特許 7470814 広帯域アンテナを有する電子デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-10

(45)【発行日】2024-04-18

(54)【発明の名称】広帯域アンテナを有する電子デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/371 20150101AFI20240411BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20240411BHJP

   H01Q 5/378 20150101ALI20240411BHJP

   H01Q 9/42 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

H01Q5/371

H01Q1/24 Z

H01Q5/378

H01Q9/42

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022562333

(86)(22)【出願日】2021-03-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-23

(86)【国際出願番号】 US2021023599

(87)【国際公開番号】W WO2021211266

(87)【国際公開日】2021-10-21

【審査請求日】2022-10-12

(31)【優先権主張番号】16/851,812

(32)【優先日】2020-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503260918

【氏名又は名称】アップル インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ａｐｐｌｅ Ｐａｒｋ Ｗａｙ，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９５０１４， Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(72)【発明者】

【氏名】チャン リジュン

(72)【発明者】

【氏名】ウー ジャンフェン

(72)【発明者】

【氏名】パスコリーニ マッティア

(72)【発明者】

【氏名】ヨン シーウェン

(72)【発明者】

【氏名】ジアン イー

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２５０４５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１６０９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１１１９７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１１１６０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ５／３７１

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ ５／３７８

Ｈ０１Ｑ ９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面を有する誘電体基板と、
アンテナ接地と、
前記アンテナ接地に接地位置で結合された第１のアンテナアームと、
前記第１のアンテナアームから延びる第２のアンテナアームと、
前記アンテナ接地に結合され、前記第１及び第２のアンテナアームにフィードするように構成されたアンテナフィードであって、
前記第１のアンテナアームと、前記接地位置と前記アンテナフィードとの間に延びる前記アンテナ接地の一部分が、第１の周波数帯域の高周波信号を伝達するように構成されたループ経路を形成しており、
前記第２のアンテナアームが、第２の周波数帯域の高周波信号を伝達するように構成されており、
前記第２のアンテナアームと前記アンテナ接地との間の前記第１のアンテナアームの一部分が、前記第２のアンテナアームのための、前記アンテナ接地へのリターン経路を形成している、アンテナフィードと、
前記第２のアンテナアームと前記第１のアンテナアームの前記一部分との間のギャップであって、前記第１の周波数帯域における前記第１のアンテナアームの周波数応答を調整するように構成された分布キャパシタンスを形成しているギャップと、
湾曲した内面を有する誘電体カバー層であって、前記第１及び第２のアンテナアームは、前記誘電体カバー層を介して放射するように構成され、均一の距離で前記湾曲した内面から離され、可撓性プリント回路上にパターン化された導電性トレースから形成され、前記可撓性プリント回路は、前記誘電体基板の表面上に層状に形成される、誘電体カバー層と、
を備える電子デバイス。

【請求項2】

第３の周波数帯域の高周波信号を伝達するように構成された第３のアンテナアームであって、前記アンテナフィードが、前記第３のアンテナアームにフィードするように構成されている、第３のアンテナアームをさらに備える、
請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項3】

追加の導電トレースであって、前記第１のアンテナアームが、前記追加の導電トレースから前記接地位置まで延びており、前記第３のアンテナアームが、前記追加の導電トレースから延びており、前記アンテナフィードが、前記アンテナ接地と前記導電トレースとの間に結合されている、追加の導電トレースをさらに備える、
請求項２に記載の電子デバイス。

【請求項4】

前記第１のアンテナアームが、前記追加の導電トレースから第１の長手方向軸線に沿って延びる第１のセグメントを備え、前記第２のアンテナアームが、前記第１のセグメントから延びる第２のセグメントを備え、前記第２のセグメントが、前記第１の長手方向軸線に対して平行でない第２の長手方向軸線に沿って延びており、前記第３のアンテナアームが、前記追加の導電トレースから延びる第３のセグメントを備え、前記第３のセグメントが、前記第１の長手方向軸線に平行な第３の長手方向軸線に沿って延びている、請求項３に記載の電子デバイス。

【請求項5】

前記第２のアンテナアームと前記アンテナ接地との間の前記第１のアンテナアームの前記一部分が、第４及び第５のセグメントを備え、前記ギャップが、前記第４のセグメントと前記第２のセグメントとの間に形成されており、前記第５のセグメントが、前記第４のセグメントを前記接地位置に結合しており、前記第３のアンテナアームが、前記第３のセグメントから延びる第６のセグメントを備え、前記第６のセグメントが、前記第２の長手方向軸線に平行な第４の長手方向軸線に沿って延びている、請求項４に記載の電子デバイス。

【請求項6】

前記第３のアンテナアームが、前記アンテナ接地に結合されており、前記アンテナフィードが、前記第１のアンテナアームと前記アンテナ接地との間に結合されている、請求項２に記載の電子デバイス。

【請求項7】

前記第３のアンテナアームが、Ｌ字形ストリップを備える、請求項６に記載の電子デバイス。

【請求項8】

前記第２のアンテナアームが、近傍界電磁結合を介して前記Ｌ字形ストリップにフィードするように構成されている、請求項７に記載の電子デバイス。

【請求項9】

前記第１のアンテナアーム及び前記アンテナ接地の前記一部分が、前記表面の中央開口部の周りに延びており、前記Ｌ字形ストリップが、前記中央開口部内に配置されている、請求項７に記載の電子デバイス。

【請求項10】

前記第２の周波数帯域が、前記第１の周波数帯域よりも低く、前記第３の周波数帯域が、前記第１の周波数帯域よりも高い周波数を含む、請求項２に記載の電子デバイス。

【請求項11】

前記誘電体基板の表面であって、当該表面上に前記可撓性プリント回路が層状に形成される誘電体基板の表面は湾曲している、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項12】

アンテナ接地と、
第１の周波数帯域で共振するように構成されたループアンテナ共振要素と、
第２の周波数帯域で共振するように構成された逆Ｆアンテナ共振要素であって、前記ループアンテナ共振要素の一部分が、前記逆Ｆアンテナ共振要素のための、前記アンテナ接地へのリターン経路を形成する、逆Ｆアンテナ共振要素と、
第３の周波数帯域で共振するように構成されたＬ字形アンテナ共振要素であって、前記ループアンテナ共振要素の一部から延びるＬ字形アンテナ共振要素と、
前記ループアンテナ共振要素、前記逆Ｆアンテナ共振要素及び前記Ｌ字形アンテナ共振要素にフィードするように構成されたアンテナフィードと、
を備えるアンテナ。

【請求項13】

前記Ｌ字形アンテナ共振要素が、前記アンテナ接地から延びている、請求項１２に記載のアンテナ。

【請求項14】

前記第１の周波数帯域が５ＧＨｚを含み、前記第２の周波数帯域が２．４ＧＨｚを含み、前記第３の周波数帯域が５ＧＨｚ～９ＧＨｚの周波数を含む、請求項１２に記載のアンテナ。

【請求項15】

アンテナ接地と、
第１のギャップによって前記アンテナ接地から離されたフィードセグメントと、
前記フィードセグメントから延びる第１のセグメントと、前記第１のセグメントに対して平行でない角度で前記第１のセグメントから延びる第２のセグメントと、前記第２のセグメントから前記アンテナ接地まで延びる第３のセグメントと、を有する第１の共振要素アームと、
前記第１及び第２のセグメントから延びる第４のセグメントを有し、かつ前記第４のセグメントに対して平行でない角度で前記第４のセグメントから延びる第５のセグメントを有する、第２の共振要素アームであって、前記第４のセグメントが、前記第２のセグメントに平行に延びている、第２の共振要素アームと、
前記第２のセグメントと前記第４のセグメントとの間の第２のギャップと、
前記フィードセグメントに結合された第６のセグメントを有し、かつ前記第６のセグメントに対して平行でない角度で前記第６のセグメントから延びる第７のセグメントを有する、第３の共振要素アームと、
前記フィードセグメントに結合された正極アンテナフィード端子を有し、前記アンテナ接地に結合された接地アンテナフィード端子を有するアンテナフィードであって、前記第１、第２及び第３の共振要素アームにフィードするように構成されているアンテナフィードと、
を備えるアンテナ。

【請求項16】

前記第６のセグメントが、前記第１のセグメントに平行に前記フィードセグメントから延びる、請求項１５に記載のアンテナ。

【請求項17】

前記第７のセグメントは前記第５のセグメントに平行に延び、第３のギャップによって前記第５のセグメントから離されている、請求項１６に記載のアンテナ。

【請求項18】

前記第２の共振要素アームは前記第３のセグメントに平行に前記第５セグメントから延びる第８セグメントを有する、請求項１７に記載のアンテナ。

【請求項19】

前記フィードセグメント、前記第１のセグメント、前記第２のセグメント、前記第３のセグメント及び前記アンテナ接地の一部は第１の周波数帯域において放射するように構成されるループアンテナ共振要素を形成し、前記第２の共振要素アームは前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域において放射するように構成される、請求項１５に記載のアンテナ。

【請求項20】

前記第６のセグメントは、前記正極アンテナフィード端子と前記第１のセグメントとの間の位置において前記フィードセグメントに結合される、請求項１５に記載のアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本出願は、２０２０年４月１７日に出願された米国特許出願第１６／８５１，８１２号に対する優先権を主張するものであり、本明細書によりその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本出願は電子デバイスに関し、より具体的には、無線通信回路を有する電子デバイスに関する。

【0003】

電子デバイスは、多くの場合、無線通信機能を備えている。無線通信機能を備えている電子デバイスは、１つ以上のアンテナを備えた無線通信回路を有する。無線通信回路内の無線送受信機回路は、高周波信号を送受信するためにアンテナを使用する。

【0004】

電子デバイスのための満足のいくアンテナを形成することが困難であることがある。注意が払われない場合、アンテナは、満足に機能しなかったり、製造が複雑になりすぎたり、デバイスへの統合が困難になったりすることがある。より多くの周波数帯域を処理するアンテナに対する需要も一層高まっている。しかし、電子デバイス内の空間の制約により、アンテナの帯域幅が不必要に制限されることがある。

【発明の概要】

【0005】

電子デバイスは、湾曲した誘電体カバー層を備えた筐体を含むことができる。電子デバイスは、アンテナを有する無線回路を含むことができる。アンテナは、誘電体基板の曲面にパターン化した導電トレースから形成された、アンテナ接地及びアンテナ共振要素を含むことができる。曲面は、湾曲した曲線状の誘電体カバー層の湾曲と一致する湾曲を有してもよい。これにより、アンテナと湾曲した誘電体カバー層との間に、アンテナ共振要素の側面領域の全体にわたって均一なインピーダンス境界が存在することを確実にすることができる。

【0006】

アンテナ共振要素は、単一のアンテナフィードによってフィードされる（fed）第１、第２及び第３のアームを含むことができる。第１のアームは、アンテナフィードとアンテナ接地との間に結合することができる。第２のアームは、第１のアームから延びていてもよい。第１のアーム及びアンテナ接地の一部分は、ループアンテナ共振要素を形成することができる。第２のアーム及び第１のアームは、逆Ｆアンテナ共振要素を形成することができ、第１のアームの一部分が、逆Ｆアンテナ共振要素のための、アンテナ接地へのリターン経路を形成する。第２のアームと第１のアームの一部分との間のギャップが、分布キャパシタンスを形成してもよい。分布キャパシタンスは、ループアンテナ共振要素の周波数応答を調整することができる。

【0007】

アンテナ共振要素の第３のアームは、Ｌ字形アンテナ共振要素を形成することができる。第３のアームは、アンテナ接地に結合することができ、又はループアンテナ共振要素に結合することができる。ループアンテナ共振要素は、第１の周波数帯域で共振することができる。逆Ｆアンテナ共振要素は、第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域で共振することができる。Ｌ字形アンテナ共振要素は、第１の周波数帯域よりも高い周波数を含む第３の周波数帯域で共振することができる。アンテナは、アンテナが帯域幅全体（例えば、２．４ＧＨｚ未満～９．０ＧＨｚ超）にわたって閾値アンテナ効率よりも高い満足のいくアンテナ効率を示すように、比較的広い帯域幅を有することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】いくつかの実施形態による、アンテナを有する例示的な電子デバイスの概略図である。

【図2】いくつかの実施形態による、フィードセグメントから延びる３つのアンテナアームを有する例示的な広帯域アンテナの上面図である。

【図3】いくつかの実施形態による、フィードから延びる第１及び第２のアームと、アンテナ接地から延びる第３のアームとを有する例示的な広帯域アンテナの上面図である。

【図4】いくつかの実施形態による、フィードから延びる第１及び第２のアームと、アンテナ接地に結合され、かつ第１及び第２のアームとアンテナ接地との間に挿入される第３のアームとを有する例示的な広帯域アンテナの上面図である。

【図5】いくつかの実施形態による、図２～図４に示す種類のアンテナの周波数に応じたアンテナ性能（電圧定在波比）のプロットである。

【図6】いくつかの実施形態による、図２～図４に示す種類のアンテナを例示的な電子デバイス内にどのように統合できるかを示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１の電子デバイス１０などの電子デバイスは、無線回路を備え得る。この無線回路は、アンテナを含み得る。電子デバイス１０は、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータモニタ、タブレットコンピュータ、セルラー電話機、メディアプレーヤ、若しくは他のハンドヘルド若しくはポータブル電子デバイスなどのコンピューティングデバイス、腕時計デバイス、ペンダントデバイス、ヘッドホン若しくはイヤホンデバイス、眼鏡組み込み型デバイス、ゴーグル組み込み型デバイス、若しくはユーザの頭部に着用される、ヘッドマウント（ディスプレイ）デバイスなどの他の機器、若しくは他の種類の着用可能な若しくはミニチュアデバイスなどの小型デバイス、テレビ、組み込み型コンピュータを含まないコンピュータディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、ディスプレイを有する電子機器がキオスク若しくは自動車に搭載されるシステムなどの組み込み型システム、インターネットに接続される音声制御式の無線スピーカ、無線基地局若しくはアクセスポイント、これらのデバイスのうちの２つ以上の機能を実装する機器、又は他の電子機器であってもよい。

【0010】

図１に示すように、デバイス１０は、制御回路１２を含むことができる。制御回路１２は、記憶回路１６などの記憶装置を含むことができる。記憶回路１６は、ハードディスクドライブ記憶装置、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ、又はソリッドステートドライブを形成するように構成された他の電気的にプログラムできる読み出し専用メモリ）、揮発性メモリ（例えば、静的又は動的ランダムアクセスメモリ）、その他を含んでもよい。

【0011】

制御回路１２は、処理回路１４などの処理回路を含んでもよい。処理回路１４は、デバイス１０の動作を制御するために使用することができる。処理回路１４は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、ホストプロセッサ、ベースバンドプロセッサ集積回路、特定用途向け集積回路、中央処理装置（central processing units；ＣＰＵ）などを含んでもよい。制御回路１２は、ハードウェア（例えば、専用ハードウェア若しくは回路）、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを使用して、デバイス１０内で動作を実行するように構成することができる。デバイス１０内で動作を実行するためのソフトウェアコードは、記憶回路１６上に記憶することができる（例えば、記憶回路１６は、ソフトウェアコードを記憶する非一時的（有形）コンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい）。ソフトウェアコードは、時に、プログラム命令、ソフトウェア、データ、命令、又はコードと呼ばれることがある。記憶回路１６上に記憶されたソフトウェアコードは、処理回路１４によって実行することができる。

【0012】

制御回路１２は、衛星ナビゲーションアプリケーション、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（voice-over-internet-protocol；ＶＯＩＰ）通話アプリケーション、電子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機能などのソフトウェアを、デバイス１０上で走らせるために使用することができる。外部機器との相互作用をサポートするために、通信プロトコルを実装する際に制御回路１２を使用してもよい。制御回路１２を使用して実装できる通信プロトコルとしては、インターネットプロトコル、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）プロトコル（例えばＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコル（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）と呼ぶこともある））、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル若しくは他の無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）プロトコルなどの他の近距離無線通信リンク用プロトコル、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄプロトコル、セルラー電話プロトコル、ＭＩＭＯプロトコル、アンテナダイバーシティプロトコル、衛星航法システムプロトコル（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）プロトコル、全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）プロトコルなど）、又は任意の他の所望の通信プロトコルが挙げられる。各通信プロトコルは、プロトコルを実装する際に使用される物理的接続方法を指定する、対応する無線アクセス技術（Radio Access Technology；ＲＡＴ）と関連付けられ得る。

【0013】

デバイス１０は、入出力回路１８を含んでもよい。入出力回路１８は、入出力デバイス２０を含んでもよい。入出力デバイス２０を使用して、デバイス１０にデータを供給することを可能にし、デバイス１０から外部デバイスにデータを提供することを可能にすることができる。入出力デバイス２０は、ユーザインタフェースデバイス、データポートデバイス、及び他の入出力構成要素を含んでもよい。例えば、入出力デバイス２０としては、タッチセンサ、ディスプレイ（例えばタッチ感知ディスプレイ）、タッチセンサ能力なしのディスプレイなどの発光構成要素、ボタン（機械式、容量式、光学式など）、スクロールホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイクロフォン、カメラ、ボタン、スピーカ、ステータスインジケータ、オーディオジャック、及び他のオーディオポート構成要素、デジタルデータポートデバイス、動きセンサ（動きを検出する加速度計、ジャイロスコープ、及び／又はコンパス）、静電容量センサ、近接センサ、磁気センサ、力センサ（例えば、ディスプレイに加えられた圧力を検出するためにディスプレイに結合された力センサ）を挙げることができる。いくつかの構成では、キーボード、ヘッドホン、ディスプレイ、トラックパッド、マウス、及びジョイスティックなどのポインティングデバイス、並びに他の入出力デバイスは、有線接続又は無線接続を使用してデバイス１０に結合することができる（例えば、入出力デバイス２０のいくつかは、有線リンク又は無線リンクを介してメイン処理ユニット又はデバイス１０の他の部分に結合される周辺機器であることができる）。

【0014】

入出力回路１８は、無線通信をサポートするための無線回路２２を含んでもよい。無線回路２２は、１つ以上の集積回路から形成される高周波（radio-frequency；ＲＦ）送受信機回路２４、電力増幅器回路、低雑音入力増幅器、パッシブＲＦ構成要素、アンテナ４０などの１つ以上のアンテナ、伝送路２６などの伝送路、及びＲＦ無線信号を処理するための他の回路を含んでもよい。無線信号は、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）も送信することができる。制御回路１２は、明確にするために図１の例では無線回路２２とは別個に示しているが、無線回路２２は、処理回路１４の一部を形成する処理回路、及び／又は制御回路１２の記憶回路１６の一部を形成する記憶回路を含んでもよい（例えば、制御回路１２の一部分は、無線回路２２上に実装されてもよい）。一例として、制御回路１２（例えば処理回路１４）は、無線回路２２の一部を形成する、ベースバンドプロセッサ回路又は他の制御構成要素を含んでもよい。

【0015】

高周波送受信機回路２４は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ ８０２．１１）通信又は他のＷＬＡＮ通信帯域用の２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ帯域を処理する無線ローカルエリアネットワーク送受信機回路を含むことができ、２．４ＧＨｚのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信帯域又は他のＷＰＡＮ通信帯域を処理する無線パーソナルネットワーク送受信機回路を含むことができる。所望であれば、高周波送受信機回路２４は、セルラー電話機帯域、（例えば、１３．５６ＭＨｚの）近距離通信帯域、ミリ波若しくはセンチ波帯域（例えば、１０～３００ＧＨｚでの通信）、及び／又は他の通信帯域などの他の帯域を処理することができる。所望であれば、高周波送受信機回路２４は、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ）帯域などの無認可帯域、約５．９２５ＧＨｚ～７．１２５ＧＨｚの周波数を含む周波数帯域などの６ＧＨｚ付近の周波数帯域、又は最大約８～９ＧＨｚの他の周波数帯域の通信を処理するための高周波送受信機回路を含んでもよい。

【0016】

高周波送受信機回路２４は、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４プロトコル及び／又は他の超広帯域通信プロトコルを使用する通信をサポートする超広帯域（ultra-wideband；ＵＷＢ）送受信機回路も含んでもよい。超広帯域高周波信号は、帯域制限データパルスを使用するインパルス無線信号方式に基づいてもよい。超広帯域信号は、４９９ＭＨｚ～１３３１ＭＨｚの帯域幅、５００ＭＨｚ超の帯域幅などの任意の所望の帯域幅を有することができる。ベースバンド内のより低い周波数の存在により、超広帯域信号が壁などの物体を貫通可能になることがある。ＩＥＥＥ ８０２．１５．４システムでは、一対の電子デバイスが、タイムスタンプ付き無線メッセージを交換することができる。メッセージ内のタイムスタンプは、メッセージの飛行時間を決定することにより、デバイス間の距離（レンジ）及び／又はデバイス間の角度（例えば、到着する高周波信号の到来角）を決定するために分析することができる。超広帯域送受信機回路は、約５ＧＨｚ～約８．５ＧＨｚ（例えば、６．５ＧＨｚのＵＷＢ通信帯域、８ＧＨｚのＵＷＢ通信帯域及び／又は他の好適な周波数）の超広帯域通信帯域などの周波数帯域で動作（すなわち、高周波信号を伝達）することができる。通信帯域は、本明細書では周波数帯域又は単に「帯域」と呼ばれることがある。

【0017】

無線回路２２は、アンテナ４０などの１つ以上のアンテナを含んでもよい。一般に、高周波送受信機回路２４は、対象とする任意の好適な通信（周波数）帯域をカバー（処理）するように構成することができる。高周波送受信機回路２４は、アンテナ４０を使用して高周波信号を伝達することができる（例えば、アンテナ４０は、送受信機回路２４のための高周波信号を伝達することができる）。本明細書では、用語「高周波信号を伝達する」は、（例えば、外部ワイヤレス通信機器との一方向及び／又は双方向ワイヤレス通信を実行するための）高周波信号の送信及び／又は受信を意味する。アンテナ４０は、高周波信号を自由空間に（又は誘電体カバー層などの介在デバイス構造を介して自由空間に）放射することによって高周波信号を送信することができる。アンテナ４０は、（例えば、誘電体カバー層などの介在デバイス構造を介して）自由空間から高周波信号を追加的に又は択一的に受信することができる。アンテナ４０による高周波信号の送信及び受信は、それぞれ、アンテナの動作の周波数帯域内の高周波信号によってアンテナ内のアンテナ共振要素上のアンテナ電流の励起又は共振を含む。

【0018】

アンテナ４０などのアンテナは、任意の好適な種類のアンテナを使用して形成されてもよい。例えば、デバイス１０内のアンテナとしては、ループアンテナ構造体、パッチアンテナ構造体、逆Ｆアンテナ構造体、スロットアンテナ構造体、平板逆Ｆアンテナ構造体、ヘリカルアンテナ構造体、モノポールアンテナ構造体、ストリップアンテナ構造体、ダイポールアンテナ構造体、これらの設計の混成などから形成される共振要素を備えたアンテナを挙げることができる。アンテナ性能を調整するために、寄生要素がアンテナ４０に含まれてもよい。所望であれば、アンテナ４０は、アンテナ４０のアンテナ共振要素を支持する導電性キャビティを備えることができる（例えば、アンテナ４０は、キャビティ付きスロットアンテナなどのキャビティ付きアンテナであることができる）。異なる帯域及び帯域の組み合わせに対して、異なる種類のアンテナが使用されてもよい。例えば、１つのタイプのアンテナをローカル無線リンクアンテナの形成に使用してもよく、別のタイプのアンテナをリモート無線リンクアンテナの形成に使用してもよい。いくつかの構成では、高周波送受信機回路２４の異なる帯域を処理するのに、異なるアンテナを使用することができる。代替的に、所与のアンテナ４０は、１つ以上の帯域をカバーしてもよい。

【0019】

図１に示すように、高周波送受信機回路２４は、伝送路２６を使用してアンテナ４０のアンテナフィード３２に結合することができる。アンテナフィード３２は、正極アンテナフィード端子３４などの正極アンテナフィード端子を含むことができ、かつ接地アンテナフィード端子３６などの接地アンテナフィード端子を含むことができる。伝送路２６は、プリント回路上の金属トレース、ケーブル、又は他の導電性構造体から形成することができる。伝送路２６は、正極アンテナフィード端子３４に結合される経路２８などの正極伝送路信号経路を有してもよい。伝送路２６は、接地アンテナフィード端子３６に結合される経路３０などの接地伝送路信号経路を有してもよい。経路２８は、本明細書では信号導体２８と呼ばれることがあり、経路３０は、本明細書では接地導体３０と呼ばれることがある。

【0020】

伝送路２６などの伝送路経路は、デバイス１０内でアンテナ信号を送信するために（例えば、高周波送受信機回路２４とアンテナ４０のアンテナフィード３２との間で高周波信号を伝達するために）使用することができる。デバイス１０内の伝送路としては、同軸ケーブル、マイクロストリップ伝送路、ストリップライン伝送路、エッジ結合型マイクロストリップ伝送路、エッジ結合型ストリップライン伝送路、これらの種類の伝送路の組み合わせから形成された伝送路を挙げることができる。伝送路２６などのデバイス１０内の伝送路は、剛性プリント回路基板及び／又は可撓性プリント回路基板に統合することができる。１つの好適な構成では、伝送路２６などの伝送路はまた、多層積層構造体（例えば、介在する接着剤なしに一体に積層された銅などの導電材料及び樹脂などの誘電体材料の層）内に組み込まれた伝送路導体（例えば、信号導体２８及び接地導体３０）を含んでもよい。多層積層構造体は、所望であれば、複数の次元（例えば、二次元又は三次元）に折り畳まれても、又は曲げられてもよく、折り曲げ後に、曲げられた又は折り畳まれた形状を維持してもよい（例えば、多層積層構造体は、他のデバイス構成要素を回り込むように特定の三次元形状に折り畳まれてもよく、折り畳み後に、補強材又は他の構造体により保持されることなくその形状を保持するのに十分な剛性であってもよい）。積層構造体の複数の層の全ては、接着剤なしで（例えば、接着剤で複数の層を一緒に積層する複数のプレス工程を実行することとは反対に）一括で（例えば、単一のプレス工程で）一緒に積層されてもよい。

【0021】

フィルタ回路、スイッチング回路、インピーダンスマッチング回路及び他の回路を、伝送路２６などの伝送路を使用して形成された経路内に挿入することができ、及び／又は、これらのような回路は、（例えば、アンテナ調整をサポートするため、所望の周波数帯域での動作をサポートするためなどに）アンテナ４０に組み込むことができる。動作中、制御回路１２は、高周波送受信機回路２４及びアンテナ（単数又は複数）４０を使用して、データを無線で送受信することができる。制御回路１２は、例えば、高周波送受信機回路２４及びアンテナ４０を使用して無線ローカルエリアネットワーク通信を無線で受信することができ、高周波送受信機回路２４及びアンテナ４０を使用して無線ローカルエリアネットワーク通信を無線で送信することができる。

【0022】

電子デバイス１０は、電子デバイス筐体３８を備えることができる。ケースと呼ばれることがある筐体３８は、プラスチック、ガラス、セラミック、繊維複合材、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、など）、他の好適な材料、又はこれらの材料の組み合わせから形成することができる。筐体３８は、筐体３８の一部若しくは全体が単一の構造体として機械加工若しくは成形されているユニボディ構成を使用して形成してもよく、又は複数の構造体（例えば、１つ以上の外側筐体層で覆われた内部フレーム構造体）を使用して形成してもよい。筐体３８が支持構造体（スタンド、脚、ハンドル、フレームなど）を含む筐体３８の構成も使用することができる。本明細書で一例として説明する１つの好適な構成では、筐体３８は、湾曲した誘電体カバー層を含む。アンテナ４０は、湾曲した誘電体カバー層を通して高周波信号を送信することができ、かつ／又は湾曲した誘電体カバー層を通して高周波信号を受信することができる。

【0023】

実際には、デバイス１０の高周波信号を伝達するために使用する周波数帯域の数は、経時的に増加する傾向にある。いくつかのシナリオでは、デバイス１０は、これらの帯域をそれぞれ処理するための異なるそれぞれのアンテナ４０を含むことができる。しかし、デバイス１０内のアンテナ４０の数が増加することで、デバイス１０内の望ましくない量の空間、電力及び他のリソースが消費されることがある。所望であれば、デバイス１０内の所与のアンテナ４０は、デバイス１０内のリソース消費を最適化するために、複数の周波数帯域の通信を処理することができる。本明細書で一例として説明する１つの好適な構成では、デバイス１０内の所与のアンテナ４０は、２．４ＧＨｚ及び５．０ＧＨｚのＷＬＡＮ周波数帯域、６ＧＨｚ付近（例えば５．９２５～７．１２５ＧＨｚ）の無認可帯域、並びに／又は６．５ＧＨｚ及び８．０ＧＨｚのＵＷＢ通信帯域を処理するように構成することができる。しかし、特に、アンテナのサイズがデバイス１０のフォームファクタによって制約される場合、これらの周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ未満～９．０ＧＨｚ超）それぞれを満足のいくアンテナ効率でカバーするのに十分な帯域幅を示す構造体を備えたアンテナ４０を提供することは困難になることがある。

【0024】

図２は、これらの周波数帯域それぞれを満足のいくアンテナ効率でカバーするように十分に広い帯域幅を示すことができる例示的なアンテナ４０の図である。図２に示すように、アンテナ４０は、アンテナ共振要素４６などのアンテナ共振要素と、アンテナ接地４２などの接地構造とを含むことができる。アンテナ共振要素４６は、本明細書ではアンテナ放射要素４６又はアンテナ要素４６と呼ばれることがある。アンテナ接地４２は、本明細書では接地板４２又は接地構造体４２と呼ばれることがある。

【0025】

アンテナ共振要素４６及びアンテナ接地４２は、誘電体基板４４などの基礎をなす誘電体基板の表面４５などの側面上にパターン化した導電トレースから形成することができる。誘電体基板４４は、本明細書では誘電体支持構造体４４、誘電体キャリア４４又はアンテナキャリア４４と呼ばれることがある。誘電体基板４４は、プラスチック、セラミック又は任意の他の誘電体材料から形成することができる。所望であれば、アンテナ接地４２及び／又はアンテナ共振要素４６は、誘電体基板４４の表面４５に積み重ねられる可撓性プリント回路上にパターン化した導電トレースから形成することができる。表面４５は、平面状であっても、湾曲していてもよく、平面状部分及び湾曲部分を有しても、又は任意の他の所望の形状を有してもよい。表面４５が湾曲している例を、本明細書では一例として説明する。表面４５は、所望であれば、複数の軸線を中心として三次元的に湾曲させることができる（例えば、表面４５は、球状に湾曲、非球状に湾曲、自由形状に湾曲させることができる）。

【0026】

アンテナ４０には、アンテナフィード３２を使用してフィードすることができる。アンテナフィード３２は、（例えば、誘電体基板４４の表面４５のギャップ５８にわたって）アンテナ共振要素４６とアンテナ接地４２との間に結合することができる。例えば、アンテナ共振要素４６は、フィードセグメント７２などのフィードセグメントを有することができる。フィードセグメント７２は、対応する長手方向軸線（例えば、図２のＸ軸に平行に向けられた長手方向軸線）に沿って延びていてもよく、ギャップ５８によってアンテナ接地４２から離れていてもよい。アンテナフィード３２の正極アンテナフィード端子３４は、フィードセグメント７２に結合することができる一方で、接地アンテナフィード端子３６は、アンテナ接地４２に（例えば、ギャップ５８の両側で）結合することができる。

【0027】

アンテナ共振要素４６は、複数のアーム又は分岐を有することができる。図２の例では、アンテナ共振要素４６は、フィードセグメント７２から延びる第１のアーム（分岐）５２、第１のアーム５２から延びる第２のアーム（分岐）５０、及びフィードセグメント７２から延びる第３のアーム４８を含む。アーム５２、５０及び４８は、本明細書ではアンテナ共振要素アーム又はアンテナアームと呼ばれることがある。

【0028】

図２に示すように、第１のアーム５２は、フィードセグメント７２の端部から延びる第１のセグメント７４を有してもよい（例えば、第１のセグメント７４は、フィードセグメント７２のアンテナフィード３２とは反対側の端部に第１の端部を有してもよい）。第１のセグメント７４は、フィードセグメント７２に対して平行でない角度（例えば垂直角度）で延びていてもよい（例えば、第１のセグメント７４の長手方向軸線は、図２のＹ軸に平行に、かつフィードセグメント７２の長手方向軸線に垂直に延びていてもよい）。第１のアーム５２は、第１のセグメント７４の端部から延びる第２のセグメント７６を有してもよい（例えば、第１のセグメント７４は、フィードセグメント７２とは反対側の第２の端部を有することができ、第２のセグメント７６は、第１のセグメント７４の第２の端部に第１の端部を有してもよい）。第２のセグメント７６は、第１のセグメント７４に対して平行でない角度（例えば垂直角度）で延びていてもよい（例えば、第２のセグメント７６の長手方向軸線は、Ｘ軸及びフィードセグメント７２に平行に延びていてもよく、図２の第１のセグメント７４の長手方向軸線に垂直に延びていてもよい）。第１のアーム５２は、第２のセグメント７６の端部から延びる第３のセグメント７８も有してもよい（例えば、第２のセグメント７６は、第１のセグメント７４とは反対側の第２の端部を有してもよく、第３のセグメント７８は、第２のセグメント７６の第２の端部に第１の端部を有してもよい）。第３のセグメント７８は、第２のセグメント７６に対して平行でない角度（例えば垂直角度）で延びていてもよい（例えば、第３のセグメント７８の長手方向軸線は、Ｙ軸及び図２の第１のセグメント７４の長手方向軸線に平行に延びていてもよい）。第３のセグメント７８は、第２のセグメント７６とは反対側の第２の端部を有してもよい。第３のセグメント７８の第２の端部は、（例えば、接地位置で）アンテナ接地４２に結合することができる。これにより、正極アンテナフィード端子３４と接地アンテナフィード端子３６との間に流れるアンテナ電流のための、（フィードセグメント７２及びアンテナ接地４２を備えた）ループ状経路５６を形成するように、第１のアーム５２を構成することができる。ループ状経路５６は、誘電体基板４４の表面４５で中央開口部７７の周りに延びていてもよい。

【0029】

第２のアーム５０は、第１のアーム５２のセグメント７４の第２の端部から延び、かつ第１のアーム５２のセグメント７６の第１の端部から延びる、第１のセグメント８０を有してもよい（例えば、第２のアーム５０の第１のセグメント８０は、第１のアーム５２のセグメント７４及び７６の端部に第１の端部を有してもよい）。第２のアーム５０の第１のセグメント８０は、第１のアーム５２のセグメント７６に平行に延びていてもよい（例えば、第２のアーム５０の第１のセグメント８０は、第１のアーム５２のセグメント７６の長手方向軸線に平行に向けられた長手方向軸線に沿って延びていてもよい）。第２のアーム５０は、第１のセグメント８０の端部から第２のアーム５０の先端８４まで延びる第２のセグメント８２を有してもよい（例えば、第１のセグメント８０は、第２のアーム５０の第２のセグメント８２に第２の端部を有してもよい）。第２のアーム５０の第２のセグメント８２は、第２のアーム５０の第１のセグメント８０に対して平行でない角度で（例えば、Ｙ軸に平行な長手方向軸線に沿って）延びていてもよい。第２のアーム５０の第１のセグメント８０は、ギャップ６４によって（例えば、第１のセグメント８０の全長に沿って）第１のアーム５２のセグメント７６から離すことができる。第２のアーム５０の第２のセグメント８２は、所望であれば、ギャップ６４によって第１のアーム５２のセグメント７８からも離すことができる。ギャップ６４は、第２のアーム５０の第１のセグメント８０の長さに沿って分布キャパシタンス（例えば、第２のアーム５０のセグメント８０と第１のアーム５２のセグメント７６との間の分布キャパシタンス）を形成することができる。ギャップ６４によって形成された分布キャパシタンスは、第１のアーム５２及び／又は第２のアーム５０の周波数応答を調整するために使用することができる。

【0030】

第３のアーム４８は、フィードセグメント７２から延びる第１のセグメント６８を有してもよい（例えば、第３のアーム４８の第１のセグメント６８は、フィードセグメント７２に第１の端部を有してもよい）。第３のアーム４８の第１のセグメント６８は、フィードセグメント７２に対して平行でない角度（例えば、垂直角度）で延びていてもよい（例えば、第３のアーム４８の第１のセグメント６８の長手方向軸線は、第１のアーム５２のセグメント７４及び７８並びに第２のアーム５０のセグメント８２の長手方向軸線に平行に向けることができる）。第３のアーム４８は、第１のセグメント６８の第２の端部から第３のアーム４８の先端６６まで延びる第２のセグメント７０も有してもよい。第３のアーム４８の第２のセグメント７０は、第１のセグメント６８に対して平行でない角度（例えば、垂直角度）で延びていてもよい（例えば、第２のセグメント７０は、フィードセグメント７２、第１のアーム５２のセグメント７６、及び第２のアーム５０のセグメント８０の長手方向軸線に平行に向けられた長手方向軸線に沿って延びていてもよい）。言い換えれば、第３のアーム４８は、フィードセグメント７２から延びるＬ字形ストリップ（例えば、Ｌ字形アーム）であり得る。第３のアーム４８の第２のセグメント７０の一部分（例えば、先端６６）を、ギャップ６２によって第２のアーム５０から離すことができる。

【0031】

信号送信中、アンテナフィード３２は、図１の高周波送受信機回路２４から高周波信号を受信する。対応する（高周波）アンテナ電流が、アンテナ共振要素４６及びアンテナ接地４２を流れることができる。アンテナ電流は、自由空間に送信される（例えば、無線信号としての）高周波信号を放射することができる。信号受信中、アンテナ共振要素４６は、自由空間から（無線）高周波信号を受信することができる。次いで、対応するアンテナ電流が、アンテナ共振要素４６で生成される。次いで、アンテナ電流に対応する高周波信号は、アンテナフィード３２を介して高周波送受信機回路２４（図１）に送信される。

【0032】

第１のアーム５２、第２のアーム５０、第３のアーム４８及び／又はフィードセグメント７２の長さは、目的とする所望の周波数帯域でアンテナ４０が動作する（周波数帯域を処理する）ように選択することができる。例えば、正極アンテナフィード端子３４から、フィードセグメント７２、第１のアーム５２のセグメント７４、７６及び７８、並びにアンテナ接地４２を通って接地アンテナフィード端子３６までのアンテナ４０の長さ（例えば、ループ経路５６の長さ）は、第１の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。ループ経路５６の長さは、例えば、第１の周波数帯域の周波数に対応する有効波長の半分（の、例えば、１５％以内）にほぼ等しくてもよい。有効波長は、誘電体基板４４の誘電率に基づいて決定される定数値を自由空間波長に乗じた値に等しい。第１の周波数帯域は、例えば、（例えば、５．０ＧＨｚの無線ローカルエリアネットワーク帯域及び／又は第１の周波数帯域内の無認可周波数の信号を伝達するための）約５．０ＧＨｚ～６．０ＧＨｚの周波数を含んでもよい。第１の周波数帯域は、本明細書ではアンテナ４０の中帯域と呼ばれることがある。

【0033】

信号送信中、第１の周波数帯域のアンテナ電流が、ループ経路５６に沿って（例えば、ループ経路５６を形成する導電性構造体の周辺部に沿って）流れることができる。ループ経路５６は、第１の周波数帯域における対応する（無線）高周波信号を放射することができる。同様に、信号受信中、自由空間から受信した第１の周波数帯域の高周波信号により、第１の周波数帯域のアンテナ電流がループ経路５６に沿って流れることができる。このようにして、フィードセグメント７２、第１のアーム５２のセグメント７４、７６及び７８、並びにセグメント７８から接地アンテナフィード端子３６まで延びるアンテナ接地４２の部分は、アンテナ４０のループアンテナ共振要素を形成することができる（例えば、第１のアーム５２は、ループアンテナ共振要素の一部を形成することができる）。所望であれば、ギャップ６４は、第１の周波数帯域におけるループ経路５６の周波数応答を調整するのに役立つ（分布）キャパシタンスをループ経路５６に導入することができる。ギャップ６４の幅を増加させることで、このキャパシタンスを減少させることができる一方で、ギャップ６４の幅を減少させることで、キャパシタンスを増加させることができる。ギャップ６４は、例えば、０．０１～０．１０ｍｍ（例えば、約０．０５ｍｍ）、０．０１～０．５０ｍｍ、０．５０ｍｍ超などの幅を有してもよい。

【0034】

同時に、正極アンテナフィード端子３４から、フィードセグメント７２、第１のアーム５２のセグメント７４、並びに第２のアーム５０のセグメント８０及び８２を通って第２のアーム５０の先端８４までのアンテナ共振要素４６の長さ（例えば、経路６０の長さ）は、第２の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。経路６０の長さは、例えば、第２の周波数帯域の周波数に対応する有効波長の４分の１（の、例えば１５％以内）にほぼ等しくてもよい。第２の周波数帯域は、例えば、（例えば、２．４ＧＨｚの無線ローカルエリアネットワーク帯域の信号を伝達するために）２．５ＧＨｚ未満の周波数を含んでもよい。第２の周波数帯域は、本明細書ではアンテナ４０の低帯域と呼ばれることがある。

【0035】

信号送信中、第２の周波数帯域のアンテナ電流が、正極アンテナフィード端子３４と先端８４との間の経路６０に沿って（例えば、アンテナ共振要素４６の経路６０を形成する導電性構造体の周辺部に沿って）流れることができる。経路６０は、第２の周波数帯域における対応する（無線）高周波信号を放射することができる。同様に、信号受信中、自由空間から受信した第２の周波数帯域の高周波信号により、第２の周波数帯域のアンテナ電流がループ経路６０に沿って流れることができる。第１のアーム５２のセグメント７６及び７８は、第２の周波数帯域のアンテナ電流のための、アンテナ接地４２へのリターン経路を形成することができる（例えば、第１のアーム５２の部分は、第１の周波数帯域でループ経路５６の残り部分によって共振しつつ、第２の周波数帯域で第２のアーム５０のための、接地へのリターン経路を形成することができる）。このようにして、第２のアーム５０及び第１のアーム５２は、アンテナ４０の第２の周波数帯域における逆Ｆアンテナ共振要素を集合的に形成することができる（例えば、第１のアーム５２は、第１の周波数帯域におけるループアンテナ共振要素の一部と、第２の周波数帯域における逆Ｆアンテナ共振要素の一部との両方を形成することができる）。所望であれば、ギャップ６４は、第２の周波数帯域における経路６０の周波数応答を調整するのに役立つ（分布）キャパシタンスを第２のアーム５０に導入することができる。

【0036】

加えて、第３のアーム４８の長さ（例えば、経路５４）は、第３の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。第３のアーム４８の長さ（例えば、経路５４）は、例えば、第３の周波数帯域の周波数に対応する有効波長の４分の１（の、例えば１５％以内）にほぼ等しくてもよい。第３の周波数帯域は、例えば、（例えば、５．０ＧＨｚの無線ローカルエリアネットワーク帯域の信号を伝達するために、５．９２５～７．１２５ＧＨｚの周波数帯域などの無認可帯域の信号を伝達するために、６．５ＧＨｚのＵＷＢ通信帯域の信号を伝達するために、かつ／又は８．０ＧＨｚのＵＷＢ通信帯域の信号を伝達するために）約５．０ＧＨｚ～９．０ＧＨｚの周波数を含んでもよい。第３の周波数帯域は、本明細書ではアンテナ４０の高帯域と呼ばれることがある。第３のアーム４８は、本明細書ではアンテナ４０の高帯域アームと呼ばれることがある。第２のアーム５０は、本明細書ではアンテナ４０の低帯域アームと呼ばれることがある。第１のアーム５２は、本明細書ではアンテナ４０の中帯域アームと呼ばれることがある。

【0037】

信号送信中、第３の周波数帯域のアンテナ電流が、正極アンテナフィード端子３４と先端６６との間の経路５４に沿って（例えば、第３のアーム４８を形成する導電性構造体の周辺部に沿って）流れることができる。第３のアーム４８（例えば、経路５４）は、第３の周波数帯域における対応する（無線）高周波信号を放射することができる。同様に、信号受信中、自由空間から受信した第３の周波数帯域の高周波信号により、第３の周波数帯域のアンテナ電流が経路５４に沿って流れることができる。このようにして、第３のアーム５４は、アンテナ４０の第３の周波数帯域におけるモノポールアンテナ共振要素（例えば、Ｌ字形アンテナ共振要素）を形成することができる。所望であれば、ギャップ６２は、第３のアーム４８の周波数応答を調整するのに役立つ、かつ／又は第３の周波数帯域における第３のアーム４８のインピーダンスマッチングを実行するのに役立つ、キャパシタンスを第３のアーム４８に導入することができる。

【0038】

このように構成された場合、アンテナ４０は、第１、第２及び第３の周波数帯域のそれぞれの高周波信号を満足のいくアンテナ効率で伝達（例えば、送信及び／又は受信）することができる。アンテナ４０は、例えば、広帯域応答を示すことができ、第２の周波数帯域の下限から第３の周波数帯域の上限（例えば、２．４ＧＨｚ未満～９．０ＧＨｚ超）の、満足のいくアンテナ効率を示すことができる。第３のアーム４８がアンテナ共振要素４６のフィードセグメント７２から延びる図２の例は、単に例示に過ぎない。別の好適な構成では、フィードセグメント７２は省略されてもよく、第３のアーム４８は、アンテナ接地４２から延びていてもよい。

【0039】

図３は、アンテナ４０の第３のアーム４８がアンテナ接地４２からどのように延び得るかを示す図である。図３に示すように、図２のフィードセグメント７２を省略することができ、正極アンテナフィード端子３４は、第１のアーム５２のセグメント７４の第１の端部に結合することができる。第１のアーム５２のセグメント７４、７６及び７８、並びにセグメント７８から接地アンテナフィード端子３６までのアンテナ接地４２のセグメントは、ループ経路９０を形成することができる。正極アンテナフィード端子３４から、第１のアーム５２及びアンテナ接地４２を通って接地アンテナフィード端子３６までのアンテナ共振要素４６の長さ（例えば、ループ経路９０の長さ）は、第１の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。このようにして、第１のアーム５２及びセグメント７８から接地アンテナフィード端子３６まで延びるアンテナ接地４２の部分（例えば、ループ経路９０）は、第１の周波数帯域で共振する、アンテナ４０のループアンテナ共振要素を形成することができる。

【0040】

正極アンテナフィード端子３４から、第１のアーム５２のセグメント７４及び第２のアーム５０を通って第２のアーム５０の先端８４までのアンテナ共振要素４６の長さ（例えば、経路９２の長さ）は、第２の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。第１のアーム５２のセグメント７６及び７８は、第２の周波数帯域のアンテナ電流のための、アンテナ接地４２へのリターン経路を第２のアーム５０上に形成することができる（例えば、第１のアーム５２の部分は、第１の周波数帯域でループ経路９０の残り部分によって共振しつつ、第２の周波数帯域で第２のアーム５０のための、接地へのリターン経路を形成することができる）。このようにして、第２のアーム５０及び第１のアーム５２は、アンテナ４０の第２の周波数帯域における逆Ｆアンテナ共振要素を集合的に形成することができる（例えば、第１のアーム５２は、第１の周波数帯域におけるループアンテナ共振要素の一部と、第２の周波数帯域における逆Ｆアンテナ共振要素の一部との両方を形成することができる）。ギャップ６４は、第１の周波数帯域におけるループ経路９０の周波数応答を調整するのに役立つ、かつ／又は第２の周波数帯域における経路９２の周波数応答を調整するのに役立つ、分布キャパシタンスを導入することができる。

【0041】

図３に示すように、第３のアーム４８のセグメント６８は、第１のアーム５２のセグメント７８とは反対のアンテナフィード３２の側に配置されるアンテナ接地４２に（接地位置で）結合することができる（例えば、アンテナフィード３２は、誘電体基板４４上でセグメント６８とセグメント７８との間に横方向に挿入することができる）。第３のアーム４８の長さ（例えば、経路８８）は、第３の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。所望であれば、ギャップ６２は、第３のアーム４８の周波数応答を調整するのに役立つ、かつ／又は第３の周波数帯域における第３のアーム４８のインピーダンスマッチングを実行するのに役立つ、キャパシタンスを第３のアーム４８に導入することができる。アンテナフィード３２は、例えば、（例えば、ギャップ６２にわたって）近傍界電磁結合を介して第３のアーム４８のための第３の周波数帯域のアンテナ電流を間接的に供給することができる。

【0042】

アンテナフィード３２が第３のアーム４８と第１のアーム５２のセグメント７８との間に挿入された図３の例は、単に例示に過ぎない。別の好適な構成では、第３のアーム４８は、第１のアーム５２の中央開口部７７内に配置することができる。図４は、第３のアーム４８を第１のアーム５２の中央開口部７７内にどのように配置できるかを示す図である。

【0043】

図４に示すように、第３のアーム４８のセグメント６８は、アンテナフィード３２と第１のアーム５２のセグメント７８との間に横方向に挿入される位置でアンテナ接地４２に結合することができる（例えば、第３のアーム４８は、第１のアーム５２の中央開口部７７内に配置することができる）。第３のアーム４８の長さ（例えば、経路９４）は、第３の周波数帯域で共振するようにアンテナ共振要素４６を構成するように選択することができる。図２～図４の例では、アーム５２、５０及び４８の３つ全てが同じアンテナフィード３２を共有する（例えば、アンテナフィード３２は、アーム５２、５０及び４８のそれぞれのための高周波信号を供給する）。アンテナフィード３２は、アーム５２、５０及び４８のそれぞれのための高周波信号をアンテナ４０と送受信機回路２４（図１）との間で伝達する（例えば、アンテナフィード３２は、アーム５２、５０及び４８によって自由空間から受信される高周波信号を送受信機回路４２に送信し、アンテナフィード３２は、アーム５２、５０及び４８を介して送受信機回路４２から受信した高周波信号を送信する）。図２～図４の例は、単に例示に過ぎない。一般に、第１のアーム５２、第２のアーム５０及び第３のアーム４８は、任意の所望の経路（例えば、任意の所望の数の湾曲及び／又は直線セグメントを有し、かつ任意の所望の角度で延びた経路）に沿う他の形状を有してもよい。アンテナ共振要素４６の導電性材料の縁部は、任意の所望の形状を有してもよい（例えば、任意の所望の角度で延びた任意の所望の数の直線及び／又は湾曲部分を含むことができる）。アンテナ共振要素４６は、所望であれば、追加の周波数帯域をカバーすることができる。

【0044】

図５は、図２～図４のアンテナ４０の周波数に応じたアンテナ性能のプロットである。図５に示すように、曲線９６は、アンテナ４０の周波数に応じたアンテナ性能（例えば、電圧定在波比（voltage standing wave ratio；ＶＳＷＲ））をプロットしている。曲線９６で示すように、アンテナ４０は、第１の周波数Ｆ１から第２の周波数Ｆ２までＶＳＷＲ閾値ＴＨを下回る応答ピークを示すことができる。周波数Ｆ１は、例えば、２．４ＧＨｚ未満であり得る。周波数Ｆ２は、例えば、９．０ＧＨｚ超であり得る。アンテナ４０は、アンテナのＶＳＷＲが閾値ＴＨを下回る各周波数において満足のいくアンテナ効率を示すことができる。したがって、アンテナ４０は、周波数Ｆ１から周波数Ｆ２の帯域幅９８にわたって満足のいくアンテナ効率を示すことができる。

【0045】

例えば、曲線９６で示すように、アンテナ４０は、図２～図４の第１のアーム５２の寄与（共振）により、約５．０ＧＨｚ～６．０ＧＨｚの第１の周波数帯域Ｂ１で応答ピークを示すことができる。アンテナ４０は、第２のアーム５０（及び第２のアーム５０のための、リターン経路として機能する第１のアーム５２）の寄与（共振）により、２．４ＧＨｚの第２の周波数帯域Ｂ２でも応答ピークを示すことができる。同様に、アンテナ４０は、第３のアーム４８の寄与（共振）により、約５．０ＧＨｚ～９．０ＧＨｚの第３の周波数帯域Ｂ３で応答ピークを示すことができる。同時に、アンテナ４０は、帯域幅９８にわたる他の周波数において満足のいくアンテナ効率を示すことができる。これにより、アンテナ４０は、デバイス１０内の比較的小さな空間を占めながらも、周波数Ｆ１とＦ２との間の任意の他の所望の周波数帯域において満足のいくアンテナ効率で高周波信号を伝達することができる。図５の例は、単に例示に過ぎない。曲線９６は、他の形状を有してもよい。アンテナ４０は、任意の所望の数の周波数帯域において高周波信号を任意の所望の周波数で伝達することができる。

【0046】

図６は、アンテナ４０をデバイス１０にどのように統合できるかを示す（例えば、図２～図４の矢印８６の方向に沿った）側断面図である。図６に示すように、誘電体基板４４は、表面４５などの曲面及び底面１０２などの少なくとも１つの追加面を有してもよい。アンテナ共振要素４６は、誘電体基板４４の表面４５上にパターン化した導電トレースから形成することができる。アンテナ接地４２は、誘電体基板４４の表面４５及び底面１０２上にパターン化した導電トレースから形成することができる。アンテナ接地４２及びアンテナ共振要素４６の導電トレースは、所望であれば、レーザ直接構造化（Laser Direct Structuring；ＬＤＳ）プロセスを使用して誘電体基板４４上にパターン化することができる（例えば、誘電体基板４４は、ＬＤＳプラスチック材料から形成することができる）。別の好適な構成では、アンテナ接地４２及びアンテナ共振要素４６は、誘電体基板４４の表面４５及び１０２上に積み重ねられる１つ以上の可撓性プリント回路上にパターン化することができる。

【0047】

アンテナ接地４２及び誘電体基板４４は、穴１０４などの穴又は開口を含むことができる。ねじ１００などの締結構造体が、穴１０４を通って延びて、アンテナ接地４２及び誘電体基板４４をシステム接地１１６などの他のデバイス構成要素に固定することができる。ねじ１００は、アンテナ接地４２をシステム接地１１６に短絡させるのに役立つ導電性ねじであってもよい（例えば、システム接地１１６は、アンテナ４０の接地平面の一部を形成することができる）。ねじ１００は、導電性クリップ、導電性ばね、導電性ピン、導電性ブラケット、導電性接着剤、溶接、はんだ、これらの組み合わせなどの任意の所望の導電性締結構造体によって置き換えられてもよい。

【0048】

デバイス１０は、誘電体カバー層１１０などの誘電体カバー層を含むことができる。誘電体カバー層１１０は、デバイス１０のための図１の筐体３８の一部を形成することができる。誘電体カバー層１１０は、デバイス１０の内部に内面１１２を有することができ、デバイス１０の外部に外面１１４を有することができる。内面１１２及び／又は外面１１４は、曲面（例えば、球状曲面、非球状曲面、自由形状曲面など、任意の所望の軸に沿って湾曲した三次元曲面）であってもよい。内面１１２と外面１１４は、所望であれば、同じ湾曲を有することができる。誘電体カバー層１１０は、プラスチック、セラミック、ゴム、ガラス、木材、布、サファイア、これらの材料の組み合わせ又は他の材料の組み合わせなどの任意の所望の誘電体材料から形成することができる。

【0049】

誘電体基板４４は、表面４５が誘電体カバー層１１０に面するように、デバイス１０内に取り付けることができる。アンテナ共振要素４６は、誘電体カバー層１１０の内面１１２から距離１０６で離すことができる。アンテナ４０は、誘電体カバー層１１０を通して高周波信号１０８を伝達することができる。誘電体基板４４の表面４５は、湾曲することができる。表面４５の湾曲は、誘電体カバー層１１０の内面１１２の湾曲に一致するように選択することができる（例えば、表面４５は、球状曲面、非球状曲面、自由形状曲面など、任意の所望の軸に沿って湾曲した三次元曲面であってもよい）。言い換えれば、アンテナ共振要素４６に重複する表面４５の側面領域の全体が、アンテナ共振要素４６に重複する内面１１２の一部分に平行に延びていてもよい。これにより、アンテナ共振要素４６は、アンテナ共振要素４６の側面領域の全体にわたって（例えば、少なくともアーム５２、５０及び７０の側面領域にわたって）内面１１２から同じ距離１０６で離れるように構成される。これにより、アンテナ共振要素４６から誘電体カバー層１１０を通して、アンテナ共振要素４６の側面領域の全体にわたる自由空間に均一なインピーダンス遷移をもたらすことを確実にすることができる。これは、誘電体カバー層１１０などの湾曲したインピーダンス境界の存在にもかかわらず、アンテナ４０のアンテナ効率を最大化するのに役立てることができる。

【0050】

一実施形態によれば、表面を有する誘電体基板と、表面上のアンテナ接地と、アンテナ接地に接地位置で結合された、表面上の第１のアンテナアームと、第１のアンテナアームから延びる、表面上の第２のアンテナアームと、アンテナ接地に結合され、第１及び第２のアンテナアームにフィードする（feed）ように構成されたアンテナフィードであって、第１のアンテナアームと、接地位置とアンテナフィードとの間に延びるアンテナ接地の一部分が、第１の周波数帯域の高周波信号を伝達するように構成されたループ経路を形成しており、第２のアンテナアームが、第２の周波数帯域の高周波信号を伝達するように構成されており、第１のアンテナアームの一部分が、第２のアンテナアームのための、アンテナ接地へのリターン経路を形成している、アンテナフィードと、第２のアンテナアームと第１のアンテナアームの一部分との間のギャップであって、第１の周波数帯域における第１のアンテナアームの周波数応答を調整するように構成された分布キャパシタンスを形成しているギャップと、を含む電子デバイスが提供される。

【0051】

別の実施形態によれば、電子デバイスは、第３の周波数帯域の高周波信号を伝達するように構成された第３のアンテナアームであって、アンテナフィードが、第３のアンテナアームにフィードするように構成されている、第３のアンテナアームを含む。

【0052】

別の実施形態によれば、電子デバイスは、表面上の導電トレースであって、第１のアンテナアームが、導電トレースから接地位置まで延びており、第３のアンテナアームが、導電トレースから延びており、アンテナフィードが、アンテナ接地と導電トレースとの間に結合されている、導電トレースを含む。

【0053】

別の実施形態によれば、第１のアンテナアームが、導電トレースから第１の長手方向軸線に沿って延びる第１のセグメントを含み、第２のアンテナアームが、第１のセグメントから延びる第２のセグメントを含み、第２のセグメントが、第１の長手方向軸線に対して平行でない第２の長手方向軸線に沿って延びており、第３のアンテナアームが、導電トレースから延びる第３のセグメントを含み、第３のセグメントが、第１の長手方向軸線に平行な第３の長手方向軸線に沿って延びている。

【0054】

別の実施形態によれば、第１のアンテナアームの一部分が、第４及び第５のセグメントを含み、ギャップが、第４のセグメントと第２のセグメントとの間に形成されており、第５のセグメントが、第４のセグメントを接地位置に結合しており、第３のアンテナアームが、第３のセグメントから延びる第６のセグメントを含み、第６のセグメントが、第２の長手方向軸線に平行な第４の長手方向軸線に沿って延びている。

【0055】

別の実施形態によれば、第３のアームが、アンテナ接地に結合されており、アンテナフィードが、第１のアームとアンテナ接地との間に結合されている。

【0056】

別の実施形態によれば、第３のアームがＬ字形ストリップを含む。

【0057】

別の実施形態によれば、第２のアームが、近傍界電磁結合を介してＬ字形ストリップにフィードするように構成されている。

【0058】

別の実施形態によれば、第１のアーム及びアンテナ接地の一部分が、表面の中央開口部の周りに延びており、Ｌ字形ストリップが、中央開口部内に配置されている。

【0059】

別の実施形態によれば、第２の周波数帯域が、第１の周波数帯域よりも低く、第３の周波数帯域が、第１の周波数帯域よりも高い周波数を含む。

【0060】

別の実施形態によれば、電子デバイスは、内曲面を有する誘電体カバー層を含み、第１及び第２のアンテナアームが、誘電体カバー層を通して放射するように構成されており、表面が曲面を有し、曲面が、第１及び第２のアンテナアームの側面領域にわたって均一な距離で内曲面から離されている。

【0061】

一実施形態によれば、アンテナ接地と、第１の周波数帯域で共振するように構成されたループアンテナ共振要素と、第２の周波数帯域で共振するように構成された逆Ｆアンテナ共振要素であって、ループアンテナ共振要素の一部分が、逆Ｆアンテナ共振要素のための、アンテナ接地へのリターン経路を形成する、逆Ｆアンテナ共振要素と、第３の周波数帯域で共振するように構成されたＬ字形アンテナ共振要素と、ループアンテナ共振要素、逆Ｆアンテナ共振要素及びＬ字形アンテナ共振要素にフィードするように構成されたアンテナフィードと、を含むアンテナが提供される。

【0062】

別の実施形態によれば、Ｌ字形アンテナ共振要素が、ループアンテナ共振要素の一部分から延びている。

【0063】

別の実施形態によれば、Ｌ字形アンテナ共振要素が、アンテナ接地から延びている。

【0064】

別の実施形態によれば、Ｌ字形アンテナ共振要素が、近傍界電磁結合を介して逆Ｆアンテナ共振要素によって間接的にフィードされる。

【0065】

別の実施形態によれば、第１の周波数帯域が５ＧＨｚを含み、第２の周波数帯域が２.４ＧＨｚを含み、第３の周波数帯域が５ＧＨｚ～９ＧＨｚを含む。

【0066】

一実施形態によれば、アンテナ接地と、第１のセグメントと、第１のセグメントに対して平行でない角度で第１のセグメントから延びる第２のセグメントと、第２のセグメントからアンテナ接地まで延びる第３のセグメントと、を有する第１の共振要素アームと、第１及び第２のセグメントから延びる第４のセグメントを有し、かつ第４のセグメントに対して平行でない角度で第４のセグメントから延びる第５のセグメントを有する、第２の共振要素アームであって、第４のセグメントが、第２のセグメントに平行に延びている、第２の共振要素アームと、第２のセグメントと第４のセグメントとの間のギャップであって、第１の共振要素アームの周波数応答を調整するように構成された分布キャパシタンスを形成している、ギャップと、アンテナ接地に結合された第６のセグメントを有し、かつ第６のセグメントに対して平行でない角度で第６のセグメントから延びる第７のセグメントを有する、第３の共振要素アームと、第１のセグメントとアンテナ接地との間に結合されたアンテナフィードであって、第１、第２及び第３の共振要素アームにフィードするように構成されているアンテナフィードと、を含むアンテナが提供される。

【0067】

別の実施形態によれば、第３のセグメントが、アンテナ接地上の第１の接地位置に結合されており、第６のセグメントが、アンテナ接地上の第２の接地位置に結合されており、アンテナフィードが、第１のセグメントに結合された正極アンテナフィード端子と、アンテナ接地に結合された接地アンテナフィード端子と、を含み、接地アンテナフィード端子が、アンテナ接地上で第１の接地位置と第２の接地位置との間に挿入されている。

【0068】

別の実施形態によれば、第１の共振要素アームが、第１の周波数帯域で放射するように構成されており、第２の共振要素アームが、第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域で放射するように構成されており、第３の共振要素アームが、第１の周波数帯域よりも高い周波数を含む第３の周波数帯域で放射するように構成されている。

【0069】

別の実施形態によれば、第７のセグメントが、第２及び第４のセグメントに平行に延びており、第１のセグメントが、第３及び第５のセグメントに平行に延びている。

【0070】

上記は、単に例示に過ぎず、様々な修正を記載の実施形態に行ってもよい。上記の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実装されてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】