在相对的壳体表面上具有天线窗口的电子设备的制作方法

在相对的壳体表面上具有天线窗口的电子设备的制作方法
【专利摘要】本申请涉及在相对的壳体表面上具有天线窗口的电子设备。一种电子设备壳体具有基体和盖。可以沿着铰链在所述基体的相对的上下表面上形成对齐的天线窗口。位于上下表面上相对的上下天线窗口之间的天线结构可以基于耦接至能够选择要将哪个天线切换至使用的切换电路的一对天线，也可以基于具有可以使用对盖的机械耦接或使用定位器相对于上下天线窗口而被调整的位置的天线。诸如盖位置传感器的传感器可以监视盖相对于基体是如何定位的。来自盖位置传感器的信息可被用于调整天线结构以优化性能。
【专利说明】在相对的壳体表面上具有天线窗口的电子设备
[0001] 本申请要求于2013年6月5日提交的美国专利申请No. 13/910,986的权益，其中 该申请通过引用全文结合在此。

【背景技术】
[0002] 本公开一般涉及电子设备，尤其涉及具有无线通信电路的电子设备。
[0003] 诸如便携式计算机和手持式电子设备的电子设备通常提供有无线通信能力。例 如，电子设备可以具有无线通信电路，以使用蜂窝电话频带进行通信并支持通过卫星导航 系统和无线局域网系统进行通信。
[0004] 为了满足消费者对小型无线设备的需求，制造商致力于使用紧凑结构实现诸如天 线部件的无线通信电路。与此同时，还期望在电子设备中包括诸如金属设备壳体部件的导 电结构。由于导电部件会影响射频性能，因此在将天线并入包括导电结构的电子设备时必 须加以小心。
[0005] 因此期望能为无线电子设备提供改善的无线通信电路。


【发明内容】

[0006] 电子设备可以具有在其内安装各部件的壳体。壳体可以具有由铰链耦接的基体 (base unit)和盖。电子设备可以是在基体内具有键盘并且在盖内具有显示器的膝上型计 算机。盖相对于壳体的位置可以由通过铰链相对于壳体旋转所述盖而得到调整。
[0007] 可以沿着铰链在基体的相对的上表面和下表面上的一个或多个位置处形成对齐 的天线窗口。天线结构可以位于上表面和下表面上相应的上天线窗口和下天线窗口之间。
[0008] 天线结构可以包括耦接至切换电路的上天线和下天线。开关电路能够将上天线或 下天线切换至使用。响应于确定盖闭合，可以使用下天线。响应于确定盖打开，可使用上天 线。
[0009] 如果期望，该天线结构可以基于单天线。这类布置的天线可以耦接至定位器。定 位器可以基于有关盖是打开还是闭合的信息调整该天线相对于上天线窗口和下天线窗口 的位置。诸如盖位置传感器的传感器可以监视盖相对于基体是如何定位的。来自盖位置传 感器的信息可被用于调整该天线结构以优化天线性能。也可以使用基于盖位置定位天线的 机械耦接方案。
[0010] 本发明的进一步的特征、其特性和各种优点将从附图和其后对优选实施例的详细 描述中更为显见。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1是根据本发明一个实施例的可以设置有天线的说明性电子设备（诸如膝上型 计算机）的透视图。
[0012] 图2是根据本发明一个实施例的说明性电子设备的示意图。
[0013] 图3是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的横截面侧视图， 其示出了天线可被如何安装在壳体结构内以通过下（面向下的）天线窗口发送和接收无线 信号。
[0014] 图4是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的横截面侧视图， 其示出了天线可被如何安装在壳体结构内以通过上（面向上的）天线窗口发送和接收无线 信号。
[0015] 图5是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的横截面侧视图， 其示出了天线可被如何安装在壳体结构内以通过上天线窗口和下天线窗口发送和接收无 线信号。
[0016] 图6是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的前透视图，其示 出了一对上天线窗口可以如何在基体壳体的上表面的左右两侧上定位。
[0017] 图7是根据本发明一个实施例的图6的说明性膝上型计算机的一部分的后透视 图，其示出了与图6中的上天线窗口相对应的一对下天线窗口可以如何在基体壳体的下表 面的左右两侧上定位以便与图6的上天线窗口重叠。
[0018] 图8是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的横截面侧视图， 其示出了天线可被如何安装在基体壳体内相对的上天线窗口和下天线窗口之间。
[0019] 图9是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的横截面侧视图， 其中正使用切换电路以基于来自盖位置传感器的信息在使用位于邻近上天线窗口的天线 和使用位于邻近下天线窗口的天线之间切换。
[0020] 图10是根据本发明的一个实施例示出了一对上天线和一对下天线可被如何使用 切换电路耦接至射频收发机电路的示意图。
[0021] 图11是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的一部分的横截面侧视 图，其中正基于来自盖位置传感器的信息在其中天线邻近上天线窗口的位置和其中天线邻 近下天线窗口的位置之间移动该天线。
[0022] 图12是根据本发明一个实施例的说明性膝上型计算机的横截面侧视图，其中盖 已被置于打开位置并且耦接至盖的天线已被移至基体壳体中邻近上天线窗口的相应位置。
[0023] 图13是根据本发明一个实施例的图12的说明性膝上型计算机的横截面侧视图， 其中盖已被置于闭合位置并且耦接至盖的天线已被移至基体壳体中邻近下天线窗口的相 应位置。
[0024] 图14是根据本发明一个实施例的可被用来基于盖位置在膝上型计算机壳体内的 上天线窗口和下天线窗口之间定位天线的说明性结构的横截面侧视图。
[0025] 图15是根据本发明一个实施例的处于其中盖已闭合且天线已被定位至邻近下天 线窗口的配置下的图14的说明性结构的横截面侧视图。
[0026] 图16是根据本发明一个实施例的涉及使用诸如盖的可移动结构操作电子设备以 及基于盖位置选择和使用合适的天线位置来发送和接收无线信号的说明性步骤的流程图。

【具体实施方式】
[0027] 电子设备可以包括无线电路。无线电路可以包括天线结构。天线结构可以包括一 个或多个天线。使用耦接至天线的射频收发机电路，电子设备可以发送和接收无线信号。 图1示出了可以设置有无线电路的电子设备的类型。图1的电子设备10可以是膝上型计 算机或是具有折叠盖的其他电子设备，也可以是其他电子设施。一般而言，电子设备10可 以是膝上型计算机、含有嵌入式计算机的计算机监视器、平板计算机、蜂窝电话、媒体播放 器、或其他手持或便携式电子设备、诸如腕表设备、挂件设备、耳机或耳塞设备之类的小型 设备、或者其他可佩带或微型设备、电视、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、 导航设备、诸如其中具有显示器的电子设施被安装在信息站或汽车内的系统之类的嵌入式 系统、实现上述设备的两种或更多种功能的设施、或其他电子设施。图1的电子设备配置被 示出作为形成膝上型计算机，但是这仅仅是说明性的。
[0028] 如图1所示，电子设备10可以具有相对彼此移动的部分，诸如上壳体12A和下壳 体12B。下壳体12B有时可被称为主壳体或基壳体。上壳体12A有时可被称为盖或显不壳 体。
[0029] 诸如键盘16和触摸垫18的部件可以安装在下壳体12B上。设备10可以在区域 20内具有允许上壳体12A相对于下壳体12B在方向22上围绕旋转轴24旋转的铰链结构。 显示器14可被安装在上壳体12A内。上壳体12A可以通过围绕旋转轴24朝向下壳体12B 旋转上壳体12A而被置于闭合位置。
[0030] 有时被称为外壳的设备10的壳体12可由诸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料 或其他基于纤维的复合材料、金属（例如，经机械加工的铝、不锈钢或其他金属）、其他材 料、或这些材料的组合之类的材料形成。设备10可以使用其中壳体12的大部分或全部由单 个结构性元件（例如，一片经机械加工的金属或一片模塑的塑料）形成的单体构造而形成， 或者可由多个壳体结构（例如，已被安装在内部框架元件或其他内部壳体结构上的外部壳 体结构）形成。
[0031] 显示器14可以是包括触摸传感器的触摸敏感显示器，或者可以对触摸不敏感。显 示器14的触摸传感器可由电容性触摸传感器电极阵列、电阻性触摸阵列、基于声学触摸、 光学触摸的触摸传感器结构、基于力的触摸技术、或是其他合适的触摸传感器部件形成。
[0032] 用于设备10的显示器14包括由液晶显示器（IXD)部件、有机发光二极管显示器 部件、电泳显示器部件、等离子显示器部件或其他合适显示像素结构形成的显示像素。
[0033] 显示器盖体层可以覆盖显示器14的表面，或者诸如滤色层的显示层或显示器的 其他部分可被用作显示器14的最外层（或近最外层）。最外层的显示层可由透明玻璃片、 清澈塑料层或其他透明构件形成。
[0034] 为了避免无线天线信号被阻挡，期望由电介质形成壳体12或壳体12的各部分。作 为一例,壳体12可由诸如塑料的电介质形成。如果期望，壳体12可由诸如金属的导电材料 形成。使用这类配置，壳体12的金属内的开口可由诸如塑料的电介质填充。金属壳体12 的各开口内的塑料可以形成天线窗口，诸如图1的天线窗口 26。
[0035] 图1的壳体12内存在有任意合适数量的天线窗口。例如，在图1的壳体12B的上 表面上可以具有一个或多个、两个或更多个、或是三个或更多个天线窗口，而在图1的壳体 12B的下表面上可以具有一个或多个、两个或更多个、或是三个或更多个天线窗口。如图1 所示，例如存在有在区域20内沿着设备10的铰链定位的一对天线窗口 26 ( S卩，左上天线窗 口 26TL和右上天线窗口 26TR)。作为另一例，在壳体12的上表面上沿着铰链存在有覆盖两 个或更多个天线（例如，在壳体12的两个或更多个相应的天线腔内的两个或更多个天线） 的单个一元化天线窗口 26。还可以设置覆盖两个或更多个天线的相应的后表面天线窗口 26。
[0036] 可被用作电子设备10的示例性配置的示意图在图2中示出。如图2所示，电子设 备10可以包括诸如存储和处理电路28的控制电路。存储和处理电路28可以包括诸如硬 盘驱动器存储装置、非易失性存储器（例如，闪存或其他被配置为形成固态驱动器的电可 编程只读存储器）、易失性存储器（例如，静态或动态随机存取存储器）等的存储装置。存 储和处理电路28中的处理电路可被用于控制设备10的操作。该处理电路可以基于一个 或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、功率管理单元、音频编解码器芯 片、专用集成电路等。
[0037] 存储和处理电路28可被用于在设备10上运行软件，诸如互联网浏览应用、经互联 网协议的话音（VOIP)电话呼叫应用、电子邮件应用、媒体回放应用、操作系统功能等。为了 支持与外部设施的交互，存储和处理电路28可被用于实现通信协议。可以使用存储和处理 电路28实现的通信协议包括因特网协议、无线局域网协议（例如，IEEE802. 11协议，有时 被称为WiFi? )、用于诸如Bluetooth?协议的其他短程无线通信链路的协议、蜂窝电话 协议等。
[0038] 电路28可被配置为实现对设备10中的天线和其他无线电路的使用进行控制的控 制算法。例如，电路28可以执行信号质量监视操作、传感器监视操作、盖位置监视操作和其 他数据收集操作，并且可以响应于收集到的数据（例如，响应于来自盖位置传感器42的有 关盖位置的信息）并响应于有关要在设备10中使用哪些通信频带的信息，控制要使用设备 10中的哪些天线结构来接收和处理数据，控制一个或多个开关（例如，用于将具体天线切 换至使用的开关），控制一个或多个天线相对于设备10的壳体的位置，控制可调谐元件，或 者可以控制设备10内的其他部件以调整天线属性（即，可以调整一个或多个天线的位置、 一个或多个天线的选择以用作设备10内的有源天线、或是其他天线设置）。作为一例，电路 28可以控制两个或更多个天线中的哪个天线要被用来接收引入射频信号，可以控制两个或 更多个天线中的哪个天线要被用来发送射频信号，可以调整天线在设备10内的位置，可以 控制引入数据流在设备10内的两个或更多个天线上的并行的路由处理，可以调谐天线以 覆盖期望的通信频带等。
[0039] 在执行这些控制操作期间，电路28可以接通和断开开关，可以打开和关闭接收机 和发射机，可以调整阻抗匹配电路，可以配置插入在射频收发机电路和天线结构之间的前 端模块（FEM)射频电路（例如，用于阻抗匹配和信号路由的滤波和开关电路）中的开关，可 以调整开关、可调谐电路以及形成作为天线一部分或耦接至天线或关联于该天线的信号路 径的其他可调电路元件，可以调整功率放大器增益设置，可以控制收发机输出功率，可以使 用电气控制的天线定位器和/或手动操作的天线定位结构来调整天线位置，并且还可以通 过其他方式控制和调整设备10的各个部件。
[0040] 输入输出电路30可被用于允许将数据供应至设备10并且允许将数据从设备10 提供至外部设备。输入输出电路30可以包括输入输出设备32。输入输出设备32可以包括 触摸屏、按钮、游戏杆、点击轮、滚轮、触摸垫、小键盘、键盘、发光二级管和其他状态指示器、 数据端口、诸如麦克风和扬声器的音频部件等。
[0041] 输入输出设备32还可以包括传感器44。例如，输入输出设备32可以包括环境光 传感器、接近度传感器、加速度计、以及测量设备10内各结构之间的相对位置的一个或多 个位置传感器。作为一例，设备10可以包括诸如用于监视上壳体12A相对于下壳体12B的 位置的盖位置传感器42的位置传感器。盖位置传感器42可以使用开关实现（例如，传感 器42可以是确定壳体12A是处于闭合位置还是处于打开位置的二进制位置传感器），可以 使用角度传感器实现（例如，产生表示上壳体12A围绕旋转轴24相对于下壳体12B的角度 定向的输出的传感器），或者可以使用监视上壳体（盖）12A状态的其他位置敏感传感器结 构来实现。
[0042] 操作中，用户能够通过经由输入输出设备32提供命令来控制设备10的操作，并且 可以使用输入输出设备32的输出源接收来自设备10的状态信息和其他输出。
[0043] 无线通信电路34可以包括射频（RF)收发机电路，该射频收发机电路由一个或多 个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源RF部件、一个或多个天线、滤波器、 双工器以及用于处理RF无线信号的其他电路形成。无线信号也可以使用光（例如，使用红 外通信）来发送。
[0044] 无线通信电路34可以包括诸如全球定位系统（GPS)接收机电路35之类的卫星 导航系统接收机电路（例如，用于接收1575MHz的卫星定位信号）或是与其他卫星导航 系统相关联的卫星导航系统接收机电路。诸如收发机电路36的无线局域网收发机电路 可以处理用于WiFi? (IEEE802. 11)通信的2. 4GHz和5GHz频带，也可以处理2. 4GHz的 Bluetooth?通信频带。电路34可以使用蜂窝电话收发机电路38来处理诸如在约700MHz 至约2700MHz的频率范围内的频带或是更高或更低频率的频带之类的蜂窝电话频带内的 无线通信。
[0045] 如果期望，无线通信电路34可以包括用于其他短距离和远距离无线链路的电路。 无线通信电路34例如可以包括用于接收无线电和电视信号的无线电路、寻呼电路等。还可 以支持近场通信（例如，在13. 56MHz下）。在WiFi?和Bluetooth?链路以及其他短距 离无线链路中，典型地使用无线信号在几十或几百英尺的范围内传送数据。在蜂窝电话链 路和其他远距离链路中，典型地使用无线信号在几千英尺或英里的范围内传送数据。
[0046] 无线通信电路34可以具有诸如一个或多个天线40的天线结构。天线结构40可以 使用任何合适的天线类型形成。例如，天线结构40可以包括由环形天线结构、贴片天线结 构、倒F天线结构、双臂倒F天线结构、封闭式和开放式缝隙天线结构、平面倒F天线结构、 螺旋天线结构、带状天线、单极子、偶极子、这些设计的混合等形成的具有共振元件的天线。 可以为不同的频带和频带组合使用不同类型的天线。例如，可以使用一种天线来形成本地 无线链路天线，以及可以使用另一种天线来形成远距离无线链路。设备10中的诸如一个或 多个天线40的天线结构可以设有一个或多个天线馈送、固定和/或可调部件、以及可选的 寄生天线共振元件，使得天线结构覆盖期望的通信频带。
[0047] 设备10可以具有在用户对设备10的操作期间相对彼此移动的壳体结构。在某些 配置中，这些可移动的壳体结构可能会阻挡或以其他方式影响设备10中的天线结构。作为 一例，设备10可以具有诸如盖12A的可移动的壳体结构。
[0048] 如图3的横截面侧视图所示，设备10可以具有被安装以经由壳体12中的下天线 窗口结构（诸如图3的下天线窗口 26B)发送和接收无线射频信号的一个或多个天线40。 例如在允许通过下壳体12B的下平坦表面50上的下天线窗口结构26B发送和接收无线信 号而不通过下壳体12B的上平坦表面52发送或接收无线信号的配置中，天线40可被安装 在下壳体12B内的导电腔或其他结构54内。
[0049] 在图4例示的配置中，已经在设备10的下壳体12B的上平坦表面52上形成了上 天线窗口 26T。在允许通过上天线窗口 26T发送和接收无线信号而不通过下壳体12B的下 平坦表面50发送或接收无线信号的配置中，诸如天线40的一个或多个天线可以位于下壳 体12B内的导电腔或其他结构54内。
[0050] 如图5所示，如果期望，设备10可以具有作为上下对齐的天线结构40的面朝上和 面朝下的天线窗口两者。作为一例，一个或多个天线40可以按照与壳体12B的上平坦表面 52上的上天线窗口 26T对齐且与壳体12B的下平坦表面50上的对应下天线窗口 26B对齐 的方式而被安装在壳体12B中的腔54或其他结构内。下平坦表面50和上平坦表面52可 以彼此平行展开。使用这类布置，可以通过上天线窗口 26T和/或下天线窗口 26B发送和 接收无线信号。上天线窗口 26T可以具有与下天线窗口 26B相同的尺寸，也可以具有与下 天线窗口 26B不同的尺寸。在从上看去时，上天线窗口 26T可以与下天线窗口 26B精确重 叠，或者也可以与下天线窗口部分重叠（作为例子）。
[0051] 在盖12A处于打开位置时，下壳体结构12B的上表面52不再由与盖12A相关联的 金属覆盖。安装在上表面52上的天线窗口下方的天线（例如参见图1的位置26以及图4 和图5中的示例性天线窗口 26T)于是可以在不受存在盖12A内导电金属结构的影响下进 行操作。在盖12A处于闭合位置时，存在壳体12B的上表面上形成的诸如天线窗口 26T的 天线窗口受盖12A的存在的不利影响的可能。具体地，盖12A可以覆盖并电磁阻挡图1中 的窗口 26TL和26TR下方的或是图4和图5中的窗口 26T下方的天线。电磁阻挡的出现可 以归因于使用金属形成盖12A的外表面和/或归因于在盖12A内使用显示器或其他导电结 构（例如,塑料壳体内的显示器）。
[0052] 使用图3所示类型的配置，虽然不存在会由盖12A阻挡的上天线窗口，但是下天线 窗口 26B有时会被金属桌面、诸如木头或人体的有损表面、或者其上放置设备10的其他结 构所阻挡。使用图4所示类型的配置，虽然天线窗口 26T将不会被其上放置设备10的结构 所阻挡，但是会在盖12A闭合时被阻挡。图5所示类型的配置允许信号在盖12A打开时通 过上天线窗口 26T (即便在设备10被放置在导电支撑表面上亦是如此），和/或允许信号通 过下天线窗口 26B (例如，在下天线窗口 26B未被阻挡时，即便在盖12A闭合的情况下亦是 如此）。
[0053] 图3、4和5所示类型的配置可以在上表面上具有覆盖多个天线（和天线腔）的单 个天线窗口，和/或可以具有在下表面上覆盖所述多个天线的单个对应的天线窗口。使用 此类一元化的天线窗口可使外观更具美感。如果期望，也可以在上表面上形成分别覆盖一 个或多个天线的多个天线窗口，和/或也可以在下表面上形成分别覆盖一个或多个天线的 多个对应的天线窗口。
[0054] 可以期望使用两个或更多个天线40的阵列来处理用于设备10的无线信号。使用 一种合适的布置，天线40可以位于在壳体12内形成的沿着铰接轴24在不同位置处的天线 窗口下方（或是使用覆盖多个天线位置的一元化天线窗口）。
[0055] 如图6的设备10的前透视图所示，例如可以邻近铰链56在下壳体12A的上表面 52内沿着铰接轴24的不同位置处形成上天线窗口 26TL和26TR。窗口 26TL和26TR可以 分别位于相距壳体12B的左右边缘56距离Dl的位置，并且可以彼此相隔距离D2。
[0056] 如图7的设备10的后透视图所示，可以在下壳体12B的下表面50内形成下天线窗 口。例如，下天线窗口 26BR可以与在相对的上表面52上的对应上天线窗口 26TR对齐地在 下表面50上形成。类似地，下天线窗口 26BL可以与在上表面52上的对应上天线窗口 26TL 对齐地在下表面50上形成。距离Dl可以间隔窗口 26BR与壳体边缘58,并且可以间隔窗 口 26BL与壳体边缘58。距离D2可以彼此间隔窗口 26BR和窗口 26BL，使得在从上或从下 查看天线窗口时，天线26BR和26BL重叠相应的天线26TR和26TL。在膝上型计算机10放 置在用户膝部上进行操作期间，该间隔Dl可以有助于确保天线位于用户腿内侧，藉此有助 于最小化朝向用户腿部发射的辐射。间隔D2则可有助于在用户用手在天线窗口之间握持 设备10时最小化朝向用户手和手臂发射的辐射。
[0057] 第一天线结构（例如，一个或多个天线40)可以位于窗口 26TR和26BR之间，而第 一天线结构（例如，一个或多个天线40)则可位于窗口 26TL和26BL之间。如结合图5的 窗口 26B和26T所述，当天线以此方式位于对齐的一对上下天线窗口之间时，无线信号能够 在各种操作条件下（例如，盖打开/闭合、膝上型计算机放置在金属桌面或其他导电表面上 等）进入和离开壳体12内的腔54。
[0058] 为了确保充分的天线性能（S卩，令人满意的天线效率），可以期望在上天线窗口和 下天线窗口之间的垂直方向Z上的中间位置布置每个天线40。如图8所示，例如可以期望 在与下天线窗口 26B和上天线窗口 26T的等距位置处安装诸如天线40的天线。天线40可 被安装在设备10的这一位置内以允许通过上天线窗口 26T和下天线窗口 26B两者进行无 线操作。当盖12A围绕铰链56的旋转轴24以方向22C旋转时，盖12A将会移至闭合位置 (由盖12A'所示）。在此位置，盖12A会潜在地阻挡上天线窗口 26T。然而下天线窗口 26B 则可保持不被盖12A阻挡。
[0059] 图8的天线40可以位于壳体12B的中心附近，其与上天线窗口 26T相隔距离H，而 与下天线窗口 26B相隔相等的距离H。在图8所示的配置中，天线40和壳体12内相应天线 窗口之间的间隔H可以比期望用于最优天线效率的间隔更大。为了增强无线效率，可以提 供其中天线在需要时由定位器在上部位置和下部位置之间移动的天线结构，或是可以提供 具有一对天线的天线结构，其中的一个天线位于上天线处而另一个位于下天线处。
[0060] 如图9所示，例如设备10可以在壳体12B内具有腔或其他内部结构，诸如腔54。 诸如上天线40T的第一天线可被安装在邻近上天线窗口 26T的腔54内。诸如下天线40B 的第二天线可被安装在邻近下天线窗口 26L的腔54内。切换电路64可以具有诸如输入68 的耦接至上天线40T的第一端口，并且可以具有诸如输入70的耦接至下天线40B的第二端 口。位置传感器42可以测量盖12A相对于壳体12B的上表面52的角度A，并且可以将盖位 置信息提供给控制电路28。控制信号可由控制电路提供给开关64。
[0061] 在盖12A打开时（S卩，角度A大于预定阈值时），设备10可以得出天线窗口 26T和 天线40T将不会被盖12A阻挡的结论。作为响应，可以使得开关64将路径68耦接至输出 路径66以将上天线40T切换至使用。在盖12B闭合时（S卩，角度A小于预定阈值时），设备 10可以得出盖12A正阻挡天线窗口 26T和天线40T的结论。作为响应，可以使得开关64将 路径70耦接至输出路径66以将下天线40B切换至使用。输出路径66可以是在已被切换 至使用的天线和在无线通信电路34内的接收机电路之间路由信号的传输线路径。
[0062] 使用位置传感器42以及相应的角度盖位置信息来控制将腔54中的哪个天线切换 为使用仅仅是说明性的。在选择将哪个天线切换至使用中可以使用任何合适的准则（例 如，二进制打开/闭合状态信息、接收到的信号强度信息或指明哪个天线已被阻挡的其他 信号强度信息、来自电容性接近度传感器的指明哪个天线已被阻挡的信息、来自基于光的 接近度传感器或其他接近度传感器的指明哪个天线已被阻挡的信息、或其他信息）。
[0063] 如图10所示，设备10内可以存在有四个天线U1、L1、U2和L2。作为一例，天线Ul 可以位于邻近天线窗口 26TL，天线Ll可以位于邻近天线窗口 26BL，天线U2可以位于邻近 天线窗口 26TR，以及天线L2可以位于邻近天线窗口 26BR。开关64L可用于将天线Ul或Ll 切换至使用，而开关64R可用于将天线U2或L2切换至使用。切换决定可由控制电路28基 于来自盖位置传感器42的传感器数据或其他信息而做出。
[0064] 图11示出了诸如定位器76的定位器（例如，由控制电路28基于来自盖位置传感 器42的盖位置数据或其他数据进行控制的定位器）可被如何用于在上部位置和下部位置 之间移动单个天线。定位器76例如可以通过以向上方向78移动下壳体12B中的腔54内 的天线而将该天线布置在邻近上天线窗口 26A的上部位置40-1处，也可以通过以向下方向 80移动天线而将该天线布置在邻近下天线窗口 26B的下部位置40-2处。定位器76可以包 括电磁定位部件，诸如马达、螺线管或其他机械致动器。
[0065] 如果期望，腔54内的天线可以使用机械定位结构（例如，耦接至可移动盖12A的、 在不使用诸如马达或螺线管之类的电磁部件的情况下移动天线的结构）进行移动。这类配 置在图12和13中示出。如图12所示，天线40可被安装至铰链56。当盖12A处于其打开 位置时，天线40可以如图12所示借助于铰链24的顺时针旋转而处于邻近上天线窗口 26T 的位置。在此位置，天线性能会由于天线40接近窗口 26T且不受盖12A的阻碍而较高。在 盖12A已经使用铰链56围绕旋转轴24逆时针旋转至图13的闭合盖位置时，天线40将会 旋转至图13所示的其中天线40邻近下天线窗口 26B的位置。天线40的这一位置能够通 过避免使用被阻挡的上窗口 26T而潜在地增强天线性能。
[0066] 图14是设备10处于其中可以基于盖12A的位置而使用诸如可延展支撑结构81的 机械天线定位结构来定位天线40的配置下的横截面侧视图。在盖12A打开时，天线40位 于邻近图14的上天线窗口 26T。如图15所示，铰链56在闭合盖12A时的逆时针旋转（以 图15的定向）使得可延展支撑结构80延展并将天线40定位至邻近下天线窗口 26B。
[0067] 如果期望，设备10可以包括其中各天线窗口和各天线之间的距离根据盖角度变 化的一个或多个可机械可重配置天线。例如，可以配置图15所示类型的配置或是具有槽和 杆系统和/或多个槽和杆的铰链，用以获得相对于盖角度特性的期望天线位置。作为一例， 天线定位系统可被配置为使得在小于第一盖角度时，天线被置于第一位置（即，其中天线 抵靠下天线窗口布置的位置，或是位于壳体中间的位置，或是壳体内的其他合适的位置）， 并使得在大于第二盖角度时，天线被置于第二位置（即，其中天线抵靠上天线窗口布置的 位置，或是位于壳体内的其他合适的位置）。在盖角度处于第一盖角度和第二盖角度之间 时，天线可被布置在第一位置和第二位置之间与盖角度成比例（例如，与盖角度成线性比 例等）的中部位置。图16是涉及操作诸如膝上型计算机10的电子设备以使得天线性能被 优化的说明性步骤的流程图。在步骤90,控制电路28可以收集有关设备10的操作状态的 信息，诸如来自传感器44中的一个传感器的信息。作为一例，控制电路28可以收集有关盖 位置的信息（例如，有关盖12A和下壳体12B的上平坦表面52之间的角度A的信息、打开 /闭合信息、或是有关盖相对于壳体12的基体如何定位的其他信息），控制电路28可以收 集有关从无线通信电路34中的收发机电路接收到的无线信号强度的信息，控制电路28可 以从接近度传感器收集指示特定天线结构是否已被外部对象阻挡并应该由此进行切换以 使用未被阻挡的天线结构的信息，或者控制电路28可以收集与选择使用设备10中的哪些 或哪个天线窗口相关联的其他信息。
[0068] 如果盖12A处于打开位置，则可以使用邻近上天线窗口 26T (例如窗口 26TR和/ 或26TL)的天线40来发送和接收无线信号（步骤92)。如果盖12B处于闭合位置，则可以 使用邻近下天线窗口 26B (例如窗口 26BR和/或26BL)的天线40来发送和接收无线信号 (步骤94)。在其中天线40机械耦接至铰链56的机械天线调整方案中，盖12A旋转至其 打开位置将作为步骤92的一部分使得天线40移动至邻近设备10的上天线窗口，而盖12A 旋转至其闭合位置则将作为步骤92的一部分使得天线40移动至邻近设备10的下天线窗 口。在其中来自盖位置传感器的盖位置信息或其他设备状态信息已在步骤90被收集的布 置中，设备10可以响应于该盖位置信息或其他设备状态信息使用切换电路64来将合适的 上天线或下天线电气切换至使用，和/或可以使用诸如图11中定位器76的定位器而将天 线移至腔56内合适的上部位置或下部位置。如线96所示，在已经为天线40实现了符合 盖位置的配置之后，处理可以回到步骤90,用以使用盖位置传感器42进行附加的盖位置监 视。
[0069] 根据一个实施例，提供了一种电子设备，包括：具有相对的上表面和下表面的第一 壳体结构；位于所述上表面上的至少一个上天线窗口；位于所述下表面上的至少一个下天 线窗口；耦接至所述第一壳体结构并且相对于所述第一壳体结构旋转的第二壳体结构；以 及安装在所述第一壳体结构内的所述上天线窗口和所述下天线窗口之间的天线。
[0070] 根据另一个实施例，所述第一壳体结构包括膝上型计算机的基壳体，并且所述第 二壳体结构包括膝上型计算机的盖。
[0071] 根据另一个实施例，所述电子设备包括：位于所述膝上型计算机的盖内的显示器； 位于所述膝上型计算机的基壳体内的键盘；以及耦接至所述天线的射频收发机电路。
[0072] 根据另一个实施例，所述电子设备包括：位于所述上天线窗口和所述下天线窗口 之间的附加天线。
[0073] 根据另一个实施例，所述天线邻近所述上天线窗口，所述附加天线邻近所述下天 线窗口，并且所述电子设备还包括耦接在所述天线、所述附加天线和所述射频收发机电路 之间的切换电路。
[0074] 根据另一个实施例，所述切换电路被配置为将所述天线和所述附加天线中选定的 一个天线切换至使用，以为所述射频收发机电路发送和接收信号。
[0075] 根据另一个实施例，所述电子设备包括被配置为监视所述膝上型计算机的盖相对 于所述膝上型计算机的基壳体如何定位的盖位置传感器。
[0076] 根据另一个实施例，所述切换电路被配置为基于来自所述盖位置传感器的信息而 将所述天线和所述附加天线中所述选定的一个天线切换至使用。
[0077] 根据另一个实施例，所述电子设备包括相对于所述上天线窗口和所述下天线窗口 定位所述天线的定位器。
[0078] 根据另一个实施例，所述电子设备包括被配置为监视所述膝上型计算机的盖相对 于所述膝上型计算机的基壳体如何定位的盖位置传感器，所述定位器被配置为基于来自所 述盖位置传感器的信息而相对于所述上天线窗口和所述下天线窗口定位所述天线。
[0079] 根据另一个实施例，所述膝上型计算机的盖被配置为响应于所述膝上型计算机的 盖的打开而定位所述天线邻近所述上天线窗口，并且被配置为响应于所述膝上型计算机的 盖的闭合而定位所述天线邻近所述下天线窗口。
[0080] 根据一个实施例，提供了一种电子设备，包括：具有相对且平行的上平坦表面和下 平坦表面的金属壳体，所述上平坦表面和下平坦表面分别具有上天线窗口和下天线窗口； 以及上天线和下天线，所述上天线位于所述上天线窗口和所述下天线窗口之间，所述下天 线位于所述上天线窗口和所述下天线窗口之间，所述上天线位于邻近所述上天线窗口，并 且所述下天线位于邻近所述下天线窗口。
[0081] 根据另一个实施例，所述电子设备包括：射频收发机电路；以及选择性地将所述 上天线和所述下天线中给定的一个天线切换至由所述射频收发机电路使用的切换电路。 [0082] 根据另一个实施例，所述电子设备包括：被配置为相对于所述金属壳体移动的壳 体结构；以及检测所述壳体结构相对于所述金属壳体的移动的传感器。
[0083] 根据另一个实施例，所述切换电路被配置为基于来自所述传感器的信息而选择性 地将所述上天线和所述下天线中所述给定的一个天线切换至使用。
[0084] 根据另一个实施例，所述电子设备包括将所述壳体结构耦接至所述金属壳体的铰 链，所述壳体结构在针对所述壳体结构的闭合位置下覆盖所述上天线窗口，所述上天线窗 口在针对所述壳体结构的打开位置下不由所述壳体结构覆盖，并且所述切换电路被配置为 基于来自所述传感器的指示所述壳体结构是处于打开位置还是处于闭合位置的信息而选 择性地将所述上天线和所述下天线切换至使用。
[0085] 根据一个实施例，提供了一种膝上型计算机，包括：具有键盘并且具有相对的上表 面和下表面的基壳体；耦接至所述基壳体并且相对于所述基壳体旋转的盖；所述盖中的显 示器；以及分别在所述上表面和所述下表面上形成的对齐的上天线窗口和下天线窗口。 [0086] 根据另一个实施例，所述膝上型计算机包括分别在所述上表面和所述下表面上形 成的对齐的附加的上天线窗口和下天线窗口。
[0087] 根据另一个实施例，所述膝上型计算机包括将所述盖耦接至所述基壳体的铰链， 所述上天线窗口和所述下天线窗口以及所述附加的上天线窗口和下天线窗口沿着所述铰 链位于不同的相应位置处。
[0088] 根据另一个实施例，所述膝上型计算机包括：射频收发机电路；耦接至所述射频 收发机电路的切换电路；耦接至所述切换电路并且位于所述上天线窗口和所述下天线窗口 之间的第一天线结构；以及耦接至所述切换电路并且位于所述附加的上天线窗口和下天线 窗口之间的第二天线结构。
[0089] 前述仅仅是本发明原理的说明，并且本领域技术人员可以做出各种修改而不背离 本发明的范围和精神。
【权利要求】
1. 一种电子设备，包括： 具有相对的上表面和下表面的第一壳体结构； 所述上表面上的至少一个上天线窗口； 所述下表面上的至少一个下天线窗口； 耦接至所述第一壳体结构并且相对于所述第一壳体结构旋转的第二壳体结构；以及 安装在所述第一壳体结构内的所述上天线窗口和所述下天线窗口之间的天线。
2. 如权利要求1所述的电子设备，其中所述第一壳体结构包括膝上型计算机的基壳 体，并且其中所述第二壳体结构包括膝上型计算机的盖。
3. 如权利要求2所述的电子设备，还包括： 所述膝上型计算机的盖内的显示器； 所述膝上型计算机的基壳体内的键盘；以及 耦接至所述天线的射频收发机电路。
4. 如权利要求3所述的电子设备，还包括： 所述上天线窗口和所述下天线窗口之间的附加天线。
5. 如权利要求4所述的电子设备，其中所述天线邻近所述上天线窗口，其中所述附加 天线邻近所述下天线窗口，并且其中所述电子设备还包括耦接在所述天线、所述附加天线 和所述射频收发机电路之间的切换电路。
6. 如权利要求5所述的电子设备，其中所述切换电路被配置为将所述天线和所述附加 天线中选定的一个天线切换至使用，以为所述射频收发机电路发送和接收信号。
7. 如权利要求6所述的电子设备，还包括被配置为监视所述膝上型计算机的盖相对于 所述膝上型计算机的基壳体如何定位的盖位置传感器。
8. 如权利要求7所述的电子设备，其中所述切换电路被配置为基于来自所述盖位置传 感器的信息而将所述天线和所述附加天线中所述选定的一个天线切换至使用。
9. 如权利要求3所述的电子设备，还包括相对于所述上天线窗口和所述下天线窗口定 位所述天线的定位器。
10. 如权利要求9所述的电子设备，还包括被配置为监视所述膝上型计算机的盖相对 于所述膝上型计算机的基壳体如何定位的盖位置传感器，其中所述定位器被配置为基于来 自所述盖位置传感器的信息而相对于所述上天线窗口和所述下天线窗口定位所述天线。
11. 如权利要求3所述的电子设备，其中所述膝上型计算机的盖被配置为响应于所述 膝上型计算机的盖的打开而定位所述天线邻近所述上天线窗口，并且被配置为响应于所述 膝上型计算机的盖的闭合而定位所述天线邻近所述下天线窗口。
12. -种电子设备，包括： 具有相对且平行的上平坦表面和下平坦表面的金属壳体，所述上平坦表面和下平坦表 面分别具有上天线窗口和下天线窗口；以及 上天线和下天线，其中所述上天线位于所述上天线窗口和所述下天线窗口之间，其中 所述下天线位于所述上天线窗口和所述下天线窗口之间，其中所述上天线位于邻近所述上 天线窗口，并且其中所述下天线邻近所述下天线窗口。
13. 如权利要求12所述的电子设备，还包括： 射频收发机电路；以及 选择性地将所述上天线和所述下天线中给定的一个天线切换至由所述射频收发机电 路使用的切换电路。
14. 如权利要求13所述的电子设备，还包括： 被配置为相对于所述金属壳体移动的壳体结构；以及 检测所述壳体结构相对于所述金属壳体的移动的传感器。
15. 如权利要求14所述的电子设备，其中所述切换电路被配置为基于来自所述传感器 的信息而选择性地将所述上天线和所述下天线中所述给定的一个天线切换至使用。
16. 如权利要求15所述的电子设备，还包括将所述壳体结构耦接至所述金属壳体的铰 链，其中所述壳体结构在针对所述壳体结构的闭合位置下覆盖所述上天线窗口，其中所述 上天线窗口在针对所述壳体结构的打开位置下不由所述壳体结构覆盖，并且其中所述切换 电路被配置为基于来自所述传感器的指示所述壳体结构是处于打开位置还是处于闭合位 置的信息而选择性地将所述上天线和所述下天线切换至使用。
17. -种膝上型计算机，包括： 具有键盘并且具有相对的上表面和下表面的基壳体； 耦接至所述基壳体并且相对于所述基壳体旋转的盖； 所述盖中的显示器；以及 分别在所述上表面和所述下表面上形成的对齐的上天线窗口和下天线窗口。
18. 如权利要求17所述的膝上型计算机，还包括分别在所述上表面和所述下表面上形 成的对齐的附加的上天线窗口和下天线窗口。
19. 如权利要求18所述的膝上型计算机，还包括将所述盖耦接至所述基壳体的铰链， 其中所述上天线窗口和所述下天线窗口以及所述附加的上天线窗口和下天线窗口沿着所 述铰链位于不同的相应位置处。
20. 如权利要求19所述的膝上型计算机，还包括： 射频收发机电路； 耦接至所述射频收发机电路的切换电路； 耦接至所述切换电路并且位于所述上天线窗口和所述下天线窗口之间的第一天线结 构；以及 耦接至所述切换电路并且位于所述附加的上天线窗口和下天线窗口之间的第二天线 结构。
【文档编号】H01Q1/22GK104238662SQ201410229762
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】E·厄西, J·古特曼, M·帕斯科林尼, R.W.施卢巴 申请人:苹果公司