具有漏波相控阵天线的无线通信装置制造方法及图纸

提供一种包括天线器件的无线通信装置。无线通信装置包括：具有导电结构的外壳；具有多个天线元件的毫米波(mmWave)天线，该毫米波天线布置在外壳内；以及漏波辐射器，具有形成在外壳的导电结构中的至少一个开口。由毫米波天线产生的电磁场可以通过漏波辐射器辐射到无线通信装置的外壳的外部。根据实施方式，无线通信装置和/或电子装置可以被多样化。

Wireless communication device with leaky wave phased array antenna

A wireless communication device including an antenna device is provided. The wireless communication device includes a housing having a conductive structure; a millimeter wave antenna having a plurality of antenna elements arranged in the housing; and a leaky wave radiator having at least one opening formed in the conductive structure of the housing. The electromagnetic field generated by the millimeter wave antenna can be radiated through the leaky wave radiator to the outside of the housing of the wireless communication device. Depending on the way of implementation, wireless communication devices and / or electronic devices can be diversified.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有漏波相控阵天线的无线通信装置
本公开涉及用于天线器件的方法和装置。更具体地，本公开涉及能够发送和接收毫米波(mmWave)的天线器件以及包括该天线器件的无线通信装置。
技术介绍
移动网络或无线系统的第五代(5G)技术通过实现与附近设备(例如无线接入)的更容易连接和提高的能量效率而具有扩展的性能和对电子装置的访问以及各种用户体验。在毫米波(mmWave)频率上运行的无线接入技术中，天线阵列物理和高速收发器设计以及均衡器设计中的大部分基本问题已经出现在WiGig/802.11ad标准中。支持4G/5G移动网络或无线局域移动网(例如无线局域网(LAN))的无线通信装置可以随着用户改变位置而改变位置，因此会需要宽的束扫描范围以提供稳定的通信通道。在无线通信装置中配备毫米波天线时，可以考虑制造成本、功率效率、容易实现紧凑或稳定的接入。例如，随着通信频带的增加，射频集成电路(RFIC)会经受增加的传播损耗或高等级的噪声因子。天线增益的强制增强可以导致稳定的接入，但是会降低功率效率。作为另一示例，稳定的接入会需要宽的波束形成和波束扫描范围。然而，由于方向性随着通信频带上升而提高，所以波束形成和波束扫描范围会减小。以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。关于以上任何内容是否可用作关于本公开的现有技术，没有做出决定并且没有做出断言。
技术实现思路
技术问题运行在几十GHz的频带上的毫米波(mmWave)天线可以实施在其中射频集成电路(RFIC)和辐射导体集成在单个电路板中的模块中。这样的天线模块不仅可以在显著高的频带上运行，而且还可以提供优良的功率效率、宽的波束形成和波束扫描范围，从而允许稳定地接入通信网络。此外，毫米波天线可以容易制作得较小，因此可以装配在紧凑的无线通信装置和/或电子装置中。然而，采用金属结构(例如金属外壳)容纳无线通信装置和/或电子装置用于豪华的外观使天线模块的操作环境恶化。此外，由于各种电介质结构以及金属结构布置在天线模块周围，所以与天线模块相关的性能会被不期望地降低。本公开的各方面至少解决上述问题和/或缺点并提供至少下述优点。因此，本公开的一方面是提供一种能够通过与环境金属结构或电介质结构电气协调来提供稳定的通信网络接入的天线器件以及包括该天线器件的无线通信装置(或电子装置)。技术方案根据本公开的一方面，提供一种无线通信装置。该无线通信装置包括：具有导电结构的外壳；具有毫米波(mmWave)天线的天线器件，包括多个天线元件，该毫米波天线设置在外壳内；以及漏波辐射器。漏波辐射器可以包括形成在外壳的导电结构中的至少一个开口。由毫米波天线产生的电磁场可以通过漏波辐射器辐射到无线通信装置的外壳的外部。根据本公开的另一方面，提供一种无线通信装置和/或电子装置。无线通信装置和/或电子装置包括：外壳，包括具有至少一个开口的导电结构；电路板，具有与外壳中的导电结构相邻设置的至少一部分；以及多个天线元件，设置在电路板上。该多个天线元件可以对应于外壳的导电结构中的所述至少一个开口，并且由该多个天线元件产生的电磁场可以通过外壳的导电结构中的所述至少一个开口辐射到外壳的外部。根据本公开的另一方面，该多个天线元件可以配置为相控阵天线以发射和接收毫米波。此外，该多个天线元件可以与提供在无线通信装置和/或电子装置中的导电结构(例如包括至少一个开口的金属框架)电耦合。例如，导电结构可以与该多个天线元件电耦合以用作漏波相控阵天线。以上无线通信装置和/或电子装置可以在使用天线元件阵列的阵列模式、使用通过导电结构配置的漏波辐射器的漏波模式、以及实现阵列模式和漏波模式的组合的混合模式当中的至少一种波束形成模式下操作，从而允许宽的波束形成和波束扫描范围。从以下详细描述，本公开的其它方面、优点和特征对于本领域技术人员将变得明显，以下详细描述结合附图公开了本公开的各种实施方式。有益效果所提出的漏波阵列天线具有以下优点：消除了由于金属或电介质器件结构引起的波束形成失真。因此，天线增益增加。相位控制的波束无偏斜波束形成可在阵列的超过16％分数的带宽实现。对于水平和/或垂直偏振，可以确保波束扫描范围优于±70度。八个天线元件的阵列提供了稳定的端射辐射波束，其在整个操作频带上实现10dBi以上的增益。毫米波天线阵列结构简单并背覆导体，这潜在地有助于共形集成到具有金属框架的移动装置中。毫米波天线设计为可能集成到具有金属框架的移动电话中。天线可以与环境因素和机械冲击隔离或分开。毫米波天线可以在提供稳定的性能的同时满足外壳和/或电子装置的机械容差和应力坚固性。形成漏波相控阵天线的结构可以提供高增益、小尺寸的天线模块。与天线模块耦合的单独操作漏波结构可以增大波束扫描范围并增强对于高度偏转的波束的天线增益。包括波束偏转器的金属框架可以扩大波束扫描范围。附图说明从以下结合附图进行的描述，本公开的某些实施方式的以上和其它的方面、特征和优点将更加明显，附图中：图1是示出根据本公开的一实施方式的无线通信装置和/或电子装置的分解透视图；图2是示出根据本公开的一实施方式的包括漏波结构的无线通信装置和/或电子装置的一部分的分解透视图；图3是示出根据本公开的一实施方式的无线通信装置和/或电子装置的漏波结构的视图；图4是示出根据本公开的一实施方式的无线通信装置和/或电子装置的各种形式的天线元件的平面图；图5是示出根据本公开的一实施方式的其中布置无线通信装置和/或电子装置的天线元件的示例的视图；图6是示出根据本公开的一实施方式的用于无线通信装置和/或电子装置的天线元件(们)的馈电结构的视图；图7是示出根据本公开的一实施方式的用于无线通信装置和/或电子装置的天线元件的通过相位差馈电的辐射图案的曲线图。图8是示出根据本公开的一实施方式的无线通信装置和/或电子装置的天线元件(们)的示例的视图。图9是示出根据本公开的一实施方式的无线通信装置和/或电子装置的天线器件的视图。图10至图12是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置的天线器件的按照辐射模式的辐射图案的曲线图；图13是示出根据本公开的一实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的天线器件的按照辐射模式的辐射特性的视图；图14和图15是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的天线器件的波束偏转器的透视图；图16至图19是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置的天线器件中的各种形式的漏波结构的视图；图20至图22是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的天线器件的结构的视图；图23至图25是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置的天线器件的漏波结构的视图；图26和图27是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的天线器件的漏波结构的另一示例的视图；图28至图31是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的天线器件的天线器件的实施示例的视图；图32和图33是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的天线器件的漏波结构的另一示例的视图；图34和35是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中对于n＝0和n＝-1的传播常数的频率依赖性的曲线图；图36是示出根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信装置，包括：外壳，包括导电结构；毫米波(mmWave)天线，包括多个天线元件，所述毫米波天线设置在所述外壳内；以及漏波辐射器，包括形成在所述外壳的所述导电结构中的至少一个开口，其中由所述毫米波天线产生的电磁场通过所述漏波辐射器辐射到所述无线通信装置的所述外壳的外部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.06 KR 10-2016-0085454;2016.01.11 RU 2016101.一种无线通信装置，包括：外壳，包括导电结构；毫米波(mmWave)天线，包括多个天线元件，所述毫米波天线设置在所述外壳内；以及漏波辐射器，包括形成在所述外壳的所述导电结构中的至少一个开口，其中由所述毫米波天线产生的电磁场通过所述漏波辐射器辐射到所述无线通信装置的所述外壳的外部。2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中所述外壳的至少一个侧壁包括所述导电结构。3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中形成在所述外壳的所述导电结构中的所述至少一个开口是形成在所述外壳的至少一个侧壁中或在所述外壳的两个相邻的侧壁上的细长狭槽，并且其中所述漏波辐射器还包括插入到所述细长狭槽中的波束偏转器。4.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中所述波束偏转器包括插入到所述细长狭槽中的合成树脂主体，并且其中所述合成树脂主体的侧面暴露到所述外壳的外部。5.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中所述波束偏转器包括插入到所述细长狭槽中的合成树脂主体以及形成在所述合成树脂主体中的至少一个寄生导体，并且其中所述合成树脂主体的侧面暴露到所述外壳的外部。6.根据权利要求5所述的无线通信装置，其中所述寄生导体包括形成在所述合成树脂主体中的导电图案或者接收在所述合成树脂主体中的至少一个导电元件。7.根据权利要求3至6中任一项所述的无线通信装置，其中所述电磁场的辐射方向基于向所述多个天线元件选择性地馈电，并且其中形成在所述外壳的所述导电结构中的所述至少一个开口与所述毫米波天线的所述多个天线元件形成电磁耦合。8.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中当所述无线通信装置以第一波束形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：AN克里普科夫，GA埃夫蒂乌什金，AS卢克雅诺夫，洪源斌，
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