电子设备的制作方法

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本实用新型涉及电子设备，并且更具体地涉及用于具有无线通信电路的电子设备的天线。

背景技术：

电子设备通常具有无线通信能力。为了满足消费者对小外形无线设备的需求，制造商一直在不懈努力来实现使用紧凑结构的无线通信电路，诸如天线部件。同时，希望无线设备覆盖越来越多的通信频带。

由于天线有可能彼此干扰并干扰无线设备中的部件，因此将天线结合到电子设备中时必须小心。此外，必须小心确保设备中的天线和无线电路系统能够在一系列工作频率范围内表现出令人满意的性能。

因此，希望能够为无线电子设备提供改善的无线通信电路。

技术实现要素：

电子设备诸如手表可具有外壳，该外壳具有金属部分诸如金属侧壁。显示器可安装在设备的正面上。基于光的部件诸如发光二极管和检测器可安装在设备的背面上。电子设备的背面可使用电介质外壳后壁形成。

电子设备可包括无线通信电路。无线通信电路可包括射频收发器电路和天线。天线可包括天线接地部。可使用电子设备内的印刷电路板上的金属外壳侧壁和/或导电层来形成天线接地部。天线可包括由导电迹线形成的天线谐振元件，该导电迹线直接图案化到电介质外壳后壁的内表面上。天线可包括耦接到导电迹线的正天线馈电端子和耦接到天线接地部的负天线馈电端子。短路支路可将导电迹线耦接到天线接地部(例如，耦接到印刷电路板上的导电层或耦接到金属外壳侧壁)。射频收发器电路可耦接到正天线馈电端子和接地天线馈电端子，并且可使用天线通过电介质外壳后壁来发射和接收射频信号。

电介质外壳后壁上的导电迹线可限定隙缝。导电迹线可形成围绕隙缝并具有相对的第一端和第二端的导电环路。正天线馈电端子可耦接到导电环路的第一端，而短路支路耦接到导电环路的第二端。线圈和一个或多个传感器可在隙缝内安装到电介质外壳后壁上。电子设备可包括使用线圈通过电介质外壳后壁来接收无线功率信号的无线功率接收器电路。传感器可通过电介质外壳后壁中的至少一个透明窗口来发射和/或接收光。

收发器电路可包括蜂窝电话收发器电路、无线局域网收发器电路和卫星导航接收器电路。蜂窝电话收发器电路可使用天线谐振元件通过外壳的电介质后壁来发射和接收从700MHz至960MHz的信号和/或其他蜂窝电话通信频带中的信号。无线局域网收发器电路可使用天线谐振元件通过外壳的电介质后壁来发射和接收无线局域网信号。卫星导航接收器电路可使用天线谐振元件通过外壳的电介质后壁来接收卫星导航信号。如果需要，天线可用于覆盖任何其他频率。

根据一个实施方案，一种具有相对的正面和背面的电子设备，提供了所述电子设备，其包括：形成电子设备的背面的电介质外壳后壁；具有形成电子设备的正面的显示器覆盖层的显示器；线圈；无线功率接收器电路，其使用线圈通过电介质外壳后壁来接收无线功率信号；天线谐振元件，其由电介质外壳后壁上的导电迹线形成；以及射频收发器电路，其耦接到天线谐振元件的导电迹线，并且被配置为使用天线谐振元件通过电介质外壳后壁来发射和接收射频信号。

根据另一个实施方案，线圈接触电介质外壳后壁。

根据另一个实施方案，天线谐振元件的导电迹线在电介质外壳后壁处围绕线圈的至少三个侧面。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括安装到电介质外壳后壁上的传感器，天线谐振元件的导电迹线在电介质外壳后壁处围绕传感器的至少三个侧面。

根据另一个实施方案，电介质外壳后壁是不透明的，电子设备包括电介质外壳后壁中的光学透明窗口，传感器与该光学透明窗口对准并且被配置为通过该光学透明窗口来接收光。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括具有导电层的印刷电路板以及将天线谐振元件短接到导电层的返回路径。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括从电介质外壳后壁延伸到显示器覆盖层的导电外壳侧壁，该导电外壳侧壁短接到导电层。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括：耦接到天线谐振元件的导电迹线的正天线馈电端子；耦接到导电层的接地天线馈电端子；以及射频传输线，其具有耦接在射频收发器电路和正天线馈电端子之间的信号导体和耦接在射频收发器电路和接地天线馈电端子之间的接地导体。

根据另一个实施方案，天线谐振元件的导电迹线形成具有相对的第一端和第二端的导电环路，正天线馈电端子在导电环路的第一端处耦接到导电迹线，并且返回路径在导电环路的第二端处耦接到导电迹线。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括导电外壳侧壁，其被配置为接收用于电子设备的带，返回路径在邻近导电外壳侧壁的位置处耦接到导电迹线。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括在电介质外壳后壁上形成的并与其接触的柔性印刷电路，导电迹线形成在柔性印刷电路上。

根据一个实施方案，一种具有相对的正面和背面的电子设备，提供了所述电子设备，其包括：在电子设备的正面处的显示器；外壳，其在电子设备的背面处具有电介质后壁并且具有金属侧壁，所述金属侧壁形成用于天线的天线接地部的至少一部分；形成用于天线的平面天线谐振元件的导电迹线，所述导电迹线图案化到外壳的电介质后壁上；用于天线的馈电部，其包括耦接到导电迹线的第一天线馈电端子和耦接到天线接地部的第二天线馈电端子；射频收发器电路；以及射频传输线，其将射频收发器电路耦接到第一天线馈电端子和第二天线馈电端子，所述射频收发器电路被配置为使用天线通过外壳的电介质后壁来发射和接收射频信号。

根据另一个实施方案，射频收发器电路包括：无线局域网收发器电路，其被配置为使用天线通过外壳的电介质后壁来发射和接收无线局域网信号；以及卫星导航接收器电路，其被配置为使用天线通过外壳的电介质后壁来接收卫星导航信号。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括蜂窝电话收发器，其被配置为使用天线通过外壳的电介质后壁来发射和接收从700MHz至960MHz的信号。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括：线圈；以及无线功率接收器电路，其使用线圈通过外壳的电介质后壁来接收无线功率信号。

根据另一个实施方案，线圈安装到基板上，所述电子设备包括：印刷电路板；形成在印刷电路板上的导电层；以及耦接在基板和印刷电路板之间的导电泡沫，所述导电泡沫被配置为将基板上的导电结构短接到印刷电路板上的导电层。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括：耦接到天线的可调节调谐电路；被配置为生成传感器数据的传感器；以及控制电路，其被配置为处理传感器数据并且调节调谐电路以至少部分地基于传感器数据来调谐天线。

根据一个实施方案，一种具有相对的正面和背面的电子设备，提供了所述电子设备，其包括外壳、天线、传感器以及射频收发器电路。外壳在第二面具有电介质壁，并且具有从电介质壁延伸到第一面的侧壁。天线包括天线接地部、由导电迹线形成的天线谐振元件，所述导电迹线直接图案化到电介质壁上，所述导电迹线限定隙缝。该天线还包括耦接到导电迹线的第一天线馈电端子和耦接到天线接地部的第二天线馈电端子。传感器电路在由导电迹线限定的隙缝内安装到电介质壁上。传感器电路被配置为通过电介质壁接收光。射频收发器电路耦接到第一天线馈电端子和第二天线馈电端子，并且被配置为使用天线通过电介质壁发射和接收射频信号。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括：在隙缝内安装到电介质壁上的线圈；以及无线功率接收器电路，其使用线圈通过电介质壁来接收无线功率信号。

根据另一个实施方案，外壳的侧壁包括金属侧壁，所述电子设备包括：印刷电路板，其具有电耦接到金属侧壁的导电层；以及用于天线的返回路径，所述返回路径将导电迹线耦接到导电层，天线接地部包括金属侧壁和导电层。

附图说明

图1为根据一个实施方案的例示性电子设备的前透视图。

图2为根据一个实施方案的例示性电子设备的示意图。

图3为根据一个实施方案的电子设备中的例示性无线电路的图示。

图4为根据一个实施方案的例示性倒F天线结构的图示。

图5为根据一个实施方案的透视图，示出了例示性天线可包括天线谐振元件、天线接地部、返回路径和天线馈电部(例如，在平面倒F形天线配置中)的方式。

图6为根据一个实施方案的透视图，示出了例示性天线谐振元件可具有容纳其他设备部件的隙缝的方式。

图7为根据一个实施方案的例示性无线功率线圈的示意图。

图8为根据一个实施方案的例示性电子设备的横截面侧视图，该电子设备具有直接图案化在电介质外壳后壁上的天线谐振元件。

图9为根据一个实施方案的例示性电子设备的透视后视图，其中电介质外壳后壁已从例示性电子设备移除，以示出可将天线谐振元件直接图案化到电介质外壳后壁上的方式。

图10为根据一个实施方案的例示性电子设备在置于用户的手腕上方时，其后部的横截面侧视图。

图11为根据一个实施方案的例示性电子设备的横截面侧视图，示出了设备后部处的天线谐振元件和用户的手腕可引导电磁能量离开设备的方式。

具体实施方式

本专利申请要求2017年7月20日提交的美国专利申请15,/654,915以及2016年9月23日提交的临时专利申请62/399,119的优先权，所述专利申请据此全文以引用方式并入本文。

电子设备诸如图1的电子设备10可具有无线电路。无线电路可包括天线。天线诸如蜂窝电话天线、无线局域网天线和卫星导航系统天线可由电子部件诸如天线谐振元件迹线和设备外壳结构形成。

电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备)、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者穿戴在用户的头部上的其他装置，或其他可穿戴或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装置被安装在信息亭或汽车中的系统)、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的装置或其他电子装置。在图1的例示性配置中，设备10是便携式设备诸如手表。如果需要，其他配置可用于设备10。图1的示例仅是示例性的。

在图1的示例中，设备10包括显示器诸如显示器14。显示器14已被安装在外壳诸如外壳12中。有时可被称为壳体(enclosure or case)的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料的任意两种或更多种的组合形成。外壳12可使用一体式构造形成，在该一体式构造中，一些或全部外壳12被加工或模制成单一结构，或者可使用多个结构(例如，内框架结构、形成外部外壳表面的一种或多种结构等)形成。外壳12可具有金属侧壁诸如侧壁12W或由其他材料形成的侧壁。可用于形成侧壁12W的金属材料的示例包括不锈钢、铝、银、金、金属合金或任何其他所需的导电材料。

显示器14可形成在设备10的正侧(面)处。外壳12可具有与设备10的正面相对的后外壳壁诸如后壁12R。外壳侧壁12W可围绕设备10的周边(例如，外壳侧壁12W可围绕设备10的周边边缘延伸)。后外壳壁12R可由电介质形成。可用于形成后外壳壁12R的电介质材料的示例包括塑料、玻璃、蓝宝石、陶瓷、木材、聚合物、这些材料的组合或任何其他所需的电介质。后外壳壁12R和/或显示器14可跨设备10的长度(例如，平行于图1的x轴)和宽度(例如，平行于y轴)的一些或全部延伸。外壳侧壁12W可跨设备10的高度(例如，平行于z轴)的一些或全部延伸。

显示器14可为结合了导电电容触摸传感器电极层或者其他触摸传感器部件(例如，电阻触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可为非触敏的显示器。电容触摸屏电极可由氧化铟锡焊盘或者其他透明导电结构的阵列形成。

显示器14可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或者基于其他显示器技术的显示器像素。

可使用显示器覆盖层来保护显示器14。显示器覆盖层可由透明材料诸如玻璃、塑料、蓝宝石或其他晶体介质材料、陶瓷或其他透明材料形成。例如，显示器覆盖层可跨设备10的基本上全部的长度和宽度延伸。

设备10可包括按钮诸如按钮18。设备10中可存在任意合适数量的按钮，例如，单个按钮、多于一个按钮、两个或更多个按钮、五个或更多个按钮等。按钮可位于外壳12中的开口中(例如，在侧壁12W或后壁12R中)或显示器14中的开口中(作为示例)。按钮可以是旋转按钮、滑动按钮、通过按压可移动按钮构件而致动的按钮等。用于按钮诸如按钮18的按钮构件可由金属、玻璃、塑料或其他材料形成。在设备10是手表设备的情况下，按钮18有时可被称为表冠。

如果需要，设备10可耦接到带诸如带16。带16可用于将设备10保持在用户的手腕上(作为示例)。在图1的示例中，带16连接到设备10的相对侧面8。设备10的侧面8上的外壳壁12W可包括用于将带16固定到外壳12的附接结构(例如，凸耳或其他附接机构)。不包括带的配置也可用于设备10。

图2中示出了示出可用于设备10的示例性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路28。存储和处理电路28可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储和处理电路28中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。

存储和处理电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支撑与外部装置的交互，存储和处理电路28可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路28来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议—有时被称为)、用于其他近程无线通信链路的协议诸如协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议等。

输入输出电路44可包括输入输出设备32。输入输出设备32可用于允许将数据供应到设备10并且允许将数据从设备10提供到外部设备。输入输出设备32可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入输出部件。例如，输入输出设备32可包括触摸屏、没有触摸传感器能力的显示器、按钮、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、发光二极管、运动传感器(加速度计)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如，耦接到显示器的力传感器以检测施加到显示器的压力)等。

输入输出电路44可包括无线电路34。无线电路34可包括线圈50和用于从无线功率适配器接收无线发射的功率的无线功率接收器48。为了支持无线通信，无线电路34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线诸如天线40、传输线和用于处理射频(RF)无线信号的其他电路形成的射频(RF)收发器电路。也可使用光(例如，使用红外通信)来发送无线信号。

无线电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路90。例如，电路34可包括收发器电路36,38,42和46。收发器电路36可为可处理用于(IEEE 802.110)通信的2.4GHz和5GHz频带并且可处理2.4GHz的通信频带的无线局域网收发器电路。电路34可使用蜂窝电话收发器电路38来处理各种频率范围内的无线通信，诸如从700MHz至960MHz的低通信频带，从1400MHz或1500MHz至2170MHz的中频带(例如，在1700MHz处具有峰值的中频带)，以及从2170MHz或2300MHz至2700MHz的高频带(例如，在2400MHz处具有峰值的高频带)，或介于700MHz和2700MHz之间的其他通信频带，或其他合适的频率(作为示例)。电路38可处理语音数据和非语音数据。如果需要，无线通信电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线通信电路34可包括60GHz收发器电路，用于接收电视信号和无线电信号的电路，寻呼系统收发器，近场通信(NFC)收发器电路46(例如，以13.56MHz或其他合适的频率操作的NFC收发器)等等。无线电路34可包括卫星导航系统电路诸如用于接收1575MHz的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据的全球定位系统(GPS)接收器电路42。在和链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内传送数据。在蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。

无线电路34可包括天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线、偶极天线结构、这些设计的混合等形成。可以针对不同的频带和频带组合使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，而在形成远程无线链路天线时使用另一种类型的天线。如果需要，可通过使用单个天线来处理两个或更多个不同的通信频带来在设备10内节省空间。例如，设备10中的单个天线40可用于处理2.4GHz的或通信频带、1575MHz的GPS通信频带以及一个或多个蜂窝电话通信频带诸如700MHz至960MHz的低蜂窝电话频带中的通信。

然而，在实践中，天线所需的一般尺寸随着所需操作频率的减小(即，随着对应波长的增加)而增加。此外，在紧凑的电子设备诸如设备10中的空间是非常重要的(例如，特别是随着对更小和更美观的设备形状因数的需求的增加)。如果不注意，可能难以提供在所有感兴趣的通信频带中具有令人满意的天线覆盖率的紧凑型电子设备，特别是对于相对较低的频率(即，相对较长的波长)，诸如700MHz至960MHz的低频带蜂窝电话频率。

图3是示出无线电路34中的收发器电路90可使用路径诸如路径60耦接到天线结构40的图示。无线电路34可耦接到控制电路28。控制电路28可耦接到输入输出设备32。输入输出设备32可从设备10提供输出并且可接收来自位于设备10外部的源的输入。

为了提供具有覆盖感兴趣的通信频率的能力的天线结构40，天线结构40可具有电路诸如滤波器电路(例如，一个或多个无源滤波器和/或一个或多个可调谐滤波器电路)。可将离散部件诸如电容器、电感器和电阻器结合到滤波器电路中。电容结构、电感结构和电阻结构也可由图案化金属结构(例如，天线的一部分)形成。如果需要，天线结构40可具有可调节电路诸如可调谐部件62，以在感兴趣的通信频带上对天线进行调谐。可调谐部件62可包括可调谐电感器、可调谐电容器或其他可调谐部件。可调谐部件诸如这些部件可基于以下各项的开关和网络：固定部件、产生相关联的分布式电容和电感的分布式金属结构、用于产生可变电容值和电感值的可变固态设备、可调谐滤波器或者其他合适的可调谐结构。

在设备10的操作期间，控制电路28可在一个或多个路径诸如路径64上发布调节电感值、电容值或者与可调谐部件62相关联的其他参数的控制信号，从而对天线结构40进行调谐以覆盖所需的通信频带。

路径60可包括一个或多个射频传输线。作为示例，图3的信号路径60可以是分别具有第一导电路径和第二导电路径诸如路径66和68的传输线。路径66可以是正信号线，并且路径68可以是接地信号线。线66和68可形成同轴电缆、带状线传输线和/或微带传输线的部分(作为示例)。由部件诸如电感器、电阻器和电容器形成的匹配网络可用于使天线结构40的阻抗与传输线60的阻抗匹配。匹配网络部件可被提供作为离散部件(例如，表面安装技术部件)或者可由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支架上的迹线等形成。匹配网络部件可例如插置在线60上。如果需要，可使用从控制电路28接收的控制信号来调节匹配网络部件。诸如这些的部件也可用于形成天线结构40中的滤波器电路。

传输线60可直接耦接到天线谐振元件和用于天线40的接地部，或者可耦接到用于间接馈送天线40的谐振元件的近场耦合天线馈电结构。作为示例，天线结构40可形成倒F形天线、环形天线、贴片天线、隙缝天线、或具有带有正天线馈电端子诸如端子70和接地天线馈电端子诸如接地天线馈电端子72的天线馈电部的其他天线。正传输线导体66可耦接到正天线馈电端子70，并且接地传输线导体68可耦接到接地天线馈电端子72。如果需要，天线40可包括使用近场耦合间接馈送的天线谐振元件。在近场耦合布置中，传输线60耦接到用于间接馈送天线结构诸如天线谐振元件的近场耦合天线馈电结构。该示例仅仅是例示性的，并且通常可使用任何所需的天线馈送布置。

在一种合适的布置中，可使用倒F形天线结构(例如，平面倒F形天线结构)来形成天线40。图4示出了可用于形成天线40的例示性倒F形天线结构。如图4所示，天线40可包括天线谐振元件104和天线接地部(接地层)102。天线谐振元件104可以是一个或多个谐振元件臂。可选择天线谐振元件104的长度或周长，使得天线40以所需的工作频率谐振。例如，臂104的长度或周长可以是天线40的所需工作频率下的波长的四分之一。如果需要，天线40还可在谐振频率下表现出谐振。

天线谐振元件104可通过返回路径110耦接到接地部102。天线接地部102可由设备10内的金属部件形成，所述金属部件诸如一个或多个金属印刷电路板层、金属外壳结构(例如，外壳侧壁结构12W、金属框架结构、金属支架结构、金属中间板结构等)、设备10内的任何其他所需的导电部件，或这些部件的任何所需的组合。天线馈电部112可包括正天线馈电端子70和接地天线馈电端子72，并且可平行于臂104和接地部102之间的返回路径110延伸。如果需要，图4的天线谐振元件104可具有多于一个谐振臂分支(例如，用于产生多个频率谐振以支持多个通信频带中的操作)，或者可具有其他天线结构(例如，寄生天线谐振元件，用于支持天线调谐的可调谐部件等)。平面倒F形天线(PIFA)可通过使用平面结构(例如，平面金属结构，诸如延伸到图4的页面中的金属贴片或金属条)实现天线谐振元件104来形成。

图5是当使用平面金属结构诸如金属贴片来实现天线谐振元件104时(例如，当使用平面倒F形结构实现天线40时)天线40的透视图。如图5所示，天线40可具有天线馈电部诸如馈电部112，其包括向下突出的馈电支路诸如支路120。正天线馈电端子70可耦接到支路120。如果需要，可省略馈电支路120，并且正天线馈电端子70可直接连接到天线谐振元件104。接地天线馈电端子72可耦接到接地部102，并且可与正天线馈电端子70通过间隙隔开。返回路径(短路路径)110可由将天线谐振元件结构104耦接到接地层102的向下突出的支路122形成。如果需要，结构104可以是基本上或完全平坦的并且可位于与接地部102的平面平行的平面中。在图5的示例中，结构104具有矩形板形状。其中结构104具有蜿蜒的臂形状、带有多个分支的形状、一个或多个弯曲边缘、一个或多个直边缘或其他形状的配置也可用于形成天线谐振元件104。如果需要，天线谐振元件104可使用其他馈电方案馈送(例如，天线谐振元件104可以是贴片天线、单极天线、偶极天线、隙缝天线、环形天线等中的谐振元件)。

由于设备10中的空间是非常重要的，因此天线谐振元件104可具有被配置为容纳设备10内的其他部件的形状。图6是天线40的透视图，示出了天线谐振元件104可具有容纳设备10内的其他部件的形状的方式。

如图6所示，可以在天线谐振元件104中形成凹口或隙缝136。隙缝136可由谐振元件104的内部边缘130限定(例如，隙缝136可由从天线谐振元件104的外部边缘132的一侧朝向天线谐振元件104的内部延伸的切口或凹口形成)。隙缝136可具有由谐振元件104的内部边缘130限定的封闭端和与馈电支路120相邻的相对的开口端(即，隙缝136有时可被称为开口隙缝)。在另一种合适的布置中，隙缝136可被内部边缘130完全封闭(例如，隙缝136可以是封闭的隙缝，并且平面天线谐振元件104可在馈电支路120和返回支路122之间连续)。

隙缝136可具有任何所需的周长或形状。在图6的示例中，隙缝136具有弯曲(例如，圆形或椭圆形)的形状。隙缝136的形状可容纳其他部件，诸如放置在隙缝136内的部件134。如果需要，隙缝136的形状(即，内部边缘130)可被配置为符合部件134的形状(例如，内部部件134的边缘可平行于天线谐振元件104的内部边缘130延伸)。部件134可位于与天线谐振元件104的公共平面中和/或可位于天线谐振元件104的平面下方。

内部部件134可包括一个或多个输入输出设备32(图2)、其他天线40、线圈50、来自收发器电路90的部件、控制电路28的一部分、外壳12的部分或任何其他所需部件。如果需要，内部部件134可包括与接地层102短接的导电部件(如接地端子138所示)。

当以这种方式配置时，天线谐振元件104可具有第一部分140、基本上垂直于第一部分140延伸的第二部分142、基本上垂直于第二部分142(并且平行于第一部分140)延伸的第三部分144，以及基本上垂直于第三部分144(并且平行于第二部分144)延伸的第四部分146。第一部分140、第二部分142和第三部分144可围绕部件134的三个侧面。第四部分146可以是不连续的(即，由隙缝136分开)。

天线馈电部112(例如，天线馈电支路120)和返回路径110(例如，返回支路122)可耦接到天线谐振元件104的部分146。在图6的示例中，馈电支路120和返回支路122都耦接到沿着外部边缘132并且在隙缝136的相对侧上的部分146。这仅是例示性的。如果需要，馈电支路120可在沿着部分146的任何所需位置(例如，沿着外部边缘132、沿着内部边缘130、到内部边缘130和外部边缘132之间的位置等)处耦接到谐振元件104。返回支路122可在沿着部分146的任何所需位置(例如，沿着外部边缘132、沿着内部边缘130、到内部边缘130和外部边缘132之间的位置等)处耦接到谐振元件104。如果需要，馈电支路120可在沿着部分144,142或140的任何所需位置处耦接到天线谐振元件104。类似地，返回支路120可在沿着部分144,142或140的任何所需位置处耦接到天线谐振元件104。在一种合适的布置中，馈电支路120沿着部分146耦接到谐振元件104，而返回支路122在沿着部分140的外部边缘132的位置处耦接到谐振元件104。

在图6的示例中，谐振元件104的外部边缘132具有矩形形状(轮廓)，而内部边缘130具有弯曲形状。这仅是例示性的。通常，外部边缘132和内部边缘130可具有任何所需的形状。例如，外部边缘132可具有一条或多条曲边、一条或多条直边或多于四条边。内部边缘130可具有一条或多条曲边、一条或多条直边等。谐振元件104可具有在任何所需方向上延伸的任何所需数量的部分。在图6的示例中，天线谐振元件104是基本上平坦的。然而，天线谐振元件104通常可形成在具有任何所需形状的表面上。例如，天线104可形成在凹形或凸形表面上，或者可具有平坦、凹形和凸形部分的组合。

图7是示出图2的无线功率接收器48可耦接到线圈50的方式的电路图。如图7所示，无线功率接收器48可通过导电路径160耦接到线圈50。当接收到无线功率时，线圈50可接收从无线功率适配器或其他无线功率发射设备发射的无线发射的交流信号。无线发射的交流信号可围绕线圈50的环路感应产生电流。感应电流可被传送到无线功率接收器48。无线功率接收器48可具有整流器电路，其对接收到的交流无线功率信号进行整流，以产生用于设备10的直流功率。该直流功率可为设备10的任何所需部件供电和/或可用于对设备10上的电池充电。线圈50可以任何所需的频率接收无线功率信号。作为示例，线圈50可接收在1kHz至100MHz的范围内的频率或其他合适频率的无线功率。如果需要，无线线圈50可形成为天线谐振元件104的隙缝136内的部件134的一部分(图6)。

图6的天线谐振元件104可形成在电介质基板上。例如，可在接地层102和天线谐振元件104之间形成电介质基板诸如塑料载体以用于支撑天线谐振元件104。为了进一步节省设备10内的空间，如果需要，天线谐振元件104可由直接图案化到外壳12的一部分上(例如，图案化到电介质外壳后壁12R上)的金属迹线形成。如果需要，由天线谐振元件104围绕的一些或全部部件134可与后外壳壁12R接触。例如，线圈50可直接形成在后外壳壁12R上。

图8是例示性设备10的横截面侧视图，示出天线谐振元件104可直接图案化到后外壳壁12R上的方式。图8的页面的平面可以是例如图1的X-Z平面或Y-Z平面。

如图8所示，设备10可具有从设备10的背面延伸到正面的导电外壳侧壁12W。显示器14可形成在设备10的正面处，而电介质外壳后壁12R形成在设备10的背面处。如果需要，金属外壳侧壁12W可用于形成天线接地部102(图6)的一部分。显示器14可包括显示器覆盖层170和显示模块172。显示模块172可包括有源显示部件诸如触摸传感器、像素或发光穿过显示器覆盖层170的其他发光部件。显示器覆盖层170可跨设备10的长度和宽度延伸。显示器覆盖层170可包括透过显示模块172发射的光的透明部分(例如，使得用户可以看到光)。如果需要，可以沿着显示器覆盖层170的延伸超出显示模块172的部分形成不透明遮蔽层诸如油墨层，以遮蔽设备10的内部部件。

设备10可包括印刷电路板结构诸如印刷电路板174。印刷电路板174可以是刚性印刷电路板、柔性印刷电路板，或者可包括柔性印刷电路板结构和刚性印刷电路板结构两者。印刷电路板174有时在本文中可称为主逻辑板174。电子部件176可安装到主逻辑板174上。电子部件176可包括例如收发器电路90、一个或多个输入输出设备32，控制电路28(图2)的一些或全部、外壳12的部分或任何其他所需部件。主逻辑板174可包括一个或多个导电层诸如导电层178。导电层178可例如形成用于天线40的天线接地部102的一部分(如图5和图6所示)。因此，导电层178在本文中有时可称为接地层178、贴地层178、贴地导体178或接地导体178。

如果需要，导电层178可以短接(接地)到金属外壳侧壁12W。(例如，天线接地部102可包括导电层178和金属外壳侧壁12W)。导电层178可使用金属箔、冲压的金属片、图案化到主逻辑板174的表面上的导电迹线、安装到主逻辑板174的柔性印刷电路上的导电迹线形成，或由任何其他所需的导电结构形成。如果需要，导电层178可形成(嵌入)在主逻辑板174内(例如，导电层178可堆叠在逻辑板174的电介质层之间)。在另一种合适的布置中，可省略导电层178。

如图8所示，后外壳壁12R可基本上跨设备10的长度和宽度延伸。后外壳壁12R可由任何所需的电介质材料形成。例如，后外壳壁12R可由塑料、玻璃、蓝宝石、陶瓷、木材、聚合物、这些材料的组合或任何其他所需的电介质形成。后外壳壁12R可以是光学不透明或光学透明的。天线谐振元件104可由直接图案化到电介质外壳壁12R的内表面上的导电迹线形成(例如，图案化的导电迹线可与电介质外壳壁12R的内表面直接接触)。如果需要，天线谐振元件104可由与后外壳壁12R直接接触放置的导电箔或其他导电结构形成。天线谐振元件迹线104可使用任何所需的导电材料(例如，铝、铜、金属合金、不锈钢、金等)形成。如果需要，设备10的后外壳壁可包括导电材料和电介质材料的组合。例如，后外壳壁的一部分可由金属形成，而后外壳壁的另一部分由电介质形成(例如，由电介质形成的后外壳壁的部分可跨设备10的一些而非全部的长度和宽度延伸)。后外壳壁的电介质部分例如可包括后外壳壁的导电部分中的电介质窗口(例如，后外壳壁可包括用于后外壳壁的电介质部分或围绕后外壳壁的电介质部分的其他结构的金属框架)。

天线馈电部112的正天线馈电端子70可耦接到天线谐振元件迹线104的一部分，以馈送用于天线40的射频天线信号。接地天线馈电端子72可耦接到天线接地部102。在图8的示例中，接地天线馈电端子72耦接到金属外壳侧壁12W。如果需要，接地天线馈电端子72可耦接到导电层178或任何其他所需的接地结构。天线谐振元件迹线104的另一部分可通过返回路径110短接到天线接地部102。返回路径110可耦接到外壳侧壁12W，可耦接到导电层178，或者可耦接到任何其他所需的接地结构。

通过将天线谐振元件迹线104直接图案化到后外壳壁12R上，后外壳壁12R可用作天线谐振元件104的机械支撑结构或载体结构。天线谐振元件迹线104可符合电介质外壳后壁12R的内表面的形状。在图8的示例中，电介质外壳后壁12R的内表面具有弯曲形状(例如，用于相对于壁12R的内表面平坦的情况，增加设备10内部件的总体积)。因此，天线谐振元件迹线104可形成在与后外壳壁12R直接接触的曲面内。在另一种合适的布置中，天线谐振元件迹线104可形成在柔性印刷电路或其他基板上，所述基板被置于与后外壳壁12R接触(例如，覆盖于其上)。天线40可通过后外壳壁12R接收和/或发射射频信号。由天线40发射的射频信号例如可通过导电层178和主逻辑板174从电子部件176屏蔽开。类似地，导电层178和主逻辑板174可将天线40从部件176屏蔽开，从而减轻天线40与部件176之间的电磁干扰。

部件134可安装到后外壳壁12R上。天线谐振元件迹线104可在后外壳壁12R处围绕部件134的周边或围绕其形成。在图8的示例中，线圈50形成在支撑结构180上并且被置于与后外壳壁12R直接接触。线圈50和支撑结构180可安装到基板诸如基板182上。线圈50可通过电介质外壳后壁12R接收无线功率(例如，无线充电信号)。

基板182可以是刚性或柔性印刷电路板或任何其他所需的基板。如果需要，基板182可包括接地到天线接地部102的导电结构。例如，导电泡沫206可放置在基板182上以将基板182上的导电结构短接到导电层178(例如，导电泡沫206可形成图6的接地端子138)。导电泡沫206还可向基板182提供机械支撑(例如，通过保持基板182和主逻辑板174之间的间距)。其他部件诸如传感器电路186可安装到基板182上。传感器电路186可包括一个或多个传感器(例如，图2的输入输出设备32的传感器)。传感器可包括触摸传感器、接近传感器(例如，电容式接近传感器)、光传感器或任何其他所需的传感器。

如果需要，后壁12R可具有填充有光学透明窗口诸如窗口188的一个或多个开口(例如，在后外壳壁12R是光学不透明的情况下)。基于光的传感器部件186可被安装成与窗口诸如窗口188对准。部件186可包括发光二极管(例如，红外发光二极管、可见光发光二极管等)，并且可包括光检测器(例如，用于检测已由发光二极管发射的、从外部对象反射后的光的检测器)。诸如这些的配置可允许基于光的部件186用于监视用户的生理参数(心率、血氧水平等)。在另一种合适的布置中，导电电极可形成在后外壳壁12R中的开口内。导电电极可感测与外部对象(例如，用户的身体)的接近相关联的电容的变化，或者可感测例如外部对象何时与后外壳壁12R接触。通常，任何所需数量的传感器可与后外壳壁12R中的任何所需数量的窗口188或开口对准(例如，一个窗口188、两个窗口188、三个窗口188、四个窗口188、多于四个窗口188，等等)。部件186和窗口188可由后外壳壁12R处的线圈50和天线谐振元件迹线104围绕。

通过将天线谐振元件迹线104直接图案化到后外壳壁12R的内表面上，设备10的垂直高度200可比在天线谐振元件位于设备10上的其他位置(同时仍然允许天线40表现出令人满意的天线效率)的情况下可能会有的垂直高度更短。作为示例，垂直高度200可小于或等于11.4mm，小于15mm，在8mm和11.4mm之间，或任何其他所需的高度，同时仍然允许天线40以令人满意的天线效率工作。沿着设备10的后侧形成天线40还可允许减小显示器14的无源区域的尺寸(如箭头202所示)，这是因为天线40可通过设备10的后侧发射射频信号而不用担心信号会被显示模块172阻挡。在后外壳壁12R上形成天线迹线104也可允许天线谐振元件104的周长足够大，从而允许覆盖相对低的频率，诸如在700MHz和960MHz之间的蜂窝电话频带中的频率。因此，天线40可用于覆盖例如在低频率诸如700MHz和高频率诸如5.0GHz或任何其他合适的频率之间的任何所需数量的通信频带中的射频信号。

图9是设备10的透视后视图，示出了天线谐振元件104可直接图案化到后外壳壁12R上的方式。在图9的透视图中，后外壳壁12R已经从设备10移除(例如，如箭头210所示，后外壳壁12R的一端已经向上旋转离开外壳侧壁12W)，以暴露设备10内的部件。当设备10完全组装时，后外壳壁12R可安装到侧壁12W上，使得后外壳壁12R与侧壁12W的底部边缘平齐。

如图9所示，天线谐振元件迹线104被直接图案化到电介质外壳后壁12R的内表面上。部件134(例如，支撑结构180、基板182、传感器186和导电泡沫206)可安装到后外壳壁12R的内表面上。天线谐振元件迹线104的内部边缘130可以是弯曲的以适应部件134。例如，天线谐振元件迹线104可在电介质外壳后壁12R处围绕部件134的至少三个侧面。在一种合适的布置中，导电线圈50(图7)可沿循支撑结构180的轮廓以环绕导电泡沫206。在另一种合适的布置中，导电线圈50可环绕支撑结构180(例如，线圈50的若干匝可环绕支撑结构180的一些或全部，使得支撑结构180形成线圈的芯部)。在这种情况下，如果需要，支撑结构180可由增强线圈50的电磁特性的导电或磁芯材料形成。

当后外壳壁12R闭合时(例如，如箭头210所示将壁12R降到侧壁12W上)，导电泡沫206可与主逻辑板174上的导电层178接触。在层178形成天线接地部102的一部分的情况下，导电泡沫206可由此在部件134的基板182和天线接地部102(图6)之间形成短路连接138。天线谐振元件迹线104可通过返回支路122短接到导电层178。作为示例，返回支路122可以是导电材料片诸如导电箔，或柔性印刷电路板上的导电迹线。在另一种合适的布置中，返回支路122可由导电弹簧结构形成。在又一种合适的布置中，返回支路122可被省略，并且天线谐振元件104可直接连接到导体178(例如，使用焊料或焊缝)。当射频信号通过传输线60馈送到天线谐振元件迹线104时，天线电流可被传送通过天线谐振元件迹线104的部分146,144,142和140并且可通过返回路径122被短接到导电层178(例如，天线接地部102)。导电层178可在一个或多个位置处被短接到外壳侧壁12W，使得侧壁12W和导电层178共同形成图6的天线接地部102。

传输线60可在正天线馈电端子70处耦接到天线谐振元件迹线104(例如，传输线60的信号导体66可耦接到正天线馈电端子70)。传输线60可在接地天线馈电端子72处耦接到导电层178(例如，传输线60的接地导体68可耦接到接地天线馈电端子72)。该示例仅是示例性的。通常，正天线馈电端子70可在任何所需位置处耦接到天线谐振元件迹线104。接地天线馈电端子72可在任何所需位置处耦接到导电层178，或者可直接连接到金属外壳侧壁12W。在传输线60是同轴电缆的示例中，接地导体68可以是编织的外部导体，而信号导体66是被外部导体68围绕的内部信号导体。通常，传输线60可以是任何所需的射频传输线结构。如果需要，信号导体66和天线馈电端子70可耦接到馈电支路，该馈电支路耦接到天线谐振元件迹线104。

金属外壳侧壁12W可包括安装结构220。安装结构220可以是用于将后外壳壁12R安装到外壳侧壁12W上的金属框架结构、金属凸部、金属延伸部或其他结构。安装结构220可具有对准结构诸如孔222。当后外壳壁12R置于侧壁12W上时(例如，当后壁12R沿着箭头210的方向下降时)，螺钉或其他附接机构可穿过孔222，以将后外壳壁12R固定到侧壁12W。如果需要，附接机构还可用于将侧壁12W短接到导电层178。

如果需要，沿着天线谐振元件迹线104的一条或多条边的外部边缘132可具有适应安装结构220的形状的弯曲形状。在图9的示例中，部分140和144的外部边缘132可具有适应安装结构220的形状的弯曲形状。沿着部分140和144的外部边缘132的弯曲形状可防止当后外壳壁12R置于导电侧壁12W上时，天线谐振元件104短接到金属外壳壁12W。

安装结构220可沿外壳侧壁12W的一条边、两条边、三条边或全部四条边形成。如果需要，天线谐振元件迹线104可跨电介质外壳后壁12R的内表面上的所有区域延伸，所述区域未被部件134占据，并且当设备12R被置于与侧壁12W接触时不与侧壁12W的底边(例如，安装结构220)接触。以这种方式，可以使天线谐振元件的面积最大化以优化天线性能，而不会在除了返回支路122之外的位置处将天线谐振元件短接到地。

在图9的示例中，天线谐振元件迹线104形成从天线馈电端子70到返回支路122的导电环路(环)(例如，从凹口136右侧的迹线部分146延伸到迹线部分144、迹线部分142、迹线部分140和凹口136左侧的迹线部分146的环路)。换句话说，返回支路122和馈电端子70可形成在由谐振元件迹线104形成的导电环路的相对端上。该示例仅是示例性的。通常，返回支路122可在任何其他所需位置处耦接到天线谐振元件迹线104。

在一种合适的布置中，返回支路122可沿设备10的耦接到带16的一侧耦接到天线谐振元件迹线104。例如，返回支路122可在位置诸如位置240处耦接到天线谐振元件104的部分140。当后外壳12R固定到侧壁12W时，位置240可与设备10的连接带16的侧面(例如，图1的侧面8)相邻。将返回支路122置于位置诸如位置240处可在带16由金属或其他导电材料形成的情况下使带16对天线40造成的电磁负载(以及任何对应的天线效率降低)最小化。

图9的示例仅是例示性的。通常，天线谐振元件迹线104可具有任何所需的形状并且可跨后外壳壁12R的任何所需部分延伸。通常，天线谐振元件迹线104不需要围绕后外壳壁12R上的部件180,182和206。例如，天线谐振元件迹线104可形成在区域242、区域244、区域246、这些区域的组合或邻近部件134周边的后外壳壁12R的任何其他所需区域内。如果需要，部件134可在沿着后外壳壁12R的其他位置处形成，诸如在区域242,244,246、这些区域的组合或其他区域中形成。如果需要，可使用其他馈送布置。例如，接地天线馈电端子72可耦接(例如，直接连接)到天线谐振元件迹线104而不是接地导体178。接地天线馈电端子72可沿着部分146,140,142或144耦接到天线谐振元件迹线104。如果需要，在接地天线馈电端子72耦接到天线谐振元件104的情况下，返回支路122可被省略。

如果需要，可调谐部件诸如图3的可调谐部件62可在任何所需的位置处耦接到天线40，以用于调整天线40的性能和/或谐振频率。如果需要，可调谐部件62可包括耦接在传输线60和天线谐振元件迹线104之间或在任何其他所需位置处的可调节匹配电路。

当以这种方式配置时，天线40可覆盖感兴趣的任何所需频带，包括来自700MHz至960MHz的蜂窝电话通信频带内的蜂窝频率。通常，天线40可处理高于700MHz的射频信号，诸如用于IEEE 802.11通信、和/或可通过外周天线40P处理(作为示例)的其他无线局域网通信的2.4GHz和/或5GHz的信号，低频带蜂窝电话信号(例如，在700MHz和960MHz之间的频率下的蜂窝电话通信)，在中频带、高频带以及960MHz以上的其他频带中的蜂窝电话信号和GPS信号(诸如960MHz至2700MHz的蜂窝电话和GPS信号)，用于IEEE 802.11通信、和/或其他无线局域网通信的2.4GHz和/或5GHz以及任何其他所需频带的射频信号。通过使用单个天线40覆盖所有这些频带，原本将由设备10内的附加天线占据的空间可用于其他电子设备部件，或者进一步减小设备10的尺寸(例如，图8的尺寸200和/或202)而不会牺牲天线效率。

如果需要，控制电路28可调节可调谐部件62以覆盖所需的感兴趣的频带，并且补偿天线40由于外部对象对天线造成的负载而产生的任何失谐。如果需要，控制电路28可基于从外部装置诸如无线基站或接入点接收的指令来调节可调谐部件。控制电路28可基于设备10的当前操作状态来调节可调谐部件。例如，控制电路28可识别使用场景(例如，设备10是否用于浏览互联网、进行电话呼叫、发送电子邮件、访问GPS等)以确定如何调节可调谐部件62。作为另一示例，控制电路28可识别用于识别如何调节可调谐部件62的传感器数据(例如，光学传感器数据、接近传感器数据、触摸传感器数据、指示用户身体离后外壳壁12R有多近的数据、通过从天线40或设备10中的其他天线获得天线阻抗测量值而收集的阻抗传感器数据等)。通常，控制电路28可处理该信息(例如，关于设备10的使用场景的信息、传感器数据、来自无线基站的信息、用户输入等)的任何所需组合以确定如何调节可调谐部件62。

在实践中，天线40的性能可通过邻近后外壳壁12R的外部对象的存在来优化。例如，当用户穿戴设备10时，邻近后外壳壁12R的用户手腕的存在可增强天线40的性能。

作为示例，考虑图10的设备10的后部的侧视图。在图10所示的类型的配置中，电介质外壳后壁12R可具有弯曲/圆形的形状或其他形状，其允许后壁12R(例如，通过金属外壳侧壁12W)接收在外壳12的其他部分内。线圈50可由导线的环路、印刷电路上金属迹线的环路或导电信号路径的其他环路形成。线圈50可被放置成与后外壳壁12R的内表面直接接触。天线谐振元件迹线104可直接图案化到后外壳壁12R的内表面上并且可围绕线圈50。后外壳壁12R可具有弯曲的外表面，当设备10被用户穿戴时，该外表面抵靠在用户的身体(例如，手腕250)上。如果需要，后壁12R可具有带有一个或多个透明窗口诸如窗口188的开口。基于光的部件诸如传感器186可被安装成与窗口诸如窗口188对准。

在操作期间，天线谐振元件104可发射和/或接收具有被取向成垂直于背面12R和手腕180的表面的电场的射频信号。这些信号有时可被称为表面波，然后它们沿着手腕250的表面向外传播(例如，天线谐振元件迹线104和手腕250可用作向外引导表面波的波导)。

图11是示出了由天线40生成的电磁信号可如何由于用户手腕的存在而向外传播的横截面侧视图。如图11所示，轮廓线270表示恒定电场大小的轮廓。由天线40生成的电场的大小在设备10和手腕250之间的空间中是最高的。如路径272所示，信号可沿着谐振元件迹线104和手腕250的表面沿远离设备10的向外方向传播。这可允许即使天线40位于靠近手腕250的位置，外部通信装置也能适当地接收信号。在实践中，手腕250的存在甚至可用于相对于不存在手腕250的情况增强电磁波的传播。例如，由天线40发射的射频信号在没有手腕250的情况下可能无法被正确地引导，导致与外部装置的无线链路质量差或不令人满意。然而，在手腕250的存在下，信号可如箭头272所示被正确地引导，从而获得令人满意的链路质量。图11的示例仅是例示性的。通常，电场图案可具有任何所需的形状或配置。