(57)【要約】【課題】ハンドヘルド電子装置においてアンテナを互いに分離する改良されたやり方を提供する。【解決手段】少なくとも第１及び第２アンテナを有するワイヤレス通信回路を含むハンドヘルド電子装置が提供される。アンテナ分離素子は、アンテナ間の信号干渉を減少し、アンテナを互いに接近して使用できるようにする。平面接地素子は、第１及び第２アンテナにより接地部として使用される。第１アンテナは、平面共振素子が平面接地素子の長方形スロットの上に配置されるハイブリッド平面逆Ｆ及びスロット構成を使用して形成することができる。第２アンテナは、Ｌ字型ストリップから形成される。第１アンテナの平面共振素子は、第１及び第２のアームを有する。第１アームは、第２アンテナとの共通周波数において共振し、そして分離素子として働く。第２アームは、ハイブリッドアンテナのスロット部分とほぼ同じ周波数で共振する。【選択図】図１
2010516110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルド電子装置のワイヤレス通信回路において、
高周波信号を送信及び受信する第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路と、
前記第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路に各々関連し、高周波信号を搬送するために第１及び第２の伝送線と、
前記第１伝送線に接続された第１アンテナ、及び前記第２伝送線に接続された第２アンテナと、
前記第１アンテナに関連し、前記第２アンテナが動作する周波数帯域で共振し、そして同時アンテナ動作中に前記第１アンテナと第２アンテナとの間の干渉を減少する分離素子と、
を備えたワイヤレス通信回路。
【請求項２】
前記第１アンテナは、平面アンテナ共振素子を含み、前記分離素子は、前記平面アンテナ共振素子の一部分として形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項３】
前記第１アンテナは、ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記分離素子は、前記ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナの平面逆Ｆ共振素子の一部分として形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項４】
前記第１アンテナは、平面逆Ｆ共振素子を有するハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記平面逆Ｆ共振素子は、短いアーム及び長いアームを含み、そして前記分離素子は、前記短いアームから形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項５】
前記第１アンテナは、平面逆Ｆ共振素子を有するハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記第２アンテナは、ストリップアンテナを含み、前記平面逆Ｆ共振素子は、短いアーム及び長いアームを含み、そして前記分離素子は、前記短いアームから形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項６】
横方向寸法を有するハウジングと、
横方向寸法が前記ハウジングの横方向寸法に実質的に等しい実質的に長方形のグランドプレーン素子であって、この長方形のグランドプレーン素子の部分が、その長方形のグランドプレーン素子の一端に絶縁体充填長方形スロットを画成するようなグランドプレーン素子と、
各第１及び第２アンテナ共振素子を有する第１及び第２のアンテナであって、その第１アンテナは、前記第１アンテナ共振素子が前記スロットの上に配置された平面共振素子を含むようなハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記平面共振素子は、前記第２アンテナとの共通周波数で共振し、且つ前記第１及び第２アンテナの同時動作中に前記第２アンテナと第１アンテナとの間の干渉を減少する分離素子を含むような第１及び第２アンテナと、
を備えたハンドヘルド電子装置。
【請求項７】
前記第２共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性ストリップを含み、そして前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域において第１及び第２アンテナを分離する上で役立つ、請求項６に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項８】
第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性ストリップを含み、そして前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立つ、請求項６に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項９】
第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性構造体を含み、前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立ち、そして前記第１アンテナ共振素子は、前記分離素子として働く第１アーム、及び前記第２通信周波数レンジで共振する第２アームを含む、請求項６に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項１０】
第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振するＬ字型金属ストリップを含み、前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立ち、前記第１アンテナ共振素子は、前記分離素子として働く短いアーム、及び前記第２通信周波数レンジで共振する長いアームを含み、そして前記スロットは、前記第１アンテナが前記第２通信周波数レンジで共振するように構成される、請求項６に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項１１】
第１アームから形成されたアンテナ分離素子を有すると共に、第２アームを有する第１平面共振素子を含む第１アンテナと、
第２平面共振素子及びフィードを有する第２アンテナと、
を備え、前記第１アームは、前記第２アンテナのフィードにおいて前記第２アームにより誘起される電流を最小にする周波数で共振する、ワイヤレスハンドヘルド電子装置回路。
【請求項１２】
少なくとも第１アンテナに対する接地部として働く平面接地素子を更に備え、この平面接地素子は、前記第１平面共振素子に隣接する長方形の絶縁体充填スロットを有する実質的に長方形の平面接地素子を含む、請求項１１に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置回路。
【請求項１３】
前記第１及び第２のアンテナ共振素子が装着される絶縁体支持構造体を更に備えた、請求項１１に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置回路。
【請求項１４】
前記第１アンテナ及び第２アンテナのための接地部として働く平面接地素子と、
前記第１及び第２のアンテナ共振素子が装着される絶縁体支持構造体と、
を更に備えた請求項１１に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置回路。
【請求項１５】
絶縁体支持構造体を更に備え、前記第１及び第２のアンテナ共振素子は、フレックス回路から形成され、そして前記フレックス回路は、前記絶縁体支持構造体に装着される、請求項１１に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置回路。
【請求項１６】
データを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に結合されて、ワイヤレス送信のためのデータを発生すると共に、ワイヤレス受信したデータを処理する処理回路と、
トランシーバ回路、第１及び第２アンテナ、第１及び第２の伝送線、を含むワイヤレス通信回路と、
を備え、前記第１伝送線は、接地導体を有し且つ信号導体を有すると共に、前記トランシーバ回路と前記第１アンテナとの間で前記第１アンテナのための高周波信号を搬送し、前記第２伝送線は、接地導体を有し且つ信号導体を有すると共に、前記トランシーバ回路と前記第２アンテナとの間で前記第２アンテナのための高周波信号を搬送し、前記第１アンテナは、第１周波数レンジ及び第２周波数レンジで動作し、前記第２アンテナは、前記第１及び第２周波数レンジとは異なる第３周波数レンジで動作し、前記第１アンテナは、絶縁体充填スロットを伴う平面接地素子と、そのスロットの上に配置された平面共振素子とを備え、そして前記平面共振素子は、前記第３周波数レンジにおいて共振して前記第３周波数レンジにおいて前記第１アンテナ及び第２アンテナを分離するアンテナ分離素子を含む、ワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１７】
端を有する長方形ハウジングを更に備え、前記第１アンテナは、ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、そして第２アンテナと共に前記長方形ハウジングの前記端に配置される、請求項１６に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１８】
前記平面共振素子は、前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、前記スロットとの共通周波数レンジで共振する第２アームとを含む、請求項１６に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１９】
前記平面共振素子は、
それ自身に折り返され且つ前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、
それ自身に折り返された第２アームと、
を含み、前記ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、更に、前記第１及び第２アンテナをカバーするプラスチックキャップを含む、請求項１６に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項２０】
前記平面共振素子は、前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、前記スロットとの共通周波数レンジで共振する第２アームとを含み、前記絶縁体充填スロットは、空気が充填された長方形スロットを含み、前記ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、更に、金属から少なくとも部分的に形成されて前記第１及び第２アンテナに対するアンテナ接地素子として働くハウジングを備えた、請求項１６に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項２１】
横方向寸法をもつ実質的に長方形のハウジングを有するハンドヘルド装置に使用するための第１及び第２アンテナにおいて、
横方向寸法が前記ハウジングの横方向寸法に実質的に等しい実質的に長方形のグランドプレーンアンテナ素子であって、前記第１及び第２アンテナに対する接地部として働くようなグランドプレーンアンテナ素子と、
前記第１アンテナに関連した第１の平面アンテナ共振素子、及び前記第２アンテナに関連した第２の平面アンテナ共振素子であって、前記第１アンテナが第１周波数レンジ及び第２周波数レンジで動作し、前記第２アンテナが、前記第１及び第２の周波数レンジとは異なる第３周波数レンジで動作するような第１及び第２の平面アンテナ共振素子と、
前記第３周波数レンジで共振し、且つ前記第３周波数レンジにおいて前記第１アンテナ及び第２アンテナを分離させるアンテナ分離素子と、
を備えたアンテナ。
【請求項２２】
前記アンテナ分離素子は、前記第１アンテナに関連し、前記第１の平面アンテナ共振素子は、少なくとも１つのアームを有する、請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２３】
前記第１の平面アンテナ共振素子は、分離素子として働く第１アームを有すると共に、この第１アームより長い第２アームを有し、前記分離素子は、フレックス回路に形成された金属のストリップを含む、請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２４】
前記第１の平面アンテナ共振素子は、分離素子として働く第１アームを有すると共に、この第１アームより長い第２アームを有する、請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２５】
前記分離素子は、フレックス回路に形成された金属のストリップを含む、請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２６】
ハンドヘルド電子装置のワイヤレス通信回路において、
高周波信号を送信及び受信する第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路と、
各第１及び第２のアンテナ共振素子を含む第１及び第２のアンテナであって、前記第１アンテナ及び前記第１のワイヤレストランシーバ回路は、少なくとも第１の通信帯域で動作し、そして前記第２アンテナ及び前記第２のワイヤレストランシーバ回路は、前記第１の通信帯域とは異なる少なくとも第２の通信帯域で動作するような第１及び第２のアンテナと、
前記第１のアンテナ共振素子に関連したアンテナ分離素子であって、このアンテナ分離素子及び前記第２アンテナは前記第２の通信帯域で共振するように構成され、そして前記第２のワイヤレストランシーバ回路が前記第２アンテナを通してワイヤレス高周波信号を送信するときに、前記アンテナ分離素子が前記第１アンテナと第２アンテナとの間の信号干渉を減少するようなアンテナ分離素子と、
を備えたワイヤレス通信回路。
【請求項２７】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備えた、請求項２６に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項２８】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１アンテナは、前記第１通信帯域及び第２通信帯域とは異なる第３通信帯域で動作するように構成され、そして前記第２通信帯域は、２．４ＧＨｚの通信帯域を含む、請求項２６に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項２９】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１アンテナは、前記第１通信帯域及び第２通信帯域とは異なる第３通信帯域で動作するように構成され、前記第１通信帯域は、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、そして前記第３通信帯域は、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーする、請求項２６に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項３０】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１アンテナは、前記第１通信帯域及び第２通信帯域とは異なる第３通信帯域で動作するように構成され、前記第１通信帯域は、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、前記第３通信帯域は、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、そして前記第２通信帯域は、２．４ＧＨｚの通信帯域を含む、請求項２６に記載のワイヤレス通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ワイヤレス通信回路に係り、より詳細には、ハンドヘルド電子装置のためのワイヤレス通信回路に係る。
【０００２】
本出願は、２００７年１月４日に出願された米国特許出願第１１／６５０，０７１号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
ハンドヘルド電子装置は、益々普及してきている。ハンドヘルド装置は、例えば、ハンドヘルドコンピュータ、セルラー電話、メディアプレーヤ、及びこの形式の複数の装置の機能を含むハイブリッド装置を包含する。
【０００４】
ハンドヘルド電子装置は、一部分はそれらの移動性のために、多くの場合、ワイヤレス通信能力が設けられる。ハンドヘルド電子装置は、ワイヤレス通信を使用して、ワイヤレスベースステーションと通信することができる。例えば、セルラー電話は、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を使用して通信することができる（例えば、移動通信又はＧＳＭセルラー電話帯域のためのメイングローバルシステム）。又、ハンドヘルド電子装置は、他の形式の通信リンクを使用してもよい。例えば、ハンドヘルド電子装置は、２．４ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、及び２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域を使用して通信することができる。
【０００５】
フォームファクタの小さいワイヤレス装置のための消費者需要を満足するために、製造者は、これらの装置に使用されるコンポーネントのサイズを減少するために努力を続けている。例えば、製造者は、ハンドヘルド電子装置に使用するアンテナを小型化するために努力してきた。
【０００６】
典型的なアンテナは、回路ボード基板上に金属層をパターン化することにより製造されるか、又はホイルスタンピングプロセスを使用して薄い金属シートから形成される。多くの装置は、平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を使用している。平面逆Ｆアンテナは、グランドプレーン上に平面共振素子を配置することにより形成される。これらの技術は、コンパクトなハンドヘルド装置の厳格な境界内にフィットするアンテナを形成するのに使用できる。
【０００７】
問題とする全通信帯域にわたり充分なワイヤレスカバレージを与えるために、近代的なハンドヘルド電子装置は、時々、複数のアンテナを収容する。例えば、近代的なハンドヘルド電子装置は、セルラー電話帯域内でセルラー電話通信を取り扱うための１つのアンテナと、データ通信帯域内でデータ通信を取り扱うための別のアンテナとを有する。セルラー電話アンテナ及びデータ通信アンテナの動作周波数は異なるが、一般的には、アンテナ間に望ましからぬ電磁結合の傾向が依然として存在する。
【０００８】
この電磁結合は、望ましからぬ形式の信号干渉を生じる。アンテナを互いに充分に分離しない限り、同時アンテナ動作を行うことができない。
【０００９】
２つのアンテナ間の電磁分離は、ハンドヘルド電子装置の境界内でアンテナをできるだけ離して配置することで、しばしば得ることができる。しかしながら、このような従来の空間的分離配置は、常に可能ではない。ある設計では、レイアウトの制約により、アンテナ干渉を減少するための空間的分離の使用が妨げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それ故、ハンドヘルド電子装置においてアンテナを互いに分離する改良されたやり方を提供できることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、ワイヤレス通信回路を伴うハンドヘルド電子装置が提供される。このハンドヘルド電子装置は、セルラー電話、音楽プレーヤ、又はハンドヘルドコンピュータの機能をもつことができる。ワイヤレス通信回路は、少なくとも第１及び第２のアンテナをもつことができる。
【００１２】
第１及び第２のアンテナは、ハンドヘルド電子装置内で互いに接近して配置されてもよい。１つの適当な構成では、第１アンテナがハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナであり、そして第２アンテナがＬ字型ストリップアンテナである。第１及び第２のアンテナは、各々、第１及び第２の平面共振素子をもつことができる。第１及び第２の平面共振素子は、絶縁体支持構造体に装着されるフレックス回路上に形成することができる。
【００１３】
長方形のグランドプレーン素子は、第１及び第２のアンテナに対する接地部として働くことができる。ハンドヘルド電子装置は、接地部へ短絡される金属ハウジング部分を有すると共に、第１及び第２の平面共振素子をカバーするプラスチックキャップ部分を有することができる。
【００１４】
長方形のグランドプレーン素子は、長方形の絶縁体充填スロットを含むことができる。平面共振素子は、そのスロットの上に配置することができる。第１の平面共振素子は２つのアームを有する。２つのアームのうちの第１アームは、第２アンテナとほぼ同じ周波数帯域で共振するように同調することができる。第１及び第２のアンテナが同時に動作されるときには、第１アームが第２アンテナからの干渉を打ち消すように働き、これにより、第１及び第２アンテナを互いに分離する上で役立つアンテナ分離素子として働く。２つのアームのうちの第２アームは、第１アンテナのスロット部分と同じ周波数で共振し、その周波数における第１アンテナの利得及び帯域巾を向上させるように構成される。
【００１５】
本発明の更に別の特徴、その特性及び種々の効果は、添付図面及び好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態によるアンテナを伴うハンドヘルド電子装置を例示する斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるアンテナを伴うハンドヘルド電子装置を例示する回路図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるアンテナを伴うハンドヘルド電子装置を例示する断面側面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に基づいて各伝送線により２つの関連アンテナ共振素子に結合された２つの高周波トランシーバを含むハンドヘルド電子装置を例示する部分概略上面図である。
【図４】本発明の一実施形態による平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を例示する斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による図４に示す形式の平面逆Ｆアンテナを例示する断面側面図である。
【図６】定在波比（ＳＷＲ）値が動作周波数の関数としてプロットされた図４及び５に示す形式のアンテナに対するアンテナ性能グラフである。
【図７】本発明の一実施形態によりアンテナの共振素子の下のアンテナグランドプレーンの一部分を除去してスロットを形成した平面逆Ｆアンテナの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるスロットアンテナの上面図である。
【図９】定在波比（ＳＷＲ）値が動作周波数の関数としてプロットされた図８に示す形式のアンテナに対するアンテナ性能グラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に基づきアンテナが２つの同軸ケーブルフィードにより供給されるスロットアンテナに平面逆Ｆアンテナを結合することにより形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナを例示する斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に基づきハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナ及びストリップアンテナを含むハンドヘルド装置に対する動作周波数の関数としてアンテナ定在波比（ＳＷＲ）値がプロットされたワイヤレスカバレージグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態に基づきハンドヘルド電子装置の２つのアンテナのうちの第１アンテナがハンドヘルド電子装置の２つのアンテナのうちの第２アンテナとの干渉を減少するように働く関連分離素子を有するハンドヘルド電子装置のアンテナ配列を例示する斜視図である。
【図１３】非分離アンテナ配列と、本発明の一実施形態による分離素子を伴うアンテナ配列とに対して、動作周波数の関数としてアンテナ分離性能がプロットされたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、一般に、ワイヤレス通信に係り、より詳細には、ワイヤレス電子装置、及びワイヤレス電子装置のためのアンテナに係る。
【００１８】
アンテナは、広い帯域巾及び大きな利得を示す小フォームファクタアンテナである。
【００１９】
ワイヤレス電子装置は、ウルトラポータブルとも時々称される形式のラップトップコンピュータ又は小型ポータブルコンピュータのようなポータブル電子装置である。又、ポータブル電子装置は、若干小型の装置でもよい。小型のポータブル電子装置は、例えば、腕時計装置、ペンダント装置、ヘッドホン及びイヤホン装置、並びに他の着用可能な小型装置を含む。
【００２０】
１つの適当な構成では、ポータブル電子装置は、ハンドヘルド電子装置である。ハンドヘルド電子装置ではスペースが貴重であり、従って、このような装置では、高性能のコンパクトアンテナが特に効果的である。それ故、ここでは、ハンドヘルド装置の使用を一例として説明するが、必要に応じて適当な電子装置を本発明のアンテナと共に使用することができる。
【００２１】
ハンドヘルド装置とは、例えば、セルラー電話、ワイヤレス通信能力をもつメディアプレーヤ、ハンドヘルドコンピュータ（パーソナルデジタルアシスタントとも称される）、リモートコントローラ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）装置、及びハンドヘルドゲーム装置である。又、ハンドヘルド装置は、複数の従来の装置の機能を結合するハイブリッド装置でもよい。ハイブリッドハンドヘルド装置は、例えば、メディアプレーヤ機能を含むセルラー電話、ワイヤレス通信機能を含むゲーム装置、ゲーム及びｅ−メール機能を含むセルラー電話、並びにｅ−メールを受信し、移動電話コールをサポートし、ウェブブラウジングをサポートするハンドヘルド装置を含む。これらは、単なる例示に過ぎない。
【００２２】
本発明の一実施形態によるハンドヘルド電子装置が図１に示されている。この装置１０は、適当なポータブル装置又はハンドヘルド電子装置でよい。
【００２３】
装置１０は、ハウジング１２を備え、そしてワイヤレス通信を取り扱うための２つ以上のアンテナを備えている。２つのアンテナを備えた装置１０の実施形態を一例としてここに説明する。
【００２４】
装置１０における２つのアンテナの各々は、各通信帯域又は通信帯域のグループにわたる通信を取り扱うことができる。例えば、２つのアンテナのうちの第１アンテナは、セルラー電話周波数帯域を取り扱うのに使用できる。２つのアンテナのうちの第２アンテナは、個別の通信帯域においてデータ通信を取り扱うのに使用できる。ここに一例として述べる１つの適当な構成では、第２のアンテナは、２．４ＧＨｚ（例えば、ＷｉＦｉ及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数）を中心とする通信帯域においてデータ通信を取り扱うように構成される。アンテナの設計は、干渉を減少するのに役立ち、そして２つのアンテナが互いに比較的接近して動作するのを許す。
【００２５】
ケースとも時々称されるハウジング１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、金属、又は他の適当な材料、或いはこれら材料の組み合わせを含む適当な材料で形成することができる。ある状況では、ケース１２が絶縁体材料又は他の低導電率材料から形成され、ケース１２に接近配置された導電性アンテナ素子の動作が妨げられないようにする。他の状況では、ケース１２が金属素子から形成される。ケース１２が金属素子から形成されるシナリオでは、金属素子の１つ以上を、装置１０におけるアンテナの一部分として使用することができる。例えば、ケース１２の金属部分は、装置１０に対するより大きなグランドプレーン素子を形成するために、装置１０の内部グランドプレーンへ短絡することができる。
【００２６】
ハンドヘルド電子装置１０は、ディスプレイスクリーン１６のような入力−出力装置、ボタン２３のようなボタン、ボタン１９のようなユーザ入力制御装置１８、並びにポート２０及び入力−出力ジャック２１のような入力−出力コンポーネントを有する。ディスプレイスクリーン１６は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は１つ以上の異なる表示技術を使用する複数のディスプレイでよい。図１の例に示されたように、ディスプレイスクリーン１６のようなディスプレイスクリーンは、ハンドヘルド電子装置１０の前面２２に装着することができる。必要に応じて、ディスプレイ１６のようなディスプレイは、ハンドヘルド電子装置１０の後面、装置１０の側面、（例えば）ヒンジにより又は他の適当な装着構成を使用して装置１０の主本体部分に取り付けられた装置１０のフリップアップ部分、に装着することができる。
【００２７】
ハンドヘルド装置１０のユーザは、ユーザ入力インターフェイス１８を使用して入力コマンドを供給することができる。ユーザ入力インターフェイス１８は、ボタン（例えば、アルファニューメリックキー、電源オン／オフ、電源オン、電源オフ、及び他の特殊なボタン、等）、タッチパッド、ポインティングスティック又は他のカーソル制御装置、タッチスクリーン（例えば、スクリーン１６の一部分として実施されるタッチスクリーン）、或いは装置１０を制御するための他の適当なインターフェイスを含むことができる。図１の例においてハンドヘルド電子装置１０の上面２２に形成されるものとして概略的に示されているが、ユーザ入力インターフェイス１８は、一般的に、ハンドヘルド電子装置１０の適当な部分に形成されてもよい。例えば、ボタン２３のようなボタン（入力インターフェイスの一部分であると考えられる）、又は他のユーザインターフェイス制御器は、ハンドヘルド電子装置１０の側面に形成されてもよい。又、ボタン及び他のユーザインターフェイス制御器は、装置１０の上面、後面又は他の部分に配置することもできる。必要に応じて、装置１０は、遠隔制御することができる（例えば、赤外線リモートコントローラ、高周波リモートコントローラ、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリモートコントローラ、等を使用して）。
【００２８】
ハンドヘルド装置１０は、この装置１０を外部コンポーネントにインターフェイスできるようにするバスコネクタ２０及びジャック２１のようなポートを有することができる。典型的なポートは、装置１０内のバッテリを再充電するか又は直流（ＤＣ）電源から装置１０を動作するための電源ジャック、パーソナルコンピュータ又は周辺機器のような外部コンポーネントとデータを交換するデータポート、ヘッドホン、モニタ、又は他の外部オーディオ−ビデオ装置、等を駆動するためのオーディオ−ビジュアルジャックを含む。幾つか又は全てのこれら装置の機能、及びハンドヘルド電子装置１０の内部回路は、入力インターフェイス１８を使用して制御することができる。
【００２９】
ディスプレイ１６及びユーザ入力インターフェイス１８のようなコンポーネントは、（図１の例に示すように）装置１０の前面２２の利用可能な表面積のほとんどをカバーしてもよいし、又は前面２２の僅かな部分しか占有しなくてもよい。ディスプレイ１６のような電子的コンポーネントは、しばしば、多量の金属（例えば、高周波シールドを含むので、装置１０内のアンテナ素子に対するこれらコンポーネントの位置を一般的に考慮しなければならない。装置のアンテナ素子及び電子的コンポーネントに対して適当に選択された位置は、ハンドヘルド電子装置１０のアンテナを、電子的コンポーネントによって妨げられずに適切に機能できるようにする。
【００３０】
１つの適当な配列では、装置１０のアンテナが、ポート２０の近くで装置１０の下端に配置される。装置１０及びハウジング１２の下部にアンテナを配置する効果は、装置１０をユーザの頭部に保持するときに（例えば、セルラー電話のようなハンドヘルド装置においてマイクロホンに向かって話しそしてスピーカから聞くときに）ユーザの頭部から離してアンテナが配置されることである。これは、ユーザの付近に放射される高周波放射の量を減少し、近接効果を最小にする。しかしながら、両アンテナを装置１０の同じ端に配置すると、アンテナが同時に動作されたときにアンテナ間の望ましからぬ干渉のおそれが高くなる。分離を満足なレベルに改善するために、アンテナの少なくとも１つには、アンテナ間の電磁結合を減少する分離素子を設けることができる。このように電磁結合を減少することにより、アンテナを同時に動作できることを妨げずに、アンテナを互いに比較的接近して配置することができる。
【００３１】
ハンドヘルド電子装置の実施形態を例示する回路図が図２に示されている。ハンドヘルド装置１０は、移動電話、メディアプレーヤ能力を伴う移動電話、ハンドヘルドコンピュータ、リモートコントローラ、ゲームプレーヤ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）装置、そのような装置の組み合せ、又は他の適当なポータブル電子装置でよい。
【００３２】
図２に示すように、ハンドヘルド装置１０は、記憶装置３４を備えている。この記憶装置３４は、１つ以上の異なる形式の記憶装置、例えば、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、又は他の電子的にプログラム可能なリードオンリメモリ）、揮発性メモリ（例えば、バッテリベースのスタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）、等を含む。
【００３３】
処理回路３６は、装置１０の動作を制御するのに使用できる。処理回路３６は、マイクロプロセッサ及び他の適当な集積回路のようなプロセッサをベースとするものである。１つの適当な構成では、処理回路３６及び記憶装置３４は、装置１０のソフトウェア、例えば、インターネットブラウジングアプリケーション、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話コールアプリケーション、ｅ−メールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、オペレーティングシステムファンクション、等を実行するのに使用される。処理回路３６及び記憶装置３４は、適当な通信プロトコルを実施するのに使用できる。処理回路３６及び記憶装置３４を使用して実施できる通信プロトコルは、インターネットプロトコル、ワイヤレス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−−時々はＷｉＦｉ（登録商標）とも称される、他のショートレンジワイヤレス通信リンクのためのプロトコル、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、等）を含む。
【００３４】
入力−出力装置３８は、装置１０へデータを供給できるようにすると共に、装置１０から外部装置へデータを付与できるようにするために使用される。図１のディスプレイスクリーン１６及びユーザ入力インターフェイス１８は、入力−出力装置３８の一例である。
【００３５】
入力−出力装置３８は、ユーザ入力−出力装置４０、例えば、ボタン、タッチスクリーン、ジョイスティック、クリックホイール、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、キーボード、マイクロホン、カメラ、等を含むことができる。ユーザは、ユーザ入力装置４０を経てコマンドを供給することにより装置１０の動作を制御することができる。ディスプレイ及びオーディオ装置４２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンと、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、視覚情報及び状態データを与える他のコンポーネントとを含む。又、ディスプレイ及びオーディオ装置４２は、音声を発生するスピーカ及び他の装置のようなオーディオ装置も含む。ディスプレイ及びオーディオ装置４２は、外部ヘッドホン及びモニタのためのジャック及び他のコネクタのようなオーディオ−ビデオインターフェイス装置を含む。
【００３６】
ワイヤレス通信装置４４は、１つ以上の集積回路から形成された高周波（ＲＦ）トランシーバ回路、電力増幅回路、受動的ＲＦコンポーネント、２つ以上のアンテナ、及びＲＦワイヤレス信号を取り扱う他の回路のような通信回路を備えている。又、ワイヤレス信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することもできる。
【００３７】
装置１０は、経路５０で示されたように、アクセサリー４６及びコンピューティング装置４８のような外部装置と通信することができる。経路５０は、ワイヤード及びワイヤレス経路を含む。アクセサリー４６は、ヘッドホン（例えば、ワイヤレスセルラーヘッドセット又はオーディオヘッドホン）及びオーディオ−ビデオ装置（例えば、ワイヤレススピーカ、ゲームコントローラ、又はオーディオ及びビデオコンテンツを受信して再生する他の装置）を含む。
【００３８】
コンピューティング装置４８は、適当なコンピュータでよい。１つの適当な構成では、コンピューティング装置４８は、関連ワイヤレスアクセスポイント（ルーター）を有するか、或いは装置１０とのワイヤレス接続を確立する内部又は外部ワイヤレスカードを有するコンピュータである。このコンピュータは、サーバー（例えば、インターネットサーバー）、インターネットアクセスを伴うか又は伴わないローカルエリアネットワークコンピュータ、ユーザ自身のパーソナルコンピュータ、ピア装置（例えば、別のハンドヘルド電子装置１０）、或いは他の適当なコンピューティング装置でよい。
【００３９】
装置１０のアンテナ及びワイヤレス通信装置は、適当なワイヤレス通信帯域にわたって通信をサポートすることができる。例えば、ワイヤレス通信装置４４は、通信周波数帯域、例えば、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域や、データサービス帯域、例えば、２１７０ＭＨｚ帯域の３Ｇデータ通信帯域（一般的にＵＭＴＳ即ちユニバーサル移動テレコミュニケーションシステムと称される）、２．４ＧＨｚ及び５．０ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域、及び１５５０ＭＨｚのグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）帯域をカバーするのに使用される。これらは、装置４４を動作できる通信帯域を例示するものに過ぎない。新たなワイヤレスサービスが利用できるようになるにつれて、付加的なローカル及びリモート通信帯域が将来展開されると予想される。ワイヤレス装置４４は、問題とする既存のサービス又は新規なサービスをカバーするために適当な帯域（１つ又は複数）にわたり動作するように構成される。必要に応じて、３つ以上のアンテナをワイヤレス装置４４に設けて、より多くの帯域をカバーすることができるが、ここでは、主として２つのアンテナの使用を一例として述べる。
【００４０】
ハンドヘルド電子装置を例示する断面図が図３Ａに示されている。図３Ａの例において、装置１０は、導電性部分１２−１及びプラスチック部分１２−２で形成されたハウジングを有する。導電性部分１２−１は、適当な導体でよい。１つの適当な構成では、ケース部分１２−１は、型抜された３０４ステンレススチールのような金属から形成される。ステンレススチールは、導電率が高く、そして魅力的な見掛けを有するように高光沢仕上げへと研磨することができる。必要に応じて、他の金属、例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン、それら金属の合金、及び他の金属、等をケース部分１２−１に使用することができる。
【００４１】
ハウジング１２−２は、絶縁体で形成することができる。ハウジング１２−２に絶縁体を使用する効果は、装置１０のアンテナ５４のアンテナ共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂがハウジング１２の金属側壁と干渉せずに動作するのを許すことである。１つの適当な構成では、ハウジング部分１２−２は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマーをベースとするプラスチック（時々ＡＢＳプラスチックと称される）から形成されるプラスチックキャップである。これらは、装置１０のためのハウジング材料を単に例示するものに過ぎない。例えば、装置１０のハウジングは、実質的にプラスチック又は他の絶縁体で形成され、実質的に金属又は他の導体で形成され、或いは他の適当な材料又は材料の組み合わせで形成される。
【００４２】
コンポーネント５２のようなコンポーネントは、装置１０内の１つ以上の回路ボードに装着することができる。典型的なコンポーネントは、集積回路、ＬＣＤスクリーン、及びユーザ入力インターフェイスボタンを含む。又、装置１０は、典型的に、（一例として）ハウジング１２の後面に沿って装着されるバッテリも含む。又、装置１０内の１つ以上の回路ボードにはトランシーバ回路５２Ａ及び５２Ｂも装着される。必要に応じて、より多くのトランシーバがあってもよい。２つのアンテナ及び２つのトランシーバがある装置１０の構成では、各トランシーバは、各アンテナを通して高周波信号を送信するのに使用されると共に、各アンテナを通して高周波信号を受信するのに使用される。例えば、トランシーバ５２Ａは、セルラー電話の高周波信号を送信及び受信するのに使用され、そしてトランシーバ５２Ｂは、通信帯域、例えば、２１７０ＭＨｚ帯域の３Ｇデータ通信帯域（一般的にＵＭＴＳ即ちユニバーサル移動テレコミュニケーションシステムと称される）、２．４ＧＨｚ及び５．０ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域、又は１５５０ＭＨｚのグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）帯域において信号を送信するのに使用される。
【００４３】
装置１０内の回路ボード（１つ又は複数）は、適当な材料から形成することができる。１つの例示的な構成では、装置１０には、多層のプリント回路ボードが設けられる。それらの層の少なくとも１つは、グランドプレーン５４−２のようなグランドプレーンを形成する導体の大きな非中断平面領域を有することができる。典型的なシナリオでは、グランドプレーン５４−２は、装置１０及びハウジング１２の一般的な長方形形状に適合し且つハウジング１２の長方形横寸法に一致する長方形である。グランドプレーン５４−２は、必要に応じて、導電性ハウジング部分１２−１に電気的に接続される。
【００４４】
多層プリント回路ボードに対する適当な回路ボード材料は、フェノール樹脂が含浸されたペーパー、エポキシ樹脂が含浸されたガラスファイバマットのようなガラスファイバで強化された樹脂（時々ＦＲ−４と称される）、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、及びセラミックを含む。ＦＲ−４のような材料から製造された回路ボードは、通常入手できるもので、法外な費用がかかるものではなく、複数の金属層（例えば、４つの層）で製造することができる。ポリイミドのような柔軟な回路ボード材料を使用して形成されるいわゆるフレックス回路も、装置１０に使用することができる。例えば、フレックス回路は、アンテナ５４に対するアンテナ共振素子を形成するのに使用できる。
【００４５】
図３Ａの例示的構成に示したように、グランドプレーン素子５４−２及びアンテナ共振素子５４−１Ａは、装置１０の第１アンテナを形成する。グランドプレーン素子５４−２及びアンテナ共振素子５４−１Ｂは、装置１０に対する第２アンテナを形成する。これら２つのアンテナに加えて、必要に応じて、他のアンテナを装置１０に対して設けることができる。このような付加的なアンテナは、必要に応じて、問題とする重畳する周波数帯域（即ち、これらアンテナ５４の１つが動作する帯域）に対して付加的な利得を与えるように構成されてもよいし、又は問題とする異なる周波数帯域（即ち、アンテナ５４の範囲外の帯域）においてカバレージを与えるように使用されてもよい。
【００４６】
アンテナのグランドプレーン素子５４−２並びに共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂを形成するのに適当な導電性材料を使用することができる。アンテナのための適当な導電性材料は、例えば、銅、黄銅、銀及び金のような金属を含む。又、必要に応じて、金属以外の導体も使用できる。アンテナ５４の導電性素子は、典型的に薄いものである（例えば、０．２ｍｍ）。
【００４７】
トランシーバ回路５２Ａ及び５２Ｂ（即ち、図２のトランシーバ回路４４）は、１つ以上の集積回路及びそれに関連した個別コンポーネント（例えば、フィルタリングコンポーネント）の形態で設けることができる。これらのトランシーバ回路は、１つ以上の送信器集積回路、１つ以上の受信器集積回路、スイッチング回路、増幅器、等を含む。トランシーバ回路５２Ａ及び５２Ｂは、同時に動作することができる（例えば、一方が送信する間に他方が受信でき、両方が同時に送信でき、又は両方が同時に受信できる）。
【００４８】
各トランシーバは、送信及び受信される高周波信号が搬送される関連同軸ケーブル又は他の伝送線を有する。図３Ａの例に示すように、伝送線５６Ａ（例えば、同軸ケーブル）は、トランシーバ５２Ａ及びアンテナ共振素子５４−１Ａを相互接続するのに使用され、そして伝送線５６Ｂ（例えば、同軸ケーブル）は、トランシーバ５２Ｂ及びアンテナ共振素子５４−１Ｂを相互接続するのに使用される。この形式の構成では、トランシーバ５２Ｂは、共振素子５４−１Ｂ及びグランドプレーン５４−２から形成されたアンテナを経てＷｉＦｉ送信を取り扱うことができ、一方、トランシーバ５２Ａは、共振素子５４−１Ａ及びグランドプレーン５４−２から形成されたアンテナを経てセルラー電話送信を取り扱うことができる。
【００４９】
本発明の一実施形態による例示的装置１０の上面図が図３Ｂに示されている。図３Ｂに示すように、トランシーバ５２Ａ及びトランシーバ５２Ｂのようなトランシーバ回路は、各伝送線５６Ａ及び５６Ｂを経てアンテナ共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂと相互接続される。グランドプレーン５４−２は、実質的に長方形の形状を有する（即ち、グランドプレーン５４−２の横方向寸法は、装置１０のそれに一致する）。グランドプレーン５４−２は、１つ以上のプリント回路ボード導体、導電性ハウジング部分（例えば、図３Ａのハウジング部分１２−１）、又は他の適当な導電性構造体から形成される。
【００５０】
アンテナ共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂ、並びにグランドプレーン５４−２は、適当な形状で形成することができる。ここに例示する１つの構成では、アンテナ５４の１つ（即ち、共振素子５４−１Ａから形成されたアンテナ）は、その少なくとも一部分は、平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）構造をベースとするものであり、そして他のアンテナ（即ち、共振素子５４−１Ｂから形成されたアンテナ）は、平面ストリップ構成をベースとするものである。この実施形態は、ここで一例として説明するが、必要に応じて、共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂに他の適当な形状が使用されてもよい。
【００５１】
装置１０に使用できる例示的ＰＩＦＡ構造体が図４に示されている。図４に示すように、ＰＩＦＡ構造体５４は、グランドプレーン部分５４−２及び平面共振素子部分５４−１を有する。アンテナは、正の信号及び接地信号を使用してフィードされる。正の信号が与えられるアンテナの部分は、時々、アンテナの正端子又はフィード端子と称される。又、この端子は、アンテナの信号端子又は中心導体端子とも称される。接地信号が与えられるアンテナの部分は、アンテナの接地部、アンテナの接地端子、アンテナのグランドプレーン、等と称される。図４のアンテナ５４では、フィード導体５８は、正のアンテナ信号を信号端子６０からアンテナ共振素子５４−１へルーティングするのに使用される。接地端子６２は、アンテナの接地部を形成するグランドプレーン５４−２へ短絡される。
【００５２】
図４のアンテナ５４のようなＰＩＦＡアンテナにおけるグランドプレーンの寸法は、一般的に、装置１０のハウジング１２により許された最大サイズに適合するサイズとされる。アンテナグランドプレーン５４−２は、横方向寸法６８の巾Ｗ及び横方向寸法６６の長さＬを有する長方形の形状である。寸法６６であるアンテナ５４の長さは、その動作周波数に影響する。寸法６８及び６６は、時々、水平寸法と称される。共振素子５４−１は、典型的に、垂直寸法に沿って、グランドプレーン５４−２から数ｍｍ離間される。寸法６４であるアンテナ５４のサイズは、時々、アンテナ５４の高さＨと称される。
【００５３】
図４のＰＩＦＡアンテナ５４の断面図が図５に示されている。図５に示すように、信号端子６０及び接地端子６２を使用して、高周波信号がアンテナ５４にフィードされ（送信時）、及びアンテナ５４から受信される（受信時）。典型的な構成では、同軸導体又は他の伝送線は、その中心導体が点６０に電気的に接続され、そしてその接地導体が点６２に電気的に接続される。
【００５４】
図４及び５に例示するアンテナ５４により表された形式のアンテナの予想性能のグラフが図６に示されている。予想される定在波比（ＳＷＲ）値が、周波数の関数としてプロットされている。図４及び５のアンテナ５４の性能が実線６３で示されている。図示されたように、周波数ｆ１にＳＷＲ値の減少があり、これは、アンテナが周波数ｆ１を中心とする周波数帯域で良く機能することを示している。又、ＰＩＦＡアンテナ５４は、周波数ｆ２のような高調波でも動作する。周波数ｆ２は、ＰＩＦＡアンテナ５４の第２高調波を表す（即ち、ｆ２＝２ｆ１）。アンテナ５４の寸法は、周波数ｆ１及びｆ２が、問題とする通信帯域と整列されるように選択される。周波数ｆ１（及び高調波周波数２ｆ１）は、寸法６６であるアンテナ５４の長さＬに関連している（Ｌは、周波数ｆ１における波長の１／４にほぼ等しい）。
【００５５】
寸法６４である図４及び５のアンテナ５４の高さＨは、共振素子５４−１Ａとグランドプレーン５４−２との間の近フィールド結合の量により制限される。指定のアンテナ帯域巾及び利得に対して、性能に悪影響を及ぼさずに高さＨを減少することはできない。他の変数が全て等しいとすれば、高さＨを減少すると、アンテナ５４の帯域巾及び利得が減少させられる。
【００５６】
図７に示すように、ＰＩＦＡアンテナの最小垂直寸法は、アンテナ共振素子５４−１Ａの下のエリアに絶縁体領域７０を導入することにより最小帯域巾及び利得制約を依然満足しながら、減少することができる。絶縁体領域７０は、空気、プラスチック又は他の適当な絶縁体が充填され、グランドプレーン５４−２の破断又は除去部分を表す。除去又は空領域７０は、グランドプレーン５４−２における１つ以上の穴から形成される。これらの穴は、方形、円形、楕円、多角形、等で良く、グランドプレーン５４−２の付近の隣接導電性構造体を通して延びる。図７に示す１つの適当な構成では、除去領域７０は、長方形であり、スロットを形成する。スロットは、適当なサイズでよい。例えば、スロットは、図３Ｂの上面図の方向から見て共振素子５４−１Ａ及び５４−２の最も外側の長方形輪郭より若干小さくてよい。典型的な共振素子の横方向寸法は、０．５ｃｍから１０ｃｍ程度である。
【００５７】
スロット７０が存在すると、共振素子５４−１Ａとグランドプレーン５４−２との間の近フィールド電磁結合を減少し、帯域巾及び利得制約の所定セットを満足しながら、垂直寸法６４の高さＨを、そうでない場合に考えられるものより小さくすることができる。例えば、高さＨは、１−５ｍｍの範囲でよく、２−５ｍｍの範囲でよく、２−４ｍｍの範囲でよく、１−３ｍｍの範囲でよく、１−４ｍｍの範囲でよく、１−１０ｍｍの範囲でよく、１０ｍｍより低くてもよく、４ｍｍより低くてもよく、３ｍｍより低くてもよく、２ｍｍより低くてもよく、或いはグランドプレーン素子５４−２より上の垂直変位の他の適当な範囲内でもよい。
【００５８】
必要に応じて、スロット７０を含むグランドプレーン５４−２の部分は、スロットアンテナを形成するのに使用されてもよい。スロットアンテナ構造体をＰＩＦＡ構造体と同時に使用して、ハイブリッドアンテナ５４を形成することができる。ＰＩＦＡ動作特性及びスロットアンテナ動作特性の両方を示すようにアンテナ５４を動作することにより、アンテナ性能を改善することができる。
【００５９】
例示的スロットアンテナの上面図が、図８に示されている。図８のアンテナ７２は、典型的に、紙面に向かって寸法が薄い（即ち、アンテナ７２は、その平面が紙面に横たわる状態で平坦である）。アンテナ７０の中央にスロット７０が形成される。ケーブル５６Ａ又は他の伝送線経路のような同軸ケーブルを使用して、アンテナ７２にフィードする。図８の例では、アンテナ７２は、同軸ケーブル５６Ａの中心導体８２が信号端子８０（即ち、アンテナ７２の正端子又はフィード端子）に接続され、且つケーブル５６Ａの接地導体を形成する同軸ケーブル５６Ａの外側編組が接地端子７８に接続されるように、フィードされる。
【００６０】
図８の構成を使用してアンテナ７２がフィードされるときには、アンテナの性能が図９のグラフにより与えられる。図９に示すように、アンテナ７２は、中心周波数ｆ２を中心とする周波数帯域で動作する。中心周波数ｆ２は、スロット７０の寸法により決定される。スロット７０は、内周Ｐが、寸法Ｘの２倍と寸法Ｙの２倍との和に等しい（即ち、Ｐ＝２Ｘ＋２Ｙ）というものである。中心周波数ｆ２では、周囲Ｐが１波長に等しい。
【００６１】
中心周波数ｆ２は、周囲Ｐの適切な選択により同調できるので、図８のスロットアンテナは、図９のグラフの周波数ｆ２が図６のグラフの周波数ｆ２と一致するように構成することができる。スロット７０がＰＩＦＡ構造体と結合されるアンテナ設計では、スロット７０の存在で、周波数ｆ２におけるアンテナの利得が増加する。周波数ｆ２の付近では、スロット７０の使用による性能の増加で、図６に点線７９により与えられたアンテナ性能プロットが生じる。
【００６２】
端子８０及び７８の位置は、インピーダンス整合のために選択される。必要に応じて、スロット７０の１つの角の周りに延びる端子８４及び８６のような端子を使用して、アンテナ７２にフィードすることができる。この状況では、端子８４と８６との間の距離は、アンテナ７２のインピーダンスを適切に調整するよう選択される。図８に示す構成では、端子８４及び８６は、例えば、スロットアンテナ接地端子及びスロットアンテナ信号端子として各々構成されて示されている。必要であれば、端子８４を接地端子として使用でき、そして端子８６を信号端子として使用できる。スロット７０は、典型的に、空気充填であるが、一般的に、適当な絶縁体が充填されてもよい。
【００６３】
スロット７０を共振素子５４−１のようなＰＩＦＡ形式の共振素子と組み合わせて使用することにより、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナが形成される。ハンドヘルド電子装置１０は、必要に応じて、この形式のＰＩＦＡ／スロットハイブリッドアンテナ（例えば、セルラー電話通信用の）及びストリップアンテナ（例えば、ＷｉＦｉ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用の）を有することができる。
【００６４】
図１０には、共振素子５４−１Ａ、スロット７０、及びグランドプレーン５４−２により形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナが２つの同軸ケーブル（又は他の伝送線）を使用してフィードされる構成が示されている。アンテナが図１０に示すようにフィードされるときには、アンテナのＰＩＦＡ及びスロットの両アンテナ部分がアクティブである。その結果、図１０のアンテナ５４は、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットモードで動作する。同軸ケーブル５６Ａ−１及び５６Ａ−２は、各々、内側導体８２−１及び８２−２を有している。又、同軸ケーブル５６Ａ−１及び５６Ａ−２は、各々、外側の導電性編組接地導体も有する。同軸ケーブル５６Ａ−１の外側編組導体は、接地端子８８においてグランドプレーン５４−２へ電気的に短絡される。ケーブル５６Ａ−２の接地部分は、接地端子９２においてグランドプレーン５４−２へ短絡される。同軸ケーブル５６Ａ−１及び５６Ａ−２からの信号接続は、各々、信号端子９０及び９４において行われる。
【００６５】
図１０の構成では、アンテナ端子の２つの個別のセットが使用される。同軸ケーブル５６Ａ−１は、接地端子８８及び信号端子９０を使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分にフィードし、そして同軸ケーブル５６Ａ−２は、接地端子９２及び信号端子９４を使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ部分にフィードする。それ故、アンテナターミナルの各セットは、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナに対する個別のフィードとして動作する。信号端子９０及び接地端子８８は、アンテナのＰＩＦＡ部分に対するアンテナ端子として働き、一方、信号端子９４及び接地端子９２は、アンテナ５４のスロット部分に対するアンテナフィード点として働く。これら２つの個別のアンテナフィードは、アンテナが、そのＰＩＦＡ及びそのスロット特性の両方を同時に使用して機能するのを許す。必要に応じて、フィードの向きを変えることができる。例えば、同軸ケーブル５６Ａ−２は、点９４を接地端子として且つ点９２を信号端子として使用するか、又はスロット７０の周囲に沿って他の点に配置された接地及び信号端子を使用して、スロット７０に接続することができる。
【００６６】
伝送線５６Ａ−１及び５６−２のような複数の伝送線がハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナに使用されるときには、各伝送線を各トランシーバ回路（例えば、図３Ａ及び３Ｂのトランシーバ回路５２Ａのような２つの対応するトランシーバ回路）に関連付けることができる。
【００６７】
ハンドヘルド装置１０の動作中に、図３Ｂの共振素子５４−１Ａから形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナ、及びグランドプレーン５４−２において素子５４−１Ａの下に配置された対応するスロットは、８５０及び９００ＭＨｚ並びに１８００及び１９００ＭＨｚ（又は他の適当な周波数帯域）におけるＧＳＭセルラー電話帯域をカバーするように使用でき、一方、ストリップアンテナ（又は他の適当なアンテナ構造体）は、周波数ｆｎを中心とする付加的な帯域（又は別の適当な１つ又は複数の周波数帯域）をカバーするように使用できる。共振素子５４−１Ｂから形成されるストリップアンテナ又は他のアンテナのサイズを調整することにより、周波数ｆｎは、問題とする適当な周波数帯域（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＷｉＦｉについては２．４ＧＨｚ、ＵＭＴＳについては２１７０ＭＨｚ、又はＧＰＳについては１５５０ＭＨｚ）に合致するように制御することができる。
【００６８】
２つのアンテナ（例えば、共振素子５４−１Ａ及び対応スロットから形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナ、並びに共振素子５４−２から形成されたアンテナ）を使用するときの装置１０のワイヤレス性能を示すグラフが図１１に示されている。図１１の例では、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ動作特性は、８５０／９００ＭＨｚ及び１８００／１９００ＭＨｚのＧＳＭセルラー電話帯域をカバーするように使用され、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ動作特性は、１８００／１９００ＭＨｚレンジにおける付加的な利得及び帯域巾を与えるように使用され、そして共振素子５４−１Ｂから形成されたアンテナは、ｆｎを中心とする周波数帯域（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＷｉＦｉについては２．４ＧＨｚ、ＵＭＴＳについては２１７０ＭＨｚ、又はＧＰＳについては１５５０ＭＨｚ）をカバーするように使用される。この構成は、４つのセルラー電話帯域及びデータ帯域のためのカバレージを与える。
【００６９】
必要に応じて、共振素子５４−１Ａ及びスロット７０から形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナは、単一同軸ケーブル又は他のそのような伝送線を使用してフィードされる。単一伝送線を使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分及びスロット部分の両方を同時にフィードし、且つ共振素子５４−１Ｂから形成されたストリップアンテナを使用して装置１０の付加的な周波数カバレージを与える例示的構成が図１２に示されている。グランドプレーン５４−２は、（例えば）金属から形成される。グランドプレーン５４−２のエッジ９６は、グランドプレーン５４−２の金属を上方に曲げることにより形成される。ハウジング１２（図３）に挿入するときに、エッジ９６は、金属ハウジング部分１２−１の側壁内に載せられる。必要に応じて、グランドプレーン５４−２は、プリント回路ボードの１つ以上の金属層、金属ホイル、ハウジング１２の部分、又は他の適当な導電性構造体を使用して形成されてもよい。
【００７０】
図１２の実施形態では、共振素子５４−１Ｂは、導電性の枝１２２及び導電性の枝１２０から形成されたＬ字型の導電性ストリップを有する。枝１２０及び１２２は、絶縁体支持構造体１０２によって支持される金属から形成される。１つの適当な構成では、図１２の共振素子構造体は、支持構造体１０２に（例えば、接着剤で）取り付けられるパターン化されたフレックス回路の一部分として形成される。
【００７１】
同軸ケーブル５６Ｂ又は他の適当な伝送線は、接地端子１３２に接続される接地導体、及び信号端子１２４に接続される信号導体を有する。伝送線をアンテナに取り付けるために適当なメカニズムが使用される。図１２の例では、同軸ケーブル５６Ｂの外側の編組接地導体は、金属タブ１３０を使用して接地端子１３２に接続される。金属タブ１３０は、ハウジング部分１２−１に短絡される（例えば、導電性接着剤を使用して）。伝送線接続構造体１２６は、例えば、小型ＵＦＬ同軸コネクタである。コネクタ１２６の接地部は、端子１３２に短絡され、そしてコネクタ１２６の中心導体は、導電性経路１２４に短絡される。
【００７２】
アンテナ５４−１Ｂにフィードするときに、端子１３２は、アンテナの接地端子を形成すると考えられ、そしてコネクタ１２６の中心導体及び／又は導電性経路１２４は、アンテナの信号端子を形成すると考えられる。導電性経路１２４が導電性ストリップ１２０と合流するところの寸法１２８に沿った位置は、インピーダンス整合のために調整することができる。
【００７３】
図１２のハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナの平面アンテナ共振素子５４−１Ａは、短いアーム９８及び長いアーム１００を伴うＦ字型構造体を有する。アーム９８及び１００の長さ、並びにスロット７０及びグランドプレーン５４−２のような他の構造体の寸法は、装置１０の周波数カバレージ及びアンテナ分離特性を同調するように調整することができる。例えば、グランドプレーン５４−２の長さＬは、共振素子５４−１Ａで形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分が８５０／９００ＭＨｚのＧＳＭ帯域で共振して、図１１の周波数ｆ１においてカバレージを与えるように構成することができる。アーム１００の長さは、１８００／１９００ＭＨｚ帯域で共振するように選択され、ＰＩＦＡ／スロットアンテナが図１１の周波数ｆ２においてカバレージを与える上で助けとなる。スロット７０の周囲は、１８００／１９００ＭＨｚ帯域で共振するように構成され、これにより、アーム１００の共振を強化し、更に、ＰＩＦＡ／スロットアンテナが図１１の周波数ｆ２においてカバレージを与える上で助けとなる（即ち、図６に示すように、性能を実線６３から周波数ｆ２付近の点線７９へ改善することにより）。
【００７４】
アーム９８は、共振素子５４−１Ａから形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナと、共振素子５４−１Ｂから形成されたＬ字型ストリップアンテナとの間の干渉を減少する分離素子として働くことができる。アーム９８の寸法は、希望の周波数において最大となる分離を導入するように構成することができ、これは、アームなしでは存在しないものである。アーム９８の寸法を構成することで、共振素子５４−１Ａから接地平面５４−２に誘起される電流を操作できると考えられる。この操作は、共振素子５４−１Ｂの信号及び接地エリアの周りに誘起される電流を最小にすることができる。これらの電流を最小にすることで、ひいては、２つのアンテナフィード間の信号結合を減少する。この構成では、アーム９８は、共振素子５４−１Ｂから形成されたアンテナのフィードにおいて（即ち、経路１２２及び１２４の付近で）アーム１００により誘起される電流を最小にする周波数で共振するように構成することができる。
【００７５】
更に、アーム９８は、素子５４−１Ａに対する放射アームとして働くことができる。その共振は、素子５４−１Ａの帯域巾に追加することができ、そしてたとえその共振がスロット７０及びアーム１００により定義されたものとは異なるとしても、帯域内効率を改善することができる。典型的に、素子５１−１Ｂからの周波数分離を減少する放射素子５１−１Ａの帯域巾の増加は、分離にとって有害となる。しかしながら、アーム９８によって与えられる余分な分離が、この否定的な作用を除去し、更に、アーム９８を伴わない素子５４−１Ａと５４−１Ｂとの間の分離に対して著しい改善を与える。
【００７６】
アーム９８のような分離素子の使用が装置１０のアンテナ分離性能に及ぼす影響が、図１３のグラフに示されている。他のアンテナに対する信号の結果として１つのアンテナに現れる信号の量（アンテナに対するＳ２１値）が、周波数の関数としてプロットされている。装置１０に要求される分離の量は、トランシーバに使用される回路の形式、望ましいデータレートの形式、予想される外部干渉の量、動作の周波数帯域、装置１０で実行されるアプリケーションの形式、等、に依存する。一般的に、７ｄＢ以下の分離レベルでは不充分であると考えられ、２０−２５ｄＢの分離レベルが良好と考えられる。ここに例示するハンドヘルド電子装置のための望ましい最小分離レベルが実線１４２で示されている。この例が示すように、アンテナ干渉の量に対して所与の設計で許容し得る周波数依存性がある。分離の要求は、（例えば）周波数ｆ２付近での動作の方が、周波数ｆ１及びｆｎで動作するときより少なくてよい。
【００７７】
図１３の例では、ストリップアンテナは、２．４ＧＨｚ（例えば、ＷｉＦｉ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのための）で動作するように構成されている。一点鎖線１４４は、アーム９８のような分離素子を使用しないときのアンテナの分離性能を表す。この線１４４で示されたように、この形式のアンテナ構成に対する分離性能は、２．４ＧＨｚでの分離が７ｄＢ未満であるから、不充分である。対照的に、破線１４０は、アーム９８のような分離素子を使用する図１２に示す形式のアンテナの分離性能を示す。アーム９８が使用されたときには、分離性能が改善される。線１４０の位置で示されたように、図１２に示すアンテナの分離性能は、線１４２により設定された最小要件を満足し又はそれを越える。
【００７８】
図１２に示すように、共振素子５４−１Ａ及び共振素子５４−１Ｂのアーム９８及び１００は、支持構造体１０２に装着することができる。支持構造体１０２は、プラスチック（例えば、ＡＢＳプラスチック）又は他の適当な絶縁体で形成される。この構造体１０２の表面は、フラットでもよいし、カーブしていてもよい。共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂは、支持構造体１０２に直接形成されてもよいし、又は（例えば）支持構造体１０２に取り付けられるフレックス回路基板のような個別構造体に形成されてもよい。
【００７９】
共振素子５４−１Ａ及び５４−Ｂは、金属の型抜、導電性テープ又は他の柔軟な構造体のカッティング、エッチング又はミリング、プラスチック又は他の適当な基板にスパッタ堆積された金属のエッチング、導電性スラリからの印刷（例えば、スクリーン印刷技術による）、接着剤、スクリュー又は他の適当な固定メカニズムにより支持体１０２に取り付けられたフレックス回路基板の一部分を形成する銅のような金属のパターン化、等の適当なアンテナ製造技術によって形成される。
【００８０】
導電性ストリップ１０４のような導電性経路は、共振素子５４−１Ａを端子１０６においてグランドプレーン５４−２に電気的に接続するのに使用される。端子１０６におけるスクリュー又は他の固定具を使用して、ストリップ１０４（ひいては、共振素子５４−１Ａ）をグランドプレーン５４−２のエッジ９６に電気的及び機械的に接続することができる。又、ストリップ１０４のような導電性構造体、及びアンテナにおける他のそのような構造体は、導電性接着剤を使用して互いに電気的に接続することができる。
【００８１】
ケーブル５６Ａ又は他の伝送線のような同軸ケーブルは、高周波信号を送信及び受信するためにハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナに接続することができる。同軸ケーブル又は他の伝送線は、適当な電気的及び機械的取り付けメカニズムを使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナの構造体に接続することができる。図１２に示す構成に示されたように、小型ＵＦＬ同軸コネクタ１１０を使用して、同軸ケーブル５６Ａ又は他の伝送線をアンテナ導体１１２に接続することができる。同軸ケーブルの中心導体又は他の伝送線は、コネクタ１１０の中心コネクタ１０８に接続される。同軸ケーブルの外側の編組接地導体は、点１１５においてコネクタ１１０を経てグランドプレーン５４−２に電気的に接続される（そして必要に応じて、コネクタ１１０の上流の他の取り付け点においてグランドプレーン５４−２に短絡されてもよい）。
【００８２】
導体１０８は、アンテナ導体１１２に電気的に接続される。導体１１２は、支持構造体１０２の側壁面に形成された金属のストリップのような導電性素子から形成される。導体１１２は、共振素子５４−１Ａへ直接電気的に接続されてもよいし（例えば、部分１１６に）、或いは同調キャパシタ１１４又は他の適当な電気的コンポーネントを経て共振素子５４−１Ａに電気的に接続されてもよい。同調キャパシタ１１４のサイズは、アンテナ５４を同調すると共に、アンテナ５４が装置１０の当該周波数帯域をカバーすることを保証するように、選択することができる。
【００８３】
スロット７０は、図１２の共振素子５４−１Ａの下に横たわる。中心導体１０８からの信号は、アンテナ導体１１２、任意のキャパシタ１１４又は他のそのような同調コンポーネント、アンテナ導体１１７、及びアンテナ導体１０４から形成された導電性経路を使用して、スロット７０の付近でグランドプレーン５４−２上の点１０６へルーティングされる。
【００８４】
図１２の構成は、単一の同軸ケーブル又は他の伝送線経路が、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分及びスロット部分の両方に同時にフィードするのを許す。
【００８５】
接地部１１５は、グランドプレーン５４−２においてスロット７０により形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ部分に対する接地端子として機能する。点１０６は、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ部分に対する信号端子として働く。信号は、導電性経路１１２、同調素子１１４、経路１１７及び経路１０４により形成された経路を経て点１０６にフィードされる。
【００８６】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分については、点１１５がアンテナ接地部として働く。中心導体１０８、及び導体１１２へのその取り付け点は、ＰＩＦＡに対する信号端子として働く。導体１１２は、フィード導体として働き、信号端子１０８からＰＩＦＡ共振素子５４−１へ信号をフィードする。
【００８７】
動作中に、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分及びスロットアンテナ部分は、両方とも、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナの性能に貢献する。
【００８８】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ機能は、点１１５をＰＩＦＡ接地端子として使用し（図７の端子６２のように）、同軸中心導体が導電性構造体１１２に接続する点１０８をＰＩＦＡ信号端子として使用し（図７の端子６０のように）、且つ導電性構造体１１２をＰＩＦＡフィード導体として使用する（図７のフィード導体５８のように）ことにより、得られる。動作中に、アンテナ導体１１２は、図４及び５において導体５８が高周波信号を端子６０から共振素子５４−１Ａへルーティングするのと同様に、高周波信号を端子１０８から共振素子５４−１Ａへルーティングするように働き、一方、導電性の線１０４は、図４及び５の接地部分６１と同様に、共振素子５４−１をグランドプレーン５４−２に終端するように働く。
【００８９】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ機能は、接地部１１５をスロットアンテナ接地端子として使用し（図８の端子８６のように）、アンテナ導体１１２、同調素子１１４、アンテナ導体１１７、及びアンテナ導体１０４で形成された導電性経路を図８の導体８２又は図１０の導体８２−２として使用し、且つ端子１０６をスロットアンテナ信号端子として使用する（図８の端子８４のように）ことにより、得られる。
【００９０】
図１０に例示される構成は、スロットアンテナ接地端子９２及びＰＩＦＡアンテナ接地端子８８がグランドプレーン５４−２上の個別の位置でどのように形成されるかを示す。図１２の構成では、単一の同軸ケーブルを使用して、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分、及びこのアンテナのスロット部分の両方にフィードすることができる。これは、端子１１５が、ハイブリッドアンテナのＰＩＦＡ部分に対するＰＩＦＡ接地端子、及びハイブリッドアンテナのスロットアンテナ部分に対するスロットアンテナ接地端子の両方として働くからである。又、ハイブリッドアンテナのＰＩＦＡ及びスロットアンテナ部分の接地端子が、共通の接地端子構造体により与えられると共に、導電性経路１１２、１１７及び１０４が、ＰＩＦＡ及びスロットアンテナ動作のために必要に応じて高周波信号を共振素子５４−１Ａ及びグランドプレーン５４−２へ及びそれらから分配するように働くので、単一伝送線（例えば、同軸導体５６）を使用して、高周波信号を送信及び受信することができ、これらの信号は、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ及びスロットの両部分を使用して送信及び受信される。
【００９１】
必要に応じて、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロット動作をサポートする他のアンテナ構成を使用してもよい。例えば、同調キャパシタ１１４の高周波同調能力は、１つ以上のインダクタ、１つ以上の抵抗器、直接短絡金属ストリップ、キャパシタ、又はそのようなコンポーネントの組み合わせのような、他の適当な同調コンポーネントのネットワークにより設けることができる。又、１つ以上の同調ネットワークを、アンテナ構造体の異なる位置においてハイブリッドアンテナに接続することもできる。これらの構成は、単一フィード及びマルチフィード伝送線配列と共に使用できる。
【００９２】
更に、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナにおける信号端子及び接地端子の位置は、図１２に示すものとは異なってもよい。例えば、接続導体１１２、１１７及び１０４が適当に変更されるならば、端子１１５／１０８及び端子１０６を、図１２に示す位置に対して移動することができる。
【００９３】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分は、図１２のアーム９８及び１００のような１つ以上のアームを有する実質的にＦ字型の導電性素子を使用するか、又は他の構成（例えば、まっすぐ、曲がりくねった、カーブした、９０°の屈曲を有する、１８０°の屈曲を有する、等のアーム）を使用して、設けることができる。又、共振素子５４−１Ｂで形成されたストリップアンテナを、他の形状の導体から形成することもできる。共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂのアーム又は他の部分に対して異なる形状を使用することは、アンテナ設計者がアンテナ５４の周波数応答をその希望の動作周波数に対して適合させそして分離を最大にする上で助けとなる。共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂの構造体のサイズは、必要に応じて調整することができる（例えば、特定の動作帯域に対して利得及び／又は帯域巾を増加又は減少し、特定の周波数において分離を改善し、等々のために）。
【００９４】
以上、本発明の原理を例示したが、当業者であれば、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。
【符号の説明】
【００９５】
１０：ハンドヘルド電子装置
１２：ハウジング
１６：ディスプレイスクリーン
１８：入力制御装置
１９、２３：ボタン
２０：ポート
２１：入力−出力ジャック
２２：前面
３４：記憶装置
３６：処理回路
３８：入力−出力装置
４０：ユーザ入力装置
４２：ディスプレイ及びオーディオ装置
４４：ワイヤレス通信装置
４６：アクセサリー
４８：コンピューティング装置
５０：経路
５２Ａ、５２Ｂ：トランシーバ回路
５４：アンテナ
５４−１Ａ、５４−１Ｂ：アンテナ共振素子
５４−２：グランドプレーン
５６Ａ、５６Ｂ：伝送線
５８：フィード導体
６２：接地端子
７０：スロット
７２：アンテナ
【図１】
2010516110.tif 000003
【図２】
2010516110.tif 000004
【図３Ａ】
2010516110.tif 000005
【図３Ｂ】
2010516110.tif 000006
【図４】
2010516110.tif 000007
【図５】
2010516110.tif 000008
【図６】
2010516110.tif 000009
【図７】
2010516110.tif 000010
【図８】
2010516110.tif 000011
【図９】
2010516110.tif 000012
【図１０】
2010516110.tif 000013
【図１１】
2010516110.tif 000014
【図１２】
2010516110.tif 000015
【図１３】
2010516110.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月24日(2009.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ワイヤレス通信回路に係り、より詳細には、ハンドヘルド電子装置のためのワイヤレス通信回路に係る。
【０００２】
本出願は、２００７年１月４日に出願された米国特許出願第１１／６５０，０７１号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
ハンドヘルド電子装置は、益々普及してきている。ハンドヘルド装置は、例えば、ハンドヘルドコンピュータ、セルラー電話、メディアプレーヤ、及びこの形式の複数の装置の機能を含むハイブリッド装置を包含する。
【０００４】
ハンドヘルド電子装置は、一部分はそれらの移動性のために、多くの場合、ワイヤレス通信能力が設けられる。ハンドヘルド電子装置は、ワイヤレス通信を使用して、ワイヤレスベースステーションと通信することができる。例えば、セルラー電話は、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を使用して通信することができる（例えば、移動通信又はＧＳＭセルラー電話帯域のためのメイングローバルシステム）。又、ハンドヘルド電子装置は、他の形式の通信リンクを使用してもよい。例えば、ハンドヘルド電子装置は、２．４ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、及び２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域を使用して通信することができる。
【０００５】
フォームファクタの小さいワイヤレス装置のための消費者需要を満足するために、製造者は、これらの装置に使用されるコンポーネントのサイズを減少するために努力を続けている。例えば、製造者は、ハンドヘルド電子装置に使用するアンテナを小型化するために努力してきた。
【０００６】
典型的なアンテナは、回路ボード基板上に金属層をパターン化することにより製造されるか、又はホイルスタンピングプロセスを使用して薄い金属シートから形成される。多くの装置は、平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を使用している。平面逆Ｆアンテナは、グランドプレーン上に平面共振素子を配置することにより形成される。これらの技術は、コンパクトなハンドヘルド装置の厳格な境界内にフィットするアンテナを形成するのに使用できる。
【０００７】
問題とする全通信帯域にわたり充分なワイヤレスカバレージを与えるために、近代的なハンドヘルド電子装置は、時々、複数のアンテナを収容する。例えば、近代的なハンドヘルド電子装置は、セルラー電話帯域内でセルラー電話通信を取り扱うための１つのアンテナと、データ通信帯域内でデータ通信を取り扱うための別のアンテナとを有する。セルラー電話アンテナ及びデータ通信アンテナの動作周波数は異なるが、一般的には、アンテナ間に望ましからぬ電磁結合の傾向が依然として存在する。
【０００８】
この電磁結合は、望ましからぬ形式の信号干渉を生じる。アンテナを互いに充分に分離しない限り、同時アンテナ動作を行うことができない。
【０００９】
２つのアンテナ間の電磁分離は、ハンドヘルド電子装置の境界内でアンテナをできるだけ離して配置することで、しばしば得ることができる。しかしながら、このような従来の空間的分離配置は、常に可能ではない。ある設計では、レイアウトの制約により、アンテナ干渉を減少するための空間的分離の使用が妨げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それ故、ハンドヘルド電子装置においてアンテナを互いに分離する改良されたやり方を提供できることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、ワイヤレス通信回路を伴うハンドヘルド電子装置が提供される。このハンドヘルド電子装置は、セルラー電話、音楽プレーヤ、又はハンドヘルドコンピュータの機能をもつことができる。ワイヤレス通信回路は、少なくとも第１及び第２のアンテナをもつことができる。
【００１２】
第１及び第２のアンテナは、ハンドヘルド電子装置内で互いに接近して配置されてもよい。１つの適当な構成では、第１アンテナがハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナであり、そして第２アンテナがＬ字型ストリップアンテナである。第１及び第２のアンテナは、各々、第１及び第２の平面共振素子をもつことができる。第１及び第２の平面共振素子は、絶縁体支持構造体に装着されるフレックス回路上に形成することができる。
【００１３】
長方形のグランドプレーン素子は、第１及び第２のアンテナに対する接地部として働くことができる。ハンドヘルド電子装置は、接地部へ短絡される金属ハウジング部分を有すると共に、第１及び第２の平面共振素子をカバーするプラスチックキャップ部分を有することができる。
【００１４】
長方形のグランドプレーン素子は、長方形の絶縁体充填スロットを含むことができる。平面共振素子は、そのスロットの上に配置することができる。第１の平面共振素子は２つのアームを有する。２つのアームのうちの第１アームは、第２アンテナとほぼ同じ周波数帯域で共振するように同調することができる。第１及び第２のアンテナが同時に動作されるときには、第１アームが第２アンテナからの干渉を打ち消すように働き、これにより、第１及び第２アンテナを互いに分離する上で役立つアンテナ分離素子として働く。２つのアームのうちの第２アームは、第１アンテナのスロット部分と同じ周波数で共振し、その周波数における第１アンテナの利得及び帯域巾を向上させるように構成される。
【００１５】
本発明の更に別の特徴、その特性及び種々の効果は、添付図面及び好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態によるアンテナを伴うハンドヘルド電子装置を例示する斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるアンテナを伴うハンドヘルド電子装置を例示する回路図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるアンテナを伴うハンドヘルド電子装置を例示する断面側面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に基づいて各伝送線により２つの関連アンテナ共振素子に結合された２つの高周波トランシーバを含むハンドヘルド電子装置を例示する部分概略上面図である。
【図４】本発明の一実施形態による平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を例示する斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による図４に示す形式の平面逆Ｆアンテナを例示する断面側面図である。
【図６】定在波比（ＳＷＲ）値が動作周波数の関数としてプロットされた図４及び５に示す形式のアンテナに対するアンテナ性能グラフである。
【図７】本発明の一実施形態によりアンテナの共振素子の下のアンテナグランドプレーンの一部分を除去してスロットを形成した平面逆Ｆアンテナの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるスロットアンテナの上面図である。
【図９】定在波比（ＳＷＲ）値が動作周波数の関数としてプロットされた図８に示す形式のアンテナに対するアンテナ性能グラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に基づきアンテナが２つの同軸ケーブルフィードにより供給されるスロットアンテナに平面逆Ｆアンテナを結合することにより形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナを例示する斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に基づきハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナ及びストリップアンテナを含むハンドヘルド装置に対する動作周波数の関数としてアンテナ定在波比（ＳＷＲ）値がプロットされたワイヤレスカバレージグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態に基づきハンドヘルド電子装置の２つのアンテナのうちの第１アンテナがハンドヘルド電子装置の２つのアンテナのうちの第２アンテナとの干渉を減少するように働く関連分離素子を有するハンドヘルド電子装置のアンテナ配列を例示する斜視図である。
【図１３】非分離アンテナ配列と、本発明の一実施形態による分離素子を伴うアンテナ配列とに対して、動作周波数の関数としてアンテナ分離性能がプロットされたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、一般に、ワイヤレス通信に係り、より詳細には、ワイヤレス電子装置、及びワイヤレス電子装置のためのアンテナに係る。
【００１８】
アンテナは、広い帯域巾及び大きな利得を示す小フォームファクタアンテナである。
【００１９】
ワイヤレス電子装置は、ウルトラポータブルとも時々称される形式のラップトップコンピュータ又は小型ポータブルコンピュータのようなポータブル電子装置である。又、ポータブル電子装置は、若干小型の装置でもよい。小型のポータブル電子装置は、例えば、腕時計装置、ペンダント装置、ヘッドホン及びイヤホン装置、並びに他の着用可能な小型装置を含む。
【００２０】
１つの適当な構成では、ポータブル電子装置は、ハンドヘルド電子装置である。ハンドヘルド電子装置ではスペースが貴重であり、従って、このような装置では、高性能のコンパクトアンテナが特に効果的である。それ故、ここでは、ハンドヘルド装置の使用を一例として説明するが、必要に応じて適当な電子装置を本発明のアンテナと共に使用することができる。
【００２１】
ハンドヘルド装置とは、例えば、セルラー電話、ワイヤレス通信能力をもつメディアプレーヤ、ハンドヘルドコンピュータ（パーソナルデジタルアシスタントとも称される）、リモートコントローラ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）装置、及びハンドヘルドゲーム装置である。又、ハンドヘルド装置は、複数の従来の装置の機能を結合するハイブリッド装置でもよい。ハイブリッドハンドヘルド装置は、例えば、メディアプレーヤ機能を含むセルラー電話、ワイヤレス通信機能を含むゲーム装置、ゲーム及びｅ−メール機能を含むセルラー電話、並びにｅ−メールを受信し、移動電話コールをサポートし、ウェブブラウジングをサポートするハンドヘルド装置を含む。これらは、単なる例示に過ぎない。
【００２２】
本発明の一実施形態によるハンドヘルド電子装置が図１に示されている。この装置１０は、適当なポータブル装置又はハンドヘルド電子装置でよい。
【００２３】
装置１０は、ハウジング１２を備え、そしてワイヤレス通信を取り扱うための２つ以上のアンテナを備えている。２つのアンテナを備えた装置１０の実施形態を一例としてここに説明する。
【００２４】
装置１０における２つのアンテナの各々は、各通信帯域又は通信帯域のグループにわたる通信を取り扱うことができる。例えば、２つのアンテナのうちの第１アンテナは、セルラー電話周波数帯域を取り扱うのに使用できる。２つのアンテナのうちの第２アンテナは、個別の通信帯域においてデータ通信を取り扱うのに使用できる。ここに一例として述べる１つの適当な構成では、第２のアンテナは、２．４ＧＨｚ（例えば、ＷｉＦｉ及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数）を中心とする通信帯域においてデータ通信を取り扱うように構成される。アンテナの設計は、干渉を減少するのに役立ち、そして２つのアンテナが互いに比較的接近して動作するのを許す。
【００２５】
ケースとも時々称されるハウジング１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、金属、又は他の適当な材料、或いはこれら材料の組み合わせを含む適当な材料で形成することができる。ある状況では、ケース１２が絶縁体材料又は他の低導電率材料から形成され、ケース１２に接近配置された導電性アンテナ素子の動作が妨げられないようにする。他の状況では、ケース１２が金属素子から形成される。ケース１２が金属素子から形成されるシナリオでは、金属素子の１つ以上を、装置１０におけるアンテナの一部分として使用することができる。例えば、ケース１２の金属部分は、装置１０に対するより大きなグランドプレーン素子を形成するために、装置１０の内部グランドプレーンへ短絡することができる。
【００２６】
ハンドヘルド電子装置１０は、ディスプレイスクリーン１６のような入力−出力装置、ボタン２３のようなボタン、ボタン１９のようなユーザ入力制御装置１８、並びにポート２０及び入力−出力ジャック２１のような入力−出力コンポーネントを有する。ディスプレイスクリーン１６は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は１つ以上の異なる表示技術を使用する複数のディスプレイでよい。図１の例に示されたように、ディスプレイスクリーン１６のようなディスプレイスクリーンは、ハンドヘルド電子装置１０の前面２２に装着することができる。必要に応じて、ディスプレイ１６のようなディスプレイは、ハンドヘルド電子装置１０の後面、装置１０の側面、（例えば）ヒンジにより又は他の適当な装着構成を使用して装置１０の主本体部分に取り付けられた装置１０のフリップアップ部分、に装着することができる。
【００２７】
ハンドヘルド装置１０のユーザは、ユーザ入力インターフェイス１８を使用して入力コマンドを供給することができる。ユーザ入力インターフェイス１８は、ボタン（例えば、アルファニューメリックキー、電源オン／オフ、電源オン、電源オフ、及び他の特殊なボタン、等）、タッチパッド、ポインティングスティック又は他のカーソル制御装置、タッチスクリーン（例えば、スクリーン１６の一部分として実施されるタッチスクリーン）、或いは装置１０を制御するための他の適当なインターフェイスを含むことができる。図１の例においてハンドヘルド電子装置１０の上面２２に形成されるものとして概略的に示されているが、ユーザ入力インターフェイス１８は、一般的に、ハンドヘルド電子装置１０の適当な部分に形成されてもよい。例えば、ボタン２３のようなボタン（入力インターフェイスの一部分であると考えられる）、又は他のユーザインターフェイス制御器は、ハンドヘルド電子装置１０の側面に形成されてもよい。又、ボタン及び他のユーザインターフェイス制御器は、装置１０の上面、後面又は他の部分に配置することもできる。必要に応じて、装置１０は、遠隔制御することができる（例えば、赤外線リモートコントローラ、高周波リモートコントローラ、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈリモートコントローラ、等を使用して）。
【００２８】
ハンドヘルド装置１０は、この装置１０を外部コンポーネントにインターフェイスできるようにするバスコネクタ２０及びジャック２１のようなポートを有することができる。典型的なポートは、装置１０内のバッテリを再充電するか又は直流（ＤＣ）電源から装置１０を動作するための電源ジャック、パーソナルコンピュータ又は周辺機器のような外部コンポーネントとデータを交換するデータポート、ヘッドホン、モニタ、又は他の外部オーディオ−ビデオ装置、等を駆動するためのオーディオ−ビジュアルジャックを含む。幾つか又は全てのこれら装置の機能、及びハンドヘルド電子装置１０の内部回路は、入力インターフェイス１８を使用して制御することができる。
【００２９】
ディスプレイ１６及びユーザ入力インターフェイス１８のようなコンポーネントは、（図１の例に示すように）装置１０の前面２２の利用可能な表面積のほとんどをカバーしてもよいし、又は前面２２の僅かな部分しか占有しなくてもよい。ディスプレイ１６のような電子的コンポーネントは、しばしば、多量の金属（例えば、高周波シールドを含むので、装置１０内のアンテナ素子に対するこれらコンポーネントの位置を一般的に考慮しなければならない。装置のアンテナ素子及び電子的コンポーネントに対して適当に選択された位置は、ハンドヘルド電子装置１０のアンテナを、電子的コンポーネントによって妨げられずに適切に機能できるようにする。
【００３０】
１つの適当な配列では、装置１０のアンテナが、ポート２０の近くで装置１０の下端に配置される。装置１０及びハウジング１２の下部にアンテナを配置する効果は、装置１０をユーザの頭部に保持するときに（例えば、セルラー電話のようなハンドヘルド装置においてマイクロホンに向かって話しそしてスピーカから聞くときに）ユーザの頭部から離してアンテナが配置されることである。これは、ユーザの付近に放射される高周波放射の量を減少し、近接効果を最小にする。しかしながら、両アンテナを装置１０の同じ端に配置すると、アンテナが同時に動作されたときにアンテナ間の望ましからぬ干渉のおそれが高くなる。分離を満足なレベルに改善するために、アンテナの少なくとも１つには、アンテナ間の電磁結合を減少する分離素子を設けることができる。このように電磁結合を減少することにより、アンテナを同時に動作できることを妨げずに、アンテナを互いに比較的接近して配置することができる。
【００３１】
ハンドヘルド電子装置の実施形態を例示する回路図が図２に示されている。ハンドヘルド装置１０は、移動電話、メディアプレーヤ能力を伴う移動電話、ハンドヘルドコンピュータ、リモートコントローラ、ゲームプレーヤ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）装置、そのような装置の組み合せ、又は他の適当なポータブル電子装置でよい。
【００３２】
図２に示すように、ハンドヘルド装置１０は、記憶装置３４を備えている。この記憶装置３４は、１つ以上の異なる形式の記憶装置、例えば、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、又は他の電子的にプログラム可能なリードオンリメモリ）、揮発性メモリ（例えば、バッテリベースのスタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）、等を含む。
【００３３】
処理回路３６は、装置１０の動作を制御するのに使用できる。処理回路３６は、マイクロプロセッサ及び他の適当な集積回路のようなプロセッサをベースとするものである。１つの適当な構成では、処理回路３６及び記憶装置３４は、装置１０のソフトウェア、例えば、インターネットブラウジングアプリケーション、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話コールアプリケーション、ｅ−メールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、オペレーティングシステムファンクション、等を実行するのに使用される。処理回路３６及び記憶装置３４は、適当な通信プロトコルを実施するのに使用できる。処理回路３６及び記憶装置３４を使用して実施できる通信プロトコルは、インターネットプロトコル、ワイヤレス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−−時々はＷｉＦｉ（登録商標）とも称される、他のショートレンジワイヤレス通信リンクのためのプロトコル、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、等）を含む。
【００３４】
入力−出力装置３８は、装置１０へデータを供給できるようにすると共に、装置１０から外部装置へデータを付与できるようにするために使用される。図１のディスプレイスクリーン１６及びユーザ入力インターフェイス１８は、入力−出力装置３８の一例である。
【００３５】
入力−出力装置３８は、ユーザ入力−出力装置４０、例えば、ボタン、タッチスクリーン、ジョイスティック、クリックホイール、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、キーボード、マイクロホン、カメラ、等を含むことができる。ユーザは、ユーザ入力装置４０を経てコマンドを供給することにより装置１０の動作を制御することができる。ディスプレイ及びオーディオ装置４２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンと、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、視覚情報及び状態データを与える他のコンポーネントとを含む。又、ディスプレイ及びオーディオ装置４２は、音声を発生するスピーカ及び他の装置のようなオーディオ装置も含む。ディスプレイ及びオーディオ装置４２は、外部ヘッドホン及びモニタのためのジャック及び他のコネクタのようなオーディオ−ビデオインターフェイス装置を含む。
【００３６】
ワイヤレス通信装置４４は、１つ以上の集積回路から形成された高周波（ＲＦ）トランシーバ回路、電力増幅回路、受動的ＲＦコンポーネント、２つ以上のアンテナ、及びＲＦワイヤレス信号を取り扱う他の回路のような通信回路を備えている。又、ワイヤレス信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することもできる。
【００３７】
装置１０は、経路５０で示されたように、アクセサリー４６及びコンピューティング装置４８のような外部装置と通信することができる。経路５０は、ワイヤード及びワイヤレス経路を含む。アクセサリー４６は、ヘッドホン（例えば、ワイヤレスセルラーヘッドセット又はオーディオヘッドホン）及びオーディオ−ビデオ装置（例えば、ワイヤレススピーカ、ゲームコントローラ、又はオーディオ及びビデオコンテンツを受信して再生する他の装置）を含む。
【００３８】
コンピューティング装置４８は、適当なコンピュータでよい。１つの適当な構成では、コンピューティング装置４８は、関連ワイヤレスアクセスポイント（ルーター）を有するか、或いは装置１０とのワイヤレス接続を確立する内部又は外部ワイヤレスカードを有するコンピュータである。このコンピュータは、サーバー（例えば、インターネットサーバー）、インターネットアクセスを伴うか又は伴わないローカルエリアネットワークコンピュータ、ユーザ自身のパーソナルコンピュータ、ピア装置（例えば、別のハンドヘルド電子装置１０）、或いは他の適当なコンピューティング装置でよい。
【００３９】
装置１０のアンテナ及びワイヤレス通信装置は、適当なワイヤレス通信帯域にわたって通信をサポートすることができる。例えば、ワイヤレス通信装置４４は、通信周波数帯域、例えば、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域や、データサービス帯域、例えば、２１７０ＭＨｚ帯域の３Ｇデータ通信帯域（一般的にＵＭＴＳ即ちユニバーサル移動テレコミュニケーションシステムと称される）、２．４ＧＨｚ及び５．０ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域、及び１５５０ＭＨｚのグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）帯域をカバーするのに使用される。これらは、装置４４を動作できる通信帯域を例示するものに過ぎない。新たなワイヤレスサービスが利用できるようになるにつれて、付加的なローカル及びリモート通信帯域が将来展開されると予想される。ワイヤレス装置４４は、問題とする既存のサービス又は新規なサービスをカバーするために適当な帯域（１つ又は複数）にわたり動作するように構成される。必要に応じて、３つ以上のアンテナをワイヤレス装置４４に設けて、より多くの帯域をカバーすることができるが、ここでは、主として２つのアンテナの使用を一例として述べる。
【００４０】
ハンドヘルド電子装置を例示する断面図が図３Ａに示されている。図３Ａの例において、装置１０は、導電性部分１２−１及びプラスチック部分１２−２で形成されたハウジングを有する。導電性部分１２−１は、適当な導体でよい。１つの適当な構成では、ケース部分１２−１は、型抜された３０４ステンレススチールのような金属から形成される。ステンレススチールは、導電率が高く、そして魅力的な見掛けを有するように高光沢仕上げへと研磨することができる。必要に応じて、他の金属、例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン、それら金属の合金、及び他の金属、等をケース部分１２−１に使用することができる。
【００４１】
ハウジング１２−２は、絶縁体で形成することができる。ハウジング１２−２に絶縁体を使用する効果は、装置１０のアンテナ５４のアンテナ共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂがハウジング１２の金属側壁と干渉せずに動作するのを許すことである。１つの適当な構成では、ハウジング部分１２−２は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマーをベースとするプラスチック（時々ＡＢＳプラスチックと称される）から形成されるプラスチックキャップである。これらは、装置１０のためのハウジング材料を単に例示するものに過ぎない。例えば、装置１０のハウジングは、実質的にプラスチック又は他の絶縁体で形成され、実質的に金属又は他の導体で形成され、或いは他の適当な材料又は材料の組み合わせで形成される。
【００４２】
コンポーネント５２のようなコンポーネントは、装置１０内の１つ以上の回路ボードに装着することができる。典型的なコンポーネントは、集積回路、ＬＣＤスクリーン、及びユーザ入力インターフェイスボタンを含む。又、装置１０は、典型的に、（一例として）ハウジング１２の後面に沿って装着されるバッテリも含む。又、装置１０内の１つ以上の回路ボードにはトランシーバ回路５２Ａ及び５２Ｂも装着される。必要に応じて、より多くのトランシーバがあってもよい。２つのアンテナ及び２つのトランシーバがある装置１０の構成では、各トランシーバは、各アンテナを通して高周波信号を送信するのに使用されると共に、各アンテナを通して高周波信号を受信するのに使用される。例えば、トランシーバ５２Ａは、セルラー電話の高周波信号を送信及び受信するのに使用され、そしてトランシーバ５２Ｂは、通信帯域、例えば、２１７０ＭＨｚ帯域の３Ｇデータ通信帯域（一般的にＵＭＴＳ即ちユニバーサル移動テレコミュニケーションシステムと称される）、２．４ＧＨｚ及び５．０ＧＨｚのＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）帯域、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域、又は１５５０ＭＨｚのグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）帯域において信号を送信するのに使用される。
【００４３】
装置１０内の回路ボード（１つ又は複数）は、適当な材料から形成することができる。１つの例示的な構成では、装置１０には、多層のプリント回路ボードが設けられる。それらの層の少なくとも１つは、グランドプレーン５４−２のようなグランドプレーンを形成する導体の大きな非中断平面領域を有することができる。典型的なシナリオでは、グランドプレーン５４−２は、装置１０及びハウジング１２の一般的な長方形形状に適合し且つハウジング１２の長方形横寸法に一致する長方形である。グランドプレーン５４−２は、必要に応じて、導電性ハウジング部分１２−１に電気的に接続される。
【００４４】
多層プリント回路ボードに対する適当な回路ボード材料は、フェノール樹脂が含浸されたペーパー、エポキシ樹脂が含浸されたガラスファイバマットのようなガラスファイバで強化された樹脂（時々ＦＲ−４と称される）、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、及びセラミックを含む。ＦＲ−４のような材料から製造された回路ボードは、通常入手できるもので、法外な費用がかかるものではなく、複数の金属層（例えば、４つの層）で製造することができる。ポリイミドのような柔軟な回路ボード材料を使用して形成されるいわゆるフレックス回路も、装置１０に使用することができる。例えば、フレックス回路は、アンテナ５４に対するアンテナ共振素子を形成するのに使用できる。
【００４５】
図３Ａの例示的構成に示したように、グランドプレーン素子５４−２及びアンテナ共振素子５４−１Ａは、装置１０の第１アンテナを形成する。グランドプレーン素子５４−２及びアンテナ共振素子５４−１Ｂは、装置１０に対する第２アンテナを形成する。これら２つのアンテナに加えて、必要に応じて、他のアンテナを装置１０に対して設けることができる。このような付加的なアンテナは、必要に応じて、問題とする重畳する周波数帯域（即ち、これらアンテナ５４の１つが動作する帯域）に対して付加的な利得を与えるように構成されてもよいし、又は問題とする異なる周波数帯域（即ち、アンテナ５４の範囲外の帯域）においてカバレージを与えるように使用されてもよい。
【００４６】
アンテナのグランドプレーン素子５４−２並びに共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂを形成するのに適当な導電性材料を使用することができる。アンテナのための適当な導電性材料は、例えば、銅、黄銅、銀及び金のような金属を含む。又、必要に応じて、金属以外の導体も使用できる。アンテナ５４の導電性素子は、典型的に薄いものである（例えば、０．２ｍｍ）。
【００４７】
トランシーバ回路５２Ａ及び５２Ｂ（即ち、図２のトランシーバ回路４４）は、１つ以上の集積回路及びそれに関連した個別コンポーネント（例えば、フィルタリングコンポーネント）の形態で設けることができる。これらのトランシーバ回路は、１つ以上の送信器集積回路、１つ以上の受信器集積回路、スイッチング回路、増幅器、等を含む。トランシーバ回路５２Ａ及び５２Ｂは、同時に動作することができる（例えば、一方が送信する間に他方が受信でき、両方が同時に送信でき、又は両方が同時に受信できる）。
【００４８】
各トランシーバは、送信及び受信される高周波信号が搬送される関連同軸ケーブル又は他の伝送線を有する。図３Ａの例に示すように、伝送線５６Ａ（例えば、同軸ケーブル）は、トランシーバ５２Ａ及びアンテナ共振素子５４−１Ａを相互接続するのに使用され、そして伝送線５６Ｂ（例えば、同軸ケーブル）は、トランシーバ５２Ｂ及びアンテナ共振素子５４−１Ｂを相互接続するのに使用される。この形式の構成では、トランシーバ５２Ｂは、共振素子５４−１Ｂ及びグランドプレーン５４−２から形成されたアンテナを経てＷｉＦｉ送信を取り扱うことができ、一方、トランシーバ５２Ａは、共振素子５４−１Ａ及びグランドプレーン５４−２から形成されたアンテナを経てセルラー電話送信を取り扱うことができる。
【００４９】
本発明の一実施形態による例示的装置１０の上面図が図３Ｂに示されている。図３Ｂに示すように、トランシーバ５２Ａ及びトランシーバ５２Ｂのようなトランシーバ回路は、各伝送線５６Ａ及び５６Ｂを経てアンテナ共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂと相互接続される。グランドプレーン５４−２は、実質的に長方形の形状を有する（即ち、グランドプレーン５４−２の横方向寸法は、装置１０のそれに一致する）。グランドプレーン５４−２は、１つ以上のプリント回路ボード導体、導電性ハウジング部分（例えば、図３Ａのハウジング部分１２−１）、又は他の適当な導電性構造体から形成される。
【００５０】
アンテナ共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂ、並びにグランドプレーン５４−２は、適当な形状で形成することができる。ここに例示する１つの構成では、アンテナ５４の１つ（即ち、共振素子５４−１Ａから形成されたアンテナ）は、その少なくとも一部分は、平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）構造をベースとするものであり、そして他のアンテナ（即ち、共振素子５４−１Ｂから形成されたアンテナ）は、平面ストリップ構成をベースとするものである。この実施形態は、ここで一例として説明するが、必要に応じて、共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂに他の適当な形状が使用されてもよい。
【００５１】
装置１０に使用できる例示的ＰＩＦＡ構造体が図４に示されている。図４に示すように、ＰＩＦＡ構造体５４は、グランドプレーン部分５４−２及び平面共振素子部分５４−１を有する。アンテナは、正の信号及び接地信号を使用してフィードされる。正の信号が与えられるアンテナの部分は、時々、アンテナの正端子又はフィード端子と称される。又、この端子は、アンテナの信号端子又は中心導体端子とも称される。接地信号が与えられるアンテナの部分は、アンテナの接地部、アンテナの接地端子、アンテナのグランドプレーン、等と称される。図４のアンテナ５４では、フィード導体５８は、正のアンテナ信号を信号端子６０からアンテナ共振素子５４−１へルーティングするのに使用される。接地端子６２は、アンテナの接地部を形成するグランドプレーン５４−２へ短絡される。
【００５２】
図４のアンテナ５４のようなＰＩＦＡアンテナにおけるグランドプレーンの寸法は、一般的に、装置１０のハウジング１２により許された最大サイズに適合するサイズとされる。アンテナグランドプレーン５４−２は、横方向寸法６８の巾Ｗ及び横方向寸法６６の長さＬを有する長方形の形状である。寸法６６であるアンテナ５４の長さは、その動作周波数に影響する。寸法６８及び６６は、時々、水平寸法と称される。共振素子５４−１は、典型的に、垂直寸法に沿って、グランドプレーン５４−２から数ｍｍ離間される。寸法６４であるアンテナ５４のサイズは、時々、アンテナ５４の高さＨと称される。
【００５３】
図４のＰＩＦＡアンテナ５４の断面図が図５に示されている。図５に示すように、信号端子６０及び接地端子６２を使用して、高周波信号がアンテナ５４にフィードされ（送信時）、及びアンテナ５４から受信される（受信時）。典型的な構成では、同軸導体又は他の伝送線は、その中心導体が点６０に電気的に接続され、そしてその接地導体が点６２に電気的に接続される。
【００５４】
図４及び５に例示するアンテナ５４により表された形式のアンテナの予想性能のグラフが図６に示されている。予想される定在波比（ＳＷＲ）値が、周波数の関数としてプロットされている。図４及び５のアンテナ５４の性能が実線６３で示されている。図示されたように、周波数ｆ１にＳＷＲ値の減少があり、これは、アンテナが周波数ｆ１を中心とする周波数帯域で良く機能することを示している。又、ＰＩＦＡアンテナ５４は、周波数ｆ２のような高調波でも動作する。周波数ｆ２は、ＰＩＦＡアンテナ５４の第２高調波を表す（即ち、ｆ２＝２ｆ１）。アンテナ５４の寸法は、周波数ｆ１及びｆ２が、問題とする通信帯域と整列されるように選択される。周波数ｆ１（及び高調波周波数２ｆ１）は、寸法６６であるアンテナ５４の長さＬに関連している（Ｌは、周波数ｆ１における波長の１／４にほぼ等しい）。
【００５５】
寸法６４である図４及び５のアンテナ５４の高さＨは、共振素子５４−１Ａとグランドプレーン５４−２との間の近フィールド結合の量により制限される。指定のアンテナ帯域巾及び利得に対して、性能に悪影響を及ぼさずに高さＨを減少することはできない。他の変数が全て等しいとすれば、高さＨを減少すると、アンテナ５４の帯域巾及び利得が減少させられる。
【００５６】
図７に示すように、ＰＩＦＡアンテナの最小垂直寸法は、アンテナ共振素子５４−１Ａの下のエリアに絶縁体領域７０を導入することにより最小帯域巾及び利得制約を依然満足しながら、減少することができる。絶縁体領域７０は、空気、プラスチック又は他の適当な絶縁体が充填され、グランドプレーン５４−２の破断又は除去部分を表す。除去又は空領域７０は、グランドプレーン５４−２における１つ以上の穴から形成される。これらの穴は、方形、円形、楕円、多角形、等で良く、グランドプレーン５４−２の付近の隣接導電性構造体を通して延びる。図７に示す１つの適当な構成では、除去領域７０は、長方形であり、スロットを形成する。スロットは、適当なサイズでよい。例えば、スロットは、図３Ｂの上面図の方向から見て共振素子５４−１Ａ及び５４−２の最も外側の長方形輪郭より若干小さくてよい。典型的な共振素子の横方向寸法は、０．５ｃｍから１０ｃｍ程度である。
【００５７】
スロット７０が存在すると、共振素子５４−１Ａとグランドプレーン５４−２との間の近フィールド電磁結合を減少し、帯域巾及び利得制約の所定セットを満足しながら、垂直寸法６４の高さＨを、そうでない場合に考えられるものより小さくすることができる。例えば、高さＨは、１−５ｍｍの範囲でよく、２−５ｍｍの範囲でよく、２−４ｍｍの範囲でよく、１−３ｍｍの範囲でよく、１−４ｍｍの範囲でよく、１−１０ｍｍの範囲でよく、１０ｍｍより低くてもよく、４ｍｍより低くてもよく、３ｍｍより低くてもよく、２ｍｍより低くてもよく、或いはグランドプレーン素子５４−２より上の垂直変位の他の適当な範囲内でもよい。
【００５８】
必要に応じて、スロット７０を含むグランドプレーン５４−２の部分は、スロットアンテナを形成するのに使用されてもよい。スロットアンテナ構造体をＰＩＦＡ構造体と同時に使用して、ハイブリッドアンテナ５４を形成することができる。ＰＩＦＡ動作特性及びスロットアンテナ動作特性の両方を示すようにアンテナ５４を動作することにより、アンテナ性能を改善することができる。
【００５９】
例示的スロットアンテナの上面図が、図８に示されている。図８のアンテナ７２は、典型的に、紙面に向かって寸法が薄い（即ち、アンテナ７２は、その平面が紙面に横たわる状態で平坦である）。アンテナ７０の中央にスロット７０が形成される。ケーブル５６Ａ又は他の伝送線経路のような同軸ケーブルを使用して、アンテナ７２にフィードする。図８の例では、アンテナ７２は、同軸ケーブル５６Ａの中心導体８２が信号端子８０（即ち、アンテナ７２の正端子又はフィード端子）に接続され、且つケーブル５６Ａの接地導体を形成する同軸ケーブル５６Ａの外側編組が接地端子７８に接続されるように、フィードされる。
【００６０】
図８の構成を使用してアンテナ７２がフィードされるときには、アンテナの性能が図９のグラフにより与えられる。図９に示すように、アンテナ７２は、中心周波数ｆ２を中心とする周波数帯域で動作する。中心周波数ｆ２は、スロット７０の寸法により決定される。スロット７０は、内周Ｐが、寸法Ｘの２倍と寸法Ｙの２倍との和に等しい（即ち、Ｐ＝２Ｘ＋２Ｙ）というものである。中心周波数ｆ２では、周囲Ｐが１波長に等しい。
【００６１】
中心周波数ｆ２は、周囲Ｐの適切な選択により同調できるので、図８のスロットアンテナは、図９のグラフの周波数ｆ２が図６のグラフの周波数ｆ２と一致するように構成することができる。スロット７０がＰＩＦＡ構造体と結合されるアンテナ設計では、スロット７０の存在で、周波数ｆ２におけるアンテナの利得が増加する。周波数ｆ２の付近では、スロット７０の使用による性能の増加で、図６に点線７９により与えられたアンテナ性能プロットが生じる。
【００６２】
端子８０及び７８の位置は、インピーダンス整合のために選択される。必要に応じて、スロット７０の１つの角の周りに延びる端子８４及び８６のような端子を使用して、アンテナ７２にフィードすることができる。この状況では、端子８４と８６との間の距離は、アンテナ７２のインピーダンスを適切に調整するよう選択される。図８に示す構成では、端子８４及び８６は、例えば、スロットアンテナ接地端子及びスロットアンテナ信号端子として各々構成されて示されている。必要であれば、端子８４を接地端子として使用でき、そして端子８６を信号端子として使用できる。スロット７０は、典型的に、空気充填であるが、一般的に、適当な絶縁体が充填されてもよい。
【００６３】
スロット７０を共振素子５４−１のようなＰＩＦＡ形式の共振素子と組み合わせて使用することにより、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナが形成される。ハンドヘルド電子装置１０は、必要に応じて、この形式のＰＩＦＡ／スロットハイブリッドアンテナ（例えば、セルラー電話通信用の）及びストリップアンテナ（例えば、ＷｉＦｉ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用の）を有することができる。
【００６４】
図１０には、共振素子５４−１Ａ、スロット７０、及びグランドプレーン５４−２により形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナが２つの同軸ケーブル（又は他の伝送線）を使用してフィードされる構成が示されている。アンテナが図１０に示すようにフィードされるときには、アンテナのＰＩＦＡ及びスロットの両アンテナ部分がアクティブである。その結果、図１０のアンテナ５４は、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットモードで動作する。同軸ケーブル５６Ａ−１及び５６Ａ−２は、各々、内側導体８２−１及び８２−２を有している。又、同軸ケーブル５６Ａ−１及び５６Ａ−２は、各々、外側の導電性編組接地導体も有する。同軸ケーブル５６Ａ−１の外側編組導体は、接地端子８８においてグランドプレーン５４−２へ電気的に短絡される。ケーブル５６Ａ−２の接地部分は、接地端子９２においてグランドプレーン５４−２へ短絡される。同軸ケーブル５６Ａ−１及び５６Ａ−２からの信号接続は、各々、信号端子９０及び９４において行われる。
【００６５】
図１０の構成では、アンテナ端子の２つの個別のセットが使用される。同軸ケーブル５６Ａ−１は、接地端子８８及び信号端子９０を使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分にフィードし、そして同軸ケーブル５６Ａ−２は、接地端子９２及び信号端子９４を使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ部分にフィードする。それ故、アンテナターミナルの各セットは、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナに対する個別のフィードとして動作する。信号端子９０及び接地端子８８は、アンテナのＰＩＦＡ部分に対するアンテナ端子として働き、一方、信号端子９４及び接地端子９２は、アンテナ５４のスロット部分に対するアンテナフィード点として働く。これら２つの個別のアンテナフィードは、アンテナが、そのＰＩＦＡ及びそのスロット特性の両方を同時に使用して機能するのを許す。必要に応じて、フィードの向きを変えることができる。例えば、同軸ケーブル５６Ａ−２は、点９４を接地端子として且つ点９２を信号端子として使用するか、又はスロット７０の周囲に沿って他の点に配置された接地及び信号端子を使用して、スロット７０に接続することができる。
【００６６】
伝送線５６Ａ−１及び５６−２のような複数の伝送線がハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナに使用されるときには、各伝送線を各トランシーバ回路（例えば、図３Ａ及び３Ｂのトランシーバ回路５２Ａのような２つの対応するトランシーバ回路）に関連付けることができる。
【００６７】
ハンドヘルド装置１０の動作中に、図３Ｂの共振素子５４−１Ａから形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナ、及びグランドプレーン５４−２において素子５４−１Ａの下に配置された対応するスロットは、８５０及び９００ＭＨｚ並びに１８００及び１９００ＭＨｚ（又は他の適当な周波数帯域）におけるＧＳＭセルラー電話帯域をカバーするように使用でき、一方、ストリップアンテナ（又は他の適当なアンテナ構造体）は、周波数ｆｎを中心とする付加的な帯域（又は別の適当な１つ又は複数の周波数帯域）をカバーするように使用できる。共振素子５４−１Ｂから形成されるストリップアンテナ又は他のアンテナのサイズを調整することにより、周波数ｆｎは、問題とする適当な周波数帯域（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＷｉＦｉについては２．４ＧＨｚ、ＵＭＴＳについては２１７０ＭＨｚ、又はＧＰＳについては１５５０ＭＨｚ）に合致するように制御することができる。
【００６８】
２つのアンテナ（例えば、共振素子５４−１Ａ及び対応スロットから形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナ、並びに共振素子５４−２から形成されたアンテナ）を使用するときの装置１０のワイヤレス性能を示すグラフが図１１に示されている。図１１の例では、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ動作特性は、８５０／９００ＭＨｚ及び１８００／１９００ＭＨｚのＧＳＭセルラー電話帯域をカバーするように使用され、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ動作特性は、１８００／１９００ＭＨｚレンジにおける付加的な利得及び帯域巾を与えるように使用され、そして共振素子５４−１Ｂから形成されたアンテナは、ｆｎを中心とする周波数帯域（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＷｉＦｉについては２．４ＧＨｚ、ＵＭＴＳについては２１７０ＭＨｚ、又はＧＰＳについては１５５０ＭＨｚ）をカバーするように使用される。この構成は、４つのセルラー電話帯域及びデータ帯域のためのカバレージを与える。
【００６９】
必要に応じて、共振素子５４−１Ａ及びスロット７０から形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナは、単一同軸ケーブル又は他のそのような伝送線を使用してフィードされる。単一伝送線を使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分及びスロット部分の両方を同時にフィードし、且つ共振素子５４−１Ｂから形成されたストリップアンテナを使用して装置１０の付加的な周波数カバレージを与える例示的構成が図１２に示されている。グランドプレーン５４−２は、（例えば）金属から形成される。グランドプレーン５４−２のエッジ９６は、グランドプレーン５４−２の金属を上方に曲げることにより形成される。ハウジング１２（図３）に挿入するときに、エッジ９６は、金属ハウジング部分１２−１の側壁内に載せられる。必要に応じて、グランドプレーン５４−２は、プリント回路ボードの１つ以上の金属層、金属ホイル、ハウジング１２の部分、又は他の適当な導電性構造体を使用して形成されてもよい。
【００７０】
図１２の実施形態では、共振素子５４−１Ｂは、導電性の枝１２２及び導電性の枝１２０から形成されたＬ字型の導電性ストリップを有する。枝１２０及び１２２は、絶縁体支持構造体１０２によって支持される金属から形成される。１つの適当な構成では、図１２の共振素子構造体は、支持構造体１０２に（例えば、接着剤で）取り付けられるパターン化されたフレックス回路の一部分として形成される。
【００７１】
同軸ケーブル５６Ｂ又は他の適当な伝送線は、接地端子１３２に接続される接地導体、及び信号端子１２４に接続される信号導体を有する。伝送線をアンテナに取り付けるために適当なメカニズムが使用される。図１２の例では、同軸ケーブル５６Ｂの外側の編組接地導体は、金属タブ１３０を使用して接地端子１３２に接続される。金属タブ１３０は、ハウジング部分１２−１に短絡される（例えば、導電性接着剤を使用して）。伝送線接続構造体１２６は、例えば、小型ＵＦＬ同軸コネクタである。コネクタ１２６の接地部は、端子１３２に短絡され、そしてコネクタ１２６の中心導体は、導電性経路１２４に短絡される。
【００７２】
アンテナ５４−１Ｂにフィードするときに、端子１３２は、アンテナの接地端子を形成すると考えられ、そしてコネクタ１２６の中心導体及び／又は導電性経路１２４は、アンテナの信号端子を形成すると考えられる。導電性経路１２４が導電性ストリップ１２０と合流するところの寸法１２８に沿った位置は、インピーダンス整合のために調整することができる。
【００７３】
図１２のハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナの平面アンテナ共振素子５４−１Ａは、短いアーム９８及び長いアーム１００を伴うＦ字型構造体を有する。アーム９８及び１００の長さ、並びにスロット７０及びグランドプレーン５４−２のような他の構造体の寸法は、装置１０の周波数カバレージ及びアンテナ分離特性を同調するように調整することができる。例えば、グランドプレーン５４−２の長さＬは、共振素子５４−１Ａで形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分が８５０／９００ＭＨｚのＧＳＭ帯域で共振して、図１１の周波数ｆ１においてカバレージを与えるように構成することができる。アーム１００の長さは、１８００／１９００ＭＨｚ帯域で共振するように選択され、ＰＩＦＡ／スロットアンテナが図１１の周波数ｆ２においてカバレージを与える上で助けとなる。スロット７０の周囲は、１８００／１９００ＭＨｚ帯域で共振するように構成され、これにより、アーム１００の共振を強化し、更に、ＰＩＦＡ／スロットアンテナが図１１の周波数ｆ２においてカバレージを与える上で助けとなる（即ち、図６に示すように、性能を実線６３から周波数ｆ２付近の点線７９へ改善することにより）。
【００７４】
アーム９８は、共振素子５４−１Ａから形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナと、共振素子５４−１Ｂから形成されたＬ字型ストリップアンテナとの間の干渉を減少する分離素子として働くことができる。アーム９８の寸法は、希望の周波数において最大となる分離を導入するように構成することができ、これは、アームなしでは存在しないものである。アーム９８の寸法を構成することで、共振素子５４−１Ａから接地平面５４−２に誘起される電流を操作できると考えられる。この操作は、共振素子５４−１Ｂの信号及び接地エリアの周りに誘起される電流を最小にすることができる。これらの電流を最小にすることで、ひいては、２つのアンテナフィード間の信号結合を減少する。この構成では、アーム９８は、共振素子５４−１Ｂから形成されたアンテナのフィードにおいて（即ち、経路１２２及び１２４の付近で）アーム１００により誘起される電流を最小にする周波数で共振するように構成することができる。
【００７５】
更に、アーム９８は、素子５４−１Ａに対する放射アームとして働くことができる。その共振は、素子５４−１Ａの帯域巾に追加することができ、そしてたとえその共振がスロット７０及びアーム１００により定義されたものとは異なるとしても、帯域内効率を改善することができる。典型的に、素子５１−１Ｂからの周波数分離を減少する放射素子５１−１Ａの帯域巾の増加は、分離にとって有害となる。しかしながら、アーム９８によって与えられる余分な分離が、この否定的な作用を除去し、更に、アーム９８を伴わない素子５４−１Ａと５４−１Ｂとの間の分離に対して著しい改善を与える。
【００７６】
アーム９８のような分離素子の使用が装置１０のアンテナ分離性能に及ぼす影響が、図１３のグラフに示されている。他のアンテナに対する信号の結果として１つのアンテナに現れる信号の量（アンテナに対するＳ２１値）が、周波数の関数としてプロットされている。装置１０に要求される分離の量は、トランシーバに使用される回路の形式、望ましいデータレートの形式、予想される外部干渉の量、動作の周波数帯域、装置１０で実行されるアプリケーションの形式、等、に依存する。一般的に、７ｄＢ以下の分離レベルでは不充分であると考えられ、２０−２５ｄＢの分離レベルが良好と考えられる。ここに例示するハンドヘルド電子装置のための望ましい最小分離レベルが実線１４２で示されている。この例が示すように、アンテナ干渉の量に対して所与の設計で許容し得る周波数依存性がある。分離の要求は、（例えば）周波数ｆ２付近での動作の方が、周波数ｆ１及びｆｎで動作するときより少なくてよい。
【００７７】
図１３の例では、ストリップアンテナは、２．４ＧＨｚ（例えば、ＷｉＦｉ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのための）で動作するように構成されている。一点鎖線１４４は、アーム９８のような分離素子を使用しないときのアンテナの分離性能を表す。この線１４４で示されたように、この形式のアンテナ構成に対する分離性能は、２．４ＧＨｚでの分離が７ｄＢ未満であるから、不充分である。対照的に、破線１４０は、アーム９８のような分離素子を使用する図１２に示す形式のアンテナの分離性能を示す。アーム９８が使用されたときには、分離性能が改善される。線１４０の位置で示されたように、図１２に示すアンテナの分離性能は、線１４２により設定された最小要件を満足し又はそれを越える。
【００７８】
図１２に示すように、共振素子５４−１Ａ及び共振素子５４−１Ｂのアーム９８及び１００は、支持構造体１０２に装着することができる。支持構造体１０２は、プラスチック（例えば、ＡＢＳプラスチック）又は他の適当な絶縁体で形成される。この構造体１０２の表面は、フラットでもよいし、カーブしていてもよい。共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂは、支持構造体１０２に直接形成されてもよいし、又は（例えば）支持構造体１０２に取り付けられるフレックス回路基板のような個別構造体に形成されてもよい。
【００７９】
共振素子５４−１Ａ及び５４−Ｂは、金属の型抜、導電性テープ又は他の柔軟な構造体のカッティング、エッチング又はミリング、プラスチック又は他の適当な基板にスパッタ堆積された金属のエッチング、導電性スラリからの印刷（例えば、スクリーン印刷技術による）、接着剤、スクリュー又は他の適当な固定メカニズムにより支持体１０２に取り付けられたフレックス回路基板の一部分を形成する銅のような金属のパターン化、等の適当なアンテナ製造技術によって形成される。
【００８０】
導電性ストリップ１０４のような導電性経路は、共振素子５４−１Ａを端子１０６においてグランドプレーン５４−２に電気的に接続するのに使用される。端子１０６におけるスクリュー又は他の固定具を使用して、ストリップ１０４（ひいては、共振素子５４−１Ａ）をグランドプレーン５４−２のエッジ９６に電気的及び機械的に接続することができる。又、ストリップ１０４のような導電性構造体、及びアンテナにおける他のそのような構造体は、導電性接着剤を使用して互いに電気的に接続することができる。
【００８１】
ケーブル５６Ａ又は他の伝送線のような同軸ケーブルは、高周波信号を送信及び受信するためにハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナに接続することができる。同軸ケーブル又は他の伝送線は、適当な電気的及び機械的取り付けメカニズムを使用してハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナの構造体に接続することができる。図１２に示す構成に示されたように、小型ＵＦＬ同軸コネクタ１１０を使用して、同軸ケーブル５６Ａ又は他の伝送線をアンテナ導体１１２に接続することができる。同軸ケーブルの中心導体又は他の伝送線は、コネクタ１１０の中心コネクタ１０８に接続される。同軸ケーブルの外側の編組接地導体は、点１１５においてコネクタ１１０を経てグランドプレーン５４−２に電気的に接続される（そして必要に応じて、コネクタ１１０の上流の他の取り付け点においてグランドプレーン５４−２に短絡されてもよい）。
【００８２】
導体１０８は、アンテナ導体１１２に電気的に接続される。導体１１２は、支持構造体１０２の側壁面に形成された金属のストリップのような導電性素子から形成される。導体１１２は、共振素子５４−１Ａへ直接電気的に接続されてもよいし（例えば、部分１１６に）、或いは同調キャパシタ１１４又は他の適当な電気的コンポーネントを経て共振素子５４−１Ａに電気的に接続されてもよい。同調キャパシタ１１４のサイズは、アンテナ５４を同調すると共に、アンテナ５４が装置１０の当該周波数帯域をカバーすることを保証するように、選択することができる。
【００８３】
スロット７０は、図１２の共振素子５４−１Ａの下に横たわる。中心導体１０８からの信号は、アンテナ導体１１２、任意のキャパシタ１１４又は他のそのような同調コンポーネント、アンテナ導体１１７、及びアンテナ導体１０４から形成された導電性経路を使用して、スロット７０の付近でグランドプレーン５４−２上の点１０６へルーティングされる。
【００８４】
図１２の構成は、単一の同軸ケーブル又は他の伝送線経路が、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分及びスロット部分の両方に同時にフィードするのを許す。
【００８５】
接地部１１５は、グランドプレーン５４−２においてスロット７０により形成されたハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ部分に対する接地端子として機能する。点１０６は、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ部分に対する信号端子として働く。信号は、導電性経路１１２、同調素子１１４、経路１１７及び経路１０４により形成された経路を経て点１０６にフィードされる。
【００８６】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分については、点１１５がアンテナ接地部として働く。中心導体１０８、及び導体１１２へのその取り付け点は、ＰＩＦＡに対する信号端子として働く。導体１１２は、フィード導体として働き、信号端子１０８からＰＩＦＡ共振素子５４−１へ信号をフィードする。
【００８７】
動作中に、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分及びスロットアンテナ部分は、両方とも、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナの性能に貢献する。
【００８８】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ機能は、点１１５をＰＩＦＡ接地端子として使用し（図７の端子６２のように）、同軸中心導体が導電性構造体１１２に接続する点１０８をＰＩＦＡ信号端子として使用し（図７の端子６０のように）、且つ導電性構造体１１２をＰＩＦＡフィード導体として使用する（図７のフィード導体５８のように）ことにより、得られる。動作中に、アンテナ導体１１２は、図４及び５において導体５８が高周波信号を端子６０から共振素子５４−１Ａへルーティングするのと同様に、高周波信号を端子１０８から共振素子５４−１Ａへルーティングするように働き、一方、導電性の線１０４は、図４及び５の接地部分６１と同様に、共振素子５４−１をグランドプレーン５４−２に終端するように働く。
【００８９】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのスロットアンテナ機能は、接地部１１５をスロットアンテナ接地端子として使用し（図８の端子８６のように）、アンテナ導体１１２、同調素子１１４、アンテナ導体１１７、及びアンテナ導体１０４で形成された導電性経路を図８の導体８２又は図１０の導体８２−２として使用し、且つ端子１０６をスロットアンテナ信号端子として使用する（図８の端子８４のように）ことにより、得られる。
【００９０】
図１０に例示される構成は、スロットアンテナ接地端子９２及びＰＩＦＡアンテナ接地端子８８がグランドプレーン５４−２上の個別の位置でどのように形成されるかを示す。図１２の構成では、単一の同軸ケーブルを使用して、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分、及びこのアンテナのスロット部分の両方にフィードすることができる。これは、端子１１５が、ハイブリッドアンテナのＰＩＦＡ部分に対するＰＩＦＡ接地端子、及びハイブリッドアンテナのスロットアンテナ部分に対するスロットアンテナ接地端子の両方として働くからである。又、ハイブリッドアンテナのＰＩＦＡ及びスロットアンテナ部分の接地端子が、共通の接地端子構造体により与えられると共に、導電性経路１１２、１１７及び１０４が、ＰＩＦＡ及びスロットアンテナ動作のために必要に応じて高周波信号を共振素子５４−１Ａ及びグランドプレーン５４−２へ及びそれらから分配するように働くので、単一伝送線（例えば、同軸導体５６）を使用して、高周波信号を送信及び受信することができ、これらの信号は、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ及びスロットの両部分を使用して送信及び受信される。
【００９１】
必要に応じて、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロット動作をサポートする他のアンテナ構成を使用してもよい。例えば、同調キャパシタ１１４の高周波同調能力は、１つ以上のインダクタ、１つ以上の抵抗器、直接短絡金属ストリップ、キャパシタ、又はそのようなコンポーネントの組み合わせのような、他の適当な同調コンポーネントのネットワークにより設けることができる。又、１つ以上の同調ネットワークを、アンテナ構造体の異なる位置においてハイブリッドアンテナに接続することもできる。これらの構成は、単一フィード及びマルチフィード伝送線配列と共に使用できる。
【００９２】
更に、ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナにおける信号端子及び接地端子の位置は、図１２に示すものとは異なってもよい。例えば、接続導体１１２、１１７及び１０４が適当に変更されるならば、端子１１５／１０８及び端子１０６を、図１２に示す位置に対して移動することができる。
【００９３】
ハイブリッドＰＩＦＡ／スロットアンテナのＰＩＦＡ部分は、図１２のアーム９８及び１００のような１つ以上のアームを有する実質的にＦ字型の導電性素子を使用するか、又は他の構成（例えば、まっすぐ、曲がりくねった、カーブした、９０°の屈曲を有する、１８０°の屈曲を有する、等のアーム）を使用して、設けることができる。又、共振素子５４−１Ｂで形成されたストリップアンテナを、他の形状の導体から形成することもできる。共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂのアーム又は他の部分に対して異なる形状を使用することは、アンテナ設計者がアンテナ５４の周波数応答をその希望の動作周波数に対して適合させそして分離を最大にする上で助けとなる。共振素子５４−１Ａ及び５４−１Ｂの構造体のサイズは、必要に応じて調整することができる（例えば、特定の動作帯域に対して利得及び／又は帯域巾を増加又は減少し、特定の周波数において分離を改善し、等々のために）。
【００９４】
一実施形態によれば、高周波信号を送信及び受信する第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路と、高周波信号を搬送するために前記第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路に各々関連した第１及び第２の伝送線と、前記第１伝送線に接続された第１アンテナ及び前記第２伝送線に接続された第２アンテナと、前記第１アンテナに関連し、前記第２アンテナが動作する周波数帯域で共振し、且つ同時のアンテナ動作中に前記第１アンテナと第２アンテナとの間の干渉を減少する分離素子と、を備えたハンドヘルド電子装置のワイヤレス通信回路が提供される。
【００９５】
別の実施形態によれば、前記第１アンテナは、平面アンテナ共振素子を含み、そして前記分離素子は、その平面アンテナ共振素子の一部分として形成される。
【００９６】
別の実施形態によれば、前記第１アンテナは、ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、そして全分離素子は、そのハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナにおける平面逆Ｆ共振素子の一部分として形成される。
【００９７】
別の実施形態によれば、前記第１アンテナは、平面逆Ｆ共振素子を有するハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記平面逆Ｆ共振素子は、短いアーム及び長いアームを含み、そして前記分離素子は、短いアームから形成される。
【００９８】
別の実施形態によれば、前記第１アンテナは、平面逆Ｆ共振素子を有するハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記第２アンテナは、ストリップアンテナを含み、前記平面逆Ｆ共振素子は、短いアーム及び長いアームを含み、そして前記分離素子は、短いアームから形成される。
【００９９】
一実施形態によれば、横方向寸法を有するハウジングと、横方向寸法が前記ハウジングの横方向寸法に実質的に等しい実質的に長方形のグランドプレーン素子であって、この長方形のグランドプレーン素子の部分が、その長方形のグランドプレーン素子の一端に絶縁体充填長方形スロットを画成するようなグランドプレーン素子と、各第１及び第２アンテナ共振素子を有する第１及び第２アンテナであって、その第１アンテナは、前記第１アンテナ共振素子が前記スロットの上に配置された平面共振素子を含むようなハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記平面共振素子は、前記第２アンテナとの共通周波数で共振し且つ前記第１及び第２アンテナの同時動作中に前記第２アンテナと第１アンテナとの間の干渉を減少する分離素子を含むような第１及び第２アンテナと、を備えたハンドヘルド電子装置が提供される。
【０１００】
別の実施形態によれば、前記第２共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性ストリップを含み、そして前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域において第１及び第２アンテナを分離する上で役立つ。
【０１０１】
別の実施形態によれば、前記ハンドヘルド電子装置は、第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性ストリップを含み、そして前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立つ。
【０１０２】
別の実施形態によれば、前記ハンドヘルド電子装置は、第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性構造体を含み、前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立ち、そして前記第１アンテナ共振素子は、前記分離素子として働く第１アーム、及び前記第２通信周波数レンジで共振する第２アームを含む。
【０１０３】
別の実施形態によれば、前記ハンドヘルド電子装置は、第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振するＬ字型金属ストリップを含み、前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立ち、前記第１アンテナ共振素子は、前記分離素子として働く短いアーム、及び前記第２通信周波数レンジで共振する長いアームを含み、そして前記スロットは、前記第１アンテナが前記第２通信周波数レンジで共振するように構成される。
【０１０４】
一実施形態によれば、第１アームから形成されたアンテナ分離素子を有すると共に、第２アームを有する第１平面共振素子をもつ第１アンテナと、第２平面共振素子及びフィードを有する第２アンテナとを備え、前記第１アームは、前記第２アンテナのフィードにおいて前記第２アームにより誘起される電流を最小にする周波数で共振する、ワイヤレスハンドヘルド電子装置回路が提供される。
【０１０５】
別の実施形態によれば、ワイヤレスハンドヘルド電子装置回路は、少なくとも第１アンテナに対する接地部として働く平面接地素子を更に備え、この平面接地素子は、前記第１平面共振素子に隣接する長方形の絶縁体充填スロットを有する実質的に長方形の平面接地素子を含む。
【０１０６】
別の実施形態によれば、ワイヤレスハンドヘルド電子装置回路は、前記第１及び第２のアンテナ共振素子が装着される絶縁体支持構造体を更に備えている。
【０１０７】
別の実施形態によれば、ワイヤレスハンドヘルド電子装置回路は、前記第１アンテナ及び第２アンテナのための接地部として働く平面接地素子と、前記第１及び第２のアンテナ共振素子が装着される絶縁体支持構造体と、を更に備えている。
【０１０８】
別の実施形態によれば、ワイヤレスハンドヘルド電子装置回路は、絶縁体支持構造体を更に備え、前記第１及び第２のアンテナ共振素子は、フレックス回路から形成され、そして前記フレックス回路は、前記絶縁体支持構造体に装着される。
【０１０９】
一実施形態によれば、データを記憶する記憶装置と、この記憶装置に結合されて、ワイヤレス送信のためのデータを発生すると共に、ワイヤレス受信したデータを処理する処理回路と、トランシーバ回路、第１及び第２アンテナ、第１及び第２の伝送線を含むワイヤレス通信回路と、を備え、前記第１伝送線は、接地導体を有し且つ信号導体を有すると共に、前記トランシーバ回路と前記第１アンテナとの間で前記第１アンテナのための高周波信号を搬送し、前記第２伝送線は、接地導体を有し且つ信号導体を有すると共に、前記トランシーバ回路と前記第２アンテナとの間で前記第２アンテナのための高周波信号を搬送し、前記第１アンテナは、第１周波数レンジ及び第２周波数レンジで動作し、前記第２アンテナは、前記第１及び第２周波数レンジとは異なる第３周波数レンジで動作し、前記第１アンテナは、絶縁体充填スロットを伴う平面接地素子と、そのスロットの上に配置された平面共振素子とを備え、そして前記平面共振素子は、前記第３周波数レンジにおいて共振して前記第３周波数レンジにおいて前記第１アンテナ及び第２アンテナを分離するアンテナ分離素子を含む、ワイヤレスハンドヘルド電子装置が提供される。
【０１１０】
別の実施形態によれば、ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、端を有する長方形ハウジングを更に備え、前記第１アンテナは、ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、そして第２アンテナと共に前記長方形ハウジングの前記端に配置される。
【０１１１】
別の実施形態によれば、前記平面共振素子は、前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、前記スロットとの共通周波数レンジで共振する第２アームとを含む。
【０１１２】
別の実施形態によれば、前記平面共振素子は、それ自身に折り返され且つ前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、それ自身に折り返された第２アームとを含み、前記ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、更に、前記第１及び第２アンテナをカバーするプラスチックキャップを含む。
【０１１３】
別の実施形態によれば、前記平面共振素子は、前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、前記スロットとの共通周波数レンジで共振する第２アームとを含み、前記絶縁体充填スロットは、空気が充填された長方形スロットを含み、前記ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、更に、金属から少なくとも部分的に形成されて前記第１及び第２アンテナに対するアンテナ接地素子として働くハウジングを備えている。
【０１１４】
一実施形態によれば、横方向寸法をもつ実質的に長方形のハウジングを有するハンドヘルド装置に使用するための第１及び第２アンテナにおいて、横方向寸法が前記ハウジングの横方向寸法に実質的に等しい実質的に長方形のグランドプレーンアンテナ素子であって、前記第１及び第２アンテナに対する接地部として働くようなグランドプレーンアンテナ素子と、前記第１アンテナに関連した第１の平面アンテナ共振素子及び前記第２アンテナに関連した第２の平面アンテナ共振素子であって、前記第１アンテナが第１周波数レンジ及び第２周波数レンジで動作し、前記第２アンテナが、前記第１及び第２の周波数レンジとは異なる第３周波数レンジで動作するような第１及び第２の平面アンテナ共振素子と、前記第３周波数レンジで共振し且つ前記第３周波数レンジにおいて前記第１アンテナ及び第２アンテナを分離させるアンテナ分離素子と、を備えた第１及び第２アンテナが提供される。
【０１１５】
別の実施形態によれば、前記アンテナ分離素子は、前記第１アンテナに関連され、前記第１の平面アンテナ共振素子は、少なくとも１つのアームを有する。
【０１１６】
別の実施形態によれば、前記第１の平面アンテナ共振素子は、分離素子として働く第１アームを有すると共に、この第１アームより長い第２アームを有し、そして前記分離素子は、フレックス回路に形成された金属のストリップを含む。
【０１１７】
別の実施形態によれば、前記第１の平面アンテナ共振素子は、分離素子として働く第１アームを有すると共に、この第１アームより長い第２アームを有する。
【０１１８】
別の実施形態によれば、前記分離素子は、フレックス回路に形成された金属のストリップを含む。
【０１１９】
一実施形態によれば、ハンドヘルド電子装置のワイヤレス通信回路において、高周波信号を送信及び受信する第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路と、各第１及び第２のアンテナ共振素子をもつ第１及び第２のアンテナであって、その第１アンテナ及び第１のワイヤレストランシーバ回路は、少なくとも第１の通信帯域で動作し、そしてその第２アンテナ及び第２のワイヤレストランシーバ回路は、前記第１の通信帯域とは異なる少なくとも第２の通信帯域で動作するような第１及び第２のアンテナと、第１のアンテナ共振素子に関連したアンテナ分離素子であって、このアンテナ分離素子及び第２アンテナは前記第２の通信帯域で共振するように構成され、そして第２のワイヤレストランシーバ回路が第２アンテナを通してワイヤレス高周波信号を送信するときに、アンテナ分離素子が第１アンテナと第２アンテナとの間の信号干渉を減少するようなアンテナ分離素子と、を備えたワイヤレス通信回路が提供される。
【０１２０】
別の実施形態によれば、前記ワイヤレス通信回路は、前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備えている。
【０１２１】
別の実施形態によれば、前記ワイヤレス通信回路は、前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１アンテナは、前記第１通信帯域及び第２通信帯域とは異なる第３通信帯域で動作するように構成され、そして前記第２通信帯域は、２．４ＧＨｚの通信帯域を含む。
【０１２２】
別の実施形態によれば、前記ワイヤレス通信回路は、前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１アンテナは、前記第１通信帯域及び第２通信帯域とは異なる第３通信帯域で動作するように構成され、前記第１通信帯域は、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、そして前記第３通信帯域は、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーする。
【０１２３】
別の実施形態によれば、前記ワイヤレス通信回路は、前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１アンテナは、前記第１通信帯域及び第２通信帯域とは異なる第３通信帯域で動作するように構成され、前記第１通信帯域は、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、前記第３通信帯域は、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、そして前記第２通信帯域は、２．４ＧＨｚの通信帯域を含む。
【０１２４】
以上、本発明の原理を例示したが、当業者であれば、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。
【符号の説明】
【０１２５】
１０：ハンドヘルド電子装置
１２：ハウジング
１６：ディスプレイスクリーン
１８：入力制御装置
１９、２３：ボタン
２０：ポート
２１：入力−出力ジャック
２２：前面
３４：記憶装置
３６：処理回路
３８：入力−出力装置
４０：ユーザ入力装置
４２：ディスプレイ及びオーディオ装置
４４：ワイヤレス通信装置
４６：アクセサリー
４８：コンピューティング装置
５０：経路
５２Ａ、５２Ｂ：トランシーバ回路
５４：アンテナ
５４−１Ａ、５４−１Ｂ：アンテナ共振素子
５４−２：グランドプレーン
５６Ａ、５６Ｂ：伝送線
５８：フィード導体
６２：接地端子
７０：スロット
７２：アンテナ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルド電子装置のワイヤレス通信回路において、
高周波信号を送信及び受信する第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路と、
高周波信号を搬送するために前記第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路に各々関連した第１及び第２の伝送線と、
前記第１伝送線に接続された第１アンテナ及び前記第２伝送線に接続された第２アンテナと、
前記第１アンテナに関連し、前記第２アンテナが動作する周波数帯域において共振し、且つ同時アンテナ動作中に前記第１アンテナと第２アンテナとの間の干渉を減少する分離素子と、
を備え、前記第１アンテナは、ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、そして前記分離素子は、前記ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナにおける平面逆Ｆ共振素子の一部分として形成される、ワイヤレス通信回路。
【請求項２】
前記平面逆Ｆ共振素子は、短いアーム及び長いアームを含み、そして前記分離素子は、短いアームから形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項３】
前記第２アンテナは、ストリップアンテナを含み、前記平面逆Ｆ共振素子は、短いアーム及び長いアームを含み、そして前記分離素子は、短いアームから形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項４】
横方向寸法を有するハウジングと、
横方向寸法が前記ハウジングの横方向寸法に実質的に等しい実質的に長方形のグランドプレーン素子であって、この長方形のグランドプレーン素子の部分が、その長方形のグランドプレーン素子の一端に絶縁体充填長方形スロットを画成するようなグランドプレーン素子と、
各第１及び第２アンテナ共振素子を有する第１及び第２アンテナであって、その第１アンテナは、前記第１アンテナ共振素子が前記スロットの上に配置された平面共振素子を含むようなハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、前記平面共振素子は、前記第２アンテナとの共通周波数で共振し且つ前記第１及び第２アンテナの同時動作中に前記第２アンテナと第１アンテナとの間の干渉を減少する分離素子を含むような第１及び第２アンテナと、
を備えたハンドヘルド電子装置。
【請求項５】
前記第２共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性ストリップを含み、そして前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域において第１及び第２アンテナを分離する上で役立つ、請求項４に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項６】
第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性ストリップを含み、そして前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立つ、請求項４に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項７】
第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振する導電性構造体を含み、前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立ち、そして前記第１アンテナ共振素子は、前記分離素子として働く第１アーム、及び前記第２通信周波数レンジで共振する第２アームを含む、請求項４に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項８】
第１トランシーバ回路及び第２トランシーバ回路を更に備え、前記第１アンテナ及び前記第１トランシーバ回路は、少なくとも８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第１通信周波数レンジ、並びに少なくとも１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話帯域を含む第２通信周波数レンジで動作するように構成され、前記第２アンテナ共振素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で共振するＬ字型金属ストリップを含み、前記分離素子は、２．４ＧＨｚの通信帯域で第１及び第２アンテナを分離する上で役立ち、前記第１アンテナ共振素子は、前記分離素子として働く短いアーム、及び前記第２通信周波数レンジで共振する長いアームを含み、そして前記スロットは、前記第１アンテナが前記第２通信周波数レンジで共振するように構成される、請求項４に記載のハンドヘルド電子装置。
【請求項９】
データを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に結合されて、ワイヤレス送信のためのデータを発生すると共に、ワイヤレス受信したデータを処理する処理回路と、
トランシーバ回路、第１及び第２アンテナ、第１及び第２の伝送線、を含むワイヤレス通信回路と、
を備え、前記第１伝送線は、接地導体を有し且つ信号導体を有すると共に、前記トランシーバ回路と前記第１アンテナとの間で前記第１アンテナのための高周波信号を搬送し、前記第２伝送線は、接地導体を有し且つ信号導体を有すると共に、前記トランシーバ回路と前記第２アンテナとの間で前記第２アンテナのための高周波信号を搬送し、前記第１アンテナは、第１周波数レンジ及び第２周波数レンジで動作し、前記第２アンテナは、前記第１及び第２周波数レンジとは異なる第３周波数レンジで動作し、前記第１アンテナは、絶縁体充填スロットを伴う平面接地素子と、そのスロットの上に配置された平面共振素子とを備え、そして前記平面共振素子は、前記第３周波数レンジにおいて共振して前記第３周波数レンジにおいて前記第１アンテナ及び第２アンテナを分離するアンテナ分離素子を含む、ワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１０】
端を有する長方形ハウジングを更に備え、前記第１アンテナは、ハイブリッド平面逆Ｆ及びスロットアンテナを含み、そして第２アンテナと共に前記長方形ハウジングの前記端に配置される、請求項９に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１１】
前記平面共振素子は、前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、前記スロットとの共通周波数レンジで共振する第２アームとを含む、請求項９に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１２】
前記平面共振素子は、
それ自身に折り返され且つ前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、
それ自身に折り返された第２アームと、
を含み、前記ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、更に、前記第１アンテナ及び第２アンテナをカバーするプラスチックキャップを含む、請求項９に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１３】
前記平面共振素子は、前記アンテナ分離素子として働く第１アームと、前記スロットとの共通周波数レンジで共振する第２アームとを含み、前記絶縁体充填スロットは、空気が充填された長方形スロットを含み、前記ワイヤレスハンドヘルド電子装置は、更に、金属から少なくとも部分的に形成されて前記第１及び第２アンテナに対するアンテナ接地素子として働くハウジングを備えた、請求項９に記載のワイヤレスハンドヘルド電子装置。
【請求項１４】
横方向寸法をもつ実質的に長方形のハウジングを有するハンドヘルド装置に使用するための第１及び第２アンテナにおいて、
横方向寸法が前記ハウジングの横方向寸法に実質的に等しい実質的に長方形のグランドプレーンアンテナ素子であって、前記第１及び第２アンテナに対する接地部として働くようなグランドプレーンアンテナ素子と、
前記第１アンテナに関連した第１の平面アンテナ共振素子、及び前記第２アンテナに関連した第２の平面アンテナ共振素子であって、前記第１アンテナが第１周波数レンジ及び第２周波数レンジで動作し、前記第２アンテナが、前記第１及び第２の周波数レンジとは異なる第３周波数レンジで動作するような第１及び第２の平面アンテナ共振素子と、
前記第３周波数レンジで共振し、且つ前記第３周波数レンジにおいて前記第１アンテナ及び第２アンテナを分離させるアンテナ分離素子と、
を備えたアンテナ。
【請求項１５】
前記アンテナ分離素子は、前記第１アンテナに関連し、前記第１の平面アンテナ共振素子は、少なくとも１つのアームを有する、請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記第１の平面アンテナ共振素子は、分離素子として働く第１アームを有すると共に、この第１アームより長い第２アームを有し、前記分離素子は、フレックス回路に形成された金属のストリップを含む、請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記第１の平面アンテナ共振素子は、分離素子として働く第１アームを有すると共に、この第１アームより長い第２アームを有する、請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記分離素子は、フレックス回路に形成された金属のストリップを含む、請求項１４に記載のアンテナ。
【請求項１９】
ハンドヘルド電子装置のワイヤレス通信回路において、
高周波信号を送信及び受信する第１及び第２のワイヤレストランシーバ回路と、
各第１及び第２のアンテナ共振素子を含む第１及び第２のアンテナであって、その第１アンテナ及び前記第１のワイヤレストランシーバ回路は、少なくとも第１通信帯域及び第２通信帯域で動作し、その第２アンテナ及び前記第２のワイヤレストランシーバ回路は、前記第１及び第２の通信帯域とは異なる少なくとも第３の通信帯域で動作し、そして前記第１の通信帯域は、前記第２の通信帯域とは異なるような第１及び第２のアンテナと、
前記第１のアンテナ共振素子に関連したアンテナ分離素子であって、このアンテナ分離素子及び前記第２アンテナは、前記第２の通信帯域で共振するよう構成され、そして前記第２のワイヤレストランシーバ回路が前記第２アンテナを通してワイヤレス高周波信号を送信するときに、前記アンテナ分離素子が前記第１アンテナと第２アンテナとの間の信号干渉を減少するようなアンテナ分離素子と、
を備えたワイヤレス通信回路。
【請求項２０】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備えた、請求項１９に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項２１】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、そして前記第３通信帯域は、２．４ＧＨｚの通信帯域を含む、請求項１９に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項２２】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１通信帯域は、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、そして前記第２通信帯域は、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーする、請求項１９に記載のワイヤレス通信回路。
【請求項２３】
前記第１のワイヤレストランシーバと前記第１アンテナとの間に接続された第１の同軸ケーブル、及び前記第２のワイヤレストランシーバと前記第２アンテナとの間に接続された第２の同軸ケーブルを更に備え、前記第１通信帯域は、８５０ＭＨｚ及び９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、前記第２通信帯域は、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚのセルラー電話周波数をカバーし、そして前記第３通信帯域は、２．４ＧＨｚの通信帯域を含む、請求項１９に記載のワイヤレス通信回路。
【国際調査報告】
2010516110.tif 000017
2010516110.tif 000018
2010516110.tif 000019
2010516110.tif 000020
2010516110.tif 000021