CN108463922B - 具有漏波相控阵天线的无线通信装置 - Google Patents

具有漏波相控阵天线的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

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。

Description

具有漏波相控阵天线的无线通信装置
技术领域
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。
背景技术
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。
发明内容
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的漏波模式的布里渊图的曲线图；
图37和图38是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的具有布置在平面导体之间的天线元件(们)的天线器件的传播特性的视图；
图39和图40是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的具有设置在平面导体和电介质结构之间的天线元件的天线器件的传播特性的视图；
图41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水平面上的方向性和/或波束形成的曲线图；以及
图42和图43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水平面上的方向性和垂直极化波束形成的曲线图。
在整个附图中，相同的附图标记将被理解为指代相同的部分、部件和结构。
具体实施方式
提供以下参照附图的描述以帮助全面理解本公开的各种实施方式，本公开由权利要求及其等同物限定。该描述包括各种具体细节以帮助理解，但是这些仅被认为是示范性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对这里描述的各种实施方式进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，可以省略对公知功能和结构的描述。
在下面的描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而是仅被发明人用来使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，对应本领域技术人员将是显然的，本公开的各种实施方式的以下描述被提供仅用于说明的目的，而不是为了限制由权利要求书及其等同物限定的本公开的目的。
将理解，除非上下文另外清楚地规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，对“部件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。
与诸如“第一”和“第二”的序数一起出现的术语可以用于表示各种部件，但是部件不受术语限制。这些术语仅用于将一个部件和另一个区分开。例如，第一部件可以表示为第二部件，反之亦然，而没有脱离本公开的范围。术语“和/或”可以表示列出的多个相关项目的组合(们)或所述项目的任一个。
术语“前”、“后表面”、“上表面”和“下表面”是可根据观看附图的方向而变化的相对术语，并可以用诸如“第一”和“第二”的序数代替。由序数第一和第二表示的顺序可以根据需要改变。
如这里使用的术语仅被提供来描述其一些实施方式，而不是限制本公开。将理解，除非上下文另外清楚地规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“具有”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
除非另外地限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本公开的实施方式所属的领域内的普通技术人员通常理解的相同的含义。还将理解的是，术语诸如在通用字典中定义的那些术语应当被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化或过度形式化的意义，除非这里明确地如此定义。
如这里所使用的，术语“电子装置”可以是具有触摸面板的任何装置，并且电子装置也可以被称为终端、便携式终端、移动终端、通信终端、便携式通信终端、便携式移动终端或显示装置。
例如，电子装置可以是智能手机、移动电话、导航装置、游戏装置、电视机(TV)、车辆的头部单元、膝上型计算机、平板电脑、个人媒体播放器(PMP)或个人数字助理(PDA)。电子装置可以被实现为具有无线电通信功能的袖珍便携式通信终端。根据本公开的实施方式，电子装置可以是柔性设备或柔性显示器。
电子装置可以与外部电子装置(例如服务器)通信，或者可以通过与这样的外部电子装置交互来执行任务。例如，电子装置可以通过网络将由相机捕获的图像和/或由传感器检测到的位置信息发送到服务器。网络可以包括但不限于移动或蜂窝通信网络、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、因特网或小区域网络(SAN)。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置和/或电子装置可以将包括多个天线元件的天线模块与外壳或外壳的导电结构(包括至少一个开口)电磁结合。以上装置可以以通过天线元件阵列的阵列模式、通过导电结构的漏波模式以及根据阵列模式和漏波模式的组合的混合模式当中的任何一种波束形成模式来操作，从而允许宽的波束形成和波束扫描范围。
用于配置毫米波天线的天线模块和/或天线元件可以容纳在电子装置的外壳中，并且从天线元件辐射的无线电波应当能够穿过外壳的金属部分或电介质部分发射。当金属部分或电介质部分的厚度(t)满足下面的数学式1时，无线信号可以穿过外壳的金属部分或电介质部分发射。
数学式1
[Math.1]
Figure GDA0002390051950000071
这里，“λc”是在中心频率(例如60.5GHz)处的波长。在采用典型的介电常数εr时，当外壳的金属部分或电介质部分为约690μm厚或更小时，可以平稳地发射无线信号。然而，为了电子装置的机械硬度，外壳结构的厚度通常超过该值，并且从天线元件和/或天线模块辐射的无线信号可以沿着电子装置的表面传播，例如沿着外壳的金属部分或电介质部分的表面传播。例如，接收天线元件和/或天线模块的外壳的金属部分或电介质部分会使天线在发射和接收无线信号上的能力恶化。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置和/或电子装置可以实现漏波结构(例如漏波辐射器或漏波相控阵天线)并通过在外壳的导电结构中形成至少一个开口而使漏波结构与天线元件结合。漏波结构和天线元件阵列的结合可以使波束形成模式多样化。例如，在天线元件辐射无线信号的阵列模式中，毫米波发射和接收可以通过对每个天线元件进行相位馈电来进行，并且在混合模式或漏波模式中，从天线元件辐射的电磁能量的至少部分可以被聚焦到漏波结构上，使得毫米波信号可以通过漏波结构辐射到自由空间。
根据本公开的一实施方式，处于阵列模式的天线元件可以通过形成在外壳的导电结构中的开口来辐射无线信号。漏波相控阵天线可以以与阵列模式不同的方向和/或角度进行波束形成和波束扫描。例如，根据本公开的一实施方式，通过选择性地操作阵列模式和漏波模式，无线通信装置和/或电子装置可以确保更宽的波束形成和波束扫描范围。在一些实施方式中，当漏波相控阵天线操作时，天线元件可以通过开口辐射无线信号，使得根据本公开的实施方式的无线通信装置和/或电子装置可以以阵列模式和漏波模式的混合模式进行波束形成。因此，根据本公开的一实施方式，即使在几十GHz或更高的高通信频带上，无线通信装置和/或电子装置也可以确保宽的波束形成和波束扫描范围。
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100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200的无线通信装置和/或电子装置的一部分的分解透视图。
参照图1和图2，根据本公开的各种实施方式，无线通信装置和/或电子装置100(在下文，“电子装置”)可以包括外壳和接收在外壳中的电路板104，该外壳包括金属框架101以及前盖102和/或后盖103中的至少一个。在一实施方式中，电子装置100的天线模块可以包括多个天线元件141。天线元件141的阵列143可以形成在电路板104上。此外，天线元件141的多个阵列143可以形成在电路板104上。在一实施方式中，阵列143内的天线元件141每个可以彼此独立地接收相位差馈电。例如，天线元件141的阵列143可以形成相控阵天线。在另一实施方式中，天线元件141与射频集成电路(RFIC)一起可以集成在一个电路板(例如电路板104)上。
根据本公开的一实施方式，金属框架101可以通常具有闭环形状并可以至少部分地包括导电材料。后盖103可以与金属框架101结合以形成外壳和/或电子装置100的后表面。后盖103可以由金属材料诸如铝或镁或电介质诸如合成树脂形成。根据本公开的一实施方式，后盖103和金属框架101可以形成为单个主体。例如，后盖103可以由与金属框架101相同的材料形成，或者后盖103与金属框架101一起可以在形状形成的同时形成为一体结构，而不经历单独的组装过程。例如，金属框架101和后盖103可以通过插入成型工艺形成。前盖102可以在与后盖103相对的方向上与金属框架101结合以形成外壳和/或电子装置100的前表面。例如，金属框架101可以被提供为至少部分地围绕后盖103和前盖102之间的空间并可以形成外壳和/或电子装置100的侧壁(们)。前盖102可以是例如具有集成在一起的窗玻璃、显示器件和/或触摸面板的显示器。
外壳可以包括形成为穿过侧壁(例如金属框架101)的至少一个开口111。开口(们)111可以形成在例如金属框架101的导电结构上。根据本公开的一实施方式，开口111可以是形成在外壳的侧壁中的一个或多个中的细长狭槽(们)。例如，开口(们)111可以形成在外壳的一个侧壁或多个侧壁中。在一示范性实施方式中，开口(们)111可以形成在外壳的两个分开的侧壁或外壳的两个相邻的侧壁中。此外，一个开口111可以跨越外壳的两个侧壁。根据本公开的一实施方式，电路板104和/或天线元件(们)141的一部分可以设置在开口111中。开口(们)111的至少一部分可以与天线元件(们)141电磁结合以形成漏波结构200(例如漏波相控阵天线)。
根据本公开的一实施方式，多个圆形或多边形的开口111可以布置在外壳的侧壁(例如金属框架101的导电结构部分)上。形成在外壳的侧壁中的多个开口111中的一个或更多个可以用作电子装置100的声学孔。例如，开口111可以用作用于接收与用户的语音相关的声波的麦克风孔或用于输出从设置在外壳内的扬声器模块产生的声音的声音输出孔。根据本公开的实施方式，尽管没有直接接收天线元件(们)141，但是这样的声学孔可以布置为与天线元件(们)141或天线元件141的阵列143相邻。例如，作为声学孔提供的多个开口111的每个可以与天线元件(们)141电磁耦合以形成漏波结构200(例如漏波相控阵天线)。
根据本公开的一实施方式，电路板104可以由印刷电路板(PCB)或低温共烧陶瓷(LTCC)板中的一种形成。当设置在电路板104的至少一个表面上的贴片(们)或电路板104是多层电路板时，天线元件(们)141可以包括栅格结构，该栅格结构包括形成在多层电路板中的通路孔和/或导电图案或形成在电路板104的至少一个层上的贴片的组合。根据本公开的实施方式，天线元件(们)141可以是零阶模式谐振器。当电路板104被接收在外壳中时，天线元件(们)141可以接收在开口111中或者与开口111相邻地设置。
根据本公开的一实施方式，波束偏转器105可以设置在外壳中，例如在开口111内。波束偏转器105可以从外壳的外部插入到开口111。根据本公开的一实施方式，波束偏转器105可以包括通常由电介质(例如合成树脂)形成的主体和形成在主体中的寄生导体。当波束偏转器105被插入到开口111中时，其侧表面可以暴露到自由空间(例如外壳的外部空间)。根据本公开的一实施方式，波束偏转器105可以与开口111结合以形成漏波结构200(例如漏波相控阵天线)。例如，在通过天线元件(们)141发射或接收无线信号时，波束偏转器105可以与开口111结合以将在导电结构(例如金属框架101)中产生的表面电流的流动转变成漏波并将漏波辐射到自由空间。
图3是示出根据本公开的另一实施方式的无线通信装置(例如图1的电子装置100)和/或电子装置的漏波结构200的视图。
在以上结合图1和图2描述的实施方式中，描述了一示例，其中开口111形成在外壳的两个侧表面上。然而，在本实施方式中，描述了漏波结构200，其中开口111例如形成在外壳(例如金属框架101)的单个侧表面中。
参照图3，漏波结构200可以包括在外壳的侧表面(例如金属框架101)上形成为一个直线部分的开口111以及安装在开口111中的波束偏转器105。在金属框架101的外表面中，开口111可以具有0.2λ×0.5λ的尺寸(其中“λ”是漏波结构200中形成的共振频率的波长)。波束偏转器105可以从金属框架101的外部插入到开口111中以关闭开口111。例如，波束偏转器105可以设置在开口111内，使得波束偏转器105的外表面与围绕开口111的金属框架101的侧壁基本上齐平。波束偏转器105可以具有例如0.095λ的厚度，开口111可以具有从波束偏转器105的内侧面起的0.5λ的深度。
在以上漏波结构200中，如由附图标记211指示的电磁波可以沿着开口111的长度方向传播或者可以通过波束偏转器105辐射到自由空间。辐射到自由空间的电磁波和/或无线信号的辐射方向(或角度)可以根据提供到上述天线元件141的阵列的功率的相位分布或漏波结构200的传播常数而变化。
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411、413、415和417的平面图。尽管在下面的描述中仅用附图标记“411”表示天线元件，但是可以包括由附图标记“413”、“415”和“417”指示的天线元件，而不是仅表示由图4的“411”指示的天线元件。
参照图4，如上所述，天线元件(们)411可以是形成在电路板104的至少一个表面或层上的贴片的形式。通常，天线元件(们)411、413、415和417可以成形为圆形贴片(例如天线元件411)或矩形贴片(例如天线元件413)，或者天线元件可以根据电路板104上允许的布置区域或辐射方向而具有其它各种形状，诸如三角形贴片(例如天线元件415)或多边形贴片(例如天线元件417)。
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411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)411的馈电结构的视图。
参照图5和图6，天线元件411可以具有例如圆形贴片形状并可以通过一对馈电端口421和423接收馈电。取决于无线信号的辐射方向或包括天线元件411的天线元件(例如图1的天线元件141)的阵列143的安装环境，馈电端口421和423可以提供在各种位置。例如，包括天线元件411的天线阵列143可以设置为与电子装置(例如图1的电子装置100)和/或外壳中的角落相邻，并可以设置在金属框架(例如图1的金属框架101)中形成的开口111内。分别提供给馈电端口421和423的馈电信号可以相对于彼此具有相位差，这允许以各种方式设定通过天线元件411发送和接收的无线信号的辐射方向。在图5和图6中，尽管在开口111中仅设置一个天线元件411，但是这仅是示例，本公开不限于此。例如，天线元件411可以形成构成图1和/或图2所示的阵列(例如天线元件141的阵列143)的天线元件(例如天线元件141)中的一个。
图7是示出根据本公开的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。
参照图7，由附图标记“501”表示的辐射图案是在向天线元件(例如图6的天线元件411)提供馈电时通过测量当相对于提供给第一馈电端口(例如图6的馈电端口421)的馈电信号向第二馈电端口(例如图6的馈电端口423)馈送+90度相位差信号时形成的辐射图案而获得。由附图标记“502”表示的辐射图案是通过测量当相对于提供给参考馈电端口(例如第一馈电端口421)的馈电信号向第二馈电端口423馈送-90度相位差信号时形成的辐射图案而获得。
在上述信号馈送条件下，可以确保从-106.25度至+18.75度的约125度(约+-62度)的波束扫描范围，同时形成比最大增益小3dB的增益变化范围。当仅+90度相位差信号被馈送到同一天线元件(例如图6的天线元件411)时，可以确保从-76.67度至+18.04度(即约95度)的波束扫描范围，并且当仅馈送-90度相位差信号时，可以确保从-107.08度至-13.00度的约94度的波束扫描范围。例如，可以示出，通过向天线元件411提供相位差馈电信号，波束扫描范围可以被扩展约30度。在一些实施方式中，通过向天线元件阵列(例如图1的天线阵列143)的天线元件(例如图1的每个天线元件141)分别提供独立的相位差馈电信号，可以进一步加宽波束扫描范围。
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)841的示例的视图。
如上所述，根据本公开的一实施方式，电子装置(例如图1的电子装置100)的天线模块可以具有形成在电路板的一个表面和/或一个层上的贴片、或者形成在多层电路板中的栅格结构、或者零阶模式谐振器结构的天线元件(们)。图8示出包括使用零阶模式谐振器结构的天线元件841的天线模块800的示例。包括导电结构的金属框架801(和/或外壳)可以设置在天线元件841周围，金属框架801可以为天线元件841提供接地基座。到天线元件841的馈电可以通过形成在电路板804中的印刷电路图案来提供。例如，天线模块800可以通过零阶模式谐振器结构的天线元件841、天线元件841周围的金属框架801以及金属框架801和/或电路板804中的空腔811的组合形成。零阶模式谐振器结构的天线元件841可以容易变得纤细，从而减小天线元件841的阵列(例如图1的天线元件141的阵列143)在电路板804上占据的面积。例如，使用零阶模式谐振器结构可以导致电子装置的内部空间的更有效的布置和利用。
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。
在描述以下的实施方式时，从以上实施方式的描述容易理解的配置或结构可以用与前述实施方式中相同的附图标记表示，并可以省略对其的详细描述。
参照图9，电子装置100的金属框架101可以具有形成在其两个侧表面上的开口111，并且在金属框架101的角落处的天线元件141的阵列143可以通过开口111的一部分直接辐射无线信号到自由空间(例如上述阵列模式)。在一实施方式中，波束偏转器105可以分别安装在金属框架101的两个相邻表面上在开口111的至少其它部分内，从而导致分别在天线元件141的阵列143的两侧形成漏波结构200。换句话说，当形成单个开口111使得开口111跨越金属框架101的两个相邻表面时，第一波束偏转器105设置在开口111的第一部分中，并且第二波束偏转器105设置在开口111的第二部分中。漏波结构(们)200可以与构成阵列143的天线元件141中的至少一个形成电磁耦合，从而用作漏波相控阵天线。漏波结构(们)200的长度(L)可以基于发送或接收的无线信号的频率(或波长)、金属框架101或波束偏转器105的结构或材料性质(例如介电常数)、设计中的辐射方向/角度、或其组合来确定。
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。
参照图10至图13以及图9来描述天线器件的辐射特性。
参照图10，图10示出包括通过天线元件阵列143的辐射可获得的辐射图案的曲线图。例如，当电子装置以阵列模式操作时(和/或当漏波结构的长度基本上为0时)，例如当八个天线元件141在阵列143中产生辐射时，可以确保约+-60度的波束扫描范围，并且在相应的范围内，天线增益的变化可以在从6.4dBi至9.4dBi的范围内变化。
参照图11，图11示出包括当漏波结构的长度(L)(例如图9的漏波结构200的长度(L))被设定为1.5λ(其中“λ”是漏波结构中形成的谐振频率的波长)并且电子装置以阵列模式、混合模式和漏波模式中的任何一种波束扫描模式操作时可获得的辐射图案的曲线图。例如，当电子装置以阵列模式901操作时，波束扫描范围可以扩展±30度，并且当以混合模式902操作时，波束扫描范围可以扩展±60度。当电子装置以漏波模式903操作时，波束扫描范围可以扩展±68度。此时，天线增益可以在从6dBi至9dBi的范围内变化。
参照图12，图12示出包括当漏波结构200的长度(L)被设定为4.2λ并且电子装置以阵列模式、混合模式和漏波模式中的任何一个波束扫描模式操作时可获得的辐射图案的曲线图。例如，当电子装置以阵列模式901操作时，波束扫描范围可以扩展±30度，并且当以混合模式902操作时，波束扫描范围可以扩展±60度。当电子装置以漏波模式903操作时，波束扫描范围可以扩展±72度。此时，天线增益可以在从6dBi至10dBi的范围内变化。
如上所述，当改变漏波结构200的长度(L)时测量的天线增益和/或波束扫描范围在下面的表1中示出。
表1
[表1]
Figure GDA0002390051950000141
这样，根据本公开的实施方式，电子装置可以通过选择漏波结构200的阵列143中包括的天线元件141的组合而以阵列模式、混合模式和漏波模式中的每个操作，使得电子装置可以相应地将波束扫描范围扩展至±72度。
通常，布置在电子装置中的毫米波天线(例如包括上述天线元件阵列143的相控阵天线)可以具有受各种附近结构(例如外壳、导电结构等)限制的波束扫描范围。此外，随着电子装置的宽度减小，布置在电子装置中的天线的波束扫描范围会被进一步限制。相反，如上所述，根据本公开的实施方式，包括天线器件的电子装置100可以通过将在天线元件141操作时可产生的表面电流辐射到自由空间而扩展波束扫描范围。例如，根据本公开的实施方式，电子装置可以通过混合模式和/或漏波模式以适当的方式确保波束扫描范围，而基本上不损害天线增益。
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105a和105b的透视图。
参照图14和图15，根据本公开的各种实施方式，波束偏转器105a和105b具有与外壳(例如图1的金属框架101)的外表面的形状对应的形状，或形成在外壳的两个相邻侧表面上的开口111。波束偏转器105a和105b可以包括寄生导体151。寄生导体151可以是形成在波束偏转器105a和105b内部或外表面上的导电图案。在一些实施方式中，如果开口111形成在外壳的一个侧表面上，则波束偏转器105a和105b可以具有平板形状。寄生导体151可以将聚焦到上述漏波结构或开口上的电磁能量以混合模式或漏波模式辐射到自由空间。
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。
参照图16，根据本公开的实施方式，电子装置的波束偏转器105c可以通过金属框架101的外表面暴露，并可以包括形成在波束偏转器105c的外表面或内表面上或接收(埋入)在其中的导电图案，诸如寄生导体151。
参照图17，根据本公开的一实施方式，电子装置的波束偏转器105d可以通过金属框架101的外表面暴露，并可以包括接收(埋入)其中的至少一个寄生导体153，例如导电元件，从而形成局部反射表面(们)。
参照图18和图19，根据本公开的各种实施方式，电子装置的波束偏转器可以包括导电结构(例如金属框架101)以及形成在金属框架101中的多个开口155和157。开口155和157可以布置成阵列，并且金属框架101的一部分可以通过形成在金属框架101内部的空腔而与天线元件阵列(例如图1的阵列143)电磁结合。开口155和157可以将表面电流转变成漏波并将漏波辐射到自由空间。在一些实施方式中，开口155和157可以具有多边形或圆形形状并可以部分地填充有电介质。根据本公开的一实施方式，当电子装置具有声音输入或输出功能时，开口155和157中的至少一些可以用作声音通过其传播的声学孔。
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。
参照图20至图22，电子装置中的金属框架101的一部分可以被提供为漏波表面113(例如部分反射表面)。例如，金属框架101可以具有填充有电介质的多个开口155(例如波导)，并且相邻开口155之间的导电结构(或导电图案)可以用作漏波表面113。包括天线元件(们)141的电路板104可以接收在金属框架101内部。天线元件141可以布置为与金属框架101内部的开口155相邻。在一些实施方式中，电子装置可以包括与导电结构(例如金属框架101)相邻地定位的第一平面导体106和第二平面导体107。第一平面导体106和第二平面导体107可以彼此相邻地设置，使电路板104的至少一部分(例如电路板104的与天线元件141(和/或天线元件141的阵列区域)相关联的部分)插设在其间。此外，后盖103可以设置在第二平面导体107下面并与金属框架101相邻。
根据本公开的一实施方式，第一平面导体106和/或第二平面导体107可以设置在金属框架101中以增强上述电子器件的硬度。在另一实施方式中，第一平面导体106和/或第二平面导体107可以在电路板104和其它电子部件(例如显示装置等)之间提供电磁屏蔽功能。在另一实施方式中，第一平面导体106和/或第二平面导体107可以使电路板104中布置的各种电子部件(例如处理器、RFIC、音频模块、电源管理模块等)在空间上和/或电磁上彼此隔离。
在一实施方式中，由金属框架101、第一平面导体106和第二平面导体107围绕的空间以及开口155(例如填充有电介质的开口)可以形成漏波结构(例如波导)。例如，从金属框架101产生的表面电流和/或聚焦到该空间上的电磁能量可以通过漏波表面113转变成漏波，并且该漏波可以辐射到自由空间。例如，漏波表面113可以用作自由空间和天线元件(们)141之间的阻抗匹配电路。在一些实施方式中，该空间和形成该空间的导电结构可以与天线元件141(们)和/或天线元件141的阵列电磁结合以形成多个波导结构。例如，多个天线元件141可以通过彼此独立的通道从RFIC接收电力，其中该多个天线元件141以及围绕该多个天线元件141的导电结构可以形成波导结构(们)。
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200的视图。
参照图23至图25，多个开口155可以布置在金属框架101中，并且容纳天线元件(们)141的空腔(例如开口155与天线元件(们)141之间的空腔)可以与开口155结合以形成漏波结构200。多个天线元件141可以以大于λc/4(其中“λc”是中心频率处的波长)且小于λc的预定间隔(周期性地)布置(例如在电路板104上)。通过以预定的间隔布置天线元件141，可以容易地控制天线增益或者波束扫描范围。随着天线元件141的布置周期增加，增益上升，但是波束扫描范围会减小。
在一些实施方式中，如图25所示，天线元件(们)141可以包括分别布置在电路板104的两个表面上的贴片141a和掩埋在电路板104中以将贴片141a连接在一起的通路导体141b。然而，本公开不限于天线元件(们)的形状或结构，而是天线元件(们)141可以以各种结构实现，例如零阶模式谐振器或包括贴片或贴片和不同形状的通路孔的组合的栅格结构。
在另一实施方式中，漏波结构200中的空腔和/或开口155可以直接通过探针馈电结构馈电。例如，在上述实施方式中举例说明了其中从天线元件141辐射的电磁能量的至少一部分通过漏波结构200辐射到自由空间的配置。然而，漏波结构200可以通过独立于天线元件141的路线馈电以作为漏波辐射器(漏波相控阵天线)操作。
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200的另一示例的视图。
参照图26和图27，根据本公开的各种实施方式，电子装置可以包括天线模块241，天线模块241具有设置在金属框架101内部的电路板104上的八个天线元件245的阵列。带状线243可以连接每个天线模块241的天线元件245，其中每个天线模块241可以形成水平偏转天线阵列并可以位于上述波束偏转器和/或漏波结构200内部。
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元件的实施示例的视图。
在通过图20至图27公开的实施方式中的天线器件和/或电子装置中，天线元件141和245的阵列可以形成在接收于金属框架101内的电路板104上，同时邻近包括金属框架101的一部分的漏波结构200定位。
在关于φ＝0平面中的垂直偏转波束形成(E0)的实施方式中，例如通过图20至图25和/或图28和/或图29公开的实施方式，波耦合器可以被实施为包括反射壁或导向耦合器的平行板波导的形式。在该实施方式中，天线元件141或245可以通过带状线243与RFIC连接以接收电力。在一些实施方式中，图28和/或图30中的电路板104的用“a2”表示的部分(和/或层)基本上是电介质层并可以用作将天线元件141和245与漏波结构200和/或电路板104的边缘处的自由空间匹配的介质变换器。
在关于φ＝0平面中的水平偏转波束形成(E0)的实施方式中，例如通过图26和图27和/或图30和图31公开的实施方式，水平偏转耦合器可以被实施为具有反射壁的单极元件。
通过下面的表2公开了关于与如图28至图31所示的布置相关的天线元件141或245的各种尺寸。
表2
[表2]
Figure GDA0002390051950000181
取决于电子装置中的机械或结构设计，各种实施方式可以应用于天线和/或天线元件的尺寸。例如，以上表2中指定的尺寸可以根据电子装置中的电子部件或结构的布置或电子装置的尺寸而被适当地改变。
例如，在电子装置的上述结构中，电路板104可以与平面导体机械地结合或组装。在一些实施方式中，布置天线元件141或245的电路板104可以与金属框架101间隔开以避免机械应力。在另一实施方式中，由于漏波平滑地逐渐变细，所以表面波可以转换为辐射空间波并且电介质板与自由空间之间的匹配条件可以被增强。
为了即使在用户环境的不规则变化(例如，由于用户的移动和/或位置变化引起的传播环境的变化)下也保持稳定的通信链路，天线元件141或245的阵列143可以具有偏转控制手段或可以具有产生垂直/水平偏振的功能。相应地，电子装置可以在各种操作环境条件下保持稳定的通信连接。
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。
参照图32和图33，上述实施方式中的平面导体(例如图21和图22的第一平面导体106和第二平面导体107)可以用形成在电路板104上的导电层以及天线元件(们)141代替。例如，第一平面导体161和第二平面导体163可以分别形成在电路板104的两个不同层上，并且天线元件(们)141可以布置在第一平面导体161和第二平面导体163之间。在一些实施方式中，电子装置和/或天线器件还可以包括将第一平面导体161与第二平面导体163连接的第三平面导体165。第三平面导体165与第一平面导体161和第二平面导体163一起可以设置为至少部分地围绕天线元件(们)141，从而形成波导结构。
参照图43，所发射的准TEM模式具有相位常数β的低频散射，并且当在57GHz至66GHz的频带上操作时，准TEM模式可以最小化漏波天线的波束偏斜效应。
返回参照图22，使用部分填充有空气的漏波结构可以使有效介电常数εeff最小化。有效介电常数εeff可以通过下面的数学式2来计算。
数学式2
[Math.2]
εeff＝(l1+l2)ε1ε2/(ε1l2+ε2l1)
这里，l1是漏波结构中用空气填充的部分的长度，l2是漏波结构中用电介质填充的部分的长度。
在一些实施方式中，准均匀电介质结构可以由具有1.6mm周期的部分反射表面(例如图20的漏波表面113)形成。形成具有这样小的周期的部分反射表面的开口(例如图22的开口155)的阵列可以实质上作为漏波天线来操作。用于形成局部反射表面的开口(们)155可以仅对于来自基本高速波形模式的反射进行优化，并可以不与其它空间谐波组合。在这种情况下，天线可以在波束扫描范围内辐射单个波束而没有寄生零位。
漏波辐射可以将天线元件阵列(例如图1的阵列143)的波束扫描范围从法线方向扩展到θ0＝70度。通过漏波的辐射角的传播常数β0 W可以由以下数学式3定义。
[数学式3]
[Math.3]
Figure GDA0002390051950000191
这里，表示自由空间波数的k0可以定义如下：k0＝2π/λ0。在根据本公开的实施方式的天线器件和/或电子装置中，β0 W与sinθ0的绝对值的比率
Figure GDA0002390051950000192
(即k0)可以不小于0.8且不大于1.0。
图34和图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是示出根据本公开的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的漏波模式的布里渊图的曲线图。
参照图34和图35，图34和图35示出对于用例如电介质填充的矩形波导(例如图18的开口155)关于n＝0和-1的传播常数的频率依赖性的测量结果。所测量的矩形波导为2.9mm长，具有1.5的有效介电常数5，并具有其中部分反射表面(例如图20的漏波表面113)以1.6mm的周期布置的结构。
根据以上测量结果，休眠模式n＝0支持沿着长度方向的高速波(β0 W<k0)传播，并且第一空间谐波n＝-1在截止区域β-1 W<-k0内。因此，只有休眠模式n＝0会受到辐射。参照图43，当在57GHz至66GHz的频带上变化时，漏波波束可以被偏转直到55度至75度。
图37和图38是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的具有布置在平面导体之间的天线元件(们)的天线器件的传播特性的视图。
图39和图40是示出根据本公开的各种实施方式的无线通信装置和/或电子装置中的具有设置在平面导体和电介质结构之间的天线元件的天线器件的传播特性的视图。
参照图37和/或图38，其上形成有天线元件141的阵列143的电路板104可以位于第一平面导体106和第二平面导体107之间。在一些实施方式中，如图39和/或图40所示，电路板104可以用一个平面导体和平面电介质(例如图1的后盖103或另一个电介质板)代替。
根据本公开的一实施方式，例如电子装置100的金属框架(例如图1的金属框架101)可以基于开口155的阵列和/或具有寄生导体的波束偏转器105并与金属框架101和天线元件阵列143之间的空腔结合而形成漏波结构。例如，波导结构(们)可以由电介质结构(开口155的阵列和/或波束偏转器105)和/或金属框架与电路板104(和/或天线元件(们))之间的空腔形成。开口155(或电介质结构)可以将自由空间与空腔的准均匀电介质结构分隔开。由天线元件(们)141产生的表面波，虽然是束缚波，但是可以在不连续的部分(例如，一旦发生不连续)辐射到自由空间。
空腔波导(例如开口155)可以被认为是在底部短路的在z方向上的传输线。当开口155的厚度(例如图22中的I2)达到
Figure GDA0002390051950000201
时，底部的短路可以转变为界面中的开路。在这样的共振点中，被引导的表面波可以被有效地转换成传播到空间中的辐射波。此外，开口155的增加的厚度增大了空腔波导内的功率与总功率的比率，这意味着更多的功率或电磁波能量集中到漏波结构中。由金属框架产生的寄生表面波可以在沿金属框架内部的电路板104传播时使天线元件141的辐射图案变形。
在金属框架101与电路板104之间的形成为波导结构的一部分的空间(图22中用“12”表示的部分)中，当
Figure GDA0002390051950000211
大于0.65mm时，用于将表面波有效辐射到自由空间中的漏波结构可以通过调节平面导体(例如图22的第一平面导体106和第二平面导体107)之间的间隙而形成。
图41是示出根据本公开的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形成和/或在水平面上的方向性的曲线图。
图42和图43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垂直偏振波束形成和在水平面上的方向性的曲线图。
如图41至图43的曲线图中表示的根据本公开的一实施方式的天线器件(包括例如漏波相控阵天线)的辐射性能在下面的表3中阐述。
表3[表3]
Figure GDA0002390051950000212
漏波相控阵天线可以用于诸如移动电话、平板、可穿戴的设备以及固定设备：基站、路由器和其它类型的发射器。天线阵列可以被嵌入到移动装置中以提供多千兆位通信服务诸如高清电视(HDTV)和超高清视频(UHDV)、数据文件共享、电影上传/下载、云服务和其它场景。
根据本公开的一实施方式，用于增强通过漏波相控阵天线和/或电子装置能够实现的网络功能的方法可以包括并发传输(空间复用)、多输入和多输出(MIMO)技术以及全双工技术。
根据本公开的一实施方式，由漏波相控阵天线和/或电子装置能够实现的毫米波通信标准可以包括无线个人区域网络(WPAN)或无线局域网(WLAN)，例如ECMA-387、IEEE802.15.3c和IEEE 802.11ad。
在一实施方式中，物理层和MAC层可以支持多千兆位无线应用，包括即时无线同步、高清(HD)流的无线显示、无绳计算和互联网接入。在物理层中，可以定义两种操作模式，用于高性能应用(例如高数据速率)的正交频分复用(OFDM)模式以及用于低功率和低复杂度实现的单载波模式。
指定装置可以为基本服务集提供基本时序，并协调介质访问以适应来自移动装置的流量请求。信道接入时间可以被分成信标间隔(BI)序列，并且每个BI可以包括信标传输间隔、关联波束形成训练、通告传输间隔和数据传输间隔。在信标传输间隔中，基站可以以传输扇区扫描方式传输一个或更多个毫米波信标帧。然后，在指定装置和移动装置之间进行初始波束形成训练以及关联可以在关联波束形成训练中执行。基于竞争的接入时段和服务时段可以在通告传输间隔期间由接入点(AP)在每个数据传输间隔内分配。在数据传输间隔期间，可以在完成波束形成训练之后支持包括指定装置和移动装置的任何一对移动装置之间的对等通信。在IEEE 802.11ad中，载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)和时分多址(TDMA)的混合多路访问可以被采用用于装置之间的传输。CSMA/CA可以更适合诸如网页浏览的突发流量以减少延迟，而TDMA可以更适合于诸如视频传输的流量以支持更好的服务质量(QoS)。
根据本公开的一实施方式，天线(例如天线元件)可以布置在移动装置的至少一个角落处，如图2所示。
在另一实施方式中，如图20至图25、图26和图27以及图37和图39所示，天线可以布置在移动装置的边界处(例如外壳的结构与外壳的内部空间或侧壁之间的边界)。
可实现的扫描范围和天线增益可以与没有移动装置的独立天线模块相同或比其更好。由于例如装置的外壳中的表面电流引起的寄生效应可以被抑制或消除。
根据本公开的一实施方式，可以如下使用漏波相控阵天线：
嵌入到电子装置中的天线阵列可以用于传输高容量数据，诸如未打包的高清(HD)视频流。例如，用户可以通过简单地打开电视机或监视器并在用户的电子装置上激活流传输(streaming)来通过电视机或监视器观看期望的电影。
在用户之间共享HD电影时，仅仅激活电子装置的数据传输功能就能够在两或三秒内将整个电影传输到支持这种标准的对方的移动装置。
在从信息站(kiosk)下载最后一部电影时，通过移动支付对电影的简单支付允许在两或三秒内激活电影的数据传输和接收。
在电子书商店或一些数字信息共享系统中的支付允许在开始下载之后两或三秒内接收订购的项目。
根据本公开的一实施方式，漏波相控阵天线和/或包括漏波相控天线的电子装置可以用于要求传输大量数据的其它各种场景。
如上所述，根据本公开的一实施方式，包括天线器件(例如漏波相控阵天线)的无线通信装置和/或电子装置可以包括具有导电结构的外壳、具有多个天线元件的毫米波(mmWave)天线模块、以及漏波辐射器，该毫米波天线模块设置在外壳内。
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。
根据本公开的一实施方式，外壳的至少一个侧壁包括导电结构。
根据本公开的一实施方式，形成在外壳的导电结构中的至少一个开口可以包括形成在外壳的至少一个侧壁中或形成在外壳的两个相邻的侧壁上的细长狭槽。
漏波辐射器还可以包括插入到细长狭槽中的波束偏转器。
根据本公开的一实施方式，波束偏转器可以包括插入到细长狭槽中的合成树脂主体，该合成树脂主体的侧面可以暴露到外壳的外部。
根据本公开的一实施方式，波束偏转器可以包括合成树脂主体和形成在合成树脂主体中的至少一个寄生导体。
合成树脂主体的侧面可以暴露到外壳的外部。
根据本公开的一实施方式，寄生导体可以包括形成在合成树脂主体中的导电图案或被接收在合成树脂主体中的至少一个导电元件。
根据本公开的一实施方式，电磁场的辐射方向可以基于向多个天线元件选择性地馈电，并且形成在外壳的导电结构中的至少一个开口可以与毫米波天线的该多个天线元件形成电磁耦合。
根据本公开的一实施方式，当无线通信装置以第一波束形成模式操作时，由毫米波天线产生的电磁场可以在第一方向上被辐射到无线通信装置的外壳的外部，并且当无线通信装置以第二波束形成模式操作时，由毫米波天线产生的电磁场可以在不同于第一方向的第二方向上被辐射到无线通信装置的外壳的外部。
根据本公开的一实施方式，漏波辐射器可以包括形成在外壳中的导电结构中的多个开口的阵列。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置还可以包括邻近外壳的导电结构设置的第一平面导体和面对第一平面导体且邻近外壳的导电结构设置的第二平面导体。
多个天线元件可以布置为面对外壳的侧壁的内表面且在第一平面导体和第二平面导体之间。
第一平面导体和第二平面导体中的至少一个可以至少部分地被外壳的侧壁围绕。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置还可以包括设置在第一平面导体和第二平面导体之间的电路板。
该多个天线元件可以形成在电路板上。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置还可以包括电路板。
第一平面导体和第二平面导体可以分别形成在电路板的两个不同的层上。
该多个天线元件可以形成在与外壳的导电结构相邻的电路板上。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置还可以包括形成在电路板上的第三平面导体，该第三平面导体将第一平面导体与第二平面导体连接。
第一平面导体、第二平面导体和第三平面导体可以形成至少部分地围绕该多个天线元件的阵列的波导。
根据本公开的一实施方式，电路板可以由印刷电路板(PCB)和低温共烧陶瓷(LTCC)板中的任何一个形成。
根据本公开的一实施方式，该多个天线元件可以形成在电路板的与电路板的边缘相邻的部分中，并且电路板的与电路板的边缘相邻地定位的部分可以用作匹配该多个天线元件的介质变换器。
根据本公开的一实施方式，一种包括天线器件(例如漏波相控阵天线)的无线通信装置和/或电子装置可以包括：外壳，包括导电结构，该导电结构具有至少一个开口；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至少一个开口。
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。
根据本公开的一实施方式，导电结构可以包括多个开口，并且包括在导电结构中的多个开口形成漏波辐射器以将电磁场辐射到外壳的外部。
根据本公开的一实施方式，无线通信装置和/或电子装置还可以包括插入到所述至少一个开口中的波束偏转器。
波束偏转器可以包括电介质主体。
所述至少一个开口可以是细长狭槽。
根据本公开的一实施方式，所述至少一个开口可以包括声学孔。
尽管已经参照本公开的各种实施方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而没有背离本公开的精神和范围，本公开的范围由权利要求书及其等同物限定。
为了解释实施方式的原理和实际应用的目的已经提供了对某些示范性实施方式的以上详细描述，从而使本领域其它技术人员能够理解各种实施方式以及适合于考虑到的实际使用的各种修改。此描述不一定旨在是穷尽的或者限制所公开的精确实施方式。说明书描述了具体的示例以完成可由另外的方式完成的更一般的目标。本领域技术人员将理解，上述特征可以以各种方式结合以形成多种变化。

Claims (13)

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、插入到所述至少一个开口中的合成树脂主体、以及形成在所述合成树脂主体中的至少一个寄生导体，
其中所述合成树脂主体的侧面暴露到所述外壳的外部，
其中所述漏波辐射器通过与所述毫米波天线产生的电磁场耦合而作为漏波天线结构操作，
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
其中所述合成树脂主体配置为形成在所述细长狭槽中的波束偏转器。
4.根据权利要求1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。
5.根据权利要求3或4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。
6.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模式操作时，由所述毫米波天线产生的所述电磁场在第一方向上辐射到所述无线通信装置的所述外壳的外部，并且
其中当所述无线通信装置以第二波束形成模式操作时，由所述毫米波天线产生的所述电磁场在不同于所述第一方向的第二方向上辐射到所述无线通信装置的所述外壳的外部。
7.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中所述漏波辐射器包括形成在所述外壳的所述导电结构中的多个开口的阵列。
8.根据权利要求1所述的无线通信装置，还包括：
第一平面导体，邻近所述外壳的所述导电结构设置；和
第二平面导体，面对所述第一平面导体并邻近所述外壳的所述导电结构设置，
其中所述多个天线元件布置为面对所述外壳的侧壁的内表面且在所述第一平面导体和所述第二平面导体之间。
9.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中所述第一平面导体和所述第二平面导体中的至少一个至少部分地被所述外壳的所述侧壁围绕。
10.根据权利要求8所述的无线通信装置，还包括：
电路板，设置在所述第一平面导体和所述第二平面导体之间，
其中所述多个天线元件形成在所述电路板上。
11.一种无线通信装置，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，
其中所述无线通信装置还包括：
第一平面导体，邻近所述外壳的所述导电结构设置；以及
第二平面导体，面对所述第一平面导体并邻近所述外壳的所述导电结构设置，
其中所述多个天线元件布置为面对所述外壳的侧壁的内表面且在所述第一平面导体和所述第二平面导体之间，
其中所述无线通信装置还包括：
电路板，
其中所述第一平面导体和所述第二平面导体分别形成在所述电路板的两个不同的层上，并且
其中所述多个天线元件形成在所述电路板上与所述外壳的所述导电结构相邻。
12.根据权利要求11所述的无线通信装置，还包括：
形成在所述电路板上的第三平面导体，所述第三平面导体将所述第一平面导体与所述第二平面导体连接，
其中所述第一平面导体、所述第二平面导体和所述第三平面导体形成至少部分地围绕所述多个天线元件的阵列的波导。
13.根据权利要求11所述的无线通信装置，
其中所述多个天线元件形成在所述电路板的与所述电路板的边缘相邻地定位的部分中，
其中所述电路板的与所述电路板的所述边缘相邻地定位的所述部分用作与所述多个天线元件匹配的介质变换器。
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