電子設(shè)備的天線組件的制作方法
【專利摘要】一種電子設(shè)備的天線組件，所述天線組件包括：導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(1)，用于至少容納電子設(shè)備的電路板；天線，形成為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的縫隙(2)；饋電元件，用于通過(guò)電磁耦合向天線饋電，所述饋電元件放置在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(1)和電路板(3)之間，并且定向?yàn)檠由炜邕^(guò)所述縫隙(2b)，所述饋電元件與印刷電路板上的饋電線相連。
【專利說(shuō)明】電子設(shè)備的天線組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子設(shè)備的天線組件。具體地而非排他地，本發(fā)明涉及一種無(wú)線電子 設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備的天線組件，所述無(wú)線電子設(shè)備例如是互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、解碼器或其他網(wǎng)絡(luò)無(wú) 線設(shè)備，所述移動(dòng)設(shè)備例如是"智能電話"、平板或類似設(shè)備。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將縫隙 天線集成到電子設(shè)備的機(jī)械部分中。本發(fā)明還涉及終端設(shè)備和包括這種天線組件的通信設(shè) 備。

【背景技術(shù)】
[0002] 在網(wǎng)絡(luò)中使用的通信設(shè)備，例如用于連接到因特網(wǎng)或無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備日 益成為多模式和多標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。因此，這些設(shè)備要求使用集成到一個(gè)設(shè)備中的若干種不同的 天線。在尺寸減小的設(shè)備中包含若干天線增加了機(jī)械限制和性能限制。實(shí)際上，天線應(yīng)當(dāng) 能夠在存在可能干擾它們輻射性能的許多機(jī)械部件和電子部件的情況下操作。此外，天線 在設(shè)備中的位置也是一個(gè)挑戰(zhàn)。相對(duì)于輻射性能，需要解決在不同頻率范圍內(nèi)操作的射頻 系統(tǒng)之間的隔離問(wèn)題。因此，在MIM0(多輸入多輸出）系統(tǒng)中使用低ECC(包絡(luò)相關(guān)系數(shù)）， MIM0系統(tǒng)的天線完全隔離以響應(yīng)于所使用的信道的最大容量。此外，天線增益是無(wú)線系統(tǒng) 性能中的關(guān)鍵參數(shù)。此外，生產(chǎn)天線的成本也是要考慮的重要因素。由于前述理由而設(shè)計(jì) 了本發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的第一方面提出了一種電子設(shè)備的天線組件，所述天線組件包括：導(dǎo)電結(jié) 構(gòu)，用于至少容納電子設(shè)備的電路板；天線，形成為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的縫隙；饋電元件，用于通 過(guò)電磁耦合向天線饋電，所述饋電元件放置在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和電子設(shè)備的電路板之間，并且定 向?yàn)榕c所述縫隙交叉，所述饋電元件與印刷電路板上的饋電線相連。
[0004] 在實(shí)施例中，所述縫隙包括第一輻射部分和從所述第一輻射部分延伸的第二激勵(lì) 部分，所述第二激勵(lì)部分配置為與所述饋電元件電磁耦合。
[0005] 在實(shí)施例中，所述外殼包括形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的底部的底板和形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的前側(cè)的 側(cè)板，所述縫隙的第一輻射部分形成于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的前側(cè)中，并且所述縫隙的第二激勵(lì)部分 形成于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的底板中。
[0006] 在實(shí)施例中，第一輻射部分具有朝著第二激勵(lì)部分向內(nèi)逐漸變細(xì)的錐形形狀。在 實(shí)施例中，第二激勵(lì)部分具有線型形狀。
[0007] 在實(shí)施例中，饋電元件定向?yàn)檠由炜邕^(guò)縫隙的第二激勵(lì)部分。
[0008] 在實(shí)施例中，縫隙的激勵(lì)部分和饋電元件放置在電路板的接地面中的對(duì)應(yīng)開口之 上。
[0009] 在實(shí)施例中，饋電元件放置為與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和電路板分別相距預(yù)定的距離。
[0010] 在實(shí)施例中，通過(guò)由絕緣材料制成的隔離物將饋電元件保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0011] 在實(shí)施例中，縫隙的激勵(lì)部分從前側(cè)沿底板線性地延伸。
[0012] 在實(shí)施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)形成了用于電子設(shè)備的電子部件的接地基準(zhǔn)板。
[0013] 本發(fā)明的第二方面提出了一種包括天線組件的電子通信設(shè)備，包括：電路板，具有 饋電線；導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，用于容納電路板；天線，形成為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的縫隙；饋電元件，用于通過(guò) 電磁耦合向天線饋電，所述饋電元件放置在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和電子設(shè)備的電路板之間，并且定向 為延伸跨過(guò)所述縫隙，所述饋電元件與印刷電路板上的饋電線相連。
[0014] 在實(shí)施例中，印刷電路板包括接地面，所述接地面具有與饋電元件和所述縫隙的 第二激勵(lì)部分對(duì)準(zhǔn)放置的開口。
[0015] 在實(shí)施例中，電子設(shè)備是網(wǎng)關(guān)設(shè)備或機(jī)頂盒。
[0016] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，將縫隙天線集成到電子設(shè)備的導(dǎo)電材料外殼或者接地基準(zhǔn) 板中。通過(guò)使用非接觸式接口從電子設(shè)備的印刷電路板激勵(lì)輻射元件。
[0017] 本發(fā)明的另一個(gè)方面提出了一種用于電子設(shè)備的天線，包括至少一個(gè)導(dǎo)電材料的 外殼和具有接地面的印刷電路板，其特征在于通過(guò)在所述導(dǎo)電材料外殼中實(shí)現(xiàn)的縫隙來(lái)形 成天線，使用放置在導(dǎo)電材料外殼和印刷電路板之間以便與所述縫隙交叉的導(dǎo)電條帶、通 過(guò)電磁符合來(lái)向天線供電，所述條帶與在印刷電路板上實(shí)現(xiàn)的饋電線以及具有相對(duì)于縫隙 和條帶的開口的接地面相連。
[0018] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，條帶保持在與外殼和印刷電路板分別相距預(yù)定的距離。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)由絕緣材料制成的隔離物將條帶保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0020] 在實(shí)施例中，所述外殼由第一板和與所述第一板連接的至少一個(gè)第二板形成。通 過(guò)延伸到所述第一板中在所述第二板中產(chǎn)生所述狹縫。
[0021] 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及通信終端，所述通信終端包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的任 一實(shí)施例的至少一個(gè)天線。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 現(xiàn)在將僅作為示例并且參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：
[0023] 圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的天線的外殼的透視圖。
[0024] 圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的天線組件和印刷電路板的透視圖。
[0025] 圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的天線組件和印刷電路板的頂視圖。
[0026] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的天線組件和印刷電路板的垂直截面圖。
[0027] 圖4和圖5以圖形方式示出了隨頻率而變化的曲線，給出了通過(guò)對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí) 施例的天線進(jìn)行仿真獲得的性能。
[0028] 圖6A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的天線的示意性圖。
[0029] 圖6B和6C以圖形方式示出了圖6A的天線的輻射圖案。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 將參考在2. 4GHz頻帶中工作的國(guó)內(nèi)網(wǎng)的電子設(shè)備來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該 理解的是本發(fā)明不局限于這種特定類型的設(shè)備，并且可以應(yīng)用于任意無(wú)線通信設(shè)備。在示 例性電子設(shè)備中，典型地使用金屬板結(jié)構(gòu)作為屏蔽和/或作為接地基準(zhǔn)板。這種金屬板結(jié) 構(gòu)的作用是獲得包括多個(gè)電子部件、連接器和其他電路在內(nèi)的電子設(shè)備的電磁兼容性。金 屬板結(jié)構(gòu)用作元件的接地基準(zhǔn)，并且可以減少干擾信號(hào)。本發(fā)明的實(shí)施例使用這種金屬板 結(jié)構(gòu)來(lái)生產(chǎn)縫隙天線，并且通過(guò)非接觸式接口來(lái)向這種天線供電。
[0031] 圖1是導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1的透視圖，形成了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子設(shè)備的外殼或接地 基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1由金屬材料組成，并且包括形成底板la的第一下部金屬板la以及 從底板la垂直延伸以形成前板lb和側(cè)板lc的側(cè)板lb、lc。金屬層形成導(dǎo)電材料的開口外 殼結(jié)構(gòu)1，提供接地基準(zhǔn)板結(jié)構(gòu)的功能。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)用作屏蔽。縫 隙天線2形成于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1中，并且包括輻射部分2a和激勵(lì)部分2b。輻射部分包括在前板 lb中形成的開口縫隙2a。開口縫隙2a具有從側(cè)板lb的邊緣朝向底板la向內(nèi)逐漸變細(xì)的 錐形形式，并且通過(guò)底板la中的線型縫隙2b延伸，形成了激勵(lì)部分2b。線型縫隙2b用于 通過(guò)與饋電條帶4的電磁f禹合來(lái)向縫隙天線2饋電，所述饋電條帶4定向?yàn)檠由炜邕^(guò)線型 縫隙2b?？p隙天線2b終止于短路的位置。
[0032] 圖2A和2B示意性地說(shuō)明了包括圖1的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1的天線組件和在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)1中 布置的電子設(shè)備的印刷電路板PCB3。PCB3按照已知的方式由電介質(zhì)材料的至少一個(gè)襯 底構(gòu)成，特征在于在襯底的一個(gè)面上的導(dǎo)電材料層形成了接地面，而在襯底的相對(duì)一側(cè)的 面上印刷的導(dǎo)電材料層提供微帶饋電線3c。
[0033]PCB3的接地面具有與激勵(lì)狹縫2b和饋電條帶4分別對(duì)應(yīng)定位的開口 3a、3b。
[0034] 圖3是示出了實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)1中實(shí)現(xiàn)的縫隙天線2的供電的原件的示意性 側(cè)視圖。饋電條帶4布置在PCB3和導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)1的底板la之間。將絕緣材料（例如 塑料）的隔離物5安裝在導(dǎo)電外殼結(jié)構(gòu)1的底板la和印刷電路板3之間。在所示實(shí)施例 中，通過(guò)饋電條帶4周圍的絕緣環(huán)來(lái)提供隔離物5。該隔離物分別維持了饋電條帶4與底板 la和印刷電路板3之間所要求的距離。在圖3所示的實(shí)施例中，饋電條帶4具有L形狀形 式，以便垂直并橫跨線型縫隙2b放置、并且穿過(guò)在印刷電路板3中實(shí)現(xiàn)的通孔與在印刷電 路板3的上表面上實(shí)現(xiàn)的微帶饋電線3c相連，用于向天線2饋電。印刷電路板3的接地面 3d具有在接地面3d中實(shí)現(xiàn)并且放置在對(duì)應(yīng)于線型縫隙2b的開口 3a。通過(guò)用作縫隙天線 2的激勵(lì)部分的線型縫隙2b和與饋電線3c相連的饋電條帶4之間的電磁耦合來(lái)提供縫隙 天線2的饋電。為此，縫隙2b和條帶4具有與約A/4相等的長(zhǎng)度，其中A是環(huán)境工作頻 帶下的波導(dǎo)波長(zhǎng)，A的值依賴于環(huán)境和傳播模式。
[0035] 在頻率為2. 4GHz的Wi-Fi頻帶中實(shí)現(xiàn)了根據(jù)所述實(shí)施例的天線的仿真。對(duì)于這 種仿真，使用3D電磁工具HFSS?(用于高頻結(jié)構(gòu)仿真器）。采用以下參數(shù)進(jìn)行仿真。
[0036] 仿真參數(shù)
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種電子設(shè)備的天線組件，所述天線組件包括： 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（1)，用于至少容納電子設(shè)備的電路板； 天線，形成為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的縫隙（2); 饋電元件，用于通過(guò)電磁耦合向天線饋電，所述饋電元件放置在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（1)和電路 板（3)之間，并且定向?yàn)檠由炜邕^(guò)所述縫隙，所述饋電元件與印刷電路板上的饋電線相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中所述縫隙包括第一輻射部分和從所述第一輻 射部分延伸的第二激勵(lì)部分，所述第二激勵(lì)部分配置為與所述饋電元件電磁耦合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線組件，其中外殼包括形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的底部的底板和 形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的前側(cè)的側(cè)板，所述縫隙的第一輻射部分形成于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的前側(cè)中，并且所 述縫隙的第二激勵(lì)部分形成于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的底板中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天線組件，其中第一輻射部分具有朝向第二激勵(lì)部分向 內(nèi)逐漸變細(xì)的錐形形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的天線組件，其中第二激勵(lì)部分具有線型形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的天線組件，其中饋電元件定向?yàn)檠由炜邕^(guò)縫隙 的第二激勵(lì)部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的天線組件，其中縫隙的激勵(lì)部分和饋電元件放 置在電路板的接地面中的對(duì)應(yīng)開口之上。
8. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的天線組件，其中饋電元件（4)放置為與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（1) 和電路板（3)分別相距預(yù)定的距離。
9. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的天線組件，其中通過(guò)由絕緣材料制成的隔離物（5)將 饋電元件（4)保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 10. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的天線組件，其中導(dǎo)電結(jié)構(gòu)形成了用于電子設(shè)備的電 子部件的接地基準(zhǔn)板。
11. 一種電子通信設(shè)備，包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的天線組件，以及具有用于向 天線組件饋電的饋電線的印刷電路板。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子通信設(shè)備，其中印刷電路板包括接地面，所述接地面 具有與饋電元件和所述縫隙的第二激勵(lì)部分對(duì)準(zhǔn)放置的開口。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電子通信設(shè)備，其中所述電子設(shè)備是網(wǎng)關(guān)設(shè)備或機(jī)頂 盒。
【文檔編號(hào)】H01Q1/38GK104518280SQ201410504362
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】多米尼克·洛海通, 菲利普·梅納德, 簡(jiǎn)-馬克·樂(lè)富爾戈克 申請(qǐng)人:湯姆遜許可公司