KR101704939B1 - 스피커와 일체화된 안테나 및 공동 모드를 억제하기 위한 방법 - Google Patents

스피커와 일체화된 안테나 및 공동 모드를 억제하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

무선 주파수 신호들을 전송 및 수신하기 위한 스피커 박스(54) 안테나(40)를 갖는 전자 디바이스가 제공될 수 있다. 스피커 박스 안테나가 스피커 드라이버를 포함하는 중공(hollow)의 유전체 스피커 박스로 형성될 수 있다. 스피커 드라이버에 인접한 스피커 박스의 개구가 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 스피커 포트 개구와 맞춰 정렬될 수 있다. 스피커 박스는 안테나를 위한 공동을 형성하는 전도성 구조물들에 의해 둘러싸일 수 있다. 전도성 구조물들은 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 부분들을 포함할 수 있다. 스피커 박스는 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 가질 수 있다. 금속 플레이트가 상부 및 하부 표면의 부분들을 형성할 수 있고 금속 테이프의 스트립(strip)과 같은 전도성 층을 이용하여 서로 단락될 수 있다. 원하지 않는 공동 모드를 억제하고 안테나 성능을 강화하는 안테나를 위한 동작 주파수가 선택될 수 있다.

Description

스피커와 일체화된 안테나 및 공동 모드를 억제하기 위한 방법{ANTENNAS INTEGRATED WITH SPEAKERS AND METHODS FOR SUPPRESSING CAVITY MODES}
본 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2012년 7월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/540,999호에 대하여 우선권을 주장한다.
본 출원은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전자 디바이스용 안테나에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터 및 셀룰러 전화기와 같은 전자 디바이스는 종종 무선 통신 기능을 구비하고 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 셀룰러 전화 대역을 사용하여 통신하기 위해 셀룰러 전화 회로와 같은 장거리 무선 통신 회로를 사용할 수 있다. 전자 디바이스는 근방의 장비와의 통신을 처리하기 위해 무선 로컬 영역 네트워크 통신 회로와 같은 단거리 무선 통신 회로를 사용할 수 있다. 전자 디바이스는 또한 위성 항법 시스템 수신기 및 기타 무선 회로를 구비할 수 있다.
작은 폼 팩터(form factor)의 무선 디바이스에 대한 소비자 수요를 만족시키기 위해, 제조업체는 콤팩트한 구조를 사용하는 안테나 컴포넌트와 같은 무선 통신 회로를 구현하기 위해 계속 노력하고 있다. 동시에, 금속 디바이스 하우징 컴포넌트 및 전자 컴포넌트와 같은 전도성 구조물을 전자 디바이스에 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 전도성 컴포넌트는 무선 주파수 성능에 영향을 미칠 수 있으므로, 전도성 구조물을 포함하는 전자 디바이스에 안테나를 포함시킬 때 주의해야 한다. 예를 들어, 디바이스 내의 안테나 및 무선 회로가 동작 주파수 범위에 걸쳐서 만족할만한 성능을 나타낼 수 있도록 보장하기 위하여 주의해야 한다.
따라서, 개선된 안테나 구조물을 갖는 무선 전자 디바이스를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
무선 통신 회로를 포함하는 전자 디바이스가 제공될 수 있다. 무선 통신 회로는 무선 주파수 송수신기 회로 및 안테나를 포함할 수 있다.
무선 주파수 신호들을 전송 및 수신하기 위하여 스피커 박스 안테나를 갖는 전자 디바이스가 제공될 수 있다. 스피커 박스 안테나는 스피커 박스에 의해 지지되는 전도성 공동을 가질 수 있다. 스피커 박스는 공기 충전된 내부를 갖는 중공(hollow)의 유전체 구조물로 형성될 수 있다. 스피커 드라이버가 스피커 박스의 공기 충전된 내부에 장착될 수 있다.
스피커 박스의 개구가 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 스피커 포트 개구에 맞춰 정렬될 수 있다. 스피커 박스는 안테나를 위한 공동을 형성하는 전도성 구조물들에 의해 둘러싸일 수 있다. 전도성 구조물들은 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 부분들을 포함할 수 있다. 전도성 구조물들은 또한 버튼 컴포넌트와 같은 전기 컴포넌트를 포함할 수 있다.
스피커 박스는 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 가질 수 있다. 금속 플레이트가 상부 및 하부 표면의 부분들을 형성할 수 있고 금속 테이프의 스트립(strip)과 같은 전도성 층을 이용하여 서로 단락될 수 있다. 금속 플레이트 및 금속 테이프는 안테나를 위한 공동을 형성하는 전도성 구조물들의 일부를 형성할 수 있다. 안테나의 전도성 공동은 원하지 않는 공동 모드를 억제하고 안테나 성능을 강화하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 추가의 특징, 그 특성 및 다양한 이점이 바람직한 실시예의 하기 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더욱 명백할 것이다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 사시도.
<도 2>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 개략도.
<도 3>
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 안테나의 개략도.
<도 4>
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공동 안테나의 측단면도.
<도 5>
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스피커 박스의 평면도.
<도 6>
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 5의 스피커 박스의 측단면도.
<도 7>
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스 하우징의 모서리 부분에 장착된 예시적인 스피커 박스의 평면도.
<도 8>
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 디바이스의 하우징 벽에 인접한 스피커 박스의 측단면도.
<도 9>
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 포트 부근의 스피커 박스의 일부분의 사시도.
<도 10>
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 공동 안테나(cavity antenna)를 형성하는 데 사용될 수 있는 예시적인 스피커 박스의 단순화된 사시도.
<도 11>
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 동작 주파수 대역이 연속적인 공동 모드에 대하여 차단 주파수 사이에 놓이도록 어떻게 안테나 공동이 구성될 수 있는지 보여주는 그래프.
도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스는 무선 통신 회로를 구비할 수 있다. 무선 통신 회로는 하나 이상의 무선 통신 대역에서 무선 통신을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 무선 통신 회로는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
안테나는 하나 이상의 공동 안테나를 포함할 수 있다. 공동 지원형(cavity-backed) 안테나는 안테나 공진 소자 및 관련된 전도성 공동을 포함할 수 있다. 공동은 스피커 박스와 같은 지지 구조물에 장착되는 전도성 구조물들로 형성될 수 있다. 전도성 안테나 구조물은 또한 전도성 하우징 구조물의 부분들과 같은 전도성 전자 디바이스 구조물을 이용하여 형성될 수 있다. 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있는 전도성 하우징 구조물의 예는(예를 들어, 안테나 또는 안테나 공진 소자를 위한 공동) 시트 금속 구조물 및 기타 평면의 전도성 부재와 같은 전도성 내부 지지 구조물, 전도성 하우징 벽, 디스플레이 베젤과 같은 주변 전도성 하우징 부재, 전도성 하우징 측벽, 전도성 평면의 후방 하우징 벽 및 기타 전도성 하우징 벽과 같은 주변 전도성 하우징 구조물 또는 기타 전도성 구조물들을 포함한다. 안테나를 위한 전도성 구조물은 또한 전자 컴포넌트들의 부분, 예컨대 스위치(예를 들어, 메뉴 버튼 또는 기타 버튼을 위한 버튼 컴포넌트들), 집적 회로, 디스플레이 모듈 구조물, 디스플레이 컴포넌트와 같은 컴포넌트들을 위한 신호 전달과 연관된 가요성 인쇄 회로 등으로 형성될 수 있다. 전자 디바이스 내의 차폐 테이프, 차폐 캔, 전도성 폼, 및 기타 전도성 재료들 또한 안테나 구조물을 형성하는 데 사용될 수 있다.
안테나 공진 소자 구조물과 같은 안테나 구조물은 패터닝된 금속 포일(metal foil) 또는 기타 금속 구조물로 형성될 수 있다. 원하는 경우, 안테나 구조물은 기판 상의 금속 트레이스와 같은 전도성 트레이스로 형성될 수 있다. 기판은 플라스틱 지지 구조물 또는 기타 유전체 구조물, 섬유유리-충전 에폭시 기판(예를 들어, FR4)과 같은 강성 인쇄 회로 기판, 폴리이미드 또는 기타 가요성 폴리머 시트로 형성된 가요성 인쇄 회로("플렉스 회로"), 또는 기타 기판 재료일 수 있다. 원하는 경우, 안테나 구조물은 이러한 접근법들의 조합을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나는 중공의 스피커 박스와 같은 플라스틱 지지 구조물에 의해 지지되고/되거나 이에 인접한 금속 구조물(예를 들어, 접지 전도체 구조물)로 부분적으로 형성될 수 있고 인쇄 회로 상의 금속 트레이스(예를 들어, 안테나 공진 소자 구조물을 형성하기 위한 강성 인쇄 회로 기판 또는 가요성 인쇄 회로 상의 패터닝된 트레이스)로 부분적으로 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 가질 수 있다. 하우징(12)은 전도성 구조물(예컨대, 금속)로 형성될 수 있거나, 유전체 구조물(예를 들어, 유리, 플라스틱, 세라믹 등)로 형성될 수 있다. 원하는 경우, 플라스틱 또는 다른 유전체 재료로 형성된 안테나 윈도가 전도성 하우징 구조물에 형성될 수 있다. 디바이스(10)를 위한 안테나는 유전체 하우징 벽에 인접하게 장착될 수 있거나 안테나 윈도 구조물이 안테나와 중첩되도록 안테나 윈도 구조물 아래에 장착될 수 있다. 작동 중에, 무선 주파수 안테나 신호는 디바이스(10)의 유전체 안테나 윈도 및 기타 유전체 구조물을 통과할 수 있다. 원하는 경우, 디바이스(10)는 커버 층이 있는 디스플레이를 가질 수 있다. 디바이스(10)를 위한 안테나는 안테나 신호가 유전체 안테나 윈도를 통과하는 것 뿐만 아니라 또는 그 대신에 디스플레이 커버 층을 통과하도록 장착될 수 있다.
전자 디바이스(10)는 휴대용 전자 디바이스 또는 기타 적합한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(10)는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 더 소형인 디바이스, 예를 들어 손목 시계형 디바이스, 펜던트 디바이스, 헤드폰 디바이스, 이어피스(earpiece) 디바이스, 또는 기타 착용가능한 디바이스 또는 소형 디바이스, 셀룰러 전화기, 또는 매체 재생기일 수 있다. 디바이스(10)는 또한 텔레비전, 셋톱 박스, 데스크톱 컴퓨터, 컴퓨터가 통합된 컴퓨터 모니터, 또는 기타 적합한 전자 장비일 수 있다.
디바이스(10)는 하우징(12)에 장착되는 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는, 예를 들어, 정전용량식 터치 전극을 포함하는 터치 스크린이거나, 터치에 감응하지 않을 수 있다. 디스플레이(14)를 위한 터치 센서는 정전용량식 터치 센서 전극, 저항식 터치 어레이, 음향 터치, 광 터치 또는 힘-기반 터치 기술에 기초한 터치 센서 구조물, 또는 기타 적합한 터치 센서로 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 플라즈마 셀, 전기습윤 픽셀(electrowetting pixels), 전기 영동 픽셀(electrophoretic pixels), 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트, 또는 기타 적합한 이미지 픽셀 구조물로 형성되는 이미지 픽셀을 포함할 수 있다. 커버 층이 디스플레이(14)의 표면을 커버할 수 있거나, 컬러 필터 층과 같은 디스플레이 층 또는 디스플레이의 다른 부분이 디스플레이(14)의 최상위(또는 거의 최상위) 층으로 사용될 수 있다.
디스플레이 커버 층 또는 기타 외측 디스플레이 층은 투명한 글래스 시트, 투명한 플라스틱 층, 또는 기타 투명 부재로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 버튼(16)과 같은 컴포넌트들을 수용하기 위하여 최외각 디스플레이 층에 개구가 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는 활성 부분을 가질 수 있고, 원하는 경우 비활성 부분을 가질 수 있다. 디스플레이(14)의 활성 부분은 디바이스(10)의 사용자에게 이미지를 디스플레이하기 위한 활성 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 디스플레이(14)의 비활성 부분에는 활성 픽셀이 없을 수 있다. 디스플레이(14)의 활성 부분은 (직사각형 윤곽선(18)으로 경계가 이루어진) 중앙의 직사각형 영역(22)과 같은 영역 내에 놓일 수 있다. 디스플레이(14)의 비활성 부분(20)은 활성 영역(22)의 에지(edge)를 직사각형 링 형상으로 둘러쌀 수 있다.
비활성 영역(20)에서, 디스플레이(14)를 위한 디스플레이 커버 층의 하면 또는 디스플레이(14)의 디스플레이 층들의 다른 부분들은 불투명한 마스킹 층으로 코팅될 수 있다. 불투명 마스킹 층은 불투명 폴리머와 같은 불투명 재료(예를 들어, 흑색 잉크, 백색 잉크, 다른 색상의 코팅 등)로 형성될 수 있다. 불투명 마스킹 층은 디바이스(10)의 사용자가 내부 디바이스 컴포넌트를 보는 것을 차단하는 데 사용될 수 있다. 원하는 경우, 불투명 마스킹 층은 충분히 얇을 수 있고/있거나 무선주파수 투과성이도록 충분히 비전도성인 재료로 형성될 수 있다. 이러한 유형의 구성은 안테나 구조물이 비활성 영역(20) 아래에 형성되는 구성에서 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 하나 이상의 안테나(40)와 같은 안테나 구조물은 비활성 영역(20)이 안테나 구조물과 중첩되도록 하우징(12) 내에 장착될 수 있다.
하나 이상의 안테나(40)는 오디오 포트(17)에 인접하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 공동 안테나를 위한 전도성 공동은 스피커 박스에 부착되거나 스피커 박스에 인접하게 장착되고, 그렇지 않으면 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물로 형성될 수 있다. 그럼으로써, 스피커 박스는 공동 안테나를 위한 공동 지지 구조물로서 형성될 수 있다. 스피커 박스는 또한 하우징(12)의 개구(즉, 스피커 포트(17))를 통과하는 소리를 생성하기 위하여 스피커 드라이버를 포함할 수 있다.
때때로 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합물, 금속(예를 들면, 스테인리스 스틸, 알루미늄 등), 기타 적합한 물질, 또는 이들 물질의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)의 부분들은 유전체 또는 기타 저-전도성 재료로 형성될 수 있다. 다른 상황들에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 형성하는 구조물의 적어도 일부는 금속 요소로 형성될 수 있다.
하우징(12)이 금속과 같은 전도성 재료로 형성되는 디바이스(10)를 위한 구성에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 디스플레이(14)를 위한 디스플레이 커버 층 아래(예를 들어, 비활성 영역(20) 아래)에 장착될 수 있고/있거나 안테나(40)는 하우징(12)에서 하나 이상의 유전체 안테나 윈도에 인접하게 장착될 수 있다. 작동 중에, 무선 주파수 안테나 신호는 안테나(40)와 중첩되는 디스플레이 커버 층의 비활성 영역(20)의 부분을 통과할 수 있다(그리고, 유전체 윈도 구조물이 사용되는 경우, 안테나 신호는 윈도 구조물을 통과할 수 있다). 일반적으로, 안테나(40)는 디바이스 하우징(12) 내의 임의의 적합한 위치에(예컨대, 디스플레이(14)의 에지를 따라, 디바이스(10)의 모서리에, 안테나 윈도 또는 하우징(12)의 후방 표면 상의 다른 유전체 구조물 아래 등) 위치될 수 있다.
디바이스(10)는 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다. 다중 안테나가 있는 구성에서, 안테나는 다수의 동일한 데이터 스트림(예를 들어, 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access) 데이터 스트림)을 위한 신호들이 조합되어 신호 품질을 개선하는 안테나 어레이를 구현하도록 사용될 수 있거나, 다수의 독립적인 데이터 스트림(예컨대, 독립적인 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution) 데이터 스트림)을 다룸으로써 성능을 향상시키는 다중 입력 다중 출력(multiple-input-multiple-output, MIMO) 안테나 기법을 구현하도록 사용될 수 있다. 다중 안테나는 또한 디바이스(10)가 안테나의 실시간 성능에 기초하여(예컨대, 수신 신호 품질 측정에 기초하여) 각각의 안테나를 활성화 및 비활성화시키는 안테나 다이버시티 기법(diversity scheme)을 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 무선 회로를 갖는 디바이스에서, 디바이스는 안테나(40)들의 어레이를 사용하여 무선 로컬 영역 네트워크 신호(예컨대, IEEE 802.11n 트래픽)를 송신 및 수신할 수 있다. 다중 안테나는 송신 및 수신 동작 모드 둘 모두에서 함께 사용될 수 있거나, 단지 신호 수신 동작 중에만 또는 신호 송신 동작 중에만 함께 사용될 수 있다.
디바이스(10)의 안테나는 임의의 관심있는 통신 대역을 지원하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)는 IEEE 802.11 통신(예를 들어, 2.4 ㎓ 및 5 ㎓의 IEEE 802.11 대역과 같은 대역의 통신)과 같은 무선 로컬 영역 네트워크 통신 또는 블루투스(등록상표) 통신, 음성 및 데이터 셀룰러 전화 통신, 지구 위치확인 시스템(GPS) 통신 또는 기타 위성 항법 시스템 통신 등을 지원하기 위한 안테나 구조물을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(10)를 위해 사용될 수 있는 예시적인 구성의 개략도가 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 저장 및 처리 회로(28)와 같은 제어 회로를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)는 하드 디스크 드라이브 저장장치, 비휘발성 메모리(예컨대, 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 플래시 메모리 또는 다른 전기적 프로그램가능 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28) 내의 처리 회로는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 처리 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 기저대역 프로세서, 전력 관리 유닛, 음성 코덱 칩, 주문형 집적 회로 등에 기초할 수 있다.
저장 및 처리 회로(28)는 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능 등과 같은 소프트웨어를 디바이스(10)에서 실행하기 위하여 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용을 지원하기 위하여, 저장 및 처리 회로(28)는 통신 프로토콜을 구현하는 데 사용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜은 인터넷 프로토콜, IEEE 802.11 프로토콜 - 때때로, 와이파이(WiFi)(등록상표)로 지칭됨 - 과 같은 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜, 및 블루투스(등록상표) 프로토콜과 같은 기타 단거리 무선 통신 링크를 위한 프로토콜, 셀룰러 전화 프로토콜 등을 포함한다.
입출력 회로(30)는 디바이스(10)에 데이터가 공급되도록 하고, 디바이스(10)로부터 외부 디바이스로 데이터가 제공되도록 하기 위하여 이용될 수 있다. 입출력 회로(30)는 입출력 디바이스(32)들을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스(32)들은 터치 스크린, 버튼, 조이스틱, 클릭 휠(click wheels), 스크롤링 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크로폰, 스피커, 톤 생성기, 진동기, 카메라, 센서, 발광 다이오드 및 다른 상태 표시자, 데이터 포트 등을 포함할 수 있다. 이용자는 입출력 디바이스(32)들을 통해 명령을 공급함으로써 디바이스(10)의 동작을 제어할 수 있고, 입출력 디바이스(32)들의 출력 리소스들을 이용하여 디바이스(10)로부터 상태 정보 및 기타 출력을 수신할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로로 형성되는 무선 주파수(RF) 송수신기 회로, 전력 증폭기 회로, 저-잡음 입력 증폭기, 수동 RF 컴포넌트, 하나 이상의 안테나, 및 RF 무선 신호를 다루기 위한 기타 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호는 또한 광을 사용하여(예컨대, 적외선 통신을 사용하여) 송신될 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 (예컨대, 1575 ㎒의 위성 위치확인 신호를 수신하기 위한) 지구 위치확인 시스템(GPS) 수신기 회로와 같은 위성 항법 시스템 수신기 회로(35)를 포함할 수 있거나 다른 위성 항법 시스템과 관련된 위성 항법 시스템 수신기 회로를 포함할 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 회로(36)는 WiFi(등록상표) (IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역을 다룰 수 있고 2.4 ㎓ 블루투스(등록상표) 통신 대역을 다룰 수 있다. 회로(34)는 약 700 ㎒ 내지 약 2200 ㎒ 주파수 범위의 대역 또는 그 이상 또는 이하의 주파수 대역과 같은 셀룰러 전화 대역에서 무선 통신을 다루기 위한 셀룰러 전화 송수신기 회로(38)를 사용할 수 있다. 원하는 경우, 무선 통신 회로(34)는 기타 단거리 및 장거리 무선 링크를 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(34)는 라디오 및 텔레비전 신호를 수신하기 위한 무선 회로, 페이징(paging) 회로, 근거리 통신(near field communications) 회로 등을 포함할 수 있다. 와이파이(등록상표) 및 블루투스(등록상표) 링크 및 기타 근거리 무선 링크에서, 무선 신호는 통상적으로 데이터를 수십 또는 수백 피트(feet) 멀리 전달하는 데 사용된다. 셀룰러 전화 링크 및 다른 장거리 링크에서, 무선 신호는 통상적으로 수천 피트 또는 마일 멀리 데이터를 전달하는 데 사용된다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 안테나(40)를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 안테나(40)는 하나 이상의 공동 안테나를 포함할 수 있다.
디바이스(10)의 안테나를 위한 예시적인 구성의 개략도가 도 3에 도시된다. 도 3의 예시에서, 안테나(40)는 역 F형 안테나(inverted-F antenna)이다. 이것은 단지 예시일 뿐이다. 일반적으로, 안테나(40)는 임의의 적합한 유형의 안테나(예를 들어, 루프 안테나, 패치 안테나, 모노폴 안테나, 다이폴 안테나, 직접 급전형 안테나, 간접 급전형 안테나, 슬롯 안테나, 평판 역 F형 안테나, 기타 안테나 유형, 또는 이들 안테나 중 둘 이상으로 형성되는 하이브리드)에 기초할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 역 F형 안테나(40)는 안테나 공진 소자(42)와 같은 안테나 공진 소자 및 안테나 접지(44)와 같은 안테나 접지를 포함할 수 있다. 안테나 공진 소자(46)는 암(arm)(46)과 같은 주요 안테나 공진 소자 암을 가질 수 있다. 암(46)은 하나 이상의 브랜치를 가질 수 있다. 단락 회로 브랜치(48)는 접지(44)에 공진 소자 암(46)을 결합시키는 데 이용될 수 있다. 안테나 급전(50)은 단락 회로 브랜치(48)와 평행하게 안테나 공진 소자 암(46)과 접지(44) 사이에 결합될 수 있다.
공동 안테나에서, 전도성 공동 구조물은 안테나 접지(44)를 형성하도록 구성될 수 있다. 예시적인 공동 안테나의 측단면도가 도 4에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 안테나 공진 소자(42)와 같은 안테나 공진 소자를 포함할 수 있고, 전도성 접지 공동(44)과 같은 전도성 공동을 포함할 수 있다. 디스플레이 층(52)은 안테나 공진 소자(42) 및 공동(44)과 중첩될 수 있다. 작동 중에, 안테나(40)와 연관된 무선 주파수 신호(예를 들어, 공진 소자(42)를 이용하여 전송 및/또는 수신되는 신호)는 디스플레이(14)의 층(52)을 통과할 수 있다. 층(52)은 디스플레이 커버 층, 컬러 필터 층, 또는 (예시와 같이) 디스플레이(14)와 연관되는 기타 디스플레이 층들일 수 있다.
원하는 경우, 안테나 공동(44)을 형성하는 전도성 구조물들은 스피커 박스와 같은 지지 구조물 상에 장착될 수 있다. 도 5는 오디오 포트(17)에 소리를 제공하는 데 사용될 수 있는 유형의 예시적인 스피커 박스의 평면도이다. 소리(64)를 생성하기 위하여 스피커 드라이버가 스피커 박스(54) 내에 장착될 수 있다. 스피커 박스(54)는 작동 중에 소리(64)가 포트(17)를 통과하도록 포트(17)에 맞춰 정렬될 수 있다. 스피커 박스(54)는 플라스틱, 금속, 섬유 기반 복합물, 기타 재료, 또는 이 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 예시와 같이, 스피커 박스(54)는 반대 방향의 상부 및 하부 벽을 갖는, 중공으로 성형된 플라스틱 구조물로 형성될 수 있다. 스피커 박스(54)는 대략 직사각형 형상일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 스피커 박스(54)는 스피커 박스(54)의 주변을 둘러싸는 좌측 벽(54L), 우측 벽(54R), 전방 벽(54F), 및 후방 벽(54X)과 같은 벽들을 가질 수 있다. 이러한 유형의 구성을 갖는 스피커 박스(54)는 대략 직사각형의 공간을 나타낸다(즉, 스피커 박스(54)는 도 5에서와 같이 위에서 봤을 때 거의 직사각형 영역을 차지할 수 있다). 구부러진 에지 부분(54CE)은 하우징(12)의 구부러진 모서리 부분 내에 스피커 박스(54)를 수용하는 데 사용될 수 있다. 오목한 부분(55)은 디스플레이(14)를 위한 가요성 인쇄 회로 케이블 또는 디바이스(10)의 기타 컴포넌트들을 수용하는 데 이용될 수 있다. 원하는 경우, 스피커 박스(54)는 다른 형상의 공간을 가질 수 있다. 도 5의 예는 예시적일 뿐이다.
원하는 경우, 금속 플레이트(62)와 같은 금속 구조물이 스피커 박스(54)에 부착되거나 스피커 박스(54)의 벽 내에 내장될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 금속 플레이트(62)는 스피커 박스(54)의 상부 벽 상에 형성될 수 있다(예를 들어, 플레이트(62)는 스피커 박스(54)의 상부 표면의 일부를 형성할 수 있다).
도 5의 선(58)을 따라 취해지고 방향(60)으로 보여지는 스피커 박스(54)의 측단면도가 도 6에 도시된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 금속 플레이트(52)는 상부 스피커 박스 벽(54T)의 일부를 형성할 수 있다. 스피커 박스(54)는 또한 하부 벽(54B)과 같은 반대 방향의 평면의 벽 구조물을 가질 수 있다. 스피커 박스(54)의 벽들은 중공의 직사각형 박스 형상의 공기가 충전된 내부 영역(내부(70))을 형성한다. 스피커 드라이버(68)가 공기가 충전된 내부 영역(70)에 장착될 수 있다. 디바이스(10)의 동작 중에, 스피커 드라이버(68)는 소리(64)(도 5)를 생성할 수 있다. 후방 벽(54X)의 개구(도 5)는 스피커 포트(17)(도 1)를 통해 소리가 빠져나가도록 할 수 있다. 금속 플레이트(66)와 같은 평면의 금속 구조물은 하부 벽(54B)에 형성될 수 있다. 플레이트(66)는, 예를 들어, 스피커 드라이버(68) 아래에 형성될 수 있고 스피커 박스(54)의 하부 표면의 일부를 형성할 수 있다. 금속 플레이트(62)는 스피커 드라이버(68) 및 금속 플레이트(66)와 중첩될 수 있다. 금속 플레이트(66)는 스피커 박스(54) 및 플레이트(62)와 중첩될 수 있다. 알루미늄, 스테인레스 스틸, 및 기타 금속과 같은 금속들이 금속 플레이트(62) 및 금속 플레이트(66)와 같은 구조물을 형성하는 데 사용될 수 있다. 일부 구성에서, 금속 벽 구조물은 동일한 두께의 플라스틱 벽 구조물보다 더 강해서, 스피커 박스(54)에서 벽들의 부분들을 형성하는 데 금속 플레이트들을 사용하는 것은 스피커 박스(54)의 치수들이 최소화되는 것을 도울 수 있다.
도 7은 스피커 박스(54)가 어떻게 하우징(12) 및 가요성 인쇄 회로(72)와 같은 전도성 구조물들에 둘러싸일 수 있는지 보여주는 디바이스(10)의 모서리 부분의 평면도이다. 가요성 인쇄 회로(72)는 터치 센서 어레이와 인쇄 회로 기판 상의 회로 사이에서 디스플레이(14)를 위한 터치 센서 어레이를 작동시키는 것과 연관되는 신호들을 전달하기 위한 신호 경로를 형성하는 금속 트레이스들을 포함할 수 있다. 금속 테이프, 디스플레이 구조물, 및 기타 전도성 구조물은 스피커 박스(54)의 벽(54F)을 따라 연장될 수 있다. 벽(54X)은 하우징(12)의 부분들로 커버될 수 있다. 하우징(12)의 부분들은 또한 상부 스피커 박스 벽(54T) 및 하부 스피커 박스 벽(54L)(도 6)의 부분을 커버할 수 있다. 인쇄 회로(72)의 에지 부분이 상부 스피커 박스 벽(54T)의 부분을 커버할 수 있다. 전도성 스위치 구조물과 같은 전도성 구조물(78) 및 도 1의 버튼(16) 또는 기타 버튼 컴포넌트와 연관되는 기타 전도성 구조물이 스피커 박스 벽(54L)을 커버할 수 있다. 반대 방향의 단부 벽(54R)이 하우징(12)의 부분들로 커버될 수 있다. 이와 같은 방법으로 스피커 박스(54)의 벽들을 커버함으로써, 스피커 박스(54)를 둘러싸는 전도성 구조물들은 스피커 박스(54)가 안테나(40)를 위한 전도성 공동(예를 들어, 반대 방향의 단부들, 반대 방향의 전방 및 후방 표면, 및 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 갖는 긴 직사각형 박스 형상의 공동)을 형성하도록 한다.
안테나 공진 소자(42)는 강성 인쇄 회로 상의 전도성 금속 트레이스 또는 가요성 인쇄 회로 상의 전도성 금속 트레이스(예시들과 같음)로 형성될 수 있다. 안테나 공진 소자(42)는 스피커 박스(54)에 의해 형성되는 안테나 공동의 상부 표면 내의 개구에 장착될 수 있고, 이는 도 4의 안테나(40) 내의 안테나 공동(44)으로 도시되는 바와 같다. 완전히 조립된 버전의 디바이스(10)에서, 도 4의 디스플레이 층(52)(예를 들어, 컬러 필터 층의 일부분, 박막 트랜지스터 층, 및/또는 디스플레이 커버 층)과 같은 유전체 디스플레이 층들은 도 7의 디바이스(10)의 모서리에 도시되는 안테나 공진 소자(42) 및 기타 구조물들을 포함하는 스피커 박스(54)를 커버할 수 있다.
도 8은 (스피커 박스(54)의 왼쪽 단부에서) 도 7의 선(74)을 따라 취해지고 방향(76)으로 보여지는 스피커 박스(54)의 단부의 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 테이프(80)와 같은 전도성 테이프의 층이 벽(54L)에 인접한 스피커 박스(54)의 왼쪽 단부와 같이 긴 스피커 박스의 반대 방향의 단부들 중 하나에서 스피커 박스(54)의 면을 둘러쌀 수 있다. 전도성 테이프(80)는 구리와 같은 금속 층, 전도성 섬유, 또는 기타 전도성 재료들로 형성될 수 있다. 전도성 접착제, 용접, 체결재, 또는 기타 전도성 부착 메커니즘(88)이 상부 스피커 박스 플레이트(62)와 하부 스피커 박스 플레이트(66)에 전도성 테이프(80)를 단락시키는 데 이용될 수 있다.
테이프(80)의 일부분이 후방 스피커 박스 벽(54X)을 커버할 수 있다. 스피커 박스 벽(54X)은 개구(84)와 같은 개구를 가질 수 있다. 테이프(80)는 개구(84)에 맞게 정렬되는 개구(82)와 같이 일치하는 개구를 가질 수 있다. 개스킷(86)이 개구(82)를 둘러쌀 수 있고, 하우징 벽(12)과 테이프(80) 사이에 개재될 수 있다. 개스킷(86)의 중앙에 형성된 일치하는 개구에 맞게 개구(84, 82) 및 하우징 벽(12)의 개구(17)를 정렬시킴으로써, 소리(64)가 스피커 드라이버(68)로부터 이 개구들을 지나 디바이스(10)의 외측으로 통과하도록 할 수 있다.
개구(84, 82, 17)의 형상은 직사각형일 수 있거나(개스킷(86)이 직사각형 고리 형상을 갖도록 함), 원형일 수 있거나(개스킷(86)이 원형 고리 형상을 갖도록 함), 기타 적합한 일치하는 형상을 가질 수 있다.
도 9는 전도성 테이프(80)가 어떻게 측벽 부분(54X)을 둘러쌀 수 있는지, 그리고 플레이트(62, 66)를 서로 단락시킴으로써 플레이트(62) 및 플레이트(66)를 접지시킬 수 있는지 보여주는 스피커 박스(54)의 부분의 사시도이다. 테이프(80)는 스피커 박스 벽(54X)의 전체 길이를 따라 스피커 박스(54)를 둘러쌀 수 있거나, 도 9에 도시된 바와 같이, 플레이트(62, 66)를 포함하는 스피커 박스(54)의 왼쪽 단부(예를 들어, 스피커 박스(54)의 왼쪽 절반)에 가까운 스피커 박스(54)의 부분의 스피커 박스(54)만을 둘러쌀 수 있다. 이런 방법으로 플레이트(66)에 플레이트(62)를 접지시키는 것은 안테나(40) 상의 부하에 영향을 주고, 관심있는 주파수 대역을 위하여 공동(44)에서 지원되는 공동 모드를 조정함으로써 안테나 성능을 강화하는 데 이용될 수 있다.
공동 안테나(40)를 위한 공동(44)은 스피커 박스(54)를 둘러싸는 전도성 구조물에 의해 형성될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 스피커 박스(54)는 대략 6 면의 직사각형 박스의 형상을 가질 수 있다. 하우징 구조물(12)은 각각 벽(54R, 54X, 54B) 상에서 전도성 접지 구조물(96, 94, 98)의 역할을 할 수 있다. 벽(54L)을 커버하기 위한 전도성 접지 구조물(102)은 버튼(16)과 연관되는 버튼 구조물과 같은 디바이스(10)의 전기 컴포넌트들(예를 들어, 돔 스위치, 버튼 스위치 트레이스가 있는 버튼 가요성 인쇄 회로, 금속 지지 구조물 등)로 형성될 수 있다. 전도성 접지 구조물(90)은 도 7의 케이블(72)과 같은 중첩되는 디스플레이 가요성 인쇄 회로 케이블 또는 기타 전도성 재료에 의해 형성될 수 있다. 전도성 접지 구조물(92)은 하우징(12)의 중첩되는 부분으로 형성될 수 있다. 전도성 접지 구조물(100)은 금속 플레이트(62)에 의해 형성될 수 있다. 테이프(80) 및 하부 플레이트(66)는 또한 박스(54)를 둘러싸는 전도성 접지 구조물들을 형성할 수 있다.
스피커 박스(54)는 긴 길이를 갖고, 긴 전방 벽(54F)이 그것을 따라 연장될 수 있다. 스피커 박스(54)의 전방 벽(54F)은 전도성 디스플레이 컴포넌트, 및 원하는 경우, 전도성 테이프의 층에 의해 커버될 수 있다. 예시와 같이, 전도성 테이프는 도 10에서 도시된 바와 같이 벽(54F)의 일부분을 커버하면서, 단부 부분(예를 들어, 박스(54)의 우측 단부(54R)에 인접한 벽(54F)의 길이의 일부분)을 테이프에 의해 커버되지 않게 남겨놓을 수 있다. 벽(54F)에 대하여 부분적으로 커버되는 구성의 사용은 관심있는 주파수 대역을 위하여 공동(44)에서 지원되는 공동 모드를 조정함으로써 안테나 성능을 강화하도록 도울 수 있다.
안테나(40)의 안테나 공진 소자(42)는 스피커 박스(54)의 상부 표면 상에 장착되어서, 스피커 박스(54)를 둘러싸는 접지 구조물들이 공동 안테나(40)를 위한 안테나 공동(44)의 역할을 할 수 있다.
스피커 박스(54)를 둘러싸서 공동(44)을 형성하는 테이프(104), 테이프(80), 플레이트(62, 66)와 같은 전도성 재료들 및 공동(44)의 다른 부분들은 원하지 않는 공동 모드를 억압하도록 구성됨으로써, 안테나 성능을 강화할 수 있다. 도 11은 공동(44) 내에서 전달되는 전자기파에 대한 전달 상수의 실수부(β)가 어떻게 동작 주파수(f)에 따라 달라질 수 있는지 보여주는 그래프이다. 도 11의 예시적인 시나리오에서, 낮은 주파수(fL)의 하부 대역 경계부터 높은 주파수(fH)의 상부 대역 경계까지 연장되는 주파수 대역(FB)에서 디바이스(10) 및 안테나(40)를 작동시키는 것을 원한다. 하나의 적합한 구성에서, 낮은 주파수(fL)는 5.15 ㎓일 수 있고 높은 주파수(fH)는 5.85 ㎓일 수 있다(예를 들어, 관심있는 주파수 대역은 802.11 5 ㎓ 통신과 연관될 수 있다). 주파수 대역(FB)은, 일반적으로, 셀룰러 전화 대역, 무선 로컬 영역 네트워크 대역, 또는 기타 관심있는 통신 대역에 대응할 수 있다.
도 11의 공동(44)에 대한 전달 상수 그래프에서, 곡선(106)은 N 차의 모드와 연관되는 전달 상수를 나타내고, 곡선(108)은 N+1 차의 연속적인 모드와 연관되는 전달 상수를 나타낸다. 곡선(106)은 차단 주파수(fc1)에 의해 특징지어질 수 있다. 곡선(108)은 차단 주파수(fc2)에 의해 특징지어질 수 있다. 곡선(106, 108)에 따라, 공동(44)은 주파수(fc1) 미만에서 N 차 모드를 지원하지 않을 것이고(즉, N 차의 모드는 fc1 미만에서 차단될 것임), 주파수(fc2) 미만에서 N+1 차 모드를 지원하지 않을 것이다(즉, N +1 차의 모드는 fc2 미만에서 차단될 것임). N의 값은 1일 수 있거나 다른 적합한 정수일 수 있다(즉, N 차의 모드뿐만 아니라 더 낮은 차수의 모드가 공동(44)에 의해 지원될 수 있다).
도 11에 도시된 예시적인 구성에서, 대역(FB)은 주파수(fc1 내지 fc2) 사이에서 연장되는 주파수 범위에 놓인다(즉, 주파수(fc1)는 주파수(fL) 아래로 간격을 두고, 주파수(fc2)는 주파수(fH) 위로 간격을 둠). fc2-fH와 fL-fc1의 크기는, 예를 들어, 서로 같거나 같은 것에 가까울 수 있다(예를 들어, 연속적인 공동 모드 N 및 N+1에 대하여 차단 주파수(fc1, fc2) 사이에서 생성되는 간격 내에 대역(FB)을 중심에 놓는 서로의 80% 이내 또는 20% 이내). 이 구성은 공동 모드 결합에서 주파수 변동을 줄임으로써 안테나 성능을 강화한다.
일반적으로, 대역(FB)에 관한 차단 주파수(fc1, fc2)를 위한 잠재적인 위치들이 많다. 예를 들어, fc1이 대역(FB) 내에 포함되거나 하부 대역 경계(fL)와 동일한 주파수에 있도록 공동(44)을 구성하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 이러한 상황 및 도 11의 바람직한 구성과 다른 상황에서, 전자기파가 공동(44) 안으로 결합되는(그리고 안테나(40)에 의해 방사되지 않는) 효율은 대역(FB) 내의 주파수(f)에 따라 매우 달라질 것이다. 도 11의 구성은 이러한 변동을 방지한다.
안테나(40)에 결합되는 무선 주파수 에너지는 이상적으로 모두 방사된다. 그러나, 실제로는 일부 공동 모드가 통상적으로 지원되어(즉, 가장 낮은 차수의 모드에 대한 차단 주파수가 fH를 초과하도록 보장하는 것이 실현가능하지 않을 수 있음), 일부 막을 수 없는 공동 모드 신호 손실이 있을 것이다. 그러나, 도 11에 도시된 바와 같이 공동(44)을 구성함으로써, 무선 주파수 전자기 신호의 지원되는 공동 모드(예를 들어, 모드 N, 곡선(106)과 활성 통신 대역(FB)의 중첩에 의해 표시됨)로의 결합으로 인해 발생하는 임의의 공동 손실은 동작 주파수(f)에 따라 비교적 일정할 것이다. 따라서, 공동(44)이 도 11에 도시된 유형의 공동 모드 특성을 나타내도록 구성되는 경우, 공동(44) (및 모드 N)의 존재는 대역(FB) 내의 주파수(f)에 따라 원하지 않는 공동 결합 공진을 나타내지 않을 것이다.
실시예에 따라, 전자 디바이스에서 하부 대역 경계부터 상부 대역 경계까지 연장되는 주파수 대역 내에서 동작하도록 구성되는 공동 안테나는, 스피커 박스, 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물들로 형성되는 전도성 안테나 공동, 및 스피커 박스 상의 안테나 공진 소자를 포함하고, 전도성 구조물들은 하부 대역 경계 아래에 있는 차단 주파수에서 N 차의 전자기 모드를 차단하고 상부 대역 경계 위에 있는 차단 주파수에서 N+1 차의 전자기 모드를 차단하도록 구성된다.
다른 실시예에 따라, 스피커 박스는 각각 제1 및 제2 금속 플레이트를 포함하는 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 갖는다.
다른 실시예에 따라, 공동 안테나는 제2 금속 플레이트에 제1 금속 플레이트를 전기적으로 연결시키는 전도성 층을 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전도성 층은 금속 테이프의 스트립을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전도성 구조물들 중 적어도 일부는 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전도성 구조물들 중 적어도 일부는 버튼 구조물들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들은 스피커 박스를 위한 스피커 포트를 형성하도록 구성되는 개구를 갖고, 금속 테이프의 스트립은 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들 내의 개구와 일치하는 개구를 갖는다.
실시예에 따라, 개구를 포함하는 전도성 전자 디바이스 하우징, 및 공동 안테나를 포함하는 전자 디바이스가 제공되고, 공동 안테나는, 개구를 통해 소리를 발산하도록 구성되는 스피커 박스, 전도성 전자 디바이스 하우징의 적어도 부분을 포함하는 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물들로 형성되는 전도성 안테나 공동, 및 스피커 박스 상의 안테나 공진 소자를 갖고, 전도성 구조물들은 하부 대역 경계 아래에 있는 차단 주파수에서 N 차의 전자기 모드를 차단하고 상부 대역 경계 위에 있는 차단 주파수에서 N+1 차의 전자기 모드를 차단하도록 구성된다.
다른 실시예에 따라, 스피커 박스는 중공이고 중공 내부를 둘러싸는 스피커 박스 벽들을 갖고, 전자 디바이스는 중공 내부에 스피커 드라이버를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 스피커 박스 벽들의 부분을 형성하는 적어도 하나의 금속 부재를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 금속 부재에 전기적으로 연결되는 금속 테이프의 층을 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 적어도 하나의 금속 부재 및 금속 테이프는 스피커 드라이버에 인접한 스피커 박스의 부분들을 커버하고, 금속 테이프는 스피커 드라이버로부터의 소리가 통과하는 개구를 갖는다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 스피커 박스 벽들의 부분을 형성하는 적어도 하나의 추가적인 금속 부재를 추가로 포함하고, 스피커 박스는 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 갖고, 금속 부재는 상부 표면의 부분을 형성하고, 추가적인 금속 부재는 하부 표면의 부분을 형성한다.
다른 실시예에 따라, 스피커 박스는 반대 방향의 제1 및 제2 단부를 갖는 긴 형상을 갖고, 스피커 드라이버, 금속 부재, 및 추가적인 금속 부재는 제2 단부보다 제1 단부에 더 가까이 위치된다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 디스플레이 및 디스플레이를 커버하는 디스플레이 커버 층을 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따라, 디스플레이 커버 층의 일부분이 스피커 박스와 중첩된다.
다른 실시예에 따라, 스피커 박스는 전도성 전자 디바이스 하우징의 모서리 부분에 위치되고 전도성 전자 디바이스 하우징은 스피커 박스 상의 적어도 3 개의 벽 표면과 중첩되도록 구성된다.
다른 실시예에 따라, 안테나 공진 소자는 가요성 인쇄 회로 안테나 공진 소자를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 스피커 박스는 긴 길이를 갖고, 긴 길이를 따라 연장되는 적어도 하나의 벽을 갖고, 전도성 구조물들은 벽의 일부가 금속 테이프로 커버되지 않도록 긴 길이의 부분만을 커버하는 금속 테이프를 포함한다.
실시예에 따라, 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물들로 형성되는 공동을 갖는 스피커 박스 공동 안테나를 작동시키는 방법이 제공되고, 이 방법은, 하부 대역 경계 아래에 있는 차단 주파수에서 N 차의 전자기 모드를 차단하고, 상부 대역 경계 위에 있는 차단 주파수에서 N+1 차의 전자기 모드를 차단하도록 선택되는, 하부 대역 경계 및 상부 대역 경계를 갖는 주파수 대역 내에서 스피커 박스 공동 안테나를 이용하여 무선 주파수 전자기 신호들을 전송 및 수신하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 스피커 박스 공동 안테나를 이용하여 무선 주파수 전자기 신호들을 전송 및 수신하는 단계는 신호들을 전송 및 수신하기 위하여 스피커 박스 상의 가요성 인쇄 회로 안테나 공진 소자를 이용하는 단계를 포함한다.
전술한 내용은 단지 본 발명의 원리에 대한 예시이며, 다양한 변형예들이 본 발명의 범주 및 사상을 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (21)

  1. 전자 디바이스에서 하부 대역 경계부터 상부 대역 경계까지 연장되는 주파수 대역 내에서 동작하도록 구성되는 공동 안테나(cavity antenna)로서,
    대향하는 제1 측면 및 제2 측면을 가지고 상기 제1 측면을 통해 그리고 상기 전자 디바이스의 개구를 통해 소리를 발산하도록 구성되는 스피커 박스;
    상기 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물들로 형성되는 전도성 안테나 공동;
    상기 스피커 박스 상의 안테나 공진 소자 - 상기 전도성 구조물들을 이용하여 상기 스피커 박스의 상기 제2 측면의 전부가 아닌 일부를 커버함으로써 상기 전도성 구조물들은 상기 하부 대역 경계 아래에 있는 차단 주파수에서 N 차의 전자기 모드를 차단하고, 상기 상부 대역 경계 위에 있는 차단 주파수에서 N+1 차의 전자기 모드를 차단하도록 구성되고, 상기 스피커 박스는 각각 제1 및 제2 금속 플레이트를 포함하는 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 가짐 - ; 및
    상기 제2 금속 플레이트에 상기 제1 금속 플레이트를 전기적으로 연결시키는 전도성 층
    을 포함하는 공동 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 층은 금속 테이프의 스트립(strip)을 포함하는, 공동 안테나.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전도성 구조물들 중 적어도 일부는 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들을 포함하는, 공동 안테나.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전도성 구조물들 중 적어도 일부는 버튼 구조물들을 포함하는, 공동 안테나.
  7. 제6항에 있어서, 상기 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들은 상기 스피커 박스를 위한 스피커 포트를 형성하도록 구성되는 개구를 갖고, 상기 금속 테이프의 스트립은 상기 금속 전자 디바이스 하우징 구조물들 내의 상기 개구와 일치하는 개구를 갖는, 공동 안테나.
  8. 전자 디바이스로서,
    개구를 포함하는 전도성 전자 디바이스 하우징;
    공동 안테나 - 상기 공동 안테나는,
    대향하는 제1 측면 및 제2 측면을 가지고, 상기 제1 측면을 통해 그리고 상기 개구를 통해 소리를 발산하도록 구성되는 스피커 박스;
    상기 전도성 전자 디바이스 하우징의 적어도 부분을 포함하는 상기 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물들로 형성되는 전도성 안테나 공동; 및
    상기 스피커 박스 상의 안테나 공진 소자
    를 포함하고, 상기 전도성 구조물들을 이용하여 상기 스피커 박스의 상기 제2 측면의 전부가 아닌 일부를 커버함으로써 상기 전도성 구조물들은 하부 대역 경계 아래에 있는 차단 주파수에서 N 차의 전자기 모드를 차단하고, 상부 대역 경계 위에 있는 차단 주파수에서 N+1 차의 전자기 모드를 차단하도록 구성되고, 상기 스피커 박스는 중공(hollow)이고 중공 내부를 둘러싸는 스피커 박스 벽들을 가짐 - ;
    상기 중공 내부의 스피커 드라이버;
    상기 스피커 박스 벽들의 부분을 형성하는 적어도 하나의 금속 부재; 및
    상기 금속 부재에 전기적으로 연결되는 금속 테이프의 층
    을 포함하는 전자 디바이스.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 금속 부재 및 상기 금속 테이프는 상기 스피커 드라이버에 인접한 상기 스피커 박스의 부분들을 커버하고, 상기 금속 테이프는 상기 스피커 드라이버로부터의 소리가 통과하는 개구를 갖는, 전자 디바이스.
  13. 제8항에 있어서, 상기 스피커 박스 벽들의 부분을 형성하는 적어도 하나의 추가적인 금속 부재를 추가로 포함하고, 상기 스피커 박스는 반대 방향의 상부 및 하부 표면을 갖고, 상기 금속 부재는 상기 상부 표면의 부분을 형성하고, 상기 추가적인 금속 부재는 상기 하부 표면의 부분을 형성하는, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 스피커 박스는 반대 방향의 제1 및 제2 단부를 갖는 긴 형상을 갖고, 상기 스피커 드라이버, 상기 금속 부재, 및 상기 추가적인 금속 부재는 상기 제2 단부보다 상기 제1 단부에 더 가까이 위치되는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 디스플레이 및 상기 디스플레이를 커버하는 디스플레이 커버 층을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 디스플레이 커버 층의 일부분이 상기 스피커 박스와 중첩되는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스피커 박스는 상기 전도성 전자 디바이스 하우징의 모서리 부분에 위치되고 상기 전도성 전자 디바이스 하우징은 상기 스피커 박스 상의 적어도 3 개의 벽 표면과 중첩되도록 구성되는, 전자 디바이스.
  18. 제8항에 있어서, 상기 안테나 공진 소자는 가요성 인쇄 회로 안테나 공진 소자를 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 전자 디바이스로서,
    개구를 포함하는 전도성 전자 디바이스 하우징; 및
    공동 안테나
    를 포함하고, 상기 공동 안테나는,
    대향하는 제1 측면 및 제2 측면을 가지고, 상기 제1 측면을 통해 그리고 상기 개구를 통해 소리를 발산하도록 구성되는 스피커 박스;
    상기 전도성 전자 디바이스 하우징의 적어도 부분을 포함하는 상기 스피커 박스를 둘러싸는 전도성 구조물들로 형성되는 전도성 안테나 공동; 및
    상기 스피커 박스 상의 안테나 공진 소자를 포함하고,
    상기 전도성 구조물들을 이용하여 상기 스피커 박스의 상기 제2 측면의 전부가 아닌 일부를 커버함으로써 상기 전도성 구조물들은 하부 대역 경계 아래에 있는 차단 주파수에서 N 차의 전자기 모드를 차단하고, 상부 대역 경계 위에 있는 차단 주파수에서 N+1 차의 전자기 모드를 차단하도록 구성되고, 상기 스피커 박스는 긴 길이를 갖고, 상기 긴 길이를 따라 연장되는 적어도 하나의 벽을 갖고, 상기 전도성 구조물들은 상기 벽의 일부가 금속 테이프로 커버되지 않도록 상기 긴 길이의 부분만을 커버하는 금속 테이프를 포함하는, 전자 디바이스.
  20. 삭제
  21. 삭제
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