JP5519716B2 - 巻き付き基板を有する多素子アンテナ構造 - Google Patents

Description

本願は、2011年3月1日出願の米国特許出願第13/038,300の優先権を主張するものであり、その内容は、参照をもって本明細書に組み込まれる。

本発明は、該してアンテナに関し、特に、電子デバイスのアンテナに関する。

ポータブルコンピュータ及びハンドヘルド電子デバイスなどの電子デバイスには無線通信機能が設けられている場合が多い。例えば、電子デバイスは、携帯電話回路網などの長距離無線通信回路網と、無線ローカルエリアネットワーク通信回路網などの短距離通信回路網とを使用してもよい。デバイスによっては、全地球測位システム信号などの他の無線信号を受信する能力を有するものもある。

アンテナを電子デバイスに問題なく組み込むのは困難であるといえる。薄型構造となるように製造される電子デバイスの場合、アンテナに使用できるスペースは限られてしまう。多くの電子デバイスにおいて、アンテナの付近にある電子部品は、電磁干渉を発生する原因になる。アンテナ付近の導電性構造によってアンテナの動作が妨害されるおそれもある。電子デバイスには、無線周波数信号を遮断する性質を潜在的に有する導電性筐体壁及び他の導電性構造が含まれているので、上記のような問題点を考慮しなければならないことによって、アンテナの実現は難しくなる。

従って、無線電子デバイスの改善されたアンテナを提供できることが望ましいだろう。

ポータブルコンピュータなどの電子デバイスのアンテナが提供され得る。可撓性アンテナ共振素子基板は誘電体キャリアに巻き付けられてもよい。誘電体キャリアは、巻き付け基板により覆われる第１の面及び第１の面とは反対側の第２の面を有してもよい。第１の面は、ディスプレイカバーガラス層に当接するように装着される平坦な面であってもよい。第２の面は、電子デバイスの筐体の湾曲部分の湾曲した誘電体アンテナ窓の形状に適合する形状を有する湾曲面であってもよい。

可撓性アンテナ共振素子基板は、一端部に第１のアンテナ共振素子を有し且つ他端部に第２のアンテナ共振素子を有してもよい。導電性筐体構造などの導電性構造がアンテナ接地点を形成してもよい。第１のアンテナ共振素子及びアンテナ接地点は、携帯電話アンテナ又は他の適切なアンテナのような第１のアンテナを形成してもよい。第２のアンテナ共振素子及びアンテナ接地点は、衛星ナビゲーションシステムアンテナ又は他の適切なアンテナのような第２のアンテナを形成してもよい。

無給電アンテナ共振素子は第１のアンテナの一部を形成してもよい。第１のアンテナは、第１の通信帯域及び第２の通信帯域で動作するように構成されてもよい。無給電アンテナ共振素子は、アンテナを第２の通信帯域に確実に適応させるために使用されてもよい。

本発明の更なる特徴、性質及び種々の利点は、添付の図面及び以下の好適な実施形態の詳細な説明から更に明らかになるだろう。

図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナを有する例示的な電子デバイスを示す正面斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るアンテナを有する例示的な電子デバイスを示す背面斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るアンテナを有する例示的な電子デバイスを示す概略図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るアンテナを有する例示的な電子デバイスを示す背面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るアンテナを有する例示的な電子デバイスを示す側断面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るキャリアに巻き付けたアンテナ共振素子基板を示す斜視図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る電子デバイスの内部にアンテナ共振素子基板及びキャリアを装着する場合に使用されてもよい筐体の一部及び締め具を示す展開斜視図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る１対のアンテナを形成する場合に使用されてもよい導電性アンテナトレースの例示的なパターンを示す図６及び図７に示される種類の巻き付け前のアンテナ共振素子基板を示す平面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る図８に示される種類の基板上に形成された携帯電話アンテナ及び衛星ナビゲーションシステムアンテナなどの例示的な１対のアンテナの定在波比を動作周波数の関数として示す特性図である。

電子デバイスに無線通信回路網が設けられてもよい。無線通信回路網は、１つ以上の無線通信帯域における無線通信をサポートするために使用されてもよい。例えば、無線通信回路網は、携帯電話帯域及び他の通信帯域の信号を送受信してもよく且つ衛星ナビゲーションシステム帯域の無線信号を受信してもよい。

ポータブル電子デバイスのような電子デバイスでは、スペースの確保は非常に重要である。電子デバイスの筐体は、アンテナ信号を遮断する導電性材料から製造される場合がある。アンテナ構造が誘電体アンテナ窓の背後に形成される構成は、そのような問題に対処するのに有効であるといえる。誘電体窓は、導電性筐体壁の開口部の中に形成されてもよい。必要に応じて、電子デバイス筐体のすべて又は大半の部分をプラスチックなどの誘電体から形成することにより、無線信号に対応してもよい。ディスプレイと関連するカバーガラス層などの誘電体構造を無線信号が通過できる構成もある。無線電子デバイスにおいて、このような構成、デバイスで無線信号に対応するための他の構成又はそれらの構成の組み合わせが必要に応じて使用されてもよい。

アンテナのアンテナ共振素子は、アンテナ窓の付近のディスプレイカバー層の一部の下方に形成されてもよい。導電性筐体の一部又は他の導電性構造がアンテナ接地点として使用されてもよい。アンテナは、アンテナ共振素子に結合された正アンテナ給電端子及び導電性筐体に結合された接地アンテナ給電端子を使用して給電されてもよい。動作中、アンテナに対する無線周波数信号は、アンテナ窓及びカバーガラスの一部のような他の非導電性筐体構造を通過できる。

アンテナは、アンテナ共振素子と、アンテナ接地点として作用する筐体の導電性部分又は他の導電性構造とから形成されてもよい。アンテナ共振素子は、誘電体基板上の導電性トレースから形成されてもよい。導電性トレースは銅又は他の金属から形成されてもよい。誘電体基板は、例えば、可撓性プリント回路であってもよい。可撓性プリント回路は、フレックス回路と呼ばれる場合もあり、ポリイミド又は他のポリマーのシートなどの可撓性誘電体基板上に形成された導電性トレースを有する。

アンテナ共振素子基板は支持構造に装着されてもよい。例えば、複数のアンテナに対応する複数のアンテナ共振素子を含む可撓性アンテナ共振素子基板は、成形プラスチックキャリア又は他のプラスチック支持構造などの誘電体キャリアに巻き付けてもよい。そのようにキャリアにアンテナ共振素子基板を巻き付けることにより、筐体内部で利用できる狭いスペースの中にアンテナを効率よく装着できる。

上記のような構成を有するアンテナ構造は、ポータブル電子デバイスの何らかの適切な露出部分に装着可能である。例えば、アンテナは、デバイスの正面又は上面に設けられてもよい。タブレットコンピュータ、携帯電話、あるいはデバイスの正面全体又はその大部分をタッチスクリーンディスプレイなどの導電性構造が占めている他のデバイスの場合、少なくともアンテナ窓の一部をデバイスの背面に形成することが望ましいだろう。他の構成も可能である（例えば、アンテナが更に限られた場所、デバイスの側壁などに装着されている構成）。本明細書において、誘電体アンテナ窓の少なくとも一部が導電性筐体背面に形成されるようにアンテナ装着場所を利用する構成を一例として説明する場合もあるが、一般に、電子デバイスの何らかの適切なアンテナ装着場所が必要に応じて使用されてもよい。

キャリアに巻き付けられた共振素子基板を有するアンテナ構造を含む例示的なポータブルデバイスが図１に示される。一般に、図１のデバイス１０のようなデバイスは、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ及びタブレットコンピュータなどのポータブルコンピュータ、携帯電話などのハンドヘルド電子デバイス、腕時計形デバイス、ペンダント形デバイス、ヘッドホン形デバイス及びイヤホン形デバイスなどの小型ポータブル電子デバイス、又は他の着用型デバイス又は小型デバイスのように無線通信能力を備えた何らかの適切な電子デバイスであってもよい。

図１に示されるように、デバイス１０は、タブレットコンピュータのような相対的に薄型のデバイスであってもよい。デバイス１０の正面（上面）に、ディスプレイ５０のようなディスプレイが装着されてもよい。筐体１２は、デバイス１０の縁部を形成する湾曲部分と、デバイス１０の背面を形成する相対的に平坦な部分とを有してもよい（一例として）。平坦な側壁を有する筐体及び他の構成も使用されてもよい。場合によっては、デバイス１０の正面（すなわち、ディスプレイ５０のカバー）がデバイス１２の筐体正面を形成するとみなされてもよい。

ディスプレイ５０のカバーは、カバーガラスの層、プラスチックの層又は他の材料から形成されてもよい。ディスプレイ５０のカバー層は、不活性縁部領域（すなわち、活性画素回路を含むディスプレイの導電部分から離れた領域）では無線透過性であってもよい。その結果、ディスプレイカバー層の縁部分の下方に装着されたアンテナ構造により無線周波数信号が受信されてもよく且つアンテナ構造からディスプレイカバー層の縁部分を介して無線周波数信号が送信されてもよい。筐体１２が金属製であるか又は他の導電性材料から形成される構成の場合、誘電体窓５８などの誘電体窓が筐体１２に形成されてもよい。デバイス１０のアンテナ構造は誘電体窓５８の付近に形成されるので、無線周波数信号は、ディスプレイカバー層の縁部分を通過するのに加えて又は縁部分を通過する代わりに誘電体窓５８を通過できる。

デバイス１０は、ボタン５９などのユーザ入出力デバイスを有してもよい。ディスプレイ５０は、ユーザタッチ入力を収集する際に使用されるタッチスクリーンディスプレイであってもよい。ディスプレイ５０の面の平坦なカバーガラス部材の下方に装着されたタッチパネルを使用してディスプレイの容量性タッチセンサ又は他のタッチセンサが実現されてもよいが、タッチセンサは、カバーガラス層に一体に形成されてもよく、あるいは他の方法によりディスプレイ５０に組み込まれてもよい。

ディスプレイ５０の中央部分（図１には領域５６として示される）は、タッチ入力を感知し且つ画素（例えば、液晶ディスプレイ画素、有機発光ダイオード画素又は他のディスプレイ画素）のアレイを使用してユーザに対して画像を表示する際に使用されるアクティブ領域であってもよい。領域５４などのディスプレイ５０の周囲領域は、タッチセンサ電極及び画素が存在しない非アクティブ領域であってもよい。周囲領域５４のディスプレイ５０の下面（例えば、カバーガラスの下面）に、不透明インクなどの材料の層が配置されてもよい。この層は、無線周波数信号を透過してもよい。領域５６の導電性タッチセンサ電極及びディスプレイの画素のアレイと関連する導電性構造は、無線周波数信号を遮断する性質を有してもよい。しかし、無線周波数信号は、不活性ディスプレイ領域５４のカバーガラス及び不透明インクを通過してもよい（一例として）。無線周波数信号はアンテナ窓５８を更に通過してもよい。

筐体１２は１つ以上の構造から形成されてもよい。例えば、筐体１２は、内部フレームと、フレームに装着された平坦な筐体壁とを含んでもよい。筐体１２は、アルミニウムの鋳造ブロック又は機械加工ブロックなどの一体の材料ブロックから形成されてもよい。必要に応じて、それらの方法を共に使用する構成が使用されてもよい。

筐体１２は、プラスチック、木材、ガラス、セラミック、金属又は他の適切な材料、もしくはそれらの材料の組み合わせを含む何らかの適切な材料から形成されてもよい。状況によっては、筐体１２に近接して配置された導電性アンテナ素子の動作を妨害しないように、筐体１２の一部は誘電体材料又は他の低導電率材料から形成されてもよい。他の状況において、筐体１２は金属要素から形成されてもよい。金属又は他の構造的に安定した導電性材料から形成された筐体１２は、デバイスの見栄えをよくし且つ耐久性及び可搬性の向上に有益であるという利点を有する。

適切な１つの構成において、筐体１２は、アルミニウム又はステンレス鋼などの金属から形成されてもよい。アンテナ窓５８の付近の筐体１２の部分は、アンテナ接地点として使用されてもよい。アンテナ窓５８は、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ＰＣ／ＡＢＳ混合物又は他のプラスチック（例として）などの誘電体材料から形成されてもよい。アンテナ窓５８は、接着剤、締め具又は他の適切な装着機構を使用して筐体１２に装着されてもよい。デバイス１０が人目を引く外観を呈するようにするために、デバイス１０のアンテナ窓５８以外の部分で筐体１２により規定される縁部輪郭形状とアンテナ窓５８の外面が一致するように窓５８を形成することが望ましいだろう。例えば、筐体１２が平坦な縁部１２Ａ及び平坦な底面を有する場合、アンテナ窓５８は直角の屈曲部及び垂直な側壁を有するように形成されてもよい。筐体１２が湾曲した縁部１２Ａを有する場合、アンテナ窓５８は同様に湾曲した面を有してもよい。

図２は、デバイス１０が相対的に平坦な背面１２Ｂを有してもよいこと及び誘電体アンテナ窓５８が筐体の湾曲した縁部１２Ａの形状に適合する湾曲部分を有する矩形の形状であってもよいこと（一例として）を示す図１のデバイス１０の背面斜視図である。

デバイス１０が１つ以上のアンテナ２６と、アンテナ２６と通信するトランシーバ回路とを含んでもよいことを示すデバイス１０の概略図が図３に示される。図３に示されるように、電子デバイス１０は記憶／処理回路網１６を含んでもよい。記憶／処理回路網１６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他の電気的プログラム可能読み取り専用メモリ）、揮発性メモリ（例えば、スタティックランダムアクセスメモリ又はダイナミックランダムアクセスメモリ）などの１つ以上の種類の異なる記憶装置を含んでもよい。記憶／処理回路網１６の処理回路網の部分は、デバイス１０の動作を制御するために使用されてもよい。処理回路網１６は、マイクロプロセッサ及び他の適切な集積回路などのプロセッサに基づいてもよい。適切な１つの構成において、記憶／処理回路網１６は、インターネット閲覧アプリケーション、ＶＯＩＰ（Ｖｏｉｃｅ Ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、通話アプリケーション、Ｅメールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、オペレーティングシステム機能、無線周波数電力増幅器及び他の無線周波数トランシーバ回路網を制御するための制御機能などのデバイス１０のソフトウェアを実行するために使用されてもよい。記憶／処理回路網１６は、適切な通信プロトコルを実現する際に使用されてもよい。記憶／処理回路網１６を使用して実現されてもよい通信プロトコルは、インターネットプロトコル、携帯電話プロトコル、無線ローカルエリアネットワークプロトコル（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）と呼ばれる場合もあるＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルのような他の短距離無線通信リンクに関するプロトコルなどを含む。

入出力回路網１４は、デバイス１０にデータを供給させ且つデバイス１０から外部デバイスにデータを提供させるために使用されてもよい。タッチスクリーン及び他のユーザ入力インタフェースなどの入出力デバイス１８は、入出力回路網１４の例である。入出力デバイス１８は、ボタン、ジョイスティック、クリックホイール、スクロールホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイク、カメラなどのユーザ入出力デバイスを更に含んでもよい。ユーザは、そのようなユーザ入力装置を介してコマンドを供給することによりデバイス１０の動作を制御できる。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）並びに視覚情報及び状態データを提示する他の構成要素のようなディスプレイ及び音声デバイスが入出力デバイス１８に含まれてもよい。入出力デバイス１８のディスプレイ及び音声デバイスは、スピーカ及び音声を発生する他のデバイスなどの音声機器を更に含んでもよい。必要に応じて、入出力デバイス１８は、外部ヘッドホン及び外部モニタに対応するジャック及び他のコネクタなどの視聴覚インタフェース機器を含んでもよい。

無線通信回路網２０は、１つ以上の集積回路、増幅器回路網、低雑音入力増幅器、受動ＲＦ素子、１つ以上のアンテナ及びＲＦ無線信号を処理するための他の回路網から形成された無線周波数（ＲＦ）トランシーバ回路網２３を含んでもよい。無線信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信されてもよい。

無線通信回路網２０は、複数の無線周波数通信帯域を処理する無線周波数トランシーバ回路を含んでもよい。例えば、回路網２３は、２．４ＧＨｚ、ＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ ８０２．１１）通信に対応する５ＧＨｚ帯域及び２．４ＧＨｚ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信帯域を処理するトランシーバ回路網２２を含んでもよい。回路網２３は、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１，８００ＭＨｚ、１，９００ＭＨｚ及び２，１００ＭＨｚ（例として）のような携帯電話帯域の無線通信を処理するための携帯電話トランシーバ回路網２４を更に含んでもよい。無線通信回路網２０は、他の短距離無線リンク及び長距離無線リンクに対応する回路網を必要に応じて含んでもよい。例えば、トランシーバ回路網２３は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機２１、無線信号及びＴＶ信号を受信する無線回路網、ページング回路などを含んでもよい。ＷｉＦｉリンク及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈリンク並びに他の短距離無線リンクにおいて、無線信号は、通常、数十フィート又は数百フィートの距離にわたりデータを搬送するために使用される。携帯電話リンク及び他の長距離リンクの場合、無線信号は、通常、数千フィート又は数千マイルの距離にわたりデータを搬送するために使用される。

無線通信回路網２０は、アンテナ窓５８に隣接してディスプレイ５０の不活性周囲部分５４の下方に配置された１つ以上のアンテナのようなアンテナ２６を含んでもよい。アンテナ２６は、それぞれが特定の所望の通信帯域に対応する単一帯域アンテナであってもよいが、多帯域アンテナであってもよい。多帯域アンテナは、例えば、複数の携帯電話通信帯域に対応するために使用されてもよい。必要に応じて、２つのＷｉＦｉ帯域（例えば、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ）に対応するために２帯域アンテナが使用されてもよい。単一帯域アンテナは、１５７５ＭＨｚの全地球測位システム信号（一例として）などの衛星ナビゲーションシステム信号を受信するために使用されてもよい。種々の帯域及び帯域の組み合わせに対して、種々の種類のアンテナが使用されてもよい。例えば、ローカル無線リンクアンテナを形成するための２帯域アンテナ、携帯電話通信帯域を処理するための多帯域アンテナ及び全地球測位システムアンテナを形成するための単一帯域アンテナ（例として）を形成することが望ましいだろう。

伝送線経路４４は、トランシーバ２３とアンテナ２６との間で無線周波数信号を搬送するために使用されてもよい。無線周波数トランシーバ２３のような無線周波数トランシーバは、１つ以上の集積回路及び関連素子（例えば、交換回路、個別の誘導子、コンデンサ及び抵抗器などの整合回路網素子、並びに集積回路フィルタ回路網など）を使用して実現されてもよい。それらの素子は、何らかの適切な実装構造に実装されてもよい。１つの適切な構成において、トランシーバ集積回路はプリント回路基板に実装されてもよい。経路４４は、プリント回路基板上のトランシーバ集積回路及び他の素子をデバイス１０のアンテナ構造と相互に接続するために使用されてもよい。経路４４は、同軸ケーブル、マイクロストリップ伝送線などの伝送線経路構造を含めて、無線周波数信号を搬送するための何らかの適切な導電性経路を含んでもよい。

アンテナ２６は、一般に、何らかの適切な種類のアンテナを使用して形成されてもよい。アンテナ２６に適する適切なアンテナの種類は、パッチアンテナ構造、逆Ｆ型アンテナ構造、閉スロットアンテナ構造及び開スロットアンテナ構造、ループアンテナ構造、モノポール、ダイポール、平面逆Ｆ型アンテナ構造、それらの構造の混成構造などから形成された共振素子を有するアンテナを含む。本明細書で一例として説明される場合もある適切な１つの構成において、筐体１２の一部（例えば、アンテナ窓５８の近傍の筐体１２の部分）は、アンテナ窓５８と関連するアンテナの接地構造を形成してもよい。アンテナ接地構造は、プリント回路基板上の導電性トレース、フレーム部材及び内部筐体板構造などの筐体部材、コネクタなどの素子の導電部分及び他の導電性構造から形成されてもよい。

誘電体窓５８の近傍の電子デバイス１０の背面図が図４に示される。図４に示されるように、各アンテナ２６はアンテナ共振素子及びアンテナ接地点を含んでもよい。図４の例において、アンテナ共振素子基板６２Ａは、アンテナ共振素子６４‐１及びアンテナ共振素子６４‐２を含む。アンテナ共振素子６４‐１及び６４‐２は、パターニングされた銅、金又は他の金属などの導体パターンから形成されてもよい。アンテナ共振素子基板６２Ａは、ポリイミドのシート又は別の可撓性ポリマーシートなどのフレックス回路基板から形成されてもよい。アンテナ接地点として作用する筐体１２の部分又は他の接地構造のような付近の導電性構造と関連して、アンテナ共振素子６４‐１は第１のアンテナ２６を形成し且つアンテナ共振素子６４‐２は第２のアンテナ２６を形成する。

図４の例のアンテナ窓５８の下部において、アンテナ共振素子基板６２Ｂのアンテナ共振素子６４‐３は、別の携帯電話アンテナのような別のアンテナ２６を形成してもよい。基板６２Ｂは、例えば、フレックス回路基板であってもよく且つアンテナ共振素子６４‐３は、フレックス回路基板上の金属トレースパターンを使用して形成されてもよい。デバイス１０のカメラ又は他の電子機器のような構成要素６０は、基板６２Ａ及び６２Ｂの間に挿入されてもよい。

適切な１つの構成において、アンテナ共振素子６４‐３から形成されるアンテナは、デバイス１０の一次携帯電話アンテナとして機能してもよく且つアンテナ共振素子６４‐１は、デバイス１０の二次携帯電話アンテナとして機能してもよい。アンテナ共振素子６４‐２から形成されるアンテナは、全地球測位システムアンテナなどの衛星ナビゲーションシステムアンテナとして機能してもよい。これは単なる例である。アンテナ共振素子６４‐１、６４‐２及び６４‐３並びに必要に応じてデバイス１０に設けられる追加のアンテナ共振素子は、何らかの適切な種類のアンテナを形成するために使用されてもよい。

アンテナ２６は、伝送線経路４４を使用してトランシーバ回路網２３（例えば、携帯電話トランシーバ回路網、衛星ナビゲーションシステム受信機回路網など）に接続されてもよい。

デバイス１０の筐体１２の側断面図が図５に示される。図５は、アンテナ共振素子基板６２Ａがディスプレイ５０のカバーガラス層６８の面の下方にどのように実装されるかを示す。図５に示されるように、ディスプレイ５０は、ディスプレイモジュール（例えば、アクティブ領域５６のモジュール７２のような液晶ディスプレイモジュール又は有機発光ディスプレイモジュール）を含んでもよい。非アクティブ領域５４において、アンテナ共振素子基板６２Ａがデバイス１０のユーザに見えないように、黒色インクのような不透明材料の層６６がアンテナ共振素子基板６２Ａを隠してもよい。

基板６２Ａ上のアンテナ共振素子（すなわち、図４のアンテナ共振素子６４‐１及び６４‐２）は、それぞれ対応するアンテナ給電線を使用して給電されてもよく且つ第１のアンテナ及び第２のアンテナをそれぞれ形成してもよい。図５は、端子７６のような正アンテナ給電端子及び端子７８のような接地アンテナ給電端子を有するそれぞれ対応するアンテナ給電線を使用して、デバイス１０の各伝送線経路４４が対応するアンテナに結合されてもよいことを示す。正アンテナ給電端子７６は、アンテナ共振素子基板上のトレースに結合されてもよい。接地アンテナ給電端子は、筐体構造１２などの導電性アンテナ接地構造に結合されてもよい。伝送線経路４４は、給電端子７６及び７８をプリント回路基板７９上の無線周波数トランシーバ回路網２３に結合してもよい。

アンテナ共振素子基板６２Ａは、キャリア７０などの誘電体キャリアに巻き付けられてもよい。キャリア７０は、何らかの適切な誘電体材料（例えば、液晶ポリマーなどのプラスチック又は他の適切な誘電体）から形成されてもよい。筐体の一部（すなわち、アンテナ窓５８）が湾曲している図５に示される種類の筐体構造の場合、キャリア７０は、平坦な面及びその反対側の湾曲面を有してもよい。キャリア７０の平坦な上面は、ディスプレイカバーガラス６８の平坦な内面に当接するように装着されてもよい。キャリア７０の湾曲した下面は、誘電体窓５８の対応する湾曲面に当接するように装着されてもよい。他の形状の筐体の場合、必要に応じて他の適切な構成のキャリア７０が使用されてもよい。アンテナ共振素子基板６２Ａは、必要に応じて接着剤（例えば、感圧接着剤）を使用してキャリア７０に装着されてもよい。

キャリア７０の湾曲した下面及びその反対側の平坦な上面がデバイス１０の周囲上縁部に沿って伸びる共通軸線（軸線９０）に沿って隣接することを示すキャリア７０の正面斜視図が図６に示される。

図７は、キャリア７０の背面斜視図である。図７に示されるように、アンテナ共振素子基板６２Ａには、キャリア７０と関連する第１のアンテナ及び第２のアンテナに伝送線経路４４を結合するのを助ける形状の構造が設けられてもよい。詳細には、基板６２Ａは、開口部８６‐１のような第１の開口部を有する共振素子トレースを有する突起を有してもよい。トレースを接地し且つ第１のアンテナ（例えば、携帯電話アンテナ）の接地アンテナ端子７８‐１を形成するために、この開口部８６‐１にねじ８２‐１が差し込まれ且つ筐体部分１２”の対応するねじ穴８０‐１に螺合されてもよい。広いサービスエリアを有する携帯電話アンテナを形成するために使用される無給電アンテナ共振素子は、端子９２に結合されてもよい。デバイス１０に装着された場合、端子９２は導電性筐体部分１２’に接地されてもよい。アンテナ共振素子基板６２Ａは、開口部８６‐２のような第２の開口部を有する共振素子トレースを含む突起を更に有してもよい。トレースを接地し且つ第２のアンテナ（例えば、衛星ナビゲーションシステムアンテナ）の接地アンテナ端子７８‐２を形成するために、この開口部８６‐２にねじ８２‐２が差し込まれ且つ筐体部分１２”の対応するねじ穴８０‐２に螺合されてもよい。

空胴８４のような空気で充満した空胴をキャリア７０に設けることにより、射出成形技術を使用してキャリア７０を容易に形成できる。

図８は、アンテナ共振素子基板６２Ａがキャリア７０に装着される前の、巻き付けていない状態の基板６２Ａの平面図である。装着中、基板６２Ａは長手方向軸線９０に沿って折り曲げられ且つキャリア７０の平坦な面及び湾曲面を覆うようにキャリア７０に巻き付けられる。

図８に示されるように、アンテナ共振素子基板６２Ａは、アンテナ共振素子６４‐２を有してもよい。アンテナ共振素子６４‐２は、衛星ナビゲーションアンテナ（例えば、１，５７５ＭＨｚで動作する全地球測位システムアンテナ）に対応する衛星ナビゲーションアンテナ共振素子を形成するために使用されてもよい。端子７６‐２は、アンテナ共振素子６４‐２のトレースの一端部に結合されてもよい。伝送線４４‐１は、端子７６‐２に結合された正導体と、接地端子７８‐２及び穴８６‐２を含むフレックス回路基板６２Ａの突出部分にあるトレースに結合された接地導体とを有してもよい。

アンテナ共振素子基板６２Ａの反対側の端部（すなわち、図８の構成の左側の端部）に、基板６２Ａは、アンテナ共振素子６４‐１を形成するために使用される第２のアンテナ共振素子トレースを有してもよい。アンテナ共振素子６４‐１は、携帯電話回路網を介して音声無線データ及び非音声無線データを受信する２帯域携帯電話アンテナのような携帯電話アンテナと関連してもよい。正アンテナ給電端子７６‐１は、アンテナ共振素子６４‐２の脚部９６に結合されてもよい。伝送線４４‐１は、端子７６‐１に結合された正導体を有してもよい。伝送線４４‐１は、接地端子７８‐１に結合された接地導体を更に有してもよい。接地端子７８‐１は、穴８６‐１を含む脚部９８の端部のアンテナ共振素子６４‐１の部分から形成されてもよい。

無給電アンテナ共振素子９４は、アンテナ共振素子基板６２Ａのトレース６４‐１から電気的に絶縁され且つ伝送線４４‐１及び４４‐２のうち一方の伝送線により直接給電されない導体の条片（すなわち、金属トレースパターン）から形成されてもよい。無給電アンテナ共振素子９４の一端部は、端子９２において筐体１２（すなわち、図７の筐体部分１２’）に接地されてもよい。

図８のアンテナ構造を使用して形成されたアンテナの応答の特性図が図９に示される。図９の特性図には、定在波比（ＳＷＲ）が動作周波数の関数として示されている。実線１００は、アンテナ共振素子６４‐１及び無給電アンテナ共振素子９４を使用して形成された携帯電話アンテナの応答を示す。実線１００により示されるように、このアンテナは、周波数ｆ１（例えば、８５０ＭＨｚ又は７００ＭＨｚ又は９００ＭＨｚ）を中心とする低周波数帯域及び周波数ｆ２（例えば、１，９００ＭＨｚ又は１，８００ＭＨｚ又は２，１００ＭＨｚ）を中心とする高周波数帯域で共振ピークを示してもよい。破線１０４は、無給電アンテナ共振素子９４が使用されない場合に周波数ｆ２と関連する高周波数帯域でアンテナ共振素子６４‐１の応答が不十分になることを示す。しかし、無給電アンテナ共振素子９４が存在する場合、実線１００により示されるように、携帯電話アンテナは周波数ｆ２で十分な応答を示す。線１０２は、基板６４Ａに形成された第２のアンテナ（すなわち、図９のトレース６４‐２を使用して形成された全地球測位システムアンテナ）の応答を示す。

必要に応じて、アンテナ共振素子基板６２Ａ上に他の種類のアンテナが形成されてもよい。基板６２Ａが携帯電話アンテナ及び全地球測位システムアンテナを含む図８及び図９の例示的な構成は、単なる例である。更に、共通の巻き付きフレックス回路基板に、３つ以上の個別のアンテナが形成されていてもよい。本例は、第１のアンテナ及び第２のアンテナが共通の巻き付きフレックス回路基板の長手方向両端部に形成された第１のアンテナ共振素子及び第２のアンテナ共振素子をそれぞれ有する構成を含む。必要に応じて、共通のフレックス回路アンテナ共振素子基板は、３つ以上の対応するアンテナに対して３つ以上のアンテナ共振素子を形成するために使用されてもよい。

一実施形態によれば、第１の面及び第１の面とは反対側の第２の面を有するプラスチック支持構造と、第１のアンテナに対応する第１のアンテナ共振素子及び第２のアンテナに対応する第２のアンテナ共振素子を有し、プラスチック支持構造に巻き付けられ、且つ、第１の面及び第２の面を覆うアンテナ共振素子基板とを含む電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、アンテナ共振素子基板上に、第１のアンテナの一部を形成する無給電アンテナ共振素子を更に含む電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、無給電アンテナ共振構造は、電子デバイスの筐体に接続された端子を有する、帯状の導体を備える電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、第１のアンテナは、第１の携帯電話通信帯域及び第２の携帯電話通信帯域で動作するように構成される電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、第２のアンテナは、衛星ナビゲーションシステム帯域で動作するように構成される電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、第１の面は平坦な面であり、第２の面は湾曲面であり、且つ、アンテナ共振素子基板は、第１の面及び第２の面に接着剤によって装着された可撓性のポリマーシートを備える電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、第１の面及び第２の面は、ある軸線に沿って隣接し、且つ、アンテナ共振素子基板はその軸線に沿って折り曲げられる電子デバイスアンテナ構造が提供される。

別の実施形態によれば、軸はアンテナ共振素子基板の長手方向に沿って伸び、アンテナ共振素子基板は、第１の端部及び長手方向に第１の端部とは反対側にある第２の端部を有し、第１のアンテナ共振素子は第１の端部に配置され、且つ第２のアンテナ共振素子は第２の端部に配置される電子デバイスアンテナ構造が提供される。

一実施形態によれば、第１の面及び第１の面とは反対側の第２の面を有する誘電体キャリアと、第１の面及び第２の面の少なくとも一部を覆う可撓性アンテナ共振素子基板と、アンテナ接地点を形成する導電性筐体と、可撓性アンテナ共振素子基板上にあり且つアンテナ接地点と共に第１のアンテナを形成する第１のアンテナ共振素子と、可撓性アンテナ共振素子基板上にあり且つアンテナ接地点と共に第２のアンテナを形成する第２のアンテナ共振素子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、導電性筐体にある誘電体窓を更に含み、キャリアは誘電体窓に隣接して装着される電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、カバーガラス層を有するディスプレイを更に含み、キャリアは、カバーガラス層に隣接して装着される電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、第１の面は平坦な面であり且つ誘電体キャリアは、平坦な面がカバーガラス層に当接するように装着される電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、ディスプレイは、周囲の非アクティブ領域により取り囲まれたアクティブ領域を有し、周囲の非アクティブ領域にあるカバーガラス層の内面は、不透明マスク層によって覆われ、且つ平坦な面は不透明マスク層により覆われる電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、誘電体窓は湾曲形状を有し且つ第２の面は、誘電体窓の湾曲形状に適合するように湾曲している電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、可撓性アンテナ共振素子基板上に第１のアンテナ共振素子に隣接して配置された無給電アンテナ共振素子を更に含み、無給電アンテナ共振素子は第１のアンテナの一部を形成する電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、ディスプレイカバーガラス層及び誘電体窓を更に含み、ディスプレイカバーガラス及び誘電体窓を介して第１のアンテナ及び第２のアンテナにより無線周波数信号が受信されるように、誘電体キャリアは、ディスプレイカバーガラスと誘電体窓との間に挿入される電子デバイスが提供される。

一実施形態によれば、誘電体キャリアと、誘電体キャリアに巻き付けられ、且つ、第１のアンテナを形成する第１のアンテナ共振素子及び第２のアンテナを形成する第２のアンテナ共振素子を有する可撓性アンテナ共振素子基板とを含む装置が提供される。

別の実施形態によれば、誘電体キャリアは、ある軸線に沿って隣接する第１の面及び第２の面を有し、可撓性アンテナ共振素子基板は、その軸線に沿ってキャリアを覆うように折り曲げられ、且つ可撓性アンテナ共振素子基板は第１の面及び第２の面を覆う装置が提供される。

別の実施形態によれば、可撓性アンテナ共振素子基板上にあり且つ第１のアンテナの一部を形成する無給電アンテナ共振素子を更に含む装置が提供される。

別の実施形態によれば、第１のアンテナが少なくとも２つの携帯電話通信帯域で動作するように構成され且つ第２のアンテナが衛星ナビゲーションシステム帯域で動作するように構成される装置が提供される。

以上の説明は、単に本発明の原理を例示しているにすぎず、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく当業者により種々の変形を実施可能である。

Claims (19)

1. 平坦な面を有する第１の面と、前記第１の面とは反対側に位置し前記平坦な面と対向する湾曲面を有する第２の面と、を有するプラスチック支持構造と、
   第１のアンテナに対応する第１のアンテナ共振素子及び第２のアンテナに対応する第２のアンテナ共振素子を有し、前記プラスチック支持構造を包み、且つ、前記第１の面及び前記第２の面を覆うアンテナ共振素子基板と、を備え、
   前記第１のアンテナ共振素子は、前記平坦な面上に形成された第１の部分と前記湾曲面上に形成された第２の部分とを有する
   ことを特徴とする電子デバイスアンテナ構造。
2. 前記アンテナ共振素子基板上に、前記第１のアンテナの一部を形成する無給電アンテナ共振素子を更に備えることを特徴とする請求項１記載の電子デバイスアンテナ構造。
3. 前記無給電アンテナ共振素子は、電子デバイスの筐体に接続された端子を有する、帯状の導体を備えることを特徴とする請求項２記載の電子デバイスアンテナ構造。
4. 前記第１のアンテナは、第１の携帯電話通信帯域及び第２の携帯電話通信帯域で動作するように構成されることを特徴とする請求項２記載の電子デバイスアンテナ構造。
5. 前記第２のアンテナは、衛星ナビゲーションシステム帯域で動作するように構成されることを特徴とする請求項４記載の電子デバイスアンテナ構造。
6. 前記アンテナ共振素子基板は、前記第１の面及び前記第２の面に接着剤によって装着された可撓性のポリマーシートを備えることを特徴とする請求項１記載の電子デバイスアンテナ構造。
7. 前記第１の面及び前記第２の面は、ある軸線に沿って隣接し、且つ、前記アンテナ共振素子基板は前記軸線に沿って折り曲げられることを特徴とする請求項１記載の電子デバイスアンテナ構造。
8. 前記軸線は、前記アンテナ共振素子基板の長手方向に沿って伸び、
   前記アンテナ共振素子基板は、第１の端部及び長手方向に前記第１の端部の反対側にある第２の端部を有し、前記第１のアンテナ共振素子は前記第１の端部に配置され、且つ前記第２のアンテナ共振素子は前記第２の端部に配置されることを特徴とする請求項７記載の電子デバイスアンテナ構造。
9. 第１の面及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面が平坦な面を有するとともに前記第２の面が前記平坦な面と対向する湾曲面を有している、誘電体キャリアと、
   前記第１の面及び前記第２の面のうち少なくとも一部を覆う可撓性アンテナ共振素子基板と、
   アンテナ接地点を形成する導電性筐体と、
   前記可撓性アンテナ共振素子基板上にあり且つ前記アンテナ接地点と共に第１のアンテナを形成する第１のアンテナ共振素子と、
   前記可撓性アンテナ共振素子基板上にあり且つ前記アンテナ接地点と共に第２のアンテナを形成する第２のアンテナ共振素子と、
   カバーガラス層を有するディスプレイと、
   を備え、
   前記誘電体キャリアの第１の面上の前記可撓性アンテナ共振素子基板は、前記カバーガラス層に隣接し、
   前記第１のアンテナ共振素子の第１の部分は、前記誘電体キャリアの前記平坦な面上の前記可撓性アンテナ共振素子基板上に配置され、前記第１のアンテナ共振素子の第２の部分は、前記誘電体キャリアの前記湾曲面上の前記可撓性アンテナ共振素子基板上に配置される
   ことを特徴とする電子デバイス。
10. 前記導電性筐体にある誘電体窓を更に備え、前記キャリアは前記誘電体窓に隣接して装着されることを特徴とする請求項９記載の電子デバイス。
11. 前記誘電体キャリアは、前記平坦な面が前記カバーガラス層と同一面に横付けするように装着されることを特徴とする請求項９記載の電子デバイス。
12. 前記ディスプレイは、周囲の非アクティブ領域により取り囲まれたアクティブ領域を有し、前記周囲の非アクティブ領域にある前記カバーガラス層の内面は不透明マスク層によって覆われ、且つ前記平坦な面は前記不透明マスク層により覆われることを特徴とする請求項１１記載の電子デバイス。
13. 前記誘電体窓は湾曲形状を有し、前記第２の面は、前記誘電体窓の前記湾曲形状に適合するように湾曲していることを特徴とする請求項１２記載の電子デバイス。
14. 前記可撓性アンテナ共振素子基板に前記第１のアンテナ共振素子に隣接して配置された無給電アンテナ共振素子を更に備え、前記無給電アンテナ共振素子は前記第１のアンテナの一部を形成することを特徴とする請求項９記載の電子デバイス。
15. 誘電体窓を更に備え、
    前記誘電体キャリアは前記ディスプレイカバーガラス層と前記誘電体窓との間に挿入され、
    前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、前記ディスプレイカバーガラス層及び前記誘電体窓を介して無線周波数信号を受信するように構成される
    ことを特徴とする請求項１４記載の電子デバイス。
16. 第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面が平坦な面を有するとともに前記第２の面が前記平坦な面と対向する湾曲面を有している、誘電体キャリアと、
    前記誘電体キャリアを包み、前記平坦な面及び前記湾曲面を覆い、且つ、第１のアンテナを形成する第１のアンテナ共振素子及び第２のアンテナを形成する第２のアンテナ共振素子を有する可撓性アンテナ共振素子基板と、
    カバーガラス層と、
    を備え、
    前記可撓性アンテナ共振素子基板の平坦部は、前記誘電体キャリアの前記平坦な面上に形成され、前記可撓性アンテナ共振素子基板の湾曲部は、前記誘電体キャリアの前記湾曲面上に形成され、前記可撓性アンテナ共振素子基板の前記平坦部は、前記カバーガラス層と前記誘電体キャリアの前記平坦な面との間に挿入されており、
    前記第１のアンテナ共振素子は、前記可撓性アンテナ共振素子基板の前記平坦部上に形成された第１の部分と、前記可撓性アンテナ共振素子基板の前記湾曲部上に形成された第２の部分とを有する
    ことを特徴とする装置。
17. 前記誘電体キャリアの前記第１の面及び前記第２の面は、ある軸線に沿って隣接し、前記可撓性アンテナ共振素子基板は、前記軸線に沿って前記誘電体キャリアを覆うように折り曲げられ、且つ前記可撓性アンテナ共振素子基板は前記第１の面及び前記第２の面を覆うことを特徴とする請求項１６記載の装置。
18. 前記可撓性アンテナ共振素子基板上にあり且つ前記第１のアンテナの一部を形成する無給電アンテナ共振素子を更に備えることを特徴とする請求項１７記載の装置。
19. 前記第１のアンテナは、少なくとも２つの携帯電話通信帯域で動作するように構成され且つ前記第２のアンテナは、衛星ナビゲーションシステム帯域で動作するように構成されることを特徴とする請求項１８記載の装置。

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