(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスのアンテナ構造であって、
接地面を含む導電性アンテナ構造と、
前記導電性アンテナ構造の第１の部分と前記接地面との間に結合された周波数従属インピ−ダンスを有する少なくとも１つの電気素子とを備え、
第１の通信帯域では、前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とが前記第１の通信帯域に適応する閉スロットアンテナモ−ドで動作可能なように、前記少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスを示し、第２の通信帯域では、前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とが前記第２の通信帯域に適応する逆Ｆ形アンテナモ−ドで動作可能であるように、前記少なくとも１つの電気素子が前記第１のインピ−ダンスより高い第２のインピ−ダンスを示すように、前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とは構成され、
前記少なくとも１つの電気素子はコンデンサとインダクタが並列接続された共振回路を含んでおり、
前記閉スロットアンテナモードで動作する場合に、前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とが、前記導電性アンテナ構造の前記第１の部分と前記接地面との間に形成された開口を完全に取り囲みかつ包み込み、
前記電子デバイスは、４つの縁部と、長さと、前記長さよりも短い幅と、前記幅より短い高さを持ち、前記導電性アンテナ構造の前記第１の部分は、前記電子デバイスを取り囲むために、前記電子デバイスの前記高さにわたり前記４つの縁部のそれぞれに沿って延びる周囲導電性の電子デバイス筐体構造の一部を形成し、
２つのアンテナが、前記電子デバイスの相対する端部に前記周囲導電性の電子デバイス筐体構造から形成されており且つそれぞれのアンテナはそれぞれにアンテナ給電端子を備えている
ことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とは、前記少なくとも１つの電気素子が前記第２のインピ−ダンスを示す場合に、逆Ｆ形アンテナを形成するように構成されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項３】
前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とは、前記少なくとも１つの電気素子が前記第１のインピ−ダンスを示す場合に閉スロットアンテナを形成するように構成されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ構造。
【請求項４】
前記導電性アンテナ構造と前記少なくとも１つの電気素子とは、前記少なくとも１つの電気素子が前記第１のインピ−ダンスを示す場合に閉スロットアンテナを形成するように構成されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項５】
前記電気素子は、前記周囲導電性の電子デバイス筐体構造の間隙を架橋することを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項６】
４つの周辺縁部が平らな表面を有する電子デバイスであって、
無線周波数信号を送受信する無線周波数トランシ−バ回路と、
前記無線周波数トランシ−バ回路に結合されたアンテナ構造と、
前記アンテナ構造に結合された第１と第２の共振回路とを備え、
前記アンテナ構造と前記第１と第２の共振回路とは、前記第１の共振回路が第１のインピ−ダンスを示す第１の動作周波数では閉スロットアンテナモ−ドで動作するように構成され、前記第１の共振回路が前記第１のインピ−ダンスより大きい第２のインピ−ダンスを示す第２の動作周波数では逆Ｆ形アンテナモ−ドで動作するように構成され、前記アンテナ構造と前記第１の共振回路とは、前記閉スロットアンテナモードで動作するときには開口を完全に取り囲み且つ包み込み、そして、前記第１と第２の共振回路は受動素子のみを含み、
前記無線周波数トランシーバ回路がその内部に取り付けられる長方形の筐体を備え、前記長方形の筐体は、前記電子デバイスを取り囲むために、前記電子デバイスの４つの周辺縁部のそれぞれにわたって延びる周囲導電性筐体部材の少なくとも一つを含み、前記アンテナ構造の少なくともある部分は前記電子デバイスの前記周辺縁部の上に前記周囲導電性筐体部材の一部分から形成されており、
２つのアンテナが、前記電子デバイスの相対する端部に前記周囲導電性の電子デバイス筐体構造から形成されており且つそれぞれのアンテナはそれぞれにアンテナ給電端子を備えている
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項７】
前記第２の共振回路は、前記アンテナ構造が逆Ｆ形アンテナモードで動作するときは、第３のインピーダンスを示し、また、前記アンテナ構造が前記閉スロットアンテナモードで動作するときは、前記第３のインピーダンスよりも低い第４のインピーダンスを示す、ことを特徴とする請求項６記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記第２の共振回路は、前記アンテナ構造が前記逆Ｆ形アンテナモードで動作するときは、ある所与のインピーダンスを示し、また、前記アンテナ構造が前記閉スロットアンテナモードで動作するときは、前記所与のインピーダンスを示す、ことを特徴とする請求項６記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記第１の周波数は前記第２の周波数より高く、前記無線周波数トランシ−バ回路は携帯電話トランシ−バを備えることを特徴とする請求項６記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記逆Ｆ形アンテナの接地平面の少なくとも一部を形成する導電性内部構造を更に備え、前記逆Ｆ形アンテナは、少なくとも一部が前記周囲導電性筐体部材から形成された主アンテナ共振素子分枝を含み、スイッチが閉成されると前記導電性内部構造と前記主アンテナ共振素子分枝との間に電気経路を形成することを特徴とする請求項９記載の電子デバイス。
【請求項１１】
電子デバイスの４つの側面を周囲導電性の筐体構造が取り囲む、前記電子デバイスにおいて、調整可能アンテナシステムに結合された無線周波数トランシーバ回路を使用して無線周波数信号を送受信する方法であって、前記調整可能アンテナシステムは、導電性アンテナ構造と、接地面と、受動素子のみを有する少なくとも第１と第２の共振回路とを含み、前記導電性アンテナ構造の少なくともある部分は前記周囲導電性の筐体構造から形成されており、前記調整可能アンテナシステムは前記電子デバイスの相対する端部に前記周囲導電性の筐体構造から形成される２つのアンテナを含み且つそれぞれのアンテナはそれぞれにアンテナ給電端子を備えている、前記方法であって、
前記調整可能アンテナシステムが閉スロットアンテナモ−ドで動作するように、第１の通信帯域で前記第１の共振回路が第１のインピ−ダンスを示す間に、前記第１の通信帯域において前記無線周波数トランシ−バ回路と前記調整可能アンテナシステムとによって無線周波数信号を送受信するステップであって、前記導電性アンテナ構造と前記第１の共振回路とは前記閉スロットアンテナモードにおいて前記接地面と前記導電性アンテナ構造との間に形成された開口を完全に取り囲み且つ包み込む、前記送受信するステップと、
前記調整可能アンテナシステムが逆Ｆ形アンテナモ−ドで動作するように、第２の通信帯域で前記第１の共振回路が前記第１のインピ−ダンスより大きい第２のインピ−ダンスを示す間に、前記第２の通信帯域において前記無線周波数トランシ−バ回路と前記調整可能アンテナシステムとによって無線周波数信号を送受信するステップと、
を備え、
前記導電性アンテナ構造が前記逆F形アンテナモードで動作するときは、前記第２の共振回路が第３のインピーダンスを示し、前記導電性アンテナ構造が閉スロットアンテナモードで動作するときは、前記第２の共振回路が前記第３のインピーダンスよりも低い第４のインピーダンスを示す、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電子デバイスに関し、特に電子デバイスの無線通信回路とアンテナとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポ−タブルコンピュ−タや携帯電話などの電子デバイスは、無線通信能力を備えている場合が多い。例えば、電子デバイスは、携帯電話回路やＷｉＭａｘ（ＩＥＥＥ８０２．１６）回路のような長距離無線通信回路を使用する。更に、電子デバイスは、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）回路やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）回路のような短距離無線通信回路を使用する。
【０００３】
無線電子デバイスでアンテナ構造を実現するのは難しい。例えば、ポ−タブル電子デバイスの大きさは多くの場合に制限されるので、アンテナ構造を実現するために利用可能なスペ−スの広さも制限される。ポ−タブル電子デバイスの中には、導電性筐体構造、ディスプレイ構造、プリント回路基板のような導電性構造を含むものがある。種々の通信帯域に適応できるアンテナを提供することが望まれることは多いが、スペ−スが限られ、アンテナ構造が導電性構造の付近に配置されるような環境で、これを実現するのは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、無線電子デバイスの改良されたアンテナ構造を提供できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
無線通信回路を含む電子デバイスが提供される。無線通信回路は、調整可能アンテナに結合された無線周波数トランシ−バ回路を含む。無線周波数トランシ−バ回路は、調整可能アンテナを介して無線周波数信号を送受信するために使用される。
【０００６】
異なるアンテナモ−ドの動作をサポ−トするようにアンテナに対して動的調整を実行するために、電子デバイスの制御回路が使用される。例えば、制御回路は、どの通信帯域が無線周波数トランシ−バ回路により使用されているかに応じてアンテナを同調するようにアンテナのスイッチを選択的に開閉するために使用される。必要に応じて、受動回路を使用してアンテナ同調構造が実現されてもよい。例えば、調整可能アンテナは、動作周波数の変化に応じてインピ−ダンスを変化させることにより、異なる動作周波数においてそれぞれ異なるアンテナモ−ドをサポ−トするようにアンテナを再構成する共振回路などの受信回路を含む。
【０００７】
調整可能アンテナは、導電性電子デバイス筐体構造などの導電性アンテナ構造を含む。導電性アンテナ構造は、周囲導電性の筐体部材、内部筐体構造、コネクタ、ディスプレイ、スピ−カ、マイクなどの電気素子の導電性部分、プリント回路基板の一部、又は他の導電性構造を含む。調整可能アンテナが異なるアンテナモ−ドでそれぞれ異なるタイプのアンテナとして動作するように調整可能アンテナの導電性構造を構成するために、スイッチや共振回路などの電気素子が使用される。
【０００８】
本発明の更なる特徴、性質及び種々の利点は、添付の図面及び以下の好適な実施形態の詳細な説明から更に明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナ構造を有する無線通信回路を含む例示的な電子デバイスを示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナ構造を備えるタイプの電子デバイスを含むシステムを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナに結合された電子デバイスにおける記憶処理回路を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る導電性アンテナ構造を相互接続するように周囲導電性の筐体部材の誘電体で充填された間隙を架橋するために共振回路又はスイッチなどの電気素子がどのように使用されるかを示す電子デバイスの内部の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナが異なる無線周波数帯域においてそれぞれ異なるアンテナモ−ドで動作するように調整可能アンテナを調整するために制御回路により開閉される種類の例示的なスイッチを示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナが異なる無線周波数帯域においてそれぞれ異なるアンテナモ−ドで動作するように、調整可能アンテナで使用される場合に異なる動作周波数でそれぞれ異なるインピ−ダンスを示す種類の例示的な共振回路を示す回路図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナで使用される場合に図６に示される種類の共振回路が異なる動作周波数でそれぞれ異なるインピ−ダンスを示すように、共振回路のインピ−ダンスが周波数の関数としてどのように変化するかを示す特性図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナの一部を形成するために使用される種類の例示的な逆Ｆ形アンテナを示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナの一部を形成するために使用される種類の別の例示的な逆Ｆ形アンテナを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る調整可能アンテナの一部を形成するために使用される種類の例示的なスロットアンテナを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係る導電性アンテナ構造と、調整可能アンテナを低周波数では逆Ｆ形アンテナとして動作させ、高周波数ではスロットアンテナとして動作させる能動的に制御されるスイッチ又は受動共振回路のような周波数従属インピ−ダンスを有する電子素子とを有する例示的な調整可能アンテナを示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示される種類の調整可能アンテナが第１の（低い）周波数を中心とする第１の通信帯域で動作するためにどのように構成され、第２の（高い）動作周波数を中心とする第２の通信帯域で動作するためにどのように構成されるかを示す特性図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に係る逆Ｆ形アンテナ動作モ−ドと、スロットアンテナ動作モ−ドとを有する調整可能アンテナのようなアンテナを含む例示的な電子デバイスを示す平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係る図１３に示される種類の調整可能アンテナを使用して適応可能な例示的な通信帯域を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
電子デバイスは無線通信回路を備える。無線通信回路は調整可能アンテナ構造を含む。調整可能アンテナ構造は、１つ以上の調整可能アンテナを実現するために使用される。調整可能アンテナ構造は、適切などのような電子機器においても使用される。本明細書において、ポ−タブル電子デバイスのような電子デバイスにおける調整可能アンテナの使用が例示的な一例として説明される場合がある。必要に応じて、他の電子機器で調整可能アンテナ構造は実現される。
【００１１】
調整可能アンテナ構造は、スイッチのような能動的に構成される素子を使用して調整される。この種の構成の場合、電子デバイス内の制御回路は、望ましい動作モ−ドに応じて制御信号を発行する。例えば、電子デバイス内のベ−スバンドプロセッサ、マイクロプロセッサ又は他の制御回路が第１の周波数範囲で無線信号を処理可能なモ−ドにデバイスを設定したい場合、制御回路は、１つ以上のスイッチを第１の状態に設定する制御コマンドを発行する。第２の周波数範囲で無線信号を送受信したい場合、制御回路は、１つ以上のスイッチを第２の状態に設定する制御コマンドを発行する。スイッチの状態は、互いに電気的に接続される導電性アンテナ構造の部分を判定し、それに応じて、種々の周波数範囲においてそれぞれ異なるアンテナモ−ドで動作するように導電性アンテナ構造を構成する。必要に応じて、周波数従属インピ−ダンスを示す回路を使用して電子デバイスのアンテナ構造の一部又はすべてが構成される。周波数従属インピ−ダンス回路は、共振回路又はフィルタ回路と呼ばれる場合もあり、アンテナ構造を形成する１つ以上の導電性構造の間に結合される。ある周波数で動作する場合、共振回路は、相対的に低いインピ−ダンスを示し、ある特定のアンテナ構造を互いに結合する。他の周波数で動作する場合、共振回路は、相対的に高いインピ−ダンスを示し、それらのアンテナ構造を電気的に分離する。共振回路が高いインピ−ダンスを示す動作周波数と、低いインピ−ダンスを示す動作周波数とは、所望の種々の通信帯域において調整可能アンテナをそれぞれ異なるアンテナモ−ドで動作させるように設定される。
【００１２】
上記の構成の組み合わせも使用される。例えば、能動的に調整されるスイッチと、受動的に調整される共振回路とを含むアンテナ構造が形成される。異なる動作周波数で、共振回路がそれぞれ異なるインピ−ダンスを示すことにより、導電性アンテナ構造は、選択的に接続、遮断される。同時に、制御回路は、導電性アンテナ構造を選択的に互いに接続、遮断するスイッチに対して制御信号を発生するために使用される。従って、電子デバイス１０のアンテナ構造は、受動的アンテナ調整（例えば、導電性アンテナ構造の中に周波数従属インピ−ダンス回路を含めることによってアンテナに対して実行される周波数従属調整）を使用し且つ／又は導電性アンテナ構造の間に結合されたスイッチング回路に対する能動的調整を使用することにより、所望の一連の周波数帯域に適応するように調整される。
【００１３】
共振回路及び／又は能動的に制御されるスイッチング回路を使用して互いに結合される導電性アンテナ構造から形成されたアンテナを備える種類の例示的な電子デバイスが図１に示される。電子デバイス１０は、ポ−タブル電子デバイス又は他の適切な電子デバイスである。例えば、電子デバイス１０は、ラップトップコンピュ−タ、タブレットコンピュ−タ、それより多少小型の腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン型デバイス、イヤホン型デバイスのようなデバイス、又は他のウェアラブルデバイス又は小型デバイス、携帯電話、メディアプレイヤ−、デスクトップコンピュ−タなどの大型デバイス、コンピュ−タモニタに一体に組み込まれたコンピュ−タ、あるいは他の電子デバイスである。
【００１４】
電子デバイス１０は筐体１２のような筐体を含む。筐体１２は、ケ−スと呼ばれる場合もあり、プラスチック、ガラス、セラミック、複合繊維材料、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウムなど）、他の適切な材料、又はそれらの材料の組み合わせから形成される。状況によっては、筐体１２の一部は、誘電体又は他の低導電率材料から形成される。また、筐体１２又は筐体１２を構成する構造の少なくとも一部が金属要素から形成される場合もある。
【００１５】
電子デバイス１０は、必要に応じてディスプレイ１４のようなディスプレイを有する。ディスプレイ１４は、例えば容量性タッチ電極を含むタッチスクリ−ン又は他の種類のタッチセンサ技術（例えば、音響タッチセンサ技術、光利用タッチセンサ技術、圧力センサ利用タッチセンサ技術、抵抗タッチセンサ技術など）を使用して形成されたタッチセンサを含むタッチスクリ−ンである。ディスプレイ１４は、発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、プラズマセル、電子インク要素、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）素子、又は他の適切な画素構造から形成された画素を含む。カバ−ガラスの層などのカバ−層がディスプレイ１４の表面を被覆する。ディスプレイ１４の周囲領域２０Ｉのような部分は不活性であり、画素構造を含まない。矩形の中央部分２０Ａ（破線２０により境界を規定される）のようなディスプレイ１４の部分は、ディスプレイ１４の活性部分に相当する。ディスプレイの活性領域２０Ａにおいて、ユ−ザに対して画像を表示するために画素のアレイが使用される。
【００１６】
ディスプレイ１４を被覆するカバ−ガラス層は、ボタン１６に対応する円形開口部と、スピ−カポ−ト開口部１８（例えば、ユ−ザのイヤホンに対応する）のようなスピ−カポ−ト開口部などの複数の開口部を有する。電子デバイス１０は、他の開口部（例えば、音量ボタン、ベル音ボタン、スリ−プボタン又は他のボタンを受け入れるためのディスプレイ１４及び／又は筐体１２の開口部、オ−ディオジャック用開口部、デ−タポ−トコネクタ、取り出し可能媒体を差し込むためのスロットなど）を更に有する。
【００１７】
筐体１２は、周囲導電性の筐体部材１７のような周囲導電性部材を含む。周囲導電性筐体部材１７は、ディスプレイ１４の周囲の一部又は周囲全体に沿って筐体１２の上縁部を取り囲むベゼルである。例えば、導電性筐体部材１７の一部又は全体は、電子デバイス１０の側壁を形成する。この側壁は、ディスプレイ１４の面に対して垂直な垂直面を有するか、又はディスプレイ１４の平坦な面に関して垂直ではなく、ある角度を成す湾曲面又は平坦な面である。本明細書において一例として説明される場合もある適切な構成の１つでは、周囲導電性筐体部材１７は、矩形のディスプレイ１４の周囲全体をほぼ取り囲む帯状の金属部材から形成される。電子デバイス１０の周囲導電性の筐体部材１７と、他の導電性構造とは、金属などの導電性材料から形成される。例えば、周囲導電性の筐体部材１７は、アルミニウム又はステンレス鋼（例として）などの金属から形成される。
【００１８】
図１に示されるように、周囲導電性筐体部材１７は、誘電体で充填された１つ以上の間隙１９（例えば、間隙１９−１、１９−２、１９−３、１９−４）を必要に応じて含む。間隙１９は、空気、プラスチック、セラミック、ガラス又は他の誘電体材料などの誘電体で充填される。周囲導電性筐体部材１７の中に１つ以上の間隙１９が存在する構成の場合、周囲導電性筐体部材１７は、各セグメントに分割される。例えば、周囲導電性筐体部材１７は、間隙１９−１と間隙１９−２との間に位置する第１のセグメントと、間隙１９−２と間隙１９−３との間に位置する第２のセグメントと、間隙１９−３と間隙１９−４との間に位置する第３のセグメントと、間隙１９−４と間隙１９−１との間に位置する第４のセグメントとに分割される。誘電体で充填された間隙を５つ以上含む構成の場合、周囲導電性筐体部材１７は、更に多くの導電性セグメントに分割される。間隙１９が３つ以下の構成の場合、周囲導電性筐体部材１７は、更に少ない数のセグメント（例えば、３つ以下のセグメント、２つ以下のセグメント又は１つの間隙により分割される１つのセグメント）に分割される。必要に応じて、周囲導電性筐体部材１７に化粧間隙（すなわち、部材１７の表面部分に沿って多少の誘電体を含むが、部材１７全体に沿って延在しているのではなく、従って部材１７の各部分を電気的に分離していない構造）が含まれる（例えば、図２の間隙１９により示される場所のうち１つ以上）。
【００１９】
電子デバイス１０の導電性アンテナ構造（すなわち、デバイス１０の１つ以上のアンテナを形成しているといわれる場合もある導電性構造）は、周囲導電性筐体部材１７の１つ以上の部分のような筐体１２の導電性部分から形成されるか、内部導電性フレ−ム部材などの１つ以上の内部導電性筐体構造及び／又はパタ−ニングされた導電性薄板構造と、関連する導電性素子などの導電性平面構造（ミッドプレ−ト部材又はミッドプレ−ト構造を形成するといわれる場合もある）から形成されるか、剛性プリント回路基板上の金属トレ−スなどの導電性トレ−スから形成されるか、可撓性プリント回路基板（すなわち、ポリイミドシ−トなどの可撓性ポリマ−シ−トの上のパタ−ニングされた金属トレ−スから形成された「フレックス回路」）上の金属トレ−スなどの導電性トレ−スから形成されるか、プラスチック支持体上の導電性トレ−ス（例えば、成形プラスチック支持体上の金属トレ−ス）から形成されるか、ワイヤから形成されるか、パタ−ニングされた金属箔から形成されるか、他の基板上の導電性構造から形成されるか、他のパタ−ニングされた金属部材から形成されるか、電気素子（例えば、スイッチ、ディスプレイ素子、コネクタ素子、マイク、スピ−カ、カメラ、無線周波数遮蔽カン、集積回路又は他の電気素子）の導電性部分から形成されるか、他の適切な導電性構造から形成されるか、あるいは１つ以上のそのような導電性構造の組み合わせから形成される。場合によっては本明細書において例として説明される電子デバイス１０のいくつかの例示的な構成において、アンテナ構造を形成する導電性構造のうち少なくともいくつかの構造は、導電性周囲筐体部材１７の一部のような導電性筐体構造を含み、アンテナ構造を形成する導電性構造のうちいくつかの構造は、導電性筐体ミッドプレ−ト部材などの接地平面構造と、プリント回路基板接地構造と、他の導電性構造（例えば、コネクタ、マイク、スピ−カ、ディスプレイ、カメラなどの電子素子の導電性部分）とを含む。
【００２０】
アンテナは、電子デバイス１０の縁部に沿って配置されるか、延出する部材又は取り付け可能な構造としてデバイス１０の背面又は正面に配置されるか、あるいはデバイス１０の他の場所に配置される。場合によっては本明細書において一例として説明される１つの適切な構造の場合、電子デバイス１０は、筐体１２の下端部２４に１つ以上のアンテナを備え、筐体１２の上端部２２に１つ以上のアンテナを備える。デバイス１０の両端部（すなわち、デバイス１０が図１に示される種類の細長い矩形の形状を有する場合、ディスプレイ１４とデバイス１０の狭いほうの端部領域）にアンテナを配置することにより、ディスプレイ１４の導電性部分（例えば、ディスプレイ１４の活性領域２０Ａにある画素アレイとドライバ回路）と関連する接地構造から適切な距離をおいてそれらのアンテナを形成できる。
【００２１】
必要に応じて、第１の携帯電話アンテナ（第１の携帯電話アンテナ構造）は、領域２４に配置され、第２の携帯電話アンテナ（第２の携帯電話アンテナ構造）は、領域２２に配置される。全地球測位システム信号などの衛星ナビゲ−ション信号、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１（ＷｉＦｉ（登録商標）信号）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号などの無線ロ−カルエリアネットワ−ク信号を処理するアンテナ構造も、領域２２及び／又は領域２４に設けられる（独立した追加アンテナとしてあるいは第１の携帯電話アンテナ及び第２の携帯電話アンテナの一部として）。更に、ＷｉＭａｘ（ＩＥＥＥ８０２．１６）信号を処理するために、領域２２及び／又は領域２４にアンテナ構造が設けられる。
【００２２】
領域２２、２４において、導電性筐体構造と、プリント回路基板と、電子デバイス１０を構成する他の導電性電気素子との間に、開口部が形成される。それらの開口部は、空気、プラスチック又は他の誘電体で充填される。導電性筐体構造と他の導電性構造は、電子デバイス１０のアンテナに対して接地平面として機能する。領域２２、２４の開口部は、開スロットアンテナ又は閉スロットアンテナのスロットとして機能するか、ル−プアンテナにおいて導電性材料経路により取り囲まれた中央誘電体領域として機能するか、ストリップアンテナ共振素子などのアンテナ共振素子又は導電性周囲筐体部材１７の一部から形成された逆Ｆ形アンテナ共振素子などの逆Ｆ形アンテナ共振素子を接地平面から分離する空間として機能するか、それらの機能のうち２つ以上の機能を果たすか（例えば、異なる周波数でそれぞれ異なる構成で動作するように構成されたアンテナ構造の場合）、あるいは領域２２、２４に形成されたアンテナ構造の一部として機能する。
【００２３】
領域２２と領域２４に形成されるアンテナは同一である（すなわち、それぞれ同一の携帯電話帯域群又は他の関心通信帯域群に適用されるアンテナが領域２２と領域２４に形成される）。レイアウト上の制約又は他の設計上の制約があるため、同一のアンテナを使用することが望ましくない場合もある。異なる設計を使用して領域２２及び領域２４におけるアンテナを実現することが望ましい。例えば、領域２２のアンテナと領域２４のアンテナとは、異なる種類のアンテナを使用して実現され、異なる利得を示す設計を使用して実現され、電子デバイス１０の一端部は固定アンテナを収納するが、デバイス１０の他端部は調整可能アンテナを収納するように実現され且つ／又は異なる周波数範囲に適応する設計を使用して実現される。
【００２４】
電子デバイス１０は何らかの適切な数のアンテナを使用する。例えば、デバイス１０は１つのアンテナを有するか、２つ以上のアンテナを有するか、３つ以上のアンテナを有するか、４つ以上のアンテナを有するか、又は５つ以上のアンテナを有する。例えば、電子デバイス１０は、少なくとも領域２２に携帯電話アンテナなどの第１のアンテナを含み、領域２４に携帯電話アンテナなどの第２のアンテナを含む。領域２２及び／又は２４、あるいは電子デバイス１０の他の適切な部分に、別のアンテナ（例えば、ロ−カルエリアネットワ−クアンテナ、衛星ナビゲ−ションアンテナなど）が形成される。
【００２５】
電子デバイス１０が動作するシステムの概略図を図２に示す。図２に示されるように、システム１１は、基地局２１のような無線ネットワ−ク機器を含む。基地局２１のような基地局は、携帯電話ネットワ−ク又は他の無線ネットワ−ク機器と関連する。電子デバイス１０は、無線リンク２３（例えば、携帯電話リンク又は他の無線通信リンク）を介して基地局２１と通信する。
【００２６】
電子デバイス１０は記憶処理回路２８のような制御回路を含む。記憶処理回路２８は、ハ−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固体素子ドライブを形成するように構成された他の電気的プログラム可能読み取り専用メモリ）、揮発性メモリ（例えば、スタティックランダムアクセスメモリ又はダイナミックランダムアクセスメモリ）などの記憶装置を含む。記憶処理回路２８の処理回路と、無線通信回路３４の制御回路などの他の制御回路は、電子デバイス１０の動作を制御するために使用される。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−ラ、デジタル信号プロセッサ、ベ−スバンドプロセッサ、電力管理装置、オ−ディオコ−デックチップ、特定用途向け集積回路などに基づく。
【００２７】
記憶処理回路２８は、インタ−ネット閲覧アプリケ−ション、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話アプリケ−ション、Ｅメ−ルアプリケ−ション、メディア再生アプリケ−ション、オペレ−ティングシステム機能などの電子デバイス１０のソフトウェアを実行するために使用される。基地局２１のような外部機器との対話をサポ−トするために、通信プロトコルの実現に記憶処理回路２８が使用される。記憶処理回路２８を使用して実現される通信プロトコルには、インタ−ネットプロトコル、無線ロ−カルエリアネットワ−クプロトコル（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）と呼ばれる場合もあるＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルなどの他の短距離無線通信リンクに対応するプロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭａｘ）プロトコル、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）プロトコルなどの携帯電話プロトコル、汎ヨ−ロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ（登録商標））プロトコル、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）プロトコル、ユニバ−サル移動通信システム（ＵＭＴＳ）プロトコルなどがある。
【００２８】
記憶処理回路２８は、電子デバイス１０の制御アルゴリズムを実現するように構成される。この制御アルゴリズムは、無線周波数スイッチング回路と、トランシ−バ回路と、他のデバイス資源とを制御するために使用される。更に、制御アルゴリズムは、送信機と受信機とをアクティブ化及び非アクティブ化するため、送信機と受信機を所望の周波数に同調するため、測定されたデバイスの動作パラメ−タを所定の基準と比較するため、アンテナ構造においてスイッチング回路を調整するためなどにも使用される。
【００２９】
いくつかの例では、記憶処理回路２８は、センサ信号と受信信号（例えば、受信されるパイロット信号、受信されるペ−ジング信号、受信される音声通話トラフィック、受信される制御チャネル信号、受信されるデ−タトラフィックなど）との品質を反映する信号を収集するために使用される。電子デバイス１０において実行される信号品質の測定の例は、ビット誤り率の測定、信号対雑音比の測定、入力無線信号と関連する電力量の測定、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）情報に基づくチャネル品質の測定（ＲＳＳＩ測定）、希望波受信電力（ＲＳＣＰ）情報に基づくチャネル品質の測定（ＲＳＣＰ測定）、基準記号受信電力（ＲＳＲＰ測定）、信号対干渉比（ＳＩＮＲ）情報と信号対雑音比（ＳＮＲ）情報に基づくチャネル品質の測定（ＳＩＮＲ測定と、ＳＮＲ測定）、Ｅｃ／ｌｏ又はＥｃ／Ｎｏデ−タなどの信号品質デ−タに基づくチャネル品質の測定（Ｅｃ／ｌｏ測定と、Ｅｃ／Ｎｏ測定）などである。この情報と他のデ−タとは、電子デバイス１０の無線回路をどのように構成するかを制御するために使用されると共に、その他の面でデバイス１０を制御し、構成するために使用される。例えば、信号品質情報と、基地局２１から受信された情報と、他の情報とは、電子デバイス１０の無線信号を処理する場合にどの通信帯域が使用されるべきかを判定するために使用される。電子デバイス１０は種々の周波数で通信するので、デバイス１０のアンテナ構造は適切な通信帯域に適応するように使用される。例えば、電子デバイス１０のアンテナ構造の構成が周波数の関数として変化するように、アンテナ構造の共振回路は種々の周波数でそれぞれ異なるインピ−ダンスを示し且つ／又は１つ以上のスイッチを調整することにより、所望の通信帯域に適応するように動的にアンテナ構造を構成するために、デバイス１０の制御回路が制御信号を発生する。
【００３０】
入出力回路３０は、電子デバイス１０にデ−タを供給し、デバイス１０から外部装置にデ−タを供給するために使用される。入出力回路３０は入出力デバイス３２を含む。入出力デバイス３２は、タッチスクリ−ン、ボタン、ジョイスティック、クリックホイ−ル、スクロ−リングホイ−ル、タッチパッド、キ−パッド、キ−ボ−ド、マイク、スピ−カ、ト−ンジェネレ−タ、バイブレ−タ、カメラ、センサ、発光ダイオ−ド、他の状態指示器、デ−タポ−トなどを含む。ユ−ザは、入出力デバイス３２を介してコマンドを供給することにより電子デバイス１０の動作を制御できると共に、入出力デバイス３２の出力資源を使用してデバイス１０から状態情報と他の出力を受信する。
【００３１】
無線通信回路３４は、１つ以上の集積回路と、電力増幅器回路と、低雑音入力増幅器と、受動ＲＦ素子と、１つ以上のアンテナと、ＲＦ無線信号を処理する他の回路とから形成された無線周波数（ＲＦ）トランシ−バ回路を含む。
【００３２】
無線通信回路３４は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機回路３５（例えば、１，５７５ＭＨｚで衛星ナビゲ−ションシステム信号を受信する）のような衛星ナビゲ−ションシステム受信機回路を含む。トランシ−バ回路３６は、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）に対応する２．４ＧＨｚ帯域と、５ＧＨｚ帯域とを処理し、２．４ＧＨｚ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信帯域を処理する。無線通信回路３４は、７００ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１，８００ＭＨｚ、１，９００ＭＨｚ、２，１００ＭＨｚ、２，３００ＭＨｚと、他の関心携帯電話帯域などの携帯電話帯域で無線通信を処理する携帯電話トランシ−バ回路３８を使用する。無線通信回路３４は、必要に応じて他の短距離無線リンクと、長距離無線リンクとに対応する回路（例えば、ＷｉＭａｘ回路など）を含む。無線通信回路３４は、例えば、無線信号、テレビジョン信号、ペ−ジング信号などを受信する無線回路を含む。ＷｉＦｉ（登録商標）リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク及び他の短距離無線リンクの場合、無線信号は、数十フィ−ト又は数百フィ−トの距離にわたりデ−タを搬送するために通常使用される。携帯電話リンク及び他の長距離リンクの場合、無線信号は、数千フィ−ト又は数千マイルの距離にわたりデ−タを搬送するために通常使用される。
【００３３】
無線通信回路３４はアンテナ４０を含む。アンテナ４０は、受信機３５、トランシ−バ３６及びトランシ−バ３８などのトランシ−バ回路に伝送線３７を使用して結合される。伝送線３７は、同軸ケ−ブル、マイクロストリップ伝送線、ストリップライン伝送線及び／又は他の伝送線構造を含む。伝送線の中に整合回路が挿入される（例えば、伝送線のインピ−ダンスをトランシ−バ回路のインピ−ダンス及び／又はアンテナのインピ−ダンスと整合するために）。アンテナ４０は、何らかの適切な種類のアンテナを使用して形成される。例えば、アンテナ４０は、ル−プアンテナ構造、パッチアンテナ構造、逆Ｆ形アンテナ構造、閉ル−プスロットアンテナ構造、開ル−プスロットアンテナ構造、平面逆Ｆ形アンテナ構造、ヘリカルアンテナ構造、ストリップアンテナ、モノポ−ル、ダイポ−ル、それらの設計の混成構造などから形成された共振素子を有するアンテナを含む。異なる帯域及び異なる帯域の組み合わせに対して、それぞれ異なる種類のアンテナが使用される。例えば、ロ−カル無線リンクアンテナ（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）トラフィック又は他の無線ロ−カルエリアネットワ−クトラフィックを処理するためのアンテナ）を形成するために１つの種類のアンテナが使用され、遠隔無線リンクアンテナ（例えば、音声通話とデ−タセッションなどのセルラネットワ−クトラフィックを処理するためのアンテナ）を形成するために１つ以上の他の種類のアンテナが使用される。図１に関連して説明したように、電子デバイス１０の領域２４に１つの携帯電話アンテナがあり、デバイス１０の領域２２に別の携帯電話アンテナがある。それらのアンテナは、固定アンテナ又は調整可能アンテナ（例えば、周波数の関数としてインピ−ダンスを変化させる共振回路を使用し且つ／又はアンテナ性能を調整するために開閉可能な１つ以上のスイッチを使用する）である。
【００３４】
図３に示されるように、アンテナ構造４０（例えば、領域２２及び／又は領域２４の携帯電話アンテナ又は他の適切なアンテナ構造）は、１つ以上の電気素子４２を含む。電気素子４２は、共振回路のように高周波数と低周波数とでインピ−ダンスを変化させる受動回路及び／又は動的に調整可能な素子（スイッチ）である。電気素子４２は、導電性アンテナ構造４８の各部分の間に経路４６のような経路を使用して結合される。アンテナ構造４８は、プラスチック支持体、可撓性プリント回路基板、剛性プリント回路基板、パタ−ニングされた金属箔、導電性筐体構造（例えば、図１の導電性周囲筐体部材１７の全体又は一部）のような導電性デバイス構造、ワイヤ、伝送線構造又は他の導電性構造などの基板上のパタ−ニングされた金属トレ−スを含む。
【００３５】
記憶処理回路２８などの制御回路から、経路４４を使用して電気素子４２に任意に制御信号が供給される。経路４４及び４６は、プラスチック支持体、可撓性プリント回路基板、剛性プリント回路基板、パタ−ニングされた金属箔、導電性筐体構造（例えば、図１の導電性周囲筐体部材１７の全体又は一部）のような導電性デバイス構造、ワイヤ、伝送線構造又は他の導電性構造などの基板上のパタ−ニングされたトレ−スから形成される。経路４４、４６及び／又は電気素子４２は、アンテナ構造と呼ばれる場合もあり、アンテナ構造４０を形成するためにアンテナ構造４８と共に使用される。アンテナ構造４０（アンテナ４０又は調整可能アンテナ４０と呼ばれる場合もある）は、無線回路３４の無線周波数トランシ−バ回路に伝送線３７を使用して結合される。伝送線３７は、同軸ケ−ブル、マイクロストリップ伝送線、ストリップライン伝送線又は他の適切な伝送線などの伝送線構造から形成される。必要に応じて、無線周波数トランシ−バ回路とアンテナ４０との間の経路に、フィルタと、インピ−ダンス整合回路と、スイッチと、他の回路とが挿入される。電子デバイス１０には、アンテナ４０のようなアンテナが１つ以上存在する。例えば、筐体１２の領域２２に図３のアンテナ４０のような第１のアンテナがあり、筐体の領域２４に図３のアンテナ４０又は固定アンテナのような第２のアンテナがある（一例として）。
【００３６】
関心動作周波数に適応するようにアンテナ構造４０を構成するために、電気素子４２のような１つ以上の電気素子が使用される。素子４２は、受動回路（すなわち、共振回路）及び／又はスイッチを使用して実現される。スイッチを使用して実現される場合、記憶処理回路２８のような電子デバイス１０の制御回路（例えば、ベ−スバンドプロセッサ又は他のプロセッサ）は、経路４４を介してスイッチに制御コマンドを送出するために使用される。制御回路は、例えば、第１の動作モ−ドで１つ以上のスイッチ４２を開成及び／又は閉成するために１つ以上の制御信号を含む第１の制御信号群を発行し、第２の動作モ−ドで１つ以上のスイッチ４２を開成及び／又は閉成するために１つ以上の制御信号を含む第２の制御信号群を発行し、任意の別の動作モ−ドをサポ−トするようにスイッチ４２を所望の状態に設定するために更に別の制御信号群を発行する。第１の動作モ−ドに合わせて構成された場合、アンテナ構造４０は、第１の周波数群（例えば、第１組の携帯電話通信帯域又は他の所望の周波数範囲）に適応する。第２の動作モ−ドに合わせて構成された場合、アンテナ構造４０は第２の周波数群に適応する。更に別の動作周波数群には、スイッチ４２を任意の別の動作モ−ドに合わせて構成することにより適応する。
【００３７】
受動回路（すなわち、スイッチを含まない共振回路）を使用して電気素子４２を実現する場合、素子４２は、周波数従属インピ−ダンスによってアンテナ構造４０を再構成する。種々の周波数に適応するアンテナ４０を構成するために、必要に応じて、スイッチに基づく素子４２と受動（スイッチングを含まない）回路に基づく素子４２との組み合わせが使用される。アンテナ４０は動作中に構成を変えることができるので、固定（スイッチングを含まず、周波数に従属しない）アンテナ構造を使用する場合に可能であると考えられる範囲より広い範囲の動作周波数に適応できる。これにより、電子デバイス１０の相対的に狭い領域内でアンテナ４０を実現でき、また導電性デバイス構造の付近で（例えば、周囲導電性の筐体部材１７、デバイス１０の接地平面構造又は他の導電性構造に隣接して）アンテナ４０を実現できる。更に、アンテナ４０は、筐体部材１７又は他の導電性デバイス構造（例えば、接地平面構造、電気素子など）の一部を使用して形成される。
【００３８】
図４は、図１の電子デバイス１０のような例示的なデバイスの内部の一部分を示す斜視図である。図４に示されるように、周囲導電性の筐体部材１７は、誘電体で充填された領域７８により接地構造から分離される。領域７８は、空気、プラスチック、ガラス、セラミック又は他の誘電体を含む。図４の例では、領域７８の輪郭は、筐体部材１７の内側形状と、接地平面Ｇの反対側の縁部とから形成されるように示されているが、領域７８の形状を規定するために何らかの適切な導電性構造が使用される。例えば、筐体部材１７及び／又は接地平面Ｇに接続された電気素子の部分及び／又は筐体部材１７及び／又は接地平面Ｇに隣接してデバイス筐体に装着された電気素子の部分のような導電性構造は、領域７８を取り囲む導電性材料の大きさと形状を効果的に変化させ、それにより、領域７８の内周形状を規定するために使用される。
【００３９】
接地平面Ｇの導電性構造は、板金構造（例えば、任意に特徴形状が打ち抜きによって形成され、筐体部材１７の左側部分と右側部分との間に溶接された平坦な一体形ミッドプレ−ト部材又はマルチパ−トミッドプレ−ト部材）から形成されるか、プリント回路基板トレ−スから形成されるか、筐体フレ−ム部材から形成されるか、導電性ディスプレイ構造から形成されるか、部分１７Ｇのような周囲導電性の筐体部材１７と関連する導電性構造から形成されるか、接地平面Ｇに結合された電子素子の導電性材料から形成されるか、又は他の導電性構造から形成される。
【００４０】
図４の導電性筐体部材１７の間隙１９−１のような各導電性アンテナ構造の間の誘電体間隙は、プラスチック又は他の誘電体材料によって充填される。電気素子４２は、経路４６を使用して間隙１９−１を架橋するために筐体部材１７（又は他の導電性アンテナ構造）の各部分の間に結合される。素子４２は、溶接部、ばね、ねじ、はんだ、導電性線路又は他の適切な装着構造を含む経路４６を使用してアンテナ４０の構造内部に結合される。経路４４は、電気素子４２に制御信号を印加するために使用される（例えば、スイッチを使用して素子４２が実現されている場合）。必要に応じて、経路４４は省略される（例えば、共振回路を使用して素子４２が実現されている場合）。
【００４１】
誘電体で充填された領域（アンテナ開口部）７８は、プラスチック（例えば、接地平面Ｇのパタ−ニングされた板金構造を覆うようにインサ−ト成形されたプラスチック）、空気、ガラス、セラミック又は他の誘電体材料で充填される。アンテナ４０には、図４の電気素子４２のような１つ以上の素子がある（例えば、図３を参照）。
【００４２】
スイッチを利用する場合の電気素子４２の例示的な構成の回路図を図５に示す。図５に示されるように、電気素子（スイッチ）４２は、制御入力端子４４に供給される制御信号に応答する。スイッチ４２は、ダイオ−ド系スイッチ、トランジスタスイッチ、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）スイッチなどの２端子デバイス又は３端子デバイスとして実現される。２端子構成の場合、制御経路４４は省略される。３端子構成の場合、経路４４は、デジタル（ハイ／ロ−）制御信号などの信号をスイッチ４２に供給するために使用される。図５のスイッチ４２は、端子５０、５２が互いに隔離される開成位置、又は端子５０、５２が互いに電気的に接続される閉成位置（すなわち、端子５０、５２が互いに短絡される位置）のいずれかに設定される。
【００４３】
図６に示されるように、電気素子４２は、共振回路を使用して実現される。共振回路は、抵抗器、インダクタ、コンデンサなどの電気素子を含む。図６の例示的な構成の場合、電気素子４２は、インダクタ５４とコンデンサ５６のような並列に接続された素子を有する。これは単なる例である。電気素子４２を形成するための共振回路は、１つ以上の直列に接続された抵抗器、コンデンサ及び／又はインダクタ、１つ以上の並列に接続された抵抗器、コンデンサ又はインダクタ、あるいは周波数の関数として変化するインピ−ダンス値を示す電気素子から成る他の何らかの適切な回路を使用して形成される。一例として、共振回路４２の素子は、共振回路４２が１つの動作帯域（例えば、低周波数通信帯域）で別の動作帯域（例えば、高周波数通信帯域）におけるインピ−ダンスの少なくとも１０倍のインピ−ダンスを示すように選択される。
【００４４】
図６の共振回路４２のような共振回路のインピ−ダンスＺを動作周波数ｆの関数として示す特性図が図７に示される。図７の線５８により示されるように、共振回路のインピ−ダンスは、周波数ｆｂのような高い周波数では相対的に低く、（本例では）回路の共振周波数と等しいか又はそれに近い周波数ｆａのような低い周波数では相対的に高い。共振回路のインピ−ダンスＺは周波数に従属する挙動を示すので、図６の素子４２のように共振回路を利用する素子は、アンテナ動作のいくつかの周波数（例えば、周波数ｆｂに近い１つ以上の周波数帯域）で短絡（又はほぼ短絡の状態）を形成するために使用され、アンテナ動作の他の周波数（例えば、周波数ｆａに近い１つ以上の周波数帯域）では開回路（又はほぼ開回路の状態）を形成するために使用される。素子４２のような共振回路を利用する素子の開閉挙動は、アンテナ４０において図５の素子４２のようなスイッチを利用する素子の開閉挙動を使用する代わりに又はそれに加えて、周波数に従属するアンテナ４０のアンテナ構成の変化を実現するために使用される。
【００４５】
アンテナ４０は、パッチアンテナ、逆Ｆ形アンテナ、平面逆Ｆ形アンテナ、開スロットアンテナ又は閉スロットアンテナ、モノポ−ルアンテナ、ダイポ−ルアンテナ、コイルアンテナ、Ｌ形アンテナ、あるいは他の適切なアンテナを実現するための構造のような何らかの適切な種類のアンテナ構造に基づく。
【００４６】
例示的な逆Ｆ形アンテナを図８に示す。図８に示されるように、逆Ｆ形アンテナ６０は、アンテナ共振素子ＲＥのようなアンテナ共振素子を含む。アンテナ共振素子ＲＥは、誘電体で充填された開口部７８により接地平面Ｇのような接地平面から分離された分枝６６のような主導電性分枝を有する。この分枝６６を形成する導電性部分は、共振素子ＲＥの短絡分枝６４を使用して接地点６２に電気的に結合される。アンテナ６０は、アンテナ給電分枝６８におけるアンテナ給電を使用して給電される。アンテナ給電は、正アンテナ給電端子７０と、接地アンテナ給電端子７２のようなアンテナ給電端子とを含む。
【００４７】
逆Ｆ形アンテナ６０に使用される別の例示的な構成が図９に示される。図９の構成において、短絡分枝６４と給電分枝６８の位置は、図８に示される逆Ｆ形アンテナ構成におけるそれらの分枝の位置とは逆になっている。
【００４８】
アンテナ４０を形成するために、図８及び図９のアンテナ構造のような１つ以上の逆Ｆ形アンテナ構成を形成するアンテナ構造が使用される。
【００４９】
必要に応じて、複数のアンテナと関連するアンテナの設計を組み込んだ設計を使用してアンテナ４０が形成される。例えば、アンテナ４０は、１つ以上の電気素子４２（例えば、１つ以上のスイッチ及び／又は共振回路）を使用して一体に結合された第１の設計の第１のアンテナと、第２の設計の第２のアンテナとから形成される。第１のアンテナの設計及び第２のアンテナの設計は、パッチアンテナの設計、モノポ−ルの設計、ダイポ−ルの設計、逆Ｆ形の設計、平面逆Ｆ形の設計、開スロットの設計、閉スロットアンテナの設計、ル−プアンテナの設計又は他の適切なアンテナの設計などのアンテナの設計から選択される。
【００５０】
例示的な一例として、アンテナ４０は、少なくとも１つの逆Ｆ形アンテナなどの第１のアンテナと、少なくとも１つのスロットアンテナなどの第２のアンテナとから形成される。
【００５１】
例示的なスロットアンテナが図１０に示される。図１０に示されるように、スロットアンテナ７４は、誘電体開口部７８のような誘電体開口部を備えた構造７６のような導電性構造を含む。図１０の開口部７８のような開口部は、スロットと呼ばれる場合もある。図１０の構成において、導体７６の各部分は周囲を完全に取り囲まれており、開口部７８を封入しているので、開口部７８は閉スロットである。導体７６のような導電性材料に、開スロットアンテナも形成される（例えば、開口部７８が導体７６を貫通して突出するように、導体７６の右側端部又は左側端部に開口部を形成することにより）。
【００５２】
スロットアンテナ７４のアンテナ給電は、正アンテナ給電端子７０と、接地アンテナ給電端子７２とを使用して形成される。
【００５３】
アンテナの周波数応答は、そのアンテナの導電性構造の大きさと形状に関連する。図８及び図９に示される種類の逆Ｆ形アンテナは、アンテナ共振素子ＲＥの主共振素子分枝６６の長さＬが４分の１波長と等しい場合に周波数のピ−ク（ピ−ク応答）を示す。図１０に示される種類のスロットアンテナは、スロット周囲Ｐが１波長と等しい場合に応答ピ−クを示す。
【００５４】
スロットアンテナではこのような挙動が示されるため、所定の動作周波数に対して、スロットアンテナは逆Ｆ形アンテナより小型になる。スロット長さＳＬ＞＞スロット幅ＳＷである典型的なスロットの場合、スロットアンテナの長さは、同一の周波数の信号を処理するように構成された逆Ｆ形アンテナの長さの約半分になる。従って、逆Ｆ形アンテナの長さＬとスロット長さＳＬとが等しい場合、スロットアンテナは、逆Ｆ形アンテナの周波数の約２倍の周波数で信号を処理可能である。
【００５５】
逆Ｆ形アンテナ及びスロットアンテナの上記の属性を利用して、逆Ｆ形アンテナ部分とスロットアンテナ部分との双方を有する多帯域アンテナを形成できる。この場合、アンテナの逆Ｆ形アンテナ部分は、所定の周波数で低帯域信号を送受信するために使用され、アンテナのスロットアンテナ部分は、所定の周波数の約２倍の周波数（又は他の適切な高周波数）で高帯域信号を送受信するために使用される。スイッチ及び／又は共振回路などの素子４２は、多帯域アンテナの逆Ｆ形アンテナ部分とスロットアンテナ部分を形成する導電性アンテナ構造を結合するために使用される。アンテナに含まれる素子４２の数は、所望のあらゆる周波数帯域でアンテナの動作を確保するように選択される。例えば、１つの低帯域と１つの高帯域とでアンテナが動作されるべき場合、低帯域（逆Ｆ形）動作状態と高帯域（スロット）動作状態との間でアンテナを遷移させるために１つの素子４２があれば十分である。更に多くの関心通信帯域（例えば、複数の逆Ｆ形アンテナモ−ド及び／又は複数のスロットアンテナモ−ド）に対応するためにアンテナが使用される例では、更に多くの素子４２が使用される。
【００５６】
逆Ｆ形（例えば、平面逆Ｆ形又は非平面逆Ｆ形）アンテナ部分と、スロットアンテナ部分とを含むアンテナ４０の例示的な構成が図１１に示される。アンテナ４０は、構造８４（例えば、接地平面構造）のような導電性構造と、分枝８６のような主分枝とを含む。分枝８６は、その長さの少なくとも一部で導電性構造８４と平行に延び、誘電体で充填された領域７８により導電性構造８４から分離される。アンテナ４０の短絡分枝（セグメント）６４は、分枝（セグメント）８６と導電性構造（セグメント）８４との間に電気的に接続される。給電分枝（セグメント）６８は、開口部７８を架橋する。アンテナセグメント８２は、開口部７８の短絡経路６４とは反対側の端部に形成される。素子４２は、高周波数で低いインピ−ダンスを示し、低周波数で高いインピ−ダンスを示す共振回路を使用して、又はデバイス制御回路から経路４４を介して制御信号を受信するスイッチなどのスイッチを使用して実現される。
【００５７】
セグメント６４、６８、８６、８４、８２などのアンテナ４０の導電性構造（経路）は、逆Ｆ形アンテナとスロットアンテナの双方を形成するために使用される。アンテナ４０の逆Ｆ形特性は、低帯域動作周波数（すなわち、セグメント８６の長さがほぼ４分の１波長である周波数）で利用される。この動作周波数範囲では、電子デバイス１０の制御回路は、開口部７８の右側端部で開回路を形成する（図１１のアンテナ４０を逆Ｆ形アンテナ動作モ−ドに設定する）ために能動的にスイッチ４２を開成するか、又は共振回路素子４２の高インピ−ダンス特性が開回路を形成する。スロットアンテナ特性は、高帯域動作周波数（すなわち、開口部（スロット）７８の周囲がほぼ１波長と等しい周波数）で利用される。この動作周波数範囲では、電子デバイス１０の制御回路が能動的に閉成されるので、経路４６及び素子４２は、経路８６及び経路８４を電気的に接続する短絡状態にセグメント８２を変換するか、あるいは共振回路の形をとる素子４２は、経路４６を結合し且つセグメント８２により経路８６を経路８４に電気的に接続させる低インピ−ダンス（短絡）素子を形成する。
【００５８】
図１２は、図１１のアンテナ４０のようなアンテナのアンテナ性能（定在波比ＳＷＲ）を動作周波数ｆの関数として示す特性図である。図１２に示されるように、アンテナ４０は、周波数ｆａを中心とする通信帯域では低帯域周波数応答を示し、周波数ｆｂを中心とする通信帯域では高周波数応答を示す。周波数ｆａで与えられる有効範囲は、アンテナ４０のスロットアンテナ特性を使用してサポ−トされる。図１１の素子４２がスイッチを使用して実現される場合、電子デバイス１０の制御回路は、ｆｂ通信帯域で無線信号を処理するためにデバイス１０が使用されるたびにスイッチを閉成し、ｆａ通信帯域で無線信号を処理するためにデバイス１０が使用されるたびにスイッチを開成する。図１１の素子４２が共振回路を使用して実現される場合、共振回路の回路素子の値は、周波数ｆａを中心とする帯域の周波数で高いインピ−ダンスを示し、周波数ｆｂを中心とする通信帯域と関連する周波数では低いインピ−ダンスを示すように選択される。
【００５９】
図１３に示されるように、電子デバイス１０は、領域２４にある下部アンテナのような第１のアンテナと、領域２２にある上部アンテナとを含む複数のアンテナを有する（一例として）。領域２４のアンテナは、接地平面Ｇのいくつかの部分と、筐体部材セグメント１７−２の下方部分のような周囲導電性の筐体部材１７とから形成されるル−プアンテナである。領域２４のアンテナは、伝送線３７−２を使用して給電される。領域２２のアンテナ４０は、周囲導電性の筐体部材セグメント１７−１の各部分のような導電性構造と、導電性経路６８と、導電性経路６４と、任意に形成される導電性経路９２とを含む。導電性経路６８は、アンテナ４０のアンテナ給電分枝を形成する。伝送線３７−１は、正アンテナ給電端子７０に結合された正導体と、アンテナ接地端子７２に結合された接地導体とを有する。
【００６０】
アンテナ４０は、１つ以上の逆Ｆ形アンテナとして機能する導電性構造を含む。例えば、周囲導電性の筐体部材１７−１の部分ＬＢ１は、第１の逆Ｆ形アンテナの主アンテナ共振素子分枝として機能し、給電経路６８は、第１の逆Ｆ形アンテナの給電分枝として機能し、経路６４は、第１の逆Ｆ形アンテナの短絡分枝として機能する。周囲導電性の筐体部材１７−１の部分ＬＢ２は、第２の逆Ｆ形アンテナの主アンテナ共振素子分枝として機能し、給電経路６８は、第２の逆Ｆ形アンテナの給電分枝として機能し、経路６４は、第２の逆Ｆ形アンテナの短絡分枝として機能する。分枝ＬＢ１が分枝ＬＢ２より長い構成において、第１の逆Ｆ形アンテナは第１の通信帯域（例えば、第１の低帯域）で共振し、第２の逆Ｆ形アンテナは第２の通信帯域（例えば、第２の低帯域）で共振する。第２の通信帯域は第１の通信帯域より高い周波数に適応する。
【００６１】
アンテナ４０の構造は、周波数従属インピ−ダンスを示す共振回路のような素子４２及び／又は電子デバイス１０の制御回路からの制御信号の印加によって制御されるスイッチのような素子４２を含む。素子４２の状態は、異なる動作モ−ドでそれぞれ異なる種類のアンテナとして動作するようにアンテナ４０の構造を構成するために使用される。例えば、第１の周波数範囲（すなわち、低周波数範囲）において、素子４２のうち１つ以上は開回路を形成する（すなわち、１つ以上の共振回路素子のインピ−ダンスは高く且つ／又は１つ以上のスイッチ形素子は開成状態に設定されているため）。第２の周波数範囲（すなわち、高周波数範囲）において、素子４２のうち１つ以上は閉成回路を形成する（すなわち、１つ以上の共振回路素子のインピ−ダンスは低く且つ／又は１つ以上のスイッチ形素子は閉成状態に設定されているため）。
【００６２】
図１３のアンテナ４０のようなアンテナは、１つ、２つ、３つ、４つ又は５つ以上の素子４２を有し、１つ以上の逆Ｆ形アンテナと１つ以上のスロットアンテナの特性を示す。
【００６３】
一例として、素子４２−１、４２−２、４２−４が開成し、素子４２−３は閉成しているアンテナ４０（又は短絡経路６４に介在する素子４２がない構成を使用するアンテナ４０）の構成を考える。この構成において、周囲導電性の筐体部材の間隙１９−１、１９−２は、周囲導電性の筐体部材１７で開回路を形成し、周囲導電性の筐体部材セグメント１７−１をセグメント１７−２、１７−３から電気的に分離する。接地平面構造Ｇの上部は、誘電体で充填された開口部７８により部材１７−１から分離される。従って、ア−ムＬＢ１は、アンテナ４０の第１の逆Ｆ形アンテナの主分枝を形成し、ア−ムＬＢ２は、第２の逆Ｆ形アンテナの主分枝を形成する。アンテナ４０の第１の逆Ｆ形アンテナ部分と第２の逆Ｆ形アンテナ部分は、異なる通信帯域のアンテナ有効範囲にそれぞれ寄与する。
【００６４】
アンテナ４０は、種々の動作周波数においてスロットアンテナ動作モ−ドで動作する。一例として、素子４２−１が閉成し（低インピ−ダンスを示す）、ブリッジ間隙１９−１と、素子４２−４と、ブリッジ間隙１９−２と、素子４２−３とが開成している（高インピ−ダンスを示す）構成の例を考える。必要に応じて、オプションの経路９２が省略されるか、又は素子４２−２は開成状態に設定される（又は素子４２−２が高インピ−ダンスを示す周波数で動作される）。この動作モ−ドで、内周ＨＢ１を有するスロットアンテナが形成される。
【００６５】
第２のスロットアンテナ動作モ−ドにおいて、素子４２−１及び素子４２−３は閉成される（低インピ−ダンス状態）。素子４２−２は、開成しているか又はアンテナの動作周波数によって高インピ−ダンス状態で動作している。（必要に応じて、経路９２は同様にアンテナ４０から省略される。）この第２のスロットアンテナ動作モ−ドにおいて、アンテナ４０は、内周ＨＢ２を有するスロットアンテナとして機能する。周囲ＨＢ２の大きさは、周囲ＨＢ１の大きさより小さいので、第２のスロットアンテナ動作モ−ドのアンテナ４０は、第１のスロットアンテナ動作モ−ドの場合より高い周波数帯域で共振する。
【００６６】
更に高い周波数帯域でアンテナ４０を動作させたい場合、スイッチ４２−２が閉成され（能動的に又は高周波数でアンテナ４０を動作させることによって受動的に）、それにより、内周ＨＢ３を有する第３のスロットが形成される。内周ＨＢ３の大きさは内周ＨＢ２の大きさより小さいので、第３のスロットは、第２のスロットより高い周波数帯域で共振する。
【００６７】
必要に応じて、図１３に示される種類のアンテナは、更に多くの動作モ−ドを示す（例えば、開口部７８と重なり合う介在素子４２を有する追加の導電性経路を追加することにより、あるいは１つ以上の追加の素子４２を使用してアンテナ４０の導電性構造を相互接続することにより）。図１３に示される一般的な種類のアンテナは、導電性経路のうち１つ以上を取り除くことにより更に簡単な構造になる。例えば、導電性経路９２が省略される。経路６４に任意に配置される素子４２−３が省略される。電子デバイス１０で使用されるアンテナ有効範囲の帯域数と素子４２の数は、デバイス１０の設計が過剰に高価に又は複雑にならないようにしつつ、所望の関心通信帯域に適応できるように選択される。
【００６８】
図１４は、アンテナ性能（定在波比、すなわち、ＳＷＲ）を動作周波数ｆの関数として示す特性図（曲線９０）である。図１４の例において、図１３のアンテナ４０のようなアンテナは、５つの周波数帯域（すなわち、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５）を中心とする通信帯域）で共振ピ−クを示している。周波数ｆ１の通信帯域は、例えば第１の低帯域であり、主アンテナ分枝ＬＢ１により形成される第１の逆Ｆ形アンテナが活動中であるモ−ドにおけるアンテナ４０の動作に対応する。周波数ｆ２の通信帯域は、例えば第２の低帯域であり、主アンテナ分枝ＬＢ２により形成される第２の逆Ｆ形アンテナが活動中であるモ−ドにおけるアンテナ４０の動作に対応する。周波数ｆ３を中心とする通信帯域に適応する場合、アンテナ４０は、スロット周囲ＨＢ１と関連する第１のスロットアンテナが活動中であるモ−ドで動作している。周波数ｆ２を中心とする通信帯域に適応する場合、アンテナ４０は、スロット周囲ＨＢ２と関連する第２のスロットアンテナが活動中であるモ−ドで動作している。スロット周囲ＨＢ３と関連する第３のスロットアンテナが活動中であるモ−ドでアンテナ４０が動作する場合、周波数ｆ３と関連する通信帯域に適応する。
【００６９】
２つの逆Ｆ形アンテナ動作モ−ド及び３つのスロットアンテナモ−ドがアンテナ４０の導電性構造と素子４２とによりサポ−トされる上記の例は、単なる例示である。必要に応じて、アンテナ４０において更に少ない数のモ−ド又は更に多い数のモ−ドがサポ−トされる。更に、アンテナ４０のアンテナスロットの周囲と、アンテナ共振素子の主分枝の長さとを適切に選択することにより、有効範囲の周波数は調整される。異なる動作周波数で低インピ−ダンス経路と高インピ−ダンス経路を形成するために共振素子のような受動素子が使用され且つ／又はスイッチを利用する素子が電子デバイス１０の制御回路により能動的に適宜開閉される（すなわち、デバイスの動作中に適応すべき周波数範囲に応じてアンテナ４０を所望のアンテナモ−ドに能動的に設定するために）。
【００７０】
一実施形態によれば、アンテナ構造であって、導電性アンテナ構造と、周波数従属インピ−ダンスを有し、導電性アンテナ構造の各部分の間に結合された１つ以上の電気素子とを含み、第１の通信帯域ではアンテナ構造が第１の通信帯域に適応する第１のアンテナモ−ドで動作可能なように少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスを示し、第２の通信帯域ではアンテナ構造が第２の通信帯域に適応する第２のアンテナモ−ドで動作可能なように少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスより高い第２のインピ−ダンスを示すように、導電性アンテナ構造と、少なくとも１つの電気素子とは構成され、第２のアンテナモ−ドは第１のアンテナモ−ドとは異なるアンテナ構造が提供される。
【００７１】
別の実施形態によれば、第２のアンテナモ−ドは逆Ｆ形アンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造と、少なくとも１つの電気素子とは、少なくとも１つの電気素子が第２のインピ−ダンスを示す場合に逆Ｆ形アンテナを形成するように構成される。
【００７２】
別の実施形態によれば、第１のアンテナモ−ドはスロットアンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造と少なくとも１つの電気素子とは、少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスを示す場合にスロットアンテナを形成するように構成される。
【００７３】
別の実施形態によれば、第１のアンテナモ−ドはスロットアンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造と少なくとも１つの電気素子とは、少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスを示す場合にスロットアンテナを形成するように構成される。
【００７４】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの電気素子は共振回路を含む。
【００７５】
別の実施形態によれば、導電性アンテナ構造は周囲導電性電子デバイス筐体構造を含み、電気素子は、周囲導電性電子デバイス筐体構造の間隙を架橋する。
【００７６】
別の実施形態によれば、第２のアンテナモ−ドは逆Ｆ形アンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造と少なくとも１つの電気素子とは、少なくとも１つの電気素子が第２のインピ−ダンスを示す場合に逆Ｆ形アンテナを形成するように構成され、第１のアンテナモ−ドはスロットアンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造と少なくとも１つの電気素子とは、少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスを示す場合にスロットアンテナを形成するように構成され、第１のインピ−ダンスは第２のインピ−ダンスより低い。
【００７７】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの電気素子は、第１のアンテナモ−ドで閉成され、第２のアンテナモ−ドで開成しているスイッチを含む。
【００７８】
別の実施形態によれば、導電性アンテナ構造は周囲導電性電子デバイス筐体構造を含み、少なくとも１つの電気素子は、周囲導電性電子デバイス筐体構造の間隙を架橋する。
【００７９】
別の実施形態によれば、第２のアンテナモ−ドは逆Ｆ形アンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造とスイッチとは、スイッチが開成している場合に逆Ｆ形アンテナを形成するように構成され、第１のアンテナモ−ドはスロットアンテナモ−ドを含み、導電性アンテナ構造とスイッチとは、スイッチが閉成された場合にスロットアンテナを形成するように構成される。
【００８０】
一実施形態によれば、電子デバイスであって、無線周波数信号を送受信する無線周波数トランシ−バ回路と、無線周波数トランシ−バ回路に結合されたアンテナ構造と、アンテナ構造に結合された少なくとも１つの電気素子とを含み、アンテナ構造と少なくとも１つの電気素子とは、電気素子が第１のインピ−ダンスを示す第１の動作周波数ではスロットアンテナモ−ドとして動作するように構成され、電気素子が第１のインピ−ダンスより大きい第２のインピ−ダンスを示す第２の動作周波数では逆Ｆ形アンテナモ−ドで動作するように構成される電子デバイスが提供される。
【００８１】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの電気素子はスイッチを含む。
【００８２】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、制御回路を更に備え、制御回路は、無線周波数トランシ−バ回路が第１の周波数で動作されている間はスイッチを閉成するように構成され、無線周波数トランシ−バ回路が第２の周波数で動作されている間はスイッチを開成するように構成される。
【００８３】
別の実施形態によれば、第１の周波数は第２の周波数より高く、無線周波数トランシ−バ回路は携帯電話トランシ−バを含む。
【００８４】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、無線周波数トランシ−バ回路が内部に実装された筐体を更に備え、筐体は少なくとも１つの周囲導電性の筐体部材を含み、アンテナ構造のうち少なくともいくつかは、周囲導電性の筐体部材の少なくとも一部から形成される。
【００８５】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、逆Ｆ形アンテナの接地平面の少なくとも一部を形成する導電性内部構造を更に備え、逆Ｆ形アンテナは、少なくとも一部が周囲導電性の筐体部材から形成された主アンテナ共振素子分枝を含み、スイッチは、スイッチが閉成された場合に導電性内部構造と主アンテナ共振素子分枝との間に電気経路を形成する。
【００８６】
一実施形態によれば、電子デバイスにおいて、導電性アンテナ構造と、少なくとも１つの電気素子とを含む調整可能アンテナに結合された無線周波数トランシ−バ回路を使用して無線周波数信号を送受信する方法であって、第１の通信帯域で少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスを示す間に、調整可能アンテナがスロットアンテナモ−ドで動作するように、第１の通信帯域において無線周波数トランシ−バ回路と、調整可能アンテナとによって無線周波数信号を送受信することと、第２の通信帯域で少なくとも１つの電気素子が第１のインピ−ダンスより大きい第２のインピ−ダンスを示す間に、調整可能アンテナが逆Ｆ形アンテナモ−ドで動作するように、第２の通信帯域において無線周波数トランシ−バ回路と調整可能アンテナとによって無線周波数信号を送受信することとを含む方法が提供される。
【００８７】
別の実施形態によれば、電子デバイスは制御回路を含み、少なくとも１つの電気素子は、制御回路に結合されたスイッチを備え、方法は、第２の通信帯域で無線周波数信号を送受信する場合は制御回路によってスイッチを開成することと、第１の通信帯域で無線周波数信号を送受信する場合は制御回路によってスイッチを閉成することとを更に含む。
【００８８】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの電気素子は複数のスイッチを含み、方法は、スイッチのうち１つが開成し、スイッチのうち１つが閉成された場合は制御回路によってアンテナを少なくとも第１の状態に設定し、スイッチのうち少なくとも２つが開成している場合は制御回路によってアンテナを少なくとも第２の状態に設定することを含む。
【００８９】
別の実施形態によれば、少なくとも１つの電気素子は複数のスイッチを含み、方法は、アンテナをスロットアンテナモ−ドに設定するようにスイッチを制御することと、アンテナを追加スロットアンテナモ−ドに設定するようにスイッチを制御することとを含む。
【００９０】
以上の説明は、単に本発明の原理を例示しているにすぎず、本発明の範囲と精神から逸脱することなく当業者は種々の変形を実行可能である。上記の実施形態は、個別に実現されるか又は何らかの組み合わせで実現される。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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