槽缝模式天线制造技术

技术编号:21897440 阅读:25 留言:0更新日期:2019-08-17 16:45
本发明专利技术涉及一种用于在槽缝模式下操作的天线的组件。还涉及包括这种天线的电子腕表式的装置。该天线组件包括:电子装置的至少一个电路板;导电体,其布置在距所述至少一个电路板一定距离处;至少一个馈电元件,其用于在所述导电体与所述电路板之间耦接电磁信号,并且其中,至少一个导电轮缘结构在至少一个所述电路板的外围延伸。导电轮缘和导电体在导电轮缘与导电体自身之间限定至少一个槽缝模式天线。槽缝模式天线的长度被限定在两个点之间,在所述点处,所述导电体被连接到所述导电轮缘。

Slot mode antenna

【技术实现步骤摘要】
槽缝模式天线著作权本专利文件的公开内容的一部分包含受著作权保护的材料。著作权所有者不反对任何人对专利文件或专利公开内容进行传真复制,因为它出现在专利和商标局的专利文件或记录中,但在其他方面保留所有著作权权利。
本公开内容一般地涉及在电子装置诸如无线或可携式无线电装置中、更特别地在使用槽缝天线的设备中使用的天线设备。
技术介绍
天线通常存在于大多数现代无线电装置中,诸如移动计算机、可携式导航装置、移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、腕表或其他个人通信装置(PCD)。通常,这些天线包括具有接地平面的平面辐射元件,所述接地平面一般地平行于平面辐射元件。平面辐射元件和接地平面通常经由短路导体彼此连接,以便实现天线的所需阻抗匹配。该结构被配置成使其在所需的操作频率下用作谐振器。通常,这些内部天线位于塑料外壳内的无线电装置的印刷电路板(PCB)上,所述塑料外壳允许射频波传播到天线和从天线传播射频波。近来,希望这些无线电装置包括金属体或外部金属表面。金属体或外部金属表面可以出于多种原因而被使用所述原因包括例如提供美学效益,诸如为底层无线电装置产生令人愉悦的外观和感觉。然而,金属外壳的使用为射频(RF)天线实现带来了新的挑战。通常的先前技术天线解决方案诸如具有导电环状结构的辐射器元件的耦接天线在所有情况下例如由于其辐射场型的固有方向性而表现不佳。如下事实有利于槽缝型天线:无线电装置的金属外壳和/或外部金属表面用作特别是在天线需要在数个频带中工作时降低天线性能的RF屏蔽。槽缝天线是具有线性极化的全向微波天线,并且通常用于300MHz至24GHz之间的频率。波导槽缝天线通常在标准矩形波导的与波导的长度平行的宽面中具有一或若干纵向槽缝。切入波导壁的纵向槽缝中断在壁中流动的横向电流,迫使电流围绕槽缝行进,这在槽缝中感应出电场。波导中槽缝的位置决定电流。由于波导壁的电流与任意两点之间的电场的差异成比例,所以位置确定呈现给传输线的阻抗以及耦接到槽缝和从槽缝辐射的能量的量。为了在圆形波导中制造槽缝天线诸如在表式GPS装置或腕上计算机使用的槽缝天线,重要的设计标准是定位最大电场点,其取决于沿着圆形波导的外围的槽缝的位置。为了在圆形波导中确定电场的走向,它在遇到不连续性诸如槽缝时也必须避免旋转。槽缝尺寸、形状和后面的空腔在可以用于调节性能的设计变量之中。在先前技术解决方案中,天线槽缝是特制的或由专用部件制作并且形成在腕表式装置的边框和壳体上。在US7271774中公开了完整槽缝天线的示例,其形成在手腕可穿戴装置的外壳的导电材料部分中。因此,显著需要一种与具有外部金属表面诸如由非导电材料制成的边框和外壳/本体的可穿戴或腕戴的无线电装置配合使用的天线解决方案。
技术实现思路
本公开内容的专利技术人已经作出令人惊讶的观察结果,槽缝天线可以产生于由导电材料诸如金属制成的边框以及电路板本身的外围。这提供了显著的优点,因为天线结构——包括但不限于槽缝和馈电点——的位置可以用于优化辐射场型,并且因此用于专用用途以及运动诸如跑步、散步或骑自行车的GNSS(全球导航卫星系统)信号的接收。GNSS系统包括但不限于GPS、格洛纳斯(Glonass)、伽利略(Galileo)和北斗(Beidou)导航系统。根据本专利技术的一个方面,提供了一种用于在槽缝模式(slotmode)下操作的天线的组件,其中,该组件包括:电子装置的至少一个电路板;导电体,其布置在距所述至少一个电路板一定距离处;至少一个馈电元件,其用于在所述导电体与所述电路板之间耦接电磁信号,并且其中,至少一个导电轮缘结构沿着至少一个所述电路板的外围的至少一部分定位,其中,所述导电轮缘和所述导电体在导电轮缘与导电体自身之间限定槽缝模式天线,并且其中,槽缝模式天线的长度被限定在两个连接点之间,在所述连接点处,所述导电体被连接到所述导电轮缘。根据本专利技术的一些实施例,电路板被布置在与所述导电体平行且至少部分地与所述导电体对齐的平面,并且在所述接地平面具有至少沿着电路板的外围的一部分的导电层。根据本专利技术的一些实施例,组件包括在将所述导电体电连接到所述导电轮缘结构和所述电路板的所述接地平面的两个连接点处的元件。连接点位于所述槽缝模式天线的第一端和第二端处。根据本专利技术的一些实施例,导电体是作为腕表式装置的壳体的一部分的边框。导电体或边框可以具有环形、椭圆形、矩形、正方形或任何其他多边形的形状。根据本专利技术的一些实施例,所述腕表式装置中的所述第一连接点和所述第二连接点以及至少一个馈电元件沿着装置的外围被定位于大致3点钟至9点钟之间,优选地在5点钟至9点钟之间。根据本专利技术的一些实施例,组件可以包括多于两个连接点。导电体和导电轮缘可以布置成在导电体与导电轮缘之间限定多个槽缝。例如,每个槽缝然后被限定在两个连接点之间,并且每个槽缝可以在所述连接点之间具有馈电元件。根据本专利技术的一些实施例,组件中的至少一个槽缝适合用于GNSS(全球导航卫星系统)信号的接收。例如,GNSS信号可以是GPS、格洛纳斯、伽利略和/或北斗信号。根据本专利技术的第二方面,提供了一种电子腕表式装置,其包括:壳体;在所述壳体内的至少一个电路板;导电边框,其布置在距所述电路板一定距离处作为所述壳体的一部分,并且至少一个导电轮缘结构沿着至少一个所述电路板的外围的至少一部分定位,并且其中,所述导电轮缘与所述导电体在导电轮缘与导电体自身之间限定至少一个槽缝模式天线,并且其中,槽缝模式天线的长度被限定在两个连接点之间,在所述连接点处,所述导电体被连接到所述导电轮缘。本专利技术的天线组件和腕表装置的特征在于所附权利要求书中阐述的内容。根据附图和以下详细描述,本公开内容的其他特征、其性质和各种优点将更加明显。附图说明根据下面结合附图给出的详细描述,本公开内容的特征、目的和优点将变得更加明显,在附图中:图1呈现了根据本专利技术的至少一些实施例的原则的用于在槽缝模式下操作的天线的组件;图2呈现了根据本专利技术的一些其他实施例的原则的用于在槽缝模式下操作的天线的组件;图3呈现了可以与本专利技术的至少一些实施例一起使用的圆形PCB;图4示出了根据本专利技术的至少一些实施例的电子腕表式装置模式;图5示出了可以在本专利技术的一些实施例中有用的用于在槽缝模式下操作的天线的组件;图6示出了可以在本专利技术的一些其他实施例中有用的用于在槽缝模式下操作的天线的组件;图7示出了先前技术GPS天线的准确性;图8示出了本专利技术的槽缝模式GPS天线的对应准确性;图9A和图9B示出了先前技术天线和本专利技术天线的RHCP辐射场型;图10显示了根据本专利技术的一些实施例的用于在槽缝模式中操作的天线的组件;图11显示了根据本专利技术的一些其他实施例的用于在槽缝模式中操作的天线的组件。具体实施方式在图1中示出了本专利技术用于在槽缝模式下操作的天线的组件10。示例性组件包括:用于诸如运动手表或智能手表的装置的电路板(PCB)12,以及由导电材料制成并布置在PCB12的顶部上并与PCB12平行的本体,诸如环形边框11。在PCB12与环形边框11之间距离为D的间隙限定槽缝,该槽缝使得组件10充当槽缝模式下的天线。PCB12的外围至少部分地与边框11的外部形状对齐,并且具有至少沿着该外围的一部分的金属层(参见图3,项33),该金属层连接到PCB12的接本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于在槽缝模式下操作的天线的组件,其中,所述组件包括:电子装置的至少一个电路板;导电体,其布置在距所述至少一个电路板一定距离处,并且其中,至少一个导电轮缘结构沿着至少一个所述电路板的外围的至少一部分定位,其中,所述导电轮缘和所述导电体在所述导电轮缘与所述导电体自身之间限定至少一个槽缝模式天线,并且其中,槽缝模式天线的长度限定在两个连接点之间,在所述连接点处,所述导电体被连接到所述导电轮缘,并且其中,在所述连接点之间定位有用于将电磁信号从所述槽缝模式天线耦接到所述电路板的至少一个馈电元件。

【技术特征摘要】
2018.02.08 FI 20185116;2018.02.08 GB 1802093.31.一种用于在槽缝模式下操作的天线的组件,其中,所述组件包括:电子装置的至少一个电路板;导电体,其布置在距所述至少一个电路板一定距离处,并且其中,至少一个导电轮缘结构沿着至少一个所述电路板的外围的至少一部分定位,其中,所述导电轮缘和所述导电体在所述导电轮缘与所述导电体自身之间限定至少一个槽缝模式天线,并且其中,槽缝模式天线的长度限定在两个连接点之间,在所述连接点处,所述导电体被连接到所述导电轮缘,并且其中,在所述连接点之间定位有用于将电磁信号从所述槽缝模式天线耦接到所述电路板的至少一个馈电元件。2.根据权利要求1所述的组件,其中,所述电路板被布置在与所述导电体平行且至少部分地与所述导电体对齐的平面,并且在接地平面处具有至少沿着所述电路板的外围的一部分的导电层。3.根据权利要求1或2所述的组件,其包括在将所述导电体电连接到所述导电轮缘结构和所述电路板的所述接地平面的所述两个连接点处的元件,所述连接点位于所述槽缝模式天线的第一端和第二端处。4.根据权利要求3所述的组件,其中,所述腕表式装置中的所述第一连接点和所述第二连接点以及至少一个馈电元件沿着所述电子装置的外围定位在大致3点钟至9点钟之间,优选地在5点钟至9点钟之间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件,其中,所述导电体是作为环绕腕表式装置的壳体的一部分的边框。6.根据权利要求1至4中任一项所述的组件,其中,所述第一连接点和所述第二连接点的所述元件在所述槽缝的所述第一端与所述第二端之间共享,从而限定360度槽缝模式天线。7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件,其中,所述至少一个导电轮缘结构具有形成在所述至少一个导电轮缘结构的顶部上的至少部分盖,所述至少部分盖形成用于所述至少一个电路板的电磁屏蔽板,诸如法拉第笼。8.根据权利要求7所述的组件,其中,形成在所述导电轮缘的顶部上的所述至少部分盖在至少部分盖自身与所述导电体之间至少部分地限定所述槽缝模式天线。9.根据权利要求1至8中任一项所述的组件,其中,所述导电体具有环形、椭圆形、矩形、正方形或任何其他多边形的形状。10.根据权利要求1至9中任一项所述的组件,其在所述导电体与所述导电轮缘之间包括多于两个连接点。11.根据权利要求10所述的组件,其中,所述导电体和所述导电轮缘被布置成在所述导电体与所述导电轮缘之间限定多个槽缝,每个槽缝被限定在两个连接点之间,并且每个槽缝在所述连接点之间具有至少一个馈电元件。12.根据权利要求1至11中任一项所述的组件,其中,所述组件中的至少一个槽缝适合用于GNSS(全球导航卫星系统)信号的接收。13.根据权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:埃罗·瓦尔约宁帕努·佩尔科米科·塞帕尼蒂埃里克·林德曼
申请(专利权)人:松拓有限公司
类型:发明
国别省市:芬兰,FI

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