KR20130115318A - 전자 디바이스 내의 무선 주파수 간섭을 감소시키는 공진 요소 - Google Patents

전자 디바이스 내의 무선 주파수 간섭을 감소시키는 공진 요소 Download PDF

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스캇 에이. 마이어스
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Abstract

전자 디바이스에는 디스플레이 및 무선 회로들이 제공될 수 있다. 무선 회로들은 안테나 구조들 및 안테나 구조들을 사용하여 무선 주파수 신호들을 송신 및 수신하는 무선 주파수 송수신기 회로를 포함할 수 있다. 안테나 구조들에 대한 접지 평면은 디스플레이 아래의 전자 디바이스의 중심에 위치될 수 있다. 디스플레이 및 안테나 구조들을 동시에 동작시킬 때 다르게 발생하는 신호 간섭을 감소시키기 위해 공진 요소가 사용될 수 있다. 공진 요소는 디스플레이의 에지들 중 하나와 평행하게 연장되는 아암을 갖는 L형상 구조를 사용하여 구현될 수 있다.

Description

전자 디바이스 내의 무선 주파수 간섭을 감소시키는 공진 요소{RESONATING ELEMENT FOR REDUCING RADIO-FREQUENCY INTERFERENCE IN AN ELECTRONIC DEVICE}
본 출원은 2011년 1월 31일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/017,568호 및 2011년 1월 11일자로 출원된 가특허 출원 제61/431,522호에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원들은 이에 의해 여기에 그 전체가 참조문헌으로 포함되어 있다.
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로, 특히 전자 디바이스들 내의 신호 간섭을 감소시키는 구조들에 관한 것이다.
셀룰러 전화들 및 다른 디바이스들과 같은 전자 디바이스들은 종종 무선 통신 회로를 포함한다. 무선 통신 회로는 예를 들어 셀룰러 전화 네트워크들과 통신하는 셀룰러 전화 송수신기 회로들을 포함할 수 있다. 전자 디바이스 내의 무선 통신 회로는 무선 근거리 통신망 회로들 및 다른 무선 회로들을 포함할 수도 있다. 안테나 구조들은 무선 신호들을 송신 및 수신하는데 사용된다.
전자 디바이스들은 또한 종종 디스플레이들을 포함한다. 예를 들어, 액정 디스플레이들은 종종 셀룰러 전화들에 제공된다. 디스플레이들은 이미지 픽셀들의 어레이들을 포함한다. 예를 들어, 액정 디스플레이들은 액정 재료에 기초하여 이미지 픽셀들의 어레이들을 포함한다. 제어된 전계들을 액정 재료에 인가하여 그의 광학 성질들을 변경하고 그것에 의해 이미지를 디스플레이 상에 생성하기 위해 어레이들 내의 전극들이 사용된다. 어레이 내의 전극들에 대한 구동 신호들을 생성하기 위해 디스플레이 드라이버 회로들이 사용된다.
전자 디바이스들 내에 디스플레이들 및 무선 회로를 장착할 때 도전들이 발생한다. 많은 디바이스들에서, 예를 들어 공간이 귀하므로, 안테나들 및 디스플레이들을 서로의 부근에 위치시키는 요구가 존재한다. 동시에, 신호들을 디스플레이로 드라이브하는데 사용되는 디스플레이 드라이버 회로들은 무선 회로들의 동작과 간섭할 수 있는 신호들을 생성할 수 있다.
그러므로, 무선 전자 디바이스 구성요소들과 같은 전자 디바이스 내의 전자 구성요소들 사이에서 신호 간섭을 감소시키는 방법들을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
전자 디바이스에는 액정 디스플레이와 같은 디스플레이가 제공될 수 있다. 디스플레이는 신호들을 디스플레이의 이미지 픽셀들 상으로 드라이브하는 디스플레이 드라이버 회로들을 가질 수 있다.
전자 디바이스는 셀룰러 전화 송수신기 회로들와 같은 무선 회로들 및 연관된 안테나 구조들을 포함할 수 있다. 무선 주파수 신호들을 송신 및 수신하기 위해 안테나 구조들 및 송수신기 회로들이 사용될 수 있다. 안테나 구조들에 대한 접지 평면은 디스플레이 아래의 전자 디바이스의 중심에 위치될 수 있다.
전자 디바이스 내의 다수의 구성요소들을 동시에 사용할 때 신호 간섭을 감소시키기 위해, 전자 디바이스에는 간섭 감소 구조의 역할을 하는 공진 요소가 제공될 수 있다. 공진 요소 구조는 디스플레이의 에지들 중 하나와 평행하게 연장되는 아암을 갖는 L형상 구조를 사용하여 구현될 수 있다. 전자 디바이스 내의 디스플레이 및 안테나 구조들 또는 다른 회로를 동시에 동작시킬 때 그렇지 않으면 발생할 수 있었던 신호 간섭을 감소시키기 위해 공진 요소가 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 특징들, 그의 본질 및 다양한 장점들은 첨부 도면들 및 바람직한 실시예들의 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공진 요소 구조가 제공될 수 있는 타입의 예시적 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 타입의 전자 디바이스의 내부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공진 요소 구조를 포함하는 전자 디바이스의 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공진 요소 구조의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도 4에 도시된 타입의 공진 요소 구조가 사용될 수 있는 경우를 도시하는 도 1에 도시된 타입의 전자 디바이스의 내부 부분들의 사시도이다.
전자 디바이스들에는 무선 통신 회로가 제공될 수 있다. 하나 이상의 무선 통신 대역들 내의 무선 통신들을 지원하기 위해 무선 통신 회로가 사용될 수 있다. 전자 디바이스 내의 안테나 구조들은 무선 주파수 신호들을 송신 및 수신하는데 사용될 수 있다.
무선 통신 회로를 포함하는 예시적 전자 디바이스는 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 디바이스(10)는 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 통합 컴퓨터를 갖는 컴퓨터 모니터, 데스크톱 컴퓨터, 또는 다른 전자 장비일 수 있다. 희망한다면, 전자 디바이스(10)는 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 다른 핸드헬드 디바이스들, 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 이어피스 디바이스와 같은 휴대용 디바이스, 또는 다른 소형 휴대용 디바이스일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 하우징(11)과 같은 하우징을 가질 수 있다. 하우징(11)은 플라스틱, 금속, 탄소 섬유 및 다른 섬유 복합체들, 세라믹, 유리, 목재와 같은 재료들, 다른 재료들, 또는 이 재료들의 조합들로 형성될 수 있다. 디바이스(10)는 하우징(11)의 일부 또는 전부가 단일 재료(예를 들어, 단일 주조 또는 기계 가공된 금속, 단일 성형 플라스틱 등)로 형성되는 유니바디(unibody) 구성을 사용하여 형성될 수 있거나 프레임 구조들, 하우징 측벽 구조들, 및 파스너들, 접착제, 및 다른 부착 메커니즘들을 사용하여 함께 어셈블리되는 다른 구조들로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적 배치에서, 하우징(11)은 전도성 주변 하우징 부재(12)를 포함한다. 전도성 주변 하우징 부재(12)는 디바이스(10)의 직사각형 주위를 도는(run around) 링 형상을 가질 수 있다. 간극들(30)과 같은 하나 이상의 간극들은 전도성 주변 하우징 부재(12)에 형성될 수 있다. 간극들(30)과 같은 간극들은 플라스틱과 같은 유전체로 충진될 수 있고 전도성 주변 하우징 부재의 그렇지 않으면 연속적인 형상을 차단할 수 있다. 전도성 주변 하우징 부재는 임의의 적절한 수의 간극들(30)(예를 들어, 1개 초과, 2개 초과, 3개 이상, 3개 미만 등)을 가질 수 있다.
전도성 주변 하우징 부재(12)는 금속과 같은 내구성 재료로 형성될 수 있다. 스테인리스강은 스테인리스강이 미학적으로 매력적이고, 강하기 때문에 하우징 부재(12)를 형성하는데 사용될 수 있고, 제조 동안 기계 가공될 수 있다. 희망한다면 다른 금속들이 사용될 수 있다. 하우징(11)의 후면은 플라스틱, 유리, 금속, 세라믹 복합체들, 또는 다른 적절한 재료들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(11)의 후면은 추가 강도를 위한 내부 금속 층에 의해 지지되는 영역들을 갖는 유리 플레이트로 형성될 수 있다. 전도성 주변 하우징 부재(12)는 (예를 들어, 디스플레이(14)를 위한 베즐(bezel)의 역할을 하기 위해) 수직 차원(Z)으로 비교적 짧을 수 있거나 또는 (예를 들어, 도 1의 예시적 배치에 도시된 바와 같은 하우징(11)의 측벽들의 역할을 하기 위해) 더 높을 수 있다.
디바이스(10)는 버튼들, 입력-출력 포트 커넥터들, 착탈식 매체를 위한 포트들, 센서들, 마이크로폰들, 스피커들, 상태 표시자들과 같은 구성요소들, 및 다른 디바이스 구성요소들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 디바이스(10)는 메뉴 버튼(16)과 같은 버튼들을 포함할 수 있다. 디바이스(10)는 (예를 들어, 디바이스(10)에 대한 이어 스피커의 역할을 하기 위해) 스피커 포트(18)와 같은 스피커 포트를 포함할 수도 있다.
하나 이상의 안테나들은 디바이스(10)에 형성될 수 있다. 안테나들은 예를 들어 디스플레이(14)의 전도성 요소들로부터의 분리를 제공하기 위해 위치들(24 및 26)과 같은 위치들에 형성될 수 있다. 안테나들은 단일 대역 및 다중대역 안테나 구조들을 사용하여 형성될 수 있다. 안테나들에 의해 커버될 수 있는 통신 대역들의 예들은 셀룰러 전화 대역들(예를 들어, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz의 대역들), 위성 항법 대역들(예를 들어, 1575 MHz의 위성 위치 확인 시스템 대역), 2.4 GHz 및 5 GHz의 IEEE 802.11(WiFi®) 대역과 같은 무선 근거리 통신망 대역들, 2.4 GHz의 블루투스 대역 등을 포함한다. 디바이스(10) 내의 안테나들에 대해 사용될 수 있는 안테나 구성들의 예들은 모노폴 안테나들, 다이폴 안테나들, 스트립 안테나들, 패치 안테나들, 역 F 안테나들, 코일 안테나들, 평면 역 F 안테나들, 개방 슬롯 안테나들, 폐쇄 슬롯 안테나들, 루프 안테나들, 다수의 타입들의 안테나 구조들을 포함하는 하이브리드 안테나들, 또는 다른 적절한 안테나 구조들을 포함한다.
디바이스(10)는 디스플레이(14)와 같은 하나 이상의 디스플레이들을 포함할 수 있다. 디스플레이(14)는 액정 디스플레이(LCD), OLED(organic light-emitting diode) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전자 잉크 디스플레이 등일 수 있다. 터치 센서는 디스플레이(14)로 통합될 수 있다(즉, 디스플레이(14)는 터치 스크린일 수 있음). 터치 센서는 음향 터치 센서, 저항성 터치 센서, 압전 터치 센서, 용량성 터치 센서(예를 들어, 인듐 주석 산화물 커패시터 전극들의 어레이에 기초한 터치 센서), 또는 다른 터치 기술들에 기초한 터치 센서일 수 있다.
디스플레이(14)는 유리 또는 플라스틱 층과 같은 투명한 평면 전도성 부재에 의해 커버될 수 있다. 때때로 커버 유리 층 또는 커버 유리로 지칭되는 디스플레이(14)에 대한 커버 층은 도 1에 도시된 바와 같이, 실질적으로 디바이스(10)의 전면 모두에 걸쳐 연장될 수 있다. 커버 유리의 직사각형 중심 부분(도 1 내의 파선(20)에 의해 둘러싸여짐)은 이미지 픽셀들의 어레이를 포함하고 때때로 디스플레이의 활성 부분으로 지칭된다. 커버 유리의 주변 외부 부분(즉, 도 1의 직사각형 주변 링(22))은 임의의 활성 이미지 픽셀들을 포함하지 않고 때때로 디스플레이(14)의 비활성 부분으로 지칭된다. 블랙 잉크의 주변 링과 같은 패턴화된 불투명 마스킹 층은 사용자의 시야로부터 내부 디바이스 구성요소들을 숨기기 위해 비활성 부분(22) 아래에 형성될 수 있다.
도 2는 안테나들(40L 및 40U)이 하우징(12) 내에서 어떻게 구현될 수 있는지를 도시하는 디바이스(10)의 내부 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 접지 평면(G)은 하우징(12) 내에 형성될 수 있다. 접지 평면(G)은 안테나들(40L 및 40U)에 대한 안테나 접지를 형성할 수 있다. 접지 평면(G)은 안테나 접지의 역할을 할 수 있기 때문에, 접지 평면(G)은 때때로 안테나 접지, 접지, 또는 접지 평면 요소(예들로서)로 지칭될 수 있다. 디바이스(10) 내에 구성요소들(31)을 장착하기 위해 하나 이상의 인쇄 회로 기판들 또는 다른 장착 구조들이 사용될 수 있다. 구성요소들(31)은 전송 라인들(52L 및 52U)을 사용하여 안테나들(40U 및 40L)에 결합되는 무선 주파수 송수신기 회로들, 프로세서들, 주문형 집적 회로들, 카메라들, 센서들, 스위치들, 커넥터들, 버튼들, 및 다른 전자 디바이스 구성요소들을 포함할 수 있다.
디바이스(10)의 중심 부분(C)에서, 접지 평면(G)은 전도성 하우징 미드플레이트 부재(때때로 내부 하우징 플레이트 또는 플래너 내부 하우징 구조들로 지칭됨)와 같은 전도성 구조들에 의해 형성될 수 있다. 접지 평면(G)의 구조들은 부재(12)의 좌측 및 우측 에지들 사이에 연결될 수 있다. 전도성 접지 트레이스들을 갖는 인쇄 회로 기판들(예를 들어, 구성요소들(31)을 장착하기 위해 사용되는 하나 이상의 인쇄 회로 기판들)은 접지 평면(G)의 일부를 형성할 수 있다.
미드플레이트 부재는 함께 용접되는 하나 이상의 개별 섹션들(예를 들어, 패턴화된 시트 금속 섹션들)을 가질 수 있다. 미드플레이트 구조들의 부분들은 (예를 들어, 어떤 전도성 접지도 요구되지 않는 디바이스의 내부 부분들, 즉 영역들(24 및 26) 내의 안테나들(40U 및 40L)의 그러한 유전체 충진 부분들에 구조적 지지를 제공하기 위해) 사출 성형 플라스틱으로 코팅될 수 있다.
디바이스(10)의 단부들(24 및 26)에서, 접지 평면(G)의 형상은 접지에 연계되는 전도성 구조들의 형상들 및 위치들에 의해 결정될 수 있다. 도 2의 간략한 레이아웃 내의 접지 평면(G)은 직선 상부 에지(UE) 및 직선 하부 에지(LE)를 갖는다. 실제 디바이스들에서, 접지 평면(G)의 상부 및 하부 에지들 및 전도성 주변 하우징 부재(12)의 내부 표면은 일반적으로 디바이스(10)에 존재하는 개별 전도성 구조들의 형상들에 의해 결정되는 더 복잡한 형상들을 갖는다. 접지 평면(G)을 형성하기 위해 중첩될 수 있고 부재(12)의 내부 표면의 형상에 영향을 미칠 수 있는 전도성 구조들의 예들은 디바이스(10) 내의 하우징 구조들(예를 들어, 돌출 부분들을 가질 수 있는 전도성 하우징 미드플레이트 구조), 전도성 구성요소들(예를 들어, 스위치들, 카메라들, 데이터 커넥터들, 플렉스 회로들 및 강성 인쇄 회로 기판들과 같은 인쇄 회로들, 무선 주파수 차폐 캔들(shielding cans), 버튼들 및 전도성 버튼 장착 구조들), 및 다른 전도성 구조들을 포함한다. 도 2의 예시적 레이아웃에서, 접지 평면(G)의 일부를 형성하기 위해 도전성이고 접지에 연계되는 디바이스(10)의 부분들은 음영 처리되고 중심 부분(C)과 인접해 있다.
개구부들(138 및 140)과 같은 개구부들(때때로 간극들로 지칭됨)은 접지 평면(G)과 주변 전도성 하우징 부재(12)의 각각의 부분들 사이에 형성될 수 있다. 개구부들(138 및 140)은 에어, 플라스틱, 및 다른 유전체들로 충진될 수 있다. 개구부들(138 및 140)은 안테나 구조들(40U 및 40L)과 연관될 수 있다.
하부 안테나(40L)는 접지 평면(G) 및 전도성 하우징 부재(12)의 하부 부분들의 형상에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 형상을 갖는 루프 안테나 구조에 의해 형성될 수 있다. 도 2의 예에서, 개구부(138)는 직사각형인 것으로 도시되지만, 이것은 단지 예시적이다. 실제로, 개구부(138)의 형상은 마이크로폰, 플렉스 회로 트레이스들, 데이터 포트 커넥터, 버튼들, 스피커 등과 같은 영역(26) 내의 전도성 구조들의 배치에 의해 좌우될 수 있다.
하부 안테나(40L)는 포지티브 안테나 피드 단자(58L) 및 접지 안테나 피드 단자(54L)로 구성되는 안테나 피드를 사용하여 급전될 수 있다. 전송 라인(52L)은 하부 안테나(40L)를 위한 안테나 피드에 결합될 수 있다. 간극(30')은 안테나(40L)의 주파수 응답을 구성하는데 도움이 되는 커패시턴스를 형성할 수 있다. 희망한다면, 디바이스(10)는 전도성 하우징 부분들, 정합 회로 요소들, 및 전송 라인(52L)의 임피던스를 안테나(40L)에 정합시키는데 도움이 되는 다른 구조들 및 구성요소들을 가질 수 있다.
안테나(40U)는 2개의 브랜치 역 F 안테나일 수 있다. 안테나(40U)를 안테나 피드 단자들(58U 및 54U)에 급전하기 위해 전송 라인(52U)이 사용될 수 있다. 전도성 구조들(150)은 유전체 개구부(140)를 브리지하고 접지 평면(G)을 주변 하우징 부재(12)에 대해 전기적으로 단락시키는 단락 경로를 형성할 수 있다. 안테나 급전 단자(58U)를 지점(152)에서 주변 전도성 부재(12)에 연결하기 위해 전도성 구조(148)(구조들(150) 또는 다른 적절한 구조들을 형성하는데 사용되는 타입의 구조들을 사용하여 형성될 수 있음) 및 정합 회로(M)가 사용될 수 있다. 구조들(148 및 150)과 같은 전도성 구조들(때때로 전도성 경로들로 지칭됨)은 플렉스 회로 트레이스들, 전도성 하우징 구조들, 스프링들, 스크류들, 용접 연결들, 땜납 조인트들, 브래킷들, 금속 플레이트들, 또는 다른 전도성 구조들에 의해 형성될 수 있다.
간극들(30', 30'', 및 30''')과 같은 간극들(예를 들어, 도 1의 간극들(30))은 주변 전도성 부재(12)에 존재할 수 있다. 팬텀 간극은 희망한다면 미학적 대칭을 위해 디바이스(10)의 하부 우측 부분에 제공될 수 있다. 간극들(30', 30'', 및 30''')의 존재는 주변 전도성 하우징 부재(12)를 세그먼트들로 분할할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주변 전도성 부재(12)는 제1 세그먼트(12-1), 제2 세그먼트(12-2), 및 제3 세그먼트(12-3)를 포함할 수 있다.
세그먼트(12-1)는 안테나(40U)에 대한 안테나 공진 요소 아암들을 형성할 수 있다. 특히, 세그먼트(12-1)의 제1 부분(세그먼트)은 (세그먼트(12-1)가 공급되는) 지점(152)에서 간극(30'')에 의해 정의되는 세그먼트(12-1)의 단부까지 연장될 수 있고 세그먼트(12-1)의 제2 부분(세그먼트)은 지점(152)에서 간극(30''')에 의해 정의되는 세그먼트(12-1)의 대향 단부까지 연장될 수 있다. 세그먼트(12-1)의 제1 및 제2 부분들은 역 F 안테나의 각각의 브랜치들을 형성할 수 있고 안테나(40U)에 대한 각각의 LB(low band) 및 HB(high band) 안테나 공진들과 연관될 수 있다. 부재(12-1)의 길이를 따르는 구조들(148 및 150)의 상대 위치들은 안테나(40U)의 응답에 영향을 미칠 수 있고 안테나(40U)를 튜닝시키기 위해 선택될 수 있다. 안테나 튜닝 조정들은 정합 회로(M)를 조정하고, 경로들(148 및 150)을 형성하는데 사용되는 구성요소들의 구성을 조정하고, 개구부(140)의 형상들을 조정하는 등에 의해 이루어질 수도 있다. 안테나(40L)가 마찬가지로 조정될 수 있다.
하나의 예시적 배치의 경우, 안테나(40L)는 5개의 통신 대역들(예를 들어, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 및 2100 MHz) 내의 송신 및 수신 부대역들을 커버할 수 있다. 안테나(40U)는 예로서, 이 5개의 예시적 통신 대역들의 서브세트를 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 안테나(40U)는 2개의 관심 수신 대역들, 및 튜닝에 따라 4개의 관심 수신 대역들을 커버하도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 디스플레이 모듈(160)을 포함할 수 있다. 도 1의 디바이스(10) 내에 둘러싸일 때, 디스플레이 모듈(160)은 플라스틱 층 또는 유리 층(커버 유리)과 같은 커버 층 아래에 장착될 수 있다. 디스플레이 모듈(160)(또한 때때로 디스플레이로 지칭됨)은 디스플레이 드라이버 회로(161)를 포함할 수 있다. 신호들을 디스플레이(예를 들어, 회로(164))로 드라이브하기 위해 디스플레이 드라이버 회로(161)가 사용될 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은 예를 들어 컬러 필터 어레이, 액정 재료 층, 및 이미지 픽셀 전극들 및 연관된 박막 트랜지스터들(예를 들어, 박막 트랜지스터 층)의 어레이를 포함하는 액정 디스플레이일 수 있다. 디스플레이 드라이버 회로는 박막 트랜지스터 층의 일단부에 장착되는 드라이버 집적 회로를 포함할 수 있다. 회로(164)는 신호들을 디스플레이 드라이버 회로로부터 디스플레이로 분배하기 위해 사용되는 박막 트랜지스터들 및 제어 라인들의 어레이를 포함할 수 있다.
구성요소들(31)(도 2)은 무선 주파수 송수신기 회로(예를 들어, 하나 이상의 셀룰러 전화 수신기들, 하나 이상의 셀룰러 전화 송신기들, 다른 대역들과 연관되는 수신기들 및 송신기들 등)를 포함할 수 있다. 무선 주파수 송신기를 사용하는 무선 주파수 송신들 동안, 무선 주파수 신호들은 디바이스(10) 내의 안테나들에 의해 방출될 수 있다. 예를 들어, 안테나(40L)는 셀룰러 전화 신호들을 방출할 수 있으며, 그의 일부는 디스플레이(164)의 제어 라인들 및 다른 회로로 결합될 수 있다. 드라이버 회로(161)의 동작 동안, 드라이버 회로(161)로부터의 구동 신호들은 셀룰러 전화 송신기(또는 다른 무선 송신기)로부터의 신호들과 혼합될 수 있다. 이것은 원하지 않은 혼합 산물(예를 들어, 상호 변조 왜곡 또는 IMD)을 생성하는 경향이 있다. 혼합 산물들은 디바이스(10) 내의 셀룰러 전화 수신기들의 수신 대역(또는 관심있는 다른 무선 통신 대역들) 중 하나 이상 내에 있는 주파수들을 가짐으로써 디바이스(10) 내의 디스플레이 및 셀룰러 회로가 동시에 사용될 때마다 원하지 않은 신호 간섭의 형태의 역할을 할 수 있다.
디바이스(10) 내의 원하지 않은 신호 간섭을 감소시키기 위해(예를 들어, 디바이스(10) 내의 안테나들과 디스플레이(14) 사이의 간섭을 감소시키거나 디바이스(10) 내의 다른 구성요소들 사이의 간섭을 감소시키기 위해), 공진 요소 구조(162)와 같은 하나 이상의 공진 요소 구조들이 디바이스(10)에 제공될 수 있다. 구조(162)와 같은 공진 요소 구조는 특정 전자기 신호 주파수에서 가장 강하게 공진한다는 점에서 안테나와 같은 품질을 갖는다. 안테나들에서, 공진 요소들은 (신호 송신 동작들 동안) 방사선을 방출하고 특정 통신 대역들에서 (신호 수신 동작들에서) 방사선을 수신한다. 공진 요소(162)와 같은 수동 구조들에서, 어떤 활성 신호 송신 동작들도 수행되지 않지만(즉, 요소(162)는 안테나와 같이 전송 라인에 의해 급전되지 않지만), 공진 요소(162)는 여전히 그의 기하학적 구조(예를 들어, 수신된 전자기 신호들의 파장에 대한 그의 길이) 및 접지 평면(G)에 대한 그의 위치로 인해 특정 주파수에 집중되는 주파수 응답(피크 신호 흡수)을 나타낼 수 있다. 도 3의 예에서, 구조(162)는 안테나(40L)에 인접하여 위치되어 있지만, 공진 요소(162)와 같은 공진 요소들은 희망한다면 디바이스(10)의 하우징 내의 다른 곳에 위치될 수 있다.
도 4는 구조(162)가 높이(H)에서 접지 평면(G)의 표면과 평행하는 아암(162-1)과 같은 공진 요소 아암을 어떻게 가질 수 있는지를 도시하는 공진 요소 구조(162)의 사시도이다. 구조(162)의 브랜치(162-2)는 접지 평면(G)에 대해 수직인(즉, 축(Z)과 평행한) 표면과 병행할 수 있고 아암(162-1)을 접지 평면(G)에 전기적으로 연결할 수 있다. 구조(162)의 부분(162-3)은 브랜치(162-2)와 직각으로 구부러질 수 있다. 구조(162)를 접지 평면(G)에 부착하기 위해 웰드들(166)과 같은 웰드들 또는 다른 고정 장치들이 사용될 수 있다. 구조(162)는 금속 스트립 또는 다른 적절한 전도성 요소로 형성될 수 있다. 접지 평면(G)의 구조들은 하나 이상의 전기적으로 연결된 시트 금속들(예를 들어, 스테인리스강)을 포함할 수 있다. 구조(162)는 스테인리스강, 구리, 금으로 도금된 구리, 또는 다른 적절한 도체들로 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 구조(162)에 대한 예시적 구성의 경우, 구조(162)는 그의 사이즈(예를 들어, 1/4 파장 L 형상 안테나 공진 요소에서와 같음)와 관련되는 주파수에서 공진하는(전자기 에너지를 흡수하는) L 형상 공진 요소를 형성한다. 구조(162)가 대략 2 내지 4 cm 범위 내의 길이(L)를 가지는 경우, 동시에 셀룰러 전화 신호들을 송신하고 디스플레이(14)를 동작시킬 때 발생되는 혼합 산물들로 인해 셀룰러 전화 신호 수신에 다르게 악영향을 주는 간섭이 상당히 감소될 수 있는 것으로 결정되었다. 간섭 감소를 위한 하나의 가능한 메커니즘은 송신된 에너지의 일부가 공진 구조(162)에서 그 대신에 소모될 때 발생할 수 있는 신호 송신 동작들 동안 안테나(40L)로부터 디스플레이(14)로의 결합된 전자기 에너지의 감소이다. 다른 간섭 감소 메커니즘들이 또한 포함될 수 있다.
간섭의 감소는 구조(162)에 인접한 안테나 구조들(예를 들어, 안테나(40L)) 및/또는 디바이스(10)의 타단부에 있는 안테나 구조들(예를 들어, 안테나(40U))에서 경험될 수 있다. 희망한다면, 구조(162)는 도 4의 예시적 형상과 다른 형상들(예를 들어, 1개, 2개, 3개 이상의 벤드를 갖는 다수의 평행 및/또는 수직 섹션들로 구조를 형성하도록 아암(162-1)이 구부러지는 형상들, 만곡된 부분들을 갖는 형상들, 다수의 아암들을 갖는 형상들 등)을 가질 수 있다.
도 5는 안테나(40L) 및 구조(162) 부근의 디바이스(10)의 사시도이다. 구조(162)는 디바이스(10)의 폭을 가로질러 연장되고, 접지 평면(G)의 하부 에지(LE)와 평행할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 구조(162)의 아암은 직사각형일 필요는 없고 구멍들, 컷 아웃 영역들(예를 들어, 도 1의 버튼(16)에 대한 개구부를 수용하는 만곡된 섹션) 등을 포함할 수 있다. 플라스틱 층은 (예를 들어, 높이(H)의 원하는 값에서 아암(162-1)을 지지하기 위해) 아암(162-1)과 접지 평면(G) 사이에 삽입될 수 있다. 희망한다면, 다른 유전체들은 아암(162-1)과 접지 평면(G) 사이에 위치될 수 있다. 디바이스(10) 내에 임의의 적절한 수의 구조들(162)(예를 들어, 디바이스(10)의 하부 단부(26)에 하나, 상부 단부(24)에 하나, 각 단부에 하나 등)이 있을 수 있다.
실시예에 따르면, 디스플레이, 안테나, 및 디스플레이 및 안테나의 동시 동작과 연관되는 신호 간섭을 감소시키는 공진 요소 구조를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 디스플레이는 에지들을 갖고, 전자 디바이스는 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면을 포함하며, 공진 요소 구조는 디스플레이의 에지들 중 적어도 하나와 평행하게 연장되는 아암을 갖는 L형상 구조를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 디스플레이는 에지들을 갖고, 전자 디바이스는 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면을 포함하며, 공진 요소 구조는 디스플레이의 에지들 중 적어도 하나와 평행하게 연장되는 아암 및 접지 평면과 실질적으로 수직하게 연장되는 브랜치를 갖는 L형상 구조를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 또한 안테나의 일부를 형성하는 적어도 일부를 갖는 주변 전도성 하우징 부재를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 또한 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면 및 유전체 충진 개구부에 의해 접지 평면으로부터 분리되는 일부를 갖는 주변 전도성 하우징 부재를 포함하며, 주변 전도성 하우징 부재의 일부는 안테나의 일부를 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 공진 요소는 디스플레이와 유전체 충진 개구부 사이에 삽입된다.
다른 실시예에 따르면, 디스플레이는 에지들을 갖고 공진 요소 구조는 디스플레이의 에지들 중 적어도 하나와 평행하게 연장되는 아암을 갖는 L형상 구조를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, L형상 구조는 접지 평면과 수직하게 및 아암과 수직하게 연장되는 브랜치를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 브랜치는 접지 평면에 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 브랜치는 접지 평면에 용접된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 또한 안테나와 연관되는 접지 평면 - 공진 요소 구조는 접지 평면을 중첩시키는 아암 및 접지 평면에 연결되는 브랜치를 갖는 L형상 구조를 포함함 - , 및 아암과 접지 평면 사이에 삽입되는 플라스틱을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 또한 디스플레이 내의 디스플레이 드라이버 회로, 및 안테나를 사용하여 무선 주파수 신호들을 송신하고 안테나를 사용하여 무선 주파수 신호들을 수신하는 안테나에 결합되는 셀룰러 전화 무선 주파수 송수신기 회로 - 공진 요소는 무선 주파수 신호들을 송신하면서 디스플레이 드라이버 회로가 동작될 때 수신된 무선 주파수 신호들 내의 간섭을 감소시키도록 구성됨 - 를 포함한다.
실시예에 따르면, 하우징, 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면, 적어도 하나의 에지를 갖는 전자 구성요소, 및 접지 평면에 연결되는 브랜치 및 에지와 평행하게 접지 평면에 걸쳐 연장되고 안테나 및 전자 구성요소를 동작시키는 것과 연관된 신호 간섭을 감소시키는 아암을 갖는 공진 요소 구조를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 구성요소는 디스플레이를 포함하고, 공진 요소 구조는 L형상 구조를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 또한 하우징을 둘러싸고 안테나의 일부를 형성하는 주변 전도성 하우징 부재 - 접지 평면 및 주변 전도성 하우징 부재는 유전체 충진 간극에 의해 분리됨 - 를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 아암은 유전체 충진 간극과 평행하게 연장되고 브랜치를 통해 접지 평면에 전기적으로 결합된다.
실시예에 따르면, 하우징, 하우징 내에 장착되는 디스플레이, 디스플레이보다 위의 하우징의 상부 단부에 있는 적어도 하나의 상부 안테나, 디스플레이보다 아래의 하우징의 하부 단부에 있는 적어도 하나의 하부 안테나, 및 디스플레이와 안테나들 중 적어도 하나 사이에서 간섭을 감소시키도록 구성되는 공진 요소 구조를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 또한 하우징을 둘러싸는 직사각형 링 형상 전도성 주변 하우징 부재 - 상부 및 하부 안테나들은 접지 평면 및 전도성 주변 하우징 부재의 일부들로 형성됨 - 를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 공진 요소 구조는 하부 안테나와 디스플레이 사이에 삽입되고, 공진 요소 구조는 디스플레이의 에지와 평행하게 연장되는 아암 및 접지 평면에 연결되는 브랜치를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 핸드헬드 전자 디바이스를 포함하고, 전자 디바이스는 또한 디스플레이 내의 디스플레이 드라이버 회로, 및 상부 및 하부 안테나들에 결합되는 셀룰러 전화 무선 주파수 송수신기 회로 - 공진 요소 구조는 디스플레이 드라이버 회로가 동작하면서 동시에 무선 주파수 안테나 신호들을 송신하기 위해 셀룰러 전화 무선 주파수 송수신기 회로를 사용할 때 안테나들 중 적어도 하나를 사용하여 수신되는 무선 주파수 신호들 내의 간섭을 감소시키도록 구성됨 - 를 더 포함한다.
상술한 것은 단지 본 발명의 원리들을 예시하는 것이고 다양한 수정들은 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나는 것 없이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다. 상기 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 디바이스로서,
    디스플레이;
    안테나; 및
    상기 디스플레이 및 상기 안테나의 동시 동작과 연관된 신호 간섭을 감소시키는 공진 요소의 구조체
    를 포함하는 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는 에지들을 갖고, 상기 전자 디바이스는 상기 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면을 포함하며, 상기 공진 요소 구조체는 상기 디스플레이의 상기 에지들 중 적어도 하나의 에지에 평행하게 연장되는 아암을 갖는 L형상 구조체를 포함하는 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이는 에지들을 갖고, 상기 전자 디바이스는 상기 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면을 포함하며, 상기 공진 요소 구조체는, 상기 디스플레이의 상기 에지들 중 적어도 하나의 에지에 평행하게 연장되는 아암 및 상기 접지 평면에 실질적으로 수직으로 연장되는 브랜치를 갖는 L형상 구조체를 포함하는 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안테나의 일부를 형성하는 적어도 일부를 갖는 주변 전도성 하우징 부재를 더 포함하는 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나의 일부를 형성하는 접지 평면, 및 유전체 충진 개구부(dielectric-filled opening)에 의해 상기 접지 평면으로부터 분리되는 일부를 갖는 주변 전도성 하우징 부재를 더 포함하며, 상기 주변 전도성 하우징 부재의 일부는 상기 안테나의 일부를 형성하는 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공진 요소는 상기 디스플레이와 상기 유전체 충진 개구부 사이에 삽입되는 전자 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이는 에지들을 갖고, 상기 공진 요소 구조체는 상기 디스플레이의 상기 에지들 중 적어도 하나의 에지에 평행하게 연장되는 아암을 갖는 L형상 구조체를 포함하는 전자 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 L형상 구조체는 상기 접지 평면에 수직으로 그리고 상기 아암에 수직으로 연장되는 브랜치를 갖는 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 브랜치는 상기 접지 평면에 연결되는 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 브랜치는 상기 접지 평면에 용접되는 전자 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 안테나와 연관되는 접지 평면 - 상기 공진 요소 구조체는, 상기 접지 평면과 중첩하는 아암 및 상기 접지 평면에 연결되는 브랜치를 갖는 L형상 구조체를 포함함 -; 및
    상기 아암과 상기 접지 평면 사이에 삽입되는 플라스틱
    을 더 포함하는 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 내의 디스플레이 드라이버 회로; 및
    상기 안테나에 결합되어, 상기 안테나를 사용하여 무선 주파수 신호들을 송신하며 상기 안테나를 사용하여 무선 주파수 신호들을 수신하는 셀룰러 전화 무선 주파수 송수신기 회로
    를 더 포함하며,
    상기 공진 요소는, 상기 무선 주파수 신호들을 송신하면서 상기 디스플레이 드라이버 회로가 동작될 때 상기 수신된 무선 주파수 신호들에서의 간섭을 감소시키도록 구성되는 전자 디바이스.
  13. 전자 디바이스로서,
    하우징;
    안테나의 일부를 형성하는 접지 평면;
    적어도 하나의 에지를 갖는 전자 구성요소; 및
    상기 접지 평면에 연결되는 브랜치, 및 에지에 평행하게 상기 접지 평면에 걸쳐 연장되는 아암을 가지며, 상기 안테나 및 상기 전자 구성요소를 동작시키는 것과 연관된 신호 간섭을 감소시키는 공진 요소 구조체
    를 포함하는 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자 구성요소는 디스플레이를 포함하고, 상기 공진 요소 구조체는 L형상 구조체를 포함하는 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하우징을 둘러싸며 상기 안테나의 일부를 형성하는 주변 전도성 하우징 부재를 더 포함하고, 상기 접지 평면 및 상기 주변 전도성 하우징 부재는 유전체 충진 간극에 의해 분리되는 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 아암은 상기 유전체 충진 간극에 평행하게 연장되며, 상기 브랜치를 통해 상기 접지 평면에 전기적으로 결합되는 전자 디바이스.
  17. 전자 디바이스로서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 장착되는 디스플레이;
    상기 디스플레이 위의 상기 하우징의 상부 단부에 있는 적어도 하나의 상부 안테나;
    상기 디스플레이 아래의 상기 하우징의 하부 단부에 있는 적어도 하나의 하부 안테나; 및
    상기 디스플레이와 상기 안테나들 중 적어도 하나 사이에서 간섭을 감소시키도록 구성된 공진 요소 구조체
    를 포함하는 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하우징을 둘러싸는 직사각형의 링 형상 전도성 주변 하우징 부재를 더 포함하고, 상기 상부 안테나 및 상기 하부 안테나는 접지 평면 및 상기 전도성 주변 하우징 부재의 일부들로 형성되는 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 공진 요소 구조체는 상기 하부 안테나와 상기 디스플레이 사이에 삽입되고, 상기 공진 요소 구조체는 상기 디스플레이의 에지에 평행하게 연장되는 아암 및 상기 접지 평면에 연결되는 브랜치를 포함하는 전자 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 핸드헬드 전자 디바이스를 포함하고,
    상기 전자 디바이스는,
    상기 디스플레이 내의 디스플레이 드라이버 회로; 및
    상기 상부 안테나 및 상기 하부 안테나에 결합된 셀룰러 전화 무선 주파수 송수신기 회로
    를 더 포함하고,
    상기 공진 요소 구조체는, 무선 주파수 안테나 신호들을 송신하기 위해 상기 셀룰러 전화 무선 주파수 송수신기 회로를 사용하는 동시에 상기 디스플레이 드라이버 회로가 동작될 때 상기 안테나들 중 적어도 하나를 사용하여 수신된 무선 주파수 신호들에서의 간섭을 감소시키도록 구성되는 전자 디바이스.
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