具有包括弯曲贴片或槽的空腔背衬天线的无线通信设备制造技术

一种无线通信设备，包括集成至少一个空腔背衬天线的金属外壳(51)。该至少一个空腔背衬天线包括在至少两个不同方向上辐射的弯曲贴片或槽(55，57)。

A wireless communication device with a cavity backing antenna consisting of a curved patch or slot

A wireless communication device including a metal shell (51) integrating at least one cavity backing antenna. The at least one cavity backing antenna includes a curved patch or slot (55, 57) that is radiated in at least two different directions.

【技术实现步骤摘要】
具有包括弯曲贴片或槽的空腔背衬天线的无线通信设备
本专利技术一般涉及包括金属外壳(也称为“金属壳体”)的无线通信设备领域。本专利技术可以集成到但不限于家庭联网电子设备，例如因特网网关、机顶盒、路由器和智能家庭设备。
技术介绍
本部分旨在向读者介绍可能与下文所述的和/或所要求保护的本公开各个方面相关的现有技术的各方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便帮助更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解：这些陈述应按这种方式解读，而不是作为对现有技术的承认。诸如因特网网关、机顶盒路由器和智能家庭设备之类的家庭联网设备集成了许多无线系统，以提供多种服务和应用。这些包括符合各种通信标准的不同系统，例如WiFi、蓝牙、RF4CE、ZigBee、Zwave。因此，电子设备倾向于集成越来越多的天线，而同时它们变得更小。因此，集成和共存限制以及制造和组装成本被敏感地提高。通常，这种设备的壳体由塑料材料制成。产品壳体可能因为不同的原因而用金属实现。金属高端精加工金属表面提供更时尚和更美观的产品。更好的机械阻力和密封性能使得金属外壳用于室外设备是令人感兴趣的。金属壳体具有一些优点，例如由于更高的重量而增加的稳定性、由于壳体的鲁棒性提高而减小的尺寸、更高效的热管理、与由电子组件引起的电子产品中嵌入的噪声的增加的隔离，以及电磁兼容性(EMC)问题的更好处理。这种金属壳体使用例如压铸或机加工技术制造。然而，完整的金属外壳防止射频(RF)信号在外部环境和内部组件之间流动。因此，为了保持无线通信的性能，必须特别注意天线集成。移动电话行业的解决方案允许将移动电话中的天线与金属壳体集成。所提出的天线解决方案属于空腔背衬贴片或槽天线类型。然而，大多数这些解决方案集成在具有有限数量的天线的小型设备上。对于集成多输入多输出(MIMO)WiFi能力或嵌入多无线通信系统的无线通信设备，必须将多于一个的天线集成在金属外壳中。需要考虑以下一些限制来解决这个目标：整个天线系统的良好的角度覆盖，以便最小化金属外壳背景下的性能(吞吐量)变化、天线之间的低RF耦合和低成本机械解决方案，第一项在这种背景下特别难以实现。图4示出了根据现有技术的集成在金属壳体中的空腔背衬贴片天线。它包括空腔42(在所示示例中具有大致平行六面体形状)、由两个辐射孔49限定的平面贴片45/47，和用于将信号耦合在PCB44和平面贴片之间的的天线馈线43。更具体地，平面贴片是平面堆叠贴片，其包括作为金属外壳41(顶部外壳或底部外壳)的一部分的第一平面金属贴片45(寄生贴片)和在寄生贴片下面的第二平面贴片47(也称为驱动贴片)。换句话说，平面堆叠贴片被实现在外壳的单个平面(平面表面)上。使用堆叠的贴片允许增加空腔背衬贴片天线的阻抗频率带宽。电介质材料46的元件(例如，过模制塑料元件)被配置用于填充辐射孔49和/或空腔42的至少一部分，从而允许减小辐射孔的电长度。空腔背衬贴片天线可以包括图4中未示出的其它元件，例如，PCB和金属外壳之间的弹簧触点、泡沫金属带或导电胶带。然而，为了针对5GHzWiFi天线，金属壳体的尺寸代表若干个波长，从而提供集成在金属壳体中的高方向性天线。这种行为(高方向性天线)不适合，特别是针对MIMO应用，并导致相对于角度设备位置的高性能(吞吐量)变化。实际上，为了在具有金属外壳的无线通信设备的背景下优化无线性能，MIMO系统应尽可能使用非定向天线以有利于散射室内环境的多路径丰富性。
技术实现思路
本公开的特定方面涉及一种无线通信设备，其包括集成至少一个空腔背衬天线的金属外壳，其特征在于，所述至少一个空腔背衬天线包括在至少两个不同方向上辐射的弯曲贴片或槽。因此，本公开提出了一种集成在无线通信设备的金属外壳中的空腔背衬天线的新的和创造性的解决方案。使用弯曲贴片或弯曲槽允许在至少两个不同的方向上分割电场。因此，空腔背衬(贴片或槽)天线比基于平面贴片或槽的已知解决方案较少定向。所提出的解决方案特别地涉及在实现MIMO系统的无线通信设备的背景下优化无线性能。实际上，具有尽可能非定向的MIMO系统的天线允许有利于散射室内环境的多路径丰富性。所提出的解决方案解决了这个问题，特别是针对5GHzWiFi应用。根据具体特征，所述弯曲贴片或槽在所述弯曲贴片或槽的长度的中间弯曲。因此，弯曲的贴片或槽在两个不同的方向上以相似的幅度辐射，这有助于获得尽可能非定向的空腔背衬(贴片或槽)天线的目的。根据具体特征，所述弯曲贴片或槽按照基本上直角或按照圆形褶皱来弯曲。因此，所提出的解决方案可以用具有不同形状的外壳的无线通信设备来执行。根据具体特征，所述弯曲贴片或槽在位于金属外壳边缘的两侧上的金属外壳的两个面上延伸。因此，弯曲贴片或槽易于集成到金属外壳。根据具体特征，所述至少两个不同方向包括至少两个正交方向。因此，空腔背衬天线尽可能非定向。根据具体特征，所述弯曲贴片或槽由至少一个开口限定，所述至少一个开口具有由属于包括以下各项的组的平面图案的弯曲产生的弯曲图案：双C形、I形、S形、C形、倒C形和蜿蜒形状。换句话说，所提出的解决方案可以用许多不同的弯曲图案执行(上面的列表并不详尽)。根据具体特征，所述弯曲贴片或槽由填充有电介质材料的至少一个开口限定。因此，可以减小至少一个开口(辐射孔)的电长度。根据具体特征，所述金属外壳集成了多输入多输出系统的多个空腔背衬天线，所述多个空腔背衬天线中的每一个包括在至少两个不同的方向上辐射的弯曲贴片或槽。如上所述，所提出的解决方案特别地涉及在实现MIMO系统的无线通信设备的背景下优化无线性能。附图说明作为根据具体实施例的非限制性示例，现在将参考附图来描述本公开的优选特征，图中：-图1A示出了根据本公开的实施例的无线通信设备的透视图；-图1B示出了图1A的无线通信设备的不同部件的组装，其包括顶部外壳、间隔物、可选屏蔽件、印刷电路板和底部外壳；-图2A、2B、2C和2D分别示出了图1B中公开的顶部外壳、间隔物、印刷电路板和底部外壳的透视图；-图3A、3B、3C和3D示出了根据不同替代实施例的无线通信设备的透视图；-图4示出了根据现有技术的集成在金属壳体中的空腔背衬贴片天线；-图5示出了根据本公开的实施例的集成在金属壳体中的空腔背衬贴片天线；-图6示出了根据本公开的实施例的集成在金属壳体中的空腔背衬槽式天线；-图7A和7B示出了根据本公开的替代实施例的槽的透视图；以及-图8A至8E示出了根据本公开的替代实施例的不同的槽或贴片图案。具体实施方式在本文件的所有附图中，相同的附图标记表示相似的元件。所公开解决方案的一般原理在于一种无线通信设备，其包括集成至少一个空腔背衬天线的金属外壳，所述空腔背衬天线本身包括在至少两个不同方向上辐射的弯曲贴片或槽。所提出的解决方案特别适用(但是不仅仅如此)于当金属外壳集成了多输入多输出(MIMO)系统的多个空腔背衬天线时，这些空腔背衬天线中的每一个包括在至少两个不同的方向上辐射的弯曲贴片或槽。图1A示出了根据优选实施例的无线通信设备的透视图。在优选实施例中，设备100是机顶盒。它包括四个用于WiFi的5GHz天线和一个用于蓝牙无线通信的2.4GHz天线，尽管图1A中未示出。通过诸如通用串行总线类型C(USB-C)或高清多媒体接口(HDMI)之类的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信设备(100)，包括集成至少一个空腔背衬天线的金属或金属化外壳(110，150，51，61，72，72′)，其特征在于，所述至少一个空腔背衬天线包括弯曲贴片或槽(55，57，65，71，71′，821，831，841)，所述弯曲贴片或槽在位于金属或金属化外壳的边缘(58，68，820，830，840)的两侧的金属外壳的两个面上延伸，使得所述弯曲贴片或槽在至少两个不同的方向上辐射。

【技术特征摘要】
2016.09.09 EP 16306132.81.一种无线通信设备(100)，包括集成至少一个空腔背衬天线的金属或金属化外壳(110，150，51，61，72，72′)，其特征在于，所述至少一个空腔背衬天线包括弯曲贴片或槽(55，57，65，71，71′，821，831，841)，所述弯曲贴片或槽在位于金属或金属化外壳的边缘(58，68，820，830，840)的两侧的金属外壳的两个面上延伸，使得所述弯曲贴片或槽在至少两个不同的方向上辐射。2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述弯曲贴片或槽在所述弯曲贴片或槽的长度的中间弯曲。3.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述弯曲贴片或槽按照基本上直角或按照圆形褶皱来弯曲。4.根据权利要求1所述的无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：琼玛丽·施泰尔，菲利普·米纳尔，让皮埃尔·伯丁，安东尼·奥班，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR