天线装置以及包括该天线装置的电子设备制造方法及图纸

技术编号:20884744 阅读:22 留言:0更新日期:2019-04-17 13:31
本发明专利技术涉及天线装置和包括该天线装置的电子设备。根据本发明专利技术的一个实施例的天线装置包括在电子设备的金属壳体上形成的阵列天线,其中,该阵列天线包括至少两个天线元,该至少两个天线元可以在相同的频带中工作。根据本发明专利技术的一个实施例,可以提供一种能够减少发热并提高天线的辐射效率的天线装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线装置以及包括该天线装置的电子设备
本专利技术涉及天线装置以及包括该天线装置的电子设备,更具体地,涉及阵列天线与电子设备的金属壳体一体形成的天线装置。
技术介绍
为了满足在4G通信系统商用化之后对无线电数据业务的不断增长的需求,已经努力开发先进的5G通信系统或pre-5G(预5G)通信系统。为此,5G通信系统或pre-5G通信系统也称为超4G网络通信系统或后LTE系统。为了实现更高的数据传送速率,正在考虑在超高频(毫米波)频带(例如,大约28GHz频带)中实现5G通信系统。而且,为了消除在超高频带中的无线电波的传播损耗并增加无线电波的传送距离,对于5G通信系统正在讨论各种技术,诸如波束形成、大规模MIMO、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线。同时,在使用超高频(毫米波)频带的天线的情况下,可以使用阵列天线来增加天线装置的总增益。此外,可以进一步使用包括功率放大器(PA)的外部前端模块(FEM)来放大天线的功率。这样的阵列天线和外部前端模块的性能可能与整个通信系统的性能直接相关。在天线装置的发射模式下,发送信号在射频集成电路(RFIC)中被生成并被输入到前端模块(或功率放大器)。然后,该信号被放大并通过阵列天线被发送到其他网络实体。为此,第一馈线可以连接在RFIC和功率放大器之间,第二馈线可以连接在功率放大器和天线之间。然而,当功率放大器布置在阵列天线附近而RFIC位于阵列天线下方时,第一馈线和第二馈线的连接结构可能是无效的。此外,在使用28GHz的谐振频率的超高频带天线的情况下,天线的尺寸非常小,大约为10mm,并且可能导致难以调谐。此外,在高频时,在连接在天线元和RFIC之间的馈线中引起高插入损耗,因此S21是重要的。此外,应用了多输入多输出(MIMO)的天线装置需要更多馈线连接到天线,这可能导致基板(例如,PCB)的叠层增加。此外,由于基板的高度与天线的带宽之间存在相关性,因此在有限的基板叠层中设计的天线可能会导致性能降低。
技术实现思路
技术问题为了解决上述问题,本专利技术的一个目的是提供一种能够减少发热并提高天线辐射效率的天线装置。此外,本专利技术的一个目的是提供一种能够通过与外部组件交错布置来改善传输插入损耗的天线装置。此外,本专利技术的一个目的是克服由包括天线装置的电子设备的金属壳体对天线辐射的限制。本专利技术不限于上述目的,本领域技术人员从下面的描述中可以很好地理解任何其他目的(即使这里没有提到)。问题的解决方案为了实现上述目的,根据本专利技术的实施例的天线装置可以包括在电子设备的金属壳体中形成的阵列天线,其中所述阵列天线可以包括至少两个天线元,并且其中所述至少两个天线元可以在相同的频带中工作。此外,所述至少两个天线元中的每一个可以包括辐射部件,所述辐射部件具有穿过所述金属壳体的槽的形状。此外,所述至少两个天线元中的每一个可以是具有圆形、方形或三角形形状的贴片天线。此外,所述辐射部件可以由彼此面对的两个半圆形槽构成。此外,所述辐射部件可以是圆形槽,并且氧化膜或聚碳酸酯膜可以被形成在所述金属壳体的上表面上。此外,所述天线装置还可以包括:布置在所述金属壳体下方的射频(RF)模块;以及连接所述RF模块和所述金属壳体并消散所述天线元的热量的金属壳体连接构件。此外,所述天线装置还可以包括在所述RF模块的上表面上在所述阵列天线附近形成的至少一个功率放大器。此外,所述天线装置还可以包括布置在所述RF模块的上表面与所述阵列天线的下表面之间的至少一个功率放大器。此外,所述RF模块还可以包括位于其中的馈线,所述馈线可以通过孔径馈送连接到所述阵列天线,并且可以通过耦合向所述天线元提供信号。此外,所述RF模块可以包括:位于其上表面上的上馈线;以及位于所述RF模块中并直接连接到所述上馈线的馈线。此外,所述RF模块可以包括在其中形成的至少一个散热通路。此外,为了实现上述目的,根据本专利技术的实施例的电子设备可以包括:金属壳体;以及形成在所述金属壳体中的阵列天线,其中所述阵列天线可以包括至少两个天线元,并且其中所述至少两个天线元可以在相同的频带中工作。专利技术的有益效果根据本专利技术的实施例,可以提供一种能够减少发热并提高天线辐射效率的天线装置。此外,本专利技术可以提供一种能够通过与外部组件交错布置来改善传输插入损耗的天线装置。此外,本专利技术可以克服由包括天线装置的电子设备的金属壳体对天线辐射的限制。通过本专利技术获得的效果不限于上述效果,本领域技术人员从以下描述中可以很好地理解其他效果(即使这里没有提到)。附图说明图1是示出了根据本专利技术的实施例的天线装置的框图。图2是示出了根据本专利技术的实施例的天线装置和包括该天线装置的电子设备的截面图。图3是示出了根据本专利技术的实施例的具有阵列天线的电子设备的背面的图。图4是示出了根据本专利技术的实施例的电子设备的散热过程的示意图。图5是示出了根据本专利技术的实施例的天线元和RF模块彼此组合的截面图。图6是示出了根据本专利技术的实施例的天线元和RF模块的透视图。图7是示出了根据本专利技术的实施例的天线装置的天线频带性能的S11曲线图。图8是示出了根据本专利技术的实施例的天线装置的辐射方向图的图。图9是示出了根据本专利技术的实施例的阵列天线的示例的图。图10是示出了根据本专利技术的实施例的阵列天线的天线频带性能的S11曲线图。图11a和图11b是示出了根据本专利技术的实施例的阵列天线的辐射方向图的图。图12是示出了根据本专利技术的另一实施例的天线元和RF模块彼此组合的截面图。图13是示出了根据本专利技术的另一实施例的天线元和RF模块的组合状态的透视图。图14是示出了根据本专利技术的另一实施例的天线元和RF模块彼此组合时的辐射效率的图。图15是示出了根据本专利技术的另一实施例的天线元和RF模块彼此组合时的天线频带性能的S11曲线图。图16是示出了根据本专利技术的另一实施例的天线装置和包括该天线装置的电子设备的截面图。图17是示出了根据本专利技术的实施例的阵列天线和功率放大器之间的组合关系的示例的图。图18是示出了根据本专利技术的实施例的阵列天线和功率放大器之间的组合关系的另一示例的图。图19是示出了根据本专利技术的又一实施例的天线装置和包括该天线装置的电子设备的截面图。图20是示出了根据本专利技术的又一实施例的天线装置和包括该天线装置的电子设备的透视图。图21是示出了根据本专利技术的又一实施例的天线装置和包括该天线装置的电子设备的分解图。图22是示出了根据本专利技术的实施例的天线元的放大图。图23是示出了根据本专利技术的实施例的馈线连接方法的示例的图。图24是示出了根据本专利技术的实施例的天线元、功率放大器和RFIC之间的连接关系的图。图25和图26是示出了根据本专利技术的实施例的布置在电子设备中的功率放大器的位置的图。具体实施方式现在,将参考附图详细描述本专利技术的实施例。在以下对实施例的描述中,省略了对本领域公知并且与本专利技术不直接相关的技术的描述。这是为了通过省略任何不必要的解释来清楚地传达本专利技术的主题。当陈述某个元件“耦合到”或“连接到”另一个元件时,该元件可能直接耦合或连接到该另一个元件,或者在这两个元件之间可能存在新元件。此外,术语“包括”、“包含”和“具有”及其衍生词意指包括但不限于。在本专利技术的实施例中,元件被独立地示出以指示不同的特征功能,但是这并不意味着每个元件本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种天线装置,包括:阵列天线,所述阵列天线形成在电子设备的金属壳体中,其中,所述阵列天线包括至少两个天线元,以及其中,所述至少两个天线元在相同的频带中工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 KR 10-2016-01113371.一种天线装置,包括:阵列天线,所述阵列天线形成在电子设备的金属壳体中,其中,所述阵列天线包括至少两个天线元,以及其中,所述至少两个天线元在相同的频带中工作。2.根据权利要求1所述的天线装置,其中,所述至少两个天线元中的每一个包括辐射部件,所述辐射部件具有穿过所述金属壳体的槽的形状,以及其中,所述至少两个天线元中的每一个是具有圆形、方形或三角形形状的贴片天线。3.根据权利要求2所述的天线装置,其中,所述辐射部件由彼此面对的两个半圆形槽构成。4.根据权利要求2所述的天线装置,其中,所述辐射部件是圆形槽,以及其中,氧化膜或聚碳酸酯膜被形成在所述金属壳体的上表面上。5.根据权利要求1所述的天线装置,还包括:射频RF模块,其布置在所述金属壳体下方;以及金属壳体连接构件,其连接所述RF模块和所述金属壳体,并消散所述天线元的热量。6.根据权利要求5所述的天线装置,还包括:至少一个功率放大器,其被形成在所述RF模块的上表面上并在所述阵列天线附近,或者被布置在所述RF模块的上表面与所述阵列天线的下表面之间。7.根据权利要求5所述的天线装置,其中,所述RF模块还包括位于其内的馈线,以及其中,所述馈线通过孔径馈送连接到所述阵列天线,并通过耦合将信号提供给所述天线元,或者所述馈线连接到位于所述RF模块的上表面上的上馈线,并通过所述上馈线将信号提供给所述天线元。8.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员:白光铉金贤珍金炳喆朴正敏李永周许镇洙
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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