天线结构和电子设备的制造方法
【专利说明】天线结构和电子设备
[0001] 本专利申请要求于2012年11月19日提交的美国专利申请13/681，138的优先权， 该专利申请全文以引用的方式并入本文。
【背景技术】
[0002] 本发明整体涉及电子设备，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。
[0003] 电子设备诸如便携式计算机和蜂窝电话通常具有无线通信能力。例如，电子设备 可使用远程无线通信电路诸如蜂窝电话电路来使用蜂窝电话频带进行通信。电子设备可使 用短程无线通信电路诸如无线局域网通信电路来处理与附近设备的通信。电子设备还可具 有卫星导航系统接收器和其他无线电路诸如近场通信电路。近场通信方案涉及经短距离 (通常20cm或更小）的电磁耦接通信。
[0004] 为了满足消费者对小外形无线设备的需求，制造商一直努力实现使用紧凑结构的 无线通信电路诸如天线部件。同时，期望无线设备覆盖越来越多的通信频带。例如，期望无 线设备覆盖近场通信频带同时覆盖附加的非近场（远场）频带，诸如蜂窝电话频带、无线局 域网频带和卫星导航系统频带。
[0005]因为天线具有与彼此以及无线设备中的部件干扰的可能性，所以在将天线结合到 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能够在一系列工作 频率范围内表现出令人满意的性能。
[0006]因此，希望能够为无线电子设备提供改善的无线通信电路。 【实用新型内容】
[0007]本发明可提供包含无线通信电路的电子设备。无线通信电路可包括射频收发器电 路和天线结构。射频收发器电路可包括在近场通信频带中工作的近场通信电路。射频收发 器电路还可包括非近场通信电路（远场通信电路）诸如蜂窝电话、卫星导航系统或无线局 域网收发器电路。非近场通信电路可在一个或多个非近场通信频带中工作。
[0008]天线结构可包括导电外壳结构诸如外围导电外壳构件。天线结构可基于倒F形天 线谐振元件或可具有其他类型的天线谐振元件。天线结构可被配置为处理与非近场通信电 路相关联的信号诸如蜂窝电话信号、卫星导航系统信号或无线局域网信号。天线结构还可 用于形成近场通信环形天线。近场通信环形天线可处理与近场通信电路相关联的信号。在 近场和非近场应用之间共享天线结构允许设备尺寸最小化。
[0009] 天线结构可具有形成环形天线的多个环形的路径。环路可形成在倒F形天线谐振 元件内的不同位置处或者可为同心的。
[0010] 天线结构可形成在电子设备的相对端处。组合电路可允许近场通信电路和非近场 通信电路耦接至共用天线结构。在设备相对端处包括天线结构的电子设备的配置中，可在 设备两端发送和接收近场通信信号。还可从电子设备的正面和背面发送近场通信信号。
[0011] 根据一个方面，提供一种电子设备，包括：非近场通信电路，所述非近场通信电路 被配置为处理非近场通信信号频带中的信号；近场通信电路，所述近场通信电路被配置为 处理近场通信频带中的近场通信；和天线结构，所述天线结构耦接至所述非近场通信电路 和所述近场通信电路，其中所述天线结构被配置为处理所述非近场通信信号频带和所述近 场通信频带中的所述信号。
[0012] 根据另一个方面，提供一种电子设备，包括：外壳；所述外壳中的近场通信电路， 所述近场通信电路被配置为在近场通信频带中进行无线通信；和第一天线结构和第二天线 结构，所述第一天线结构和所述第二天线结构耦接至所述近场通信电路以处理所述近场通 信频带中的信号，其中所述第一天线结构和所述第二天线结构位于所述外壳的相对端。
[0013] 根据另一个方面，提供一种天线结构，包括：倒F形天线谐振元件，所述倒F形天 线谐振元件由金属结构形成；天线接地部；和天线馈电路径，所述天线馈电路径耦接至所 述倒F形天线谐振元件，其中所述倒F形天线谐振元件和所述天线接地部被配置为在大于 700MHz的通信频带中表现出天线谐振，并且其中所述金属结构的至少一部分形成被配置为 发送近场通信频带中的近场通信信号的近场通信环形天线。
[0014] 根据附图以及以下对优选实施例的详细描述，本发明的其他特征、本发明的实质 以及各个优点将变得更加显而易见。
【附图说明】
[0015] 图1为根据本发明的实施例的一种具有无线通信电路的示例性电子设备的透视 图。
[0016] 图2为根据本发明的实施例的一种具有无线通信电路的示例性电子设备的示意 图。
[0017] 图3为根据本发明的实施例的示例性电子设备无线电路的图示。
[0018] 图4为根据本发明的实施例的耦接至近场通信电路和非近场通信电路的示例性 天线结构的图示。
[0019] 图5为根据本发明的实施例的使用耦接电路例如双工器耦接至近场通信电路和 非近场通信电路的示例性天线结构的图示。
[0020] 图6为根据本发明的实施例的配置中的示例性天线结构的图示，在该配置中近场 通信电路和非近场通信电路耦接至天线结构，并且其中当天线结构在近场通信频率处工作 时在天线结构内的不同位置处形成多个环形。
[0021] 图7为根据本发明的实施例的配置中的示例性天线结构的图示，在该配置中近场 通信电路和非近场通信电路耦接至天线结构，并且其中当天线结构在近场通信频率处工作 时形成多匝环形天线。
[0022] 图8为根据本发明的实施例的示例性电子设备的图示，该示例性电子设备具有多 个天线诸如定位在设备外壳的相对端处的天线并且具有允许近场通信电路和非近场通信 电路使用该天线的电路。
[0023] 图9为根据本发明的实施例的图8中所示类型的示例性电子设备的截面图，其示 出了如何可从设备两端以及设备的正面和背面发射和接收天线信号。
【具体实施方式】
[0024] 电子设备诸如图1的电子设备10可具有无线通信电路。无线通信电路可用于支 持多个无线通信频带中的无线通信。无线通信电路可包括天线结构诸如包括环形天线、倒F 形天线、带状天线、平面倒F形天线、缝隙天线、包括多于一种类型的天线结构的混合天线、 或其他适合的天线的天线结构。
[0025] 如果需要，天线结构可由导电电子设备结构形成。导电电子设备结构可包括导电 外壳结构。外壳结构可包括围绕电子设备的周边延伸的外围导电构件。外围导电构件可用 作平面结构诸如显示器的框和/或可形成设备的垂直侧壁。
[0026] 天线结构可被配置为处理近场通信（例如，近场通信频带诸如13. 56MHz频带中的 通信）和非近场通信（有时称为远场通信）两者诸如蜂窝电话通信、无线局域网通信和卫 星导航系统通信。近场通信通常涉及小于大约20cm的通信距离。远场通信通常涉及数米 或英里的通信距离。
[0027] 信号组合电路诸如双工器或切换电路可用于允许近场通信收发器和非近场通信 收发器电路共享天线结构。通过减少或消除处理近场通信信号的独立近场通信天线结构的 需要，在近场通信和非近场通信电路之间共享的天线结构可有助于使设备尺寸最小化。
[0028] 电子设备10可为便携式电子设备或其他合适的电子设备。例如，电子设备10可 为膝上型计算机、平板电脑、稍小的设备诸如腕表设备、挂式设备、耳机设备、听筒设备或其 他可佩带的设备或微型设备、蜂窝电话或媒体播放器。设备10还可为电视机、机顶盒、台式 计算机、计算机已集成到其中的计算机监视器、电视机、计算机监视器、或其他适合的电子 装备。
[0029] 设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12 (有时可被称为壳体）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组合来形 成。在一些情况下，外壳12的部分可由电介质或其他低导电率材料形成。在其他情况下， 外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
[0030] 如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可例如是结合电容触 摸电极的触摸屏。显示器14可包括由发光二极管（LED)、有机LED(OLED)、等离子单元、电 润湿像素、电泳像素、液晶显示器（LCD)部件或其他合适的图像像素结构形成的图像像素。 显示器覆盖层诸如覆盖玻璃层或透明塑料层可覆盖显示器14的表面。按钮诸如按钮19可 穿过显示器覆盖层或显示器14中的其他外层中的开口。覆盖玻璃还可具有其他开口诸如 扬声器端口 26的开口。
[0031] 外壳12可包括外围构件诸如构件16。构件16可围绕设备10和显示器14的周边 延伸。在设备10和显示器14具有矩形形状的构型中，构件16可具有矩形环形状（作为 实例）构件16或构件16的一部分可用作显示器14的框（例如，环绕显示器14的所有四 个侧面和/或有助于保持设备10的显示器14的修形装饰（cosmetictrim))。如果需