(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上に無線回路を受けるように構成され、第１の周辺縁部および第１の導電材料を含むハウジングベース部と、
前記ハウジングベース部に対して間隔をあけ対向して配置されたハウジングアンテナ部であって、第２の周辺縁部および第２の導電材料を含み、前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部とが一緒に、それらの間で、前記無線回路の一部を取り囲むための、モバイルワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成し、前記第１の周辺縁部および前記第２の周辺縁部が、スロットの対向した長手方向縁部を形成し、前記スロットが、前記第１の周辺縁部と前記第２の周辺縁部との間の距離によって形成された幅を有する、ハウジングアンテナ部であって、前記ハウジングアンテナ部が、前記ハウジングベース部に面する第１の面と、対向した第２の面とを含み、前記ハウジングアンテナ部を貫通して前記第１の面から前記第２の面まで開口が延びる、ハウジングアンテナ部と、
前記無線回路から前記ハウジングアンテナ部に駆動周波数を供給するための、前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部と前記無線回路とを結合する給電接点と
を備える、モバイルワイヤレスデバイスに使用するためのマルチバンドアンテナ。
【請求項２】
前記ハウジングアンテナ部が切れ目を含み、前記切れ目が前記第２の周辺縁部から前記開口まで前記ハウジングアンテナ部を横断して延びる、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３】
前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部を結合するグランド接点であって、前記ハウジングベース部および前記ハウジングアンテナ部と一緒になって前記スロットの外辺部を形成するグランド接点をさらに備える、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４】
前記グランド接点が、前記ハウジングベース部から前記ハウジングアンテナ部まで延びる２つの対向した辺を含み、前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記グランド接点の前記２つの対向した辺間の距離が、第１の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項５】
前記グランド接点が、前記スロットの両側で互いにずらされた２つのグランド接点を含む、請求項３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項６】
前記ハウジングアンテナ部が１つより多い駆動周波数で選択的に動作する、請求項５に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項７】
前記給電接点が配置されていない前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第２の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項５に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項８】
前記給電接点が配置されている範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第３の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項５に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項９】
前記第３の周波数帯が１５６５〜１６０６ＭＨｚである、請求項８に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１０】
前記グランド接点が、互いにずらされた３つのグランド接点を含む、請求項３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１１】
前記無線回路が、前記ハウジングベース部に直接印刷されたプリント回路基板を含む、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１２】
前記モバイルワイヤレスデバイスのベゼルが前記ハウジングアンテナ部で形成される、請求項１１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１３】
前記無線回路に動作可能に結合された液晶表示装置（ＬＣＤ）であって、その周辺部に前記第２の導電材料を含むＬＣＤをさらに備える、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１４】
前記第１と第２の導電材料が同じ材料である、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１５】
無線回路と、
前記無線回路に結合された表示装置と、
その上に前記無線回路を受けるように構成され、第１の周辺縁部および第１の導電材料を含むハウジングベース部、
前記ハウジングベース部に対して間隔をあけ対向して配置されたハウジングアンテナ部であって、第２の周辺縁部および第２の導電材料を含み、前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部とが一緒に、それらの間で、前記無線回路の一部を取り囲むための、腕着用ワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成し、前記第１の周辺縁部および前記第２の周辺縁部が、スロットの対向した長手方向縁部を形成し、前記スロットが、前記第１の周辺縁部と前記第２の周辺縁部との間の距離によって形成された幅を有する、ハウジングアンテナ部であって、前記ハウジングアンテナ部が、前記ハウジングベース部に面する第１の面と、対向した第２の面とを含み、前記ハウジングアンテナ部を貫通して前記第１の面から前記第２の面まで開口が延びる、ハウジングアンテナ部、ならびに
前記無線回路から前記ハウジングアンテナ部に駆動周波数を供給するための、前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部と前記無線回路とを結合する給電接点
を含むマルチバンドアンテナと
を備える、腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項１６】
前記ハウジングアンテナ部が切れ目を含み、前記切れ目が前記第２の周辺縁部から前記開口まで前記ハウジングアンテナ部を横断して延びる、請求項１５に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項１７】
前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部を結合するグランド接点であって、前記ハウジングベース部および前記ハウジングアンテナ部と一緒になって前記スロットの外辺部を形成するグランド接点をさらに備える、請求項１５に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項１８】
前記グランド接点が、前記ハウジングベース部から前記ハウジングアンテナ部まで延びる２つの対向した辺を含み、前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記グランド接点の前記２つの対向した辺間の距離が、第１の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項１７に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項１９】
前記グランド接点が、前記スロットの両側で互いにずらされた２つのグランド接点を含む、請求項１７に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２０】
前記ハウジングアンテナ部が１つより多い駆動周波数で選択的に動作する、請求項１９に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２１】
前記給電接点が配置されていない前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第２の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項１９に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２２】
前記給電接点が配置されている範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第３の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項１９に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２３】
前記第３の周波数帯が１５６５〜１６０６ＭＨｚである、請求項２２に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２４】
前記グランド接点が、互いにずらされた３つのグランド接点を含む、請求項１７に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２５】
前記無線回路が、前記ハウジングベース部に直接印刷されたプリント回路基板を含む、請求項１５に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２６】
前記腕着用ワイヤレスデバイスのベゼルが前記ハウジングアンテナ部で形成される、請求項２５に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２７】
前記表示装置が、前記無線回路に動作可能に結合された液晶表示装置（ＬＣＤ）を含み、前記ＬＣＤがその周辺部に前記第２の導電材料を含む、請求項１５に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２８】
前記第１と第２の導電材料が同じ材料である、請求項１５に記載の腕着用ワイヤレスデバイス。
【請求項２９】
その上に無線回路を受けるように構成され、第１の周辺縁部および第１の導電材料を含むハウジングベース部を設けるための手段と、
前記ハウジングベース部に対して間隔をあけ対向して配置され、第２の周辺縁部および第２の導電材料を含むハウジングアンテナ部を設けるための手段と、
前記無線回路を前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部との間に配置するモバイルワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成するための手段であって、前記第１の周辺縁部および前記第２の周辺縁部が、スロットの対向した長手方向縁部を形成し、前記スロットが、前記第１の周辺縁部と前記第２の周辺縁部との間の距離によって形成された幅を有する手段と、
前記ハウジングアンテナ部に、前記ハウジングベース部に面する前記ハウジングアンテナ部の第１の面から前記ハウジングアンテナ部の対向した第２の面まで延びる開口を形成するための手段と、
前記無線回路から前記ハウジングアンテナ部に駆動周波数を供給するための、前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部と前記無線回路とを結合する給電接点を取り付けるための手段と
を備える、モバイルワイヤレスデバイスに使用するためのマルチバンドアンテナ。
【請求項３０】
前記ハウジングアンテナ部に、前記第２の周辺縁部から前記開口まで前記ハウジングアンテナ部を横断して延びる切れ目を形成するための手段をさらに備える、請求項２９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３１】
前記ハウジングベース部および前記ハウジングアンテナ部にグランド接点をさらに取り付けるための手段であって、前記グランド接点が、前記ハウジングベース部および前記ハウジングアンテナ部と一緒になって前記スロットの外辺部を形成する手段をさらに備える、請求項２９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３２】
前記ハウジングアンテナ部を第１の周波数帯で駆動するための手段であって、前記グランド接点が、前記ハウジングベース部から前記ハウジングアンテナ部まで延びる２つの対向した辺を含み、前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記グランド接点の前記２つの対向した辺間の距離が、第１の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい手段をさらに備える、請求項３１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３３】
前記グランド接点が、前記スロットの両側で互いにずらされた２つのグランド接点を含む、請求項３１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３４】
前記マルチバンドアンテナを１つより多い駆動周波数で選択的に動作させるための手段
をさらに備える、請求項３３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３５】
前記給電接点が配置されていない前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第２の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項３３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３６】
前記給電接点が配置されている範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第３の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項３３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３７】
前記第３の周波数帯が１５６５〜１６０６ＭＨｚである、請求項３６に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３８】
前記グランド接点が、互いにずらされた３つのグランド接点を含む、請求項３１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３９】
前記無線回路が、前記ハウジングベース部に直接印刷されたプリント回路基板を含む、請求項２９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４０】
腕着用ワイヤレスデバイスのベゼルが前記ハウジングアンテナ部で形成される、請求項３９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４１】
前記無線回路に液晶表示装置（ＬＣＤ）を結合するための手段であって、前記ＬＣＤがその周辺部に前記第２の導電材料を含む手段をさらに備える、請求項２９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４２】
前記第１と第２の導電材料が同じ材料である、請求項２９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４３】
その上に無線回路を受けるように構成され、第１の周辺縁部および第１の導電材料を含むハウジングベース部を設けるステップと、
前記ハウジングベース部に対して間隔をあけ対向して配置され、第２の周辺縁部および第２の導電材料を含むハウジングアンテナ部を設けるステップと、
前記無線回路を前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部との間に配置することによって、モバイルワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成するステップであって、前記第１の周辺縁部および前記第２の周辺縁部が、スロットの対向した長手方向縁部を形成し、前記スロットが、前記第１の周辺縁部と前記第２の周辺縁部との間の距離によって形成された幅を有する、モバイルワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成するステップと、
前記ハウジングアンテナ部に、前記ハウジングベース部に面する前記ハウジングアンテナ部の第１の面から前記ハウジングアンテナ部の対向した第２の面まで延びる開口を形成するステップと、
前記無線回路から前記ハウジングアンテナ部に駆動周波数を供給するための、前記ハウジングベース部と前記ハウジングアンテナ部と前記無線回路とを結合する給電接点を取り付けるステップと
を含む、マルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項４４】
前記ハウジングアンテナ部に、前記第２の周辺縁部から前記開口まで前記ハウジングアンテナ部を横断して延びる切れ目を形成するステップをさらに含む、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項４５】
前記ハウジングベース部および前記ハウジングアンテナ部にグランド接点を取り付けるステップをさらに含む、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項４６】
前記ハウジングアンテナ部を第１の周波数帯で駆動するステップであって、前記グランド接点が、前記ハウジングベース部から前記ハウジングアンテナ部まで延びる２つの対向した辺を含み、前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記グランド接点の前記２つの対向した辺間の距離が、第１の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、前記ハウジングアンテナ部を第１の周波数帯域幅で駆動するステップをさらに含む、請求項４５に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項４７】
前記グランド接点が、前記スロットの両側で互いにずらされた２つのグランド接点を含む、請求項４５に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項４８】
前記マルチバンドアンテナを１つより多い駆動周波数で選択的に動作させるステップ
をさらに含む、請求項４７に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項４９】
前記給電接点が配置されていない前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の範囲に沿った前記２つのグランド接点間の距離が、第２の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項４７に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５０】
前記給電接点が配置されている範囲に沿った前記２つのグランド接点間の、前記第１および第２の周辺縁部の少なくとも一方の周りの距離が、第３の周波数帯で送信および受信の少なくとも一方が行われる信号の波長の半分の整数倍と等しい、請求項４７に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５１】
前記第３の周波数帯が１５６５〜１６０６ＭＨｚである、請求項５０に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５２】
前記グランド接点が、互いにずらされた３つのグランド接点を含む、請求項４５に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５３】
回路基板を前記ハウジングベース部に直接、前記無線回路の一部として印刷するステップをさらに含む、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５４】
前記ハウジングアンテナ部を前記モバイルワイヤレスデバイスのベゼルにするステップ
をさらに含む、請求項５３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５５】
前記無線回路に液晶表示装置（ＬＣＤ）を結合するステップであって、前記ＬＣＤがその周辺部に前記第２の導電材料を含むステップをさらに含む、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５６】
前記第１と第２の導電材料が同じ材料である、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５７】
前記マルチバンドアンテナを、モバイル通信デバイスを含む腕着用ワイヤレスデバイスに組み込むステップをさらに含む、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【請求項５８】
前記ハウジングアンテナ部に第２の開口を形成するステップをさらに含む、請求項４３に記載のマルチバンドアンテナを作るための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は多目的アンテナに関し、より詳細には、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多目的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】
モバイル計算デバイスには、過去数年にわたり爆発的な成長が見られた。計算力およびメモリ容量の増大により、パーソナル計算デバイスは、人のポケットに収まるパッケージの中に電話およびテキスト通信、ナビゲーション、写真およびビデオの機能を実現して、現代生活に不可欠なツールになった。現在、プロセッサは非常に小さくなっているが、さらに強力にもなっている。多くの人が、腕時計ケース内に、または同様の小さな設置面積、たとえば、約３０〜５０ｍｍ以下に、より小型の携帯電話を作り込むことを試みた。しかし、これらの試みは一般に不成功であった。
【０００３】
成功しなかった理由の１つは、所望のネットワークおよび周波数帯域幅のすべてにわたって無線信号を送受信できる効率的なアンテナを美的に満足のいく腕時計ハウジングの中に設計できないことである。腕時計ケーシング内の携帯電話などのモバイルデバイス用に設計された従来型のアンテナは、そのアンテナに近接するあらゆる金属部品に極度に感応する。その理由は、特に、携帯電話、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット、およびワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）デバイスなどの最も一般的なデバイスが、放射のためにしか意図的に設計されていないからである。したがって、金属で形成されたケーシングは、そのような従来型のアンテナに干渉することが多い。また、ほとんどの従来型の腕時計設計は、その中に収容される構成要素を枠で囲むために使用できる、または装飾的特徴として使用できる、金属ベゼルまたはリングを含む。しかし、腕時計の上部に形成されたそのような金属ベゼル／リングは、腕時計内に収容された、デバイスから信号を放射しようとするアンテナに干渉する。加えて、従来の設計技法を使用すると、どんな金属構造体でも、所望の周波数で動作するアンテナとして機能するために、ループに切れ目がない完全なループ構造体とすることができない。したがって、これらの問題を回避するために、腕時計型電話などの従来型のウェアラブルワイヤレスデバイスでは、金属ベゼルなしで設計されることが強いられる。それとは関係なく、そのような設計上の制約は一般に、金属ケーシングの人気を利用したい設計者には歓迎されない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に記載された様々な態様および実施形態は、モバイルワイヤレスデバイスの金属フレームまたは金属ハウジングの一部として形成することができるアンテナ設計を含む。アンテナは、モバイルワイヤレスデバイスのマルチバンドアンテナでよく、ハウジングベース部、ハウジングアンテナ部および給電接点を含むことができる。ハウジングベース部は、その上に無線回路を受けるように構成することができる。また、ハウジングベース部は、第１の周辺縁部および第１の導電材料を含むこともできる。ハウジングアンテナ部は、ハウジングベース部に対して間隔をあけ実質的に対向して配置することができる。また、ハウジングアンテナ部は、第２の周辺縁部および第２の導電材料を含むこともできる。ハウジングベース部とハウジングアンテナ部は一緒に、それらの間で、無線回路のかなりの部分を取り囲むための、モバイルワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成することができる。加えて、第１の周辺縁部および第２の周辺縁部は、スロットの対向した長手方向縁部を形成することができる。スロットは、第１の周辺縁部と第２の周辺縁部との間の距離によって形成された幅を有することができる。給電接点は、無線回路から少なくともハウジングアンテナ部へ少なくとも１つの駆動周波数を供給するために、ハウジングベース部とハウジングアンテナ部と無線回路とを結合することができる。
【０００５】
したがって、本明細書に記載されたマルチバンドアンテナは、腕時計を含む腕着用ワイヤレスデバイス、追跡デバイス、またはワイヤレス通信要素を含む一般的通信デバイスなど、比較的小さいウェアラブルアイテムの一部として形成することができる。また、様々な実施形態のマルチバンドアンテナは、従来型のアンテナに干渉または結合する可能性がある構造体に取って代わり、腕時計ベゼルなどの構造用および／または装飾用金属リングとして機能するように構成することができる。
【０００６】
別の実施形態は、上で論じたマルチバンドアンテナを作る方法を含むことができる。
【０００７】
添付の図面は、本開示の実施形態についての説明を助けるために提示されており、実施形態の限定ではなく例示のために提供されているにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来技術のスロットアンテナの平面図である。
【図２】一実施形態による改良されたスロットアンテナの平面図である。
【図３】一実施形態による別の改良されたスロットアンテナの平面図である。
【図４】一実施形態によるマルチバンドスロットアンテナの側面断面図である。
【図５】図４のマルチバンドアンテナの斜視図である。
【図６Ａ】追加の実施形態によるマルチバンドスロットアンテナから得られる別の周波数帯の斜視図である。
【図６Ｂ】追加の実施形態によるマルチバンドスロットアンテナから得られる別の周波数帯の斜視図である。
【図６Ｃ】追加の実施形態によるマルチバンドスロットアンテナから得られる別の周波数帯の斜視図である。
【図６Ｄ】追加の実施形態によるマルチバンドスロットアンテナから得られる別の周波数帯の斜視図である。
【図７Ａ】追加の実施形態による代替ハウジングアンテナ部の斜視図である。
【図７Ｂ】追加の実施形態による代替ハウジングアンテナ部の斜視図である。
【図８Ａ】様々な実施形態による様々な代替アンテナ形状の側面立面図である。
【図８Ｂ】様々な実施形態による様々な代替アンテナ形状の側面立面図である。
【図８Ｃ】様々な実施形態による様々な代替アンテナ形状の側面立面図である。
【図８Ｄ】様々な実施形態による様々な代替アンテナ形状の側面立面図である。
【図８Ｅ】様々な実施形態による様々な代替アンテナ形状の側面立面図である。
【図９Ａ】マルチバンドアンテナの別の代替実施形態の斜視図である。
【図９Ｂ】マルチバンドアンテナの別の代替実施形態の斜視図である。
【図９Ｃ】マルチバンドアンテナの別の代替実施形態の斜視図である。
【図９Ｄ】マルチバンドアンテナの別の代替実施形態の斜視図である。
【図１０】別の実施形態による別のマルチバンドアンテナの斜視図である。
【図１１】腕時計に組み込まれた図１０のマルチバンドアンテナの斜視図である。
【図１２】一実施形態によるマルチバンドスロットアンテナの動作のシミュレーション結果のグラフである。
【図１３】一実施形態による回路図である。
【図１４】一実施形態によるマルチバンドスロットアンテナの動作の別のシミュレーション結果のグラフである。
【図１５】一実施形態によるＧＰＳアンテナとして動作するマルチバンドスロットアンテナの効率のグラフである。
【図１６】一実施形態によるブルートゥースアンテナとして動作するマルチバンドスロットアンテナの効率のグラフである。
【図１７】様々な実施形態による方法を示す処理流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
様々な実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。可能な限りどんな場合でも、同一または同様な部分を指すのに同一の参照番号がすべての図面にわたって使用される。特定の例および実施態様が参照されることは、例示を目的とし、本開示の範囲または特許請求の範囲を限定するものではない。代替実施形態が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、本開示のよく知られている要素については、本開示の関連細部を不明瞭にしないように、詳細には説明されないか、または省略される。
【００１０】
「例示的な」という用語は、本明細書では「例、たとえ、または例示となる」という意味で使用される。本明細書で「例示的な」として説明されるいかなる実施態様も、他の実施態様よりも好ましい、または有利であるとは必ずしも解釈されるべきではない。加えて、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「一次の」、「二次の」、「三次の」という語、または類似の言い方を使用することは、本明細書では、説明される様々な要素を区別するために分かりやすくする目的のものであり、本発明を要素の特定の順序または階層に限定するものではない。
【００１１】
様々な実施形態では、回路および付加的な構成要素が収容および／または取り付けられるモバイル通信デバイスの金属ハウジングの一部として形成できるマルチバンドアンテナ設計を実現する。したがって、開示技術の態様が、ワイヤレス通信要素を有する腕着用デバイスのベゼルまたは他のハウジング要素の全部または一部を形成するために使用されてよい。本明細書では、「ハウジング」という用語は、その中に収容された要素を包囲、封入し、または実質的に包囲／封入し、保護する剛性または半剛性ケーシングを指す。様々な実施形態では、マルチバンドアンテナの一部分は、ワイヤレス通信デバイスの最も外側のハウジングとして機能する。
【００１２】
現在の開示技術のマルチバンドアンテナは、導電板の金属リング構成からアンテナを形成する従来型のスロットアンテナ設計に基づいている。図１は、スロット１６が中に形成された、金属などの導電材料の板１４から形成された従来型のスロットアンテナ１０を示す。この板が駆動周波数で励振されると、スロット１６がダイポールと同様に電磁波を放射する。スロットの形状および大きさ、ならびに駆動周波数により放射分布パターンが決定される。従来型のスロットアンテナは一般に、単一平面板として形成される。図の間での参照のために、ラベル表示されたｘ−ｙ軸、ｙ−ｚ軸またはｘ−ｚ軸で２次元参照が示されることがあり、さらにはラベル表示されたｘ−ｙ−ｚ軸で３次元参照が示されることがある。こうして、スロットアンテナ１０は、図１に、ｘ−ｙ平面に配置されたものが示されているが、アンテナの向きは任意である。
【００１３】
本明細書で開示された実施形態によるマルチバンドアンテナは、様々な方法および形状で作ることができる。しかし、例示を目的として平面アンテナ基板１１、９０が、従来型の平面スロットアンテナ設計から開示されるアンテナの設計への要素の再配置および／または再構成について説明するために、図２〜図５に示されている。とはいえ、ベース部もアンテナ部も平面である必要はない。
【００１４】
図２は、スロット１６が中に形成された板１４から形成された切取りスロットアンテナ１１を示す。しかし、開口１７を形成するために、一部の材料が板から「切り取られる」か、または取り除かれなければならない。図１に示されたスロットアンテナ１０と同様に、スロットアンテナ１１の板１４が駆動周波数で励振されると、スロット１６が電磁波を放射する。開口１７の寸法は、腕時計ハウジングのベゼルもしくはリング、またはその一部を形成するように選択することができる。したがって、開口１７を含むスロットアンテナを形成することによって、アンテナ自体は、リング形のベゼルを含む腕時計などのモバイル通信デバイスのフレームまたはベゼルとして使用することができる。こうして、腕時計のベゼルは、アンテナとしても構造要素としても機能することができる（美的であるばかりでなく）。加えて、ループ中に何も切れ目がないこのタイプのループ構造（すなわち閉ループ）を有し、また回路基板のＲＦグランドへのグランド接続を有するアンテナは、電子デバイスの回路の静電気放電（ＥＳＤ）保護として使用することもできる。
【００１５】
図３は、スロット１６０および開口１７５を備える別の改良されたスロットアンテナ９０を示す。このスロットアンテナ９０は、従来型のスロットアンテナと類似の平坦（すなわち平面）構成を有するものとして同じように示されているが、ワイヤレス通信要素を備える腕時計用などに小型にとどまりながら、他の構成要素のハウジングとして機能できるようにさらに改良することもできる。
【００１６】
図３のアンテナ基板９０に対するさらなる改良により、開示技術の態様によるマルチバンドアンテナに到達する方法の一例が得られる。この実施形態のアンテナ基板９０は、スロット１６０、ベース部１４０（図３のスロットの下に示される）、およびアンテナ部１８０（図３のスロットの上に示され、開口１７５を含む）を含む。スロット１６０は、アンテナ基板９０の全厚を貫通して延びる開口である。スロット１６０は２つの細長い縁部１６２、１６６を有し、これらはｘ軸に沿って延ばすことができ、それぞれベース部１４０の１つの縁部１６２、およびアンテナ部１８０の１つの縁部１６６によって形成することができる。短い方のスロット縁部１６４、１６８は、ｙ軸に沿って延ばすことができ、アンテナと回路基板のＲＦグランドとの間のグランド接点として機能する２つの部分１７１、１７２の内側縁部によって形成することができる。この場合もやはり、ｘ軸およびｙ軸の参照は例示を目的とし、特定の座標基準系要件を示唆するものではない。
【００１７】
ベース部１４０とアンテナ部１８０は、２つのグランド接点１７１、１７２によって接続され機能的に結合されたままである。こうして、２つのグランド接点１７１、１７２は、ベース部１４０およびアンテナ部１８０と一緒になって、スロット１６０の外辺部を形成する。以下でさらに説明するように、スロット１６０の大きさは、アンテナの周波数範囲などの好ましい動作パラメータを得るために、要望通りに変えることができる。こうして、グランド接点１７１と１７２との間の距離は、より近くなるようにも、より遠くなるようにも調整することができ、またグランド接点１７１、１７２はより細くすることも、より幅広くすることもできる。図に示された２つのグランド接点１７１、１７２に加えて、別のグランド接点を形成してベース部１４０とアンテナ部１８０とを結合することができる。さらに、グランド接点１７１、１７２は、グランド接点１７２で例示されているように、ベース部１４０および／またはアンテナ部１８０の外側縁部と一致する外側縁部を有するように形成することもできる。あるいは、グランド接点１７１、１７２は、グランド接点１７１で例示されているように、ベース部１４０および／またはアンテナ部１８０の外側縁部からのオフセット１６５を有して配置することもできる。グランド接点１７１、１７２の１つまたは複数のオフセット１６５、またはこのオフセットがないことは、アンテナの好ましい動作パラメータを得るために要望通りに含めることができる。
【００１８】
様々な実施形態は、図１に示されたような従来型のスロットアンテナ設計に、やはり閉ループを形成するアンテナ部１８０に開口１７５の形で切取り部を設けることによって、改善を加える。開口１７５もまた、スロット１６０と同様に、基板９０を貫通する開口である。例示的な実施形態では、開口１７５は、スロット１６０よりもかなり大きい面積を有する。しかし、上記でスロット１６０に関して触れたように、開口１７５の大きさおよび比率は、アンテナの好ましい動作パラメータを得るために要望通りに形成することができる。
【００１９】
開示されるマルチバンドアンテナはさらに、３次元構成要素をアンテナに設けることによって、従来型のスロットアンテナ設計に改善を加える。この３次元構成要素は、互いに間隔をあけて配置されｘ軸に沿って延びるスロット１６０の対向した細長い縁部と一致する、線Ａおよび線Ｂに沿ってスロットを曲げることによって形成される。すなわち、図４に示されるように、３次元構成要素は、グランド接点１７１、１７２およびアンテナ部１８０を、ベース部１４０に対して９０度、線Ａに沿って折り曲げることによって得ることができる。これにより、ベース部は第１のｘ−ｙ平面に残るが、第３の次元（ｚ軸）に延びるグランド接点１７１、１７２およびアンテナ部１８０を有する。アンテナ部１８０は、二度目に線Ｂに沿ってベース部１４０の方へ、グランド接点１７１、１７２に対して９０度折り曲げられる。これにより、グランド接点１７１、１７２はｘ−ｚ平面に残り、アンテナ部１８０は、第１のｘ−ｙ平面から間隔をあけて配置された（ずらされた）第２のｘ−ｙ平面にある。図４および図５に示されるように、外側部分１４０、１８０をこのように効果的に折り曲げると、グランド部１４０とアンテナ部１８０が互いに平行に配置され、両方がグランド接点１７１、１７２ならびにスロット１６０の平面に対して垂直になる。こうして、線Ａおよび線Ｂでのこれらの折曲げにより、改良された平面スロットアンテナ９０が、スロットアンテナの性能を維持しながら、構造的および構成的利点を有する３次元スロットアンテナ１００に変換される。
【００２０】
アンテナ部を折り曲げることについての上記の説明は、実施形態の構成がどのようにしてスロットアンテナの無線周波数放射動作特性を備える多目的アンテナになるかを説明するものである。しかし、マルチバンドアンテナの実施形態は、上述の板９０などの単一基板から形成される必要はない。むしろ、ベース部１４０およびアンテナ部１８０は、組立て時に図に示されるように電気的に接続される個別の要素から形成されてよい。また、上述のように３次元に一旦構成されたこれらの要素は一緒になって、マルチバンドアンテナを使用するまさにその無線回路のための単一のハウジングを形成することができる。この理由のために、ベース部およびアンテナ部はまた、本明細書ではそれぞれ、ハウジングベース部１４０およびハウジングアンテナ部１８０とも呼ばれる。同様に、グランド接点１７１、１７２は、ハウジングベース部１４０およびハウジングアンテナ部１８０に電気的に結合された別々の要素でよい。
【００２１】
様々な実施形態によるマルチバンドアンテナは、互いに間隔をあけて配置され、実質的に互いに対向している２つのハウジング部によって本質的に形成される。こうして、各ハウジング部の広い表面領域が互いに向かい合う。第１の平面に延びるハウジングベース部１４０が示されている。ハウジングベース部１４０は、プリント回路基板１５０などの無線回路の支持構造体として機能する導電材料で形成されてよく、かつ／またはその上に回路が直接取り付けられても印刷されてもよい。あるいは、無線回路要素は、ハウジングベース部１４０の上に直接一体化して形成することができ、そのようにしてハウジングベース部はなお、回路の電気構成要素を支持する。無線回路要素は、メモリに結合されたプロセッサ、および電池などの電源、ならびに他の従来の要素を含むことができる。ハウジングベース部１４０、グランド接点１７１、１７２、およびハウジングアンテナ部１８０はそれぞれ、それ自体の厚さを有し、ハウジングベース部１４０の周辺縁部と、ハウジングアンテナ部１８０の周辺縁部と、グランド接点１７１、１７２の内側縁部とは一緒に、スロット１６０を取り囲み画定する。ハウジングベース部１４０とハウジングアンテナ部１８０とは一緒になって、それらの間で、モバイルワイヤレスデバイスの、その無線回路のかなりの部分を取り囲むための、最も外側のハウジングを形成することができる。ハウジングベース部の周辺縁部およびハウジングアンテナ部の周辺縁部は、スロットの対向した長手方向縁部を形成することができる。また、スロットは、これらの周辺縁部の間の距離によって形成された幅を有することもできる。ハウジングベース部１４０およびハウジングアンテナ部１８０が概して平面であり、互いに平行であるこの図示の例では、スロット１６０は、グランド接点１７１、１７２との共通ｘ−ｚ平面内に延びる、または配置される、と言える。あるいは、スロット１６０は、スロット１６０の平面がハウジングベース部のｘ−ｙ平面に対し実質的に垂直になるように、共通ｙ−ｚ平面に形成すること、またはｘ−ｚ平面とｙ−ｚ平面の両方に配置することができる。しかし、スロット１６０は、以下でさらに説明するように、ハウジングベース部１４０およびハウジングアンテナ部１８０のいずれに対しても垂直である必要はない。
【００２２】
加えて、開示されるマルチバンドアンテナは、給電線１８５（リード線または給電接点とも呼ばれる）を含む。この給電線は、ハウジングアンテナ部１８０およびハウジングベース部１４０に結合され、したがってこれらにつながる。給電部１８５は、駆動周波数をハウジングアンテナ部１８０のアンテナに供給し、したがって送信器、受信器およびプリント回路基板１５０を含む無線回路に動作可能に結合される。したがって、電気エネルギーを給電接点１８５からハウジングアンテナ部１８０に注入することができる。これらの位置では、電流密度が最大値にあり、電界が最小になる。こうして、ハウジングベース部１４０は、グランド接点１７１、１７２によるハウジングアンテナ部１８０との接続によって、マルチバンドアンテナ全体のグランドプレーンとして機能する。
【００２３】
ハウジングベース部１４０、ハウジングアンテナ部１８０、グランド接点１７１、１７２および給電線１８５に使用されるような導電材料は、金、銅または他の適切な導電材料から形成されてよい。また、これらの要素は、同一の材料から作られる必要はない。加えて、これらの要素に使用される材料は、可撓性でも、剛性でも、これらの何らかの組合せでもよい。また、要素は、圧延、押出し、エッチング、切削、曲げ、スタンピング、融解、射出成形、または他の既知の技法によって形成することもできる。代替導電材料の一例には、Ｐｙｒａｌｕｘ（登録商標）銅被覆積層複合材料（ラミネートフレックスとも呼ばれる）が含まれる。Ｐｙｒａｌｕｘ（登録商標）銅被覆積層複合材料は、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドフィルムから作ることができ、銅箔が片側でアクリル接着剤によってポリイミドフィルムに接合される。別の実施態様では、マルチバンドアンテナは、導電インクを支持するキャリア基板を使用して作ることができる。そのような導電インクは、たとえば、適切な回路を形成するため、またはアンテナの大きさ、形状、構成または他の機能を制御するために、吹付けによってキャリア材料の上に要望通りに塗布することができる。
【００２４】
本明細書で開示されたマルチバンドアンテナ構造は、給電接点１８５を間に含む導電性ハウジングアンテナ部１８０の縦方向に沿った、２つのアンテナグランド接点１７１、１７２の間の合計長さに基づく半波長を呈する。図５に示された実施形態では、その合計長さは、ハウジングアンテナ部１８０の３つの辺の長さの和に、１つのグランド接点１７１のオフセット間隔を加えたものを含む（合計長さ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）。したがって、アンテナ１００の所望の動作周波数は、この長さを調整することによって変えることができる。加えて、給電接点１８５を含まずに縦方向に沿った、２つのグランド接点１７１、１７２の直接の間の導電性ハウジングアンテナ部１８０の長さに対応する、第２の周波数帯が得られる（合計長さ＝Ｌ５）。さらに、各グランド接点１７１、１７２の一辺から、ハウジングアンテナ部を遠く周って、同じグランド接点のそれぞれの反対側に至る合計周辺長に対応する、第３および第４の周波数帯も得られる。この例については、以下で図６Ｃおよび図６Ｄに関してさらに説明する。これらの第３および第４の周波数帯は、グランド接点の幅が実質的に合計周辺長の計算に入らないので、これらのグランド接点の各々が他のものに対してどれほど広いかに応じて変わり得る。また、グランド接点１７１、１７２の間の経路に沿って給電接点１８５の配置を操作することによって、実施形態のアンテナの総動作周波数範囲を変えることもできる。
【００２５】
図６Ａ〜図６Ｄは、様々な実施形態による多目的アンテナの別の特性を示す。図６Ａは、給電接点１８５を間に含むハウジングアンテナ部の周辺長に沿って延びる、第１の周波数帯（λＡ／２）に対応する第１の周辺長ＬＡを示す。図６Ｂは、第２の周波数帯（λＢ／２）に対応する第２の周辺長ＬＢを示す。その第２の周辺長ＬＢは、給電接点１８５を間に含まないハウジングアンテナ部の周辺長に沿って、２つのグランド接点１７１、１７２の間に延びる。図６Ｃは、第３の周波数帯（λＣ／２）に対応する第３の周辺長ＬＣを示す。その第３の周辺長ＬＣは、第１のグランド接点１７１の一辺から、ハウジングアンテナ部の周辺を遠く周って、同じ第１のグランド接点１７１の対向した第２の辺まで延びる。図６Ｄは、第４の周波数帯（λＤ／２）に対応する第４の周辺長ＬＤを示す。第４の周辺長ＬＤは、ＬＣと類似しているが、第３の周波数帯の場合のように第１のグランド接点１７１の幅を含まないのではなく、第２のグランド接点１７２の幅を含まない。
【００２６】
図７Ａおよび図７Ｂは、ハウジングアンテナ部１８０がどのように湾曲され、曲げられ、かつ／または不規則な形状にされ得るかを示す。また、ハウジングアンテナ部１８０およびハウジングベース部１４０などの様々な要素が、一定の無限に薄い厚さを有するものとして示されているが、これらの要素は、これらの要素の一部分に沿って変わり得る現実の厚さを有すると理解されたい。また、ハウジングベース部は平面であるとして示されているが、これもまた湾曲され、曲げられ、かつ／または不規則な形状にされ得る。
【００２７】
図８Ａから図８Ｅまでは、ハウジングアンテナ部１８０およびハウジングベース部１４０の簡略化バージョンの側面立面図を示す。これらのさらなる図は、ハウジングアンテナ部とハウジングベース部が互いに平行である必要がどれほどないかを示す。ハウジングアンテナ部およびハウジングベース部はそれぞれ、異なる形状および大きさを有することができる。図８Ａは、湾曲して中心で互いに遠ざかる２つの凹形ハウジング部１４０、１８０を示す。図８Ｂは、それぞれが曲げられて凹形状の構造を形成するが平坦部分を備える、２つのハウジング部１４０、１８０を示す。図８Ｂに示された例では、２つのハウジング部１４０、１８０は、同じ方向に凹形になっている。図８Ｃは平面の例を示すが、２つのハウジング部１４０、１８０が互いに平行である必要がどれほどないかを示す。図８Ｄは、ハウジングベース部１４０と完全に異なる形状を有するハウジングアンテナ部１８０を示す。また、図８Ｄはさらに、ハウジングアンテナ部１８０の総面積が、ハウジングベース部１４０の総面積と同等である必要がどれほどないかも示す。こうして、ハウジングアンテナ部１８０の縁部およびハウジングベース部１４０の縁部から側面に形成されるスロットは（図８Ｄに示す）、偏った角度で（垂直でなく）これらの部分に向かって延ばすことができる。
【００２８】
図９Ａから図９Ｄは、マルチバンドアンテナの別の実施形態を示す。図９Ａは、間隔をあけて配置された３つのグランド接点１６９がハウジングアンテナ部１８０をハウジングベース部１４０に結合する実施形態を示す。また、図９Ａは、グランド接点１６９のうちの２つとは反対側の縁部に配置された給電接点１８５も示す。図９Ｂは、グランド接点１６９をどのようにして単一の要素に減らすことができるかを示す。この実施形態では、ただ１つのグランド接点がハウジングアンテナ部１８０およびハウジングベース部１４０に付けられる。図９Ｃは、単一のグランド接点１６９だけが使用されるという点で図９Ｂと類似しているが、図９Ｃのグランド接点１６９の幅がかなり細い。図９Ｄは、グランド接点を完全に削除し、ハウジングアンテナ部１８０とハウジングベース部１４０を結合する給電接点１８５だけを含む別の実施形態を示す。図９Ｄに示された実施形態は、他の実施形態では閉ループハウジングアンテナ部のところに、空隙の形で切れ目を含む。切れ目は、ハウジングアンテナ部の外側周辺部から、ハウジングアンテナ部の中心領域に開放空間を形成する開口まで、ハウジングアンテナ部を横断して延びる。この空隙は、多目的アンテナの周波数帯に対応するハウジングアンテナ部の周辺長を規定することを含めて、グランド接点と同じように作用する。
【００２９】
図１０は、全体構造を、ベゼルを含めて腕時計ハウジングに似ている円形、楕円形または円筒形とすることができる、代替のマルチバンドアンテナ２００を示す。この実施形態のアンテナ２００は、無線回路２５０を受けるように構成されたハウジングベース部２４０を含む。この実施形態のハウジングベース部２４０は、アンテナのグランドプレーンとして作用するための導電材料を含む。この実施形態のアンテナ２００はまた、やはり導電材料から形成されるハウジングアンテナ部２８０を含む（ハウジングベース部２４０と必ずしも同じ導電材料ではないが）。この実施形態のハウジングアンテナ部２８０は、ハウジングベース部２４０からずらされている。この実施形態のハウジングアンテナ部２８０は、わずかに円錐形の構造を有するが、依然としてハウジングベース部２４０から間隔をあけて配置されている。この実施形態のハウジングアンテナ部２８０の下方縁部もまた、ハウジングベース部から間隔をあけて配置される。この図は、ハウジングベース部２４０と、ハウジングアンテナ部２８０の上部縁部と下部縁部の両方とが、互いに実質的に平行な３つの平面に配置されるように示しているが、そのような構成は任意選択である。それらの表面が配置される３つの平面は、互いに傾斜している平面内にあってよい。この実施形態には、ハウジングベース部２４０とハウジングアンテナ部２８０を結合する給電接点２８５も設けられる。さらに、２つのグランド接点２７１、２７２がこの実施形態には設けられ、それぞれがさらに、ハウジングベース部２４０とハウジングアンテナ部２８０を結合する。２つのグランド接点２７１、２７２の内側縁部は、ハウジングベース部２４０の縁部およびハウジングアンテナ部２８０の縁部と一緒になって、この実施形態のスロット２６０の外辺部を形成する。この実施形態では、スロットは、第１および第２の平面と実質的に垂直であるアーチ形の壁のように延びる。この実施形態では、給電接点が配置されたハウジングアンテナ部２８０の一部分に沿った２つのグランド接点２７１、２７２の間の長さは、合計長さＬ５を有する１つの長い弧で測定される。このマルチバンドアンテナ２００の半波長は、その合計長さＬ５に基づく。
【００３０】
図１１は、図６のマルチバンドアンテナ２００の実施形態が、どのようにして腕時計サイズのワイヤレス通信デバイス２０５のハウジングに組み込まれ得るか、またはそのハウジングとして使用され得るかを示す。この実施形態では、腕時計面は、下の無線回路と動作可能に結合され得る液晶表示装置（ＬＣＤ）２１０を含む。ＬＣＤ２１０は、その周辺部に、それ自体の導電材料２１１を含むことができる。この導電材料２１１は、ハウジング部の導電材料に結合されてよく、その延長部を形成する。加えて、デバイス２０５は、現代の腕時計設計では典型的である、時計バンド取付け要素２１５を含むこともできる。
【００３１】
本開示の態様は、モバイルデバイス用のマルチバンドアンテナに関連する。このアンテナは、対象に取り付けることも、中間物を介して対象、たとえば、人またはペットに取り付けることもできる。中間物の例には、ペットの首輪、リストバンドまたはウエストバンドがある。モバイルデバイスはウェアラブルデバイスに組み込んで、人またはペットの位置を監視することが可能になり得る。たとえば、モバイルデバイスは、遊園地または公共の場で子供、または認知症の大人が身に付けることができる。モバイルデバイスは、病院の患者または従業員／職員が身に付けることができ、そのようにしてその位置を監視することができる。マルチバンドアンテナは、３バンド以上のアンテナとすることができる。アンテナはいくつかの異なる周波数で動作することができ、例としては、セル帯（８２４〜８９４ＭＨｚ）、ＧＰＳ帯（１５６５〜１５８５ＭＨｚ）、ＰＣＳ帯（１８５０〜１９９０ＭＨｚ）、またはＩＳＭ帯（９０２〜９２８ＭＨｚ）が含まれる。
【００３２】
様々な実施形態によるマルチバンドアンテナは、基地局からの変調信号を受信し、その受信信号をモバイルデバイス内の、またはそれに動作可能に結合された、復調器に提供することができる。次いで復調器は、受信信号を処理し（たとえば、調整し、デジタル化し）、入力サンプルを取得し、さらに入力サンプルに対し直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）復調を行うこともできる。また、モバイルデバイス内の、またはそれに動作可能に結合された受信器データプロセッサが、周波数領域受信信号を処理し、復号データをモバイルデバイスのコントローラ／プロセッサに提供することもできる。次いでコントローラ／プロセッサは、マルチバンドアンテナを介する送信のために様々なタイプの信号を生成することができる。加えて、モバイルデバイス内の、またはそれに動作可能に結合されたトランシーバデータプロセッサが、変調器で処理しマルチバンドアンテナを介して基地局に対し送信および／または受信できる信号を生成することができる。加えて、コントローラ／プロセッサは、モバイルデバイス内の、またはそれに動作可能に結合された様々な処理ユニットの動作を管理することもできる。
【００３３】
マルチバンドアンテナの一実施形態は、１５６５〜１６１０ＭＨｚの全地球測位システム（ＧＰＳ）ネットワーク、ならびに動作周波数範囲が１５９７〜１６０６ＭＨｚの代替全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ：  ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ｇｌｏｂａｌ  ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ）、またはＧＮＳＳなどのこれらの組合せの動作周波数範囲で動作するように寸法設定され構成される。これら２つの別々の周波数範囲は、駆動周波数の別々の（すなわち、非連続の）範囲から選択された１つより多い駆動周波数を実施形態でどのようにして供給できるかという例である。しかし、本明細書の発明の態様によるマルチバンドアンテナは、これらの周波数範囲に限定される必要はない。本開示の範囲内の変形形態では、追加および／または異なる周波数範囲を実現することができる。
【００３４】
アンテナを設計するとき、アンテナの反射減衰量を考えることができる。反射減衰量（Ｓ１１）は、どれだけのエネルギーがアンテナで反射され、アンテナが実装されているデバイスに向かって戻るかの尺度である。特定のアンテナ設計がデバイスに実装され、エネルギーがそのアンテナに供給されているとき、反射減衰量を測定して、そのアンテナ設計で信号をどれだけ効率的にアンテナを含むデバイスから（また受信デバイスに向けて）放射しているかを決定することができる。反射減衰量の尺度は、ｄＢスケールに沿って見られる。図１２は、実施形態のアンテナが呈した反射減衰量シミュレーション結果を示し、所望の周波数帯にわたって−１０ｄＢ未満の反射減衰量を表している。所望の動作帯域にわたって反射減衰量が−５ｄＢ未満であれば、適切に設計されたアンテナと見なされる。
【００３５】
様々な実施形態のアンテナ構造体は、単一目的のアンテナ（すなわち、単一の周波数帯にわたって動作する）として使用することができる。しかし、このアンテナ構造体は、給電接点１８５、２８５に接続される整合回路を付加することによって、複数の所望の周波数帯を使用して複数のネットワークにわたって動作するように設計することができる。そのような整合回路の一例が図１３に示されており、この整合回路は、ポート１、２という遠く離れた要素間に図示のように構成された１対のコンデンサＣ１、Ｃ２、およびインダクタＬ１を含む。この例では、ポート１はＲＦ回路側を表し、ポート２は、本明細書で開示された態様による曲げスロットアンテナを表す。
【００３６】
上記の整合回路を適用することによって、実施形態のマルチバンドアンテナ構造体は、ＧＰＳとブルートゥースの両方の動作帯域にわたって、適切に設計されたアンテナ特性を表す。図１４は、実施形態のアンテナ構造体が、ＧＰＳ帯（１５６５〜１６１０ＭＨｚ）とブルートゥース帯（２４００〜２５００ＭＨｚ）の両方にわたって良好な動作特性（すなわち、−５ｄＢ未満の測定反射エネルギー）を表し得ることを示すシミュレーション結果を示す。図１５および図１６は、本明細書で開示された実施形態によるＧＰＳとブルートゥースの二周波数帯用に構築されたマルチバンドアンテナから得られた特性を示す。図１５は、１５００ＭＨｚからほぼ１６００ＭＨｚまでの間の周波数範囲にわたって−２．５ｄＢと−３．０ｄＢとの間の効率を示す。図１６は同様に、２４００ＭＨｚからほぼ２５００ＭＨｚまでの周波数範囲にわたり、−３．０ｄＢと−５．５ｄＢとの間の効率を示す。ブルートゥース帯の効率は、より多くのアンテナ整合要素を含むことによって、およびスロットアンテナの長さを修正することによって改善され得る。この例示的な実施形態では、ブルートゥース帯の性能をある程度妥協するようにＧＰＳ帯のアンテナ性能を最適化することが望ましい。そのような周波数範囲を実現できる構成の一例が、図５に示されている。また、そのようなマルチバンドアンテナの例示的な寸法は、ｙ軸に沿って３２ｍｍ（ここでＬ３＝Ｌ１）でｘ軸に沿って３６ｍｍ  Ｌ２のハウジングベース部であり得、２ｍｍのオフセット（Ｌ４）がオフセット１６５に使用され、グランド接点１７１、１７２のそれぞれが２ｍｍの幅を有することができ、給電接点１８５が１．５ｍｍの幅を有することができ、ハウジングアンテナ部がハウジングベース部（からオフセット）の３ｍｍ上方に配置され得、リングが２ｍｍの幅を有し得る。
【００３７】
様々な実施形態は、無線回路と、無線回路に結合された表示装置と、マルチバンドアンテナとを含む腕着用ワイヤレスデバイスを含むことができる。上記と同様に、マルチバンドアンテナは、ハウジングベース部、ハウジングアンテナ部および給電接点を含むことができる。ハウジングベース部は、その上に無線回路を受けるように構成することができる。ハウジングベース部は、第１の周辺縁部および第１の導電材料を含むことができる。ハウジングアンテナ部は、ハウジングベース部に対して間隔をあけ実質的に対向して配置することができる。また、ハウジングアンテナ部は、第２の周辺縁部および第２の導電材料を含むこともできる。ハウジングベース部とハウジングアンテナ部は一緒に、それらの間で、無線回路のかなりの部分を取り囲むための、腕着用ワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングを形成することができる。第１の周辺縁部および第２の周辺縁部は、スロットの対向した長手方向縁部を形成することができる。また、スロットは、第１の周辺縁部と第２の周辺縁部との間の距離によって形成された幅を有することもできる。給電接点は、無線回路からハウジングアンテナ部に駆動周波数を供給するために、ハウジングベース部とハウジングアンテナ部と無線回路とを結合することができる。
【００３８】
様々な実施形態はさらに、ハウジングアンテナ部の外向きの面から、ハウジングアンテナ部の内向きの対向した面まで延びる開口を含み得る、ハウジングアンテナ部を含むことができる。表示装置は、この開口の中に少なくとも部分的に配置され得る。ハウジングアンテナ部は、第２の周辺縁部から開口までハウジングアンテナ部を横切って延びる切れ目を含むことができる。加えて、少なくとも１つのグランド接点がハウジングベース部およびハウジングアンテナ部と一緒になってスロットの外辺部を形成できるように、少なくとも１つのグランド接点をハウジングベース部およびハウジングアンテナ部に結合することができる。あるいは、少なくとも１つのグランド接点は、スロットの両側で互いにずらされた少なくとも２つのグランド接点を含むことができる。給電接点が配置される範囲に沿った２つのグランド接点間の距離は、第１の周波数帯で送信および／または受信される信号の波長の半分の整数倍と実質的に等しくなり得る。第１の周波数帯域幅は、たとえば約１５６５〜１６０６ＭＨｚであり得る。さらに、少なくとも１つのグランド接点は、互いにずらされた少なくとも３つのグランド接点を含むこともできる。少なくとも１つの駆動周波数は、互いに分離された複数の異なる駆動周波数を含むことができる。
【００３９】
様々な実施形態では、無線回路は、ハウジングベース部に直接印刷されたプリント回路基板を含むことができる。また、腕着用ワイヤレスデバイスのベゼルは、ハウジングアンテナ部で形成することもできる。さらに、表示装置は、無線回路に動作可能に結合された液晶表示装置（ＬＣＤ）を含むことができる。ＬＣＤは、その周辺部に第３の導電材料を、この第３の導電材料が第２の導電材料に結合され得、ハウジングアンテナ部の延長部を形成できるように含むことができる。加えて、第１と第２の導電材料は実質的に同じ材料でもよい。
【００４０】
マルチバンドアンテナを製造するための実施形態の方法１０００が図１７に示される。この方法は、ブロック１００２で、その上に回路を受けるように構成されたハウジングベース部を設けるステップを含む。ハウジングベース部は、第１の平面に延びるように構成すること、および第１の導電材料を含むことができる。しかし、ハウジングベース部は、平坦な要素である必要はない。また、ハウジングベース部は、後でアンテナスロット縁部の一部分を形成できる周辺縁部を備えることもできる。この方法は、ブロック１００４で、ハウジングベース部に対して間隔をあけ実質的に対向して配置されるハウジングアンテナ部を設けるステップを含むことができる。ハウジングアンテナ部もまた、アンテナスロット縁部の一部分をやはり形成できる周辺縁部を備えることができる。また、ハウジングアンテナ部は、第２の導電材料を含むこともできる。第２の導電材料は、第１の導電材料と同じでも、異なる導電材料でも、これらの混合物でもよい。
【００４１】
ブロック１００６で、この方法は、ハウジングベース部とハウジングアンテナ部を一緒に、それらの間で、無線回路のかなりの部分を取り囲むための、モバイルワイヤレスデバイスの最も外側のハウジングにするステップを含むことができる。最も外側のハウジングを形成することによって、前に述べたハウジングベース部の周辺縁部およびハウジングアンテナ部の周辺縁部が、アンテナスロットの対向した長手方向縁部を形成することができる。こうして、これらの周辺縁部間の距離によって規定される幅を有するスロットを形成することができる。ブロック１００８で、ハウジングベース部とハウジングアンテナ部との間に給電接点を取り付けて、２つの部分を結合することができる。加えて、ブロック１０１０で、ハウジングアンテナ部に開口を形成することができる。ハウジングアンテナ部の開口は、ハウジングアンテナ部の外向きの面から、ハウジングアンテナ部の内向きの対向した面まで、ハウジングアンテナ部の幅を貫通して延びるように形成することができる。そのような開口は、ハウジングアンテナ部をリング（すなわち、閉ループ）にすることができる。加えて、第２の、または追加の開口をハウジングアンテナ部に形成することもできる。
【００４２】
ブロック１０１２および１０１４は、様々な実施形態に適用できる代替操作を含む。ブロック１０１２で、ハウジングベース部およびハウジングアンテナ部に少なくとも１つのグランド接点を取り付けることができる。あるいは、グランド接点を形成する必要はないが、別の代替形態として少なくとも２つのグランド接点を形成することができ、ここで、少なくとも２つのグランド接点は、ハウジングベース部およびハウジングアンテナ部と一緒になって、アンテナスロットの外辺部を形成する。別の代替形態として、少なくとも１つのグランド接点は、３つ以上のグランド接点を含むことができ、これらはハウジング部に取り付けられ、それぞれが互いにずらされている。給電接点は、ハウジングアンテナ部の周辺部に沿って少なくとも２つのグランド接点間に配置することができる。少なくとも２つのグランド接点は、外辺部の両側で互いにずらされハウジングベース部の周辺部に配置された２つのグランド接点を含むことができる。周辺部周りの距離はスロットから延ばすことができ、第１の周波数帯で送信および／または受信される信号の波長の半分の整数倍と実質的に等しい。ブロック１０１４の別の代替形態は、ハウジングアンテナ部に切れ目を形成するステップを含み、この切れ目は、第２の周辺縁部から開口までハウジングアンテナ部を横断して延びる。そのような切れ目は、そうでなければハウジングアンテナ部の連続ループのところに、破断部を形成する。
【００４３】
方法１０００はさらに、モバイルワイヤレスデバイスを含む腕着用デバイスにマルチバンドアンテナを組み込むステップを含むことができる。腕着用デバイスのベゼルは、ハウジングアンテナ部で形成することができる。ハウジングベース部は、少なくとも腕着用デバイスの回路の一部分を支持することができる。この方法はさらに、回路基板をハウジングベース部に直接、無線回路の一部として印刷するステップを含むことができる。さらに、この方法は、無線回路に液晶表示装置（ＬＣＤ）を結合するステップを含むことができる。このＬＣＤは、その周辺部に第３の導電材料を含むことができ、この方法は、第３の導電材料を第２の導電材料に結合し、それによってハウジングアンテナ部の延長部を形成するステップを含むことができる。
【００４４】
当業者には、情報および信号が様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得ることが理解されよう。たとえば、上の記述全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはこれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００４５】
たとえば、冠詞「ａ」、「ａｎ」または「ｔｈｅ」を用いる単数形での特許請求の範囲の要素についてのいかなる言及も、その要素を単数に限定するものと解釈されるべきではない。
【００４６】
当業者には、開示された実施形態の多くの実現可能な改良形態および態様の組合せを、同じ基本が根底にある機構および方法論を依然として用いながら使用できることが理解されよう。説明を目的とする上記の記述は、特定の実施形態に関して書かれている。しかし、上記の説明的な論述は、網羅的なものではなく、あるいは開示された形状そのものに本開示を限定するものではない。上記の教示に照らして多くの改良形態および変形形態が実現可能である。実施形態は、本開示の原理およびその実際的な適用例について説明するために、ならびに他の当業者が本開示および様々な実施形態を、想起された特定の用途に適合された様々な改良形態と共に最適に利用できるようにするために、選択され記述された。したがって、本開示は、本明細書で示され説明された開示技術の実施形態および個々の態様に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲ならびに本明細書で開示された原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  従来型のスロットアンテナ
１１  平面アンテナ基板、切取りスロットアンテナ、スロットアンテナ
１４  板
１６  スロット
１７  開口
９０  平面アンテナ基板、スロットアンテナ
１００  ３次元スロットアンテナ
１４０  ハウジングベース部、ハウジング部
１５０  プリント回路基板
１６０  スロット
１６２  縁部
１６４  スロット縁部
１６５  オフセット
１６６  縁部
１６８  スロット縁部
１６９  グランド接点
１７１  グランド接点
１７２  グランド接点
１７５  開口
１８０  ハウジングアンテナ部、ハウジング部
１８５  給電部
２００  マルチバンドアンテナ
２０５  ワイヤレス通信デバイス
２１０  液晶表示装置（ＬＣＤ）
２１１  導電材料
２１５  時計バンド取付け要素
２４０  ハウジングベース部
２５０  無線回路
２６０  スロット
２７１  グランド接点
２７２  グランド接点
２８０  ハウジングアンテナ部
Ａ  線
Ｂ  線
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｌ１  インダクタ
ＬＡ  第１の周辺長
ＬＢ  第２の周辺長
ＬＣ  第３の周辺長
ＬＤ  第４の周辺長
【図１】
0006005321.tif 000002
【図２】
0006005321.tif 000003
【図３】
0006005321.tif 000004
【図４】
0006005321.tif 000005
【図５】
0006005321.tif 000006
【図６Ａ】
0006005321.tif 000007
【図６Ｂ】
0006005321.tif 000008
【図６Ｃ】
0006005321.tif 000009
【図６Ｄ】
0006005321.tif 000010
【図７Ａ】
0006005321.tif 000011
【図７Ｂ】
0006005321.tif 000012
【図８Ａ】
0006005321.tif 000013
【図８Ｂ】
0006005321.tif 000014
【図８Ｃ】
0006005321.tif 000015
【図８Ｄ】
0006005321.tif 000016
【図８Ｅ】
0006005321.tif 000017
【図９Ａ】
0006005321.tif 000018
【図９Ｂ】
0006005321.tif 000019
【図９Ｃ】
0006005321.tif 000020
【図９Ｄ】
0006005321.tif 000021
【図１０】
0006005321.tif 000022
【図１１】
0006005321.tif 000023
【図１２】
0006005321.tif 000024
【図１３】
0006005321.tif 000025
【図１４】
0006005321.tif 000026
【図１５】
0006005321.tif 000027
【図１６】
0006005321.tif 000028
【図１７】
0006005321.tif 000029