KR101812870B1 - 고립된 캐비티 안테나들을 갖는 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

전자 디바이스는 금속 하우징을 가질 수 있다. 금속 하우징은 디스플레이와 같은 컴포넌트가 탑재된 상부 하우징을 가질 수 있고 키보드와 같은 컴포넌트가 탑재된 하부 하우징을 가질 수 있다. 상부 하우징을 하부 하우징에 회전 축을 중심으로 한 회전을 위해 탑재하기 위해 힌지들이 사용될 수 있다. 슬롯-형상의 개구가 상부 하우징과 하부 하우징을 분리할 수 있다. 접지 트레이스들을 갖는 가요성 인쇄 회로가 제1 슬롯 및 제2 슬롯을 형성하기 위해 슬롯-형상의 개구를 이등분할 수 있다. 캐비티 안테나들이 슬롯들과 정렬될 수 있다. 각각의 캐비티 안테나는 한 쌍의 스피커들을 갖는 중공 캐리어를 포함할 수 있다. 스피커들은 하부 하우징 내의 정렬된 개구들을 통하여 사운드를 방출하는 포트들을 가질 수 있다. 포트들을 둘러싸는 도전성 개스킷들이 캐비티 안테나를 하부 하우징에 단락시키면서 스피커 포트들을 음향적으로 밀봉할 수 있다.

Description

고립된 캐비티 안테나들을 갖는 전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE WITH ISOLATED CAVITY ANTENNAS}
이 출원은 2015년 6월 8일에 출원된 미국 특허 출원 제14/733,855호, 2015년 6월 8일에 출원된 미국 특허 출원 제14/733,839호, 2015년 3월 6일에 출원된 미국 특허 출원 제14/640,787호의 우선권을 주장하고, 이로써 그들의 전체 내용들이 본 명세서에 참조되어 포함된다.
이것은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 안테나들을 갖는 무선 전자 디바이스에 관한 것이다.
전자 디바이스들은 종종 안테나들을 포함한다. 예를 들어, 셀룰러 전화들, 컴퓨터들, 및 다른 디바이스들은 종종 무선 통신을 지원하는 안테나들을 포함한다.
원하는 속성들을 갖는 전자 디바이스 안테나 구조체들을 형성하는 것이 쉽지 않을 수 있다. 일부 무선 디바이스들에서, 도전성 하우징 구조체들의 존재는 안테나 성능에 영향을 미칠 수 있다. 하우징 구조체들이 적절하게 구성되지 않고 안테나 동작과 간섭하면, 안테나 성능은 만족스럽지 않을 수 있다. 디바이스 크기도 또한 성능에 영향을 미칠 수 있다. 특히 콤팩트 디바이스가 도전성 하우징 구조체들을 가질 때, 콤팩트 디바이스에서 원하는 성능 레벨을 달성하는 것이 어려울 수 있다.
따라서, 전자 디바이스들에 대해 향상된 무선 회로를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
발명의 배경이 되는 기술을 기재하고 있는 선행기술문헌으로 미국 특허공보 제6,448,942호, 미국 특허공보 제5,258,892호, 미국 특허공보 제6,421,029호, 미국 특허공보 제6,539,608호, 미국 특허공보 제6,392,610호 등이 있다.
전자 디바이스는 금속 하우징을 가질 수 있다. 금속 하우징은 디스플레이와 같은 컴포넌트가 탑재된 덮개와 같은 상부 하우징부를 가질 수 있다. 금속 하우징은 키보드와 같은 컴포넌트가 탑재된 베이스 하우징과 같은 하부 하우징부를 가질 수 있다. 상부 하우징부를 하부 하우징부에 탑재하기 위해 힌지들이 사용될 수 있다. 힌지들을 사용하여 상부 하우징부는 하부 하우징부에 대해 상대적으로 회전될 수 있다.
슬롯-형상의 개구가 상부 하우징부와 하부 하우징부를 분리할 수 있다. 슬롯-형상의 개구는 덮개가 열린 때 및 덮개가 닫힌 때 모두 존재할 수 있다. 접지 트레이스들을 갖는 가요성 인쇄 회로가 제1 슬롯 및 제2 슬롯을 형성하기 위해 슬롯-형상의 개구를 이등분할 수 있다. 가요성 인쇄 회로 상의 제1 접지 트레이스와 힌지들 중 제1 힌지는 제1 슬롯의 대향하는 단부들을 형성할 수 있다. 가요성 인쇄 회로 상의 제2 접지 트레이스와 힌지들 중 제2 힌지는 제2 슬롯의 대향하는 단부들을 형성할 수 있다. 가요성 인쇄 회로 상의 신호 트레이스들은 제1 접지 트레이스와 제2 접지 트레이스 사이에 삽입될 수 있다.
캐비티 안테나들이 슬롯들과 정렬될 수 있고, 그 슬롯들은 안테나들을 위한 어퍼처들로서 역할을 한다. 각각의 캐비티 안테나는 한 쌍의 스피커들을 갖는 중공 캐리어를 포함할 수 있다. 스피커들은 하부 하우징 내의 정렬된 개구들을 통하여 사운드를 방출하는 포트들을 가질 수 있다. 포트들을 둘러싸는 도전성 개스킷들이 캐비티 안테나들을 하부 하우징에 단락시키면서 스피커 포트들을 음향적으로 밀봉할 수 있다.
상부 하우징부와 하부 하우징부 사이의 각도를 측정하기 위해 각도 센서가 사용될 수 있다. 제어 회로는 튜닝가능 회로를 이용하여 안테나들을 튜닝할 수 있다. 제어 회로는 덮개 각도 센서 또는 다른 회로를 이용하여 이루어진 측정에 기초하여 안테나들을 튜닝할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 랩톱 컴퓨터와 같은 예시적 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 무선 회로를 갖는 예시적 전자 디바이스의 개략도이다.
도 3은 실시예에 따라서 도 1에 도시되는 타입의 전자 디바이스에 사용될 수 있는 예시적 안테나 및 연관된 송수신기 회로의 사시도이다.
도 4는 실시예에 따라서 도 3에 도시된 타입의 예시적 안테나에 대한 동작 주파수의 함수로서 안테나 성능(정재파 비율 SWR)이 도시된 그래프이다.
도 5는 실시예에 따라서 스피커 박스로서도 역할을 하는 유전체 캐리어의 금속 트레이스들에 의해 형성되는 공동을 갖는 예시적 안테나의 사시도이다.
도 6은 실시예에 따라서 어떻게 유전체 캐리어의 내부가 한 쌍의 스피커들을 위한 스피커 부피들로서 역할을 할 수 있는지를 보여주는 도 5의 캐비티 안테나와 같은 예시적 캐비티 안테나의 측단면도이다.
도 7은 실시예에 따라서 랩톱 컴퓨터의 덮개가 닫힐 때 안테나 신호들이 통과할 수 있는 슬롯-형상의 개구가 어떻게 존재할 수 있는지를 보여주는 예시적 랩톱 컴퓨터의 후면 에지 부분의 사시도이다.
도 8은 실시예에 따라서 어떻게 안테나들이 컴퓨터 하우징의 어느 측에 위치할 수 있고, 가요성 인쇄 회로 구조체들의 에지 상에 접지 트레이스들에 의해 서로 고립되는 슬롯 어퍼처들을 통하여 작동할 수 있는지를 보여주는 랩톱 컴퓨터의 예시적 내부 부분의 평면도이다
도 9는 실시예에 따라서 도전성 개스킷을 형성하기 위해 이용될 수 있는 도전성 개스킷 물질들의 예시적 스택의 측면도이다.
도 10은 실시예에 따라서 어떻게 안테나가 도전성 스피커 개스킷을 이용하여 접지될 수 있고, 덮개가 닫힌 위치에 있을 때 랩톱 컴퓨터를 위한 덮개와 베이스 하우징 사이의 슬롯 어퍼처를 통하여 작동할 수 있는지를 보여주는 예시적 랩톱 컴퓨터의 측단면도이다.
도 11은 실시예에 따라서 어떻게 안테나가 도전성 스피커 개스킷을 이용하여 접지될 수 있고, 덮개가 열린 위치에 있을 때 랩톱 컴퓨터를 위한 덮개와 베이스 하우징 사이의 한 쌍의 슬롯 어퍼처들을 통하여 작동할 수 있는지를 보여주는 예시적 랩톱 컴퓨터의 측단면도이다.
도 12는 실시예에 따라서 어떻게 안테나 대역폭이 작동 동안 잠재적 디튜닝을 수용하기 위해 확장될 수 있는지를 보여주기 위해 안테나 성능(정재파 비율 SWR)이 주파수의 함수로서 도시된 그래프이다.
도 13은 실시예에 따라서 안테나 효율이, 상이한 안테나 구성들에 대한 덮개 각도의 함수로서 도시된 그래프이다.
도 14는 실시예에 따라서 어떻게 안테나가 덮개 각도에 기초하여 조절되는 튜닝 회로를 가질 수 있는지를 보여주는 개략도이다.
도 15는 실시예에 따라서 감지된 덮개 각도에 기초하여 튜닝될 수 있는 예시적 튜닝가능 캐비티 안테나의 도면이다.
도 16은 실시예에 따라서 안테나 성능(정재파 비율 SWR)이 상이한 동작 조건들 및 튜닝 설정들 하에 주파수의 함수로서 도시된 그래프이다.
도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스는 무선 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(10)는 셀룰러 전화 대역들과 같은 장거리 통신 대역들에서 작동하는 무선 통신 회로, 및 2.4 GHz Bluetooth® 대역 및 2.4 GHz 및 5 GHz WiFi® 무선 로컬 에어리어 네트워크 대역들과 같은 단거리 통신 대역들(종종 IEEE802.11 대역들 또는 무선 로컬 에어리어 네트워크 대역들이라고 지칭됨)에서 작동하는 무선 회로를 포함할 수 있다. 디바이스(10)는 또한 근접장 통신, 60 GHz에서의 통신, 광-기반 무선 통신, 위성 네비게이션 시스템, 또는 다른 무선 통신을 구현하기 위한 무선 통신 회로를 포함할 수 있다.
디바이스(10)는 셀룰러 전화기, 미디어 플레이어, 게이밍 디바이스, 또는 다른 디바이스와 같은 핸드헬드 전자 디바이스일 수 있거나, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 다른 휴대용 컴퓨터일 수 있거나, 데스크탑 컴퓨터일 수 있거나, 컴퓨터 디스플레이일 수 있거나, 내장 컴퓨터를 포함하는 디스플레이일 수 있거나, 텔레비전 또는 셋탑박스일 수 있거나, 다른 전자 기기일 수 있다. 디바이스(10)가 휴대용 컴퓨터에서와 같이 회전 가능한 덮개를 갖는 구성들이 때때로 본 명세서에서 예로서 설명된다. 그러나, 이것은 단지 예시적일 뿐이다. 디바이스(10)는 임의의 적절한 전자 기기일 수도 있다.
도 1의 예에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 가질 수 있다. 하우징(12)은 플라스틱, 금속(예를 들어, 알루미늄), 탄소 섬유와 같은 섬유 복합물, 유리, 세라믹, 다른 재료들, 및 이들 재료의 조합에 의해 형성될 수 있다. 하우징(12) 또는 하우징(12)의 일부들은 하우징 구조체들이 통합 재료 피스에 의해 형성되는 단일체 구성을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 하우징(12) 또는 하우징(12)의 일부들이 프레임 구조, 하우징 벽, 및 파스너, 접착제, 및 다른 부착 메커니즘을 이용하여 서로 부착된 다른 컴포넌트들에 의해 형성되는 다중부품(multipart) 하우징 구성들도 사용될 수 있다.
하우징(12) 내의 구조체들의 일부는 도전성일 수 있다. 예를 들면, 금속 하우징 벽들과 같은 하우징(12)의 금속부들은 도전성일 수 있다. 하우징(12)의 다른 부품들은 예컨대, 플라스틱, 글라스, 세라믹, 비도전성 복합물, 기타 등등과 같은 유전체 물질에 의해 형성될 수 있다. 디바이스(10) 내의 안테나 구조체들이 적절히 기능하는 것을 보장하기 위해, 하우징(12)의 도전성 부분들에 대해 상대적으로 안테나 구조들을 배치할 때 주의를 기울여야 한다. 원한다면, 하우징(12)의 일부들은 디바이스(10)의 안테나 구조체들의 일부를 형성할 수 있다. 예컨대, 도전성 하우징 측벽들은 안테나 접지의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. 안테나 접지는 캐비티-백 안테나들(cavity-backed antennas)을 위한 하나 이상의 캐비티를 포함한다. 캐비티-백 안테나들의 캐비티들은 유전체 캐리어들 상의 금속 트레이스들에 의해 형성될 수 있고, 하우징의 상부와 하부 사이에 슬롯-형상의 개구 부근의 하우징(12)의 일부들에 전기적으로 단락될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 트랙 패드(18) 및 키보드(16)와 같은 입력-출력 디바이스들을 가질 수 있다. 디바이스(10)는 또한 카메라, 마이크로폰, 스피커, 버튼, 이동식 저장 드라이브, 상태 지시기 조명, 버저, 센서, 및 다른 입력-출력 디바이스와 같은 컴포넌트들도 가질 수 있다. 이러한 디바이스들은 디바이스(10)의 입력을 수집하는 데 사용될 수 있으며 디바이스(10)의 사용자에게 출력을 제공하는 데 사용될 수 있다. 디바이스(10)의 포트들은 메이팅(mating) 커넥터들(예컨대, 오디오 플러그, 범용 직렬 버스 케이블과 같은 데이터 케이블, 디바이스(10)를 컴퓨터 디스플레이, 텔레비전, 또는 다른 모니터에 연결하는 케이블과 같이 비디오 및 오디오 데이터를 다루는 데이터 케이블과 연관되는 커넥터 등)을 수용할 수 있다.
디바이스(10)는 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(14)는 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 전기영동 디스플레이, 또는 다른 디스플레이 기술들을 이용하여 구현되는 디스플레이일 수 있다. 터치 센서는 디스플레이(14)에 통합될 수 있거나(즉, 디스플레이(14)는 터치 스크린 디스플레이일 수 있음), 또는 디스플레이(14)는 터치에 무감각할 수 있다. 디스플레이(14)의 터치 센서는 저항성 터치 센서, 용량성 터치 센서, 음향성 터치 센서, 광 기반 터치 센서, 힘 센서, 또는 다른 터치 기술을 이용하여 구현되는 터치 센서일 수 있다.
디바이스(10)는 원피스 하우징 또는 멀티피스 하우징을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 전자 디바이스(10)는 휴대용 컴퓨터와 같은 디바이스, 또는 상부 하우징(12A)과 같은 상부 하우징부 및 하부 하우징(12B)과 같은 하부 하우징부에 의해 형성되는 두-부분 하우징을 갖는 다른 디바이스일 수 있다. 상부 하우징(12A)은 디스플레이(14)를 포함할 수 있고, 종종 디스플레이 하우징 또는 덮개라고 지칭될 수 있다. 하부 하우징(12B)은 종종 베이스 하우징 또는 메인 하우징이라고 지칭될 수 있다.
하우징들(12A 및 12B)은 힌지(예컨대, 하부 하우징(12B)의 상부 에지 및 상부 하우징(12A)의 하부 에지를 따라 영역(20)에 배치된 힌지) 구조체들을 이용하여 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 하우징들(12A, 12B)은 힌지들(26)에 의해 연결될 수 있다. 힌지들(26)은 힌지 축(22)을 따라 하우징(12)의 대향하는 좌측 및 우측 에지들에 위치할 수 있다. 개구(슬롯)(30)와 같은 슬롯-형상의 개구는 상부 하우징(12A)과 하부 하우징(12B) 사이에 형성될 수 있고, 힌지들(26)에 의해 각각의 단부에서 접경될 수 있다. 금속 구조체들과 같은 도전성 구조체들에 의해 형성될 수 있는, 힌지들(26)은 상부 하우징(12A)이 하부 하우징(12B)에 대해 상대적으로 방향들(24)로 축(22)을 중심으로 회전하게 해줄 수 있다. 덮개(상부 하우징)(12A)의 평면과 하부 하우징(12B)의 평면은 덮개가 닫힌 때의 0°와, 덮개가 완전히 열린 때의 90°, 140° 이상 사이에서 변화하는 각도로 분리될 수 있다.
하나 이상의 가요성 인쇄 회로들(31) 상의 금속 트레이스들은 슬롯(30)을 이등분하고, 따라서 두 개의 슬롯들(30-1, 30-2)을 생성할 수 있다. 슬롯들(30-1, 30-2)은 금속에 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 슬롯들(30-1, 30-2)은 하우징(12A, 12B)의 그들의 상단 및 하단 에지의 금속부들, 힌지들(26), 그들의 대향하는 단부들 상의 가요성 인쇄 회로(들)(31) 상의 가요성 인쇄 회로 트레이스들에 의해 둘러싸일 수 있다. 슬롯들(30-1, 30-2)은 디바이스(10)에서 각각의 안테나들(40)을 위한 안테나 어퍼처들로서 역할을 할 수 있다. 이러한 안테나들은 다중-입력-다중-출력(MIMO) 안테나 어레이를 형성하는 데 사용될 수 있다.
디바이스(10)의 스피커들은 하우징(12) 내에 위치할 수 있다. 하우징(12)은 원형 홀들과 같은 천공들을 가질 수 있거나, 사운드가 디바이스(10)의 내부로부터 나가게 해주기 위한 다른 스피커 개구들을 가질 수 있다. 스피커 개구들(예를 들어, 원형 홀들 또는 다른 하우징 개구들)의 어레이들은 하우징(12B)의 좌측 및 우측 에지들 상에(예를 들어, 키보드(16)의 우측 및 좌측에 접하는 위치들에) 위치할 수 있거나, 힌지 영역(20)에 인접한 하우징(12B)의 상부 에지를 따라 형성될 수 있거나, 또는 다른 적절한 위치들에 형성될 수 있다. 디바이스(10)는 하나 이상의 스피커들, 두 개 이상의 스피커들, 세 개 이상의 스피커들, 네 개 이상의 스피커들, 또는 다른 적절한 개수의 스피커들을 가질 수 있다. 도 1의 예에서, 스피커 개구들(28)은 네 개의 그룹들(클러스터들)로 형성될 수 있고, 그 각각은 디바이스(10)의 내부에 탑재된 한 그룹의 네 개의 스피커들 중의 각각의 스피커와 오버랩한다. 바람직하게는, 더미 개구들(즉, 어떤 스피커들과도 오버랩하지 않는 개구들)이 스피커 홀들(28)의 각각의 그룹들 사이에 하우징(12) 내에 형성될 수 있어서, 하우징(12B)은 힌지(22) 근처의 하우징(12B)의 상부 에지를 따르게 되는 스피커 천공들의 단일의 연속된 밴드를 갖는 것으로 보인다. 스피커 개구들(28)이 네 개의 상이한 스피커 위치들에 형성되는 도 1의 구성은 단지 예시적인 것이다.
디바이스(10)에 사용될 수 있는 예시적 컴포넌트들을 도시하는 개략도가 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 저장 및 처리 회로(30)와 같은 제어 회로를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(30)는 하드 디스크 드라이브 스토리지, 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 또는 고상 드라이브를 형성하도록 구성된 다른 전기적으로-프로그램가능한-판독-전용-메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적, 또는 동적 랜덤-액세스-메모리), 등과 같은 스토리지를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(30)의 처리 회로는 디바이스(10)의 동작을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 이 처리 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러, 디지털 신호 프로세서, 주문형 집적 회로 등에 기초할 수 있다.
스토리지 및 처리 회로(30)는, 인터넷 브라우징 애플리케이션들, VOIP(Voice-Over-Internet-Protocol) 전화 호출 애플리케이션들, 이메일 애플리케이션들, 미디어 재생 애플리케이션들, 운영 체제 기능들 등과 같은, 소프트웨어를 디바이스(10) 상에서 실행하는 데 사용될 수 있다. 외부 기기와의 상호작용들을 지원하기 위해, 스토리지 및 처리 회로(30)는 통신 프로토콜들을 구현하는 데 이용될 수 있다. 스토리지 및 처리 회로(30)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜들, 무선 로컬 에어리어 네트워크(wireless local area network) 프로토콜들(예를 들어, IEEE 802.11 프로토콜들 -- 때때로 WiFi®이라고 지칭됨), Bluetooth® 프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크들을 위한 프로토콜들, 셀룰러 전화 프로토콜들, MIMO 프로토콜들, 안테나 다이버시티 프로토콜들 등을 포함한다.
입력-출력 회로(44)는 디바이스(10)에 데이터가 공급되도록 허용하고 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 데이터가 제공되도록 허용하기 위한 입력-출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 회로(44) 내의 입력-출력 디바이스들은 사용자 인터페이스 디바이스들, 데이터 포트 디바이스들, 및 다른 입력-출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로(44) 내의 입력-출력 디바이스들은 터치 스크린들, 터치 센서 능력이 없는 디스플레이들, 버튼들, 조이스틱들, 스크롤링 휠들, 터치 패드들, 키패드들, 키보드들, 카메라들, 버튼들, 상태 지시자들, 광원들, 오디오 잭들 및 다른 오디오 포트 컴포넌트들, 디지털 데이터 포트 디바이스들, 광 센서들, 모션 센서들(가속도계들), 용량 센서들, 근접 센서들, 마이크로폰들 및 스피커들과 같은 오디오 회로(32), 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
입력-출력 회로(44)는 외부 기기와 무선으로 통신하기 위한 무선 통신 회로(34)를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로, 전력 증폭기 회로, 저잡음 입력 증폭기들, 수동 RF 컴포넌트들, 하나 이상의 안테나들, 송신 라인들, 및 RF 무선 신호들을 다루기 위한 다른 회로에 의해 형성되는 라디오 주파수(RF) 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 광을 이용하여(예를 들어, 적외선 통신을 이용하여) 전송될 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 다양한 라디오 주파수 통신 대역들의 음성 데이터 및 비-음성 데이터를 다루는 라디오 주파수 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로(34)는 WiFi®(IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 GHz 및 5 GHz 대역들을 다루고, 2.4 GHz Bluetooth® 통신 대역을 다루기 위한 무선 로컬 에어리어 네트워크 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 회로(34)는 700으로부터 960 ㎒까지의 저 통신 대역, 1710으로부터 2170 ㎒까지의 중간 대역, 및 2300으로부터 내지 2700㎒까지의 고 대역, 또는 700㎒와 2700 ㎒ 사이의 다른 통신 대역들, 또는 다른 적합한 주파수들(예로서)과 같은 주파수 범위들에서 무선 통신을 다루는 셀룰러 전화 송수신기 회로를 포함할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 요구되는 경우에 다른 단거리 및 장거리 무선 링크들을 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(34)는 60 GHz 송수신기 회로, 텔레비전 및 라디오 신호 수신 회로, 페이징 시스템 송수신기, 근접장 통신(NFC) 회로, 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(34)는 1575 MHz의 GPS 신호를 수신하기 위한 또는 다른 위성 위치결정 데이터를 다루기 위한 GPS(global positioning system) 수신기 회로 등의 위성 항법 시스템 회로를 포함할 수 있다. WiFi® 및 Bluetooth® 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐 데이터를 전달하기 위해 사용된다. 셀룰러 전화 링크들 및 다른 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 통상적으로 수천 피트나 마일에 걸쳐 데이터를 전달하는 데 사용된다.
무선 통신 회로(34)는 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나들(40)은 임의의 적합한 안테나 타입들을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나들(40)은, 루프 안테나 구조체들, 패치 안테나 구조체들, 역-F형 안테나 구조체들, 슬롯 안테나 구조체들, 평면형 역-F형 안테나 구조체들, 나선형 안테나 구조체들, 이러한 디자인들의 하이브리드들 등에 의해 형성되는 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 바람직하다면, 안테나들(40) 중 하나 이상은 캐비티-백 안테나들일 수 있다. 상이한 대역들 및 대역들의 조합에 대해 상이한 타입들의 안테나들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데 일 타입의 안테나가 사용될 수 있고, 원거리 무선 링크 안테나를 형성하는 데 다른 타입의 안테나가 사용될 수 있다.
바람직하다면, 안테나들(40)은 기생적 공진 요소들을 갖는 하나 이상의 역-F 안테나들을 포함할 수 있다. 이 타입의 예시적 안테나 구성이 도 3에 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나(40)는 안테나 공진 요소(50) 및 안테나 접지(52)를 포함할 수 있다. 안테나 공진 요소(50)는 브랜치들(50-1, 50-2)과 같은 하나 이상의 브랜치들을 가질 수 있다. 브랜치(50-1)는 저주파수들(예를 들어, 2.4 GHz)을 다룰 수 있고, 브랜치(50-2)는 고주파수들(예를 들어, 5 GHz)을 다룰 수 있거나, 또는 브랜치들(50-1, 50-2)은 다른 적절한 통신 대역들에서 공진할 수 있다. 기생 안테나 공진 요소(58)는 접지(52)에서 종단되는 L-형상 금속 요소일 수 있다. 요소(58)의 존재는 안테나(40)(5 GHz 대역과 같은 고주파수 대역에서)의 대역폭을 넓히는 것을 도울 수 있다.
안테나(40)는 안테나 공진 요소(50)와 접지(52) 사이에 연결된 단락 회로 경로(54)와 같은 리턴 경로를 가질 수 있다. 안테나 피드(56)는 포지티브 안테나 피드 단자(98) 및 접지 안테나 피드 단자(100)를 가질 수 있고, 리턴 경로(54)와 평행하게 공진 요소(50)와 접지(52) 사이에 연결될 수 있다.
송신 라인(92)과 같은 송신 라인 경로들은 안테나 구조체들(40)을 송수신기 회로(90)와 같은 송수신기 회로에 연결하는 데 이용될 수 있다. 송신 라인(92)은 포지티브 안테나 피드 단자(98)에 연결되는 경로(94)와 같은 포지티브 송신 라인 경로 및 접지 안테나 피드 단자(100)에 연결되는 라인(96)과 같은 접지 송신 라인 경로를 구비할 수 있다. 송수신기 회로(90)는 2.4 GHz 및 5 GHz 대역들과 같은 무선 로컬 에어리어 네트워크 대역들 또는 다른 적합한 단거리 또는 장거리 통신 대역들에서 작동할 수 있다. 송신 라인(92)과 같은 디바이스(10)의 송신 라인들은 동축 케이블 경로들, 마이크로스트립 송신 라인들, 스트립라인 송신 라인들, 에지-커플드 마이크로스트립 송신 라인들, 에지-커플드 스트립라인 송신 라인들, 이러한 타입들의 송신 라인들의 조합들에 의해 형성되는 송신 라인들, 기타 등등을 포함할 수 있다. 필터 회로, 스위칭 회로, 임피던스 매칭 회로, 및 다른 회로가 바람직하다면, 송신 라인들 내에 삽입될 수 있다. 예로서, 커패시터(102) 또는 다른 회로와 같은 회로 컴포넌트는 포지티브 송신 라인 경로(94) 내에 또는 송수신기 회로(90)와 안테나(40) 사이의 송신 라인(92) 내의 어떤 다른 곳에 삽입될 수 있다. 커패시터(102)는 안테나 성능이 디바이스(10)에 대한 동작 조건들(예를 들어, 베이스(12B)에 대해 상대적인 덮개(12A)의 다양한 덮개 각도들에서의 동작)의 범위에 걸쳐 만족스럽도록 안테나(40)의 대역폭을 넓히는 것을 도울 수 있다.
도 4는 안테나 성능(즉, 정재파 비율 SWR)이 도 3의 안테나(40)에 대한 동작 주파수 f의 함수로서 도시된 그래프이다. 곡선(60)은 어떻게 안테나(40)가 2.4 GHz 대역(예를 들어, WiFi® 또는 Bluetooth® 신호들을 지원하기 위해)과 같은 저주파수 대역에서 작동할 수 있는지 보여준다. 저대역 성능(곡선(60))은 안테나 공진 요소(50)의 저 대역 아암(50-1)을 이용하여 지원될 수 있다. 곡선(62)은 안테나(40)의 고대역 아암(50-2)에 의해 지원되는(예를 들어, 5 GHz에서의 안테나 공진 요소(50)의 응답) 안테나(40)의 커버리지에 대응할 수 있다. 곡선(64)은 어떻게 다소 시프트된 고대역 공진이 기생 안테나 공진 요소(58)를 이용하여 지원될 수 있는지 보여준다. 요소(50)는 송신 라인(92)을 이용하여 안테나 피드(56)에서 직접 급전될 수 있다. 기생 소자(58)는 직접 급전되지 않지만, 전자기 근접장 커플링을 통하여 오히려 안테나 공진 요소(50)에 연결된다. 5 GHz에서의 그것의 고대역의 안테나(40)의 전체적 응답은, 곡선(66)에 의해 도시되고, 안테나 공진 요소(50)로부터의 기여(곡선(62))와 기생 안테나 공진 요소(58)로부터의 기여(곡선(64)) 둘 다에 의해 특징지어진다. 요소(58)의 존재는 고대역이 만족스럽게 커버되는 것을 보장하기 위해 안테나(40)의 고대역 응답을 넓히는 것을 돕는다.
안테나(40)는 유전체 지지 구조체 상의 금속 트레이스들에 의해 형성될 수 있다. 유전체 지지 구조체는 세라믹, 플라스틱, 폼(foam), 유리, 다른 유전체 재료들 또는 이러한 재료들의 조합들에 의해 형성될 수 있다. 유전체 지지 구조가 플라스틱 지지 구조체인 예시적 구성들이 가끔 예로서 본 명세서에서 기술될 수 있다. 도 5는 플라스틱 지지체 상의 패터닝된 금속 트레이스들에 의해 형성되는 예시적 안테나의 사시도이다(가끔 안테나 캐리어라고 지칭됨). 도 5의 예에서, 지지 구조체(76)는 금속 안테나 트레이스들에 대한 안테나 캐리어를 형성한다. 금속 트레이스들은 플라스틱 표면의 선택부들이 활성화되고 후속의 전기 도금 공정들 동안 금속으로 코팅되는 기법들과 같은 레이저 패터닝 기법을 이용하여 패터닝될 수 있다. 바람직하다면, 안테나(40)를 형성하기 위한 다른 기법들이 이용될 수 있다(예를 들어, 머신닝, 패터닝된 금속 포일의 부착, 패터닝된 가요성 인쇄 회로들의 장착, 등과 같은 기법들).
도 5의 예에서, 플라스틱 지지 구조체(76) 상의 금속 안테나 트레이스들은 안테나 접지(52), 안테나 공진 요소(50), 및 기생 안테나 공진 요소(58)를 형성하는 트레이스들을 포함한다. 지지 구조체(76)는 중공의 박스-형상의 구조체, 또는 중공의 내부를 둘러싸는 외부 표면들을 갖는 다른 구조체일 수 있다. 구조체(76)는 예를 들어, 6면체 박스일 수 있다. 금속 트레이스들은 구조체(76) 상에 패터닝될 수 있어서, 접지(52)는 접지된 안테나 캐비티를 형성한다. 예를 들어, 접지 트레이스들(52)은 박스의 6면들 중 5면들 상에 형성될 수 있다. 지지체(76)의 정면은 (도 5의 배향에서) 접지 트레이스들이 없고, 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 공진 요소(50) 및 기생 요소(58)를 형성하는 금속 트레이스들을 지원하는 데 사용될 수 있다. 이 타입의 구성에서, 금속 트레이스들(52)은 안테나 캐비티를 형성하고 안테나(40)는 캐비티-백 안테나이다(즉, 안테나(40)는 캐비티 안테나이다). 송신 라인(92)은 피드(56)(단자들(98, 100))에서 안테나(40)에 결합된 동축 케이블에 의해 형성될 수 있다.
안테나(40)를 위한 안테나 캐리어로서 역할을 하는 것뿐만 아니라, 지지 구조체(76)는 스피커 인클로저로서의 역할을 할 수 있다(가끔 스피커 박스로서 지칭됨). 도 5에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(76)는 한 쌍의 스피커들(70)에 대한 스피커 인클로저로서의 역할을 할 수 있다. 스피커들(70)은 구조체(76)의 대향하는 단부들에 위치한 스피커 드라이버들에 의해 형성될 수 있다. 구조체(76)의 내부는 스피커들의 개별 부피들로 나뉘어질 수 있다. 스피커들(70) 각각은 포트들(72) 중 각각의 하나를 통하여 사운드를 방출할 수 있다. 포트들(72)은 개방 셀 폼, 금속 또는 플라스틱 메쉬, 또는 구조체(76) 내부로의 분진 침입을 방지하기 위한 다른 구조들의 층으로 커버될 수 있거나, 또는 바람직하다면, 포트들(72)은 사운드가 스피커들(70) 밖으로 방출되도록 허용하는 하나 이상의 개방 영역들(즉, 메쉬에 의해 커버되지 않음)을 가질 수 있다.
하우징(12)과의 만족스러운 음향적 전기적 밀봉을 생성하기 위해, 각각의 스피커 포트(72)는 개스킷(74)과 같은 개스킷에 의해 둘러싸일 수 있다. 개스킷들(74)은 링-형상의 도전성 압축 가능한 구조체들일 수 있다. 만일, 예를 들어, 스피커 포트들(72)이 직사각형 형상들을 갖는다면, 개스킷들(74)은 직사각형 링들의 형상들을 가질 수 있다. 개스킷들(74)은 도전성 폼, 도전성 천, 도전성 비아들 및 다른 도전성 구조체들, 도전성 접착제, 및 개스킷들(74)이 전기적으로 접지 트레이스(52)와 같은 안테나 트레이스들을 하우징(12)에 단락시키면서 스피커 포트들(72) 주위에 음향 밀봉들을 형성하게 허용하는 다른 도전성 구조체들을 포함하는 층들 중 하나 이상의 층들에 의해 형성될 수 있다. 개스킷들(74)에 의해 스피커 포트들(72) 주위에 형성되는 밀봉은 분진과 사운드가 하우징(12)의 내부로 들어가는 것을 방지하는 것을 돕는다. 개스킷들(74)은 또한 안테나(40)를 위한 접지의 일부로서 역할을 할 수 있는, 금속 하우징(12)에 지지 구조체(76) 상의 안테나 접지 트레이스들(52)을 단락시키는 것을 도울 수 있다. 도전성 개스킷들(74)의 존재는 또한 안테나(40)에 의해 방출된 라디오-주파수 안테나 신호들이 신호 잡음으로서 하우징(12)의 내부에 커플링되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다.
도 6은 라인(80)을 따라 취한 방향(82)에서 본 도 5의 안테나(40)의 측단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 중공 지지 구조체(76)의 내부는 내벽(76I)과 같은 분할기 구조체에 의해 개별적 캐비티들(130-1, 130-2)로 분리될 수 있다. 캐비티들(130-1, 130-2)은 각각의 스피커들(70)을 위한 스피커 부피들로서 역할을 할 수 있다. 각각의 스피커(70)는 각각의 스피커 드라이버(128)를 가질 수 있다. 스피커 드라이버들(128)은 음향 신호 라인들(122)을 통해 수신되는 응답 신호들에 응답하여 진동판들(84)을 움직일 수 있는 코일들(126), 자석들, 및 다른 전자기 구조체들을 가질 수 있다. 이것은 메쉬(78)를 통하여 방출되는, 또는 스피커 포트들(72)에서 다른 음향적으로 투명한 스피커 포트 물질을 통하여 방출되는 사운드를 생성한다. 도전성 개스킷들(74)은 지지체(76)의 상부 표면 상의 스피커 포트들(72)의 둘레 에지들 주위에 이어질 수 있다(예를 들어, 개스킷들(74)은 도 5의 금속(52)에 단락될 수 있다).
신호 라인들(122)은 가요성 인쇄 회로(120) 또는 다른 적절한 신호 경로 구조체에 의해 형성된 신호 경로 상의 캐리어(76)에 라우팅될 수 있다. 바람직하다면, 인덕터들(86)과 같은 회로 요소들은 스피커 드라이버들(128)에 결합된 신호 경로들에 삽입될 수 있다. 인덕터들(86)은 안테나 신호들과 다른 라디오-주파수 신호들과 같은 고주파 신호들을 차단하면서, 가청 주파수 신호들이 스피커 드라이버들(84)에 방해되지 않게 통과하도록 허용하기 위한 크기로 될 수 있으며, 이에 의해 불필요한 잡음을 스피커들(70)에서 감소시킬 수 있다. 도 6의 구조체(76)에는 두 개의 스피커들(70)이 있다. 바람직하다면, 더 많은 스피커 부피들과 스피커들이 구조체(76)에 형성될 수 있거나 더 적은 스피커 부피들과 스피커들이 구조체(76)에 형성될 수 있다. 안테나(40)가 두 개의 스피커 드라이버들을 포함하는 중공 안테나 캐리어 구조에 의해 형성되는 도 6의 예는 단지 예시적인 것이다.
바람직하다면, 디바이스(10)에 두 개(또는 다른 적절한 개수)의 안테나들(40) 및 네 개(또는 다른 적절한 개수)의 스피커들(70)이 있을 수 있다. 예로서, 하나의 안테나(40) 및 연관된 세트의 두 개의 스피커들은 하우징(12B)의 좌측 절반 상에 위치할 수 있고, 다른 안테나(40) 및 그의 연관된 세트의 두 개의 스피커들은 하우징(12B)의 우측 절반 상에 위치할 수 있다. 구조체들(76)은 각각의 스피커 포트(72)가 스피커 개구들(28)의 대응하는 세트와 정렬되도록 탑재될 수 있다.
슬롯들(30-1, 30-2)은 각각의 캐비티 안테나들(40)(예를 들어, 도 6의 구조체(76)와 같은 구조를 이용하여 각각 형성되는 안테나들)을 위한 안테나 어퍼처들로서 역할을 할 수 있다. 슬롯들(30-1, 30-2)은 디바이스(10)에 대한 열린-덮개 및 닫힌-덮개 구성들 양쪽에 존재할 수 있다. 슬롯들(30-1, 30-2)이 존재하는 예시적인 열린-덮개 구성이 도 1에 도시된다. 어떻게 슬롯(30-2)과 같은 슬롯이 디바이스(10)에 대한 닫힌 덮개 구성에 존재할 수 있는지 보여주는 하우징(12)의 예시적인 후면도가 도 7에 도시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 슬롯(30-2)과 같은 슬롯들(30)은 축(22)과 평행하게 연장되는 길다란 형태들을 가질 수 있다. 안테나 동작 동안, 안테나들(40)에 의해 송신된 무선 안테나 신호들 및 안테나들(40)에 의해 수신된 무선 안테나 신호들은 슬롯들(30-1, 30-2)에 의해 형성되는 안테나 어퍼처들을 통과할 수 있다.
도 8의 디바이스(10)의 예시적 내부도에 도시된 바와 같이, 안테나들(40)은 슬롯들(30-1, 30-2)에 의해 형성되는 어퍼처들과 정렬될 수 있다(즉, 우측 안테나(40)는 슬롯(30-2)과 정렬될 수 있고 좌측 안테나(40)는 슬롯(30-1)과 정렬될 수 있다). 가요성 인쇄 회로(들)(31)는 카메라 신호들을 실어 나르는 카메라 가요성 인쇄 회로와 같은 하나 이상의 카메라 가요성 인쇄 회로, 디스플레이 데이터를 실어 나르는 하나 또는 두 개 또는 두 개 초과의 디스플레이 가요성 인쇄 회로, 디스플레이(14) 내의 백라이트를 위한 전력 및 제어 신호들을 실어 나르는 하나 이상의 백라이트 유닛 가요성 인쇄 회로들, 및/또는 다른 가요성 인쇄 회로들 (예를 들어, 디스플레이(14)를 위한 터치 센서 신호들을 실어 나르는 터치 센서 가요성 인쇄 회로)를 포함할 수 있다.
안테나들(40)은 바람직하게는 서로 고립된다(예를 들어, MIMO 동작을 최적화하기 위해). 가요성 인쇄 회로(들)(31)는 폴리이미드의 층과 같은 가요성 유전체 기판 물질의 하나 이상의 시트들 또는 다른 가요성 폴리머들의 시트(기판(132))를 포함할 수 있다. 신호 라인들(136)은 회로(들)(31)의 중심 영역(138)에 형성될 수 있다. 영역(138) 및 라인들(136)과 접경하는 가요성 인쇄 회로(들)(31)의 좌측 및 우측 에지(140)가 접지 트레이스들(134)을 포함할 수 있다. 접지 트레이스들(134)의 폭은 1-2 ㎜, 1 ㎜ 초과, 3 ㎜ 미만이거나, 또는 다른 적절한 두께일 수 있다. 접지 트레이스들(134)은 금속 스크류들(142)을 수용하는 스크류 홀 개구들을 가질 수 있다. 금속 스크류들(142)은 하우징들(12A, 12B) 내의 나사식 개구들 내에 수용될 수 있고, 이에 의해 접지 트레이스들(134)을 하우징(12)의 상부 및 하부에 접지한다. 회로(들)(31) 내의 이러한 접지된 금속 트레이스들의 존재는 슬롯(30)을 별개의 전자기적으로 고립된 안테나 어퍼처들(슬롯들(30-1, 30-2))로 나누는 것을 돕는다. 이것은 디바이스(10)의 우측 및 좌측 안테나들(40)이 독립적으로 작동하도록 보장하는 것을 돕는다.
개스킷들(74)은 도전성 폼, 도전성 천, 및/또는 다른 도전성 구조체들에 의해 형성될 수 있다(즉, 압축된 후 근처의 구조체들에 대하여 외부적으로 확장할 수 있는 탄성 구조체들). 개스킷들(74)를 형성하기 위해 이용될 수 있는 도전성 폼 구조체들의 예시적 측단면도가 도 9에 도시된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 개스킷(74)은 스택에서 함께 연결된 층들(148)과 같은 하나 이상의 폼 층들에 의해 형성될 수 있다. 개구(156)와 같은 개구(예를 들어, 직사각형 폼 층들의 스택 내에 형성되는 직사각형 개구)는 층들을 개스킷(74)으로서 역할을 하는 구조체로 성형하기 위해 이용될 수 있다. (도 9의 도면에서, 개구 영역(156) 내의 물질은 아직 제거되지 않았다.)
폼 층들(148) 각각은 폼 기판 층들(146)을 포함한다. 층들(146)의 폼은 개스킷(74)이 스피커 포트(74)를 둘러싸기 위한 음향적으로 고립되는 개스킷으로서 역할을 할 수 있도록 보장하는 것을 돕는 폐쇄된 셀 폼일 수 있다. 폐쇄된 셀 폼은 거품의 본체를 통과한 개구들을 갖지 않아서, 폐쇄된 셀 폼은 효과적으로 사운드를 차단한다. 그러나, 폐쇄된 셀 폼 내의 셀 벽들의 존재는, 폼을 통한 전류 경로들을 형성하는 방식으로 금속 또는 다른 도전성 물질을 폼 내에 피착하는 것을 어렵게 할 수 있다. 따라서, 폼 층들(146)에는 폐쇄된 셀 폼을 통과하는 비아들 (150)과 같은 금속 비아들이 제공될 수 있다. 금속 비아들(150)은 층들(148)을 도전성으로 되게 한다(즉, 비아들(150)을 갖는 층들(146)은 개스킷(74))에서 도전성 폼 층들로서 역할을 한다). 도전성 접착제 층들(152)은 하나의, 두 개 이상의, 또는 세 개 이상의 층들(148)을 함께 결합하기 위해, 그리고 도전성 천(154)에 함께 결합하기 위해 사용될 수 있다. 개스킷(74)에 사용될 층들(148)의 수는 개스킷(74)의 바라는 두께에 의해 결정될 수 있다. 층들(148)은 0.5 ㎜ 두께, 0.5 ㎜ 초과 두께, 0.5 ㎜ 미만 두께, 등일 수 있다. 천(154)은 개스킷(74)의 도전율을 증가시키기 위해 층들(148)의 외부 표면들의 일부 또는 전부 주위에 둘러싸여질 수 있다. 도전성 천(154)은 금속 섬유들, 금속 코팅된 플라스틱 섬유들, 금속 입자들 및/또는 다른 도전성 재료들에 의해 처리된 섬유들에 의해 형성될 수 있다. 바람직하다면, 층들(148)은 금속 또는 다른 적절한 도전성 탄성 구조체들에 의해 도금된 개방 셀 플라스틱 폼에 의해 형성될 수 있다. 개스킷(74)을 형성하기 위한 금속 비아들을 갖는 폐쇄된 셀 폼의 사용은 단지 예시적인 것이다.
슬롯(30)(예를 들어, 슬롯(30-1) 또는 슬롯(30-2))과 정렬되어 하우징(12) 내의 예시적 위치에 탑재된 안테나(40)의 측단면도가 도 10에 도시된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 안테나 공진 요소(50)와 유전체 지지 구조체들(76)의 정면은 방향(164)에서 슬롯(30)과 마주할 수 있어서, 안테나(40)로부터의 안테나 신호들이 슬롯(30)을 통과할 수 있다. 구조체들(160 162)과 같은 도전성 구조체들은 안테나(40)의 안테나 접지 트레이스(52)를 금속 하부 하우징(12B)에 접지하기 위해 이용될 수 있다. 구조체(162)는 도전성 접착제 또는 다른 도전성 재료의 층일 수 있다. 구조체(160)는 캐리어(76)의 상부 표면 상의 접지(52)와 금속 하부 하우징(12B)의 상부의 대향하는 하부 표면 사이에 개스킷(74)이 압축되도록, 안테나(40)를 위로 향하여 가압하는 것을 돕는 도전성 폼 층일 수 있다. 개스킷(74)의 중심의 개구는 바람직하게는 하우징(12B) 내의 스피커 개구들(28)과 그리고 스피커 포트(72)와 정렬된다. 개구들(28)에 의해 형성되는 하우징 스피커 포트들과 스피커(70)를 정렬하는 것은 스피커 포트(72)로부터 사운드가 디바이스(10)로부터 방출하게 허용한다(예를 들어, 덮개(12A)가 열린 때). 개스킷(74)은 스피커 포트(72) 주위에 음향 밀봉을 형성하고, 사운드가 안테나(40)와 하우징(12B) 사이의 갭으로 누설되는 것을 방지한다. 개스킷(74)은 또한 안테나(40)의 안테나 접지(52)를 하우징(12B)의 상부의 아래쪽에 단락시키는 도전성 경로를 형성하며, 이에 의해 안테나 신호들이 경로(166)를 통해 하우징(12B) 내부에 들어가는 것을 방지한다. 이것은 안테나(40)에 의해 송신되는 안테나 신호들이 디스플레이(14)를 위한 디스플레이 회로, 제어 회로(30), 등과 같은 디바이스(10)의 내부의 회로와 간섭하지 않도록 보장하는 것을 돕는다.
상부 하우징(12A)은, 디바이스(10)가 뚜껑 닫힌 구성에 있을 때 갭(30)을 형성하기 위해 충분한 양만큼 하부 하우징(12B)으로부터 분리되는 부분(12AR)과 같은 후면부를 가질 수 있고, 이에 의해 안테나(40)가 무선 신호들을 송신 및 수신하게 허용한다. 도 11은 상부 하우징(덮개)(12A)이 힌지 축(22)을 중심으로 열린 위치로 회전된 예시적인 덮개-열린 구성에서의 디바이스(10)를 나타낸다. 도 11의 예시적인 구성에서, 슬롯(30)은 상부 및 하부를 갖는다(축(22)을 따라 상이한 위치들에 위치한 좌측부 및 우측부 외에도). 안테나 신호들은, 도 11의 슬롯(30)의 상부를, 슬롯(30)의 하부를, 또는 상부 및 하부 슬롯들(30) 둘 다를 통과할 수 있다. 이 타입의 구성에 의해, 각각의 안테나는 한 쌍의 안테나 어퍼처들과 연관된다(즉, 상부 슬롯과 하부 슬롯). 바람직하다면, 각각의 안테나는 열린 그리고 닫힌 덮개 위치의 둘 다에서 단일 슬롯을 통하여 작동할 수 있다. 디바이스(10)를 위한 열린 덮개 위치가 각각의 안테나를 위한 한 쌍의 슬롯 어퍼처들을 생성하는 도 11의 예시적 구성은 단지 예시적인 것이다.
안테나(40)에 대하여 하우징(12A)의 위치를 변화시키는 것은 안테나(40)에 가변 임피던스 부하를 부과할 수 있다. 그 결과, 안테나 성능은 하우징(12A)의 위치가 사용자에 의해 조절됨에 따라(예를 들어, 하우징(12A)에서 디스플레이(14)의 뷰잉을 최적화하기 위해) 디튜닝(detune)될 수 있다. 이 효과는 안테나 성능(정재파 비율 SWR)이 2.4 GHz의 예시적 관심 통신 대역에서 동작 주파수 f의 함수로서 도시된 도 12의 그래프에 의해 도시된다. 도 12의 곡선은 송수신기(90)와 안테나(40) 사이의 신호 경로에 커패시터(102)를 통합시키는 영향을 도시하고, 덮개 위치의 영향을 도시한다. 곡선(170)은 덮개(12A)가 수평에 대하여 110°의 각도로 열려 있고 커패시터(102)가 생략된 구성에서 안테나(40)의 성능을 도시한다. 곡선(170')은 어떻게 이 타입의 안테나 배열에 대한 안테나 성능이 덮개(12A)가 닫힌 때(즉, 0°에 배향됨) 디튜닝될 수 있는지 보여준다. 곡선(168)은 커패시터(102)가 존재하고 덮개(12A)가 110°로 열린 위치에 있는 구성에서 안테나(40)의 동작에 대응한다. 커패시터(102)의 존재 하에, 안테나(40)의 대역폭은 곡선(170)의 형상과 비교하여 안테나 공진 곡선(168)의 확장된 형상에 의해 도시된 바와 같이 확장된다. 커패시터(102)의 확장 영향은, 덮개(12A)가 닫힌 때에도(곡선(170') 안테나(40)가 계속해서 2.4 GHz 대역의 원하는 주파수에서 만족스럽게 작동할 것을 보장한다.
도 13의 예시적 그래프에서, 안테나 효율은 덮개 위치의 함수로서 도시되었다(즉, 하우징(12B)에 대해 상대적인 하우징(12A)의 위치). 곡선(174)은 커패시터(102)가 생략된 안테나 배열에 대응한다. 감소된 덮개 위치 감도를 나타내는 곡선(172)은 커패시터(102)가 포함되는 안테나 배열에 대응한다.
도 12 및 도 13의 예들이 나타내는 바와 같이, 커패시터(102)의 사용은 덮개 위치 디튜닝 효과들에 대한 안테나(40)의 민감도를 감소시키는 것을 돕는다. 바람직하다면, 다른 덮개-디튜닝-민감도-감소 회로들이 송수신기(90)와 안테나(40)의 피드 사이에 연결될 수 있다. 안테나(40)의 응답을 확장시키고 이에 의해 안테나 디튜닝의 영향을 감소시키기 위한 커패시터(102)의 사용은 단지 예시적인 것이다.
덮개-위치-유도 안테나 디튜닝에 대해 디바이스(10)의 감도를 감소시키는 다른 방법은 모니터링 회로(예를 들어, 임피던스 모니터링 회로, 수신-신호-강도 모니터링 회로, 등)를 이용하여 안테나(40)의 성능 및/또는 덮개(12A)의 위치를 모니터링하는 것을 수반한다. 안테나(40)에는 안테나를 재튜닝하고 이에 의해 안테나 성능이 원하는 것을 초과하여 변화하지 않도록 보장할 수 있는 튜닝가능 회로가 제공될 수 있다.
일례로서, 도 14의 배열을 고려한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 튜닝 회로를 갖는 안테나를 가질 수 있다. 안테나(40)의 튜닝 회로(176)는 조절가능 인덕터들, 조절가능 커패시터들, 및/또는 다른 조절가능 회로를 포함할 수 있다. 튜닝 회로(176)는 안테나 공진 요소(50), 안테나 접지(52)의 일부, 기생 요소, 안테나 피드 구조체, 임피던스 매칭 회로, 또는 다른 무선 회로에 통합될 수 있다. 제어 회로(30)는 안테나(40)를 이용하여 데이터를 송신하는 것이 요구될 때 이 데이터를 송수신기 회로(90)에 제공할 수 있고, 안테나(40)를 이용하여 송수신기 회로(90)에 의해 수신된 무선 데이터를 처리할 수 있다. 제어 회로(30)는 또한 안테나 성능 모니터링 회로 및/또는 덮개 위치 센서(178)(예를 들어, 하우징들(12A, 12B) 사이에 연결된 광학적으로, 자기적으로, 또는 전기적으로 인코딩된 각도 센서)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 덮개(12A)의 위치에 대한 정보 또는 안테나(40)의 상태에 대한 다른 정보에 기초하여, 제어 회로(30)는 안테나(40)가 바람직하게 작동하는 것을 보장하기 위해 튜닝 회로(176)를 조절할 수 있다.
도 15는 어떻게 튜닝 회로(176)와 같은 튜닝가능 회로가 안테나 공진 요소(50)와 안테나 접지(52) 사이에 연결된 가변 커패시터를 이용하여 심어질 수 있는지 보여주는 도면이다. 다른 타입들의 튜닝 회로(예를 들어, 튜닝가능 인덕터들, 등)가 또한 이용될 수 있다. 도 15의 튜닝 구성은 단지 예시적인 것이다.
도 16은 어떻게 튜닝가능 회로(176)가 예컨대 측정된 덮개 위치와 같은 정보에 기초하여 조절될 수 있는지 나타내는 그래프이다. 처음에, 안테나(40)는 덮개(12A)의 제1 위치에서 원하는 주파수 f1에서 작동될 수 있다. 덮개(12A)가 제2 위치로 이동할 때, 원하지 않는 주파수 f2에서 디튜닝되는 안테나 공진(182)에 의해 지시된 바와 같이, 안테나(40)는 디튜닝될 잠재성을 갖는다. 각도 센서(178), 또는 하우징(12B)에 대해 상대적인 덮개(12A)의 위치에 민감한 다른 센서와 같은 덮개 위치 센서를 이용하여, 제어 회로(30)는 안테나(40)가 디튜닝될 잠재성을 갖는다고 결정할 수 있고, 따라서 상쇄할 적절한 양만큼 튜닝 회로(176)를 조절할 수 있다. 이것은 안테나(40)를 재튜닝하여, 안테나(40)가 원하는 주파수 f1에서(비록 덮개(12A)가 움직여졌어도) 공진(184)과 같은 안테나 공진을 나타내도록 한다.
일반적으로, 안테나(40)는 송수신기(90)로부터의 데이터(예를 들어, 수신 신호 강도 또는 다른 적절한 계측량)에 기초하여, 근접 센서, 터치 센서, 가속도계, 컴퍼스, 또는 디바이스(10) 내의 다른 센서로부터의 정보에 기초하여, 덮개 각도 센서 등으로부터의 정보에 기초하여, 제어 회로(30)에 의해 재튜닝될 수 있다. 튜닝가능 회로(176)를 조절하기 위한 정보를 제어 회로(30)에 제공하기 위해 각도 센서(178)가 이용되는 도 14의 예시적 구성은 단지 예시적인 것이다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이를 포함하는 상부 하우징부를 갖고 하부 하우징부를 갖는 금속 하우징 - 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부는 슬롯-형상의 개구에 의해 분리됨 -; 상기 상부 하우징부를 상기 하부 하우징부에 연결하는 상기 슬롯-형상의 개구의 대향하는 단부들에서의 제1 힌지와 제2 힌지; 및 상기 슬롯-형상의 개구의 적어도 일부와 정렬되는 상기 하부 하우징부 내의 적어도 하나의 캐비티 안테나를 포함하고, 상기 캐비티 안테나는 유전체 지지 구조체 상의 안테나 트레이스들을 포함하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나 트레이스들은 안테나 공진 요소와 안테나 접지 트레이스들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 유전체 지지 구조체는 중공(hollow) 유전체 지지 구조체를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 중공 유전체 지지 구조체 내의 내부 부피에 적어도 하나의 스피커 드라이버를 더 포함하고, 상기 중공 유전체 지지 구조체는 상기 스피커 드라이버와 정렬된 스피커 포트를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 상기 하부 하우징부는 상기 중공 유전체 지지 구조체 내의 상기 스피커 포트와 정렬된 적어도 하나의 스피커 개구를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 스피커 포트를 둘러싸고, 상기 중공 유전체 지지 구조체와 상기 하부 하우징부 사이에 압축된 링-형상의 개스킷을 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 링-형상의 개스킷은 도전성 폼 개스킷(foam gasket)이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 폼 개스킷은 폐쇄된-셀 폼을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 도전성 폼 개스킷은 도전성 비아들을 포함하고, 도전성 직물로 싸여진다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나 공진 요소는 제1 통신 대역 및 제2 통신 대역에서 공진하는 제1 브랜치 및 제2 브랜치를 갖고, 상기 안테나 트레이스들은 상기 제2 통신 대역에서 공진하는 상기 유전체 지지 구조체 상의 기생 안테나 공진 요소를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터는 상기 캐비티 안테나에 결합된 튜닝 가능한 회로; 상기 상부 하우징부가 상기 하부 하우징부에 대하여 얼마만큼의 각도로 놓여 있는지 측정하는 덮개 각도 센서; 및 상기 덮개 각도 센서로부터의 측정들에 적어도 부분적으로 응답하여 상기 캐비티 안테나를 조절하기 위해 상기 튜닝 가능한 회로를 조절하는 제어 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터는 상기 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 트레이스들 사이의 튜닝 가능한 커패시터; 상기 상부 하우징부가 상기 제1 힌지 및 상기 제2 힌지와 연관된 힌지 축을 중심으로 상기 하부 하우징부에 대해 회전될 때 변화하는 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부 사이의 각도를 측정하는 센서; 및 상기 센서로부터의 각도 측정들에 적어도 부분적으로 응답하여 상기 튜닝 가능한 커패시터를 조절하는 제어 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터는 스크류들에 의해 상기 상부 하우징부에 단락되고 스크류들에 의해 상기 하부 하우징부에 단락되는 제1 접지 트레이스 및 제2 접지 트레이스를 갖는 가요성 인쇄 회로를 더 포함하고, 상기 제1 접지 트레이스와 상기 제1 힌지는 상기 캐비티 안테나에 대한 안테나 어퍼처의 제1 단부 및 제2 단부를 형성하고, 상기 제1 접지 트레이스와 상기 제2 접지 트레이스 사이의 상기 가요성 인쇄 회로 상에 신호 라인들이 형성된다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이를 포함하는 상부 하우징부를 갖고 하부 하우징부를 갖는 금속 하우징 - 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부는 슬롯-형상의 개구에 의해 분리됨 -; 상기 상부 하우징부를 상기 하부 하우징부에 연결하는 상기 슬롯-형상의 개구의 대향하는 단부들에서의 제1 힌지와 제 2 힌지; 상기 슬롯-형상의 개구를 제1 슬롯 및 제2 슬롯으로 분할하도록 상기 상부 하우징부 및 상기 하부 하우징부에 단락되는 접지 트레이스들을 갖는 가요성 인쇄 회로; 및 상기 하부 하우징부 내의 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나 - 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯과 각각 정렬되어 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯이 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나의 각각의 안테나 어퍼처들로서 역할을 하도록 하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 각각: 한 쌍의 스피커들을 포함하는 중공 유전체 지지 구조체 상의 안테나 트레이스들을 포함하고, 각각의 스피커는 상기 하부 하우징부 내의 스피커 개구들의 대응하는 세트와 정렬된 스피커 포트를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터는 링-형상의 도전성 개스킷들을 더 포함하고, 상기 도전성 개스킷들 각각은 상기 스피커 포트들 중 각각의 하나의 스피커 포트를 둘러싸고, 해당 스피커 포트를 상기 하부 하우징부에 음향적으로 밀봉한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나 트레이스들은 접지 안테나 트레이스들을 포함하고, 상기 도전성 개스킷들은 폐쇄된 셀 폼을 포함하고 상기 접지 안테나 트레이스들을 상기 하부 하우징부에 전기적으로 단락시킨다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 하우징부는 상기 제1 힌지 및 상기 제2 힌지에 의해 상기 하부 하우징부에 대해 비스듬히 위치하고, 상기 상부 하우징부가 상기 하부 하우징부와 평행한 경우뿐만 아니라 상기 상부 하우징부가 상기 하부 하우징부와 평행하지 않은 경우에, 상기 슬롯-형상의 개구의 적어도 일부가 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부 사이에 형성된다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 키보드를 포함하는 금속 기반 하우징; 디스플레이를 포함하는 금속 덮개; 상기 금속 기반 하우징과 상기 금속 덮개 사이에 슬롯-형상의 개구가 형성되도록 상기 금속 덮개를 상기 금속 기반 하우징에 결합시키는 힌지들 - 상기 힌지들은 상기 슬롯-형상의 개구의 대향하는 단부들에 위치함 -; 상기 금속 기반 하우징 및 상기 금속 덮개에 단락되고, 상기 슬롯-형상의 개구를 가로질러 상기 금속 기반 하우징 및 상기 금속 덮개 사이에 연장함으로써 상기 슬롯-형상의 개구를 제1 슬롯 및 제2 슬롯으로 분할하는 적어도 하나의 접지 트레이스를 갖는 가요성 인쇄 회로; 상기 제1 슬롯과 정렬된 제1 안테나 - 상기 제1 슬롯은 상기 제1 안테나의 안테나 어퍼처로서 역할을 함 -; 및 상기 제2 슬롯과 정렬된 제2 안테나 - 상기 제2 슬롯은 상기 제2 안테나의 안테나 어퍼처로서 역할을 함 -를 포함하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각은 안테나 트레이스들에 의해 커버된 각각의 중공 플라스틱 지지 구조체를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 중공 플라스틱 지지 구조체는 해당 중공 플라스틱 지지 구조체 내의 각각의 스피커 포트들과 정렬된 한 쌍의 스피커들을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 상기 금속 기반 하우징은 상기 스피커 포트들과 오버랩하는 복수의 스피커 홀들을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 스피커 포트는 도전성 개스킷에 의해 둘러싸이고, 이 도전성 개스킷은 상기 안테나 트레이스들 중 적어도 일부를 상기 하부 하우징부에 단락시키고 해당 스피커 포트를 상기 하부 하우징부에 대해 음향적으로 밀봉한다.
다른 실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터는 신호 경로를 통해 적어도 상기 제1 안테나에 결합하는 무선-주파수 송수신기; 및 상기 신호 경로 내에 삽입된 커패시터를 더 포함한다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이를 포함하는 상부 금속 하우징을 가지며 키보드를 포함하는 하부 금속 하우징을 갖는 하우징, 닫힌 위치와 열린 위치 사이에 회전 축을 중심으로 상기 상부 금속 하우징이 상기 하부 금속 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 상기 상부 금속 하우징을 상기 하부 금속 하우징에 연결하는 힌지들, 상기 하부 금속 하우징의 대향하는 상부와 하부 사이에 그리고 상기 힌지들 사이에 탑재된 안테나를 포함하고, 상기 상부 금속 하우징은, 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 제1 슬롯에 의해 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리되고, 상기 상부 금속 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때 제2 슬롯 및 제3 슬롯에 의해 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리되는 후면 금속부를 갖고, 상기 안테나는 상기 제1, 제2, 및 제3 슬롯을 통해 안테나 신호들을 송신 및 수신하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 슬롯, 상기 제2 슬롯, 및 상기 제3 슬롯은 상기 회전 축에 대해 평행하게 된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나는 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 상기 제1 슬롯을 통하여 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나는 상기 상부 금속 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때 상기 제2 슬롯 및 상기 제3 슬롯을 통하여 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나는 캐비티 안테나를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 캐비티 안테나는 힌지들 사이에 위치한 한 쌍의 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나 중 하나이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 제1 캐비티 안테나와 상기 제2 캐비티 안테나 사이에 상기 하부 금속 하우징과 상기 상부 금속 하우징 사이를 지나가는 신호 경로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 이중 대역 안테나들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 2.4 GHz 통신 대역과 5 GHz 통신 대역에서 작동하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 안테나는 상기 힌지들 사이에 위치된 한 쌍의 제1 안테나와 제2 안테나 중 하나이고, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 제1 캐비티 안테나와 상기 제2 캐비티 안테나 사이에 상기 하부 금속 하우징과 상기 상부 금속 하우징 사이를 지나가는 신호 경로를 포함한다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이, 상기 디스플레이가 탑재된 상부 금속 하우징, 키보드, 상기 키보드가 탑재되는 하부 금속 하우징, 닫힌 위치와 열린 위치 사이에 회전 축을 중심으로 상기 상부 금속 하우징이 상기 하부 금속 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 상기 상부 금속 하우징을 상기 하부 금속 하우징에 연결하는 힌지들, 및 상기 하부 금속 하우징의 대향하는 상부와 하부 사이에 그리고 힌지들 사이에 상기 하부 금속 하우징에 탑재된 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하고, 상기 상부 금속 하우징은, 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 슬롯에 의해 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리되는 후면 금속부를 갖는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 캐비티 안테나들이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 상기 후면 금속부를 상기 하부 하우징 상부 금속 하우징으로부터 분리하는 슬롯은 제1 슬롯이고, 상기 상부 금속 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때 상기 후면 금속부는 제2 슬롯에 의해 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 상기 제1 슬롯을 통해 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 금속 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 상기 제2 슬롯을 통해 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 상부 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때 상기 후면 금속부를 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리하는 제3 슬롯을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 상기 제2 슬롯 및 상기 제3 슬롯을 통해 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 2.4GHz와 5GHz의 통신 대역들에서 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이, 상기 디스플레이가 탑재된 상부 금속 하우징, 키보드, 상기 키보드가 탑재되는 하부 금속 하우징, 닫힌 위치와 열린 위치 사이에 회전 축을 중심으로 상기 상부 금속 하우징이 상기 하부 금속 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 상기 상부 금속 하우징을 상기 하부 금속 하우징에 연결하는 힌지들, 및 상기 하부 금속 하우징의 대향하는 상부와 하부 사이에 그리고 힌지들 사이에 상기 하부 금속 하우징에 탑재된 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나를 포함하고, 상기 상부 금속 하우징은, 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 힌지들 사이의 회전 축을 따라 연장되는 갭에 의해 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리되는 후면 금속부를 갖고, 상부 금속 하우징이 상기 열린 위치에 있을 때, 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나는 그 갭을 통해 안테나 신호들을 송신 및 수신하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 2.4GHz와 5GHz의 통신 대역들에서 동작하도록 구성된다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이를 포함하는 상부 금속 하우징을 갖고 키보드를 포함하는 하부 금속 하우징을 갖는 하우징, 닫힌 위치와 열린 위치 사이에 회전 축을 중심으로 상기 상부 금속 하우징이 상기 하부 금속 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 상기 상부 금속 하우징을 상기 하부 금속 하우징에 연결하는 힌지들, 상기 힌지들 사이에 상기 하부 금속 하우징에 탑재된 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나 - 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 상기 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나에 대한 각각의 상기 제1 안테나 캐비티 및 상기 제2 안테나 캐비티를 형성하는 도전성 접지부들을 갖고, 및 상기 제1 안테나 캐비티 및 상기 제2 안테나 캐비티를 상기 하부 금속 하우징에 단락시키는 제1 도전성 개스킷 및 제2 도전성 개스킷을 포함하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 플라스틱 구조들, 및 도전성 접지 부분들을 형성하는 부분들을 갖는 플라스틱 구조체들 상의 금속 트레이스들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터는 플라스틱 구조체들 내의 제1 스피커 및 제2 스피커를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 금속 하우징은 제1 스피커 및 제2 스피커를 위한 제1 및 제2 포트를 형성하는 개구들을 각각 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 도전성 개스킷은 상기 제1 포트를 둘러싸는 링 형상을 갖고 상기 제2 도전성 개스킷은 상기 제2 포트를 둘러싸는 링 형상을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 상기 하부 금속 하우징의 대향하는 상부와 하부 사이에 위치하고, 상기 제1 도전성 개스킷 및 상기 제2 도전성 개스킷은 상기 하부 금속 하우징의 상부의 내부 표면에 도전성 접지부들을 단락시킨다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 하부 금속 하우징 내의 제어 회로, 및 제어 회로와 디스플레이 사이에 연결된 신호 경로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 신호 경로는 제1 접지 트레이스 및 제2 접지 트레이스에 둘러싸인 신호 경로들을 갖는 가요성 인쇄 회로를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 접지 트레이스 및 상기 제2 접지 트레이스는 상기 상부 금속 하우징 및 상기 하부 금속 하우징에 단락된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 이중 대역 안테나들이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나 각각은 2.4 GHz 및 5 GHz 통신 대역들에서 작동하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 하부 금속 하우징의 하부의 상부 표면에 도전성 접지부들을 단락시키는 도전성 구조체들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 상부 금속 하우징은, 상기 상부 금속 하우징이 상기 닫힌 위치에 있을 때 슬롯에 의해 상기 하부 금속 하우징으로부터 분리되는 후면 금속부를 갖고, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 슬롯을 통해 안테나 신호들을 수신한다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이를 포함하는 상부 금속 하우징을 갖고 키보드를 포함하는 하부 금속 하우징을 갖는 하우징, 상부 금속 하우징과 하부 금속 하우징 사이에 연장하는 가요성 인쇄 회로 - 가요성 인쇄 회로는 상부 금속 하우징 및 하부 금속 하우징에 단락되는 금속 트레이스들을 가짐 -, 회전 축을 중심으로 상기 상부 금속 하우징이 상기 하부 금속 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 상기 상부 금속 하우징을 상기 하부 금속 하우징에 연결하는 힌지들, 상기 힌지들 사이에 상기 하부 금속 하우징에 탑재된 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나 - 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 상기 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나에 대한 각각의 상기 제1 안테나 캐비티 및 상기 제2 안테나 캐비티를 형성하는, 그리고 상기 하부 금속 하우징에 단락되는 도전성 접지부들을 형성하는 금속 트레이스들을 가짐 -를 포함하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 역-F 공진 요소들을 갖고, 상기 금속 트레이스들은 플라스틱 지지 구조체들에 의해 지지되고, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 하부 금속 하우징에서 제1 세트 및 제2 세트의 개구들과 정렬되어 탑재되는 플라스틱 지지 구조체들 내의 제1 스피커 및 제2 스피커를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 휴대용 컴퓨터는 상기 하부 금속 하우징에서 상기 제1 세트 및 제2 세트의 개구들과 정렬되어 상기 도전성 접지부들을 상기 하부 금속 하우징에 단락시키는 제1 및 제2 링-형상 도전성 개스킷을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 링-형상 도전성 개스킷들은 폼을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 2.4 GHz 및 5 GHz 통신 대역들에서 안테나 신호들을 송신 및 수신한다.
실시예에 따르면, 휴대용 컴퓨터로서, 디스플레이를 포함하는 상부 금속 하우징을 갖고 키보드 및 제어 회로를 포함하는 하부 금속 하우징을 갖는 하우징, 상부 금속 하우징과 하부 금속 하우징 사이에 연장하는 가요성 인쇄 회로 - 가요성 인쇄 회로는 상부 금속 하우징 및 하부 금속 하우징에 단락되는 제1 및 제2 금속 접지 트레이스를 갖고, 제어 회로와 디스플레이 사이에 신호들을 전달하는 제1 금속 접지 트레이스와 제2 금속 접지 트레이스 사이의 신호 트레이스들을 가짐 -, 회전 축을 중심으로 상기 상부 금속 하우징이 상기 하부 금속 하우징에 대해 상대적으로 회전하도록 상기 상부 금속 하우징을 상기 하부 금속 하우징에 연결하는 힌지들, 및 힌지들 사이에 상기 하부 금속 하우징에 탑재된 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나를 포함하고, 가요성 인쇄 회로는 제1 캐비티 안테나와 제2 캐비티 안테나 사이에 위치하는, 휴대용 컴퓨터가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 플라스틱 스피커 인클로저 상의 금속 트레이스들에 의해 형성되고, 플라스틱 스피커 인클로저 상의 금속 트레이스들은 도전성 구조체들에 의해 상기 하부 금속 하우징에 단락되는 부분들을 갖는다.
전술한 내용은 단지 예시적인 것이며, 설명된 실시예들의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 통상의 기술자에 의해 다양한 변형들이 만들어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (24)

  1. 휴대용 컴퓨터로서:
    디스플레이를 포함하는 상부 하우징부를 갖고 하부 하우징부를 갖는 금속 하우징 - 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부는 슬롯-형상의 개구에 의해 분리되고, 상기 하부 하우징부는 대향하는 제1 및 제2 도전성 표면을 가짐 -;
    상기 상부 하우징부를 상기 하부 하우징부에 연결하는 제1 힌지와 제2 힌지; 및
    상기 슬롯-형상의 개구의 적어도 일부와 정렬되는 상기 하부 하우징부 내의 적어도 하나의 캐비티 안테나
    를 포함하고,
    상기 캐비티 안테나는 유전체 지지 구조체 상의 안테나 트레이스들을 포함하고, 상기 안테나 트레이스들은 상기 제1 도전성 표면을 접촉하는 제1 도전성 구조체를 통해 상기 하부 하우징부의 상기 제1 도전성 표면에 단락되고, 상기 안테나 트레이스들은 상기 제2 도전성 표면을 접촉하는 제2 도전성 구조체를 통해 상기 하부 하우징부의 상기 제2 도전성 표면에 단락되는, 휴대용 컴퓨터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 트레이스들은 안테나 공진 요소와 안테나 접지 트레이스들을 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유전체 지지 구조체는 중공(hollow) 유전체 지지 구조체를 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중공 유전체 지지 구조체 내의 내부 부피에 적어도 하나의 스피커 드라이버를 더 포함하고, 상기 중공 유전체 지지 구조체는 상기 스피커 드라이버와 정렬된 스피커 포트를 갖는, 휴대용 컴퓨터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하부 하우징부는 상기 중공 유전체 지지 구조체 내의 상기 스피커 포트와 정렬된 적어도 하나의 스피커 개구를 갖는, 휴대용 컴퓨터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스피커 포트를 둘러싸고, 상기 중공 유전체 지지 구조체와 상기 하부 하우징부 사이에 압축된 링-형상의 개스킷을 더 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 링-형상의 개스킷은 도전성 폼 개스킷(foam gasket)인, 휴대용 컴퓨터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 도전성 폼 개스킷은 폐쇄된-셀 폼을 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도전성 폼 개스킷은 도전성 비아들을 포함하고, 도전성 직물로 싸여지는, 휴대용 컴퓨터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 안테나 공진 요소는 제1 통신 대역 및 제2 통신 대역에서 공진하는 제1 브랜치 및 제2 브랜치를 갖고, 상기 안테나 트레이스들은 상기 제2 통신 대역에서 공진하는 상기 유전체 지지 구조체 상의 기생 안테나 공진 요소를 더 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 안테나에 결합된 튜닝 가능한 회로;
    상기 상부 하우징부가 상기 하부 하우징부에 대하여 얼마만큼의 각도로 놓여 있는지 측정하는 덮개 각도 센서; 및
    상기 덮개 각도 센서로부터의 측정들에 적어도 부분적으로 응답하여 상기 캐비티 안테나를 조절하기 위해 상기 튜닝 가능한 회로를 조절하는 제어 회로를 더 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 공진 요소와 상기 안테나 접지 트레이스들 사이의 튜닝 가능한 커패시터;
    상기 상부 하우징부가 상기 제1 힌지 및 상기 제2 힌지와 연관된 힌지 축을 중심으로 상기 하부 하우징부에 대해 회전될 때 변화하는 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부 사이의 각도를 측정하는 센서; 및
    상기 센서로부터의 각도 측정들에 적어도 부분적으로 응답하여 상기 튜닝 가능한 커패시터를 조절하는 제어 회로를 더 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
  13. 제1항에 있어서,
    스크류들에 의해 상기 상부 하우징부에 단락되고 스크류들에 의해 상기 하부 하우징부에 단락되는 제1 접지 트레이스 및 제2 접지 트레이스를 갖는 가요성 인쇄 회로를 더 포함하고, 상기 제1 접지 트레이스와 상기 제1 힌지는 상기 캐비티 안테나에 대한 안테나 어퍼처의 제1 단부 및 제2 단부를 형성하고, 상기 제1 접지 트레이스와 상기 제2 접지 트레이스 사이의 상기 가요성 인쇄 회로 상에 신호 라인들이 형성되는, 휴대용 컴퓨터.
  14. 휴대용 컴퓨터로서,
    디스플레이를 포함하는 상부 하우징부를 갖고 하부 하우징부를 갖는 금속 하우징 - 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부는 슬롯-형상의 개구에 의해 분리됨 -;
    상기 상부 하우징부를 상기 하부 하우징부에 연결하는 상기 슬롯-형상의 개구의 대향하는 단부들에서의 제1 힌지와 제 2 힌지;
    상기 슬롯-형상의 개구를 제1 슬롯 및 제2 슬롯으로 분할하도록 상기 상부 하우징부 및 상기 하부 하우징부에 단락되는 접지 트레이스들을 갖는 가요성 인쇄 회로; 및
    상기 하부 하우징부 내의 제1 캐비티 안테나 및 제2 캐비티 안테나
    를 포함하고,
    상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯과 각각 정렬되고, 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯은 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나에 대한 각각의 안테나 어퍼처들로서 역할하는, 휴대용 컴퓨터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 캐비티 안테나 및 상기 제2 캐비티 안테나는 각각:
    한 쌍의 스피커들을 포함하는 중공 유전체 지지 구조체 상의 안테나 트레이스들을 포함하고, 각각의 스피커는 상기 하부 하우징부 내의 스피커 개구들의 대응하는 세트와 정렬된 스피커 포트를 갖는, 휴대용 컴퓨터.
  16. 제15항에 있어서, 링-형상의 도전성 개스킷들을 더 포함하고, 상기 도전성 개스킷들 각각은 상기 스피커 포트들 중 각각의 하나의 스피커 포트를 둘러싸고, 해당 스피커 포트를 상기 하부 하우징부에 음향적으로 밀봉하는, 휴대용 컴퓨터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 안테나 트레이스들은 접지 안테나 트레이스들을 포함하고, 상기 도전성 개스킷들은 폐쇄된 셀 폼을 포함하고 상기 접지 안테나 트레이스들을 상기 하부 하우징부에 전기적으로 단락시키는, 휴대용 컴퓨터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 상부 하우징부는 상기 제1 힌지 및 상기 제2 힌지에 의해 상기 하부 하우징부에 대해 비스듬히 위치하고, 상기 상부 하우징부가 상기 하부 하우징부와 평행한 경우뿐만 아니라 상기 상부 하우징부가 상기 하부 하우징부와 평행하지 않은 경우에, 상기 슬롯-형상의 개구의 적어도 일부가 상기 상부 하우징부와 상기 하부 하우징부 사이에 형성되는, 휴대용 컴퓨터.
  19. 휴대용 컴퓨터로서:
    키보드를 포함하는 금속 기반 하우징;
    평면형 표면을 가지는 디스플레이를 포함하는 금속 덮개;
    상기 금속 덮개를 상기 금속 기반 하우징에 결합시키는 힌지들 - 상기 금속 기반 하우징과 상기 금속 덮개 사이에 슬롯-형상의 개구가 형성됨 -; 및
    상기 슬롯-형상의 개구를 통해 라디오-주파수 신호들을 전달하는 안테나
    를 포함하고,
    상기 금속 덮개는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 제1 부분 내에 위치되며, 상기 제2 부분은 상기 디스플레이의 상기 평면형 표면에 대해 평행하지 않은 각도로 상기 제1 부분으로부터 상기 제3 부분으로 연장되고, 상기 제3 부분은 상기 제2 부분에 대해 평행하지 않은 각도로 연장되며, 상기 제3 부분은 상기 슬롯-형상의 개구의 에지를 정의하는, 휴대용 컴퓨터.
  20. 제19항에 있어서, 상기 안테나는 안테나 트레이스들에 의해 커버된 중공 플라스틱 지지 구조체를 갖는, 휴대용 컴퓨터.
  21. 제20항에 있어서, 상기 중공 플라스틱 지지 구조체는 상기 중공 플라스틱 지지 구조체 내의 각각의 스피커 포트들과 정렬된 한 쌍의 스피커들을 갖는, 휴대용 컴퓨터.
  22. 제21항에 있어서, 상기 금속 기반 하우징은 상기 스피커 포트들과 오버랩하는 복수의 스피커 홀들을 갖는, 휴대용 컴퓨터.
  23. 제22항에 있어서, 각각의 스피커 포트는 도전성 개스킷에 의해 둘러싸이고, 이 도전성 개스킷은 상기 안테나 트레이스들 중 적어도 일부를 상기 금속 기반 하우징에 단락시키고 해당 스피커 포트를 상기 금속 기반 하우징에 대해 음향적으로 밀봉하는, 휴대용 컴퓨터.
  24. 제19항에 있어서,
    신호 경로를 통해 상기 안테나에 결합하는 라디오-주파수 송수신기; 및
    상기 신호 경로 내에 삽입된 커패시터를 더 포함하는, 휴대용 컴퓨터.
KR1020160010914A 2015-03-06 2016-01-28 고립된 캐비티 안테나들을 갖는 전자 디바이스 KR101812870B1 (ko)

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US14/733,839 US9397387B1 (en) 2015-03-06 2015-06-08 Electronic device with isolated cavity antennas
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