具有指紋傳感器和可調諧混合天線的電子設備的制作方法

背景技術：

本專利整體涉及電子設備，并且更具體地涉及具有部件諸如無線部件和傳感器的電子設備。

電子設備通常包括具有天線的無線電路。例如，蜂窩電話、計算機和其他設備通常包含用于支持無線通信的天線。傳感器和其他電子部件通常也被包括在電子設備中。

形成具有期望屬性的電子設備天線結構可具有挑戰性。在一些無線設備中，導電外殼結構、傳感器和其他電子部件的存在可能影響天線性能。如果外殼結構或電子部件沒有被適當地配置并且干擾了天線操作，則天線性能可能不令人滿意。設備尺寸也可能影響性能。可能很難在緊湊型設備中實現期望的性能水平，尤其是在該緊湊型設備具有導電外殼結構時。

因此，期望能夠為電子設備諸如包括導電外殼結構的電子設備提供改善的無線電路和電子部件。

技術實現要素：

本專利提供了一種可具有無線電路和部件諸如傳感器的電子設備。該電子設備可具有金屬外殼，該金屬外殼具有由間隙分隔開的第一平面后壁部分和第二平面后壁部分。導電結構可橋接該間隙，以使第一后壁部分和第二后壁部分電耦接。該第一后壁部分可形成天線接地部。該第二后壁部分可形成所述天線接地部的延伸部分。

該無線電路可包括混合倒F形縫隙天線。該天線可具有由通過開口與第二后壁部分分隔開的周邊外殼結構形成的倒F形天線諧振元件。該開口可形成天線的C形縫隙天線諧振元件。

該傳感器可包括指紋傳感器。該指紋傳感器可耦接到按紐中的按鈕構件。該指紋傳感器以及按鈕的其他部分可與第二平面后壁部分重疊，以使對天線操作的干擾最小化。

阻抗匹配電路可耦接到天線，以使天線的阻抗匹配發射線。與開關串聯耦接的電感器可耦接到天線。可使用被插置在收發器與天線之間的耦接器來實時測量天線阻抗。基于天線阻抗測量、傳感數據或其他信息，控制電路可確定外部對象諸如用戶的手何時鄰近天線。隨后可利用開關將電感器切換成不使用，以確保天線令人滿意地進行調諧。

附圖說明

圖1為根據實施方案的示例性電子設備的透視圖。

圖2為根據實施方案的電子設備中的示例性電路的示意圖。

圖3為根據實施方案的示例性無線電路的示意圖。

圖4為根據實施方案的示例性倒F形天線的示意圖。

圖5為根據本專利的實施方案的示例性縫隙天線的示意圖。

圖6為根據實施方案的示例性混合倒F形縫隙天線的圖示。

圖7為根據實施方案的示例性可調諧天線電路的圖示。

圖8為根據實施方案的示出了使用可調諧阻抗匹配網絡進行的天線調諧可如何用于在用戶的手與天線之間存在接觸的情況下維持期望的天線性能水平的史密斯圖。

圖9為根據實施方案的示出了電子部件諸如指紋傳感器可如何被定位在用于形成混合天線的一部分的接地層延伸部上方的圖示。

圖10為根據實施方案的具有橋接電介質間隙的導電結構的電子設備的示例性端部的內部頂視圖。

圖11為具有根據權利要求10所述類型的導電結構的電子設備的示例性端部的外視圖。

圖12為根據實施方案的示例性電子設備的橫截面側視圖，該示例性電子設備具有電子部件諸如與和天線相關聯的接地層延伸部重疊的指紋傳感器。

具體實施方式

電子設備諸如圖1的電子設備10可具有電子部件和無線通信電路。該無線通信電路可包括一個或多個天線并且可用于支持多個無線通信頻帶上的無線通信。電子部件諸如傳感器可與無線通信電路中的天線重疊。例如，指紋傳感器可被安裝在其中指紋傳感器與天線接地層的延伸部分重疊的位置。該位置可有助于使指紋傳感器與天線之間的干擾最小化，同時允許指紋傳感器用于捕獲指紋。

該無線通信電路的天線可包括環形天線、倒F形天線、帶狀天線、平面倒F形天線、縫隙天線、包括多于一種類型的天線結構的混合天線、或其他合適的天線。如果需要，則天線的導電結構可由導電的電子設備結構形成。導電的電子設備結構可包括導電的外殼結構。該外殼結構可包括周邊結構諸如圍繞電子設備的周邊延伸的周邊導電結構。該周邊導電結構可用作平面結構諸如顯示器的框，可用作設備外殼的側壁結構，可具有從一體式平面后外殼向上延伸的部分(例如，形成垂直平面側壁或彎曲側壁)，和/或可形成其他外殼結構。可被可形成在周邊導電結構中的間隙將該周邊導電結構分成多個周邊段。這些段中的一個或多個段可用于形成電子設備10的一個或多個天線。天線也可使用由導電外殼結構諸如金屬外殼中間板部結構和其他內部設備結構形成的天線接地層而形成。外殼后壁結構可用于形成天線結構諸如天線接地部。

電子設備10可以是便攜式電子設備或其他合適的電子設備。例如，電子設備10可以是膝上型計算機、平板電腦、稍小的設備(諸如腕表設備、掛式設備、頭戴式設備、耳機設備、或其他可穿戴設備、或微型設備)、手持設備(諸如蜂窩電話、媒體播放器、或其他小型便攜式設備)。設備10也可以是電視、機頂盒、臺式計算機、計算機已集成到其中的計算機監視器、或其他合適的電子設備。

設備10可包括外殼諸如外殼12。外殼12(有時可稱為殼體)可由塑料、玻璃、陶瓷、纖維復合材料、金屬(如，不銹鋼、鋁等)、其他合適的材料或這些材料的組合形成。在一些情況下，外殼12的部分可由電介質或其他低導電率材料來形成。在其他情況下，外殼12或構成外殼12的結構中的至少一些結構可由金屬元件形成。

如果需要，設備10可具有顯示器諸如顯示器14。外殼12的后面可具有平面外殼壁。外殼后壁可由填充有塑料或其他電介質的間隙分成第一部分和第二部分。導電結構可使第一部分和第二部分電耦接在一起。顯示器14可被安裝在設備10的與外殼后壁相對的正面上。顯示器14可為并入了電容式觸摸電極或者可對觸摸不敏感的觸摸屏。

顯示器14可包括由發光二極管(LED)、有機LED(OLED)、等離子單元、電潤濕像素、電泳像素、液晶顯示器(LCD)部件或其他合適的圖像像素結構形成的圖像像素。顯示器覆蓋層諸如透光玻璃或塑料的層可覆蓋顯示器14的表面。按鈕諸如按鈕24可穿過該覆蓋層中的開口。該覆蓋層還可具有其他開口，諸如用于揚聲器端口26的開口。

外殼12可包括周邊外殼結構諸如結構16。結構16可圍繞設備10和顯示器14的周邊延伸。在其中設備10和顯示器14具有帶有四條邊的矩形形狀的構型中，結構16可使用具有帶有四條對應邊的矩形環的周邊外殼結構來實現(作為一個示例)。周邊結構16或周邊結構16的一部分可用作顯示器14的框(例如，環繞顯示器14的所有四個側面和/或有助于將顯示器14固持到設備10的修形裝飾件)。如果需要，周邊結構16還可形成設備10的側壁結構(例如，通過形成具有垂直側壁、彎曲側壁的金屬帶等)。

周邊外殼結構16可由導電材料諸如金屬形成，并且因此有時可被稱為周邊導電外殼結構、導電外殼結構、周邊金屬結構或周邊導電外殼構件(作為示例)。周邊外殼結構16可由金屬諸如不銹鋼、鋁或其他合適的材料形成。一種、兩種或多于兩種單獨的結構可用于形成周邊外殼結構16。

周邊外殼結構16不一定具有一致的橫截面。例如，如果需要，周邊外殼結構16的頂部可具有有助于將顯示器14保持在適當位置的向內突起的唇緣。如果需要，周邊外殼結構16的底部還可具有加大的唇緣(例如，在設備10的背面的平面內)。周邊外殼結構16可具有基本上直的垂直側壁、可具有彎曲的側壁、或可具有其他合適的形狀。在一些構型中(例如，當周邊外殼結構16用作顯示器14的框時)，周邊外殼結構16可圍繞外殼12的唇緣延伸(即，周邊外殼結構16可僅覆蓋外殼12的環繞顯示器14的邊緣，而不覆蓋外殼12的側壁的剩余部分)。

如果需要，外殼12可具有導電的背面。例如，外殼12可由金屬諸如不銹鋼或鋁或形成。外殼12的背面可位于與顯示器14平行的平面中。在設備10的其中外殼12的背面由金屬形成的構型中，可能期望將周邊導電外殼結構16的一部分形成為外殼結構的形成外殼12的背面的一體式部分。例如，設備10的外殼后壁可由平面金屬結構形成，并且周邊外殼結構16的位于外殼12各側面上的部分可形成為該平面金屬結構的垂直延伸的一體式金屬部分。如果需要，諸如這些外殼結構可由金屬塊機加工而成和/或可包括裝配在一起以形成外殼12的多個金屬件。外殼12的平面后壁可具有一個或多個、兩個或更多個、或三個或更多個部分。

顯示器14可包括導電結構，諸如電容式電極陣列、用于尋址像素元件的導電線路、驅動電路等。外殼12可包括內部結構，諸如金屬框構件、跨越外殼12的壁的平面外殼構件(有時稱為中間板)(即，焊接或以其他方式連接在構件16的相對側之間的由一個或多個零件形成的基本上為矩形的片材)、印刷電路板、和其他內部導電結構。這些導電結構(其可用于形成設備10中的接地層)可被定位在外殼12的位于顯示器14的有效區域AA(例如，顯示器14的包含用于顯示圖像的顯示模塊的部分)下方的中心中。

在區域22和20中，可在設備10的導電結構內形成開口(例如，位于周邊導電外殼結構16和相對的導電接地結構諸如導電外殼中間板或外殼后壁結構、印刷電路板、以及顯示器14和設備10中的導電電子部件之間)。這些開口(其有時可稱為間隙)可填充有空氣、塑料和其他電介質。

導電外殼結構和設備10中的其他導電結構諸如中間板、印刷電路板上的跡線、顯示器14和導電電子部件可用作設備10中的天線的接地層。區域20和22中的開口可用作開放式或封閉式縫隙天線中的縫隙，可用作環形天線中的由材料的導電路徑環繞的中心電介質區域，可用作將天線諧振元件(例如條狀天線諧振元件或倒F形天線諧振元件)與接地層分開的間隙，可向寄生天線諧振元件賦予性能，或可以其他方式用作在區域20和22中形成的天線結構的一部分。如果需要，位于顯示器14的有效區域AA下方的接地層和/或設備10中的其他金屬結構可具有延伸到設備10端部的各個部件中的部分(例如，接地部可朝向區域20和22中的填充有電介質的開口延伸)。

一般來講，設備10可包括任何適當數量的天線(例如，一個或多個，兩個或更多個，三個或更多個，四個或更多個，等等)。設備10中的天線可沿設備外殼的一個或多個邊緣位于伸長的設備外殼的相對的第一端部和第二端部處(例如，位于圖1的設備10的端部20和22處)、位于設備外殼的中心中、位于其他適當位置中、或位于這些位置中的一個或多個位置中。圖1中的布置僅為示例性的。

周邊外殼結構16的各個部分可具有間隙結構。例如，周邊外殼結構16可具有一個或多個間隙，諸如圖1所示的間隙18。周邊外殼結構16中的間隙可填充有電介質，諸如聚合物、陶瓷、玻璃、空氣、其他電介質材料或這些材料的組合。間隙18可將周邊外殼結構16分為一個或多個周邊導電段。例如，在周邊外殼結構16中可具有兩個周邊導電段(例如，在具有兩個間隙的布置中)、三個周邊導電段(例如，在具有三個間隙的布置中)、四個周邊導電段(例如，在具有四個間隙的布置中，等等)。通過這種方式形成的周邊導電外殼結構16的段可形成設備10中的天線的各個部分。如果需要，間隙可延伸跨過外殼12的后壁的寬度，并且可刺穿外殼12的后壁以將后壁分成多個不同部分。聚合物或其他電介質可填充這些外殼間隙(凹槽)。

在典型的場景中，設備10可具有上部天線和下部天線(作為一個示例)。例如，上部天線可在區域22中的設備10的上端處形成。例如，下部天線可在區域20中的設備10的下端處形成。天線可單獨用于覆蓋相同的通信頻帶、重疊的通信頻帶或單獨的通信頻帶。天線可用于實現天線分集方案或多輸入多輸出(MIMO)天線方案。

設備10中的天線可用于支持感興趣的任何通信頻帶。例如，設備10可包括用于支持局域網通信、語音和數據蜂窩電話通信、全球定位系統(GPS)通信或其他衛星導航系統通信、通信等的天線結構。

在圖2中示出了可用于圖1所示的設備10的示例性部件的示意圖。如圖2所示，設備10可包括控制電路諸如存儲和處理電路28。存儲和處理電路28可包括存儲裝置，諸如硬盤驅動器存儲裝置、非易失性存儲器(如，被配置為形成固態驅動器的閃存存儲器或其他電可編程只讀存儲器)、易失性存儲器(如，靜態隨機存取存儲器或動態隨機存取存儲器)，等等。存儲和處理電路28中的處理電路可被用于控制設備10的操作。該處理電路可基于一個或多個微處理器、微控制器、數字信號處理器、專用集成電路等。

存儲和處理電路28可用于運行設備10上的軟件，諸如互聯網瀏覽應用程序、互聯網語音協議(VOIP)電話呼叫應用程序、電子郵件應用程序、媒體回放應用程序、操作系統功能等。為了支撐與外部裝置的交互，存儲和處理電路28可用于實現通信協議。可使用存儲和處理電路28實現的通信協議包括互聯網協議、無線局域網絡協議(例如，IEEE 802.11協議—有時被稱為)、用于其他近程無線通信鏈路的協議諸如協議、蜂窩電話協議、MIMO協議、天線分集協議等。

輸入-輸出電路30可包括輸入-輸出設備32。輸入-輸出設備32可用于允許將數據供應到設備10并且允許將數據從設備10提供到外部設備。輸入-輸出設備32可包括用戶接口設備、數據端口設備和其他輸入-輸出部件。例如，輸入-輸出設備可包括觸摸屏、沒有觸摸傳感器功能的顯示器、按鈕、操縱桿、滾輪、觸摸板、小鍵盤、鍵盤、麥克風、相機、按鈕、揚聲器、狀態指示器、光源、音頻插孔和其他音頻端口部件、數字數據端口設備、光傳感器、運動傳感器(加速度計)、電容傳感器、接近傳感器、指紋傳感器(例如，與按鈕諸如圖1的按鈕24成一體的指紋傳感器)等。

輸入-輸出電路30可包括用于與外部設備進行無線通信的無線通信電路34。無線通信電路系統34可包括由一個或多個集成電路、功率放大器電路、低噪聲輸入放大器、無源射頻(RF)部件、一個或多個天線、傳輸線和用于處理射頻(RF)無線信號的其他電路形成的射頻(RF)收發器電路。也可使用光(例如，使用紅外通信)來發送無線信號。

無線通信電路34可包括用于處理各種射頻通信頻帶的射頻收發器電路90。例如，電路34可包括收發器電路36,38和42。收發器電路36可針對(IEEE 802.11)通信來處理2.4GHz和5GHz頻帶，并且可處理2.4GHz 通信頻帶。電路34可使用蜂窩電話收發器電路38來處理各頻率范圍內的無線通信，諸如從700MHz至960MHz的低通信頻帶、從1710MHz至2170MHz的中頻帶以及從2300MHz至2700MHz的高頻帶，或700MHz與2700MHz之間的其他通信頻帶或其他合適的頻率(作為示例)。電路38可處理語音數據和非語音數據。如果需要，無線通信電路34可包括用于其他近程和遠程無線鏈路的電路。例如，無線通信電路34可包括60GHz收發器電路、用于接收電視信號和無線電信號的電路、尋呼系統收發器、近場通信(NFC)電路等。無線通信電路34可包括全球定位系統(GPS)接收器設備，諸如用于接收1575MHz下的GPS信號或者用于處理其他衛星定位數據的GPS接收器電路42。在和鏈路以及其他近程無線鏈路中，無線信號通常用于在幾十或幾百英尺范圍內傳送數據。在蜂窩電話鏈路和其他遠程鏈路中，無線信號通常用于在幾千英尺或英里范圍內傳送數據。

無線通信電路系統34可包括天線40。可使用任何合適的天線類型來形成天線40。例如，天線40可包括具有諧振元件的天線，該諧振元件由環形天線結構、貼片天線結構、倒F形天線結構、縫隙天線結構、平面倒F形天線結構、螺旋形天線結構、這些設計的混合等形成。可針對不同的頻帶和頻帶組合而使用不同類型的天線。例如，在形成本地無線鏈路天線時可使用一種類型的天線，并且在形成遠程無線鏈路天線時可使用另一種類型的天線。

如圖3所示，無線電路34中的收發器90可使用路徑諸如路徑92而耦接到天線結構40。無線電路34可耦接到控制電路28。控制電路28可耦接到輸入-輸出設備32。輸入-輸出設備32可從設備10提供輸出并且可接收來自位于設備10外部的來源的輸入。

為了提供具有覆蓋的感興趣信頻率的能力的天線結構諸如天線40，天線40可被提供有電路諸如濾波器電路(例如，一個或多個無源濾波器和/或一個或多個可調諧濾波器電路)。可將離散部件諸如電容器、電感器和電阻器結合到濾波器電路中。電容結構、電感結構和電阻結構也可由圖案化的金屬結構(例如，天線的一部分)形成。如果需要，天線40可被提供有可調節電路諸如可調諧部件102，以在感興趣的通信頻帶上對天線進行調諧。可調諧部件102可以是可調諧濾波器或可調諧阻抗匹配網絡的一部分，可以是天線諧振元件的一部分，可跨越天線諧振元件與天線接地部之間的間隙等。可調諧部件102可包括可調諧電感器、可調諧電容器或其他可調諧部件。可調諧部件諸如這些部件可基于以下各項的開關和網絡：固定部件、產生相關聯的分布式電容和電感的分布式金屬結構、用于產生可變電容值和電感值的可變固態設備、可調諧濾波器或者其他合適的可調諧結構。在設備10的操作期間，控制電路28可在一個或多個路徑諸如路徑93上發布用于調節電感值、電容值或者與可調諧部件102相關聯的其他參數的控制信號，從而對天線結構40進行調諧以覆蓋期望的通信頻帶。

路徑92可包括一個或多個發射線。例如，圖3的信號路徑92可為具有正信號導體諸如線94和接地信號導體諸如線96的發射線。線94和線96可形成同軸電纜或者微帶發射線的部分(作為示例)。由多個部件諸如電感器、電阻器和電容器形成的匹配網絡可用于使天線40的阻抗與發射線92的阻抗匹配。匹配網絡部件可被提供作為離散部件(例如，表面安裝技術部件)或者可由外殼結構、印刷電路板結構、塑料支架上的跡線等形成。部件諸如這些部件還可被用于形成天線40中的濾波器電路并且可以是可調諧部件和/或固定部件。

發射線92可耦接到與天線結構40相關聯的天線饋電結構。例如，天線結構40可形成倒F形天線、縫隙天線、混合倒F形天線、或者具有帶有正天線饋電端子諸如端子98和接地天線饋電端子諸如接地天線饋電端子100的天線饋電部的其他天線。正發射線導體94可耦接到正天線饋電端子98并且接地發射線導體96可耦接到接地天線饋電端子92。如果需要，可使用其他類型的天線饋電布置。圖3的示例性饋電配置僅是示例性的。

定向耦接器諸如耦接器95可插入發射線路徑92中。控制電路28和收發器電路90可使用定向耦接器95來采集關于天線40(或天線40的一部分)的阻抗的相位信息和幅度信息。通過使用耦接器95或其他電路來采集關于天線40的阻抗的實時信息，控制電路28可確定天線40何時被外部對象加載(例如，當用戶的手在天線40附近并且因此影響天線40的阻抗時)。響應于檢測到用戶的手或其他外部對象在天線40附近，控制電路28可采取糾正措施。例如，控制電路28可調節可調節電感器或其他可調諧部件102，以確保天線40根據需要來操作。如果需要，控制電路28可使用來自接近傳感器(例如，參見圖2的傳感器32)的信息、所接收的信號強度信息或其他信息來確定天線40何時由于附近外部對象的存在而受到影響。使用來自定向耦接器95的天線反饋僅僅是示例性的。

圖4為可用于實現設備10的天線40的示例性倒F形天線結構的圖示。圖4的倒F形天線40具有天線諧振元件106和天線接地部(接地層)104。天線諧振元件106可具有主諧振元件臂諸如臂108。可選擇臂108和/或臂108的各個部分的長度，使得天線40在期望的工作頻率下諧振。例如，臂108的長度可以是天線40的期望工作頻率下的波長的四分之一。天線40也可在諧波頻率下表現出諧振。

主諧振元件臂108可通過返回路徑110耦接到接地部104。天線饋電部112可包括正天線饋電端子98和接地天線饋電端子100，并且可在臂108與接地部104之間平行于返回路徑110延伸。如果需要，倒F形天線(諸如圖4的示例性天線40)可具有多于一個諧振臂分支(例如，用于形成多頻率諧振以支持多個通信頻帶中的操作)或可具有其他天線結構(例如，寄生天線諧振元件、用于支持天線調諧的可調諧部件等)。例如，臂108可具有從饋電部112和返回路徑110向外延伸的左分支和右分支。

天線40可包括縫隙天線諧振元件。例如，如圖5所示，天線40可以是具有開口的縫隙天線，該開口諸如在天線接地部104內形成的縫隙114。縫隙114可填充有空氣、塑料和/或其他電介質。縫隙114的形狀可以是直的或可具有一個或多個彎曲部(即，縫隙114可具有沿循曲折路徑的伸長形狀)。天線40的天線饋電部可包括正天線饋電端子98和接地天線饋電端子100。饋電端子98和100可例如位于縫隙114的相對側上(例如，相對的長邊上)。基于縫隙的天線諧振元件(諸如圖5的縫隙天線諧振元件114)可在多個頻率下發生天線諧振，其中天線信號的波長等于縫隙的周長。在窄縫隙中，縫隙天線諧振元件的諧振頻率與縫隙長度等于波長的一半的信號頻率相關聯。可使用一個或多個可調諧部件諸如可調諧電感器或可調諧電容器來調諧縫隙天線頻率響應。這些部件的端子可耦接到縫隙的相對側(即，可調諧部件可橋接縫隙)。如果需要，可調諧部件的端子可耦接到沿縫隙114的其中一側的長度的相應位置。也可使用這些布置的組合。

如果需要，天線40可結合有導電設備結構，諸如外殼12的各個部分。例如，周邊導電結構16可包括多個部分，諸如圖6的段16B和16E。周邊導電結構16E可以是沿天線接地層104的左邊和右邊延伸的導電結構(例如，外殼側壁，其與外殼12的后部分隔開或者是外殼12的從外殼12的后壁向上延伸的一體式部分)。接地層104可由金屬外殼中間板構件的各個部分、金屬外殼后壁、顯示器14的導電部分或其他導電的天線接地結構形成。周邊導電結構16B可沿設備10的端部(例如，在圖6的示例中為設備10的下部周邊邊緣)延伸并且可具有沿設備10的左邊和右邊的節段延伸的較短部分。

沿設備10的周邊，結構16B和16E可被間隙諸如間隙18分隔開。間隙18可填充有電介質諸如聚合物。接地層104可具有延伸部分諸如延伸部分104E，該延伸部分延伸到結構16B與接地層104的剩余部分之間的空間中(即，接地部的由顯示器14形成的一部分、金屬外殼中間板，和/或外殼12的平面后壁的中心部分)。

在圖6的示例中，天線40已在設備10的下端20處形成。這僅是示例性的。天線諸如圖6的天線40可在設備10的相對端處形成，或不同的天線可在設備10的每一端處形成。也可使用設備10的具有多于兩個天線的構型。

天線40可以是混合天線，諸如具有縫隙天線部分和倒F形天線部分的混合倒F形縫隙天線。接地部104(包括接地層延伸部104E)可形成天線40的天線接地部。圖6的天線40的縫隙部分可由周邊導電結構16B與接地部104的接地層延伸部104E之間的縫隙114形成。縫隙114可具有如圖6所示的C形形狀(即，縫隙114可以是沿設備10和外殼12的周邊邊緣延伸的C形縫隙)或可具有帶有彎曲部的其他縫隙形狀。如果需要，也可使用具有彎曲部的直縫隙來形成天線40。圖6的天線40的倒F形部分可由倒F形諧振元件諸如周邊導電結構16B和接地部104(接地層延伸部104E)形成。

導電路徑諸如印刷電路或塑料載體上的金屬條或金屬跡線可形成天線40的倒F形部分的返回路徑110。返回路徑110可平行于饋電部112而耦接在結構16B與接地部104之間。天線調諧可由可調諧電路(例如，可調諧阻抗匹配電路或在天線饋電部112中的饋電端子98和100處耦接到天線40的其他電路)和/或由可調諧部件諸如可調節電感器120提供。可調諧電感器120可跨越由縫隙開口114形成的電介質間隙并且可平行于饋電部112耦接在結構16B與接地延伸部104E之間。可調諧電感器120可被調節以調諧與天線40的低通信頻帶相關聯的頻率或可用于對天線40作出其他天線調諧調節。可存在與間隙18相關聯的電容。如果需要，固定電感器或可調諧電感器可耦接在間隙18兩端以抵消與間隙18相關聯的電容。

如結合圖4的倒F形天線諧振元件106的諧振元件臂108所述的，周邊導電外殼結構16B可形成覆蓋一個或多個所關注的通信頻帶的倒F形天線諧振元件。例如，周邊導電外殼結構16B可具有可支持低通信頻帶(例如，覆蓋700MHz至960MHz的頻率或其他頻率范圍的頻帶)下的諧振的第一部分諸如圖6的部分LB和可支持中頻率(“中頻帶”)通信頻帶(例如，涵蓋1710MHz至2170MHz的頻率或其他頻率范圍的頻帶)下的諧振的第二部分諸如圖6的部分MB。縫隙114可用作縫隙諧振元件，該縫隙諧振元件支持高通信頻帶(例如，涵蓋2300MHz至2700MHz的頻率或其他頻率范圍的頻帶)下的諧振。低頻、中頻和高頻可介于700MHz與2700MHz之間的頻率范圍或其他合適的頻率范圍內。如果需要，可使用其他倒F形縫隙混合天線構型。圖6的其中混合天線的倒F形部分支持低頻通信頻帶和中頻通信頻帶并且其中縫隙天線諧振元件支持高頻帶通信的示例僅僅是示例性的。

發射線92可具有50歐姆的阻抗或其他合適的阻抗。為了有助于使天線40的阻抗與發射線92的阻抗匹配并且由此提高天線性能，設備10可具有阻抗匹配電路。例如，阻抗匹配電路諸如圖7的匹配電路138可耦接在正天線饋電端子98與接地天線饋電端子100之間。接地端子136可耦接到接地部104(例如，延伸部104E)。匹配電路126可包括形成阻抗匹配網絡的一個或多個部件，諸如電感器、電容器和電阻器。匹配電路126可耦接在端子98與端子100之間。可調諧電感器120(圖6)可使用切換電路128和電感器諸如電感器130,132和134來實現，該可調諧電感器可如圖6所示耦接在縫隙114上。電感器130,132和134可具有不同的值或這些電感器中的兩者或更多者可具有相同的值。切換電路128可將電感器中的一個或多個電感器切換成使用以調節可調節電感器120的總電感。例如，控制電路28可調節切換電路128以調節電感器120的電感，使得天線40可覆蓋所需的通信頻帶(例如，電感器120可被調節以調諧低頻帶)。

切換電路(開關)124和電感器122可串聯連接并且可耦接到天線40(例如，在饋電端子或其他位置處)。例如，開關124和電感器122可耦接在間隙18中的一個間隙兩端(或可提供多個此類可切換電感器)。開關124可由控制電路28控制并且可用于將電感器122切換成使用和不使用，以補償在天線40附近(例如，在一個或多個間隙18附近)的外部對象存在的情況下的潛在天線失諧。當鄰近天線40不存在手或其他外部對象的情況下進行操作期間，開關124可被閉合并且電感器122可被切換成使用。當間隙18附近(即，鄰近天線40)存在用戶的手或其他外部對象時，間隙18的電容可上升。電容的這種上升有可能使天線40失諧。用戶的手的存在可使用接近傳感器(例如，電容接近傳感器、基于光的接近傳感器等)、使用溫度傳感器、使用相機、使用阻抗測量電路(例如，來自定向耦接器95的反饋)實時測量天線40或天線40的一部分的阻抗來檢測，或者使用其他檢測技術來檢測。

由于用戶的握持有可能使天線失諧，因此每當檢測到在天線40附近存在外部對象時，可將開關124置于斷開狀態。當開關124響應于檢測到鄰近天線40的用戶的手或其他外部對象的存在而被斷開時，電感器122將被切換成不使用并且天線40的頻率響應(調諧)將根據需要得以保持。

圖8為示出了使用切換電路諸如開關124來將電感器122切換成使用和不使用的影響的史密斯圖。發射線92可具有50歐姆的阻抗(作為一個示例)，如通過阻抗140示出的。當天線40正常操作時(在700MHz與2700MHz之間的頻率范圍或其他頻率范圍內)，天線40可表現出阻抗諸如示例性阻抗142。阻抗142可與圖7的電感器122的使用相關聯(即，當電感器122通過閉合開關124而切換成使用時，天線40將具有阻抗142)。

根據需要，阻抗142與發射線阻抗140密切匹配。在存在一個或多個間隙18的情況下(即，在天線40附近)放置用戶的手或其他外部對象時，除非開關124斷開并且電感器122切換成不使用，否則天線阻抗142可失諧至阻抗146。當開關124斷開并且電感器122切換成不使用以響應于檢測到在間隙18附近存在用戶的手或其他外部對象(即，檢測到用戶的手鄰近天線40)而調節天線40的操作時，天線40將表現出令人滿意的阻抗144。因此，使用開關124將電感器122分別基于用戶的手的不存在或存在而切換成使用和不使用可確保天線40不會失諧不可接受的量。

圖9示出了電子部件可如何被安裝在天線40附近而不干擾天線40的性能。在圖9的示例中，按鈕24已具有指紋傳感器諸如指紋傳感器152。指紋傳感器152可包括金屬外環諸如環150或提供交流電信號的其他電極。環150可圍繞中心區域156。指紋傳感器電極154可在區域156中以一維或二維陣列形成。當用戶將手指放在區域156上時，信號可被從環150注入用戶的手指中并被區域156中的電極陣列154拾取。這允許指紋傳感器152測量用戶手指的指紋圖案。從指紋傳感器152捕獲的指紋或其他數據可使用柔性印刷電路158上的金屬信號跡線而被傳送到控制電路28。

柔性印刷電路158的末端部分諸如部分160可與接地部104的延伸部分104E重疊。由于部分160上的金屬跡線和指紋傳感器152的金屬結構與接地層延伸部104E重疊，因此天線40正確地操作，而不會由于指紋傳感器152的存在而受到干擾。在圖9的示例中，指紋傳感器152與延伸部分104E重疊并且被安裝在柔性印刷電路上，該柔性印刷電路在設備10的中心在延伸部分104E與接地部104之間延伸。這僅是示例性的。指紋傳感器152可位于設備10的在接地層延伸部104E上的其他部分或與接地部104重疊的其他地方。

圖10示出了接地層延伸部104E可如何通過短接結構164短接到接地層104。短接結構164可包括導電結構166諸如金屬箔條、金屬外殼結構、一個或多個柔性印刷電路上的金屬跡線、塑料載體上的激光直接成型金屬跡線、電介質載體上的其他金屬、金屬夾、多個長度的金屬線或使接地層104電耦接到接地層延伸部104E的其他導電結構。在這種類型的布置中，接地層104和接地層延伸部104E可由機加工后的金屬零件(例如，平面金屬結構諸如外殼12的平面后壁的相應部分)形成。導電結構166可使用焊料、焊縫、導電粘合劑、螺釘或其他緊固件或其他導電耦接結構耦接在接地層104與接地層延伸部104E之間。

金屬外殼12可具有間隙諸如圖10的間隙114和162。這些間隙可以填充有塑料或其他電介質。間隙114可使接地層延伸部104E與周邊金屬外殼結構16B分隔開。間隙162可使金屬外殼12的形成結構104E的平面后壁部分與金屬外殼12的形成接地部104的平面后壁部分分隔開。間隙162可使用短接結構164來橋接。短接結構使外殼的形成接地部104和接地延伸部104E的部分電耦接，使得接地延伸部104E用作接地部104的延伸部。

圖10的短接結構164可在設備10的內部形成。當從設備10的外部查看時，間隙114和間隙162可看起來如圖11所示。如圖11所示，間隙114和162可填充有電介質材料諸如塑料。塑料可與外殼12的外表面齊平。間隙162中的塑料可覆蓋內部結構諸如短接結構164并且因此可使這些內部結構隱藏不可見。

圖12為設備10的橫截面側視圖，其示出了指紋傳感器152可如何形成于在設備10的與接地延伸部104E重疊的一部分中的按鈕24內。如圖12所示，顯示器14可具有顯示器覆蓋層諸如顯示器覆蓋層178和顯示模塊諸如顯示模塊180。顯示器覆蓋層178可由透光玻璃層、透明塑料層或其他透明材料形成。顯示模塊180可以是液晶顯示器模塊，可以是有機發光二極管顯示器模塊，或者可包括使用其他類型的顯示技術形成的顯示層。顯示模塊180可位于設備10的中心，從而與外殼12的與接地層104相關聯的一部分重疊。圖1的有效區域AA可覆蓋圖12的顯示模塊180。

圖12的接地層104可由導電結構諸如外殼12、顯示模塊180、金屬中間板(圖12中未示出)、印刷電路板上的金屬跡線等形成。例如，接地層104可由外殼12的后壁的第一平面部分形成。顯示模塊180可與天線接地部的中心部分(即，接地部104的與延伸接地部分104E通過間隙162分隔開的部分)重疊，而不與延伸接地部分104E重疊。顯示器覆蓋層178可與接地部104的與顯示模塊180重疊的一部分和延伸接地部分104E兩者重疊。延伸接地部分104E可由外殼12的后壁的第二平面部分形成。

塑料可用于填充外殼12的形成接地層104的部分與外殼12的形成接地層延伸部104E的部分之間的間隙162。導電結構166可使接地層延伸部104E電連接到接地層104中的外殼12。支撐結構諸如結構184和插座174可形成接收陽型連接器182的陰型連接器(例如，耦接到電纜端部或其他附件的連接器)。按鈕24可與接收插塞182的連接器重疊(即，按鈕24可與插塞插座174重疊)。周邊導電結構16B可在外殼12的端部(即，外殼12的下端)處形成外殼壁。可在周邊導電結構16B中形成開口以容納連接器182。

按鈕24可由按鈕構件諸如被金屬邊飾150(例如，金屬環)圍繞的按鈕構件170形成。按鈕構件170可由電介質諸如塑料或玻璃(作為示例)形成。按鈕24可包括指紋傳感器152。指紋傳感器152可被安裝在按鈕構件170下方(作為一個示例)。在操作期間，傳感器152中的指紋傳感器電極154可通過按鈕構件170的電介質電容而耦接至用戶的手指。按鈕24中的金屬環150可提供交流電信號，該交流電信號在指紋捕獲操作期間通過用戶的手指耦接到電極154。傳感器152可耦接至柔性印刷電路158上的金屬跡線。

按鈕24可具有開關諸如開關172。開關172可被安裝在指紋傳感器152的下表面上，使得按鈕24和按鈕24中的指紋傳感器152與開關172重疊(作為一個示例)。當在向下方向上(朝向設備10的內部)按壓按鈕24(即，按鈕構件170)時，開關172將被壓在按鈕構件170與底層結構諸如插座174或其他支撐結構之間。當受壓時，按鈕24將改變狀態(即，按鈕24將由于開關170的致動而從打開狀態轉變到關閉狀態，或者反之亦然)。開關170可以是彈片開關或其他合適的開關。如果需要，可使用按鈕24的使用電容性觸摸傳感器實現按鈕功能的構型(例如，無開關按鈕)。由于按鈕24和按鈕24中的指紋傳感器152與接地層延伸部104E重疊，因此天線40的操作不會由于按鈕24和指紋傳感器152的存在而受到干擾。

根據一個實施方案，提供了一種電子設備，該電子設備包括：外殼，該外殼具有周邊導電結構；混合倒F形縫隙天線，該混合倒F形縫隙天線具有天線接地部和由倒F形天線諧振元件形成的倒F形天線部分，該倒F形天線諧振元件由周邊導電結構形成，該混合倒F形縫隙天線具有由倒F形天線諧振元件與天線接地部之間的開口形成的縫隙天線部分，并且天線接地部具有鄰近縫隙的延伸部分；天線饋電部，該天線饋電部為倒F形天線部分和縫隙天線部分兩者饋電；以及指紋傳感器，該指紋傳感器與天線接地部的延伸部分重疊。

根據另一個實施方案，電子設備包括柔性印刷電路，指紋傳感器被安裝到該柔性印刷電路，并且柔性印刷電路的指紋傳感器被安裝在其上的一部分與天線接地部的延伸部分重疊。

根據另一個實施方案，外殼具有金屬后壁并且天線接地部由該金屬后壁形成。

根據另一個實施方案，天線接地部的延伸部分由該金屬后壁形成。

根據另一個實施方案，電子設備包括具有開關的按鈕。

根據另一個實施方案，該按鈕與天線接地部的延伸部分重疊。

根據另一個實施方案，指紋傳感器被安裝在該按鈕內。

根據另一個實施方案，金屬后壁具有由填充有塑料的間隙分隔開并且通過導電結構電耦接的第一平面部分和第二平面部分，第一部分形成天線接地部的至少一部分，并且第二部分形成天線接地部的延伸部分。

根據另一個實施方案，電子設備包括連接器插座，按鈕與該連接器插座重疊。

根據另一個實施方案，開口為具有沿周邊導電結構延伸的一部分的C形縫隙。

根據另一個實施方案，電子設備包括具有與天線接地部重疊而不與線接地部的延伸部分重疊的顯示模塊并且具有與顯示模塊和天線接地部的延伸部分重疊的顯示器覆蓋層的顯示器。

根據另一個實施方案，縫隙為沿外殼的周邊邊緣延伸的C形縫隙，并且天線饋電部在C形縫隙的相對側上具有第一饋電端子和第二饋電端子。

根據另一個實施方案，電子設備包括電感器和開關，該電感器和開關串聯連接并且耦接到混合倒F形縫隙天線，該開關被配置為將電感器切換成使用和不使用，以補償由于鄰近混合倒F形縫隙天線的外部對象的存在而導致的天線的失諧。

根據一個實施方案，提供了一種電子設備，該電子設備包括：具有后壁的金屬外殼，該后壁具有由填充有電介質的間隙分隔開的第一后壁部分和第二后壁部分；導電結構，該導電結構橋接間隙并將第一后壁部分電耦接到第二后壁部分；以及指紋傳感器，該指紋傳感器與第二后壁部分重疊。

根據另一個實施方案，電子設備包括天線，后壁形成該天線的天線接地部，并且該天線接地部具有由第二后壁部分形成的延伸接地部分。

根據另一個實施方案，天線包括由延伸接地部分和金屬外殼中的周邊導電結構之間的開口形成的縫隙天線諧振元件。

根據另一個實施方案，該開口為C形縫隙。

根據另一個實施方案，電子設備包括：饋電端子，該饋電端子耦接到周邊導電結構，該周邊導電結構形成天線中的倒F形天線諧振元件，用于調諧天線的通信頻帶的可調節電感器耦接在周邊導電結構與延伸接地部分之間；以及開關和電感器，該開關和電感器串聯耦接并且耦接到天線，該開關被配置為響應于確定鄰近天線存在外部對象而將電感器切換成不使用。

根據一個實施方案，提供了一種電子設備，該電子設備包括：混合倒F形縫隙天線，該混合倒F形縫隙天線具有倒F形天線諧振元件、縫隙天線諧振元件和天線接地部；以及開關和電感器，該開關和電感器耦接到混合倒F形縫隙天線，該開關被配置為響應于檢測到用戶的手鄰近天線而將電感器切換成不使用。

根據另一個實施方案，該電子設備包括與天線接地部的一部分重疊的指紋傳感器。

根據另一個實施方案，縫隙天線諧振元件由使倒F形天線諧振元件與天線接地部的一部分分隔開的C形縫隙形成。

根據另一個實施方案，該電子設備包括耦接在縫隙天線諧振元件兩端并且調諧混合倒F形縫隙天線的低通信頻帶的可調節電感器。

以上內容僅是示例性的，并且本領域的技術人員可在不脫離所述實施方案的范圍和實質的情況下作出各種修改。上述實施方案可單獨實施或可以任意組合實施。