KR20190029445A - 격리된 안테나 구조물들을 갖는 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

전자 디바이스에 무선 회로부가 제공될 수 있다. 무선 회로부는 다수의 안테나들 및 송수신기 회로부를 포함할 수 있다. 전자 디바이스의 제1 단부에 있는 안테나 구조물들은 주변부 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 일부분들로 형성된 제1 안테나를 위한 역-F 안테나 공진 요소 및 안테나 공진 요소로부터 간극에 의해 분리된 안테나 접지를 포함할 수 있다. 역-F 안테나 공진 요소 아암은 제1 유전체 충전 간극에 인접한 제1 단부 및 제2 유전체 충전 간극에 인접한 반대편에 있는 제2 단부를 가질 수 있다. 제2 안테나는 추가적인 안테나 공진 요소 아암 및 안테나 접지를 포함할 수 있다. 추가적인 안테나 공진 요소 아암의 제2 단부는 제1 유전체 충전 간극과 추가적인 안테나 공진 요소 아암의 제1 단부 사이에 개재될 수 있다. 이러한 유형의 구성은 제1 안테나 및 제2 안테나가 격리되도록 보장할 수 있다.

Description

격리된 안테나 구조물들을 갖는 전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE HAVING ISOLATED ANTENNA STRUCTURES}
본 출원은 2017년 9월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/700,636호에 대한 우선권을 주장하며 상기 특허 출원은 그 전체가 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.
본 출원은 일반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 회로부를 구비한 전자 디바이스들에 관한 것이다.
전자 디바이스들은 종종 무선 통신 회로부를 포함한다. 예를 들어, 셀룰러 전화기들, 컴퓨터들, 및 다른 디바이스들은, 종종, 무선 통신을 지원하기 위해 안테나들 및 무선 송수신기들을 포함한다.
원하는 속성들을 구비한 전자 디바이스의 안테나 구조물들을 형성하는 것은 어려울 수 있다. 일부 무선 디바이스들에서, 안테나들은 부피가 크다. 다른 디바이스들에서, 안테나들은 콤팩트하지만 외부 물체들에 대한 안테나들의 위치에 민감하다. 주의를 기울이지 않는다면, 안테나들은 디튜닝될 수 있고, 원하는 것보다 더 크거나 더 작은 전력을 갖는 무선 신호들을 방출할 수 있거나, 그렇지 않으면 예상했던 바와 같이 수행하지 않을 수 있다.
따라서 전자 디바이스를 위한 개선된 무선 회로부를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
전자 디바이스에 무선 회로부 및 제어 회로부가 제공된다. 무선 회로부는 다수의 안테나들 및 송수신기 회로부를 포함할 수 있다. 안테나들은 전자 디바이스의 반대편에 있는 제1 단부 및 제2 단부의 안테나 구조물들을 포함할 수 있다. 디바이스의 주어진 단부의 안테나 구조물들은 다수의 안테나들 및 제어 회로부에 의해 안테나 구조물들 및 전자 디바이스를 다수의 상이한 동작 모드들 또는 상태들 중 하나에 배치하도록 조정가능한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
전자 디바이스의 제1 단부에 있는 안테나 구조물들은 주변부 전도성 전자 디바이스 하우징 구조물의 일부분들로 형성된 제1 안테나를 위한 역-F 안테나 공진 요소 및 안테나 공진 요소로부터 간극에 의해 분리된 안테나 접지를 포함할 수 있다. 단락 회로 경로가 간극을 브릿지할 수 있다. 안테나 피드가 단락 회로 경로와 평행하게 간극을 가로질러 결합될 수 있다. 역-F 안테나 공진 요소 아암은 제1 유전체 충전 간극에 인접한 제1 단부 및 제2 유전체 충전 간극에 인접한 반대편에 있는 제2 단부를 가질 수 있다.
전자 디바이스의 제1 단부의 안테나 구조물들은 유전체 기판 상의 트레이스들로 형성된 제2 안테나를 위한 추가적인 안테나 공진 요소를 포함할 수 있다. 추가적인 안테나 공진 요소 아암은 양극 안테나 피드 단자에 결합된 제1 단부 및 제1 단부의 반대편에 있는 제2 단부를 가질 수 있다. 추가적인 안테나 공진 요소 아암의 제2 단부는 제1 유전체 충전 간극과 추가적인 안테나 공진 요소 아암의 제1 단부 사이에 개재될 수 있다.
이러한 방식으로 구성되면, 추가적인 안테나 공진 요소 아암의 제2 단부는 제2 안테나의 양극 안테나 피드 단자와 제1 안테나에 의해 제1 유전체 충전 간극 둘레에 생성된 상대적으로 큰 규모의 전기장 사이에 개재될 수 있다. 추가적인 안테나 공진 요소 아암의 제2 단부는 제2 안테나의 다른 부분들을 큰 규모의 전기장으로부터 차폐하여 격리를 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 디바이스 내의 예시적인 회로부의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 예시적인 무선 통신 회로부의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 예시적인 역-F 안테나의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자 디바이스 내의 예시적인 안테나 구조물들의 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 인접한 안테나에 상대적으로 강하게 결합된 예시적인 안테나의 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 인접한 안테나로부터 상대적으로 강하게 격리된 예시적인 안테나의 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 도 5 및 도 7에 도시된 유형의 예시적인 안테나 구조물들의 측단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 예시적인 부분들이 어떻게 접지될 수 있는지 보여주는 개략도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 주파수의 함수로서 도 5 내지 도 9에 도시된 유형의 예시적인 안테나들 간의 안테나 성능(안테나 격리)의 그래프이다.
도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스에는 무선 통신 회로부가 제공될 수 있다. 무선 통신 회로부는 다수의 무선 통신 대역들에서의 무선 통신을 지원하는 데 사용될 수 있다.
무선 통신 회로부는 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 무선 통신 회로부의 안테나들은 루프 안테나, 역-F 안테나, 스트립 안테나, 평면형 역-F 안테나, 슬롯 안테나, 하나 초과의 타입의 안테나 구조물들을 포함하는 하이브리드 안테나, 또는 다른 적합한 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나들을 위한 전도성 구조물들은, 원하는 경우, 전도성 전자 디바이스 구조물들로부터 형성될 수 있다.
전도성 전자 디바이스 구조물들은 전도성 하우징 구조물들을 포함할 수 있다. 하우징 구조물들은 전자 디바이스의 주변부 둘레에 이어지는 주변부 전도성 구조물들과 같은 주변부 구조물들을 포함할 수 있다. 주변부 전도성 구조물들은 디스플레이와 같은 평면형 구조물에 대한 베젤(bezel)로서의 역할을 할 수 있고/있거나, 디바이스 하우징에 대한 측벽 구조물들로서의 역할을 할 수 있고/있거나, (예컨대, 수직 평면형 측벽들 또는 만곡된 측벽들을 형성하기 위해) 일체형의 평면형 후방 하우징으로부터 상향으로 연장되는 부분들을 가질 수 있고/있거나, 다른 하우징 구조물들을 형성할 수 있다.
주변부 전도성 구조물들을 주변부 세그먼트들로 분할하는 간극들이 주변부 전도성 구조물들 내에 형성될 수 있다. 세그먼트들 중 하나 이상이 전자 디바이스(10)를 위한 하나 이상의 안테나들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 안테나들은 또한 안테나 접지 평면 및/또는 전도성 하우징 구조물들(예컨대, 내부 및/또는 외부 구조물들, 지지판 구조물들 등)로 형성된 안테나 공진 요소를 이용하여 형성될 수 있다.
전자 디바이스(10)는 휴대용 전자 디바이스 또는 다른 적합한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(10)는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 다소 더 소형인 디바이스, 예컨대 손목 시계형 디바이스, 펜던트 디바이스, 헤드폰 디바이스, 이어피스(earpiece) 디바이스, 또는 다른 착용식 또는 축소형 디바이스, 핸드헬드 디바이스, 예컨대 셀룰러 전화기, 미디어 재생기, 또는 다른 소형 휴대용 디바이스일 수 있다. 디바이스(10)는 또한 셋톱 박스, 데스크톱 컴퓨터, 컴퓨터 또는 다른 프로세싱 회로부가 일체화된 디스플레이, 일체화된 컴퓨터가 없는 디스플레이, 또는 다른 적합한 전자 장비일 수 있다.
디바이스(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 포함할 수 있다. 때때로 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재들, 금속(예컨대, 스테인리스강, 알루미늄 등), 다른 적합한 재료들, 또는 이들 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황들에서, 하우징(12)의 부분들은 유전체 또는 기타 저전도성 재료(예컨대, 유리, 세라믹, 플라스틱, 사파이어 등)로 형성될 수 있다. 다른 상황들에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 형성하는 구조물들의 적어도 일부는 금속 요소들로부터 형성될 수 있다.
디바이스(10)는, 원하는 경우, 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 디바이스(10)의 전면 상에 장착될 수 있다. 디스플레이(14)는 용량성 터치 전극들을 포함하는 터치 스크린일 수 있거나, 또는 터치에 감응하지 않을 수도 있다. 하우징(12)의 후면(즉, 디바이스(10)의 전면에 대향하는 디바이스(10)의 면)은 평면형 하우징 벽을 가질 수 있다. 후방 하우징 벽은, 후방 하우징 벽을 완전히 통과하고 따라서 하우징(12)의 하우징 벽 부분들(및/또는 측벽 부분들)을 서로 분리시키는 슬롯들을 가질 수 있다. 후방 하우징 벽은 전도성 부분들 및/또는 유전체 부분들을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 후방 하우징 벽은 유리, 플라스틱, 사파이어, 또는 세라믹과 같은 유전체의 얇은 층 또는 코팅에 의해 코팅된 평면형 금속층을 포함할 수 있다. 하우징(12)(예를 들어, 후방 하우징 벽, 측벽들 등)은 또한 하우징(12)을 완전히 통과하지 않는 얕은 홈들을 가질 수 있다. 슬롯들 및 홈들은 플라스틱 또는 다른 유전체로 충전될 수 있다. 원하는 경우, (예를 들어, 관통 슬롯에 의해) 서로 분리된 하우징(12)의 부분들은 내부 전도성 구조물들(예를 들어, 슬롯을 브릿지하는 시트 금속 또는 다른 금속 부재들)에 의해 결합될 수 있다.
디스플레이(14)는 발광 다이오드(LED)들, 유기 LED(OLED)들, 플라즈마 셀들, 전기 습윤 픽셀(electrowetting pixel)들, 전기 영동 픽셀(electrophoretic pixel)들, 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트들, 또는 다른 적합한 픽셀 구조물들로부터 형성되는 픽셀들을 포함할 수 있다. 투명한 유리 또는 플라스틱의 층과 같은 디스플레이 커버 층이 디스플레이(14)의 표면을 덮을 수 있거나, 또는 디스플레이(14)의 최외곽 층은 컬러 필터 층, 박막 트랜지스터 층, 또는 다른 디스플레이 층으로부터 형성될 수 있다. 원하는 경우, 버튼(24)과 같은 버튼들이 커버 층에 있는 개구들을 통과할 수 있다. 커버 층은, 또한, 스피커 포트(26)를 위한 개구와 같은 다른 개구들을 가질 수 있다.
하우징(12)은 구조물들(16)과 같은 주변부 하우징 구조물들을 포함할 수 있다. 구조물들(16)은 디바이스(10) 및 디스플레이(14)의 주변부 둘레에 이어질 수 있다. 디바이스(10) 및 디스플레이(14)가 4개의 에지들을 갖는 직사각형 형상을 갖는 구성들에서, 구조물들(16)은 (예로서) 4개의 대응하는 에지들을 구비한 직사각형 링 형상을 갖는 주변부 하우징 구조물들을 사용하여 구현될 수 있다. 주변부 구조물들(16) 또는 주변부 구조물들(16)의 일부는 디스플레이(14)에 대한 베젤(예컨대, 디스플레이(14)의 4개의 측면들 모두를 둘러싸고/둘러싸거나 디스플레이(14)를 디바이스(10)에 유지시키는 것을 돕는 장식 트림(cosmetic trim))로서의 역할을 할 수 있다. 주변부 구조물들(16)은, 원하는 경우, (예컨대, 수직 측벽들, 만곡된 측벽들 등을 갖는 금속 밴드를 형성함으로써) 디바이스(10)에 대한 측벽 구조물들을 형성할 수 있다.
주변부 하우징 구조물들(16)은 금속과 같은 전도성 재료로 형성될 수 있고, 그에 따라, 때때로, (예들로서) 주변부 전도성 하우징 구조물들, 전도성 하우징 구조물들, 주변부 금속 구조물들, 또는 주변부 전도성 하우징 부재로 지칭될 수 있다. 주변부 하우징 구조물들(16)은 금속, 예컨대 스테인리스강, 알루미늄, 또는 다른 적합한 재료들로부터 형성될 수 있다. 1개, 2개 또는 2개 초과의 별개의 구조물들이 주변부 하우징 구조물들(16)을 형성하는 데 사용될 수 있다.
주변부 하우징 구조물들(16)이 균일한 단면을 갖는 것이 필수인 것은 아니다. 예를 들어, 주변부 하우징 구조물들(16)의 상부 부분은, 원하는 경우, 디스플레이(14)를 제위치에 유지시키는 것을 돕는 내향 돌출 립(lip)을 가질 수 있다. 주변부 하우징 구조물들(16)의 저부 부분도, 또한, (예컨대, 디바이스(10)의 후방 표면의 평면 내에) 확대된 립을 가질 수 있다. 주변부 하우징 구조물들(16)은 실질적으로 직선형인 수직 측벽들을 가질 수 있거나, 만곡되어 있는 측벽들을 가질 수 있거나, 또는 다른 적합한 형상들을 가질 수 있다. 일부 구성들에서(예컨대, 주변부 하우징 구조물들(16)이 디스플레이(14)에 대한 베젤로서의 역할을 하는 경우), 주변부 하우징 구조물들(16)은 하우징(12)의 립 둘레에 이어질 수 있다(즉, 주변부 하우징 구조물들(16)은 디스플레이(14)를 둘러싸는 하우징(12)의 에지만을 커버할 수 있고, 하우징(12)의 측벽들의 나머지는 커버하지 않을 수도 있다).
원하는 경우, 하우징(12)은 전도성 후방 표면 또는 벽을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)은 금속, 예컨대 스테인리스강 또는 알루미늄으로부터 형성될 수 있다. 하우징(12)의 후방 표면은 디스플레이(14)에 평행한 평면에 놓일 수 있다. 하우징(12)의 후방 표면이 금속으로부터 형성되는 디바이스(10)에 대한 구성들에서, 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 부분들을, 하우징(12)의 후방 표면을 형성하는 하우징 구조물들의 일체형 부분들로서 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)의 후방 하우징 벽이 평면형 금속 구조물로부터 형성될 수 있고, 하우징(12)의 측면들 상에 있는 주변부 하우징 구조물들(16)의 부분들이 평면형 금속 구조물의 수직으로 연장되는 평평하거나 만곡된 일체형 금속 부분들로서 형성될 수 있다. 이들과 같은 하우징 구조물들은, 원하는 경우, 금속 블록으로부터 기계가공될 수 있고/있거나, 하우징(12)을 형성하도록 함께 조립되는 다수의 금속 조각들을 포함할 수 있다. 하우징(12)의 평면형 후방 벽은 1개 이상, 2개 이상, 또는 3개 이상의 부분들을 가질 수 있다. 주변부 전도성 하우징 구조물들(16) 및/또는 하우징(12)의 전도성 후방 벽은 디바이스(10)의 하나 이상의 외부 표면들(예컨대, 디바이스(10)의 사용자에게 보이는 표면들)을 형성할 수 있고/있거나 디바이스(10)의 외부 표면들을 형성하지 않는 내부 구조물들(예컨대, 얇은 장식층들, 보호 코팅들, 및/또는 유리, 세라믹, 플라스틱과 같은 유전체 재료들을 포함할 수 있는 기타 코팅층들과 같은 층들로 커버되는 전도성 구조물들과 같은 디바이스(10)의 사용자에게 보이지 않는 전도성 하우징 구조물들, 또는 디바이스(10)의 외부 표면들을 형성하고/하거나 사용자의 시선으로부터 구조물들(16)을 숨기는 역할을 하는 기타 구조물들)을 이용하여 구현될 수 있다.
디스플레이(14)는 디바이스(10)의 사용자에 대한 이미지를 디스플레이하는 활성 영역(AA)을 형성하는 픽셀들의 어레이를 가질 수 있다. 비활성 영역(IA)과 같은 비활성 경계 영역은 활성 영역(AA)의 주변부 에지들 중 하나 이상을 따라 이어질 수 있다.
디스플레이(14)는 터치 센서를 위한 용량성 전극들의 어레이, 픽셀들을 어드레싱(address)하기 위한 전도성 라인들, 드라이버 회로들 등과 같은 전도성 구조물들을 포함할 수 있다. 하우징(12)은 금속 프레임 부재들, 및 하우징(12)의 벽들에 걸쳐 있는 평면형 전도성 하우징 부재(때때로, 백플레이트로 지칭됨)(즉, 부재(16)의 대향 측면들 사이에 용접되거나 달리 연결되는 하나 이상의 금속 부분으로부터 형성된 실질적으로 직사각형인 시트)와 같은 내부 전도성 구조물들을 포함할 수 있다. 백플레이트는 디바이스(10)의 외측 후방 표면을 형성할 수 있거나 또는 얇은 장식층들, 보호 코팅들, 및/또는 유리, 세라믹, 플라스틱과 같은 유전체 재료들을 포함할 수 있는 기타 코팅들과 같은 층들, 또는 디바이스(10)의 외부 표면들을 형성하고/하거나 사용자의 시선으로부터 백플레이트를 숨기는 역할을 하는 기타 구조물들로 커버될 수 있다. 디바이스(10)는 또한 인쇄 회로 기판들, 인쇄 회로 기판들 상에 장착된 컴포넌트들, 및 다른 내부 전도성 구조물과들 같은 전도성 구조물들을 포함할 수 있다. 디바이스(10)에 접지 평면을 형성하는 데 사용될 수 있는 이러한 전도성 구조물들은, 예를 들어, 디스플레이(14)의 활성 영역(AA) 아래로 연장될 수 있다.
영역들(22, 20)에서, 개구부들이 디바이스(10)의 전도성 구조물들 내에(예컨대, 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)과 하우징(12)의 전도성 부분들, 인쇄 회로 기판 상의 전도성 트레이스들, 디스플레이(14) 내의 전도성 전기 컴포넌트들과 같은 반대편의 전도성 접지 구조물들 등 사이) 형성될 수 있다. 때때로 간극들로 지칭될 수 있는 이들 개구들은 공기, 플라스틱, 및/또는 다른 유전체들로 충전될 수 있고, 원하는 경우, 디바이스(10) 내의 하나 이상의 안테나들을 위한 슬롯 안테나 공진 요소들을 형성하는 데 사용될 수 있다.
전도성 하우징 구조물, 및 디바이스(10) 내의 기타 전도성 구조물은 디바이스(10) 내의 안테나를 위한 접지 평면으로서 기능할 수 있다. 영역들(20, 22) 내의 개구들은 개방형 또는 폐쇄형 슬롯 안테나들에서의 슬롯들로서의 역할을 할 수 있거나, 루프 안테나에서의 재료들의 전도성 경로에 의해 둘러싸이는 중심 유전체 영역으로서의 역할을 할 수 있거나, 스트립 안테나 공진 요소 또는 역-F 안테나 공진 요소와 같은 안테나 공진 요소를 접지 평면으로부터 분리시키는 공간으로서의 역할을 할 수 있거나, 기생 안테나 공진 요소의 성능에 기여할 수 있거나, 또는 달리 영역들(20, 22) 내에 형성된 안테나 구조물들의 일부로서의 역할을 할 수 있다. 원하는 경우, 디스플레이(14)의 활성 영역(AA) 아래에 있는 접지 평면 및/또는 디바이스(10) 내의 다른 금속 구조물들은 디바이스(10)의 단부들의 부분들 내로 연장되는 부분들을 가질 수 있어서(예컨대, 접지가 영역들(20, 22) 내의 유전체-충전 개구들을 향해 연장될 수 있음), 그에 의해 영역들(20, 22) 내의 슬롯들을 좁힐 수 있다.
대체로, 디바이스(10)는 임의의 적합한 수(예컨대, 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 등)의 안테나들을 포함할 수 있다. 디바이스(10) 내의 안테나들은 세장형 디바이스 하우징의 대향하는 제1 및 제2 단부들에서(예컨대, 도 1의 디바이스(10)의 단부들(20, 22)에서), 디바이스 하우징의 하나 이상의 에지를 따라서, 디바이스 하우징의 중심에, 다른 적합한 위치들에, 또는 이들 위치 중 하나 이상에 위치될 수 있다. 도 1의 구성은 단지 예시적인 것에 불과하다.
주변부 하우징 구조물들(16)의 부분들에는 주변부 간극 구조물들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)에는 간극들(18)과 같은 하나 이상의 주변부 간극들이 제공될 수 있다. 주변부 하우징 구조물들(16) 내의 간극들은 유전체, 예컨대 중합체, 세라믹, 유리, 공기, 다른 유전체 재료들, 또는 이들 재료의 조합들로 충전될 수 있다. 간극들(18)은 주변부 하우징 구조물들(16)을 하나 이상의 주변부 전도성 세그먼트들로 분할할 수 있다. 예를 들어, (예컨대, 2개의 간극들(18)을 갖는 구성에서는) 주변부 하우징 구조물들(16) 내에 2개의 주변부 전도성 세그먼트들, (예컨대, 3개의 간극들(18)을 갖는 구성에서는) 3개의 주변부 전도성 세그먼트들, (예컨대, 4개의 간극들(18)을 갖는 구성에서는) 4개의 주변부 전도성 세그먼트들 등이 있을 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 세그먼트들은 디바이스(10) 내의 안테나들의 부분들을 형성할 수 있다.
원하는 경우, 하우징(12)을 부분적으로 또는 완전히 관통하여 연장되는 홈들과 같은 하우징(12) 내의 개구들은 하우징(12)의 후방 벽의 폭에 걸쳐서 연장될 수 있고, 하우징(12)의 후방 벽을 관통하여 그 후방 벽을 상이한 부분들로 분할할 수 있다. 이들 홈은 또한 주변부 하우징 구조물들(16) 내로 연장될 수 있고, 안테나 슬롯들, 간극들(18), 및 디바이스(10) 내의 다른 구조물들을 형성할 수 있다. 중합체 또는 다른 유전체가 이 홈들 및 다른 하우징 개구들을 충전할 수 있다. 일부 상황들에서, 안테나 슬롯들 및 다른 구조물을 형성하는 하우징 개구들은 공기와 같은 유전체로 충전될 수 있다.
전형적인 시나리오에서, 디바이스(10)는 하나 이상의 상부 안테나들 및 하나 이상의 하부 안테나들(예를 들어)을 가질 수 있다. 상부 안테나는, 예를 들어, 영역(22) 내에서 디바이스(10)의 상부 단부에 형성될 수 있다. 하부 안테나는, 예를 들어, 영역(20) 내에서 디바이스(10)의 하부 단부에 형성될 수 있다. 안테나들은 동일한 통신 대역들, 중첩하는 통신 대역들, 또는 분리된 통신 대역들을 커버하기 위해 개별적으로 사용될 수 있다. 안테나들은 안테나 다이버시티 스킴(antenna diversity scheme) 또는 다중-입력-다중-출력(multiple-input-multiple-output, MIMO) 안테나 스킴을 구현하는 데 사용될 수 있다.
디바이스(10) 내의 안테나들은 임의의 관심 통신 대역들을 지원하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)는 로컬 영역 네트워크 통신, 음성 및 데이터 셀룰러 전화 통신, GPS(global positioning system) 통신 또는 다른 위성 항법 시스템 통신, 블루투스® 통신 등을 지원하기 위한 안테나 구조물들을 포함할 수 있다.
도 1의 디바이스(10)에서 사용될 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 보여주는 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 저장 및 프로세싱 회로부(28)와 같은 제어 회로부를 포함할 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로부(28)는 하드 디스크 드라이브 저장소, 비휘발성 메모리(예컨대, 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 플래시 메모리 또는 기타 전기적 프로그램가능 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예컨대, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장소를 포함할 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로부(28) 내의 프로세싱 회로부는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이러한 프로세싱 회로부는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들, 응용 주문형 집적 회로들 등에 기초할 수 있다.
저장 및 프로세싱 회로부(28)는 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능들 등과 같은 소프트웨어를 디바이스(10) 상에서 실행하는 데 사용될 수 있다. 외부 장비와의 상호작용들을 지원하기 위해, 저장 및 프로세싱 회로부(28)는 통신 프로토콜을 구현하는 데 사용될 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로부(28)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜, 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜(예컨대, 때때로 와이파이®라고 지칭되는 IEEE 802.11 프로토콜), 블루투스® 프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크를 위한 프로토콜, 셀룰러 전화 프로토콜, 다중-입력-다중 출력(MIMO) 프로토콜, 안테나 다이버시티 프로토콜 등을 포함한다.
입출력 회로부(30)는 입출력 디바이스들(32)을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 데이터가 디바이스(10)에 공급되게 하기 위해, 그리고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 제공되게 하기 위해 사용될 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 사용자 인터페이스 디바이스, 데이터 포트 디바이스, 및 다른 입출력 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입출력 디바이스들(32)은 터치 스크린들, 터치 센서 기능이 없는 디스플레이들, 버튼들, 조이스틱들, 스크롤링 휠들, 터치 패드들, 키패드들, 키보드들, 마이크로폰들, 카메라들, 버튼들, 스피커들, 상태 표시자들, 광원들, 오디오 잭들 및 다른 오디오 포트 컴포넌트들, 디지털 데이터 포트 디바이스들, 광 센서들, 위치 및 배향 센서들(예컨대, 가속도계들, 자이로스코프들 및 나침반들과 같은 센서들), 커패시턴스 센서들, 근접 센서들(예컨대, 용량성 근접 센서들, 광 기반 근접 센서들 등), 지문 센서들(예컨대, 도 1의 버튼(24)과 같은 버튼과 일체화된 지문 센서, 또는 버튼(24)을 대체하는 지문 센서) 등을 포함할 수 있다.
입출력 회로부(30)는 외부 장비와 무선으로 통신하기 위한 무선 통신 회로부(34)를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로부(34)는 하나 이상의 집적 회로들로부터 형성된 라디오 주파수(RF) 송수신기 회로부, 전력 증폭기 회로부, 저잡음 입력 증폭기들, 수동 RF 컴포넌트들, 하나 이상의 안테나들, 전송 라인들(transmission lines), 및 RF 무선 신호들을 처리하기 위한 다른 회로부를 포함할 수 있다. 무선 신호들은 또한 광을 이용하여(예컨대, 적외선 통신을 이용하여) 송신될 수 있다.
무선 통신 회로부(34)는 다양한 라디오-주파수 통신 대역들을 처리하기 위한 라디오-주파수 송수신기 회로부(90)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로(34)는 송수신기 회로부(36, 38, 42)를 포함할 수 있다. 송수신기 회로부(36)는 WiFi®(IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역들을 처리할 수 있고, 2.4 ㎓ 블루투스® 통신 대역을 처리할 수 있다. 회로부(34)는 (예들로서) 700 내지 960 ㎒의 낮은 통신 대역, 960 내지 1710 ㎒의 낮은-중간대역, 1710 내지 2170 ㎒의 중간대역, 2300 내지 2700 ㎒의 고대역, 3400 내지 3700 ㎒의 초고대역 또는 600 ㎒와 4000 ㎒ 사이의 기타 통신 대역들과 같은 주파수 범위 또는 기타 적합한 주파수들에서의 무선 통신들을 처리하기 위한 셀룰러 전화 송수신기 회로부(38)를 사용할 수 있다.
회로부(38)는 음성 데이터 및 비음성 데이터를 처리할 수 있다. 무선 통신 회로부(34)는, 원하는 경우, 다른 단거리 및 장거리 무선 링크들을 위한 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로부(34)는 60 ㎓ 송수신기 회로부, 텔레비전 및 라디오 신호들을 수신하기 위한 회로부, 페이징 시스템 송수신기들, 근거리 통신(NFC) 회로부 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 회로부(34)는 1575 ㎒에서 GPS 신호들을 수신하거나 또는 다른 위성 포지셔닝 데이터를 처리하기 위한 GPS 수신기 회로부(42)와 같은 GPS 수신기 장비를 포함할 수 있다. 와이파이® 및 블루투스® 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐 데이터를 전달하는 데 이용된다. 셀룰러 전화 링크들 및 기타 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일에 걸쳐 데이터를 전달하는 데 이용된다.
무선 통신 회로부(34)는 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나들(40)은 임의의 적합한 안테나 타입들을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나들(40)은 루프 안테나 구조물, 패치 안테나 구조물, 역-F 안테나 구조물, 슬롯 안테나 구조물, 평면형 역-F 안테나 구조물, 나선형 안테나 구조물, 다이폴 안테나 구조물, 모노폴 안테나 구조물, 이들 설계의 하이브리드들 등으로부터 형성되는 공진 요소들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 상이한 유형의 안테나들이 상이한 대역들 및 대역들의 조합들에 대해 사용될 수 있다. 예를 들면, 일 유형의 안테나는 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있고, 또 다른 유형의 안테나는 원격 무선 링크 안테나를 형성하는 데 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 회로부(34) 내의 송수신기 회로부(90)는 경로(92)와 같은 경로들을 사용하여 안테나 구조물들(40)에 결합될 수 있다. 무선 회로부(34)는 제어 회로부(28)에 결합될 수 있다. 제어 회로부(28)는 입출력 디바이스들(32)에 결합될 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 디바이스(10)로부터의 출력을 공급할 수 있고 디바이스(10)의 외부에 있는 소스들로부터의 입력을 수신할 수 있다.
안테나(들)(40)와 같은 안테나 구조물들에 관심 통신 주파수들을 커버하는 능력을 제공하기 위해, 안테나(들)(40)에는 필터 회로부(예컨대, 하나 이상의 수동 필터 및/또는 하나 이상의 튜닝가능한 필터 회로)와 같은 회로가 제공될 수 있다. 커패시터들, 인덕터들, 및 저항기들과 같은 개별 컴포넌트들이 필터 회로부 내에 통합될 수 있다. 용량성 구조물들, 유도성 구조물들, 및 저항성 구조물들이, 또한, 패턴화된 금속 구조물들(예컨대, 안테나의 일부)로부터 형성될 수 있다. 원하는 경우, 안테나(들)(40)에는 관심 통신 대역들에 걸쳐 안테나들을 튜닝하기 위한 튜닝가능한 컴포넌트들(102)과 같은 조정가능한 회로들이 제공될 수 있다. 튜닝가능한 컴포넌트들(102)은 튜닝가능한 필터 또는 튜닝가능한 임피던스 매칭 네트워크의 일부일 수 있거나, 안테나 공진 요소의 일부일 수 있거나, 안테나 공진 요소와 안테나 접지 사이의 간극 등을 넓힐 수 있다.
튜닝가능한 컴포넌트들(102)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 구조물들, 가변 커패시턴스 및 인덕턴스 값들을 생성하기 위한 가변 솔리드 스테이트 디바이스들, 튜닝가능한 필터들, 또는 다른 적합한 튜닝가능한 구조물들에 기초할 수 있다. 디바이스(10)의 동작 동안, 제어 회로부(28)는 인덕턴스 값들, 커패시턴스 값들, 또는 튜닝가능한 컴포넌트들(102)과 연관된 다른 파라미터들을 조정하는 제어 신호들을 경로(103)와 같은 하나 이상의 경로 상에 발생(issue)시킴으로써, 원하는 통신 대역들을 커버하도록 안테나 구조물들(40)을 튜닝할 수 있다.
경로(92)는 하나 이상의 전송 라인을 포함할 수 있다. 일례로서, 도 3의 신호 경로(92)는 라인(94)과 같은 양의 신호 전도체 및 라인(96)과 같은 접지 신호 전도체를 갖는 전송 라인일 수 있다. 라인들(94, 96)은 (예로서) 동축 케이블, 스트립라인 전송 라인, 또는 마이크로스트립 전송 라인의 부분들을 형성할 수 있다. 매칭 네트워크(예컨대, 튜닝가능한 컴포넌트들(102)을 이용하여 형성된 조정가능한 매칭 네트워크)는 안테나(들)(40)의 임피던스를 전송 라인(92)의 임피던스에 매칭시키는 데 사용되는 인덕터들, 저항기들, 및 커패시터들과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 매칭 네트워크 컴포넌트들이 개별 컴포넌트들(예컨대, 표면 실장 기술 컴포넌트들)로서 제공될 수 있거나, 또는 하우징 구조물들, 인쇄 회로 기판 구조물들, 플라스틱 지지부들 상의 트레이스들 등으로부터 형성될 수 있다. 이들과 같은 컴포넌트들은, 또한, 안테나(들)(40) 내의 필터 회로부를 형성하는 데 사용될 수 있고, 튜닝가능한 및/또는 고정 컴포넌트들일 수 있다.
전송 라인(92)은 안테나 구조물들(40)과 연관된 안테나 피드 구조물들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조물들(40)은 역-F 안테나, 슬롯 안테나, 하이브리드 역-F 슬롯 안테나 또는 단자(98)와 같은 양극 안테나 피드 단자 및 접지 안테나 피드 단자(100)와 같은 접지 안테나 피드 단자를 구비한 안테나 피드(112)를 갖는 기타 안테나를 형성할 수 있다. 양의 전송 라인 전도체(94)는 양의 안테나 피드 단자(98)에 결합될 수 있고, 접지 전송 라인 전도체(96)는 접지 안테나 피드 단자(100)에 결합될 수 있다. 원하는 경우, 다른 유형의 안테나 피드 배열들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조물들(40)은 다수의 피드들을 사용하여 피드될 수 있다. 도 3의 예시적인 피딩 구성(feeding configuration)은 단지 예시적인 것이다.
제어 회로부(28)는 근접 센서(예컨대, 도 2의 센서들(32)을 참조)로부터의 정보,수신된 신호 강도 정보와 같은 무선 성능 메트릭 데이터, 배향 센서로부터의 디바이스 배향 정보, 가속도계 또는 기타 모션 검출 센서로부터의 디바이스 모션 데이터, 디바이스(10)의 사용 시나리오에 관한 정보, 스피커(26)를 통해 오디오가 재생 중인지에 관한 정보, 하나 이상의 안테나 임피던스 센서들로부터의 정보, 및/또는 안테나(들)(40)가 근처 외부 물체들의 존재에 의해 영향을 받고 있거나 또는 다른 방식으로 튜닝이 필요한 시기를 결정하는 데 있어서의 기타 정보를 사용할 수 있다. 이에 응답하여, 제어 회로부(28)는 안테나 구조물들(40)이 원하는 대로 동작하는 것을 보장하기 위해 조정가능한 인덕터, 조정가능한 커패시터, 스위치, 또는 다른 튜닝가능한 컴포넌트(102)를 조정할 수 있다. 컴포넌트(102)에 대한 조정은 또한 안테나 구조물들(40)의 커버리지를 확장하기 위해(예를 들어, 안테나 구조물들(40)이 튜닝 없이 커버하게 될 주파수들의 범위보다 넓은 범위에 걸쳐 확장되는 원하는 통신 대역들을 커버하기 위해) 행해질 수 있다.
사용자의 손과 같은 외부 물체의 존재 또는 부재는 안테나 로딩 및 그에 따른 안테나 성능에 영향을 줄 수 있다. 안테나 로딩은 디바이스(10)가 유지되는 방식에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 안테나 로딩 및 그에 따른 안테나 성능은 사용자가 사용자의 오른손에 디바이스(10)를 쥐고 있을 때 하나의 방식으로 영향을 받을 수 있고, 사용자가 사용자의 왼손에 디바이스(10)를 쥐고 있을 때 다른 방식으로 영향을 받을 수 있다. 또한, 안테나 로딩 및 성능은 사용자가 디바이스(10)를 사용자의 머리 쪽으로 유지하고 있을 때 하나의 방식으로, 그리고 사용자가 디바이스(10)를 사용자의 머리로부터 멀리 유지하고 있을 때 다른 방식으로 영향을 받을 수 있다. 다양한 로딩 시나리오들을 수용하기 위해, 디바이스(10)는 센서 데이터, 안테나 측정치, 디바이스(10)의 사용 시나리오 또는 동작 상태에 관한 정보, 및/또는 안테나 로딩의 존재(예를 들어, 사용자의 손, 사용자의 머리, 또는 다른 외부 물체의 존재)를 모니터링하기 위한 입출력 회로부(32)로부터의 다른 데이터를 사용할 수 있다. 디바이스(10)(예를 들어, 제어 회로부(28))는 이어서 로딩을 보상하기 위해 안테나(40) 내의 조정가능한 컴포넌트들(102)을 조정할 수 있다.
안테나들(40)은 슬롯 안테나 구조물들, 역-F 안테나 구조물들(예컨대, 평면형 및 비평면형 역-F 안테나 구조물들), 루프 안테나 구조물들, 이들의 조합, 또는 기타 안테나 구조물들을 포함할 수 있다.
예시적인 역-F 안테나 구조물이 도 4에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 역-F 안테나 구조물(40)(때때로 본 명세서에서 안테나(40) 또는 역-F 안테나(40)로 지칭됨)는 안테나 공진 요소(106)와 같은 역-F 안테나 공진 요소 및 안테나 접지(104)와 같은 안테나 접지(접지 평면)를 포함할 수 있다. 안테나 공진 요소(106)는 아암(108)과 같은 주 공진 요소 아암을 가질 수 있다. 아암(108)의 길이는 안테나 구조물(40)이 원하는 동작 주파수들에서 공진하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 아암(108)의 길이(또는 아암(108)의 분기)는 안테나(40)에 대한 원하는 동작 주파수에서 파장의 1/4일 수 있다. 안테나 구조물(40)은 또한 고조파 주파수들에서 공진들을 나타낼 수 있다. 원하는 경우, 슬롯 안테나 구조물들 또는 기타 안테나 구조물들이 도 4의 안테나(40)와 같은 역-F 안테나 내에 통합될 수 있다(예컨대, 하나 이상의 통신 대역들에서의 안테나 응답을 강화함). 예를 들어, 공진 요소(106)의 아암(108) 또는 다른 부분들과 접지(104) 사이에 슬롯 안테나 구조물이 형성될 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 안테나(40)는 슬롯 안테나 및 역-F 안테나 구조물들 둘 모두를 포함할 수 있고, 때때로 하이브리드 역-F 및 슬롯 안테나로 지칭될 수 있다.
아암(108)은 접지(104)로부터 유전체 간극(101)과 같은 유전체 충전 개구부에 의해 분리될 수 있다. 안테나 접지(104)는 전도성 지지판과 같은 하우징 구조물들, 인쇄 회로 트레이스들, 전자 컴포넌트들의 금속 부분들, 디스플레이(14)의 전도성 부분들, 및/또는 기타 전도성 접지 구조물들로 형성될 수 있다. 간극(101)은 공기, 플라스틱, 및/또는 기타 유전체 재료들로 형성될 수 있다.
주 공진 요소 아암(108)은 복귀 경로(110)에 의해 접지(104)에 결합될 수 있다. 안테나 피드(112)는 양극 안테나 피드 단자(98) 및 접지 안테나 피드 단자(100)를 포함할 수 있고, 아암(108)과 접지(104) 사이에서 복귀 경로(110)에 나란히 연장될 수 있다. 원하는 경우, 도 4의 예시적인 안테나 구조물(40)과 같은 역-F 안테나 구조물들은 하나 초과의 공진 아암 분기(예컨대, 다수의 통신 대역들에서의 동작들을 지원하도록 다수의 주파수 공진들을 생성하기 위함)를 가질 수 있거나, 또는 다른 안테나 구조물들(예컨대, 기생 안테나 공진 요소들, 안테나 튜닝을 지원하기 위한 튜닝가능한 컴포넌트들 등)을 가질 수 있다. 원하는 경우, 아암(108)은 다른 형상들을 가질 수 있고, 임의의 바람직한 경로를 따를 수 있다(예컨대, 곡선 및/또는 직선 세그먼트들을 갖는 경로들).
원하는 경우, 안테나(40)는 아암(108)과 같은 안테나 공진 요소 구조물들(106)에 결합된 하나 이상의 조정가능한 회로들(예컨대, 도 3의 튜닝가능한 컴포넌트들(102))을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 조정가능한 인덕터(114)와 같은 튜닝가능한 컴포넌트들(102)은 아암(108)과 같은 안테나(40) 내의 안테나 공진 요소 아암 구조물들과 안테나 접지(104) 사이에 결합될 수 있다(즉, 조정가능한 인덕터(114)는 간극(101)을 브릿지할 수 있음). 조정가능한 인덕터(114)는 제어 회로부(28)로부터 조정가능한 인덕터(114)로 제공되는 제어 신호들(116)에 응답하여 조정되는 인덕턴스 값을 나타낼 수 있다.
안테나들을 포함하는 디바이스(10)의 예시적인 부분의 상부 내측 도면이 도 5에 도시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)과 같은 주변부 전도성 하우징 구조물들을 가질 수 있다. 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)은 간극들(18-1, 18-2)과 같은 유전체 충전 주변부 간극들(예컨대, 플라스틱 간극들)(18)에 의해 분할될 수 있다. 안테나 구조물들(40)은 제1 안테나(40F) 및 제2 안테나(40W)를 포함할 수 있다. 안테나(40F)(때때로 셀룰러 전화 안테나 또는 셀룰러 및 위성 항법 안테나로 지칭됨)는 간극들(18-1, 18-2) 사이에서 연장되는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 세그먼트로 형성된 역-F 안테나 공진 요소 아암(108)을 포함할 수 있다. 공기 및/또는 기타 유전체들은 아암(108)과 접지 구조물들(104) 사이의 슬롯(101)을 충전할 수 있다. 원하는 경우, 개구부(101)는 안테나의 전체 성능에 기여하는 슬롯 안테나 공진 요소 구조물을 형성하도록 구성될 수 있다. 안테나 접지(104)는 전도성 하우징 구조물들로 형성되거나, 디바이스(10)의 전기 디바이스 컴포넌트들로 형성되거나, 인쇄 회로 기판 트레이스들로 형성되거나, 와이어 및 금속 포일의 스트립들과 같은 전도체의 스트립들, 디스플레이(14)의 전도성 부분들, 및/또는 기타 전도성 구조물들로 형성될 수 있다. 일 적합한 구성에서, 접지(104)는 하우징(12)의 전도성 부분들(예컨대, 전도성 백플레이트와 같은 하우징(12)의 후방 벽의 부분들 및 아암(108)으로부터 주변부 간극들(18)에 의해 분리되는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 부분들) 및 디스플레이(14)의 전도성 부분들을 둘 모두 포함한다.
안테나(40F)는 하나 이상의 원하는 주파수 대역들에서의 공진을 지원할 수 있다. 아암(108)의 길이는 하나 이상의 원하는 주파수 대역들에서 공진하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 아암(108)은 셀룰러 저대역(LB), 중간대역(MB), 고대역(HB), 및/또는 위성 항법 대역들에서의 공진을 지원할 수 있다. 기타 주파수들(예컨대, 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 무선 로컬 영역 네트워크 대역들 및 블루투스 대역들 또는 기타 대역들에서의 주파수들)에서 무선 통신들을 처리하기 위하여, 안테나(40W)와 같은 추가적인 안테나가 영역(206) 내에 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 접지(104)는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 세그먼트로부터 간극들(18-2, 18-1) 사이에 거리(140)만큼 분리된 부분들을 가질 수 있다. 슬롯(101)은 이 영역들에서 폭(140)을 가질 수 있다. 접지 평면(104)의 다른 부분들은 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)로부터 더 짧은 거리(142)만큼 분리될 수 있다. 슬롯(101)은 이 영역들에서 폭(142)을 가질 수 있다.
접지(104)는 하나 이상의 안테나들에 대하여 안테나 접지의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 역-F 안테나(40F)는 접지(104)로 형성된 안테나 접지를 포함할 수 있다. 안테나(40W)(때때로 무선 로컬 영역 네트워크 안테나(40W)로 지칭됨)는 영역(230) 내의 안테나 공진 요소 및 접지(104)를 포함할 수 있다.
전송 라인(92)의 양극 전송 라인 전도체(94) 및 접지 전송 라인 전도체(96)는 송수신기 회로부(90)와 안테나 피드(112) 사이에 결합될 수 있다. 피드(112)의 양극 안테나 피드 단자(98)는 안테나(40F)의 아암(108)에 결합될 수 있다. 피드(112)의 접지 안테나 피드 단자(100)는 접지(104)에 결합될 수 있다. 안테나 피드(112)는 주변부 전도성 구조물들(16)로부터 거리(142)만큼 분리되는 접지 평면(104)을 따르는 위치에서 슬롯(101)을 가로질러 결합될 수 있다. 거리(142)는, 예를 들어, 바람직하게 분포된 커패시턴스가 접지(104)와 주변부 전도성 하우징 구조물들(16) 사이에 형성되도록 선택될 수 있다. 분포된 커패시턴스는, 예를 들어, 안테나(40)가 전송 라인(92)과 임피던스 매칭되도록 보장하도록 선택될 수 있다. 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)로부터 거리(142)만큼 분리되는 접지 평면(104)의 부분은, 원하는 경우, 접지 평면(104)이 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)로부터 거리(140)만큼 분리되는 두 부분 사이에 개재될 수 있다. 송수신기 회로부(90)(예컨대, 도 2의 원격 무선 송수신기 회로부(38), 로컬 무선 송수신기 회로부(36), 및/또는 GPS 수신기 회로부(42))는 주파수 범위들, 예컨대, 700 내지 960 ㎒의 낮은 통신 대역, 960 내지 1710 ㎒의 낮은-중간대역, 1710 내지 2170 ㎒의 중간대역, 2300 내지 2700 ㎒의 고대역, 3400 내지 3700 ㎒의 초고대역, WiFi®(IEEE 802.11) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역들, 및/또는 안테나(40) 및 피드(112)를 이용하는 1575 ㎒ GPS 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달할 수 있다.
영역(230)의 무선 로컬 영역 네트워크 안테나(40W)는 역-F 안테나 공진 요소 또는 기타 적합한 안테나 공진 요소를 포함할 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 안테나(40W)는 안테나(40W)의 안테나 공진 요소에 결합된 양극 안테나 피드 단자(222) 및 접지(104)에 결합된 접지 안테나 피드 단자(224)를 갖는 대응하는 안테나 피드(220)를 이용하여 피드될 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 안테나의 피드(220)는 신호 경로(232)(예컨대, 라디오-주파수 전송 라인)의 양극 신호 전도체(226) 및 접지 신호 전도체(228)를 통해 라디오-주파수를 전달할 수 있다. 라인들(226, 228)은 (예로서) 동축 케이블, 스트립라인 전송 라인, 또는 마이크로스트립 전송 라인의 부분들을 형성할 수 있다.
무선 로컬 영역 네트워크 안테나(40W)는 다수의 주파수 대역들에서 공진할 수 있다. 예를 들어, 안테나(40W)는 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 통신(예컨대, WiFi® 통신) 및/또는 블루투스 통신 또는 기타 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 통신을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역 둘 모두를 커버할 수 있다. 전송 라인(232)은 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 회로부(36)와 안테나(40W)의 피드(220) 사이에 결합될 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 송수신기 회로부(36)는 전송 라인(232), 피드(220), 및 안테나(40W)를 이용하여 무선 로컬 영역 네트워크 통신 및/또는 무선 개인 영역 네트워크 통신을 처리할 수 있다.
접지 평면(104)은 디바이스(10) 내에서 임의의 바람직한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 접지 평면(104)의 하부 에지는 주변부 전도성 하징 구조물들(16)의 간극(18-1)과 정렬될 수 있다(예컨대, 간극(18-1)의 상부 또는 하부 에지는 접지 평면(104)의 에지와 정렬하여 간극(18-1)에 인접한 슬롯(101)을 정의할 수 있음). 이 예는 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 접지(104)는 간극(18-1)의 에지들 위로(예컨대, 도 5의 Y축을 따라) 연장되는, 간극(18-1)에 인접한 슬롯(162)과 같은 수직 슬롯을 포함할 수 있다. 유사하게, 접지 평면(104)의 하부 에지는 간극(18-2)과 정렬될 수 있거나(예컨대, 간극(18-2)의 상부 또는 하부 에지는 접지 평면(104)의 에지와 정렬되어 간극(18-2)에 인접한 슬롯(101)을 정의할 수 있음) 또는 간극(18-2)의 에지들 위로 연장될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 간극(18-1)에 인접한 수직 슬롯(162)은 간극(18-1)의 상부 에지(예컨대, 상부 에지(174)) 너머로 (예컨대, 도 5의 Y축 방향으로) 연장될 수 있다. 슬롯(162)은, 예를 들어, 접지(104)에 의해 정의되는 2개의 에지 및 주변부 전도성 구조물들(16)에 의해 정의되는 1개의 에지를 가질 수 있다. 슬롯(162)은 간극(18-1)에서 슬롯(101)의 개방 단부에 의해 정의되는 개방 단부를 가질 수 있다. 슬롯(162)은 주변부 전도성 구조물들(16)의 부분으로부터 간극(18-1) 위로 (예컨대, 도 5의 X축의 방향으로) 접지(104)를 분리하는 폭(176)을 가질 수 있다. 간극(18-1) 위의 주변부 전도성 구조물들(16)의 부분이 접지(104)에 단락되기 때문에(및 따라서 안테나 구조물들(40)을 위한 안테나 접지의 일부를 형성함), 슬롯(162)은 안테나 구조물들(40)를 위한 안테나 접지에 의해 정의되는 3개의 변을 갖는 개방 슬롯을 효과적으로 형성할 수 있다. 슬롯(162)은 임의의 바람직한 폭(예컨대, 약 2 mm, 4 mm 미만, 3 mm 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 0.5 mm 초과, 1.5 mm 초과, 2.5 mm 초과, 1 내지 3 mm 등)을 가질 수 있다. 슬롯(162)은 세장형 길이(178)(예컨대, 폭(176)에 수직함)를 가질 수 있다. 슬롯(162)은 임의의 바람직한 길이(예컨대, 10 내지 15 mm, 5 mm 초과, 10 mm 초과, 15 mm 초과, 30 mm 초과, 30 mm 미만, 20 mm 미만, 15 mm 미만, 10 mm 미만, 5 내지 20 mm 등)를 가질 수 있다.
전자 디바이스(10)는 종축(282)에 의해 특징지어질 수 있다. 길이(178)는 종축(282)(예컨대, 도 5의 Y축)에 평행하게 연장될 수 있다. 슬롯(162)의 부분들은 원하는 경우 하나 이상의 주파수 대역들에서 슬롯 안테나 공진들을 안테나(40)에 분배할 수 있다. 예를 들어, 안테나(40)가 원하는 동작 주파수들에서 공진하도록 슬롯(162)의 길이 및 폭(예컨대, 슬롯(162)의 주연부)이 선택될 수 있다. 원하는 경우, 안테나(40)가 원하는 동작 주파수들에서 공진하도록 슬롯들(101, 162)의 전체 길이가 선택될 수 있다.
원하는 경우, 접지 평면(104)은 간극(18-2)의 상부 에지(예컨대, 상부 에지(184)) 위로(예컨대, 도 5의 Y축 방향으로) 연장되는, 간극(18-2)에 인접한 추가적인 수직 슬롯(182)을 포함할 수 있다. 슬롯(182)은, 예를 들어, 접지(104)에 의해 정의되는 2개의 에지 및 주변부 전도성 구조물들(16)에 의해 정의되는 1개의 에지를 가질 수 있다. 슬롯(182)은 간극(18-2)에서 슬롯(101)의 개방 단부에 의해 정의되는 개방 단부를 가질 수 있다. 슬롯(182)은 주변부 전도성 구조물들(16)의 부분으로부터 간극(18-1) 위로 (예컨대, 도 5의 X축의 방향으로) 접지(104)를 분리하는 폭(186)을 가질 수 있다. 간극(18-2) 위의 주변부 전도성 구조물들(16)의 부분이 접지(104)에 단락되기 때문에(및 따라서 안테나 구조물들(40)을 위한 안테나 접지의 일부를 형성함), 슬롯(182)은 안테나 구조물들(40)를 위한 안테나 접지에 의해 정의되는 3개의 변을 갖는 개방 슬롯을 효과적으로 형성할 수 있다. 슬롯(182)은 임의의 바람직한 폭(예컨대, 약 2 mm, 4 mm 미만, 3 mm 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 0.5 mm 초과, 1.5 mm 초과, 2.5 mm 초과, 1 내지 3 mm 등)을 가질 수 있다. 슬롯(182)은 세장형 길이(188)(예컨대, 폭(186)에 수직함)를 가질 수 있다. 슬롯(182)은 임의의 바람직한 길이(예컨대, 10 내지 15 mm, 5 mm 초과, 10 mm 초과, 15 mm 초과, 30 mm 초과, 30 mm 미만, 20 mm 미만, 15 mm 미만, 10 mm 미만, 5 내지 20 mm 등)를 가질 수 있다.
길이(188)는 종축(282)(예컨대, 도 5의 Y축)에 평행하게 연장될 수 있다. 슬롯(182)의 부분들은 원하는 경우 하나 이상의 주파수 대역들에서 슬롯 안테나 공진들을 안테나(40)에 분배할 수 있다. 예를 들어, 안테나(40)가 원하는 동작 주파수들에서 공진하도록 슬롯(182)의 길이 및 폭이 선택될 수 있다. 원하는 경우, 안테나(40)가 원하는 동작 주파수들에서 동작하도록 슬롯들(101, 182)의 전체 길이가 선택될 수 있다. 원하는 경우, 안테나(40)가 원하는 동작 주파수들에서 공진하도록 슬롯들(101, 162, 182)의 전체 길이가 선택될 수 있다.
도 4의 경로(110)와 같은 복귀 경로는 슬롯(101) 및/또는 도 5에 도시된 바와 같이 조정가능한 컴포넌트들(202 및/또는 208)과 같은 하나 이상의 조정가능한 컴포넌트들(예컨대, 도 3의 튜닝 컴포넌트들(102)과 같은 조정가능한 컴포넌트들)을 브릿지하는 고정된 전도성 경로에 의해 형성될 수 있다. 조정가능한 컴포넌트들(202, 208)은 때때로 본 명세서에서 튜닝 컴포넌트들, 튜닝가능한 컴포넌트들, 튜닝 회로들, 튜닝가능한 회로들, 조정가능한 컴포넌트들, 또는 조정가능한 튜닝 컴포넌트들로 지칭될 수 있다.
조정가능한 컴포넌트(202)는 슬롯(101)을 따르는 제1 위치에서 슬롯(101)을 브릿지할 수 있다(예컨대, 컴포넌트(202)는 접지 평면(104) 상의 단자(206)와 주변부 전도성 구조물들(16) 상의 단자(204) 사이에 결합될 수 있음). 조정가능한 컴포넌트(208)는 슬롯(101)을 따르는 제2 위치에서 슬롯(101)을 브릿지할 수 있다(예컨대, 컴포넌트(208)는 접지 평면(104) 상의 단자(212)와 주변부 전도성 구조물들(16) 상의 단자(210) 사이에 결합될 수 있음). 접지 안테나 피드 단자(100)는 접지 평면(104) 상의 단자(206)와 단자(212) 사이에 개재될 수 있다. 양극 안테나 피드 단자(98)는 주변부 전도성 구조물들(16) 상의 단자(204)와 단자(210) 사이에 개재될 수 있다. 단자(212)는 단자(206)보다 접지 안테나 피드 단자(100)에 더 가까울 수 있다. 단자(210)는 단자(204)보다 양극 안테나 피드 단자(98)에 더 가까울 수 있다. 단자들(206, 212)은 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)로부터 거리(140)만큼 분리된 접지 평면(104)의 부분들 상에 형성될 수 있다.
컴포넌트들(202, 208)은 접지(104)와 주변부 전도성 구조물들(16) 사이의 인덕턴스 또는 개방 회로의 조정가능한 양을 제공하기 위하여 인덕터들과 같은 고정 컴포넌트들에 결합된 스위치들을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(202, 208)은 또한 스위치들에 결합되지 않는 고정 컴포넌트들 또는 스위치들에 결합되는 컴포넌트들과 스위치들에 결합되지 않는 컴포넌트들의 조합을 포함할 수 있다. 이 예들은 단지 예시적일 뿐이고, 일반적으로, 컴포넌트들(202, 208)은 다른 컴포넌트들, 예컨대, 조정가능한 복귀 경로 스위치들, 커패시터들에 결합된 스위치들, 또는 임의의 다른 바람직한 컴포넌트들(예컨대, 저항기들, 커패시터들, 인덕터들, 및/또는 임의의 바람직한 방식으로 배열된 인덕터들)을 포함할 수 있다.
컴포넌트들(202, 208)은 전자 디바이스의 동작 환경에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 안테나(40F)를 위한 튜닝 모드는 안테나(40)의 부근에서 사용자의 손 또는 기타 신체 일부와 같은 외부 객체들의 유무에 기초하여 및/또는 요구되는 통신 대역들에 기초하여 선택될 수 있다. 컴포넌트들(202, 208)은 상이한 로딩 조건들(예를 들어, 안테나(40)의 다양한 상이한 대응하는 부분들에 인접하는 디바이스(10)의 다양한 상이한 부분들 상에 사용자의 손 또는 다른 외부 물체가 존재함으로 인해 발생할 수 있는 상이한 로딩 조건들)을 수용하기 위한 유연성을 안테나(40)에 제공할 수 있다.
컴포넌트들(202, 208)은 임의의 바람직한 구조물들을 이용하여 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)과 접지 평면(104) 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트들(202, 208)은 각각 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)과 접지 평면(104) 사이에 결합되는 가요성 인쇄 회로 기판과 같은 각자의 인쇄 회로 상에 형성될 수 있다.
안테나(40F)의 주파수 응답은 조정가능한 컴포넌트들(202, 208)의 튜닝 모드에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 튜닝 모드에서, 조정가능한 컴포넌트(202)는 안테나 공진 요소 아암(108)과 안테나 접지(104) 사이에 개방 회로를 형성할 수 있는 반면, 조정가능한 컴포넌트(208)는 안테나(40F)를 튜닝하기 위하여 안테나 공진 요소 아암(108)과 안테나 접지(104) 사이에 하나 이상의 인덕터들을 선택적으로 결합할 수 있다. 제1 튜닝 모드에서, 저대역(LB)(예컨대, 700 ㎒ 내지 960 ㎒ 또는 다른 적합한 주파수 범위)에서의 안테나(40)의 공진은, 예를 들어, 도 5의 피드(112)와 간극(18-1) 사이에 주변부 전도성 구조물들(16)을 따르는 거리와 연관될 수 있다. 도 5는 디바이스(10)의 전면에서의 도면이고, 따라서 도 5의 간극(18-1)은 디바이스(10)를 전면(예컨대, 디스플레이(14)가 형성되는 디바이스(10)의 면)에서 볼 때 디바이스(10)의 좌측 에지 상에 놓이고, 디바이스(10)를 뒤에서 볼 때 디바이스(10)의 우측 에지 상에 놓인다. 중간대역(MB)(예컨대, 1710 ㎒ 내지 2170 ㎒)에서의 안테나(40)의 공진은, 예를 들어, 피드(112)와 간극(18-2) 사이의 주변부 전도성 구조물들(16)을 따르는 거리와 연관될 수 있다. 중간대역(MB)에서의 안테나 성능은 또한 접지 평면(104)의 슬롯(182)에 의해 지원될 수 있다. 고대역(HB)(예컨대, 2300 ㎒ 내지 2700 ㎒)에서의 안테나 성능은 접지 평면(104)에서의 슬롯(162)에 의해 및/또는 안테나 아암(108)에 의해 지원되는 공진의 고조파 모드에 의해 지원될 수 있다.
제2 튜닝 모드에서, 조정가능한 컴포넌트(208)는 안테나를 튜닝하기 위하여 안테나 공진 요소 아암(108)과 안테나 접지(104) 사이에 개방 회로를 형성할 수 있는 반면, 조정가능한 컴포넌트(202)는 안테나(40F)를 튜닝하기 위하여 안테나 공진 요소 아암(108)과 안테나 접지(104) 사이에 하나 이상의 인덕터들을 선택적으로 결합할 수 있다. 제2 튜닝 모드에서, 저대역(LB)에서의 안테나(40F)의 공진은, 예를 들어, 도 5의 컴포넌트(202)(즉, 단자(204))의 위치와 간극(18-2) 사이에 주변부 전도성 구조물들(16)을 따르는 거리와 연관될 수 있다. 중간대역(MB)에서의 안테나(40)의 공진은, 예를 들어, 컴포넌트(202)(즉, 단자(204))의 위치와 간극(18-1) 사이에 주변부 전도성 구조물들(16)을 따르는 거리와 연관될 수 있다. 고대역(HB)에서의 안테나 성능은 또한 접지 평면(104)의 슬롯(162)에 의해 지원될 수 있다.
제3 튜닝 모드에서, 조정가능한 컴포넌트들(202, 208)은 둘 모두 안테나(40F)를 튜닝하기 위하여 안테나 공진 요소 아암(108)과 안테나 접지(104) 사이에 하나 이상의 인덕터들을 선택적으로 결합할 수 있다. 제3 튜닝 모드에서, 중간대역(MB) 및 고대역(HB)에서의 안테나(40)의 공진은 주변부 전도성 구조물들(16)의 부분들(예컨대, 컴포넌트(202)의 단자(204)와 컴포넌트(208)의 단자(210) 사이의 주변부 전도성 구조물들(16)의 부분) 컴포넌트(202), 접지 평면(104), 및 컴포넌트(208)를 포함하는 루프와 연관될 수 있다.
안테나들(40)은 각각의 튜닝 모드에서 상이한 주파수 대역들을 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 튜닝 모드에서, 안테나(40F)는 저대역, 중간대역, 및 고대역에서 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 제2 튜닝 모드에서, 안테나(40F)는 또한 저대역, 중간대역, 및 고대역에서 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러나, 제1 튜닝 모드 및 제2 튜닝 모드는 사용자의 손과 같은 외부 디바이스에 의한 안테나 로딩을 상이한 방법들로 보상할 수 있다. 예를 들어, 제1 튜닝 모드에서, 안테나(40)는 디바이스(10)가 사용자의 오른손에 쥐어진 경우 상대적으로 높은 안테나 효율로 동작하고, 디바이스(10)가 사용자의 왼손에 쥐어진 경우 상대적으로 낮은 안테나 효율로 동작하도록 구성될 수 있는 반면, 제2 튜닝 모드에서 안테나(40)는 디바이스(10)가 사용자의 왼손에 쥐어진 경우 상대적으로 높은 안테나 효율로 동작하고, 디바이스(10)가 사용자의 오른손에 쥐어진 경우 상대적으로 낮은 안테나 효율로 동작하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 제1 튜닝 모드 및 제2 튜닝 모드에서, 안테나(40)는 저대역, 중간대역, 및 고대역에서 무선 통신을 수행할 수 있지만, 사용자가 어떤 손을 이용하여 디바이스(10)를 쥐고 있는지와 같은 소정 동작 조건들에 민감할 수 있다.
일반적으로, 안테나(40)는 중간대역 또는 고대역에서 동작할 때보다 저대역에서 동작할 때 로딩 조건들을 변경하고 디튜닝하는 데 더 민감할 수 있다. 제3 튜닝 모드에서, 안테나(40)는 사용자가 어떤 손을 이용하여 디바이스(10)를 쥐고 있는지에 상관없이 상대적으로 높은 효율로 동작하도록 구성될 수 있다(예컨대, 안테나(40)는 사용자의 잘 쓰는 손에 회복적 또는 가역적일 수 있음). 그러나, 제3 튜닝 모드에 들어가면, 안테나(40)는 안테나(40)가 제1 튜닝 모드 및 제2 튜닝 모드에서 커버할 수 있는 주파수 대역들의 서브세트만을 커버할 수 있다. 예를 들어, 제3 튜닝 모드에서 안테나(40)는 저대역을 커버하지 않고 중간대역 및 고대역을 커버할 수 있다.
제1 튜닝 모드에서 동작할 때, 조정가능한 컴포넌트(202)는 단자들(204, 206) 사이에 개방 회로를 형성할 수 있다. 그러나, 제2 튜닝 모드 또는 제3 튜닝 모드에서 동작될 때, 조정가능한 컴포넌트(202)의 하나 이상의 인덕터들이 단자들(204, 206) 사이에 결합될 수 있다. 제2 튜닝 모드 및 제3 튜닝 모드에서 적어도 하나의 인덕터가 단자들(204, 206) 사이에 연결되면, 상대적으로 강한(예컨대, 대규모) 전기장이 간극(18-1) 둘레에 나타날 수 있다. 주의를 기울이지 않는다면, 상대적으로 큰 규모의 전기장이 영역(230) 내의 안테나(40W)의 공진 요소와 같은 인접한 안테나 구조물들에 간섭할 수 있다.
도 6은 일 특정 시나리오에서 간극(18-1)에 인접한 안테나(40W)의 평면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 안테나(40W)는 안테나 공진 요소(242)와 같은 안테나 공진 요소(예컨대, 역-F 안테나 공진 요소)를 포함할 수 있다. 안테나 공진 요소(242)는, 예를 들어, 유전체 기판 상의 금속 트레이스들로 형성될 수 있다. 피드(220)의 양극 안테나 피드 단자(222)는 안테나 공진 요소(242)에 결합되는 반면, 접지 안테나 피드 단자(224)는 접지(104)에 결합된다. 복귀 경로(244)는 안테나 공진 요소(242)와 접지(104) 사이에 결합될 수 있다. 안테나 공진 요소(242)는 영역(246)(예컨대, 피드 단자(222)에 가장 가까운 공진 요소(242)의 영역) 내에서 상대적으로 높은 전류 밀도를 나타낼 수 있다. 영역(246) 내의 상대적으로 높은 전류 밀도는 영역(248) 내의 안테나(40F)의 안테나 공진 요소(108)에 의해 생성되는 상대적으로 큰 규모의 전기장에 전자기적으로 결합될 수 있다. 이러한 전자기 결합은, 예를 들어, 안테나(40F)와 안테나(40W) 사이의 전자기 격리를 제한하는 역할을 할 수 있고, 후속적으로 안테나(40W) 및/또는 안테나(40F)에 의해 처리되는 안테나 신호들에 전자기 간섭을 생성할 수 있다. 이러한 간섭은 안테나들(40W 및/또는 40F)에 의해 전달되는 데이터에 오류를 일으킬 수 있고, 대응하는 무선 링크 품질의 감소를 야기할 수 있고/있거나 대응하는 무선 링크가 단절되게 할 수 있다.
도 6에서, 양극 안테나 피드 단자(222)는 간극(18-1)으로부터 거리(250)만큼 분리된다. 안테나(40F)와 안테나(40W) 사이의 전자기 결합은, 예를 들어, 이 거리를 증가시킴으로써 완화될 수 있다.
도 6의 구성에 비해 안테나들(40W, 40F) 사이의 전자기 격리가 더 큰 안테나(40W)에 대한 구성이 도 7에 도시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 안테나(40W)는 안테나 공진 요소(242)를 가질 수 있다. 안테나 공진 요소(242)는, 예를 들어, 유전체 기판 상의 금속 트레이스들로 형성될 수 있다. 안테나(40W)의 안테나 공진 요소(242)는 양극 안테나 피드 단자(222)에 결합되는 제1 세그먼트(256)를 포함할 수 있다. 세그먼트(256)는 디바이스의 좌측 에지에 대략 평행하고, 디바이스의 하부 에지에 대략 수직한 종축을 따라 연장될 수 있다(예컨대, 세그먼트(256)는 도 5 및 도 7의 Y축에 평행하게 연장될 수 있음).
도 7의 안테나 공진 요소(242)는 세그먼트(256)로부터 연장되는 제1 분기(아암)(258)를 포함하고, 제1 무선 로컬 영역 네트워크 안테나 대역(예컨대, 5150 ㎒와 5850 ㎒ 사이의 5 ㎓ WiFi® 대역)에서 공진한다. 분기(258)는 세그먼트(256)로부터 간극(18-1)을 향해 멀리 연장되는 제1 세그먼트(257)(예컨대, X축에 평행함) 및 세그먼트(256)의 반대편에 있고 세그먼트(257)에 수직하게 세그먼트(257)의 단부로부터 연장되는 제2 세그먼트(259)(예컨대, Y축에 평행한)를 포함할 수 있다. 안테나 공진 요소(108)의 수평 부분에 수직한 방향으로 아암(258)의 팁을 연장시키는 것은, 예를 들어, 제1 무선 로컬 영역 네트워크 대역의 주파수들에서 아암(258)과 안테나(40W) 사이의 격리를 최대화하는 역할을 할 수 있다.
안테나 공진 요소는 또한 세그먼트(256)로부터 연장되고 제2 무선 영역 네트워크 대역(예컨대, 2400 ㎒와 2500 ㎒ 사이의 2.4 ㎓ WiFi® 대역 및/또는 블루투스 대역)에서 공진하는 제2 분기(아암)(260)를 포함할 수 있다. 분기(260)는 세그먼트(256)로부터 간극(18-1)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는(예컨대, X축에 평행함) 제1 안테나 공진 요소 세그먼트(261)를 포함할 수 있다. 분기(260)는 세그먼트(256)의 반대편에 있는 세그먼트(261)의 단부로부터, 양극 안테나 피드 단자(222)로부터 멀어지고 세그먼트(261)에 수직한 방향으로(예컨대, Y축에 수직함) 연장되는 제2 세그먼트(263)를 포함할 수 있다. 분기(260)는 또한 세그먼트(261)의 반대편에 있는 세그먼트(263)의 단부로부터, 세그먼트(263)에 수직하고 세그먼트(261)에 평행한 방향으로(예컨대, X축에 평행함) 연장되는 제3 안테나 공진 요소 세그먼트(265)를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 분기(260)는 세그먼트(263)의 반대편에 있는 세그먼트(265)의 단부로부터, 세그먼트들(261, 265)에 수직하고 세그먼트(263) 및 세그먼트(256)에 평행한 방향으로(예컨대, Y축에 평행함) 연장되는 제4 안테나 공진 요소 세그먼트(267)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 구성되면, 세그먼트(267)는 공진 요소 아암(108)의 간극(18-1)에 인접한 부분에 평행하게 연장될 수 있고, 세그먼트(267)의 팁과 접지(104) 사이에 개재되는 간극에서 끝날 수 있다. 세그먼트(267)(예컨대, 분기(260)의 제1 단부)는 분기(260)의 제2 단부(양극 안테나 피드 단자(222)에 결합됨)와 안테나 공진 요소 아암(108)의 단부 사이에 개재될 수 있거나, 분기(260)의 제2 단부(양극 안테나 피드 단자(222)에 결합됨)와 간극(18-1) 사이에 개재될 수 있거나, 또는 세그먼트(267)의 일부분이 분기(260)의 제2 단부(양극 안테나 피드 단자(222)에 결합됨)와 안테나 공진 요소 아암(108)의 단부, 간극(18-1), 및/또는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 부분들 사이에 개재되도록 간극(18-1) 너머로 연장될 수 있다. 세그먼트(265)는 안테나(40F)의 피드(112)가 형성되는 공진 요소 아암(108)의 수평 부분에 평행하게 연장될 수 있다. 이런 방법으로, 안테나 공진 요소 아암(260)은 안테나(40F)의 인접한 안테나 공진 요소 아암(108)을 따라하거나 또는 거울처럼 따라하여 안테나들 사이의 전자기 결합의 양을 최소화하도록 도울 수 있다.
추가적으로, 이러한 방식으로 구성되면, 세그먼트(267)는 제2 튜닝 모드 및 제3 튜닝 모드에서 동작될 때 피드(220)(세그먼트(256))와 영역(248) 내에서 안테나(40F)에 의해 생성되는 상대적으로 큰 규모의 전기장 사이에 개재될 수 있다. 세그먼트(267)는 분기(258) 및/또는 안테나 피드(220)를 큰 규모의 전기장으로부터 차폐하여 격리를 개선할 수 있다. 또한, 안테나(40F)와 안테나(40W) 사이의 격리는 양극 안테나 피드 단자(222)와 간극(18-1) 사이의 거리를 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 예를 들어, 양극 안테나 피드 단자(222)는 간극(18-1)으로부터 도 7의 거리(252) 및 도 6의 거리(250)만큼 분리된다. 거리(252)는 거리(250)보다 클 수 있다. 전자기 결합은 양극 안테나 피드 단자(222)와 간극(18-1) 사이의 거리에 반비례하기 때문에, 도 7의 증가된 거리는, 예를 들어, 도 6의 구성에 비하여 전자기 결합을 감소시키고, 안테나 성능(안테나 효율)을 강화하고, 대응하는 무선 링크 품질을 향상시킬 수 있고/있거나 대응하는 무선 링크가 단절될 가능성을 줄여줄 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 무선 로컬 영역 네트워크 안테나는 또한 안테나 공진 요소(242)를 접지(104)에 결합하는 복귀 경로(244)를 포함할 수 있다(예컨대, 공진 요소(242)를 통해 전달되는 안테나 전류는 복귀 경로(244)를 통해 접지(104)에 단락될 수 있음). 원하는 경우, 커패시터(262)와 같은 옵션적인 용량성 회로가 세그먼트(261)와 접지 평면(104) 상의 단자(264) 사이의 복귀 경로(244) 상에 개재될 수 있다. 커패시터(262)는, 예를 들어, 셀룰러 중간대역의 주파수들의 전류가 접지 단자(264)로 가는 것을 차단하는 하이패스 필터의 역할을 할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 대응하는 동작 주파수들에서 무선 로컬 영역 네트워크 안테나(40W)와 셀룰러 안테나(40F) 사이의 격리를 추가로 개선할 수 있다. 커패시터(262)는 원하는 경우 생략될 수 있다.
접지 단자(264)는 접지(104)의 일부분을 형성하는 전도성 지지판에 전기적으로 연결되는 스크류 및/또는 스크류 보스를 포함할 수 있다. 접지 단자(264)는 원하는 경우 다른 컴포넌트들과 공유될 수 있다. 예를 들어, 인덕터(202)는 (예컨대, 공진 요소(242)의 전도성 트레이스들과 접촉하지 않고) 접지 단자(264)에 결합될 수 있다.
전술한 구성들 중 일부에서, 체결구들이 전도성 컴포넌트들을 안테나 접지에 단락시키는 데 사용되는 것으로 기재된다. 일반적으로, 임의의 바람직한 체결구, 예컨대, 브래킷, 클립, 스프링, 핀, 스크류, 솔더, 용접, 전도성 접착제, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 체결구들은 전자 디바이스(10) 내의 컴포넌트들을 전기적으로 연결하고/하거나 기계적으로 고정하는 데 사용될 수 있다. 체결구들은 전자 디바이스(10) 내의 임의의 바람직한 단자들(예컨대, 단자들(224, 204, 206, 264, 98, 100, 210, 및/또는 212))에서 사용될 수 있다.
추가적으로, 디바이스 내의 각각의 접지 단자(예컨대, 단자들(224, 206, 264, 100, 및/또는 212))에서, 디바이스 접지(예컨대, 도 5의 접지(104))의 상이한 컴포넌트들은 공진 요소 아암(108)에 가장 가까이 위치한 전도성 구조물들이 접지 전위에서 유지되도록 전기적으로 연결되어 안테나 접지(104)의 일부분을 형성할 수 있다. 일 적합한 구성에서, 접지(104)는 하우징(12)의 전도성 부분들(예컨대, 전도성 백플레이트와 같은 하우징(12)의 후방 벽의 부분들 및 아암(108)으로부터 주변부 간극들(18)에 의해 분리되는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 부분들) 및 디스플레이(14)의 전도성 부분들(예컨대, 디스플레이 패널의 전도성 부분들, 디스플레이 패널을 지지하기 위한 전도성 플레이트, 및/또는 전도성 플레이트 및/또는 디스플레이 패널을 지지하기 위한 전도성 프레임)을 둘 모두 포함한다. 수직 전도성 구조물들(예컨대, 브래킷, 클립, 스프링, 핀, 스크류, 솔더, 용접, 전도성 접착제, 와이어, 금속 스트립, 또는 이들의 조합)은 단자들(224, 206, 264, 100, 및/또는 212)에서 하우징(12)의 전도성 부분들을 디스플레이(14)의 전도성 부분들에 결합할 수 있다. 디스플레이(14)의 전도성 부분들과 같이 공진 요소 아암(108)에 가장 가까운 전도성 구조물들이 접지 전위에서 유지되도록 보장하는 것은, 예를 들어, 안테나 구조물들(40)의 안테나 효율을 최적화하는 역할을 할 수 있다.
디바이스(10) 내에서 안테나(40W) 및 안테나(40F)가 안테나 접지(104)에 어떻게 접지될 수 있는지 보여주는 전자 디바이스(10)의 측단면도가 도 8에 도시된다(예컨대, 도 7에서 화살표(283)의 방향으로 취해진 바와 같음). 도 8에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)를 위한 디스플레이(14)는 디스플레이 패널(304)을 커버하는 디스플레이 커버 층(302)과 같은 디스플레이 커버 층을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(304)(때때로 디스플레이 모듈로 지칭됨)은 임의의 바람직한 유형의 디스플레이 패널일 수 있고, 발광 다이오드(LED)들, 유기 LED(OLED)들, 플라즈마 셀들, 전기 습윤 픽셀들, 전기 영동 픽셀들, 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트들, 또는 다른 적합한 픽셀 구조물들로부터 형성되는 픽셀들을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(304)의 측면 영역은, 예를 들어, 디스플레이(14)의 활성 영역(AA)(도 1)의 크기를 결정할 수 있다. 디스플레이 패널(304)은 능동 발광 컴포넌트들, 터치 센서 컴포넌트들(예컨대, 터치 센서 전극들), 힘 센서 컴포넌트들, 및/또는 기타 능동 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 디스플레이 커버 층(302)은 아래 놓인 디스플레이 패널의 발광 표면을 커버하는 투명 유리, 플라스틱, 또는 기타 유전체의 층일 수 있다. 다른 적합한 구성에서, 디스플레이 커버 층(302)은 디스플레이 패널(304)의 최외곽 층일 수 있다(예컨대, 층(302)은 컬러 필터 층, 박막 트랜지스터 층, 또는 기타 디스플레이 층일 수 있음). 버튼들은 커버 층(302)의 개구들을 통과할 수 있다(도 1의 버튼(24)을 참조). 커버 층은 또한 스피커 포트(도 1의 스피커 포트(26) 참조)를 위한 개구와 같은 기타 개구들을 가질 수 있다.
디스플레이 패널(304)은 전자 디바이스(10) 내에서 디스플레이 플레이트(306)와 같은 전도성 디스플레이 지지판(때때로 중간판 또는 디스플레이 플레이트로 지칭됨)에 의해 지지될 수 있다. 전도성 디스플레이 프레임(308)은 하우징(12) 상의 적소에 디스플레이 플레이트(306) 및/또는 디스플레이 패널(304)을 유지할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 프레임(308)은 링 형상일 수 있고, 디스플레이 패널(304)의 주변부 둘레에 이어지고 중심 개구를 둘러싸는 부분을 포함할 수 있다. 디스플레이 플레이트(306) 및 디스플레이 프레임(308)은 둘 모두 전도성 재료(예컨대, 금속)로 형성될 수 있다. 디스플레이 플레이트(306)와 디스플레이 프레임(308)이 전기적으로 연결되도록 디스플레이 플레이트(306) 및 디스플레이 프레임(308)은 직접 접촉할 수 있다. 원하는 경우, 디스플레이 플레이트(306) 및 디스플레이 프레임(308)은 일체로(예컨대, 동일한 조각의 금속으로) 형성될 수 있다.
전도성 디스플레이 프레임(308)은 전도성 스프링(310)에 의해 라디오-주파수 차폐부(312)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전도성 스프링은 디스플레이 프레임(308) 및 라디오-주파수 차폐부(312) 둘 모두에 직접 접촉할 수 있다. 프레임(308)과 차폐부(312)를 전기적으로 연결하는 전도성 스프링의 예는 단지 예시일 뿐이고, 임의의 다른 바람직한 구조물(예컨대, 브래킷, 클립, 스프링, 핀, 스크류, 솔더, 용접, 전도성 접착제, 와이어, 금속 스트립, 또는 이들의 조합)이 프레임(308)과 차폐부(312)를 전기적으로 연결할 수 있다. 대안적으로, 디스플레이 프레임(308)은 개재되는 구조물 없이 라디오-주파수 차폐부(312)에 직접 접촉할 수 있다.
라디오-주파수 차폐부(312)는 전자 디바이스(10) 내의 셀룰러 안테나 및 무선 로컬 영역 네트워크 안테나를 간섭으로부터 차폐할 수 있다. 셀룰러 안테나는 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)과 같은 전도성 구조물들 및 기타 바람직한 구조물들로 형성될 수 있다. 무선 로컬 영역 네트워크 안테나는 적어도 부분적으로 회로 기판 상의 트레이스들로 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 안테나 공진 요소(242)는 인쇄 회로(322) 상에 형성될 수 있다. 복귀 경로(244) 및 커패시터(262)와 같은 기타 안테나 트레이스들 및 컴포넌트들은 또한 원하는 경우 인쇄 회로(322) 상에 형성될 수 있다. 인쇄 회로(322)는 경성 인쇄 회로 기판(예컨대, 섬유유리 충전된 에폭시 또는 기타 경성 인쇄 회로 기판 재료로 형성된 인쇄 회로 기판)일 수 있거나 또는 가요성 인쇄 회로(예컨대, 폴리이미드의 시트 또는 기타 가요성 중합체 층으로 형성된 가요성 인쇄 회로)일 수 있다. 안테나 공진 요소(242)를 구비한 인쇄 회로(322)가 라디오-주파수 차폐부(312) 아래에 형성되기 때문에, 무선 로컬 영역 네트워크 안테나는 전자 디바이스(10) 내의 다른 컴포넌트들에 의해 생성되는 라디오-주파수 신호들(예컨대, 라디오-주파수 차폐부의 다른 면에서 유래된 라디오-주파수 신호들)로부터 차폐될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(12)은 전도성 하우징 층(320)과 같은 전도성 부분(예컨대, 디바이스(10)의 좌측 에지와 우측 에지 사이에서 연장되고, 안테나 접지(104)의 일부분을 형성하는 디바이스(10)를 위한 전도성 백플레이트)을 포함할 수 있다. 인쇄 회로(322)는 전도성 하우징 층(320)의 절결 영역에 형성될 수 있다. 추가적인 전자 컴포넌트들은 원하는 경우 인쇄 회로(322) 위에 형성될 수 있다.
하우징(12)은 유전체 층(324)과 같은 유전체 하우징 부분들 및 전도성 층(320)(때때로 본 명세서에서 전도성 하우징 벽(320)으로 지칭됨)과 같은 전도성 하우징 부분들을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 유전체 층(324)이 디바이스(10)의 외부 표면을 형성하도록 유전체 층(324)은 층(320) 아래에 형성될 수 있다(예컨대, 그럼으로써 마모로부터 층(320)을 보호 및/또는 사용자의 시선으로부터 층(320)을 은닉함). 전도성 하우징 부분(320)은 접지(104)의 일부분을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전도성 하우징 부분(320)은 디바이스(10)를 위한 전도성 지지판 또는 벽(예컨대, 전도성 백 플레이트 또는 후방 하우징 벽)일 수 있다. 전도성 하우징 부분(320)은, 원하는 경우, 디바이스(10)의 폭을 가로질러(예컨대, 주변부 하우징 구조물들(16)에 의해 형성되는 2개의 반대편의 측벽들 사이) 연장될 수 있다. 원하는 경우, 디바이스(10)의 전도성 하우징 부분(320) 및 반대편의 측벽들은 단일한 일체의 금속 조각으로 형성될 수 있거나 또는 부분(320)은 다른 방식으로 디바이스(10)의 반대편의 측벽들에 단락될 수 있다. 유전체 층(324)은, 예를 들어, 얇은 유리, 사파이어, 세라믹, 또는 사파이어 층 또는 기타 유전체 코팅일 수 있다. 다른 적합한 구성에서, 원하는 경우, 층(324)은 생략될 수 있다.
인쇄 회로(322)는 하나 이상의 전도성 구조물들을 이용하여 전도성 하우징 층(320)에 고정되고, 전기적으로 연결될 수 있다. 각각의 전도성 구조물은 둘 이상의 컴포넌트들을 전기적으로 연결하거나, 둘 이상의 컴포넌트들을 부착하거나, 또는 두 모두를 하는 역할을 할 수 있다. 클립일 수 있는 전도성 구조물(326)은 가요성 인쇄 회로(322)를 전도성 지지판(320)에 고정하고/하거나 가요성 인쇄 회로(322)를 전도성 지지판(320)에 전기적으로 연결하도록 도울 수 있다. 체결구들(328, 330)은 라디오-주파수 차폐부(312), 전도성 지지판(320), 및 인쇄 회로(322)를 한꺼번에 부착할 수 있다. 체결구들(328, 330)은 그것들이 또한 전기적으로 컴포넌트들을 연결하도록 전도성일 수 있다. 예를 들어, 체결구들(328 및/또는 330)은 라디오-주파수 차폐부(312)를 전도성 하우징 층(320)에 전기적으로 연결할 수 있다. 체결구(330)는 스크류일 수 있고, 체결구(328)는 스크류(330)를 수신하는 스크류-보스일 수 있다. 전도성 구조물(326) 및 체결구들(328, 330)은 무선 로컬 영역 네트워크 안테나의 복귀 경로를 위한 접지 단자(264)를 집합적으로 형성할 수 있다(도 7에 도시됨).
전도성 지지판(320), 라디오-주파수 차폐부(312), 디스플레이 프레임(308), 디스플레이 플레이트(306), 및 주변부 전도성 하우징 구조물들(16)의 부분들은 전자 디바이스(10)를 위한 접지(104)를 집합적으로 형성할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 조정가능한 컴포넌트(202)는 라디오-주파수 차폐부(312)에서 접지에 결합될 수 있다(예컨대, 단자(206)는 차폐부(312)에 위치할 수 있음). 조정가능한 컴포넌트(202)는 스위치(318)에 결합된 인덕터(316)를 포함할 수 있다. 제1 상태(예컨대, 폐쇄 상태)에서, 스위치(318)는 주변부 전도성 하징 구조물(16) 상의 단자(204)와 라디오-주파수 차폐부(312) 상의 단자(206) 사이에 인덕터(316)를 연결할 수 있다. 제2 상태(즉, 개방 상태)에서, 스위치(318)는 단자(204)와 단자(206) 사이의 인덕터를 연결해제할 수 있다. 인덕터(316)가 단자들(204, 206) 사이에 연결되는 제1 상태에서, 고강도 전기장은 간극(18-1) 둘레에 존재할 수 있다(도 7). 인덕터(316)는 제2 튜닝 상태 및 제3 튜닝 상태에서 단자들(204, 206) 사이에 연결될 수 있다(도 5와 관련되어 논의된 바와 같음). 인덕터(316) 및 스위치(318)는, 원하는 경우, 가요성 인쇄 회로(314)와 같은 인쇄 회로 상에 형성될 수 있다.
도 8의 구성은 단지 예시적인 것이다. 원하는 경우, 전도성 구조물(310)은 전도성 하우징 층(320)에 직접 단락될 수 있다. 접지 단자(206)는 라디오-주파수 차폐부(312) 대신에 전도성 하우징 층(320) 상에 형성될 수 있다. 복귀 경로가 안테나 공진 요소(242)를 접지(104)의 임의의 바람직한 부분(예컨대, 라디오-주파수 차폐부(312), 전도성 하우징 층(320), 디스플레이 프레임(308), 디스플레이 플레이트(306) 등)에 결합할 수 있다.
도 9는 전자 디바이스(10) 내의 다양한 컴포넌트들과 안테나 접지(104) 사이의 관계를 도시하는 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 디스플레이 플레이트(306), 디스플레이 프레임(308), 라디오-주파수 차폐부(312), 및 전도성 지지판(320)은 안테나 접지(104)의 부분들을 집합적으로 형성할 수 있다. 주의할 점은, 이 예는 단지 예시일 뿐이고, 일반적으로, 접지(104)는, 원하는 경우, 추가적인 또는 대안적인 컴포넌트들 및 전도성 구조물들을 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 조정가능한 인덕터(202)를 위한 가요성 인쇄 회로(314)는 라디오-주파수 차폐부(312)에 결합될 수 있는 반면, 무선 로컬 영역 네트워크 안테나 트레이스들을 위한 가요성 인쇄 회로(322)는 전도성 지지판(320)에 결합될 수 있다. 도 9의 각각의 연결은 직접(즉, 컴포넌트들 사이의 직접 접촉으로) 또는 임의의 바람직한 개재되는 전도성 구조물들(예컨대, 브래킷, 클립, 스프링, 핀, 스크류, 솔더, 용접, 전도성 접착제, 와이어, 금속 스트립, 또는 이들의 조합)을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 플레이트(306) 및 디스플레이 프레임(308)은 직접 연결될 수 있다. 디스플레이 프레임(308) 및 라디오-주파수 차폐부(312)는 전도성 컴포넌트(예컨대, 도 8의 스프링(310))를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다. 라디오-주파수 차폐부(312)는 스크류 및/또는 스크류-보스(예컨대, 도 8의 체결구들(328, 330))와 같은 체결구들을 이용하여 전도성 지지판(320)에 전기적으로 연결될 수 있다. 라디오-주파수 차폐부(312)는 가요성 인쇄 회로(314)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전도성 지지판(320)은 가요성 인쇄 회로(322)에 직접 연결될 수 있거나 또는 클립(예컨대, 도 8의 클립(326))과 같은 전도성 구조물을 이용하여 가요성 인쇄 회로(322)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 구성은 단지 예시일 뿐이고, 원하는 경우, 다른 구성들이 전자 디바이스(10)의 컴포넌트들에 사용될 수 있다.
도 10은 안테나(40F)와 안테나(40W) 사이의 전자기 격리(예컨대, S21 산란 파라미터 측정)를 주파수의 함수로 나타낸 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 안테나(40F)는 셀룰러 중간대역(MB)(예컨대, 1710 내지 2170 ㎒) 및 셀룰러 고대역(HB)(예컨대, 2300 내지 2700 ㎒)에서의 공진들을 나타낼 수 있다. 안테나(40W)는 셀룰러 고대역(HB)의 일부와 중첩되는 2.4 ㎓ 무선 로컬 영역 네트워크 대역에서 공진을 나타낼 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이고, 원하는 경우, 안테나들(40W, 40F)은 도 10의 그래프에 도시되지 않은 추가적인 대역들(예컨대, 700 내지 960 ㎒의 셀룰러 저대역, 5 ㎓ WiFi® 대역 등)에서의 공진들을 나타낼 수 있다.
중간대역(MB)은 1710 ㎒ 내지 2170 ㎒ 또는 기타 적합한 주파수 범위에서 연장될 수 있다. 고대역(HB)은 2300 ㎒ 내지 2700 ㎒에서 연장될 수 있다. 임계치(408)는 안테나(40F)와 안테나(40W) 사이의 최소 격리 임계치(예컨대, -10 dB)를 도시할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 안테나들(40W, 40F)이 도 6에 도시된 구성을 이용하여 구현될 때(예컨대, 고전류 밀도 영역(246)이 고강도 전기장 영역(248)에 매우 근접함), 안테나들(40W, 40F)은 곡선(402)을 특징으로 하는 격리를 나타낼 수 있다. 곡선(402)은 임계치(408)를 초과하는데, 그 이유는 영역(246)의 고전류가 영역(248)의 근처 큰 규모의 전기장에 강하게 결합되어, 둘 사이의 격리를 최소화하기 때문이다. 안테나들(40W, 40F)이 도 7에 도시된 구성을 이용하고 커패시터(262) 없이 구현될 때, 안테나들(40W, 40F)은 곡선(404)에 의해 특징되는 격리를 나타낼 수 있다. 곡선(404)에 의해 도시된 바와 같이, 커패시터(262)의 부재에도 불구하고, 임계치(408)를 충족하기에 안테나(40F)와 안테나(40W) 사이의 충분한 격리가 있을 수 있다 (예컨대, 양극 안테나 피드 단자(222)와 유전체 충전 간극(18-1) 사이의 증가된 거리, 분기(258) 및/또는 안테나 피드(220)를 큰 규모의 전기장으로부터 차폐하는 세그먼트(267) 등으로 인함). 커패시터(262)의 존재는 셀룰러 안테나와 무선 로컬 영역 네트워크 안테나 사이의 격리를 추가로 개선할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 곡선(406)은 커패시터(262)가 복귀 경로(244) 상에 형성될 때 안테나들(40F, 40W)의 격리를 특징짓는다. 커패시터(262)는 커패시터(262)가 존재하지 않는 시나리오(곡선(404))에 비하여 격리(특히 중간대역(MB) 및 2.4 ㎓ 무선 로컬 영역 네트워크 대역 내)를 추가로 개선하는 역할을 할 수 있다. 이 예는 단지 예시일 뿐이고, 원하는 경우, 곡선들은 임의의 대역들에서 임의의 형상을 가질 수 있다. 안테나 구조물들(40)은 이러한 대역들의 서브세트 및/또는 추가적인 대역들에서 공진들을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른, 제1 유전체 충전 간극 및 제2 유전체 충전 간극을 구비한 주변부 전도성 구조물들을 갖는 하우징, 제1 안테나를 위한 제1 안테나 공진 요소 아암 - 제1 안테나 공진 요소 아암은 제1 유전체 충전 간극에 있는 제1 단부 및 제2 유전체 충전 간극에 있는 반대편의 제2 단부를 가짐 -, 및 제2 안테나를 위한 제2 안테나 공진 요소 아암 - 제2 안테나 공진 요소 아암은 양극 안테나 피드 단자에 결합된 제1 단부 및 제1 단부의 반대편에 있는 제2 단부를 가지며, 제2 안테나 공진 요소 아암의 제2 단부는 제1 유전체 충전 간극과 제2 안테나 공진 요소 아암의 제1 단부 사이에 개재됨 - 을 포함하는 전자 디바이스가 개재된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 양극 안테나 피드 단자와 제2 안테나 공진 요소의 제2 단부 사이에 개재된 제2 안테나를 위한 제3 안테나 공진 요소 아암을 포함하고, 제2 안테나 공진 요소 아암은 제1 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성되고 제3 안테나 공진 요소 아암은 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성된다.
다른 실시예들에 따라, 제1 주파수 대역은 2400 ㎒와 2500 ㎒ 사이의 주파수들을 포함하고, 제2 주파수 대역은 5150 ㎒와 5850 ㎒ 사이의 주파수들을 포함한다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 안테나 접지 및 제2 안테나 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이에 결합되는 제2 안테나를 위한 복귀 경로를 포함한다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 제2 안테나 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이의 복귀 경로 상에 개재되는 커패시터를 포함한다.
다른 실시예들에 따라, 안테나 접지는 제2 안테나 공진 요소 아암의 제1 측면을 따라 이어지는 제1 에지 및 제2 안테나 공진 요소 아암의 제2 측면을 따라 이어지는 제2 에지를 갖는다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 디스플레이를 포함하고, 안테나 접지는 디스플레이의 전도성 부분들을 포함한다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 제1 안테나 공진 요소 아암에 결합된 추가적인 양극 안테나 피드 단자, 및 제1 안테나 공진 요소 아암 상의 주어진 위치와 안테나 접지 사이에 결합되는 조정가능한 컴포넌트를 포함하고, 주어진 위치는 추가적인 양극 안테나 피드 단자와 제1 유전체 충전 간극 사이에 개재된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 라디오-주파수 차폐부, 및 라디오-주파수 차폐부 아래의 유전체 기판을 포함하고, 제2 안테나 공진 요소 아암은 유전체 기판 상의 금속 트레이스들로 형성된다.
다른 실시예들에 따라, 라디오-주파수 차폐부는 안테나 접지의 일부분을 형성하고, 조정가능한 컴포넌트는 제1 안테나 공진 요소 아암 상의 주어진 위치와 라디오-주파수 차폐부 사이에 결합된다.
다른 실시예들에 따라, 조정가능한 컴포넌트는 주어진 위치와 안테나 접지 사이에 스위칭 회로부와 직렬로 결합된 적어도 하나의 인덕터를 포함한다.
일 실시예에 따른, 안테나 접지, 반대편의 제1 단부 및 제2 단부를 구비한 제1 안테나 공진 요소 아암, 안테나 접지, 제1 안테나 공진 요소 아암에 결합되는 제1 안테나 피드 단자, 및 안테나 접지에 결합되는 제2 안테나 피드 단자를 포함하는 제1 안테나 - 제1 안테나는 제1 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성됨 -, 반대편의 제1 단부 및 제2 단부를 구비한 제2 안테나 공진 요소 아암, 안테나 접지, 제2 안테나 공진 요소 아암의 제1 단부에 결합된 제3 안테나 피드 단자, 및 안테나 접지에 결합된 제4 안테나 피드 단자를 포함하는 제2 안테나 - 제2 안테나는 제2 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성되고, 제2 안테나 공진 요소 아암의 제2 단부는 제3 안테나 피드 단자와 제1 안테나 공진 요소 아암의 제1 단부 사이에 개재됨 -을 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 주변부 전도성 하우징 구조물들, 주변부 전도성 하우징 구조물들 내의 제1 유전체 충전 간극, 및 주변부 전도성 하우징 구조물들 내의 제2 유전체 충전 간극을 포함하고, 제1 안테나 공진 요소 아암은 제1 유전체 충전 간극과 제2 유전체 충전 간극 사이에서 연장되는 주변부 전도성 하우징 구조물들의 세그먼트로 형성되고, 제1 안테나 공진 요소 아암의 제1 단부는 제1 유전체 충전 간극에 의해 정의된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 제1 안테나 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이에서 결합되는 조정가능한 컴포넌트를 포함하고, 조정가능한 컴포넌트는 제1 안테나 피드 단자와 제1 유전체 충전 간극 사이에 개재된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 제2 안테나 공진 요소 아암과 안테나 접지 사이에 결합되는 커패시터를 포함한다.
일 실시예에 따른, 주변부 전도성 구조물들 및 주변부 전도성 구조물들의 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 연장되는 평면형 전도성 층을 갖는 하우징, 주변부 전도성 구조물들의 제3 세그먼트로부터 주변부 전도성 구조물들의 제1 세그먼트를 분리하는 주변부 전도성 구조물들 내의 제1 유전체 충전 간극, 제3 세그먼트로부터 제2 세그먼트를 분리하는 주변부 전도성 구조물들 내의 제2 유전체 충전 간극, 적어도 주변부 전도성 구조물들의 제3 세그먼트로 형성되는 제1 안테나 공진 요소, 적어도 평면형 전도성 층 및 주변부 전도성 구조물들의 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트로 형성되는 안테나 접지, 주변부 전도성 구조물들의 제3 세그먼트와 안테나 접지 사이에 결합되는 조정가능한 컴포넌트, 유전체 기판, 및 제2 안테나 공진 요소를 형성하는 유전체 기판 상의 금속 트레이스들 - 제2 안테나 공진 요소의 제1 단부는 제1 유전체 충전 간극과 제2 안테나 공진 요소의 제2 단부 사이에 개재됨 -을 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 지지하는 전도성 디스플레이 프레임을 포함하고, 전도성 디스플레이 프레임은 안테나 접지의 일부분을 포함한다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 유전체 기판과 전도성 디스플레이 프레임 사이에 개재된 라디오-주파수 차폐부 - 라디오-주파수 차폐부는 안테나 접지의 일부분을 형성함 -, 및 라디오-주파수 차폐부와 주변부 전도성 구조물들의 제3 세그먼트 사이에 결합되는 가요성 인쇄 회로 기판을 포함하고, 조정가능한 컴포넌트는 가요성 인쇄 회로 기판 상에 형성된다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 라디오-주파수 차폐부와 전도성 디스플레이 프레임 사이에 개재되고 라디오-주파수 차폐부를 전도성 디스플레이 프레임에 전기적으로 연결하는 전도성 구조물을 포함한다.
다른 실시예들에 따라, 전자 디바이스는 라디오-주파수 차폐부를 평면형 전도성 층에 전기적으로 연결하는 체결구를 포함한다.
전술한 내용은 단지 예시적인 것에 불과하며, 설명된 실시예들의 범주 및 기술적 사상을 벗어남이 없이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 디바이스로서,
    제1 유전체 충전 간극 및 제2 유전체 충전 간극을 구비한 주변부 전도성 구조물들을 갖는 하우징;
    제1 안테나를 위한 제1 안테나 공진 요소 아암 - 상기 제1 안테나 공진 요소 아암은 상기 제1 유전체 충전 간극에 있는 제1 단부 및 상기 제2 유전체 충전 간극에 있는 반대편의 제2 단부를 가짐 -; 및
    제2 안테나를 위한 제2 안테나 공진 요소 아암 - 상기 제2 안테나 공진 요소 아암은 양극 안테나 피드 단자에 결합된 제1 단부 및 상기 제1 단부 반대편에 있는 제2 단부를 가지며, 상기 제2 안테나 공진 요소 아암의 상기 제2 단부는 상기 제1 유전체 충전 간극과 상기 제2 안테나 공진 요소 아암의 상기 제1 단부 사이에 개재됨 -을 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극 안테나 피드 단자와 상기 제2 안테나 공진 요소의 상기 제2 단부 사이에 개재된 상기 제2 안테나를 위한 제3 안테나 공진 요소 아암을 추가로 포함하고, 상기 제2 안테나 공진 요소 아암은 제1 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성되고, 상기 제3 안테나 공진 요소 아암은 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성된, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 2400 ㎒와 2500 ㎒ 사이의 주파수들을 포함하고, 상기 제2 주파수 대역은 5150 ㎒와 5850 ㎒ 사이의 주파수들을 포함하는, 전자 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    안테나 접지; 및
    상기 제2 안테나 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 결합되는 상기 제2 안테나를 위한 복귀 경로를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 안테나 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이의 상기 복귀 경로 상에 개재되는 커패시터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 안테나 접지는 상기 제2 안테나 공진 요소 아암의 제1 측면을 따라 이어지는 제1 에지 및 상기 제2 안테나 공진 요소 아암의 제2 측면을 따라 이어지는 제2 에지를 갖는, 전자 디바이스.
  7. 제4항에 있어서,
    디스플레이를 추가로 포함하고, 상기 안테나 접지는 상기 디스플레이의 전도성 부분들을 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 안테나 공진 요소 아암에 결합된 추가적인 양극 안테나 피드 단자; 및
    상기 제1 안테나 공진 요소 아암 상의 주어진 위치와 상기 안테나 접지 사이에 결합된 조정가능한 컴포넌트를 추가로 포함하고, 상기 주어진 위치는 상기 추가적인 양극 안테나 피드 단자와 상기 제1 유전체 충전 간극 사이에 개재되는, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    라디오-주파수 차폐부; 및
    상기 라디오-주파수 차폐부 아래의 유전체 기판을 추가로 포함하고, 상기 제2 안테나 공진 요소 아암은 상기 유전체 기판 상의 금속 트레이스들로 형성되는, 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 라디오-주파수 차폐부는 상기 안테나 접지의 일부분을 형성하고, 상기 조정가능한 컴포넌트는 상기 제1 안테나 공진 요소 아암 상의 상기 주어진 위치와 상기 라디오-주파수 차폐부 사이에 결합되는, 전자 디바이스.
  11. 제8항에 있어서, 상기 조정가능한 컴포넌트는 상기 주어진 위치와 상기 안테나 접지 사이에 스위칭 회로부와 직렬로 결합된 적어도 하나의 인덕터를 포함하는, 전자 디바이스.
  12. 전자 디바이스로서,
    안테나 접지;
    반대방향의 제1 단부 및 제2 단부를 구비한 제1 안테나 공진 요소 아암, 상기 안테나 접지, 상기 제1 안테나 공진 요소 아암에 결합된 제1 안테나 피드 단자, 및 상기 안테나 접지에 결합된 제2 안테나 피드 단자를 포함하는 제1 안테나 - 상기 제1 안테나는 제1 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성됨 -; 및
    반대편의 제1 단부 및 제2 단부를 구비한 제2 안테나 공진 요소 아암, 상기 안테나 접지, 상기 제2 안테나 공진 요소 아암의 상기 제1 단부에 결합된 제3 안테나 피드 단자, 및 상기 안테나 접지에 결합된 제4 안테나 피드 단자를 포함하는 제2 안테나 - 상기 제2 안테나는 제2 주파수 대역의 라디오-주파수 신호들을 전달하도록 구성되고, 상기 제2 안테나 공진 요소 아암의 상기 제2 단부는 상기 제3 안테나 피드 단자와 상기 제1 안테나 공진 요소 아암의 상기 제1 단부 사이에 개재됨 -를 포함하는, 전자 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    주변부 전도성 하우징 구조물들;
    상기 주변부 전도성 하우징 구조물들 내의 제1 유전체 충전 간극; 및
    상기 주변부 전도성 하우징 구조물들 내의 제2 유전체 충전 간극을 추가로 포함하고, 상기 제1 안테나 공진 요소 아암은 상기 제1 유전체 충전 간극과 제2 유전체 충전 간극 사이에서 연장되는 상기 주변부 전도성 하우징 구조물들의 세그먼트로 형성되고, 상기 제1 안테나 공진 요소 아암의 상기 제1 단부는 상기 제1 유전체 충전 간극에 의해 정의되는, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 결합된 조정가능한 컴포넌트를 추가로 포함하고, 상기 조정가능한 컴포넌트는 상기 제1 안테나 피드 단자와 상기 제1 유전체 충전 간극 사이에 개재되는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 안테나 공진 요소 아암과 상기 안테나 접지 사이에 결합되는 커패시터를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  16. 전자 디바이스로서,
    주변부 전도성 구조물들 및 상기 주변부 전도성 구조물들의 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 연장되는 평면형 전도성 층을 갖는 하우징;
    상기 주변부 전도성 구조물들의 제3 세그먼트로부터 상기 제1 세그먼트를 분리하는 상기 주변부 전도성 구조물들 내의 제1 유전체-충전 간극;
    상기 제3 세그먼트로부터 상기 제2 세그먼트를 분리하는 상기 주변부 전도성 구조물들 내의 제2 유전체-충전 간극;
    적어도 상기 주변부 전도성 구조물들의 상기 제3 세그먼트로 형성되는 제1 안테나 공진 요소;
    적어도 상기 평면형 전도성 층 및 상기 주변부 전도성 구조물들의 상기 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트로 형성되는 안테나 접지;
    상기 주변부 전도성 구조물들의 상기 제3 세그먼트와 상기 안테나 접지 사이에 결합된 조정가능한 컴포넌트;
    유전체 기판; 및
    제2 안테나 공진 요소를 형성하는 상기 유전체 기판 상의 금속 트레이스들을 포함하고, 상기 제2 안테나 공진 요소의 제1 단부는 상기 제1 유전체 충전 간극과 상기 제2 안테나 공진 요소의 제2 단부 사이에 개재되는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널을 지지하는 전도성 디스플레이 프레임 - 상기 전도성 디스플레이 프레임은 상기 안테나 접지의 일부분을 형성함 -을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 유전체 기판과 상기 전도성 디스플레이 프레임 사이에 개재된 라디오-주파수 차폐부 - 상기 라디오-주파수 차폐부는 상기 안테나 접지의 일부분을 형성함 -; 및
    상기 라디오-주파수 차폐부와 상기 주변부 전도성 구조물들의 상기 제3 세그먼트 사이에 결합되는 가요성 인쇄 회로 기판을 추가로 포함하고, 상기 조정가능한 컴포넌트는 상기 가요성 인쇄 회로 기판 상에 형성되는, 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 라디오-주파수 차폐부와 상기 전도성 디스플레이 프레임 사이에 개재되고 상기 라디오-주파수 차폐부를 상기 전도성 디스플레이 프레임에 전기적으로 연결하는 전도성 구조물을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 라디오-주파수 차폐부를 상기 평면형 전도성 층에 전기적으로 연결하는 체결구를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
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