Un dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas que comprende:

una carcasa (21) que tiene, cuando el dispositivo está en la posición erguida o vertical, una porción superior (46) y una porción inferior (47), una placa de circuito impreso "PCB" (67) que tiene un conductor (69) de plano de tierra, un transceptor inalámbrico dentro de dicha carcasa y que tiene una sección (63) con forma de L que se extiende hacia fuera alejándose de la misma, la sección (63) con forma de L comprende una porción (51) perpendicular que se extiende perpendicularmente a dicha PCB y a dicho conductor (69) de plano de tierra y una porción (68) opuesta acoplada a la misma y que se extiende paralela a la PCB; y una antena de banda multi-frecuencia (45) para cooperar con el transceptor inalámbrico y que tiene porciones que se extienden en más de un plano (61, 62), estando las porciones de antena junto a dicha porción inferior (47) de la carcasa (21) , dicha antena de banda multi-frecuencia transportada dentro de la carcasa (21) y que comprende: un conductor (64) de bucle principal que tiene una forma generalmente rectangular con primera y segunda caras opuestas y primero y segundo extremos (52, 53) opuestos, y en el que hay un hueco en la primera cara o lado de dicho conductor de bucle principal, comprendiendo dicho conductor de bucle principal una traza conductora en la porción (51) perpendicular de la sección (63) con forma de L; un primer conductor (70) de ramal que comprende una traza conductora en la PCB y que tiene un primer extremo conectado a dicho conductor de bucle principal junto al primer extremo (52) de dicho conductor (64) de bucle principal y que tiene un segundo extremo acoplable a una fuente de señal para definir un primer punto de alimentación; un segundo conductor (71) de ramal que comprende una traza conductora en la PCB y que tiene un primer extremo conectado al conductor de bucle principal junto al segundo extremo (53) de dicho conductor (64) de bucle principal, y que tiene un segundo extremo acoplado a dicha toma de tierra para definir un segundo punto de alimentación; y un conductor (72) de ramal de sintonización flotante que comprende o incluye una traza conductora en la PCB y que tiene un primer extremo conectado a dicho conductor (64) de bucle principal en un punto del perímetro de dicho conductor de bucle principal, que está, a lo largo de dicho perímetro, entre los puntos en los que los primeros extremos respectivos de los conductores de ramal primero y segundo conectan con el conductor (64) de bucle principal, y en el que los extremos primeros respectivos de dicho primer conductor (70) de ramal, dicho segundo conductor (71) de ramal, y dicho conductor (72) de ramal de sintonización flotante está conectados al primer lado o cara de dicho conductor de bucle principal

La presente invención se refiere al campo de los dispositivos de comunicación, y, más particularmente, a dispositivos móviles de comunicaciones inalámbricas y sus métodos relacionados.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de comunicaciones celulares continúan creciendo en popularidad y se han convertido en una parte integral de las comunicaciones tanto personales como de trabajo. Los teléfonos celulares permiten a los usuarios realizar y recibir llamadas de voz casi en cualquier lugar al que viajen. Además, como la tecnología de la telefonía celular ha crecido, también lo ha hecho la funcionalidad de los dispositivos celulares. Por ejemplo, muchos dispositivos celulares ahora incorporan características de Asistentes Personales Digitales (PDA), como calendarios, libros de direcciones, listas de tareas, etc. Es más, dichos dispositivos multi-función también pueden permitir a los usuarios enviar y recibir inalámbricamente mensajes de correo electrónico (e-mail) y acceder a internet a través de una red celular y/o una red de área local inalámbrica (WLAN), por ejemplo.

Incluso así, a medida que la funcionalidad de los dispositivos de comunicación celular continua aumentando, también lo hace la demanda de dispositivos más pequeños que sean más sencillos in convenientes de llevar por los usuarios. Como resultado, un estilo de teléfonos celulares que ha ganado una amplia popularidad es el teléfono plegable. Los teléfonos plegables típicamente tienen una carcasa superior con una pantalla y un altavoz y una carcasa inferior que tiene el micrófono. El teclado de dichos teléfonos puede estar bien en la carcasa superior o en la carcasa inferior, dependiendo del modelo particular. La carcasa inferior está conectada a la carcasa superior por medio de una articulación, de modo que cuando no está en uso las carcasas superior e inferior se pueden plegar juntos para aumentar la compacidad.

Un ejemplo de un teléfono plegable se describe en la patente US 5,337,061, de Pye et al. El teléfono tiene dos antenas, la primera de las cuales está montada en la carcasa inferior e incluye un plano de tierra y un monopolo activo alimentado por una línea coaxial desde un circuito electrónico dentro del teléfono. El reborde está conectado de modo pivotante a la sección principal o superior de la carcasa, y se pliega contra la sección principal cuando no está en uso. Otra antena similar se encuentra dispuesta en la sección principal, y ambas antenas están conectadas a un circuito transceptor del teléfono. Las antenas están diseñadas para introducir deliberadamente un desajuste para proporcionar un sistema de conmutación efectivo entre las antenas sin que ello requiera elementos de circuito diferentes.

La configuración de antena de un teléfono celular también puede tener un efecto significativo en el tamaño global del teléfono. Los teléfonos celulares tienen típicamente estructuras de antena que soportan comunicaciones en múltiples bandas de frecuencia de operación. Se utilizan diferentes tipos de antenas para dispositivos móviles, como estructuras de antena en hélice, “F invertida”, dipolo plegado y retráctiles, por ejemplo. Las antenas en hélice y retráctiles se despliegan típicamente fuera, es decir, en el exterior de un dispositivo móvil, y las antenas en F invertida y plegadas están típicamente dentro (es decir, en el interior de) la cubierta o carcasa de un dispositivo móvil junto a su parte superior.

En general, las antenas internas permiten que los teléfonos celulares tengan un tamaño menor que los que tienen antenas externas. Además, también son preferidos que los de antenas externas por motivos mecánicos y ergonómicos. Las antenas internas también están protegidas por la carcasa del dispositivo móvil y por lo tanto tienen a ser más duraderas que las antenas externas. Las antenas externas pueden ser aparatosas y hacer que el dispositivo móvil sea difícil de utilizar, en particular en entornos de espacio limitado.

Sin embargo, un inconveniente potencial de las antenas internas típicas de teléfonos móviles es que están en una proximidad relativa a la cabeza del usuario cuando el teléfono está en uso. A medida que una antena está más cerca del cuerpo de un usuario, la cantidad energía de radiación de radio frecuencia (RF) absorbida por el cuerpo típicamente aumentará. La cantidad de energía RF absorbida por un cuerpo al utilizar un teléfono móvil se denomina la tasa de absorción específica (SAR), y el SAR permitido para teléfonos móviles está típicamente limitado por las leyes aplicables que buscan asegurar unos niveles seguros de exposición de energía RF al usuario.

Un intento para reducir la exposición a radiación de las antenas de teléfonos celulares se describe en la patente US 6,741,215 de Grant et al. Esta patente describe varios teléfonos celulares con configuraciones de antena interna y externa en los que las antenas están situadas en la parte inferior del teléfono para reducir la intensidad de la radiación que experimenta un usuario, es decir, moviendo la antena lejos del cerebro del usuario. Además, en algunas realizaciones la carcasa del teléfono forma un ángulo obtuso, de modo que la porción inferior de la carcasa está alejada de la cara del usuario.

A pesar de dichas configuraciones de antena que permiten la exposición de radiación reducida, pueden ser deseables ventajas adicionales en las configuraciones de antenas, particularmente en las antenas internas, para permitir reducciones adicionales en el tamaño general del dispositivo mientras que además proporcionan valores de tasa de absorción específica (SAR) relativamente bajos.

El documento US 6.600.450 (Motorola) describe un sistema de antena multi-banda equilibrado para un dispositivo de comunicaciones, incluyendo el sistema una línea de transmisión equilibrada acoplada electromagnéticamente a un transceptor del dispositivo. Un elemento de antena de dipolo simétrico puede funcionar en una primera frecuencia llevada por la línea de transmisión equilibrada, y una antena de bucle simétrico comparte partes del elemento de antena de dipolo y puede funcionar en una segunda frecuencia llevada por la línea de transmisión.

El documento WO 01/78192 A2 (RIM) describe un sistema de antena para un dispositivo de comunicación portátil que incluye una estructura de antena para transmitir y recibir señales. La estructura de antena incluye múltiples puertos de alimentación y múltiples antenas de diferentes tipos que tienen una estructura común que acopla conjuntamente las múltiples antenas. Cuando se monta el conductor en una superficie no plana, la estructura de antena puede extenderse en un espacio tridimensional alrededor del dispositivo de comunicación portátil.

La publicación de Patente japonesa 05007109 (Mitsubishi) describe una antena formada con un diseño en espiral o en zigzag sobre una placa flexible. Una antena de transmisión y una antena de recepción son provistas separadamente y montadas en la carcasa de un aparato de teléfono portátil que tiene un transceptor de radio. Se consigue amplio procesamiento y no se requiere ningún circuito de ajuste, y se construye la antena en el interior del aparato de teléfono portátil con un tamaño pequeño, un perfil delgado y una alta eficiencia de radiación.

El documento US 6124831 (Ericsson) describe un sustrato dieléctrico con forma de C que tiene una configuración plegada. El sustrato incluye unas porciones primera y segunda opuestas y separadas unidas por sus respectivas porciones de extremo adyacentes por una tercera porción. Una traza continua de material conductor, que sirve como elemento irradiante, se dispone en las superficies externas de la primera, segunda y tercera porciones de sustrato dieléctrico.

El documento US 2002/0149527 A1 (Wen y otros) describe una antena de elementos múltiples que incluye una porción de monopolo y una porción de dipolo aparte, y es utilizable cono dispositivos móviles de comunicación. La antena está incluida en una estructura que incluye un sustrato dieléctrico flexible sobre el que se fabrica la antena. La estructura se mantiene en las superficies interiores de una carcasa dieléctrica. La porción de dipolo es colocada dentro de una cavidad definida por la porción de monopolo para acoplar electromagnéticamente la porción de monopolo con la porción de dipolo.

Los principales aspectos de la presente invención son los que se exponen en las reivindicaciones independiente. Las características subsidiarias principales son las que se exponen... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas que comprende:

una carcasa (21) que tiene, cuando el dispositivo está en la posición erguida o vertical, una porción superior (46) y una porción inferior (47),

una placa de circuito impreso “PCB” (67) que tiene un conductor (69) de plano de tierra, un transceptor inalámbrico dentro de dicha carcasa y que tiene una sección (63) con forma de L que se extiende hacia fuera alejándose de la misma, la sección (63) con forma de L comprende una porción (51) perpendicular que se extiende perpendicularmente a dicha PCB y a dicho conductor

(69) de plano de tierra y una porción (68) opuesta acoplada a la misma y que se extiende paralela a la PCB; y

una antena de banda multi-frecuencia (45) para cooperar con el transceptor inalámbrico y que tiene porciones que se extienden en más de un plano (61, 62), estando las porciones de antena junto a dicha porción inferior (47) de la carcasa (21) , dicha antena de banda multi-frecuencia transportada dentro de la carcasa (21) y que comprende:

un conductor (64) de bucle principal que tiene una forma generalmente rectangular con primera y segunda caras opuestas y primero y segundo extremos (52, 53) opuestos, y en el que hay un hueco en la primera cara o lado de dicho conductor de bucle principal, comprendiendo dicho conductor de bucle principal una traza conductora en la porción (51) perpendicular de la sección (63) con forma de L;

un primer conductor (70) de ramal que comprende una traza conductora en la PCB y que tiene un primer extremo conectado a dicho conductor de bucle principal junto al primer extremo (52) de dicho conductor (64) de bucle principal y que tiene un segundo extremo acoplable a una fuente de señal para definir un primer punto de alimentación;

un segundo conductor (71) de ramal que comprende una traza conductora en la PCB y que tiene un primer extremo conectado al conductor de bucle principal junto al segundo extremo (53) de dicho conductor (64) de bucle principal, y que tiene un segundo extremo acoplado a dicha toma de tierra para definir un segundo punto de alimentación; y

un conductor (72) de ramal de sintonización flotante que comprende o incluye una traza conductora en la PCB y que tiene un primer extremo conectado a dicho conductor (64) de bucle principal en un punto del perímetro de dicho conductor de bucle principal, que está, a lo largo de dicho perímetro, entre los puntos en los que los primeros extremos respectivos de los conductores de ramal primero y segundo conectan con el conductor

(64) de bucle principal, y

en el que

los extremos primeros respectivos de dicho primer conductor (70) de ramal, dicho segundo conductor (71) de ramal, y dicho conductor (72) de ramal de sintonización flotante está conectados al primer lado o cara de dicho conductor de bucle principal.

2. El dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1, en el que dicho conductor de bucle principal incluye porciones no planas.

3. El dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1, en el que dicho conductor (64) de bucle principal tiene al menos una característica de sintonización en el mismo.

4. El dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1, en el que al menos uno de dicho conductores de ramal primero, segundo y de sintonización (70, 71, 72) comprende o incluye una característica de sintonización en el mismo.

5. El dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1, que comprende además un sustrato (67) dieléctrico que soporta dicha antena (45) de banda multi-frecuencia y en el que dicho conductor (64) de bucle principal, conductores de ramal primero y segundo (70, 71), y conductor (72) de ramal de sintonización, comprende cada uno una traza conductora respectiva en dicho sustrato dieléctrico.

6. El dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 5, que comprende además circuitos de transceptor inalámbrico transportado por dicho sustrato (67) dieléctrico y conectado a dicha antena (45) de banda multi-frecuencia.

7. Un método para fabricar un dispositivo (20) móvil de comunicaciones inalámbricas, el método comprendiendo las operaciones o pasos de:

facilitar o proporcionar una carcasa (21) que tiene, cuando el dispositivo está en la posición erguida o vertical, una porción (46) superior y una porción (47) inferior;

colocar una placa de circuito impreso “PCB” que comprende un transceptor inalámbrico dentro de la carcasa (21) y que tiene una sección (63) con forma de L que se extiende hacia fuera de la misma, comprendiendo la sección (63) con forma de L una porción (51) perpendicular que se extiende perpendicularmente hasta dicha PCB y dicho conductor (69) de plano de tierra y una porción (68) opuesta acoplada a la misma y que se extiende paralela a la PCB; y

colocar una antena (45) de banda multi-frecuencia para cooperar con el transceptor inalámbrico y que tiene porciones que se extienden en más de un plano (61, 62) transportada dentro de dicha carcasa (21) y que comprende el conductor (64) de bucle principal, el conductor (70) de primer ramal, el conductor (71) de segundo ramal y el conductor (72) de ramal de sintonización flotante de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3;

en el que el conductor (64) de bucle principal comprende una traza conductora en la porción perpendicular de la sección (63) con forma de L.