JP2018523351A - ワイヤレス通信のためのアンテナ構造体 - Google Patents

Abstract

ｍｍＷスペクトルを使用したワイヤレス通信のための方法、システム、およびデバイスについて説明する。具体的には、アンテナ構造体が、ワイヤレス通信デバイスの外部筐体と一体化するように設計されてもよい。たとえば、外部筐体は、アンテナ構造体のアンテナ素子による無線周波数通信信号の受信および／または送信を容易にするキャビティを含んでもよい。そのようなアンテナ構造体は、最新のワイヤレス通信デバイス（たとえば、携帯電話）において利用可能な限られた実装面積に対処するために比較的コンパクトになるように設計することができる。

Description

相互参照
本特許出願は、各々が本出願の譲受人に譲渡された、２０１６年２月３日に出願された、「Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」と題する、Ｏｕらによる米国特許出願第１５／０１４，６０２号、および２０１５年５月２６日に出願された、「Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」と題する、Ｏｕらによる米国仮特許出願第６２／１６６，４９６号の優先権を主張する。

本開示は、たとえば、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、ワイヤレス通信のためのアンテナ構造体に関する。

ワイヤレス通信システムは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャストなどのような様々なタイプの通信コンテンツを提供するために広く展開されている。これらのシステムは、利用可能なシステムリソース（たとえば、時間、周波数、および電力）を共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることが可能な多元接続システムであってもよい。そのような多元接続システムの例には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、および直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムがある。

例として、ワイヤレス多元接続通信システムは、ユーザ機器（ＵＥ）としても知られている複数の通信デバイスのための通信を各々が同時にサポートする、いくつかの基地局を含んでもよい。基地局は、ダウンリンクチャネル（たとえば、基地局からＵＥへの送信用）およびアップリンクチャネル（たとえば、ＵＥから基地局への送信用）上でＵＥと通信してもよい。

通信システムは、認可スペクトル、免許不要スペクトル、または両方を利用することができる。高ギガヘルツ（ＧＨｚ）帯における免許不要ミリメートル波長ｍｍＷスペクトルは、たとえば、マルチギガビットワイヤレス通信のための有望な技術になりつつある。他の低い周波数のシステムに比べて、約６０ＧＨｚのスペクトルには、免許不要帯域幅が増えること、短波長（約５ｍｍ）によりトランシーバがコンパクトなサイズであること、および高い大気吸収による干渉が少ないことを含む、いくつかの利点がある。しかしながら、反射および散乱損失、高い侵入損失、および高い経路損失など、このスペクトルに関連するいくつかの課題があり、これらが６０ＧＨｚにおけるカバレッジの範囲を制限する。この問題を克服するために、指向性送信が利用され得る。したがって、多素子アンテナアレイを利用するビームフォーミングとして知られる技法が、ｍｍＷワイヤレス通信のために利用される場合がある。

しかしながら、ビームフォーミングの場合であっても、ｍｍＷスペクトルを使用する通信は、そのような波長のために特に設計されたアンテナ構造体から恩恵を受けることがある。低い周波数（たとえば、８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ、２１００ＭＨｚなど）用に設計された従来のアンテナ構造体は、単一の無指向性アンテナ（ダイバーシティでは２つまたは３つのこともある）を含む場合があり、ｍｍＷスペクトルの適用には適していない場合がある。

記載される特徴は、一般に、ｍｍＷスペクトルを使用するワイヤレス通信のための１つまたは複数の改善されたシステム、方法、および／または装置に関する。具体的には、アンテナ構造体が、ワイヤレス通信デバイスの外部筐体と一体化するように設計されてもよい。たとえば、外部筐体は、アンテナ構造体のアンテナ素子による無線周波数通信信号の受信および／または送信を容易にするキャビティを含んでもよい。そのようなアンテナ構造体は、最新のワイヤレス通信デバイス（たとえば、携帯電話）において利用可能な限られた実装面積に対処するために比較的コンパクトになるように設計することができる。

ワイヤレス通信デバイスについて説明する。ワイヤレス通信デバイスは、外部筐体を含んでもよい。アンテナ素子を支持する基板が、外部筐体の内側表面に隣接して配置されてもよい。外部筐体内に、キャビティが形成されてもよい。キャビティは、アンテナ素子がワイヤレス通信デバイスの動作中にキャビティを通して無線周波数通信信号を受信および送信するように、アンテナ素子と位置合わせされてもよい。

外部筐体は、少なくとも部分的に、金属材料で作られてもよい。代替または追加として、外部筐体は、プラスチック材料で作られてもよい。そのような場合、少なくとも１つのキャビティの壁に、金属材料が配置されてもよい。

キャビティの壁は、アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられてもよい。

キャビティは、長方形断面を有してもよく、アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられた、第１のペアの対向する壁を画定してもよい。そのような場合、キャビティは、アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられた、第２のペアの対向する壁を画定してもよい。

誘電材料が、キャビティを充填してもよい。そのような場合、誘電材料は、プラスチック材料であってもよい。

基板に補助キャビティが形成され、アンテナ素子およびキャビティと位置合わせされてもよい。

アンテナ素子は、アンテナアレイの複数のアンテナ素子として実装されてもよい。そのような場合、キャビティは、対応する複数のキャビティとして実装されてもよい。複数のキャビティの各々が、複数のアンテナ素子の１つと位置合わせされてもよい

外部筐体は、第１の部分と、第２の部分とを含み、外部筐体の第１の部分にキャビティを形成してもよい。そのような場合、第１の部分は、外部筐体を形成するために、第２の部分に挿入可能であってもよい。

外部筐体の外面に、材料の層が配置されてもよい。材料の層は、外部筐体内に形成されたキャビティを覆ってもよい。

アンテナ素子は、ミリメートル波長アンテナ素子であってもよい。

別のワイヤレス通信デバイスについて説明する。ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信デバイスを収容するための手段と、アンテナ素子を支持するための手段であって、収容するための手段の内側表面に隣接して配置された、支持するための手段と、収容するための手段に形成されたキャビティであって、アンテナ素子がワイヤレス通信デバイスの動作中にキャビティを通して無線周波数通信信号を受信および送信するようにアンテナ素子と位置合わせされたキャビティとを含んでもよい。この装置は、上記で説明し、本明細書でさらに説明するこれらの特徴および他の特徴を含んでもよい。

ワイヤレス通信デバイスを製作する方法について説明する。この方法は、ワイヤレス通信デバイスに外部筐体を設けるステップと、外部筐体内にキャビティを形成するステップと、アンテナ素子を支持する基板を外部筐体に組み立てるステップであって、基板が外部筐体の内側表面に隣接して配置され、アンテナ素子がワイヤレス通信デバイスの動作中にキャビティを通して無線周波数通信信号を受信および送信するようにアンテナ素子がキャビティと位置合わせされる、ステップとを含んでもよい。この方法は、上記で説明し、本明細書でさらに説明するこれらの特徴および他の特徴を製作することを含んでもよい。

上記は、以下の発明を実施するための形態がより良く理解され得るように、本開示による実施例の特徴および技術的利点をかなり広範に概説している。追加の特徴および利点について、以下で説明する。開示される概念および具体例は、本開示の同じ目的を実行するための他の構造を変更または設計するための基礎として容易に利用され得る。そのような等価な構築は、添付の特許請求の範囲から逸脱しない。本明細書で開示する概念の特性、それらの編成と動作の方法の両方が、添付の図とともに検討されると、関連する利点とともに以下の説明からより良く理解されよう。図の各々は、例示および説明のためにのみ提供され、特許請求の範囲の限界を定めるものではない。

本発明の性質および利点のさらなる理解は、以下の図面を参照することによって実現することができる。添付の図面では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有する場合がある。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照ラベルの後に、ダッシュと、同様の構成要素を区別する第２のラベルとを続けることによって区別される場合がある。第１の参照ラベルのみが本明細書において使用される場合には、その説明は、第２の参照ラベルにかかわらず、同じ第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれか１つに適用可能である。

本開示の様々な態様によるワイヤレス通信システムのブロック図である。 本開示の様々な態様によるアンテナ設計の一例の断面図である。 本開示の様々な態様によるアンテナ設計の別の例の断面図である。 本開示の様々な態様によるアンテナ設計のさらに別の例の断面図である。 本開示の様々な態様によるアンテナ設計のさらに別の例の分解斜視図である。 本開示の様々な態様によるアンテナアレイの一例の分解斜視図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのための外部筐体の一例を示す図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信で使用するデバイスのためのアーキテクチャの一例を示すブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計の製作の一例を示す一連の断面図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計の製作の別の例を示す一連の断面図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計を製作する方法の一例を示すフローチャートである。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計を製作する方法の別の例を示すフローチャートである。

ワイヤレス通信デバイスにｍｍＷアンテナが含まれるとき、ｍｍＷアンテナは、ワイヤレス通信デバイスの外部筐体を通して通信信号を受信および／または送信するように構成されてもよい。従来、外部筐体は、ディスプレイ画面をデバイスの前側に配置したデバイスのリアカバーを形成する場合がある。ディスプレイ画面による電磁遮蔽のために、通信信号の受信／送信は、リアカバーを通すように制限される場合がある。さらに、電磁遮蔽は、金属材料で作られたリアカバーがｍｍＷアンテナの上に配置されることを阻む場合がある。

少なくともｍｍＷアンテナの上のリアカバーにはプラスチック材料が使用されて、それを通る通信信号の受信／送信を可能にしてもよい。しかしながら、そのような通信信号の放射は、ｍｍＷアンテナの上のリアカバーによって引き起こされる反射および／または屈折によって、依然としてひずんでいるおそれがある。

したがって、アンテナ構造体が、ワイヤレス通信デバイスの外部筐体と一体化するように設計されてもよい。外部筐体は、アンテナ構造体のアンテナ素子による無線周波数通信信号の受信および／または送信を容易にするキャビティを含んでもよい。したがって、金属材料または非金属（たとえば、プラスチック）材料のいずれかが、外部筐体に使用され得る。アンテナ構造体のアンテナ素子は、キャビティを介して通信信号を受信および／または送信するためにキャビティと位置合わせされてもよい。

以下の説明は、例を提供するものであり、特許請求の範囲に記載された範囲、適用性、または例を限定するものではない。本開示の範囲から逸脱することなく、説明する要素の機能および構成に変更が行われてもよい。様々な例は、必要に応じて、様々な手順または構成要素を省略、置換、または追加することができる。たとえば、説明する方法は、記載された方法とは異なる順序で実行されてもよく、様々なステップが追加、省略、または結合されてもよい。また、いくつかの例に関して説明する特徴は、他の例において結合され得る。

図１は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信システム１００の一例を示す。ワイヤレス通信システム１００は、基地局１０５、ＵＥ１１５、およびコアネットワーク１３０を含む。コアネットワーク１３０は、ユーザ認証、アクセス許可、トラッキング、インターネットプロトコル（ＩＰ）接続、および他のアクセス機能、ルーティング機能、またはモビリティ機能を提供してもよい。基地局１０５は、バックホールリンク１３２（たとえば、Ｓ１など）を通じてコアネットワーク１３０とインターフェース接続し、ＵＥ１１５との通信のための無線構成およびスケジューリングを実行することができるか、または基地局コントローラ（図示せず）の制御下で動作することができる。様々な例では、基地局１０５は、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクとすることができるバックホールリンク１３４（たとえば、Ｘ１など）を介して、直接、または間接的に（たとえば、コアネットワーク１３０を通して）のいずれかで、互いに通信することができる。

基地局１０５は、１つまたは複数の基地局アンテナにより、ＵＥ１１５とワイヤレスに通信してもよい。基地局１０５サイトの各々は、それぞれの地理的カバレージエリア１１０に通信カバレージを提供してもよい。いくつかの例では、基地局１０５は、トランシーバ基地局、無線基地局、アクセスポイント、無線トランシーバ、ノードＢ、ｅノードＢ（ｅＮＢ）、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、または何らかの他の適切な用語で呼ばれる場合がある。基地局１０５の地理的カバレージエリア１１０は、カバレージエリアの一部分のみを構成するセクタ（図示せず）に分割されてもよい。ワイヤレス通信システム１００は、異なるタイプの基地局１０５（たとえば、マクロセル基地局および／またはスモールセル基地局）を含んでもよい。異なる技術のための重複する地理的カバレージエリア１１０があってもよい。

いくつかの例では、ワイヤレス通信システム１００は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａネットワークである。ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａネットワークでは、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）という用語は、一般に基地局１０５を表すために使用されてもよく、ＵＥという用語は、一般にＵＥ１１５を表すために使用されてもよい。ワイヤレス通信システム１００は、異なるタイプのｅＮＢが様々な地理的領域にカバレージを提供する異種ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａネットワークであり得る。たとえば、各ｅＮＢまたは基地局１０５は、マクロセル、スモールセル、および／または他のタイプのセルに通信カバレージを提供してもよい。「セル」という用語は、文脈に応じて、基地局、基地局に関連付けられたキャリアもしくはコンポーネントキャリア、またはキャリアもしくは基地局のカバレージエリア（たとえば、セクタなど）を表すために使用することができる３ＧＰＰ用語である。

マクロセルは、一般に、比較的大きい地理的エリア（たとえば、半径数キロメートル）をカバーし、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているＵＥによる無制限アクセスを可能にすることができる。スモールセルは、マクロセルと同じまたはマクロセルとは異なる（たとえば、認可、免許不要などの）周波数帯域において動作することができる、マクロセルと比べて低電力の基地局である。スモールセルは、様々な例に従って、ピコセル、フェムトセル、およびマイクロセルを含んでもよい。ピコセルは、比較的小さい地理的エリアをカバーすることができ、ネットワークプロバイダを伴うサービスに加入しているＵＥによる無制限アクセスを可能にすることができる。フェムトセルも、比較的小さい地理的エリア（たとえば、自宅）をカバーすることができ、フェムトセルとの関連性を有するＵＥ（たとえば、限定加入者グループ（ＣＳＧ）の中のＵＥ、自宅内のユーザのためのＵＥなど）による制限付きアクセスを提供することができる。マクロセル用のｅＮＢは、マクロｅＮＢと呼ばれる場合がある。スモールセル用のｅＮＢは、スモールセルｅＮＢ、ピコｅＮＢ、フェムトｅＮＢ、またはホームｅＮＢと呼ばれる場合がある。ｅＮＢは、１つまたは複数（たとえば、２つ、３つ、４つなど）のセル（たとえば、コンポーネントキャリア）をサポートすることができる。

ワイヤレス通信システム１００は、同期動作または非同期動作をサポートしてもよい。同期動作の場合、基地局は、同様のフレームタイミングを有することができ、異なる基地局からの送信を、時間的に概ね揃えることができる。非同期動作の場合、基地局は、異なるフレームタイミングを有することがあり、異なる基地局からの送信は、時間的に揃えられないことがある。本明細書で説明する技法は、同期動作または非同期動作のいずれかに使用することができる。

開示される様々な例のいくつかに適応することができる通信ネットワークは、階層化プロトコルスタックに従って動作するパケットベースネットワークとすることができる。ユーザプレーンでは、ベアラまたはパケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）レイヤにおける通信は、ＩＰベースとすることができる。無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤは、論理チャネルを介して通信するために、パケットのセグメンテーションおよびリアセンブリを実行することができる。媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤは、優先度処理および論理チャネルのトランスポートチャネルへの多重化を実施してもよい。ＭＡＣレイヤはまた、リンク効率を改善するためにＭＡＣレイヤにおいて再送信を行うためにハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）を使用してもよい。制御プレーンでは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルレイヤは、ＵＥ１１５と基地局１０５またはユーザプレーンデータのための無線ベアラをサポートするコアネットワーク１３０との間のＲＲＣ接続の確立、構成、および維持を提供し得る。物理（ＰＨＹ）レイヤにおいて、トランスポートチャネルは物理チャネルにマッピングされてもよい。

ＵＥ１１５は、ワイヤレス通信システム１００全体にわたって分散され、各ＵＥ１１５は固定またはモバイルとすることができる。ＵＥ１１５はまた、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の適切な用語で呼ばれることがあり、またはそれらを含むことがある。ＵＥ１１５は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレスモデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局などであってもよい。ＵＥは、マクロｅＮＢ、スモールセルｅＮＢ、中継基地局などを含む、様々なタイプの基地局およびネットワーク機器と通信することができる場合がある。

ワイヤレス通信システム１００に示される通信リンク１２５は、ＵＥ１１５から基地局１０５へのアップリンク（ＵＬ）送信、および／または基地局１０５からＵＥ１１５へのダウンリンク（ＤＬ）送信を含む場合がある。ダウンリンク送信は、順方向リンク送信と呼ばれる場合もあり、アップリンク送信は、逆方向リンク送信と呼ばれる場合もある。各通信リンク１２５は、１つまたは複数のキャリアを含んでよく、各キャリアは、上記で説明した様々な無線技術に従って変調される複数のサブキャリア（たとえば、異なる周波数の波形信号）から編成される信号であってもよい。各被変調信号は、異なるサブキャリア上で送信されてもよく、制御情報（たとえば、基準信号、制御チャネルなど）、オーバーヘッド情報、ユーザデータなどを搬送してもよい。通信リンク１２５は、（たとえば、対のスペクトルリソースを使用する）ＦＤＤまたは（たとえば、不対のスペクトルリソースを使用する）ＴＤＤ動作を使用して双方向通信を送信してもよい。ＦＤＤ（たとえば、フレーム構造タイプ１）およびＴＤＤ（たとえば、フレーム構造タイプ２）のフレーム構造が定義されてもよい。

システム１００のいくつかの実施形態では、基地局１０５および／またはＵＥ１１５は、基地局１０５とＵＥ１１５との間の通信品質および信頼性を改善するために、アンテナダイバーシティ方式を採用するための複数のアンテナを含んでもよい。追加または代替として、基地局１０５および／またはＵＥ１１５は、同じまたは異なるコード化データを搬送する複数の空間レイヤを送信するためにマルチパス環境を利用する場合がある、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技法を採用してもよい。

ワイヤレス通信システム１００は、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）またはマルチキャリア動作と呼ばれる場合がある特徴である、複数のセルまたはキャリア上の動作をサポートしてもよい。キャリアは、コンポーネントキャリア（ＣＣ）、層、チャネルなどと呼ばれることもある。「キャリア」、「コンポーネントキャリア」、「セル」、および「チャネル」という用語は、本明細書で互換的に使用される場合がある。ＵＥ１１５は、キャリアアグリゲーションのための複数のダウンリンクＣＣおよび１つまたは複数のアップリンクＣＣで構成されてもよい。キャリアアグリゲーションは、ＦＤＤコンポーネントキャリアとＴＤＤコンポーネントキャリアの両方とともに使用されてもよい。

基地局１０５の１つまたは複数は、ｍｍＷ基地局である場合がある。ある場合には、ワイヤレス通信システム１００は、ｍｍＷ無線周波数通信信号によりＵＥ１１５と通信するように構成されたｍｍＷ通信システムであってもよい。他の場合には、ワイヤレス通信システム１００は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ周波数を使用してＵＥ１１５と通信することができるＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ基地局と、ｍｍＷ周波数によりＵＥ１１５と通信することができるｍｍＷ基地局とを含むネットワークなど、異種混合的であってもよい。

上記で説明したように、ｍｍＷスペクトルを使用するワイヤレス通信は、特にそのようなスペクトルのために設計されたアンテナ構造体から恩恵を受けることができる。したがって、ワイヤレス通信システム１００のｍｍＷ基地局１０５、およびｍｍＷ通信のために構成されたＵＥ１１５は、特定のアンテナ設計を有してもよい。以下は、明快のために、携帯電話などのワイヤレス通信デバイスに関して、ｍｍＷ通信のためのアンテナ設計を説明する。しかしながら、必要または希望に応じて、そのようなアンテナ設計は、ｍｍＷ基地局にも適用可能である場合がある。

次に図２を参照すると、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計２００の一例の断面図が示されている。アンテナ設計２００は、外部筐体２０５を含んでもよい。１つまたは複数のキャビティ２１０が、外部筐体２０５に形成されてもよい。図２の断面図では、一例として２つのキャビティ２１０が示されている。外部筐体２０５の厚さ／キャビティ２１０の深さは、所与の適用例に合わせて調整され得る設計パラメータであってもよい。

アンテナ設計２００はまた、１つまたは複数のアンテナ素子２２０と、アンテナ素子２２０を支持する基板２２５とを含むアンテナ構造体２１５を含んでもよい。基板２２５の上面に配置されたアンテナ素子２２０を示すが、必要または希望に応じてアンテナ素子２２０は、基板２２５と同一平面上にある、または埋め込まれている場合があることを諒解されたい。基板２２５は、たとえば、プリント回路板（ＰＣＢ）であってもよい。基板２２５は、外部筐体２０５の内側表面に隣接して（たとえば、沿って）配置されてもよい。したがって、基板２２５は、基板２２５と外部筐体２０５との間に空隙がないように置かれてもよく、これにより、反射による信号損失を防ぐことができる。

図２の断面図では、一例として２つのアンテナ素子２２０が示されている。アンテナ素子２２０は、アンテナ素子２２０がそれぞれのキャビティ２１０を通して通信信号を受信および／または送信することができるように、外部筐体２０５のそれぞれのキャビティ２１０と位置合わせされてもよい。したがって、キャビティ２１０の数および配列は、特定のアンテナ設計に従ったアンテナ素子２２０の数および配列に対応してもよい。たとえば、図２の断面図は、外部筐体２０５に対応する配列のキャビティ２１０を有する２Ｘ１、２Ｘ２、２Ｘ３、２Ｘ４、２Ｘ５、または２Ｘ６などの配列のアンテナ素子２２０を含むアンテナ設計を表す場合がある。

アンテナ構造体２１５はまた、基板２２５を介してアンテナ素子２２０に電気的に接続され得る無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）２３０を含んでもよい。ＲＦＩＣ２３０は、（たとえば、アンテナ素子２２０を介して通信信号を受信／送信するために）アンテナ素子２２０に動作制御を行ってもよい。

理解のために、アンテナ設計２００は、限定はしないが、通信制御を含む、ワイヤレス通信デバイスの動作制御を行う主制御盤２３５（たとえば、別のＰＣＢ）を含むものとして示される。主制御盤２３５は、ワイヤレス通信デバイスのためのｍｍＷ通信を容易にするために基板２２５を介してＲＦＩＣ２３０およびアンテナ素子２２０に電気的に接続されてもよい。

図示のように、キャビティ２１０の各々は、それぞれのアンテナ素子２２０に向かって傾斜するようにテーパを付けられた壁２４０を含んでもよい。壁２４０のテーパは、受信に対しては、それぞれのアンテナ素子２２０への通信信号の収集、および／または送信に対しては、それぞれのアンテナ素子２２０からの通信信号の放射を容易にすることができる。壁２４０のテーパは、必要または希望に応じて、一定の傾きとする、または可変（たとえば、曲線）とすることができる。キャビティ２１０が曲線断面の外周部（たとえば、図２で上方から見るとき円形または楕円形の形状）を有する場合には、各キャビティ２１０は、単一の壁２４０を有してもよい。キャビティ２１０が長方形断面の周辺部（たとえば、図２で上方から見るとき長方形または正方形の形状）を有する場合には、各キャビティ２１０は、２対の対向する壁２４０を有してもよい。

外部筐体２０５は、プラスチック材料（または、ガラスなど、他の非金属材料）で作られてもよい。そのような場合、キャビティ２１０の壁２４０は、図２のキャビティの右側で表すように、金属材料２４５（たとえば、金めっき）の層を配置してもよい。金属材料２４５は、それぞれのアンテナ素子２２０に対する通信信号を反射することによって、そのような信号を収集／放射することができる。

代替的に、外部筐体２０５は、金属材料で作られてもよい。そのような場合、キャビティ２１０の壁２４０は、図２のキャビティの左側で表すように、材料の層を追加することなく、それぞれのアンテナ素子２２０に対する通信信号を反射することによって、そのような信号を収集／放射することができる。

外部筐体２０５は、その外側表面に、保護層などのコーティング２５０を施されてもよい。コーティング２５０は、図示のように、キャビティ２１０を覆って広がってもよい。コーティング２５０は、それを通るｍｍＷ通信信号の受信／送信に悪影響を及ぼすことなく、美観のためにキャビティ２１０の視覚的外観を覆い隠す、比較的薄い層の着色材料であってもよい。

代替または追加として、キャビティ２１０は、外部筐体２０５の外側表面に同一平面（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｕｒｆａｃｅ）を設けるために、適切な誘電材料または非金属材料２５５を充填されてもよい。コーティング２５０を含む場合、材料２５５は、キャビティ２１０を空にするまたはコーティングに適切な支えを与えることがない空気もしくは別の気体で満たすのとは対照的に、キャビティ２１０を覆うコーティング２５０に支えを与えることができる。材料２５５は、それを通るｍｍＷ通信信号の受信／送信に悪影響を及ぼさないように、ｍｍＷ通信信号には透過的（たとえば、トランスペアレント）であってもよい。たとえば、樹脂（たとえば、Ｎｏｒｙｌ（登録商標））またはポリカーボネート（たとえば、Ｌｅｘａｎ（登録商標））などのプラスチック材料が、材料２５５に使用されてもよい。

図３は、本開示の様々な態様によるアンテナ設計３００の別の例の断面図を示す。アンテナ設計３００は、外部筐体３０５を含んでもよい。１つまたは複数のキャビティ３１０が、外部筐体３０５に形成されてもよい。図３の断面図では、一例として３つのキャビティ３１０が示されている。

アンテナ設計３００はまた、１つまたは複数のアンテナ素子３２０と、アンテナ素子３２０を支持する基板３２５とを含むアンテナ構造体３１５を含んでもよい。図３の断面図では、一例として３つのアンテナ素子３２０が示されている。アンテナ素子３２０は、アンテナ素子３２０がそれぞれのキャビティ３１０を通して通信信号を受信および／または送信することができるように、外部筐体３０５のそれぞれのキャビティ３１０と位置合わせされてもよい。したがって、キャビティ３１０の数および配列は、特定のアンテナ設計に従ったアンテナ素子３２０の数および配列に対応してもよい。たとえば、図３の断面図は、外部筐体３０５に対応する配列のキャビティ３１０を有する３Ｘ１、３Ｘ２、３Ｘ３、３Ｘ４、３Ｘ５、または３Ｘ６などの配列のアンテナ素子３２０を含むアンテナ設計を表す場合がある。

アンテナ構造体３１５はまた、基板３２５を介してアンテナ素子３２０に電気的に接続され得るＲＦＩＣ３３０を含んでもよい。理解のために、アンテナ設計３００は、ワイヤレス通信デバイスのためのｍｍＷ通信を容易にするために基板３２５を介してＲＦＩＣ３３０およびアンテナ素子３２０に電気的に接続され得る主制御盤３３５を含むものとして示される。

図示のように、右側および左側のキャビティ３１０は各々、それぞれのアンテナ素子３２０に向かって傾斜するようにテーパを付けられた壁３４０を含んでもよい。右側および左側のキャビティ３１０は各々、あまりテーパを付けない（たとえば、図示のようにテーパを付けない）対向する壁３４５を含んでもよい。同様に、中央のキャビティ３１０は、あまりテーパを付けない（たとえば、図示のようにテーパを付けない）１つまたは複数の壁を有してもよい。この配置は、アンテナ設計３００が、同数のアンテナ素子およびテーパを付けた壁を各々有するキャビティを備えた、図２に記載のアンテナ設計と比較してよりコンパクトになることを可能にし得る。たとえば、長方形断面の周辺部を有するキャビティ３１０では、キャビティ３１０の各々の外側の壁３４０は、テーパを付けられる場合があり、内側の壁３４５（たとえば、別のキャビティの隣接する壁と反対方向に向いたキャビティの各壁）は、あまりテーパを付けないまたはテーパを付けない場合がある。

外部筐体３０５は、その外側表面に、保護層などのコーティング３５０を施されてもよい。代替または追加として、キャビティ３１０は、外部筐体３０５の外側表面に同一平面を設けるために、適切な誘電材料または非金属材料３５５を充填されてもよい。

図４は、本開示の様々な態様によるアンテナ設計４００のさらに別の例の断面図を示す。図示のように、アンテナ設計４００は、その中にキャビティ４１０を形成された外部筐体４０５と、アンテナ素子４２０、およびアンテナ素子４２０を支持する基板４２５を含むアンテナ構造体４１５と、ＲＦＩＣ４３０と、主制御盤４３５と、コーティング４５０とを含んでもよく、それらの各々は、図２および／または図３に関して上記で説明したようなものであってもよい。

図示のように、アンテナ設計４００はまた、それぞれのキャビティ４１０に対する補助キャビティ４４０を含んでもよい。補助キャビティ４４０の各々は、基板４２５に形成され、それぞれのキャビティ４１０および対応するアンテナ素子４２０と位置合わせされてもよい。補助キャビティ４４０は、アンテナ素子４２０が対応するキャビティ４１０の誘電材料と補助キャビティ４４０との間に位置するように、適切な誘電材料で充填されてもよい。

第１の金属層４４５が、アンテナ素子４２０に対応するカットアウト領域を有して、基板４２５の上部に配置されてもよい。第２の金属層４６０が、基板４２５の下部に配置されてもよい。補助キャビティ４４０は、第１の金属層４４５と第２の金属層４６０との間にわたり得る金属めっきされた貫通ビア４５５によって囲まれてもよい。代替的に、補助キャビティ４４０の壁は、その上に金属材料の層（たとえば、金めっき、図示せず）を配置してもよい。第１の金属層４４５および／または第２の金属層４６０および金属めっきされた貫通ビア４５５は、それぞれのアンテナ素子４２０に対する通信信号を反射することによって、そのような信号を収集／放射することができる。明快のために図４には図示していないが、各アンテナ素子４２０の給電線（図示せず）もまた、さらなる金属めっきされた貫通ビア（図示せず）によって囲まれてもよい。

図５は、本開示の様々な態様によるアンテナ設計５００のさらに別の例の分解斜視図を示す。図示のように、アンテナ設計５００は、その中にキャビティ５１０を形成された外部筐体５０５と、アンテナ素子５２０、およびアンテナ素子５２０を支持する基板５２５を含むアンテナ構造体５１５とを含んでもよく、それらの各々は、図２および／または図３に関して上記で説明したようなものであってもよい。図示のように、キャビティ５１０は、４つの徐々に減少する壁を有するピラミッド形状を有してもよいが、他の形状（たとえば、異なる断面の周辺部、非ピラミッド形、非対称など）が採用されてもよい。さらに、キャビティ５１０は、本明細書で説明するように、適切な誘電材料５５０で充填されてもよい。簡潔のために図示していないが、アンテナ設計５００は、図４に関して説明したように、キャビティ５１０の補助キャビティを含んでもよい。

図６は、本開示の様々な態様によるアンテナアレイ６００の一例の分解斜視図を示す。図示のように、アンテナアレイは、その中に複数のキャビティ６１０を形成された外部筐体６０５と、アンテナ素子６２０、およびアンテナ素子６２０を支持する基板６２５を含むアンテナ構造体６１５とを含んでもよく、それらの各々は、図２および／または図３に関して上記で説明したようなものであってもよい。さらに、キャビティ６１０は、本明細書で説明するように、適切な誘電材料６５０で充填されてもよい。簡潔のために図示していないが、アンテナアレイ６００は、図４に関して説明したように、複数のキャビティ６１０の各々の補助キャビティを含んでもよい。図示したアンテナアレイ６００は２Ｘ４アレイであるが、異なる数のアンテナ素子６２０およびキャビティ６１０のアレイも同様に可能であることを理解されたい。

図７は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信システムのための外部筐体７０５の一例を示す。本明細書で説明するように、外部筐体７０５は、ｍｍＷ通信のためのアンテナ設計の一部とすることができる。したがって、図７に詳細に示し、簡潔のために再び説明しないが、外部筐体７０５は、特定のアンテナ設計を実現するために本明細書で説明する様々な他の特徴を有して採用される場合があることを理解されたい。

外部筐体７０５は、携帯電話などのワイヤレス通信デバイスのリアカバーを形成してもよい。特定の形状を有する外部筐体７０５を示すが、図示する形状は例示的であって、限定的ではないものとする。

外部筐体７０５は、第１の部分７０５−ａと、第２の部分７０５−ｂとを含んでもよい。第１の部分７０５−ａは、複数のキャビティ７１０がその中に形成されてもよい。したがって、第１の部分７０５−ａは、一般に、図２〜図６に示す外部筐体２０５／３０５／４０５／５０５／６０５の部分に対応し得る。

第１の部分７０５−ａは、外部筐体７０５を形成するために、第２の部分７０５−ｂに挿入可能であってもよい。たとえば、第１の部分７０５−ａは、特定のアンテナ設計の他の構成要素（たとえば、アンテナ素子、アンテナ基板、ＲＦＩＣなど）と組み立てられ、次いで第２の部分７０５−ｂに挿入されてもよい。第１の部分７０５−ａおよび第２の部分７０５−ｂは、任意の適切な方法（たとえば、摩擦ばめ、機械的接続、接着など）で嵌め合わせられてもよい。場合によっては、第１の部分７０５−ａが第２の部分７０５−ｂに挿入された後に、外部筐体７０５の上にコーティング（図示せず）が施されてもよく、これはまた、第２の部分７０５−ｂに対して第１の部分７０５−ａを固定する働きをしてもよい。代替または追加として、アンテナ設計の構成要素とワイヤレス通信デバイスの他の構成要素との間の様々な接続は、そのような構成要素がワイヤレス通信デバイスを形成するために組み立てられるとき、第２の部分７０５−ｂに対して第１の部分７０５−ａを固定する働きをしてもよい。

図７は、別個の第１の部分７０５−ａおよび第２の部分７０５−ｂを有するものとして外部筐体７０５を示すが、そのような部分は互いと一体であってもよい（たとえば、ワイヤレス通信デバイス用の一体型またはモノリシックのリアカバー）ことを理解されたい。そのような場合、外部筐体７０５に組立ては必要とされないことがある（とはいえ、外部筐体７０５はワイヤレス通信デバイス用の他の構成要素（たとえば、フロントカバー）と組み立てられることがある）。

図８は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信で使用するデバイス１１５−ａのためのアーキテクチャの一例を示すブロック図８００を示す。ＵＥ１１５−ａは、様々な構成を有することができ、パーソナルコンピュータ（たとえば、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレットコンピュータなど）、セルラー電話（たとえば、スマートフォン）、ＰＤＡ、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）、インターネットアプライアンス、ゲームコンソール、電子リーダなどに含まれる場合があるか、またはそれらの一部の場合がある。ＵＥ１１５−ａは、場合によっては、モバイル動作を容易にするために、小型電池などの内部電源（図示せず）を有することがある。デバイス１１５−ａは、図１を参照しながら説明したＵＥ１１５の１つまたは複数の態様の一例とすることができる。ＵＥ１１５−ａは、図１〜図７を参照しながら説明した特徴および／または機能の少なくともいくつかを実装してもよい。ＵＥ１１５−ａは、図１を参照しながら説明したｍｍＷ基地局１０５と通信することができる。

デバイス１１５−ａは、一般に、通信を送信するための構成要素と、通信を受信するための構成要素とを含む、双方向音声およびデータ通信のための構成要素を含んでもよい。本明細書で説明するように、デバイス１１５−ａは、ｍｍＷ通信信号を受信および／または送信するために１つまたは複数のｍｍＷアンテナ８３０を含んでもよい。デバイス１１５−ａはまた、プロセッサモジュール８０５と、（ソフトウェア（ＳＷ）８１５を含む）メモリ８１０と、通信管理モジュール８２０と、１つまたは複数のトランシーバモジュール８２５とを含んでもよく、これらの各々が、直接的または間接的に、（たとえば、１つまたは複数のバス８３５を介して）互いと通信することができる。

デバイス１１５−ａの構成要素は、個別にまたは集合的に、ハードウェア中の適用可能な機能の一部または全部を実施するように適合された１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用して実装され得る。代替として、機能は、１つまたは複数の集積回路上で、１つまたは複数の他の処理ユニット（またはコア）によって実施され得る。他の例では、当技術分野で知られている任意の方法でプログラムされ得る他のタイプの集積回路（たとえば、構造化／プラットフォームＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および他のセミカスタムＩＣ）が使用され得る。各モジュールの機能はまた、全体的または部分的に、１つまたは複数の汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた、メモリ内で具現化された命令を用いて実装されてよい。

メモリ８１０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および／または読取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。メモリ８１０は、実行されるとき、プロセッサモジュール８０５に、ワイヤレス通信のための様々な機能を実行させる命令を含む、コンピュータ可読、コンピュータ実行可能ソフトウェア（ＳＷ）コード８１５を記憶することができる。代替的に、ソフトウェアコード８１５は、プロセッサモジュール８０５によって直接実行可能でなくてよいが、（たとえば、コンパイルおよび実行されるとき）デバイス１１５−ａにそのような機能を実行させることができる。

プロセッサモジュール８０５は、インテリジェントハードウェアデバイス、たとえば、ＣＰＵ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣなどを含むことができる。プロセッサモジュール８０５は、トランシーバモジュール８２５を介して受信された情報、および／または、ｍｍＷアンテナ８３０を介して送信するためにトランシーバモジュール８２５に送られるべき情報を処理することができる。プロセッサモジュール８０５は、単独でまたは通信管理モジュール８２０とともに、ｍｍＷアンテナ８３０を介したｍｍＷ通信を処理してもよい。

トランシーバモジュール８２５は、図１に関して上記で説明したように、ｍｍＷアンテナ８３０および／または１つもしくは複数のワイヤードリンクもしくはワイヤレスリンクを介して、１つまたは複数のネットワークと双方向に通信するように構成され得る。たとえば、トランシーバモジュール８２５は、図１を参照しながら説明したように、ｍｍＷ基地局１０５と双方向に通信するように構成され得る。トランシーバモジュール８２５は、パケットを変調し、送信のために変調されたパケットをｍｍＷアンテナ８３０に提供し、ｍｍＷアンテナ８３０から受信されたパケットを復調するように構成されたモデムを含み得る。デバイス１１５−ａは単一のｍｍＷアンテナ８３０を含んでもよいが、デバイス１１５−ａは、複数のワイヤレス送信を同時に送信および／または受信することができる複数のｍｍＷアンテナ８３０（たとえば、アンテナアレイ）を有してもよい。トランシーバモジュール８２５は、複数のコンポーネントキャリアを介して１つまたは複数の基地局１０５と同時に通信することが可能であってもよい。

通信管理モジュール８２０は、図１を参照しながら説明した特徴および／または機能、ならびに当技術分野で知られているワイヤレス通信のための他の特徴／機能の一部または全部を実施および／または制御してもよい。通信管理モジュール８２０もしくはその一部は、プロセッサを含むことがあり、かつ／または、通信管理モジュール８２０の機能の一部もしくは全部は、プロセッサモジュール８０５によって、および／もしくはプロセッサモジュール８０５に関連して実施され得る。

図９は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計の製作の一例を示す一連の断面図９００−ａ〜９００−ｅを示す。製作は、断面図９００−ａに示すように、外部筐体９０５から始まってもよい。

断面図９００−ｂに示すように、１つまたは複数のキャビティ９１０が、外部筐体９０５に形成されてもよい。キャビティ９１０は、外部筐体９０５を貫通するビアを機械的または化学的に形成すること（たとえば、カッティング、パンチング、エッチングなど）によるなど、任意の適切な方法で形成されてもよい。鋳造、成形など、他の技法が同様に採用されてもよい。そのような場合、キャビティ９１０は、断面図９００−ｂに示すように、製作が外部筐体９０５から始まり得るように、外部筐体９０５を形成するときに、形成されてもよい。

（キャビティ９１０に対応する）１つまたは複数のアンテナ素子９２０を支持する基板９２５を含むアンテナ構造体９１５が、断面図９００−ｃに示すように外部筐体９０５に組み立てられ得る。アンテナ構造体９１５は、任意の適切な方法（たとえば、機械的接続、接着、摩擦ばめ（たとえば、協働機能部（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ））など）で外部筐体９０５に対して固定されてもよい。

場合によっては、キャビティ９１０は、適切な材料９５５（たとえば、本明細書で説明するプラスチック材料などの誘電体）で充填されてもよい。そのような場合、材料９５５は、基板９２５および／またはアンテナ素子９２０と接着する、または場合によってはこれらに付着してもよく、かつ／または、外部筐体９０５に対してアンテナ構造体９１５を固定する助けとなるように、アンテナ素子９２０を封入してもよい。代替的に、キャビティ９１０は、気体（たとえば、空気もしくは特定の元素組成）で充填されてもよい、または真空であってもよい。

断面図９００−ｄに示すように、外部筐体９０５の外側表面にコーティング９５０がかけられてもよい。コーティング９５０は、たとえば、コーティング９５０の材料に応じて、任意の適切な方法（たとえば、蒸着、スプレー、接着、積層など）でかけられてもよい。コーティング９５０は、外部筐体９０５ならびに材料９５５（たとえば、プラスチック材料の場合）と接着する、または場合によってはこれらに付着してもよい。キャビティが気体で充填されているまたは真空の場合、コーティング９５０はキャビティ９１０を密封してもよい。

アンテナ構造体９１５を外部筐体９０５に組み立てること、コーティング９５０を外部筐体にかけることの順序は、必要または希望に応じて、逆であってもよいことを理解されたい。

同じく断面図９００−ｄに示すように、ＲＦＩＣ９３０が基板９２５と電気的に接続されてもよい。そのような電気的接続は、はんだ付けなどの任意の適切な方法で、またはＲＦＩＣ９３０および基板９２５上のトレース間の電気的接触を有する接着により、実現されてもよい。

断面図９００−ｅに示すように、ワイヤレス通信デバイスの主制御盤９３５が、基板９２５と電気的に接続されてもよい。やはりそのような電気的接続は、はんだ付けなどの任意の適切な方法で、または主制御盤９３５および基板９２５上のトレース間の電気的接触を有する接着により、実現されてもよい。

図９に示す上記の製作は、外部筐体９０５を金属材料で作って実施されてもよい。本明細書で説明するように、外部筐体９０５が、プラスチック材料などの非金属（たとえば、非導電）材料で作られる場合、金属材料の層（図示せず）が、製作の一部としてキャビティ９１０の壁に加えられてもよい。

図１０は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計の製作の別の例を示す一連の断面図１０００−ａ〜１０００−ｅを示す。製作は、断面図１０００−ａに示すように、外部筐体の第１の部分１００５−ａから始まってもよい。

断面図１０００−ｂに示すように、１つまたは複数のキャビティ１０１０が、第１の部分１００５−ａに形成されてもよい。キャビティ１０１０は、第１の部分１００５−ａを貫通するビアを機械的または化学的に形成すること（たとえば、カッティング、パンチング、エッチングなど）によるなど、任意の適切な方法で形成されてもよい。鋳造、成形など、他の技法が同様に採用されてもよい。そのような場合、キャビティ１０１０は、断面図１０００−ｂに示すように、製作が第１の部分１００５−ａから始まり得るように、第１の部分１００５−ａを形成するとき、形成されてもよい。

（キャビティ１０１０に対応する）１つまたは複数のアンテナ素子１０２０を支持する基板１０２５を含むアンテナ構造体１０１５が、断面図１０００−ｃに示すように第１の部分１００５−ａに組み立てられ得る。アンテナ構造体１０１５は、任意の適切な方法（たとえば、機械的接続、接着、摩擦ばめ（たとえば、協働機能部）など）で第１の部分１００５−ａに対して固定されてもよい。

場合によっては、キャビティ１０１０は、適切な材料１０５５（たとえば、本明細書で説明するプラスチック材料などの誘電体）で充填されてもよい。そのような場合、材料１０５５は、基板１０２５および／またはアンテナ素子１０２０と接着する、または場合によってはこれらに付着してもよく、かつ／または、第１の部分１００５−ａに対してアンテナ構造体１０１５を固定する助けとなるように、アンテナ素子１０２０を封入してもよい。代替的に、キャビティ１０１０は、気体（たとえば、空気もしくは特定の元素組成）で充填されてもよい、または真空であってもよい。

断面図１０００−ｄに示すように、ＲＦＩＣ１０３０が基板１０２５と電気的に接続されてもよい。そのような電気的接続は、はんだ付けなどの任意の適切な方法で、またはＲＦＩＣ１０３０および基板１０２５上のトレース間の電気的接触を有する接着により、実現されてもよい。

断面図１０００−ｅに示すように、アンテナ構造体１０１５およびＲＦＩＣ１０３０をそれに組み立てられた第１の部分１００５−ａは、外部筐体の第２の部分１００５−ｂに挿入されてもよい。たとえば、第１の部分１００５−ａおよび第２の部分１００５−ｂは、図７に関して上記で説明したように、外部筐体（たとえば、ワイヤレス通信デバイスのリアカバー）を形成するために嵌め合わせられてもよい。さらに、（第１の部分１００５−ａを第２の部分１００５−ｂと合わせることによって形成された）外部筐体に、コーティング１０５０が施されてもよい。

アンテナ構造体１０１５を第１の部分１００５−ａに合わせることは、第１の部分１００５−ａを第２の部分１００５−ｂと合わせることの後に実施されてもよいことを理解されたい。さらに、キャビティ１０１０を材料１０５５で充填することは、第１の部分１００５−ａを第２の部分１００５−ｂと合わせることの後に実施されてもよい。

図示していないが、ワイヤレス通信デバイスのさらなる製作（たとえば、図１０に関して説明したように主制御盤を追加すること）が同様に実施されてもよい。

図１０に示す上記の製作は、外部筐体の第１の部分１００５−ａを金属材料で作って実施されてもよい。本明細書で説明するように、第１の部分１００５−ａが、プラスチック材料などの非金属（たとえば、非導電）材料で作られる場合、金属材料の層（図示せず）が、製作の一部としてキャビティ１０１０の壁に加えられてもよい。

図１１は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計を製作する方法１１００の一例を示すフローチャートである。明快のために、方法１１００は、図２〜図１０に関して説明した特徴の１つまたは複数の態様に関して以下で説明する。取り入れられる様々な特徴は、特定のアンテナ設計に従って変わることを理解されたい。したがって、方法１１００は、実際には代表的であって、網羅的ではないと理解されたい。

ブロック１１０５において、方法１１００は、ワイヤレス通信デバイスに外部筐体を設けるステップを含んでもよい。本明細書で説明するように、これは、ワイヤレス通信デバイスのバックカバーなど、一体型の筐体を設けるステップを含んでもよい。

ブロック１１１０において、方法１１００は、外部筐体にキャビティを形成するステップを含んでもよい。本明細書で説明するように、たとえば、外部筐体がキャビティを含めるように形成（成形）されるとき、ブロック１１０５および１１１０の動作は統合されてもよい。

次いで、ブロック１１１５において、アンテナ素子を支持している基板が、外部筐体に組み立てられてもよい。そのような組立ては、基板が外部筐体の内側表面に隣接して配置され、アンテナ素子がキャビティと位置合わせされるように、実施されてもよい。そのような位置合わせは、ワイヤレス通信デバイスの動作中にキャビティを通して無線周波数通信信号（たとえば、ｍｍＷ）を受信および／または送信するように、アンテナ素子を構成してもよい。

このようにして、方法１１００はワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計を提供してもよい。方法１１００は一実装形態にすぎず、方法１１００の動作は、他の実装形態が可能であるように並べ替えられ、または場合によっては変更され得ることに留意されたい。

図１２は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計を製作する別の方法１２００の例を示すフローチャートである。明快のために、方法１２００は、図２〜図８および図１０に関して説明した特徴の１つまたは複数の態様に関して以下で説明する。取り入れられる様々な特徴は、特定のアンテナ設計に従って変わることを理解されたい。したがって、方法１２００は、実際には代表的であって、網羅的ではないものと理解されたい。

ブロック１２０５において、方法１２００は、ワイヤレス通信デバイスのための外部筐体の第１の部分および第２の部分を設けるステップを含んでもよい。本明細書で説明するように、これは、外部筐体を形成するために第２の部分と組み立てられ得る第１の部分を設けるステップを含んでもよい。

ブロック１２１０において、方法１２００は、第１の部分にキャビティを形成するステップを含んでもよい。本明細書で説明するように、たとえば、第１の部分がキャビティを含めるように形成（たとえば、成形）されるとき、ブロック１２０５および１２１０の動作は統合されてもよい。

ブロック１２１５において、アンテナ素子を支持している基板が、外部筐体の第１の部分に組み立てられてもよい。この組立ては、たとえば、図１０に関して上記で説明したように実施されてもよい。

次いで、ブロック１２２０において、第１の部分および第２の部分は、外部筐体を形成するために合わせて組み立てられてもよい。このようにして、方法１２００はまた、ワイヤレス通信デバイスのためのアンテナ設計を提供してもよい。方法１２００は一実装形態にすぎず、方法１２００の動作は、他の実装形態が可能であるように並べ替えられ、または場合によっては変更され得ることに留意されたい。

本明細書で説明される技法は、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡ、および他のシステムなどの様々なワイヤレス通信システムのために使用することができる。「システム」および「ネットワーク」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＣＤＭＡシステムは、ＣＤＭＡ２０００、ユニバーサル地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装する場合がある。ＣＤＭＡ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５およびＩＳ−８５６規格を対象とする。ＩＳ−２０００リリース０およびＡは、一般に、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、１Ｘなどと呼ばれる。ＩＳ−８５６（ＴＩＡ−８５６）は、一般にＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ、高速パケットデータ（ＨＲＰＤ）などと呼ばれる。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）およびＣＤＭＡの他の変形態を含む。ＴＤＭＡシステムは、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）のような無線技術を実装する場合がある。ＯＦＤＭＡシステムは、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）、発展型ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ＷｉＦｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ（商標）などの無線技術を実装する場合がある。ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡは、ユニバーサルモバイル通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）およびＬＴＥ−アドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを使用するＵＭＴＳの新しいリリースである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、およびＧＳＭは、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名称の組織からの文書に記載されている。ＣＤＭＡ２０００およびＵＭＢは、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名称の組織からの文書に記載されている。本明細書において説明する技法は、上述のシステムおよび無線技術、ならびに免許不要帯域幅および／または共有帯域幅を介してのセルラー（たとえば、ＬＴＥ）通信を含む、他のシステムおよび無線技術において使用することができる。しかしながら、これまでの説明は、例としてＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムを説明し、これまでの説明の大部分においてＬＴＥ用語が使用されるが、本技法はＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ適用例以外に適用可能である。

添付の図面に関して上記に記載された詳細な説明は、例を説明しており、実現される場合がある例、または特許請求の範囲内にある例のみを表すものではない。この説明において使用される「例」および「例示的」という用語は、「例、事例、または例示として機能すること」を意味し、「好ましい」または「他の例よりも有利である」ことを意味しない。詳細な説明は、説明された技法の理解を与える目的で、具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細を伴うことなく実践される場合がある。いくつかの例では、説明した例の概念を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造および装置がブロック図形式で示されている。

情報および信号は、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表される場合がある。たとえば、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表されてもよい。

本明細書の開示に関して説明した様々な例示的なブロックおよびコンポーネントは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡもしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別のハードウェアコンポーネント、または本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成としても実装され得る。

本明細書で説明する機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せにおいて実装され得る。プロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて実装される場合に、機能は、コンピュータ可読媒体上の１つまたは複数の命令またはコード上に記憶されまたは１つまたは複数の命令またはコードとして送信され得る。他の例および実装形態も、本開示および添付の特許請求の範囲の範囲および趣旨に含まれる。たとえば、ソフトウェアの性質に起因して、上記で説明した機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはこれらのいずれかの組合せを使用して実装され得る。機能を実装する特徴はまた、機能の部分が異なる物理的位置において実装されるように分散されることを含め、様々な位置に物理的に位置し得る。特許請求の範囲を含めて本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、２つ以上の項目のリストにおいて使用されるとき、列挙される項目のうちのいずれか１つが単独で利用され得ること、または列挙される項目のうちの２つ以上からなる任意の組合せが利用され得ることを意味する。たとえば、組成物が構成要素Ａ、Ｂ、および／またはＣを含むものとして記載されている場合、組成物は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢとの組合せ、ＡとＣとの組合せ、ＢとＣとの組合せ、あるいはＡとＢとＣとの組合せを含み得る。また、特許請求の範囲を含む本明細書で使用されるように、項目のリスト（たとえば、「〜のうちの少なくとも１つ」あるいは「〜のうちの１つまたは複数」などの語句によって始められる項目のリスト）において使用される「または」は選言リストを示し、たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」のリストは、Ａ、またはＢ、またはＣ、またはＡＢ、またはＡＣ、またはＢＣ、またはＡＢＣ（すなわち、ＡおよびＢおよびＣ）を意味する。

コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータまたは専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を搬送または記憶するために使用され汎用もしくは専用コンピュータまたは汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされることが可能である、任意の他の媒体を備える場合がある。さらに、任意の接続が、適正にコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、本明細書で使用するとき、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）、およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。

本開示のこれまでの説明は、当業者が本開示を作成または使用することを可能にするために提供される。本開示への様々な修正は、当業者に容易に明らかになり、本明細書で定義する一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明する例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

１００ ワイヤレス通信システム
１０５ 基地局
１１５ ＵＥ
１２５ 通信リンク
１３０ コアネットワーク
２００ アンテナ設計
２０５ 外部筐体
２１０ キャビティ
２１５ アンテナ構造体
２２０ アンテナ素子
２２５ 基板
２３０ 無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）
２３５ 主制御盤
２４０ 壁
２４５ 金属材料
２５０ コーティング
２５５ 材料
３００ アンテナ設計
３０５ 外部筐体
３１０ キャビティ
３１５ アンテナ構造
３２０ アンテナ素子
３２５ 基板
３３０ ＲＦＩＣ
３３５ 主制御盤
３４０ 外側の壁
３４５ 内側の壁
３５０ コーティング
３５５ 非金属材料
４００ アンテナ設計
４０５ 外部筐体
４１０ キャビティ
４１５ アンテナ構造体
４２０ アンテナ素子
４２５ 基板
４３０ ＲＦＩＣ
４３５ 主制御盤
４４０ 補助キャビティ
４４５ 金属層
４５０ コーティング
４５５ 貫通ビア
４６０ 金属層
５００ アンテナ設計
５０５ 外部筐体
５１０ キャビティ
５１５ アンテナ構造体
５２０ アンテナ素子
５２５ 基板
５５０ 誘電材料
６００ アンテナアレイ
６０５ 外部筐体
６１０ キャビティ
６１５ アンテナ構造体
６２０ アンテナ素子
６２５ 基板
６５０ 誘電材料
７０５ 外部筐体
７１０ キャビティ
８０５ プロセッサモジュール
８１０ メモリ
８１５ コンピュータ実行可能ソフトウェア（ＳＷ）コード
８２０ 通信管理モジュール
８２５ トランシーバモジュール
８３０ ｍｍＷアンテナ
９０５ 外部筐体
９１０ キャビティ
９１５ アンテナ構造体
９２０ アンテナ素子
９２５ 基板
９３０ ＲＦＩＣ
９３５ 主制御盤
９５０ コーティング
９５５ 材料
１０１０ キャビティ
１０１５ アンテナ構造体
１０２０ アンテナ素子
１０２５ 基板
１０３０ ＲＦＩＣ
１０５０ コーティング
１０５５ 材料

Claims (30)

1. 外部筐体と、
   アンテナ素子を支持する基板であって、前記外部筐体の内側表面に隣接して配置された基板と、
   前記外部筐体内に形成されたキャビティであって、前記アンテナ素子がワイヤレス通信デバイスの動作中に前記キャビティを通して無線周波数通信信号を受信および送信するように、前記アンテナ素子と位置合わせされた、キャビティと
   を備える、ワイヤレス通信デバイス。
2. 前記外部筐体が、金属材料を含む、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
3. 前記外部筐体が、プラスチック材料を含み、
   前記少なくとも１つのキャビティの壁に配置された金属材料
   をさらに含む、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
4. 前記キャビティの壁が、前記アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられる、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
5. 前記キャビティが、長方形断面を有し、前記アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられた第１のペアの対向する壁を画定する、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
6. 前記キャビティが、前記アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられた第２のペアの対向する壁を画定する、請求項５に記載のワイヤレス通信デバイス。
7. 前記キャビティを充填する誘電材料
   をさらに備える、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
8. 前記誘電材料が、プラスチック材料を含む、請求項７に記載のワイヤレス通信デバイス。
9. 前記基板に形成され、前記アンテナ素子および前記キャビティと位置合わせされた補助キャビティ
   をさらに備える、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
10. 前記アンテナ素子が、アンテナアレイの複数のアンテナ素子を含み、
    前記キャビティが、対応する複数のキャビティを含み、前記複数のキャビティの各々が前記複数のアンテナ素子のうちの１つと位置合わせされる、
    請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
11. 前記外部筐体が、第１の部分と、第２の部分とを含み、前記キャビティが前記外部筐体の前記第１の部分に形成される、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
12. 前記第１の部分が、前記外部筐体を形成するために前記第２の部分に挿入可能である、請求項１１に記載のワイヤレス通信デバイス。
13. 前記外部筐体の外面の材料の層であって、前記外部筐体内に形成された前記キャビティを覆っている、材料の層
    をさらに備える、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
14. 前記アンテナ素子が、ミリメートル波長アンテナ素子を含む、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
15. ワイヤレス通信デバイスを収容するための手段と、
    アンテナ素子を支持するための手段であって、前記収容するための手段の内側表面に隣接して配置された、支持するための手段と、
    前記収容するための手段に形成されたキャビティであって、前記アンテナ素子が前記ワイヤレス通信デバイスの動作中に前記キャビティを通して無線周波数通信信号を受信および送信するように、前記アンテナ素子と位置合わせされた、キャビティと
    を備える、ワイヤレス通信デバイス。
16. 前記収容するための手段が、金属材料を含む、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
17. 筐体が、プラスチック材料を含み、
    前記少なくとも１つのキャビティの壁に配置された金属材料
    をさらに含む、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
18. 前記キャビティの壁が、前記アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられる、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
19. 前記キャビティが、長方形断面を有し、前記アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられた第１のペアの対向する壁を画定する、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
20. 前記キャビティが、前記アンテナ素子に向かって傾斜するようにテーパを付けられた第２のペアの対向する壁を画定する、請求項５に記載のワイヤレス通信デバイス。
21. 前記キャビティを充填するための手段
    をさらに備える、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
22. 前記充填するための手段が、プラスチック材料を含む、請求項２１に記載のワイヤレス通信デバイス。
23. 基板に形成され、前記アンテナ素子および前記キャビティと位置合わせされた補助キャビティ
    をさらに備える、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
24. 前記アンテナ素子が、アンテナアレイの複数のアンテナ素子を含み、
    前記キャビティが、対応する複数のキャビティを含み、前記複数のキャビティの各々が前記複数のアンテナ素子のうちの１つと位置合わせされる、
    請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
25. 前記収容するための手段が、第１の部分と、第２の部分とを含み、前記キャビティが前記収容するための手段の前記第１の部分に形成される、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
26. 前記第１の部分が、前記収容するための手段を形成するために前記第２の部分に挿入可能である、請求項１１に記載のワイヤレス通信デバイス。
27. 前記収容するための手段の外面の材料の層であって、前記収容するための手段に形成された前記キャビティを覆っている、材料の層
    をさらに備える、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
28. 前記アンテナ素子が、ミリメートル波長アンテナ素子を含む、請求項１５に記載のワイヤレス通信デバイス。
29. ワイヤレス通信デバイスを製作する方法であって、
    前記ワイヤレス通信デバイスのための外部筐体を設けるステップと、
    前記外部筐体内にキャビティを形成するステップと、
    アンテナ素子を支持する基板を前記外部筐体に組み立てるステップであって、前記基板が前記外部筐体の内側表面に隣接して配置され、前記アンテナ素子が前記ワイヤレス通信デバイスの動作中に前記キャビティを通して無線周波数通信信号を受信および送信するように前記アンテナ素子が前記キャビティと位置合わせされる、ステップと
    を含む、方法。
30. 前記外部筐体を設けるステップが、第１の部分および第２の部分を設けるステップを含み、
    前記外部筐体に前記キャビティを形成するステップが、前記第１の部分に前記キャビティを形成するステップを含み、
    前記外部筐体に前記基板を組み立てるステップが、前記第１の部分に前記基板を組み立てるステップを含み、
    前記外部筐体を形成するために前記第１の部分および前記第２の部分を合わせて組み立てるステップ
    をさらに含む、請求項２９に記載の方法。

Images