JP2020527892A - マルチインプットマルチアウトプットアンテナ構造体 - Google Patents

マルチインプットマルチアウトプットアンテナ構造体 Download PDF

Info

Publication number
JP2020527892A
JP2020527892A JP2020500845A JP2020500845A JP2020527892A JP 2020527892 A JP2020527892 A JP 2020527892A JP 2020500845 A JP2020500845 A JP 2020500845A JP 2020500845 A JP2020500845 A JP 2020500845A JP 2020527892 A JP2020527892 A JP 2020527892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
antennas
segment
frequency
electronic device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020500845A
Other languages
English (en)
Inventor
バスケス, エンリケ アヤラ,
バスケス, エンリケ アヤラ,
フォンフェイ フ,
フォンフェイ フ,
マッティア パスコリーニ,
マッティア パスコリーニ,
ナンボー ジン,
ナンボー ジン,
マシュー, エー. モウ,
マシュー, エー. モウ,
エルディンチ イルシー,
エルディンチ イルシー,
エリカ, ジェイ, トング,
エリカ, ジェイ, トング,
ハン ワン,
ハン ワン,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Inc filed Critical Apple Inc
Publication of JP2020527892A publication Critical patent/JP2020527892A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/523Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between antennas of an array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/321Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors within a radiating element or between connected radiating elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/35Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

電子デバイスは、筐体と、筐体の各々の角部に4つのアンテナと、を含むことができる。携帯電話送受信器回路は、マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)方式を使用して、4つのアンテナのうちの1つ以上を介して同じ周波数のうちの1つ以上で同時に信号を伝達することができる。隣接するアンテナを絶縁するために、誘電体充填開口部が筐体の導電性壁に形成されて、壁を、アンテナのための共振エレメントアームを形成するために使用されるセグメントに分割することができる。必要に応じて、第1及び第2のアンテナは、ギャップを有さずに壁から形成された共振エレメントアームを含むことができる。第1及び第2のアンテナは、隣接するリターン経路を含むことができる。第1のアンテナの電流に関連付けられた磁場は、隣接するリターン経路において第2のアンテナの電流に関連付けられた磁場によって相殺されることによって、第1及び第2のアンテナを電磁的に絶縁する働きをすることができる。

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書内に組み入れられる、2017年7月21日付で出願された、米国特許出願第15/657,001号に対して優先権を主張するものである。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、携帯電話、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、アンテナがかさばる。他のデバイスでは、アンテナはコンパクトであるが、外部物体に対するアンテナの位置に敏感である。また、特に無線デバイスにより実行されるソフトウェア適用が、ますますデータを必要とするようになるので、無線デバイス内の単一のアンテナを用いて十分なデータレート(データスループット)で無線通信を行うことが困難な場合が多い。無線デバイスのための可能なデータレートを増大させるために、無線デバイスは、同じ周波数の無線周波数信号を伝達する複数のアンテナを含むことができる。しかし、同じ周波数で動作する複数のアンテナを電磁的に分離絶縁することは困難なことがあり、場合によっては、各アンテナによって伝達される無線周波数信号間の干渉や無線デバイスの無線周波数性能の劣化を引き起こすことがある。
従って、複数のアンテナを含む電子デバイスなどの電子デバイス用の改良された無線回路を提供することができることが望ましいであろう。
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、複数のアンテナ及び送受信器回路を含むことができる。電子デバイスは、両側の第1及び第2の端部と矩形周辺部とを有し、第1の端部に第1及び第2の角部があり、第2の端部に第3及び第4の角部がある筐体を含むことができる。
アンテナは、第1の角部にある第1のアンテナ、第2の角部にある第2のアンテナ、第3の角部にある第3のアンテナ、及び第4の角部にある第4のアンテナを含むことができる。第1及び第4のアンテナは、第1及び第2のアンテナよりも大きな空間体積を占有することができる。 携帯電話送受信器回路などの送受信器回路は、マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)方式を使用して、第1、第2、第3、及び/又は第4のアンテナを介して同じ周波数のうちの1つ以上で無線周波数信号を同時に伝達することができる。例えば、送受信器回路は、第1及び第4のアンテナを使用して第1の周波数で無線周波数信号を伝達することができ、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して、第1の周波数よりも高い第2の周波数で無線周波数信号を伝達することができる。必要に応じて、送受信器回路はまた、第1及び第4のアンテナを使用して、又は第1、第2、第3、及び第4のアンテナの全てを使用して、第2の周波数よりも大きい第3の周波数で無線周波数信号を同時に伝達することもできる。
筐体は、導電性周縁筐体壁を含んでもよい。アンテナは各々、導電性周縁筐体壁から形成された共振エレメントアームを含んでもよい。同じ周波数で動作するときに隣接するアンテナが電磁的に絶縁されるように確保するため、所与の導電性周縁壁における誘電体充填開口部は、壁を、第1及び第2のアンテナのための共振エレメントアームを各々形成するために使用される第1及び第2のセグメントに分割することができる。同様に、誘電体充填開口部を追加の導電性壁に形成して、この追加の壁を第3及び第4のアンテナのための共振エレメントアームを各々形成するために使用される、第3及び第4のセグメントに分割することができる。必要に応じて、スイッチング回路が、第1及び第2のアンテナとの間と、第3及び第4のアンテナとの間に結合されてもよい。スイッチング回路は、第1及び第2のアンテナが単一の第5のアンテナを形成するように構成され、第3及び第4のアンテナが単一の第6のアンテナを形成するように構成される状態を有することができる。必要に応じて、送受信器回路は、MIMO方式を使用して、同じ周波数のうちの1つ以上において、第5及び第6のアンテナを介して無線周波数信号を同時に伝達することができる。
別の好適な構成では、第1及び第2のアンテナは、誘電体充填ギャップを有さずに導電性筐体壁の一部から形成された共振エレメントアームを含むことができる。本例では、第1及び第2のアンテナは、筐体壁と内部接地面との間に結合された隣接リターン経路を含むことができる。第1及び第2のアンテナが、両方とも単一の連続筐体壁から形成されていても、第1のアンテナの電流に関連付けられた磁場は、隣接リターン経路を電流が流れるにつれ、第2のアンテナの電流に関連付けられた磁場で相殺されることにより、第1及び第2のアンテナを電磁的に絶縁する働きをすることができる。
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、例示的な無線回路の概略図である。
一実施形態に係る、マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)通信を実行するための複数のアンテナを含む例示的な無線回路の図である。
一実施形態に係る、図3に示すタイプの例示的なアンテナがどのように複数の周波数帯域における無線通信を実行することができるかを示す図である。
一実施形態に係る、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、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、例示的なスロットアンテナの概略図である。
一実施形態に係る、MIMO通信を実行するための隣接するリターン経路を有する例示的な第1及び第2のアンテナの概略図である。
一実施形態に係る、MIMO通信を実行するための隣接するリターン経路と、連続導電性電子デバイス筐体壁から形成された共振エレメントとを有する、例示的な第1及び第2のアンテナの図である。
一実施形態に係る、図8及び9に示すタイプの例示的なアンテナがどのようにMIMO通信を実行しながら互いに電磁的に絶縁され得るかを示す図である。
一実施形態に係る、MIMO通信を実行するための機械的に分離された共振エレメントを有する例示的な第1及び第2のアンテナの概略図である。
一実施形態に係る、導電性電子デバイス筐体壁から形成された機械的に分離された共振エレメントと、第1のMIMOモードと第2のMIMOモードとの間で切り替えるためのスイッチング回路とを有する、例示的な第1及び第2のアンテナの図である。
一実施形態に係る、図11及び12に示すタイプのアンテナを第1のMIMOモードと第2のMIMOモードとの間で切り替えるために使用され得るスイッチング回路の図である。
一実施形態に係る、図8〜図13に示すタイプの例示的なアンテナ構造体のアンテナ性能(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、複数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。
この無線通信回路は、1つ以上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、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、パッチアンテナ、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。アンテナ用の導電性構造体は、必要に応じて、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。筐体構造体は、電子デバイスの周辺部(periphery)の周囲を囲む導電性周縁構造体などの周縁構造体を含むことができる。導電性周縁構造体は、ディスプレイなどの平面構造体のベゼルとして機能することができ、デバイス筐体用の側壁構造体として機能することができ、一体の後部平面筐体から上方に延びる部分を(例えば、垂直な平面側壁又は湾曲した側壁を形成するために)有することができ、かつ/又は他の筐体構造体を形成することができる。
導電性周縁構造体にギャップを形成して、導電性周縁構造体を周縁セグメントに分割することができる。1つ以上のセグメントが、電子デバイス10用の1つ以上のアンテナを形成するのに使用されてもよい。アンテナを、金属筐体中間板構造体及び他のデバイス内部構造体などの導電性筐体構造体から形成されたアンテナ接地面を使用して形成してもよい。後部筐体壁構造体を、アンテナ接地などのアンテナ構造体の形成に使用してもよい。
電子デバイス10は、ポータブル電子デバイス又は他の適切な電子デバイスであってもよい。例えば、電子デバイス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、携帯電話機、メディアプレーヤ、遠隔制御デバイスなどのポータブル電子デバイス、腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン若しくはイヤホン型デバイス、仮想若しくは拡張現実ヘッドセットデバイス、眼鏡若しくはユーザの頭部に着用する他の機器に埋め込まれたデバイス、若しくは他の着用可能若しくは小型のデバイスなどのウェアラブルデバイス、ゲームコントローラ、コンピュータマウス、キーボード、マウスパッド、ナビゲーションデバイス、又はトラックパッド若しくはタッチパッドデバイスであってよく、あるいは、電子デバイス10は、テレビ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータモニタ、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などのより大型のデバイス、ゲームデバイス、キオスク、建物、車両若しくは自動車における電子機器が搭載されたシステムなどの組み込みシステム、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、これらのデバイスの2つ以上の機能を実施する機器、又は他の電子機器であってもよい。必要に応じて、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。
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コンポーネント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28などの制御回路を含むことができる。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、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た他の電気的にプログラムできる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んでもよい。記憶及び処理回路28内の処理回路は、機器10の動作を制御する目的で使用されてもよい。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)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機器10上で走らせる目的で使用されてもよい。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施する際に記憶及び処理回路28が使用されてもよい。記憶及び処理回路28を用いて実施してもよい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、IEEE802.11プロトコル−WiFi(登録商標)とも呼ばれる場合がある)、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、携帯電話プロトコル(例えば、ロングタームエボリューション(Long-Term Evolution)(LTE)プロトコル、LTEアドバンストプロトコル、移動通信用グローバルシステム(Global System for Mobile Communications)(GSM(登録商標))プロトコル、ユニバーサル移動体通信システム(Universal Mobile Telecommunications System)(UMTS)プロトコル、又は他の移動電話プロトコル)、マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)プロトコル、アンテナダイバーシティプロトコル、これらの組み合わせなどが挙げられる。
入出力回路30は、入出力デバイス32を含むことができる。入出力デバイス32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32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、及び他の入出力コンポーネントを含み得る。例えば、入出力デバイス32は、タッチスクリーン、タッチセンサ機能のないディスプレイ、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、マイクロホン、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コンポーネント、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)、容量センサ、近接センサ、指紋センサ(例えば、図1のボタン24などのボタンと一体化された指紋センサ、又はボタン24に代わる指紋センサ)を含むことができる。
入出力回路30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数(RF)送受信器回路、電力増幅器回路、低雑音入力増幅器、受動RFコンポーネント、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、様々な無線周波数通信帯域を処理するための無線周波数送受信器回路42を含むことができる。例えば、回路34は、送受信器回路44、46、及び48を含むことができる。送受信器回路46は、WiFi(登録商標)(IEEE802.11)通信又は他の無線ローカルエリアネットワーク(wireless local area network)(WLAN)帯域のための2.4GHz及び5GHzの帯域に対応することができ、2.4GHzのBluetooth(登録商標)通信帯域又は他の無線パーソナルエリアネットワーク(wireless personal area network)(WPAN)帯域に対応することができる。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と4000MHzとの間、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、携帯電話送受信器回路48を使用することができる。回路48は、1つ以上の携帯電話プロトコル(例えば、ロングタームエボリューション(LTE)プロトコル、LTEアドバンストプロトコル、移動通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))プロトコル、ユニバーサル移動体通信システム(UMTS)プロトコル、その他の移動電話プロトコルなど)を使用して、音声データ及び非音声データを取り扱うことができる。
無線通信回路34は、必要に応じて、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、60GHz送受信回路、テレビ及び無線信号を受信する回路、ページングシステム送受信器、近距離通信(NFC)回路などを含むことができる。無線通信回路34は、1575MHzでGPS信号を受信するための、又は他の衛星測位データを取り扱うためのGPS受信機回路44などの、全地球測位システム(GPS)受信機機器を含むことができる。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。携帯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、アンテナ40を含むことができる。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、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、モノポールアンテナ構造体、ダイポールアンテナ構造体、これらの設計のハイブリッドなどから形成された共振エレメントを有するアンテナが挙げられ得る。異なる帯域及び帯域の組み合わせに関しては、異なる種類のアンテナが使用されてもよい。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。
図2に示すように、無線回路34内の送受信器回路42は、経路50などの経路を使用してアンテナ構造体40に結合され得る。無線回路34は、制御回路28に結合されてもよい。制御回路28は、入出力デバイス32に結合されてもよい。入出力デバイス32はデバイス10からの出力を供給することができ、及びデバイス10の外部に存在するソースからの入力を受信することができる。
対象の通信周波数をカバーする能力をアンテナ(複数可)40などのアンテナ構造体に提供するために、アンテナ(複数可)40は、フィルタ回路(例えば、1つ以上のパッシブフィルタ及び/又は1つ以上の可変フィルタ回路)などの回路を備えてもよい。キャパシタ、インダクタ、及び抵抗器などの個別のコンポーネントが、このフィルタ回路内に組み込まれてもよい。容量性構造体、誘導性構造体、及び抵抗性構造体も、パターニングされた金属構造体(例えば、アンテナの一部)から形成されてもよい。必要に応じて、アンテナ40は、可変コンポーネント60などの調節可能な回路を設けて、対象の通信帯域に対してアンテナを同調させることができる。可変コンポーネント60は、可変フィルタ又は可変なインピーダンス整合ネットワークの一部とすることができ、アンテナ共振エレメントの一部とすることができ、アンテナ共振エレメントとアンテナ接地との間のギャップにわたることなどができる。可変コンポーネント60は、可変インダクタ、可変キャパシタ、又は他の可変コンポーネントを含むことができる。これらのような可変コンポーネントは、固定コンポーネントのスイッチ及びネットワーク、関連付けられた分布キャパシタンス及びインダクタンスを生じさせる分布金属構造、可変キャパシタンス及びインダクタンス値を生じさせるための可変ソリッドステートデバイス、可変フィルタ、又は他の好適な可変構造に基づいてもよい。デバイス10の動作の間、制御回路28は、経路62などの1つ以上の経路上で、インダクタンス値、キャパシタンス値、又は可変コンポーネント60と関連付けられた他のパラメータを調節する制御信号を発してもよく、それによって、所望の通信帯域をカバーするようにアンテナ構造体40を同調する。所望により、コンポーネント60は、キャパシタ、抵抗器、及び/又はインダクタなどの固定(調節可能でない)同調コンポーネントを含むことができる。
経路50は、1つ以上の伝送線路を含んでもよい。一例として、図2の信号経路50は、線路52などの正の信号導体及び線路54などの接地信号導体を有する伝送線路であってもよい。線路52及び54は、同軸ケーブル、ストリップライン伝送線路、又はマイクロストリップ伝送線路(例として)の一部を形成することができる。固定又は可変インダクタ、抵抗器、及びキャパシタなどのコンポーネントから形成される整合ネットワークが、アンテナ(単数又は複数)40のインピーダンスを伝送線路50のインピーダンスと整合するのに使用されてもよい。整合ネットワークコンポーネントは、個別部品(例えば、表面実装技術部品)として設けてもよく、又は、筐体構造体、プリント回路基板構造体、プラスチック支持体上の配線などから形成してもよい。これらなどのコンポーネントはまた、アンテナ(単数又は複数)40内のフィルタ回路を形成するのに使用してもよく、可変および/又は固定のコンポーネント(例えば、コンポーネント60)としてもよい。
伝送線路50は、アンテナ構造体40と関連付けられたアンテナフィード55などのアンテナフィード構造体に結合することができる。一例として、アンテナ構造体40は、逆Fアンテナ、スロットアンテナ、ハイブリッド逆Fスロットアンテナ、又は端子56などの正極アンテナフィード端子と、接地アンテナフィード端子58などの接地アンテナフィード端子と、を備えるアンテナフィードを有する他のアンテナを形成することができる。正の伝送線路導体52は、正のアンテナフィード端子56に結合されてもよく、接地伝送線路導体54は、接地アンテナフィード端子58に結合されてもよい。必要に応じて、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。
アンテナ構造体40は、共振エレメント構造体、アンテナ接地面構造体、フィード55などのアンテナフィード、及び他のコンポーネント(例えば、可変コンポーネント60)を含んでもよい。アンテナ構造体40は、いずれかの適切なタイプのアンテナを形成するように構成されてもよい。例として、本明細書で説明される場合がある1つの適切な構成で、アンテナ構造体40は、逆F及びスロットアンテナ共振エレメントの両方を含むハイブリッド逆Fスロットアンテナを実装するために使用される。
必要に応じて、複数のアンテナ40は、デバイス10において形成されてもよい。各アンテナ40は、対応する伝送線路50を介して送受信器回路42に連結することができる。必要に応じて、2つ以上のアンテナ40は、同一の伝送線路50を共有してもよい。図3は、デバイス10がどのように無線通信を実行するための複数のアンテナ40を含むことができるかを示す図である。
図3に示すように、デバイス10は、第1のアンテナ40−1、第2のアンテナ40−2、第3のアンテナ40−3、及び第4のアンテナ40−4などの2つ以上のアンテナ40を含んでもよい。アンテナ40は、デバイス10の筐体12内の異なる位置において設けられてもよい。例えば、アンテナ40−1及び40−2は、筐体12の第1の(上)端における領域66内で形成されてもよく、アンテナ40−3及び40−4は、筐体12の反対の第2の(下)端における領域68内で形成される。図3の例では、筐体12は、矩形周辺部(例えば、4つの角を有する周辺部)を有し、各々のアンテナ40は、筐体12のそれぞれの角において形成される。この例は例示にすぎず、概して、アンテナ40は、筐体12内のいずれかの所望の位置において形成されてもよい。
無線回路34は、記憶及び処理回路28(図1)内のデジタルデータ回路とインターフェースをとるためのポート74などの入出力ポートを含んでもよい。無線回路34は、ベースバンド(BB)プロセッサ70などのベースバンド回路、及び送受信器回路42などの無線周波数送受信器回路を含むことができる。
ポート74は、送受信器回路42によって送信されることになる、記憶及び処理回路28からのデジタルデータを受信することができる。送受信器回路42及びベースバンドプロセッサ70によって受信された入力データは、ポート74を介して記憶及び処理回路28に供給されてもよい。
送受信器回路42は、1つ以上の送信機及び1つ以上の受信機を含むことができる。例えば、送受信器回路42は、第1の送受信器48−1、第2の送受信器48−2、第3の送受信器48−3、及び第4の送受信器48−4(例えば、携帯電話通信帯域における音声及び非音声携帯電話通信を処理するための送受信器)などの複数のリモート無線送受信器回路48(図1)を含んでもよい。各送受信器48は、対応する伝送線路50を介して対応するアンテナ40に結合することができる。例えば、第1の送受信器48−1は、伝送線路50−1を介してアンテナ40−1に結合されてもよく、第2の送受信器48−2は、伝送線路50−2を介してアンテナ40−2に結合されてもよく、第3の送受信器48−3は、伝送線路50−3を介してアンテナ40−3に結合されてもよく、第4の送受信器48−4は、伝送線路50−4を介してアンテナ40−4に結合されてもよい。
無線周波数フロントエンド回路76は、各伝送線路50上に介在してもよい(例えば、第1のフロントエンド回路76−1は、線50−1上に介在してもよく、第2のフロントエンド回路76−2は、線50−2上に介在してもよく、第3のフロントエンド回路76−3は、線50−3上に介在してもよい)。フロントエンド回路76は各々、スイッチング回路、フィルタ回路(例えば、デュプレクサ及び/若しくはダイプレクサ回路、ノッチフィルタ回路、ローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路など)、伝送線路50のインピーダンスを対応するアンテナ40に整合させるためのインピーダンス整合回路、図2のコンポーネント60などのアクティブ及び/若しくはパッシブコンポーネントのネットワーク、アンテナインピーダンス測定値を収集するための無線周波数カプラ回路、又はいずれかの他の所望の無線周波数回路を含んでもよい。必要に応じて、フロントエンド回路76は、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4を異なる各々の送受信器48−1、48−2、48−3、及び48−4に選択的に結合するように(例えば、各アンテナが、フロントエンド回路76内のスイッチング回路の状態に基づいて、異なる送受信器48に対する通信を時間の経過によって処理することができるように)構成されたスイッチング回路を含んでもよい。
必要に応じて、フロントエンド回路76は、対応するアンテナ40が無線周波数信号を同時に送信及び受信することを可能にする(例えば、周波数領域複信(FDD)方式を使用して)フィルタリング回路(例えば、デュプレクサ及び/又はダイプレクサ)を含んでもよい。アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、無線周波数信号をそれぞれのタイムスロットで送信及び/若しくは受信してもよく、又はアンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4のうちの2つ以上は、無線周波数信号を同時に送信及び/若しくは受信してもよい。概して、送受信器48−1、48−2、48−3、及び48−4のいずれかの所望の組み合わせは、所与の時間に対応するアンテナ40を使用して無線周波数信号を送信及び/又は受信してもよい。1つの適切な構成では、送受信器48−1、48−2、48−3、及び48−4が各々、無線周波数信号を受信してもよく、送受信器48−1、48−2、48−3、及び48−4のうちの所与の1つが、所与の時間に無線周波数信号を送信してもよい。
アンテナ40を介して送信する前に送受信器48によって出力された無線周波数信号を増幅するために、1つ以上の電力増幅器などの増幅器回路を伝送線路50上に介在させる、及び/又は送受信器回路42内に形成することができる。受信した信号を送受信器48に伝達する前に、アンテナ40によって受信した無線周波数信号を増幅するために、1つ以上の低ノイズ増幅器などの増幅器回路を、伝送線路50上に介在させる、及び/又は送受信器回路42内に形成することができる。
図3の例では、別個のフロントエンド回路76が、各伝送線路50上に形成される。これは例示にすぎない。必要に応じて、2つ以上の伝送線路50は、同一のフロントエンド回路76を共有してもよい(例えば、フロントエンド回路76は、同一の基板、モジュール、又は集積回路上に形成されてもよい)。
各送受信器48は、例えば、経路72を通じてベースバンドプロセッサ70から受信されたベースバンド信号を、対応する無線周波数信号に変換するための回路を含んでもよい。例えば、送受信器48は各々、アンテナ40を介した送信の前にベースバンド信号を無線周波数にアップコンバートするためのミキサ回路を含んでもよい。送受信器48は、デジタル領域とアナログ領域との間で信号を変換するためのデジタル−アナログ変換器(DAC)及び/又はアナログ−デジタル変換器(ADC)回路を含んでもよい。各送受信器48は、経路50を通じてアンテナ40から受信された無線周波数信号を、対応するベースバンド信号に変換するための回路を含んでもよい。例えば、送受信器48は各々、経路72を通じてベースバンド信号をベースバンドプロセッサ70に伝達する前に、無線周波数信号をベースバンド周波数にダウンコンバートするためのミキサ回路を含んでもよい。
各送受信器48は、同一の基板、集積回路、若しくはモジュール上に形成されてもよい(例えば、送受信器回路42は、各送受信器48が形成される基板又は集積回路を有する送受信器モジュールであってもよい)、又は2つ以上の送受信器48が、別個の基板、集積回路、若しくはモジュール上に形成されてもよい。ベースバンド回路70及びフロントエンド回路76は、送受信器48として同一の基板、集積回路、若しくはモジュール上で形成されてもよく、又は送受信器48とは別個の基板、集積回路、若しくはモジュール上で形成されてもよい。別の好適な構成では、送受信器回路42は、4つのポートを有する単一の送受信器48を含むことができ、必要に応じて、各ポートは、対応する伝送線路50に結合することができる。各送受信器48は、無線周波数信号の送信及び受信の両方のための送信機及び受信機回路を含んでもよい。別の適切な構成では、1つ以上の送受信器48は、信号送信又は信号受信の一方を実行してもよい(例えば、回路48のうちの1つ以上は、専用送信機又は専用受信機であってもよい)。
図3の例では、アンテナ40−1及び40−4は、アンテナ40−2及び40−3よりも大きな空間(例えば、デバイス10内のより大きな面積又は体積)を占有してもよい。これは、アンテナ40−1及び40−4が、アンテナ40−2及び40−3よりも長い波長(すなわち、より低い周波数)における通信をサポートすることを可能にすることができる。これは例示にすぎず、必要に応じて、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4の各々は、同一の体積を占有してもよく、又は異なる体積を占有してもよい。アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、少なくとも1つの共通周波数帯域において無線周波数信号を伝達するように構成されてもよい。必要に応じて、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4のうちの1つ以上は、デバイス10における他のアンテナのうちの1つ以上によってカバーされない、少なくとも1つの周波数帯域において無線周波数信号を処理してもよい。
必要に応じて、各アンテナ40及び各送受信器48は、複数の周波数帯域(例えば、複数の携帯電話通信帯域)において無線周波数通信を処理してもよい。例えば、送受信器48−1、アンテナ40−1、送受信器48−4、及びアンテナ40−4は、700〜960MHzの低帯域などの第1の周波数帯域、1700〜2200MHzの中帯域などの第2の周波数帯域、及び2300〜2700MHzの高帯域などの第3の周波数帯域において無線周波数信号を処理してもよい。送受信器48−2、アンテナ40−2、送受信器48−3、及びアンテナ40−3は、1700〜2200MHzの第2の周波数帯域及び2300〜2700MHzの第3の周波数帯域において無線周波数信号を処理してもよい(例えば、アンテナ40−2及び40−3は、低帯域内で信号をサポートするのに十分な体積を占有しなくてもよい)。
図3の例は、単なる例示にすぎない。概して、アンテナ40は、いずれかの所望の周波数帯域をカバーすることができる。送受信器回路42は、1つ以上のアンテナ40に結合された図1の1つ以上の回路36などの他の送受信回路を含むことができる。筐体12は、いずれかの所望の形状を有してもよい。筐体12の異なる角においてアンテナ40−1〜40−4の各々を形成することは、例えば、無線回路34についての全体的なデータスループットを最適化するために、アンテナ40によって伝達される無線データのマルチパス伝播を最大化することができる。
単一のアンテナ40を使用して動作しているとき、無線データの単一のストリームは、デバイス10と外部通信機器(例えば、無線基地局、アクセスポイント、携帯電話、コンピュータなどの1つ以上の他の無線デバイス)との間で伝達されてもよい。これは、外部通信機器と通信する際に無線通信回路34によって取得可能なデータレート(データスループット)に上限を課すことがある。ソフトウェアアプリケーション及び他のデバイスの動作が経時的に複雑度を増大させるにつれて、デバイス10と外部通信機器との間で伝達される必要があるデータの量は、典型的には増大し、その結果、単一のアンテナ40が所望のデバイスの動作を処理するための十分なデータスループットを提供する能力を有することができないようになる。
無線回路34の全体的なデータスループットを増大させるために、複数のアンテナ40は、マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)方式を使用して動作してもよい。MIMO方式を使用して動作しているとき、デバイス10上の2つ以上のアンテナ40は、同一の周波数において無線データの複数の独立したストリームを伝達するために使用されてもよい。これは、単一のアンテナ40が使用されるシナリオと比較して、デバイス10と外部通信機器との間の全体的なデータスループットを著しく増大させることができる。概して、MIMO方式の下で無線データを伝達するために使用されるアンテナ40の数が多いと、回路34の全体的なスループットが大きくなる。
しかしながら、注意が払われない場合、複数のアンテナ40によって同一の周波数帯域において伝達される無線周波数信号は、相互に干渉することがあり、回路34の全体的な無線性能を悪化させる原因となる。同一の周波数において動作するアンテナが電磁気的に相互に絶縁されることを保証することは、隣接するアンテナ40に対し(例えば、アンテナ40−1及び40−2、アンテナ40−3及び40−4など)、並びに共通(共有)構造体を有する(例えば、筐体12の、隣接又は共有導電部分から形成された共振エレメントを有する)アンテナ40に対して特に困難となることがある。
MIMO方式の下で無線通信を実行するために、アンテナ40は、同一の周波数においてデータを伝達する必要がある。必要に応じて、無線回路34は、2つのアンテナ40が同一の周波数において無線周波数信号の2つの独立したストリームを伝達するために使用される、いわゆる2ストリーム(2X)MIMO動作(本明細書で、2X MIMO通信又は2X MIMO方式を使用した通信と称される場合がある)を実行してもよい。無線回路34は、4つのアンテナ40が同一の周波数において無線周波数信号の4つの独立したストリームを伝達するために使用される、いわゆる4ストリーム(4X)MIMO動作(本明細書で、4X MIMO通信又は4X MIMO方式を使用した通信と称される場合がある)を実行してもよい。4X MIMO動作を実行することは、4X MIMO動作が4つの独立した無線データストリームを伴うのに対し、2X MIMO動作が2つの独立した無線データストリームのみを伴うことを理由に、2X MIMO動作よりも高い全体的なデータスループットをサポートすることができる。必要に応じて、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、或る周波数帯域において2X MIMO動作を実行してもよく、他の周波数帯域において4X MIMO動作を実行してもよい(例えば、どの帯域がどのアンテナによって処理されるかに応じて)。アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、例えば、或る周波数帯域において2X MIMO動作を、他の帯域において4X MIMO動作を実行するのと同時に実行してもよい。
1つの例として、アンテナ40−1及び40−4(及び、対応する送受信器48−1及び48−4)は、600MHz〜960MHz間の低帯域における同一の周波数において無線周波数信号を伝達することによって、2X MIMO動作を実行してもよい。同時に、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、1700〜2200MHzの中帯域(MB)における同一の周波数において、及び/又は2300〜2700MHzの高帯域(HB)における同一の周波数において無線周波数信号を伝達することによって、4X MIMO動作を共同で実行してもよい(例えば、アンテナ40−1及び40−4は、中帯域及び/又は高帯域において4X MIMO動作を実行するのと同時に、低帯域において2X MIMO動作を実行してもよい)。
必要に応じて、アンテナ40−1及び40−2は、制御回路28によって調節されるスイッチング回路を含んでもよい。制御回路28は、アンテナ40−1及び40−2でアンテナ構造体を構成してデバイス10の領域66に単一のアンテナ40Uを形成するように、アンテナ40−1及び40−2においてスイッチング回路を制御してもよい。同様に、アンテナ40−3及び40−4は、制御回路28によって調節されるスイッチング回路を含んでもよい。制御回路28は、デバイス10の領域68において単一のアンテナ40L(例えば、アンテナ40−3及び40−4からのアンテナ構造体を含むアンテナ40L)を形成するように、アンテナ40−3及び40−4においてスイッチング回路を制御してもよい。アンテナ40Uは、例えば、筐体12の上端において形成されてもよく、従って、本明細書で、上部アンテナ40Uと称される場合がある。アンテナ40Lは、筐体12の反対の下端において形成されてもよく、従って、本明細書で、下部アンテナ40Lと称される場合がある。
アンテナ40−1及び40−2が上部アンテナ40Uを形成するように構成されており、アンテナ40−3及び40−4が下部アンテナ40Lを形成するように構成されるとき、無線回路34は、例えば、低帯域、中帯域、及び高帯域のうちの1つ、2つ、又は各々においてアンテナ40U及び40Lを使用して2X MIMO動作を実行してもよい。必要に応じて、制御回路28は、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4が低帯域において2X MIMO動作を実行し、中帯域及び/又は高帯域において4X MIMO動作を実行する第1のモードと、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4が、低帯域、中帯域、及び/又は高帯域において2X MIMO動作を実行するアンテナ40U及び40Lを形成するように構成される第2のモードとの間で無線回路34を切り替えるために、スイッチング回路を経時的に切り替えてもよい。
図4は、MIMO動作を実行するために、どのようにアンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4が複数の周波数帯域をカバーすることができるかを示す図である。図4に示すように、周波数は横軸に描かれている。カバレッジブロック80は、MIMO動作を実行する際にアンテナ40−1、40−2、40−3、又は40−4によってカバーされ得る周波数帯域を表す。送受信器48及びアンテナ40は、第1の(低)帯域LB(例えば、600〜960MHzの携帯電話帯域)、第2の(中)帯域MB(例えば、1700〜2200MHzの携帯電話帯域)、及び/又は第3の(高)帯域HB(例えば、2300〜2700MHzの携帯電話帯域)で無線通信を実行することができる。
第1のアンテナ40−1及び第4のアンテナ40−4は、低帯域LB、中帯域MB、及び高帯域HBをカバーすることができる(例えば、アンテナ40−1及び40−4は各々、帯域LB、MB、及びHBのうちの1つ、2つ、又は各々において無線信号を送信及び/又は受信することができる)。第1のアンテナ40−1及び第4のアンテナ40−4は、(例えば、両方のアンテナ40−1及び40−4が十分な体積を有し、低帯域LB内の信号を処理するように構成されるために)低帯域LBにおいて同じ周波数で2X MIMO動作を実行することができる。第2のアンテナ40−2及び第3のアンテナ40−3は各々、中帯域MB及び任意選択的に高帯域HBをカバーすることができる(例えば、アンテナ40−2及び40−3は各々、帯域MB及びHBの一方又は両方において無線信号を送信及び/又は受信することができる)。第1のアンテナ40−1、第2のアンテナ40−2、第3のアンテナ40−3、及び第4のアンテナ40−4は各々、中帯域MBにおいて同じ周波数で4X MIMO動作を実行することができる。第1のアンテナ40−1及び第4のアンテナ40−4は、高帯域HBにおいて同じ周波数で2X MIMO動作を実行することができ、又は、アンテナ40−2及び40−3が高帯域HBをカバーするように構成されるシナリオでは、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、高帯域HBにおいて同じ周波数で4X MIMO動作を実行することができる。
アンテナ40は、各アンテナによってカバーされる各周波数に関して、外部通信機器と通信する無線回路34への対応する量のデータスループットに寄与することができる(例えば、各カバレージブロック80は、対応するアンテナによって無線回路34に追加されるデータスループット能力を表し得る)。例えば、各アンテナ40は、各カバレージブロック80に対して40MB/sのデータスループットに寄与することができる。このシナリオでは、アンテナ40は、アンテナ40−2及び40−3が高帯域HBをカバーしない場合には(例えば、アンテナ40−1及び40−2が低帯域LB及び高帯域HBにおいて2X MIMO動作を実行し、並びに、アンテナ40−1〜40−4が中帯域MBにおいて4X MIMO動作を実行する)320MB/sのデータスループットを示すことができ、アンテナ40−2及び40−3が高帯域HBをカバーする場合には(例えば、アンテナ40−1〜40−4が中帯域MB及び高帯域HBの両方において4X MIMO動作を実行し、アンテナ40−1及び40−4が低帯域LBにおいて2X MIMO動作を実行する)400MB/sのデータスループットを呈することができる。
必要に応じて、無線通信回路34は、キャリアアグリゲーションと称される場合がある方式において、1つ以上の外部デバイス(例えば、複数の無線基地局)上の複数のアンテナで無線データを伝達してもよい。キャリアアグリゲーション方式を使用して動作しているとき、同一のアンテナ40は、異なるそれぞれの周波数(本明細書で、搬送波周波数、チャネル、搬送波チャネル、又は搬送波と称される場合がある)において複数のアンテナ(例えば、異なる無線基地局上のアンテナ)で無線周波数信号を伝達してもよい。例えば、アンテナ40−1は、第1の周波数(例えば、低帯域LBにおける周波数)において第1の無線基地局から、第2の周波数(例えば、中帯域MBにおける周波数)において第2の無線基地局から、及び第3の周波数(例えば、高帯域HBにおける周波数)において第3の基地局から無線周波数信号を受信してもよい。異なる周波数で受信された信号は、送受信器48−1の通信帯域幅を増大させるために(例えば、送受信器48−1によって)同時に処理されることで、送受信器48−1のデータレートを増大させることができる。必要に応じて、アンテナ40−1は、3つよりも多い基地局で無線周波数信号を伝達してもよい(例えば、低帯域LB、中帯域MB、及び/又は高帯域HBにおける1つよりも多い周波数を使用して)。同様に、アンテナ40−4は、帯域LB、MB、及び/又はHB内で2つ、3つ、又は3つよりも多い周波数においてキャリアアグリゲーションを実行してもよく、アンテナ40−2及び40−3は、帯域MB及び/又はHB内で2つ以上の周波数においてキャリアアグリゲーションを実行してもよい。これは、キャリアアグリゲーションが実行されないシナリオと比較して、無線回路34の全体的なデータスループットを更に増大させる働きをすることがある。例えば、回路34のデータスループットは、使用される(例えば、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4の各々と通信する各々の無線基地局に対して)各々の搬送波周波数に対して(例えば、帯域LB、MB、及びHB内の各々の搬送波周波数に対して)増大することができる。
MIMO方式及びキャリアアグリゲーション方式の両方を使用して通信を実行することによって、無線回路34のデータスループットは、MIMO方式又はキャリアアグリゲーション方式のいずれかが使用されるシナリオにおけるデータスループットよりも更に高くなることができる。回路34のデータスループットは、例えば、アンテナ40によって使用される各搬送波周波数に対して増大させることができる(例えば、各搬送波周波数は、40MB/s又はその他のスループットを回路34の総スループットに寄与させることができる)。1つの例として、アンテナ40−1及び40−4は、帯域LB、MB、及びHBの各々の中で3つの周波数にわたってキャリアアグリゲーションを実行してもよく、アンテナ40−3及び40−4は、帯域MB及びHBの各々の中で3つの周波数にわたってキャリアアグリゲーションを実行してもよい。同時に、アンテナ40−1及び40−4は、低帯域LBにおいて2X MIMO動作を実行してもよく、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、帯域MB及びHBのうちの1つにおいて4X MIMO動作を実行してもよい。このシナリオでは、搬送波周波数ごとの40Mb/sの例示的なスループットで、無線回路34は、約960Mb/sのスループットを示すことができる。4X MIMO動作がアンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4によって帯域MB及びHBの両方において実行される場合、回路34は、約1200Mb/sの更に高いスループットを示すことができる。言い換えると、無線回路34のデータスループットは、4つのアンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4を用いたMIMO及びキャリアアグリゲーション方式を使用して通信を実行することによって、単一のアンテナでの単一の周波数において信号を伝達することと関連付けられた40Mb/sから約1GB/sまで増大させることができる。それらの例は例示にすぎず、必要に応じて、キャリアアグリゲーションは、帯域ごとに3つよりも少ない搬送波において実行されてもよく、異なる帯域にわたって実行されてもよく、又はアンテナ40−1〜40−4のうちの1つ以上に対して省略されてもよい。必要に応じて、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4の対は、帯域MB又はHBにおいて2X MIMO動作を実行することができる、又はアンテナ40−1〜40−4は、帯域LB、MB、及びHBのうちの1つにおいてMIMO動作を実行しなくてもよい(例えば、必要に応じて、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、それらの全スループット容量を利用する必要はない)。
アンテナ40−1及び40−2がアンテナ40Uを形成するように構成され、アンテナ40−3及び40−4がアンテナ40Lを形成するように構成される場合、アンテナ40U及び40Lは各々、帯域LB、MB、及びHBのうちのいずれにおいても2X MIMO動作を実行しなくてもよい、又は、帯域LB、MB、及びHBのうちの1つ、2つ、又は3つ全てにおいて2X MIMO動作を実行してもよい。必要に応じて、アンテナ40U及び40Lは、帯域LB、MB、及び/又はHBにおける1つ以上のキャリア周波数を使用してキャリアアグリゲーション方式によって通信を実行することができる。必要に応じて、制御回路28は、アンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4がいくつかの帯域において2X MIMO動作を実行し、他の帯域において4X MIMO動作を実行する第1のモードと、アンテナ40U及び40Lが経時的に1つ以上の帯域において2X MIMO動作を実行する第2のモードとの間で、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4を切り替えて、回路34の全体データスループットを更に増大させることができる。制御回路28は、所望のアンテナ効率又はデータスループット要件を満たすように、第1のモードと第2のモードとの間を切り替えることもできる。図4の例は、単なる例示にすぎない。必要に応じて、アンテナ40は、いずれかの所望の周波数においていずれかの所望の数の周波数帯域をカバーすることができる。必要に応じて、4つより多いアンテナ40又は4つ未満のアンテナ40が、MIMO及び/又はキャリアアグリゲーション動作を実行することができる。
図5は、MIMO通信を実行するための複数のアンテナを有するデバイス10の斜視図である。図5に示すように、必要に応じて、デバイス10は、ディスプレイ92などのディスプレイを有してもよい。ディスプレイ92は、デバイス10の前面に搭載され得る。ディスプレイ92は、容量性タッチ電極を組み込んだタッチスクリーンであってもよい、又はタッチ非感知であってもよい。
ディスプレイ92は、発光ダイオード(LED)、有機LED(OLED)、プラズマセル、エレクトロウェッティング画素、電気泳動画素、液晶ディスプレイ(LCD)コンポーネント、又は他の適切な画素構造から形成された画素を含むことができる。透明なガラス又はプラスチックの層などのディスプレイカバー層は、ディスプレイ92の表面を覆ってもよく、又はディスプレイ92の最外層は、カラーフィルタ層、薄膜トランジスタ層、又は他のディスプレイ層から形成されてもよい。ボタン86などのボタンは、カバー層内の開口部を通過してもよく、又は必要に応じてカバー層の下に形成されてもよい。カバー層は、必要に応じて、スピーカポート90用の開口部などの他の開口部を有してもよい。
筐体12は、構造体88などの周縁筐体構造体を含んでもよい。構造体88は、デバイス10及びディスプレイ92の周辺部の周囲を囲んでもよい。デバイス10及びディスプレイ92が4つの縁部を有する矩形形状を有する構成では、構造体88は、4つの対応する縁部(一例として)を有する矩形環形状を有する周縁筐体構造体を使用して実装され得る。周縁構造体88又は周縁構造体88の一部は、ディスプレイ92のベゼル(例えば、ディスプレイ92の4つの側部全てを囲む、及び/又はディスプレイ92をデバイス10に保持するのに役立つ装飾用縁取り)として機能することができる。必要に応じて、周縁構造体88は、(例えば、垂直側壁や曲線状側壁などを有する金属バンドなどを形成することによって)デバイス10の側壁構造体も形成してもよい。
周縁筐体構造体88は、金属などの導電性材料から形成されてもよく、従って、導電性周縁筐体構造体、導電性筐体構造体、周縁金属構造体、又は導電性周縁筐体部材(例として)と呼ばれることもあり得る。周縁筐体構造体88は、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属、又は他の適切な材料から形成されてもよい。周縁筐体構造体88の形成においては、1つ、2つ、又は2つを超える別個の構造体を使用してもよい。
周縁筐体構造体88は、均一な断面を有する必要はない。例えば、必要に応じて、周縁筐体構造体88の上部は、ディスプレイ92を適所に保持するのに役立つ内向きに突出したリップを有してもよい。周縁筐体構造体88の下部も、拡大されたリップを(例えば、デバイス10の背面の平面内に)有してもよい。周縁筐体構造体88は、ほぼ直線状の垂直側壁を有してもよく、曲線状の側壁を有してもよく、又は他の適切な形状を有してもよい。いくつかの構成(例えば、周縁筐体構造体88がディスプレイ92のベゼルとして機能する場合)においては、周縁筐体構造体88が筐体12のリップの周りに延びてもよい(すなわち、周縁筐体構造体88は、筐体12のディスプレイ92を囲む縁部のみを覆い、筐体12の側壁の他の部分は覆わなくてもよい)。
必要に応じて、筐体12は導電性背面を有してもよい。例えば、筐体12は、ステンレス鋼又はアルミニウムなどの金属から形成されてもよい。筐体12の背面は、ディスプレイ92に対して平行な平面内にあり得る。筐体12の背面が金属から形成されるデバイス10の構成では、導電性周縁筐体構造体88の部分を、筐体12の背面を形成する筐体構造体の一体的部分として形成することが望ましい場合がある。例えば、デバイス10の後部筐体壁は、平面金属構造で形成されてもよく、筐体12の側部の周縁筐体構造体88の部分は、平面金属構造の垂直に延びる一体の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、必要に応じて、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。筐体12の平面後壁は、1つ以上、2つ以上、又は3つ以上の部分を有してもよい。導電性周縁筐体構造体88及び/又は筐体12の導電性後壁は、デバイス10の1つ以上の外面(例えば、デバイス10のユーザに見える表面)を形成してもよく、及び/又はデバイス10の外面を形成しない内部構造体(例えば、ガラス、セラミック、プラスチックなどの誘電体の層で覆われた導電性構造体、又はデバイス10の外面を形成し、ユーザの視野から構造体88を隠すのに役立つ他の構造体などの、デバイス10のユーザには見えない導電性筐体構造体)を用いて実装されてもよい。
ディスプレイ92は、デバイス10のユーザのために画像を表示するアクティブエリアを形成する画素の配列を有することができる。必要に応じて、非アクティブな境界領域が、アクティブエリアの1つ以上の外周縁に沿って延びてもよい。ディスプレイ92は、タッチセンサ用の容量性電極のアレイ、画素にアドレス指定するための導電線、駆動回路などの導電性構造体を含んでもよい。
筐体12は、筐体12の壁にわたる金属フレーム部材及び平面状導電性筐体部材(中間板と呼ばれることもある)などの導電性内部構造体(すなわち、部材88の対向する側面間、又は筐体12に構造上の支持を提供するその他のシート金属部分間で溶接又は別の方法で接続された1つ以上の部分で形成された略矩形シート)を含むことができる。デバイス10は、プリント回路基板、プリント回路基板上に搭載されるコンポーネント、及び他の内部導電性構造体などの導電性構造体も含むことができる。これらの導電性構造体は、デバイス10内の接地面を形成するのに使用されてもよく、筐体12の中心に配置されてもよく、ディスプレイ92の非アクティブ若しくはアクティブエリアの下に延びていてもよい。
領域66及び68において、開口部は、デバイス10の導電性構造体内に(例えば、導電性周縁筐体構造体88と、導電性筐体中間板又は後部筐体壁構造体、プリント回路基板、並びにディスプレイ92及びデバイス10内の導電性電気部品などの、対向する導電性接地構造体との間に)形成されてもよい。時にはギャップと呼ばれ得るこれらの開口部は、空気、プラスチック、及び他の誘電体で充填されてもよく、デバイス10の1つ以上のアンテナのスロットアンテナ共振エレメントの形成に使用されてもよい。
導電性筐体構造体及びデバイス10内の他の導電性構造体、例えば、中間板、プリント回路基板上のトレース、ディスプレイ92、及び導電性電子コンポーネントは、デバイス10内のアンテナの接地面として機能し得る。領域66及び68内の開口部は、オープン又はクローズドスロットアンテナ内のスロットとして機能することができ、ループアンテナ内の材料の導電経路によって囲まれた中央誘電領域として機能することができ、ストリップアンテナ共振エレメント又は逆Fアンテナ共振エレメントなどのアンテナ共振エレメントを接地面から分離するスペースとして機能することができ、寄生アンテナ共振エレメントの性能に寄与することができ、又は領域66及び68内に形成されたアンテナ構造体の一部として他の方法で機能することができる。必要に応じて、ディスプレイ92及び/又はデバイス10内の他の金属構造体の下にある接地面は、デバイス10の端部の一部に延びる部分を有してもよく(例えば、接地が領域66及び68内の誘電体充填開口部に向かって延びてもよい)、従って領域66及び68内のスロットが狭められる。デバイス10の縁部に沿って延びる狭いU字形の開口部又は他の開口部を有するデバイス10の構成では、デバイス10の接地面を拡大して、追加の電気コンポーネント(集積回路、センサなど)を収容することができる。
デバイス10内のアンテナ40は、細長いデバイス筐体12の両側の第1及び第2の端部に(例えば、図3及び5に示すようなデバイス10の端部66及び68に)、デバイス筐体の1つ以上の縁部に沿って、デバイス筐体の中心に、他の好適な場所に、又はこれらの場所の1つ以上に配置され得る。図5の構成は、単なる例示である。
周縁筐体構造体88の部分には周縁ギャップ構造体を設けることができる。例えば、導電性周縁筐体構造体88には、図5に示すように、ギャップ84などの1つ以上のギャップが備えられてもよい。周縁筐体構造体88のギャップは、ポリマー、セラミック、ガラス、空気、他の誘電材料、又はこれらの材料の組み合わせなどの誘電体で充填され得る。ギャップ84は、周縁筐体構造体88を1つ以上の導電性周縁セグメントに分割することができる。例えば、周縁筐体構造体88内に(例えば、2つのギャップ84を有する構成に)2つの導電性周縁セグメント、(例えば、3つのギャップ84を有する構成に)3つの導電性周縁セグメント、(例えば、4つのギャップ84を有する構成に)4つの導電性周縁セグメントが設けられてもよい。このようにして形成された導電性周縁筐体構造体88のセグメントは、デバイス10内でアンテナ40の一部を形成することができる。
必要に応じて、筐体12を部分的に又は完全に貫通して延びる溝などの筐体12内の開口部は、筐体12の後壁の幅を横切って延び、筐体12の後壁を貫通して、後壁を異なる部分に分割することができる。これらの溝は、周縁筐体構造体88内に延びることもでき、デバイス10内にアンテナスロット、ギャップ84、及び他の構造を形成することができる。ポリマー又は他の誘電体が、これらの溝及び他の筐体開口部を充填することができる。いくつかの状況では、アンテナスロット及び他の構造体を形成する筐体開口部は、空気などの誘電体を充填されてもよい。
一般的なシナリオでは、機器10は(例として)上部アンテナ及び下部アンテナを有することができる。図3のアンテナ40−1、40−2、及び40Uなどの上部アンテナは、例えば、領域66内のデバイス10の上端に形成することができる。図3のアンテナ40−3、40−4、及び40Lなどの下部アンテナは、例えば、領域68内のデバイス10の下端に形成することができる。これらのアンテナは、同一の通信帯域、重なり合う通信帯域、又は別個の通信帯域をカバーするために別々に使用され得る。例えば、アンテナは、アンテナのうちの2つ以上が同じ周波数をカバーするMIMOアンテナ方式(例えば、2X MIMO方式及び/又は4X MIMO方式)を実行するために使用され得る。
MIMO方式を使用して通信するためのアンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4などのアンテナを形成する場合、同じ周波数で動作するアンテナが互いに十分に絶縁されるように注意すべきである。例えば、注意が払われない場合、筐体12の一部がアンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4の部分を形成するために使用されるシナリオでは、同じ周波数で動作するアンテナが互いに良好な電磁的絶縁を有するように確保するのは困難であり得る。不十分な絶縁は、例えば、1つ以上のアンテナ40の全体のアンテナ効率を低下させる、データスループット全体を低減する、送信及び受信データにエラーを導入する、外部通信機器との無線接続性が低下する場合などがある。
デバイス10内のアンテナ40は、任意の所望のアンテナタイプを使用して形成することができる。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、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、モノポールアンテナ構造体、ダイポールアンテナ構造体、これらの設計のハイブリッドなどから形成された共振エレメントを有するアンテナを挙げることができる。図6は、デバイス10用のアンテナ40を実装する際に使用することができる例示的な逆Fアンテナ構造体の図である。
図6に示すように、アンテナ40は、逆Fアンテナ共振エレメント102及びアンテナ接地(接地面)100を含むことができる。アンテナ共振エレメント102は、アーム104などの主共振エレメントアームを有することができる。アーム104及び/又はアーム104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104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とし得る。アンテナ40はまた、高調波周波数での共振も呈し得る。
主共振エレメントアーム104は、リターン経路106によって接地100に結合され得る。インダクタ又は他のコンポーネントを、経路106に介挿することができ、及び/又は可変コンポーネント60(図2)を、経路106に介挿することができる。必要に応じて、可変コンポーネント60は、アーム104と接地100との間に経路106と並列に結合されてもよい。必要に応じて、追加のリターン経路106は、アーム108 と接地100との間に結合されてもよい。
アンテナ40は、1つ以上のアンテナフィードを用いて給電されてもよい。例えば、アンテナ40は、アンテナフィード55を用いて給電され得る。アンテナフィード55は、正のアンテナフィード端子56及び接地アンテナフィード端子58を含み得るものであり、アーム104と接地100との間で、リターン経路106に対して平行に延びることができる。必要に応じて、図6の例示的なアンテナ40などの逆Fアンテナは、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ために複数の周波数共振を作り出すために)有することができ、又は、他のアンテナ構造体(例えば、寄生アンテナ共振エレメント、アンテナの同調をサポートするための可変コンポーネントなど)を有することができる。例えば、アーム104は、フィード55及びリターン経路106から外側に延在する左側及び右側分岐部を有してもよい。複数のフィードは、アンテナ40などのアンテナを供給するために使用されてもよい。
アンテナ40は、1つ以上のスロットアンテナ共振エレメントを含むハイブリッドアンテナであってよい。図7に示すように、例えば、アンテナ40は、アンテナ接地100などの導電性構造体内に形成されたスロット108などの開口部を有するスロットアンテナ構成に基づいてもよい。スロット108は、空気、プラスチック、及び/又は他の誘電体で充填されてもよい。スロット108の形状は、直線状であってもよく、又は1つ以上の屈曲部を有してもよい(すなわち、スロット108は、蛇行経路に従った細長い形状を有してもよい)。フィード端子56及び58は、例えば、スロット108の対向する側面(例えば、対向する長い側面)に位置してもよい。図7のスロットアンテナ共振エレメント108などのスロットベースのアンテナ共振エレメントは、アンテナ信号の波長がスロットの周囲の長さに等しい周波数でのアンテナ共振を起こすことができる。狭いスロットでは、スロットアンテナ共振エレメントの共振周波数は、スロット長が波長の半分に等しい信号周波数に関連付けられる。
スロットアンテナ周波数応答は、1つ以上の同調コンポーネント(例えば、図2のコンポーネント60)を使用して同調されてもよい。それらのコンポーネントは、スロットの反対側面に結合された端子を有してもよい(すなわち、可変コンポーネントは、スロットにブリッジを架けてもよい)。必要に応じて、可変コンポーネントは、スロット108の側面のうちの1つの長さに沿った各々の位置に結合された端子を有してもよい。それらの構成の組み合わせも使用されてもよい。必要に応じて、アンテナ40は、図6及び図7の両方に示されるタイプの共振エレメントを含むハイブリッドスロット逆Fアンテナであってもよい(例えば、図6のアーム104などの共振エレメントアーム及び図7のスロット108などのスロットの両方によって与えられる共振を有する)。
図6及び7の例は、単一のアンテナ40のみを示すが、複数のアンテナ40が、デバイス10内のこれらの構造体から形成されてもよい。図8は、MIMO動作を実行するために使用され得る、図3のアンテナ40−1及び40−2などの一対の隣接アンテナの概略図である。
図8に示すように、アンテナ40−1及び40−2は、逆Fアンテナ構造体(例えば、図6に示される逆Fアンテナ構造体)を含んでもよい。アンテナ40−1は、短絡経路106−1によって接地100に結合された共振エレメントアーム104−1を含んでもよい。アンテナ40−1は、第1のアンテナフィード55−1を使用して供給されてもよい。アンテナフィード55−1は、共振エレメントアーム104−1に結合された第1のフィード端子56−1と、接地100に結合された第2のフィード端子58−1と、を有してもよい。アンテナ40−2は、短絡経路106−2によって接地100に結合された共振エレメントアーム104−2を含んでもよい。アンテナ40−2は、共振エレメントアーム104−2に結合された第1のフィード端子56−2と、接地100に結合された第2のアンテナフィード端子58−2と、を有する第2のフィード55−2を使用して供給されてもよい。
図8の例では、アンテナ40−1のリターン経路106−1は、フィード55−1の位置とアンテナ40−2のリターン経路106−2との間に介在させることができる。同様に、アンテナ40−2のリターン経路106−2は、アンテナ40−1のリターン経路106−1とフィード55−2との間に介在させることができる。無線周波数信号は、フィード55−1を介してアンテナ40−1に及びアンテナ40−1から伝達することができ、フィード55−2を介してアンテナ40−2に及びアンテナ40−2から伝達することができる。アンテナ40−1に対応するアンテナ電流は、アンテナ40−1の主共振エレメントアーム104−1を通って流れることができ、経路106−1を介して接地100に短絡される。同様に、アンテナ40−2のアンテナ電流は、アンテナ40−2の主共振エレメントアーム104−2を通って流れることができ、経路106−2を介して接地100に短絡される。
同一の周波数帯域内で(例えば、中帯域MB又は高帯域HB内で)MIMO動作(例えば、4X MIMO動作)を実行するとき、注意が払われない場合、アンテナ40−1からのアンテナ電流は、アンテナ40−2からのアンテナ電流と電磁気的に干渉することがあり、それによって、両方のアンテナによって無線周波数性能を悪化させる。しかしながら、アンテナ106−2に隣接する短絡経路106−1を形成することにより、アンテナ40−1及び40−2の両方からのアンテナ電流の磁場が相殺され、アンテナ40−1を40−2から効果的に絶縁するように働くことができる。アーム104−1及び104−2は、図8の電気概略図において(例えば、アーム104−1と104−2との間の電磁的絶縁に起因して)電気的に分離されているものとして示されるが、別の好適な一配置では、アーム104−1及び104−2は、単一の連続導体(例えば、デバイス10の単一の筐体壁88)から形成されてもよい、及び/又は短絡経路106−1及び106−2は、(例えば、アンテナ40−1と40−2との間の絶縁に影響を及ぼすことなく)アーム104−1及び104−2と接地100との間の単一の連続導体から形成されてもよい。図8の例は、隣接アンテナ40−1及び40−2を説明しているが、図3のアンテナ40−2及び40−3を形成する際に同様のアンテナ構造体が使用されてもよい(例えば、図8のアンテナ40−1がアンテナ40−4に代わり、アンテナ40−2がアンテナ40−3に代わる)。
必要に応じて、アーム104−1と104−2間の開口部と接地100は、スロットアンテナ共振をアンテナ40−1及び40−2に寄与させてもよい(例えば、アンテナ40−1及び40−2は、図6及び7の両方に示されるタイプの共振エレメントを含むハイブリッドスロット逆Fアンテナであってもよい)。図9は、アンテナ40−1及び40−2がどのようにスロット及び逆Fアンテナ構造体の両方を含み得る、及びデバイス筐体12の一部から形成され得るかを示す図である。
図9に示すように、アンテナ40−1の共振エレメントアーム104−1及びアンテナ40−2の共振エレメントアーム104−2は、導電性周縁筐体構造体88のセグメントから形成されてもよい。共振エレメントアーム104−1及び104−2を形成する導電性周縁筐体構造体88のセグメントは、デバイス10の第1の側における第1の誘電体ギャップ84−1とデバイス10の反対側の第2の側における第2の誘電体ギャップ84−2との間で延在してもよい。例えば、構造体88のセグメントは、デバイス10の導電性周縁壁(例えば、側壁)を含み得る。共振エレメントアーム104−1は、導電性周縁壁の第1の部分から形成することができ、共振エレメントアーム104−2は、第1の部分の端部から延在する導電性周縁壁の第2の部分から形成することができる(例えば、第1及び第2の部分は、デバイス10の同じ導電性側壁から直接接続及び形成されてもよい)。
導電性周縁筐体構造体88のセグメント(例えば、共振エレメントアーム104−1及び104−2)は、スロット108によって接地100から分離されてもよい。スロット108は、ギャップ84−1からギャップ84−2まで延在する細長い開口から形成されてもよい(例えば、開口端と称されることがあるスロット108の端が、ギャップ84−1及び84−2によって形成されてもよい)。スロット108は、任意の好適な長さ(例えば、約4〜20cm、2cm超、4cm超、8cm超、12cm超、25cm未満、10cm未満など)、及び任意の好適な幅(例えば、約2mm、2mm未満、3mm未満、4mm未満、1〜3mmなど)を有する細長い形状を有してもよい。スロット108は、空気又はプラスチックなどの誘電体で充填されてもよい。例えば、プラスチックは、スロット108の部分に挿入されてもよく、このプラスチックは、筐体12の外側と面一であってもよい。接地100は、デバイス10内の導電層、デバイス10のための中間板部材、筐体12の後壁、導電性周縁構造体88の一部、及び/又はデバイス10内の任意の他の所望の導電性構造体から形成することができる。
アンテナ40−1用のアンテナフィード55−1は、周縁構造体88に結合された第1のフィード端子56−1と、接地100に結合された第2のフィード端子58−1とを含むことができる。アンテナフィード55−2は、周縁構造体88に結合された第1のフィード端子56−2と、接地100に結合された第2のフィード端子58−2とを含むことができる。例えば、フィード55−1は、伝送線路50−1(図3)を使用して送受信器回路48−1によって供給されてもよく、フィード55−2は、伝送線路50−2を使用して送受信器回路48−2によって供給されてもよい。
アンテナ40−1のリターン経路106−1は、周縁構造体88と接地100との間に結合されてもよい。アンテナ40−2のリターン経路106−2は、リターン経路106−1に隣接して周縁構造体88と接地100との間に連結することができる。1つの好適な構成では、リターン経路106−1及び106−2は、セグメント88と接地100との間に結合された同じ導電性構造(例えば、細長い導電性ストリップ、導電性ワイヤ、導電性バネ構造体、剛性又はフレキシブルプリント回路上の金属トレース、金属ねじ又は締結具など)から形成されてもよい。
スロット108の一部は、アンテナ40−1及び/又は40−2へのスロットアンテナ共振に寄与し得る。例えば、アーム104−1と接地100との間のスロット108の一部(例えば、フィード55−1とギャップ84−1との間)は、アンテナ40−1のための高帯域HBにおける共振に貢献し得、アーム104−2と接地100との間のスロット108の一部は、アンテナ40−2のための高帯域HBにおける共振に寄与し得る。
図9の実施例では、アンテナ40−1は、アンテナ40−2よりも大きな体積を占有し、アーム104−1はアーム104−2よりも長い。アンテナ共振エレメントアーム104の長さは、アンテナ40−1及び40−2が所望の周波数で共振するように、選択することができる。例えば、中帯域MBにおけるアンテナ40−1の共振は、フィード端子56−1とギャップ14−1との間の導電性周縁構造体88に沿った距離に関連付けられ得る。低帯域LBにおけるアンテナ40−1の共振は、フィード端子56−1とリターン経路106−1との間の導電性周縁構造体88に沿った距離と関連付けられ得る。アンテナ40−2のアーム104−2は、低帯域LBにおける周波数をサポートするには短すぎる場合がある。しかしながら、例えば、中帯域MBにおけるアンテナ40−2の共振は、リターン経路106−2とギャップ84−2との間の導電性周縁構造体88に沿った距離と関連付けられ得る。
図9の例は、単なる例示にすぎない。必要に応じて、スイッチ、キャパシタ、抵抗器、及び/又はインダクタなどの調節可能なコンポーネント(例えば、図2の同調コンポーネント60)は、周縁構造体88及び接地100に沿った様々な位置間で結合されてもよい。調節可能なコンポーネントは、例えば、アンテナ40−1及び40−2の中帯域及び/又は低帯域共振を、異なる所望の周波数に同調させることができる。導電性周縁構造体88は、デバイス10の周辺部に続く任意の所望の形状を有してもよい。
このように構成されるとき、アンテナ40−1及び40−2の両方は、中帯域MB及び高帯域HBにおける通信をサポートすることができ、アンテナ40−1はまた、低帯域LBにおける通信をサポートすることができる。従って、アンテナ40−1及び40−2はいずれも、中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいてMIMO方式を使用して(例えば、図3のアンテナ40−1及び40−2のみを使用して中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいて2X MIMO方式を、又はアンテナ40−3及び40−4を共に使用して中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいて4X MIMO方式を使用して)通信を実行してもよい。このようにして同じ周波数で通信を実行するとき、アンテナ40−1内のアンテナ電流は、アンテナ電流40−2との干渉を受けやすい場合がある。しかしながら、アンテナ40−1及び40−2内のアンテナ構造体の配置は、共振エレメントアーム104−1及び104−2が両方とも導電性材料(すなわち、周縁構造体88)の同じ連続片から形成された場合でも、アンテナ40−1及び40−2を互いに十分に絶縁するように構成することができる。同時に、アンテナ40−1は、必要に応じて、アンテナ40−4(図3)で低帯域LBにおいて2X MIMO動作を実行してもよい。
図10は、連続導体から形成された共振エレメントアーム104−1及び104−2を有するにもかかわらず、どのようにアンテナ40−1及び40−2がどのように十分に絶縁され得るかを示す、リターン経路106−1及び106−2(例えば、図9の点線領域105内の)の図である。図10に示すように、無線周波数アンテナ電流I1は、接地面100を通ってリターン経路106−1を介して、アンテナ40−1のフィード端子間のアーム104−1を流れることができる。同様に、無線周波数アンテナ電流I2は、接地面100を通ってリターン経路106−2を介して、アンテナ40−2のフィード端子間のアーム104−2を流れることができる。
アンテナ40−1のアンテナ電流I1は、周縁筐体構造体88の外部では図10のページ内へ、かつ構造体88と接地面100との間では(例えば、デバイス10の内部では)図10のページ外へ向く磁場B1を生成することができる。同時に、アンテナ40−2のアンテナ電流I2は、周縁筐体構造体88の外部ではページから外へ、構造体88と接地面100との間ではページ外へ向く磁場B2を生成することができる。このようにして、構造体88の外側の磁場B1は構造体88の外側の磁場B2で相殺され、構造体88と接地100との間の磁場B1は、構造体88と接地100との間の磁場B2で相殺され得る。これにより、電流I1によって生成された磁場が、リターン経路106−1及び106−2の位置で電流I2によって生成された磁場で相殺されることによって、アーム104−1及び104−2が両方とも連続構造体88から形成される場合でも、アンテナ40−1をアンテナ40−2から電磁的に絶縁する働きをする。(例えば、ギャップ84などのギャップを伴わずに)連続導体からアーム104−1及び104−2の両方を形成することで、アンテナ40−1及び40−2を絶縁するためにギャップが使用されるシナリオと比較して、例えば、ユーザに対するデバイス10の美的外観を向上させることができる、及び/又はデバイス10の構造的(機械的)完全性を向上させることができる。加えて、図10に示すように、リターン経路106−1及び106−2は両方とも、アンテナ40−1と40−2との間の絶縁に影響を及ぼすことなく、周縁構造体88と接地100との間に延在する同じ導電性構造体107(例えば、基板上の導電トレース、金属ワイヤ、導電ピン、はんだ接合、溶接など)を使用して形成することができる。
図8〜10の例は、隣接するアンテナ40−1及び40−2を説明しているが、図3に示されるように、デバイス10の下端68においてアンテナ40−2及び40−3を形成する際に同様のアンテナ構造体が使用されてもよい(例えば、図10のアンテナ40−4がアンテナ40−1に代わり、アンテナ40−3がアンテナ40−2に代わる)。図8〜10の配置は、アンテナ40−1とアンテナ40−2との間の十分な量の絶縁を提供できる一方で、別の好適な配置では、アンテナ40−1及び40−2は、アンテナ40−1のアーム104−1をアンテナ40−2のアーム104−2から機械的に分離することによって更に絶縁することができる。
図11は、機械的に分離された(絶縁された)共振エレメントを有する、図3のアンテナ40−1及び40−2などの一対の隣接アンテナの概略図である。図11に示すように、アンテナ40−1の共振エレメントアーム104−1は、ギャップ109によってアンテナ40−2の共振エレメントアーム104−2から機械的に分離することができる。ギャップ109は、例えば、導電性周縁構造体88のギャップ84から形成されてもよい。アンテナ40−1のフィード55−1は、ギャップ109とリターン経路106−1との間に介在させることができる。リターン経路106−1は、ギャップ109と反対側のアーム104−1の端部とフィード55−1の端子56−1との間に介在する位置で、共振エレメントアーム104−1に連結されてもよい。
アンテナ40−2のリターン経路106−2は、ギャップ109に隣接するアーム104−2の端部と接地100との間に連結することができる。これは例示にすぎない。必要に応じて、リターン経路106−2は、接地100と、フィード端子56−2とギャップ109との間のアーム104−2上の任意の所望の位置との間に連結することができる。アンテナ40−2のフィード55−2は、リターン経路106−2とギャップ109の反対側のアーム104−2の端部との間に介在させることができる。このように構成されると、ギャップ109はアーム104−1をアーム104−2から機械的に絶縁するだけでなく、(例えば、フィード55−1によって対応されるアンテナ電流からの電磁場が、フィード55−2によって対応されるアンテナ電流からの電磁場と大きく相互作用するのを防止することによって)アンテナ40−1をアンテナ40−2から電磁的に絶縁するように機能することができる。
図12は、アンテナ40−1及び40−2がどのように、スロット及び逆Fアンテナ構造体から、及びデバイス筐体12の機械的に分離された部分から形成され得るかを示す図である。アンテナ40−1及び40−2は、図6及び7の両方に示すタイプの共振エレメントを含むハイブリッドスロット逆Fアンテナであってもよい。
図12に示すように、開口部84−3などの開口部84(図5)は、導電性周縁筐体構造体88を第1のセグメント88−1及び第2のセグメント88−1に分離することができる 。アンテナ40−1の共振エレメントアーム104−1は、セグメント88−1から形成してもよい。アンテナ40−2の共振エレメントアーム104−2は、セグメント88−2から形成してもよい。
セグメント88−1は、ギャップ84−3とギャップ84−1との間に延在してもよい。セグメント88−2は、ギャップ84−3とギャップ84−2との間に延在してもよい。アンテナ40−1のフィード55−1は、セグメント88−1と接地100との間のスロット108にわたって結合することができ、一方、アンテナ40−2のフィード55−2は、セグメント88−2と接地100との間のスロット108にわたって結合される。セグメント88−1と接地100との間のスロット108の部分は、アンテナ40−1のための高帯域HBにおける共振などのスロットアンテナ共振に寄与し得る。セグメント88−2と接地100との間のスロット108の部分は、アンテナ40−2のための高帯域HBにおける共振などのスロットアンテナ共振に寄与し得る。
図11の経路106−1及び106−2などのリターン経路は、スロット108を架橋する固定導電経路によって、又はスロット108を架橋するコンポーネント110及び114(例えば、図2の調節可能なコンポーネント60)などの調節可能なコンポーネントによって形成されてもよい。調節可能なコンポーネント110及び114は、スロット108をわたってセグメント88−1と接地100との間に結合されてもよく、アンテナ40−1のための調節可能なリターン経路(例えば、図11のリターン経路106−1)を形成することができる。調節可能なコンポーネント114及び110は、本明細書では、同調コンポーネント、可変コンポーネント、可変回路、又は調節可能な同調コンポーネントと呼ばれることもある。リターン経路106−2は、セグメント88−2と接地100との間に結合されてもよい。リターン経路106−2は、スイッチなどの調節可能なコンポーネントを含んでもよく、又は調節可能なコンポーネントを含まなくてもよい。アンテナ40−2のアンテナフィード端子56−2は、リターン経路106−2とギャップ84−2との間に介在する位置でセグメント88−2に結合することができる。
調節可能なコンポーネント114は、スロット108に沿った第1の位置でスロット108を架橋することができる。例えば、調節可能なコンポーネント114は、フィード端子56−1とギャップ84−1との間に介在する位置でセグメント88−1に結合されてもよい。調節可能なコンポーネント110は、スロット108に沿った第2の位置でスロット108を架橋することができる。例えば、調節可能なコンポーネント110は、ギャップ84−3とフィード端子56−1との間に介在する1つ以上の位置でセグメント88−1に連結されてもよい。
コンポーネント110及び114は、調節可能な量のインダクタンスを提供するためのインダクタなどの固定コンポーネントに結合されたスイッチ、又は接地100とセグメント88−1との間に開回路を含むことができる。コンポーネント114内のスイッチは、例えば、単極双投(SP2T)スイッチ及び2つのインダクタを含んでもよい。コンポーネント110内のスイッチは、例えば、4つのインダクタに結合された単極4投(SP4T)スイッチを含んでもよい。この例は単なる例示にすぎず、一般的に、コンポーネント110及び114は、調節可能なリターン経路スイッチ、キャパシタに結合されたスイッチ(SW)、又は任意の他の所望のコンポーネントなどの他のコンポーネントを含んでもよい。コンポーネント110及び114は、任意の所望の数のインダクタを含んでもよい。必要に応じて、コンポーネント110及び/又は114は、セグメント88−1と接地110 との間に選択的に結合され得る任意のインダクタなしの経路を含んでもよい。コンポーネント110及び114(例えば、対応するスイッチの状態)は、例えば、制御回路28(図1)によって制御され得る。コンポーネント110及び114は、例えば、アンテナ40−1のためのリターン経路(例えば、図11に示すような1つ以上のリターン経路106−1)を形成することができる。
アンテナ共振エレメントアーム104の長さは、アンテナ40−1及び40−2が所望の周波数で共振するように、選択することができる。中帯域MBにおけるアンテナ40−1の共振は、例えば、コンポーネント114とギャップ84−1との間のセグメント88−1に沿った距離と関連付けられ得る。低帯域LBにおけるアンテナ40−1の共振は、例えば、コンポーネント114とギャップ84−3との間のセグメント88−1に沿った距離と関連付けられ得る。中帯域MBにおけるアンテナ40−2の共振は、例えば、リターン経路106−2とギャップ84−2との間のセグメント88−2に沿った距離と関連付けられ得る。必要に応じて、図2のコンポーネント60などの調節可能なコンポーネントは、セグメント88−2と接地100との間のスロット108を架橋することができる。
制御回路28(図1)は、必要に応じて、アンテナ40−1の周波数応答を同調するようにコンポーネント114及び110を調整することができる。例えば、制御回路28は、(例えば、対応するインダクタのうちの1つを使用中に切り替えることによって)中帯域MB内でアンテナ40−1の共振周波数を同調するようにコンポーネント114を調整することができる。制御回路28は、低帯域LB内でアンテナ40−1の共振周波数を同調するようにコンポーネント110を調整することができる。
アンテナ40−1及び40−2は、MIMO方式を中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいて使用して通信を実行することができる。ギャップ84−3によってもたらされるアーム104−1と104−2との間の機械的な分離は、アンテナ40が同一の周波数において動作するとき(例えば、MIMO方式を使用して通信を実行する間)、アンテナ40−1をアンテナ40−2から絶縁するように働き得る。図11及び12の例は、隣接するアンテナ40−1及び40−2を説明しているが、図3に示されるように、デバイス10の下端68においてアンテナ40−2及び40−3を形成する際に同様のアンテナ構造体が使用されてもよい(例えば、図11及び12のアンテナ40−4がアンテナ40−1に代わり、アンテナ40−3がアンテナ40−2に代わる)。
図12に示すアンテナ40−1及び40−2は、必要に応じて、中帯域MB及び/又は高帯域HBにおける2X MIMO方式を用いて(例えば、アンテナ40−3及び40−4からのMIMO寄与なし)、又は(例えば、図4に示すように)中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいてアンテナ40−3及び40−4を使用する4X MIMO方式を使用して通信を実行することができる。中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいてMIMO動作を実行するとき、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、(例えば、中帯域MB及び/又は高帯域HBにおいて)同じ周波数で個別のデータストリームを送信及び/又は受信することができる。ギャップ84−3の存在は、両方のアンテナが同じ周波数で動作しているにもかかわらず、アンテナ40−1をアンテナ40−2から十分に絶縁されるように確保することができる。同時に、アンテナ40−1は、必要に応じて、アンテナ40−4(図3)で低帯域LBにおいて2X MIMO動作を実行してもよい。
いくつかのシナリオでは、4X MIMO方式を使用して達成可能な高データスループットが、デバイス10と外部通信機器との間の通信に必要とされない場合がある。これらのシナリオでは、デバイス10は、(例えば、4X MIMO通信を実行せずに)2つのアンテナが同じ周波数で通信を実行するのに使用される2X MIMOを実行することができる。これらのシナリオにおける2つのアンテナ間の絶縁を最大化するために、2X MIMO動作を実行する2つのアンテナは、デバイス10の両側(例えば、側部66及び68)に配置されてもよい。(例えば、可能な限り多くのアンテナ体積を利用することによって)これらのシナリオにおける2つのアンテナの、アンテナ効率を更に向上させるために、アンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4は、2X MIMO動作を実行するための上部アンテナ40U及び下部アンテナ40L(図3)を形成するように構成することができる。
図12に示すように、必要に応じて、アンテナ40−1及び40−2は、第1の動作モード及び第2の動作モードのうちの選択された1つにアンテナ40−1及び40−2を配置するために、制御回路28(図1)によって制御されるスイッチング回路を含むことができる。第1の動作モード(本明細書では4X MIMOモード又は第1のMIMOモードと称される場合がある)では、アンテナ40−1及び40−2は、ギャップ84−3によって絶縁され、同じ周波数で別個のデータストリームを伝達する(例えば、アンテナ40−1及び40−2は、アンテナ40−3及び40−4を用いて4X MIMO動作を実行することができる)。第2の動作モード(本明細書では、2X MIMOモード又は第2のMIMOモードと称される場合がある)では、アンテナ40−1及び40−2は、上部アンテナ40U(例えば、両方のアンテナ40−1及び40−2からなる構造体を含む単一アンテナ40)などの単一アンテナを形成するように構成される。
第2の動作モードでは、セグメント88−1は、セグメント88−2に短絡されてもよく、リターン経路106−2は、接地100から分離されてもよく、フィード55−2は、無効化されてもよい。その後アンテナ40Uは、アンテナフィード55−1を使用して給電することができる。フィード55−1とギャップ84−2との間の距離は、(矢印118によって示されるように)アンテナ40Uの低帯域LBにおける共振をサポートすることができ、フィード55−1とギャップ84−1との間の距離は、(矢印116によって示されるように)アンテナ40Uの中帯域MB内の共振をサポートすることができる(例えば、両方のセグメント88−1及び88−2は、アンテナ40Uのための単一の共振エレメントアーム106の一部を形成し得る)。アンテナ40Uの共振エレメントアームと接地110 との間のスロット108は、高帯域HBにおける共振をサポートすることができる。
本例では、類似の構造体を使用して、アンテナ40−3及び40−4を形成することができる(例えば、図12のアンテナ40−1がアンテナ40−4に代わり、及びアンテナ40−2がアンテナ40−3に代わる)。これにより、アンテナ40−3及び40−4は、アンテナ40−3及び40−4がアンテナ40−1及び40−2を用いて4X MIMO動作を実行するために同じ周波数で2つの別個のデータストリームを個別に伝達する第1の動作モードと、アンテナ40−3及び40−4が単一の下部アンテナ40Lを形成する第2の動作モードとを切り換えることができる(図3)。アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4が第2の動作モードに配されてアンテナ40U及びアンテナ40Lを形成する場合、アンテナ40U及び40Lは、低帯域LB、中帯域MB、及び/又は高帯域HBにおいて同じ周波数で個別のデータストリームを送信及び/又は受信することによって、2X MIMO動作を実行することができる。
図13は、(例えば、図12の破線領域112内の)第1の動作モードと第2の動作モードとの間でアンテナ40−1及び40−2を切り換えるために、デバイス10内に形成され得るスイッチング回路の図である。図13に示すように、スイッチング回路120は、アンテナ40−1とアンテナ40−2との間に結合することができる。スイッチング回路120の状態は、制御回路28から受信した制御信号122によって制御され得る。
スイッチング回路120は、ギャップ84−3にわたって共振エレメントアーム104−1(セグメント88−1)と共振エレメントアーム104−2(セグメント88−2)との間に結合された第1のスイッチ120−1を含み得る。スイッチ120−1が閉じられる(オンにされる)と、アンテナ40−1のアーム104−1は、アンテナ40−2のアーム104−2に短絡されて、アンテナ40Uのための単一の共振エレメントアーム106を形成することができる。
スイッチング回路120は、アンテナ40−2のリターン経路106−2上に介在した第2のスイッチ120−2を含むことができる(例えば、スイッチ106−2は、アンテナ40−2のアーム104−2と接地100との間に結合されてもよい)。スイッチ120−2が閉じられると、アンテナ40−2のアーム104−2は、(例えば、アンテナ40−2の中帯域MBにおける共振をサポートするため)接地100に短絡されてもよい。スイッチ120−2が開いているとき、(例えば、アンテナ40Uの共振エレメントアームがフィード55−1とギャップ84−2との間で接地に短絡されないように)開回路がアーム104−2と接地100との間に形成されてもよい。
スイッチング回路120は、アンテナフィード55−2のフィード端子56−2と共振エレメントアーム104−2との間に介在する第3のスイッチ120−3を含むことができる。スイッチ120−3が閉じられると、フィード56−2はアーム104−2に結合され、アンテナ40−2のための無線周波数アンテナ信号は、アンテナ40−2によって伝達され得る。スイッチ120−3が開いているとき、フィード55−2は、フィード端子56−2をアーム104−2から分離することによって無効化される。
制御回路28は、スイッチ120−1が開いており、スイッチ120−2及び120−3が閉じている第1の状態(例えば、4X MIMO状態又は第1のMIMO状態)にスイッチング回路120を配置してもよい。スイッチング回路120が第1の状態にあるとき、アンテナ40−1及び40−2は、第1の動作モードに配置される。第1の動作モードでは、アンテナ40−1のアーム104−1は、ギャップ84−3によってアンテナ40−2のアーム104−2から絶縁することができ、アンテナ40−2のリターン経路106−2は、アーム104−2と接地100との間に結合されてもよく、フィード55−2はアクティブ化されてもよい(例えば、フィード端子56−2はアーム104−2に結合されてもよい)。次に、アンテナ40−1及び40−2は、アンテナ40−3及び40−4と同じ周波数で別個のデータストリームを伝達することによって、4X MIMO動作を実行することができる(図3)。
制御回路28は、スイッチ120−1が閉じられ、スイッチ120−2及び120−3が開いている第2の状態(例えば、2X MIMO状態又は第2のMIMO状態)にスイッチング回路120を配置してもよい。スイッチング回路120が第2の状態にあるとき、アンテナ40−1及び40−2は、アンテナ40−1及び40−2内の構造体が単一アンテナ40Uを形成する第2の動作モードに配置される。第2の動作モードでは、アンテナ40−1のアーム104−1が、ギャップ84−3にわたってアンテナ40−2のアーム104−2に短絡されて、アンテナ40Uの共振エレメントアームを形成してもよく、リターン経路106−2は、周縁構造体88と接地100との間に開回路を形成してもよく、フィード55−2は非アクティブ化されてもよい(例えば、フィード端子56−2はアーム104−2から分離することができる)。次に、アンテナ40Uは、アンテナ40Lと同じ周波数でデータストリームを伝達することによって、2X MIMO動作を実行することができる(図3)。
図13の例は、単なる例示にすぎない。必要に応じて、スイッチ120−1、120−2、及び120−3のうちの1つ以上は省略されてもよく、又は追加のスイッチがスイッチング回路120内に形成されてもよい。図13の例では、スイッチ120−1、120−2、及び120−3は、SP2Tスイッチである。しかしながら、一般に、任意の所望のスイッチが使用されてもよく、スイッチング回路120内のスイッチは、アンテナ40−1と40−2との間に任意の所望の様式で配置されてもよい。
(例えば、スイッチング回路120が第2の状態にある間に)2X MIMO動作を実行することは、(例えば、スイッチング回路120が第1の状態にある間に)4X MIMO動作を実行するよりも低いスループットを伴う場合がある。しかしながら、(例えば、アンテナ40U及び40Lがデバイス10の両端部に形成され、従って互いに絶縁され、アンテナ40U及び40Lがアンテナ40−1、40−2、40−3、又は40−4よりも大きい体積を占有するために)2X MIMO動作を実行することは、4X MIMO動作を実行することよりも高いアンテナ効率を伴うことができる。必要に応じて、制御回路28は、デバイス10の処理動作が、比較的高いデータスループットを必要とする場合には(例えば、高精細ビデオをストリーミングする、計算集約的なクラウドコンピューティングアルゴリズムを実行するためなど)、アンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4を第1の動作モードに配置することができ、デバイス10の処理動作が比較的高いアンテナ効率を必要とする場合には(例えば、デバイス10と外部無線機器との間の無線リンク品質が低い場合)、アンテナ40U及び40Lを形成するようにアンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4を第2の動作モードに構成することができる。
図14は、アンテナ性能(アンテナ効率)を図11〜13のアンテナ40−1、40−2、及び/又は40L(スイッチング回路120を含む)に関する動作周波数fの関数として描かれたグラフである。図14に示すように、曲線130は、第2の動作モードに配置されたとき(例えば、スイッチング回路120が第2の状態に置かれるとき)のアンテナ40Uのアンテナ効率を描いている。第2のモードで動作するとき、アンテナ40Uは、低帯域LB、中帯域MB、及び高帯域HB(例えば、約−3dBのピーク効率)におけるピーク効率E1を呈することができる。例えば、低帯域LBにおけるピークは、図12の経路長118に関連付けられたアンテナ40Uの共振によって生成することができ、中間帯域MBにおけるピークは、経路長116に関連付けられたアンテナ40Uの共振によって生成することができ、高帯域HBにおけるピークは、経路116と接地100との間のスロット108の部分に関連付けられたアンテナ40Uの共振によって生成することができる。必要に応じて、低帯域LB内のアンテナ40Uの周波数応答は、図12のコンポーネント110を調整することによって調整することができる。必要に応じて、中間帯域MB内のアンテナ40Lの周波数応答は、図12のコンポーネント114を調整することによって調整することができる。
曲線132は、第1の動作モードで動作するとき(例えば、スイッチング回路120が第1の状態に置かれたとき)のアンテナ40−1のアンテナ効率を描いている。第1の動作モードで動作するとき、アンテナ40−1は、低帯域LB、中帯域MB、及び高帯域HBにおいて、(例えば、各アクティブアンテナ間の分離の低下及び各アンテナの空間体積の減少に起因して)曲線130に関連付けられた効率E1よりも低いピーク効率E2を示し得る。一例として、ピーク効率E2は、約−6dBであり得る。例えば、低帯域LBにおけるピークは、図12のコンポーネント114とギャップ84−3との間の経路に関連付けられたアンテナ40−1の共振によって生成することができ、中間帯域MBにおけるピークは、コンポーネント114とギャップ84−1との間の経路に関連付けられたアンテナ40−1の共振によって生成することができ、高帯域HBにおけるピークは、セグメント88−1と接地100との間のスロット108の共振によって生成することができる。低帯域LB内の曲線132の周波数応答は、図12のコンポーネント110を調整することによって調整することができる。中帯域MB内の曲線130の周波数応答は、コンポーネント114を調整することによって調整することができる。
曲線134は、第1の動作モードに配置されたとき(例えば、スイッチング回路120が第1の状態に置かれたとき)のアンテナ40−2のアンテナ効率を描いている。第1のモードで動作するとき、アンテナ40−2は、低中帯域MB及び高帯域HBにおけるピーク効率E2を呈することができる。 中帯域MBにおけるピークは、リターン経路106−2とギャップ84−2との間の距離に関連付けられたアンテナ40−2の共振によって生成することができ、高帯域HBにおけるピークは、例えば、セグメント88−2と接地100との間のスロット108の共振によって生成することができる。第1のモードで動作している間に、全体のアンテナ効率はE1からE2に低下するが、無線回路34のデータスループットは第2のモードよりも第1のモードで大きくなる。
(例えば、図4のアンテナ40−1〜40−4のカバレッジブロック80によって示されるように)、第1の動作モードに配置されると、アンテナ40−1及び40−2は、中帯域MB及び高帯域HBの一方又は両方においてアンテナ40−3及び40−4を用いて4X MIMO動作を実行することができ、低帯域LBにおいてアンテナ40−4を用いて2X MIMO動作を追加的に又は代替的に実行することができる。必要に応じて、アンテナ40−1、40−2、40−3、及び40−4は、帯域LB、MB、及びHBのうちの1つ以上における複数のキャリア周波数を使用して、データスループットを更に増加させるキャリアアグリゲーションを実行することができる。
第2の動作モードに配置されると、アンテナ40U及び40Lは、帯域LB、MB、及びHBのうちの1つ、2つ、又は全てにおいて、2X MIMO動作を実行することができる。必要に応じて、アンテナ40U及び40Lは、帯域LB、MB、及びHBのうちの1つ以上における複数の搬送波周波数を使用して、データスループットを更に増加させるキャリアアグリゲーションを実行してもよい(例えば、アンテナ40U及び40Lの各々が同じ搬送波周波数をカバーするため、キャリアアグリゲーション方式の各搬送波周波数に対して2X MIMO動作が実行される)。
例えば、アンテナ40−1及び40−4は、第1の動作モードに配置されている間に低帯域LB内で2X MIMO動作を実行することができる一方、いずれのアンテナも、第2の動作モードに配置される間、4X MIMO動作を実行することができない。このようにして、単一のアンテナのみが使用されるシナリオよりも全体的なデータスループットを増加させるために、同じ周波数で動作するアンテナ間の良好な電磁的絶縁を確保しつつ、及び、図11〜13の例では、デバイス10のアンテナ効率及びデータスループット要件に応じて、異なるモード間でアンテナを動的に調整することも可能にしつつ、4つ以上のアンテナ40を使用して、MIMO動作を実行することができる。
図14の例は、単なる例示にすぎない。一般的には、効率曲線130、132、及び134は、任意の所望の形状を有することができる。曲線130、132、及び134は、必要に応じて、3つ超の周波数帯域、3つ未満の周波数帯域、又は他の任意の所望の周波数帯域における効率のピークを示すことができる。必要に応じて、同様の効率曲線を使用して、図3のアンテナ40−3、40−4、及び40Lを特徴付けることもできる。
図14の曲線132などの曲線(又はわずかに低い効率で曲線132の経路をたどる類似の曲線)が、アンテナ40−1及び40−2が連続導体から形成され、アンテナ40−3及び40−4が連続導体から形成されるシナリオにおいて(図8〜10)、アンテナ40−1及び40−4の性能を特徴付けるために使用されてもよい。同様に、曲線134などの曲線(又はわずかに低い効率で曲線134の経路をたどる類似の曲線)を使用して、図8〜10の配置におけるアンテナ40−2及び40−3の性能を特徴付けることができる。アンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4は、アンテナ40−1及び40−2が連続導体から形成された共振エレメントを有するかどうか(図8〜10)、又はギャップ84−3が筐体壁88に形成されているかどうか(図11〜13)にかかわらず、中帯域MB及び/若しくは高帯域HBにおいて4X MIMO動作を実行することができる、及び/又は低帯域LBにおいて2X MIMO動作を実行することができる。必要に応じて、任意の1対のアンテナ40−1、40−2、40−3及び40−4は、帯域LB、MB、及び/又はHBのうちの1つ以上において2X MIMO動作を実行することができる(例えば、アンテナ40は、全データスループット容量を利用する必要はない)。
一実施形態によれば、両側に第1及び第2の端部と矩形周辺部とを有する筐体であって、第1の端部に第1及び第2の角部があり、第2の端部に第3及び第4の角部がある筐体と、第1の角部にある第1のアンテナと、第2の角部にある第2のアンテナと、第3の角部にある第3のアンテナと、第4の角部にある第4のアンテナと、第1、第2、第3、及び第4のアンテナに結合された携帯電話送受信器回路とを含む電子デバイスが提供され、携帯電話送受信器回路は、同時に、第1及び第4のアンテナを使用して第1の周波数で無線周波数信号を伝達し、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して第1の周波数よりも高い第2の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成される。
別の実施形態によれば、ポータブル電子デバイスの筐体は、矩形周辺部の周囲を囲む導電性周縁構造体を含み、第1、第2、第3、及び第4のアンテナが各々、導電性周縁構造体から形成された個別のアンテナ共振エレメントアームを備える。
別の実施形態によれば、ポータブル電子デバイスは、筐体の第1の端部から第2の端部まで延在するディスプレイカバー層を有するディスプレイを含む。
別の実施形態によれば、導電性周縁構造体は、電子デバイスの第1の端部に導電性側壁を含み、第1のアンテナは、導電性側壁の第1の部分から形成された第1のアンテナ共振エレメントアームを含み、第2のアンテナは、第1の部分の端部から延在する導電性側壁の第2の部分から形成された第2のアンテナ共振エレメントを含む。
別の実施形態によれば、導電性周縁構造体は、電子デバイスの第1の端部に導電性側壁を備え、誘電体充填ギャップが、導電性側壁を第1のセグメントと、誘電体充填ギャップによって第1のセグメントから分離された第2のセグメントとに分割し、第1のアンテナが、第1のセグメントから形成された第1のアンテナ共振エレメントアームを含み、第2のアンテナが、第2のセグメントから形成された第2のアンテナ共振エレメントを備える。
別の実施形態によれば、ポータブル電子デバイスは、第1のアンテナと第2のアンテナとの間に結合された第1のスイッチング回路と、第3のアンテナと第4のアンテナとの間に結合された第2のスイッチング回路と、筐体内の制御回路と、を含み、制御回路は、第1及び第2のアンテナのアンテナ共振エレメントアームを含む第5のアンテナを形成するように第1のスイッチ回路を制御し、第3及び第4のアンテナのアンテナ共振エレメントアームを含む第6のアンテナを形成するように第2のスイッチング回路を制御するように構成される。
別の実施形態によれば、携帯電話送受信器回路は、第5及び第6のアンテナを使用して、第3の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成される。
別の実施形態によれば、携帯電話送受信器回路は、第1及び第4のアンテナを使用して第1の周波数で無線周波数信号を伝達することと、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して第2の周波数で無線周波数信号を伝達することと同時に、第1及び第4のアンテナを使用して第2の周波数よりも高い第3の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成される。
別の実施形態によれば、携帯電話送受信器回路は、第1及び第4のアンテナを使用して第1の周波数で無線周波数信号を伝達することと、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して第2の周波数で無線周波数信号を伝達することと同時に、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して第2の周波数よりも高い第3の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成される。
別の実施形態によれば、第1の周波数が、700MHzと960MHzとの間の第1の携帯電話通信帯域内にあり、第2の周波数が、1700MHzと2200MHzとの間の第2の携帯電話通信帯域内にあり、第3の周波数が、2300MHzと2700MHzとの間の第3の携帯電話通信帯域内にある。
一実施形態によれば、導電性周縁壁を有する筐体と、導電性周縁壁を第1及び第2のセグメントに分割する、導電性周縁壁における誘電体充填開口部と、スロットによって第1及び第2のセグメントから分離されたアンテナ接地と、第1のセグメントから形成された第1の共振エレメントアームと、スロットにわたって第1のセグメントとアンテナ接地との間に結合された第1のアンテナフィードと、を有する第1のアンテナと、第2のセグメントから形成された第2の共振エレメントアームと、スロットにわたって第2のセグメントとアンテナ接地との間に結合された第2のアンテナフィードと、を有する第2のアンテナと、第1及び第2のアンテナフィードの両方を介して、所与の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成された無線周波数送受信器回路と、を備える電子デバイスが提供される。
別の実施形態によれば、第2のアンテナは、第2のセグメント上の位置とアンテナ接地との間に結合されたリターン経路を含み、第2のセグメント上の位置は、第2のアンテナフィードと誘電体充填開口部との間に介在する。
別の実施形態によれば、無線周波数送受信器回路は、第1及び第2のアンテナフィードを介して所与の周波数で無線周波数信号を伝達することと同時に、第2のアンテナフィードを介して追加の周波数で信号を送信せずに、第1のアンテナフィードを介して追加の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成されており、追加の周波数が、所与の周波数よりも低い。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第1のセグメント上の第1の位置とアンテナ接地との間に結合された第1の調節可能なコンポーネントと、第1のセグメント上の第2の位置とアンテナ接地との間に結合された第2の調節可能なコンポーネントと、を含み、第1のアンテナフィードは、第1のセグメントに結合された第1のフィード端子と、アンテナ接地に結合された第2のフィード端子と、を含み、第1の位置は、第1のフィード端子と誘電体充填開口部の反対側の第1のセグメントの端部との間に介在し、第2の位置は、第1のフィード端子と誘電体充填開口部との間に介在し、第2の調節可能なコンポーネントは、追加の周波数における第1のアンテナの共振を調節するように構成される。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第1のアンテナと第2のアンテナとの間に結合されたスイッチング回路と、スイッチング回路を調節して第3のアンテナを形成するように構成された制御回路と、を含み、第3のアンテナは、第1及び第2の共振エレメントアームを含む第3の共振エレメントアームと、第1のアンテナフィードと、アンテナ接地と、を含み、第3のアンテナは、所与の周波数及び追加の周波数で共振を呈するように構成される。
別の実施形態によれば、第2のアンテナフィードは、第2のセグメントに結合された第3のフィード端子と、アンテナ接地に結合された第4のフィード端子と、を含み、スイッチング回路は、リターン経路が第2のセグメントをアンテナ接地に短絡させ、第3のフィード端子が第2のセグメントに短絡され、第1のセグメントと第2のセグメントとの間に開回路が形成される、第1の状態と、リターン経路が第2のセグメントとアンテナ接地との間に開回路を形成し、第3のフィード端子が第2のセグメントから分離され、第1のセグメントが誘電体充填開口部をわたって第2のセグメントに短絡される、第2の状態と、を有し、制御回路は、スイッチング回路を第2の状態に配置することによって第3のアンテナを形成するように構成される。
別の実施形態によれば、導電性周縁壁は、筐体の第1の端部に形成され、筐体は、第1の端部と対向する筐体の第2の端部に形成された追加の導電性周縁壁を含み、追加のスロットによって追加の導電性周縁壁がアンテナ接地から分離され、電子デバイスは、追加の導電性周縁壁を第3及び第4のセグメントに分割する、追加の導電性周縁壁における追加の誘電体充填開口部と、第3のセグメントから形成された第3の共振エレメントアームと、追加のスロットにわたって第3のセグメントとアンテナ接地との間に結合された第3のアンテナフィードと、を有する第3のアンテナと、第4のセグメントから形成された第2の共振エレメントアームと、追加のスロットにわたって第4のセグメントとアンテナ接地との間に結合された第4のアンテナフィードと、を有する第4のアンテナと、を含み、無線周波数送受信器回路は、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを介して所与の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成される。
一実施形態によれば、導電性筐体壁と、スロットによって導電性筐体壁から分離されたアンテナ接地と、導電性筐体壁の第1の部分から形成された第1の共振エレメントアームと、導電性筐体壁上の第1の位置に結合された第1のアンテナフィード端子と、アンテナ接地に結合された第2のアンテナフィード端子と、スロットをわたって導電性筐体壁上の第2の位置とアンテナ接地との間に結合された第1のリターン経路と、を有する第1のアンテナと、第1の部分の端部から延在する導電性筐体壁の第2の部分から形成された第2の共振エレメントアームと、導電性筐体壁上の第3の位置とスロットを横切るアンテナ接地との間に結合された第2のリターン経路と、導電性筐体壁上の第4の位置に結合された第3のアンテナフィード端子と、アンテナ接地に結合された第4のアンテナフィード端子と、を有する第2のアンテナであって、第2の位置が第1の位置と第3の位置との間に介在し、第3の位置が第2の位置と第4の位置との間に介在する第2のアンテナと、第1及び第2のアンテナに結合され、第1及び第2のアンテナの両方を使用して、所与の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成された無線周波数送受信器回路と、を備える電子デバイスが提供される。
別の実施形態によれば、無線周波数送受信器回路は、第1及び第2のアンテナを介して所与の周波数で無線周波数信号を伝達することと同時に、第1のアンテナを使用して、所与の周波数よりも低い追加の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成される。
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第1の端部と、第1の端部の反対側の第2の端部とを有し、第1の端部に導電性筐体壁が形成され、第2の端部にある追加の導電性筐体壁と、追加の導電性周縁壁の第1の部分から形成された第3の共振エレメントアームと、を有する第3のアンテナと、追加の導電性周縁壁の第2の部分から形成された第4の共振エレメントアームを有する第4のアンテナと、を更に備え、無線周波数送受信器回路は、第1、第2、第3、及び第4のアンテナを介して所与の周波数で無線周波数信号を伝達すると同時に、第1及び第4のアンテナを介して追加の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成される。
前述は単なる例示であり、当業者は、記載された実施形態の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な修正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. ポータブル電子デバイスであって、
    両側に第1及び第2の端部と、矩形周辺部と、を有する筐体であって、前記第1の端部に第1及び第2の角部があり、前記第2の端部に第3及び第4の角部がある、筐体と、
    前記第1の角部にある第1のアンテナと、
    前記第2の角部にある第2のアンテナと、
    前記第3の角部にある第3のアンテナと、
    前記第4の角部にある第4のアンテナと、
    前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナに結合される携帯電話送受信器回路であって、前記第1及び第4のアンテナを使用する第1の周波数の無線周波数信号と、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用する、前記第1の周波数よりも高い第2の周波数の無線周波数信号と、を同時に伝達するように構成される、携帯電話送受信器回路と、
    を備える、ポータブル電子デバイス。
  2. 前記筐体が、前記矩形周辺部の周囲を囲む導電性周縁構造体を含み、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナが各々、前記導電性周縁構造体から形成される個別のアンテナ共振エレメントアームを備える、請求項1に記載のポータブル電子デバイス。
  3. 前記筐体の前記第1の端部から前記第2の端部まで延在するディスプレイカバー層を有するディスプレイを更に備える、請求項2に記載のポータブル電子デバイス。
  4. 前記導電性周縁構造体は、前記電子デバイスの前記第1の端部に導電性側壁を備え、前記第1のアンテナは、前記導電性側壁の第1の部分から形成される第1のアンテナ共振エレメントアームを備え、前記第2のアンテナは、前記第1の部分の端部から延在する前記導電性側壁の第2の部分から形成される第2のアンテナ共振エレメントを備える、請求項2に記載のポータブル電子デバイス。
  5. 前記導電性周縁構造体が、前記電子デバイスの前記第1の端部に導電性側壁を備え、誘電体充填ギャップが、前記導電性側壁を第1のセグメントと、前記誘電体充填ギャップによって前記第1のセグメントから分離される第2のセグメントと、に分割し、前記第1のアンテナが、前記第1のセグメントから形成される第1のアンテナ共振エレメントアームを含み、前記第2のアンテナが、前記第2のセグメントから形成される第2のアンテナ共振エレメントを備える、請求項2に記載のポータブル電子デバイス。
  6. 前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとの間に結合される第1のスイッチング回路と、
    前記第3のアンテナと前記第4のアンテナとの間に結合される第2のスイッチング回路と、
    前記筐体内の制御回路であって、前記第1及び第2のアンテナの前記アンテナ共振エレメントアームを含む第5のアンテナを形成するように前記第1のスイッチング回路を制御し、前記第3及び第4のアンテナの前記アンテナ共振エレメントアームを含む第6のアンテナを形成するように前記第2のスイッチング回路を制御するように構成される、制御回路と、
    を更に備える、請求項2に記載のポータブル電子デバイス。
  7. 前記携帯電話送受信器回路が、前記第5及び第6のアンテナを使用して、第3の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成される、請求項6に記載のポータブル電子デバイス。
  8. 前記携帯電話送受信器回路が、前記第1及び第4のアンテナを使用して前記第1の周波数で無線周波数信号を伝達することと、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して前記第2の周波数で前記無線周波数信号を伝達することと同時に、前記第1及び第4のアンテナを使用して前記第2の周波数よりも高い第3の周波数で前記無線周波数信号を伝達するように構成される、請求項1に記載のポータブル電子デバイス。
  9. 前記携帯電話送受信器回路が、前記第1及び第4のアンテナを使用して前記第1の周波数で無線周波数信号を伝達することと、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して前記第2の周波数で前記無線周波数信号を伝達することと同時に、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナを使用して前記第2の周波数よりも高い第3の周波数で前記無線周波数信号を伝達するように構成される、請求項1に記載のポータブル電子デバイス。
  10. 前記第1の周波数が、700MHzと960MHzとの間の第1の携帯電話通信帯域内にあり、前記第2の周波数が、1700MHzと2200MHzとの間の第2の携帯電話通信帯域内にあり、前記第3の周波数が、2300MHzと2700MHzとの間の第3の携帯電話通信帯域内にある、請求項9に記載のポータブル電子デバイス。
  11. 電子デバイスであって、
    導電性周縁壁を有する筐体と、
    前記導電性周縁壁を第1及び第2のセグメントに分割する、前記導電性周縁壁における誘電体充填開口部と、
    スロットによって前記第1及び第2のセグメントから分離されたアンテナ接地と、
    前記第1のセグメントから形成された第1の共振エレメントアームと、前記スロットにわたって前記第1のセグメントと前記アンテナ接地との間で結合された第1のアンテナフィードと、を有する第1のアンテナと、
    前記第2のセグメントから形成された第2の共振エレメントアームと、前記スロットにわたって前記第2のセグメントと前記アンテナ接地との間で結合された第2のアンテナフィードと、を有する第2のアンテナと、
    前記第1及び第2のアンテナフィードの両方を介して、所与の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成された無線周波数送受信器回路と、
    を備える、電子デバイス。
  12. 前記第2のアンテナが、前記第2のセグメント上の位置と前記アンテナ接地との間に結合されたリターン経路を備え、前記第2のセグメント上の前記位置が、前記第2のアンテナフィードと前記誘電体充填開口部との間に介在する、請求項11に記載の電子デバイス。
  13. 前記無線周波数送受信器回路が、前記第1及び第2のアンテナフィードを介して前記所与の周波数で無線周波数信号を伝達することと同時に、前記第2のアンテナフィードを介して追加の周波数で信号を送信せずに、前記第1のアンテナフィードを介して前記追加の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成されており、前記追加の周波数が、前記所与の周波数よりも低い、請求項12に記載の電子デバイス。
  14. 前記第1のセグメント上の第1の位置と前記アンテナ接地との間に結合された第1の調節可能なコンポーネントと、
    前記第1のセグメント上の第2の位置と前記アンテナ接地との間に結合された第2の調節可能なコンポーネントと、
    を更に備え、前記第1のアンテナフィードが、前記第1のセグメントに結合された第1のフィード端子と、前記アンテナ接地に結合された第2のフィード端子と、を備え、前記第1の位置が、前記第1のフィード端子と前記誘電体充填開口部の反対側の前記第1のセグメントの端部との間に介在し、前記第2の位置が、前記第1のフィード端子と前記誘電体充填開口部との間に介在し、第2の調節可能なコンポーネントが、前記追加の周波数における前記第1のアンテナの共振を調整するように構成される、請求項13に記載の電子デバイス。
  15. 前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとの間に結合されたスイッチング回路と、
    前記スイッチング回路を調整して第3のアンテナを形成するように構成された制御回路であって、前記第3のアンテナが、
    前記第1及び第2の共振エレメントアームを含む第3の共振エレメントアームと、
    前記第1のアンテナフィードと、
    前記アンテナ接地であって、前記第3のアンテナが、前記所与の周波数及び前記追加の周波数で共振を呈するように構成される前記アンテナ接地と、
    を備える、制御回路と、
    を更に備える、請求項13に記載の電子デバイス。
  16. 前記第2のアンテナフィードが、前記第2のセグメントに結合された第3のフィード端子と、前記アンテナ接地に結合された第4のフィード端子と、を備え、前記スイッチング回路が、前記リターン経路が前記第2のセグメントを前記アンテナ接地に短絡させ、前記第3のフィード端子が前記第2のセグメントに短絡され、前記第1のセグメントと前記第2のセグメントとの間に開回路が形成される、第1の状態を有し、前記スイッチング回路が、前記リターン経路が前記第2のセグメントと前記アンテナ接地との間に開回路を形成し、前記第3のフィード端子が前記第2のセグメントから分離され、前記第1のセグメントが前記誘電体充填開口部をわたって前記第2のセグメントに短絡される、第2の状態を有し、前記制御回路が、スイッチング回路を第2の状態に配置することによって第3のアンテナを形成するように構成される、請求項15に記載の電子デバイス。
  17. 前記導電性周縁壁が、前記筐体の第1の端部に形成され、前記筐体が、前記第1の端部と反対側の前記筐体の第2の端部に形成された追加の導電性周縁壁を含み、前記追加の導電性周縁壁が、追加のスロットによって前記アンテナ接地から分離され、前記電子デバイスが、
    追加の導電性周縁壁を第3及び第4のセグメントに分割する、前記導電性周縁壁における誘電体充填開口部と、
    前記第3のセグメントから形成された第3の共振エレメントアームと、前記追加のスロットにわたって前記第3のセグメントと前記アンテナ接地との間で結合された第3のアンテナフィードと、を有する第3のアンテナと、
    前記第4のセグメントから形成された第2の共振エレメントアームと、前記追加のスロットにわたって前記第4のセグメントと前記アンテナ接地との間に結合された第4のアンテナフィードと、を有する第4のアンテナであって、前記無線周波数送受信器回路が、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナを介して前記所与の周波数で前記無線周波数信号を同時に伝達するように構成される第4のアンテナと、
    を更に備える、請求項11に記載の電子デバイス。
  18. 電子デバイスであって、
    導電性筐体壁と、
    スロットによって前記導電性筐体壁から分離されたアンテナ接地と、
    前記導電性筐体壁の第1の部分から形成された第1の共振エレメントアームと、前記導電性筐体壁上の第1の位置に結合された第1のアンテナフィード端子と、前記アンテナ接地に結合された第2のアンテナフィード端子と、前記スロットにわたって前記導電性筐体壁上の第2の位置と前記アンテナ接地との間に結合された第1のリターン経路と、を有する第1のアンテナと、
    前記第1の部分の端部から延在する前記導電性筐体壁の第2の部分から形成された第2の共振エレメントアームと、前記スロットにわたって前記導電性筐体壁上の第3の位置と前記アンテナ接地との間に結合された第2のリターン経路と、前記導電性筐体壁上の第4の位置に結合された第3のアンテナフィード端子と、前記アンテナ接地に結合された第4のアンテナフィード端子と、を有する第2のアンテナであって、前記第2の位置が前記第1の位置と前記第3の位置との間に介在し、前記第3の位置が前記第2の位置と前記第4の位置との間に介在している、第2のアンテナと、
    前記第1及び第2のアンテナに結合され、前記第1及び第2のアンテナの両方を使用して、所与の周波数で無線周波数信号を同時に伝達するように構成された無線周波数送受信器回路と、
    を備える、電子デバイス。
  19. 前記無線周波数送受信器回路が、前記第1及び第2のアンテナを介して前記所与の周波数で無線周波数信号を伝達すると同時に、前記第1のアンテナを使用して、前記所与の周波数よりも低い追加の周波数で無線周波数信号を伝達するように構成される、請求項18に記載の電子デバイス。
  20. 前記電子デバイスが、第1の端部と、前記第1の端部の反対側の第2の端部と、を有し、前記導電性筐体壁が前記第1の端部に形成され、前記電子デバイスが、
    前記第2の端部にある追加の導電性筐体壁と、
    前記追加の導電性周縁壁の第1の部分から形成される第3の共振エレメントアームを有する第3のアンテナと、
    前記追加の導電性周縁壁の第2の部分から形成される第4の共振エレメントアームを有する第4のアンテナであって、前記無線周波数送受信器回路が、前記第1、第2、第3、及び第4のアンテナを介して前記所与の周波数で前記無線周波数信号を伝達すると同時に、前記第1及び第4のアンテナを介して前記追加の周波数で前記無線周波数信号を伝達するように構成される第4のアンテナと、
    を更に備える、請求項19に記載の電子デバイス。
JP2020500845A 2017-07-21 2018-06-28 マルチインプットマルチアウトプットアンテナ構造体 Pending JP2020527892A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/657,001 US10886607B2 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Multiple-input and multiple-output antenna structures
US15/657,001 2017-07-21
PCT/US2018/040109 WO2019018115A1 (en) 2017-07-21 2018-06-28 ANTENNA STRUCTURES WITH MULTIPLE INPUTS AND MULTIPLE OUTPUTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020527892A true JP2020527892A (ja) 2020-09-10

Family

ID=62952406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020500845A Pending JP2020527892A (ja) 2017-07-21 2018-06-28 マルチインプットマルチアウトプットアンテナ構造体

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10886607B2 (ja)
JP (1) JP2020527892A (ja)
KR (1) KR102242921B1 (ja)
CN (1) CN110870135B (ja)
DE (1) DE112018003732T5 (ja)
WO (1) WO2019018115A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10886607B2 (en) 2017-07-21 2021-01-05 Apple Inc. Multiple-input and multiple-output antenna structures
US10715187B2 (en) * 2017-09-29 2020-07-14 Intel Corporation Antenna bandwidth enhancement for an electronic device
CN108199728B (zh) * 2018-03-16 2020-05-19 Oppo广东移动通信有限公司 多路选择开关、射频系统和无线通信设备
US10868576B2 (en) 2018-04-27 2020-12-15 Board Of Trustees Of The University Of Illinois Frequency independence for synthesis within programmable non-reciprocal network circuit
US11171408B2 (en) * 2019-05-23 2021-11-09 Htc Corporation Communication device
CN112928445B (zh) * 2019-12-06 2023-01-10 北京小米移动软件有限公司 天线结构和电子设备
CN111294081B (zh) * 2020-01-22 2022-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 射频系统和电子设备
KR20210101711A (ko) * 2020-02-10 2021-08-19 삼성전자주식회사 안테나 및 이를 구비한 전자 장치
CN113328233B (zh) * 2020-02-29 2022-11-08 华为技术有限公司 电子设备
KR20230004696A (ko) * 2020-05-15 2023-01-06 엘지전자 주식회사 안테나를 구비하는 전자 기기
US11296409B1 (en) * 2020-06-11 2022-04-05 Amazon Technologies, Inc. Embedded antenna for calibration for a phased array antenna
CN113839181B (zh) * 2020-06-23 2024-05-24 北京小米移动软件有限公司 一种天线模组和终端设备
US11228345B1 (en) * 2020-09-22 2022-01-18 Apple Inc. Electronic devices having differential-fed near-field communications antennas
CN112968285A (zh) * 2021-02-02 2021-06-15 维沃移动通信有限公司 电子设备
FI129858B (fi) * 2021-03-19 2022-10-14 Teknoware Oy Itsesäätyvä virtalähde ja menetelmä itsesäätyvän virtalähteen lähdön säätämiseksi
CN113764888B (zh) * 2021-08-09 2022-07-29 荣耀终端有限公司 天线组合系统及终端设备
CN113839204B (zh) * 2021-09-18 2023-01-31 荣耀终端有限公司 移动终端及高隔离天线对
CN115313046A (zh) * 2022-08-31 2022-11-08 Oppo广东移动通信有限公司 一种电子设备
WO2024086945A1 (en) * 2022-10-28 2024-05-02 Institut National De La Recherche Scientifique Dielectric-loaded multiple-input-multiple-output tunable antenna

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130234741A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Matthew A. Mow Methods for Characterizing Tunable Radio-Frequency Elements
JP2013255153A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Ntt Docomo Inc アンテナ装置
US20140078008A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Yunmo Kang Mobile terminal
US20140361941A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Qualcomm Incorporated Multi-type antenna
JP3204587U (ja) * 2013-03-18 2016-06-09 アップル インコーポレイテッド スロット型無給電要素を備えるチューナブルアンテナ

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005069428A1 (en) 2003-12-24 2005-07-28 Molex Incorporated Transmission line having a transforming impedance
US8350761B2 (en) 2007-01-04 2013-01-08 Apple Inc. Antennas for handheld electronic devices
US7612725B2 (en) 2007-06-21 2009-11-03 Apple Inc. Antennas for handheld electronic devices with conductive bezels
FI20096251A0 (sv) 2009-11-27 2009-11-27 Pulse Finland Oy MIMO-antenn
US8781420B2 (en) 2010-04-13 2014-07-15 Apple Inc. Adjustable wireless circuitry with antenna-based proximity detector
US9070969B2 (en) 2010-07-06 2015-06-30 Apple Inc. Tunable antenna systems
US8947302B2 (en) 2010-11-05 2015-02-03 Apple Inc. Antenna system with antenna swapping and antenna tuning
US9673507B2 (en) 2011-02-11 2017-06-06 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
US9246221B2 (en) * 2011-03-07 2016-01-26 Apple Inc. Tunable loop antennas
US9166279B2 (en) 2011-03-07 2015-10-20 Apple Inc. Tunable antenna system with receiver diversity
US9653813B2 (en) 2011-05-13 2017-05-16 Google Technology Holdings LLC Diagonally-driven antenna system and method
US20130016633A1 (en) 2011-07-14 2013-01-17 Lum Nicholas W Wireless Circuitry for Simultaneously Receiving Radio-frequency Transmissions in Different Frequency Bands
EP2735053B1 (en) 2011-07-18 2019-09-25 Sony Ericsson Mobile Communications AB Multi-band wireless terminals with metal backplates and coupling feed elements, and related multi-band antenna systems
US8941550B2 (en) 2011-09-09 2015-01-27 Blackberry Limited Mobile wireless communications device including a slot antenna and related methods
WO2013060683A1 (en) 2011-10-23 2013-05-02 Option Nv Antenna system for portable wireless device
CN102683900B (zh) 2012-05-22 2014-10-22 中国联合网络通信集团有限公司 多输入多输出天线系统和多输入多输出方法
CN202917626U (zh) 2012-09-10 2013-05-01 苏州云达通信科技有限公司 一种4g数据终端多输入多输出天线装置
GB2509302B (en) 2012-11-08 2016-09-14 Microsoft Technology Licensing Llc Space saving multiband antenna
US20140192845A1 (en) 2013-01-10 2014-07-10 Motorola Mobility Llc Method and Apparatus For an Adaptive Multi-Antenna System
CN104037500B (zh) 2013-03-04 2019-06-25 联想(北京)有限公司 天线装置和用于设置天线装置的方法
US20140266968A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Acer Incorporated Communication device and antenna element therein
US9276319B2 (en) * 2013-05-08 2016-03-01 Apple Inc. Electronic device antenna with multiple feeds for covering three communications bands
KR102050420B1 (ko) 2013-06-20 2020-01-08 한화테크윈 주식회사 영상신호 저장 방법
GB2516304A (en) 2013-07-19 2015-01-21 Nokia Corp Apparatus and methods for wireless communication
US9680212B2 (en) 2013-11-20 2017-06-13 Pulse Finland Oy Capacitive grounding methods and apparatus for mobile devices
US9236659B2 (en) 2013-12-04 2016-01-12 Apple Inc. Electronic device with hybrid inverted-F slot antenna
US9699784B2 (en) 2014-06-13 2017-07-04 Apple Inc. Systems and methods for establishing wireless communications between wireless circuitry and multiple base stations
US9577318B2 (en) 2014-08-19 2017-02-21 Apple Inc. Electronic device with fingerprint sensor and tunable hybrid antenna
US9337539B1 (en) 2014-12-05 2016-05-10 Amazon Technologies, Inc. Combined antenna element with multiple matched feeds for multiple component carrier aggregation
CN105789836B (zh) * 2014-12-24 2019-06-25 联想(北京)有限公司 天线系统和移动终端
US9385795B1 (en) 2015-02-02 2016-07-05 Amazon Technologies, Inc. Four-by-four downlink (4×4 DL) multiple-input-multiple output (MIMO) with existing antenna structures
US9843091B2 (en) 2015-04-30 2017-12-12 Apple Inc. Electronic device with configurable symmetric antennas
KR102164704B1 (ko) * 2015-11-13 2020-10-12 삼성전자주식회사 금속 프레임 안테나를 구비한 전자 장치
WO2017090997A1 (ko) * 2015-11-27 2017-06-01 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US10741916B2 (en) * 2015-12-03 2020-08-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Metal frame antenna and terminal device
CN106921032B (zh) * 2015-12-28 2021-02-05 Oppo广东移动通信有限公司 用于终端的天线和具有其的终端
WO2017156900A1 (zh) * 2016-03-18 2017-09-21 广东欧珀移动通信有限公司 金属外壳、天线装置和移动终端
US10498011B2 (en) 2016-09-02 2019-12-03 Apple Inc. Electronic devices having closed-loop antenna adjustment capabilities
US10511083B2 (en) 2016-09-22 2019-12-17 Apple Inc. Antennas having symmetrical switching architecture
US10290946B2 (en) * 2016-09-23 2019-05-14 Apple Inc. Hybrid electronic device antennas having parasitic resonating elements
CN106898865B (zh) * 2017-01-19 2020-10-23 瑞声科技(新加坡)有限公司 天线以及移动终端
US10236559B2 (en) * 2017-04-14 2019-03-19 Futurewei Technologies, Inc. Three-slotted antenna apparatus and method
US10381715B2 (en) * 2017-05-23 2019-08-13 Apple Inc. Electronic device antennas having multi-band tuning capabilities
US10200105B2 (en) 2017-06-29 2019-02-05 Apple Inc. Antenna tuning components in patterned conductive layers
US10476167B2 (en) * 2017-07-20 2019-11-12 Apple Inc. Adjustable multiple-input and multiple-output antenna structures
US10886607B2 (en) 2017-07-21 2021-01-05 Apple Inc. Multiple-input and multiple-output antenna structures

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130234741A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Matthew A. Mow Methods for Characterizing Tunable Radio-Frequency Elements
JP2013255153A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Ntt Docomo Inc アンテナ装置
US20140078008A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Yunmo Kang Mobile terminal
JP3204587U (ja) * 2013-03-18 2016-06-09 アップル インコーポレイテッド スロット型無給電要素を備えるチューナブルアンテナ
US20140361941A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Qualcomm Incorporated Multi-type antenna

Also Published As

Publication number Publication date
DE112018003732T5 (de) 2020-06-25
CN110870135B (zh) 2021-06-29
US20210044012A1 (en) 2021-02-11
US20190027822A1 (en) 2019-01-24
KR102242921B1 (ko) 2021-04-21
WO2019018115A1 (en) 2019-01-24
CN110870135A (zh) 2020-03-06
US11309628B2 (en) 2022-04-19
US10886607B2 (en) 2021-01-05
KR20200010560A (ko) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102242921B1 (ko) 다중 입력 및 다중 출력 안테나 구조물들
JP6703565B2 (ja) 調節可能な多重入出力アンテナ構造体
KR102122705B1 (ko) 격리된 안테나 구조물들을 갖는 전자 디바이스
JP7190070B2 (ja) 切替え可能なフィード端子を有する電子デバイス用アンテナ
CN109586048B (zh) 包括带近场和非近场通信的共享结构的多天线的电子设备
KR101803643B1 (ko) 근거리 및 비근거리 통신들을 위한 안테나들
US9997828B2 (en) Electronic device with shared antenna structures and balun
US9621230B2 (en) Electronic device with near-field antennas
EP2994954B1 (en) Antenna with tunable high band parasitic element
US9793616B2 (en) Shared antenna structures for near-field communications and non-near-field communications circuitry
KR20160124667A (ko) 주변 하이브리드 안테나를 갖는 전자 디바이스
US20200412001A1 (en) Electronic Devices Having Indirectly-Fed Slot Antenna Elements
KR20150003673U (ko) 두 개의 안테나 및 세 개의 포트를 갖는 안테나 시스템
CN112117541B (zh) 具有隔离元件的电子设备天线

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200109

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20210209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220711