JP6742434B2 - 誘電体を用いてアンテナ部分間に連続的な絶縁を提供するためのアンテナ装置及び方法 - Google Patents

誘電体を用いてアンテナ部分間に連続的な絶縁を提供するためのアンテナ装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、アンテナに関し、特に、モバイルデバイスで使用するように構成されたアンテナに関する。
本出願は、2016年5月6日に出願され、かつ「Antenna Apparatus and Method with Dielectric for Providing Continuous Insulation between Antenna Portions」と題する米国仮特許出願第62/332,634号の優先権を主張する、2017年1月20日に出願され、かつ「Antenna Apparatus and Method with Dielectric for Providing Continuous Insulation between Antenna Portions」と題する米国非仮特許出願第15/411,898号の優先権を主張し、両出願は、その全体が再現されているかのように、参照により本明細書に組み込まれるものとする。
通常、電話、タブレットなどのモバイル機器は、セルラ通信の形態の長距離通信に対応するための回路、1つ又は複数のアンテナなどを含む、必要なインフラストラクチャを備えている。美観的及び/又は機能的設計上の理由から、そのようなアンテナは、一般的に、モバイルデバイスの筐体内に隠されるか、又はモバイルデバイスの筐体の一部として形成される。同時に、セルラ通信規格が進歩するにつれて、モバイルデバイスのアンテナ設計に対する帯域幅及び効率の要求が増大している。例えば、現代のセルラ通信規格は、多入力多出力(MIMO)アンテナ構成、キャリアアグリゲーション(CA)機能などを必要とする。このために、前述の設計上の考慮事項に対応するためにモバイルデバイスアンテナを設計する上で、ますます困難が生じている。
実施形態において、上面と、底面と、上部、下部、及び一対の側部によって画定される外周部と、を有する第1のアンテナを備える装置が提供される。第1のスロットは、本体と、第1のアームと、第1のアンテナを第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分に分割する第2のアームとを含む。第1の部分は第3の部分よりも大きく、第3の部分は第2の部分及び第4の部分よりも大きい。さらに、第1のスロットの本体は、外周部の側部の間に延在する。また、第1のアームと第2のアームは、本体と外周部の上部及び下部のうちの1つとの間に延在する。誘電体は、第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分の間に連続的な絶縁を提供するために第1のスロット内に配置される。
第1の部分は、本体と、外周部の上部及び一対の側部との間に形成され、第2の部分は、本体と、第1のアームと、外周部の下部及び一対の側部の一方との間に形成され、第3の部分は、本体と、第1のアームと、第2のアームと、外周部の下部との間に形成され、第4の部分は、本体と、第2のアームと、外周部の下部及び一対の側部の他方との間に形成される、先行する実施形態のいずれかによる装置。
スロットの本体は、直線状又は非直線状である、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第1のスロットは、第3の部分を2つの部分に分割する第3のアームを含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第2のアンテナをさらに備え、第2のアンテナは、第2の本体と、第4のアームと、第2のアンテナを第1の部分、第5の部分、第6の部分、及び第7の部分に分割する第5のアームとを含む第2のスロットであり、第1の部分は第6の部分よりも大きく、第6の部分は第5の部分及び第7の部分よりも大きく、第2のスロットの第2の本体は、外周部の側部の間に延在し、第4のアームと第5のアームは、本体と、第1のアームと第2のアームが延在する側と対向する外周部の上部と下部の他方との間に延在する、第2のスロットと、第1の部分と、第5の部分と、第6の部分と、第7の部分との間に連続的な絶縁を提供するために、第2のスロット内に配置される誘電体とをさらに含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第1のアンテナを利用するための第1の動作モードと、第2のアンテナを利用するための第2の動作モードとを切り替えるための少なくとも1つのスイッチをさらに備える、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第1の部分は、第2の部分の表面の2から50倍の表面積を有する、先行する実施形態のいずれかによる装置。
装置は、より高い周波数帯域モード及びより低い周波数帯域モードでアンテナを動作させるように構成されている、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第3の部分は、第2の部分及び第4の部分の全表面以上の表面積を有する、先行する実施形態のいずれかによる装置。
スロットは、0.5〜3.0mmの幅を有する、先行する実施形態のいずれかによる装置。
スロットの1つ又は複数の端部が電気的に閉路される、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つの固定要素と、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つのアンテナ給電部をさらに含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
固定要素は、抵抗素子、容量素子、及び誘導素子のうちの少なくとも1つを含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
少なくとも1つの固定要素は、固定シャントを含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
少なくとも1つのアンテナ給電部の各々は、ヘッドと導電片とを含み、アンテナ給電のヘッドは、第1の部分と、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも1つとの間で電気的に連通し、アンテナ給電部の導電片は、アンテナ給電部のヘッドから延在する、先行する実施形態のいずれかによる装置。
第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つの設定可能要素と、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つのアンテナ給電部をさらに含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
少なくとも1つの設定可能要素は、抵抗素子、容量素子、及び誘導素子のうちの少なくとも1つを含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
設定可能要素は、スイッチを含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
少なくとも1つの設定可能要素の各々は、第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも2つの部分間で電気的に連通するヘッドを含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
少なくとも1つの設定可能要素の1つは、設定可能要素のヘッドから延在する導電片を含む、先行する実施形態のいずれかによる装置。
少なくとも1つのアンテナ給電部の各々は、ヘッドと導電片とを含み、アンテナ給電部のヘッドは、第1の部分と、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも1つとの間で電気的に連通し、アンテナ給電部の導電片は、アンテナ給電部のヘッドから延在する、先行する実施形態のいずれかによる装置。
追加の実施形態において、第1の部分は、本体と、外周部の上部及び一対の側部との間に形成されてもよく、第2の部分は、本体と、第1のアームと、外周部の下部及び一対の側部の一方との間に形成されてもよく、第3の部分は、本体と、第1のアームと、第2のアームと、外周部の下部との間に形成されてもよく、第4の部分は、本体と、第2のアームと、外周部の下部及び一対の側部の他方との間に形成されてもよい。
追加の実施形態において、本体は、直線状又は非直線状であってもよい。
追加の実施形態において、第1のスロットは、第3の部分を2つの部分に分割する第3のアームを含んでもよい。
追加の実施形態において、第2のアンテナは、第2の本体と、第4のアームと、第2のアンテナを第1の部分、第5の部分、第6の部分、及び第7の部分に分割する第5のアームとを含む第2のスロットが設けられてもよい。さらに、第1の部分は第6の部分よりも大きく、第6の部分は第5の部分及び第7の部分よりも大きくてもよい。また、第2のスロットの第2の本体は、外周部の側部間に延在してもよい。なお、第4のアームと第5のアームは、本体と、第1のアームと第2のアームが延在する側と対向する外周部の上部と下部の他方との間に延在してもよい。誘電体は、第2のスロットと、第1の部分と、第5の部分と、第6の部分と、第7の部分との間に連続的な絶縁を提供するために、第2のスロット内に配置されてもよい。選択肢として、第1のアンテナを利用するための第1の動作モードと、第2のアンテナを利用するための第2の動作モードとを切り替えるために少なくとも1つのスイッチを設けてもよい。
追加の実施形態において、第1の部分は、第2の部分の表面の2から50倍の表面積を有してもよい。
追加の実施形態において、装置は、より高い周波数帯域モード及びより低い周波数帯域モードでアンテナを動作させるように構成されてもよい。
追加の実施形態において、第3の部分は、第2の部分及び第4の部分の全表面以上の表面積を有してもよい。
追加の実施形態において、スロットは、0.5〜3.0mmの幅を有してもよい。
追加の実施形態において、スロットの1つ又は複数の端部が電気的に閉路されてもよい。
追加の実施形態において、少なくとも1つの固定要素は、第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通してもよい。さらに、少なくとも1つのアンテナ給電部は、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通してもよい。選択肢として、固定要素は、抵抗素子、容量素子、及び誘導素子のうちの少なくとも1つを含んでもよい。さらに、少なくとも1つの固定要素は、固定シャントを含んでもよい。また、少なくとも1つのアンテナ給電部の各々は、ヘッドと導電片とを含んでもよい。アンテナ給電部のヘッドは、第1の部分と、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも1つとの間で電気的に連通してもよい。さらに、アンテナ給電部の導電片は、アンテナ給電部のヘッドから延在してもよい。
追加の実施形態において、少なくとも1つの設定可能要素は、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通してもよい。さらに、少なくとも1つのアンテナ給電部は、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通してもよい。選択肢として、少なくとも1つの設定可能要素は、抵抗素子、容量素子、及び誘導素子のうちの少なくとも1つを含んでもよい。さらに、設定可能要素は、スイッチを含んでもよい。また、少なくとも1つの設定可能要素の各々は、第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも2つの部分間で電気的に連通するヘッドを含んでもよい。選択肢として、少なくとも1つの設定可能要素の1つは、設定可能要素のヘッドから延在する導電片を含んでもよい。追加の選択肢として、少なくとも1つのアンテナ給電部の各々は、ヘッドと導電片とを含み、アンテナ給電部のヘッドは、第1の部分と、第2の部分、第3の部分及び第4の部分のうちの少なくとも1つとの間で電気的に連通してもよい。さらに、アンテナ給電部の導電片は、アンテナ給電部のヘッドから延在してもよい。
同様に提供されるのは、無線通信のための装置のアンテナを形成する方法である。上面と底面とを含む表面が形成され、表面は、上部、下部、及び一対の側部によって画定される外周部を有する。少なくとも1つのスロットが表面にエッチングされ、スロットは、本体と、第1のアームと、表面を第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分に分割する第2のアームとを含む。第1の部分は第3の部分よりも大きく、第3の部分は第2の部分及び第4の部分よりも大きい。さらに、少なくとも1つのスロットの本体は、外周部の一対の側部の間に延在する。また、第1のアームと第2のアームは、本体と、外周部の上部及び下部のうちの1つとの間に延在する。誘電体が、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分の間に連続的な絶縁を提供するためにスロットに注入される。
このために、いくつかの任意の実施形態では、アンテナ及び上述のスロット/誘電体は、1つ又は複数の外部に突出するアンテナを必ずしも必要とすることなく、金属的に収納されたモバイルデバイスの一部として機能し、多入力多出力(MIMO)アンテナ構成、キャリアアグリゲーション(CA)機能などを含むが、これに限定されるものではない。その設計により、アンテナは、モバイルデバイスのアンテナを設計する上での様々な課題を克服し、前述の設計上の考慮事項に対応し得る。前述の潜在的な利点は、例示的な目的のためだけに記載されており、いかなる方法でも限定するものと解釈されるべきではないことに留意されたい。
一実施形態によるアンテナを示す。 別の実施形態による、追加のスロット部を有する図1Aのアンテナを示す。 別の実施形態による、ジグザグ形状のスロット部を有する図1Aのアンテナを示す。 別の実施形態による、アンテナ給電部及び設定可能要素を有する図1Aのアンテナを示す。 別の実施形態による、アンテナ給電部及び異なる位置にある設定可能要素を有する図1Dのアンテナを示す。 別の実施形態による、アンテナ給電部及びさらに異なる位置にある設定可能要素を有する図1Dのアンテナを示す。 別の実施形態による、アンテナ給電部及び追加の設定可能要素を有する図1Dのアンテナを示す。 別の実施形態による、第1のアンテナ給電部及び第2のアンテナ給電部を有する図1Aのアンテナを示す。 別の実施形態による、アンテナ給電部及び複数の固定シャントを有する図1Aのアンテナを示す。 別の実施形態による、追加のスロットを有し、それにより複数のアンテナを画定する図1Aのアンテナを示す。 一実施形態による、無線通信のための装置のアンテナを形成する方法を示す。 別の実施形態による、アンテナの異なる動作モードを示す。 一実施形態による、図2Aに示す動作モードのそれぞれに関連する例示的なリターンロスを示す。 一実施形態による、図1Dの実施形態の動作に関連する例示的なリターンロスを示す。 一実施形態による、図1Dの実施形態の動作に関連して示される例示的アンテナ効率を示す。 一実施形態による、ネットワークアーキテクチャを示す。 一実施形態による、例示的なシステムを示す。
図1Aは、一実施形態によるアンテナ100を示す。図示のように、アンテナ100は、上面104と、底面(図示せず)と、外周部106とを含む。そのような外周部106は、上部108、下部110、及び一対の側部112によって画定される。アンテナ100は、導電性材料を用いて構成し得る。例えば、一実施形態では、アンテナ100は、少なくとも部分的に金属を含む材料を用いて構成し得る。
引き続き図1Aを参照すると、スロット114がアンテナ100に形成されているのが示されている。このようなスロット114は、アンテナ100を第1の部分116、第2の部分118、第3の部分120、及び第4の部分122に分割する。一実施形態では、スロット114は、異なる部分116、118、120、122を完全に分離するように、アンテナ100の上面104及び底面を通って延在し得る。別の実施形態では、第1の部分116など、部分の少なくとも1つが使用中に接地面として機能し得る。様々な実施形態において、アンテナ100の第1の部分116は、第2の部分118、第3の部分120、及び第4の部分122の個別の、或いは、集合的な表面積と比べて、2〜50倍などのより大きな表面積を有するようにサイズ決めされてもよい。さらに、アンテナ100の第3の部分120は、第2の部分118及び第4の部分122の個別の、或いは、集合的な総表面積と比べて、1.25〜20倍などのより大きな表面積を有するようにサイズ決めされてもよい。別の実施形態では、アンテナ100の第3の部分120は、第2の部分118及び第4の部分122の個別の、或いは、集合的な総表面積に等しい表面積を有するようにサイズ決めされてもよい。
様々な実施形態において、第3の部分120は、アンテナ100の全幅の50%超を構成し得る。さらに、スロット114の幅(すなわち、異なる部分116、118、120、122の間の距離)は、アンテナ100の全幅の0.5%と5%間であってもよい。さらに、一実施形態では、第2の部分118及び第4の部分122のサイズ及び/又は形状は、同じであっても実質的に同じであってもよい。他の実施形態では、第2の部分118及び第4の部分122のサイズ及び/又は形状は、異なっていてもよく、所望に応じて相対的に変化してもよい。後述するように、アンテナ100は、600−960MHzなどの1つ又は複数の低帯域、及び1710−2700MHzなどの1つ又は複数の高帯域を含むが、これらに限定されない複数の周波数帯域をサポートするように構成し得る。
1つの可能な実施形態では、スロット114は、その全体に沿って均一な幅を示し得る。勿論、スロット114が不均一な幅を有する他の実施形態も考えられる。このために、スロット114は導電性材料を含まず、したがって、アンテナ100を複数の部分に分割する結果となる。
図1Aに示す例示的な実施形態を引き続き参照すると、スロット114は、アンテナ100の外周部106の側部112の間に延在する本体の形態の第1の部分124を含み得る。さらに、第1のスロット114の第1の部分124は、直線状又は湾曲などの非直線状であってもよい。後続の実施形態の説明の中で明らかになるように、スロット114の任意の部分は、任意の形状を有するように構成されてもよい。例えば、スロット114は、ジグザグであってもよく、したがって、異なる方向に延びる複数の直線状又は非直線状の部分から構成されてもよい。
スロット114は、スロット114の第1の部分124とアンテナ100の外周部106の下部110との間に延在する第2の部分126(すなわち第1のアーム)をさらに含み得る。スロット114の第1の部分124同様、スロット114の第2の部分126は直線状であってもよい。また、第2の部分126又はその後に記載される部を含むスロット114の任意の部は、任意の形状を有するように構成され得ることに留意されたい。図1Aにさらに示されるように、スロット114の第2の部分126は、スロット114の第1の部分124に対して垂直であり得る。
スロット114はまた、スロット114の第1の部分124とアンテナ100の外周部106の下部110との間に延在する第3の部分128(すなわち、第2のアーム)を含む。スロット114の第1の部分124及び第2の部分126同様、スロット114の第3の部分128もまた、直線状であってもよいし、他の任意の形状であってもよい。さらに、スロット114の第2の部分126と同様に、スロット114の第3の部分128は、スロット114の第2の部分126と平行な状態を維持したまま、スロット114の第1の部分124に対して垂直である。スロット114は、π形状であってもなくてもよい。本明細書との関連で、「π形状」とは、ギリシャ文字の16番目の文字に少なくとも部分的に類似するように上部及び少なくとも2つの脚部を持つ任意の形状を指す。
引き続き図1Aを参照すると、アンテナ100の第1の部分116、第2の部分118、第3の部分120、及び第4の部分122の間に連続的な絶縁を提供するために、誘電体130がスロット114内に配置される。そのような誘電体130は、エラストマー材料、セラミック、マイカ、ガラス、プラスチック、金属酸化物、空気、及び/又は金属と比較してより絶縁性のある任意の他の材料を含むが、これらに限定されない任意の形態を取り得る。さらに、誘電体130は、異なる混合した又は離散的に配置された誘電体の任意の組み合わせを含み得ることに留意されたい。
さらに、本明細書との関係において、「連続的な絶縁」とは、誘電体130が、アンテナ100の第1の部分116、第2の部分118、第3の部分120、及び第4の部分122を分割するスロット114の長さに沿って途切れることなく延在する任意のデザインを指す。誘電体130は、連続的な絶縁が提供される限り、幅、形状、材料が均一であってもなくてもよいことに留意されたい。さらに、後続の実施形態との関連で説明するように、このような連続的な絶縁は、アンテナ100の部分116、118、120、及び/又は122のうち2つ以上の部分の間で限定された量の導電性を依然として許容しながら、提供し得る。これは、例えば、スロット114を構成するときにアンテナ100の限られた部分が残ることを可能にする別個のシャント、及び/又はこのような限定された量の導電性を提供する他の製造技術を用いて達成し得る。これは、結果として得られるアンテナ100の性能を変更することを含むが、これに限定されない任意の所望の理由で行い得る。
一実施形態では、アンテナ100は、モバイルデバイス筐体コンポーネントとして機能し得、したがってコンフォーマルなアンテナとして動作し得る。一実施形態では、コンフォーマルアンテナの設計とは、アンテナの形状が携帯電話などのモバイルデバイスの表面又は本体に従う、又はそれに準拠する設計を指す。本明細書との関係において、そのようなモバイルデバイス筐体コンポーネントは、モバイルデバイスの動作を可能にするハードウェアの少なくとも一部を収納又はサポートするモバイルデバイスの任意の部を含み得るモバイルデバイス筐体の任意のコンポーネントを指し得る。さらに、異なる実施形態では、アンテナ100、ひいてはモバイルデバイス筐体コンポーネントは、金属材料及び/又は少なくとも部分的に導電性の任意の他の材料を用いて少なくとも部分的に構成し得る。
例えば、一実施形態では、アンテナ100は、モバイルデバイス筐体のバックプレートとしても機能し得る。他の実施形態では、モバイルデバイス筐体コンポーネントは、バックプレートの少なくとも一部だけでなく、モバイルデバイス筐体コンポーネントの周壁の少なくとも一部を含み得る。このために、上面104及び底面は、設計上平面であってもなくてもよく、外周部は、上面/底面が存在する平面内に存在してもしなくてもよい。例えば、上面104と底面の外周部は湾曲していてもよく、周壁の一部であってもよい。アンテナ100は直線状であるように示されているが、アンテナ100、ひいてはモバイルデバイス筐体コンポーネントは、楕円形などの他の形状を取り得ることに留意されたい。さらに、様々な実施形態において、モバイルデバイスは、電話機、携帯情報端末(PDA)、タブレット、ラップトップ、ノートブック、及び/又は携帯型である任意の他のタイプのデバイスの形態を取り得る。
使用時には、アンテナ100は、スロット動作モードで動作するように構成されている。本明細書との関係において、スロット動作モードは、電界がスロット114を横切って延在する任意の動作モードを指してもよい。この設計により、いくつかの任意の実施形態では、アンテナ100は、600−960MHzなどの1つ又は複数の低帯域、及び1710−2700MHzなどの1つ又は複数の高帯域を含むが、これに限定されない複数の周波数帯域をサポートするように構成し得る。さらに、アンテナ100は、少なくとも部分的に金属化されたモバイルデバイス筐体に小型のフォームファクタを提供しつつ、多入力多出力(MIMO)のアンテナ動作、キャリアアグリゲーション(CA)などの他の高度なセルラプロトコル機能をサポートするように構成されてもよい。
追加の選択肢として、スロット114の幅は、特定の周波数でアンテナ性能を最適化するように構成されてもよい。例えば、幅は、4G、LTE、LTE−A、5G及びそれらのさらなる進化形などの先進のセルラプロトコル規格に関連して使用される動作周波数に対応するように選択されてもよい。特定の一実施形態では、スロット114の幅は、0.5−3.0mmの間であってもよい。他の実施形態では、このような範囲は、約10mmから160mmまで拡張されてもよい。
ここで、ユーザの要望に従って、前述の方法が実施されてもされなくてもよい様々な任意のアーキテクチャ及び用途に関して、より説明的な情報を提供する。具体的には、ここでアンテナ100の複数の変形例について説明する。以下の情報は、説明目的のために提供されており、決して限定するものと解釈されるべきではないことに留意されたい。以下の特徴のいずれかは、説明された他の特徴を除外して、又は除外せずに、任意選択的に組み込まれてもよい。
図1Bは、別の実施形態による、追加のスロット部を有する図1Aのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Bのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Bのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。また、簡単にするために、アンテナ100の底面範囲のみが図1B及びいくつかの後続図に示されていることにも留意されたい。
図示されるように、アンテナ100のスロット114は、第1の部分124とアンテナ100の外周部106の下部110との間に延在する第4の部分140を含む。スロット114の第1、第2及び第3の部分124、126、128と同様に、スロット114の第4の部分140もまた、直線状であってもよい。また、第4の部分140を含むスロット114の任意の部は、任意の形状を有するように構成されてもよいことに留意されたい。図1Bにさらに示されるように、スロット114の第4の部分140は、スロット114の第1の部分124に対して垂直であり、スロット114の第2の部分126及び第3の部分128に平行であり得る。図1Aのアンテナ100は、第4の部分140によって2つの部分に分割される。したがって、図1Bのアンテナ100は、図1Aのアンテナ100よりも1つ多くの部分を有する。
図1Cは、別の実施形態による、ジグザグ形状のスロット部を有する図1Aのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Cのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Cのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図示のように、スロット114は、ジグザグ形状である。具体的には、一実施形態によれば、スロット114の第1の部分124は、第1の線に沿って存在する中心部146を含み、端部148は、第1の線から離間し平行な第2の線に沿って存在する。他の実施形態では、端部148は、異なる高さに存在することができるように、別個の線(第1の線から離間し平行であってもよい)に沿って存在してもよい。さらに、中心部146は、スロット114の第2の部分126及び第3の部分128の中間点(又は他の任意の点)の間に延在し、他の実施形態では、端部148が存在する上述の第2の線上に延在し得る。1つの特定の実施形態が図1Cに示されているが、ジグザグは、スロット114の第1の部分124又は任意の部が単純に直線的ではなく、むしろ一方向及び/又はその長さに沿った別の方向に向けられることに留意されたい。
図1Dは、別の実施形態による、アンテナ給電部150及び設定可能要素152を有する図1Aのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Dのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Dのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。具体的には、アンテナ給電部150及び設定可能要素152は、本図及びいくつかの後続図において特定の位置に配置され、特定の方法で動作するように示されているが、そのような詳細は、アンテナ給電部150及び設定可能要素152がアンテナ100の任意のコンポーネント上でスロット114に沿って任意の数で配置され、任意の方法で動作し得るので、いかなる方法においても限定的に解釈されるべきではないことに留意されたい。
図示されているように、[スロット114でのヘッド(同様に図示)で終端する少なくとも1つの導電片(図示)を含む]アンテナ給電部150は、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126及び第3の部分128の間に配置される。一実施形態では、アンテナ給電部150は、スロット114の第2の部分126に近接して配置されてもよい。さらに、図示されないが、アンテナ給電部150のヘッドは、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。他の実施形態では、そのような接点は、アンテナ100の任意の所望の部分(例えば、第1の部分116、第2の部分118、第3の部分120、及び/又は第4の部分122)間に電気的連通を提供し得る。さらに別の実施形態では、少なくとも1つの導電片は、トレース、ワイヤ、導電性延長部、延長フィンガ、又は任意の他の導電性部品を含んでもよく、外周部106の上部108及び下部110の一方にさらに延在してもよい(そしてそこで終端さえし得る)。一実施形態では、アンテナ給電部150の構成は、アンテナ100をさらに設定するために整合調整(MT)の目的で変更し得る。
さらに図示されているように、[スロット114でのヘッド(同様に図示)で終端する少なくとも1つの導電片(図示)を含む]設定可能要素152もまた、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126及び第3の部分128の間に配置される。一実施形態では、設定可能要素152は、スロット114の第3の部分128に近接して配置されてもよい。さらに、図示されないが、設定可能要素152のヘッドは、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。他の実施形態では、そのような接点は、アンテナ100の任意の所望の部分(例えば、第1の部分116、第2の部分118、第3の部分120、及び/又は第4の部分122)間に電気的連通を提供し得る。さらに別の実施形態では、少なくとも1つの導電片は、トレース、ワイヤ、導電性延長部、延長フィンガ、又は任意の他の導電性部品を含んでもよく、外周部106の上部108及び下部110の一方にさらに延在してもよく(そして終端さえし得る)。
一実施形態では、設定可能要素152は、スイッチの形態をとってもよい。この設計により、設定可能要素152は、使用時に、電流がアンテナ100の第1の部分116と第3の部分120との間を通流するのを防ぐために開路されるように構成される。さらに、設定可能要素152は、電流がアンテナ100の第1の部分116と第3の部分120との間を通流できるように閉路されるように構成される。このために、アンテナ100は、要素152が開路しているときのモードと、要素152が閉路されているときのモードとを含む2つのモードで動作するように構成され、アンテナ100は、4G、LTE、LTE−A、5G及びそれらのさらなる進化形などのいくつかの先進的なセルラプロトコル規格によって要求されるように、複数の周波数帯域での信号の通信に対応し得る。
設定可能要素152は、本実施形態では開閉可能なスイッチとして開示されているが、設定可能要素152は、異なる量の電流を通流させる任意の2つ以上のモードで動作してもよいことに留意されたい。したがって、設定可能要素152は、N=1、2、3、…、任意の整数などのN状態を有し得る。さらに、設定可能要素152は、抵抗性、容量性、誘導性、別の給電部、又はそれらの任意の組合せなどの任意のタイプの素子を含み得る。さらに、後続の実施形態の説明の中で明らかになるように、設定可能要素152は、シャント、直列、及び/又は両方の組み合わせなどの固定要素に対して置換/補足追加さえし得る。
さらに別の実施形態では、スロット114の1つ又は複数の端部153は、アンテナ100をさらに設定するために電気的に閉路されてもよい。このような閉路は、シャント及び/又は直列成分(図示せず)を端部153の両端に印加することにより及び/又は任意の所望の量の電流を端部153でスロット114の両端に流すことを可能にする任意の他の製造技術により提供し得る。この設計により、端部153の選択的閉路は、アンテナ100をさらに設定するための開口調整(AT)の目的に使用し得る。
図1Eは、別の実施形態による、アンテナ給電部150及び異なる位置にある設定可能要素152を有する図1Dのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Eのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Eのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図示されるように、アンテナ給電部150は、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126と第3の部分128との間に配置される。一実施形態では、アンテナ給電部150は、スロット114の第2の部分126に近接して配置されてもよい。さらに、図示されていないが、アンテナ給電部150は、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
図1Dの実施形態とは対照的に、図1Eに示す設定可能要素152は、スロット114の第1の部分124上で、第2の部分126のアンテナ給電部150とは反対側に配置される。さらに、図示されていないが、設定可能要素152は、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第2の部分118と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
使用時には、設定可能要素152は、電流がアンテナ100の第1の部分116と第2の部分118との間を通流することを防止するために開路されるように構成される。さらに、設定可能要素152は、電流がアンテナ100の第1の部分116と第2の部分118との間を通流できるようにするために閉路されるように構成されるので、アンテナ100は、複数の周波数帯域で信号の通信に対応し得る。先に述べたように、設定可能要素152は、アンテナ100の設定可能性を高めるために、設定可能な量の電流がそこを通流することを可能にするスイッチ、抵抗/容量/誘導要素、別の給電部、又はそれらの任意の組み合わせなどの任意の形態を取り得る。
図1Fは、別の実施形態による、アンテナ給電部150及びさらに異なる位置にある設定可能要素152を有する図1Dのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Fのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Fのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図示のように、アンテナ給電部150は、アンテナ100の第2の部分118に隣接するスロット114の第1の部分124上に配置される。一実施形態では、アンテナ給電部150は、スロット114の第2の部分126に近接して配置され得る。さらに、図示されていないが、アンテナ給電部150は、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第2の部分118と電気的に連通する第2の接点を含むことに留意されたい。
図1C−1Dの実施形態とは対照的に、図1Fに示す設定可能要素152は、スロット114の第1の部分124上で、アンテナ100の第4の部分122に隣接して配置される。さらに、設定可能要素152は、スロット114の第3の部分128に近接して配置されてもよい。図示されていないが、設定可能要素152は、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第4の部分122と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
使用時には、設定可能要素152は、電流がアンテナ100の第1の部分116と第4の部分122との間を通流することを防止するために開路されるように構成される。さらに、設定可能要素152は、電流がアンテナ100の第1の部分116と第4の部分122との間を通流できるようにするために閉路されるように構成される。このため、アンテナ100は、2つのモード、すなわち要素152が開路するときのモードと要素152が閉路されるときのモードで動作するように構成されるので、アンテナ100は、複数の周波数帯域で信号の通信に対応し得る。また、先に述べたように、設定可能要素152は、アンテナ100の設定可能性を高めるために、設定可能な量の電流がそこを通流することを可能にするスイッチ、抵抗/容量/誘導要素、別の給電部、又はそれらの任意の組み合わせなどの任意の形態を取り得る。
図1Gは、別の実施形態による、アンテナ給電部150及び追加の設定可能要素を有する図1Dのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Gのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Gのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図1Dの実施形態と同様に、アンテナ給電部150は、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126と第3の部分128との間に配置される。一実施形態では、アンテナ給電部150は、スロット114の第2の部分126に近接して配置されてもよい。さらに、図示されていないが、アンテナ給電部150は、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
さらに図示されているように、設定可能要素152もまた、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126及び第3の部分128の間に配置される。さらに、設定可能要素152は、スロット114の第3の部分128に近接して配置されてもよい。さらに、図示されないが、設定可能要素152は、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126及び第3の部分128の間に配置される追加の設定可能要素154がさらに設けられる。そのような追加の設定可能要素154は、スロット114の第3の部分128に近接し、アンテナ給電部150に隣接して配置されてもよい。さらに、図示されないが、追加の設定可能要素154は、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。同様に含まれているのは、スロット114の第2の部分126及びスロット114の第3の部分128上にそれぞれ配置される偶数の追加の設定可能要素156及び158である。図示の通り、追加の設定可能要素156及び158は、それぞれ、スロット114の第2の部分126及び第3の部分128の端部に近接して配置し得る。
使用時には、設定可能要素152、154、156、及び158のそれぞれは、電流がアンテナ100の関連部分間を通流することを防止するために開路されるように構成される。さらに、設定可能要素152、154、156、及び158のそれぞれは、電流がアンテナ100のこれらの同一関連部分間を通流できるようにするために閉路されるように構成される。このため、アンテナ100は、それぞれ、開路又は閉路状態のいずれかの状態にある設定可能要素152、154、156、及び158の固有の組み合わせを有する、さまざまなモードで動作するように構成されるので、アンテナ100は、複数の周波数帯域で信号の通信に対応し得る。さらにまた、先に述べたように、設定可能要素152、154、156、及び158は、アンテナ100の設定可能性を高めるために、設定可能な量の電流がそこを通流することを可能にするスイッチ、抵抗/容量/誘導要素、別の給電部、又はそれらの任意の組み合わせなどの任意の形態を取り得る。
さらに、他の実施形態では、要素152、154、156、及び158のいずれかの位置は、必要に応じて調整し得る。単に一例として、要素156は、アンテナ100を設定するために、アンテナ100の第1の部分116及び第2の部分118と電気的に連通する第1の要素156Aと置換又はそれを補足追加されてもよく、スロット114の第1の部分124上で、アンテナ100の第2の部分118に隣接して配置されてもよい。さらに、要素158は、アンテナ100をさらに設定するために、アンテナ100の第1の部分116及び第4の部分122と電気的に連通する第2の要素158Aと置換又はそれを補足追加されてもよく、スロット114の第1の部分124上で、アンテナの第4の部分122に隣接して配置されてもよい。
例えば、一実施形態では、アンテナ給電部150は、アンテナ100の部分118、120、122の任意の1つ又は複数を励起するために同時に及び/又は独立して使用され得る追加の給電部の形態の要素156A、158Aを補足追加されてもよい。さらに、要素152は、アンテナ100の設定可能性を高めるために、任意の設定可能な量の電流をそこに通流可能にする、スイッチ、抵抗/容量/誘導素子、それらの任意の組み合わせなどの任意の形態を取り得る。さらに、図1Gの特定の位置に示されているが、このような要素156A、158A及び設定可能要素152は、これを達成するために任意の所望の位置に配置され得ることに留意されたい。図1Dに示されるものと同様に、スロット114の1つ又は複数の端部は、アンテナ100をさらに設定するために、電気的に閉路されてもよい。このような閉路は、シャント及び/又は直列(図示せず)を端部の両端に印加することにより及び/又は任意の所望の量の電流がスロット114の端部間に通流可能にする任意の他の製造技術によって達成し得る。
図1Hは、別の実施形態による、第1のアンテナ給電部150及び第2のアンテナ給電部160を有する図1Aのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Hのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Hのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図1Dの実施形態と同様に、第1のアンテナ給電部150は、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126と第3の部分128との間に配置される。一実施形態では、第1のアンテナ給電部150は、スロット114の第2の部分126に近接して配置されてもよい。さらに、図示されていないが、第1のアンテナ給電部150は、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
さらに図示されるように、追加の第2のアンテナ給電部160もまた、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126と第3の部分128との間に配置される。第1のアンテナ給電部150とは対照的に、第2のアンテナ給電部160は、スロット114の第3の部分128に近接して配置されてもよい。さらに、図示されていないが、第2のアンテナ給電部160は、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
引き続き図1Hを参照すると、固定シャント162は、スロット114の第1の部分124の中点(又は他の任意の点)で、スロット114の第2の部分126と第3の部分128との間に配置される。固定シャント162は、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含む。使用時には、アンテナ給電部150、160、及び固定シャント162は、図示のように配置し、2つの別個のアンテナとして動作するように使用され得る。
図1Iは、別の実施形態による、アンテナ給電部150及び複数の固定シャントを有する図1Aのアンテナ100を示す。選択肢として、図1Iのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の1つ又は複数の特徴を持って実装し得る。しかしながら、図1Iのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図1Dの実施形態と同様に、アンテナ給電部150は、スロット114の第1の部分124上でスロット114の第2の部分126と第3の部分128との間に配置される。一実施形態では、アンテナ給電部150は、図示の通り、スロット114の第2の部分126に近接して配置されてもよい。さらに、図示されていないが、第1のアンテナ給電部150は、正及び負の電圧をそれぞれに、又は逆に印加するために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
さらに図示されているように、第1の固定シャント170は、スロット114の第1の部分124上で、スロット114の第2の部分126のアンテナ給電部150とは反対側に配置される。さらに、第1の固定シャント170は、図示のように、スロット114の第2の部分126に近接して配置されてもよい。第1の固定シャント170は、限定量の電流がその間を通流可能とするために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第3の部分120と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。
スロット114の第1の部分124上で、スロット114の第3の部分128のアンテナ給電部150とは反対側に配置される第2の固定シャント172がさらに設けられる。同様に、第2の固定シャント172は、図示のように、スロット114の第3の部分128に近接して配置されてもよい。第2の固定シャント172は、限定量の電流がその間を通流可能とするために、アンテナ100の第1の部分116と電気的に連通する第1の接点と、アンテナ100の第4の部分122と電気的に連通する第2の接点とを含むことに留意されたい。使用時には、アンテナ給電部150と、第1の及び第2の固定シャント170、172は、図示のように配置され、アンテナ性能が向上されたアンテナ100を動作させるために使用し得る。
図1Jは、追加のスロット180を有し、それにより複数のアンテナを画定する図1Aのアンテナ100を示し、アンテナ100は、第2の追加のアンテナ190を補足追加される第1のアンテナを含む。選択肢として、図1Jのアンテナ100のバージョンは、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその説明により示される実施形態のうちの1つ又は複数によって実施され得る。しかしながら、図1Jのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境との関連で実施され得ることを理解されたい。
図示されているように、追加のスロット180は、追加のアンテナ190(すなわち、第2のアンテナ)を形成して、ラベル付けされた金属装置本体及び追加のアンテナ190が、第5の部分182と、第6の部分184と、追加のスロット180により画定された第7の部分186とを含む。さらに、第5の部分182、第6の部分184、第7の部分186、及び第1の部分116の間に連続的な絶縁を提供するために、追加の誘電体188を追加のスロット180内に配置してもよい。追加のスロット180及び追加の誘電体188は、スロット114及び/又は誘電体130に対して上述した特徴の任意の1つ又は複数を使用して構成されても構成されなくてもよい。さらに、スロット114、180は、誘電体130、188が部分116、118、120、122、182、184、186のうちの任意の部分間に連続的な絶縁を提供するように、互いに接続さえされ得る。
図1Jに示す実施形態では、第5の部分182、第6の部分184、第7の部分186、及び第1の部分116は、追加のアンテナ190としてスロット動作モードで動作するように構成されている。このために、アンテナ100及び追加のアンテナ190は、同じ又は異なるアンテナ給電部/トランシーバ/無線プロトコルに関連して同時に動作しても動作しなくてもよい。例えば、一実施形態では、アンテナ100を利用するための第1の動作モードと、追加アンテナ190を利用するための第2の動作モードとを切り替えるための少なくとも1つのスイッチ(図示せず)を設けてもよい。
先に述べたように、図1A−1Jの任意の1つ又は複数の特徴は、図1A−1Jの任意の1つ又は複数の他の特徴と組み合わせてもよく、その位置決め/調整も同様に調整してもよい。単に一例として、一実施形態では、図1Dのアンテナ給電部150及び設定可能要素152は、図1Gの追加の設定可能要素156A及び158Aを補足追加され得る。図1Dとの関連で説明したように、スロット114の1つ又は複数の端部153は、アンテナ100をさらに設定するために電気的に閉路されてもよい。
図1Kは、一実施形態による、無線通信のための装置のアンテナを形成する方法194を示す。選択肢として、方法194は、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の状況で実施し得る。しかしながら、図1Gのアンテナ100のバージョンは、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図示されるように、動作195において、上面及び底面を含む表面が生成される。このような表面は、上部、下部、及び一対の側部によって画定される外周部を有する。様々な実施形態では、そのような表面は、図1A−1Jの実施形態との関連で説明される任意の1つ又は複数の特徴を含み得る。さらに、表面は、金属片の打ち抜き加工、成形、又はその他の処理を含むが、これに限定されない任意の所望の方法で作成し得る。
動作197において、少なくとも1つのスロットが表面にエッチングされる。このようなスロットは、本体、第1のアーム、及び表面を第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分に分割する第2のアームを含む。第1の部分は第3の部分よりも大きい。さらに、第3の部分は、第2の部分及び第4の部分よりも大きい。さらに、スロットの本体は、外周部の一対の側部の間に延在し、第1のアーム及び第2のアームは、本体と外周部の上部及び下部の一方との間に延在する。様々な実施形態では、スロットは、図1A−1Jの実施形態との関連で説明される任意の1つ又は複数の特徴をさらに含み得る。さらに、スロットは、表面の切断又は打ち抜き加工、又は結果としてスロットが形成される他の処理を含むが、これに限定されない任意の所望の方法でエッチングし得る。
引き続き図1Kを参照すると、動作199に示すように、第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分の間に連続的な絶縁を提供するために、誘電体が第1のスロットに注入される。様々な実施形態では、誘電体は、図1A−1Jの実施形態との関連で説明される任意の1つ又は複数の特徴をさらに含み得る。さらに、誘電体は、表面が金型内に保持されている間に成形可能な誘電体をスロット内に堆積させること、事前切断された誘電体をスロット内に挿入すること、又は結果として誘電体を第1のスロットに配置する他の処理を含むが、これに限定されない所望の方法によって注入し得る。
図2Aは、別の実施形態による、アンテナの異なる動作モード200を示す。選択肢として、異なる動作モード200は、任意の先行及び/又は後続図及び/又はその記載に挙げられる任意の1つ又は複数の実施形態の状況で実施し得る。しかしながら、異なる動作モード200は、任意の所望の環境の状況で実装されてもよいことを理解されたい。
図示のように、700MHz、すなわち1/4波長モードで動作する第1の動作モード202が示されている。第1の動作モード202では、第1の電流204が図示のように流れる。さらに図示のように、1800MHz、すなわち1/2波長モードで動作する第2の動作モード208が示されている。第2の動作モード208では、第2の電流210が図示のように流れる。
引き続き図2Aを参照すると、2300MHz、すなわち全波長モードで動作する第3の動作モード212が示されている。第3の動作モード212では、第3の電流214が図示のように流れる。最後に、2700MHz、すなわち3/2波長モードで動作する第4の動作モード216が示されている。第4の動作モード216では、第2の電流210が図示のように流れる。
図2Bは、一実施形態による、図2Aに示す動作モードのそれぞれに関連する例示的なリターンロス220を示す。図示のように、第1の動作モード202は、より低い周波数帯域の動作を含むように示され、一方第2、第3及び第4の動作モード208、212、216は、より高い周波数帯域の動作モードを含むように示されている。
図3Aは、一実施形態による、図1Dの実施形態の動作に関連する例示的なリターンロス300(|S11|)を示す。図示のように、高周波数帯域の性能は維持され、一方低周波数帯域は任意の所望の能動的なコンポーネントを使用して任意の所望の点で切り替えられる。例えば、図1Dの設定可能要素152を参照されたい。
|S11|は、反射電圧対送信電圧の対数比の大きさである。1ボルトの送信電圧と0.5ボルトの反射電圧を想定すると、0.5ボルトの電圧がアンテナに供給される。従って、10*log10(0.5/1.0)=−3dBとなる。したがって、数値が負の値であるほど、電圧が反射されにくくなり、アンテナによってより多くのエネルギー(電圧の二乗)が供給され、放射される。このために、より大きな負の数値は、より良い性能を示す(すなわち、より多くのエネルギーが受信され、より少ないエネルギーが反射される)。さらに、図3Aに示す異なる線は、異なる低帯域周波数帯域に対して最適な動作条件を選択するために使用中に切り替えられるRFスイッチがあるため、アンテナの3つの異なる切り替え状態を表すことに留意されたい。図3Aから明らかなように、図1Dの実施形態のアンテナは、3つの状態の間で切り替え可能であり、そのような状態のすべてが望ましいリターンロスを示す。
図3Bは、一実施形態による、図1Dの実施形態の動作に関連して示される例示的アンテナ効率302を示す。アンテナの効率は、空中で受信アンテナにおいて受信されるエネルギー量(電圧の二乗)をアンテナに送信されるエネルギー量で割った値で測定される。これは、エネルギーがアンテナポートに送信され、送信アンテナによって放射され、電磁波として空気中を伝播され、受信アンテナによって受信され、受信アンテナポート上で変換されて電流に戻るため、全体試験である。送信アンテナが送信している間、受信アンテナは3次元放射パターンを収集し、次にデータを集約する。送信電力の半分が受信されると仮定すると、10*log10(0.5/1.0)=−3dBとなる。このために、より大きな負の数値はより良い性能を示す(すなわち、より多くのエネルギーが1つのアンテナから別のアンテナに供給されている)。図3Aと同様に、図3Bに示す異なる線は、異なる低帯域周波数帯域に対して最適な動作条件を選択するために使用中に切り替えられるRFスイッチがあるため、アンテナの異なる切り替え状態を表すことに留意されたい。図3Bから明らかなように、図1Dの実施形態のアンテナは、(各状態において)エネルギーを空中に伝送することができ、熱として失われるエネルギーは少ししかない。
1つの可能な実施形態において、アンテナは、アンテナを第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分に分割するためのスロット手段を備えている。このようなスロット手段は、例えば、図1A−1Jなどに示すスロット114の任意のバージョンを含み得る。さらに、第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分の間に連続的な絶縁を提供する誘電手段が設けられる。このような誘電手段は、例えば、図1A−1Jなどに示されている誘電体130の任意のバージョンを含み得る。さらに、モバイルデバイス筐体をスロット動作モードにおいてアンテナとして動作させるための回路手段が設けられる。そのような回路手段は、例えば、1つ又は複数のプロセッサ、トランシーバなどを含み得る。
このために、いくつかの任意の実施形態において、スロット/誘電体は、多入力多出力(MIMO)アンテナ構成、キャリアアグリゲーション(CA)機能などを含むが、これに限定されない現代のセルラ通信規格の要件に対応しつつ、1つ又は複数の外部に突出したアンテナを必要とせずに、金属的に収納されたモバイルデバイスに関連して良好に機能するアンテナを提供し得る。その設計により、アンテナは、前述の設計上の考慮事項に対応するためにモバイルデバイスアンテナを設計する際の様々な課題を克服するように機能し得る。
図4は、一実施形態による、ネットワークアーキテクチャ400を示す。一実施形態では、前述のアンテナ及び他のコンポーネントは、図4に表示される携帯型デバイスのうちの任意のものとの関連で実装されてもよい。勿論、このような実施形態は、説明の目的のために示されており、いかなる方法でも決して限定されるものとして解釈されるべきではない。
図示のように、少なくとも1つのネットワーク402が提供される。本ネットワークアーキテクチャ400との関連で、ネットワーク402は、電気通信ネットワーク、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイヤレスネットワーク、インターネットのようなワイドエリアネットワーク(WAN)、ピアツーピアネットワーク、ケーブルネットワークなどを含むが、これに限定されない、形態をとり得る。1つのネットワークのみが示されているが、2つ以上の類似又は異なるネットワーク402が提供されてもよいことを理解されたい。
ネットワーク402には、複数のデバイスが結合されている。例えば、サーバコンピュータ412及びエンドユーザコンピュータ408は、通信目的のためにネットワーク402に結合されてもよい。そのようなエンドユーザコンピュータ408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/又は任意の他のタイプのロジックを含み得る。さらに、携帯情報端末(PDA)デバイス410、携帯電話デバイス406、テレビ404などを含む様々な他のデバイスをネットワーク402に結合し得る。
図5は、一実施形態による、例示的なシステム500を示す。選択肢として、システム500は、図4のネットワークアーキテクチャ400のデバイスのうちの任意のものとの関連で実装し得る。しかしながら、システム500は任意の所望の環境で実装され得ることを理解されたい。
図示のように、バス512に接続された少なくとも1つの中央プロセッサ502を含むシステム500が提供される。システム500は又はドディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ランダムアクセスメモリ(RAM)など主メモリ504を含む。システム500はまた、グラフィックプロセッサ508及びディスプレイ510も含む。
システム500は、二次記憶装置506も含み得る。二次記憶装置506は、例えば、ハードディスクドライブ及び/又はフロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、コンパクトディスクドライブなどを表すリムーバブル記憶装置ドライブを含む。リムーバブル記憶装置ドライブは、周知の方法でリムーバブルストレージ部から読み取り、及び/又はそこに書き込む。
コンピュータプログラム、又はコンピュータ制御ロジックアルゴリズムは、主メモリ504、二次記憶装置506に格納されてもよく、及び/又は、それに関しては、他の任意のメモリに格納されてもよい。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、システム500に(例えば、上記のような)様々な機能を実行させることを可能にする。メモリ504、二次記憶装置506及び/又は任意の他の記憶装置は、非一時的なコンピュータ可読媒体の可能な例である。
説明された図に示されたコンポーネントの配置は例示的なものであり、他の配置も可能であることを理解されたい。以下に説明され、様々なブロック図に示される、特許請求の範囲によって規定される様々なシステムコンポーネント(及び手段)は、本明細書に開示される主題に従って構成されたいくつかのシステムにおける論理コンポーネントを表すことも理解されたい。
例えば、これらのシステムコンポーネント(及び手段)の1つ又は複数は、全体的又は部分的に、説明された図に示される配置で示されるコンポーネントの少なくとも一部によって実現されてもよい。加えて、これらのコンポーネントの少なくとも1つは、少なくとも部分的に電子的ハードウェアコンポーネントとして実装され、したがって、機械を構成するが、他のコンポーネントは、実行環境に含まれる場合、機械、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせを構成するソフトウェアで実装されてもよい。
より詳細には、特許請求の範囲によって規定される少なくとも1つのコンポーネントは、プロセッサベースの又はプロセッサを含む機械の形態の命令実行型機械のような電子的ハードウェアコンポーネントとして、及び/又は特殊機能を実行するために相互接続されたディスクリート論理ゲートのような専用回路又は回路要素として少なくとも部分的に実装される。他のコンポーネントは、ソフトウェア、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装されてもよい。さらに、これらの他のコンポーネントの一部又はすべては組み合わせてもよく、全体として一部を省略してもよく、本明細書で説明された機能性を達成しつつ追加のコンポーネントを追加してもよい。したがって、本明細書に記載される主題は、多くの異なる変形例で具体化されてもよく、そのような変形例の全ては、特許請求の範囲内にあると考えられる。
上記の説明では、別段指示されない限り、1つ又は複数のデバイスによって実行される動作の行為及びシンボリック表現を参照して主題を説明する。そのようなものとして、時にはコンピュータによる実行と呼ばれるこのような行為及び動作は、構造化された形態でのプロセッサによるデータの操作を含むことが理解されるであろう。この操作は、データを変換し、又はコンピュータのメモリシステム内の位置に保持し、これが、当業者によって十分に理解されている方法でデバイスの動作を再構成するか、さもなければ変更する。データは、データのフォーマットによって規定される特定の特性を有するデータ構造としてメモリの物理的位置に保持される。しかし、以下に説明される様々な行為及び動作がハードウェアで実施されてもよいことを当業者は理解するであろうから、主題は前述の状況で説明されているが、これに限定されるという意味ではない。
本明細書に記載された主題の理解を容易にするために、多くの態様が一連の動作に関して説明される。特許請求の範囲によって規定されるこれらの態様の少なくとも1つは、電子的ハードウェアコンポーネントによって実行される。例えば、様々な動作は、専用回路又は回路要素によって、1つ又は複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって、又は両方の組み合わせによって実行され得ることが認識されるであろう。任意の一連の動作に関する本明細書での説明は、そのシーケンスを実行するために記載された特定の順序に従わなければならないことを暗示することを意図するものではない。本明細書中に記載されるすべての方法は、本明細書中で別段指示されない、或いは、文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施され得る。
主題を説明する状況における(特に、添付の特許請求の範囲との関連での)用語「a」及び「an」及び「the」ならびに同様の指示対象の使用は、本明細書中に別段指示されない又は文脈と明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方をカバーする。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書中で別段指示されない限り、その範囲内の各別個の値を個々に参照する簡略方法として機能することを意図しており、それぞれの個別値は、ここに個別に列挙されているかのように本明細書に盛り込まれている。さらに、求められる保護範囲は、以下に述べる特許請求の範囲と、享受されるその均等物とによって規定されるので、前述の説明は例示することだけを目的とするものであって、制限することを目的とするものではない。本明細書で提供される任意の及びすべての例、又は例示的な言語(「など」)の使用は、単に主題をよりよく説明するためのものであり、別段の主張がない限り主題の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲及び明細書の記載の両方で結果をもたらすための条件を示す用語「に基づく」及び他の同様の表現の使用は、その結果をもたらすその他の条件を排除することを意図していない。本明細書におけるいかなる言葉も、任意の非請求要素を請求されている本発明の実施に不可欠であると示していると解釈されるべきではない。
少なくとも1つの実施形態が開示されており、当業者によってなされた実施形態の変形例、組み合わせ、及び/又は変更例及び/又はその実施形態の特徴は、本開示の範囲内に入る。実施形態の特徴を組み合わせ、統合し、及び/又は省略した結果生じる代替の実施形態もまた、本開示の範囲内に入る。数値範囲又は制限が明示的に記載されている場合、そのような明示範囲又は限定は、約1から約10などは2、3、4などを含み、0.10より大きいは0.11、0.12、0.13などを含むなど、明確に記載された範囲又は限定内に入る同様の大きさの反復範囲又は限定を含むと理解されるべきである。例えば、下限値、R.sub.1、及び上限値、Ru、の数値範囲が開示されるときは常に、範囲内の任意の数値が具体的に開示される。特に、下記範囲以内の数値は具体的に開示される。すなわち、R=R.sub.1+k*(R.sub.u−R.sub.1)において、kは1%から100%までの範囲の1%ずつの増分を有する変数、すなわち、kは1%、2%、3%、4%、7%、...、70%、71%、72%、...、97%、96%、97%、98%、99%、又は100%である。さらに、上記で定義した2つのRの数によって規定される任意の数値範囲も具体的に開示される。「約」という用語の使用は、別段明記しない限り、後続の数字の±10%を意味する。特許請求の範囲の任意の要素に関して「任意選択的に」という用語を使用することは、この要素が必要である、或いは、要素は必要でないことを意味し、両方、或いは、要素が要求されないことを意味し、両方の選択肢は特許請求の範囲内に入る。備える、含む、及び有するなどのより広義の用語の使用は、から成る、から本質的に成る、から本質的に構成されるなどのより狭義の用語をサポートするためのものと理解されるべきである。したがって、保護範囲は、上記の説明によって制限されず、以下の特許請求の範囲によって規定され、その範囲は、特許請求の範囲の主題のすべての均等物を含む。各請求項は、さらなる開示として本明細書に組み込まれ、特許請求の範囲は本開示の実施形態である。本開示における参考文献の議論は、その参考文献が先行技術であることを認めるものではなく、本出願の優先日より後に公表日を有する任意の参考文献である場合は特にそうである。本開示において引用されたすべての特許、特許出願、及び刊行物の開示は、本開示を補足する例示的、手続き的又は他の詳細を提供する範囲で、参照により本明細書に組み込まれるものとする。
本明細書に記載の実施形態は、発明者に知られている特許請求されている主題を実施するための1つ又は複数のモードを含む。これらの実施形態の変形例は、前述の説明を読めば当業者には明らかになるであろうことを理解されたい。本発明者は、当業者がそのような変形を適切に使用することを期待しており、本発明者は、特許請求されている主題が本明細書に具体的に記載された以外の方法で実施されることを意図する。したがって、この特許請求されている主題は、適用法によって許容されるように、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載されている主題のすべての変更及び均等物を含む。さらに、すべての可能な変形例における上記要素の任意の組合せは、本明細書中で別段指示されない、或いは、文脈と明らかに矛盾しない限り、包含される。

Claims (22)

  1. 第1のアンテナであって、
    上面と、
    底面と、
    上部、下部、及び一対の側部によって画定される外周部と、
    本体と、第1のアームと、第2のアームとを含む第1のスロットであって、前記第1のスロットは、前記第1のアンテナを第1の部分、第2の部分、第3の部分及び第4の部分に分割し、前記第3の部分は、前記第1のアームと前記第2のアームとの間に位置し、前記第1のアームは、前記第の部分と前記第3の部分との間に位置し、前記第2のアームは、前記第の部分と前記第3の部分との間に位置し、前記第1の部分は、前記第3の部分よりも大きく、かつ、前記第3の部分は、前記第2の部分及び前記第4の部分よりも大きく、前記第1のスロットの前記本体は、前記外周部の前記側部の間に延在し、前記第1のアーム及び前記第2のアームは、前記本体と、前記外周部の前記上部及び前記下部の1つとの間に延在する、
    第1のスロットと、
    前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分及び前記第4の部分の間に連続的な絶縁を提供するために前記第1のスロット内に配置された誘電体と、
    を含む第1のアンテナ
    を備える、装置。
  2. 前記第1の部分は、前記本体と、前記外周部の前記上部及び前記一対の側部との間に形成され、
    前記第2の部分は、前記本体と、前記第1のアームと、前記外周部の前記下部及び前記一対の側部の一方との間に形成され、
    前記第3の部分は、前記本体と、前記第1のアームと、前記第2のアームと、前記外周部の前記下部との間に形成され、
    前記第4の部分は、前記本体と、前記第2のアームと、前記外周部の前記下部及び前記一対の側部の他方との間に形成される、
    請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1のスロットの前記本体は、直線状又は非直線状である、
    請求項1に記載の装置。
  4. 前記第1のスロットは、第3のアームを含み、前記第3の部分を2つの部分に分割する
    請求項1に記載の装置。
  5. 第2のアンテナであって、第2の本体と、第4のアームと、第5のアームとを含む第2のスロットであって、前記第2のスロットは、前記第2のアンテナを第1の部分、第5の部分、第6の部分、及び第7の部分に分割し、
    前記第1の部分が前記第6の部分よりも大きく、前記第6の部分が前記第5の部分及び前記第7の部分よりも大きく、
    前記第2のスロットの前記第2の本体が前記外周部の前記側部の間に延在し、
    前記第4のアーム及び前記第5のアームが、前記本体と、前記第1のアーム及び前記第2のアームが延在する一側と対向する他側の前記外周部の前記上部及び前記下部と、の間に延在する、第2のスロットと、前記第1の部分と、前記第5の部分と、前記第6の部分と、前記第7の部分との間に連続的な絶縁を提供するために前記第2のスロット内に配置される誘電体と
    を含む第2のアンテナ
    をさらに備える、
    請求項1に記載の装置。
  6. 前記第1のアンテナを利用するための第1の動作モードと、前記第2のアンテナを利用するための第2の動作モードとを切り替えるための少なくとも1つのスイッチをさらに備える、
    請求項5に記載の装置。
  7. 前記第1の部分は、前記第2の部分の表面の2から50倍の表面積を有する、
    請求項1に記載の装置。
  8. 前記装置は、第1の周波数帯域でアンテナを動作させる第1の周波数帯域モード及び前記第1の周波数帯域より低い第2の周波数帯域でアンテナを動作させる第2の周波数帯域モードで、前記アンテナを動作させるように構成される、
    請求項1に記載の装置。
  9. 前記第3の部分は、前記第2の部分及び前記第4の部分の全表面以上の表面積を有する、
    請求項1に記載の装置。
  10. 前記第1のスロットは、0.5〜3.0mmの幅を有する、
    請求項1に記載の装置。
  11. 前記第1のスロットの1つ又は複数の端部が電気的に閉路される、
    請求項1に記載の装置。
  12. 前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つの固定要素と、
    前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つのアンテナ給電部と、
    をさらに備える、
    請求項1に記載の装置。
  13. 前記固定要素は、抵抗素子、容量素子、及び誘導素子のうちの少なくとも1つを含む、
    請求項12に記載の装置。
  14. 前記少なくとも1つの固定要素は、固定シャントを含む、
    請求項12に記載の装置。
  15. 前記少なくとも1つのアンテナ給電部の各々は、ヘッドと導電片とを含み、
    前記アンテナ給電部の前記ヘッドは、前記第1の部分と、前記第2の部分、前記第3の部分及び前記第4の部分のうちの少なくとも1つとの間で電気的に連通し、
    前記アンテナ給電部の前記導電片は、前記アンテナ給電部の前記ヘッドから延在する、
    請求項12に記載の装置。
  16. 前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つの設定可能要素と、
    前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分のうちの少なくとも2つと電気的に連通する少なくとも1つのアンテナ給電部と、
    をさらに備える、
    請求項1に記載の装置。
  17. 前記少なくとも1つの設定可能要素は、抵抗素子、容量素子、及び誘導素子のうちの少なくとも1つを含む、
    請求項16に記載の装置。
  18. 前記設定可能要素は、スイッチを含む、
    請求項16に記載の装置。
  19. 前記少なくとも1つの設定可能要素の各々は、前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分のうちの少なくとも2つの部分間で電気的に連通するヘッドを含む、
    請求項16に記載の装置。
  20. 前記少なくとも1つの設定可能要素の1つは、前記設定可能要素の前記ヘッドから延在する導電片を含む、
    請求項19に記載の装置。
  21. 前記少なくとも1つのアンテナ給電部の各々は、ヘッドと導電片とを含み、
    前記アンテナ給電部の前記ヘッドは、前記第1の部分と、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分のうちの少なくとも1つとの間で電気的に連通し、
    前記アンテナ給電部の前記導電片は、前記アンテナ給電部の前記ヘッドから延在する、
    請求項16に記載の装置。
  22. 無線通信のための装置のアンテナを形成する方法であって、前記方法は、
    上面と底面とを含む表面を形成するステップであって、前記表面は、上部、下部、及び一対の側部によって画定される外周部を有する、ステップと、
    本体と、第1のアームと、第2のアームとを含む少なくとも1つのスロットをエッチングするステップであって、前記少なくとも1つのスロットは、前記表面を第1の部分、第2の部分、第3の部分、及び第4の部分に分割し、前記第3の部分は、前記第1のアームと前記第2のアームとの間に位置し、前記第1のアームは、前記第の部分と前記第3の部分との間に位置し、前記第2のアームは、前記第の部分と前記第3の部分との間に位置し、前記第1の部分は、前記第3の部分よりも大きく、前記第3の部分は、前記第2の部分及び前記第4の部分よりも大きく、前記少なくとも1つのスロットの前記本体は、前記外周部の前記一対の側部の間に延在し、前記第1のアーム及び前記第2のアームは、前記本体と、前記外周部の前記上部及び前記下部のうちの1つとの間に延在する、ステップと、
    前記第1の部分、前記第2の部分、前記第3の部分、及び前記第4の部分の間に連続的な絶縁を提供するために前記スロットに誘電体を注入するステップと
    を含む、方法。
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