を使用して形成されてもよい。アンテナ４０は、導電層６０内の非パターン化領域６４から形成されたアンテナ共振素子を含んでもよい（図３）。例えば、アンテナ４０は、ループアンテナ構造体、パッチアンテナ構造体、ダイポールアンテナ構造体、モノポールアンテナ構造体、逆Ｆアンテナ構造体、スロットアンテナ構造体、平面逆Ｆアンテナ構造体、ヘリカルアンテナ構造体、これらの設計のハイブリッドなどから形成された共振素子を含み得る。
図１１は、ループアンテナ構造体を使用してどのようにアンテナ４０を形成し得るかを示す概略図である。図１１に示すように、アンテナ４０は、ループ形状の導電経路をたどるループアンテナ共振素子４０Ｌを含んでもよい。伝送線路４４の正極伝送線路導体５０及び接地伝送線路導体５２は、それぞれアンテナフィード端子４６及び４８に結合されてもよい。アンテナ電流は、アンテナ共振素子４０Ｌのループ形状の導電経路を介して、フィード端子４６とフィード端子４８との間を流れることができる。アンテナ共振素子４０Ｌの共振周波数は、例えば、アンテナ共振素子４０Ｌの全長又は囲まれた領域に対して反比例してもよい。
図１１の例は、単なる例示にすぎない。所望であれば、任意選択的な電気部品１６０は、端子４６及び４８をブリッジし、それによって要素４０Ｌの経路によって形成されるループを「閉じる」ことができる。アンテナ４０は、電気部品１６０がない場合には直列フィードループアンテナと呼ばれる場合があり得、電気部品１６０がある場合には並列フィードループアンテナと呼ばれる場合があり得る。ループアンテナ共振素子４０Ｌは、所望であれば、他の形状（例えば、矩形形状、楕円形状、曲線と直線の両方を有する形状、不規則な境界を有する形状など）を有してもよい。
図１２は、図１１のループアンテナ共振素子４０Ｌなどのアンテナ共振素子がどのように導電層６０内に統合され得るかを示す上面図である。図１２に示すように、導電層６０のパターン化領域６２は、導電層６０の非パターン化領域６４の縁部を画定することができる（例えば、非パターン化領域６４は領域６２によって取り囲まれ、非パターン化領域６４の形状は領域６２によって画定され得る）。スロット６６Ｅ（本明細書では縁部スロット、境界スロット、又は領域スロットと呼ばれることもある）などのパターン化領域６２内のスロット６６のセットは、非パターン化領域６４とパターン化領域６２との間の境界を画定することができる（例えば、非パターン化領域６４内の導電性材料の縁部は、縁部スロット６６Ｅによって画定されてもよい）。パターン化領域６２内の導電性パッチは、少なくとも対応する縁部スロット６６Ｅによって、非パターン化領域６４から分離されてもよい。
図１２の例では、非パターン化領域６４は、第１の端部１７０と第２の端部１７２との間のループ経路をたどり、ループアンテナ共振素子４０Ｌを形成する。正極アンテナフィード端子４６は、非パターン化領域６４の端部１７０に結合されてもよく、それに対して接地アンテナフィード端子４８は、非パターン化領域６４の端部１７２に結合される。非パターン化領域６４の端部１７０及び端部１６２は、所望であれば、（例えば、図１１に示すように、任意選択的な要素１６０がフィード端子４６及び４８をブリッジしないシナリオでは）所与の縁部スロット６４Ｅによって絶縁されてもよい。
パターン化領域６２は、例えば、ループアンテナ共振素子４０Ｌのループ経路によって囲まれた第１の部分、及びループアンテナ共振素子４０Ｌのループ経路を取り囲む第２の部分を含んでもよい。パターン化領域６２内のスロット６６は、導電層６０をパッチ７２（例えば、図４に示すような矩形パッチ７２）などの導電性パッチのアレイに分割するグリッド状に配置されてもよい。この例は単なる例示に過ぎない。一般に、スロット６６は、任意の所望の寸法及び形状のパッチ（例えば、図５のパッチ９２などの六角形パッチ、図６の三角形パッチ１０２、図７のパッチ１１２又は図８のパッチ１２２などの円形パッチなど）を画定することができる。別の好適な構成では、スロット６６は、図９に示すように偏波器を形成してもよい。一般に、任意の異なる形状、サイズ、及び寸法のパッチの任意の所望の組み合わせを使用することができる。
パターン化領域６２内のスロット６６及びパッチ７２は、ループアンテナ共振素子４０Ｌの動作周波数（例えば、７００ＭＨｚ以上の無線周波数）における電磁波に対して透過性であるため、パターン化領域６２は、共振素子４０Ｌの動作周波数におけるアンテナ電流に対して開回路として見えることがある（例えば、アンテナ電流がパターン化領域６２に流れ込むのをブロックすることができる）。これにより、導電層６０の他の部分に短絡することなく、アンテナ電流が、アンテナ共振素子４０Ｌの導電性ループ経路を介して（例えば、非パターン化領域６４の連続導電経路を介して）端子４６と４８の間を流れることを可能にすることができ、それによって、アンテナ４０の共振、及びアンテナ電流に対応する無線信号の送信／受信に、（例えば、要素４０Ｌが自由空間内の導体から形成された場合と同様に）満足のいくアンテナ効率で貢献する。
図１２の図解では、明確にするために、スロット６６は濃い線で示されている。しかしながら、実際には、スロット６６は導電層６０の導電性材料を含んでいなくてもよく、人間の肉眼によっては解像できない（例えば、不可視である）幅７６（例えば、１００マイクロメートル未満）を有してもよい。これにより、パターン化領域６２内の導電性パッチ７２の全てが層６０内の導電性材料の単一の連続部分として見えることを可能にし得る。同様に、領域６２は、非パターン化部分６４を有する導電性材料の単一の連続部分として見えることがある。換言すれば、導電層６０は、たとえスロット６６及び完全に機能するアンテナ共振素子４０Ｌが導電層内に形成されていても、単一の連続した導体片（例えば、金属）としてユーザに見えることある。
所望であれば、逆Ｆアンテナ構造体を使用してアンテナ４０を形成してもよい。図１３は、逆Ｆアンテナ構造体を使用してどのようにアンテナ４０を形成し得るかを示す概略図である。図１３に示すように、アンテナ４０は、逆Ｆアンテナ共振素子４０Ｆ及びアンテナ接地（接地面）４０Ｇを含んでもよい。アンテナ共振素子４０Ｆは、アーム１８０などの主共振素子アームを有することができる。アーム１８０及び／又はアーム１８０の一部の長さは、アンテナ４０が所望の動作周波数で共振するように選択することができる。例えば、アーム１８０の長さは、アンテナ４０に関する所望の動作周波数の波長の４分の１とすることができる。
主共振素子アーム１８０は、戻り（短絡）経路１８２によって接地４０Ｇに結合されてもよい。所望であれば、インダクタ又は他の構成要素（例えば、アンテナ同調構成要素）は、経路１８２内に挿入されてもよく、及び／又はアーム１８０と接地４０Ｇとの間の経路１８２と並列に結合されてもよい。主共振素子アーム１８０は、直線経路をたどってもよく、又は曲線経路若しくは蛇行経路をたどってもよい。
アンテナフィード４２は、アーム１８０と接地４０Ｇとの間の戻り経路１８２に並列に延びていてもよい。例えば、アンテナフィード４２の正極アンテナフィード端子４６は、共振素子４０Ｆのフィードレッグ１８４に結合されてもよい。接地アンテナフィード端子４８は、接地４０Ｇに結合されてもよい。所望であれば、フィード４２は、アーム１８０に沿った他の位置に形成されてもよく、又はフィードレッグ１８４は省略されてもよい。所望であれば、アンテナ４０は、２つ以上の共振アーム分岐を（例えば、複数の通信帯域での動作をサポートするように複数の周波数共振を作り出すために）含んでもよく、又は他のアンテナ構造体（例えば、寄生アンテナ共振素子、アンテナの同調をサポートするための同調可能構成要素など）を有することができる。例えば、アーム１８０は、フィード４２及び戻り経路１８２から外側に延在する左側及び右側ブランチを有してもよい。所望であれば、複数のフィードが使用できる。
図１４は、図１３の逆Ｆアンテナ共振素子４０Ｆ及びアンテナ接地４０Ｇなどのアンテナ要素がどのように導電層６０内に統合され得るかを示す上面図である。図１４に示すように、導電層６０のパターン化領域６２は、導電層６０の非パターン化領域６４の縁部を画定することができる（例えば、非パターン化領域６４の形状は、領域６２によって画定され得る）。縁部スロット６６Ｅは、非パターン化領域６４とパターン化領域６２との間の境界を画定してもよい（例えば、非パターン化領域６４内の導電性材料の縁部は、縁部スロット６６Ｅによって画定され得る）。パターン化領域６２内の導電性パッチは、少なくとも対応する縁部スロット６６Ｅによって、非パターン化領域６４から分離されてもよい。
図１４の例では、非パターン化領域６４は、逆Ｆアンテナ共振素子４０Ｆ（例えば、主共振素子アーム１８０、戻り経路１８２、及びフィードレッグ１８４）及びアンテナ接地４０Ｇを形成する。正極アンテナフィード端子４６は、非パターン化領域６４のフィードレッグ１８４に結合されてもよく、それに対して接地アンテナフィード端子４８は、非パターン化領域６４の端部接地４０Ｇに結合される。フィードレッグ１８４は省略されてもよく、端子４６は、所望であればアーム１８０に結合されてもよい。
パターン化領域６２内のスロット６６は、グリッド状に配置されてもよく、導電層６０をパッチ７２（例えば、図４に示すような矩形パッチ７２）などの導電性パッチのアレイに分割することができる。この例は単なる例示に過ぎない。一般に、スロット６６は、任意の所望の寸法及び形状のパッチ（例えば、図５のパッチ９２などの六角形パッチ、図６の三角形パッチ１０２、図７のパッチ１１２又は図８のパッチ１２２などの円形パッチなど）を画定することができる。別の好適な構成では、スロット６６は、図９に示すように偏波器を形成してもよい。一般に、任意の異なる形状、サイズ、及び寸法のパッチの任意の所望の組み合わせを使用することができる。
図１４の例では、パターン化領域６２は、領域６２内の他の導電性パッチ７２よりも大きいラテラル表面積を有するより大きな導電性パッチ７２’のセットを含む。例えば、パッチ７２’の面積は、パッチ７２の表面積の約４倍であってもよい。層７０内の好適な位置に配置されると、より大きなパッチ７２’は、アンテナ４０の効率に無視できる程度の影響を及ぼし得る。図１４の例では、パッチ７２’は、アンテナ４０の効率に影響を及ぼすことなく、戻り経路１８２とアンテナフィード４２との間の領域６２に形成することができる。この例は単なる例示にすぎず、一般に、パッチ７２’は、共振素子４０Ｆに対して任意の所望の位置に形成されてもよい。領域６２内のパッチ７２’などのより大きなパッチは、例えば、パッチ７２などのより小さいパッチのみが使用されるシナリオに対して、領域６２のユーザへの視覚的連続性を増大させるのに役立ち得る。
パターン化領域６２内のスロット６６、パッチ７２、及びパッチ７２’は、逆Ｆアンテナ共振素子４０Ｆの動作周波数において電磁波に対して透過性であるため、パターン化領域６２は、共振素子４０Ｆの動作周波数においてアンテナ電流に対して開回路として見えることがある。これにより、導電層６０の他の部分に短絡することなく、アンテナ電流が、（非パターン化領域６４の連続導電経路を介して）端子４６と４８の間を、共振素子４０Ｆ及びアンテナグランド４０Ｇの部分にわたって流れることを可能にすることができ、それによって、アンテナ４０の共振、及びアンテナ電流に対応する無線信号の送信／受信に、（例えば、要素４０Ｆが自由空間内の導体から形成された場合と同様に）満足のいくアンテナ効率で貢献する。
図１４の図解では、明確にするために、スロット６６は濃い線で示されている。しかしながら、実際には、スロット６６は導電層６０の導電性材料を含んでいなくてもよく、人間の肉眼によっては解像できない（例えば、不可視である）幅７６（例えば、１００マイクロメートル未満）を有してもよい。これにより、パターン化領域６２内の導電性パッチ７２及び７２’の全てが層６０内の導電性材料の単一の連続部分として見えることを可能にし得る。同様に、領域６２は、非パターン化部分６４を有する導電性材料の単一の連続部分として見えることがある。換言すれば、導電層６０は、たとえスロット６６及び完全に機能するアンテナ共振素子４０Ｆが導電層内に形成されていても、単一の導体片（例えば、金属）としてユーザに見えることがある。
所望であれば、アンテナ４０は、ダイポール構造体を使用して形成されてもよい。図１５は、ダイポールアンテナ構造体を使用してどのようにアンテナ４０を形成し得るかを示す概略図である。図１５に示すように、アンテナ４０は、ダイポールアンテナ共振素子４０Ｄを含んでもよい。アンテナ共振素子４０Ｄは、アーム４０Ｄ−１及び４０Ｄ−２などの第１及び第２のアームを有してもよく、アンテナフィード４２によってフィードされてもよい。正極アンテナフィード端子４６は、ダイポールアンテナ共振素子アーム４０Ｄ−１の端部に結合されてもよい。接地アンテナフィード端子４８は、ダイポールアンテナ共振素子アーム４０Ｄ−２の端部に結合されてもよい。アーム４０Ｄ−１及び４０Ｄ−２の長さは、アンテナ４０が所望の動作周波数で共振するように選択されてもよい。例えば、アーム４０Ｄ−１の端部２００からアーム４０Ｄ−２の端部２０２までの長さは、アンテナ４０の所望の動作周波数における波長の半分であってもよい。アーム４０Ｄ１及び／又は４０Ｄ２は、所望であれば、直線経路、曲線経路、又は蛇行経路をたどってもよい。
図１６は、図１５のダイポールアンテナ共振素子４０Ｄなどのアンテナ共振素子がどのように導電層６０内に統合され得るかを示す上面図である。図１６に示すように、導電層６０のパターン化領域６２は、導電層６０の非パターン化領域６４の縁部を画定することができる（例えば、非パターン化領域６４の形状は、領域６２によって画定され得る）。縁部スロット６６Ｅは、非パターン化領域６４とパターン化領域６２との間の境界を画定してもよい（例えば、非パターン化領域６４内の導電性材料の縁部は、縁部スロット６６Ｅによって画定され得る）。パターン化領域６２内の導電性パッチは、少なくとも対応する縁部スロット６６Ｅによって、非パターン化領域６４から分離されてもよい。
図１６の例では、非パターン化領域６４は、ダイポールアンテナ共振素子４０Ｄ（例えば、第１及び第２のアーム４０Ｄ−１及び４０Ｄ−２）を形成する。正極アンテナフィード端子４６は、非パターン化領域６４上のアーム４０Ｄ−１に結合されてもよく、それに対して接地アンテナフィード端子４８は、非パターン化領域６４上のアーム４０Ｄ−２に結合される。所与の縁部スロット６６Ｅは、アーム４０Ｄ−１をアーム４０Ｄ−２から分離（絶縁）していてもよい。
パターン化領域６２内のスロット６６は、グリッド状に配置されてもよく、導電層６０をパッチ９２（例えば、図５に示すような六角形パッチ９２）などの導電性パッチのアレイに分割することができる。この例は単なる例示に過ぎない。一般に、スロット６６は、任意の所望の寸法及び形状のパッチ（例えば、図４のパッチ７２などの矩形パッチ、図６の三角形パッチ１０２、図７のパッチ１１２又は図８のパッチ１２２などの円形パッチなど）を画定することができる。別の好適な構成では、スロット６６は、図９に示すように偏波器を形成してもよい。六角形パッチ９２により、例えば、他のパッチ形状よりも高いアンテナ効率でダイポールアンテナ共振素子４０Ｄが動作することを可能になり得る。一般に、任意の異なる形状、サイズ、及び寸法のパッチの任意の所望の組み合わせを使用することができる。
パターン化領域６２内のスロット６６及びパッチ９２は、ダイポールアンテナ共振素子４０Ｄの動作周波数において電磁波に対して透過性であるため、パターン化領域６２は、共振素子４０Ｄの動作周波数においてアンテナ電流に対して開回路（open circuit）として見えることがある。これにより、導電層６０の他の部分に短絡することなく、アンテナ電流が、非パターン化領域６４によって形成された連続導電経路を介して端子４６及び４８に、及び端子４６及び４８から流れることを可能にすることができ（例えば、領域６２は、アンテナ電流が領域６２に流れ込むのをブロックするのに役立ち得る）、それによって、アンテナ４０の共振、及びアンテナ電流に対応する無線信号の送信／受信に、（例えば、アンテナ共振素子４０Ｄが自由空間内の導体から形成された場合と同様に）満足のいくアンテナ効率で貢献する。
図１６の図解では、明確にするために、スロット６６は濃い線で示されている。しかしながら、実際には、スロット６６は導電層６０の導電性材料を含んでいなくてもよく、人間の肉眼によっては解像できない幅７６（例えば、１００マイクロメートル未満）を有してもよい。これにより、パターン化領域６２内の導電性パッチ９２の全てが層６０内の導電性材料の単一の連続部分として見えることを可能にし得る。同様に、領域６２は、非パターン化部分６４を有する導電性材料の単一の連続部分として見えることがある。換言すれば、導電層６０は、たとえスロット６６及び完全に機能するアンテナ共振素子４０Ｄが導電層内に形成されていても、単一の導体片（例えば、金属）としてユーザに見えることがある。所望であれば、ダイポール素子４０Ｄは、例えば、第２のアーム４０Ｄ−２を省略し、アーム４０Ｄ−１の長さをアンテナの動作波長の半分まで延在することによって、モノポール素子を形成するように修正されてもよい。
図１１〜図１６の例では、導電層６０は、誘電体基板８０の第１の表面上に形成されてもよく、任意選択的に、（例えば、図４に示すように、及び領域６２内の導電性パッチの特定の形状にかかわらず）誘電体カバー層８３によって覆われてもよい。所望であれば、アンテナ４０のアンテナ接地の一部は、基板８０内の導電トレースから、又は基板８０の対向する第２の表面上に形成することができる。このシナリオでは、導電性ビア又は他の導電性構造体は、基板８０を通って層６０の短絡部分まで、及び／又は端子４８を通って導電トレースまで延在してもよい。別の好適な構成では、基板８０は省略されてもよい。このシナリオでは、誘電性接着剤をスロット６６内に形成して、パターン化領域６２内の導電性パッチ同士を結合することができる。
所望であれば、パッチアンテナ構造体を使用してアンテナ４０を形成することができる。図１７は、パッチアンテナ構造体を使用してどのようにアンテナ４０を形成し得るかを示す概略図である。図１７に示すように、アンテナ４０は、アンテナ接地４０Ｇなどの接地面から離れており、かつアンテナ接地４０Ｇと平行なパッチアンテナ共振素子４０Ｐを含んでもよい。アーム２１２は、パッチアンテナ共振素子４０Ｐとアンテナフィード４２の正極アンテナフィード端子４６との間に結合されてもよい。接地アンテナフィード端子４８は、接地面４０Ｇに結合されてもよい。パッチアンテナ共振素子４０Ｐは、接地面４０Ｇから距離２１０だけ離れていてもよい。
図１７の例は、単なる例示にすぎない。所望であれば、パッチアンテナ共振素子４０Ｐは、異なる形状及び向きを有してもよい（例えば、平面形状、曲線パッチ形状、非矩形輪郭を有するパッチ素子形状、正方形などの直線縁部を有する形状、楕円及び円などの曲線縁部を有する形状、曲線縁部及び直線縁部の組み合わせを有する形状など）。所望であれば、素子４０Ｐのインピーダンスを伝送線路４４のインピーダンスに整合させるのに役立つように、インピーダンス整合ノッチ２１４をパッチアンテナ共振素子４０Ｐ内に形成してもよい。パッチアンテナ共振素子４０Ｐの側面（複数）の長さは、アンテナ４０が所望の動作周波数で共振するように選択することができる。例えば、素子４０Ｐの側面（複数）の長さは、アンテナ４０の所望の動作周波数における波長の半分であってもよい。
図１８は、図１７のパッチアンテナ共振素子４０Ｐなどのアンテナ素子がどのように導電層６０内に統合され得るかを示す斜視図である。図１８に示すように、導電層６０のパターン化領域６２は、導電層６０の非パターン化領域６４の縁部を画定することができる（例えば、非パターン化領域６４の形状は、領域６２によって画定され得る）。縁部スロット６６Ｅは、非パターン化領域６４とパターン化領域６２との間の境界を画定してもよい（例えば、非パターン化領域６４内の導電性材料の縁部は、縁部スロット６６Ｅによって画定され得る）。パターン化領域６２内の導電性パッチは、少なくとも対応する縁部スロット６６Ｅによって、非パターン化領域６４から分離されてもよい。
図１８の例では、導電層６０は、基板８０の第１の表面上に形成することができる。接地面４０Ｇは、基板８０の対向する第２の表面上に形成されてもよい。導電層６０の非パターン化領域６４は、パッチアンテナ共振素子４０Ｐ及びアーム２１２を形成する。正極アンテナフィード端子４６は、非パターン化領域６４のアーム２１２の端部に結合することができ、接地アンテナフィード端子４８は、基板８０の対向する表面上の接地面４０Ｇに結合される。
パターン化領域６２内のスロット６６は、導電層６０をパッチ７２（例えば、図４に示すような矩形パッチ７２）などの導電性パッチのアレイに分割するグリッド状に配置されてもよい。この例は単なる例示に過ぎない。一般に、スロット６６は、任意の所望の寸法及び形状のパッチ（例えば、図５のパッチ９２などの六角形パッチ、図６の三角形パッチ１０２、図７のパッチ１１２又は図８のパッチ１２２などの円形パッチなど）を画定することができる。別の好適な構成では、スロット６６は、図９に示すように偏波器を形成してもよい。一般に、任意の異なる形状、サイズ、及び寸法のパッチの任意の所望の組み合わせを使用することができる。
パターン化領域６２内のスロット６６及びパッチ７２は、パッチアンテナ共振素子４０Ｐの動作周波数において電磁波に対して透過性であるため、パターン化領域６２は、共振素子４０Ｐの動作周波数においてアンテナ電流に対して開回路として見えることがある。これにより、導電層６０の他の部分に短絡することなく、アンテナ電流が、非パターン化領域６４の連続導電経路を介して端子４６に、及び端子４６から流れることを可能にすることができ、それによって、アンテナ４０の共振、及びアンテナ電流に対応する無線信号の送信／受信に、（例えば、要素４０Ｐが自由空間内の導体から形成された場合と同様に）満足のいくアンテナ効率で貢献する。
図１８の図解では、明確にするために、スロット６６は濃い線で示されている。しかしながら、実際には、スロット６６は導電層６０の導電性材料を含まず、人間の肉眼によっては解像できない（例えば、不可視である）幅（例えば、１００マイクロメートル未満）を有してもよい。これにより、パターン化領域６２内の導電性パッチ７２の全てが層６０内の導電性材料の単一の連続部分として見えることを可能にし得る。同様に、領域６２は、非パターン化部分６４を有する導電性材料の単一の連続部分として見えることがある。換言すれば、導電層６０は、たとえスロット６６及び完全に機能するアンテナ共振素子４０Ｐが導電層内に形成されていても、単一の導体片（例えば、金属）としてユーザに見えることがある。導電層６０は、そのラテラル領域にわたって均一な厚さを有する必要はない。
図１１〜図１８の例は、単なる例示に過ぎない。所望であれば、逆Ｆアンテナ構造体、パッチアンテナ構造体、ダイポールアンテナ構造体、モノポールアンテナ構造体、ループアンテナ構造体、接地面構造体、又は他のアンテナ構造体の組み合わせを、導電層６０からアンテナ４０を形成する際に使用することができる。所望であれば、複数のアンテナ４０を単一の導電層６０内に形成することができる（例えば、フェーズドアンテナアレイ内に配置された複数のアンテナ４０）。所望であれば、一体型アンテナ共振素子を有する複数の導電層６０は、基板８０内に形成されてもよく、又は互いに対して垂直に積層されてもよい。所望であれば、層６０のいくつかの部分は、導電層６０の他の部分よりも厚くてもよい。
図１９は、アンテナ４０がデバイス１０内に取り付けられ得る例示的な位置２２０を示す電子デバイス１０の斜視図である。図１９に示すように、デバイス１０は、筐体１２を含んでもよい。筐体１２は、筐体後壁１２Ｒ及び筐体側壁１２Ｅを含み得る。１つの好適な構成では、ディスプレイは、筐体後壁１２Ｒに対向する筐体１２の前側面２２２に取り付けられてもよい。筐体１２の一部は、所望であれば、側面２２２上に形成されてもよい。
図１９の例では、筐体壁１２Ｒ及び筐体壁１２Ｅは、デバイス１０の外周を囲む外周筐体構造体である。筐体１２は、（一例として）４つの対応する側壁１２Ｅを備える矩形リング形状を有する外周筐体構造体を使用して実装することができる。筐体側壁１２Ｅは、デバイス１０上のディスプレイ用のベゼル（例えば、ディスプレイの全ての４つの側面を取り囲み、及び／又はディスプレイをデバイス１０に保持するのを助ける装飾用トリム、垂直側壁、曲線側壁などを備える金属バンド）として役立ち得る。
外周筐体構造体１２Ｅ及び１２Ｒは、金属などの導電性材料から形成されてもよく、したがって、外周導電性筐体構造体、導電性筐体構造体、外周金属構造体、又は外周導電性筐体部材（例として）と呼ばれる場合があり得る。外周筐体構造体１２Ｅ及び１２Ｒは、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属、又は他の好適な材料から形成されてもよい。外周筐体構造体１２Ｅ及び１２Ｒを形成する際に、１つ、２つ、又は３つ以上の別個の構造体を使用することができる。
側壁１２Ｅは、実質的に真っ直ぐな垂直側壁であってもよく、湾曲していてもよく、又は他の好適な形状を有していてもよい。後部筐体壁１２Ｒは、デバイス１０の前側面２２２上のディスプレイに平行な平面に位置してもよい。筐体１２Ｒの裏面が金属から形成されるデバイス１０の構成では、筐体後壁１２Ｒは平面金属構造体から形成されてもよく、筐体側壁１２Ｅは、平面金属構造体の垂直に延在する一体金属部分として形成されてもよい。このような筐体構造体は、所望であれば、金属のブロックから機械加工されてもよく、及び／又は一緒に組み立てられて筐体１２を形成する複数の金属片を含んでもよい。平面後壁１２Ｒは、１つ以上、２つ以上、又は３つ以上の部分を有してもよい。
１つ以上のアンテナ４０用の一体型アンテナ素子を有する導電層６０（例えば、図３〜図１８に関連して上述した）を、１つ以上の側壁１２Ｅの一部又は全部を形成するために使用することができ、後壁１２Ｒの一部又は全部を形成するために使用することができ、及び／又はデバイス１０の前面２２２の一部を形成するために使用することができる（例えば、導電層６０は筐体１２の導電性部分を含んでもよい）。これらのシナリオでは、層６０及びアンテナ４０は、デバイス１０の外部に形成される。例えば、アンテナ４０は、デバイス１０の角における位置２２０に、側壁１２Ｅ上などの筐体１２の縁に沿って、後部筐体部１２Ｒの上部又は下部上に、後部筐体１２Ｒの中心部などに取り付けられてもよい。所望であれば、導電層６０は、デバイス１０の筐体１２内に配置されてもよい（例えば、導電層６０は、デバイス１０内のプリント回路基板又はガラス基板などの基板上の導電トレースの層から形成することができる）。別の好適な構成では、ディスプレイは、デバイス１０の側面２２２に形成されてもよい。ディスプレイは、光を放出するアクティブ回路（例えば、液晶ディスプレイ回路、発光ダイオードディスプレイ回路など）を含んでもよい。ディスプレイは、ガラス又はサファイア層などのディスプレイカバー層によって覆われてもよい。アクティブ回路は、ディスプレイカバー層を通して光を放出することができる。ディスプレイカバー層は、（例えば、デバイス１０の長さ及び幅にわたって延在する）側面２２２の全てを覆うことができ、又は側面２２２の一部のみを覆うことができる。導電層６０は、所望であれば、ディスプレイカバー層の内面又は外面の一部又は全部上の金属コーティングから形成することができる。
図２０は、電子デバイス１０がどのようにラップトップコンピュータとなり得るかを示す斜視図である。図２０に示すように、アンテナ４０は、デバイス１０上の位置２３０などの例示的な位置に形成されてもよい。筐体１２は、上部筐体部分１２Ａ及び下部筐体部分１２Ｂを含んでもよい。ディスプレイ２４０などのディスプレイは上部筐体部分１２Ａ内に形成されてもよく、それに対してキーボード２４２などの入出力デバイスは下部筐体部分１２Ｂ内に形成される。導電性筐体部分１２Ａは、部分１２Ａを部分１２Ｂに対して回転させるように構成するヒンジによって、筐体部分１２Ｂに結合することができる。筐体部分１２Ａ及び１２Ｂの外面の一部又は全部は、（例えば、図３〜図１８に関連して上述したように）一体型アンテナ構成要素を有する導電層６０などの導電性構造体から形成することができる。導電層６０内のアンテナ４０は、筐体部文１２Ｂのキーボード２４２と同じ側面上、側面２４６などのキーボード２４２に対向する部分１２Ｂの側面上、筐体部分１２Ａのディスプレイ２４０と同じ側面上、側面２４８などのディスプレイ２４０に対向する部分１２Ａの側面上、又はデバイス１０の内部又は外部上の任意の他の所望の位置に形成されてもよい。
図１９及び図２０の例は単なる例示に過ぎず、一般に、デバイス１０は、任意の所望のフォームファクタを有する任意の所望のタイプの電子デバイスであってもよい。所望であれば、デバイス１０は、腕時計、ペンダント型デバイス、又はアイウェアデバイス（例えば、仮想現実デバイス又は拡張現実デバイス、眼鏡、サングラスなど）などのウェアラブル電子デバイスであってもよい。例えば、導電層６０用の基板８０は、一対の眼鏡又はサングラス内のガラス又は他の透明レンズを使用して、腕時計用の透明なクリスタルなどから形成することができる。所望であれば、デバイス１０は、車両、建築物、又は電子キオスクなどのより大きなシステム又は装置内に一体化されてもよい。例えば、導電層６０用の基板８０は、建築物、車両（例えば、自動車、航空機、ボートなど）、又は電子キオスクのガラス窓などのガラス窓から形成することができる。
図２１は、図２〜図１８に示すタイプの例示的なアンテナの周波数の関数としてのアンテナ性能（アンテナ効率）のグラフである。図２１に示すように、曲線２５０は、（例えば、アンテナ４０が導電層６０に形成されないシナリオにおいて）自由空間環境で形成された場合のアンテナ４０の効率を示す。曲線２５０は、アンテナ４０の動作周波数Ｆ（例えば、７００ＭＨｚ以上の無線周波数）におけるピークアンテナ効率を呈することができる。曲線２５２は、（例えば、図２〜図１８に関連して上述したように）導電層６０内に形成されたときのアンテナ４０の１つの可能な効率を示す。曲線２５２は、周波数Ｆからオフセットされたピークアンテナ効率を示すことができる。整合回路５４は、矢印２５６によって示されるように、頻繁に曲線２５２を動作周波数Ｆに向かってシフトし戻すように機能し得る。破線曲線２５８は、整合回路５４を使用した補償後のアンテナ４０の効率を示すことができる。導電層６０内のアンテナ４０は、曲線２５０に関連付けられた自由空間アンテナのピーク効率からオフセット２５４だけオフセットされたピークアンテナ効率を有することができる（例えば、層６０の非パターン化領域６４の近傍における、図４のパッチ７２などの導電性構造体の影響により）。パターン化領域６２内のスロット６６及び対応するパッチに好適な寸法を（例えば、図１０の曲線１４０に基づいて）選択することにより、オフセット２５４は、アンテナ４０を使用した無線データの送受信の成功に重大な影響を及ぼさないように、十分に小さく（例えば、ほぼゼロ、１ｄＢ未満、又は０．５ｄＢ未満）なり得る。同時に、非パターン化領域６４（したがってアンテナ４０）が層６０のパターン化領域６２から視覚的に区別できないように、かつ、層６０が単一の連続した金属片としてユーザに見えるように、領域６２内のスロット６６は、デバイス１０のユーザに対して効果的に不可視であるように十分に小さくてもよい。スロット６６が省略されるシナリオでは、アンテナ４０の共振素子は導電層６０の全体に短絡され、アンテナは、曲線２６２によって示されるように、劣化した効率を呈することになる。
図２１の例は、単なる例示にすぎない。一般に、アンテナ４０に関連する効率曲線は、任意の所望の形状を有してもよい。アンテナ４０は、２つ以上の周波数において（例えば、アンテナ４０がマルチバンドアンテナであるシナリオにおいて）効率のピークを呈することができる。アンテナ４０は、いくつかの例では、整合ネットワーク５４を必要とすることなく、動作周波数Ｆにおいてピーク効率を呈することができる（例えば、層６０内にアンテナ４０を形成することは、アンテナ４０の共振周波数を著しくシフトしない場合がある）。
一実施形態によれば、誘電体基板と、第１の領域と、第１の領域の少なくとも一部を取り囲む第２の領域とを形成するようにパターン化された、誘電体基板上の導電層であって、第１の領域は、アンテナ用のアンテナ共振素子を形成し、かつ、アンテナ電流を伝導するように構成されており、第２の領域は、導電層内の開口部のグリッドを含み、かつ、アンテナ電流をブロックするように構成されている、導電層と、を含む、装置が提供される。
別の実施形態によれば、グリッド内の開口部はラテラル表面積を有し、第２の領域は開口部のラテラル表面積を含む全ラテラル表面積を有し、第２の領域の全ラテラル表面積に対する開口部のラテラル表面積の比率は２０％未満である。
別の実施形態によれば、アンテナは、ループアンテナを含み、アンテナ共振素子は、導電層の第１の領域から形成されたループアンテナ共振素子を含み、導電層の第２の領域は、ループアンテナ共振素子を取り囲む第１の部分と、ループアンテナ共振素子によって取り囲まれた第２の部分と、を含む。
別の実施形態によれば、開口部のグリッドは、導電層の第２の領域を複数の導電性パッチに分割する。
別の実施形態によれば、複数の導電性パッチは、六角形導電性パッチ、矩形導電性パッチ、三角柱パッチ、円形導電性パッチ、及び楕円形導電性パッチからなる群から選択される導電性パッチを含む。
別の実施形態によれば、グリッド内の開口部の各々は、１００マイクロメートル未満の幅を有する。
別の実施形態によれば、複数の導電性パッチ内の導電性パッチの各々は、０．１ｍｍ超かつ５ｍｍ未満の最大ラテラル寸法を有する。
別の実施形態によれば、誘電体基板はガラス窓を含む。
一実施形態によれば、無線周波送受信機回路と、無線周波送受信機回路に結合されたアンテナであって、アンテナ共振素子、アンテナ接地、並びにアンテナ共振素子に結合された第１のフィード端子及びアンテナ接地に結合された第２のフィード端子を有するアンテナフィードを含む、アンテナと、無線周波送受信機回路とアンテナフィードとの間に結合された無線周波伝送線路と、ソリッド領域及びソリッド領域の縁部を画定する無線周波透過性領域を形成するようにパターン化された導電層であって、無線周波透過性領域は、導電層内のギャップによって分離された導電性パッチのアレイを含み、アンテナ共振素子は、導電層のソリッド領域から形成される、導電層と、含む、電子デバイスが提供される。
別の実施形態によれば、無線周波透過性領域内のギャップはラテラル表面積を有し、無線周波透過性領域は、ギャップのラテラル表面積を含む全ラテラル表面積を有し、無線周波透過性領域の全ラテラル表面積に対するギャップのラテラル表面積の比率は０．１％〜１０％である。
別の実施形態によれば、アンテナは逆Ｆアンテナを含み、アンテナ共振素子は逆Ｆアンテナ共振素子アームを含み、逆Ｆアンテナ共振素子アーム及びアンテナ接地は、導電層のソリッド領域から形成される。
別の実施形態によれば、アンテナはダイポールアンテナを含み、アンテナ共振素子は、導電層のソリッド領域から形成された第１及び第２のダイポールアンテナ共振素子アームを含み、第１のフィード端子は第１のダイポールアンテナ共振素子アームに結合され、第２のフィード端子は第２のダイポールアンテナ共振素子アームに結合され、無線周波透過性領域内の導電性パッチのアレイは導電層内の第１及び第２のダイポールアンテナ共振素子アームを取り囲んでいる。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、対向している第１及び第２の表面を有する基板を含み、導電層は第１の表面上に形成され、アンテナ接地は第２の表面上に形成され、アンテナはパッチアンテナを含み、アンテナ共振素子は、導電層のソリッド領域から形成されたパッチアンテナ共振素子を含む。
別の実施形態によれば、アレイ内の導電性パッチの各々は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの最大ラテラル寸法を有する。
別の実施形態によれば、導電性パッチのアレイは導電性パッチの第１及び第２のセットを含み、第１のセット内の導電性パッチの各々は第１の形状を有し、第２のセット内の導電性パッチの各々は、第１の形状とは異なる第２の形状を有する。
別の実施形態によれば、導電性パッチの第１のセットは、行及び列の第１のセットで配置され、導電性パッチの第２のセットは、行及び第２の列の第２のセットで配置され、行及び列の第１のセットは、行及び列の第２のセットに対してオフセットされ、無線周波透過性領域内のギャップの各々は１００マイクロメートル未満の幅を有する。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、ディスプレイカバー層と、ディスプレイカバー層を通して光を放出するように構成されているアクティブ回路と、を有するディスプレイを含み、導電層は、ディスプレイカバー層上に形成されている。
一実施形態によれば、導電性筐体壁を有する電子デバイス筐体であって、導電性筐体壁は、無線周波透過性領域及び連続領域を形成するようにパターン化され、無線周波透過性領域は、可視光に対する第１の反射率を有し、連続領域は、第１の反射率の２０％以内である可視光に対する第２の反射率を有し、無線周波透過性領域は、導電性筐体壁の連続領域の縁部を画定する導電性筐体壁内のスロットを含み、導電性筐体壁の連続領域は、アンテナ用のアンテナ共振素子を形成する、電子デバイス筐体と、電子デバイス筐体内に取り付けられた無線周波送受信機であって、アンテナは、アンテナ接地と、アンテナ接地に結合された第１のフィード端子、及び導電性筐体壁の連続領域に結合された第２のフィード端子と、を含む、無線周波送受信機と、無線周波送受信機と第１及び第２のフィード端子との間に結合された無線周波伝送線路と、を含む、電子デバイスが提供される。
別の実施形態によれば、スロットは、導電性筐体壁の無線周波透過性領域内の複数のスロットのうちの１つを含み、複数のスロットは、導電層を無線周波透過性領域内の複数の導電性部分に分割し、複数のスロット内のスロットの各々は、１００マイクロメートル未満の幅を有する。
別の実施形態によれば、複数のスロットは、アンテナ用の線形偏波器を形成するように構成されている平行スロットのセットを含む。
前述は、単なる例示に過ぎず、説明された実施形態に対して多様な変更を行うことができる。前述の実施形態は、個別に又は任意の組合せで実施することができる。

Claims (20)

  1. 誘電体基板と、
    第１の領域と、前記第１の領域の少なくとも一部を取り囲む第２の領域とを形成するようにパターン化された、前記誘電体基板上の導電層であって、前記第１の領域は、アンテナ用のアンテナ共振素子を形成し、かつ、アンテナ電流を伝導するように構成されており、前記第２の領域は、前記導電層内に開口部のグリッドを備え、かつ、前記アンテナ電流をブロックするように構成されている、導電層と、
    を備える、装置。
  2. 前記グリッド内の前記開口部は、ラテラル表面積を有し、前記第２の領域は、前記開口部の前記ラテラル表面積を含む全ラテラル表面積を有し、前記第２の領域の前記全ラテラル表面積に対する前記開口部の前記ラテラル表面積の比率は２０％未満である、請求項１に記載の装置。
  3. 前記アンテナは、ループアンテナを備え、前記アンテナ共振素子は、前記導電層の前記第１の領域から形成されたループアンテナ共振素子を備え、前記導電層の前記第２の領域は、前記ループアンテナ共振素子を取り囲む第１の部分と、前記ループアンテナ共振素子によって取り囲まれた第２の部分と、を備える、請求項２に記載の装置。
  4. 前記開口部のグリッドは、前記導電層の前記第２の領域を複数の導電性パッチに分割する、請求項２に記載の装置。
  5. 前記複数の導電性パッチは、
    六角形導電性パッチ、矩形導電性パッチ、三角柱パッチ、円形導電性パッチ、及び楕円形導電性パッチからなる群から選択された導電性パッチを含む、請求項４に記載の装置。
  6. 前記グリッド内の前記開口部の各々は、１００マイクロメートル未満の幅を有する、請求項４に記載の装置。
  7. 前記複数の導電性パッチ内の前記導電性パッチの各々は、０．１ｍｍ超かつ５ｍｍ未満の最大ラテラル寸法を有する、請求項６に記載の装置。
  8. 前記誘電体基板は、ガラス窓を備える、請求項７に記載の装置。
  9. 無線周波送受信機回路と、
    前記無線周波送受信機回路に結合されたアンテナであって、アンテナ共振素子、アンテナ接地、並びに前記アンテナ共振素子に結合された第１のフィード端子及び前記アンテナ接地に結合された第２のフィード端子を有するアンテナフィードを備える、アンテナと、
    前記無線周波送受信機回路と前記アンテナフィードとの間に結合された無線周波伝送線路と、
    ソリッド領域及び前記ソリッド領域の縁部を画定する無線周波透過性領域を形成するようにパターン化された導電層であって、前記無線周波透過性領域は、前記導電層内のギャップによって分離された導電性パッチのアレイを含み、前記アンテナ共振素子は、前記導電層の前記ソリッド領域から形成される、導電層と、
    を備える、電子デバイス。
  10. 前記無線周波透過性領域内の前記ギャップはラテラル表面積を有し、前記無線周波透過性領域は、前記ギャップの前記ラテラル表面積を含む全ラテラル表面積を有し、前記無線周波透過性領域の前記全ラテラル表面積に対する前記ギャップの前記ラテラル表面積の比率は０．１％〜１０％である、請求項９に記載の電子デバイス。
  11. 前記アンテナは逆Ｆアンテナを含み、前記アンテナ共振素子は逆Ｆアンテナ共振素子アームを備え、前記逆Ｆアンテナ共振素子アーム及び前記アンテナ接地は、前記導電層の前記ソリッド領域から形成されている、請求項１０に記載の電子デバイス。
  12. 前記アンテナはダイポールアンテナを含み、前記アンテナ共振素子は、前記導電層の前記ソリッド領域から形成された第１及び第２のダイポールアンテナ共振素子アームを備え、前記第１のフィード端子は前記第１のダイポールアンテナ共振素子アームに結合され、前記第２のフィード端子は前記第２のダイポールアンテナ共振素子アームに結合され、前記無線周波透過性領域内の前記導電性パッチのアレイは、前記導電層内の前記第１及び第２のダイポールアンテナ共振素子アームを取り囲んでいる、請求項１０に記載の電子デバイス。
  13. 対向している第１及び第２の表面を有する基板を更に備え、前記導電層は前記第１の表面上に形成され、前記アンテナ接地は前記第２の表面上に形成され、前記アンテナはパッチアンテナを備え、前記アンテナ共振素子は、前記導電層の前記ソリッド領域から形成されたパッチアンテナ共振素子を備える、請求項１０に記載の電子デバイス。
  14. 前記アレイ内の前記導電性パッチの各々は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの最大ラテラル寸法を有する、請求項１０に記載の電子デバイス。
  15. 前記導電性パッチのアレイは、導電性パッチの第１及び第２のセットを備え、前記第１のセット内の前記導電性パッチの各々は第１の形状を有し、前記第２のセット内の前記導電性パッチの各々は、前記第１の形状とは異なる第２の形状を有する、請求項１４に記載の電子デバイス。
  16. 前記導電性パッチの第１のセットは、行及び列の第１のセットで配置され、前記導電性パッチの第２のセットは、行及び第２の列の第２のセットで配置され、前記行及び列の第１のセットは、前記行及び列の第２のセットに対してオフセットされ、前記無線周波透過性領域内の前記ギャップの各々は、１００マイクロメートル未満の幅を有する、請求項１５に記載の電子デバイス。
  17. ディスプレイカバー層と、前記ディスプレイカバー層を通して光を放出するように構成されているアクティブ回路と、を有するディスプレイを更に備え、前記導電層は、前記ディスプレイカバー層上に形成されている、
    請求項１０に記載の電子デバイス。
  18. 電子デバイスであって、
    導電性筐体壁を有する電子デバイス筐体であって、前記導電性筐体壁は、無線周波透過性領域及び連続領域を形成するようにパターン化され、前記無線周波透過性領域は、可視光に対する第１の反射率を有し、前記連続領域は、前記第１の反射率の２０％以内である可視光に対する第２の反射率を有し、前記無線周波透過性領域は、前記導電性筐体壁の前記連続領域の縁部を画定する前記導電性筐体壁内のスロットを備え、前記導電性筐体壁の前記連続領域は、アンテナ用のアンテナ共振素子を形成する、電子デバイス筐体と、
    前記電子デバイス筐体内に取り付けられた無線周波送受信機であって、前記アンテナは、アンテナ接地と、前記アンテナ接地に結合された第１のフィード端子と、前記導電性筐体壁の前記連続領域に結合された第２のフィード端子と、を更に備える、無線周波送受信機と、
    前記無線周波送受信機と前記第１及び第２のフィード端子との間に結合された無線周波伝送線路と、
    を備える、電子デバイス。
  19. 前記スロットは、前記導電性筐体壁の前記無線周波透過性領域内の複数のスロットのうちの１つを含み、前記複数のスロットは、前記導電層を前記無線周波透過性領域内で複数の導電性部分に分割し、前記複数のスロット内の前記スロットの各々は、１００マイクロメートル未満の幅を有する、請求項１８に記載の電子デバイス。
  20. 前記複数のスロットは、前記アンテナ用の線形偏波器を形成するように構成されている平行スロットのセットを備える、請求項１９に記載の電子デバイス。
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