CN105531947A

CN105531947A - 具有天线单元的信号传输装置

Info

Publication number: CN105531947A
Application number: CN201480049255.5A
Authority: CN
Inventors: 姜埈硕; 姜贤求; 李晟旭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-04-27
Also published as: EP3025444A1; EP3025444A4; US20150070222A1; WO2015034179A1; KR20150029172A

Abstract

提供了一种包括天线单元的信号传输装置。一种信号传输装置包括：壳体；接口，设置在壳体上以与外部设备连接，并向外部设备发射信号或者从外部设备接收信号；外盒，被配置为覆盖所述壳体；天线单元，被配置为槽型天线；通信模块，与所述槽型天线连接，并通过所述槽型天线向外部无线设备发射信号或者从外部无线设备接收信号；控制器，设置在所述壳体中以与所述接口和所述天线单元电连接，并且直接向显示装置发射通过所述接口或所述天线单元接收到的外部信号，或者转换所述外部信号并向所述显示装置发射转换后的信号。

Description

具有天线单元的信号传输装置

技术领域

与实施例一致的装置和方法涉及一种信号传输装置，更具体地，涉及一种具有包括槽型天线和通信模块的天线单元的信号传输装置。

背景技术

一般而言，诸如插孔封装(jackpack)装置和机顶盒装置之类的信号传输装置向电视(TV)发送从各种电子设备接收到的外部信号，诸如图像信号、视频信号和音频信号。

插孔封装装置是与TV分离并且经由一条连接线缆与TV相连的装置，以便防止连接到各种设备的多条线缆直接连接到TV，从而可以最小化由于多条线缆引起的混乱。插孔封装装置包括连接端子(诸如数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)、音频/视频(AV)接口、索尼/飞利浦数字互连格式(S/PDIF)接口)，该连接端子将插孔封装装置连接到通信模块或各种设备，从而从各种外部设备输入的各种信号可以经由一条连接线缆传输到TV(例如，超高清(UHD)TV)。单独的插孔封装装置可以包括内置式TV调谐器。

机顶盒装置是将经由数字网络从视频服务器发送的压缩信号恢复为原始的视频或音频信号，并向TV传输恢复的信号的装置。机顶盒可以将模拟广播转换为数字广播，并且最近尤其具有通过互联网协议TV(IPTV)实现互联网的功能。

在现有技术中，这种信号传输装置包括用于向外部无线设备发射无线信号或者从外部无线设备接收无线信号的无线信号的天线。该天线可以直接图案化在包括在信号传输装置中的印刷电路板上。备选地，诸如平面倒F天线(PIFA)之类的天线可以经由射频(RF)线缆连接到连接器，并且可以连接到安装在印刷电路板中的无线通信模块。

可以简单地制造图案化在印刷电路板上的天线。然而，由于外盒由金属材料制成，因此天线处于封闭环境中，辐射图案会劣化，并且天线特性可能没有普通天线(连接到信号传输装置的外部的单独天线)的特性好。

然而，在PIFA的情况下，PIFA的性能比图案化在印刷电路板上的天线的性能要稍微好一些，但是在连接器和RF线缆之间的组装不良率以及RF线缆的高单位成本提高了信号传输装置的制造成本。此外，由于外盒由金属材料制成，因此对于充分确保天线的辐射图案会受到限制，从而劣化天线的性能。

发明内容

技术问题

将在下面的描述中部分地阐述附加方面和/或优点，并且这部分根据该描述变得显而易见，或者可以通过实践本实施例而被学习。

示例性实施例解决了上述缺点以及以上未提及的其他缺点。此外，不要求实施例克服上述缺点，并且示例性实施例可以不克服上述任何问题。

实施例提供一种信号传输装置，其在外盒或屏蔽板上包括槽型天线，以增强发射或接收天线信号的性能。

问题的解决方案

根据实施例的一方面，一种信号传输装置包括：壳体；接口，设置在壳体上以与外部设备连接，并向外部设备发射信号或者从外部设备接收信号；外盒，被配置为覆盖所述壳体；天线单元，被配置为包括槽型天线和通信模块，所述通信模块与所述槽型天线连接，并通过所述槽型天线向外部无线设备发射信号或者从外部无线设备接收信号；控制器，设置在所述壳体中以与所述接口和所述天线单元电连接，并且直接向显示装置发射通过所述接口或所述天线单元接收到的外部信号，或者转换所述外部信号并向所述显示装置发射转换后的信号。

外盒可以由导电金属材料制成，并且槽型天线形成在所述外盒上。在此情况下，槽型天线可以包括在外盒上穿孔的至少一个辐射图案。在此情况下，通信模块的连接端子可以经由至少一条线缆连接到槽型天线的连接端子，或者可以直接焊接到槽型天线的连接端子。

信号传输装置还可以包括：屏蔽板，被配置为由导电金属材料制成以阻挡电磁波，并且被外盒覆盖。外盒可以由非金属材料制成。槽型天线可以包括在屏蔽板上穿孔的至少一个辐射图案。在此情况下，通信模块的连接端子可以经由至少一条线缆连接到槽型天线的连接端子，或者可以直接焊接到槽型天线的连接端子。

屏蔽板可以包括被槽型天线的天线信号穿过的天线信号辐射孔，并且天线单元可以被设置在与天线信号辐射孔相对应的位置。

天线单元可以包括导电金属板，槽型天线的至少一个辐射图案在所述导电金属板上穿孔。在此情况下，信号传输装置还可以包括：耦接，被配置为将金属板可分离地耦接到屏蔽板。通信模块的连接端子可以直接焊接到槽型天线的连接端子。

耦接可以是沿天线信号辐射孔的彼此面对的两侧平行地延伸的一对槽。

耦接可以是用于将金属板附着到屏蔽板的导电胶带。

耦接可以是用于将金属板固定到屏蔽板的多个连接构件。

耦接可以是从屏蔽板延伸的多个固定突出，并且形成在天线信号辐射孔周围。

金属板可以附着有至少一个杂质阻挡构件，以防止杂质流入辐射图案。在此情况下，杂质阻挡构件是隔离带或隔离膜。

通信模块可以包括第一通信电路和第二通信电路，以发送或者接收至少两个不同信号；并且槽型天线可以包括要连接到第一通信电路的至少一个第一辐射图案、以及要连接到第二通信电路的至少一个第二辐射图案。

在下面的描述中将部分地阐述实施例的附加和/或其他方面以及优点，并且该部分根据该描述是显而易见的，或者可以通过实践实施例而被学习。

根据实施例的一方面，一种信号传输装置包括：接口，被设置为与外部设备连接；盒体；槽型天线，由所述盒体形成；控制器，连接到所述接口和所述天线单元，以在所述接口和所述天线之间传输信号，其中，所述盒体可以是金属，所述天线可以通过在金属盒体上穿孔来形成。

附图说明

通过参照附图描述特定示例性性实施例，实施例的上述和/或其他方面将变得显而易见，在附图中：

图1是与第一示例性实施例一致的信号传输装置的透视图；

图2示出图1所示的外盒的内部，以示出槽型天线和通信模块之间的连接状态；

图3是直接焊接在槽型天线的导电构件处的通信模块的示例的透视图；

图4是图3所示的槽型天线和通信模块之间的另一连接结构的透视图；

图5和图6示出槽型天线的各种图案；

图7是与第二示例性实施例一致的信号传输装置的透视图；

图8是与第二示例性实施例一致的信号传输装置的槽型天线插入屏蔽板的示例的分解透视图；

图9示出与第二示例性实施例一致的信号传输装置的槽型天线粘紧在屏蔽板上的示例；

图10示出与第二示例性实施例一致的信号传输装置的槽型天线通过多个连接构件固定在屏蔽板上的示例；

图11示出与第二示例性实施例一致的信号传输装置的槽型天线通过多个固定突出固定在屏蔽板上的示例；

图12是杂质阻挡构件附着于槽型天线的两侧以防止杂质流入在金属板上穿孔的槽型天线的辐射图案的示例的透视图；

图13是与第三示例性实施例一致的信号传输装置的透视图。

具体实施方式

现在将详细参照实施例，实施例的示例在附图中示出，其中全文中相同的附图标记指代相同的元件。以下通过参照附图来描述实施例以解释该实施例。

在下面的描述中，即使在不同的附图中，相同的附图标记用于相同的元件。描述中定义的事项(例如，详细构造和元件)被提供以辅助对实施例的全面理解。因此，可以执行示例性实施例而不需要那些具体定义的事项。此外，已知的功能或构造没有被详细地描述，因为这些功能或构造将由于不必要的细节而使得实施例变得不清楚。

与第一和第二示例性实施例一致的信号传输装置100(图1)和100A(图7)是插孔封装装置，并且与第三示例性实施例一致的信号传输装置100B(图13)是机顶盒装置。插孔封装装置和机顶盒装置具有包括通用的槽型天线的天线单元。

参照图1至图3，与第一示例性实施例一致的信号传输装置100可以包括壳体110、连接端子面板130、控制器150、外盒170和天线单元190。

壳体110由用于维持预定刚度的金属材料制成，或者由具有预定硬度的合成树脂材料制成。

连接端子面板130是连接到各种外部设备的接口，以便向各种外部设备发送信号或者从各种外部设备接收信号。连接端子面板130可以包括多个连接端子131、132、133和134。连接端子131、132、133和134可以包括数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)、音频/视频(AV)接口、索尼/飞利浦数字互连格式(S/PDIF)接口等。

控制器150设置在壳体10中，并且处理通过连接端子面板130从各种外部设备输入的信号，或者处理通过天线单元190输出的信号。此外，控制器150通过单个连接的连接线缆151之一向TV(未示出，例如超高清(UHD)TV)发送各种类型的信号。在此情况下，至少一个连接线缆151可以包括与TV的连接端子(未示出)电连接的连接端子153。

外盒170可以由金属材料制成，以便阻挡从壳体110中的控制器150和各种电子单元(未示出)辐射的电磁干扰(EMI)，并增强电磁兼容性(EMC)。在此情况下，外盒170可以是将在一个主体中形成有天线单元190的槽型天线191的导电材料，以发送或接收信号。

天线单元190可以包括槽型天线191、以及与槽型天线191电连接的通信模块193。

槽型天线191可以包括在作为导电材料的外盒170上穿孔的第一辐射图案191A和191B以及第二辐射图案191C。在此情况下，第一辐射图案191A和191B以及第二辐射图案191C的位置不限于图1和图2中所示。考虑到控制器150和相邻电子单元(未示出)，可以将第一辐射图案191A和191B以及第二辐射图案191C设置在外盒170的适当位置。

第一辐射图案191A和191B基本上相互对称，并辐射第一天线信号(例如，Wi-Fi信号)。第二辐射图案191C设置在第一辐射图案191A和191B之下，并且辐射与第一天线信号不同的第二天线信号(例如，蓝牙信号)。

第一辐射图案191A和191B以及第二辐射图案191C分别经由第一至第三线缆(例如RF线缆)192A、192B和192C连接至通信模块193。在此情况下，第一线缆192A和第二线缆192B的一端连接到第一辐射图案191A和191B的连接端子T1和T2，并且第一线缆192A和第二线缆192B的另一端连接到连接器200的第一连接端子201和第二连接端子202。此外，第三线缆192C的一端连接到第二辐射图案192C的连接端子T3，并且第三线缆192C的另一端连接到连接器200的第三连接端子203。

在此情况下，连接器200与通信模块193的连接到控制器150的一侧电连接。

通信模块193可以包括第一通信电路193A和第二通信电路193B，其中，第一通信电路193A通过第一辐射图案191A和191B向外部无线设备发送信号或者从外部无线设备接收信号，第二通信电路193B通过第二辐射图案191C从向外部无线设备发送信号或者从外部无线设备接收信号。在此情况下，向第一通信电路193A和第二通信电路193B发送信号或从其接收信号的外部无线设备可以包括单独的控制器、智能电话、平板PC等。第一通信电路193A和第二通信电路193B安装在印刷电路板(PCB)193C中。

在上述天线单元190中，槽型天线191和通信模块193彼此分离，并且经由多条线缆192A、192B和192C相互连接。然而，天线单元190不限于分离类型，并且可以将槽型天线191和通信模块193包括在或者作为如图3所示的一个主体。

参照图3，与上述天线单元190不同，天线单元190’可以不包括多条线缆192A、192B和192C，从而减少制造成本。在天线单元190’中，通信模块193’的多个连接端子195A’、195B’和195C’分别直接焊接到第一辐射图案191A’、191B’和第二辐射图案191C’的连接端子T1’、T2’和T3’。

在此情况下，通信模块193’的多个连接端子195A’、195B’和195C’在PCB193C’的与第一辐射图案191A’、191B’和第二辐射图案191C’的连接端子T1’、T2’和T3’邻近的端部形成为半圆形。多个连接端子195A’、195B’和195C’的内侧涂覆有导电材料。此外，多个连接端子195A’、195B’和195C’有线地与第一通信电路193A’和第二通信电路193B’电连接。

参照图4，在天线单元190”中，通信模块193”的多个连接端子195A”、195B”和195C”可以形成为通孔。在此情况下，第一辐射图案191A”、191B”和第二辐射图案191C”的连接端子T1”、T2”和T3”的端可以沿相同方向弯曲，以插入通信模块193”的多个连接端子195A”、195B”和195C”。以这种结构，第一辐射图案191A”、191B”和第二辐射图案191C”的连接端子T1”、T2”和T3”分别直接焊接到通信模块193”的多个连接端子195A”、195B”和195C”。

第一辐射图案191A和191B以及第二辐射图案191C的位置不限于图2中所示，而是可以被设置为如图5或图6中所示。也就是说，在图5所示的槽型天线1191中，第二辐射图案1191C可以位于辐射图案1191A和1191B之间。在图6所示的槽型天线2191中，辐射图案2191A和2191B可以与第二辐射图案2191C分隔开。在图5和图6中，为了便于描述，没有示出通信模块193。

在图6中示出的辐射图案2191A和2191B可以与第二辐射图案2191C分隔开的原因是为了确保隔离，以防止当蓝牙信号和WiFi信号共享相同频带(例如2.4GHz)时由于信号干扰而引起的通信问题。

参照图7，与第二示例性实施例一致的信号传输装置100A具有与第一示例性实施例相同的结构，除了天线单元190不是设置外盒170A上而是设置在屏蔽板230上。在第二示例性实施例一致的信号传输装置100A中，不对与第一示例性实施例相同的结构进行重复描述。

外盒170A覆盖整个屏蔽板230。外盒170A可以由非金属材料制成，以在没有干扰的情况下使用在屏蔽板230上设置的天线单元190平稳地发送或接收信号。在此情况下，考虑到制造的方便和强度，外盒170A可以由合成树脂材料制成。

屏蔽板230可以由金属材料制成，以阻挡由控制器150和各种电子单元产生的EMI，并增强EMC。

第二示例性实施例中的天线单元190的位置从第一示例性实施例的外盒170改变为屏蔽板230，但是天线单元190的详细结构与图2至图6所示的第一示例性实施例的外盒170相同。

当与第二示例性实施例一致的天线单元190将槽型天线191和通信模块193包括在一个主体中(如第一示例性实施例的图3和图4中所示的天线单元190’和190”)时，天线单元190可以被制成单独的组件并连接到屏蔽板230，如图8至图11所示。在图8至图11中，为了便于描述，没有示出通信模块。

参照图8，槽型天线291没有直接在屏蔽板230A上穿孔，而是在单独的导电金属板251上穿孔。在此情况下，槽型天线291包括用于辐射第一天线信号(例如Wi-Fi信号)的第一辐射图案291A和291B、以及用于辐射第二天线信号(例如蓝牙信号)的第二辐射图案291C。

屏蔽板230A包括用于与金属板251耦接的第一耦接261。第一耦接261可以沿在屏蔽板230A上形成的天线信号辐射孔231A的彼此面对的两侧包括一对槽261A和261B。

在此情况下，可以通过将屏蔽板230A的一部分弯曲为多阶来形成一对槽261A和261B。当槽型天线291滑入第一耦接261时，槽型天线291的上侧和下侧可以牢固地插入这对槽261A和261B。槽261A和261B的宽度可以等于或小于金属板251的厚度，从而这对槽261A和261B可以牢固地固定金属板251。

在图8中，使用屏蔽板230A的一部分来形成第一耦接261，但是不限于此。还有一种可能的方式为：屏蔽板230A和单独构件(未示出)被设置为槽形式，并且沿着天线信号辐射孔231A的彼此面对的两侧焊接在一起。

参照图9，第二耦接263可以包括多个导电胶带。为了使用导电胶带固定金属板251，将金属板251布置在与天线信号辐射孔231B相对应的位置，并且使用导电胶带263将金属板251沿金属板251的四边贴在屏蔽板230B上。当使用导电胶带263将金属板251固定带屏蔽板230B上时，易于固定金属板251，而不需要用于固定金属板251的单独组件。

参照图10，第三耦接265可以包括多个螺钉。在此情况下，金属板251通过使用螺钉穿过并紧固金属板251的四边的一部分、以及围绕天线信号辐射孔231C的一部分，来固定到屏蔽板230C。当使用第三耦接265时，可以通过旋松螺钉来容易地将金属板251与屏蔽板230C分开，从而维护和维修会变得容易。

参照图11，第四耦接装置267可以包括围绕天线信号辐射孔231D穿孔的多个固定突出。在此情况下，多个固定突出可以使用屏蔽板230D的一部分来形成，并且可以被布置为对应于金属板251的边缘以固定金属板251的边缘。当使用第四耦接267将金属板251固定到屏蔽板230D时，可以在没有任何单独固定构件的情况下使用屏蔽板230D，从而制造会是简单的。

在图8至图11所示的金属板251中，当杂质流入第一辐射图案291A、291B和第二辐射图案291C时，天线的性能会劣化。因此，为了防止天线的性能劣化，可以如图12所示，在金属板251的两侧附着杂质阻挡构件271和273。杂质阻挡构件271和273可以是隔离带或隔离膜(例如，聚丙烯塑料薄膜)。

当如图7所示，第一辐射图案191A、191B和第二辐射图案191C直接设置在屏蔽板170上时，杂质阻挡构件271和273可以附着在屏蔽板170的正面和背面。

参照图13，与第三示例性实施例一致的信号传输装置100B可以包括壳体110、设置在壳体110背面的多个收集端子面板(未示出)、安装在壳体110中的控制器150、用于覆盖壳体110的内部的外盒170、以及如与第一示例性实施例一致的信号传输装置100中相同的天线单元190。

此外，与第三示例性实施例一致的天线传输装置100B可以在壳体110的正面包括控制面板140，控制面板140包括使用户能够操纵信号传输装置100B的多个操纵按钮141、电源按钮142和显示器143。

与第三示例性实施例一致的信号传输装置100B中的天线单元190可以形成为如第一示例性实施例的图2中所示的槽型天线191和通信模块(未示出)经由多条线缆相连的分开类型，或者可以形成为如第一示例性实施例的图3和图4中所示的槽型天线191和通信模块(未示出)被设置在一个主体中的组合类型。在此情况下，与第三示例性实施例一致的信号传输装置100B中的通信模块的结构与第一示例性实施例中的通信模块193的结构相同。

此外，第三示例性实施例中的槽型天线191被设置在外盒170处，但是不限于此。当如与第二示例性实施例一致的信号传输装置100A(见图7)那样，信号传输装置100B包括由导电金属材料制成的屏蔽板(未示出)时，槽型天线191可以设置在屏蔽板处。当信号传输装置100B包括屏蔽板时，外盒170可以由非金属材料(例如具有预定硬度的合成树脂材料)制成以防止信号干扰。

在图13中，附图标记171指示设置在外盒170上的多个热辐射孔，以将在信号传输装置100B中产生的热排出外盒170。

上述示例性实施例和优点仅是示例性的，不应解释为限制实施例。本发明的教义可以容易地应用于其它类型的装置。此外，示例性实施例的描述只是说明性的，而不是为了限制权利要求的范围，并且本领域普通技术人员将清楚多种替代、修改和变化。

虽然已经显示和描述了多个实施例，但是本领域的技术人员应清楚，在不脱离实施例的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，实施例的保护范围限定在权利要求及其等同物中。

工业实用性

本总体发明构思总体涉及提供一种具有天线单元的信号传输装置。

Claims

1.一种信号传输装置，包括：

壳体；

接口，设置在壳体上以与外部设备连接，以进行以下操作之一：向外部设备发射信号和从外部设备接收信号；

外盒，被配置为覆盖所述壳体；

天线单元，被配置为包括槽型天线和通信模块，所述通信模块与所述槽型天线连接，并进行以下操作之一：通过所述槽型天线向外部无线设备发射信号和从外部无线设备接收信号；

控制器，设置在所述壳体中以与所述接口和所述天线单元电连接，并且进行以下操作之一：直接向显示装置发射通过所述接口和所述天线单元之一接收到的外部信号，和转换所述外部信号并向显示装置发射转换后的信号。

2.根据权利要求1所述的信号传输装置，其中，所述外盒由导电金属材料制成，并且所述槽型天线形成在所述外盒上。

3.根据权利要求1所述的信号传输装置，还包括：屏蔽板，被配置为由导电金属材料制成以阻挡电磁波，并且被所述外盒覆盖，其中，所述外盒由非金属材料制成。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的信号传输装置，其中，所述槽型天线包括在所述屏蔽板上穿孔的至少一个辐射图案。

5.根据权利要求2或权利要求3所述的信号传输装置，其中，所述通信模块的连接端子经由至少一条线缆连接到所述槽型天线的连接端子。

6.根据权利要求2或权利要求3所述的信号传输装置，其中，所述通信模块的连接端子直接焊接到所述槽型天线的连接端子。

7.根据权利要求6所述的信号传输装置，其中，所述屏蔽板包括被所述槽型天线的天线信号穿过的天线信号辐射孔，并且所述天线单元被设置在与所述天线信号辐射孔相对应的位置。

8.根据权利要求7所述的信号传输装置，其中，所述天线单元包括导电金属板，所述槽型天线的至少一个辐射图案在所述导电金属板上穿孔。

9.根据权利要求8所述的信号传输装置，还包括：耦接装置，被配置为将所述金属板可分离地耦接到所述屏蔽板。

10.根据权利要求9所述的信号传输装置，其中，所述耦接装置是沿所述天线信号辐射孔的彼此面对的两侧平行地延伸的一对槽。

11.根据权利要求9所述的信号传输装置，其中，所述耦接装置是用于将所述金属板附着到所述屏蔽板的导电胶带。

12.根据权利要求12所述的信号传输装置，其中，所述耦接是用于将所述金属板固定到所述屏蔽板的多个连接构件。

13.根据权利要求9所述的信号传输装置，其中，所述耦接是从所述屏蔽板延伸的多个固定突出，并且形成在所述天线信号辐射孔周围。

14.根据权利要求7所述的信号传输装置，其中，所述金属板附着有至少一个杂质阻挡构件，以防止杂质流入所述辐射图案。

15.根据权利要求1所述的信号传输装置，其中，所述通信模块包括第一通信电路和第二通信电路，以分别进行以下操作之：发送和接收至少两个不同信号；并且所述槽型天线包括要连接到第一通信电路的至少一个第一辐射图案、以及要连接到第二通信电路的至少一个第二辐射图案。