本實(shí)用新型整體涉及電子設(shè)備，并且更具體地涉及具有無線通信電路的電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

該電子設(shè)備通常包括無線通信電路。射頻收發(fā)器耦接到天線以支持與外部設(shè)備的通信。在操作期間，射頻收發(fā)器使用天線傳輸并接收無線信號。

將諸如天線結(jié)構(gòu)的無線部件并入電子設(shè)備內(nèi)可為具有挑戰(zhàn)性的。如果不小心，天線可能在設(shè)備內(nèi)消耗比期望的空間更多的空間，或者可能表現(xiàn)出不令人滿意的無線性能。

因此期望能夠?yàn)殡娮釉O(shè)備提供改善的天線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

電子設(shè)備可具有外殼，顯示器安裝于該外殼中。外殼可由金屬形成。顯示器可具有覆蓋有顯示器覆蓋層的顯示器模塊。天線可具有由外殼的壁形成的天線接地部和由金屬結(jié)構(gòu)形成的天線諧振元件，該金屬結(jié)構(gòu)由電介質(zhì)載體支撐。天線諧振元件可沿著顯示器的周邊部分在顯示器覆蓋層下方延伸。

射頻收發(fā)器電路可耦接到天線饋電部，該天線饋電部在天線諧振元件和天線接地部之間延伸。返回路徑可在天線諧振元件和天線接地部之間延伸與天線饋電部并聯(lián)。射頻收發(fā)器電路可被配置為在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)頻率或者其他合適的頻率下工作。

天線諧振元件可具有通過頻率相關(guān)濾波器耦接的段。在第一頻率下，濾波器可具有相對低的阻抗，使得段接合到彼此。在這種狀態(tài)下，天線諧振元件具有相對長的有效長度并支持第一頻率下的天線諧振。在大于第一頻率的第二頻率下，濾波器可具有相對高的阻抗。在這種狀態(tài)下，段彼此電隔離，使得天線諧振元件具有相對短的有效長度并支持第二頻率下的天線諧振。

根據(jù)實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，包括：顯示器，所述顯示器包括具有周邊部分的透明覆蓋層；外殼，所述外殼具有沿著所述周邊部分延伸的金屬壁；和天線，所述天線具有被所述透明覆蓋層的所述周邊部分重疊的天線諧振元件，其中所述金屬壁形成用于所述天線的天線接地部，其中所述天線諧振元件包括具有有效長度的諧振元件臂，并且其中所述天線包括所述天線臂中的至少一個頻率相關(guān)濾波器，使得所述有效長度隨著天線操作頻率而變化。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述天線諧振元件包括倒F形天線諧振元件，其中所述諧振元件臂具有第一段和第二段，并且其中所述濾波器耦接在所述第一段和所述第二段之間。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述天線包括電介質(zhì)載體，并且其中所述第一段和所述第二段由金屬結(jié)構(gòu)形成，所述金屬結(jié)構(gòu)由所述電介質(zhì)載體支撐。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電介質(zhì)載體包括模制塑料，并且其中所述金屬結(jié)構(gòu)包括至少部分地嵌入所述模制塑料中的金屬條。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接在所述第一段和所述天線接地部之間的電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接在所述第一段和所述天線接地部之間與所述電感器并聯(lián)的天線饋電部。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接在所述第一段和所述天線接地部之間的第一電感器和耦接在所述第二段和所述天線接地部之間的第二電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述濾波器包括選自以下的濾波器：帶阻濾波器、帶通濾波器和低通濾波器。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接到所述天線的射頻收發(fā)器電路，其中所述天線被配置為在第一頻率下和高于所述第一頻率的第二頻率下諧振，所述濾波器在所述第一頻率下具有第一傳輸水平，所述濾波器在所述第二頻率下具有低于所述第一傳輸水平的第二傳輸水平。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述第一頻率是1575MHz，并且其中所述第二頻率是2.4GHz，并且其中所述電子設(shè)備進(jìn)一步包括耦接在所述射頻收發(fā)器電路和所述天線之間的傳輸線。

根據(jù)實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，其具有相對的正面和背面，該電子設(shè)備包括：顯示器；外殼，所述顯示器安裝于所述外殼中，其中所述顯示器具有周邊，并且其中所述外殼具有沿著所述周邊延伸的金屬側(cè)壁；透明覆蓋層，所述透明覆蓋層覆蓋所述顯示器；和天線，所述天線具有平行于所述金屬側(cè)壁的至少一部分延伸的天線諧振元件臂，其中所述金屬側(cè)壁形成所述天線的天線接地部，其中所述天線諧振元件臂具有通過頻率相關(guān)濾波器接合的第一段和第二段，并且其中所述天線在第一頻率下和高于所述第一頻率的第二頻率下諧振，所述濾波器在所述第一頻率下具有第一傳輸水平，所述濾波器在所述第二頻率下具有低于所述第一傳輸水平的第二傳輸水平。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接在所述第一段和所述天線接地部之間的電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接在所述第一段和所述天線接地部之間與所述電感器并聯(lián)的天線饋電部。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述電子設(shè)備包括耦接在所述第二段和所述天線接地部之間的第二電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述天線諧振元件臂包括倒F形天線諧振臂，并且其中所述天線具有耦接在所述第一段和所述天線接地部之間的饋電部和耦接在所述第一段和所述天線接地部之間與所述天線饋電部并聯(lián)的返回路徑。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述天線包括模制塑料載體，并且其中所述第一段和所述第二段由至少部分地嵌入所述模制塑料載體內(nèi)的金屬條形成。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述濾波器包括在所述第一頻率下具有阻帶的帶阻濾波器。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述濾波器包括選自以下的濾波器：帶通濾波器和低通濾波器。

根據(jù)實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，包括：天線，所述天線包括具有第一段、第二段和第三段的天線諧振元件臂并且具有天線接地部，其中所述天線包括在所述第一段和所述第二段之間的第一濾波器，包括在所述第二段和所述第三段之間的第二濾波器，并且包括天線饋電部；和射頻收發(fā)器電路，所述射頻收發(fā)器電路耦接到所述天線饋電部并且被配置為在第一通信頻帶、第二通信頻帶和第三通信頻帶中工作。

根據(jù)另一個實(shí)施例，所述射頻收發(fā)器電路被配置為在所述第一濾波器形成開路時在所述第三通信頻帶中工作，其中所述射頻收發(fā)器電路被配置為在所述第一濾波器形成短路并且所述第二濾波器形成開路時在所述第二通信頻帶中工作，并且其中所述射頻收發(fā)器電路被配置為在所述第一濾波器和所述第二濾波器形成短路時在所述第一通信頻帶中工作。

附圖說明

圖1為根據(jù)實(shí)施方案的具有無線通信電路的示例性電子設(shè)備的透視圖。

圖2為根據(jù)實(shí)施方案的具有無線通信電路的示例性電子設(shè)備的示意圖。

圖3是根據(jù)一個實(shí)施方案的示例性天線的示意圖。

圖4是根據(jù)一個實(shí)施方案的可并入到圖3中所示類型的天線中的濾波器的示例性濾波傳輸特性的曲線圖。

圖5是根據(jù)一個實(shí)施方案的天線性能(駐波比SWR)作為示例性兩段天線的操作頻率的函數(shù)繪制的曲線圖。

圖6是根據(jù)一個實(shí)施方案的用于天線的示例性并聯(lián)諧振帶阻濾波器的電路圖。

圖7是根據(jù)一個實(shí)施方案的具有諧振元件的示例性單極天線的圖示，該諧振元件包括濾波器以調(diào)整在不同頻率下的諧振元件的有效長度。

圖8是根據(jù)一個實(shí)施方案的示例性電子設(shè)備的頂視圖，示出了天線可如何圍繞電子設(shè)備的周邊布置。

圖9是根據(jù)一個實(shí)施方案的具有天線的電子設(shè)備的分解透視圖。

圖10是根據(jù)一個實(shí)施方案的示例性電子設(shè)備天線的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖11是根據(jù)一個實(shí)施方案的示例性電子設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了天線載體可如何安裝到外殼側(cè)壁。

圖12為根據(jù)一個實(shí)施方案的具有多個嵌入式濾波器的示例性天線的圖示。

圖13是根據(jù)一個實(shí)施方案的其中濾波器傳輸被繪制為用于圖12的天線中所使用的類型的濾波器的操作頻率的函數(shù)的曲線圖。

具體實(shí)施方式

電子設(shè)備諸如圖1的電子設(shè)備10可包含無線電路。設(shè)備10可包含在遠(yuǎn)程通信頻帶諸如蜂窩電話頻帶中操作的無線通信電路和在短程通信頻帶諸如2.4GHz頻帶和2.4GHz以及5GHz無線局域網(wǎng)頻帶(有時被稱為IEEE 802.11頻帶或者無線局域網(wǎng)通信頻帶)中操作的無線電路。設(shè)備10還可包含用于實(shí)現(xiàn)近場通信、基于光的無線通信(例如，紅外光通信和/或可見光通信)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通信(例如，1575MHz下的全球定位系統(tǒng)通信或GLONASS通信)或其他無線通信的無線通信電路。其中使用處理2.4GHz通信頻帶(例如，和/或鏈路)和全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通信頻帶的天線和處理蜂窩電話通信的另一天線來執(zhí)行無線通信的設(shè)備10的無線電路的示例性配置有時可在本文中作為示例來描述。

電子設(shè)備10可為計算設(shè)備諸如膝上型計算機(jī)、包含嵌入式計算機(jī)的計算機(jī)監(jiān)視器、平板電腦、蜂窩電話、媒體播放器、或其他手持式或便攜式電子設(shè)備、較小的設(shè)備(諸如手表設(shè)備)、掛式設(shè)備、耳機(jī)或聽筒設(shè)備、被嵌入眼鏡中的設(shè)備或者佩戴在用戶的頭部上的其他設(shè)備，或其他可穿戴或微型設(shè)備、電視機(jī)、不包含嵌入式計算機(jī)的計算機(jī)顯示器、游戲設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)(諸如其中具有顯示器的電子設(shè)備被安裝在信息亭或汽車中的系統(tǒng))、實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的功能中的兩種或更多種功能的設(shè)備、或其他電子設(shè)備。在圖1的示例性配置中，設(shè)備10是便攜式設(shè)備，諸如蜂窩電話、媒體播放器、平板電腦、手表設(shè)備或者其他便攜式計算設(shè)備。如果需要，其他配置可用于設(shè)備10。圖1的示例僅是示例性的。

在圖1的示例中，設(shè)備10包括顯示器諸如安裝在外殼12中的顯示器14。有時可被稱為殼體或殼的外殼12可由塑料、玻璃、陶瓷、纖維復(fù)合材料、金屬(例如，不銹鋼、鋁等)、其他合適的材料或這些材料的任意兩種或更多種的組合形成。外殼12可使用一體式構(gòu)造形成，在該一體式構(gòu)造中，一些或全部外殼12被加工或模制成單一結(jié)構(gòu)，或者可使用多個結(jié)構(gòu)(例如，內(nèi)框架結(jié)構(gòu)、形成外部外殼表面的一種或多種結(jié)構(gòu)等)形成。

設(shè)備10可具有被側(cè)壁圍繞的相對的正面和背面。顯示器14可具有形成設(shè)備10的正面的平坦的或者彎曲的外部表面。外殼12的下部(有時可稱為后外殼壁12R)可形成外殼12的背面。后外殼壁12R可具有平坦的外表面(例如，外殼12的后部可形成用于外殼12的平面背面)，或者后外殼壁12R可具有彎曲的外表面或者其他合適形狀的外表面。側(cè)壁12W可具有豎直的外表面(例如，在顯示器14和后外殼壁12R之間豎直延伸的表面)，可具有彎曲的表面(例如，當(dāng)在橫截面中觀察時向外彎曲的表面)，可具有傾斜的部分，可具有包括直的和/或彎曲的部分的輪廓，或可具有其他合適的形狀。裝置10可具有矩形顯示器和矩形輪廓，可具有圓形形狀，或者可具有其他合適的形狀。

顯示器14可為結(jié)合了導(dǎo)電電容觸摸傳感器電極層或者其他觸摸傳感器部件(例如，電阻觸摸傳感器部件、聲學(xué)觸摸傳感器部件、基于力的觸摸傳感器部件、基于光的觸摸傳感器部件等)的觸摸屏顯示器或者可為非觸敏的顯示器。電容觸摸屏電極可由氧化銦錫焊盤或者其他透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的陣列形成。

顯示器14可包括由液晶顯示器(LCD)部件形成的顯示器像素陣列、電泳顯示器像素陣列、等離子體顯示器像素陣列、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器像素或其他發(fā)光二極管陣列、電潤濕顯示器像素陣列、或者基于其他顯示器技術(shù)的顯示器像素。

設(shè)備10可包括諸如按鈕16的按鈕。設(shè)備10中可存在任何合適數(shù)量的按鈕(例如，單個按鈕、多于一個按鈕、兩個或更多個按鈕、五個或更多個按鈕等)。按鈕可位于外殼12的開口中或者位于顯示器中的開口中(作為示例)。用于設(shè)備10的按鈕可為旋轉(zhuǎn)按鈕、滑動按鈕、通過按壓可移動按鈕構(gòu)件而被致動的按鈕等。用于按鈕諸如按鈕16的按鈕構(gòu)件可由金屬、玻璃、塑料或其他材料形成。

圖2中示出了示出可用于設(shè)備10的示例性部件的示意圖。如圖2所示，設(shè)備10可包括控制電路諸如存儲和處理電路30。存儲和處理電路30可包括存儲裝置，諸如硬盤驅(qū)動器存儲裝置、非易失性存儲器(例如，被配置為形成固態(tài)驅(qū)動器的閃存存儲器或其他電可編程只讀存儲器)、易失性存儲器(例如，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器或動態(tài)隨機(jī)存取存儲器)，等等。存儲和處理電路30中的處理電路可被用于控制設(shè)備10的操作。該處理電路可基于一個或多個微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、基帶處理器集成電路、專用集成電路等。

存儲和處理電路30可用于在設(shè)備10上運(yùn)行軟件。例如，在設(shè)備10上運(yùn)行的軟件可用于處理來自用戶的輸入命令，這些輸入命令是使用諸如按鈕、觸摸屏(諸如顯示器14)、力傳感器(例如，通過按壓顯示器14或者顯示器14的部分而被激活的力傳感器)、加速度計、光傳感器和其他輸入輸出電路的輸入輸出部件來提供。為了支持與外部設(shè)備進(jìn)行交互，存儲和處理電路30可用于實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議?？墒褂么鎯吞幚黼娐?0來實(shí)現(xiàn)的通信協(xié)議包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、無線局域網(wǎng)協(xié)議(例如IEEE 802.11協(xié)議—有時稱為)、用于其他短程無線通信鏈路的協(xié)議(諸如協(xié)議)、與接收和處理衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號相關(guān)聯(lián)的協(xié)議等。

設(shè)備10可包括輸入輸出電路44。輸入輸出電路44可包括輸入輸出設(shè)備32。輸入輸出設(shè)備32可用于允許將數(shù)據(jù)供應(yīng)到設(shè)備10并且允許將數(shù)據(jù)從設(shè)備10提供到外部設(shè)備。輸入輸出設(shè)備32可包括用戶接口設(shè)備、數(shù)據(jù)端口設(shè)備和其他輸入輸出部件。例如，輸入輸出設(shè)備可包括觸摸屏、沒有觸摸傳感器能力的顯示器、按鈕、力傳感器、操縱桿、滾輪、觸摸板、小鍵盤、鍵盤、麥克風(fēng)、相機(jī)、按鈕、揚(yáng)聲器、狀態(tài)指示器、光源、音頻插孔和其他音頻端口部件、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)端口設(shè)備、光傳感器、運(yùn)動傳感器(加速計)、電容傳感器、接近傳感器(例如，電容接近傳感器和/或紅外接近傳感器)、磁傳感器以及其他傳感器和輸入輸出部件。

輸入輸出電路44可包括用于與外部設(shè)備進(jìn)行無線通信的無線通信電路34。無線通信電路系統(tǒng)34可包括由一個或多個集成電路、功率放大器電路、低噪聲輸入放大器、無源射頻(RF)部件、一個或多個天線、傳輸線和用于處理射頻(RF)無線信號的其他電路形成的射頻(RF)收發(fā)器電路。也可使用光(例如，使用紅外通信)來發(fā)送無線信號。

無線通信電路34可包括用于處理各種射頻通信頻帶的射頻收發(fā)器電路90。例如，電路34可包括可處理2.4GHz和5GHz頻帶的(IEEE 802.11)通信的無線局域網(wǎng)收發(fā)器電路、可處理2.4GHz通信的無線收發(fā)器電路、用于處理在700MHz和2700MHz之間的通信頻帶或其他合適的頻率(作為示例)中的無線通信的蜂窩電話收發(fā)器電路，或其他無線通信電路。如果需要，無線通信電路34可包括用于其他短程和遠(yuǎn)程無線鏈路的電路。例如，無線通信電路34可包括60GHz收發(fā)器電路、用于接收電視和無線電信號的電路、尋呼系統(tǒng)收發(fā)器、近場通信(NFC)電路、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器電路(例如，用于接收1575MHz下的全球定位系統(tǒng)信號或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號的電路)等。在和鏈路和其他短程無線鏈路中，無線信號通常用于在數(shù)十或數(shù)百英尺上傳送數(shù)據(jù)。在蜂窩電話鏈路和其他遠(yuǎn)程鏈路中，無線信號通常用于在幾千英尺或英里范圍內(nèi)傳送數(shù)據(jù)。

無線通信電路34可包括一個或多個天線諸如天線40?？墒褂萌魏魏线m的天線類型來形成天線40。例如，天線40為具有由環(huán)形天線結(jié)構(gòu)、貼片天線結(jié)構(gòu)、倒F形天線結(jié)構(gòu)、縫隙天線結(jié)構(gòu)、平面倒F形天線結(jié)構(gòu)、螺旋形天線結(jié)構(gòu)、這些設(shè)計的混合等形成的諧振元件的天線。

傳輸線路徑諸如傳輸線92可用于將天線40耦接到收發(fā)器電路90。發(fā)射線92可耦接到與天線結(jié)構(gòu)40相關(guān)聯(lián)的天線饋電結(jié)構(gòu)。例如，天線結(jié)構(gòu)40可形成倒F形天線或者具有帶有正天線饋電端子諸如端子98和接地天線饋電端子諸如接地天線饋電端子100的天線饋電部的其他類型的天線。正傳輸線導(dǎo)體94可耦接到正天線饋電端子98，并且接地傳輸線導(dǎo)體96可耦接到接地天線饋電端子92。如果需要，可使用其他類型的天線饋電布置。圖2的示例性饋電配置僅是示例性的。

傳輸線92可包括同軸電纜路徑、微帶傳輸線、帶狀線傳輸線、邊緣耦合微帶傳輸線、邊緣耦合帶狀線傳輸線、由這些類型的傳輸線的組合形成的傳輸線等。如果需要，濾波器電路、交換電路、阻抗匹配電路和其他電路可插置在傳輸線內(nèi)。用于阻抗匹配電路系統(tǒng)的電路可由離散部件(例如，表面安裝技術(shù)部件)形成或者可從外殼結(jié)構(gòu)、印刷電路板結(jié)構(gòu)、塑料支架上的跡線等形成。諸如這些部件的部件還可用于形成濾波器電路。

設(shè)備10內(nèi)可用于諸如天線和其他無線電路的部件的空間可為受限的。為了有助于減少設(shè)備10內(nèi)被天線占用的空間的大小，天線可設(shè)置有具有一個或多個嵌入式濾波器的諧振元件。天線40的濾波器電路可具有允許天線處理多個通信頻帶中的通信的頻率相關(guān)行為。例如，在一些頻率處，濾波器可用作縮短諧振元件的有效長度的開路，而在其他頻率下，濾波器可用作增長諧振元件的有效長度的短路。通過以頻率相關(guān)的方式改變天線諧振元件的有效長度，可產(chǎn)生多個天線諧振。這允許天線在緊湊空間中覆蓋更多的所關(guān)注的通信頻帶。

在圖3中示出了帶有具有嵌入式濾波器的天線諧振元件的示例性天線的示意圖。圖3的天線40是倒F形天線。這僅是例示性的。天線40可以是任何合適類型的天線。

如圖3所示，天線40具有天線接地部104和倒F形天線諧振元件106。天線諧振元件106具有主臂108。返回路徑110可耦接在臂108上的節(jié)點(diǎn)PC和天線接地部104上的節(jié)點(diǎn)PD之間。天線饋電部112可由正天線饋電端子98和接地天線饋電端子100形成并且可耦接在臂108和接地部104之間與返回路徑110并聯(lián)。返回路徑110可由導(dǎo)體(例如，金屬)條形成，可包括電路元件諸如可選的電感器114，并且可包括其他電路部件。如果需要，調(diào)諧部件諸如部件118可耦接在臂108和接地部104之間。部件118可例如為耦接在臂108的端部和接地部104之間的可變電感器或者固定電感器。

臂108可具有多個段諸如第一段108-1和第二段108。段108-1可具有長度L1。段108-1和108-2的組合長度可為L2。濾波器116可插置在段108-1和108-2之間并且可具有頻率相關(guān)行為。濾波器116的頻率相關(guān)響應(yīng)允許段108-1和108-2在一些頻率下去耦合(電隔離)，并且在其他頻率下短接在一起。例如，濾波器116可為帶通濾波器。在這種配置下，濾波器116可為第一通信頻帶中頻率f1下的短路(即，濾波器116可表現(xiàn)出最大傳輸率T)并且可為其他頻率(包括第二通信頻帶中頻率f2)下的開路(即，濾波器116可表現(xiàn)出最小傳輸率T)。頻率f1例如可為較低頻率諸如1575MHz并且可與全球定位系統(tǒng)(GPS)信號相關(guān)聯(lián)。頻率f2例如可為與IEEE 802.11無線局域網(wǎng)通信和/或通信相關(guān)聯(lián)的較高頻率諸如2.4GHz。

在這種類型的布置下，臂108具有兩個有效長度。在頻率f2處，濾波器116是開路，因此臂108的有效長度是段108-1的長度L1(即，段108-2與元件108的其余部分?jǐn)嚅_并且因此不對天線40的響應(yīng)作出貢獻(xiàn))。段108-1的長度L1可為在頻率f2下的波長的四分之一或者可為支持在f2下的天線諧振的另一個合適的長度。在頻率f1下，濾波器116為短路，因此臂108的有效長度是L2(因?yàn)槎?08-1和108-2短接在一起以形成較長的臂)。長度L2可為在頻率f1下的波長的四分之一或者可為支持在f1下的天線諧振的另一個合適的長度。

如該示例所示，在沿著天線長度中途的位置處存在頻率相關(guān)濾波器116允許天線40的臂108的長度在不同的工作頻率下具有不同的有效長度，而不在臂108中并入開關(guān)或其他主動受控的部件(盡管如果需要可包括這些部件)。從臂108消除開關(guān)的能力可允許使用很少的控制線或不使用控制線來實(shí)現(xiàn)臂108和天線40，從而節(jié)省設(shè)備10內(nèi)的空間。在不需要求助于不同長度的兩個獨(dú)立的諧振元件臂分支的情況下形成在兩個不同通信頻帶(頻率f1和f2)下諧振的天線的能力有助于節(jié)省設(shè)備10內(nèi)的空間(例如，沿著顯示器14的周邊的空間)。

濾波器116可具有在頻率f1和f2下不同的任何合適的頻率相關(guān)響應(yīng)。如圖4的示例性曲線圖所示，其中濾波器傳輸率T已經(jīng)作為操作頻率f的函數(shù)繪出，濾波器116可為例如具有以頻率f1為中心的峰值傳輸(最小阻抗)和在其他頻率下減小的傳輸值(增強(qiáng)的阻抗)的帶通濾波器BPF，可為具有在頻率f1和f2之間的截止頻率的低通濾波器LPF，或者可為在頻率f2下具有傳輸谷并且在其他頻率下具有更高傳輸值的帶阻濾波器BSF。在圖5的曲線圖中，天線性能(駐波比SWR)已經(jīng)針對圖3的天線40作為操作頻率的函數(shù)被繪出。如圖5的曲線圖所示，圖3的天線40可表現(xiàn)出在第一頻率f1下和第二頻率f2下覆蓋相應(yīng)的通信頻帶的第一諧振和第二諧振。

圖6是可用于形成帶阻濾波器BSF(濾波器116)的類型的示例性并聯(lián)諧振帶阻濾波器的電路圖?？捎卸鄠€圖6所示類型的諧振電路并聯(lián)地耦接在段108-1和108-2之間，它們中的每個貢獻(xiàn)了濾波器116的帶阻特性的不同部分(即，它們中的每個在接近頻率f2的頻率下在不同的相應(yīng)頻率下貢獻(xiàn)帶阻功能)。

圖7是示例性配置中的天線40的圖示，其中天線40是具有由臂(臂108)形成的諧振元件的單極天線，該臂具有第一段108-1和第二段108-2，它們通過由電感器或其他合適的低通電路形成的濾波器(例如，濾波器116)接合。在較低頻率f1下，圖7的濾波器116形成閉合電路(低阻抗)并且在較高頻率f2下，圖7的電感器116形成開路(高阻抗)，從而為臂108提供作為頻率的函數(shù)的有效變化的長度，如結(jié)合圖3的天線40所描述的。

設(shè)備10的天線可沿著設(shè)備10的周邊邊緣部分(例如，在用于顯示器14的電介質(zhì)顯示器覆蓋層或其他合適的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)下方，在外圍導(dǎo)電外殼構(gòu)件上等)延伸。如圖8所示，設(shè)備外殼12可包含多個天線。天線120可為蜂窩電話天線或其他合適的天線，并且可沿著外殼的三個邊緣延伸。天線40可為具有嵌入式濾波器(濾波器116)的倒F形天線，如結(jié)合圖3所描述的。天線120可在饋電部F處被饋送，并且天線40可在饋電部112處被饋送。天線40可形成在諸如顯示器14的顯示器覆蓋層的周邊部分的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)下方。顯示器覆蓋層可由允許與天線120和天線40的操作相關(guān)聯(lián)的射頻天線信號通過的玻璃、塑料、藍(lán)寶石和/或其他電介質(zhì)材料形成。通過使用濾波器116，天線40的長度可縮短，從而有助于允許天線120和天線40裝配在設(shè)備10中可用的有限空間內(nèi)。

圖9示出了圖8的天線40的透視內(nèi)部圖。如圖9所示，天線40可具有電介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)諸如塑料載體130。金屬結(jié)構(gòu)132可形成天線諧振臂段108-1和108-2。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)諸如螺釘160可將臂108-1耦接到耦接至節(jié)點(diǎn)PC的柔性印刷電路162上的跡線。印刷電路162上的跡線94和96可形成傳輸線92并且可耦接到收發(fā)器電路90。饋電端子98可耦接到跡線94和節(jié)點(diǎn)PC。諸如螺釘164的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可將與節(jié)點(diǎn)PD相關(guān)聯(lián)的金屬跡線耦接到用作天線接地部104的設(shè)備10的金屬外殼12。電感器114可安裝在印刷電路162上并且可耦接在節(jié)點(diǎn)PD和節(jié)點(diǎn)PC之間。圖3的天線40的示意圖示出了節(jié)點(diǎn)PD和PC在天線40內(nèi)的示例性位置。柔性印刷電路168可包括連接器或其他信號路徑耦接結(jié)構(gòu)，該連接器或其他信號路徑耦接結(jié)構(gòu)將段108-2的部分108'與印刷電路168上的金屬跡線耦接。印刷電路168上的金屬跡線可形成經(jīng)由諸如螺釘116的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)將電感器118耦接到接地部(金屬外殼12)的路徑，如圖3中的天線40的示意圖所示。

金屬結(jié)構(gòu)132可由塑料載體130上的金屬跡線、金屬片條、線或其他導(dǎo)電材料形成。圖10是沿著圖9的線170截取并且在方向172上觀察的載體130的橫截面圖。如圖10所示，載體130可由注塑模制塑料形成，并且用于天線諧振元件106的金屬結(jié)構(gòu)132可由部分嵌入載體130的注射模制塑料中的金屬條形成(作為示例)。

圖11是設(shè)備10的周邊部分的橫截面圖，示出了緊固結(jié)構(gòu)(諸如螺釘200)可如何用于將天線40的載體130固定到外殼壁12W(例如，金屬外殼壁)。天線諧振元件106可位于顯示器覆蓋層14A的內(nèi)表面附近，并且如果需要，可突出到顯示器覆蓋層14A的內(nèi)表面中的溝槽或其他凹陷部中。顯示器14可包括顯示模塊諸如安裝在覆蓋層14A下方設(shè)備10的中心中的顯示模塊(顯示器)14B(例如，發(fā)光二極管顯示器、液晶顯示器，與其他顯示器相關(guān)聯(lián)的顯示層等)。顯示器覆蓋層14A可與顯示器14B重疊。用于顯示器14的觸摸傳感器結(jié)構(gòu)可插置在層14A和顯示器14B之間，可并入顯示器14B中，或者可形成在顯示器14中的別處。天線40可安裝在顯示器14的周邊部分下方(即，在顯示器覆蓋層14A的周邊部分下方和/或在層14A內(nèi)的溝槽中)，并且可沿著外殼12的周邊(即沿著側(cè)壁12W)延伸。

如果需要，天線40可包含多個頻率相關(guān)濾波器諸如圖12的示例性濾波器116A和116B。在圖12的示例中，濾波器116A插置在臂108的天線諧振元件臂段108A和108B之間，并且濾波器116B插置在段108B和108C之間。濾波器116A和116B的示例性頻率相關(guān)傳輸值T分別由圖13的曲線202A和202B示出。

在圖12和圖13的配置下，天線諧振元件106(即臂108)的有效長度在高頻諸如濾波器116A是開路的頻率f3下為LA。在諸如頻率f2的中等頻率下，濾波器116A是短路(即，曲線202A的傳輸T為高并且濾波器116A的阻抗為低)，并且濾波器116B為開路(即，曲線202B的傳輸T為低，并且濾波器116B的阻抗為高)。臂108的有效長度因此在中等頻率諸如頻率f2下為LB。在諸如頻率f1的低頻下，濾波器116A和116B都是短路，并且濾波器116A和116B的傳輸T是高的，因此臂108的有效長度是LC。臂108的可變長度允許天線40覆蓋感興趣的三個不同通信頻帶(即，頻率f1、f2和f3處的頻帶)而無需臂108具有三個獨(dú)立的分支或其他可能大體積的結(jié)構(gòu)來支持在f1、f2和f3下的天線諧振。

根據(jù)一個實(shí)施方案，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括具有周邊部分的透明覆蓋層的顯示器、具有沿著周邊部分延伸的金屬壁的外殼，和具有被透明覆蓋層的周邊部分重疊的天線諧振元件的天線，金屬壁形成天線的天線接地部，天線諧振元件包括具有有效長度的諧振元件臂并且天線包括天線臂中的至少一個頻率相關(guān)濾波器使得有效長度隨著天線操作頻率而變化。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，天線諧振元件包括倒F形天線諧振元件，該諧振元件臂具有第一段和第二段，并且濾波器耦接在第一段和第二段之間。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，天線包括電介質(zhì)載體，并且第一段和第二段由金屬結(jié)構(gòu)形成，該金屬結(jié)構(gòu)由電介質(zhì)載體支撐。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電介質(zhì)載體包括模制塑料，并且金屬結(jié)構(gòu)包括至少部分地嵌入模制塑料中的金屬條。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接在第一段和天線接地部之間的電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接在第一段和天線接地部之間與電感器并聯(lián)的天線饋電部。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接在第一段和天線接地部之間的第一電感器和耦接在第二段和天線接地部之間的第二電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，濾波器包括選自以下的濾波器：帶阻濾波器、帶通濾波器和低通濾波器。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接到天線的射頻收發(fā)器電路，天線被配置為在第一頻率和高于第一頻率的第二頻率下諧振，濾波器在第一頻率下具有第一傳輸水平，濾波器在第二頻率下具有低于第一傳輸水平的第二傳輸水平。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，第一頻率是1575MHz并且第二頻率是2.4GHz，并且電子設(shè)備還包括耦接在射頻收發(fā)器電路和天線之間的傳輸線。

根據(jù)一個實(shí)施方案，提供了一種具有相對的正面和背面的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括顯示器、顯示器安裝于其中的外殼，顯示器具有周邊并且外殼具有沿著周邊延伸的金屬側(cè)壁，覆蓋顯示器的透明覆蓋層和具有平行于金屬側(cè)壁的至少一部分延伸的天線諧振元件臂的天線，金屬側(cè)壁形成天線的天線接地部，天線諧振元件臂具有通過頻率相關(guān)濾波器接合的第一段和第二段，并且天線在第一頻率和高于第一頻率的第二頻率下諧振，濾波器在第一頻率下具有第一傳輸水平，濾波器在第二頻率下具有低于第一傳輸水平的第二傳輸水平。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接在第一段和天線接地部之間的電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接在第一段和天線接地部之間與電感器并聯(lián)的天線饋電部。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，電子設(shè)備包括耦接在第二段和天線接地部之間的第二電感器。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，天線諧振元件臂包括倒F形天線諧振臂，并且天線具有耦接在第一段和天線接地之間的饋電部和耦接在第一段和天線接地部之間與天線饋電部并聯(lián)的返回路徑。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，天線包括模制塑料載體，并且第一段和第二段由至少部分地嵌入模制塑料載體內(nèi)的金屬條形成。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，濾波器包括在第一頻率下具有阻帶的帶阻濾波器。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，濾波器包括選自以下的濾波器：帶通濾波器和低通濾波器。

根據(jù)一個實(shí)施方案，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括包括具有第一段、第二段和第三段的天線諧振元件臂并且具有天線接地部的天線，所述天線包括第一段和第二段之間的第一濾波器，包括第二段和第三段之間的第二濾波器，并且包括天線饋電部，和耦接到天線饋電部并且被配置為在第一通信頻帶、第二通信頻帶和第三通信頻帶中操作的射頻收發(fā)器電路。

根據(jù)另一個實(shí)施方案，射頻收發(fā)器電路被配置為在第一濾波器形成開路時在第三通信頻帶中操作，射頻收發(fā)器電路被配置為在第一濾波器形成短路并且第二濾波器形成開路時在第二通信頻帶中操作，并且射頻收發(fā)器電路被配置為在第一濾波器和第二濾波器都形成短路時操作在第一通信頻帶中。

以上內(nèi)容僅是示例性的，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不脫離所述實(shí)施方案的范圍和實(shí)質(zhì)的情況下作出各種修改。上述實(shí)施方案可單獨(dú)實(shí)施或可以任意組合實(shí)施。

本專利申請要求2016年1月27日提交的美國專利申請15/008,130的優(yōu)先權(quán)，該專利申請據(jù)此全文以引用方式并入本文。