KR102216758B1 - 안테나 다이버시티 기능들을 갖는 전자 디바이스들 - Google Patents

안테나 다이버시티 기능들을 갖는 전자 디바이스들 Download PDF

Info

Publication number
KR102216758B1
KR102216758B1 KR1020190020643A KR20190020643A KR102216758B1 KR 102216758 B1 KR102216758 B1 KR 102216758B1 KR 1020190020643 A KR1020190020643 A KR 1020190020643A KR 20190020643 A KR20190020643 A KR 20190020643A KR 102216758 B1 KR102216758 B1 KR 102216758B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
conductive
radio
display
circuitry
Prior art date
Application number
KR1020190020643A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190101895A (ko
Inventor
안드레아 루아로
카를로 디 날로
디미트리오스 파판토니스
에드아두 조지 다 코스타 브라스 리마
제예쉬 나스
지아시아오 니우
마리오 마티니스
마티아 파스콜리니
제유 왕
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20190101895A publication Critical patent/KR20190101895A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102216758B1 publication Critical patent/KR102216758B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0064—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with separate antennas for the more than one band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/385—Transceivers carried on the body, e.g. in helmets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/3888—Arrangements for carrying or protecting transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/15—Performance testing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • H04B7/0608—Antenna selection according to transmission parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0805—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2291—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in bluetooth or WI-FI devices of Wireless Local Area Networks [WLAN]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/11—Monitoring; Testing of transmitters for calibration
    • H04B17/12—Monitoring; Testing of transmitters for calibration of transmit antennas, e.g. of the amplitude or phase
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

손목시계와 같은 전자 디바이스에는 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 트랜시버, 위성 수신기, 및 셀룰러 트랜시버가 제공될 수 있다. 제1 안테나는 전도성 하우징 벽과 디스플레이 모듈 사이에 방사 슬롯을 포함할 수 있다. 제2 안테나는 디바이스의 후면을 통해 방사하는 전도성 구조들을 포함할 수 있다. WLAN 트랜시버 및 위성 수신기는 제1 안테나에 커플링될 수 있다. 스위치는 셀룰러 트랜시버와 제1 및 제2 안테나들 사이에 커플링될 수 있다. 제어 회로부는 무선 성능 메트릭 데이터에 기초하여 셀룰러 트랜시버와 제1 및 제2 안테나들 중 선택된 하나의 안테나 사이에서 신호들을 라우팅하도록 스위치를 조정할 수 있어서, 셀룰러 전화 주파수들에서 우수한 무선 성능을 나타내는 안테나가 환경 조건들에 관계없이 셀룰러 전화 통신들에 대해 사용된다.

Description

안테나 다이버시티 기능들을 갖는 전자 디바이스들{Electronic Devices Having Antenna Diversity Capabilities}
본 출원은 2018년 2월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/903,733호를 우선권으로 주장하며, 그로써 그 특허 출원은 그 전체가 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.
본 출원은 전자 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선 통신 회로부를 갖는 전자 디바이스들에 관한 것이다.
전자 디바이스들에는 종종 무선 통신 기능들이 제공된다. 작은 폼팩터(form factor)의 무선 디바이스들에 대한 소비자 요구를 만족시키기 위해, 제조자들은 콤팩트한 구조들을 사용하는 안테나 컴포넌트들과 같은 무선 통신 회로부를 구현하려고 지속적으로 노력하고 있다. 동시에, 무선 디바이스들이 점점 더 많은 수의 통신 대역들을 커버하도록 하는 요구가 있다.
안테나들은 서로 그리고 무선 디바이스 내의 컴포넌트들과 간섭할 잠재성이 있기 때문에, 안테나들을 전자 디바이스에 통합할 때 주의해야 한다. 더욱이, 디바이스 내의 안테나들 및 무선 회로부가 일정 범위의 동작 주파수들에 걸쳐 만족스러운 성능을 보일 수 있음을 보장하려면 주의해야 한다.
따라서, 무선 전자 디바이스들을 위한 개선된 무선 통신 회로부를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
손목시계와 같은 전자 디바이스에는 무선 회로부가 제공될 수 있다. 무선 회로부는 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버, 위성 내비게이션 수신기, 및 셀룰러 전화 트랜시버와 같은 트랜시버 회로부를 포함할 수 있다. 무선 회로부는 트랜시버 회로에 대한 라디오-주파수 신호들을 전달하기 위한 안테나들을 포함할 수 있다.
전자 디바이스는 전면 및 후면을 가질 수 있고, 전면 상에 디스플레이를 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 후면 상에 후방 하우징 벽을 갖는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 디스플레이와 후방 하우징 벽 사이에서 연장되는 전도성 하우징 측벽들을 포함할 수 있다. 디스플레이는 슬롯에 의해 전도성 하우징 벽들로부터 분리되는 전도성 디스플레이 구조들을 포함할 수 있다. 슬롯은 디바이스의 전면에서 제1 안테나에 대한 안테나 공진 요소를 형성할 수 있다. 제1 안테나는 슬롯에 걸쳐 전도성 디스플레이 구조들과 전도성 하우징 벽들 사이에 커플링된 제1 안테나 급전부(feed)를 포함할 수 있다. 전도성 트레이스(trace)들과 같은 전도성 구조는 디바이스의 후면에서 제2 안테나에 대한 안테나 공진 요소를 형성할 수 있다. 제2 안테나는 전도성 트레이스들과 전도성 하우징 벽들 사이에 커플링된 제2 안테나 급전부를 포함할 수 있다. 제2 안테나는 후방 하우징 벽을 통해 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신할 수 있다.
무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버는 제1 안테나에 커플링될 수 있으며, 제1 안테나를 사용하여 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 전달할 수 있다. 위성 내비게이션 수신기는 제1 안테나에 커플링될 수 있으며, 제1 안테나를 사용하여 위성 내비게이션 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 수신할 수 있다. 무선 회로부는 제1 안테나에 커플링된 제1 단자, 제2 안테나에 커플링된 제2 단자, 및 셀룰러 전화 트랜시버 회로부에 커플링된 제3 단자를 갖는 스위칭 회로부를 포함할 수 있다. 전자 디바이스 내의 제어 회로부는 주어진 시간에 셀룰러 전화 트랜시버 회로부와 제1 안테나 및 제2 안테나 중 선택된 하나의 안테나 사이에서 셀룰러 전화 통신 대역의 라디오-주파수 신호들을 라우팅하기 위해 스위칭 회로부를 제어할 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 및 위성 내비게이션 수신기는 제1 안테나를 사용하여 무선 통신들을 수행할 수 있는 반면, 제2 안테나는 원한다면 셀룰러 전화 통신들만을 핸들링한다.
제어 회로부는 셀룰러 전화 통신 대역에서 제1 및/또는 제2 안테나들의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 수집할 수 있다. 제어 회로부는, 디바이스의 환경 조건들의 임의의 변화에 관계없이, 셀룰러 전화 통신 대역에서 최적의 무선 성능을 나타내는 안테나가 셀룰러 전화 트랜시버에 대한 라디오-주파수 신호들을 전달하기 위해 사용되도록 무선 성능 메트릭 데이터에 기초하여 스위칭 회로부를 제어할 수 있다. 무선 성능 메트릭 데이터는 수신 신호 강도 데이터, 이를테면 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 데이터, 제1 및 제2 안테나들에 커플링된 라디오-주파수 커플러들을 사용하여 측정된 임피던스 정보, 및/또는 임의의 다른 원하는 성능 메트릭 데이터를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 무선 회로부를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 무선 회로부를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 디바이스 내의 예시적인 무선 회로부의 다이어그램이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 전자 디바이스의 대향하는 전방측 및 후방측에 형성된 안테나들을 갖는 예시적인 전자 디바이스의 측단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 도 4에 도시된 유형의 전자 디바이스의 전방측에 형성된 예시적인 안테나의 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 도 4에 도시된 유형의 전자 디바이스의 후방측에 형성된 예시적인 안테나의 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 제어되는 다수의 안테나들을 갖는 예시적인 무선 회로부의 다이어그램이다.
도 8은 일 실시예에 따라 무선 통신들을 수행하기 위해 도 4 내지 도 7에 도시된 안테나들 중 최적의 안테나를 선택하는 데에 수반되는 예시적인 단계들의 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 도 4 내지 도 7에 도시된 유형들의 예시적인 안테나들에 대한 안테나 성능(안테나 효율)의 그래프이다.
도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스에는 무선 회로부가 제공될 수 있다. 무선 회로부는 다수의 무선 통신 대역들에서의 무선 통신을 지원하는 데 사용될 수 있다. 무선 회로부는 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나들은, 예들로서, 디스플레이들, 터치 센서들, 근거리-통신(near-field communication) 안테나들, 무선 전력 코일들, 주변 안테나 공진 요소들, 전도성 트레이스들, 및 디바이스 하우징 구조와 같은 전기 컴포넌트들로부터 형성될 수 있다.
전자 디바이스(10)는, 랩톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스, 임베디드 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 더 작은 디바이스, 예컨대 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 헤드폰 또는 이어피스(earpiece) 디바이스, 안경 또는 사용자의 머리에 착용되는 다른 장비에 임베딩된 디바이스, 또는 다른 웨어러블(wearable) 또는 소형 디바이스, 텔레비전, 임베디드 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 디스플레이를 구비한 전자 장비가 키오스크(kiosk) 또는 자동차 내에 장착되어 있는 시스템과 같은 임베디드 시스템, 이들 디바이스들 중 2개 이상의 디바이스들의 기능을 구현하는 장비, 또는 다른 전자 장비일 수 있다. 도 1의 예시적인 구성에서, 디바이스(10)는 손목시계(예컨대, 스마트 워치)와 같은 휴대용 디바이스이다. 원한다면, 디바이스(10)를 위한 다른 구성들이 사용될 수 있다. 도 1의 예는 단지 예시적일 뿐이다.
도 1의 예에서, 디바이스(10)는 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 포함한다. 디스플레이(14)는 하우징(12)과 같은 하우징 내에 장착될 수 있다. 때때로 인클로저 또는 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재들, 금속(예컨대, 스테인리스강, 알루미늄 등), 다른 적합한 재료들, 또는 이들 재료들 중 임의의 2개 이상의 조합으로 형성될 수 있다. 하우징(12)은, 하우징(12)의 일부 또는 전부가 단일 구조로서 기계가공 또는 성형되는 일체형 구성을 사용하여 형성될 수 있거나, 또는 다수의 구조들(예컨대, 내부 프레임 구조, 외부 하우징 표면들을 형성하는 하나 이상의 구조들 등)을 사용하여 형성될 수 있다. 하우징(12)은 측벽들(12W)과 같은 금속 측벽들, 또는 다른 재료들로부터 형성된 측벽들을 가질 수 있다. 측벽들(12W)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 금속 재료들의 예들은 스테인리스강, 알루미늄, 은, 금, 금속 합금들, 또는 임의의 다른 원하는 전도성 재료를 포함한다. 측벽들(12W)은 때때로 본 명세서에서 하우징 측벽들(12W) 또는 전도성 하우징 측벽들(12W)로 지칭될 수 있다.
디스플레이(14)는 디바이스(10)의 전방측(전면)에 형성(예컨대, 그 상에 장착)될 수 있다. 하우징(12)은 디바이스(10)의 후방측(후면) 상에 후방 하우징 벽, 이를테면 디바이스(10)의 전면에 대향하는 후방 하우징 벽(12R)을 가질 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W)은 디바이스(10)의 주변부를 둘러쌀 수 있다(예컨대, 전도성 하우징 측벽들(12W)은 디바이스(10)의 주변 에지들 주위로 연장될 수 있음). 후방 하우징 벽(12R)은 전도성 재료들 및/또는 유전체 재료들로부터 형성될 수 있다. 후방 하우징 벽(12R)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 유전체 재료들의 예들은 플라스틱, 유리, 사파이어, 세라믹, 목재, 중합체, 이들 재료들의 조합들, 또는 임의의 다른 원하는 유전체들을 포함한다.
후방 하우징 벽(12R) 및/또는 디스플레이(14)는 디바이스(10)의 (예컨대, 도 1의 x-축에 평행한) 길이 및 (예컨대, y-축에 평행한) 폭의 일부 또는 전부에 걸쳐 연장될 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W)은 (예컨대, z-축에 평행한) 디바이스(10)의 높이의 일부 또는 전부에 걸쳐 연장될 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W) 및/또는 후방 하우징 벽(12R)은 디바이스(10)의 하나 이상의 외부 표면들(예컨대, 디바이스(10)의 사용자에게 가시적인 표면들)을 형성할 수 있고 그리고/또는 디바이스(10)의 외부 표면들을 형성하지 않는 내부 구조들(예컨대, 얇은 장식층들, 보호 코팅들, 및/또는 유리, 세라믹, 플라스틱과 같은 유전체 재료들을 포함할 수 있는 다른 코팅층들과 같은 층들로 커버되는 전도성 구조들과 같은 디바이스(10)의 사용자에게 가시적이지 않은 전도성 또는 유전체 하우징 구조들, 또는 디바이스(10)의 외부 표면들을 형성하고 그리고/또는 사용자의 시선으로부터 하우징 벽들(12R 및/또는 12W)을 숨기는 역할을 하는 다른 구조들)을 사용하여 구현될 수 있다.
디스플레이(14)는, 전도성 용량성 터치 센서 전극(conductive capacitive touch sensor electrode)들의 층 또는 다른 터치 센서 컴포넌트들(예컨대, 저항성 터치 센서 컴포넌트들, 음향 터치 센서 컴포넌트들, 힘 기반 터치 센서 컴포넌트들, 광 기반 터치 센서 컴포넌트들 등)을 통합하는 터치 스크린 디스플레이일 수 있거나, 또는 터치 감응형이 아닌 디스플레이일 수 있다. 용량성 터치 스크린 전극들은 인듐 주석 산화물 패드들의 어레이 또는 다른 투명 전도성 구조들로부터 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트들로부터 형성된 디스플레이 픽셀들의 어레이, 전기 영동 디스플레이 픽셀들의 어레이, 플라즈마 디스플레이 픽셀들의 어레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 픽셀들의 어레이, 전기습윤 디스플레이 픽셀들의 어레이, 또는 다른 디스플레이 기술들에 기초한 디스플레이 픽셀들을 포함할 수 있다.
디스플레이(14)는 디스플레이 커버 층을 사용하여 보호될 수 있다. 디스플레이 커버 층은 투명 재료, 이를테면 유리, 플라스틱, 사파이어 또는 다른 결정질 유전체 재료들, 세라믹, 또는 다른 투명 재료들로부터 형성될 수 있다. 디스플레이 커버 층은 예컨대, 디바이스(10)의 길이 및 폭의 실질적으로 전부에 걸쳐 연장될 수 있다.
디바이스(10)는 버튼(18)과 같은 버튼들을 포함할 수 있다. 디바이스(10) 내에 임의의 적합한 수의 버튼들(예컨대, 단일 버튼, 1개 초과의 버튼, 2개 이상의 버튼들, 5개 이상의 버튼들 등)이 존재할 수 있다. 버튼들은 (예들로서) 하우징(12) 내의 개구들(예컨대, 전도성 하우징 측벽(12W) 또는 후방 하우징 벽(12R) 내의 개구들) 내에 또는 디스플레이(14) 내의 개구 내에 위치될 수 있다. 버튼들은 회전식 버튼들, 슬라이딩 버튼들, 이동가능 버튼 부재를 누름으로써 작동되는 버튼들 등일 수 있다. 버튼(18)과 같은 버튼들에 대한 버튼 부재들은 금속, 유리, 플라스틱, 또는 다른 재료들로부터 형성될 수 있다. 버튼(18)은 디바이스(10)가 손목시계 디바이스인 시나리오들에서 때때로 크라운으로 지칭될 수 있다.
디바이스(10)는, 원한다면, 스트랩(15)과 같은 스트랩에 커플링될 수 있다. 스트랩(15)은 (일 예로서) 사용자의 손목에 대해 디바이스(10)를 유지하는 데 사용될 수 있다. 스트랩(15)은 때때로 본 명세서에서 손목 스트랩(15)으로 지칭될 수 있다. 도 1의 예들에서, 손목 스트랩(15)은 디바이스(10)의 대향하는 측면들(8)에 연결된다. 디바이스(10)의 측면들(8) 상의 전도성 하우징 측벽들(12W)은 손목 스트랩(15)을 하우징(12)에 고정하기 위한 부착 구조들(예컨대, 손목 스트랩(15)을 수용하도록 하우징(12)을 구성하는 러그(lug)들 또는 다른 부착 메커니즘들)을 포함할 수 있다. 스트랩들을 포함하지 않는 구성들이 또한 디바이스(10)에 대해 사용될 수 있다.
디바이스(10)에서 사용될 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시하는 개략도가 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 제어 회로부(20)와 같은 저장 및 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 제어 회로부(20)는 하드 디스크 드라이브 저장소, 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 다른 전기적으로 프로그래밍가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예컨대, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장소를 포함할 수 있다. 제어 회로부(20) 내의 프로세싱 회로부는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이러한 프로세싱 회로부는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들, 주문형 집적 회로들 등에 기초할 수 있다.
제어 회로부(20)는 인터넷 브라우징 애플리케이션들, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션들, 이메일 애플리케이션들, 미디어 재생 애플리케이션들, 운영체제 기능들 등과 같은 소프트웨어를 디바이스(10) 상에서 실행하는 데 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용들을 지원하기 위해, 제어 회로부(20)는 통신 프로토콜들을 구현하는 데 사용될 수 있다. 제어 회로부(20)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜들, 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 프로토콜들(예컨대, IEEE 802.11 프로토콜들 -- 때때로, WiFi®로 지칭됨), Bluetooth® 프로토콜 또는 다른 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 프로토콜들과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크들에 대한 프로토콜들, 셀룰러 전화 프로토콜들, MIMO 프로토콜들, 안테나 다이버시티 프로토콜들, 위성 내비게이션 시스템 프로토콜들 등을 포함한다.
디바이스(10)는 입력-출력 회로부(22)를 포함할 수 있다. 입력-출력 회로부(22)는 입력-출력 디바이스들(24)을 포함할 수 있다. 입력-출력 디바이스들(24)은, 데이터가 디바이스(10)로 공급되게 하기 위해 그리고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 제공되게 하기 위해 사용될 수 있다. 입력-출력 디바이스들(24)은 사용자 인터페이스 디바이스들, 데이터 포트 디바이스들, 및 다른 입력-출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예컨대, 입력-출력 디바이스들(24)은 터치 스크린들, 터치 센서 기능들이 없는 디스플레이들, 버튼들, 스크롤 휠들, 터치 패드들, 키 패드들, 키보드들, 마이크로폰들, 카메라들, 버튼들, 스피커들, 상태 표시자들, 광원들, 오디오 잭들 및 다른 오디오 포트 컴포넌트들, 진동기들 또는 다른 햅틱 피드백 엔진들, 디지털 데이터 포트 디바이스들, 광 센서들(예컨대, 적외선 광 센서들, 가시광 센서들 등), 발광 다이오드들, 모션 센서들(가속도계들), 커패시턴스 센서들, 근접 센서들, 자기 센서들, 힘 센서들(예컨대, 디스플레이에 적용된 압력을 검출하기 위해 디스플레이에 커플링된 힘 센서들) 등을 포함할 수 있다.
입력-출력 회로부(22)는 무선 회로부(34)를 포함할 수 있다. 무선 회로부(34)는 무선 전력 어댑터로부터 무선으로 송신된 전력을 수신하기 위한 무선 전력 수신기(28) 및 코일(44)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(28)는, 예컨대, 코일(44)에 의해 수신된 무선 전력을 사용하여 디바이스(10) 상의 배터리에 전력공급하거나 또는 그 배터리를 충전하기 위한 정류기 회로부 및 다른 회로부를 포함할 수 있다. 무선 통신들을 지원하기 위해, 무선 회로부(34)는 하나 이상의 집적 회로들로부터 형성된 라디오-주파수(RF) 트랜시버 회로부, 전력 증폭기 회로부, 저잡음 입력 증폭기들, 수동 RF 컴포넌트들, 안테나들(40)과 같은 하나 이상의 안테나들, 송신 라인들, 및 RF 무선 신호들을 핸들링하기 위한 다른 회로부를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 광을 사용하여(예컨대, 적외선 통신들을 사용하여) 전송될 수 있다.
무선 회로부(34)는 다양한 라디오-주파수 통신 대역들을 핸들링하기 위한 라디오-주파수 트랜시버 회로부(42)를 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 회로부(34)는 트랜시버 회로부(38, 36, 32, 및 30)를 포함할 수 있다. 트랜시버 회로부(36)는 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부일 수 있다. 트랜시버 회로부(36)는 WiFi®(IEEE 802.11) 통신들을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역들 또는 다른 WLAN 대역들을 핸들링할 수 있고, 2.4 ㎓ Bluetooth® 통신 대역 또는 다른 WPAN 대역들을 핸들링할 수 있다. 트랜시버 회로부(36)는 때때로 본 명세서에서 WLAN 트랜시버 회로부(36)로 지칭될 수 있다.
무선 회로부(34)는, (예들로서) 600 내지 960 ㎒의 저대역(때때로 본 명세서에서 셀룰러 저대역(LB)으로 지칭됨), 1400 ㎒ 또는 1700 ㎒ 내지 2170 또는 2200 ㎒의 중간대역(때때로 본 명세서에서 셀룰러 중간대역(MB)으로 지칭됨), 및 2200 또는 2300 내지 2700 ㎒의 고대역(때때로 본 명세서에서 셀룰러 고대역(HB)으로 지칭됨)(예컨대, 2400 ㎒의 피크를 갖는 고대역) 또는 600 ㎒ 내지 4000 ㎒의 다른 통신 대역들 또는 다른 적합한 주파수들과 같은 주파수 범위들(통신 대역들)에서 무선 통신들을 핸들링하기 위한 셀룰러 전화 트랜시버 회로부(32)(때때로 본 명세서에서 셀룰러 트랜시버 회로부(32)로 지칭됨)를 사용할 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 음성 데이터 및 비음성 데이터를 핸들링할 수 있다.
무선 회로부(34)는 1575 ㎒의 GPS(Global Positioning System) 신호들을 수신하기 위한 또는 다른 위성 포지셔닝 데이터(예컨대, 1609 ㎒의 GLONASS 신호들)를 핸들링하기 위한 GPS 수신기 회로부(38)와 같은 위성 내비게이션 시스템 회로부를 포함할 수 있다. 수신기(38)에 대한 위성 내비게이션 시스템 신호들은 지구를 선회하는 일정 성상도(constellation)의 위성들로부터 수신된다. 무선 회로부(34)는, 원한다면, 다른 단거리 및 장거리 무선 링크들에 대한 회로부를 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 회로부(34)는 텔레비전 및 라디오 신호들을 수신하기 위한 회로부, 페이징 시스템 트랜시버들, 근거리 통신(NFC) 트랜시버 회로부(30)(예컨대, 13.56 ㎒ 또는 다른 적합한 주파수에서 동작하는 NFC 트랜시버) 등을 포함할 수 있다.
NFC 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 최대 수 인치에 걸쳐 전달된다. 위성 내비게이션 시스템 링크들, 셀룰러 전화 링크들, 및 다른 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일에 걸쳐서 데이터를 전달하는 데 사용된다. 2.4 및 5 ㎓의 WLAN 및 WPAN 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐 데이터를 전달하는 데 사용된다. 디바이스(10)의 동작 환경으로 인해 차단되었거나 또는 그렇지 않으면 열화된 안테나들이 비사용 중(out of use)으로 스위칭될 수 있고 더 높은 수행가능성 안테나들이 그것들 대신에 사용될 수 있음을 보장하기 위해 원한다면 안테나 다이버시티 방식들이 또한 사용될 수 있다.
무선 회로부(34)는 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나들(40)은 임의의 적합한 안테나 유형들을 이용하여 형성될 수 있다. 예컨대, 안테나들(40)은 슬롯 안테나 구조들, 루프 안테나 구조들, 패치 안테나 구조들, 스택형 패치 안테나 구조들, 기생 요소들을 갖는 안테나 구조들, 역-F형 안테나 구조들, 평면형 역-F형 안테나 구조들, 나선형 안테나 구조들, 모노폴 안테나들, 다이폴 안테나 구조들, 야기식(Yagi)(Yagi-Uda) 안테나 구조들, 표면 통합 도파관 구조들, 이들 설계들의 하이브리드 등으로부터 형성되는 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 원한다면, 안테나들(40) 중 하나 이상은 캐비티-백킹형(cavity-backed antennas) 안테나들일 수 있다.
상이한 유형들의 안테나들이 상이한 대역들 및 대역들의 조합에 대해 사용될 수 있다. 예컨대, 하나의 유형의 안테나는 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있는 반면, 다른 유형의 안테나는 원격 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용된다. 원한다면, 2개 이상의 상이한 통신 대역들을 핸들링하도록 단일 안테나를 사용함으로써 디바이스(10) 내에서 공간이 절약될 수 있다. 예컨대, 디바이스(10) 내의 단일 안테나(40)는 2.4 ㎓의 WiFi® 또는 Bluetooth® 통신 대역, 1575 ㎒의 GPS 통신 대역, 5.0 ㎓의 WiFi® 또는 Bluetooth® 통신 대역, 및 약 1700 ㎒ 내지 2200 ㎒의 셀룰러 중간대역과 같은 하나 이상의 셀룰러 전화 통신 대역들에서의 통신들을 핸들링하는 데 사용될 수 있다. 원한다면, 다수의 주파수 대역들을 커버하기 위한 안테나들 및 단일 주파수 대역을 커버하기 위한 전용 안테나들의 조합이 사용될 수 있다.
안테나들로서 달리 사용되지 않을 것이고 부가적인 디바이스 기능들을 지원하는 전기 컴포넌트들의 부분들을 사용하여 디바이스(10)에서 안테나 중 적어도 일부를 구현하는 것이 바람직할 수 있다. 일 예로서, 디스플레이(14)(도 1)와 같은 컴포넌트들에서 안테나 전류들을 유도하여, 디바이스(10) 내에 별개의 부피가 큰 안테나 구조들을 통합할 필요 없이, 디스플레이(14) 및/또는 다른 전기 컴포넌트들(예컨대, 터치 센서, 근거리 통신 루프 안테나, 전도성 디스플레이 어셈블리 또는 하우징, 전도성 차폐 구조들 등)이 Wi-Fi, 블루투스, GPS, 셀룰러 주파수들, 및/또는 다른 주파수들에 대한 안테나의 일부로서 기능할 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다.
도 3은, 무선 회로부(34) 내의 트랜시버 회로부(42)가 신호 경로(54)와 같은 신호 경로들을 사용하여 대응하는 안테나(40)의 안테나 구조들에 어떻게 커플링될 수 있는지를 나타내는 다이어그램이다. 무선 회로부(34)는 제어 회로부(20)에 커플링될 수 있다. 제어 회로부(20)는 입력-출력 디바이스들(24)에 커플링될 수 있다. 입력-출력 디바이스들(24)은 디바이스(10)로부터의 출력을 공급할 수 있고, 디바이스(10)의 외부에 있는 소스들로부터 입력을 수신할 수 있다.
관심있는 통신 대역들(주파수들)을 커버하기 위한 능력을 안테나(40)에 제공하기 위해, 안테나 구조들(40)에는 필터 회로부(예컨대, 하나 이상의 수동 필터들 및/또는 하나 이상의 튜닝가능한 필터 회로들)와 같은 회로부가 제공될 수 있다. 커패시터들, 인덕터들, 및 저항기들과 같은 별개의 컴포넌트들이 필터 회로부 내에 통합될 수 있다. 용량성 구조들, 유도성 구조들, 및 저항성 구조들이 또한, 패턴화된 금속 구조들(예컨대, 안테나의 일부)로부터 형성될 수 있다. 원한다면, 안테나(40)에는 관심있는 통신 대역들에 걸쳐 안테나들을 튜닝하기 위한 튜닝가능한 컴포넌트들(50)과 같은 조정가능한 회로들이 제공될 수 있다. 튜닝가능한 컴포넌트들(50)은 튜닝가능한 인덕터들, 튜닝가능한 커패시터들, 또는 다른 튜닝가능한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이들과 같은 튜닝가능한 컴포넌트들은 고정된 컴포넌트들의 스위치들 및 네트워크들, 연관된 분산된 커패시턴스들 및 인덕턴스들을 생성하는 분산형 금속 구조들, 가변 커패시턴스 및 인덕턴스 값들을 생성하기 위한 가변 솔리드 스테이트 디바이스들, 튜닝가능한 필터들, 또는 다른 적합한 튜닝가능한 구조들에 기초할 수 있다.
디바이스(10)의 동작 동안, 제어 회로부(20)는 인덕턴스 값들, 커패시턴스 값들, 또는 튜닝가능한 컴포넌트들(50)과 연관된 다른 파라미터들을 조정하여, 그에 의해, 안테나 구조들(40)을 튜닝시켜서 원하는 통신 대역들을 커버하는 제어 신호들을 경로(52)와 같은 하나 이상의 경로들 상에서 송출(issue)할 수 있다.
신호 경로(54)는 하나 이상의 라디오-주파수 송신 라인들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 도 3의 신호 경로(54)는 경로들(62 및 64)과 같은 제1 및 제2 전도성 경로들을 각각 갖는 송신 라인일 수 있다. 경로(62)는 양극(positive) 신호 라인일 수 있고, 경로(64)는 접지 신호 라인일 수 있다. 라인들(62 및 64)은 동축 케이블, 스트립라인(stripline) 송신 라인, 마이크로스트립 송신 라인, 에지-커플링 마이크로스트립 송신 라인, 에지-커플링 스트립라인 송신 라인, 도파관 구조, 이들 구조들의 조합들로부터 형성된 송신 라인 등의 일부를 형성할 수 있다. 신호 경로(54)는 때때로 본 명세서에서 라디오-주파수 송신 라인(54)또는 송신 라인(54)으로 지칭될 수 있다.
송신 라인(54)과 같은 디바이스(10) 내의 송신 라인들은 강성 및/또는 가요성 인쇄 회로 보드들에 통합될 수 있다. 하나의 적합한 배열에서, 송신 라인(54)과 같은 송신 라인들은 또한, 다층의 라미네이트된 구조들(예컨대, 구리와 같은 전도성 재료 및 중간 접착제 없이 함께 라미네이트되는 수지와 같은 유전체 재료의 층들) 내에 통합되는 송신 라인 전도체들(예컨대, 양극 신호 라인(62) 및 접지 신호 라인(64)을 포함할 수 있다. 다층의 라미네이트된 구조는, 원한다면, 다수의 차원들(예컨대, 2차원 또는 3차원)로 접히거나 굽혀질 수 있고, 굽힘 이후 굽혀지거나 또는 접힌 형상을 유지할 수 있다(예컨대, 다층의 라미네이트된 구조들은 다른 디바이스 컴포넌트들 주위에서 라우팅하기 위해 특정 3차원 형상으로 접혀질 수 있고, 보강재들 또는 다른 구조들에 의해 제자리에서 유지되지 않으면서 접힘 이후 그의 형상을 유지하기에 충분히 강성일 수 있음). 라미네이트된 구조들의 다수의 층들 모두는 (예컨대, 접착제를 이용하여 다수의 층들을 함께 라미네이팅하기 위해 다수의 가압 프로세스들을 수행하는 것과는 반대로) 접착제 없이 함께 (예컨대, 단일 가압 프로세스에서) 배치(batch) 라미네이팅될 수 있다.
인덕터들, 저항기들, 및 커패시터들과 같은 컴포넌트들로부터 형성된 매칭 네트워크가 안테나(40)의 임피던스를 송신 라인(54)의 임피던스에 매칭시키는 데 사용될 수 있다. 매칭 네트워크 컴포넌트들은 별개의 컴포넌트들(예컨대, 표면 실장 기술 컴포넌트들)로서 제공될 수 있거나, 또는 하우징 구조들, 인쇄 회로 보드 구조들, 플라스틱 지지부 상의 트레이스들 등으로부터 형성될 수 있다. 매칭 네트워크 컴포넌트들은, 예컨대 송신 라인(54) 상에 개재될 수 있다. 매칭 네트워크 컴포넌트들은 원한다면, 제어 회로부(20)로부터 수신된 제어 신호들을 사용하여 조정될 수 있다. 이들과 같은 컴포넌트들은 또한, 안테나(40) 내의 필터 회로부(예컨대, 튜닝가능한 컴포넌트들(50))를 형성하는 데 사용될 수 있다.
송신 라인(54)은 안테나(40)에 대한 안테나 공진 요소 및 접지에 직접 커플링될 수 있거나, 또는 안테나(40)에 대한 공진 요소에 간접적으로 급전하는 데 사용되는 근거리-커플링(near-field-coupled) 안테나 급전(feed) 구조들에 커플링될 수 있다. 일 예로서, 안테나(40)는 슬롯 안테나, 역-F 안테나, 루프 안테나, 패치 안테나, 또는 단자(56)와 같은 양극 안테나 급전 단자 및 단자(58)와 같은 접지 안테나 급전 단자를 갖는 안테나 급전부(60)를 갖는 다른 안테나일 수 있다. 양극 신호 라인(62)은 양극 안테나 급전 단자(56)에 커플링될 수 있고, 접지 신호 라인(64)은 접지 안테나 급전 단자(58)에 커플링될 수 있다.
원한다면, 안테나(40)는 근거리 커플링을 사용하여 간접적으로 급전되는 안테나 공진 요소를 포함할 수 있다. 근거리 커플링 배열에서, 송신 라인(54)은 안테나 공진 요소와 같은 안테나 구조들에 간접적으로 급전하는 데 사용되는 근거리-커플링 안테나 급전 구조에 커플링된다. 이러한 예는 단지 예시적일 뿐이며, 일반적으로, 임의의 원하는 안테나 급전 배열이 사용될 수 있다.
전자 디바이스(10)는 다수의 상이한 통신 대역들을 커버하기 위한 다수의 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 각각의 안테나(40)는 상이한 각각의 통신 대역들을 커버할 수 있거나, 또는 2개 이상의 안테나들(40)은 동일한 통신 대역들 중 하나 이상을 커버할 수 있다.
원한다면, 디바이스(10) 내의 다수의 안테나들(40)은 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 제어될 수 있다. 안테나 다이버시티 방식에서, 2개 이상의 안테나들(40)은 주어진 통신 대역을 커버할 수 있다(예컨대, 여기서 안테나들(40)은 공간 다이버시티를 위해 디바이스(10) 내의 상이한 위치들에 장착되고, 패턴 다이버시티를 위해 상이한 방사 패턴들을 나타내고 그리고/또는, 편파 다이버시티를 위해 상이한 편파를 나타냄). 제어 회로부(20)는 어느 안테나(40)가 임의의 특정 시간에 주어진 통신 대역에서 무선 통신들을 수행하는 데 사용될지를 결정할 수 있다. 예컨대, 특정 시간에 주어진 통신 대역에서 최적의 무선 성능을 나타내는 안테나(40)는 주어진 통신 대역에서 무선 통신들을 수행하도록 선택될 수 있는 반면, 다른 안테나들(40)은 주어진 통신 대역을 커버하기 위해 비사용 중으로 스위칭된다.
이러한 방식으로, 디바이스(10) 또는 다른 환경 인자들 부근의 외부 물체들이 주어진 통신 대역에서 하나의 안테나에 대한 무선 성능을 저하시키더라도, 주어진 통신 대역에서 우수한 무선 성능을 제공하는 상이한 안테나가 주어진 통신 대역을 커버하기 위해 사용 중으로 스위칭될 수 있다. 원한다면, 주어진 통신 대역에 대해 비사용 중으로 스위칭되는 안테나는 여전히 다른 통신 대역들에서 무선 통신들을 수행할 수 있다. 주어진 통신 대역을 커버하기 위해 사용 중으로 스위칭되는 안테나는 또한, 원한다면 다른 통신 대역들에서 무선 통신들을 동시에 수행할 수 있다. 안테나 다이버시티 방식을 이용하여 다수의 주파수 대역들을 커버할 수 있는 안테나들을 조합하는 것은, 디바이스(10)에 대한 환경 조건들에 관계없이, 디바이스(10)가 많은 상이한 통신 대역들에 걸쳐 최적의 무선 성능을 유지하게 하면서 또한 디바이스(10) 내의 안테나들(40)에 의해 소비되는 공간의 양을 최소화시킬 수 있다.
도 4는, 안테나 다이버시티 방식을 구현하면서 다수의 통신 대역들을 또한 커버하기 위해 다수의 안테나들(40)이 디바이스(10) 내에 어떻게 통합될 수 있는지를 나타내는 전자 디바이스(10)의 측단면도이다. 도 4의 페이지의 평면은 예컨대, 도 1의 X-Z 평면일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 디바이스(10)의 전방(상부)측에 장착된 제1 안테나(40F) 및 디바이스(10)의 후방(저부)측에 장착된 제2 안테나(40B)와 같은 적어도 2개의 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나(40F)는 때때로 본 명세서에서 전방 안테나(40F), 전방측 안테나(40F), 디스플레이 안테나(40F), 또는 전방측 모듈 안테나(40F)로 지칭될 수 있다. 안테나(40B)는 때때로 본 명세서에서 후방 안테나(40B), 후방측 안테나(40B), 후면 안테나(40B), 후면측 안테나(40B), 또는 후면측 모듈 안테나(40B)로 지칭될 수 있다.
디스플레이(14)는 디바이스(10)의 전면을 형성할 수 있는 반면, 후방 하우징 벽(12R)은 디바이스(10)의 후면을 형성한다. 도 4의 예에서, 후방 하우징 벽(12R)은 유리, 사파이어, 세라믹 또는 플라스틱과 같은 유전체 재료로부터 형성된다. 전도성 하우징 측벽들(12W)은 디바이스(10)의 후면으로부터 전면으로(예컨대, 후방 하우징 벽(12R)으로부터 디스플레이(14)로) 연장될 수 있다.
스트랩(15)은 대응하는 부착 구조들(90)을 사용하여 전도성 하우징 측벽들(12W)에 고정될 수 있다. 부착 구조들(90)은 러그들, 스프링 구조들, 클래스프(clasp) 구조들, 접착제 구조들, 또는 임의의 다른 원하는 부착 메커니즘들을 포함할 수 있다. 스트랩(15)은 임의의 원하는 재료들(예컨대, 금속 재료들, 유전체 재료들, 또는 금속 및 유전체 재료들의 조합들)을 사용하여 형성될 수 있다. 원한다면, 스트랩(15)은 (예컨대, 디바이스(10)의 사용자가 유사한 또는 상이한 재료들을 갖는 상이한 스트랩들 중에서 교체할 수 있도록) 부착 구조들(90)로부터 제거될 수 있다.
디스플레이(14)는 디스플레이 모듈(70)(때때로 본 명세서에서 디스플레이 적층(70), 디스플레이 어셈블리(70), 또는 디스플레이(14)의 활성 영역(70)으로 지칭됨) 및 디스플레이 커버 층(82)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(70)은, 예컨대, 이미지들을 디스플레이하고 그리고/또는 터치 센서 입력을 수신하는 디스플레이(14)의 활성 영역 또는 부분을 형성할 수 있다. 디스플레이 모듈(70)을 포함하지 않는 디스플레이(14)의 측방향 부분(예컨대, 디스플레이 커버 층(82)으로부터 형성되지만 디스플레이 모듈(70)의 하부 부분이 없는 디스플레이(14)의 부분들)은 때때로 본 명세서에서 디스플레이(14)의 비활성 영역 또는 부분으로 지칭될 수 있는데, 그 이유는 디스플레이(14)의 이러한 부분이 이미지들을 디스플레이하지 않거나 또는 터치 센서 입력을 수집하지 않기 때문이다.
디스플레이 모듈(70)은 전방 안테나(40F)의 부분들을 형성하는 데 사용되는 전도성 컴포넌트들(때때로 본 명세서에서 전도성 디스플레이 구조들로 지칭됨)을 포함할 수 있다. 전도성 하우징 측벽들(12W)과 같은 디바이스(10) 내의 다른 전도성 구조들은 또한 전방 안테나(40F)의 부분들을 형성할 수 있다.
디스플레이 모듈(70) 내의 전도성 디스플레이 구조들은, 예컨대 평면형 형상들(예컨대, 평면형 직사각형 형상들, 평면형 원형 형상들 등)을 가질 수 있고, 전방 안테나(40F)에 대한 안테나 전류들을 전달하는 금속 및/또는 다른 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. 이들 컴포넌트들의 얇은 평면형 형상들 및 도 4의 적층형 구성은, 예컨대 이들 컴포넌트들을 서로 용량성 커플링시킬 수 있어서, 그들이 라디오-주파수들에서 함께 동작하여 단일 전도체를 효과적으로/전기적으로 형성할 수 있게 한다.
디스플레이 모듈(70) 내의 전도성 디스플레이 구조들은, 예컨대, 디스플레이 모듈(70) 내의 하나 이상의 디스플레이 층들, 이를테면 제1 디스플레이 층(76), 제2 디스플레이 층(74), 제3 디스플레이 층(72), 또는 다른 원하는 층들 상에 평면형 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 디스플레이 층(72)은 디스플레이(14)에 대한 터치 센서를 형성할 수 있고, 디스플레이 층(74)은 디스플레이(14)에 대한 디스플레이 패널(때때로 디스플레이, 디스플레이 층, 또는 픽셀 어레이로 지칭됨)을 형성할 수 있으며, 디스플레이 층(76)은 디바이스(10)에 대한 근거리 통신 안테나 및/또는 (예컨대, 13.56 ㎒에서) 근거리 통신들을 지원하기 위한 다른 회로부를 형성할 수 있다.
예컨대, 디스플레이 층(72)으로부터 형성된 터치 센서는 용량성 터치 센서일 수 있고, 투명한 용량성 터치 센서 전극들(예컨대, 인듐 주석 산화물 전극들)을 갖는 폴리이미드 기판 또는 다른 가요성 중합체 층으로부터 형성될 수 있다. 디스플레이 층(74)으로부터 형성된 디스플레이 패널은 유기 발광 다이오드 디스플레이 층 또는 다른 적합한 디스플레이 층일 수 있다(예컨대, 디스플레이 픽셀 회로부는 디스플레이 층(74)에서 형성될 수 있음). 디스플레이 층(76)으로부터 형성된 근거리 통신 안테나는, 자기 차폐 재료(예컨대, 페라이트 층 또는 다른 자기 차폐 층)를 포함하고 금속 트레이스들의 루프들을 포함하는 가요성 층으로부터 형성될 수 있다. 원한다면, 전도성 백 플레이트, 금속 차폐 캔들 또는 층들, 및/또는 전도성 디스플레이 프레임은 디스플레이 층(76) 아래에 그리고/또는 그 주위에 형성될 수 있고, 디스플레이 모듈(70)의 컴포넌트들에 대한 구조적 지지 및/또는 접지 기준을 제공할 수 있다.
디스플레이 층들(72, 74, 및 76) 내의 전도성 재료, 디스플레이(14)에 대한 전도성 백 플레이트, 전도성 차폐 층들, 전도성 차폐 캔들, 및/또는 디스플레이(14)에 대한 전도성 프레임은 전방 안테나(40F)의 일부(예컨대, 전방 안테나(40F)에 대한 접지 평면 및/또는 안테나 공진 요소의 일부)를 형성하는 전도성 디스플레이 구조들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 디스플레이 모듈(70) 내의 상이한 디스플레이 층들로부터의 전도성 디스플레이 구조들은, 예컨대 전도성 트레이스들, 수직 전도성 상호연결들 또는 다른 전도성 상호연결들을 사용하여 그리고/또는 용량성 커플링을 통해 함께 커플링될 수 있다.
디스플레이 커버 층(82)은 유리, 사파이어, 세라믹, 또는 플라스틱과 같은 광학적으로 투명한 유전체로부터 형성될 수 있다. 디스플레이 모듈(70)은 사용자에 의한 보기를 위해 디스플레이 커버 층(82)을 통해 이미지들을 디스플레이(예컨대, 이미지 광을 방출)할 수 있고 그리고/또는 디스플레이 커버 층(82)을 통해 터치 또는 힘 센서 입력들을 수집할 수 있다. 원한다면, 디스플레이 커버 층(82)의 부분들에는 사용자의 시야로부터 디바이스(10)의 내부(80)를 가리기 위한 불투명 마스킹 층들(예컨대, 잉크 마스킹 층들) 및/또는 안료가 제공될 수 있다.
기판(102)과 같은 기판들(예컨대, 강성 또는 가요성 인쇄 회로 보드, 집적 회로 또는 칩, 집적 회로 패키지 등)은 디바이스(10)의 내부(80) 내에 위치될 수 있다. 기판(102)은, 예컨대, 디바이스(10)에 대한 메인 로직 보드(MLB)일 수 있다. 컴포넌트들(104)과 같은 다른 컴포넌트들(예컨대, 도 2 의 제어 회로부(20) 및/또는 입력-출력 회로부(22)를 형성하는 데 사용되는 컴포넌트들)은 기판(102)에 그리고/또는 디바이스(10)의 내부(80) 내의 다른 곳에 장착될 수 있다.
디스플레이 모듈(70)은 슬롯(100)(때때로 본 명세서에서 갭 또는 개구(100)로 지칭됨)과 같은 유전체-충전 슬롯에 의해 전도성 하우징 측벽들(12W)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 슬롯(100)은 공기 및/또는 고체 유전체 재료들, 이를테면 플라스틱, 디스플레이(14)의 유전체 부분들, 유리, 세라믹 등으로 충전될 수 있다. 슬롯(100)은 (예컨대, 도 4 의 X-Y 평면에서) 디스플레이 모듈(70)의 측방향 측면들 중 일부 또는 전부 주위로 연장될 수 있다. 원한다면, 디스플레이 모듈(70) 내의 전도성 디스플레이 구조들은 슬롯(100)에 걸친 선택적인 전도성 경로(78) 위의 하나 이상의 위치들에서 전도성 하우징 측벽들(12W)에 단락(short)될 수 있다.
전방 안테나(40F)는 슬롯(100)에 걸쳐 커플링된 양극 안테나 급전 단자(56F) 및 접지 안테나 급전 단자(58F)를 갖는 안테나 급전부(60F)를 사용하여 급전될 수 있다. 예컨대, 양극 안테나 급전 단자(56F)는 디스플레이 모듈(70) 내의 전도성 디스플레이 구조들에 커플링될 수 있는 반면, 접지 안테나 급전 단자(58F)는 주어진 전도성 하우징 측벽(12W)에 커플링된다. 이는 단지 예시적일 뿐이며, 원한다면, 양극 안테나 급전 단자(56F)는 전도성 하우징 측벽들(12W)에 커플링될 수 있고, 접지 안테나 급전 단자(58F)는 디스플레이 모듈(70)에 커플링될 수 있다. 안테나 급전부(60F)는 대응하는 송신 라인을 사용하여 디바이스(10) 내의 트랜시버 회로부에 (예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 대응하는 송신 라인(54)을 통해 트랜시버 회로부(42)에) 커플링될 수 있다. 전방 안테나(40F)에 대한 안테나 전류들은 안테나 급전부(60F)에 의해 전달될 수 있고, 전도성 하우징 측벽들(12W) 및 디스플레이 모듈(70) 내의 전도성 디스플레이 구조들 위로 흐를 수 있다. 이러한 방식으로, 전방 안테나(40F)는 디바이스(10)의 전면 또는 전방측에 또는 그에 인접하게 형성될 수 있다.
이러한 방식으로 구성될 때, 슬롯(100)은 전방 안테나(40F)에 대한 방사 슬롯(예컨대, 슬롯 안테나 공진 요소)을 형성할 수 있다. 일 예로서, 슬롯(100)(즉, 전방 안테나(40F))은, 2.4 ㎓ 및 5.0 ㎓의 WLAN 및/또는 WPAN 대역들에서, 1.7 ㎓ 내지 2.2 ㎓의 셀룰러 중간대역에서, 그리고 디스플레이 커버 층(82)을 통해 1575 ㎒의 위성 내비게이션 대역들에서 라디오-주파수 신호들(84)을 송신 및 수신하는 데 사용될 수 있다.
후방 안테나(40B)는 또한 (예컨대, 전방 안테나(40F)에 대해 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 무선 통신을 수행하기 위해) 이들 통신 대역들 중 하나 이상을 커버하는 데 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(102)은 전도성 층(112)과 같은 하나 이상의 전도성 층들을 포함할 수 있다. 전도성 층(112)은, 예컨대 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 접지의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 전도성 층(112)은 때때로 본 명세서에서 접지된 층(112), 접지 층(112), 접지 평면(112), 접지 전도체(112), 또는 접지된 전도체(112)로 지칭될 수 있다.
원한다면, 전도성 층(112)은 전도성 하우징 측벽들(12W)에 단락(접지)될 수 있다(예컨대, 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 접지는 전도성 층(112) 및 전도성 하우징 측벽들(12W)을 포함할 수 있음). 전도성 층(112)은 금속 포일, 스탬핑된 시트 금속, 기판(102)의 표면 상에 패턴화된 전도성 트레이스들, 기판(102)에 장착된 가요성 인쇄 회로 상의 전도성 트레이스, 금속 하우징 부분들을 사용하여, 그리고/또는 임의의 다른 원하는 전도성 구조들로부터 형성될 수 있다. 원한다면, 전도성 층(112)은 기판(102) 내에 형성(임베딩)될 수 있다(예컨대, 전도성 층(112)은 기판(102)의 유전체 층들 사이에 적층될 수 있음). 다른 적합한 배열에서, 전도성 층(112)은 생략될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 후방 하우징 벽(12R)은 디바이스(10)의 길이 및 폭의 실질적으로 전부에 걸쳐 연장될 수 있다. 후방 하우징 벽(12R)은 임의의 원하는 유전체 재료로부터 형성될 수 있다. 예컨대, 후방 하우징 벽(12R)은 플라스틱, 유리, 사파이어, 세라믹, 목재, 중합체, 이들 재료들의 조합들, 또는 임의의 다른 원하는 유전체들로부터 형성될 수 있다. 후방 하우징 벽(12R)은 광학적으로 불투명하거나 광학적으로 투명할 수 있거나, 또는 광학적으로 불투명한 부분 및 광학적으로 투명한 부분 둘 모두를 포함할 수 있다(예컨대, 후방 하우징 벽(12R)은 달리 광학적으로 불투명한 부재에 광학적으로 투명한 윈도우들을 포함할 수 있음).
후방 안테나(40B)는 전도성 구조들(110)을 포함할 수 있다. 전도성 구조들(110)은, 예컨대, 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 공진 요소의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다(예컨대, 역-F 안테나 공진 요소 아암(arm), 평면형 역-F 안테나 공진 요소, 패치 안테나 공진 요소, 다이폴 안테나 공진 요소, 모노폴 안테나 공진 요소, 슬롯 안테나 공진 요소의 에지들 등).
하나의 적합한 배열에서, 전도성 구조들(110)은 후방 하우징 벽(12R)의 내부 표면 상에 직접 패턴화되는 전도성 트레이스들로부터 형성될 수 있다(예컨대, 패턴화된 전도성 트레이스들은 후방 하우징 벽(12R)의 내부 표면과 직접 접촉할 수 있음). 다른 적합한 배열에서, 전도성 구조들(110)은 전도성 포일, 스탬핑된 시트 금속, 또는 후방 하우징 벽(12R) 위에 그리고 그와 직접 접촉하여 배치되는 다른 전도성 구조들을 사용하여 형성될 수 있다. 또 다른 적합한 배열에서, 전도성 구조들(110)은 가요성 또는 강성 인쇄 회로 기판, 또는 후방 하우징 벽(12R) 위에 위치되거나 (예컨대, 그로부터 수직으로 분리되어 중첩하고) 또는 그와 직접 접촉하는 다른 유전체 기판 상에 전도성 트레이스들로부터 형성될 수 있다. 원한다면, 스프링들, 클립들, 또는 다른 편향 구조들은, 후방 하우징 벽(12R)을 향해, 그 안으로 또는 그 상으로 전도성 구조들(110)을 가압하는 역할을 하는 하향 힘을 전도성 구조들(110) 상에 가하는 데 사용될 수 있다. 원한다면, 접착제가 전도성 구조들(110)을 후방 하우징 벽(12R) 상에 접착하는 데 사용될 수 있다. 원한다면, 잉크 또는 다른 불투명 마스킹 층들은 전도성 구조들(110)과 후방 하우징 벽(12R) 사이에 개재될 수 있거나, 또는 후방 하우징 벽(12R)은 불투명할 수 있거나, 또는 후방 하우징 벽(12R)에는 디바이스(10)의 후방을 통한 시야로부터 전도성 구조들(110)을 가리는 안료가 제공될 수 있다. 전도성 구조들(110)은 임의의 원하는 전도성 재료들(예컨대, 알루미늄, 구리, 금속 합금들, 스테인리스강, 금 등)을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 공진 요소를 형성하는 데 사용되는 전도성 구조들(110) 및 그에 따른 후방 안테나(40B) 그 자체는 디바이스(10)의 후면 또는 후방측에 또는 그에 인접하게 (예컨대, 후방 하우징 벽(12R)에 또는 그에 인접하게) 형성될 수 있다.
원한다면, 전도성 구조들(110)은 후방 하우징 벽(12R)의 내부 표면의 형상에 일치할 수 있다. 도 4의 예에서, 후방 하우징 벽(12R)의 내부 표면 및 그에 따른 전도성 구조들(110)은 (예컨대, 후방 하우징 벽(12R)의 내부 표면이 편평한 시나리오들에 비해 디바이스(10) 내의 컴포넌트들을 위한 총 체적을 증가시키기 위해) 약간 만곡되거나 오목한 형상을 갖는다.
유전체 재료들을 사용하여 후방 하우징 벽(12R)이 형성되는 도 4의 예는 단지 예시적일 뿐이다. 원한다면, 디바이스(10)의 후방 하우징 벽(12R)은 전도성 및 유전체 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 후방 하우징 벽(12R)의 일부는 금속으로부터 형성될 수 있는 반면, 후방 하우징 벽(12R)의 다른 부분은 유전체로부터 형성된다(예컨대, 유전체로부터 형성된 후방 하우징 벽(12R)의 일부는 디바이스(10)의 길이 및 폭의 전부가 아닌 일부에 걸쳐 연장될 수 있다). 후방 하우징 벽(12R)의 유전체 부분은, 예컨대 후방 하우징 벽(12R)의 전도성 부분 내에 유전체 윈도우를 포함할 수 있다(예컨대, 후방 하우징 벽(12R)은 후방 하우징 벽(12R)의 유전체 부분에 대한 금속 프레임 또는 후방 하우징 벽(12R)의 유전체 부분을 둘러싸는 다른 구조들을 포함할 수 있음). 후방 하우징 벽(12R)은 원한다면 다수의 유전체 윈도우들을 포함할 수 있다.
후방 안테나(40B)는, 전도성 구조들(110)과 전도성 하우징 측벽들(12W) 사이에 커플링된 양극 안테나 급전 단자(56B) 및 접지 안테나 급전 단자(58B)를 갖는 안테나 급전부(60B)를 사용하여 급전될 수 있다. 양극 안테나 급전 단자(56B)는 전도성 구조들(110)에 커플링될 수 있는 반면, 접지 안테나 급전 단자(58B)는 전도성 하우징 측벽들(12W)에 커플링된다. 이러한 예는 단지 예시적일 뿐이다. 원한다면, 접지 안테나 급전 단자(58B)는 디바이스(10) 내의 전도성 층(112) 또는 임의의 다른 접지된 구조들에 커플링될 수 있다. 다른 적합한 배열에서, 양극 안테나 급전 단자(56B)는 전도성 하우징 측벽들(12W) 또는 전도성 층(112)에 커플링될 수 있는 반면, 접지 안테나 급전 단자(58B)는 전도성 구조들(110)에 커플링된다.
안테나 급전부(60B)는 대응하는 송신 라인을 사용하여 디바이스(10) 내의 트랜시버 회로부에 (예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 대응하는 송신 라인(54)을 통해 트랜시버 회로부(42)에) 커플링될 수 있다. 원한다면, 전도성 구조들(110)은 전도성 경로들(명료함을 위해 도 4에 도시되지 않음)을 사용하여 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 접지에(예컨대, 전도성 하우징 측벽들(12W), 전도성 층(112), 및/또는 다른 접지된 구조들에) 단락될 수 있다. (예컨대, 후방 안테나(40B)가 역-F 안테나 또는 평면형 역-F 안테나인 시나리오들에서) 그러한 전도성 경로들은, 예컨대, 후방 안테나(40B)에 대한 복귀(단락) 경로를 형성할 수 있다. 예컨대, 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 전류들은 안테나 급전 단자들(56B 및 58B)에 의해 전달될 수 있고, 전도성 구조들(110), 전도성 하우징 측벽들(12W), 및/또는 전도성 층(112) 위로 흐를 수 있다.
후방 안테나(40B)는 전방 안테나(40F)에 의해 또한 커버되는 통신 대역들 중 하나 이상에서 후방 하우징 벽(12R)을 통해 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 하나의 적합한 배열에서, 후방 안테나(40B)는 전방 안테나(40F)와 동일한 셀룰러 전화 통신 대역에서(예컨대, 대략 1700 ㎒ 내지 2200 ㎒의 셀룰러 중간대역에서) 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 디바이스(10) 내의 제어 회로부(20)(도 2 및 도 3)는 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 전방 안테나(40F) 및 후방 안테나(40B)를 제어할 수 있다. 안테나 다이버시티 방식 하에서, 제어 회로부(20)는 주어진 시간에 셀룰러 전화 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 전달하기 위해 전방 안테나(40F) 및 후방 안테나(40B) 중 주어진 하나(예컨대, 셀룰러 전화 통신 대역에서 최적의 무선 성능을 갖는 안테나들(40F 및 45B) 중 주어진 하나)를 선택할 수 있다.
예컨대, 후방 안테나(40B)에 의해 송신된 라디오-주파수 신호들은 전도성 층(112) 및 기판(102)에 의해 전기 컴포넌트들(104) 및 전방 안테나(40F)로부터 차폐될 수 있다. 유사하게, 전도성 층(112) 및 기판(102)은 컴포넌트들(104) 및 전방 안테나(40F)로부터 후방 안테나(40B)를 차폐시켜, 그에 의해 후방 안테나(40B), 컴포넌트들(104), 및 전방 안테나(40F) 사이의 전자기 간섭을 완화시킬 수 있다.
원한다면, 컴포넌트들(108)과 같은 다른 컴포넌트들이 후방 하우징 벽(12R)에 또는 그에 인접하게 장착될 수 있다. 일 예로서, 컴포넌트들(108)은 광 센서, 근접 센서, 또는 터치 센서와 같은 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있고 그리고/또는, 코일(44)(도 2)을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(108)은 기판(106) 또는 기판(102)에 장착될 수 있다. 컴포넌트들(108)은 후방 하우징 벽(12R)으로부터 수직으로 분리될 수 있거나, 후방 하우징 벽(12R)에 대해(예컨대, 직접 접촉하여) 가압될 수 있거나, 또는 후방 하우징 벽(12R)에 장착될 수 있다. 컴포넌트들(108)이 존재하는 시나리오들에서, 후방 안테나(40B)에 대한 전도성 구조들(110)은 후방 하우징 벽(12R)에서 컴포넌트들(108)의 주변부를 측방향으로 둘러싸거나 또는 그 주위에 분포될 수 있다(예컨대, 전도성 구조들(110)은 컴포넌트들(108)과 정렬되는 구멍 또는 개구를 포함할 수 있음). 원한다면, 후방 하우징 벽(12R) 내의 광학적으로 투명한 윈도우들은 컴포넌트들(108)과 정렬되어, 광(예컨대, 가시광, 적외선 광 등)이 후방 하우징 벽(12R)을 통해 컴포넌트들(108)로 그리고/또는 그들로부터 전달되게 할 수 있다.
일 예로서, 컴포넌트들(108)은 적어도 하나의 적외선 광 방출기, 적어도 하나의 적외선 광 센서, 및 코일(44)(도 2)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 코일(44)은 적외선 광 센서 및 방출기를 측방향으로 둘러쌀 수 있다. 적외선 광 방출기는 후방 하우징 벽(12R)을 통해 (예컨대, 후방 하우징 벽(12R) 내의 투명 윈도우를 통해) 적외선 광을 방출할 수 있다. 적외선 광 센서는 사용자(예컨대, 디바이스(10)가 손목시계인 시나리오들에서 디바이스(10)를 자신의 손목에 착용하고 있는 사용자)의 손목(114)과 같은 디바이스(10) 부근의 외부 물체로부터 반사되는 방출된 적외선 광의 반사된 버전을 수신할 수 있다. 컴포넌트들(108) 내의 코일(44)은 후방 하우징 벽(12R)을 통해 무선 전력 어댑터(예컨대, 무선 충전 디바이스)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다. 이러한 예는 단지 예시적일 뿐이며, 원한다면, 컴포넌트들(108)은 임의의 다른 원하는 컴포넌트들을 포함할 수 있거나 또는 생략될 수 있다.
후방 하우징 벽(12R)에 후방 안테나(40B)를 형성함으로써, (예컨대, 도 4의 Z-축과 평행한) 디바이스(10)의 수직 높이는 (후방 안테나(40B)가 여전히 만족스러운 안테나 효율을 나타내게 하면서) 대응하는 안테나 공진 요소가 디바이스(10) 상의 다른 곳에 위치되는 시나리오들에서 그렇지 않으면 가능하게 될 높이보다 더 짧을 수 있다. 일 예로서, 디바이스(10)의 수직 높이는, 후방 안테나(40B)가 여전히 만족스러운 안테나 효율로 동작하게 하면서, 11.4 mm 이하, 15 mm 미만, 8 내지 11.4 mm, 또는 임의의 다른 원하는 높이일 수 있다. 디스플레이(14)로부터 전방 안테나(40F)를 형성하고 후방 하우징 벽(12R)에 후방 안테나(40B)를 형성하며 전도성 층(112)과 같은 전도성 구조들을 사용하여 안테나들(40F 및 40B)을 차폐시킴으로써 전방 안테나(40F)와 후방 안테나(40B) 사이의 수직 분리를 최대화시키는 것은 또한, 전방 안테나(40F)가 여전히 만족스러운 안테나 효율로 동작하게 하면서 디바이스(10)의 수직 높이의 그러한 감소를 허용할 수 있다.
실제로, 후방 안테나(40B)의 무선 성능은 후방 하우징 벽(12R)에 인접한 외부 물체의 존재에 의해 최적화될 수 있다. 예컨대, 사용자가 디바이스(10)를 착용하고 있을 때 후방 하우징 벽(12R)에 인접한 사용자의 손목(114)의 존재는 후방 안테나(40B)의 무선 성능을 향상시킬 수 있다. 동작 동안, 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 공진 요소(예컨대, 전도성 구조들(110))는 후방 하우징 벽(12R) 및 손목(114)의 표면들에 수직으로 배향되는 전기장들(E)을 갖는 라디오-주파수 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이들 신호들은 때때로, 경로들(115)에 의해 도시된 바와 같이, 이어서 손목(114)의 표면을 따라 그리고 외측으로 전파되는 표면파들로 지칭될 수 있다(예컨대, 전도성 구조들(110) 및 손목(114)은 표면파들을 외측으로 지향시키는 도파관으로서의 역할을 할 수 있음). 이는, 후방 안테나(40B)가 손목(114)에 가깝게 위치되고 전형적으로 외부 통신 장비로부터 멀어지게 향하더라도, 후방 안테나(40B)에 의해 전달된 라디오-주파수 신호들이 외부 통신 장비(예컨대, 무선 기지국)에 의해 적절히 수신되게 할 수 있다.
실제로, 셀룰러 전화 통신 대역들 내의 후방 안테나(40B)의 무선 성능은 후방 하우징 벽(12R)을 통한 임피던스 로딩의 변동들에 특히 민감할 수 있다. 무선 통신 동작들을 수행할 때, 후방 안테나(40B)는 후방 하우징 벽(12R) 부근의 손목(114)과 같은 외부 물체들에 의해 후방 하우징 벽(12R)을 통해 로딩될 수 있다. 주의를 기울이지 않으면, 후방 안테나(40B)는, 손목(114)과 같은 외부 물체가 후방 안테나(40B) 부근으로 들어갈 때 자유 공간 환경에 대한 변경된 주파수 응답을 나타낼 수 있다(예컨대, 안테나의 임피던스가 후방 하우징 벽(12R)을 통한 손목(114)으로부터의 로딩으로 인해 변경되므로, 후방 안테나(40B)는 디튜닝될 수 있음). 부가적으로, 상이한 유형들의 물체들 또는 재료들은 상이한 양들만큼 후방 안테나(40B)를 로딩할 수 있다. 유사하게, 후방 하우징 벽(12R)에 대한 외부 물체의 배향 또는 거리에 대한 조정들은 상이한 양들만큼 후방 안테나(40B)를 로딩할 수 있다. 사용자에 의한 디바이스(10)의 정상 동작 동안, 이들 로딩 변동들은 예로서, 사용자가 자신의 손목 상에서 디바이스(10)의 위치 또는 배향을 조정할 때, (예컨대, 스트랩(15)을 조이거나 느슨하게 함으로써) 사용자가 자신의 손목과 후방 안테나(40B) 사이의 거리를 조정할 때, 사용자가 스트랩(15)을 상이한 스트랩으로 교체할 때, 상이한 사용자가 디바이스(10)를 착용할 때(예컨대, 상이한 사용자들은 후방 안테나(40B)의 로딩에 상이하게 영향을 미치는 상이한 손목 생리(physiology)들을 가질 수 있기 때문임), (예컨대, 사용자가 디바이스(10)를 착용하는 동안 수영을 할 때와 같이 땀 또는 물로) 스트랩(15) 또는 손목(114)이 젖을 때, 또는 셔츠 소매와 같은 사용자의 의류의 부분이 디바이스(10)와 손목(114) 사이에 배치되거나 또는 그 사이로부터 제거될 때, 발생할 수 있다. 이들 예들은 단지 예시적일 뿐이다. 일반적으로, 임의의 환경 인자들은 후방 하우징 벽(12R)을 통해 상이한 양들만큼 후방 안테나(40B)를 로딩할 수 있다.
그러한 환경 로딩 변동들은 그의 대응하는 송신 라인(54)(도 3)에 대한 후방 안테나(40B)의 임피던스를 변경할 수 있다. 주의를 기울이지 않으면, 이들 변동들은 후방 안테나(40B)와 무선 회로부(34)의 나머지 부분 사이에서 임피던스 불연속을 생성할 수 있다. 임피던스 불연속은 일부 라디오-주파수 에너지가 외부 통신 장비와 함께 신호들을 전달하는 데 사용되는 대신에 후방 안테나(40B)와 무선 통신 회로부(34)의 나머지 부분 사이의 경계에서 반사되게 할 수 있다. 이들 환경 로딩 변동들이 보상되지 않는다면, 후방 안테나(40B)는 환경 로딩 변동들이 시간에 걸쳐 변화함에 따라 디튜닝되어, 그에 의해, 디바이스(10)의 정상 동작 동안 전체 안테나 효율 및 통신 링크 품질을 감소시킬 수 있다.
이들 안테나 임피던스 변화들을 보상하기 위해, 제어 회로부(20)(도 3)는 후방 안테나(40B)에 커플링된 조정가능한 매칭 회로부를 제어하여, 후방 안테나(40B)가 후방 하우징 벽(12R)을 통해 어떻게 로딩되는지에 관계없이 후방 안테나(40B)가 무선 회로부(34)의 나머지 부분에 적합하게 매칭되는 것을 보장할 수 있다. 원한다면, 제어 회로부(20)는 원하는 관심있는 주파수 대역들을 커버하고 외부 물체들에 의한 안테나의 로딩으로 인한 후방 안테나(40B)의 임의의 디튜닝을 보상하기 위해, 조정가능한 매칭 회로부에 부가하여, 튜닝가능한 컴포넌트들(50)(도 3)을 조정할 수 있다.
그러나, 실제로, 임피던스 매칭 회로부 및 튜닝가능한 컴포넌트들(50)을 조정하는 것은 셀룰러 중간대역과 같은 일부 셀룰러 전화 통신 대역들 내에서의 로딩의 변화들을 보상하기에 충분하지 않을 수 있다. 이들 시나리오들에서, 제어 회로부(20)는 (예컨대, 안테나 다이버시티 방식을 사용하여) 후방 안테나(40B) 대신에 셀룰러 전화 통신 대역을 핸들링하기 위해 전방 안테나(40F)를 제어할 수 있다. 전방 안테나(40F)는, 예컨대 후방 안테나(40B) 보다 후방 하우징 벽(12R)을 통한 로딩의 변화들에 대해 더 영향을 받지 않을 수 있다. 셀룰러 전화 통신 대역을 핸들링하기 위해 전방 안테나(40F)를 사용 중으로 스위칭함으로써, 후방 안테나(40B)가 만족스럽지 못하게 디튜닝되는 경우에도 셀룰러 전화 통신 대역에서의 만족스러운 통신들이 유지될 수 있다. 자유 공간에서, 후방 안테나(40B)는 전방 안테나(40F) 보다 셀룰러 전화 통신 대역에서 더 큰 효율 및 대역폭을 나타낼 수 있다(예컨대, 후방 안테나(40B)는 전방 안테나(40F)에 의해 또한 커버되는 위성 내비게이션 대역들 및 무선 로컬 영역 네트워크가 아니라 셀룰러 전화 통신 대역만을 커버할 필요가 있기 때문임). 따라서, 원한다면, 후방 안테나(40B)는, 일단 셀룰러 전화 통신 대역에서의 그의 무선 성능이 만족스런 레벨로 복귀하면 다시 사용 중으로 스위칭될 수 있다.
도 5는 (예컨대, 도 4의 화살표(116)의 방향으로 취해진 바와 같이) 전방(40F)이 디바이스(10) 내에 어떻게 통합될 수 있는지를 도시하는 디바이스(10)의 평면도이다. 도 5의 페이지의 평면은, 예컨대 도 4의 X-Y 평면 내에 놓여질 수 있다. 도 5의 예에서, 도 4 의 디스플레이 커버 층(82)은 명료함을 위해 도시되지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전방 안테나(40F)의 슬롯(100)은 사행 경로(meandering path)를 따를 수 있고, 상이한 전도성 전자 디바이스 구조들에 의해 한정되는 에지들을 가질 수 있다. 슬롯(100)은 전도성 하우징 측벽들(12W)에 의해 한정되는 제1 세트의 에지들(예컨대, 외측 에지들) 및 전도성 디스플레이 구조들(120)과 같은 전도성 구조들에 의해 한정되는 제2 세트의 에지들(예컨대, 내측 에지들)을 가질 수 있다. 전도성 디스플레이 구조들(120)은, 예컨대 디스플레이 모듈(70)(도 4)의 전도성 부분들, 이를테면 디스플레이(14)의 프레임 또는 어셈블리의 금속 부분들, 디스플레이 층(72) 내의 터치 센서 전극들, 디스플레이 층(74) 내의 픽셀 회로부, 디스플레이 층(76) 내에 임베딩된 근거리 무선 통신 안테나의 부분들, 디스플레이(14) 내의 접지 평면 구조들, 디스플레이(14)에 대한 금속 백 플레이트, 또는 디스플레이(14) 상의 또는 그 내의 다른 전도성 구조들을 포함한다.
도 5 의 예에서, 슬롯(100)은 사행 경로를 따르며, 좌측 전도성 하우징 측벽(12W)의 에지와 전도성 디스플레이 구조들(120) 사이의 제1 세그먼트(124), 상부 전도성 하우징 측벽(12W)과 전도성 디스플레이 구조들(120) 사이의 제2 세그먼트(122), 우측 전도성 하우징 측벽(12W)과 전도성 디스플레이 구조들(120) 사이의 제3 세그먼트(128), 및 저부 전도성 하우징 측벽(12W)과 전도성 디스플레이 구조들(120) 사이의 제4 세그먼트(126)를 갖는다. 세그먼트들(124 및 128)은 평행한 종축들을 따라 연장될 수 있다. 세그먼트들(122 및 126)은 세그먼트들(124 및 128)의 단부들 사이에서 (예컨대, 세그먼트들(124 및 128)의 종축들에 수직한 평행한 종축들을 따라) 연장될 수 있다. 이러한 방식으로, 슬롯(100)은 (예컨대, 위성 내비게이션 통신 대역들 및 저대역 셀룰러 전화 통신 대역들과 같은 비교적 낮은 주파수 대역들을 커버하기 위한 슬롯(100)의 길이를 최대화시키기 위해) 전도성 디스플레이 구조들(120)과 다수의 전도성 하우징 측벽들(12W) 사이에서 연장되는 신장된(elongated) 슬롯일 수 있다.
전방 안테나(40F)는 슬롯(100)의 폭(W)(예컨대, 슬롯(100)의 신장된 길이에 수직으로 연장되는 폭(W))에 걸쳐 커플링된 안테나 급전부(60F)를 사용하여 급전될 수 있다. 도 5의 예에서, 안테나 급전부(60F)는 슬롯(100)의 세그먼트(122)에 걸쳐 커플링된다. 이는 단지 예시적일 뿐이며, 원한다면, 안테나 급전부(60F)는 슬롯(100)의 임의의 부분에 걸쳐 커플링될 수 있다. 안테나 급전부(60F)의 접지 안테나 급전 단자(58F)는 주어진 전도성 하우징 측벽(12W)에 커플링될 수 있고, 안테나 급전부(60F)의 양극 안테나 급전 단자(56F)는 전도성 디스플레이 구조들(120)에 커플링될 수 있다. 이는 단지 예시적일 뿐이며, 원한다면, 안테나 급전부(60F)의 접지 안테나 급전 단자(58F)는 전도성 디스플레이 구조들(120)에 커플링될 수 있고, 안테나 급전부(60F)의 양극 안테나 급전 단자(56F)는 주어진 전도성 하우징 측벽(12W)에 커플링될 수 있다.
이러한 방식으로 구성될 때, 전방 안테나(40F)는 일 예로서 슬롯 안테나를 형성할 수 있다. 슬롯(100)은 전방 안테나(40F)에 대한 방사 요소를 형성할 수 있으며, 때때로 본 명세서에서 슬롯 안테나 공진 요소(100), 슬롯 안테나 방사 요소(100), 슬롯 방사 요소(100), 또는 슬롯 요소(100)로 지칭될 수 있다. 전방 안테나(40F)는, 예컨대, (예컨대, 전도성 하우징 측벽들(12W) 및 전도성 디스플레이 구조들(120)에 의해 한정되는 슬롯(100)의 에지들의 길이에 의해 주어진 바와 같은) 슬롯(100)의 주변부가 안테나의 유효 동작 파장(예컨대, 디바이스(10) 내의 재료들과 연관된 유전체 효과들을 고려한 이후의 파장)과 대략적으로 동일할 때 응답 피크들을 나타낼 수 있다. 원한다면, 전도성 경로들(78)은 전기 길이 및 그에 따른 슬롯(100)의 주변부 및 주파수 응답을 조정하기 위해 하나 이상의 위치들에서 전도성 하우징 측벽들(12W)에 전도성 디스플레이 구조들(120)을 단락시킬 수 있다. 안테나 급전부(60F) 또는 전방 안테나(40F) 상의 다른 곳에 커플링된 슬롯(100), 조정가능한 매칭 회로부, 선택적인 전도성 경로들(78), 및/또는 도 3의 튜닝가능한 컴포넌트들(50)의 하모닉 모드(harmonic mode)들은 위성 내비게이션 대역, 2.4 ㎓ WLAN 및 WPAN 대역, 셀룰러 전화 중간대역, 및 5.0 ㎓ WLAN 대역과 같은 다수의 통신(주파수) 대역들에서 무선 통신들을 수행하도록 전방 안테나(40F)를 구성할 수 있다. 전방 안테나(40F)는 원한다면, 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 도 4의 후방 안테나(40B)와 함께 셀룰러 전화 중간대역에서 무선 통신들을 수행할 수 있다.
도 5의 예는 단지 예시적일 뿐이다. 슬롯(100)은 그의 길이를 따라 균일한 폭(W)을 가질 수 있거나, 또는 그의 길이를 따라 상이한 폭들을 가질 수 있다. 원한다면, 폭(W)은 전방 안테나(40F)의 대역폭을 미조정(tweak)하도록 조정될 수 있다. 일 예로서, 폭(W)은 0.5 mm 내지 1.0 mm일 수 있다. 슬롯(100)은 원한다면 다른 형상들(예컨대, 각각의 종축들을 따라 연장되는 3개 초과의 세그먼트들, 3개 미만의 세그먼트들, 만곡된 에지들 등을 갖는 형상들)을 가질 수 있다. 디바이스(10)는 임의의 원하는 형상 또는 프로파일을 가질 수 있다.
도 6은, 후방 안테나(40B)의 전도성 구조들(110)이 금속 패치와 같은 평면형 금속 구조를 사용하여 구현되는 시나리오들(예컨대, 후방 안테나(40B)가 평면형 역-F 또는 패치 안테나 구조를 사용하여 구현되는 시나리오)에서의 (예컨대, 도 4의 화살표(117)의 방향으로 취해진 바와 같은) 후방 안테나(40B)의 사시도이다. 도 6의 예에서, 도 4의 후방 하우징 벽(12R) 및 기판(106)은 명료함을 위해 도시되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 후방 안테나(40B)는 전도성 구조들(110) 및 안테나 접지(153)를 포함할 수 있다. 안테나 접지(153)는, 예컨대 전도성 하우징 측벽들(12W), 전도성 층(112), 및/또는 디바이스(10) 내의 다른 접지된 전도성 구조들(도 4)의 부분들을 포함할 수 있다. 전도성 구조들(110)은 실질적으로 평면형일 수 있고, 원한다면, 도 4의 후방 하우징 벽(12R)의 형상에 일치할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전도성 구조들(110)은 적어도 거리(155)만큼 안테나 접지(153)로부터 분리될 수 있다. 후방 안테나(40B)의 안테나 급전부(60B)는 거리(155)에 걸쳐 커플링될 수 있다. 양극 안테나 급전 단자(56B)는 전도성 구조들(110)에 커플링될 수 있는 반면, 접지 안테나 급전 단자(58B)는 안테나 접지(153)에 커플링된다. 이는 단지 예시적일 뿐이며, 원한다면, 도 6에 도시된 안테나 급전 단자들(56B 및 58B)의 위치들은 역전될 수 있다. 원한다면, 양극 안테나 급전 단자(56B)는 안테나 접지(153)를 향해 하향으로 돌출되는 전도성 구조(110)의 급전 레그에 커플링될 수 있다. 이러한 방식으로 급전될 때, 후방 안테나(40B)는 패치 안테나를 형성할 수 있다. 원한다면, 복귀 경로(151)와 같은 선택적인 복귀 경로는 하나 이상의 위치들에서 안테나 접지(153)에 전도성 구조들(110)을 단락시킬 수 있다. 이들 시나리오들에서, 후방 안테나(40B)는 예컨대 평면형 역-F 안테나를 형성할 수 있다. 전도성 구조들(110)은 후방 안테나(40B)에 대한 안테나 공진 요소를 형성할 수 있으며, 때때로 본 명세서에서 안테나 공진 요소(110), 안테나 방사 요소(110), 또는 패치(110)로 지칭될 수 있다.
도 6의 예에서, 전도성 구조들(110)은 직사각형 플레이트 형상을 갖는다. 전도성 구조들(110)이 사행 아암(meandering arm) 형상, 다수의 브랜치들을 갖는 형상들, 하나 이상의 만곡된 에지들, 하나 이상의 직선형 에지들, 또는 다른 형상들을 갖는 구성들이 또한 후방 안테나(40B)의 안테나 공진 요소를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 전도성 구조들(110)은 원한다면 다른 급전 방식들을 사용하여 급전될 수 있다(예컨대, 전도성 구조들(110)에 의해 형성된 안테나 공진 요소는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 다이폴 안테나, 슬롯 안테나, 루프 안테나 등의 공진 요소일 수 있음).
도 6의 예에 도시된 바와 같이, (때때로 본 명세서에서 노치(150) 또는 구멍(150)으로 지칭되는) 슬롯(150)은 전도성 구조들(110)로 형성될 수 있다. 슬롯(150)은 전도성 구조들(110)의 에지들에 의해 한정될 수 있다. 슬롯(150)은, 전도성 구조들(110) 내의 전도성 재료에 의해 완전히 둘러싸인(예컨대, 그에 의해 에워싸인) 폐쇄 슬롯일 수 있거나, 또는 전도성 구조들(110)의 외측 에지로 연장되는 개방 슬롯일 수 있다(예컨대, 슬롯(150)은 전도성 구조들(110)의 외측 에지의 일측으로부터 전도성 구조들(110)의 내부를 향해 연장되는 절단부 또는 노치에 의해 형성될 수 있음).
슬롯(150)은 임의의 원하는 주변부 또는 형상을 가질 수 있다. 도 6의 예에서, 슬롯(150)은 만곡된(예컨대, 원형 또는 타원형) 형상을 갖는다. 슬롯(150)의 형상은 슬롯(150)과 정렬되거나 그 내부에 배치되는 컴포넌트들(108)과 같은 다른 컴포넌트들을 수용할 수 있다. 원한다면, 슬롯(150)의 형상은 컴포넌트들(108)의 형상에 일치하도록 구성될 수 있다. 컴포넌트들(108)은 전도성 구조들(110)과 함께 공통 평면에 놓일 수 있고 그리고/또는 전도성 구조들(110)의 평면 아래에 놓일 수 있다.
도 6의 예는 단지 예시적일 뿐이다. 일반적으로, 양극 안테나 급전 단자(56B) 및 선택적인 복귀 경로(151)는 임의의 원하는 위치들에서 전도성 구조들(110)에 커플링될 수 있다. 전도성 구조들(110) 및 슬롯(150)은 임의의 원하는 형상들(예컨대, 하나 이상의 만곡된 측면들, 하나 이상의 직선형 측면들 등을 갖는 형상들)을 가질 수 있다. 이러한 방식으로 구성될 때, 후방 안테나(40B)는 도 4 및 도 5의 전방 안테나(40F)에 대해 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 셀룰러 중간대역과 같은 원하는 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 전달할 수 있다. 후방 안테나(40B) 내의 슬롯(150)은 컴포넌트들(108)이 (예컨대, 전도성 구조들(110)로 무선 신호들을 차단하지 않으면서) 도 4의 후방 하우징 벽(12R)을 통해 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하게 할 수 있다.
도 7은, 도 4 내지 도 6의 후방 안테나(40B) 및 전방 안테나(40F)가 통신 대역들의 세트를 통해 무선 통신들을 수행하면서, 그들 통신 대역들의 서브세트를 통해 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 무선 통신들을 수행하도록 어떻게 제어될 수 있는지를 도시하는 무선 회로부(34)의 회로도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 무선 회로부(34)는 WLAN 트랜시버(TX/RX) 회로부(36), GPS 수신기 회로부(38), 및 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 포함할 수 있다. WLAN 트랜시버 회로부(36)는 또한 원한다면 WPAN 통신 대역들을 커버할 수 있다. WLAN 트랜시버 회로부(36)는 데이터 경로(204)를 통해 애플리케이션 프로세서(AP)(202)에 커플링될 수 있다. GPS 수신기 회로부(38)는 데이터 경로(208)를 통해 애플리케이션 프로세서(202)에 커플링될 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 데이터 경로(212)를 통해 셀룰러 베이스밴드(BB) 프로세서 회로부(200)에 커플링될 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로부(200)(때때로 본 명세서에서 베이스밴드 프로세서(200)로 지칭됨)는 경로(206)를 통해 애플리케이션 프로세서(202)에 커플링될 수 있다. 애플리케이션 프로세서(202)는 운영 체제 소프트웨어 또는 디바이스(10)의 제어 및 동작과 연관된 다른 소프트웨어를 실행할 수 있다.
원한다면, 애플리케이션 프로세서(202), 베이스밴드 프로세서 회로부(200), 셀룰러 트랜시버 회로부(32), GPS 수신기 회로부(38), 및 WLAN 트랜시버 회로부(36)는 각각, 별개의 집적 회로들, 집적 회로 패키지들, 칩들, 또는 인쇄 회로 보드들과 같은 별개의 기판들 상에 형성될 수 있다. 다른 적합한 배열에서, 애플리케이션 프로세서(202), 베이스밴드 프로세서 회로부(200), 셀룰러 트랜시버 회로부(32), GPS 수신기 회로부(38), 및 WLAN 트랜시버 회로부(36)는 공유된 집적 회로, 집적 회로 패키지, 칩, 또는 인쇄 회로 보드과 같은 동일한 기판(예컨대, 도 4의 기판(102)) 상에 형성될 수 있다.
WLAN 트랜시버 회로부(36)는 디지털-아날로그 변환기 회로부, 아날로그-디지털 변환기 회로부, 전력 증폭기 회로부, 저잡음 증폭기 회로부, 믹서 회로부(예컨대, 상향-변환기 및 하향-변환기 회로부), 또는 WLAN 또는 WPAN 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 생성하고 WLAN 또는 WPAN 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 수신하기 위한 다른 회로부를 포함할 수 있다. GPS 수신기 회로부(38)는 아날로그-디지털 변환기 회로부, 저잡음 증폭기 회로부, 믹서 회로부(예컨대, 하향-변환기 회로부) 또는 위성 내비게이션 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 수신하기 위한 다른 회로부를 포함할 수 있다.
WLAN 트랜시버 회로부(36) 및 GPS 수신기 회로부(38)는 대응하는 라디오-주파수 송신 라인(54F)을 통해 전방 안테나(40F)에 커플링될 수 있다. 필터 회로부(214)와 같은 필터(F) 회로부는 WLAN 트랜시버 회로부(36), GPS 수신기 회로부(38), 및 전방 안테나(40F) 사이에 커플링될 수 있다. 필터 회로부(214)는 GPS 수신기 회로부(38)에 의해 핸들링되는 GPS 신호들로부터 WLAN 트랜시버 회로부(36)에 의해 핸들링되는 라디오-주파수 신호들을 격리시키는 역할을 할 수 있다. 부가적으로, 필터 회로부(214)는 셀룰러 전화 통신 대역들의 라디오-주파수 신호들이 전방 안테나(40F)로부터 WLAN 트랜시버 회로부(36) 및 GPS 수신기 회로부(38)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 필터 회로부(214)는, 듀플렉서 회로부, 다이플렉서 회로부, 저역 통과 필터 회로부, 고역 통과 필터 회로부, 대역통과 필터 회로부, 노치 필터 회로부, 임피던스 매칭 회로부 등과 같은 수동 필터링 회로부를 포함할 수 있다. 원한다면, 필터 회로부(214)는 하나 이상의 스위치들과 같은 능동 회로부를 포함할 수 있다. 전방 안테나(40F)는 WLAN/WPAN 통신 대역들에서 WLAN 트랜시버 회로부(36)에 의해 생성된 라디오-주파수 신호들을 송신할 수 있고, WLAN 트랜시버 회로부(36)에 대한 WLAN/WPAN 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 수신할 수 있다. 유사하게, 전방 안테나(40F)는 GPS 수신기 회로부(38)에 대한 위성 내비게이션 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 수신할 수 있다.
애플리케이션 프로세서(202)는 WLAN/WPAN 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 생성하기 위해 WLAN 트랜시버 회로부(36)에 의해 사용되는 디지털 데이터를 데이터 경로(204)를 통해 WLAN 트랜시버 회로부(36)에 제공할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(202)는 WLAN/WPAN 통신 대역들에서 전방 안테나(40F)에 의해 수신되었던 라디오-주파수 데이터에 대응하는 인입 디지털 데이터를 데이터 경로(204)를 통해 WLAN 트랜시버 회로부(36)로부터 수신할 수 있다. 유사하게, 애플리케이션 프로세서(202)는 위성 내비게이션 통신 대역에서 전방 안테나(40F)에 의해 수신되었던 라디오-주파수 데이터에 대응하는 인입 디지털 데이터를 데이터 경로(208)를 통해 GPS 수신기 회로부(38)로부터 수신할 수 있다.
애플리케이션 프로세서(202)는 셀룰러 전화 통신 대역들에서의 송신을 위한 베이스밴드 데이터를 생성하기 위해 베이스밴드 프로세서 회로부(200)를 제어할 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 베이스밴드 데이터를 데이터 경로(212)를 통해 셀룰러 트랜시버 회로부(32)로 전달할 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 디지털-아날로그 변환기 회로부, 아날로그-디지털 변환기 회로부, 전력 증폭기 회로부, 저잡음 증폭기 회로부, 믹서 회로부(예컨대, 상향-변환기 및 하향-변환기 회로부), 또는 셀룰러 전화 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 생성하고 셀룰러 전화 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 수신하기 위한 다른 회로부를 포함할 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 베이스밴드 프로세서 회로(200)로부터 수신된 베이스밴드 데이터에 대응하는 라디오-주파수 신호들을 셀룰러 전화 통신 대역들에서 생성할 수 있다.
유사하게, 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 셀룰러 전화 통신 대역들에서 (예컨대, 주어진 시간에 안테나들(40F 및 40B) 중 하나로부터) 라디오-주파수 신호들을 수신할 수 있고, 대응하는 베이스밴드 데이터를 생성하기 위해 라디오-주파수 신호들을 하향-변환할 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 베이스밴드 데이터를 베이스밴드 프로세서 회로부(200)로 전달할 수 있다. 베이스밴드 프로세서(200)에 의해 수신된 인입 데이터는 원한다면 경로(206)를 통해 애플리케이션 프로세서(202)로 전달될 수 있다.
셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 스위치(SW)와 같은 스위칭 회로부를 사용하여 안테나들(40F 및 40B)에 커플링될 수 있다. 스위치(SW)의 구성은 스위치 제어 경로(242) 상의 제어 신호(CTRL')에 의해 제어될 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로(200)와 같은 디바이스(10) 내의 제어 회로부는 실시간으로 안테나 성능을 최적화하기 위해 제어 신호(CTRL')의 상태를 제어할 수 있다. 예컨대, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 제어 경로(210)를 통해 스위치 제어기(216)에 커플링될 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 스위치(SW)에 대한 원하는 상태를 식별하는 스위치 제어 신호(CTRL)를 제어 경로(210)를 통해 스위치 제어기(216)에 제공할 수 있다. 스위치 제어기(216)는 제어 신호(CTRL)를 경로(242)를 통해 스위치(SW)에 제공되는 제어 신호(CTRL')로 변환할 수 있다. 일 예로서, 스위치 제어기(216)는 스위치(SW)를 원하는 상태로 설정하기 위해 제어 신호(CTRL)에 기초하여, 미리 결정된 전압 레벨에서 제어 신호(CTRL')를 어써트(assert)할 수 있다.
스위치(SW)는 셀룰러 트랜시버 회로부(32)에 커플링된 제1 단자(222), 송신 라인(54F)을 통해 전방 안테나(40F)에 커플링된 제2 단자(226), 및 송신 라인(54B)을 통해 후방 안테나(40B)에 커플링된 제3 단자(224)를 가질 수 있다. 송신 라인(54F)은, 예컨대 전방 안테나(40F)의 안테나 급전부(60F)에 커플링될 수 있다(도 5). 송신 라인(54B)은, 예컨대 후방 안테나(40B)의 안테나 급전부(60B)에 커플링될 수 있다(도 6).
스위치(SW)는, 단자(226)가 단자(222)에 커플링되고 단자(224)가 단자(222)로부터 디커플링되는 제1 상태를 가질 수 있다. 제1 상태에서, 스위치(SW)는 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 전방 안테나(40F)에 커플링시킬 수 있고, 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 후방 안테나(40B)로부터 디커플링시킬 수 있다. 스위치(SW)는, 단자(224)가 단자(222)에 커플링되고 단자(226)가 단자(222)로부터 디커플링되는 제2 상태를 가질 수 있다. 제2 상태에서, 스위치(SW)는 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 후방 안테나(40B)에 커플링시킬 수 있고, 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 전방 안테나(40F)로부터 디커플링시킬 수 있다. 제어 신호(CTRL')는 제1 및 제2 상태들 중 선택된 하나에 스위치(SW)를 배치하기 위해 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 스위치(SW)는 SPDT(single-pole double-throw) 스위치로서 구현된다. 이는 단지 예시적일 뿐이다. 원한다면, 스위치(SW)는, 단자(222)가 단자들(226 및 224) 둘 모두로부터 디커플링되는 제3 상태를 가질 수 있다. 스위치(SW)는 일반적으로, 임의의 원하는 스위칭 회로부들(예컨대, 스위치들의 네트워크들, 스위치 매트릭스 등)을 사용하여 구현될 수 있다.
원한다면, 필터 회로부(247)와 같은 필터 회로부는 스위치(SW)와 셀룰러 트랜시버 회로부(32) 사이에 커플링될 수 있다. 필터 회로부(247)는 듀플렉서 회로부, 다이플렉서 회로부, 저역 통과 필터 회로부, 고역 통과 필터 회로부, 대역통과 필터 회로부, 노치 필터 회로부, 임피던스 매칭 회로부 등과 같은 수동 필터링 회로부를 포함할 수 있다. 필터 회로부(247)는, 예컨대, 셀룰러 트랜시버 회로부(32)의 송신 포트들을 셀룰러 트랜시버 회로부(32)의 수신 포트들로부터 격리시키는 역할을 할 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)의 수신 포트들은 저잡음 증폭기(245)와 같은 저잡음 증폭기들에 커플링될 수 있다. 셀룰러 트랜시버 회로부(32)의 송신 포트들은 전력 증폭기(244)와 같은 전력 증폭기들에 커플링될 수 있다. 이러한 예는 단지 예시적일 뿐이며, 일반적으로, 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 임의의 원하는 수의 송신 및 수신 포트들 그리고 임의의 원하는 방식으로 배열된 임의의 원하는 필터링 회로부를 포함할 수 있다. 저잡음 증폭기(245) 및/또는 전력 증폭기(244)는 원한다면 셀룰러 트랜시버 회로부(32)의 일부로서 형성될 수 있다.
원한다면, 부가적인 라디오-주파수 전단 회로부가 송신 라인들(54F 및 54B)(명료함을 위해 도 7에 도시되지 않음)에 커플링될 수 있다. 이러한 라디오-주파수 전단 회로부는 임피던스 매칭 회로부, 스위칭 회로부, 필터 회로부, 또는 임의의 다른 원하는 라디오-주파수 전단 컴포넌트들(예컨대, 저항기들, 인덕터들, 및 커패시터들과 같은 수동 및/또는 능동(조정가능한) 컴포넌트들의 네트워크들)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 부가적인 필터 회로부는 WLAN, WPAN, 및 위성 내비게이션 통신 대역들의 라디오-주파수 신호들로부터 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 격리시키기 위해 송신 라인(54F)에 커플링될 수 있다.
베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 주어진 시간에 전방 안테나(40F) 및 후방 안테나(40B) 중 최적의 안테나를 셀룰러 트랜시버 회로부(32)에 커플링시키기 위해 (예컨대, 스위치 제어기(216)를 통해) 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 예컨대, 후방 안테나(40B)가 셀룰러 전화 통신 대역들에서(예컨대, 셀룰러 전화 중간대역에서) 만족스러운 무선 성능이 가능한 시나리오들에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 후방 안테나(40B)에 커플링시키기 위해 스위치(SW)를 제어할 수 있고, 후방 안테나(40B)는 후방 하우징 벽(12R)을 통해 셀룰러 전화 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신할 수 있다(도 4).
그러나, 후방 안테나(40B)가 셀룰러 전화 통신 대역에서(예컨대, 셀룰러 전화 중간대역에서) 만족스럽지 못한 무선 성능을 나타내면, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 셀룰러 트랜시버 회로부(32)를 전방 안테나(40F)에 커플링시키기 위해 스위치(SW)를 토글링할 수 있고, 전방 안테나(40F)는 디스플레이 커버 층(82)을 통해 셀룰러 전화 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신할 수 있다(도 4).
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 라디오-주파수 커플러(218)는 송신 라인(54F)에 커플링될 수 있고, 제2 라디오-주파수 커플러(220)는 송신 라인(54B)에 커플링될 수 있다. 커플러(218)는 피드백 경로(228)를 통해 베이스밴드 프로세서 회로부(200)에 커플링될 수 있다. 커플러(220)는 피드백 경로(230)를 통해 베이스밴드 프로세서 회로부(200)에 커플링될 수 있다. 이는 단지 예시적일 뿐이며, 다른 적합한 배열에서, 피드백 경로들(228 및 230)은 커플러들과 베이스밴드 프로세서 회로부(200) 사이에 개재된 피드백 수신기에 제공될 수 있다.
커플러(218)는 전방 안테나(40F)로 그리고 그로부터 유동하는 셀룰러 전화 통신 대역들의 라디오-주파수 신호들을 탭핑(tap)하는 데 사용될 수 있다. 커플러(218)로부터의 탭핑된 라디오-주파수 신호들은 셀룰러 전화 통신 대역들에서 전방 안테나(40F)의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 생성하기 위해 베이스밴드 프로세서 회로부(200) 및/또는 피드백 수신기를 사용하여 프로세싱될 수 있다. 커플러(220)는 후방 안테나(40B)로 그리고 그로부터 유동하는 셀룰러 전화 통신 대역들의 라디오-주파수 신호들을 탭핑하는 데 사용될 수 있다. 커플러(220)로부터의 탭핑된 안테나 신호들은 셀룰러 전화 통신 대역들에서 후방 안테나(40B)의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 생성하기 위해 베이스밴드 프로세서 회로부(200) 및/또는 피드백 수신기를 사용하여 프로세싱될 수 있다. 탭핑된 라디오-주파수 신호들은 전력 증폭기(244)에 의해 송신되고 있는 신호들의 탭핑된 버전(때때로 순방향 신호들로 지칭됨), 및 안테나들(40F 또는 40B)로부터 반사된 송신된 신호들의 탭핑된 버전(때때로 역방향 신호들로 지칭됨)을 포함할 수 있다. 원한다면, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)와 같은 제어 회로부는 주어진 시간에 순방향 및 역방향 신호들 중 선택된 하나를 베이스밴드 프로세서 회로부(200)에 제공하기 위해 커플러들(218 및 220) 내의 스위칭 회로부를 제어할 수 있다.
탭핑된 신호들을 사용하여 생성된 무선 성능 메트릭 데이터는 안테나들(40F 및 40B)의 임피던스의 위상 및 크기 측정들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전방 안테나(40F)에 대한 순방향 및 역방향 신호들을 프로세싱함으로써, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 전방 안테나(40F)의 임피던스의 위상 및 크기에 관한 정보를 실시간으로 수집할 수 있다. 위상 및 크기 측정들은 전방 안테나(40F)의 복소 임피던스를 표시하는 산란 파라미터(소위 "S-파라미터") 값들과 같은 복소 임피던스 데이터를 포함할 수 있다. S-파라미터들의 측정들은, 예컨대 신호 송신 동안 전방 안테나(40F)로부터 커플러(218)를 향해 다시 반사되는 라디오-주파수 신호들의 양을 표시하는 측정된 반사 계수 파라미터 값들(소위 S11 값들)을 포함할 수 있다. 유사하게, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 후방 안테나(40B)에 대한 S-파라미터들과 같은 위상 및 크기 측정들을 수집할 수 있다.
안테나들(40F 및 40B)의 임피던스의 위상 및 크기는, 안테나들(40F 또는 40B)의 동작이 디바이스(10)의 동작 환경에 의해 영향을 받았는지 여부(예컨대, 외부 물체의 존재가 안테나들(40F 또는 40B)의 로딩을 디튜닝 또는 변경시켰는지 여부)를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 외부 물체의 존재에 의해 후방 안테나(40B)가 디튜닝/로딩되었을 때를 식별하기 위해, 수집된 위상 및 크기 정보의 변동들(예컨대, 지나치게 높은 크기의 S11 측정들 등)을 검출할 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로부(200)가 후방 안테나(40B)의 로딩으로 인해 (예컨대, 사용자가 도 4의 스트랩(15)을 조정하는 것, 스트랩(15)을 변경시키는 것, 손목(114)에 대한 디바이스(10)의 배향을 조정하는 것, 스트랩(15)이 젖는 것, 상이한 사용자가 디바이스(10)를 착용하는 것 등으로 인해) 후방 안테나(40B)가 디튜닝되었다는 것을 검출하면, 베이스밴드 프로세서 회로(200)는, 디튜닝된 후방 안테나(40B) 대신에 (예컨대, 셀룰러 전화 중간대역에서) 셀룰러 전화 통신들을 핸들링하기 위해 전방 안테나(40F)를 사용 중으로 스위칭하도록 스위치(SW)를 조정하기 위해 제어 신호(CTRL)를 제어 경로(210)를 통해 송출할 수 있다. 전방 안테나(40F)가 사용 중으로 스위칭된 이후, 무선 회로부(34)는, 후방 안테나(40B)가 디튜닝되더라도 (전방 안테나(40F)를 사용하여) 셀룰러 전화 통신들을 계속 수행할 수 있다.
원한다면, 수신 신호 강도 데이터와 같은 다른 성능 메트릭 데이터는, 안테나들(40F 및 40B) 중 어느 것이 주어진 시간에 셀룰러 트랜시버 회로부(32)에 커플링될지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 원한다면, 베이스밴드 프로세서 회로부(200), 셀룰러 트랜시버 회로부(32), 및/또는 별개의 수신 신호 강도 측정 회로부는 (예컨대, 저잡음 증폭기 회로부(245)를 통해) 안테나들(40F 및 40B)로부터 신호들을 수신할 수 있다. 이러한 컴포넌트들은 안테나들(40F 및 40B)을 사용하여 셀룰러 전화 통신 대역들에서 수신된 라디오-주파수 신호들의 수신 신호 강도를 표시하는 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 이들 컴포넌트들은 수신 신호들로부터 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 값들을 수집할 수 있다. 하나의 적합한 배열에서, 다이오드 검출기 회로부는 RSSI 값들을 추출하기 위해, 수신된 라디오-주파수 신호들을 알려진 전압 레벨로 변환하는 데 사용될 수 있다. RSSI 값들은 베이스밴드 프로세서 회로부(200) 또는 애플리케이션 프로세서(202)로 송신될 수 있다. 수집된 RSSI 값들은 (예컨대, 데이터베이스 파일과 같은 데이터 구조에) 각각의 안테나에 대해 축적 및 저장될 수 있다.
베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 현재 안테나가 셀룰러 전화 통신들에 대해 비사용 중으로 스위칭될 필요가 있는지 여부를 결정하기 위해, 수집된 성능 메트릭 정보(예컨대, 수집된 RSSI 값들)를 프로세싱할 수 있다. 예컨대, 주어진 안테나에 의해 수집되는 수집된 RSSI 값들이 미리 결정된 임계치 값 미만으로 떨어질 때, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 셀룰러 전화 통신들을 수행하기 위해 다른 안테나를 사용 중으로 스위칭하도록 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 일반적으로, 임의의 원하는 무선 성능 메트릭 값들(예컨대, 수신기 감도 값들, 신호 대 잡음비 값들, 잡음 플로어 값들, 에러 레이트 값들, RSSI 값들 등)은, 셀룰러 전화 통신들에 대해 어느 안테나를 사용할지를 결정하는 데 사용될 수 있다.
원한다면, 스위치 제어기(216), 스위치(SW), 커플러(218), 커플러(220), 필터 회로부(247), 전력 증폭기(244), 및/또는 저잡음 증폭기(245)는 공유된 집적 회로, 집적 회로 패키지, 칩, 가요성 인쇄 회로, 강성 인쇄 회로 보드 등과 같은 공통 기판(240) 상에 형성될 수 있다. 도 7의 예는 단지 예시적일 뿐이며, 일반적으로, 임의의 원하는 회로부가, WLAN, WPAN, GPS, 및 셀룰러 전화 통신 대역들에서 무선 통신들을 수행하도록 전방 안테나(40F)를 제어하면서, 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 전방 안테나(40F)에 대해 셀룰러 전화 통신 대역들에서 무선 통신들을 수행하도록 후방 안테나(40B)를 또한 제어하는 데 사용될 수 있다.
도 8은, 안테나 다이버시티 방식을 사용하여 셀룰러 전화 통신 대역들에서 전방 안테나(40F) 및 후방 안테나(40B)를 동작시키기 위해 무선 회로부(34) 및 제어 회로부(20)에 의해 수행될 수 있는 예시적인 단계들의 흐름도이다. 도 8의 단계들은, 예컨대 전방 안테나(40F)가 도 7의 회로부(36 및 38)를 사용하여 WLAN, WPAN, 및/또는 위성 내비게이션 통신 대역들에서 라디오-주파수 신호들을 동시에 송신 및/또는 수신하는 동안 수행될 수 있다.
단계(300)에서, 무선 회로부(34)는 셀룰러 전화 통신들을 수행하기 시작할 수 있다. 도 7의 셀룰러 트랜시버 회로부(32)는 안테나들(40F 및/또는 40B)을 사용하여 셀룰러 전화 통신 대역(예컨대, 셀룰러 중간대역)에서 라디오-주파수 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예컨대, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 셀룰러 전화 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 전달하기 위해 안테나들(40F 및 40B)을 사용하는 것 사이에서 교번하도록 스위치(SW)를 토글링할 수 있거나, 또는 안테나들(40F 및 40B) 중 하나만을 사용하여 셀룰러 전화 통신 대역에서 라디오-주파수 신호들을 전달할 수 있다.
단계(302)에서, 무선 회로부(34)는 셀룰러 전화 통신 대역에서 안테나들(40F 및/또는 40B)의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 수집할 수 있다. 예컨대, 무선 회로부(34)는 안테나들(40F 및 40B) 둘 모두를 사용하여 무선 성능 메트릭 데이터를 수집할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 안테나들(40F 및 40B) 사이에서 토글링하도록 스위치(SW)를 제어할 수 있고, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 각각의 안테나에 대해 그 안테나가 셀룰러 트랜시버 회로부(32)에 커플링되는 동안 라디오-주파수 성능 메트릭 데이터를 수집할 수 있다. 다른 적합한 시나리오에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 안테나들(40F 및 40B) 중 하나만을 사용하여 라디오-주파수 성능 메트릭 데이터를 수집할 수 있다. 무선 성능 메트릭 데이터는 RSSI 값들, 임피던스 데이터, 이를테면 위상 및 크기 값들(예컨대, 커플러들(218 및 220)을 사용하여 수집됨), 및/또는 임의의 다른 원하는 라디오-주파수 성능 메트릭 데이터를 포함할 수 있다.
단계(304)에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200) 및/또는 애플리케이션 프로세서(202)는 수집된 무선 성능 메트릭 데이터를 프로세싱하여, 프로세싱된 데이터를 생성할 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는, 예컨대 시간에 걸쳐 안테나들(40F 및/또는 40B)에 의해 수집된 다수의 개별 무선 성능 메트릭 데이터 값들의 평균들을 생성하고, 시간에 걸쳐 안테나들(40F 및/또는 40B)에 의해 수집된 다수의 개별 무선 성능 메트릭 데이터 값들의 선형 조합들을 생성하며, 그리고/또는 수집된 무선 성능 메트릭 데이터를 필터링함으로써, 프로세싱된 데이터를 생성할 수 있다.
무선 성능 메트릭 데이터를 필터링하는 것은, 예컨대, 베이스밴드 회로부(200)가 잡음 또는 허위 포지티브(positive)들로부터 무선 안테나 성능의 실제 저하를 구별하게 할 수 있다. 일 예로서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는, 디바이스(10)의 배향/포지션, 디바이스(10)의 지리적 위치, 알려진 이벤트들과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터의 미리 결정된 패턴들 등과 연관된 사용자 통계치들과 수집된 무선 성능 메트릭 데이터를 비교할 수 있다.
단계(306)에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 단계(304)에서 생성된 프로세싱된 데이터에 기초하여 셀룰러 전화 통신들을 위해 사용하도록 안테나들(40F 및 40B) 중 최적의 안테나를 선택할 수 있다. 예컨대, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는, 안테나들(40F 및 40B) 중 어느 것이 셀룰러 전화 통신 대역에서 우수한 무선 성능(예컨대, 더 큰 RSSI 값들)을 나타내는지를 결정할 수 있고, 후속 셀룰러 전화 통신을 위해 사용하도록 그 안테나를 선택할 수 있다. 단계(302) 동안 무선 성능 메트릭 데이터가 후방 안테나(40B)와 같은 단일 안테나에 대해서만 수집된 시나리오들에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는, 전방 안테나(40F)가 사용 중으로 스위칭되어야 하는지 여부를 결정하기 위해 허용가능한 값들의 범위(예컨대, 최소 수용가능한 RSSI 임계치 값에 의해 한정된 수용가능한 RSSI 값들의 범위와 같은 수용가능한 무선 성능 메트릭 값들의 범위)와 프로세싱된 데이터를 비교할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 후방 안테나(40B)에 대해 수집된 프로세싱된 데이터가 허용가능한 값들의 범위 밖에 있다면(예컨대, 프로세싱된 데이터가 최소 허용가능한 RSSI 임계치 값보다 작으면), 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 후속 셀룰러 전화 통신들을 수행하는 데 사용하기 위해 전방 안테나(40F)를 선택할 수 있다.
단계(308)에서, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 후속 셀룰러 전화 통신들을 위한 사용을 위해 (예컨대, 프로세싱 단계(306) 동안 결정된 바와 같은) 선택된 안테나를 셀룰러 트랜시버 회로부(32)에 커플링시키도록 스위치(SW)를 제어할 수 있다. 선택된 안테나는 셀룰러 전화 통신 대역(예컨대, 셀룰러 전화 중간대역)에서 라디오-주파수 신호들을 계속 전달할 수 있다. 프로세싱은 안테나들(40F 및/또는 40B)의 무선 성능을 계속 모니터링하기 위해 경로(310)에 의해 도시된 바와 같이 단계(302)로 루프 백될 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나들(40F 및 40B) 중 최적의 안테나는, 디바이스(10) 주위의 임의의 변화하는 환경 조건들에 관계없이, 주어진 시간에 셀룰러 전화 통신들을 수행하기 위해 사용 중으로 스위칭될 수 있다. 원한다면, 도 3의 튜닝가능한 컴포넌트들(50)은 또한, 무선 성능을 추가로 최적화하기 위해, 선택된 안테나들에 대한 주파수 응답, 편파, 또는 방사 패턴 형상을 조정하도록 조정될 수 있다.
도 8의 예는 단지 예시적일 뿐이다. 원한다면, 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 무선 성능 메트릭 데이터를 연속적으로 또는 주기적으로 수집할 수 있거나, 또는 셀룰러 전화 통신 대역에서 안테나들(40F 및 40B) 중 하나 또는 둘 모두에 대한 소프트웨어 트리거에 응답하여 무선 성능 메트릭 데이터를 수집할 수 있다. 무선 성능 메트릭 데이터는, 송신되거나 수신된 통신 데이터에 응답하여 또는 송신되거나 수신된 테스트 신호들(예컨대, 통신 데이터를 포함하지 않는 신호들)에 응답하여 수집될 수 있다.
도 9는 도 4 내지 도 7의 안테나들(40F 및 40B)의 집합적 안테나 성능(안테나 효율)이 동작 주파수의 함수로서 도시된 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 전방 안테나(40F)는, 1575 ㎒에 중심을 둔 GPS 대역, 2.4 ㎓ WLAN 대역(WL)(예컨대, 약 2400 ㎒와 2500 ㎒ 사이에서 연장됨), 5.0 ㎓ WLAN 대역(WH)(예컨대, 약 5150 ㎒와 5850 ㎒ 사이에서 연장됨), 및 셀룰러 중간대역(MB)(예컨대, 대략 1700 ㎒와 2200 ㎒ 사이에서 연장되는 대역)과 같은 다수의 통신 대역들에서의 무선 회로부(34)에 대한 커버리지에 기여할 수 있다. 후방 안테나(40B)는 또한 셀룰러 전화 중간대역(MB)에서의 커버리지에 기여할 수 있다.
셀룰러 트랜시버 회로부(32)에 커플링된 안테나의 무선 성능이 (예컨대, 환경 인자들에 의한 로딩으로 인해) 저하될 때, 무선 회로부(34)는 곡선(326)에 의해 도시된 바와 같이 셀룰러 전화 중간대역(MB)에서 감소된 효율을 나타낼 수 있다. 베이스밴드 프로세서 회로부(200)는 (예컨대, 도 8의 단계(304)에서 수집되고 단계(306)에서 프로세싱된 무선 성능 메트릭 데이터를 사용하여) 이러한 저하를 식별할 수 있고, 후속하여, 셀룰러 중간대역(MB)에서 무선 통신들을 수행하기 위해 다른 안테나를 사용 중으로 스위칭하도록 스위치(SW)를 토글링할 수 있다. 다른 안테나를 사용 중으로 스위칭한 이후, 무선 회로부(34)는 곡선(324)에 의해 도시된 바와 같이 셀룰러 중간대역(MB)에서 만족스러운 효율을 나타낼 수 있다. 주어진 시간에 안테나들(40F 및 40B) 중 최적의 안테나를 사용 중으로 스위칭함으로써, 무선 회로부(34)는 외부 환경 인자들에 관계없이 셀룰러 전화 중간대역(MB)에서 만족스러운 효율을 계속 나타내면서, 또한 GPS 대역 및 WLAN 대역들(WL 및 WH)을 커버할 수 있다.
도 9의 예는 단지 예시적일 뿐이다. 예컨대, 대역들(GPS, MB, WL, 및 WH)에서의 전방 안테나(40F)의 응답이 개별 피크들로서 도시되지만, 전방 안테나(40F)의 대역폭은 실제로, 대역(GPS)의 적어도 하한으로부터 대역(WH)의 적어도 상한까지 연장하기에 충분히 넓을 수 있다. 원한다면, 전방 안테나(40F)는 또한 대략 600 ㎒까지 아래로 연장되는 셀룰러 전화 저대역 및/또는 대역들(WL 및 WH) 사이에서 연장되는 셀룰러 전화 고대역을 커버할 수 있다. 일반적으로, 안테나들(40F 및 40B)은 임의의 원하는 통신 대역들 중 하나 이상을 커버할 수 있고, 임의의 원하는 통신 대역들 중 하나 이상에서 안테나 다이버시티 동작들을 수행할 수 있다. 도 4 내지 도 7의 안테나들(40F 및 40B)을 형성하는 데 사용되는 안테나 구조들은 단지 예시적일 뿐이며, 일반적으로 임의의 원하는 안테나 구조들이 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 대향하는 전면 및 후면을 갖는 전자 디바이스가 제공되며, 그 전자 디바이스는, 전면 상의 디스플레이 - 디스플레이는 제1 안테나에 대한 제1 안테나 공진 요소의 일부를 형성함 -, 후면 상에 후방 하우징 벽을 갖는 하우징, 제2 안테나에 대한 제2 안테나 공진 요소의 일부를 형성하는 전도성 구조들, 하우징에 장착된 라디오-주파수 트랜시버 회로부, 및 제1 안테나에 커플링된 제1 단자, 제2 안테나에 커플링된 제2 단자, 및 라디오-주파수 트랜시버 회로부에 커플링된 제3 단자를 갖는 스위칭 회로부를 포함하며, 스위칭 회로부는, 제1 단자가 제3 단자에 커플링되는 제1 상태 및 제2 단자가 제3 단자에 커플링되는 제2 상태를 갖고, 제1 안테나는, 스위칭 회로부가 제1 상태에 있는 동안 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되고, 제2 안테나는, 스위칭 회로부가 제2 상태에 있는 동안 후방 하우징 벽을 통해 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 디스플레이는, 전도성 디스플레이 구조들, 및 전도성 디스플레이 구조들과 중첩되는 디스플레이 커버 층을 포함하고, 하우징은 후방 하우징 벽으로부터 디스플레이 커버 층으로 연장되는 전도성 하우징 벽들을 포함하며, 제1 안테나는, 전도성 디스플레이 구조들에 커플링된 제1 안테나 급전 단자 및 전도성 하우징 벽들에 커플링된 제2 안테나 급전 단자를 갖는 제1 안테나 급전부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 안테나는 전도성 하우징 벽들 및 전도성 디스플레이 구조들에 의해 한정되는 에지들을 갖는 방사 슬롯을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제2 안테나는, 전도성 구조들에 커플링된 제3 안테나 급전 단자 및 전도성 하우징 벽들에 커플링된 제4 안테나 급전 단자를 갖는 제2 안테나 급전부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전도성 구조들은, 후방 하우징 벽 상에 직접 패턴화된 전도성 트레이스들 및 후방 하우징 벽과 중첩되는 기판 상의 전도성 트레이스들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 구조들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는, 전도성 구조들 내의 개구와 정렬되고 후방 하우징 벽을 통해 무선 전력을 수신하도록 구성된 무선 전력 수신 코일을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 하우징은, 후방 하우징 벽으로부터 디스플레이로 연장되는 전도성 하우징 벽들을 포함하고, 제2 안테나는, 전도성 구조들에 커플링된 제1 안테나 급전 단자 및 전도성 하우징 벽들에 커플링된 제2 안테나 급전 단자를 갖는 안테나 급전부를 포함하며, 전도성 구조들은, 후방 하우징 벽 상에 직접 패턴화된 전도성 트레이스들 및 후방 하우징 벽과 중첩되는 기판 상의 전도성 트레이스들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 구조들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 라디오-주파수 트랜시버 회로부는 셀룰러 전화 트랜시버 회로부를 포함하고, 라디오-주파수 신호들은 셀룰러 전화 통신 대역의 라디오-주파수 신호들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 셀룰러 전화 트랜시버 회로부에 커플링된 제어 회로부를 포함하며, 제어 회로부는, 셀룰러 전화 통신 대역 내의 제1 안테나 및 제2 안테나의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 식별하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 셀룰러 전화 트랜시버 회로부에 커플링된 베이스밴드 프로세서 회로부를 포함하며, 베이스밴드 프로세서 회로부는, 무선 성능 메트릭 데이터에 기초하여 제1 상태 및 제2 상태 중 선택된 하나의 상태로 스위칭 회로부를 배치하기 위해 스위칭 회로부를 제어하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 제1 안테나에 커플링된 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부, 제1 안테나에 커플링된 위성 내비게이션 수신기 회로부를 포함하며, 제1 안테나는, 스위칭 회로부가 제1 상태에 있는 동안 그리고 스위칭 회로부가 제2 상태에 있는 동안, 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부 및 위성 내비게이션 수신기 회로부에 대한 부가적인 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 셀룰러 전화 통신 대역은, 1700 ㎒ 내지 2200 ㎒의 주파수들의 셀룰러 전화 통신 대역을 포함한다.
일 실시예에 따르면,손목시계가 제공되며, 그 손목시계는, 대향하는 제1 측 및 제2 측을 갖는 하우징, 하우징의 제1 측의 제1 안테나, 하우징의 제2 측의 제2 안테나, 제1 안테나를 사용하여 제1 통신 대역에서 제1 라디오-주파수 신호들을 송신하도록 구성된 제1 라디오-주파수 트랜시버, 제1 안테나 및 제2 안테나에 커플링된 스위칭 회로부, 스위칭 회로부에 커플링되고 제2 통신 대역에서 제2 라디오-주파수 신호들을 송신하도록 구성된 제2 라디오-주파수 트랜시버, 및 제2 라디오-주파수 신호들을 제1 안테나 및 제2 안테나 중 선택된 하나의 안테나로 라우팅하기 위해 스위칭 회로부를 제어하도록 구성된 제어 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 제2 통신 대역에서 제2 안테나의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 식별하도록 구성되고, 무선 성능 메트릭 데이터에 기초하여 스위칭 회로부를 제어하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 성능 메트릭 데이터는, 제2 안테나에 의해 수신된 신호들에 적어도 기초하여 수집된 수신 신호 강도 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 데이터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 손목시계는, 스위칭 회로부와 제2 안테나 사이에 개재된 라디오-주파수 커플러를 포함하며, 무선 성능 메트릭 데이터는, 라디오-주파수 커플러를 사용하여 제어 회로부에 의해 수집된 제2 안테나와 연관된 임피던스 정보를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 손목시계는, 제1 안테나를 사용하여 위성 내비게이션 통신 대역에서 제3 라디오-주파수 신호들을 수신하도록 구성된 위성 내비게이션 수신기를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 라디오-주파수 트랜시버는 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버를 포함하고, 제1 통신 대역은 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역을 포함하고, 제2 라디오-주파수 트랜시버는 셀룰러 전화 트랜시버를 포함하며, 제2 통신 대역은 셀룰러 전화 통신 대역을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 손목시계는, 하우징의 제1 측의 디스플레이 - 하우징은, 후방 하우징 벽, 및 후방 하우징 벽으로부터 디스플레이로 연장되는 전도성 하우징 측벽들을 포함함 -, 및 제2 안테나에 대한 안테나 공진 요소의 적어도 일부를 형성하고, 후방 하우징 벽을 통해 제2 라디오-주파수 신호들을 송신하는 전도성 구조들을 포함하며, 제1 안테나는, 디스플레이 내의 전도성 디스플레이 구조들에 커플링된 제1 안테나 급전 단자, 전도성 하우징 측벽들에 커플링된 제2 안테나 급전 단자, 및 전도성 디스플레이 구조들 및 전도성 하우징 측벽들에 의해 한정되는 방사 슬롯을 포함하고, 제2 안테나는, 전도성 구조들에 커플링된 제3 안테나 급전 단자 및 전도성 하우징 측벽들에 커플링된 제4 안테나 급전 단자를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 대향하는 제1 면 및 제2 면을 갖는 손목시계가 제공되며, 그 손목시계는, 제2 면 상에 후방 하우징 벽을 갖고 전도성 하우징 측벽을 갖는 하우징, 제1 면 상에서 하우징에 장착된 디스플레이, 디스플레이 및 전도성 하우징 측벽 내의 전도성 구조들로부터 형성된 제1 안테나 공진 요소를 갖는 제1 안테나, 후방 하우징 벽을 통해 방사되도록 구성된 제2 안테나 공진 요소를 갖는 제2 안테나, 제1 안테나를 사용하여 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역에서 제1 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부, 제1 안테나를 사용하여 위성 내비게이션 통신 대역에서 제2 무선 신호들을 수신하도록 구성된 위성 내비게이션 수신기 회로부, 셀룰러 전화 통신 대역에서 제3 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된 셀룰러 전화 트랜시버 회로부, 제1 안테나 및 제2 안테나에 커플링되고, 셀룰러 전화 트랜시버 회로부와 제1 안테나 및 제2 안테나 중 선택된 하나의 안테나 사이에서 제3 무선 신호들을 라우팅하도록 구성된 스위칭 회로부, 및 제1 안테나에 커플링되고, 제3 무선 신호들로부터 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부 및 위성 내비게이션 수신기 회로부를 격리시키도록 구성된 필터 회로부를 포함한다.
전술한 것은 단지 예시적일 뿐이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 대향하는 전면 및 후면을 갖는 전자 디바이스로서,
    상기 전면 상의 디스플레이 - 상기 디스플레이는 제1 안테나에 대한 제1 안테나 공진 요소의 일부를 형성함 -;
    상기 후면 상에 후방 하우징 벽을 갖는 하우징;
    제2 안테나에 대한 제2 안테나 공진 요소의 일부를 형성하는 전도성 구조들;
    상기 하우징에 장착된 라디오-주파수 트랜시버 회로부; 및
    상기 제1 안테나에 커플링된 제1 단자, 상기 제2 안테나에 커플링된 제2 단자, 및 상기 라디오-주파수 트랜시버 회로부에 커플링된 제3 단자를 갖는 스위칭 회로부를 포함하며,
    상기 스위칭 회로부는, 상기 제1 단자가 상기 제3 단자에 커플링되는 제1 상태 및 상기 제2 단자가 상기 제3 단자에 커플링되는 제2 상태를 갖고,
    상기 제1 안테나는, 상기 스위칭 회로부가 상기 제1 상태에 있는 동안 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되고,
    상기 제2 안테나는, 상기 스위칭 회로부가 상기 제2 상태에 있는 동안 상기 후방 하우징 벽을 통해 상기 라디오-주파수 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는, 전도성 디스플레이 구조들, 및 상기 전도성 디스플레이 구조들과 중첩되는 디스플레이 커버 층을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 후방 하우징 벽으로부터 상기 디스플레이 커버 층으로 연장되는 전도성 하우징 벽들을 포함하며,
    상기 제1 안테나는, 상기 전도성 디스플레이 구조들에 커플링된 제1 안테나 급전(feed) 단자 및 상기 전도성 하우징 벽들에 커플링된 제2 안테나 급전 단자를 갖는 제1 안테나 급전부를 포함하는, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 상기 전도성 하우징 벽들 및 상기 전도성 디스플레이 구조들에 의해 한정되는 에지들을 갖는 방사 슬롯을 포함하는, 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 안테나는, 상기 전도성 구조들에 커플링된 제3 안테나 급전 단자 및 상기 전도성 하우징 벽들에 커플링된 제4 안테나 급전 단자를 갖는 제2 안테나 급전부를 포함하는, 전자 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전도성 구조들은, 상기 후방 하우징 벽 상에 직접 패턴화된 전도성 트레이스들 및 상기 후방 하우징 벽과 중첩되는 기판 상의 전도성 트레이스들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 구조들을 포함하는, 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전도성 구조들 내의 개구와 정렬되고 상기 후방 하우징 벽을 통해 무선 전력을 수신하도록 구성된 무선 전력 수신 코일을 더 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 후방 하우징 벽으로부터 상기 디스플레이로 연장되는 전도성 하우징 벽들을 포함하고,
    상기 제2 안테나는, 상기 전도성 구조들에 커플링된 제1 안테나 급전 단자 및 상기 전도성 하우징 벽들에 커플링된 제2 안테나 급전 단자를 갖는 안테나 급전부를 포함하며,
    상기 전도성 구조들은, 상기 후방 하우징 벽 상에 직접 패턴화된 전도성 트레이스들 및 상기 후방 하우징 벽과 중첩되는 기판 상의 전도성 트레이스들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 구조들을 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 라디오-주파수 트랜시버 회로부는 셀룰러 전화 트랜시버 회로부를 포함하고,
    상기 라디오-주파수 신호들은 셀룰러 전화 통신 대역의 라디오-주파수 신호들을 포함하는, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 셀룰러 전화 트랜시버 회로부에 커플링된 제어 회로부를 더 포함하며,
    상기 제어 회로부는, 상기 셀룰러 전화 통신 대역 내의 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 식별하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 회로부는 상기 셀룰러 전화 트랜시버 회로부에 커플링된 베이스밴드 프로세서 회로부를 포함하며,
    상기 베이스밴드 프로세서 회로부는, 상기 무선 성능 메트릭 데이터에 기초하여 상기 제1 상태 및 상기 제2 상태 중 선택된 하나의 상태로 상기 스위칭 회로부를 배치하기 위해 상기 스위칭 회로부를 제어하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 안테나에 커플링된 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부; 및
    상기 제1 안테나에 커플링된 위성 내비게이션 수신기 회로부를 더 포함하며,
    상기 제1 안테나는, 상기 스위칭 회로부가 상기 제1 상태에 있는 동안 그리고 상기 스위칭 회로부가 상기 제2 상태에 있는 동안, 상기 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부 및 상기 위성 내비게이션 수신기 회로부에 대한 부가적인 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 셀룰러 전화 통신 대역은, 1700 ㎒ 내지 2200 ㎒의 주파수들의 셀룰러 전화 통신 대역을 포함하는, 전자 디바이스.
  13. 손목시계(wristwatch)로서,
    대향하는 제1 측 및 제2 측을 갖는 하우징;
    상기 하우징의 상기 제1 측의 제1 안테나;
    상기 하우징의 상기 제2 측의 제2 안테나;
    상기 제1 안테나를 사용하여 제1 통신 대역에서 제1 라디오-주파수 신호들을 송신하도록 구성된 제1 라디오-주파수 트랜시버;
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 커플링된 스위칭 회로부;
    상기 스위칭 회로부에 커플링되고 제2 통신 대역에서 제2 라디오-주파수 신호들을 송신하도록 구성된 제2 라디오-주파수 트랜시버; 및
    상기 제2 라디오-주파수 신호들을 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 선택된 하나의 안테나로 라우팅하기 위해 상기 스위칭 회로부를 제어하도록 구성된 제어 회로부를 포함하는, 손목시계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 회로부는, 상기 제2 통신 대역에서 상기 제2 안테나의 무선 성능과 연관된 무선 성능 메트릭 데이터를 식별하도록 구성되고, 상기 무선 성능 메트릭 데이터에 기초하여 상기 스위칭 회로부를 제어하도록 구성되는, 손목시계.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 무선 성능 메트릭 데이터는, 상기 제2 안테나에 의해 수신된 신호들에 적어도 기초하여 수집된 수신 신호 강도 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 데이터를 포함하는, 손목시계.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 스위칭 회로부와 상기 제2 안테나 사이에 개재된 라디오-주파수 커플러를 더 포함하며,
    상기 무선 성능 메트릭 데이터는, 상기 라디오-주파수 커플러를 사용하여 상기 제어 회로부에 의해 수집된 상기 제2 안테나와 연관된 임피던스 정보를 포함하는, 손목시계.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나를 사용하여 위성 내비게이션 통신 대역에서 제3 라디오-주파수 신호들을 수신하도록 구성된 위성 내비게이션 수신기를 더 포함하는, 손목시계.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 라디오-주파수 트랜시버는 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버를 포함하고,
    상기 제1 통신 대역은 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역을 포함하고,
    상기 제2 라디오-주파수 트랜시버는 셀룰러 전화 트랜시버를 포함하며,
    상기 제2 통신 대역은 셀룰러 전화 통신 대역을 포함하는, 손목시계.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 제1 측의 디스플레이 - 상기 하우징은, 후방 하우징 벽, 및 상기 후방 하우징 벽으로부터 상기 디스플레이로 연장되는 전도성 하우징 측벽들을 포함함 -; 및
    상기 제2 안테나에 대한 안테나 공진 요소의 적어도 일부를 형성하고, 상기 후방 하우징 벽을 통해 상기 제2 라디오-주파수 신호들을 송신하는 전도성 구조들을 더 포함하며,
    상기 제1 안테나는, 상기 디스플레이 내의 전도성 디스플레이 구조들에 커플링된 제1 안테나 급전 단자, 상기 전도성 하우징 측벽들에 커플링된 제2 안테나 급전 단자, 및 상기 전도성 디스플레이 구조들 및 상기 전도성 하우징 측벽들에 의해 한정되는 방사 슬롯을 포함하고,
    상기 제2 안테나는, 상기 전도성 구조들에 커플링된 제3 안테나 급전 단자 및 상기 전도성 하우징 측벽들에 커플링된 제4 안테나 급전 단자를 더 포함하는, 손목시계.
  20. 대향하는 제1 면 및 제2 면을 갖는 손목시계로서,
    상기 제2 면 상에 후방 하우징 벽을 갖고 전도성 하우징 측벽을 갖는 하우징;
    상기 제1 면 상에서 상기 하우징에 장착된 디스플레이;
    상기 디스플레이 및 상기 전도성 하우징 측벽 내의 전도성 구조들로부터 형성된 제1 안테나 공진 요소를 갖는 제1 안테나;
    상기 후방 하우징 벽을 통해 방사되도록 구성된 제2 안테나 공진 요소를 갖는 제2 안테나;
    상기 제1 안테나를 사용하여 무선 로컬 영역 네트워크 통신 대역에서 제1 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부;
    상기 제1 안테나를 사용하여 위성 내비게이션 통신 대역에서 제2 무선 신호들을 수신하도록 구성된 위성 내비게이션 수신기 회로부;
    셀룰러 전화 통신 대역에서 제3 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된 셀룰러 전화 트랜시버 회로부;
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 커플링되고, 상기 셀룰러 전화 트랜시버 회로부와 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 선택된 하나의 안테나 사이에서 상기 제3 무선 신호들을 라우팅하도록 구성된 스위칭 회로부; 및
    상기 제1 안테나에 커플링되고, 상기 제3 무선 신호들로부터 상기 무선 로컬 영역 네트워크 트랜시버 회로부 및 상기 위성 내비게이션 수신기 회로부를 격리시키도록 구성된 필터 회로부를 포함하는, 손목시계.
KR1020190020643A 2018-02-23 2019-02-21 안테나 다이버시티 기능들을 갖는 전자 디바이스들 KR102216758B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/903,733 US10355344B1 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Electronic devices having antenna diversity capabilities
US15/903,733 2018-02-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190101895A KR20190101895A (ko) 2019-09-02
KR102216758B1 true KR102216758B1 (ko) 2021-02-17

Family

ID=67220320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190020643A KR102216758B1 (ko) 2018-02-23 2019-02-21 안테나 다이버시티 기능들을 갖는 전자 디바이스들

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10355344B1 (ko)
KR (1) KR102216758B1 (ko)
CN (1) CN110190883B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022216093A1 (ko) * 2021-04-07 2022-10-13 삼성전자 주식회사 안테나를 포함하는 웨어러블 전자 장치

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018206116A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Huawei Technologies Co., Ltd. Communication device
US11228114B2 (en) * 2018-06-06 2022-01-18 Netgear, Inc. Antenna enhancing holding structure for an internet-of-things (IoT) device
US10892565B2 (en) * 2018-12-13 2021-01-12 Fitbit, Inc. Multiple band antenna structures
US11057079B2 (en) 2019-06-27 2021-07-06 Qualcomm Incorporated Dynamic thresholds for antenna switching diversity
US11688927B2 (en) * 2019-08-27 2023-06-27 Google Llc Display module excitation for wireless communications
US11527824B2 (en) 2019-09-05 2022-12-13 Apple Inc. Electronic devices having tunable antenna grounding rings
US11108139B2 (en) * 2019-09-05 2021-08-31 Apple Inc. Electronic devices having antenna grounding rings
US10868356B1 (en) * 2019-09-06 2020-12-15 Apple Inc. Electronic devices having extended antenna grounding rings
US11404766B2 (en) * 2019-10-30 2022-08-02 Verily Life Sciences Llc Wearable electronic device including an overlapping communications antenna
CN112886245B (zh) * 2019-11-29 2023-08-22 RealMe重庆移动通信有限公司 穿戴式电子设备
CN112886213B (zh) * 2019-11-29 2023-02-28 RealMe重庆移动通信有限公司 穿戴式电子设备
CN113540788B (zh) * 2020-04-17 2022-09-27 荣耀终端有限公司 一种电子设备
US11831090B2 (en) 2020-06-16 2023-11-28 Apple Inc. Electronic devices with display-overlapping antennas
US20220336965A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-20 Apple Inc. Electronic Devices Having Bi-Directional Dielectric Resonator Antennas
CN113437537A (zh) * 2021-07-05 2021-09-24 维沃移动通信有限公司 电子设备
WO2023075153A1 (ko) * 2021-10-27 2023-05-04 삼성전자주식회사 통신 모듈을 식별하기 위한 구성 핀을 이용하여 안테나 장치를 제어하는 전자 장치 및 방법
US20230282962A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-07 Meta Platforms Technologies, Llc Antenna architecture for a wearable device and related devices and methods
US11962074B2 (en) 2022-03-04 2024-04-16 Meta Platforms Technologies, Llc Multi-band antenna architectures for a wearable device and related devices and methods
US20230353196A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 Shanmathi S Miniaturized 5g dual-band mimo radiating system and device thereof
CN115268251A (zh) * 2022-08-22 2022-11-01 昆山联滔电子有限公司 手表组件
US20240146340A1 (en) * 2022-10-26 2024-05-02 Meta Platforms Technologies, Llc Antenna system with conductive shielding and loss mitigation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505753B1 (ko) 2010-07-12 2015-03-31 애플 인크. 고조파 간섭을 감소시킨 무선 회로

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030162519A1 (en) * 2002-02-26 2003-08-28 Martin Smith Radio communications device
US8159399B2 (en) * 2008-06-03 2012-04-17 Apple Inc. Antenna diversity systems for portable electronic devices
US8219157B2 (en) * 2009-03-26 2012-07-10 Apple Inc. Electronic device with shared multiband antenna and antenna diversity circuitry
US8781420B2 (en) 2010-04-13 2014-07-15 Apple Inc. Adjustable wireless circuitry with antenna-based proximity detector
US8947302B2 (en) 2010-11-05 2015-02-03 Apple Inc. Antenna system with antenna swapping and antenna tuning
US9002283B2 (en) * 2011-08-01 2015-04-07 Apple Inc. Antenna switching system with adaptive switching criteria
KR101915526B1 (ko) * 2012-04-17 2018-11-06 삼성전자 주식회사 휴대 단말기의 안테나 장치
US9559425B2 (en) * 2014-03-20 2017-01-31 Apple Inc. Electronic device with slot antenna and proximity sensor
GB2527186B (en) * 2014-04-22 2017-10-04 Skyworks Solutions Inc Apparatus and methods for multi-band radio frequency signal routing
US9438293B2 (en) * 2014-08-05 2016-09-06 Google Technology Holdings LLC Tunable circuit elements for dynamic, per element power
US9793599B2 (en) 2015-03-06 2017-10-17 Apple Inc. Portable electronic device with antenna
US9667290B2 (en) 2015-04-17 2017-05-30 Apple Inc. Electronic device with millimeter wave antennas
US9912042B2 (en) 2015-07-28 2018-03-06 Futurewei Technologies, Inc. Coupled multi-bands antennas in wearable wireless devices
KR102473191B1 (ko) * 2016-03-10 2022-12-02 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
US10181640B2 (en) * 2016-08-11 2019-01-15 Apple Inc. Electronic device antennas
US10367252B2 (en) * 2016-08-11 2019-07-30 Apple Inc. Broadband antenna
US10644383B2 (en) 2016-09-23 2020-05-05 Apple Inc. Wristwatch antennas

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505753B1 (ko) 2010-07-12 2015-03-31 애플 인크. 고조파 간섭을 감소시킨 무선 회로

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022216093A1 (ko) * 2021-04-07 2022-10-13 삼성전자 주식회사 안테나를 포함하는 웨어러블 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US10355344B1 (en) 2019-07-16
CN110190883A (zh) 2019-08-30
KR20190101895A (ko) 2019-09-02
CN110190883B (zh) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102216758B1 (ko) 안테나 다이버시티 기능들을 갖는 전자 디바이스들
US10644383B2 (en) Wristwatch antennas
KR101916602B1 (ko) 광대역 안테나
CN110718739B (zh) 电子设备
US11303015B2 (en) Electronic device antennas including conductive display structures
KR101974730B1 (ko) 전자 디바이스 안테나
US10312571B2 (en) Electronic device having isolated antenna structures
US10965008B2 (en) Electronic device with housing slots for antennas
US10250289B2 (en) Electronic device antennas with ground isolation
KR102162343B1 (ko) 전자 디바이스 광대역 안테나
CN106936465B (zh) 具有射频传感器的无线电子设备
CN108511879B (zh) 可穿戴设备的动态可调节天线
GB2567938A (en) Electronic devices having shared antenna structures and split return paths
US10868356B1 (en) Electronic devices having extended antenna grounding rings
US11817916B2 (en) Systems and methods for establishing reliable wireless links
US11108139B2 (en) Electronic devices having antenna grounding rings
US10950932B1 (en) Electronic device wide band antennas
US11527824B2 (en) Electronic devices having tunable antenna grounding rings
US20230420830A1 (en) Electronic Device with Charging-Coil Independent Rear-Facing Antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant