Title:
Dynamisch einstellbare Antennen für am Körper tragbare Vorrichtungen
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise eine Armbanduhr, kann ein Gehäuse mit einer dielektrischen Rückwand einschließen. Eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation in der Vorrichtung kann eine Antenne einschließen, die an oder über der Rückwand gebildet ist. Eine Anpassungsschaltlogik kann die Impedanz der Antenne an den Rest der drahtlosen Schaltlogik anpassen. Eine Verarbeitungsschaltlogik kann Empfangssignalstärkeinformationen und/oder Phasen- und Größeninformationen von Hochfrequenzsignalen erfassen, die durch die Rückwand empfangen werden. Die Verarbeitungsschaltlogik kann die Position der Vorrichtung verfolgen und Benutzerstatistiken im Laufe der Zeit akkumulieren. Die Verarbeitungsschaltlogik kann basierend auf den Empfangssignalstärkeinformationen, Benutzerstatistiken und/oder Phasen- und Größeninformationen bestimmen, ob Änderungen der Belastung der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand aufgetreten sind. Wenn eine Änderung erfasst wird, kann die Verarbeitungsschaltlogik die Anpassungsschaltlogik einstellen, um jegliche potentielle Antennenverstimmung als Folge der Änderung abzuschwächen. embedded image




Inventors:
Pascolini, Mattia, Calif. (Cupertino, US)
Da Costa Bras Lima, Eduardo Jorge, Calif. (Cupertino, US)
Di Nallo, Carlo, Calif. (Cupertino, US)
Ruaro, Andrea, Calif. (Cupertino, US)
Martinis, Mario, Calif. (Cupertino, US)
Wang, Zheyu, Calif. (Cupertino, US)
Nath, Jayesh, Calif. (Cupertino, US)
Application Number:
DE102018202516A
Publication Date:
08/30/2018
Filing Date:
02/20/2018
Assignee:
Apple Inc. (Calif., Cupertino, US)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
BARDEHLE PAGENBERG Partnerschaft mbB Patentanwälte, Rechtsanwälte, 81675, München, DE
Claims:
Verfahren zum Betreiben einer am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung mit einer an einer Vorderseite der elektronischen Vorrichtung gebildeten Anzeige, einer an einer Rückseite der elektronischen Vorrichtung gebildeten dielektrischen hinteren Gehäusewand, einer Antenne und einer Verarbeitungsschaltlogik, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Empfangen von Hochfrequenzsignalen von externer Ausrüstung durch die dielektrische hintere Gehäusewand mit der Antenne;
Erfassen von Informationen über ein Belastungsmaß der Antenne durch ein externes Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand mit der Verarbeitungsschaltlogik und
Einstellen der Antenne mit der Verarbeitungsschaltlogik, um eine Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen der Informationen über das Belastungsmaß der Antenne ein Erfassen von Werten eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) basierend auf den von der externen Ausrüstung durch die dielektrische hintere Gehäusewand empfangenen Hochfrequenzsignalen umfasst, und das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, ein Einstellen der Antenne basierend auf den erfassten RSSI-Werten umfasst.

Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erfassen der Informationen über das Belastungsmaß der Antenne ein Speichern von mit jedem der erfassten RSSI-Werte assoziierten Erfassungszeiten und ein Speichern von mit jedem der erfassten RSSI-Werte assoziierten Erfassungspositionen der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung umfasst, wobei das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, ein Einstellen der Antenne basierend auf den erfassten RSSI-Werten, den gespeicherten Erfassungszeiten und den Erfassungspositionen der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung umfasst.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen der Informationen über das Belastungsmaß ein Erfassen von Phasen- und Größenmessungen einer Impedanz der Antenne auf der Grundlage von Hochfrequenzsignalen, die durch eine Hochfrequenz-Senderschaltlogik an der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung zu der Antenne übertragen werden, umfasst und das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, ein Einstellen der Antenne basierend auf den erfassten Phasen- und Größenmessungen der Impedanz der Antenne umfasst.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und eine Impedanzanpassungsschaltlogik, die zwischen der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und der Antenne gekoppelt ist, umfasst und das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, ein Einstellen einer Impedanz der Impedanzanpassungsschaltlogik umfasst.

Am Körper tragbare elektronische Vorrichtung mit gegenüberliegenden Vorder- und Rückseiten, wobei die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung Folgendes umfasst:
eine dielektrische hintere Gehäusewand, die die Rückseite der elektronischen Vorrichtung bildet;
eine Anzeige mit einer Anzeigeabdeckungsschicht, die die Vorderseite der elektronischen Vorrichtung bildet;
ein Antennenresonanzelement, das aus Leiterbahnen gebildet ist, die die dielektrische hintere Gehäusewand überlappen, wobei das Antennenresonanzelement einer Belastung durch äußere Objekte durch die dielektrische hintere Gehäusewand ausgesetzt ist;
eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik, die dazu konfiguriert ist, Hochfrequenzsignale durch die dielektrische hintere Gehäusewand unter Verwendung des Antennenresonanzelements zu senden und zu empfangen;
eine Impedanzanpassungsschaltlogik, die zwischen dem Antennenresonanzelement und der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik gekoppelt ist; und
eine Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik, die dazu konfiguriert ist, die Impedanzanpassungsschaltlogik als Reaktion auf ein Erfassen einer Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements durch die dielektrische hintere Gehäusewand einzustellen.

Am Körper tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend:
einen Empfangspfad, der zwischen der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und der Impedanzanpassungsschaltlogik gekoppelt ist; und
eine Empfangssignalstärke-Messschaltlogik, die mit dem Empfangspfad gekoppelt ist, wobei die Empfangssignalstärke-Messschaltlogik dazu konfiguriert ist, Empfangssignalstärkeinformationen basierend auf Hochfrequenzsignalen auf dem Empfangspfad zu erzeugen, wobei die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik dazu konfiguriert ist, die Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements basierend auf den erzeugten Empfangssignalstärkeinformationen zu erfassen,
wobei die erzeugten Empfangssignalstärkeinformationen Werte eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI), mit jedem der RSSI-Werte assoziierte Erfassungszeiten und mit jedem der RSSI-Werte assoziierte Erfassungspositionen der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung umfassen,
und wobei die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik dazu konfiguriert ist, die Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements zu erfassen, durch Bestimmen, ob die RSSI-Werte mit einem vorbestimmten Muster von RSSI-Werten übereinstimmen.

Am Körper tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik Folgendes umfasst:
einen Zellulartelefon-Sendeempfänger, der dazu konfiguriert ist, unter Verwendung des Antennenresonanzelements Signale mit Frequenzen zwischen 700 MHz und 960 MHz durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu senden und zu empfangen.

Am Körper tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend:
Metallgehäuseseitenwände, die sich von der dielektrischen hinteren Gehäusewand zur Anzeigeabdeckungsschicht erstrecken;
einen ersten Antennenspeiseanschluss, der mit leitenden Leiterbahnen gekoppelt ist, wobei die leitenden Leiterbahnen auf die dielektrische hintere Gehäusewand gemustert sind;
einen zweiten Antennenspeiseanschluss, der mit den Metallgehäuseseitenwänden gekoppelt ist; und
eine Hochfrequenzübertragungsleitung, die die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik mit dem ersten und dem zweiten Antennenspeiseanschluss koppelt.

Am Körper tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Antennenresonanzelement dazu konfiguriert ist, einen Wellenleiter mit einem Handgelenk eines Benutzers zu bilden, während der Benutzer die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung trägt.

Am Körper tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend:
eine Leistungsverstärkerschaltlogik, die mit der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik gekoppelt ist;
einen Hochfrequenzkoppler, der zwischen der Leistungsverstärkerschaltlogik und der Impedanzanpassungsschaltlogik gekoppelt ist; und
einen Rückkopplungspfad, der zwischen dem Hochfrequenzkoppler und der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik gekoppelt ist, wobei die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik dazu konfiguriert ist, Phasen- und Größenmessungen einer Impedanz des Antennenresonanzelements basierend auf Rückkopplungssignalen, die durch die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik von dem Hochfrequenzkoppler über den Rückkopplungspfad empfangen werden, zu erfassen, und die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik ferner dazu konfiguriert ist, die Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements basierend auf den erfassten Phasen- und Größenmessungen zu erfassen.

Verfahren zum Betreiben einer am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung mit einer an einer Vorderseite der elektronischen Vorrichtung gebildeten Anzeige, einer an einer Rückseite der elektronischen Vorrichtung gebildeten dielektrischen hinteren Gehäusewand, einer Antenne, einer an die Antenne gekoppelten Impedanzanpassungsschaltlogik und einer Verarbeitungsschaltlogik, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Empfangen von Hochfrequenzsignalen von externer Ausrüstung durch die dielektrische hintere Gehäusewand mit der Antenne;
Erfassen und Speichern von Werten eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) und entsprechenden RSSI-Erfassungszeiten basierend auf den empfangenen Hochfrequenzsignalen mit der Verarbeitungsschaltlogik;
Akkumulieren von Benutzerstatistiken, die mit dem Betrieb der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung durch einen Benutzer im Laufe der Zeit assoziiert sind, mit der Verarbeitungsschaltlogik;
Verarbeiten der akkumulierten Benutzerstatistiken, der gespeicherten RSSI-Werte und der gespeicherten RSSI-Erfassungszeiten zum Erfassen eines Auslöserereignisses mit der Verarbeitungsschaltlogik; und
als Reaktion auf das Erfassen des Auslöserereignisses, Einstellen der Impedanzanpassungsschaltung mit der Verarbeitungsschaltlogik.

Verfahren nach Anspruch 12, wobei die akkumulierten Benutzerstatistiken ein Benutzer-RSSI-Muster umfassen und das Verarbeiten der akkumulierten Benutzerstatistiken, der gespeicherten RSSI-Werte und der gespeicherten RSSI-Erfassungszeiten Folgendes umfasst:
Herausfiltern des Benutzer-RSSI-Musters aus den gespeicherten RSSI-Werten, um gefilterte RSSI-Werte zu erzeugen; und
Erfassen des Auslöserereignisses basierend auf den gefilterten RSSI-Werten, wobei die Benutzerstatistiken ein Ereignis-RSSI-Muster umfassen, das mit einer Änderung der Belastung der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand assoziiert ist, und das Erfassen des Auslöserereignisses Folgendes umfasst:
Erfassen einer Sequenz von RSSI-Werten in den gefilterten RSSI-Werten, die mit dem Ereignis-RSSI-Muster übereinstimmen.

Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Einstellen der Impedanzanpassungsschaltung Folgendes umfasst:
Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, eine eingestellte Impedanz aufzuweisen;
Erfassen eines zusätzlichen RSSI-Werts aus den empfangenen Hochfrequenzsignalen, während die Impedanzanpassungsschaltlogik die eingestellte Impedanz aufweist;
Bestimmen, ob sich eine Hochfrequenzleistung der Antenne verbessert hat, basierend auf dem erfassten zusätzlichen RSSI-Wert;
als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich die Hochfrequenzleistung der Antenne nicht verbessert hat, Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, eine zusätzliche eingestellte Impedanz aufzuweisen; und
als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich die Hochfrequenzleistung der Antenne verbessert hat, Speichern einer Anpassungseinstellung, die mit der eingestellten Impedanz assoziiert ist, auf einer Speicherschaltlogik.

Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Einstellen der Impedanzanpassungsschaltung Folgendes umfasst:
Abrufen einer mit dem Ereignis-RSSI-Muster assoziierten Anpassungseinstellung von der Speicherschaltlogik an der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung, wobei die Anpassungseinstellung eine eingestellte Impedanz identifiziert;
Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, die eingestellte Impedanz aufzuweisen;
Erfassen eines zusätzlichen RSSI-Werts aus den empfangenen Hochfrequenzsignalen, während die Impedanzanpassungsschaltlogik die eingestellte Impedanz aufweist;
Bestimmen, ob der zusätzliche RSSI-Wert einen minimalen RSSI-Schwellenwert überschreitet; und
als Reaktion auf das Bestimmen, dass der zusätzliche RSSI-Wert den minimalen RSSI-Schwellenwert nicht überschreitet, Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, eine zusätzliche eingestellte Impedanz aufzuweisen.

Description:

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 24. Februar 2017 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 15/442,463, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.

HINTERGRUND

Dies betrifft elektronische Vorrichtungen und genauer elektronische Vorrichtungen mit Schaltlogik für drahtlose Kommunikation.

Elektronische Vorrichtungen schließen oftmals eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation ein. Zum Beispiel enthalten zellulare Telefone, Computer und andere Vorrichtungen oftmals Antennen und drahtlose Sendeempfänger zum Unterstützen von drahtloser Kommunikation.

Es kann herausfordernd sein, Antennenstrukturen für elektronische Vorrichtungen mit gewünschten Eigenschaften auszubilden. In einigen drahtlosen Vorrichtungen sind Antennen sperrig. In anderen Vorrichtungen sind Antennen kompakt, aber empfindlich gegenüber der Position der Antennen relativ zu externen Objekten. Wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird, können Antennen verstimmt werden, drahtlose Signale mit einer Leistung ausgeben, die kleiner oder größer als gewünscht ist oder anderweitig nicht wie erwartet arbeiten.

Es wäre daher wünschenswert, eine verbesserte Schaltlogik für drahtlose Kommunikation für drahtlose elektronische Vorrichtungen bereitstellen zu können.

ZUSAMMENFASSUNG

Eine elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise eine Armbanduhr, kann ein Gehäuse mit Metallteilen, wie beispielsweise Metallseitenwänden, aufweisen. Eine Anzeige kann an einer Vorderseite der Vorrichtung montiert sein. Eine Rückseite der elektronischen Vorrichtung kann unter Verwendung einer dielektrischen hinteren Gehäusewand gebildet sein.

Die elektronische Vorrichtung kann eine Schaltlogik für drahtlose Kommunikation einschließen. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation kann eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und eine Antenne einschließen. Die Antenne kann eine Antennenmasse einschließen. Die Antennenmasse kann unter Verwendung der Seitenwände des Metallgehäuses und/oder einer leitfähigen Schicht an einer gedruckten Leiterplatte innerhalb der elektronischen Vorrichtung gebildet sein. Die Antenne kann ein Antennenresonanzelement einschließen, das aus Leiterbahnen gebildet ist, die auf oder über einer Innenfläche der dielektrischen hinteren Gehäusewand strukturiert sind. Die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik kann unter Verwendung der Antenne Hochfrequenzsignale durch die dielektrische hintere Gehäusewand senden und empfangen. Eine Impedanzanpassungsschaltlogik kann verwendet werden, um die Impedanz der Antenne an den Rest der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation anzupassen.

Die Antenne kann luftübertragenen Belastungsschwankungen durch die dielektrische hintere Gehäusewand ausgesetzt sein. Zum Beispiel können die spezifische Weise, in der der Benutzer die elektronische Vorrichtung trägt, die Physiologie des Benutzers, die Feuchtigkeitsmenge angrenzend an die dielektrische hintere Gehäusewand und andere Umweltfaktoren beeinflussen, wie die Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand belastet wird. Zusätzliche Belastungsvariationen können dadurch verursacht werden, dass die Hand/das Handgelenk des Benutzers das Metallgehäuse berührt, das einen Teil der Antennenstruktur bildet. Darüber hinaus kann auch das Material des Armbands zu den Belastungsvariationen beitragen. Die Verarbeitungsschaltlogik kann Empfangssignalstärkeinformationen und/oder Phasen- und Größeninformationen von den empfangenen Hochfrequenzsignalen erfassen. Die Verarbeitungsschaltlogik kann die Position der elektronischen Vorrichtung im Laufe der Zeit verfolgen. Die Verarbeitungsschaltlogik kann Benutzerstatistiken akkumulieren, die damit assoziiert sind, wie der Benutzer die elektronische Vorrichtung im Laufe der Zeit betreibt.

Die Empfangssignalstärkeinformationen, die von der Verarbeitungsschaltlogik erfasst werden, können beispielsweise Werte eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) als eine Funktion der Zeit und Position der elektronischen Vorrichtung einschließen. Die Verarbeitungsschaltlogik kann basierend auf den erfassten Empfangssignalstärkeinformationen, der akkumulierten Benutzerstatistiken und/oder den erfassten Phasen- und Größeninformationen bestimmen, ob eine Änderung der Belastung der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand aufgetreten ist. Wenn die Verarbeitungsschaltlogik bestimmt, dass eine Änderung der Belastung der Antenne aufgetreten ist, kann die Verarbeitungsschaltlogik die Impedanzanpassungsschaltlogik einstellen, um die Änderung der Belastung der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren. Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltlogik unabhängig von jeglichen variablen Antennenbelastungsbedingungen, die dadurch auftreten können, dass die Antenne an der dielektrischen hinteren Gehäusewand der elektronischen Vorrichtung angeordnet ist, sicherstellen, dass die Impedanz der Antenne in Echtzeit an den Rest der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation angepasst wird. Die Sicherstellung einer zufriedenstellenden Impedanzanpassung für die Antenne im Laufe der Zeit kann eine potenzielle Antennenverstimmung oder Verschlechterung des Antennenwirkungsgrads als Folge der variablen Antennenbelastungsbedingungen abschwächen.

Figurenliste

  • 1 ist eine perspektivische Vorderansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
  • 3 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden drahtlosen Schaltlogik in einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
  • 4 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Antenne, die drahtlose Signale durch eine Rückseite der elektronischen Vorrichtung überträgt, gemäß einer Ausführungsform.
  • 5 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung, die zeigt, wie eine Antenne an der Rückseite der Vorrichtung und ein Handgelenk eines Benutzers gemäß einer Ausführungsform elektromagnetische Energie von der Vorrichtung wegleiten kann.
  • 6 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden Schaltlogik, die beim Erfassen von Antennenleistungsinformationen und Einstellen einer Impedanzanpassungsschaltlogik für eine Antenne verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
  • 7 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die beim Betrieb einer elektronischen Vorrichtung mit einer einstellbaren drahtlosen Schaltlogik zum Kompensieren unterschiedlicher Antennenbelastungsbedingungen beteiligt sind, gemäß einer Ausführungsform.
  • 8 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die von einer elektronischen Vorrichtung bei der Bestimmung, ob eine Impedanzanpassungsschaltung eingestellt werden soll, um unterschiedliche Antennenbelastungsbedingungen zu kompensieren, durchgeführt werden können, gemäß einer Ausführungsform.
  • 9 und 10 sind Flussdiagramme von veranschaulichenden Schritten, die von einer elektronischen Vorrichtung beim Einstellen einer Impedanzanpassungsschaltlogik durchgeführt werden können, um unterschiedliche Antennenbelastungsbedingungen zu kompensieren, gemäß einer Ausführungsform.
  • 11 ist ein veranschaulichendes Diagramm von Empfangssignalstärkeinformationen, die von einer elektronischen Vorrichtung erfasst werden, die verarbeitet werden können, um zu bestimmen, ob eine Impedanzanpassungsschaltlogik einzustellen ist, gemäß einer Ausführungsform.
  • 12 ist ein Diagramm, das zeigt, wie Empfangssignalstärkeinformationen, die von einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung erfasst werden, gefiltert und mit vorbestimmten Empfangssignalstärkemustern verglichen werden können, um zu bestimmen, ob eine Impedanzanpassungsschaltlogik einzustellen ist, gemäß einer Ausführungsform.
  • 13 ist ein Smith-Diagramm, das veranschaulichende Impedanzen zeigt, die mit dem Betrieb einer Antenne in einer elektronischen Vorrichtung assoziiert sind, wenn sie unter verschiedenen Antennenbelastungsbedingungen betrieben wird, gemäß einer Ausführungsform.
  • 14 ist ein Diagramm von veranschaulichenden Antennenfrequenzantworten, die von einer Antenne gezeigt werden können, wenn sie unter verschiedenen Einstellungen der Impedanzanpassungsschaltlogik betrieben wird, gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Eine elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise die elektronische Vorrichtung 10 von 1, kann mit einer Schaltlogik für drahtlose Kommunikation versehen werden. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation kann verwendet werden, um drahtlose Kommunikation in mehreren drahtlosen Kommunikationsbändern zu unterstützen.

Die elektronische Vorrichtung 10 kann eine Rechenvorrichtung wie beispielsweise ein Laptop-Computer, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, ein Tablet-Computer, ein zellulares Telefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere in der Hand gehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtung, eine kleinere Vorrichtung wie beispielsweise eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtung, eine Vorrichtung, die in einer Brille oder anderen Ausrüstung, die am Kopf eines Benutzers getragen wird, eingebettet ist, oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein Fernseher, eine Computeranzeige, die keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein eingebettetes System wie beispielsweise ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung mit einer Anzeige in einem Kiosksystem oder Automobil montiert ist, eine Ausrüstung, welche die Funktionalität von zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen implementiert, oder eine andere elektronische Ausrüstung sein. In der veranschaulichenden Konfiguration von 1 ist die Vorrichtung 10 eine am Körper tragbare Vorrichtung, wie beispielsweise eine Armbanduhr. Andere Konfigurationen können für die Vorrichtung 10 verwendet werden, falls gewünscht. Das Beispiel von 1 ist lediglich veranschaulichend.

Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Anzeige wie die Anzeige 14 aufweisen. Die Anzeige 14 kann in einem Gehäuse, wie beispielsweise dem Gehäuse 12, montiert sein. Das Gehäuse 12, das manchmal als „Ummantelung“ oder „Kapselung“ bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium, Gold, Silber usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination von zwei oder mehreren dieser Materialien gebildet sein. Das Gehäuse 12 kann unter Verwendung einer einstückigen Konfiguration gebildet sein, in der das Gehäuse 12 ganz oder teilweise als eine einzige Struktur maschinell hergestellt oder geformt ist oder unter Verwendung mehrerer Strukturen (z. B. einer internen Rahmenstruktur, einer oder mehreren Strukturen, die äußere Gehäuseoberflächen bilden, usw.) gebildet sein kann. Das Gehäuse 12 kann Metallseitenwände, wie beispielsweise Seitenwände 12W, oder aus anderen Materialien gebildete Seitenwände aufweisen. Beispiele für Metallmaterialien, die zum Bilden der Seitenwände 12W verwendet werden können, schließen Edelstahl, Aluminium, Silber, Gold, Metalllegierungen oder jegliches andere gewünschte leitfähige Material ein.

Die Anzeige 14 kann an der Vorderseite (Vorderfläche) der Vorrichtung 10 gebildet sein. Das Gehäuse 12 kann eine hintere Gehäusewand, wie beispielsweise eine Rückwand 12R, die der Vorderseite der Vorrichtung 10 gegenüberliegt, aufweisen. Die hintere Gehäusewand 12R kann die Rückseite (-fläche) der Vorrichtung 10 bilden. Die Gehäuseseitenwände 12W können den Umfang der Vorrichtung 10 umgeben (z. B. können sich die Gehäuseseitenwände 12W um Umfangskanten der Vorrichtung 10 herum erstrecken). Die hintere Gehäusewand 12R kann aus einem Dielektrikum gebildet sein. Beispiele für dielektrische Materialien, die zur Bildung der hinteren Gehäusewand 12R verwendet werden können, schließen Kunststoff, Glas, Saphir, Keramik, Holz, Polymer, Kombinationen dieser Materialien oder beliebige andere gewünschte Dielektrika ein. Die hintere Gehäusewand 12R und/oder die Anzeige 14 können sich über einen Teil oder die Gesamtheit der Länge (z. B. parallel zur x-Achse von 1) und Breite (z. B. parallel zur y-Achse) der Vorrichtung 10 erstrecken. Die Gehäuseseitenwand 12W kann sich über einen Teil oder die Gesamtheit der Höhe der Vorrichtung 10 (z. B. parallel zur z-Achse) erstrecken.

Die Anzeige 14 kann eine Berührungsbildschirmanzeige (touch screen display) sein, die eine Schicht aus leitfähigen kapazitiven Berührungssensorelektroden oder anderen Berührungssensorkomponenten (z. B. resistiven Berührungssensorkomponenten, akustischen Berührungssensorkomponenten, kraftbasierten Berührungssensorkomponenten, lichtbasierten Berührungssensorkomponenten usw.) einbezieht, oder kann eine Anzeige sein, die nicht berührungsempfindlich ist. Kapazitive Berührungsbildschirmelektroden können aus einem Array von Indiumzinnoxidsegmenten oder anderen transparenten leitfähigen Strukturen gebildet sein.

Anzeige 14 kann ein Array von Anzeigepixeln, die aus Flüssigkristallanzeige-Komponenten (LCD-Komponenten) gebildet sind, ein Array von elektrophoretischen Anzeigepixeln, ein Array von Plasmaanzeigepixeln, ein Array von organischen lichtemittierenden Dioden-Anzeigepixeln und ein Array von elektrobenetzenden Anzeigepixeln oder Anzeigepixeln, die auf anderen Anzeigetechnologien basieren, aufweisen.

Die Anzeige 14 kann unter Verwendung einer Anzeigeabdeckungsschicht geschützt werden. Die Anzeigeabdeckungsschicht kann aus einem transparenten Material, wie beispielsweise Glas, Kunststoff, Saphir oder anderen kristallinen dielektrischen Materialien, Keramik oder anderen durchsichtigen Materialien gebildet sein. Die Anzeigeabdeckungsschicht kann sich beispielsweise im Wesentlichen über die gesamte Länge und Breite der Vorrichtung 10 erstrecken.

Die Vorrichtung 10 kann Tasten, wie beispielsweise eine Taste 18, einschließen. Es kann jede geeignete Anzahl von Tasten in der Vorrichtung 10 geben (z. B. eine einzige Taste, mehr als eine Taste, zwei oder mehr Tasten, fünf oder mehr Tasten usw.). Tasten können (zum Beispiel) in Öffnungen im Gehäuse 12 (z. B. in der Seitenwand 12W oder der Rückwand 12R) oder in einer Öffnung in der Anzeige 14 angeordnet sein. Tasten können Drehtasten, Schiebetasten, Tasten, die durch Drücken auf ein bewegliches Tastenelement betätigt werden, Kombinationen von diesen usw. sein. Tastenelemente für Tasten, wie beispielsweise die Taste 18, können aus Metall, Glas, Kunststoff oder anderen Materialien gebildet sein. In Szenarios, in denen die Vorrichtung 10 eine Armbanduhrvorrichtung ist, kann die Taste 18 manchmal als Krone bezeichnet werden.

Die Vorrichtung 10 kann, falls gewünscht, mit einem Band, wie beispielsweise dem Band 16, verbunden sein. Das Band 16 kann verwendet werden, um die Vorrichtung 10 gegen das Handgelenk eines Benutzers zu halten (als ein Beispiel). Im Beispiel von 1 ist das Band 16 mit gegenüberliegenden Seiten 8 der Vorrichtung 10 verbunden. Die Gehäusewände 12W an den Seiten 8 der Vorrichtung 10 können Befestigungsstrukturen zum Befestigen des Bands 16 an dem Gehäuse 12 (z. B. Laschen oder andere Befestigungsmechanismen) einschließen. Das Band 16 kann aus beliebigen gewünschten Materialien (z. B. Metallmaterialien, dielektrischen Materialien oder Kombinationen von Metall und dielektrischen Materialien) gebildet sein. Zum Beispiel können Metallmaterialien in dem Band 16 Edelstahl, Aluminium, Silber, Gold, Metalllegierungen oder irgendein anderes gewünschtes leitfähiges Material einschließen. Dielektrische Materialien in dem Band 16 können Kunststoff, Polymer, Keramik, Leder, Gummi, Stoff oder andere Textilien, Glas oder irgendein anderes gewünschtes dielektrisches Material einschließen.

Falls gewünscht, kann das Band 16 entfernbar sein. Zum Beispiel kann ein Benutzer das Band 16 durch ein anderes Band mit ähnlichen oder unterschiedlichen Materialien austauschen. Falls gewünscht, kann das Band 16 einstellbar sein. Zum Beispiel kann das Band 16 eine Schließe, eine Schnalle oder andere einstellbare Strukturen einschließen, die es einem Benutzer ermöglichen, die Länge des Bands 16 einzustellen und/oder einzustellen, wie fest das Band 16 am Handgelenk des Benutzers liegt, während der Benutzer die Vorrichtung 10 trägt. Es können auch Konfigurationen, die keine Bänder einschließen, für die Vorrichtung 10 verwendet werden.

Eine schematische Darstellung, die veranschaulichende Komponenten zeigt, die in der Vorrichtung 10 verwendet werden können, ist in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Steuerschaltlogik, wie beispielsweise die Datenspeicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28, einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann eine Speichereinrichtung, z. B. einen Festplattenlaufwerk-Speicher, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der so gestaltet ist, dass er ein Halbleiterlaufwerk bildet), einen flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. aufweisen. Die Verarbeitungsschaltlogik in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Diese Verarbeitungsschaltung kann auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten (microcontrollers), digitalen Signalprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits) usw. beruhen.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann verwendet werden, um auf der Vorrichtung 10 Software wie z. B. Internet-Browsing-Anwendungen, VOIP-Telefonanrufanwendungen (VOIP = Voice over Internet Protocol), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. auszuführen. Zur Unterstützung von Interaktionen mit externer Ausrüstung kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 zum Realisieren von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Zu Kommunikationsprotokollen, die unter Verwendung der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 28 implementiert werden können, zählen Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (z. B. IEEE-802.11-Protokolle -- die manchmal als WiFi® bezeichnet werden), Protokolle für andere drahtlose Kommunikationsverbindungen mit kurzer Reichweite, wie beispielsweise das Bluetooth®-Protokoll, Zellulartelefonprotokolle, MIMO-Protokolle, Antennendiversitätsprotokolle usw.

Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 44 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können verwendet werden, um es zu erlauben, dass der Vorrichtung 10 Daten geliefert werden, und zu erlauben, dass Daten aus der Vorrichtung 10 für externe Vorrichtungen bereitgestellt werden. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 berührungsempfindliche Bildschirme, Anzeigen ohne Berührungssensorfunktionen, Tasten, Scroll-Räder, Touchpads, Keypads, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Schaltflächen, Lautsprecher, Statusanzeiger, Lichtquellen, Audiobuchsen und andere Audioanschlusskomponenten, Vorrichtungen mit digitalem Datenanschluss, Lichtsensoren, Leuchtdioden, Bewegungssensoren (Beschleunigungsmesser), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren, Magnetsensoren, Kraftsensoren (z. B. Kraftsensoren, die mit einer Anzeige gekoppelt sind, um den auf die Anzeige ausgeübten Druck zu erfassen) usw. einschließen.

Wie in 2 gezeigt, kann die elektronische Vorrichtung 10 mit einer externen Ausrüstung 52 über drahtlose Verbindungen, wie beispielsweise die drahtlose Verbindung 54, drahtlos kommunizieren. Die externe Ausrüstung 52 kann zellulare Telefon-Netzwerk-Basisstationen, WLAN-Ausrüstung (z. B. drahtlose Router und/oder drahtlose Zugriffspunkte), Peer-Vorrichtungen, andere tragbare elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise ein zellulares Telefon oder einen drahtlosen Kopfhörer, und andere externe Ausrüstung einschließen. Die Verbindung 54 kann eine zellulare Telefonverbindung, eine WLAN-Verbindung oder eine Kommunikationsverbindung sein, die mittels anderer Typen von drahtloser Kommunikation unterstützt wird.

Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 44 kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 einschließen. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Spule 50 und einen drahtlosen Leistungsempfänger 48 zum Empfangen von drahtlos übertragener Energie von einem drahtlosen Energieadapter einschließen. Um drahtlose Kommunikation zu unterstützen, kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik (HF-Sendeempfänger-Schaltlogik), die aus einer oder mehreren integrierten Schaltlogiken gebildet ist, eine Leistungsverstärkerschaltlogik, rauscharme Eingangsverstärker, passive HF-Komponenten, eine oder mehrere Antennen, wie beispielsweise die Antenne 40, Übertragungsleitungen und andere Schaltlogik zum Verarbeiten von drahtlosen HF-Signalen einschließen. Drahtlose Signale können auch unter Verwendung von Licht (z. B. unter Verwendung von Infrarotkommunikation) gesendet werden.

Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik 56 zum Handhaben verschiedener Hochfrequenzkommunikationsbänder einschließen. Zum Beispiel kann die Schaltlogik 34 die Sendeempfänger-Schaltlogik 36, 38, 42 und 46 einschließen. Die Sendeempfänger-Schaltlogik 36 kann eine WLAN-Sendeempfänger-Schaltlogik sein, die 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder für WiFi®-(IEEE 802.11)-Kommunikation handhaben kann, und die das 2,4-GHz-Bluetooth®-Kommunikationsband handhaben kann. Die Schaltlogik 34 kann eine zellulare Telefon-Sendeempfänger-Schaltlogik 38 zum Verarbeiten von drahtloser Kommunikation in Frequenzbereichen, wie beispielsweise einem niedrigen Kommunikationsband von 700 bis 960 MHz, einem Mittelband von 1400 oder 1500 MHz bis 2170 MHz (z. B. einem Mittelband mit einem Peak bei 1700 MHz) und einem Hochband von 2170 oder 2300 MHz bis 2700 MHz (z. B. einem Hochband mit einem Peak bei 2400 MHz) oder anderen Kommunikationsbändern zwischen 700 MHz und 2700 MHz oder anderen geeigneten Frequenzen (als Beispiele), verwenden. Die Schaltlogik 38 kann Sprachdaten und Nicht-Sprachdaten abwickeln. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 Schaltungen für andere drahtlose Verbindungen mit kurzer und langer Reichweite einschließen. Beispielsweise kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 eine 60 GHz-Sendeempfänger-Schaltlogik, eine Schaltlogik zum Empfangen von Fernseh- und Radiosignalen, Paging-System-Sendeempfänger, eine Nahfeldkommunikations-Sendeempfänger-Schaltlogik (NFC-Sendeempfänger-Schaltlogik) 46 (z. B. einen NFC-Sendeempfänger, der bei 13,56 MHz oder einer anderen geeigneten Frequenz betrieben wird) usw. einschließen. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann eine Satellitennavigationssystem-Schaltlogik, wie beispielsweise eine Global Positioning System-Empfängerschaltlogik (GPS-Empfängerschaltlogik) 42 zum Empfangen von GPS-Signalen bei 1575 MHz oder zum Verarbeiten anderer Satellitenpositionsdaten einschließen. Bei WiFi®- und Bluetooth®-Verbindungen und anderen drahtlosen Verbindungen mit kurzer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über mehrere zehn oder hunderte von Fuß zu übermitteln. Bei zellularen Telefonverbindungen und anderen Verbindungen mit langer Reichweite werden drahtlose Signale typischerweise verwendet, um Daten über tausende von Fuß oder Meilen zu übertragen.

Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann die Antennen 40 einschließen. Die Antennen 40 können unter Verwendung beliebiger geeigneter Antennentypen ausgebildet sein. Beispielsweise können die Antennen 40 Antennen mit Resonanzelementen einschließen, die aus Schleifenantennenstrukturen, Patch-Antennenstrukturen, umgekehrten F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, umgekehrten F-Planarantennenstrukturen, Helixantennenstrukturen, Monopolantennenstrukturen, Dipolantennenstrukturen, Mischformen dieser Gestaltungsformen usw. gebildet sind. Für unterschiedliche Bänder oder Kombinationen von Bändern können unterschiedliche Arten von Antennen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein bestimmter Antennentyp beim Bilden einer Antenne für eine lokale drahtlose Verbindung verwendet werden, während ein anderer Antennentyp beim Bilden einer Antenne für eine drahtlose Fernverbindung verwendet wird. Falls gewünscht, kann durch Verwendung einer einzigen Antenne zur Handhabung von zwei oder mehr unterschiedlichen Kommunikationsbändern Platz innerhalb der Vorrichtung 10 eingespart werden. Zum Beispiel kann eine einzelne Antenne 40 in der Vorrichtung 10 verwendet werden, um Kommunikationen in einem WiFi®- oder Bluetooth®-Kommunikationsband bei 2,4 GHz, einem GPS-Kommunikationsband bei 1575 MHz und/oder Zellulartelefon-kommunikationsbändern, wie beispielsweise einem oder mehreren Zellulartelefonbändern, bei 700-960 MHz, 1400-2170 MHz und 2170-2700 MHz zu verarbeiten.

In der Praxis nimmt jedoch die allgemeine für die Antenne erforderliche Größe zu, wenn die gewünschte Betriebsfrequenz abnimmt (d. h., wenn die zugehörige Wellenlänge zunimmt). Außerdem ist Platz in kompakten elektronischen Vorrichtungen, wie der Vorrichtung 10, begrenzt (z. B. insbesondere, wenn die Nachfrage nach kleineren und ästhetisch ansprechenderen Formfaktoren für Vorrichtungen zunimmt). Wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird, kann es schwierig sein, kompakte elektronische Vorrichtungen mit zufriedenstellender Antennenfeldabdeckung in allen Kommunikationsbändern von Interesse bereitzustellen, insbesondere für relativ niedrige Frequenzen (d. h. relativ lange Wellenlängen), wie beispielsweise Niedrigband- Zellulartelefonfrequenzen, bei 700-960 MHz.

3 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Sendeempfänger-Schaltlogik 56 in der drahtlosen Schaltlogik 34 unter Verwendung von Pfaden, wie beispielsweise einem Pfad 60, mit den Antennenstrukturen 40 gekoppelt sein kann. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann mit der Steuerschaltlogik 28 gekoppelt sein. Die Steuerschaltlogik 28 kann mit den Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 gekoppelt sein. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 können eine Ausgabe von der Vorrichtung 10 liefern und eine Eingabe von Quellen empfangen, die für die Vorrichtung 10 extern sind.

Um die Antennenstrukturen 40 mit der Fähigkeit bereitzustellen, Kommunikationsfrequenzen von Interesse abzudecken, können die Antennenstrukturen 40 mit Schaltlogik, wie beispielsweise Filterschaltlogik (z. B. ein oder mehrere passive Filter und/oder eine oder mehrere einstellbare Filterschaltungen) bereitgestellt werden. Diskrete Komponenten, wie beispielsweise Kondensatoren, Spulen und Widerstände, können in die Filterschaltungen integriert werden. Kapazitive Strukturen, induktive Strukturen und Widerstandsstrukturen können zudem aus strukturierten Metallstrukturen (z. B. einem Teil einer Antenne) ausgebildet sein. Falls gewünscht, können die Antennenstrukturen 40 mit anpassbaren Schaltungen, wie beispielsweise abstimmbaren Komponenten 62, bereitgestellt werden, um Antennen über Kommunikationsbänder von Interesse abzustimmen. Die abstimmbaren Komponenten 62 können abstimmbare Spulen, abstimmbare Kondensatoren oder andere abstimmbare Komponenten einschließen. Abstimmbare Komponenten wie diese können auf Schaltern und Netzwerken von festen Komponenten, verteilten Metallstrukturen, die zugeordnete verteilte Kapazitäten und Induktivitäten erzeugen, variablen Festkörpervorrichtungen zum Erzeugen variabler Kapazitäts- und Induktivitätswerte, abstimmbaren Filtern oder anderen geeigneten abstimmbaren Strukturen beruhen.

Während des Betriebs der Vorrichtung 10 kann die Steuerschaltlogik 28 auf einem oder mehreren Pfaden, wie beispielsweise dem Pfad 64, Steuersignale ausgeben, die Induktivitätswerte, Kapazitätswerte oder andere Parameter anpassen, die mit den abstimmbaren Komponenten 62 assoziiert sind, wodurch die Antennenstrukturen 40 abgestimmt werden, um gewünschte Kommunikationsbänder abzudecken.

Der Pfad 60 kann eine oder mehrere Hochfrequenz-Übertragungsleitungen einschließen. Als ein Beispiel kann es sich bei dem Signalpfad 60 von 3 um eine Übertragungsleitung mit ersten und zweiten Leitungspfaden, wie beispielsweise den Pfaden 66 bzw. 68, handeln. Der Pfad 66 kann eine positive Signalleitung sein, und der Pfad 68 kann eine Massesignalleitung sein. Die Leitungen 66 und 68 können Teile eines Koaxialkabels, einer Streifenleitungsübertragungsleitung oder einer Mikrostreifen-Übertragungsleitung (als Beispiele) bilden. Ein Anpassnetzwerk, das aus Komponenten, wie beispielsweise Spulen, Widerständen und Kondensatoren, gebildet ist, kann beim Anpassen der Impedanz der Antennenstrukturen 40 an die Impedanz der Übertragungsleitung 60 verwendet werden. Anpassnetzwerkkomponenten können als diskrete Komponenten (z. B. Komponenten der Oberflächenmontiertechnologie (surface mount technology)) bereitgestellt werden oder können aus Gehäusestrukturen, Leiterplattenstrukturen, Bahnen auf Kunststoffträgern usw. gebildet sein. Anpassnetzwerkkomponenten können beispielsweise auf der Leitung 60 zwischengeschaltet sein. Die Anpassnetzwerkkomponenten können, falls gewünscht, unter Verwendung von Steuersignalen eingestellt werden, die von der Steuerschaltlogik 28 empfangen werden. Komponenten wie diese können auch beim Bilden einer Filterschaltlogik in den Antennenstrukturen 40 verwendet werden.

Die Übertragungsleitung 60 kann direkt mit einem Antennenresonanzelement und der Masse für die Antenne 40 gekoppelt sein oder kann mit nahfeldgekoppelten Antennenspeisestrukturen gekoppelt sein, die zum indirekten Einspeisen eines Resonanzelements für die Antenne 40 verwendet werden. Als ein Beispiel können die Antennenstrukturen 40 eine umgekehrte F-Antenne, eine Schleifenantenne, eine Patch-Antenne, eine Schlitzantenne oder andere Antennen mit einer Antenneneinspeisung mit einem positiven Antennenspeiseanschluss, wie beispielsweise einem Anschluss 70, und einem Masse-Antennenspeiseanschluss, wie beispielsweise einem Masse-Antennenspeiseanschluss 72, bilden. Der positive Übertragungsleitungsleiter 66 kann mit dem positiven Antennenspeiseanschluss 70 gekoppelt sein, und der Masseübertragungsleitungsleiter 68 kann mit dem Masse-Antennenspeiseanschluss 72 gekoppelt sein. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 ein Antennenresonanzelement einschließen, das indirekt unter Verwendung von Nahfeldkopplung gespeist wird. In einer Nahfeldkopplungsanordnung ist die Übertragungsleitung 60 mit einer nahfeldgekoppelten Antennenspeisestruktur gekoppelt, die verwendet wird, um Antennenstrukturen, wie beispielsweise das Antennenresonanzelement, indirekt zu speisen. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung, und es können im Allgemeinen beliebige gewünschte Antennenspeiseanordnungen verwendet werden.

4 ist eine Querschnittsseitenansicht der veranschaulichenden Vorrichtung 10, die zeigt, wie die Antenne 40 in der Vorrichtung 10 gebildet sein kann. Die Ebene der Seite von 4 kann zum Beispiel die X-Z-Ebene von 1 sein.

Wie in 4 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 leitfähige Gehäuseseitenwände 12W aufweisen, die sich von der Rückseite zu der Vorderseite der Vorrichtung 10 erstrecken. Die Anzeige 14 kann die Vorderseite der Vorrichtung 10 bilden, während die dielektrische hintere Gehäusewand 12R die Rückseite der Vorrichtung 10 bildet. Die Metallgehäuseseitenwände 12W können beim Bilden eines Abschnitts einer Antennenmasse für die Antenne 40 verwendet werden, wenn dies gewünscht ist.

Die Anzeige 14 kann eine Anzeigeabdeckungsschicht 86 und ein Anzeigemodul 84 einschließen. Das Anzeigemodul 84 kann aktive Anzeigekomponenten, wie beispielsweise Berührungssensoren, Pixel oder andere lichtemittierende Komponenten einschließen, die Licht durch die Anzeigeabdeckungsschicht 86 emittieren. Die Anzeigeabdeckungsschicht 86 kann sich über einen Teil oder die Gesamtheit der Länge und Breite der Vorrichtung 10 erstrecken. Die Anzeigeabdeckungsschicht 86 kann einen transparenten Abschnitt einschließen, der das von dem Anzeigemodul 172 emittierte Licht durchlässt (z. B. so, dass das Licht von einem Benutzer gesehen werden kann). Falls gewünscht, kann eine lichtundurchlässige Maskierungsschicht, wie beispielsweise eine Tintenschicht, entlang des Abschnitts der Anzeigeabdeckungsschicht 86 gebildet werden, die sich über das Anzeigemodul 84 hinaus erstreckt, um die inneren Komponenten der Vorrichtung 10 zu verbergen.

Das Band 16 kann unter Verwendung entsprechender Befestigungsstrukturen 88 an den Gehäuseseitenwänden 12W befestigt sein. Die Befestigungsstrukturen 88 können Laschen, Federstrukturen oder beliebige andere gewünschte Befestigungsmechanismen einschließen. Das Band 16 kann unter Verwendung beliebiger gewünschter Materialien (z. B. Metallmaterialien, dielektrische Materialien oder Kombinationen von Metall und dielektrischen Materialien) gebildet sein. Falls gewünscht, kann das Band 16 von den Befestigungsstrukturen 88 entfernt werden (z. B. so, dass ein Benutzer der Vorrichtung 10 verschiedene Bänder mit ähnlichen oder unterschiedlichen Materialien auswechseln kann).

Die Vorrichtung 10 kann Strukturen von gedruckten Leiterplatten, wie beispielsweise die gedruckte Leiterplatte 80, einschließen. Die gedruckte Leiterplatte 80 kann eine starre gedruckte Leiterplatte oder eine flexible gedruckte Leiterplatte sein oder kann Strukturen von flexiblen und starren gedruckten Leiterplatten einschließen. Die gedruckte Leiterplatte 80 kann hierin manchmal als Hauptplatine 80 bezeichnet werden. Elektrische Komponenten 82 können an der Hauptplatine 80 angebracht sein. Die elektrischen Komponenten 82 können zum Beispiel eine Sendeempfänger-Schaltlogik 56, eine oder mehrere Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32, einen Teil oder die Gesamtheit der Steuerschaltlogik 28 (2), Abschnitte des Gehäuses 12 oder beliebige andere gewünschte Komponenten einschließen. Die Hauptplatine 80 kann eine oder mehrere leitfähige Schichten, wie beispielsweise die leitfähige Schicht 76, einschließen. Die leitfähige Schicht 76 kann beispielsweise einen Abschnitt der Antennenmasse für die Antenne 40 bilden. Die leitfähige Schicht 76 kann daher hierin manchmal als geerdete Schicht 76, Erdungsschicht 76, Masseleiter 76 oder geerdeter Leiter 76 bezeichnet werden.

Die leitfähige Schicht 76 kann, falls gewünscht, an den Metallgehäuseseitenwänden 12W kurzgeschlossen (geerdet) werden (z. B. kann die Antennenmasse für die Antenne 40 die leitfähige Schicht 76 und die Metallgehäuseseitenwände 12W einschließen). Die leitfähige Schicht 76 kann unter Verwendung von Metallfolie, gestanztem Metallblech, an einer Oberfläche der Hauptplatine 80 strukturierten Leiterbahnen, einer Leiterbahn an einer flexiblen gedruckten Leiterplatte, die an der Hauptplatine 80 montiert ist, Metallgehäuseabschnitten oder aus beliebigen anderen gewünschten leitfähigen Strukturen gebildet sein. Falls gewünscht, kann die leitfähige Schicht 76 innerhalb der Hauptlogikplatte 80 gebildet (eingebettet) sein (z. B. kann die leitfähige Schicht 76 zwischen dielektrischen Schichten der Hauptplatine 80 gestapelt sein). In einer anderen geeigneten Anordnung kann die leitfähige Schicht 76 entfallen.

Wie in 4 gezeigt, kann sich die hintere Gehäusewand 12R im Wesentlichen über die gesamte Länge und Breite der Vorrichtung 10 erstrecken. Die hintere Gehäusewand 12R kann aus einem beliebigen gewünschten dielektrischen Material gebildet sein. Zum Beispiel kann die hintere Gehäusewand 12R aus Kunststoff, Glas, Saphir, Keramik, Holz, Polymer, Kombinationen dieser Materialien oder jeglichen anderen gewünschten Dielektrika gebildet sein. Die hintere Gehäusewand 12R kann lichtundurchlässig oder lichtdurchlässig sein oder kann sowohl lichtundurchlässige als auch lichtdurchlässige Abschnitte einschließen.

Die Antenne 40 kann Antennenstrukturen 74 einschließen. Die Antennenstrukturen 74 können zum Beispiel einen Teil oder die Gesamtheit eines Antennenresonanzelements für die Antenne 40 darstellen (z. B. ein Resonanzelementarm einer umgekehrten F-Antenne, ein Resonanzelement einer umgekehrten F-Planarantenne, ein Resonanzelement einer Patch-Antenne, ein Dipolantennenresonanzelement, ein Monopolantennenresonanzelement usw.). In einer geeigneten Anordnung kann das Antennenresonanzelement 74 aus Leiterbahnen gebildet sein, die direkt an der Innenfläche der dielektrischen Gehäusewand 12R strukturiert sind (z. B. können die strukturierten Leiterbahnen in direktem Kontakt mit der Innenfläche der dielektrischen Gehäusewand 12R stehen). Falls gewünscht, kann das Antennenresonanzelement 74 unter Verwendung einer leitfähigen Folie oder anderer leitfähiger Strukturen gebildet sein, die in direktem Kontakt mit der hinteren Gehäusewand 12R angeordnet sind. In einer anderen geeigneten Anordnung kann das Antennenresonanzelement 74 aus Leiterbahnen auf einem Substrat einer flexiblen gedruckten Schaltung oder einem anderen dielektrischen Substrat gebildet sein, das über (z. B. vertikal getrennt von und überlappend) oder in direktem Kontakt mit der hinteren Gehäusewand 12R angeordnet ist. Die Antennenresonanzelementbahnen 74 können unter Verwendung eines beliebigen gewünschten leitfähigen Materials (z. B. Aluminium, Kupfer, Metalllegierungen, Edelstahl, Gold usw.) gebildet sein.

Das Beispiel von 4, in dem die hintere Gehäusewand 12R unter Verwendung von dielektrischen Materialien gebildet ist, dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann die hintere Gehäusewand der Vorrichtung 10 eine Kombination von leitfähigen und dielektrischen Materialien einschließen. Zum Beispiel kann ein Abschnitt der hinteren Gehäusewand aus Metall gebildet sein, während ein anderer Abschnitt der hinteren Gehäusewand aus einem Dielektrikum gebildet ist (z. B. kann sich der Abschnitt der hinteren Gehäusewand, der aus einem Dielektrikum gebildet ist, über einen Teil, aber nicht die Gesamtheit der Länge und Breite der Vorrichtung 10 erstrecken). Der dielektrische Abschnitt der hinteren Gehäusewand kann beispielsweise ein dielektrisches Fenster in einem leitfähigen Abschnitt der hinteren Gehäusewand einschließen (z. B. kann die hintere Gehäusewand einen Metallrahmen für den dielektrischen Abschnitt der hinteren Gehäusewand oder andere Strukturen, die den dielektrischen Abschnitt der hinteren Gehäusewand umgeben, einschließen). Die hintere Gehäusewand kann, falls gewünscht, mehrere dielektrische Fenster einschließen.

Der positive Antennenspeiseanschluss 70 der Antenne 40 kann mit einem Abschnitt der Antennenresonanzelementbahnen 74 gekoppelt sein, um Hochfrequenzantennensignale für die Antenne 40 zu leiten. Der Antennenmassenspeiseanschluss 72 kann mit der Antennenmasse für die Antenne 40 gekoppelt sein. Im Beispiel von 4 ist der Antennenmassenspeiseanschluss 72 mit der Metallgehäuseseitenwand 12W gekoppelt. Falls gewünscht, kann der Antennenmassenspeiseanschluss 72 mit der leitfähigen Schicht 76 oder anderen geerdeten Strukturen gekoppelt sein. Falls gewünscht, können ein oder mehrere zusätzliche Abschnitte der Antennenresonanzelementbahnen 74 unter Verwendung anderer leitfähiger Pfade (nicht gezeigt) mit der Antennenmasse (z. B. der Gehäusewand 12W, der leitfähigen Schicht 76 und/oder anderen geerdeten Strukturen) kurzgeschlossen werden. Solche leitfähigen Pfade können zum Beispiel einen Rückpfad (kurzen Pfad) für die Antenne 40 bilden (z. B. in Szenarios, in denen die Antenne 40 eine umgekehrte F-Antenne oder eine umgekehrte F-Planarantenne ist).

In Szenarios, in denen die Antennenresonanzelementbahnen 74 direkt an der hinteren Gehäusewand 12R strukturiert sind, kann die hintere Gehäusewand 12R als eine mechanische Stützstruktur oder Trägerstruktur für das Antennenresonanzelement 74 dienen. Die Antennenresonanzelementbahnen 74 können sich an die Form der Innenfläche der dielektrischen hinteren Gehäusewand 12R anpassen. Im Beispiel von 4 hat die Innenfläche der dielektrischen hinteren Gehäusewand 12R eine leicht gekrümmte Form (z. B., um das Gesamtvolumen für Komponenten innerhalb der Vorrichtung 10 im Vergleich zu Szenarios, in denen die Innenfläche der Wand 12R flach ist, zu erhöhen). Die Antennenresonanzelementbahnen 74 können daher innerhalb einer gekrümmten Oberfläche gebildet sein, die in direktem Kontakt mit der hinteren Gehäusewand 12R steht. In einer anderen geeigneten Anordnung können die Antennenresonanzelementbahnen 74 an einer flexiblen gedruckten Schaltung oder einem anderen Substrat gebildet sein, das in Kontakt mit der hinteren Gehäusewand 12R angeordnet oder über diese geschichtet ist.

Die Antenne 40 kann Hochfrequenzsignale durch die hintere Gehäusewand 12R empfangen und/oder senden. Hochfrequenzsignale, die von der Antenne 40 gesendet werden, können beispielsweise durch die leitfähige Schicht 76 und die Hauptplatine 80 von den elektrischen Komponenten 82 abgeschirmt sein. In ähnlicher Weise können die leitfähige Schicht 76 und die Hauptplatine 80 die Antenne 40 von den Komponenten 82 abschirmen, wodurch die elektromagnetische Interferenz zwischen der Antenne 40 und den Komponenten 82 abgeschwächt wird.

Falls gewünscht, können andere Komponenten (z. B. ein oder mehrere Sensoren 32, wie beispielsweise ein Lichtsensor, Näherungssensor, Berührungssensor usw.) an der hinteren Gehäusewand 12R montiert sein. Zum Beispiel können die Antennenresonanzelementbahnen 74 den Umfang anderer Komponenten, die an der hinteren Gehäusewand 12R angebracht sind, umgeben oder um diesen herum gebildet sein. In einer geeigneten Anordnung ist die Spule 50 (2) in Kontakt mit der hinteren Gehäusewand 12R zum Empfangen von drahtloser Energie (z. B. drahtlosen Ladesignalen) durch die dielektrische hintere Gehäusewand 12R angeordnet. In diesem Szenario können die Antennenresonanzelementbahnen 74 die Spule 50 an der Innenfläche der hinteren Gehäusewand 12R umgeben.

Durch ein Bilden der Antenne 40 angrenzend an die hintere Gehäusewand 12R kann die vertikale Höhe H der Vorrichtung 10 kleiner sein, als dies ansonsten in Szenarios möglich wäre, in denen das Antennenresonanzelement an einer anderen Stelle der Vorrichtung 10 angeordnet ist (während die Antenne 40 weiterhin einen zufriedenstellenden Antennenwirkungsgrad aufweisen kann). Als ein Beispiel kann die vertikale Höhe H weniger als oder gleich 11,4 mm, weniger als 15 mm, zwischen 8 und 11,4 mm oder irgendeine andere gewünschte Höhe sein, während die Antenne 40 weiterhin mit zufriedenstellendem Antennenwirkungsgrad arbeiten kann. Das Bilden der Antenne 40 entlang der Rückseite der Vorrichtung 10 kann auch eine Verringerung der Größe des inaktiven Bereichs der Anzeige 14 ermöglichen (wie durch Pfeil I gezeigt), weil die Antenne 40 Hochfrequenzsignale ohne Bedenken, dass die Signale durch das Anzeigemodul 84 blockiert werden, durch die Rückseite der Vorrichtung 10 senden kann.

Das Bilden der Antenne 40 entlang der hinteren Gehäusewand 12R kann auch ermöglichen, dass der Umfang des Antennenresonanzelements 74 ausreichend groß ist, um eine Abdeckung von relativ niedrigen Frequenzen, wie beispielsweise Frequenzen in einem Zellulartelefonband, zwischen 700 und 960 MHz zu ermöglichen. Im Allgemeinen kann die Antenne 40 Hochfrequenzsignale über 700 MHz verarbeiten, wie beispielsweise Signale mit 2,4 GHz und/oder 5 GHz für eine IEEE 802.11-Kommunikation, Bluetooth® und/oder andere drahtlose lokale Netzwerkkommunikationen können durch die periphere Antenne 40P verarbeitet werden (als ein Beispiel), Niedrigband-Zellulartelefonsignale (z. B. Zellulartelefonkommunikationen bei Frequenzen zwischen 700 MHz und 960 MHz), Zellulartelefonsignale und GPS-Signale in einem Mittelband, einem Hochband und anderen Bändern, die über 960 MHz liegen, wie beispielsweise Zellulartelefon- und GPS-Signale bei 960-2700 MHz, Hochfrequenzsignale bei 2,4 GHz und/oder 5 GHz für eine IEEE 802.11-Kommunikation, Bluetooth® und/oder andere drahtlose lokale Netzwerkkommunikationen und beliebige andere gewünschte Bänder. Indem alle diese Bänder unter Verwendung einer einzigen Antenne 40 abgedeckt werden, kann der Platz, der andernfalls von zusätzlichen Antennen innerhalb der Vorrichtung 10 eingenommen werden würde, für andere elektronische Vorrichtungskomponenten verwendet werden, oder die Größe (z. B. Abmessung H und/oder I von 4) der Vorrichtung 10 kann weiter reduziert werden, ohne den Antennenwirkungsgrad zu beeinträchtigen.

In der Praxis kann die Leistung der Antenne 40 durch das Vorhandensein eines externen Objekts angrenzend an die hintere Gehäusewand 12R optimiert werden. Zum Beispiel kann das Vorhandensein eines Handgelenks 90 eines Benutzers angrenzend an die hintere Gehäusewand 12R, wenn der Benutzer die Vorrichtung 10 trägt, die Leistung der Antenne 40 verbessern. Während des Betriebs kann das Antennenresonanzelement 74 Hochfrequenzsignale mit elektrischen Feldern (E), die senkrecht zu den Oberflächen der Rückseite 12R und des Handgelenks 90 ausgerichtet sind, senden und/oder empfangen. Diese Signale können manchmal als Oberflächenwellen bezeichnet werden, die dann entlang der Oberfläche des Handgelenks 90 und nach außen ausgebreitet werden (z. B. können die Antennenresonanzelementbahnen 74 und das Handgelenk 90 als ein Wellenleiter dienen, der die Oberflächenwellen nach außen lenkt).

5 ist eine Querschnittsseitenansicht, die zeigt, wie die elektromagnetischen Signale, die von der Antenne 40 gesendet werden, aufgrund des Vorhandenseins des Handgelenks des Benutzers nach außen ausgebreitet werden können. Wie in 5 gezeigt, geben Konturlinien 92 Konturen einer konstanten elektrischen Feldstärke an. Die Stärke des von der Antenne 40 erzeugten elektrischen Felds ist in dem Raum zwischen der Vorrichtung 10 und dem Handgelenk 90 am höchsten. Die Signale können sich entlang der Resonanzelementbahn 74 und der Oberfläche des Handgelenks 90 in einer Auswärtsrichtung von der Vorrichtung 10 weg ausbreiten, wie durch die Pfade 98 gezeigt. Dies kann ermöglichen, dass die Signale ordnungsgemäß von einer externen Kommunikationsausrüstung (z. B. der Ausrüstung 52 von 2) empfangen werden, obwohl sich die Antenne 40 in der Nähe des Handgelenks 90 befindet und üblicherweise von der externen Kommunikationsausrüstung weg weist. In der Praxis kann das Vorhandensein des Handgelenks 90 dazu dienen, die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen bezogen auf Situationen, in denen das Handgelenk 90 nicht vorhanden ist, zu verbessern. Zum Beispiel können die Hochfrequenzsignale, die von der Antenne 40 emittiert werden, möglicherweise ohne das Handgelenk 90 nicht korrekt gerichtet sein, was eine schlechte oder nicht zufriedenstellende Qualität der drahtlosen Verbindung mit der externen Ausrüstung zur Folge hat. Bei Vorhandensein des Handgelenks 90 können die Signale jedoch korrekt gerichtet sein, wie durch die Pfeile 98 gezeigt, wodurch ermöglicht wird, dass eine zufriedenstellende Verbindungsqualität erzielt wird. Das Beispiel von 5 ist lediglich veranschaulichend. Im Allgemeinen können die Muster des elektrischen Felds jede gewünschte Form oder Konfiguration aufweisen.

Wenn Vorgänge der drahtlosen Kommunikation durchgeführt werden, kann die Antenne 40 durch die hintere Gehäusewand 12R von externen Objekten in der Nähe der hinteren Gehäusewand 12R belastet werden. Wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird, kann die Antenne 40 im Vergleich zu einer Freiraumumgebung eine veränderte Frequenzantwort aufweisen, wenn ein externes Objekt, wie beispielsweise das Handgelenk 90, in die Nähe der Antenne 40 gebracht wird (z. B. kann die Antenne 40 verstimmt werden, weil die Impedanz der Antenne aufgrund der Belastung von dem Objekt 90 durch die Rückwand 12R geändert wurde). Zusätzlich können verschiedene Arten von Objekten oder Materialien die Antenne 40 in unterschiedlichem Ausmaß belasten. In ähnlicher Weise können Einstellungen der Ausrichtung oder Entfernung des externen Objekts in Bezug auf die hintere Gehäusewand 12R die Antenne 40 in unterschiedlichem Ausmaß belasten. Während des normalen Betriebs der Vorrichtung 10 durch einen Endbenutzer können diese Belastungsvariationen auftreten, wenn der Benutzer den Ort oder die Ausrichtung der Vorrichtung 10 an seinem Handgelenk ändert, wenn der Benutzer den Abstand zwischen seinem Handgelenk und der Antenne 40 ändert (z. B. durch Festziehen oder Lösen des Bands 16), wenn der Benutzer das Band 16 gegen ein anderes Band austauscht, wenn ein anderer Benutzer die Vorrichtung 10 trägt (z. B., weil unterschiedliche Benutzer unterschiedliche Handgelenkphysiologien haben, die die Belastung der Antenne 40 unterschiedlich beeinflussen), wenn das Band 16 oder das Handgelenk 90 nass wird (z. B. mit Schweiß oder Wasser, zum Beispiel, wenn der Benutzer beim Tragen der Vorrichtung 10 schwimmt) oder wenn ein Teil der Kleidung des Benutzers, wie beispielsweise ein Hemdsärmel zwischen der Vorrichtung 10 und dem Handgelenk 90 angeordnet oder von dort entfernt wird, als Beispiele. Diese Beispiele dienen nur der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können beliebige Umgebungsfaktoren die Antenne 40 durch die Gehäusewand 12R in unterschiedlichem Ausmaß belasten.

Solche Variationen der Umgebungsbelastung können die Impedanz der Antenne 40 bezogen auf die Übertragungsleitung 60 verändern. Wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird, können diese Variationen eine Impedanzdiskontinuität zwischen der Antenne 40 und dem Rest der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 erzeugen. Die Impedanzdiskontinuität kann dazu führen, dass ein Teil der Hochfrequenzenergie an der Grenze zwischen der Antenne 40 und dem Rest der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 reflektiert wird, anstatt dazu verwendet zu werden, Signale mit der externen Ausrüstung 52 (2) zu transportieren. Wenn diese Variationen der Umgebungsbelastung nicht kompensiert werden, kann die Antenne 40 verstimmt werden, wenn sich die Variationen der Umgebungsbelastung im Laufe der Zeit ändern, wodurch der Gesamtantennenwirkungsgrad und die Kommunikationsverbindungsqualität während des normalen Betriebs der Vorrichtung 10 verringert werden.

Um diese Änderungen der Antennenimpedanz zu kompensieren, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 eine mit der Antenne 40 gekoppelte einstellbare Anpassungsschaltlogik steuern, um sicherzustellen, dass die Antenne 40 unabhängig von der Art und Weise der Belastung der Antenne 40 durch die Wand 12R geeignet an den Rest der drahtlosen Schaltlogik 34 angepasst ist. Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 zusätzlich zu der einstellbaren Anpassungsschaltlogik abstimmbare Komponenten 62 (3) anpassen, um die gewünschten Frequenzbänder von Interesse abzudecken und jegliche Verstimmung der Antenne 40 aufgrund einer Belastung der Antenne durch externe Objekte zu kompensieren.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann jegliche gewünschten Informationen verwenden, um zu bestimmen, wann und wie die einstellbare Anpassungsschaltlogik einzustellen ist, um Variationen in der Antennenbelastung zu kompensieren. Zum Beispiel kann die Steuerschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik auf der Basis von Anweisungen einstellen, die von einer externen Ausrüstung, wie beispielsweise einer drahtlosen Basisstation oder einem Zugangspunkt, empfangen werden. Falls gewünscht, kann die Steuerschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik basierend auf dem aktuellen Betriebszustand der Vorrichtung 10 einstellen. Zum Beispiel kann die Steuerschaltlogik 28 ein Nutzungsszenario identifizieren (z. B., ob die Vorrichtung 10 zum Browsen des Internets, Durchführen eines Telefonanrufs, Senden einer E-Mail, Zugreifen auf GPS usw. verwendet wird), um zu bestimmen, wie die Anpassungsschaltlogik einzustellen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerschaltlogik 28 Sensordaten identifizieren, die verwendet werden, um zu identifizieren, wie die Anpassungsschaltlogik einzustellen ist (z. B. Daten von optischen Sensoren, Näherungssensordaten, Berührungssensordaten, Daten, die anzeigen, wie nahe der Körper eines Benutzers an der hinteren Gehäusewand 12R ist, usw.). Als noch ein anderes Beispiel kann die Steuerschaltlogik 28 Antennenleistungsinformationen erfassen (z. B. Leistungsmetrikdaten, die unter Verwendung der Antenne 40 erfasst werden, die verwendet werden können, um die Leistung der Antenne 40 zu charakterisieren), die verwendet werden können, um zu identifizieren, wie die Anpassungsschaltlogik einzustellen ist. Falls gewünscht, können auch Informationen über die Gewohnheiten des Benutzers der Vorrichtung 10 (hierin manchmal als Benutzerstatistiken bezeichnet) verarbeitet werden, um zu bestimmen, wie die Anpassungsschaltlogik einzustellen ist. Im Allgemeinen kann die Steuerschaltlogik 28 jegliche gewünschte Kombination dieser Informationen oder anderer Informationen verarbeiten, um zu identifizieren, wann die Anpassungsschaltlogik einzustellen ist (z. B., wenn Variationen der Antennenbelastung auftreten), und um zu identifizieren, wie die Anpassungsschaltlogik einzustellen ist (z. B. auf eine Weise, um die potentiellen Verstimmungsdefekte der Variationen der Antennenbelastung abzuschwächen).

Eine veranschaulichende Schaltlogik zum Erfassen und Verarbeiten von Antennenleistungsinformationen, um zu bestimmen, wie die Antenne 40 einzustellen ist, um Antennenbelastungsvariationen zu kompensieren, ist in 6 gezeigt. Wie in 6 gezeigt, kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 eine oder mehrere Antennen 40, eine Front-End-Schaltlogik 112, eine Hochfrequenz-Kopplerschaltlogik 110, eine Leistungsverstärkerschaltlogik 108, eine Schaltlogik eines rauscharmen Verstärkers 114, eine Sendeempfänger-Schaltlogik 56 und eine Empfangssignalstärken-Messschaltlogik 122 einschließen.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann eine Basisbandprozessorschaltlogik, einen Speicher, wie beispielsweise einen nicht-flüchtigen oder flüchtigen Speicher, und eine Steuerschaltlogik zum Steuern der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 zum Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen einschließen. Digitale Datensignale, die von der Vorrichtung 10 gesendet werden sollen, können von einem oder mehreren Basisbandprozessoren in der Schaltlogik 28 erzeugt werden. Die Schaltlogik 28 kann die digitalen Datensignale gemäß einem gewünschten Kommunikationsprotokoll (z. B. einem gewünschten Zellulartelefonstandard und Modulationsschema, einem drahtlosen lokalen Netzwerkprotokoll usw.) modulieren und entsprechende Ausgangssignale zur Übertragung an die Sendeempfänger-Schaltlogik 56 (z. B. an einen oder mehrere Sender 102 in der Sendeempfänger-Schaltlogik 56) bereitstellen. Die Sendeempfänger-Schaltlogik 56 kann eine Mischerschaltlogik einschließen, die die Ausgangssignale zu einer Hochfrequenz hochkonvertiert und die die Hochfrequenzsignale zu der Hochfrequenzleistungsverstärker-Schaltlogik (Hochfrequenz-PA-Schaltlogik) 108 überträgt. Falls gewünscht, kann die Sendeempfänger-Schaltlogik 56 eine Digital-Analog-Wandler-Schaltlogik einschließen, die die Ausgangssignale in entsprechende analoge Signale umwandelt.

Die Steuerschaltlogik in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann den Pegel der Spannung Vcc (der hierin manchmal als Vcc oder Leistungsverstärkervorspannung Vcc bezeichnet wird), die der Leistungsverstärkerschaltlogik 108 über den Steuerpfad 118 bereitgestellt wird, einstellen. Die Vorspannung Vcc kann als eine Leistungsversorgungsspannung für eine oder mehrere aktive Leistungsverstärkerstufen in der Leistungsverstärkerschaltlogik 108 verwendet werden. Während der Datenübertragung kann die Leistungsverstärkerschaltlogik 108 die Ausgangsleistung der übertragenen TX-Signale auf einen ausreichend hohen Pegel verstärken, um eine adäquate Signalübertragung sicherzustellen.

Der Ausgang der Leistungsverstärkerschaltlogik 108 kann über den Hochfrequenzkoppler 110 mit der Hochfrequenz-Front-End-Schaltlogik 112 gekoppelt sein. Die Front-End-Schaltlogik 112 kann eine einstellbare Impedanzanpassungsschaltlogik, wie etwa das einstellbare Anpassnetzwerk 111, einschließen. Die einstellbare Impedanzanpassungsschaltlogik 111 kann Netzwerke aus passiven und/oder aktiven (einstellbaren) Komponenten, wie beispielsweise Widerständen, Induktoren und Kondensatoren, einschließen, die angepasst sind, um sicherzustellen, dass die Impedanz der Antenne 40 an den Rest der Schaltlogik 34 angepasst ist. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann der einstellbaren Anpassungsschaltlogik 111 im Front-End 112 CTRL-Steuersignale über den Steuerpfad 116 bereitstellen.

In einigen Szenarios steuert die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 so, dass sie eine bestimmte vorbestimmte Impedanz aufweist, die ausschließlich basierend auf der Frequenz der Signale ausgewählt wird, die über die Antenne 40 zu transportieren sind. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 werkskalibrierte Daten für die Anpassungsschaltlogik 111 speichern, die eine bestimmte Einstellung für die Anpassungsschaltlogik 111 identifizieren, die jeder möglichen Betriebsfrequenz entspricht. Wenn die Verarbeitungsschaltlogik 28 die für die drahtlose Kommunikation zu verwendende Frequenz bestimmt, wird die Anpassungsschaltlogik 111 auf die entsprechende Einstellung eingestellt, die von den werkskalibrierten Daten identifiziert wird. Jedoch berücksichtigt die Durchführung solcher a priori-Einstellungen, die nur auf der zu verwendenden Frequenz basieren, keine möglichen Variationen der Antennenbelastung durch die hintere Gehäusewand 12R, die während des normalen Betriebs auftreten. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann daher auf der Grundlage, wie die Antenne 40 durch die hintere Gehäusewand 12R belastet wird, eine dynamische Anpassung der Anpassungsschaltlogik 111 in Echtzeit durchführen (z. B. so, dass die Schaltlogik 28 die Impedanz der Antenne 40 in Echtzeit so verändert, dass sie der Impedanz des Rests der drahtlosen Schaltlogik 34 unabhängig von den Belastungsbedingungen der Antenne 40 entspricht).

Wenn beispielsweise ein externes Objekt, wie beispielsweise das Handgelenk 90 (5), in die Nähe der Antenne 40 gebracht wird, kann die Antenne 40 so belastet werden, dass die Impedanz der Antenne 40 nicht mehr an den Rest der Schaltlogik 34 angepasst ist. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die Impedanz des einstellbaren Impedanzanpassnetzwerks 111 so steuern, dass sie mit der durch das Handgelenk 90 belasteten Antenne 40 übereinstimmt. Wenn das Anpassnetzwerk 111 an die Antenne 40 angepasst ist, kann die potentielle Verstimmung infolge der Änderung der Antennenbelastung abgeschwächt werden und kann der Antennenwirkungsgrad maximiert werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Antenne 40 durch ein erstes Maß belastet werden, wenn die Vorrichtung 10 in Bezug auf das Handgelenk 90 des Benutzers in der Position 94 ausgerichtet ist (5), und kann durch ein zweites Maß belastet werden, wenn die Vorrichtung 10 in der Position 96 ausgerichtet ist. Die Steuerschaltlogik 28 kann die Anpassungsschaltlogik 111 auf eine erste Einstellung einstellen, die das erste Maß der Antennenbelastung abschwächt, wenn sich die Vorrichtung 10 in der Position 94 befindet, und kann die Schaltlogik 111 auf eine zweite Einstellung einstellen, die die zweite Antennenbelastung abschwächt, wenn sich die Vorrichtung 10 in Position 96 befindet. Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 der Antenne 40 zusätzlich oder alternativ Steuersignale über den Pfad 124 bereitstellen, um unterschiedliche Antennenbelastungsbedingungen zu kompensieren (z. B., um die abstimmbaren Komponenten 62 von 2 einzustellen).

Falls gewünscht, kann die Front-Schaltlogik 112 eine andere Schaltlogik, wie beispielsweise eine Hochfrequenz-Schaltschaltlogik (z. B. Multiplexschaltungen), eine Filterschaltlogik (z. B. Duplexer und Diplexer) oder irgendeine andere gewünschte Hochfrequenz-Front-End-Schaltlogik, einschließen. Falls gewünscht, kann eine Filterschaltlogik im Front-End 112 verwendet werden, um Eingangssignale (Empfangssignale) und Ausgangssignale (Sendesignale) basierend auf ihrer Frequenz weiterzuleiten. Zum Beispiel kann eine Filterschaltlogik im Front-End 112 (Uplink-)TX-Signale, die von dem Koppler 110 empfangen werden, zu der Antenne 40 übertragen und Empfangssignale (Downlinksignale) (RX), die von der Antenne 40 empfangen wurden, auf den Empfangspfad 113 weiterleiten. Falls gewünscht, kann die Schaltlogik eines rauscharmen Verstärkers (LNA-Schaltlogik) 114 auf dem Empfangspfad 113 zwischengeschaltet sein. Die Schaltlogik eines rauscharmen Verstärkers 114 kann RX-Empfangssignale auf dem Pfad 113 verstärken. Die verstärkten RX-Empfangssignale können zu der Sendeempfänger-Schaltlogik 56 (z. B. zu einer oder mehreren Empfängerschaltungen 106 in der Sendeempfänger-Schaltlogik 56) weitergeleitet werden. Die Sendeempfänger-Schaltlogik 56 kann Signale, die über den Pfad 113 empfangen werden, der Basisbandschaltlogik in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 18 bereitstellen (z. B. nach einem Herunterkonvertieren der Signale in eine Basisbandfrequenz unter Verwendung einer Mischerschaltlogik).

Der Koppler 110 kann zum Abgreifen von Antennensignalen verwendet werden, die zu und von einer Antenne 40 fließen. Die abgegriffenen Antennensignale von dem Koppler 110 können unter Verwendung eines Empfängers in einer Sendeempfänger-Schaltlogik 56 oder einem separaten Empfänger verarbeitet werden. Wie in 6 gezeigt, kann der Koppler 110 dem Rückkopplungsempfänger 104 abgegriffene TX-Antennensignale über den Rückkopplungspfad 120 bereitstellen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann den Steuerpfad 119 zum Steuern des Kopplers 110 verwenden. Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 den Koppler 110 anweisen, dem Empfänger 104 eine abgegriffene Version der TX-Signale, die vom Leistungsverstärker 108 gesendet werden, bereitzustellen (manchmal als Vorwärtssignale bezeichnet) oder dem Empfänger 104 eine entsprechende abgegriffene Version der übertragenen TX-Signale, die von der Antenne 40 reflektiert wurden, bereitzustellen (manchmal als Rückwärtssignale bezeichnet).

Die abgegriffenen Signale können herunterkonvertiert und der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 bereitgestellt werden. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die abgegriffenen Signale verarbeiten, um Antennenleistungsmetrikinformationen zu erzeugen, wie z. B. Phasen- und Größenmessungen der Impedanz der Antenne 40. Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 durch Verarbeiten der Vorwärts- und Rückwärtssignale für die Antenne 40 in Echtzeit Informationen über die Phase und Größe der Impedanz der Antenne 40 erfassen. Die Phasen- und Größenmessungen können Daten zur komplexen Impedanz, wie beispielsweise Streuungsparameterwerte (sogenannte „S-Parameter“) einschließen, die die komplexe Impedanz der Antenne 40 anzeigen. Messungen der S-Parameter können beispielsweise gemessene Reflexionskoeffizientparameterwerte (sogenannte S11-Werte) einschließen, die die Menge an Hochfrequenzsignalen anzeigen, der während der Signalübertragung von der Antenne 40 zum Koppler 110 zurückreflektiert werden.

Die Phase und Größe der Impedanz der Antenne 40 können verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Betrieb der Antenne 40 durch die Betriebsumgebung der Vorrichtung 10 beeinflusst wurde (z. B., ob das Vorhandensein eines externen Objekts die Antenne 40 verstimmt oder deren Belastung verändert hat). Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 Variationen in den erfassten Phasen- und Größeninformationen (z. B. S11-Messungen von übermäßig hoher Größe usw.) erfassen, um zu identifizieren, wenn die Antenne 40 durch das Vorhandensein eines externen Objekts verstimmt/belastet wurde. Wenn die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 erfasst, dass die Antenne 40 aufgrund der Belastung der Antenne 40 verstimmt wurde (z. B. durch Anpassen des Bands 16 durch den Benutzer, Austauschen des Bands 16, Ändern einer Ausrichtung der Vorrichtung 10 bezogen auf das Handgelenk 90, Nasswerden des Bands 16, Tragen des Bands durch einen anderen Benutzer 10 usw.), kann die Schaltlogik 28 CTRL-Steuersignale über den Pfad 116 ausgeben, um das Impedanzanpassnetzwerk 111 einzustellen, um die Verstimmung zu kompensieren. Nachdem das Impedanzanpassnetzwerk 111 eingestellt wurde, ist die Impedanz der Antenne 40 an den Rest der drahtlosen Kommunikationsschaltlogik 34 angepasst und der Antennenwirkungsgrad ist maximiert.

Falls gewünscht, können andere Leistungsmetrikinformationen, wie beispielsweise Empfangssignalstärkeinformationen, verwendet werden, um zu bestimmen, wie die Schaltlogik 111 als Reaktion auf Variationen der Antennenbelastung einzustellen ist. Die Empfangssignalstärke-Messschaltlogik 122 in der Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann RX-Signale von der Schaltlogik eines rauscharmen Verstärkers 114 empfangen. Die Messschaltlogik 122 kann Informationen erfassen, die die Empfangssignalstärke von RX-Signalen anzeigen. Zum Beispiel kann die Messschaltlogik 122 Werte eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) von RX-Empfangssignalen erfassen. In einer geeigneten Anordnung kann die Schaltlogik 122 eine Diodendetektorschaltlogik einschließen, die das empfangene Hochfrequenzsignal zum Extrahieren der RSSI-Werte in einen bekannten Spannungspegel umwandelt. Die RSSI-Werte können zu der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 übertragen werden. RSSI-Werte, die durch die Messschaltlogik 122 erfasst werden, können akkumuliert und auf der Schaltlogik 28 als erfasste RSSI-Daten 126 gespeichert werden. Die erfassten RSSI-Daten 126 können, als ein Beispiel, in einer Datenstruktur, wie beispielsweise einer Datenbankdatei, auf der Schaltlogik 28 gespeichert werden.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann den physischen Ort der Vorrichtung 10 im Laufe der Zeit verfolgen. Zum Beispiel kann die GPS-Empfängerschaltlogik 42 (2) Satellitennavigationssignale zum Identifizieren des Orts der Vorrichtung 10 im Laufe der Zeit empfangen. Als ein anderes Beispiel kann der Nahbereichs-Sendeempfänger 36 verwendet werden, um den Ort der Vorrichtung 10 bezogen auf eine drahtlose Basisstation mit einer bekannten Position zu bestimmen. Die Position der Vorrichtung 10 bezogen auf die drahtlose Basisstation kann mit der bekannten Position der drahtlosen Basisstation verglichen werden, um den räumlichen Ort der Vorrichtung 10 zu identifizieren. Im Allgemeinen können beliebige gewünschte Verfahren zum Identifizieren des Orts der Vorrichtung 10 verwendet werden. Der Ort der Vorrichtung 10 kann unter Verwendung räumlicher Koordinaten, wie beispielsweise Breiten-, Längen- und/oder Höhenkoordinaten oder beliebiger anderer gewünschter räumlicher Koordinaten, identifiziert werden.

Wenn die RSSI-Daten 126 akkumuliert und gespeichert werden, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 auch die Zeit, bei der jede RSSI-Messung durchgeführt wurde (manchmal hierin als eine Erfassungszeit oder RSSI-Erfassungszeit bezeichnet), und/oder den geographischen Ort der Vorrichtung 10 zu der Zeit, bei der jede RSSI-Messung durchgeführt wurde (manchmal hierin als eine Erfassungsposition oder Erfassungsposition einer am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung bezeichnet), identifizieren. Zum Beispiel können die erfassten RSSI-Daten 126 Einträge einschließen (z. B. Zeilen in einer Datenstruktur oder Datenbank), die jeweils einen bestimmten durch die Schaltlogik 122 gemessenen RSSI-Wert, eine entsprechende Erfassungszeit, bei der dieser RSSI-Wert gemessen wurde, und/oder eine entsprechende Erfassungsposition einer am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung, die den Ort der Vorrichtung 10 zu dem Zeitpunkt identifiziert, als dieser RSSI-Wert gemessen wurde, identifizieren. Auf diese Weise können die erfassten RSSI-Daten 126 als eine Funktion der Zeit und des Raums (d. h. der Vorrichtungsposition) in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 gespeichert werden.

Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 Informationen über die Gewohnheiten eines oder mehrerer Benutzer der Vorrichtung 10 als Benutzerstatistiken 128 akkumulieren und speichern. Die Benutzerstatistiken 128 können in einer oder mehreren Datenstrukturen gehalten werden, die im Speicher auf der Schaltlogik 28 gespeichert sind (z. B. dieselbe Datenstruktur wie die RSSI-Daten 126 oder eine andere Datenstruktur). Die Benutzerstatistiken 128 können Ortsdaten (z. B. Informationen, die identifizieren, wo sich die Vorrichtung 10 üblicherweise zu verschiedenen Tageszeiten befindet), Informationen darüber, wie der Benutzer die Vorrichtung 10 üblicherweise trägt, Informationen über die typische Konfiguration des Bands 16, wenn die Vorrichtung 10 von dem Benutzer getragen wird, Information über die typische Leistung der Antenne 40 oder anderer Komponenten in der drahtlosen Schaltlogik (z. B. Leistungsmetrikdaten) oder jegliche andere Information über die Routine oder die Gewohnheiten des Benutzers der Vorrichtung 10 einschließen.

Falls gewünscht, können die Benutzerstatistiken 128 Informationen einschließen, die vorbestimmte Muster von RSSI-Daten als eine Funktion von Zeit und/oder Raum identifizieren. Zum Beispiel können Benutzer-RSSI-Muster 132 in der Schaltlogik 28 gespeichert sein. Die Benutzer-RSSI-Muster 132 können vorbestimmte Muster von RSSI-Werten als eine Funktion von Zeit und/oder Raum sein, die mit einem typischen Betrieb der Vorrichtung 10 durch einen Benutzer assoziiert sind. Wenn der Benutzer beispielsweise seinem Tag nachgeht (z. B. aufwacht, zur Arbeit fährt, von der Arbeit nach Hause fährt, schlafen geht usw.), können die erfassten RSSI-Werte vorbestimmte Muster aufweisen, die mit der Leistung der Antenne 40 assoziiert sind, während der Benutzer seinem Tag nachgeht. Die Benutzer-RSSI-Muster 132 können beispielsweise als eine Hintergrund- oder Basislinienmessung dienen, die von der Schaltlogik 28 verwendet wird, um zu bestimmen, wann ungewöhnliche Ereignisse aufgetreten sind, die eine Einstellung der Antennenanpassung erfordern. Die RSSI-Muster 132 können, falls gewünscht, während der Herstellung der Vorrichtung 10 auf die Vorrichtung 10 geladen werden (z. B. unter Verwendung von werkskalibrierten Mustern oder Einstellungen). Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Benutzer-RSSI-Muster 132 auf der Grundlage von Echtzeit-RSSI-Messungen, die von der Schaltlogik 122 durchgeführt werden, kontinuierlich aktualisieren (trainieren). Zum Beispiel kann die Schaltlogik 28 die RSSI-Muster 132 aktualisieren, während sie das Verhalten des Benutzers lernt oder um Änderungen im Verhalten des Benutzers im Laufe der Zeit zu berücksichtigen. Auf diese Weise können die RSSI-Muster 132 einen typischen Betrieb der Vorrichtung 10 durch einen entsprechenden Benutzer widerspiegeln. Falls gewünscht, können die Benutzer-RSSI-Muster 132 Muster einschließen, die mit dem typischen Verhalten mehrerer Benutzer assoziiert sind.

Falls gewünscht, können die Benutzerstatistiken 128 Ereignis-RSSI-Muster einschließen, die in der Schaltlogik 28 gespeichert sind. Die Ereignis-RSSI-Muster 134 können vorbestimmte Muster von RSSI-Werten als eine Funktion von Zeit und/oder Raum sein, die bestimmten Ereignissen entsprechen, die mit dem Betrieb der Vorrichtung 10 oder durch den Benutzer der Vorrichtung 10 durchgeführten Vorgängen assoziiert sind. Zum Beispiel kann ein gegebenes Ereignis-RSSI-Muster 134 eine Sequenz von RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit an einem festen Ort sein, von der erwartet oder für die vorherbestimmt ist, dass der Benutzer das Band 16 entfernt (z. B. ein sogenanntes Bandaustauschereignis). Als ein anderes Beispiel kann ein gegebenes Ereignis-RSSI-Muster eine Sequenz von RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit an einem festen Ort sein, von der erwartet oder für die vorherbestimmt ist, dass der Benutzer das Band 10 von seinem Handgelenk entfernt. Als noch ein weiteres Beispiel kann ein gegebenes Ereignis-RSSI-Muster eine Sequenz von RSSI-Werten als eine Funktion von Zeit und Ort sein, von der erwartet oder für die vorherbestimmt ist, dass der Benutzer das Band 16 strafft oder lockert (z. B. ein sogenanntes Bandanpassungsereignis). Als noch ein weiteres Beispiel kann ein gegebenes Ereignis-RSSI-Muster eine Sequenz von RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit sein, von der erwartet oder für die vorherbestimmt ist, dass das Handgelenk des Benutzers 90 nass wird.

Die Ereignis-RSSI-Muster 134 können, falls gewünscht, während der Herstellung der Vorrichtung 10 auf die Vorrichtung 10 geladen werden (z. B. Kalibrierungsdaten). Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Ereignis-RSSI-Muster 134 auf der Grundlage von Echtzeit-RSSI-Messungen, die von der Schaltlogik 122 durchgeführt werden, kontinuierlich aktualisieren (trainieren). Zum Beispiel kann die Schaltlogik 28 die RSSI-Muster 134 aktualisieren, während sie lernt, wie die Leistung der Antenne 40 ist, während verschiedene Ereignisse oder Aktionen durchgeführt werden. Jedes RSSI-Muster 134 kann Identifikatorinformationen einschließen, die den Typ des von ihnen repräsentierten Ereignisses identifizieren (z. B. kann ein bestimmtes RSSI-Muster 134 als ein von einem ersten Benutzer durchgeführtes Bandaustauschereignis gekennzeichnet sein, während ein anderes RSSI-Muster als ein Bandeinstellungsereignis, das von einem zweiten Benutzer durchgeführt wird, entsprechend gekennzeichnet sein kann usw.). Auf diese Weise können die RSSI-Muster 134 Ereignisse widerspiegeln, die während des Betriebs der Vorrichtung 10 durch einen entsprechenden Benutzer auftreten können. Falls gewünscht, können die Benutzer-RSSI-Muster 132 und/oder die Ereignis-RSSI-Muster 134 entfallen.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die erfassten RSSI-Daten 126, die Benutzer-RSSI-Muster 132, die Ereignis-RSSI-Muster 134, andere Benutzerstatistiken 128 und/oder andere Informationen verarbeiten, um zu bestimmen, wann die Anpassungsschaltlogik 111 einzustellen ist und/oder wie die Anpassungsschaltlogik 111 einzustellen ist, um unterschiedliche Belastungsbedingungen der Antenne 40 zu kompensieren. Anpassungseinstellungen 130 für die Anpassungsschaltlogik 111 können in der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 gespeichert sein. Die Anpassungseinstellungen 130 können bestimmte Impedanzanpassungseinstellungen für die Anpassungsschaltlogik 111 identifizieren, die während Kommunikationsvorgängen zu verwenden sind. Die Anpassungseinstellungen 130 können in einer oder mehreren Datenstrukturen auf der Schaltlogik 28 gespeichert sein.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die bestimmte Belastungsbedingung für die Antenne 40 zu jedem gegebenen Zeitpunkt identifizieren (z. B. basierend auf den RSSI-Daten 126, die durch die Schaltlogik 122 erfasst wurden, den Benutzer-RSSI-Mustern 132, den Ereignis-RSSI-Mustern 134 und/oder anderen Informationen). Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann eine geeignete Anpassungseinstellung 130 abrufen, die der identifizierten Belastungsbedingung entspricht, und kann die Anpassungsschaltlogik 111 steuern, um diese Einstellung zu implementieren. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 auf eine erste Einstellung 130 einstellen, wenn die Verarbeitungsschaltlogik 28 identifiziert, dass sich die Antenne 40 in Gegenwart eines trockenen Handgelenks 90 befindet, während die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 auf eine zweite Einstellung 130 einstellt, wenn die Verarbeitungsschaltlogik 28 identifiziert, dass sich die Antenne 40 in Gegenwart eines nassen Handgelenks 90 befindet.

Die Anpassungseinstellungen 130 können, falls gewünscht, während der Herstellung der Vorrichtung 10 auf die Vorrichtung 10 geladen werden (z. B. unter Verwendung von werkskalibrierten Einstellungen). Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungseinstellungen 130 basierend auf Echtzeit-RSSI-Messungen, die von der Schaltlogik 122 durchgeführt werden, kontinuierlich aktualisieren oder überschreiben. Zum Beispiel kann die Schaltlogik 28 die Anpassungseinstellungen 130 aktualisieren, während sie lernt, welche bestimmten Einstellungen unter verschiedenen Belastungsbedingungen am besten zu der Antenne 40 passen. In einer anderen geeigneten Anordnung kann die Schaltlogik 28 verschiedene mögliche Anpassungseinstellungen durchlaufen, bis eine zufriedenstellende Anpassungseinstellung gefunden wird.

Auf diese Weise kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Leistung der Antenne 40 hinsichtlich Änderungen der Antennenbelastung weiterhin überwachen und kann die Anpassungsschaltlogik 111 aktiv einstellen, um solche Änderungen in Echtzeit zu kompensieren. Diese Einstellungen können dadurch dynamisch und adaptiv jede mögliche Verschlechterung der Antennenleistung kompensieren, die als Folge eines Betriebs der Vorrichtung 10 durch unterschiedliche Benutzer, unterschiedlicher Ausrichtungen der Vorrichtung 10 am Handgelenk 90 des Benutzers, unterschiedlicher Bandstraffheit, unterschiedlicher Bandmaterialien, eines Vorhandenseins von Wasser oder Feuchtigkeit angrenzend an oder auf der Vorrichtung 10 oder anderer Umgebungsvariationen, die das Laden der Antenne 40 beeinflussen, die während des normalen Gebrauchs der Vorrichtung 10 auftreten können, auftreten.

Das Beispiel von 6 ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 erfasste RSSI-Daten in Kombination mit Phasen- und Größenmessungen verwenden, die unter Verwendung des Kopplers 110 erfasst werden, um zu bestimmen, wie die Anpassungsschaltlogik 111 einzustellen ist. Der Koppler 110 und die Rückkopplungsempfängerschaltlogik 104 können in Szenarios, in denen Phasen- und Größenmessungen nicht zum Einstellen der Anpassungsschaltlogik 111 verwendet werden, entfallen. In ähnlicher Weise kann die Messschaltlogik 122 in Szenarios, in denen RSSI-Messungen nicht zum Einstellen der Anpassungsschaltlogik 111 verwendet werden, entfallen. Falls gewünscht, kann die Antenne 40 eine einzige Antenne einschließen, die TX-Signale überträgt und die RX-Empfangssignale an die Messschaltlogik 122 übermittelt. In einer anderen geeigneten Anordnung kann eine erste Antenne 40 verwendet werden, um TX-Signale von dem Koppler 110 zu übertragen, während eine zweite Antenne 40 verwendet wird, um RX-Signale zum Erfassen von RSSI-Daten zu empfangen. Im Allgemeinen kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 jegliche auf beliebige Weise angeordnete gewünschte Schaltlogik einschließen. Die Schaltlogik 102, 104 und 106 in der Sendeempfänger-Schaltlogik 56 können jeweils unter Verwendung jeweiliger integrierter Schaltungen implementiert sein oder können zusammen auf einer oder mehreren gemeinsam genutzten integrierten Schaltungen gebildet sein.

7 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die von der Vorrichtung 10 beim Erfassen und Verarbeiten von RSSI-Daten zum Einstellen der Anpassungsschaltlogik 111 durchgeführt werden können. Die Schritte von FIG. 7 können zum Beispiel von der Vorrichtung 10 durchgeführt werden, um Variationen der Antennenbelastung in Echtzeit zu kompensieren (z. B. so, dass ein optimaler Antennenwirkungsgrad unabhängig davon aufrechterhalten wird, wie die Vorrichtung 10 getragen wird, wer die Vorrichtung 10 trägt usw.).

In Schritt 140 kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 drahtlose Kommunikationen unter Verwendung von werkskalibrierten Einstellungen beginnen. Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 eine werkskalibrierte Anpassungseinstellung 130 identifizieren, die der bestimmten Frequenz entspricht, die für die Kommunikation zu verwenden ist. Die werkskalibrierten Einstellungen können während der Herstellung der Vorrichtung 10 auf die Schaltlogik 28 geladen werden. Die werkskalibrierten Einstellungen können unter Umständen beispielsweise keine ausreichende Impedanzanpassung für die Antenne 40 unter allen realen Antennenbelastungsbedingungen bereitstellen. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann TX-Signale zu externen Vorrichtungen, wie beispielsweise den externen Vorrichtungen 52 (2), übertragen und kann RX-Signale von externen Vorrichtungen 52 (z. B. unter Verwendung der werkskalibrierten Einstellungen) empfangen.

In Schritt 142 kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die RSSI-Werte 126 von drahtlosen Signalen erfassen, die von den externen Vorrichtungen 52 empfangen werden (z. B. wie durch die Empfangssignalstärke-Messschaltlogik 122 von 6 gemessen). Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann den Ort der Vorrichtung 10 verfolgen, während die RSSI-Werte erfasst werden. Wenn die Vorrichtung 10 drahtlose Kommunikationen durchführt, kann die Schaltlogik 28 weiterhin RSSI-Werte von den empfangenen Signalen als eine Funktion der Position der Vorrichtung 10 und/oder als eine Funktion der Zeit erfassen und speichern (Schritt 144).

Die Vorrichtung 10 kann auch die Benutzerstatistiken 128 basierend auf den übertragenen und empfangenen Signalen erfassen. Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 Informationen über das Verhalten des Benutzers als die Benutzerstatistiken 128 speichern (Schritt 146). Die Verhaltensinformationen können Informationen darüber, wo sich der Benutzer üblicherweise zu verschiedenen Tageszeiten befindet, Aktivitäten, die üblicherweise von dem Benutzer durchgeführt werden, oder andere Informationen, die mit Benutzerverhalten assoziiert sind, einschließen. Falls gewünscht, können ein oder mehrere Sensoren in den Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 32 (2) verwendet werden, um dazu beizutragen, das Verhalten des Benutzers zu verfolgen. Zum Beispiel können Umgebungslichtsensoren und/oder Bewegungssensoren an der Vorrichtung 10 verwendet werden, um Zeiten oder Vorrichtungsorte zu identifizieren, wenn der Benutzer üblicherweise stationär ist, schläft, in Bewegung ist usw. Als ein anderes Beispiel können Bandsensoren, Näherungssensoren, Berührungssensoren oder andere Sensoren verwendet werden, um zu identifizieren, wann der Benutzer das Band 16 entfernt oder einstellt.

Falls gewünscht, kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die gespeicherten RSSI-Muster 132 und 134 auf der Grundlage der erfassten RSSI-Daten und der erfassten Informationen über das Benutzerverhalten aktualisieren (Schritt 148). Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die Benutzer-RSSI-Muster 132 identifizieren und speichern, die mit einer typischen Verwendung der Vorrichtung 10 durch einen oder mehrere Benutzer assoziiert sind. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die Ereignis-RSSI-Muster 134 identifizieren und speichern, die mit verschiedenen Ereignissen oder Aktivitäten assoziiert sind, die die Belastung der Antenne 40 beeinflussen können. Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Benutzerstatistiken 128 mit den erfassten RSSI-Daten 126 vergleichen, um ein Muster in den erfassten RSSI-Daten zu identifizieren, das üblicherweise auftritt, wenn der Benutzer ist das Band 16 entfernt oder anpasst. Das identifizierte Muster kann als ein gegebenes der Ereignis-RSSI-Muster 134 gespeichert werden. In ähnlicher Weise kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 Muster in erfassten RSSI-Daten 126 identifizieren, die für das normalen Tragen durch den Benutzer typisch sind (z. B. Muster, die mit normaler Bewegung der Arme des Benutzers oder anderen typischen Benutzeraktivitäten assoziiert sind, die die Antenne 40 nicht unbedingt verstimmen). Diese identifizierten Muster können als die Benutzer-RSSI-Muster 132 gespeichert werden. Während der gesamten Lebensdauer der Vorrichtung 10 kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Benutzer-RSSI-Muster 132, die Ereignis-RSSI-Muster 134 und/oder andere Benutzerstatistiken 128 basierend auf dem Verhalten des Benutzers der Vorrichtung 10 und erfassten RSSI-Daten weiterhin aktualisieren und feinabstimmen (z. B. trainieren). Das Beispiel von 7 ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, können die Schritte 144, 146 und/oder 148 entfallen. Die Schritte 144, 146 und/oder 148 können gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt werden.

In Schritt 150 kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die erfassten Benutzerstatistiken 128 und die erfassten RSSI-Daten 126 verarbeiten, um zu bestimmen, ob eine Einstellung der Anpassungsschaltlogik 111 erforderlich ist. Die Einstellung der Anpassungsschaltlogik kann erforderlich sein, wenn eine Änderung der Belastungsbedingungen der Antenne 40 oder eine Verstimmung der Antenne 40 aufgrund des Vorhandenseins externer Objekte in den erfassten RSSI-Daten erfasst wird. Die Benutzerstatistiken 128 können zum Beispiel zum Filtern und/oder Identifizieren von Mustern in den erfassten RSSI-Daten 126, die solche Änderungen anzeigen, verwendet werden. Falls gewünscht, kann Schritt 150 gleichzeitig mit einem Teil oder der Gesamtheit von Schritt 142 durchgeführt werden (z. B. kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 weiterhin Daten erfassen und speichern, während sie gleichzeitig eine Datenverarbeitung durchführt).

Wenn die Verarbeitungsschaltlogik 28 bestimmt, dass keine Einstellung erforderlich ist (z. B., wenn keine Änderungen der Antennenbelastung oder Antennenverstimmung erfasst werden), kann die Verarbeitung zu Schritt 142 zurückkehren, wie durch Pfad 152 gezeigt, um RSSI-Daten und Benutzerstatistiken weiterhin zu erfassen und zu speichern. Wenn die Verarbeitungsschaltlogik 28 bestimmt, dass eine Einstellung erforderlich ist (z. B., wenn eine Änderung der Antennenbelastung oder Antennenverstimmung erfasst wird), kann die Verarbeitung zu Schritt 160 wechseln, wie durch Pfad 154 gezeigt.

In Schritt 160 kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 einstellen, um die erfasste Änderung der Antennenbelastung/-verstimmung zu kompensieren. Zum Beispiel kann die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 CTRL-Steuersignale über den Pfad 116 (6) bereitstellen, um die Schaltlogik 111 zu steuern, um eine gewünschte Anpassungseinstellung zu implementieren. Die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 kann weiterhin Vorgänge der drahtlosen Kommunikation unter Verwendung der eingestellten Anpassungseinstellung durchführen. Die Verarbeitung kann anschließend zu dem Schritt 142 zurückkehren, wie durch Pfad 162 gezeigt, um RSSI-Daten und Benutzerstatistiken weiterhin zu erfassen und zu speichern.

8 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die von der Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik 28 durchgeführt werden können, um zu bestimmen, wann eine Einstellung der Anpassungsschaltlogik 111 durchzuführen ist. Die Schritte von FIG. 8 können beispielsweise während der Verarbeitung des Schritts 150 von 7 durchgeführt werden.

In Schritt 170 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine Sequenz von RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit und/oder der Vorrichtungsposition in den erfassten RSSI-Daten 126 identifizieren. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 einen Satz der zuletzt erfassten RSSI-Werte aus den erfassten RSSI-Daten 126 identifizieren.

In Schritt 172 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 Filtervorgänge bei den identifizierten RSSI-Werten durchführen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 ein Benutzer-RSSI-Muster 132 als eine Funktion der Zeit aus den identifizierten RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit herausfiltern. Das Benutzer-RSSI-Muster 132 kann ein werkskalibriertes Muster sein, das während der Herstellung auf der Vorrichtung 10 gespeichert wird, und/oder kann ein Muster sein, das während des normalen Betriebs auf der Vorrichtung 10 gespeichert und aktualisiert wird (z. B. während der Verarbeitung des Schritts 148 von 7). Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine Basislinie aus den erfassten RSSI-Daten herausfiltern, die ansonsten mit dem normalen Betrieb der Vorrichtung 10 durch den Benutzer assoziiert sind. Als ein weiteres Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 einen konstanten Basislinien-RSSI-Wert aus den identifizierten RSSI-Werten herausfiltern.

In Schritt 174 kann die Verarbeitungsschaltlogik bestimmen, ob in den gefilterten RSSI-Werten ein Auslöserereignis vorhanden ist. Als ein Beispiel kann das Auslöserereignis eine kleine Störung in den gefilterten RSSI-Werten sein. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann bestimmen, dass eine kleine Störung vorliegt, wenn ein Teil der gefilterten RSSI-Werte als Funktion der Zeit eine Steigung, die einen positiven Steigungsschwellenwert überschreitet, oder eine Steigung, die kleiner als ein negativer Steigungsschwellenwert ist, aufweist. Als ein weiteres Beispiel kann das Auslöserereignis eine übermäßige Abweichung bei den gefilterten RSSI-Werten sein. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann bestimmen, dass eine übermäßige Abweichung vorliegt, wenn die gefilterten RSSI-Werte Werte einschließen, die kleiner als ein vorbestimmter minimaler Schwellenwert-RSSI-Wert oder größer als ein vorbestimmter maximaler Schwellenwert-RSSI-Wert sind. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die gefilterten RSSI-Werte mit einem oder mehreren vorbestimmten Ereignis-RSSI-Mustern 134 vergleichen, um zu bestimmen, ob eines der Ereignis-RSSI-Muster in den gefilterten RSSI-Werten vorhanden ist. Die vorbestimmten Ereignis-RSSI-Muster 134 können werkskalibrierte Muster sein, die während der Herstellung auf der Vorrichtung 10 gespeichert werden, und/oder können Muster sein, die während des normalen Betriebs auf der Vorrichtung 10 gespeichert und aktualisiert werden (z. B. während der Verarbeitung des Schritts 148 von 7). Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann identifizieren, dass ein Auslöserereignis vorliegt, wenn eine bestimmte Sequenz der gefilterten RSSI-Werte in ausreichendem Maße mit einem gespeicherten Ereignis-RSSI-Muster 134 übereinstimmt, wie beispielsweise einem RSSI-Muster, das mit dem Entfernen oder Anpassen des Bands 16 durch einen Benutzer assoziiert ist. In diesem Szenario kann das Auslöserereignis das Ereignis-RSSI-Muster sein, das in den gefilterten Daten erfasst wurde. Die gespeicherten Ereignis-RSSI-Muster 134 können zum Beispiel Sequenzen von RSSI-Werten einschließen, die dem Tragen der Vorrichtung 10 durch verschiedene Benutzer, dem Straffen oder Lockern des Bands 16, dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Wasser oder Feuchtigkeit an dem Band 16, der Vorrichtung 10 und/oder dem Handgelenk 90, einer Änderung der Position oder Ausrichtung der Vorrichtung 10 am Handgelenk 90 usw. entsprechen.

Falls gewünscht, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 basierend auf einer Kombination der gefilterten RSSI-Werte, der Benutzerstatistiken 128 und/oder anderer Informationen eine Wahrscheinlichkeit berechnen, dass ein Auslöserereignis vorliegt. Wenn die berechnete Wahrscheinlichkeit einen minimalen Wahrscheinlichkeitsschwellenwert überschreitet, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 bestimmen, dass das Auslöserereignis vorliegt. Wenn die berechnete Wahrscheinlichkeit kleiner oder gleich dem minimalen Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 bestimmen, dass kein Auslöserereignis erfasst wird. Als ein Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine relativ große Verschlechterung der gefilterten RSSI-Werte identifizieren (z. B. eine übermäßige Abweichung der RSSI-Werte als eine Funktion der Zeit, die unter einem vorbestimmten minimalen Schwellenwert-RSSI-Wert liegt). Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann diese Informationen mit Informationen kombinieren, die identifizieren, dass die gefilterten RSSI-Werte nachmittags erfasst wurden, während sich die Vorrichtung am Arbeitsplatz des Benutzers befand, um zu bestimmen, dass in den erfassten RSSI-Werten eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit dafür vorliegt, dass ein Auslöserereignis, wie beispielsweise ein Bandwechsel-Auslöserereignis, vorliegt, das mit dem Wechseln des Bands 16 durch den Benutzer assoziiert ist.

Wenn in den gefilterten RSSI-Werten kein Auslöserereignis erfasst wird (z. B., wenn keine kleine Störung, keine übermäßige Abweichung oder kein vorbestimmtes RSSI-Muster vorhanden ist), kann die Verarbeitung zu Schritt 170 zurückkehren, wie durch Pfad 176 gezeigt. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann dann weiterhin nach dem Vorhandensein von Auslöserereignissen in nachfolgend erfassten RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit und/oder der Vorrichtungsposition suchen (z. B., während aktualisierte RSSI-Werte und Benutzerstatistiken während des Vorrichtungsbetriebs erfasst werden). Wenn ein Auslöserereignis erfasst wird, kann die Verarbeitung zu dem optionalen Schritt 180 wechseln, wie durch Pfad 178 gezeigt.

Im optionalen Schritt 180 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die gespeicherten Ereignis-RSSI-Muster 134 basierend auf den gefilterten RSSI-Werten aktualisieren. Zum Beispiel können Sensordaten, Benutzereingaben oder andere Informationen verwendet werden, um zu identifizieren, dass eine bestimmte Benutzeraktion oder ein Umgebungsereignis aufgetreten ist, als das Auslöserereignis erfasst wurde. Das Muster (die Sequenz) der erfassten RSSI-Daten als eine Funktion der Zeit und/oder der Vorrichtungsposition, die mit dieser Benutzeraktion oder diesem Umgebungsereignis assoziiert ist, kann für eine zukünftige Verarbeitung als ein Ereignis-RSSI-Muster 134 auf der Schaltlogik 28 gespeichert werden. Zum Beispiel kann dieses Muster verwendet werden, um ähnliche Auslöserereignisse in der Zukunft zu identifizieren, falls gewünscht. Die Verarbeitung kann anschließend zu Schritt 160 von 7 wechseln, um das Anpassnetzwerk 111 einzustellen.

9 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die durch die Verarbeitungsschaltlogik 28 zur dynamischen Einstellung des Anpassnetzwerks 111 als Reaktion auf das Erfassen eines Auslöserereignisses durchgeführt werden können. Die Schritte von FIG. 9 können beispielsweise während der Verarbeitung des Schritts 160 von 7 durchgeführt werden.

In Schritt 190 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine Einstellung an der Anpassungsschaltlogik 111 durchführen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine oder mehrere Komponenten innerhalb der Schaltlogik 111 steuern, um die Impedanz der Schaltlogik 111 einzustellen.

In Schritt 192 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 zusätzliche RSSI-Werte unter Verwendung der eingestellten Anpassungsschaltlogik erfassen (z. B., während die Anpassungsschaltlogik die eingestellte Impedanz aufweist).

In Schritt 194 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 bestimmen, ob sich die Leistung der Antenne 40 verbessert hat, indem die erfassten zusätzlichen RSSI-Werte mit RSSI-Werten verglichen werden, die vor der Durchführung der Einstellung erfasst wurden. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 bestimmen, dass sich die Antennenleistung verbessert hat, wenn die zusätzlichen RSSI-Werte größer sind als die RSSI-Werte, die vor der Einstellung erfasst wurden. Wenn sich die Antennenleistung nicht verbessert hat (z. B., wenn die in Schritt 192 erfassten zusätzlichen RSSI-Werte kleiner oder gleich den vor der Einstellung erfassten RSSI-Werten sind), kann die Verarbeitung zu Schritt 190 zurückkehren, wie durch Pfad 196 gezeigt, und die Anpassungsschaltlogik kann weiter eingestellt werden. In einer anderen geeigneten Anordnung kann die in Schritt 190 durchgeführte Einstellung rückgängig gemacht werden und kann die Verarbeitung zu Schritt 142 von 7 wechseln. Wenn sich die Antennenleistung verbessert hat, kann die Verarbeitung zu dem optionalen Schritt 200 wechseln, wie durch Pfad 198 gezeigt.

Das Beispiel von 9, in dem die erfassten RSSI-Werte mit zuvor erfassten RSSI-Werten verglichen werden, dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die zusätzlichen RSSI-Werte, die in Schritt 192 erfasst wurden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen. Der vorbestimmte Schwellenwert kann durch Industriestandards, Konstruktionsstandards, Regulierungsstandards, Herstellungsstandards oder durch beliebige andere Mittel bestimmt werden. Der vorbestimmte Schwellenwert kann beispielsweise ein minimaler RSSI-Wert sein, für den eine zufriedenstellende Verbindungsqualität zwischen der Vorrichtung 10 und der externen Ausrüstung 52 aufrechterhalten werden kann. Wenn die zusätzlichen RSSI-Werte größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, kann die Verarbeitung zu dem Schritt optionalen Schritt 200 wechseln, wie durch Pfad 198 gezeigt. Wenn die zusätzlichen RSSI-Werte kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert sind, kann die Verarbeitung zu Schritt 190 zurückkehren, wie durch Pfad 196 gezeigt.

Im optionalen Schritt 200 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die geänderte Einstellung des Anpassnetzwerks als einen Eintrag in den Anpassungseinstellungen 130 speichern (6). Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die gespeicherte Einstellung des Anpassnetzwerks verwenden, um zukünftige Einstellungen an der Schaltlogik 111 durchzuführen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine bestimmte Einstellung des Anpassnetzwerks 130 immer dann verwenden, wenn das entsprechende Auslöserereignis, das die Einstellung der Anpassungsschaltlogik zur Folge hatte, in der Zukunft erfasst wird. Die Verarbeitung kann anschließend zu Schritt 202 wechseln.

In Schritt 202 kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 Kommunikationen unter Verwendung der geänderten Einstellung des Anpassnetzwerks fortsetzen (z. B. kann die Verarbeitung zu Schritt 142 von 7 wechseln). Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine Anzahl von möglichen Einstellungen des Anpassnetzwerks 111 durchlaufen, während weiterhin RSSI-Daten erfasst werden, bis eine Einstellung gefunden wird, die die Antennenleistung verbessert oder optimiert. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. In einer anderen geeigneten Anordnung können die vorbestimmten Anpassungseinstellungen 130 beim Einstellen des Anpassnetzwerks 111 verwendet werden.

10 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die durch die Verarbeitungsschaltlogik 28 zur Einstellung des Anpassnetzwerks 111 basierend auf den vorbestimmten Anpassungseinstellungen 130 als Reaktion auf das Erfassen eines Auslöserereignisses durchgeführt werden können. Die Schritte von FIG. 10 können beispielsweise während der Verarbeitung des Schritts 160 von 7 durchgeführt werden.

Jedes Auslöserereignis kann einen Typ aufweisen, der den Umgebungs-/Antennenbelastungsfaktoren entspricht, die verursacht haben, dass es in den erfassten RSSI-Daten vorhanden ist. In Schritt 210 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 den Typ des Auslöserereignisses identifizieren, das basierend auf den gefilterten RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit und/oder Vorrichtungsposition, der Benutzerstatistiken 128, einer Benutzereingabe, von Sensordaten und/oder der Ereignis-RSSI-Muster 134 erfasst wurde. Die Typen von Auslöserereignissen können Auslöserereignisse einschließen, die damit assoziiert sind, dass der Benutzer den Ort oder die Ausrichtung der Vorrichtung 10 an seinem Handgelenk ändert, der Benutzer den Abstand zwischen seinem Handgelenk und der Antenne 40 anpasst (z. B. durch Straffen oder Lockern des Bands 16), der Benutzer das Band 16 durch ein anderes Band ersetzt, eine anderer Benutzer die Vorrichtung 10 trägt, das Band 16, die Vorrichtung 10 oder das Handgelenk 90 nass oder trocken wird, wenn ein Teil der Kleidung des Benutzers, wie beispielsweise ein Hemdsärmel, zwischen der Vorrichtung 10 und dem Handgelenk 90 angeordnet oder davon entfernt wird, oder mit beliebigen anderen Umgebungsfaktoren assoziiert sind, die die Belastung der Antenne 40 beeinflussen können.

Als ein Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 identifizieren, dass ein mit einem Bandaustausch assoziiertes Auslöserereignis (z. B. ein Auslöserereignis vom Bandaustauschtyp oder Bandaustausch-Auslöserereignis) aufgetreten ist, wenn die gefilterten RSSI-Werte mit einem Ereignis-RSSI-Muster 134 übereinstimmen, das mit dem Austausch des Bands 16 assoziiert ist, wenn ein Bandsensor in der Vorrichtung 10 erfasst, dass das Band 16 ausgetauscht wurde, oder basierend auf beliebigen anderen gewünschten Informationen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 das Auslöserereignis als ein Bandaustausch-Auslöserereignis identifizieren, wenn nachmittags eine relativ große Verschlechterung der gefilterten RSSI-Werte gemessen wird, während sich die Vorrichtung am Arbeitsort des Benutzers befand. Als ein anderes Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 das Entfernen der Vorrichtung 10 durch den Benutzer von seinem Handgelenk als Reaktion auf das Identifizieren, dass die erfassten RSSI-Daten eine schnelle Zunahme der gemessenen RSSI-Werte im Laufe der Zeit einschlössen und dass die Zunahme abends auftrat, nachdem sich der Ort des Benutzers von einem Arbeitsort zu einem Heimort geändert hat (z. B. können die Benutzerstatistiken 128 identifizieren, dass dieser Satz von Bedingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit mit dem Entfernen der Vorrichtung 10 durch den Benutzer von seinem Handgelenk assoziiert ist), als den Typ des Auslöserereignisses identifizieren. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 das Straffen des Bands 16 durch den Benutzer als Reaktion auf das Identifizieren, dass die erfassten RSSI-Werte über eine relativ kurze Zeitspanne abgenommen haben, während außerdem identifiziert wird, dass sich der Vorrichtungsort während dieser Zeitspanne nicht geändert hat, als den Typ des Auslöserereignisses identifizieren. Diese Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen kann die Verarbeitungsschaltlogik 23 jede gewünschte Kombination der erfassten RSSI-Informationen als eine Funktion der Vorrichtungsposition und/oder Zeit, einer Benutzereingabe, von Sensordaten, der Ereignismuster 134 und anderer Benutzerstatistiken 128 zum Identifizieren des Typs des Auslöserereignisses verarbeiten.

In Schritt 212 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine bestimmte Anpassungseinstellung 130 erhalten, die dem identifizierten Typ des Auslöserereignisses entspricht (z. B. eine erste Anpassungseinstellung, wenn identifiziert wird, dass das Auslöserereignis mit dem Austausch des Bands 16 durch den Benutzer assoziiert ist, eine zweite Anpassungseinstellung, wenn identifiziert wird, dass das Auslöserereignis mit dem Nasswerden der Haut des Benutzers assoziiert ist, eine dritte Anpassungseinstellung, wenn identifiziert wird, dass das Auslöserereignis mit dem Tragen der Vorrichtung 10 durch einen anderen Benutzer assoziiert ist, eine vierte Anpassungseinstellung, wenn identifiziert wird, dass das Auslöserereignis mit dem Anordnen der Vorrichtung 10 in der Ausrichtung 94 von 5 assoziiert ist, eine fünfte Anpassungseinstellung, wenn die Vorrichtung 10 in der Ausrichtung 96 von 5 angeordnet wird, usw.). Die erhaltene Anpassungseinstellung 130 kann während der Herstellung der Vorrichtung 10 auf die Vorrichtung 10 geladen werden, um immer dann verwendet zu werden, wenn der entsprechende Typ des Auslöserereignisses erfasst wird, oder die erhaltene Anpassungseinstellung kann während der Verarbeitung des Schritts 148 von 7 in der Verarbeitungsschaltlogik 28 gespeichert werden.

In Schritt 214 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die erhaltene Anpassungseinstellung 130 auf das Anpassnetzwerk 111 anwenden (z. B. kann die Schaltlogik 28 das Anpassnetzwerk 111 so konfigurieren, dass es eine mit der erhaltenen Anpassungseinstellung assoziierte Impedanz aufweist). Die Verarbeitung kann anschließend zu dem optionalen Schritt 216 wechseln.

Im optionalen Schritt 216 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 zusätzliche RSSI-Werte erfassen, während die eingestellte Anpassungsschaltlogik unter Verwendung der erhaltenen Einstellung des Anpassnetzwerks konfiguriert wird. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann bestimmen, ob sich die Leistung der Antenne 40 verbessert hat, indem die erfassten zusätzlichen RSSI-Werte mit RSSI-Werten verglichen werden, die vor der Einstellung erfasst wurden. Wenn sich die Antennenleistung nicht verbessert hat (z. B., wenn die zusätzlichen RSSI-Werte, die in Schritt 216 erfasst wurden, kleiner oder gleich den RSSI-Werten sind, die vor der Einstellung erfasst wurden), kann die Verarbeitung zu Schritt 220 wechseln.

In Schritt 220 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 eine geeignete Aktion durchführen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 zu Schritt 190 von 9 wechseln, um weitere Einstellungen des Anpassnetzwerks zu durchlaufen, bis eine zufriedenstellende Einstellung gefunden wurde. Als ein weiteres Beispiel kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 steuern, um zu der vorherigen Anpassungseinstellung zurückzukehren, und die Verarbeitung kann zu Schritt 142 von 7 wechseln, um Benutzerstatistiken und RSSI-Werte weiterhin zu erfassen und zu verarbeiten. Wenn sich die Antennenleistung verbessert hat (z. B., wenn die zusätzlichen RSSI-Werte, die in Schritt 216 erfasst wurden, größer sind als die RSSI-Werte, die vor der Einstellung erfasst wurden), kann die Verarbeitung zu Schritt 222 wechseln. In Szenarios, in denen der optionale Schritt 216 nicht durchgeführt wird, kann die Verarbeitung direkt von Schritt 214 zu Schritt 224 wechseln.

Das Beispiel von 10, in dem die erfassten RSSI-Werte mit zuvor erfassten RSSI-Werten verglichen werden, dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die zusätzlichen RSSI-Werte, die in Schritt 216 erfasst wurden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen. Wenn die zusätzlichen RSSI-Werte größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, kann die Verarbeitung zu Schritt 224 wechseln, wie durch Pfad 222 gezeigt. Wenn die zusätzlichen RSSI-Werte kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert sind, kann die Verarbeitung zu Schritt 220 wechseln, wie durch Pfad 218 gezeigt.

In Schritt 224 kann die Schaltlogik für drahtlose Kommunikation 34 Kommunikationen unter Verwendung der geänderten Einstellung des Anpassnetzwerks fortsetzen (z. B. kann die Verarbeitung zu Schritt 142 von 7 wechseln). Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die vorbestimmten Anpassungseinstellungen 130 basierend auf den erfassten RSSI-Daten auswählen und verwenden. Dies kann eine schnellere Antenneneinstellung ermöglichen als in Szenarios, in denen die Verarbeitungsschaltlogik 28 verschiedene Einstellungen durchläuft (z. B. wie in 9), es kann aber weniger anpassungsfähig für veränderliche oder unvorhersehbare Umgebungsbedingungen sein (z. B. Bedingungen, für die nicht bereits optimierte Anpassungseinstellungen vorliegen, die mit in der Schaltlogik 28 gespeicherten Einstellungen übereinstimmen).

11 ist ein veranschaulichendes Diagramm von erfassten RSSI-Werten als eine Funktion der Zeit, das zeigt, wie die erfassten RSSI-Daten 126 zum Erfassen des Vorhandenseins eines Auslöserereignisses mit einer vorbestimmten Schwelle verglichen werden können. Wie in 11 gezeigt, stellt die Kurve 230 erfasste RSSI-Werte als eine Funktion der Zeit und an einer festen Position dar (z. B. wie beim Verarbeiten des Schritts 144 von 7 erfasst). Die erfassten RSSI-Werte 230 können sich im Laufe der Zeit ändern, während der Benutzer die Vorrichtung 10 trägt. Relativ kleine Variationen der Werte 230 können eine geringe Auswirkung auf die Gesamtleistung der Antenne 40 haben. Relativ große Variationen können jedoch zu einer unbefriedigenden Antennenleistung führen.

Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die RSSI-Werte 230 verarbeiten, um ein Auslöserereignis zu identifizieren (z. B. während der Verarbeitung des Schritts 174 von 8). Im Beispiel von 11 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die RSSI-Werte 230 mit dem vorbestimmten Schwellenwert RTH vergleichen. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann bestimmen, dass ein Auslöserereignis vorliegt, da die RSSI-Werte 230 den Schwellenwert RTH unterschreiten. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 den Anstieg der RSSI-Werte 230 identifizieren und kann den Anstieg mit einer vorbestimmten Anstiegsschwelle zum Identifizieren des Vorhandenseins des Auslöserereignisses vergleichen. In einer anderen geeigneten Anordnung kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 das Vorhandensein und den Typ des Auslöserereignisses identifizieren, wenn die RSSI-Werte 230 mit einem vorbestimmten Ereignis-RSSI-Muster 134 übereinstimmen. Das Beispiel von 11, in dem RSSI-Werte als eine Funktion der Zeit für einen festen Ort verarbeitet werden, dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 RSSI-Werte als eine Funktion der Position zu einer festen Zeit oder als eine Funktion sowohl der Position als auch der Zeit (z. B. einer mehrdimensionalen Oberfläche von erfassten RSSI-Werten) zum Identifizieren des Vorhandenseins und des Typs eines Auslöserereignisses verarbeiten.

12 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das zeigt, wie die Verarbeitungsschaltlogik 28 erfasste RSSI-Werte unter Verwendung vorbestimmter Benutzer- und Ereignis-RSSI-Muster verarbeiten kann, um das Vorhandensein eines Auslöserereignisses zu identifizieren.

Wie in 12 gezeigt, stellt die Kurve 240 erfasste RSSI-Werte als eine Funktion der Zeit dar (z. B. an einem festen Ort der Vorrichtung). Die Kurve 242 stellt ein bestimmtes Benutzer-RSSI-Muster 132 dar (z. B. RSSI-Werte als eine Funktion der Zeit, wie sie während der Verarbeitung des Schritts 148 von 7 akkumuliert wurden). Das Benutzer-RSSI-Muster 242 kann typische RSSI-Daten als eine Funktion der gleichen Positions- und Zeitwerte anzeigen, die durch die Kurve 240 dargestellt sind. Das Benutzer-RSSI-Muster 242 kann im Laufe der Zeit trainiert und aktualisiert werden, während die Verarbeitungsschaltlogik 28 weiterhin Informationen über das Verhalten des Benutzers erfasst (z. B., wenn die Benutzerstatistiken 128 aktualisiert werden).

Das Benutzer-RSSI-Muster 242 kann verwendet werden, um die erfassten RSSI-Werte 240 zu filtern (z. B. während der Verarbeitung des Schritts 172 von 8). Im Beispiel von 12 wird das Benutzer-RSSI-Muster 242 aus den erfassten RSSI-Werten 240 herausgefiltert (davon subtrahiert), wie durch Pfeil 243 gezeigt, um gefilterte RSSI-Werte 246 zu erzeugen (z. B. kann der Abschnitt 244 der Kurve 240, der mit dem Benutzermuster 242 übereinstimmt, aus der gefilterten Kurve 246 entfernt werden). Auf diese Weise kann das Benutzer-RSSI-Muster 242 als eine Basislinienmessung dienen, ausgehend von der die erfassten RSSI-Werte zum Identifizieren von Auslöserereignissen verarbeitet werden.

Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann die gefilterten RSSI-Werte 246 verarbeiten, um zu bestimmen, ob ein vorbestimmtes Ereignis-RSSI-Muster in den gefilterten Daten vorhanden ist (z. B. während der Verarbeitung des Schritts 174 von 8). Im Beispiel von 12 kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 identifizieren, dass der Abschnitt 250 der gefilterten RSSI-Werte 246 mit einem gegebenen Ereignis-RSSI-Muster 248 übereinstimmt. Das Ereignis-RSSI-Muster 248 kann zum Beispiel während der Verarbeitung des Schritts 180 von 8, während der Verarbeitung des Schritts 148 von 7 oder während der Werkskalibrierung in der Verarbeitungsschaltlogik 28 gespeichert werden. Als ein Beispiel kann das Ereignis-RSSI-Muster 248 ein RSSI-Muster sein, das mit einem Bandstraffen-Auslöserereignis assoziiert ist. Das Vorhandensein des Ereignis-RSSI-Musters 248 in den gefilterten RSSI-Daten 246 kann das Straffen des Bands 16 durch den Benutzer anzeigen. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann anschließend eine Anpassungseinstellung 130 identifizieren, die dem Bandstraffen-Auslöserereignis entspricht (z. B., während der Verarbeitung des Schritts 210 von 10), um diese während einer nachfolgenden Kommunikation zu verwenden (z. B. zumindest bis ein anderes Auslöserereignis erfasst wird). In einer anderen geeigneten Anordnung kann die Verarbeitungsschaltlogik verschiedene Einstellungen des Anpassnetzwerks durchlaufen (z. B. während der Verarbeitung der Schritte von 9), bis eine optimale Anpassungseinstellung gefunden wird. Das Durchführen der Einstellung des Anpassnetzwerks kann es ermöglichen, dass das Anpassnetzwerk 111 die Antenne 40 anpasst, selbst nachdem die Umgebung der Antenne 40 die Antennenbelastung geändert hat (z. B., nachdem sich die Belastung der Antenne infolge des Straffens des Bands 16 geändert hat). Durch ein Bereitstellen einer geeigneten Anpassung für die Antenne 40 kann der Antennenwirkungsgrad unabhängig davon, wie der Benutzer die Vorrichtung 10 trägt, oder unabhängig davon, wer die Vorrichtung 10 trägt, maximiert werden.

Das Beispiel von 12 dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen können die erfassten RSSI-Werte eine beliebige gewünschte Form als eine Funktion der Zeit und/oder des Raums aufweisen. In ähnlicher Weise können das Benutzer-RSSI-Muster 242 und das Ereignis-RSSI-Muster 248 eine beliebige gewünschte Form aufweisen.

13 ist ein Smith-Diagramm, das zeigt, wie sich das Einstellen der Anpassungsschaltlogik 111 unter einer bestimmten Antennenbelastungsbedingung unterschiedlich auf die Antennenleistung auswirken kann. In dem Smith-Diagramm von 13 werden Antennenimpedanzen für die Antenne 40 als eine Funktion verschiedener Betriebsbedingungen gemessen. Eine Antennenimpedanz von fünfzig Ohm ist in dem Diagramm von 13 durch den Impedanzpunkt 260 gekennzeichnet. Eine Antenne mit einer Impedanz nahe dem Punkt 260 kann als gut auf eine Fünfzig-Ohm-Übertragungsleitung in der Vorrichtung 10 (z. B. die Übertragungsleitung 60) abgestimmt betrachtet werden.

Die Antenne 40 kann eine Impedanz innerhalb des Bereichs 264 von 13 aufweisen, wenn sie auf eine erste Einstellung des Anpassnetzwerks abgestimmt ist, während die Vorrichtung 10 unter einer ersten Antennenbelastungsbedingung betrieben wird (z. B., wenn die Vorrichtung 10 in der Position 94 von 5 ausgerichtet ist). Der Bereich 264 ist relativ weit von dem Punkt 260 entfernt, was ein relativ hohes Niveau der Antennenverstimmung anzeigt. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann diese Verstimmung durch ein Erfassen von Phasen- und Größeninformationen unter Verwendung des Kopplers 110 (6) und/oder durch Identifizieren eines Auslöserereignisses in den erfassten RSSI-Daten identifizieren. Um diese Verstimmung zu kompensieren, kann die Steuerschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 einstellen, um die Antenne 40 auf eine zweite Einstellung des Anpassnetzwerks einzustellen, wie durch Pfeil 268 gezeigt (z. B. während der Verarbeitung des Schritts 160 von 7). Nachdem sie auf die zweite Einstellung des Anpassnetzwerks eingestellt wurde, kann die Antenne 40 eine Impedanz innerhalb des Bereichs 262 aufweisen. Der Bereich 262 ist näher an dem Punkt 260 als der Bereich 264, was ein niedrigeres Niveau der Antennenverstimmung anzeigt, als wenn sie unter der zweiten Einstellung des Anpassnetzwerks betrieben wird, die mit dem Bereich 262 assoziiert ist. Auf diese Weise kann die Steuerschaltlogik 28 die Verstimmung der Antenne 40 kompensieren, die durch das variable Maß der Antennenbelastung verursacht wird, die damit assoziiert ist, dass der Benutzer die Vorrichtung 10 in unterschiedlichen Ausrichtungen trägt.

Die Antenne 40 kann jedoch eine unterschiedliche Impedanz aufweisen, wenn die Vorrichtung 10 in der Position 96 von 5 ausgerichtet ist. Wenn der Benutzer die Ausrichtung der Vorrichtung 10 von der Ausrichtung 94 zu der Ausrichtung 96 ändert, kann sich die Impedanz der Antenne 40 zu einem Bereich verschieben, der weiter von dem Punkt 260 entfernt ist, wie beispielsweise dem Bereich 264, wie durch Pfad 266 gezeigt, was ein relativ hohes Niveau der Antennenverstimmung anzeigt. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann anschließend diese Verstimmung identifizieren und kann die Anpassungsschaltlogik 111 auf die erste Einstellung des Anpassnetzwerks einstellen. Dies kann die Impedanz der Antenne 40 näher zum Punkt 260 verschieben, um die Verstimmung der Antenne 40 zu reduzieren. Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 aktiv einstellen, um Belastungsvariationen der Antenne 40 während des normalen Betriebs zu kompensieren. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Im Allgemeinen kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Anpassungsschaltlogik 111 einstellen, um jegliche Änderungen der Antennenbelastung aufgrund eines beliebigen geeigneten Ereignisses zu kompensieren (z. B., wenn der Benutzer das Band wechselt, der Benutzer das Band 16 strafft, ein anderer Benutzer mit einer anderen Handgelenkphysiologie die Vorrichtung 10 trägt, Wasser mit dem Handgelenk 90 oder der Vorrichtung 10 in Kontakt kommt oder jegliche andere Variation in der Betriebsumgebung der Antenne 40 auftritt).

14 ist ein Diagramm von veranschaulichenden Antennenfrequenzantworten, die von einer Antenne gezeigt werden können, wenn sie unter verschiedenen Einstellungen der Impedanzanpassungsschaltlogik betrieben wird, gemäß einer Ausführungsform. Insbesondere stellt 14 die Antennenantwort (Spannungsstehwellenverhältnis, Voltage Standing Wave Ratio, VSWR) als eine Funktion der Betriebsfrequenz dar. Wie in 14 gezeigt, stellt die durchgezogene Kurve 270 die Antwort der Antenne 40 dar, wenn sie unter einer ersten Einstellung des Anpassnetzwerks und einer ersten Antennenbelastungsbedingung betrieben wird. Zum Beispiel kann die Kurve 270 damit assoziiert sein, dass ein erster Benutzer die Vorrichtung 10 trägt, während das Anpassnetzwerk 111 auf die erste Einstellung eingestellt ist. Die Antenne 40 kann eine relativ hohe Antwort für Mittelbandfrequenzen (MB-Frequenzen) und Hochbandfrequenzen (HB-Frequenzen), aber eine relativ niedrige und verstimmte Antwort bei Niederbandfrequenzen (LB-Frequenzen) aufweisen.

Die gestrichelte Kurve 272 kann die Antwort der Antenne 40 darstellen, wenn sie unter der ersten Einstellung des Anpassnetzwerks und einer zweiten Antennenbelastungsbedingung betrieben wird. Zum Beispiel kann die Kurve 272 damit assoziiert sein, dass ein zweiter Benutzer die Vorrichtung 10 trägt, während das Anpassnetzwerk 111 auf die erste Einstellung eingestellt ist. In diesem Szenario kann die Antenne 40 eine relativ hohe Antwort bei Niederbandbandfrequenzen aufweisen (z. B. aufgrund unterschiedlicher Physiologien zwischen dem ersten und dem zweiten Benutzer, die die Antenne 40 unterschiedlich belasten). Wenn der erste Benutzer die Vorrichtung 10 trägt, kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die relativ niedrige Antwort der Antenne 40 bei den Niederbandbandfrequenzen erfassen (z. B. unter Verwendung von Phasen- und Größenmessungen und/oder RSSI-Werten wie in Verbindung mit Schritt 150 von 7). Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann anschließend das Anpassnetzwerk 111 auf eine zweite Einstellung einstellen, die den Unterschied in der Antennenbelastung kompensiert, der sich daraus ergibt, dass der erste Benutzer die Vorrichtung 10 trägt. Nach dem Einstellen des Anpassnetzwerks 111 auf die zweite Einstellung kann die Antenne 40 eine ähnliche Antwort auf die Kurve 272 aufweisen, wenn die Vorrichtung 10 durch den ersten Benutzer getragen wird. Wenn der erste Benutzer die Vorrichtung 10 dem zweiten Benutzer zum Tragen geben sollte, kann die Antwort der Antenne 40 zu der Antwort wechseln, die durch die Kurve 270 dargestellt ist. Die Verarbeitungsschaltlogik 28 kann diese Änderung erfassen und kann dann das Anpassnetzwerk 111 zurück auf die erste Einstellung einstellen. Nachdem das Anpassnetzwerk 111 auf die erste Einstellung eingestellt wurde, kann die Antenne 40 eine Antwort aufweisen, wie durch die Kurve 272 gezeigt. Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltlogik 28 die Schaltlogik 111 aktiv einstellen, um Änderungen der Antennenbelastung und Verstimmung in Echtzeit zu kompensieren.

Das Beispiel von 14 ist lediglich veranschaulichend. Im Allgemeinen kann die Antenne 40 in einer beliebigen gewünschten Anzahl von verschiedenen Frequenzbändern betrieben werden und kann eine beliebige gewünschte Antwort als eine Funktion der Betriebsfrequenz aufweisen. Die Antenne 40 kann infolge einer Änderung der Umgebungsbedingungen verstimmt werden. Während die Beispiele von 1-14 in Verbindung mit einer Armbanduhrvorrichtung beschrieben sind, können ähnliche Vorgänge von beliebigen gewünschten elektronischen Vorrichtungen durchgeführt werden.

Die Vorgänge der Vorrichtung 10 (z. B. die Vorgänge von 7-10) können von der Steuerschaltlogik 28 durchgeführt werden. Während des Betriebs kann diese Steuerschaltlogik (die manchmal als Verarbeitungsschaltlogik, Verarbeitung und Speicher, Rechenausrüstung, ein Computer usw. bezeichnet wird) dazu konfiguriert sein, die Verfahren von 7-10 und/oder andere Vorgänge durchzuführen (z. B. unter Verwendung von dedizierter Hardware und/oder unter Verwendung von Softwarecode, der auf Hardware, wie beispielsweise der Steuerschaltlogik 28, ausgeführt wird). Softwarecode zum Durchführen dieser Vorgänge kann auf nicht-transitorischen (greifbaren) computerlesbaren Speichermedien gespeichert sein. Der Softwarecode kann manchmal als Software, Daten, Programmanweisungen, Anweisungen oder Code bezeichnet werden. Das nicht-transitorische computerlesbare Speichermedium kann einen nicht-flüchtigen Speicher, wie beispielsweise einen nicht-flüchtigen Direktzugriffsspeicher (Non-Volatile Random-Access Memory, NVRAM), eine oder mehrere Festplatten (z. B. magnetische Laufwerke oder Festkörperlaufwerke), ein oder mehrere entfernbare Flash-Laufwerke oder andere Wechselmedien, andere computerlesbare Medien oder Kombinationen dieser computerlesbaren Medien einschließen. Auf dem nicht-transitorischen computerlesbaren Speichermedium gespeicherte Software kann auf der Verarbeitungsschaltlogik der Steuerschaltlogik 28 ausgeführt werden. Die Verarbeitungsschaltlogik kann anwendungsspezifische integrierte Schaltungen mit Verarbeitungsschaltlogik, einen oder mehrere Mikroprozessoren oder anderer Verarbeitungsschaltlogik einschließen.

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben einer am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung eine an einer Vorderseite der elektronischen Vorrichtung gebildete Anzeige, eine an einer Rückseite der elektronischen Vorrichtung gebildete dielektrische hintere Gehäusewand, eine Antenne und eine Verarbeitungsschaltlogik, wobei das Verfahren bereitgestellt wird, das das Empfangen von Hochfrequenzsignalen von externer Ausrüstung durch die dielektrische hintere Gehäusewand der Antenne, das Erfassen von Informationen über ein Belastungsmaß der Antenne durch ein externes Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand mit der Verarbeitungsschaltlogik und das Einstellen der Antenne mit der Verarbeitungsschaltlogik, um eine Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, einschließt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt das Erfassen der Informationen über das Belastungsmaß der Antenne das Erfassen von Werten eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) basierend auf den von der externen Ausrüstung durch die dielektrische hintere Gehäusewand empfangenen Hochfrequenzsignalen ein und schließt das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, das Einstellen der Antenne basierend auf den erfassten RSSI-Werten ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Erfassen der Informationen über das Belastungsmaß der Antenne das Speichern von Erfassungszeiten, die mit jedem der erfassten RSSI-Werte assoziiert sind, und das Speichern von Erfassungspositionen der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung, die mit jedem der erfassten RSSI-Werte assoziiert sind, ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, das Einstellen der Antenne basierend auf den erfassten RSSI-Werten, den gespeicherten Erfassungszeiten und den gespeicherten Erfassungspositionen der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Erfassen der Informationen über das Belastungsmaß das Erfassen von Phasen- und Größenmessungen einer Impedanz der Antenne auf der Grundlage von Hochfrequenzsignalen, die durch eine Hochfrequenz-Senderschaltlogik an der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung zu der Antenne übertragen werden, ein und schließt das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, das Einstellen der Antenne basierend auf den erfassten Phasen- und Größenmessungen der Impedanz der Antenne ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und eine Impedanzanpassungsschaltlogik, die zwischen der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und der Antenne gekoppelt ist, ein, und schließt das Einstellen der Antenne, um die Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, das Einstellen einer Impedanz der Impedanzanpassungsschaltlogik ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Antenne eine abstimmbare Komponente ein und schließt das Einstellen der Antenne, um eine Änderung des Belastungsmaßes der Antenne durch das externe Objekt durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu kompensieren, das Einstellen der abstimmbaren Komponente ein.

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine am Körper tragbare elektronische Vorrichtung gegenüberliegende Vorder- und Rückseiten, wobei die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung bereitgestellt wird, die eine dielektrische hintere Gehäusewand, die die Rückseite der elektronischen Vorrichtung bildet, eine Anzeige mit einer Anzeigeabdeckungsschicht, die die Vorderseite der elektronischen Vorrichtung bildet, ein Antennenresonanzelement, das aus Leiterbahnen gebildet ist, die die dielektrische hintere Gehäusewand überlappen, wobei das Antennenresonanzelement einer Belastung durch äußere Objekte durch die dielektrische hintere Gehäusewand ausgesetzt ist, eine Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik, die zum Senden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen durch die dielektrische hintere Gehäusewand unter Verwendung des Antennenresonanzelements konfiguriert ist, eine Impedanzanpassungsschaltung, die zwischen dem Antennenresonanzelement und der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik gekoppelt ist, und eine Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik, die dazu konfiguriert ist, die Impedanzanpassungsschaltung als Reaktion auf das Erfassen einer Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements durch die dielektrische hintere Gehäusewand einzustellen, einschließt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung einen Empfangspfad, der zwischen der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik und der Impedanzanpassungsschaltlogik gekoppelt ist, und eine Empfangssignalstärke-Messschaltlogik, die mit dem Empfangspfad gekoppelt ist, ein, wobei die Empfangssignalstärke-Messschaltlogik dazu konfiguriert ist, Empfangssignalstärkeinformationen basierend auf Hochfrequenzsignalen auf dem Empfangspfad zu erzeugen, und die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik dazu konfiguriert ist, die Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements basierend auf den erzeugten Empfangssignalstärkeinformationen zu erfassen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die erzeugten Empfangssignalstärkeinformationen Werte eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI), mit jedem der RSSI-Werte assoziierte Erfassungszeiten und mit jedem der RSSI-Werte assoziierte Erfassungspositionen der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik dazu konfiguriert, die Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements zu erfassen, indem bestimmt wird, ob die RSSI-Werte mit einem vorbestimmten Muster von RSSI-Werten übereinstimmen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik einen Zellulartelefon-Sendeempfänger ein, der dazu konfiguriert ist, unter Verwendung des Antennenresonanzelements Signale mit Frequenzen zwischen 700 MHz und 960 MHz durch die dielektrische hintere Gehäusewand zu senden und zu empfangen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung Metallgehäuseseitenwände, die sich von der dielektrischen hinteren Gehäusewand zur Anzeigeabdeckungsschicht erstrecken, einen ersten Antennenspeiseanschluss, der mit Leiterbahnen gekoppelt ist, wobei die Leiterbahnen auf der dielektrischen hinteren Gehäusewand strukturiert sind, einen zweiten Antennenspeiseanschluss, der mit den Metallgehäuseseitenwänden verbunden ist, und eine Hochfrequenzübertragungsleitung, die die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik mit dem ersten und dem zweiten Antennenspeiseanschluss koppelt, ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Antennenresonanzelement dazu konfiguriert, einen Wellenleiter mit einem Handgelenk eines Benutzers zu bilden, während der Benutzer die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung trägt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die am Körper tragbare elektronische Vorrichtung eine Leistungsverstärkerschaltlogik, die mit der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik gekoppelt ist, einen Hochfrequenzkoppler, der zwischen der Leistungsverstärkerschaltlogik und der Impedanzanpassungsschaltlogik gekoppelt ist, und einen Rückkopplungspfad, der zwischen dem Hochfrequenzkoppler und der Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik gekoppelt ist, ein, wobei die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik dazu konfiguriert ist, Phasen- und Größenmessungen einer Impedanz des Antennenresonanzelements basierend auf Rückkopplungssignalen, die durch die Hochfrequenz-Sendeempfänger-Schaltlogik von dem Hochfrequenzkoppler über den Rückkopplungspfad empfangen werden, zu erfassen, und wobei die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik ferner dazu konfiguriert ist, die Änderung der Belastung des Antennenresonanzelements basierend auf den erfassten Phasen- und Größenmessungen zu erfassen.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben einer am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung mit einer an einer Vorderseite der elektronischen Vorrichtung gebildeten Anzeige, einer an einer Rückseite der elektronischen Vorrichtung gebildeten dielektrischen hinteren Gehäusewand, einer Antenne, einer mit der Antenne gekoppelten Impedanzanpassungsschaltlogik und einer Verarbeitungsschaltlogik bereitgestellt, die das Empfangen von Hochfrequenzsignalen von externen Vorrichtungen durch die dielektrische hintere Gehäusewand mit der Antenne, das Erfassen und Speichern von Werten eines Stärkenanzeigers eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) und entsprechenden RSSI-Erfassungszeiten basierend auf den empfangenen Hochfrequenzsignalen mit der Verarbeitungsschaltlogik, das Akkumulieren von Benutzerstatistiken, die mit dem Betrieb der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung durch einen Benutzer im Laufe der Zeit assoziiert sind, mit der Verarbeitungsschaltlogik, das Verarbeiten der akkumulierten Benutzerstatistiken, der gespeicherten RSSI-Werte und der gespeicherten RSSI-Erfassungszeiten zum Erfassen eines Auslöserereignisses mit der Verarbeitungsschaltlogik und, als Reaktion auf das Erfassen des Auslöserereignisses, das Einstellen der Impedanzanpassungsschaltung mit der Verarbeitungsschaltlogik einschließt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließen die akkumulierten Benutzerstatistiken ein Benutzer-RSSI-Muster ein, und die Verarbeitung der akkumulierten Benutzerstatistiken, der gespeicherten RSSI-Werte und der gespeicherten RSSI-Erfassungszeiten schließt das Herausfiltern des Benutzer-RSSI-Musters aus den gespeicherten RSSI-Werten, um gefilterte RSSI-Werte zu erzeugen, und das Erfassen des Auslöserereignisses basierend auf den gefilterten RSSI-Werten ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die Benutzerstatistiken ein Ereignis-RSSI-Muster ein, das mit einer Änderung der Belastung der Antenne durch die dielektrische hintere Gehäusewand assoziiert ist, und das Erfassen des Auslöserereignisses schließt das Erfassen einer Sequenz von RSSI-Werten in den gefilterten RSSI-Werten, die mit dem Ereignis-RSSI-Muster übereinstimmen, ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Einstellen der Impedanzanpassungsschaltlogik das Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, eine eingestellte Impedanz aufzuweisen, das Erfassen eines zusätzlichen RSSI-Werts aus den empfangenen Hochfrequenzsignalen, während die Impedanzanpassungsschaltlogik die eingestellte Impedanz aufweist, das Bestimmen, ob sich die Hochfrequenzleistung der Antenne verbessert hat, basierend auf dem erfassten zusätzlichen RSSI-Wert, als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich die Hochfrequenzleistung der Antenne nicht verbessert hat, das Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, eine zusätzliche eingestellte Impedanz aufzuweisen, und, als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich die Hochfrequenzleistung der Antenne verbessert hat, das Speichern einer Anpassungseinstellung, die mit der eingestellten Impedanz assoziiert ist, auf einer Speicherschaltlogik ein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt das Einstellen der Impedanzanpassungsschaltlogik das Abrufen einer mit dem Ereignis-RSSI-Muster assoziierten Anpassungseinstellung von der Speicherschaltlogik an der am Körper tragbaren elektronischen Vorrichtung, wobei die Anpassungseinstellung eine eingestellte Impedanz identifiziert, das Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, die eingestellte Impedanz aufzuweisen, das Erfassen eines zusätzlichen RSSI-Werts aus den empfangenen Hochfrequenzsignalen, während die Impedanzanpassungsschaltlogik die eingestellte Impedanz aufweist, das Bestimmen, ob der zusätzliche RSSI-Wert einen minimalen RSSI-Schwellenwert überschreitet, und, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der zusätzliche RSSI-Wert einen minimalen RSSI-Schwellenwert nicht überschreitet, das Steuern der Impedanzanpassungsschaltlogik, eine zusätzliche eingestellte Impedanz aufzuweisen, ein.

Das Vorstehende dient lediglich der Veranschaulichung, und verschiedene Modifikationen können an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 15442463 [0001]