(57)【要約】      （修正有）【課題】改良されたアンテナを有する電子デバイスを提供する。【解決手段】電子デバイス１０は、金属壁部を有する筐体１２内にディスプレイ１４を有し得る。アンテナは、壁部から形成されたアンテナ接地と、アンテナ共振要素と、を有し得る。アンテナ共振要素とアンテナ接地との間に延在するアンテナフィードには、送受信機回路が連結され得る。アンテナ共振要素とアンテナ接地との間には、フィードと並列してリターン経路が延在し得る。アンテナ共振要素は、周波数依存フィルタによって連結されているセグメントを有し得る。第１の周波数では、アンテナ共振要素が第１の有効長を有するように、このフィルタが低インピーダンスを有し得る。第１の周波数を上回る第２の周波数において、このフィルタは、第１の有効長よりも短い第２の有効長をアンテナ共振要素が有するように、高インピーダンスを有し得る。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
周縁部分を有する透明カバー層を有するディスプレイと、
前記周縁部分に沿って延在する金属壁部を有する筐体と、
前記透明カバー層の前記周縁部分によって重ねられたアンテナ共振要素を有するアンテナと、
を備え、前記金属壁部が前記アンテナ用のアンテナ接地を形成し、前記アンテナ共振要素が、有効長を備える共振要素アームを有し、前記有効長がアンテナ動作周波数に応じて変わるように、前記アンテナが、前記アンテナアーム内に少なくとも１つの周波数依存フィルタを含む、電子デバイス。
【請求項２】
前記アンテナ共振要素が逆Ｆアンテナ共振要素を含み、前記共振要素アームが第１及び第２のセグメントを有し、前記フィルタが前記第１のセグメントと第２のセグメントとの間で連結されている、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記アンテナが誘電体キャリアを含み、前記第１及び第２のセグメントが、前記誘電体キャリアによって支持された金属構造体から形成される、請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記誘電体キャリアが成形プラスチックを含み、前記金属構造体が、前記成形プラスチック内に少なくとも部分的に埋め込まれた金属片を含む、請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で連結されたインダクタを更に備える、請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で前記インダクタと並列して連結されたアンテナフィードを更に備える、請求項５に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で連結された第１のインダクタと、前記第２のセグメントと前記アンテナ接地との間で連結された第２のインダクタと、を更に備える、請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記フィルタが、バンドストップフィルタ、バンドパスフィルタ、及びローパスフィルタからなる群から選択されるフィルタを含む、請求項７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記アンテナに連結された高周波送受信機回路を更に備え、前記アンテナは、前記フィルタが第１の透過レベルを有する第１の周波数で、及び前記フィルタが前記第１の透過レベルよりも低い第２の透過レベルを有する、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数で、共振するように構成されている、請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記第１の周波数が１５７５ＭＨｚであり、前記第２の周波数が２．４ＧＨｚであり、前記電子デバイスは、前記高周波送受信機回路と前記アンテナとの間で連結されている送信ラインを更に備える、請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
対向する前後面を有する電子デバイスであって、
ディスプレイと、
周囲を有する前記ディスプレイが搭載されており、前記周囲に沿って延びる金属側壁を有する筐体と、
前記ディスプレイを覆う透明カバー層と、
前記金属側壁の少なくとも一部分と並行して延在するアンテナ共振要素アームを有するアンテナと、
を備え、前記金属側壁が、前記アンテナ用のアンテナ接地を形成し、前記アンテナ共振要素アームが、周波数依存フィルタによって結合された第１及び第２のセグメントを有し、前記アンテナが、前記フィルタが第１の透過レベルを有する第１の周波数で、及び前記フィルタが前記第１の透過レベルよりも低い第２の透過レベルを有する前記第１の周波数よりも高い第２の周波数で、共振する、電子デバイス。
【請求項１２】
前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で連結されたインダクタを更に備える、請求項１１に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で前記インダクタと並列して連結されたアンテナフィードを更に備える、請求項１２に記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記第２のセグメントと前記アンテナ接地との間で連結された第２のインダクタを更に備える、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記アンテナ共振要素アームが逆Ｆアンテナ共振アームを含み、前記アンテナが、前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で連結されたフィードと、前記第１のセグメントと前記アンテナ接地との間で前記アンテナフィードと並列して連結されたリターン経路と、を有する、請求項１１に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
前記アンテナが形成プラスチックキャリアを含み、前記第１及び第２のセグメントが、前記形成プラスチックキャリア内に少なくとも部分的に埋め込まれている金属片から形成されている、請求項１１に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記フィルタが、前記第１の周波数において阻止帯域を有するバンドストップフィルタを含む、請求項１１に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記フィルタが、バンドパスフィルタ及びローパスフィルタからなる群から選択されるフィルタを含む、請求項１１に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
第１、第２、及び第３のセグメントを備えたアンテナ共振要素アームを有し、かつアンテナ接地を有するアンテナであって、前記第１のセグメントと第２のセグメントとの間に第１のフィルタを含み、前記第２のセグメントと第３のセグメントとの間に第２のフィルタを含み、かつアンテナフィードを含む、アンテナと、
前記アンテナフィードに連結されており、第１、第２、及び第３の通信帯域で動作するように構成されている高周波送受信機回路と、
を備える電子デバイス。
【請求項２０】
前記第１のフィルタが開回路を形成する場合には前記高周波送受信機回路が前記第３の通信帯域で動作するように構成されており、前記第１のフィルタが短絡回路を形成し、前記第２のフィルタが開回路を形成する場合には前記高周波送受信機回路が前記第２の通信帯域で動作するように構成されており、前記第１のフィルタ及び第２のフィルタが短絡回路を形成する場合には前記高周波送受信機回路が前記第１の通信帯域で動作するように構成されている、請求項１９に記載の電子デバイス。
【考案の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本特許出願は、２０１６年１月２７日に出願された米国特許出願第１５／００８，１３０号に対する優先権を主張するものであり、参照により、その全体が本明細書内に組み入れられる。
【０００２】
本出願は、概して電子デバイスに関し、より具体的には、無線通信回路を有する電子デバイスに関する。
【０００３】
電子デバイスは、多くの場合、無線通信回路を含む。外部装置との通信をサポートするために、アンテナには高周波送受信機が連結されている。動作時には、高周波送受信機がアンテナを使用して無線信号を送信及び受信する。
【０００４】
アンテナ構造体などの無線構成要素を電子デバイス内に統合することは困難なことであり得る。注意しないと、アンテナが、所望される以上のスペースをデバイス内で浪費し、又は不十分な無線性能を呈することがある。
【０００５】
従って、改良されたアンテナを電子デバイスに提供することが可能となれば望ましいであろう。
【考案の概要】
【０００６】
ディスプレイが搭載される筐体が電子デバイスに提供され得る。この筐体は、金属から形成され得る。ディスプレイは、ディスプレイカバー層で覆われたディスプレイモジュールを有し得る。アンテナは、筐体の壁部から形成されたアンテナ接地と、誘電体キャリアによって支持された金属構造体から形成されたアンテナ共振要素と、を有し得る。アンテナ共振要素は、ディスプレイカバー層の下、ディスプレイの周縁部分に沿って延び得る。
【０００７】
アンテナ共振要素とアンテナ接地との間に延在するアンテナフィードには、高周波送受信機回路が連結され得る。アンテナ共振要素とアンテナ接地との間には、リターン経路が、このアンテナフィードと並列して延在し得る。高周波送受信機回路は、衛星航法システム及び無線ローカルエリアネットワークの周波数、又は他の適切な周波数で稼働するように構成され得る。
【０００８】
アンテナ共振要素は、周波数依存フィルタによって連結されているセグメントを有し得る。第１の周波数では、これらのセグメントが互いに結合するように、フィルタが比較的低いインピーダンスを有し得る。この状態では、アンテナ共振要素が、比較的長い有効長を有し、第１の周波数でのアンテナ共振をサポートする。第１の周波数を上回る第２の周波数では、フィルタが、比較的高いインピーダンスを有し得る。この状態では、アンテナ共振要素が比較的短い有効長を有するように、セグメントは互いに電気的に切り離されており、第２の周波数でのアンテナ共振をサポートする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る、無線通信回路を有する例示的な電子デバイスの斜視図である。
【図２】一実施形態に係る、無線通信回路を有する例示的な電子デバイスの模式図である。
【図３】一実施形態に係る例示的なアンテナの模式図である。
【図４】一実施形態に係る、図３に示す種類のアンテナに統合され得るフィルタの例示的なフィルタ透過特性を示すグラフである。
【図５】一実施形態に係る、アンテナ性能（定在波比ＳＷＲ）が、例示的な２本のセグメントアンテナの動作周波数の関数として描かれたグラフである。
【図６】一実施形態に係る、アンテナの例示的な並列共振バンドストップフィルタの回路図である。
【図７】一実施形態に係る、異なる周波数における共振要素の有効長を調整するためのフィルタを含む共振要素を有する例示的なモノポールアンテナの図である。
【図８】一実施形態に係る、電子デバイスの周囲にアンテナをどのように配置できるかを示す例示的な電子デバイスの平面図である。
【図９】一実施形態に係る、アンテナを有する電子デバイスの分解斜視図である。
【図１０】一実施形態に係る、例示的な電子デバイスアンテナの断側面図である。
【図１１】一実施形態に係る、アンテナキャリアが筐体の側壁部にどのように取り付けられ得るかを示す例示的な電子デバイスの断側面図である。
【図１２】一実施形態に係る、複数の組み込みフィルタを有する例示的なアンテナの図である。
【図１３】一実施形態に係る、フィルタ透過が、図１２のアンテナで使用される種類のフィルタに対する動作周波数の関数として描かれたグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図１のデバイス１０などの電子デバイスは、無線回路を格納し得る。電子デバイス１０は、セルラー電話帯域などの長距離通信帯域で動作する無線通信回路と、２．４ＧＨｚ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域、並びに２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ  ＷｉＦｉ（登録商標）無線ローカルエリアネットワーク帯域（ＩＥＥＥ８０２．１１帯域又は無線ローカルエリアネットワーク通信帯域と呼ばれることもある）などの短距離通信帯域で動作する無線回路と、を格納し得る。電子デバイス１０は、近距離通信、光ベースの無線通信（例えば、赤外線通信及び／又は可視光通信）、衛星航法システム通信（例えば、１５７５ＭＨｚでの全地球測位システム通信又はＧＬＯＮＡＳＳ通信）、又は他の無線通信を実施するための無線通信回路も格納し得る。２．４ＧＨｚ通信帯域（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ及び／又はＷｉＦｉリンク）及び全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星航法システム通信帯域を扱うアンテナ、並びにセルラー電話通信を扱う別のアンテナを使用して無線通信が実施されるデバイス１０の無線回路の例示的な構成が、場合によっては本明細書内で一例として記載され得る。
【００１１】
電子デバイス１０は、ラップトップコンピュータ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータ用モニタ、タブレットコンピュータ、セルラー電話、メディアプレーヤ、又はその他のハンドヘルド若しくはポータブル電子デバイスなどのコンピューティングデバイス、腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン型若しくはイヤホン型デバイス、眼鏡に埋め込まれたデバイス若しくはユーザの頭部に装着する他の機器、又はその他の着用可能な若しくはミニチュアデバイスなどの小さめのデバイス、テレビ、組み込み型コンピュータを含まないコンピュータ用ディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、ディスプレイを有する電子デバイスをキオスク若しくは自動車に搭載するシステムなどの組み込みシステム、これらのデバイスのうちの２つ以上の機能を実装するデバイス、又は他の電子装置であってもよい。図１の例示的な構成において、デバイス１０は、セルラー電話機、メディアプレーヤ、タブレットコンピュータ、腕時計型デバイス、又は他のポータブルコンピューティングデバイスなどのポータブルデバイスである。所望であれば、デバイス１０に関して、他の構成を使用することができる。図１の例は、単なる例示にすぎない。
【００１２】
図１の例において、デバイス１０は、筐体１２内に搭載されたディスプレイ１４などのディスプレイを含む。エンクロージャ又はケースと呼ばれることもある筐体１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、繊維複合材、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウムなど）、他の好適な材料、又はこれらの材料のいずれか２つ以上の組み合わせで形成してもよい。筐体１２は、筐体１２が一部若しくはすべて単一の構造として機械加工若しくは成形された一体型構成を使用して形成してもよく、又は複数の構造（例えば、内部枠組構造、外部筐体表面を形成する１つ以上の構造、その他）を使用して形成してもよい。
【００１３】
電子デバイス１０は、側壁部によって囲まれた対向する前後面を有し得る。ディスプレイ１４は、デバイス１０の前面を形成する平面状又は曲面状の外面を有し得る。筐体後壁部１２Ｒと呼ばれることもある筐体１２の下方部分は、筐体１２の後面を形成し得る。筐体後壁部１２Ｒは、平面状の外側の面を有し得る（例えば、筐体１２の後部は、筐体１２用平面状の後面を形成し得る）か、又は曲面状の外側の面若しくは他の好適な形状の外側の面を有し得る。側壁部１２Ｗは、垂直な外側の面（例えば、ディスプレイ１４と筐体後壁部１２Ｒとの間で垂直に延びている面）を有し得るか、曲面（例えば、断面で見たときに外側に湾曲している面）を有し得るか、傾斜部分を有し得るか、直線及び／若しくは曲線部分を伴う形状を有し得るか、又は他の好適な形状を有し得る。電子デバイス１０は、矩形のディスプレイ及び矩形の輪郭を有し得るか、円形状を有し得るか、又は他の好適な形状を有し得る。
【００１４】
ディスプレイ１４は、導電性のある容量性タッチセンサ電極の層又は他のタッチセンサ構成要素（例えば、抵抗性タッチセンサ構成要素、音響式センサ構成要素、力ベースタッチセンサ構成要素、光ベースセンサ構成要素など）を内蔵しているタッチスクリーンディスプレイであり得るか、又は非タッチ感知式ディスプレイであり得る。容量性タッチスクリーン電極は、インジウムスズ酸化物パッド又は他の透明な導電性構造体のアレイから形成され得る。
【００１５】
ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）構成要素から形成されたディスプレイピクセルのアレイ、電気泳動ディスプレイピクセルのアレイ、プラズマディスプレイピクセルのアレイ、有機発光ダイオードディスプレイピクセル又は他の発光ダイオードのアレイ、エレクトロウェッティングディスプレイピクセル又は他のディスプレイ技術に基づくディスプレイピクセルのアレイを含み得る。
【００１６】
電子デバイス１０は、ボタン１６などのボタンを備え得る。電子デバイス１０には、任意の好適な数のボタン（例えば、単一のボタン、１つより多くのボタン、２つ以上のボタン、５つ以上のボタンなど）が存在し得る。ボタンは、（例として）筐体１２内の開口部又はディスプレイ内の開口部に位置し得る。電子デバイス１０のボタンは、回転式ボタン、スライド式ボタン、可動式のボタン部材を押すことによって作動するボタンなどであり得る。ボタン１６などのボタンのボタン部材は、金属、ガラス、プラスチック、又は他の材料から形成され得る。
【００１７】
電子デバイス１０で使用され得る例示的な構成要素を示す模式図を図２に示す。図２に示すとおり、デバイス１０は、記憶及び処理回路３０などの制御回路を含み得る。記憶及び処理回路３０は、ハードディスクドライブ記憶装置、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ、又はソリッドステートドライブを形成するように構成された他の電気的にプログラムできる読み出し専用メモリ）、揮発性メモリ（例えば、静的又は動的ランダムアクセスメモリ）などの記憶装置を含む場合がある。記憶及び処理回路３０内の処理回路は、機器１０の動作を制御する目的で使用される場合がある。この処理回路は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、ベースバンドプロセッサ集積回路、特定用途向け集積回路などに基づいてもよい。
【００１８】
記憶及び処理回路３０は、デバイス１０上でソフトウェアを実行する目的で使用され得る。例えば、デバイス１０上で実行するソフトウェアは、ボタンなどの入出力構成要素、ディスプレイ１４などのタッチスクリーン、力センサ（例えば、ディスプレイ１４又はディスプレイ１４の複数部分を押すことによってアクティブ化される力センサ）、加速度計、光センサ、及び他の入出力回路を使用して提供されるユーザからの入力コマンドを処理する目的で使用され得る。外部装置との相互作用をサポートするために、通信プロトコルの実施時に記憶及び処理回路３０が使用され得る。記憶及び処理回路３０を使用して実施され得る通信プロトコルとしては、インターネットプロトコル、無線ローカルエリアネットワークプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル（ＷｉＦｉと呼ばれることもある）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルなど他の短距離無線通信リンク用のプロトコル、衛星航法システム信号の受信及び処理と関連付けられたプロトコルなどを挙げることができる。
【００１９】
デバイス１０は、入出力回路４４を含み得る。入出力回路４４は、入出力デバイス３２を含み得る。入出力デバイス３２は、デバイス１０にデータを供給することを可能にし、デバイス１０から外部デバイスにデータを供給することを可能にする目的で使用され得る。入出力デバイス３２は、ユーザインタフェースデバイス、データポートデバイス、及び他の入出力構成要素を含んでもよい。例えば、入出力デバイスとしては、タッチスクリーン、タッチセンサ機能を持たないディスプレイ、ボタン、力センサ、ジョイスティック、スクロールホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイクロフォン、カメラ、ボタン、スピーカ、状態インジケータ、光源、オーディオジャック及び他のオーディオポート構成要素、デジタルデータポートデバイス、光センサ、動きセンサ（加速度計）、容量センサ、近接センサ（例えば、静電容量近接センサ及び／又は赤外線近接センサ）、磁気センサ、並びに他のセンサ及び入出力構成要素が挙げられ得る。
【００２０】
入出力回路４４は、外部装置と無線で通信するための無線通信回路３４を含み得る。無線通信回路３４は、１つ以上の集積回路から形成される高周波（ＲＦ）送受信機回路、電力増幅回路、低雑音入力増幅器、パッシブＲＦ構成要素、１つ以上のアンテナ、送信ライン、及びＲＦ無線信号を処理するための他の回路を含み得る。無線信号はまた、光線を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することもできる。
【００２１】
無線通信回路３４は、様々な高周波通信帯域を扱うための高周波送受信機回路９０を含み得る。例えば、回路３４は、（例として）ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）通信用の２．４ＧＨ及び５ＧＨ帯域を処理し得る無線ローカルエリアネットワーク送受信機回路、２．４ＧＨｚ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信帯域を扱い得る無線送受信機回路、７００ＭＨｚと２７００ＭＨｚとの間又は他の好適な周波数の通信帯域における無線通信を扱うためのセルラー電話機送受信機回路、又は他の無線通信回路を含み得る。所望であれば、無線通信回路３４が、他の短距離及び遠距離無線リンク用の回路を含んでもよい。例えば、無線通信回路３４は、６０ＧＨｚ送受信機回路、テレビ及びラジオ信号を受信するための回路、ページングシステム送受信機、近距離通信（ＮＦＣ）回路、衛星航法システム受信機回路（例えば、１５７５ＭＨｚにおける全地球測位システム信号又は他の衛星航法システム信号を受信するための回路）などを含んでもよい。ＷｉＦｉ（登録商標）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク及び他の短距離無線リンクでは、数十又は数百フィートわたってデータを伝達する目的で無線信号が使用されるのが典型的である。セルラー電話リンク及び他の遠距離リンクでは、数千フィート又は数マイルにわたってデータを伝達する目的で無線信号が使用されるのが典型的である。
【００２２】
無線通信回路３４は、アンテナ４０など、１つ以上のアンテナを含み得る。アンテナ４０は、任意の好適な種類のアンテナを使用して形成され得る。例えば、アンテナ４０は、ループアンテナ構造体、パッチアンテナ構造体、逆Ｆアンテナ構造体、スロットアンテナ構造体、平板逆Ｆアンテナ構造体、ヘリカルアンテナ構造体、これらの設計の複合体などから形成される共振要素を有するアンテナであり得る。
【００２３】
送信ライン９２などの送信ライン経路は、アンテナ４０を送受信機回路９０に連結する目的で使用され得る。送信ライン９２は、アンテナ構造体４０と関連付けられたアンテナフィード構造体に連結され得る。一例として、アンテナ構造体４０は、端子９８など正のアンテナフィード端子と、接地アンテナフィード端子１００などの接地アンテナフィード端子と、を備えたアンテナフィードを有する逆Ｆアンテナ又は他の種類のアンテナを形成し得る。正の送信ライン導電体９４は正のアンテナフィード端子９８に連結されてもよく、接地送信ライン導電体９６は接地アンテナフィード端子９２に連結されてもよい。所望であれば、他の種類のアンテナフィード配置構成が使用されてもよい。図２の例示的な給電構成は、単なる例示にすぎない。
【００２４】
送信ライン９２としては、同軸ケーブル経路、マイクロストリップ送信ライン、ストリップライン送信ライン、エッジ連結マイクロストリップ送信ライン、エッジ結合ストリップ送信ライン、これらの種類の送信ラインの組み合わせから形成される送信ラインなどが挙げられる。所望であれば、フィルタ回路、切換回路、インピーダンス整合回路、及び他の回路が送信ライン内に介在してもよい。インピーダンス整合回路用の回路は、個別の部品（例えば、表面実装技術部品）から形成されてもよく、又は、筐体構造体、プリント配線基板構造体、プラスチック支持体上の配線などから形成されてもよい。これらのような構成要素はまた、フィルタ回路を形成するのに使用されてもよい。
【００２５】
デバイス１０内で利用可能な、アンテナ及び他の無線回路などの構成要素のためのスペースは限られ得る。デバイス１０内でアンテナによって浪費されるスペースの大きさを減らすために、アンテナは、１つ以上の組み込みフィルタを有する共振要素と共に設けられてもよい。アンテナ４０用のフィルタ回路は、アンテナが複数の通信帯域における通信を扱うことを可能にする周波数依存型の挙動を有し得る。例えば、ある周波数では、フィルタが、共振要素の有効長を短くする開回路となり得るのに対し、他の周波数では、フィルタが、共振要素の有効長を長くする短絡回路となり得る。アンテナ共振要素の有効長を周波数に依存して変えることにより、複数のアンテナ共振を生み出すことができる。これにより、アンテナは、コンパクトなスペースで、より多くの対象通信帯域を網羅できるようになる。
【００２６】
組み込みフィルタを有するアンテナ共振要素を備えた例示的なアンテナの模式図を図３に示す。図３のアンテナ４０は逆Ｆアンテナである。これは単なる例示にすぎない。アンテナ４０は、任意の好適な種類のアンテナであってよい。
【００２７】
図３に示すとおり、アンテナ４０は、アンテナ接地１０４と逆Ｆアンテナ共振要素１０６とを有する。アンテナ共振要素１０６は、主アーム１０８を有する。アーム１０８上のノードＰＣとアンテナ接地１０４上のノードＰＤとの間では、リターン経路１１０が連結され得る。アンテナフィード１１２は、正のアンテナフィード端子９８及び接地アンテナフィード端子１００から形成され得る。アンテナフィード１１２は、アーム１０８と接地１０４との間で、リターン経路１１０と並列して連結され得る。リターン経路１１０は、一片の導電体（例えば、金属）から形成されてもよく、任意選択のインダクタ１１４などの回路素子を含んでもよく、他の回路構成要素を含んでもよい。所望であれば、アーム１０８と接地１０４との間で構成要素１１８などのチューニング構成要素が連結されてもよい。構成要素１１８は、例えば、アーム１０８の終端と接地１０４との間で連結されている可変インダクタ又は固定インダクタであってもよい。
【００２８】
アーム１０８は、第１のセグメント１０８−１及び第２のセグメント１０８など複数のセグメントを有し得る。セグメント１０８−１は、長さＬ１を有し得る。セグメント１０８−１と１０８−２との長さの合計がＬ２であり得る。セグメント１０８−１と１０８−２との間には、フィルタ１１６が介在してもよく、フィルタ１１６は、周波数依存型の挙動を有し得る。フィルタ１１６の周波数依存応答により、セグメント１０８−１及び１０８−２は、ある周波数で連結解除（電気的に絶縁）し、他の周波数で互いに短絡することができる。一例として、フィルタ１１６はバンドパスフィルタであり得る。この配置構成だと、フィルタ１１６は、第１の通信帯域内の周波数ｆ１では短絡回路であり得る（即ち、フィルタ１１６が最大透過率Ｔを呈し得る）。フィルタ１１６は、第２の通信帯域内の周波数ｆ２を含む他の周波数では開回路であり得る（即ち、フィルタ１１６が最小透過率Ｔを呈し得る）。周波数ｆ１は、例えば、１５７５ＭＨｚなどの低周波数であり得る。周波数ｆ１は、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号と関連付けられ得る。周波数ｆ２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＷｉＦｉ（登録商標））無線ローカルエリアネットワーク通信及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信と関連付けられている２．４ＧＨｚなどの高周波数であり得る。
【００２９】
この種類の配置構成だと、アーム１０８が２つの有効長を有する。周波数ｆ２では、フィルタ１１６が開回路であることから、アーム１０８の有効長は、セグメント１０８−１の長さＬ１である（即ち、セグメント１０８−２は要素１０８の残り部分から接続解除されているため、アンテナ４０の応答に寄与しない）。セグメント１０８−１の長さＬ１は、周波数ｆ２における波長の４分の１であり得るか、又はｆ２におけるアンテナ共振をサポートする別の好適な長さであり得る。周波数ｆ１では、フィルタ１１６が短絡回路であることから、アームの有効長１０８はＬ２である（セグメント１０８−１及び１０８−２は、より長いアームを形成するために互いに短絡している）。長さＬ２は、周波数ｆ１における波長の４分の１であり得るか、又はｆ１におけるアンテナ共振をサポートする別の好適な長さであり得る。
【００３０】
本実施例が示すとおり、アンテナの長さに沿った途中の場所に周波数依存型フィルタ１１６が存在することにより、アンテナ４０のアーム１０８の長さが、スイッチ又は能動的に制御される他の構成要素をアーム１０８に統合することなく、異なる動作周波数で異なる有効長を有することができる（所望であれば、かかる構成要素が含まれてもよい）。アーム１０８からスイッチを排除できることにより、わずかな制御ラインを使用するだけで、又は制御ラインを全く使用せずに、アーム１０８及びアンテナ４０を実装することが可能となり得る。これにより、デバイス１０内のスペースが節約され得る。２つの異なる通信帯域（周波数ｆ１及びｆ２）内で共振するアンテナを、異なる長さの２つの別個の共振要素アームの枝に頼ることなく形成できることは、デバイス１０内のスペース（例えば、ディスプレイ１４の周囲のスペース）を節約するのに役立つ。
【００３１】
フィルタ１１６は、周波数ｆ１とｆ２とで異なる任意の好適な周波数依存応答を有し得る。フィルタ透過率Ｔが動作周波数ｆの関数として描かれた図４の例示的なグラフに示すとおり、フィルタ１１６は、例えば、周波数ｆ１を中心とするピーク透過（最小インピーダンス）を有し、他の周波数では低減された透過値（高インピーダンス）を有するバンドパスフィルタＢＰＦであり得るか、周波数ｆ１とｆ２との間にカットオフ周波数を有するローパスフィルタＬＰＦであり得るか、又は周波数ｆ２で透過の谷を有し、他の周波数で高い透過値を有するバンドストップフィルタＢＳＦであり得る。図５のグラフには、図３のアンテナ４０のアンテナ性能（定在波比ＳＷＲ）が動作周波数の関数として描かれている。図５のグラフが示すとおり、図３のアンテナ４０は、第１の周波数ｆ１及び第２の周波数ｆ２における、それぞれの通信帯域を網羅する第１及び第２の共振を呈し得る。
【００３２】
図６は、バンドストップフィルタＢＳＦ（フィルタ１１６）を形成する際に使用され得る種類の例示的な並列共振バンドストップフィルタの回路図である。セグメント１０８−１と１０８−２との間には、並列して連結された、図６に示す種類の複数の共振回路が存在し得る。これらの回路の各々は、フィルタ１１６の帯域阻止挙動の異なる一部分に寄与する（即ち、これらの回路の各々は、周波数ｆ２に近い周波数における異なるそれぞれの周波数での帯域阻止機能に寄与する）。
【００３３】
図７は、例示的な構成におけるアンテナ４０の図であり、同図において、アンテナ４０は、インダクタ又は他の好適なローパス回路から形成されたフィルタ（例えば、フィルタ１１６）によって結合されている第１及び第２のセグメント１０８−１及び１０８−２を備えるアーム（アーム１０８）から形成された共振要素を有するモノポールアンテナである。低周波数ｆ１では、図７のフィルタ１１６が閉回路（低インピーダンス）を形成し、高周波数ｆ２では、図７のインダクタ１１６が開回路（高インピーダンス）を形成し、これにより、図３のアンテナ４０に関連して説明したとおり、周波数の関数として有効に変わる長さをアーム１０８に提供する。
【００３４】
デバイス１０用のアンテナが、デバイス１０の周縁部分に沿って（例えば、ディスプレイ１４用の誘電性ディスプレイカバー層又は他の好適な誘電性構造体の下に、導電性周囲筐体部材の上など）延び得る。図８に示すとおり、デバイス筐体１２は、複数のアンテナを格納し得る。アンテナ１２０は、セルラー電話機アンテナ又は他の好適なアンテナであり得る。アンテナ１２０は、筐体の縁部のうちの３つに沿って延び得る。アンテナ４０は、図３に関連して説明したとおり、組み込みフィルタ（フィルタ１１６）を有する逆Ｆアンテナであり得る。アンテナ１２０はフィードＦで給電され得る。そしてアンテナ４０は、フィード１１２で給電され得る。アンテナ４０は、ディスプレイ１４用のディスプレイカバー層の周縁部分など、誘電性構造体の下に形成され得る。ディスプレイカバー層は、ガラス、プラスチック、サファイア、及び／又は、アンテナ１２０及び４０の動作と関連付けられた高周波アンテナ信号が通過するのを可能にする他の誘電性材料から形成され得る。アンテナ４０の長さは、フィルタ１１６を使用して短くしてもよく、それにより、アンテナ１２０及び４０を、デバイス１０内で利用可能な限られたスペース内に収めることができ得る。
【００３５】
図８のアンテナ４０の内部透視図を図９に示す。図９に示すとおり、アンテナ４０は、プラスチックキャリア１３０などの誘電性支持構造体を有し得る。金属構造体１３２は、アンテナ共振アームセグメント１０８−１及び１０８−２を形成し得る。ネジ１６０などの導電性構造体は、ノードＰＣに連結されているフレキシブルプリント配線１６２上のトレースにアーム１０８−１を連結し得る。プリント配線１６２上のトレース９４及び９６は、送信ライン９２を形成してもよく、送受信機回路９０に連結されてもよい。トレース９４及びノードＰＣには、給電端子９８が連結され得る。ネジ１６４などの導電性構造体が、ノードＰＤと関連付けられた金属トレースを、アンテナ接地１０４としての働きをするデバイス１０の金属筐体１２に連結し得る。プリント配線１６２上には、インダクタ１１４が搭載されてもよく、ノードＰＤとノードＰＣとの間で連結されてもよい。アンテナ４０内のノードＰＤ及びＰＣの例示的な場所を、図３のアンテナ４０の模式図に示す。フレキシブルプリント配線１６８は、セグメント１０８−２の一部分１０８’をプリント配線１６８上の金属トレースと連結するコネクタ又は他の信号経路連結構造体を含み得る。プリント配線１６８上の金属トレースは、図３のアンテナ４０の模式図に示すとおり、ネジ１１６などの導電性構造体を介してインダクタ１１８を接地（金属筐体１２）に連結する経路を形成し得る。
【００３６】
金属構造体１３２は、プラスチックキャリア１３０上の金属トレース、金属薄板片、ワイヤ、又は他の導電性材料から形成され得る。図１０は、図９の線１７０で切り取り、方向１７２で見たキャリア１３０の断面図である。図１０に示すとおり、キャリア１３０は、射出成形プラスチックから形成され得る。アンテナ共振要素１０６用の金属構造体１３２は、（一例として）キャリア１３０の射出成形プラスチック内に部分的に埋め込まれている金属片から形成され得る。
【００３７】
図１１は、アンテナ４０のキャリア１３０を筐体壁部１２Ｗ（例えば、金属筐体壁部）に固定するためにネジ２００などの締付構造体がどのように使用され得るかを示す、デバイス１０の周縁部分の断面図である。アンテナ共振要素１０６は、ディスプレイカバー層１４Ａの内面に隣接する箇所にあってもよく、所望であれば、ディスプレイカバー層１４Ａの内面にある溝又は他の凹み内に突出してもよい。ディスプレイ１４は、カバー層１４Ａの下でデバイス１０の中心に搭載されているディスプレイモジュールなどのディスプレイモジュール（ディスプレイ）１４Ｂ（例えば、発光ダイオードディスプレイ、液晶ディスプレイ、他のディスプレイと関連付けられたディスプレイ層など）を含み得る。ディスプレイカバー層１４Ａは、ディスプレイ１４Ｂと重なり得る。ディスプレイ１４用のタッチセンサ構造体が、層１４Ａとディスプレイ１４Ｂとの間に介在してもよく、ディスプレイ１４Ｂに統合されてもよく、又はディスプレイ１４内の他の場所で形成されてもよい。アンテナ４０は、ディスプレイ１４の周縁部分の下（即ち、ディスプレイカバー層１４Ａの周縁部分の下、及び／又は層１４Ａ内の溝の中）に搭載されてもよく、筐体１２の周囲に沿って（即ち、側壁部１２Ｗに沿って）延びてもよい。
【００３８】
所望であれば、アンテナ４０は、図１２の例示的なフィルタ１１６Ａ及び１１６Ｂなど複数の周波数依存フィルタを格納してもよい。図１２の実施例においては、フィルタ１１６Ａが、アーム１０８のアンテナ共振要素アームセグメント１０８Ａと１０８Ｂとの間に介在しており、フィルタ１１６Ｂが、セグメント１０８Ｂと１０８Ｃとの間に介在している。フィルタ１１６Ａ及び１１６Ｂの例示的な周波数依存性透過値Ｔが、図１３の曲線２０２Ａ及び２０２Ｂによってそれぞれ示されている。
【００３９】
図１２及び図１３の配置構成だと、周波数ｆ３などの高周波数では、アンテナ共振要素１０６（即ち、アーム１０８）の有効長がＬＡであり、この時、フィルタ１１６Ａは開回路である。周波数ｆ２などの中周波数では、フィルタ１１６Ａが短絡回路であり（即ち、曲線２０２Ａの透過Ｔが高く、フィルタ１１６Ａのインピーダンスが低い）、フィルタ１１６Ｂが開回路である（即ち、曲線２０２Ｂの透過Ｔが低く、フィルタ１１６Ｂのインピーダンスが高い）。そのため、周波数ｆ２などの中周波数では、アームの有効長１０８がＬＢである。周波数ｆ１などの低周波数では、フィルタ１１６Ａ及び１１６Ｂが共に短絡回路であり、フィルタ１１６Ａ及び１１６Ｂの透過Ｔが高いため、アームの有効長１０８はＬＣである。アーム１０８の長さが可変的であることにより、アンテナ４０は、３つの異なる対象通信帯域（即ち、周波数ｆ１、ｆ２、及びｆ３における帯域）を網羅することができ、アーム１０８が、ｆ１、ｆ２、及びｆ３でのアンテナ共振をサポートするのに、３つの別個の枝や、その他のかさばり得る構造体を有する必要がない。
【００４０】
一実施形態によれば、周縁部分を有する透明カバー層を有するディスプレイと、周縁部分に沿って延在する金属壁部を有する筐体と、透明カバー層の周縁部分によって重ねられたアンテナ共振要素を有するアンテナと、を含む電子デバイスが提供され、金属壁部はアンテナ用のアンテナ接地を形成し、アンテナ共振要素は有効長を備える共振要素アームを有し、アンテナは、有効長がアンテナ動作周波数に応じて変わるように、アンテナアーム内に少なくとも１つの周波数依存フィルタを含む。
【００４１】
別の実施形態によれば、アンテナ共振要素は逆Ｆアンテナ共振要素を含み、共振要素アームは第１及び第２のセグメントを有し、フィルタは、第１のセグメントと第２のセグメントとの間で連結されている。
【００４２】
別の実施形態によれば、アンテナは誘電体キャリアを含み、第１及び第２のセグメントは、誘電体キャリアによって支持された金属構造体から形成される。
【００４３】
別の実施形態によれば、誘電体キャリアは、成形プラスチックを含み、金属構造体は、成形プラスチック内に少なくとも部分的に埋め込まれた金属片を含む。
【００４４】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第１のセグメントとアンテナ接地との間で連結されたインダクタを含む。
【００４５】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第１のセグメントとアンテナ接地との間でインダクタと並列して連結されたアンテナフィードを含む。
【００４６】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第１のセグメントとアンテナ接地との間で連結された第１のインダクタと、第２のセグメントとアンテナ接地との間で連結された第２のインダクタと、を含む。
【００４７】
別の実施形態によれば、フィルタは、バンドストップフィルタ、バンドパスフィルタ、及びローパスフィルタからなる群から選択されるフィルタを含む。
【００４８】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、フィルタが第１の透過レベルを有する第１の周波数で、及びフィルタが第１の透過レベルよりも低い第２の透過レベルを有する、第１の周波数よりも高い第２の周波数で、共振するように構成されているアンテナに連結された高周波送受信機回路を含む。
【００４９】
別の実施形態によれば、第１の周波数は１５７５ＭＨｚであり、第２の周波数は２．４ＧＨｚであり、電子デバイスは、高周波送受信機回路とアンテナとの間で連結されている送信ラインを更に含む。
【００５０】
一実施形態によれば、対向する前後面を有する電子デバイスであって、周囲を有するディスプレイと、そのディスプレイが搭載される筐体であって、その周囲に沿って延びる金属側壁を有する筐体と、ディスプレイを覆う透明カバー層と、金属側壁の少なくとも一部分と並行して延在するアンテナ共振要素アームを有するアンテナと、を含む電子デバイスが提供され、金属側壁は、アンテナ用のアンテナ接地を形成し、アンテナ共振要素アームは、周波数依存フィルタによって結合された第１及び第２のセグメントを有し、アンテナは、フィルタが第１の透過レベルを有する第１の周波数で、及びフィルタが第１の透過レベルよりも低い第２の透過レベルを有する、第１の周波数よりも高い第２の周波数で、共振する。
【００５１】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第１のセグメントとアンテナ接地との間で連結されたインダクタを含む。
【００５２】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、第１のセグメントとアンテナ接地との間でインダクタと並列して連結されたアンテナフィードを含む。
【００５３】
別の実施形態によれば、この電子デバイスは、第２のセグメントとアンテナ接地との間で連結された第２のインダクタを含む。
【００５４】
別の実施形態によれば、アンテナ共振要素アームは、逆Ｆアンテナ共振アームを含み、アンテナは、第１のセグメントとアンテナ接地との間で連結されたフィードと、第１のセグメントとアンテナ接地との間でアンテナフィードと並列して連結されたリターン経路と、を有する。
【００５５】
別の実施形態によれば、アンテナは、形成プラスチックキャリアを含み、第１及び第２のセグメントは、形成プラスチックキャリア内に少なくとも部分的に埋め込まれている金属片から形成されている。
【００５６】
別の実施形態によれば、フィルタは、第１の周波数において阻止帯域を有するバンドストップフィルタを含む。
【００５７】
別の実施形態によれば、フィルタは、バンドパスフィルタ及びローパスフィルタからなる群から選択されるフィルタを含む。
【００５８】
一実施形態によれば、第１、第２、及び第３のセグメントを備えたアンテナ共振要素アームを有し、かつアンテナ接地を有するアンテナを含む電子デバイスが提供され、このアンテナは、第１のセグメントと第２のセグメントとの間に第１のフィルタを含み、第２のセグメントと第３のセグメントとの間に第２のフィルタを含み、アンテナフィードと、そのアンテナフィードに連結されており、第１、第２、及び第３の通信帯域で動作するように構成されている高周波送受信機回路と、を含む。
【００５９】
別の実施形態によれば、第１のフィルタが開回路を形成する場合には、高周波送受信機回路が第３の通信帯域で動作するように構成されており、第１のフィルタが短絡回路を形成し、第２のフィルタが開回路を形成する場合には、高周波送受信機回路が第２の通信帯域で動作するように構成されており、第１のフィルタ及び第２のフィルタが短絡回路を形成する場合には、高周波送受信機回路が第１の通信帯域で動作するように構成されている。
【００６０】
上述の内容は単なる例示にすぎず、説明された実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって様々な修正を行うことができる。前述の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実行することができる。
【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】
0003209809.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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