(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縁部を有するプリント回路基板と、
前記プリント回路基板の前記縁部を越えて延在し、前記プリント回路基板と同一平面上にある第1のアンテナであって、前記第1のアンテナが、前記第1のアンテナを前記プリント回路基板に接続する第1のアンテナのグランド接点および第1のアンテナの給電接点を有する、第1のアンテナと、
前記第1のアンテナに対して垂直に配置され、第2のアンテナのグランド接点および第2のアンテナの給電接点によって前記プリント回路基板に接続された第2のアンテナと
を備え、
前記第2のアンテナのグランド接点および前記第2のアンテナの給電接点が、前記第1のアンテナのグランド接点と前記第1のアンテナの給電接点との間に配置された、ワイヤレスデバイス。
【請求項２】
前記第1のアンテナが、第1のワイヤレスネットワークを介して信号を送信および受信するように構成された、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項３】
前記第1のワイヤレスネットワークが、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)である、請求項2に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項４】
前記第2のアンテナが、第2のワイヤレスネットワークからの信号を受信するように構成された、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項５】
前記第2のワイヤレスネットワークが、全地球測位システム(GPS)ネットワークである、請求項4に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項６】
前記プリント回路基板が、34mm×約35mmの寸法を有し、
前記第1のアンテナのグランド接点が、前記プリント回路基板の第1の角で前記プリント回路基板に接続され、約2mmの幅の寸法を有し、前記プリント回路基板の縁部を越えて前記第1のアンテナをオフセットさせるように約5mm延在し、
前記第1のアンテナの給電接点が、前記第1のアンテナのグランド接点から約12mm離れて配置され、約2mmの幅の寸法を有し、前記プリント回路基板の縁部を越えて前記第1のアンテナをオフセットさせるように約5mm延在し、
前記第1のアンテナが、
約27mm×約2mmの寸法を有する第1のセグメントと、
約2mm×約1mmの寸法を有する第2のセグメントと、
約34mm×約2mmの寸法を有する第3のセグメントと
を備える、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項７】
前記第2のアンテナのグランド接点が、前記プリント回路基板の前記第1の角に近接して前記プリント回路基板に接続され、
約2mmの幅の寸法を有し、前記プリント回路基板の前記縁部を越えて前記第2のアンテナをオフセットさせるように約3mm延在する水平グランドセグメントと、
約2mmの寸法を有し、前記プリント回路基板および前記第1のアンテナを含む平面の上に前記第2のアンテナを垂直に約3mmオフセットさせるように垂直面内で延在する垂直グランドセグメントと
を備え、
前記第2のアンテナの給電接点が、前記プリント回路基板の前記第1の角に近接して前記プリント回路基板に接続され、
約2mmの幅の寸法を有し、前記プリント回路基板の前記縁部を越えて前記第2のアンテナをオフセットさせるように約3mm延在する水平給電セグメントと、
約2mmの寸法を有し、前記プリント回路基板および前記第1のアンテナを含む平面の上に前記第2のアンテナを垂直に約3mmオフセットさせるように垂直面内で延在する垂直給電セグメントと
を備え、
前記第2のアンテナが、約2mm×24mmの寸法を有する単一のセグメントを備える、請求項6に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項８】
前記第1のアンテナが、824MHz〜960MHzおよび1710MHz〜2200MHzの周波数帯域を有する第1のワイヤレスネットワークにわたる無線信号を送信および受信するように長さが設定された、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項９】
前記第2のアンテナが、1565MHz〜1610MHzの周波数帯域内で第2のワイヤレスネットワークの無線信号を受信するように長さが設定された、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１０】
前記第1のアンテナ、前記第2のアンテナ、前記第1のアンテナのグランド接点、前記第1のアンテナの給電接点、前記第2のアンテナのグランド接点、および前記第2のアンテナの給電接点を収容するように構成された多重アンテナモジュールハウジングをさらに備える、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１１】
前記第1のアンテナが、板状逆Fアンテナ(PIFA)であり、前記第2のアンテナが、PIFAである、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１２】
前記プリント回路基板が、円形、半円形、多角形、および任意の形状からなるグループから選択された形状を有する、請求項1に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１３】
前記第1のアンテナおよび前記第2のアンテナの形状が、前記プリント回路基板の形状に一致する、請求項12に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１４】
プリント回路基板の側縁部を越えて延在するように構成され、前記プリント回路基板と同一平面上にある第1のアンテナであって、前記第1のアンテナが、前記プリント回路基板に接続されるように構成された第1のアンテナのグランド接点および第1のアンテナの給電接点を有する、第1のアンテナと、
前記第1のアンテナに対して垂直に構成されるとともに、前記プリント回路基板に接続されるように構成された第2のアンテナのグランド接点および第2のアンテナの給電接点を有する、第2のアンテナとを備え、
前記第2のアンテナのグランド接点および前記第2のアンテナの給電接点が、前記第1のアンテナのグランド接点と前記第1のアンテナの給電接点との間に配置された、小型多重アンテナモジュール。
【請求項１５】
前記第1のアンテナが、第1のワイヤレスネットワークを介して信号を送信および受信するように構成された、請求項14に記載の小型多重アンテナモジュール。
【請求項１６】
前記第1のワイヤレスネットワークが、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)である、請求項15に記載の小型多重アンテナモジュール。
【請求項１７】
前記第2のアンテナが、第2のワイヤレスネットワークからの信号を受信するように構成された、請求項14に記載の小型多重アンテナモジュール。
【請求項１８】
前記第2のワイヤレスネットワークが、全地球測位システム(GPS)ネットワークである、請求項17に記載の小型多重アンテナモジュール。
【請求項１９】
ハウジングをさらに備え、前記第1のアンテナおよび前記第2のアンテナが、前記ハウジング内に配置された、請求項14に記載の小型多重アンテナモジュール。
【請求項２０】
前記ハウジング、前記第1のアンテナのグランド接点、前記第1のアンテナの給電接点、前記第2のアンテナのグランド接点、および前記第2のアンテナの給電接点が、速結部によって前記プリント回路基板に接続されるように構成された、請求項19に記載の小型多重アンテナモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、多重アンテナシステムに関し、より具体的には、モバイルワイヤレスデバイス内の空間を効率的に利用する、複数のアンテナを有するアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルコンピューティングデバイスは、過去数年の間爆発的な成長を見てきた。成長する計算能力およびメモリ容量と共に、パーソナルモバイルコンピューティングデバイスは、ポケットに収まるパッケージで電話およびテキスト通信、ナビゲーション、写真およびビデオ機能を提供する、現代生活の必須のツールになってきた。そのような多くの異なるタイプの無線周波数通信サービスを提供し、高品質のビデオを表示する結果として、多くのスマートフォンおよび同様のモバイルコンピューティングデバイスは、現在、様々なワイヤレスネットワークおよび関連する帯域幅にわたる無線信号を送信および受信する(すなわち、「送受信する」)ことができる複数のアンテナを必要とする。しかしながら、複数のアンテナの動作は、しばしば、干渉またはアンテナ結合を回避するために、アンテナが互いからある距離離れて絶縁されることを必要とする。腕時計のサイズのようなより小さいサイズのモバイルコンピューティングデバイスでは、限られた不動産は、アンテナ結合を生じることのない複数のアンテナの効率的な実装を妨げる。そのような絶縁なしでは、モバイルコンピューティングデバイスは、アンテナのいくつかが動作モードで同時に通電されていなくても、他のアンテナの存在がアンテナ結合の形で性能劣化を作成するので、正常に動作しない可能性がある。
【０００３】
いくつかの従来のデバイスは、複数のワイヤレスネットワークおよび複数の周波数帯域にわたる無線信号を送受信するように構成された単一のアンテナを提供することを試みてきた。しかしながら、複数のワイヤレスネットワークおよび周波数帯域をサービスする単一のアンテナを有するそのようなデバイスは、しばしば、複数のワイヤレスネットワークおよび帯域幅の各々で最適以下の性能を提供する。単一のアンテナが所望の帯域幅およびワイヤレスネットワークのすべてをサービスすることを可能にするために、所望のワイヤレスネットワークおよび周波数帯域の各々について無線信号を識別するために、追加の回路網が必要とされる。そのような追加の回路網は、モバイルコンピューティングデバイスの総コスト、電力消費、および容積を増加させる可能性がある。さらに、単一のアンテナは、異なる周波数帯域での無線機能の同時動作を有する能力を禁止する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
様々な実施形態は、様々な通信プロトコルにわたり、かつ、様々な周波数帯域にわたる無線信号を送信および受信する(「送受信する」)ことができる複数のアンテナを提供する多重アンテナシステムを含む。多重アンテナシステムは、第1の通信ネットワーク(たとえば、WWANネットワーク)にわたる無線信号を送受信するように構成された第1のアンテナを含むことができる。多重アンテナシステムは、また、第2の通信ネットワーク(たとえば、GPS、パーソナルエリアネットワーク、など)にわたる/からの無線信号を送信および/または受信するように構成された第2のアンテナを含むことができる。
【０００５】
実施形態では、多重アンテナシステムは、複数のアンテナの各々の利得および効率性能を改善しながら、追加のRF構成要素を必要とせずに、アンテナ結合の問題を最小化することができるユニークな構成で互いに近接した複数のアンテナを提供することができる。
【０００６】
第1の実施形態では、プリント回路基板は、第1の水平面内に形成され得、多重アンテナシステムを形成する各アンテナのためのグランド面として動作することができる。第1のアンテナは、プリント回路基板と同じ水平面内に構成され得る。第1のアンテナは、板状逆Fアンテナ(PIFA:Planar Inverted F Antenna)であり得る。第1のアンテナは、第1のアンテナのグランド接点および第1のアンテナの給電接点を介してプリント回路基板に結合され得る。第1のアンテナの給電接点は、無線周波数(RF)電磁放射信号が別のデバイスによる受信のために第1のワイヤレスネットワークを介して送信され得るように、第1のアンテナに無線信号でエネルギー供給するために使用され得る。第2のアンテナは、プリント回路基板および第1のアンテナが位置する水平面に対して垂直の垂直面内に構成され得る。第2のアンテナも、PIFAであり得る。第2のアンテナは、第2のアンテナのグランド接点および第2のアンテナの給電接点を介してプリント回路基板に結合され得る。第2のアンテナの給電接点は、RF電磁放射信号が別のデバイスによる受信のために第2のワイヤレスネットワークを介して送信され得るように、第2のアンテナに無線信号でエネルギー供給するために使用され得る。実施形態の多重アンテナシステムは、第2のアンテナをプリント回路基板に結合する第2のアンテナのグランド接点および第2のアンテナの給電接点が第1のアンテナの第1のアンテナのグランド接点と第1のアンテナの給電接点との間に位置するように、互いに近接した第1のアンテナおよび第2のアンテナによって構成され得る。
【０００７】
第2の実施形態では、第1の実施形態の小型多重アンテナシステムは、多重アンテナシステムをワイヤレスデバイス内の他の電気構成要素(たとえば、LCD、マイクロホン、ラウドスピーカ、モータバイブレータ、など)から分離するように、密封モジュールユニット内に含まれ得る。加えて、密封モジュールユニットは、密封モジュールユニットがワイヤレスデバイスのプリント回路基板と迅速に電気的に接続するための位置にスナップすることを可能にする電気的結合部(electrical coupling)を備えることができる。各アンテナおよびそのグランド面として動作するプリント回路基板の長さは、送信されるRF信号の波長の少なくとも半分であるべきであるので、様々な小型多重アンテナモジュールユニットは、異なる寸法で構成された第1のアンテナおよび第2のアンテナで製造され得、様々なサイズのプリント回路基板を有するモバイルデバイスとのアンテナモジュールの一体化を可能にするように製造され得る。一実施形態では、同じモジュールユニットは、様々なサイズのプリント回路基板に使用され得る。グランド面の寸法の変動を考慮するために、モジュールユニットは、整合回路を含むことができる。整合回路は、モジュールユニット内のアンテナおよびプリント回路基板の全長が波長の半分からかけ離れている場合、共振周波数を予想される周波数に調整するのを助けることができる。
【０００８】
添付図面は、本開示の実施形態の説明を助けるために提示され、単に実施形態の例示のために、その限定のためではなく提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】複数のアンテナを備えるモバイルコンピューティングデバイスの構成要素ブロック図である。
【図２】一実施形態の多重アンテナシステムの第1の斜視図である。
【図３】一実施形態の多重アンテナシステムの第2の斜視図である。
【図４】一実施形態の多重アンテナシステムの第3の斜視図である。
【図５】一実施形態の多重アンテナシステムの上面図である。
【図６】一実施形態の多重アンテナシステムの第1の平面図である。
【図７】一実施形態の多重アンテナシステムの第2の平面図である。
【図８】例示的な寸法を示す一実施形態の多重アンテナシステムの第2の斜視図である。
【図９】例示的な寸法を示す一実施形態の多重アンテナシステムの上面平面図である。
【図１０Ａ】円形プリント回路基板を有するプリント回路基板を有する代替実施形態の多重アンテナシステムの上面図である。
【図１０Ｂ】円形プリント回路基板を有するプリント回路基板を有する代替実施形態の多重アンテナシステムの斜視図である。
【図１０Ｃ】六角形形状のプリント回路基板を有するプリント回路基板を有する代替実施形態の多重アンテナシステムの上面図である。
【図１０Ｄ】六角形形状のプリント回路基板を有するプリント回路基板を有する代替実施形態の多重アンテナシステムの斜視図である。
【図１０Ｅ】任意の形状のプリント回路基板を有するプリント回路基板を有する代替実施形態の多重アンテナシステムの上面図である。
【図１０Ｆ】任意の形状のプリント回路基板を有するプリント回路基板を有する代替実施形態の多重アンテナシステムの斜視図である。
【図１１】多重アンテナシステムを含む一実施形態の多重アンテナモジュールの斜視図である。
【図１２】一実施形態の多重アンテナシステムのシミュレーション結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
様々な実施形態が、添付図面を参照して詳細に説明される。可能な限り、同じ参照番号は、図面を通して、同じまたは同様の部分を指すために使用される。特定の例および実施態様に行われる参照は、例示の目的のためであり、本開示の範囲または特許請求の範囲を限定することを意図していない。代替実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく考案され得る。加えて、本開示の周知の要素は、本開示の関連する詳細を不明瞭にしないように、詳細には説明されず、または省略される。
【００１１】
「例示的」および/または「例」という用語は、本明細書では、「例、事例、または例示として役立つ」ことを意味するために使用される。「例示的」および/または「例」として本明細書で説明される任意の実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。
【００１２】
特定の寸法に関連して本明細書で使用される「約」という用語は、対応する寸法の5パーセント以内、2パーセント以内、および1パーセント以内を含む、寸法の10パーセント以内を意味する。
【００１３】
本明細書で使用される場合、「コンピューティングデバイス」および「モバイルコンピューティングデバイス」という用語は、セルラー電話、スマートフォン、携帯情報端末(PDA)、パームトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワイヤレス電子メール受信機、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、ならびに、複数のプログラマブルプロセッサおよびメモリを含む同様の電子デバイスのうちの任意のものまたはすべてを指す。
【００１４】
現在、モバイル通信デバイスで使用されるプロセッサは、これまでよりも強力になりながら、サイズが減少している。これは、それらのワイヤレス通信デバイスのサイズを減少させるためのモバイルデバイス製造業者による努力に導かれる。これまでよりも小さいワイヤレス通信デバイスの開発は、しかしながら、アンテナ結合に起因する小さなパッケージ内で達成可能なアンテナサイズの制限のために制限されてきた。アンテナ結合の現象は、1つのアンテナからのRFエネルギーが近くのアンテナを励起するときに生じ、それによって、放射された信号からエネルギーの一部を流出させる。アンテナ結合による損失は、他のアンテナが使用されていない(すなわち、その無線回路が通電されていない)場合でも発生する。
【００１５】
また、複数のワイヤレス接続性および無線周波数構成要素を有するモバイルコンピューティングデバイスに対する増加した需要は、様々な周波数帯域にわたるRF信号を受信および送信することができる複数のタイプのアンテナの需要を増加させている。もちろん、セルラー電話ネットワーク(たとえば、CDMA、TDMA、3G、4G、LTE、UTMS、など)で通信するように構成されたモバイル通信デバイスは、セルラー無線トランシーバ、および関連するアンテナを含む。たとえば、全地球測位システム(GPS)は、位置ベースサービスに対する需要が増加するにつれて、一般的な構成要素になってきている。別の例として、大部分のワイヤレス通信デバイスは、現在、短距離パーソナルエリアネットワーク(PAN)をサポートする、Bluetooth(登録商標)のような短距離無線を組み込む。さらなる例として、多くのモバイル通信デバイスは、また、Wi-FiネットワークRF信号を受信するように構成される。これらの異なるタイプの無線機およびトランシーバは、異なる周波数帯域内のRF信号を受信し、したがって、異なるサイズのアンテナを必要とする。アンテナ結合によって性能を失うことなく、これらのタイプのアンテナのすべてを典型的なワイヤレス通信デバイスの限られた空間内に取り付けることは、デバイスのサイズが減少するにつれてより困難になる、困難な設計上の課題である。
【００１６】
いくつかの異なるワイヤレスネットワークを介して通信する能力を有するモバイルコンピューティングデバイスを提供するために、いくつかの従来のモバイルコンピューティングデバイスは、異なるタイプのワイヤレスネットワークによって使用される様々な周波数帯域にわたる無線信号を送受信するように構成された単一のアンテナを含む。いくつかのモバイルコンピューティングデバイスは、各々が1つの周波数帯域にわたる無線信号を送受信するように構成された複数のアンテナを含む。従来のデバイス内に組み込まれた複数のアンテナを有することによって、これらのワイヤレスネットワークの各々を介する通信は、可能にされ得る。
【００１７】
しかしながら、複数のプロトコルおよび周波数帯域をサーブする単一のアンテナを含む従来のモバイルコンピューティングデバイスは、しばしば、周波数帯域の少なくともいくつかで最適以下の性能を示す。単一のアンテナは、異なる周波数帯域での同時動作をサポートするための通信デバイスの能力を制限する。加えて、単一のアンテナがワイヤレスネットワークのすべてをサービスすることを可能にするために、追加の回路網が典型的には必要とされ、これは、コスト、電力消費、および総容積を増加させる。そのような追加の回路網の例は、RFスイッチ、トリプレクサ、抽出器、およびフィルタのような、追加のRF構成要素を含む。そのような構成要素の追加は、トランシーバ段の全体的なコストおよびサイズを増加させる。さらに、これらのRF構成要素の各々は、RF損失および増加したバッテリ消費をもたらし、アンテナの有効範囲および/または無線機を動作させるために必要な電力を低減し、デバイスのバッテリ寿命を減少させる。
【００１８】
複数のアンテナが実装されている従来のモバイルコンピューティングデバイスでは、複数のアンテナは、干渉またはアンテナ結合を制限するために、離間される。これは、複数のアンテナの各々を分離するために必要な空間および容積を提供するために、従来のデバイスにサイズ制限を課す。腕時計のサイズのような、より小さいサイズのモバイルコンピューティングデバイスでは、限られた不動産は、アンテナ結合により、複数の無線回路をサポートするために複数のアンテナを小さい容積内に実装する機会を制限する。
【００１９】
これらの理由のため、より小さい通信デバイスを可能にするので、セルラー電話、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi、およびGPSのような異なるワイヤレスネットワークのためのアンテナ間のアンテナ結合を制限する小型のアンテナ設計が望まれる。より多くの地理的な場所でより多くのタイプのワイヤレスサービスおよび動作を可能にするので、小型アンテナ設計によってサポートされ得る周波数帯域の数は、多ければ多いほどよい。より小さくより経済的なモバイルコンピューティングデバイスをサポートするために、より少ないRF構成要素を必要とすることによって、プリント回路基板のサイズ(「不動産」)を小さくすることも望ましい。
【００２０】
様々な実施形態は、効率的な広域スペクトルアンテナ性能を示す小さいモバイルコンピューティングデバイスのフットプリント内に組み込むのに適したアンテナの小型のセットを提供する。実施形態は、複数のアンテナの各々の利得および効率を改善しながら、追加のRF構成要素なしにアンテナ結合の問題を最小化するユニークな構成で互いに近接した複数のアンテナを有する小さいサイズのモバイルコンピューティングデバイスを可能にする。
【００２１】
図1は、一実施形態の多重アンテナシステムを含む一実施形態のモバイルコンピューティングデバイスの構成要素ブロック図である。図1に示すように、モバイルコンピューティングデバイス100は、モバイルコンピューティングデバイス100の様々な電子回路が上に配置されたプリント回路基板101を含むことができる。一実施形態の多重アンテナシステムモジュール104は、プリント回路基板101に結合される。この実施形態の多重アンテナシステムモジュール104は、第1のアンテナ102および第2のアンテナ103を含むことができる。第1のアンテナ102および第2のアンテナ103は、各々、板状逆Fアンテナ(PIFA)であり得る。第1のアンテナ102は、モバイル通信セルラーネットワーク技術を使用するワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)のようなワイヤレスプロトコルを使用して、第1のワイヤレスネットワークを介して無線信号を送受信するように構成され得る。モバイル通信セルラーネットワーク技術の例は、たとえば、CDMA、3G、4G、LTE、WiMAX(しばしば、ワイヤレス大都市圏ネットワークまたはWMANと呼ばれる)、UMTS、CDMA2000、GSM(登録商標)セルラーデジタルパケットデータ(CDPD)、およびMobitexワイヤレスネットワークを含む。第2のアンテナ103は、パーソナルエリアネットワーク(PAN)ワイヤレスプロトコル、Bluetooth(登録商標)、ANT、Peanut(登録商標)、およびZigbee(登録商標)のような第2のワイヤレスネットワークの無線信号を送受信するように構成され得る。代替的には、第2のアンテナ103は、全地球測位システムからのGPS信号を受信するように構成され得る。以下でより詳細に説明するように、多重アンテナシステムモジュール104は、特定の寸法のプリント回路基板101と共に動作するように構成された第1のアンテナ102および第2のアンテナ103を含む「既成(off-the-shelf)」のモジュールとして構成され得る。したがって、プリント回路基板は、アンテナグランド面として動作するので、多重アンテナシステムモジュール104は、特定の寸法のプリント回路基板101と組み合わされたとき、特定の周波数帯域で無線信号を送受信するように寸法を決められ、構成され得る第1のアンテナ102および第2のアンテナ103を含むことができる。このように、適切な「既成」多重アンテナシステムモジュール104は、プリント回路基板の寸法が規定されると、プリント回路基板101と結合するためにすぐに選択され得る。さらに、既存の多重アンテナシステムモジュール104は、様々なサイズのプリント回路基板と一体化され得る。そのような実施形態では、多重アンテナシステムモジュール104またはプリント回路基板101は、さらに、共振周波数を所望の周波数に調整することができる整合回路(図示せず)を設けられ得る。
【００２２】
図2は、プリント回路基板101、ならびに、プリント回路基板101に結合された第1のアンテナ102および第2のアンテナ103を有する一実施形態の多重アンテナシステムの斜視図である。図4〜図7により明確に示すように、第1のアンテナ102は、プリント回路基板101と同じ平面(x-y平面)内になるように構成され、第2のアンテナ103は、プリント回路基板101および第1のアンテナ102の平面(x-y平面)に対して垂直の平面(y-z平面)内になるように構成される。図2は、また、第2のアンテナ103のための給電接点およびグランド接点が第1のアンテナ102の給電接点とグランド接点との間でプリント回路基板101に結合する方法を示す。この給電およびグランド結合構成を、以下で論じ、図4〜図7でより明確に示す。
【００２３】
図3は、第1のアンテナ102および第2のアンテナ103がプリント回路基板101に結合する方法の詳細を示す、プリント回路基板101および実施形態の多重アンテナシステムの第2の斜視図である。図3に(ならびに、図2〜図5、図8および図9に)示すように、第1のアンテナ102は、第1のアンテナのグランド接点208および第1のアンテナの給電接点211を介してプリント回路基板101に結合され、第2のアンテナ103は、両方とも第1のアンテナのグランド接点208と第1のアンテナの給電接点211との間に配置された第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209を介してプリント回路基板101に結合される。アンテナの給電接点211、209は、アンテナがRFフィールドを生成するために電気エネルギーで励起される点を提供する。図3に(ならびに、図2〜図5、図8および図9に)示すように、第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209を、第1のアンテナ102の給電接点とグランド接点との間に配置することに加えて、第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209の両方は、互いに近接してプリント回路基板101に結合される。図3は、プリント回路基板101および第1のアンテナ102と同じ水平面(x-y平面)内に延在するように第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209を示しているが、第2のアンテナ103は、プリント回路基板101および第1のアンテナ102に対して垂直な垂直面(y-z平面)内に構成され得る。
【００２４】
第1のアンテナ102の給電接点とグランド接点との間にプリント回路基板および第1のアンテナ102の平面に対して垂直に構成された第2のアンテナ103の給電接点およびグランド接点を配置する図3に示すユニークな構成は、比較的少量のアンテナ結合を示す近接して離間された2つのアンテナをもたらす。
【００２５】
図4は、別の視点からのプリント回路基板101および実施形態の多重アンテナシステムを示す第3の斜視図である。図4に示す(図5により明確に示す)ように、第1のアンテナ102は、複数のセグメント102a、102b、および102cから形成されてよく、それによって、プリント回路基板101の幅寸法よりも長い焦点距離を与える。複数のセグメントから第1のアンテナ102を形成することによって、アンテナの必要な全長は、所望の周波数帯域内のRFエネルギーの送信および受信を可能にするように達成され得る。具体的には、アンテナ性能は、第1のアンテナ102を形成する複数のセグメントの累積的な長さに(グランド面を形成する)プリント回路基板101の長さを加えたものが、受信および送信されるRF信号の波長の少なくとも半分であるとき、改善される。異なる波長を有するRF信号の送信および受信をサポートするために、第1のアンテナ102は、図4に示すよりも多いまたは少ないセグメントから形成され得る。同様に、第2のアンテナ103は、単一のセグメントのみを含むように図に示されているが、第2のアンテナ103も、所望の累積的な長さを達成するために、複数のセグメントから形成され得る。
【００２６】
図5は、図2〜図4に示す実施形態の多重アンテナシステムの上面図である。図5は、第1および第2のアンテナのプリント回路基板101への給電およびグランド接続の位置をより明確に示す。具体的には、第2のアンテナ103(すなわち、プリント回路基板に対して垂直なアンテナ)の給電接点209およびグランド接点210は、第1のアンテナ102(すなわち、プリント回路基板に平行なアンテナ)の給電接点211およびグランド接点208に近接してこれらの間に配置される。図5は、第1および第2のアンテナの垂直配向も示す。図5に示すプリント回路基板101は、正方形であるが、図10A〜図10Fに関連して以下で論じるように、プリント回路基板101は、矩形、多角形、円形、または任意の形状であり得る。
【００２７】
第1のアンテナ102および第2のアンテナ103の長さは、各アンテナが受信するように設計されたRF信号の波長、およびプリント回路基板101の寸法の関数である。プリント回路基板101およびアンテナ104の寸法は、組立品が収まらなければならない通信デバイスの物理的なサイズに依存する。多重アンテナシステムも、プリント回路基板101を含む任意のハウジングの範囲内に収まることを保証するために、多重アンテナシステムは、その寸法がプリント回路基板101の周囲寸法を超えないように形成され得る。たとえば、図5に示すように、多重アンテナシステムの幅は、プリント回路基板101の幅を超えない。したがって、多重アンテナモジュールが実装される特定の用途の空間的制約は、各アンテナの具体的な寸法を規定する。
【００２８】
上記で論じたように、いくつかの実施形態では、プリント回路基板101のサイズおよび形状は、プリント回路基板101の寸法が第1のワイヤレスネットワークの必要な周波数の無線信号を適切に送受信するために第1のアンテナ102に要求される長さ未満であるようなものであり得る。必要な半波長の寸法を提供するように第1のアンテナ102の長さを設定するために、第1アンテナ102は、多重アンテナモジュールが依然としてプリント回路基板101の周囲内に含まれ得るように、複数のセグメント102a、102b、および102cから形成され得る。さらに、モジュールユニット104またはプリント回路基板101上のいずれかに含まれる整合回路は、アンテナ102、103の長さおよび/または寸法を増加させる必要なしに、共振周波数を調整することができる。
【００２９】
第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209が、第1のアンテナのグランド接点208と第1のアンテナの給電接点211との間でプリント回路基板101に結合して、互いに対して垂直な構成で近接して第1のアンテナ102および第2のアンテナ103を構成することによって、第1のアンテナ102および第2のアンテナ103は、有意なアンテナ結合またはクロストークの影響なしに、限られた領域内で同時に動作することができる。上記で論じたように、電気エネルギーは、第1および第2のアンテナ102、103内に、それらのそれぞれの給電接点209、211で注入され得る。これらの場所では、電流密度は、最大値であり、電界は、最小である。逆に、各アンテナ構造のそれぞれの縁部では、電流密度は、最小値であり、電界は、最大密度である。アンテナ結合は、発生された電界がその最大密度である場所で生じる。第1のアンテナの給電接点211および第2のアンテナの給電接点209を互いに近接して配置することによって、第1のアンテナ102の給電接点209および第2のアンテナ103の給電接点211が互いに近接する領域で発生される電界は、最小化され得る。さらに、各アンテナ構造のそれぞれの縁部は、電界の結合も最小化されるように、直交する平面内になり、反対方向を向く。これは、2つのアンテナの間の結合を減少させる。第1のアンテナ102を第2のアンテナ103に対して垂直な平面内に構成することも、2つのアンテナの間の結合を減少させる。
【００３０】
図6および図7は、プリント回路基板および第1のアンテナ102の平面に沿って見た、図2〜図5に示す多重アンテナシステムの側面図である。図6および図7は、第1のアンテナおよびプリント回路基板に対する第2のアンテナの垂直配向を示す。図6の視野は、x軸に沿っているので、第1のアンテナ102の縁部のみが見えている。図7の側面図では、第1のアンテナ102および第2のアンテナ103の縁部のみが見えている。加えて、第1のアンテナのグランド接点208の縁部が見えている。
【００３１】
図8は、腕時計サイズのモバイルコンピューティングデバイスに実装され得る例示的な実施形態の寸法を有する多重アンテナシステムの斜視図である。上記で論じたように、アンテナ構成要素の具体的な寸法は、アンテナが受信するように設計された周波数と、プリント回路基板101の寸法とによって規定される。したがって、図示の寸法は、様々な実施形態の特定の実施態様に適しているが、他の実施態様は、異なる構成要素の寸法を有することができる。
【００３２】
図8に示す実施形態では、第2のアンテナ103の幅は、約2mmであり得る。第2のアンテナ103は、第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209を介してプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナのグランド接点210は、水平グランドセグメント212および垂直グランドセグメント213から形成され得る。水平グランドセグメント212は、水平面(x-y平面)内に形成され得、プリント回路基板101の側縁部を越えて第2のアンテナ103をオフセットさせるように、約2mmの幅および3mmの長さであり得る。垂直グランドセグメント213は、垂直面(y-z平面)内に形成され得、プリント回路基板101および第1のアンテナ102が配置され得る水平面より上に垂直に第2のアンテナ103をオフセットさせるように、約2mmの幅および3mmの長さであり得る。同様に、第2のアンテナの給電接点209は、水平グランドセグメント214および垂直給電セグメント215から形成され得る。水平グランドセグメント214は、水平面(x-y平面)内に形成され得、プリント回路基板101の側縁部を越えて第2のアンテナ103をオフセットさせるように、約2mmの幅および3mmの長さであり得る。垂直給電セグメント215は、垂直面(y-z平面)内に形成され得、プリント回路基板101および第1のアンテナ102が配置され得る水平面より上に垂直に第2のアンテナ103をオフセットさせるように、約2mmの幅および3mmの長さであり得る。加えて、第2のアンテナ103は、第2のアンテナ103の上縁部が第1のアンテナ102の上約5mmであり得るように、第1のアンテナ102およびプリント回路基板101の水平面(x-y平面)から垂直にオフセットされ得る。したがって、第2のアンテナ103の下縁部は、プリント回路基板101および第1のアンテナ102から約3mm垂直にオフセットされ得る。本明細書での水平、垂直、上部、および下部への参照は、説明の目的のためであり、完全に任意であり、構成要素の間の平行および垂直の関係が重要であることが理解されるべきである。
【００３３】
図9は、腕時計サイズのモバイルコンピューティングデバイスに実装され得る例示的実施形態の多重アンテナシステムの様々な構成要素の寸法を含む上面図である。図9に示す実施形態では、プリント回路基板101は、約35mm×約34mmであり得る。第1のアンテナ102は、第1のアンテナのグランド接点208および第1のアンテナの給電接点211を介して、プリント回路基板101の第1の角の近くでプリント回路基板101に結合され得る。第1のアンテナのグランド接点208および第1のアンテナの給電接点211は、各々、約2mmの幅であり得、プリント回路基板101から第1のアンテナ102を約5mm横方向にオフセットさせることができる。第1のアンテナのグランド接点208および第1のアンテナの給電接点211の内側縁部は、約10mmの距離だけ分離され得る。第1のアンテナ102は、3つのセグメント102a、102b、および102cから形成され得る。第1のセグメント102aは、約2mmの幅および27mmの長さであり得る。第2のセグメント102bは、約1mmの幅および2mmの長さであり得る。第3のセグメント102cは、約2mmの幅および34mmの長さであり得る。
【００３４】
第2のアンテナ103は、第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209を介して、プリント回路基板101の第1の角の近くでプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209は、約1.5mmの距離だけ互いに分離され得る。加えて、第2のアンテナのグランド接点210および第2のアンテナの給電接点209は、第1のアンテナのグランド接点208と第1のアンテナの給電接点211との間でプリント回路基板に結合するように構成され得る。第2のアンテナのグランド接点210は、約2mmだけ第1のアンテナのグランド接点208から分離され得る。第2のアンテナの給電接点209は、約2.5mmだけ第1のアンテナの給電接点211から分離され得る。第2のアンテナ103は、約2mmの幅および24mmの長さであり得る単一のセグメントから形成され得る。上記で論じたように、第1のアンテナ102ならびに第2のアンテナ103の累積的な長さは、それぞれのアンテナによって送信および受信される信号の波長、ならびに、グランド面として動作するプリント回路基板101の寸法によって規定され得る。図9に示す実施形態では、第1のアンテナのグランド接点208、第1のアンテナの給電接点211、第2のアンテナのグランド接点210、および第2のアンテナの給電接点209は、プリント回路基板101の第1の角および互いの約14mm以内で結合され得る。
【００３５】
上述したように、代替実施形態では、プリント回路基板101は、形状において任意に構成され得る。そのような実施形態では、第1のアンテナ102および第2のアンテナ103は、プリント回路基板101の任意の形状に適合するように構成され得る。以前に開示した実施形態でのように、そのような代替実施形態では、第1のアンテナ102は、プリント回路基板101と同じ平面内に形成され得る。第1のアンテナ102は、任意の形状のプリント回路基板101の縁部から横方向にオフセットされ得る。第2のアンテナ103は、第1のアンテナ102および任意の形状のプリント回路基板101を含む平面に対して垂直の平面内に形成され得る。代替実施形態の第1のアンテナ102と第2のアンテナ103の両方は、PIFAタイプのアンテナであり得る。第1のアンテナ102は、第1のアンテナの給電接点211および第1のアンテナのグランド接点208を介して、任意の形状のプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナ103は、第2のアンテナの給電接点209および第2のアンテナのグランド接点210を介して、任意の形状のプリント回路基板101に結合され得る。以前に開示した実施形態でのように、そのような代替実施形態では、第1のアンテナ102は、第2のアンテナ103がプリント回路基板101に結合されている場所に近接してプリント回路基板101に結合され得る。加えて、第2のアンテナの給電接点209および第2のアンテナのグランド接点210は、第1のアンテナの給電接点208および第1のアンテナのグランド接点211が第1のアンテナ102をプリント回路基板101に結合する点の間の場所で、第2のアンテナ103をプリント回路基板101に結合することができる。
【００３６】
図10Aは、プリント回路基板101が形状において円形であり得る代替実施形態の上面図である。図10Aに示すように、第1のアンテナ102は、プリント回路基板101と同じ水平面内に構成され得、プリント回路基板101とほぼ同じ湾曲形状に形成され得る。加えて、第2のアンテナ103は、第1のアンテナ102およびプリント回路基板101を含む平面に対して垂直な平面内に形成される。図10Aの上面図に示すように、第2のアンテナ103の縁部は、見えている。しかしながら、第2のアンテナ103の形状は、プリント回路基板101の形状に適合することもできる。したがって、第2のアンテナ103の縁部は、プリント回路基板101の形状に適合するように湾曲され得る。
【００３７】
図10Bは、図10Aに示す代替実施形態の斜視図である。図10Bは、プリント回路基板101の円形形状と、第1のアンテナ102と第2のアンテナ103の両方がプリント回路基板101の円形形状に適合することができる方法とを示す。
【００３８】
プリント回路基板は、任意の数の側面の多角形であり得るが、図10Cは、プリント回路基板101が形状において六角形である別の例示的実施形態の上面図である。再び、先に説明した実施形態と同様に、図10Cに示す実施形態では、プリント回路基板101は、側縁部を有することができ、第1のアンテナ102は、プリント回路基板101の側縁部からオフセットされ得、プリント回路基板101と同じ水平面内に形成され得る。第2のアンテナ103は、六角形形状に形成されたプリント回路基板101と、プリント回路基板101から横方向にオフセットした第1のアンテナ102とを含む平面に対して垂直な平面内に形成され得る。第1のアンテナ102は、第1のアンテナの給電接点208および第1のアンテナのグランド接点211を介してプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナ103は、第2のアンテナの給電接点209および第2のアンテナのグランド接点210を介してプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナの給電接点209および第2のアンテナのグランド接点210は、第1のアンテナの給電接点208と第1のアンテナのグランド接点211との間に配置される。図10Cに示すように、第1のアンテナ102と第2のアンテナ103の縁部の両方は、プリント回路基板101の六角形形状に適合することができる。
【００３９】
図10Dは、図10Cに示す代替実施形態の斜視図である。図10Dは、プリント回路基板101の六角形形状と、第1のアンテナ102と第2のアンテナ103の両方がプリント回路基板101の六角形形状に適合することができる方法とを示す。
【００４０】
図10Eは、プリント回路基板101が任意の形状(たとえば、腎臓形(kidney-shape))である別の例示的実施形態の上面図である。再び、先に説明した実施形態と同様に、図10Eに示す実施形態では、プリント回路基板101は、側縁部を有することができ、第1のアンテナ102は、プリント回路基板101の側縁部からオフセットされ得、プリント回路基板101と同じ水平面内に形成され得る。第2のアンテナ103は、任意の形状に形成されたプリント回路基板101と、プリント回路基板101から横方向にオフセットした第1のアンテナ102とを含む平面に対して垂直な平面内に形成され得る。第1のアンテナ102は、第1のアンテナの給電接点208および第1のアンテナのグランド接点211を介してプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナ103は、第2のアンテナの給電接点209および第2のアンテナのグランド接点210を介してプリント回路基板101に結合され得る。第2のアンテナの給電接点209および第2のアンテナのグランド接点210は、第1のアンテナの給電接点208と第1のアンテナのグランド接点211との間に配置される。図10Eに示すように、第1のアンテナ102と第2のアンテナ103の縁部の両方は、プリント回路基板101の任意の(腎臓形)形状に適合することができる。
【００４１】
図10Fは、図10Eに示す代替実施形態の斜視図である。図10Fは、プリント回路基板101の任意の形状と、第1のアンテナ102と第2のアンテナ103の両方がプリント回路基板101の任意の形状に適合することができる方法とを示す。
【００４２】
図11は、単体のモジュール104としての実施形態の多重アンテナシステムの斜視図である。図11に示す実施形態では、多重アンテナシステムモジュール104は、図2〜図9に示す、第1のアンテナ102(図示せず)と、第2のアンテナ103(図示せず)と、それぞれのグランドおよび給電接点208、209、210、および211(図示せず)とを含む。多重アンテナモジュールハウジングユニット104は、第1および第2のアンテナ102および103のための、水、衝撃、腐食などのような外部環境条件からの追加の保護を提供することができる。加えて、多重アンテナシステムを単一のモジュールユニット104内に収容することによって、単一のユニットは、ワイヤレス機能を提供するために、プリント回路基板101と迅速に一体化され得る。加えて、ハウジング、第1のアンテナのグランド接点、第1のアンテナの給電接点、第2のアンテナのグランド接点、および第2のアンテナの給電接点は、ピン、クリップ、または他のコネクタのような速結部(quick connection)によってプリント回路基板に接続されるように構成される。
【００４３】
加えて、多重アンテナモジュールハウジング104は、既存のプリント回路基板と迅速に一体化される「既成」構成要素として製造され得る。様々なサイズのプリント回路基板101と共に使用され得る様々な多重アンテナモジュール104が製造され得る。上記で論じたように、正確に動作するために、アンテナおよびグランド面として動作するプリント回路基板101の長さは、アンテナが送信/受信するように意図される送信波の波長の少なくとも半分であるべきである。したがって、多重アンテナモジュール104は、特定の寸法のプリント回路基板101との迅速な一体化のために製造され得る。このように、「既成」多重アンテナシステムモジュール104は、ワイヤレス機能を提供するために、迅速に選択され、任意のプリント回路基板101に結合され得る。
【００４４】
代替実施形態では、確立された寸法を有する多重アンテナモジュールハウジング104は、様々な寸法を有するいくつかのプリント回路のいずれかと共に使用され得る。そのような実施形態では、整合回路は、多重アンテナモジュールハウジング104内、またはプリント回路基板101上に組み込まれ得る。整合回路は、第1のアンテナ102および第2のアンテナ103をプリント回路基板101上に収容された回路に結合することができる。整合回路は、アンテナ(第1のアンテナ102、第2のアンテナ103、または両方)およびグランド面として動作するプリント回路基板101の全長が、予想される周波数の波長の半分よりも有意に大きいまたは小さい場合に、予想される周波数の共振周波数を調整することができる。アンテナ(第1のアンテナ102および/または第2のアンテナ103)がプリント回路基板101の寸法に対して適切に寸法決めされている場合のように、そのような実施形態は、最適なアンテナ性能を提供しない可能性があるが、そのような実施形態は、依然として有効なアンテナ性能を提供することができる。
【００４５】
アンテナを設計するとき、アンテナのリターンロスを考慮することが重要である。リターンロス(S11)は、どのくらい多くのエネルギーがアンテナによってアンテナが実装されているデバイスに向かって反射されるのかの尺度である。特定のアンテナ設計がデバイスに実装され、エネルギーがアンテナに提供されたとき、アンテナ設計がアンテナを含むデバイスから離れて(かつ、受信デバイスの方に)信号をどれくらい効率的に放射するのかを決定するために、リターンロスを測定することができる。リターンロスの測定値は、dBスケールに沿って検討される。
【００４６】
不十分に設計されたアンテナは、結果として、アンテナに提供されたエネルギーの一部を、不十分に設計されたアンテナを含むデバイスに向けて反射させる。一例として、アンテナが特定の周波数の無線信号を送信しているが、アンテナおよびグランド面が特定の周波数の無線信号の波長の約半分の長さになるように構成されていない場合、無線信号を送信するために使用されるエネルギーの多くが、デバイスに向けて反射されることになり、送信された信号は、有意なエネルギー損失を経験することになる。したがって、受信される信号の範囲および電力は、減少されることになる。
【００４７】
広い周波数帯域にわたって動作することができるアンテナを設計するために、アンテナ設計者は、様々な形状、サイズ、および構成のアンテナを実装する。理想的に設計されたアンテナは、アンテナに提供されるエネルギーのすべてを受信デバイスに通過させることになるが、これは、広帯域アンテナについては不可能である。実際には、広帯域小型アンテナに関するリターンロスの量を検討するとき、典型的には、-5db未満であるリターンロスの測定値を見ることを期待する。リターンロスの量が所望の周波数帯域にわたって-5db未満である場合、アンテナは、その動作周波数帯域のためによく設計されていると言われる。
【００４８】
図12は、図2〜図9に示す実施形態の多重アンテナシステムのシミュレーション結果のグラフである。典型的なGPS受信機では、GPSアンテナ(たとえば、第2のアンテナ103)は、1565MHz〜1610MHzの周波数帯域内のRF信号を受信することができる。典型的なWWANネットワークでは、WWANアンテナ(第1のアンテナ102)は、2つの周波数帯域で動作する。第1のより低い周波数帯域は、824MHz〜960MHzであり得る。第2のより高い周波数帯域は、1710MHz〜2170MHzであり得る。GPS信号を受信する第2のアンテナ103が1565MHz〜1610MHzの周波数帯域で受信するために、そのアンテナで-5dB未満のリターンロスを有することが望ましい。図12は、1565MHz〜1610MHzの動作周波数にわたって、実施形態の多重アンテナシステムのリターンロスが-5dBよりも有意に低いことを示す。計算されたリターンロスは、1600MHzで-7dBと低い。したがって、実施形態の多重アンテナシステムの第2のアンテナ103は、GPS受信機のためによく設計されている。第1のアンテナ102のためのシミュレーション結果は、824MHz〜960MHzのより低い周波数帯域にわたって-5dBのしきい値よりもずっと低い計算されたリターンロスを示す。実際には、計算されたリターンロスは、WWANのための所望のより低い周波数帯域内で-35dBと低い。加えて、図12は、リターンロスの最悪の場合が1710MHz〜2200MHzのより高い周波数帯域について-5dBのしきい値に近いことを示す。したがって、第1のアンテナ102は、WWAN動作のためによく設計されている。
【００４９】
システム内に存在する可能性があるアンテナ結合の量を決定するために、特定のアンテナが送信しているとき、多重アンテナシステム内の他のアンテナに付与されるエネルギーの量を測定することができる。一例として、第1のアンテナ102がその所望の周波数帯域にわたって信号を送信しているとき、2つのアンテナ102と103との間の分離(isolation)(S2,1)を測定することができる。よく設計されたアンテナシステムは、全周波数帯域にわたって-10dB未満の2つのアンテナ102と103との間の分離(S2,1)の測定値をもたらすことになる。
【００５０】
図12は、計算された分離(S2,1)がGPSネットワークの動作周波数スペクトル(1565MHz〜1610MHz)にわたって-10dB未満であることを示す。加えて、WWANネットワークのより低い周波数帯域では、分離の測定値は、-10dBのしきい値よりもずっと低い。ほとんどの部分について、実施形態のアンテナシステムは、WWANネットワークのより低い周波数帯域(824MHz〜960MHz)にわたって-20dB以下の測定値を示す。アンテナ設計は、WWANネットワークのより高い周波数帯域(1710MHz〜2200MHz)の一部にわたって-10dBよりも大きい分離の測定値を示す。しかしながら、そのような分離の測定値は、許容し得るとみなされ得る。その最悪の場合、計算された分離は、約-8dBである。そのような計算された分離は、図2〜図9に示す実施形態の第1のアンテナ102および第2のアンテナ103が互いにそのように近接して構成され得るという事実によって引き起こされる可能性がある。加えて、プリント回路基板101の寸法は、そのような減少されたサイズであり得るので、計算された分離は、さらに小さくされる。計算された分離は、垂直面(第2のアンテナ103の高さを増す)または水平面(第2のアンテナ103を同じ場所に保ちながら水平面内で第1のアンテナ102をプリント回路基板101の縁部からさらに延在させる)のいずれかで、第2のアンテナ103を第1のアンテナ102からさらに離れて構成することによって改善され得る。図12に示すシミュレーション結果は、考えられる最悪の場合(すなわち、非常に近接して構成された第1のアンテナ102および第2のアンテナ103、ならびに小さいプリント回路基板101)に関する計算された結果を提示する。実装される設計では、追加の公差/寸法は、小型の多重アンテナシステムを依然として提供しながら、実現され得る。したがって、図12は、様々な実施形態で開示される多重アンテナシステムが、GPS信号を受信し、WWANネットワークを介して通信するように構成された腕時計サイズの通信デバイスの用途のためによく設計されていることを示す。
【００５１】
開示する実施形態の前述の説明は、当業者が本開示を製造または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者によって容易に明らかであり、本明細書で定義した一般的な原理は、本開示の要旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に示す実施形態に限定することを意図しておらず、以下の特許請求の範囲、ならびに、本明細書で開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００５２】
100  モバイルコンピューティングデバイス
101  プリント回路基板
102  第1のアンテナ
102a  第1のセグメント
102b  第2のセグメント
102c  第3のセグメント
103  第2のアンテナ
104  多重アンテナシステムモジュール、多重アンテナモジュールハウジングユニット
208  第1のアンテナのグランド接点
209  第2のアンテナの給電接点
210  第2のアンテナのグランド接点
211  第1のアンテナの給電接点
212  水平グランドセグメント
213  垂直グランドセグメント
214  水平グランドセグメント
215  垂直給電セグメント
【要約】
小型のモバイルコンピューティングデバイスで使用するのに適した多重アンテナモジュールは、プリント回路基板組立品の側縁部を越えて延在し、プリント回路基板組立品と同一平面上にあり、第1のアンテナのグランド接点および第1のアンテナの給電接点を介してプリント回路基板組立品に接続された少なくとも第1のアンテナを含む。多重アンテナモジュールは、また、第1のアンテナに近接して配置され、第1のアンテナおよびプリント回路基板を含む平面に対して垂直の平面内に構成された第2のアンテナを含む。第2のアンテナは、第2のアンテナのグランド接点および第2のアンテナの給電接点を介してプリント回路基板組立品に接続され、第2のアンテナのグランド接点および第2のアンテナの給電接点は、第1のアンテナのグランド接点と第1のアンテナの給電接点との間でプリント回路に接続される。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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