JP3212835U - プリント回路上のミリ波アンテナを有する電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】電子デバイスを提供する。【解決手段】電子デバイス１０は、無線通信回路３４を備えてもよい。無線通信回路は、１つ以上のアンテナ４０及びミリ波送受信機回路４６などの送受信機回路を含むことができる。アンテナ４０は、プリント回路上の金属トレースから形成されてもよい。フレキシブルプリント回路は、送受信機回路が搭載されるエリアを有することができる。突出部分は、送受信機回路が搭載されるエリアから延びてもよく、送受信機回路が搭載されるエリアから、湾曲部により分離されてもよい。パッチアンテナ共振素子及びダイポール共振素子などのアンテナ共振素子は、突出部分上に形成することができ、電子デバイスの金属筐体内の誘電体で充填された開口部、又はガラス若しくは他の誘電体から形成されたディスプレイカバー層などの誘電体層を通して、ミリ波アンテナ信号を送受信するために使用することができる。【選択図】図２

Description

本出願は、２０１６年７月２２日に出願された米国特許出願第１５／２１７，８０５号に対する優先権を主張するものであり、本明細書における参照によりその全体が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、無線通信回路を含む。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及び無線送受信機を含む。

ミリ波通信帯域内の無線通信をサポートすることが望ましいことがある。極高周波（extremely high frequency）（ＥＨＦ）通信と呼ばれることもあるミリ波通信は、約１０〜４００ＧＨｚの周波数での通信を伴う。これらの周波数での動作は、高帯域幅をサポートすることができるが、著しい困難を引き起こすことがある。例えば、ミリ波通信は、多くの場合、見通し通信であり、信号伝搬中の実質的な減衰により特徴付けることができる。

したがって、ミリ波通信をサポートする通信回路などの、改善した無線通信回路を有する電子デバイスを提供できることが望ましいであろう。

電子デバイスは、無線回路を備えてもよい。無線回路は、１つ以上のアンテナ及びミリ波送受信機回路などの送受信機回路を含むことができる。ビームステアリングアレイ内でアンテナが構成されてもよい。

アンテナは、プリント回路上の金属トレースから形成することができる。アンテナ共振素子を形成する金属トレースを有するプリント回路基板は、フレキシブルプリント回路又はリジッドプリント回路に半田付けされてもよい。モールドキャップ及びシールド層で覆われたミリ波送受信機集積回路は、プリント回路上に搭載することができ、プリント回路基板上のアンテナ共振素子を使用して、ミリ波アンテナ信号を送受信することができる。

フレキシブルプリント回路は、ミリ波送受信機回路が搭載されるエリアを有することができる。フレキシブルプリント回路の突出部分は、送受信機回路が搭載されるフレキシブルプリント回路の部分から延びてもよく、送受信機回路が搭載される部分から、湾曲部により分離されてもよい。パッチアンテナ共振素子及びダイポール共振素子などのアンテナ共振素子を、突出部分上に形成することができる。アンテナ共振素子は、電子デバイスの金属筐体内の誘電体で充填された開口部を通して、又はガラス若しくは他の誘電体から形成されたディスプレイカバー層などの誘電体層を通して、ミリ波アンテナ信号を送受信するために使用することができる。

一実施形態に係る、無線通信回路を有す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、無線通信回路を有する例示的な電子デバイスの模式図である。 一実施形態に係る、例示的な電子デバイスの一部分の背面斜視図である。 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、例示的なダイポールアンテナの図である。 一実施形態に係る、電子デバイス内に使用することができ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、フレキシブルプリント回路上にミリ波アンテナ及びミリ波送受信機回路を有する、例示的な電子デバイスの一部分の斜視図である。 一実施形態に係る、電子デバイス内のフレキシブルプリント回路上の例示的なミリ波送受信機回路及びアンテナの側断面図である。 一実施形態に係る、プリント回路上の例示的な無線回路の側断面図である。

図１の電子デバイス１０などの電子デバイスは、無線回路を含むことができる。無線回路は、１つ以上のアンテナを含むことができる。アンテナは、ミリ波通信を処理するために使用されるフェーズドアンテナアレイを含むことができる。極高周波（ＥＨＦ）通信と呼ばれることもあるミリ波通信は、６０ＧＨｚ、又は約１０ＧＨｚと４００ＧＨｚとの間の他の周波数での信号を伴う。所望であれば、デバイス１０はまた、衛星航法システム信号、セルラー電話信号、無線ローカルエリアネットワーク信号、近距離通信、光に基づく無線通信、又は他の無線通信を処理するための無線通信回路を含むこともできる。

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用モニタ、タブレットコンピュータ、セルラー電話、メディアプレーヤ、又はその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、腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン型若しくはイヤホン型デバイス、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、又はその他の着用可能な若しくはミニチュアデバイスなどの小さめのデバイス、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用ディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、ディスプレイを有する電子デバイスをキオスク若しくは自動車に搭載するシステムなどの組み込みシステム、これらのデバイスのうちの２つ以上の機能を実装するデバイス、又は他の電子装置であってもよい。図１の例示的な構成において、デバイス１０は、セルラー電話、メディアプレーヤ、タブレットコンピュータ、又は他のポータブルコンピューティングデバイスなどのポータブルデバイスである。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ができる。図１の実施例は、単なる例示に過ぎない。

図１に示すように、デバイス１０は、ディスプレイ１４などのディスプレイを含むことができる。ディスプレイ１４は、筐体１２などの筐体内に搭載することができる。エンクロージャ又は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いずれか２つ以上の組み合わせで形成してもよい。筐体１２は、筐体１２が一部若しくはすべて単一の構造として機械加工若しくは成形された一体型構成を使用して形成してもよく、又は複数の構造（例えば、内部枠組構造、外部筐体表面を形成する１つ以上の構造、その他）を使用して形成してもよい。

ディスプレイ１４は、導電性のある容量性タッチセンサ電極の層又は他のタッチセンサ構成要素（例えば、抵抗性タッチセンサ構成要素、音響式タッチセンサ構成要素、力ベースタッチセンサ構成要素、光ベースタッチセンサ構成要素など）を内蔵しているタッチスクリーンディスプレイであり得るか、又は非タッチ感知式ディスプレイであり得る。容量性タッチスクリーン電極は、インジウムスズ酸化物パッド又は他の透明な導電性構造体のアレイから形成され得る。

ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ（liquid crystal display）（ＬＣＤ）構成要素から形成されたディスプレイピクセルのアレイ、電気泳動ディスプレイピクセルのアレイ、プラズマディスプレイピクセルのアレイ、有機発光ダイオードディスプレイピクセルのアレイ、エレクトロウェッティングディスプレイピクセル又は他のディスプレイ技術に基づくディスプレイピクセルのアレイを含み得る。

ディスプレイ１４は、透明なガラス、透明なプラスチック、サファイア、又は他の透明な誘電体の層などの、ディスプレイカバー層を使用して保護することができる。開口部を、ディスプレイカバー層内に形成することができる。例えば、ボタン１６などのボタンを収容するために、開口部をディスプレイカバー層内に形成することができる。スピーカポート１８などのポートを収容するために、ディスプレイカバー層に開口部を形成することもまたできる。通信ポート（例えば、オーディオジャックポート、デジタルデータポートなど）を形成するために、開口部を筐体１２内に形成することができる。筐体１２内の開口部はまた、スピーカ及び／又はマイクロフォンなどのオーディオ構成要素用に形成することもできる。プラスチックで充填された開口部などの誘電体で充填された開口部２０は、筐体１２の金属部分内に形成することができる（例えば、アンテナ窓として機能するため、及び／又はアンテナの複数の部分を互いに分離する隙間として機能するため）。

アンテナは、筐体１２内に搭載することができる。所望であれば、アンテナ（例えば、ビームステアリングを実行することができるアンテナアレイなど）の一部は、ディスプレイ１４の非アクティブ境界領域の下に搭載することができる（例えば、図１の例示的なアンテナ位置５０を参照）。ディスプレイ１４は、ピクセルのアレイを有するアクティブエリア（例えば、中央の矩形部分）を含むことができる。ディスプレイ１４の非アクティブエリアは、ピクセルがなく、アクティブエリアに対する境界を形成することができる。所望であれば、アンテナはまた、筐体１２の背面内又はデバイス１０内の他の所の誘電体で充填された開口部を通して動作することができる。

人間の手又はユーザの他の体の一部分などの外部のオブジェクトが１つ以上のアンテナを遮断する場合に通信を阻害することを回避するために、アンテナを筐体１２内の複数の位置に搭載することができる。近接センサのデータなどのセンサデータ、リアルタイムのアンテナインピーダンス測定値、受信した信号強度情報などの信号品質の測定値、及び他のデータを、筐体１２の向き、ユーザの手若しくは他の外部オブジェクトによる遮断、又は他の環境要因のために１つ以上のアンテナが悪影響を受けているときを判定するのに使用することができる。デバイス１０は、次に、悪影響を受けているアンテナの代わりに、１つ以上の交替アンテナを使用状態に切換えることができる。

アンテナは、筐体の角に、筐体１２の周囲縁部に沿って、筐体１２の背面上に、デバイス１０の前面のディスプレイ１４をカバーして保護するために使用されるディスプレイカバー層（例えば、ガラスのカバー層、サファイアのカバー層、プラスチックのカバー層、他の誘電体のカバー層構造体など）の下に、筐体１２の背面若しくは筐体１２の縁部の誘電体ウィンドウの下に、又はデバイス１０内の他の所に搭載することができる。

デバイス１０内に使用することができる例示的な構成要素を示す模式図を、図２に示す。図２に示すように、デバイス１０は、制御回路２８などの記憶及び処理回路を含むことができる。制御回路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む場合がある。制御回路２８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る場合がある。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、ベースバンドプロセッサ集積回路、特定用途向け集積回路などに基づいてもよい。

制御回路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（voice-over-internet-protocol）（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デバイス１０上で走らせるために使用される場合がある。外部装置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制御回路２８が使用される場合がある。制御回路２８を使用して実施でき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ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル（ＷｉＦｉ（登録商標）と呼ぶこともある））、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルのような他の近距離無線通信リンク用プロトコル、セルラー電話プロトコル、ＭＩＭＯプロトコル、アンテナダイバーシティプロトコル、衛星航法システムプロトコルなどが挙げられる。

デバイス１０は、入出力回路４４を含み得る。入出力回路４４は、入出力デバイス３２を含み得る。入出力デバイス３２は、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供給することを可能にする目的で使用され得る。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、及び他の入出力構成要素を含んでもよい。例えば、入出力デバイスとしては、タッチスクリーン、タッチセンサ機能を有さないディスプレイ、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、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、加速度計若しくは動き及び地球に対するデバイスの方位を検出し得る他の構成要素、キャパシタンスセンサ、近接センサ（例えば、静電容量近接センサ及び／又は赤外線近接センサ）、磁気センサ、並びに他のセンサ及び入出力構成要素を挙げることができる。

入出力回路４４は、外部装置と無線で通信するための無線通信回路３４を含み得る。無線通信回路３４は、１つ以上の集積回路から形成される高周波（radio-frequency）（ＲＦ）送受信機回路、電力増幅回路、低雑音入力増幅器、パッシブＲＦ構成要素、１つ以上のアンテナ４０、伝送路、及びＲＦ無線信号を処理するための他の回路を含み得る。無線信号はまた、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することもできる。

無線通信回路３４は、様々な高周波通信帯域を扱うための高周波送受信機回路９０を含み得る。例えば、回路３４は、送受信機回路３６、３８、４２及び４６を含み得る。

送受信機回路３６は、無線ローカルエリアネットワーク送受信機回路とすることができる。送受信機回路３６は、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）通信用の２．４ＧＨｚ及び５ＨＧｚの帯域を処理することができ、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、１７１０〜２１７０ＭＨｚの中間帯域、及び２３００〜２７００ＭＨｚの高帯域、又は７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚ若しくは他の好適な周波数間の他の通信帯域などの周波数範囲での無線通信を処理するための、セルラー電話送受信機回路３８を使用することができる（例として）。回路３８は、音声データ及び非音声データを処理してもよい。

ミリ波送受信機回路４６（極高周波送受信機回路と呼ばれることもある）は、極高周波（例えば、１０ＧＨｚ〜４００ＧＨｚの極高周波、又は他のミリ波周波数などのミリ波周波数）での通信をサポートすることができる。例えば、回路４６は、６０ＧＨｚでのＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ通信をサポートすることができる。回路４６は、１つ以上の集積回路（例えば、システム・イン・パッケージデバイス内の共通のプリント回路上に搭載された複数の集積回路、異なる基板上に搭載された１つ以上の集積回路など）から形成することができる。

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（例えば、１６０９ＭＨｚでのＧＬＯＮＡＳＳ信号）を処理するための全地球測位システム（Global Positioning System）（ＧＰＳ）受信機回路４２などの衛星航法システム回路を含んでもよい。受信機４２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。

衛星航法システムリンク、セルラー電話リンク、及び他の遠距離リンクでは、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目的で無線信号が使用されるのが典型的である。２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚでのＷｉＦｉ（登録商標）リンク及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク並びにその他の近距離無線リンクでは、数十フィートから数百フィートにわたってデータを伝達する目的で無線信号が使用されるのが典型的である。極高周波数（ＥＨＦ）無線送受信機回路４６は、これらの短距離にわたって、見通し経路を介して送信機と受信機との間を移動する信号を伝達することができる。ミリ波通信用の信号受信を強化するために、フェーズドアンテナアレイ及びビームステアリング技術（例えば、ビームステアリングを実行するためにアレイ内のそれぞれのアンテナに対するアンテナ信号の位相及び／又は大きさが調整される方式）を使用することができる。ブロックされたか、又はデバイス１０の動作環境が原因で他の点で劣化したアンテナを未使用状態に切換え、より高性能のアンテナをそれらの代わりに使用できるように、アンテナダイバーシティ方式も使用されてもよい。

所望であれば、無線通信回路３４は、その他の近距離及び遠距離無線リンク用の回路を含むことができる。例えば、無線通信回路３４は、テレビ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。

無線回路３４内のアンテナ４０は、任意の好適な種類のアンテナを使用して形成されてもよい。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、逆Ｆアンテナ構造体、スロットアンテナ構造体、平板逆Ｆアンテナ構造体、モノポール、ダイポール、ヘリカルアンテナ構造体、八木（Yagi-Uda）アンテナ構造体、これらの設計の混成などから形成される共振素子を有するアンテナを含んでもよい。所望であれば、アンテナ４０のうちの１つ以上は空洞付きアンテナであってもよい。異なる帯域及び帯域の組み合わせに対して、異なる種類のアンテナが使用されてもよい。例えば、１種類のアンテナがローカル無線リンクアンテナの形成に使用されてもよく、別の種類のアンテナがリモート無線リンクアンテナの形成に使用されてもよい。衛星航法システム信号を受信するための専用アンテナが使用されてもよく、又は所望であれば、アンテナ４０が衛星航法システム信号及び他の通信帯域のための信号（例えば、無線ローカルエリアネットワーク信号及び／又はセルラー電話信号）の両方を受信するように構成されてもよい。アンテナ４０は、ミリ波通信を処理するためのフェーズドアンテナアレイを含むことができる。

筐体１２が金属から形成された部分を有するデバイス１０用の構成では、アンテナ４０を収容するために、開口部を金属部分内に形成することができる。例えば、金属筐体壁内の開口部は、セルラー電話用アンテナのためのスロットアンテナ構造体及び逆Ｆアンテナ構造体を形成するのに使用することができる。これらの開口部は、プラスチックなどの誘電体を用いて充填することができる。図１に示すように、例えば、プラスチックで充填された開口部２０の一部分は、筐体１２の側壁のうちの１つ以上に延びることができる。図３は、図１の開口部２０が筐体１２の後部壁内に形成されることができ、デバイス１０の幅にわたって延びることができる様子を示す、図１のデバイス１０の筐体１２の背面斜視図である。開口部２０などの開口部（例えば、プラスチックで充填された開口部、又は他の誘電体で充填された開口部）は、筐体１２の他の金属部分（例えば、デバイス１０の前面の前面筐体部分、側壁筐体部分、デバイス１０の背面の後部壁筐体部分など）内に形成することができる。図１及び図３に示す構成は、単なる例示に過ぎない。

セルラー電話用アンテナの一部（例えば、逆Ｆアンテナ共振素子をアンテナ接地構造体から分離する隙間、及び／又は複合スロット逆Ｆアンテナ内のスロットなど）を形成することに加えて、開口部２０などの開口部は、ミリ波アンテナ用のアンテナ窓として機能することができる。１つ以上のミリ波アンテナは、例えば、図３のスロット形状の（細長い）開口部２０に沿って整列させることができる。

送受信機回路９０（例えば、ミリ波送受信機回路４６及び／又は他の送受信機回路９０）に結合されたミリ波アンテナ又は他のアンテナ４０の模式図を、図４に示す。図４に示すように、高周波送受信機回路９０を、伝送路９２を使用してアンテナ４０のアンテナフィード１０２に結合することができる。アンテナフィード１０２は、正極アンテナフィード端子９８などの正極アンテナフィード端子を含むことができ、接地アンテナフィード端子１００などの接地アンテナフィード端子を有することができる。伝送路９２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、端子９８に結合された経路９４などの正極伝送路信号経路、及び端子１００に結合された経路９６などの接地伝送路信号経路を有することができる。デバイス１０内のアンテナ信号をルーティングするために、経路９２などの複数の伝送路経路が使用されてもよい。例えば、アンテナのアレイ内の１つ以上のアンテナなどのアンテナ構造体を送受信機回路９０に結合するために、複数の伝送路経路が使用されてもよい。デバイス１０内の伝送路としては、同軸ケーブル経路、マイクロストリップ伝送路、ストリップライン伝送路、エッジ結合マイクロストリップ伝送路、エッジ結合ストリップライン伝送路、これらの種類の伝送路の組み合わせから形成される伝送路などを挙げることができる。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、及び他の回路を伝送路９２内に介挿してもよく、及び／又は、これらなどの回路を、アンテナ４０内に組み込んでもよい（例えば、アンテナ同調をサポートするため、所望の周波数帯域での動作をサポートするため、など）。

デバイス１０は、複数のアンテナ４０を含むことができる。これらのアンテナは同時に使用されてもよく、又はアンテナのうちの１つが使用状態に切換えられ、他のアンテナ（単数又は複数）が未使用状態に切換えられてもよい。所望であれば、デバイス１０内で使用するのに最適なアンテナをリアルタイムで選択するため、及び／又はアンテナ４０のうちの１つ以上に関連付けられた調節可能な無線回路のための最適な設定を選択するために、制御回路２８が使用されてもよい。所望の周波数範囲内で動作するようにアンテナを同調するため、フェーズドアンテナアレイを使用してビームステアリングを実行するため、及びその他の方法でアンテナ性能を最適化するために、アンテナ調整が行われてもよい。アンテナ４０を調整するのに使用されるセンサデータをリアルタイムで収集するために、センサがアンテナ４０に組み込まれてもよい。

いくつかの構成では、アンテナ４０はアンテナアレイ（例えば、ビームステアリング機能を実施するためのフェーズドアンテナアレイ）を含んでもよい。例えば、極高周波数無線送受信機回路４６のためのミリ波信号を処理するときに使用されるアンテナが、フェーズドアンテナアレイとして実装されてもよい。ミリ波通信をサポートするためのフェーズドアンテナアレイ内の放射素子は、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、ダイポールアンテナ共振素子に加えてディレクタ及びリフレクタを有するダイポールアンテナ（八木アンテナ又はビームアンテナと呼ばれることもある）、又は他の好適なアンテナ素子であってもよい。一体化されたフェーズドアンテナアレイ及び送受信機回路モジュールを形成するために、送受信機回路がフェーズドアンテナアレイと一体化されてもよい。

例示的なダイポールアンテナを、図５に示す。図５に示すように、ダイポールアンテナ４０は、アーム４０−１及び４０−２などの第１及び第２のアームを有することができ、アンテナフィード１０２で給電することができる。所望であれば、図５のダイポールアンテナ４０などのダイポールアンテナは、八木アンテナに組み込むことができる（例えば、リフレクタ及びディレクタを図５のダイポールアンテナ４０に組み込むことにより）。

例示的なパッチアンテナを、図６に示す。図６に示すように、パッチアンテナ４０は、アンテナ接地板４０Ｇなどの接地板から分離されて接地板と平行なパッチアンテナ共振素子４０Ｐを有してもよい。アーム４０Ａは、パッチアンテナ共振素子４０Ｐとアンテナフィード１０２の正極アンテナフィード端子９８との間に結合することができる。フィード１０２の接地アンテナフィード端子１００は、接地板４０Ｇに結合することができる。

図５及び図６に示す種類のアンテナ並びに／又は他のアンテナ４０を、ミリ波アンテナを形成するのに使用することができる。図５及び図６の例は、単なる例示に過ぎない。

アンテナ４０は、金属シート部品（例えば、成形されたプラスチック内に埋め込まれた、又は接着剤を使用して誘電体支持体に取り付けられた金属シートのストリップなど）から形成することができ、ワイヤから形成することができ、導電性筐体構造体の部分（例えば、筐体１２内の金属壁）から形成することができ、及び／又はプリント回路上の金属トレース若しくは他の基板などの導電性構造体から形成することができる。デバイス１０内のプリント回路は、リジッドプリント回路基板材料（例えば、ガラス繊維充填エポキシ）から形成されたリジッドプリント回路基板とすることができ、及び／又はフレキシブルプリント回路基板（例えば、ポリイミドのシート又は他の可撓性ポリマー層から形成されたプリント回路）とすることができる。

図７は、アンテナ４０がフレキシブルプリント回路１５０上の金属トレースから形成されている例示的な構成における、デバイス１０の内側部分の斜視図である。

アンテナ４０は、金属筐体壁１２内のプラスチックで充填されたスロット２０の対応する部分に位置合わせされた、ダイポールアンテナ４０’などのダイポールアンテナを含むことができる。それぞれのダイポールアンテナ４０’は、スロット２０の長さに沿って延びるアームを有することができる。ダイポールアンテナ４０’（例えば、八木アンテナ又は他のダイポールアンテナ）をスロット２０に位置合わせすることにより、アンテナ４０’は、ミリ波信号を送信及び／又は受信することができる。アンテナ４０はまた、パッチアンテナ４０’’などのパッチアンテナを含むことができる。ダイポールアンテナ４０’及びパッチアンテナ４０’’は、ビームステアリング動作をサポートするためにアレイ状に配置することができる。パッチアンテナ４０’’用のアンテナ接地は、プリント回路１５０内の金属トレース及び／又は他の導電性構造体（例えば、筐体１２の一部分、金属シールド構造体など）を使用して形成することができる。

図７に示すように、フレキシブルプリント回路１５０は、部分１５０Ｍなどの主部分、及び１つ以上の湾曲した突出エリアを有することができる。例えば、フレキシブルプリント回路１５０は、エリア１５０Ａ及び１５０Ｂなどのエリア（例えば、フレキシブルプリント回路１５０の湾曲部分が延長部分と主部分１５０Ｍとの間に位置するように主部分１５０Ｍから延びる延長部分）を有することができる。

図７の突出１５０Ａ及び１５０Ｂなどのフレキシブルプリント回路１５０の突出部分は、主エリア１５０Ｍ内のフレキシブルプリント回路基板材料から外方向に延びるフレキシブルプリント回路基板材料の細長いストリップから形成することができる。回路１５２は、プリント回路１５０の主部分１５０Ｍ及び／又は他の部分上に形成されてもよい。回路１５２は、例えば、図２の送受信機回路９０などの送受信機回路（例えば、ミリ波送受信機回路４６又は他の送受信機回路）とすることができる。回路１５２は、複数の集積回路に基づくシステム・イン・パッケージデバイス、及び／又は１つ以上の他の集積回路（例えば、ミリ波送受信機集積回路）から形成されてもよい。所望であれば、回路１５２は、電源レギュレータ集積回路、インダクタ、及び他の回路を含むことができる。回路１５２は、１つ以上のシールドの下に搭載することができる。シールドは、シールド缶から形成されてもよく、又は、回路１５２内の１つ以上の集積回路及び／若しくは他の電気構成要素を覆うプラスチック層（モールドキャップ又はプラスチックキャップと呼ばれることもある）上に形成された薄膜シールド層から形成されてもよい。薄膜シールド層は、金属及び／又は磁気材料などのシールド材料から形成されてもよく、１００マイクロメートル未満、５０マイクロメートル未満、２５マイクロメートル未満、１２マイクロメートル未満、１マイクロメートルより厚い、５マイクロメートルより厚い、又は他の好適な厚さの、厚さを有することができる。

金属トレース１５４などの金属トレースから形成された伝送路は、部分１５０Ａ及び１５０Ｂ上のアンテナ４０を送受信機回路１５２に結合するために使用することができる。金属トレース１５４は、フレキシブルプリント回路１５０の湾曲部分１５６を横切って回路１５２とアンテナ４０’及び４０’’との間に延びることができる。

所望であれば、アンテナ４０’’用のパッチアンテナ共振素子は、フレキシブルプリント回路１５０のアーム１５０Ｂが図７に示すようにそれ自体の上に折り返された後でこれらの共振素子が上向きに（図７の正のＺ方向に）向くように、プリント回路１５０の下面上に形成することができる。これにより、パッチアンテナ４０’’が領域５０（図１）のうちの１つの中のデバイス１０のディスプレイカバー層を通してアンテナ信号を送受信することが可能になる。ダイポールアンテナ４０’は、開口部２０などの誘電体で充填された開口部を通してアンテナ信号を送受信することができる（一例として）。

動作中に、送受信機回路１５２は、アンテナ信号（例えば、ミリ波信号）をアンテナ４０’及び／又はアンテナ４０’’に送信及び／又は受信することができる。所望であれば、送受信機回路１５２は、ビームステアリングを実施するために、プリント回路１５０を通じて伝達されている信号の位相及び大きさを調整することができる。

図７の例では、アーム１５０Ａは、アーム１５０Ａに対する面法線が主部分１５０Ｍに対する面法線に垂直であるように、主部分１５０Ｍに対して９０°で上向きに湾曲しており、アーム１５０Ｂは、アーム１５０Ｂの先端に対する面法線が部分１５０Ｍの面法線に平行である（１８０°で反転しているが）ように、主部分１５０Ｍに対して１８０°で湾曲している。それぞれのアームは、他方に対して直角な方向に主部分１５０Ｍから外方向に延びている（すなわち、図７の配置で、アーム１５０Ａは、Ｙ次元に沿って延び、アーム１５０Ｂは、Ｘ次元に沿って延びている）。所望であれば、プリント回路１５０の湾曲した突出部分に対して、他の構成を使用することができる（例えば、湾曲したアームが９０°未満で湾曲している構成、９０〜１８０°で湾曲している構成、１８０°より大きく湾曲している構成、アーム１５０Ａ及び１５０Ｂが互いに対して垂直でない方向に延びる構成など）。図７の構成は、単なる例示である。

次元Ｙに沿って取られ、次元Ｘで見た、図７のデバイス１０などのデバイスの一部分の側断面図を、図８に示す。図８に示すように、ディスプレイ１４は、ディスプレイモジュール１７０などのディスプレイモジュール（ディスプレイ）（例えば、有機発光ダイオードディスプレイ、液晶ディスプレイなど）、及び透明なディスプレイカバー層１７２（例えば、ガラスの層、サファイアの層、透明なプラスチックの層、及び／又は他の透明な誘電材料）を含むアクティブエリアＡＡなどのアクティブエリアを有することができる。ディスプレイモジュール１７０は、アクティブエリアＡＡ内にピクセルのアレイを含むことができる。所望であれば、ディスプレイモジュール１７０を、図１の領域５０などの領域から除外することができ、それにより、ピクセルを含まずユーザに画像を表示しない非アクティブエリアＩＡなどの非アクティブエリアを形成することができる。図８に示すように、パッチアンテナ４０’’などのアンテナのアレイ（例えば、ビームステアリングアレイ）は、非アクティブエリアＩＡの下のプリント回路のアーム１５０Ｂ上に形成することができる（すなわち、パッチアンテナ４０’’が、非アクティブエリアＩＡ内のディスプレイカバー層１７２の平面に平行な平面内に位置するように）。プリント回路１５０のアーム１５０Ａを、アーム１５０Ａが筐体１２の側壁に平行な平面内に位置するまで、上向きに湾曲させることができる。アーム１５０Ａ及び１５０Ｂは、プラスチックの支持構造体により支持されてもよい。アンテナ４０’’などの内部構成要素を視界から遮断するのに役立つように、インク層１７１などの不透明マスキング材料を、非アクティブエリアＩＡ内のディスプレイカバー層１７２の下面上に形成することができる。

誘電体の支持構造体などの支持構造体を使用して、フレキシブルプリント回路１５０を支持することができる。例えば、曲線状の支持構造体１７４などの支持構造体を使用して、１つ以上のアンテナ４０’を筐体１２内の誘電体で充填された開口部２０に位置合わせすることができるように、アーム１５０Ａを支持することができる。支持構造体１７４は、プラスチック又は他の誘電体から形成することができる。所望であれば、任意選択の接着剤１７６を使用して、フレキシブルプリント回路のアーム１５０Ａを支持構造体１７４に取り付けることができ、フレキシブルプリント回路１５０の主部分１５０Ｍを筐体１２の後部壁部分に取り付けることができる。筐体１２の金属筐体部分は、アンテナ接地として機能することができる。プリント回路１５０上の金属トレース（例えば、接地トレース）は、金属ねじ１６６又は他の締め具などの導電性構造体を使用して、筐体１２の金属部分（アンテナ接地）に結合することができる。コネクタ１６８などのコネクタを使用して、プリント回路１５０上の回路をデバイス１０内の他の回路に相互接続することができる。例えば、コネクタ１６８を、集積回路及び他の電気構成要素を含むリジッドプリント回路又はフレキシブルプリント回路上のコネクタに結合することができる。

プリント回路１５０の主部分１５０Ｍ上の回路１５２は、構成要素１６０などの１つ以上の集積回路及び／又は他の電気構成要素を含むことができる。構成要素１６０は、送受信機回路９０（例えば、ミリ波送受信機回路４６及び／又は他の送受信機回路）を形成することができる。プラスチックモールドキャップ１６２（封入材）などの誘電体で、構成要素１６０を覆うことができる。金属の層及び／又は他のシールド層を使用して、シールド１６４を形成することができる。シールド１６４は、モールドキャップ１６２上に付着させた金属シート又は薄膜層（単数又は複数）を使用して形成することができる。回路１５２は、構成要素１６０がプリント回路１７８などのシステム・イン・パッケージ基板内の金属トレースに半田付けされたシステム・イン・パッケージデバイスとすることができる、又は、プリント回路１７８は、省略することができる。プリント回路１７８が省略された構成では、構成要素１６０は、プリント回路１５０に直接搭載することができる（例えば、半田を使用して）。

図９は、回路１５２内の電気構成要素１８４が半田１８２を使用して介在するプリント回路を使用せずにプリント回路１８０に直接半田付けされた構成を使用して、回路１５２が搭載されているプリント回路の側断面図である。所望であれば、構成要素１８４は、任意選択のプリント回路基板上に搭載されてもよく、任意選択のプリント回路基板は、プリント回路１８０に半田付けされてもよい。図９の構成は、単なる例示である。

図９に示すように、アンテナ４０は、プリント回路基板１９４上のアンテナトレース４０Ｅなどの、プリント回路１８０上に搭載された構成要素から形成することができる。アンテナトレース４０Ｅは、パッチアンテナ共振素子、ダイポールアンテナ素子、又は他のアンテナ共振素子とすることができ、ビア４０Ｖなどの金属トレース及び半田１８２によりプリント回路１８０内の金属トレースに結合することができる。アンテナ接地（例えば、プリント回路１８０内の接地トレース及び／又はプリント回路１８０の下の筐体１２の金属部分）に対して高いアンテナトレース４０Ｅの高さ（図９の例の次元１９２の）は、アンテナ４０の特性を向上するのに役立つことができる。図９のアンテナ４０は、図８に関連して説明したようにディスプレイカバー層１７２を通して動作することができ、図８のスロット２０などの筐体１２の金属部分内のプラスチックで充填された開口部に位置合わせすることができ、及び／又はデバイス１０内の他の所に搭載することができる。任意の好適な数（例えば、２〜３２個、１６〜２５個、２個より多い、４個より多い、１６個より多い、１６個より少ない、３２個より少ないなど）のプリント回路基板１９４上のアンテナ４０及びデバイス１０内のアンテナ共振素子の他のアレイがあってよい。

回路１５２（例えば、送受信機回路４６などの送受信機回路９０）は、構成要素１８４などの構成要素（例えば、集積回路など）を使用して実装されてもよい。構成要素１８４は、半田１８２を使用してプリント回路１８０に搭載することができる。所望であれば、モールドキャップ１８６などのプラスチックモールドキャップ又は他の封入材を、構成要素１８４の上に形成することができる。シールド１８８は、金属及び／又は他のシールド材料から形成することができる。シールド１８８は、シールド缶とすることができ、又はモールドキャップ１８６上の薄膜シールド層から形成されたシールド構造体とすることができる。プリント回路１８０のデバイス１０内の他のプリント回路及び構成要素への接続を容易にするために、コネクタ１９０などのコネクタをプリント回路１８０に取り付けることができる（例えば、半田を使用して）。プリント回路１８０は、リジッドプリント回路又はフレキシブルプリント回路とすることができる。

デバイス１０は、図９のアンテナ４０、図７のアンテナ４０、及び／又は他のアンテナ４０などのアンテナを、デバイス１０の１つ、２つ、３つ、若しくは４つの角に、デバイス１０の１つ以上の縁部に沿って、デバイス１０の筐体１２の筐体後壁部の部分に、ディスプレイカバー層１７２の角部若しくは縁部の下に、及び／又はデバイス１０の他の部分に含むことができる。

一実施形態によれば、筐体と、筐体内の無線回路と、を含む電子デバイスが提供され、無線回路は、ミリ波送受信機回路と、ミリ波送受信機回路が搭載された主部分を有し、主部分から突出する湾曲した突出部分を有するフレキシブルプリント回路と、湾曲した突出部分上に搭載されたミリ波アンテナ共振素子とを含む。

別の実施形態によれば、フレキシブルプリント回路は、追加の湾曲した突出部分を有し、追加の湾曲した突出部分上に搭載された追加のミリ波アンテナ共振素子を有する。

別の実施形態によれば、ミリ波アンテナ共振素子及び追加のミリ波アンテナ共振素子は、ダイポール共振素子を含む。

別の実施形態によれば、湾曲した突出部分は、主部分に対して直角に湾曲している。

別の実施形態によれば、湾曲した突出部分は、第１の次元に沿って延び、追加の湾曲した突出部分は、第１の次元に垂直な第２の次元に沿って延びる。

別の実施形態によれば、追加の突出部分は、それ自体の上に折り返されている。

別の実施形態によれば、追加のミリ波アンテナ共振要素は、パッチアンテナ共振素子を含む。

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を有するディスプレイを含み、パッチアンテナ共振素子はそのディスプレイカバー層を通してミリ波アンテナ信号を送受信する。

別の実施形態によれば、追加のミリ波アンテナ共振素子は、ディスプレイカバー層を通してミリ波アンテナ信号を送受信するように構成されたビームステアリングアレイ内の複数の追加のミリ波アンテナ共振素子のうちの１つを含む。

別の実施形態によれば、湾曲した突出部分上のミリ波アンテナ共振要素は、ダイポールアンテナ共振素子を含む。

別の実施形態によれば、電子デバイスは、ダイポールアンテナ共振素子に位置合わせされた筐体内のプラスチックで充填された開口部を含み、ダイポールアンテナ共振素子がこのプラスチックで充填された開口部を通してアンテナ信号を送受信する。

別の実施形態によれば、ミリ波送受信機回路は、プリント回路基板上のミリ波送受信機集積回路を含む。

別の実施形態によれば、電子デバイスは、ミリ波送受信機集積回路及びプリント回路基板上のプラスチックモールドキャップと、プラスチックモールドキャップ上の薄膜シールド層とを含む。

一実施形態によれば、筐体と、ディスプレイカバー層を有する筐体内のディスプレイと、第１及び第２の部分並びに第１及び第２の部分の間に延びる湾曲部分を有するフレキシブルプリント回路と、第１の部分上のミリ波送受信機と、ディスプレイカバー層を通してミリ波アンテナ信号を送受信する第２の部分上のミリ波アンテナ共振素子のアレイと、ミリ波送受信機をミリ波アンテナ共振素子のアレイに結合するように湾曲部分を横切って延びる金属トレースと、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、フレキシブルプリント回路は、第３の部分を有し、第１及び第３の部分の間に延びる追加の湾曲部分を有する。

別の実施形態によれば、電子デバイスは、第３の部分上の少なくとも１つのミリ波アンテナ共振素子を含む。

別の実施形態によれば、筐体は、誘電体で充填されたスロットを有する金属部分を有し、第３の部分上のミリ波アンテナ共振素子は、誘電体で充填されたスロットを通してミリ波アンテナ信号を送受信するように構成される。

一実施形態によれば、プリント回路と、プリント回路に半田付けされたプリント回路基板上に形成されたミリ波アンテナ共振素子と、プリント回路に半田付けされたミリ波送受信機集積回路と、ミリ波送受信機集積回路を覆うプラスチックキャップと、プラスチックキャップ上の薄膜シールド層と、を含む装置が提供される。

別の実施形態によれば、装置は、ガラス層を含み、ミリ波アンテナ共振素子は、ガラス層を通してミリ波アンテナ信号を送受信するように構成される。

別の実施形態によれば、ミリ波アンテナ共振素子は、プリント回路基板上の金属トレースから形成されたパッチアンテナ共振素子と、ミリ波アンテナ共振素子に結合されたプリント回路基板内のビアとを含む。

上記は、単なる例示であり、説明した実施形態に対して様々な修正を行うことができる。前述の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実装することができる。

Claims (20)

1. 筐体と、
   前記筐体内の無線回路と、を備え、前記無線回路は、
   ミリ波送受信機回路と、
   前記ミリ波送受信機回路が搭載された主部分を有し、前記主部分から突出する湾曲した突出部分を有するフレキシブルプリント回路と、
   前記湾曲した突出部分上に搭載されたミリ波アンテナ共振素子と、を含む、電子デバイス。
2. 前記フレキシブルプリント回路は、追加の湾曲した突出部分を有し、前記追加の湾曲した突出部分上に搭載された追加のミリ波アンテナ共振素子を有する、請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記ミリ波アンテナ共振素子及び前記追加のミリ波アンテナ共振素子は、ダイポール共振素子を含む、請求項２に記載の電子デバイス。
4. 前記湾曲した突出部分は、前記主部分に対して直角に湾曲している、請求項３に記載の電子デバイス。
5. 前記湾曲した突出部分は、第１の次元に沿って延び、前記追加の湾曲した突出部分は、前記第１の次元に垂直な第２の次元に沿って延びる、請求項４に記載の電子デバイス。
6. 前記追加の突出部分が、それ自体の上に折り返されている、請求項２に記載の電子デバイス。
7. 前記追加のミリ波アンテナ共振要素は、パッチアンテナ共振素子を含む、請求項６に記載の電子デバイス。
8. 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、前記パッチアンテナ共振素子は前記ディスプレイカバー層を通してミリ波アンテナ信号を送受信する、請求項７に記載の電子デバイス。
9. 前記追加のミリ波アンテナ共振素子は、前記ディスプレイカバー層を通してミリ波アンテナ信号を送受信するように構成されたビームステアリングアレイ内の複数の追加のミリ波アンテナ共振素子のうちの１つを含む、請求項８に記載の電子デバイス。
10. 前記湾曲した突出部分上の前記ミリ波アンテナ共振要素は、ダイポールアンテナ共振素子を含む、請求項９に記載の電子デバイス。
11. 前記ダイポールアンテナ共振素子に位置合わせされた前記筐体内のプラスチックで充填された開口部を更に備え、前記ダイポールアンテナ共振素子が前記プラスチックで充填された開口部を通してアンテナ信号を送受信する、請求項１０に記載の電子デバイス。
12. 前記ミリ波送受信機回路は、プリント回路基板上のミリ波送受信機集積回路を含む、請求項１に記載の電子デバイス。
13. 前記ミリ波送受信機集積回路及び前記プリント回路基板上のプラスチックモールドキャップと、
    前記プラスチックモールドキャップ上の薄膜シールド層と、を更に備える、請求項１２に記載の電子デバイス。
14. 筐体と、
    ディスプレイカバー層を有する前記筐体内のディスプレイと、
    第１及び第２の部分並びに前記第１及び第２の部分の間に延びる湾曲部分を有するフレキシブルプリント回路と、
    前記第１の部分上のミリ波送受信機と、
    前記ディスプレイカバー層を通してミリ波アンテナ信号を送受信する、前記第２の部分上のミリ波アンテナ共振素子のアレイと、
    前記ミリ波送受信機を前記ミリ波アンテナ共振素子のアレイに結合するように前記湾曲部分を横切って延びる金属トレースと、を備える、電子デバイス。
15. 前記フレキシブルプリント回路は、第３の部分を有し、前記第１及び前記第３の部分の間に延びる追加の湾曲部分を有する、請求項１４に記載の電子デバイス。
16. 前記第３の部分上の少なくとも１つのミリ波アンテナ共振素子を更に備える、請求項１５に記載の電子デバイス。
17. 前記筐体は、誘電体で充填されたスロットを有する金属部分を有し、前記第３の部分上の前記ミリ波アンテナ共振素子は、前記誘電体で充填されたスロットを通してミリ波アンテナ信号を送受信するように構成された、請求項１６に記載の電子デバイス。
18. プリント回路と、
    前記プリント回路に半田付けされたプリント回路基板上に形成されたミリ波アンテナ共振素子と、
    前記プリント回路に半田付けされたミリ波送受信機集積回路と、
    前記ミリ波送受信機集積回路を覆うプラスチックキャップと、
    前記プラスチックキャップ上の薄膜シールド層と、を備える、装置。
19. ガラス層を更に備え、前記ミリ波アンテナ共振素子は、前記ガラス層を通してミリ波アンテナ信号を送受信するように構成された、請求項１８に記載の装置。
20. 前記ミリ波アンテナ共振素子は、前記プリント回路基板上の金属トレースから形成されたパッチアンテナ共振素子と、前記ミリ波アンテナ共振素子に結合された前記プリント回路基板内のビアとを含む、請求項１９に記載の装置。

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