CN108933329A - 图案化导电层中的天线 - Google Patents

Abstract

本公开涉及“图案化导电层中的天线”。具体涉及一种电子设备。电子设备可包括基板和基板上的导电层。导电层可被图案化以形成第一区域和围绕并限定第一区域的形状的第二区域。第一区域可由导电层的连续部分形成。第二区域可包括将导电层分成贴片阵列的开口的栅格。第一区域可形成天线的天线谐振元件。第二区域可阻挡来自天线谐振元件的天线电流，并且可对射频电磁波是透明的。开口可具有太窄而不能被肉眼识别的宽度。这可配置第一区域和第二区域以显示为单个连续导电层，尽管其中形成天线谐振元件。

Description

图案化导电层中的天线

本专利申请要求于2017年5月23日提交的美国专利申请15/602,956的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。

背景技术

本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

电子设备通常包括具有天线的无线电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含用于支持无线通信的天线。

形成具有期望属性的电子设备天线结构可具有挑战性。在一些无线设备中，导电结构诸如导电外壳结构的存在会影响天线性能。如果外壳结构未正确配置并且干扰天线操作，则天线性能可能不会令人满意。设备尺寸也可影响性能。在紧凑型设备中很难实现期望的性能水平，尤其是当紧凑型设备具有导电外壳结构时。

因此，期望能够为电子设备诸如包括导电外壳结构的电子设备提供改善的无线电路。

发明内容

本发明公开了可提供有无线电路的电子设备。无线电路可包括天线和收发器电路。天线可包括天线谐振元件，天线接地部和具有第一馈电端子和第二馈电端子的天线馈电部。收发器电路可通过射频传输线耦接到天线馈电部。

电子设备可包括介电基板和在介电基板上形成的导电层。导电层可包括电子设备的导电外壳壁、印刷电路板上的金属迹线、玻璃基板上的金属涂层或设备中的任何其他期望的导电层。可图案化导电层以形成第一区和围绕第一区的至少一部分的第二区(例如，限定第一区的至少一个边缘)。第一区可由不包含开口的导电层的连续(实心)部分形成。第二区可包括将导电层分成导电贴片阵列的导电层中的开口的栅格。导电层的第一区可耦接到第一馈电端子并且可形成天线的天线谐振元件。第二天线馈电端子可耦接到天线接地部。天线电流可流过导电层的第一区和天线接地部。

导电层的第二区可被配置为阻挡天线电流并且可对射频电磁信号是透明的。这可允许天线表现出令人满意的天线效率(例如，类似具有位于自由空间中的谐振元件的天线的天线效率)。例如，第二区中的开口可具有侧向表面积，而第二区作为一个整体具有总侧向表面积。例如，开口的侧向表面积与第二区的总侧向表面积的比(例如，所谓的第二区“蚀刻比”)可小于20％、小于10％或介于0.1％和10％之间(例如)。导电贴片可具有介于0.1mm和5mm之间的最大(最大)侧向尺寸。所述开口可各自具有宽度，所述宽度过窄而不能被肉眼识别(例如，小于100微米)。例如，这可允许导电层的第一区和第二区作为单件连续导体呈现给电子设备的用户，尽管已在其中形成天线谐振元件。

附图说明

图1是根据实施方案的电子设备中的例示性电路的示意图。

图2是根据实施方案的例示性收发器电路和天线的图示。

图3是根据实施方案的由具有射频透明图案化区域的导电层形成的天线的图示。

图4是根据实施方案的具有矩形贴片图案的导电层的射频透明区域的透视图。

图5是根据实施方案的具有六边形贴片图案的导电层的射频透明区域的自顶向下视图。

图6是根据实施方案的具有三边形贴片图案的导电层的射频透明区域的自顶向下视图。

图7和图8是根据实施方案的具有圆形贴片图案的导电层的射频透明区域的自顶向下视图。

图9是根据实施方案的具有线性偏振狭槽图案的导电层的射频透明区域的自顶向下视图。

图10是根据实施方案的导电层的射频透明图案化区域的例示性贴片和狭槽尺寸的曲线图。

图11是根据实施方案可在电子设备中使用的例示性环形天线的示意图。

图12是根据实施方案的由具有射频透明图案化区域的导电层形成的例示性环形天线的自顶向下视图。

图13是根据实施方案可在电子设备中使用的例示性倒F形天线的示意图。

图14是根据实施方案的由具有射频透明图案化区域的导电层形成的例示性倒F形天线的自顶向下视图。

图15是根据实施方案可在电子设备中使用的例示性偶极天线的示意图。

图16是根据实施方案的由具有射频透明图案化区域的导电层形成的例示性偶极天线的自顶向下视图。

图17是根据实施方案的可在电子设备中使用的例示性贴片天线的透视图。

图18是根据实施方案的由具有射频透明图案化区域的导电层形成的例示性贴片天线的透视图。

图19和图20是根据实施方案的示出可形成图2-18中所示类型的天线的位置的例示性电子设备的透视图。

图21是根据实施方案的图2-18中所示类型的例示性天线的天线性能(天线效率)的图表。

具体实施方式

电子设备(诸如图1的电子设备10)可具有无线通信电路。无线通信电路系统可用于支持一个或多个无线通信频带中的无线通信。

该无线通信电路可包括一个或多个天线。该无线通信电路的天线可包括环形天线、倒F形天线、带状天线、平面倒F形天线、隙缝天线、贴片天线、偶极天线、单极天线、包括多于一种类型的天线结构的混合天线或其他合适的天线。天线可在一个或多个无线通信频带内传输和/或接收射频信号。例如，无线通信频带可包括射频(诸如700MHz或更大的频率)。如果需要，天线的导电结构可由导电电子设备结构形成。

该导电电子设备结构可包括导电外壳结构。例如，该外壳结构可包括围绕电子设备的周边延伸的外围结构诸如外围导电结构。该外围导电结构可用作平面结构诸如显示器的边框，可用作设备外壳的侧壁结构，可具有从一体平坦后部外壳向上延伸的部分(例如，以形成垂直的平坦侧壁或弯曲侧壁)，和/或可形成其他外壳结构。

天线可嵌入导电电子设备结构内。可在导电电子设备结构中形成狭槽或开口的栅格，以形成由狭槽分隔的导电贴片的图案或阵列。狭槽可具有宽度，使得形成狭槽的导电电子设备结构的区域对射频信号是透明的。此类区域有时在本文中被称为导电电子设备结构的射频透明图案化区域。狭槽可以足够窄以便对肉眼不可见(例如，使得射频透明图案化区域对肉眼呈现为单件连续导体)。

天线可包括天线元件，诸如一个或多个天线谐振元件和天线接地层。天线谐振元件可由导电电子设备结构的连续的未图案化(无狭槽)区域形成。未图案化区域的边缘可由图案化区域限定。由于导电电子设备结构周围图案化区域中的狭槽对肉眼不可见，因此天线谐振元件和周围图案化区域对肉眼呈现为单件连续导体。由于图案化区域在射频下是透明的(例如，图案化区域与类似射频下的自由空间的电磁波相互作用)，因此天线谐振元件可在射频下正常操作(例如，具有令人满意的天线效率)，而不会将天线电流短接到周围导电电子设备结构。

电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器，或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备)、挂式设备、耳机或听筒设备、虚拟或增强现实感耳机设备、嵌入眼镜的设备或者佩戴在用户的头部上的其他设备，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中电子设备安装在信息亭、建筑物、车辆或汽车中、无线接入点或基站、台式计算机、键盘、游戏控制器、计算机鼠标、鼠标垫、触控板或触控板设备的系统)、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的设备或其他电子设备。如果需要，其他配置可用于设备10。图1的示例仅为例示性的。

如果需要，设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12(有时可被称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分可由电介质或其他低导电率材料来形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。

图1是示出可在设备10中使用的例示性部件的示意图。如图1所示，设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路14。存储和处理电路14可包括存储器，诸如硬盘驱动器存储器、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储和处理电路14中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。

存储和处理电路14可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装置进行交互，存储和处理电路14可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路14来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网络协议(例如，IEEE 802.11协议—有时被称为)、用于其他近程无线通信链路的协议诸如协议、蜂窝电话协议、多输入多输出(MIMO)协议、天线分集协议等。

输入输出电路16可包括输入输出设备18。输入输出设备18可用于允许将数据提供到设备10并允许将数据从设备10提供到外部设备。输入输出设备18可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入输出部件。例如，输入输出设备18可包括触摸屏、没有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触控板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、运动传感器(加速计)、电容传感器、接近传感器、指纹传感器(例如，与按钮集成的指纹传感器)等。

输入输出电路16可包括用于与外部设备进行无线通信的无线通信电路34。无线通信电路系统34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线、传输线、和用于处理射频(RF)无线信号的其他电路形成的射频(RF)收发器电路。也可使用光(例如，使用红外通信)来发送无线信号。

无线通信电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路20。例如，电路34可包括收发器电路22、24和/或26。收发器电路24可针对(IEEE 802.11)通信处理2.4GHz和5GHz频带并且可处理2.4GHz通信频带。电路34可使用蜂窝电话收发器电路26以用于处理频率范围中的无线通信，诸如从700MHz至960MHz的低通信频带，从1400MHz至1520MHz的低中频带，从1710MHz至2170MHz的中频带，以及从2300MHz至2700MHz的高频带，或介于700MHz和4000MHz之间的其他通信频带，或其他合适的频率(作为示例)。电路26可处理语音数据和非语音数据。如果需要，无线通信电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线通信电路34可包括毫米波(例如，60GHz)收发器电路，用于接收电视和无线电信号的电路，寻呼系统收发器，近场通信(NFC)电路等。

无线通信电路34可包括全球定位系统(GPS)接收器设备，诸如GPS接收器电路22，用于接收1575MHz下的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据(例如，1609MHz下的GLONASS信号)。接收器22的卫星导航系统信号从环绕地球轨道运行的卫星星座接收。在和链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内输送数据。在蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。

无线通信电路34可包括一个或多个天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由环形天线结构、贴片天线结构、偶极天线结构、单极天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、这些设计的组合等形成。不同类型的天线可用于不同的频带和频带组合。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。如果需要，可将两个或多个天线40布置在使用光束转向技术(例如，调整阵列中每个天线的天线信号相位和/或量值以执行光束转向的方案)操作的相控天线阵列中。天线分集方案也可用于确保停用因设备10的操作环境而已被阻挡或以其他方式退化的天线，并且在其所在位置使用性能较高的天线。

如图2所示，无线电路34中的收发器电路20可使用射频传输线44耦接到天线馈电部42。天线馈电部42可包括正天线馈电端子(诸如正天线馈电端子46)并且可包括接地天线馈电端子(诸如接地天线馈电端子48)。传输线44可由印刷电路或其他导电结构上的金属迹线形成，并且可具有正传输线信号路径诸如耦接到端子46的路径50和接地传输线信号路径诸如耦接到端子48的路径52。如果需要，可使用其他类型的天线馈电布置。例如，天线结构40可使用多个天线馈电进行馈电。图2的例示性馈电配置仅为例示性的。

传输线路径诸如路径44可用于在设备10内路由天线信号。传输线44可包括同轴电缆路径、微带传输线、带线传输线、边缘耦接微带传输线、边缘耦接带线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线或任何其他期望的射频传输线结构。滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路和其他电路可耦接到天线40(例如，以支持天线调谐，以支持希望的频带的操作等)。

如果需要，可选阻抗匹配电路54可插置在路径44上。阻抗匹配电路54可包括固定和/或可调谐部件。例如，电路54可包括由部件诸如电感器、电阻器和电容器形成的匹配网络可用于使天线结构40的阻抗与传输线44的可调阻抗匹配网络。如果需要，电路54可包括带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器和/或低通滤波器。匹配电路54中的部件可作为离散部件(例如，表面安装技术部件)提供，或者可由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支撑上的迹线等形成。在匹配电路54可调的场景中，例如控制电路14可提供调节由匹配电路54提供的阻抗的控制信号。可调节耦接到天线40的匹配网络54和/或其他可调部件(例如，使用由控制电路14提供的控制信号)以覆盖希望的不同通信频带。

如果不小心，导电结构诸如导电外壳结构的存在会影响天线40的性能。如果外壳结构未正确配置并且干扰(例如，电磁屏蔽或阻挡)天线操作，则天线性能可能不会令人满意。图3是示出如何使用设备10内的导电结构形成天线40的示意图。

如图3所示，电子设备10可包括导电设备结构诸如导电层60。如果需要，导电层60可在介电基板上形成。导电层60可包括金属迹线、金属箔、冲压金属板、介电基板上的导电涂层、外壳12的导电部分(图1)或任何其他期望的导电结构。导电层60可包括例如铜、铝、不锈钢、银、金、镍、锡、其他金属或金属合金，或任何其他期望的导电材料。

导电层60可被图案化以形成射频透明区域诸如区域62和连续区域诸如区域64。狭槽或开口可在区域62内的导电层60中形成。例如，区域62中的狭槽可布置在栅格图案中。例如，区域62中的狭槽可完全延伸穿过导电层62的厚度并且可将导电层60分成区域62内的导电贴片的图案或阵列。连续区域64可由导电层60的单个连续部分形成(例如，区域64可由不包含狭槽或开口的导电层60的实心部分形成)。因此，区域62有时可被称为图案化区域62，而区域64在本文中有时被称为未图案化区域64。

图案化区域62中的每个导电贴片可通过导电层60中的对应狭槽与图案化区域62中的其他导电贴片分离。图案化区域62可围绕未图案化区域64的一部分或全部(例如，未图案化区域64的轮廓的至少一个边缘或至少一部分可由图案化区域62限定)。例如，图案化区域62内的狭槽中的一个或多个可限定导电层60内的未图案化区域64的形状(例如，边缘或轮廓)。

如果不小心，导电结构诸如金属可阻挡或以其他方式干扰天线40的射频信号的传输或接收。导电层60的图案化区域62中的狭槽可将图案化区域62配置为对射频电磁信号是透明的(例如，使得射频信号穿过图案化区域62而不被导电层60阻挡)。例如，可选择图案化区域62内的狭槽和导电贴片的尺寸、形状和布置，以允许射频信号自由地穿过导电层60而不被阻挡。相比之下，导电层60的连续金属结构诸如未图案化区域64对射频信号可能是不透明的。图案化区域62有时在本文中被称为导电层60的射频透明区域62或射频透明图案化区域62。非图案化区域64有时在本文中被称为导电层60的连续区域64或实心区域64。

天线40可包括天线元件，诸如天线谐振元件、天线接地部和天线馈电部42。天线谐振元件可耦接到正天线馈电端子46，而天线接地部耦接到接地天线馈电端子48。天线谐振元件可具有在一个或多个希望的频带(例如，用于在这些频带中执行无线通信)内支撑天线谐振的尺寸(例如，特定形状，周长和/或面积)。

如图3所示，正天线馈电端子46可耦接到未图案化区域64内的导电层60，使得导电层60的未图案化区域64形成天线40的天线谐振元件。天线40的接地天线馈电端子48可耦接到天线接地部70。天线接地部70可包括外壳12的导电部分、基板诸如印刷电路板上的导电层、设备10内的导电部件，或任何其他期望的导电部件。如果需要，天线接地部70可由导电层60的一个或多个未图案化区域64形成。

导电层60的未图案化区域64可通过正馈电端子46接收来自收发器电路20的射频信号。对应天线电流可流过未图案化区域64。导电层60的图案化区域62可从射频下的开路形成，使得天线电流不流过图案化区域62(例如，图案化区域62可阻挡天线电流流入区域62)。流过未图案化区域64和天线接地部70的天线电流可生成由天线40辐射的无线信号。由于图案化区域62对射频信号是透明的，因此图案化区域62与类似自由空间的无线信号相互作用，并且无线信号可从天线40自由辐射到外部通信设备。类似地，天线40可接收来自外部通信设备的无线信号。接收的无线信号可在未图案化区域64上生成天线电流，并且天线接地部70随后经由传输线44输送到收发器20。如果区域62对射频信号是不透明的，则天线40将呈现出不会令人满意(退化)的天线效率(例如，因为天线电流将短接到导电层60)。通过使用由导电层60的图案化区域62限定的连续区域64形成天线40，天线40可自由地传输和接收具有令人满意的天线效率(例如，天线效率与具有在自由空间环境中形成的天线谐振元件的天线的天线效率相当)的射频信号。

如果需要，可选择导电层60的图案化区域62内的狭槽和对应导电贴片的尺寸和形状，使得狭槽对肉眼不可见或无法识别。例如，狭槽可比肉眼在距导电层60的预先确定的距离(例如，1米、1厘米、10厘米等的距离)可识别的更窄。这可允许图案化区域62和未图案化区域64的整体作为单件连续(实心)金属呈现给用户，从而从用户的角度遮掩潜在的不美观天线40。这可用于增强导电层60对用户的美学特征(例如，尤其是在导电层60在设备10的外部形成的场景中)。

作为示例，导电层60的区域62和区域64的光学特征可通过区域62和区域64的可见光的反射率，吸收率和透射率来表征。区域62可表现出可见光的第一反射率、第一吸收率和第一透射率，而区域64可表现出可见光的第二反射率、第二吸收率和第二透射率。为了对肉眼显示为单件连续导体，区域62具有第一反射率、第一吸收率和/或第一透射率，所述第一反射率、所述第一吸收率和/或所述第一透射率分别在与区域64相关联的第二反射率、第二吸收率和/或第二透射率的预先确定的范围内(例如，在10％、20％、10-20％、20-30％、5％、2％、1-10％等的范围内)。

图3的示例仅为例示性的。如果需要，可在导电层60内形成多个未图案化区域诸如区域64。导电层60中的每个未图案化区域可被图案化区域62的一部分或全部分离。如果需要，天线40可包括由导电层60中的不同未图案化区域形成的多个谐振元件。在另一个合适的布置中，可使用导电层60中的不同未图案化区域形成多个天线40。

图4是示出导电层60的图案化区域62的透视图。如图4所示，导电层60可在基板诸如介电基板80上形成。基板80可由塑料、聚合物、玻璃、陶瓷、环氧树脂、泡沫、刚性或柔性印刷电路板基板或任何其他期望材料形成。导电层60可包括导电涂层或金属涂层、金属板、导电或金属迹线，或在基板80的表面上形成的任何其他期望的导电结构。基板80可具有厚度(高度)82。导电层60可具有厚度(高度)74。基板80的厚度82可以是(例如)介于6mm和1mm之间、介于5.5mm和2mm之间、介于5mm和3mm之间、小于1mm、介于0.1mm和2mm之间或大于6mm(例如，1cm、5cm、10cm等)。例如，导电层60的厚度74可以是介于100nm和10nm之间、介于75nm和25nm之间、小于25nm、大于100nm、介于0.1mm和0.5mm之间、介于500微米和1mm之间、介于1微米和500微米之间或大于1mm。例如，在实践中，与使用更大的厚度74相比，更小的厚度74可为导电层60的区域62提供更大量的射频透明度，而更小的厚度74可增加制造层60相对使用更大的厚度74的难度。

如图4所示，狭槽诸如狭槽66的栅格可在图案化区域62内的导电层60中形成。作为示例，狭槽66可通过蚀刻(例如，激光蚀刻)、剥离、切割或以其他方式从基板80的表面去除层60中的导电材料在导电层60中形成，或者可在将导电层60沉积到基板80的表面上时形成。狭槽66(有时被称为间隙，凹口或开口)可延伸穿过导电层60的厚度74，从而通过层60暴露基板80。如果需要，狭槽66可使用绝缘材料诸如塑料、玻璃、陶瓷、环氧树脂、粘合剂、基板80的整体部分或其他绝缘材料填充。如果需要，狭槽66可使用空气填充。在另一个合适的布置中，狭槽66可由已被加工成不再导电的导电层60的整体部分形成(例如，使用氧化或其他加工技术)。在另一个合适的布置中，狭槽66可仅部分延伸穿过层60的厚度74(例如，如果需要，层60中的一部分导电材料可保留在狭槽66内)。

在图4的示例中，狭槽66在矩形栅格图案中的层60内形成，其中狭槽66将导电层60分成多个矩形导电贴片72(例如，导电贴片72的边缘可由狭槽66限定)。如果需要，导电贴片72可布置在具有对准的行和列的阵列中。在另一个合适的布置中，阵列中的贴片72的行和/或列可不对准(例如，贴片72的偶数行或列可全部彼此对准，而贴片72的奇数行或列可全部彼此对准，但相对于偶数行和列不对准)。图案化区域62中的矩形贴片72的每一个均可通过狭槽66的对应部分与其他矩形贴片72和/或层60的未图案化部分64(图3)分离。导电贴片72有时在本文中被称为导电片。

导电层60的图案化区域62可至少部分地由两个特征限定：狭槽66的每个区段的长度78(例如，分离两个相邻贴片72的狭槽66的部分)和狭槽66的每个区段的宽度76。例如，每个矩形(例如，正方形)贴片72的尺寸可取决于狭槽66的每个区段的长度78和宽度76。区域62内的每个矩形贴片72均可具有相同的尺寸和维度，或者区域62内的两个或多个贴片72均可具有不同的尺寸或维度。区域62中的狭槽66的每个区段均可具有相同的长度78和宽度76，或狭槽66的两个或多个区段均可具有不同的长度和/或宽度。

区域62的所谓的“间隙比”、“狭槽比”或“蚀刻比”可定义为图案化区域62内的狭槽66的侧向表面积与图案化区域62的总侧向表面积的比(即图案化区域62的总侧向包括区域62内的狭槽66的侧向表面积)。在

图4的示例中，区域62的总侧向表面积等于尺寸88和尺寸72的乘积(例如，区域62中的所有狭槽66和贴片72覆盖的面积的总和)。类似地，狭槽66的侧向表面积等于狭槽长度78与狭槽宽度76的乘积，所述乘积是区域62中的狭槽区段的总数的倍数(调节每个区段之间的重叠)。

例如，0.0(即0％)的间隙比可对应于其中未形成狭槽66的导电层60的区域(例如，图3的未图案化区域64)，而1.0(即100％)的间隙比可对应于已从层60去除所有导电材料的区域。换句话说，随着狭槽66的长度78和宽度76增加或贴片72的尺寸减小，区域62的间隙比增加。

在实践中，间隙比可影响传输穿过层60的区域62的射频信号的数量(例如，区域62在射频下透明的程度，或换句话说，区域62的射频透射率)。通常，相对于使用较小间隙比的场景，使用较大的间隙比可增加层60的射频透明性，同时还增加间隙66对于用户的可见性。例如，为了使区域62具有令人满意的射频透明性，同时仍作为连续导体呈现给用户，图案化区域62可使用介于0.1％和10％之间、介于0.5％和5％之间、小于20％、介于10％和20％之间或介于1％和3％之间的间隙比形成。例如，为了实现最佳的天线效率，狭槽66可具有小于5mm并且大于0.1mm的区段长度78(贴片72可具有宽度)(例如，长度78可在0.1mm和1mm之间、在1mm和5mm之间、在0.2mm和0.5mm之间等)。在另一个合适的布置中，贴片72的最大(最大或最长)侧向尺寸(例如，矩形贴片72的拐角与拐角长度)可介于0.1mm和5mm之间。贴片72的尺寸、厚度74、长度78、宽度72和/或操作的特定频率可影响区域62的射频透明性，并且因此使用导电层60形成天线40的效率。

为了使狭槽66在预先确定的距离(例如，对于区域62显示为单件连续导体)保持不可见或无法识别，狭槽66可具有小于或等于肉眼在预先确定的距离的识别能力的宽度76。例如，狭槽66可具有小于200微米或小于100微米的宽度76，诸如50微米、40微米、70微米、介于50微米和70微米之间、介于70微米和100微米之间、介于20微米和50微米之间、介于2微米和5微米之间、介于10微米和20微米之间、介于1微米和10微米之间、小于1微米等的宽度。

当以此方式配置时，作为示例，导电层60的图案化区域62可表现出可见光反射率，吸收率和/或透射率，所述反射率，吸收率和/或透射率在20％内、在10％内、在小于10％内(例如，在5％内、在2％内等)，或在导电层60的未图案化区域64的可见光反射率，吸收率和/或透射率的10-20％内。导电层60的图案化区域62和未图案化区域64由此作为单件连续金属呈现给装置10的用户。

如果需要，可选保护覆盖层83可在导电层60上形成(例如，在与基板80相对的层60的一侧上)。保护覆盖层83可包括例如电介质或聚合物涂层。覆盖层83可机械保护层60(例如，防止用户能够损坏层60的部分)和/或可保护层60免受灰尘，油或其他污染物侵害。如果需要，可省略基板80和/或覆盖层83。在这种场景下，例如可在狭槽66内形成电介质粘合剂以将贴片72粘合在一起。

在图4的示例中，其中狭槽66的栅格将导电层60分成矩形贴片72阵列仅为例示性的。如果需要，狭槽66可将导电层60分成任何期望形状的导电贴片。图5是图案化区域62的自顶向下视图，其中狭槽66将导电层60分成六边形导电贴片的阵列。

如图5所示，导电层60中的狭槽66的每个区段可将两个相邻六边形(即六面)导电贴片92分离(或可将贴片92与层60的未图案化区域64分离)。换句话说，每个狭槽区段可在两个不同的相邻六边形贴片92的对应侧之间形成。狭槽66的每个区段可具有狭槽宽度76和长度78(例如，六边形贴片92的每一侧可具有等于长度78的长度)。例如，使用狭槽66的六边形栅格和六边形导电贴片92形成区域62可允许相对于图4所示的矩形图案的某些类型的天线谐振元件(即由未图案化区域64形成的天线谐振元件)提高天线效率。每个六边形贴片92在区域62内可具有相同的尺寸和维度，或者区域62内的两个或多个贴片92可具有不同的尺寸或维度。贴片92的每一侧或每个贴片92的最大侧向尺寸可例如介于0.1mm和5mm之间。

图6是图案化区域62的自顶向下视图，其中狭槽66的栅格将导电层60分成三边形贴片阵列。如图6所示，导电层60中的狭槽66的每个区段可将两个相邻三边形(即三面)导电贴片102分离(或可将贴片102与层60的未图案化区域64分离)。换句话说，每个狭槽区段可在两个不同的相邻三边形贴片102的对应侧之间形成。三边形贴片102可以是(例如)等边三边形。狭槽66的每个区段可具有狭槽宽度76和长度78(例如，三边形贴片102的每一侧可具有等于长度78的长度)。三边形贴片102的每一侧或每个三边形贴片102的最大侧向尺寸可例如介于0.1mm和5mm之间。使用狭槽66和三边形导电贴片102的三边形栅格形成区域62可允许相对于图5所示的正方形图案和(例如)图5所示的六边形图案的某些类型的天线谐振元件增加天线效率。

在图4-6的示例中，图案化区域62中的每一个导电贴片具有相同的等边形状(例如，每个导电贴片的每个侧面均为直的并且相同的长度)。这仅为例示性的。如果需要，图案化区域62可包括具有由弯曲和/或直边缘限定的不同形状的不同导电贴片。图7和图8是图案化区域62的自顶向下视图，其中狭槽66形成不同形状的导电贴片图案并且具有弯曲和/或直边缘。

如图7所示，狭槽66可将导电层60分成导电层60中的圆形导电贴片112和110的阵列。在此示例中，狭槽66我的后续弯曲路径(可具有弯曲形状)，并且可将每个圆形贴片112与区域62中的相邻贴片112和110分离。圆形贴片112可为(例如)具有直径(例如，最大侧向尺寸)79的椭圆形或圆形贴片。例如，尺寸79可介于0.1mm和5mm之间。圆形贴片110可以是(例如)具有弯曲侧面(例如，具有等于贴片110的曲率半径的曲率半径的侧面)的菱形贴片。狭槽66可在整个区域62具有宽度76。在图7的示例中，导电贴片112和110的阵列可包括贴片112的第一子阵列(集)和贴片110的第二子阵列(集)。贴片112的子阵列可被布置成对准的行和列。类似地，贴片110的子阵列可被布置成对准的行和列。贴片110的子阵列的行和列可相对于贴片112的子阵列偏移(例如，未对准)。例如，这可确保狭槽66在整个区域62保持宽度76(例如，以确保区域62保持射频透明并且在视觉上连续)。

在图7的示例中，圆形贴片112的子阵列被布置成对准的行和列。在另一个合适的布置中，圆形贴片112可位于各行中，其中每个贴片与前行和后续行中的贴片不对准，如图8所示。在图8的示例中，狭槽66将导电层60分成区域62中的圆形贴片122的阵列。在阵列的奇数行中的贴片122可彼此对准，但在阵列的偶数行中与贴片不对准。每个圆形贴片122可具有直径79(例如，介于0.1mm与5mm之间的最大侧向尺寸)。为了确保狭槽66在整个区域62中保持宽度76(例如，为了确保区域62保持射频透明和在视觉上不透明)，可在图案中的每三个相邻圆形贴片122之间形成中间导电贴片120。

图4-8的示例仅为例示性的。通常，狭槽66可将导电层60分成具有任何期望的形状、尺寸和维度的导电贴片(例如，狭槽66可限定具有五边形形状、八边形形状和其他多边形形状的导电贴片，具有弯曲和直边缘的形状等)。如果需要，可在相同图案化区域62内形成不同尺寸、形状和维度的不同组导电贴片。例如，图4-8中所示图案的一个或多个可各自用于相同的图案化区域62和/或可与其他图案结合使用。通常为了允许图案化区域62在优化天线效率的同时对于肉眼看起来与未图案化区域64连续，无论使用的特定贴片形状和布置怎样，图案化区域62内的狭槽66可在整个区域62具有宽度76，(例如)所述宽度小于或等于100微米(例如，狭槽66可具有100微米、50微米、70微米、介于50微米和70微米之间、介于70微米和100微米之间、介于20微米和50微米之间、介于2微米和5微米之间、介于10微米和20微米之间、介于1微米和10微米之间、小于1微米等的宽度)。类似地，为了允许实现最佳的射频透明度和天线效率，无论使用的特定贴片形状和布置怎样，图案化区域62的间隙比可以是相同的(例如，小于20％、小于10％、介于0.1％和10％之间、介于0.5％和5％之间、介于1％和3％之间等)。例如，不同的导电贴片图案和布置可能更适合提高天线效率，并且对于某些类型的天线可能比对其他贴片图案和布置更有助于导电层70的无缝外观。

如果需要，狭槽66可被配置为影响使用天线40输送的电磁信号的偏振。

图9是图案化区域62的自顶向下视图，其中狭槽66形成天线40的线性偏振片。如图9所示，狭槽66由区域62中的多个平行狭槽区段的图案形成。狭槽66中的每个狭槽可具有宽度76并且可通过距离130与相邻狭槽66分离。例如，距离130可约等于图7和图8的尺寸79和/或图4-6的尺寸78，或可为任何其他期望的距离。通过从多个平行区段形成狭槽66，狭槽66可对特定偏振(例如，线性偏振角度)的射频信号是透明的并且对于其他偏振的射频信号是不透明的。相对于未图案化区域64的狭槽66的特定角度可确定穿过区域62的射频信号的线性偏振角度。具有偏振狭槽66的图案化区域62可仅传输对应偏振的射频信号。在这种场景下，当在狭槽66的偏振输送信号时天线40可具有最佳的天线效率，并且可具有其他偏振的劣化天线效率。以这种方式，狭槽66可被配置为允许天线40仅处理特定偏振的射频信号。

图10是图案化区域62的可能尺寸的图形(例如，如图4-9所示的图案化区域62)。如图10所示，狭槽66的宽度76在x轴上绘制，并且由狭槽66限定的导电贴片的长度在y轴上绘制。例如，在y轴上绘制的导电贴片的长度可为距离130(图9)，图4-6的长度78、图7和图8的长度79，或由狭槽66限定的导电贴片的最大侧向尺寸。

曲线140可限定对导电贴片的长度的可能尺寸的限制，所述导电贴片给定狭槽66的对应宽度76(例如，获得通过层60的最小量的平面波透射的尺寸)。曲线140和最小导电贴片长度值Y1之间以及最小间隙宽度值X1之间与最大间隙宽度值X2之间的面积142可表示狭槽66和对应导电贴片的令人满意尺寸(例如，图案化区域62足够透明并且狭槽66对肉眼充分不可见的尺寸)。例如，最大间隙宽度值X2可为肉眼在距层60的给定距离(例如，100微米)的最小可识别距离。大于值X2的宽度76可由肉眼识别，并且因此可降低导电层60的美观质量(例如，使得用户将能够从图案化区域62识别未图案化区域64)。例如，最小间隙宽度值X1可为仍然允许对应射频的电磁波穿过区域62的最小宽度(例如，1微米、2微米、5微米等)。区域62内的导电贴片的长度可基于使用的狭槽66的宽度76选择，只要长度在区域140内。最小长度Y1可通过用于形成图案化区域62或任何其他期望标准的制造设备中的限制来确定。作为示例，最小长度Y1可为0.1mm、0.2mm、小于0.1mm等。最大长度Y2可从曲线140与最大间隙宽度值X2的交点确定。作为示例，最大长度Y2可为5mm、介于1mm和5mm之间、2mm、0.5mm、小于1mm、介于5mm和10mm之间等。

例如，阈值曲线140可通过导电层60内的天线40的工厂校准和测试确定。通常，曲线140的形状和位置可取决于操作频率和层60的厚度74(图4)。通常，较小的厚度74可升高曲线140，如箭头144所示(从而减小最小宽度X1并且增大最大长度Y2)，而较大的厚度74可降低曲线140，如箭头146所示(从而增大最小宽度X1并且减小最大长度Y2)。类似地，较低的操作频率可升高曲线140，如箭头144所示，而较高的频率可降低曲线140，如箭头146所示。该示例仅为示例性的。

天线40可使用任何期望的天线结构形成。天线40可包括由导电层60内的未图案化区域64形成的天线谐振元件(图3)。例如，天线40可包括由环形天线结构、贴片天线结构、偶极天线结构、单极天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、这些设计的混合等形成的谐振元件。

图11是示出如何使用环形天线结构形成天线40的示意图。如图11所示，天线40可包括遵循环形导电路径的环形天线谐振元件40L。传输线44的正传输线导体50和接地传输线导体52可分别耦接到天线馈电端子46和48。天线电流可通过天线谐振元件40L的环形导电路径在馈电端子46和48之间流动。例如，天线谐振元件40L的谐振频率可与天线谐振元件40L的总长度或封闭区域成反比。

图11的示例仅为例示性的。如果需要，可选电子部件160可桥接端子46和48，从而“闭合”由元件40L的路径形成的环。天线40有时被称为在不存在电子部件160时的一系列馈电环形天线，并且有时被称为在存在电子部件160时的平行馈电环形天线。如果需要，环形天线谐振元件40L可具有其他形状(例如，矩形形状、椭圆形、具有弯曲和直边的形状、具有不规则边界的形状等)。

图12是示出天线谐振元件诸如图11的环形天线谐振元件40L如何在导电层60内集成的自顶向下视图。如图12所示，导电层60的图案化区域62可限定导电层60的图案化区域64的边缘(例如，未图案化区域64可被区域62围绕并且未图案化区域64的形状可由区域62限定)。图案化区域62中的一组狭槽66诸如狭槽66E(在本文中有时被称为边缘狭槽、交界处狭槽或边界狭槽)可限定未图案化区域64和图案化区域62之间的边界(例如，未图案化区域64内的导电材料的边缘可由边缘狭槽66E限定)。图案化区域62内的导电贴片可通过至少对应的边缘狭槽66E与未图案化区域64分离。

在图12的示例中，未图案化区域64遵循第一端170和第二端172之间的环形路径，并且形成环形天线谐振元件40L。正天线馈电端子46可耦接到未图案化区域64的端部170，而接地天线馈电端子48耦接到未图案化区域64的端部172。如果需要，可通过给定边缘狭槽64E隔离未图案化区域64的端部170和162(例如，在可选元件160不桥接馈电端子46和48的场景下，如图11所示)。

例如，图案化区域62可包括由环形天线谐振元件40L的环形路径包围的第一部分和围绕环形天线谐振元件40L的环形路径的第二部分。图案化区域62内的狭槽66可布置在栅格中，所述栅格将导电层60分成导电贴片诸如贴片72的阵列(例如，如图4所示的矩形贴片72)。该示例仅为示例性的。通常，狭槽66可限定任何期望尺寸和形状的贴片(例如，六边形贴片诸如图5的贴片92、图6的三边形贴片102、圆形贴片诸如图7的贴片112或图8的贴片122等)。在另一个合适的布置中，狭槽66可形成如图9所示的偏振片。通常，可使用任何不同形状，尺寸和维度的任何期望的组合。

由于图案化区域62内的狭槽66和贴片72对于环形天线谐振元件40L的操作频率(例如，在大于或等于700MHz的射频)的电磁波是透明的，因此图案化区域62可作为谐振元件40L的操作频率的天线电流的开路(例如，可阻挡天线电流流入图案化区域62)。这可允许天线电流在天线谐振元件40L的导电环形路径上的端子46和48之间流动(例如，通过未图案化区域64的连续导电路径)，而不短接到导电层60的其他部分，从而有助于天线40的谐振并且传输/接收与具有令人满意的天线效率的天线电流对应的无线信号(例如，类似于元件40L由自由空间中的导体形成)。

在图12的示意图中，为了清楚起见，狭槽66显示为暗线。然而，在实践中，狭槽66可不包含导电层60的导电材料，并且可具有肉眼(例如，小于100微米)无法识别(例如，不可见)的宽度76。这可允许图案化区域62中的所有导电贴片72显示为层60内的导电材料的单个连续部分。类似地，区域62可显示为具有未图案化部分64的导电材料的单个连续部分。换句话说，导电层60可作为单件连续导体(例如金属)呈现给用户，即使狭槽66和功能齐全的天线谐振元件40L在其中形成。

如果需要，天线40可使用倒F形天线结构形成。图13是示出如何使用倒F形天线结构形成天线40的示意图。如图13所示，天线40可包括倒F形天线谐振元件40F和天线接地部(接地层)40G。天线谐振元件40F可具有主谐振元件臂，诸如臂180。可选择臂180和/或臂180的部分的长度，使得天线40以期望的操作频率谐振。例如，臂180的长度可以是天线40的期望操作频率下的波长的四分之一。

主谐振元件臂180可通过返回(短路)路径182耦接到接地部40G。如果需要，电感器或其他部件(例如，天线调谐部件)可插置在路径182中和/或可与臂180和接地部40G之间的路径182并联耦接。主谐振元件臂180可遵循直线路径或可遵循弯曲或曲折路径。

天线馈电部42可与臂180和接地部40G之间的返回路径182平行布线。例如，天线馈电部42的正天线馈电端子46可耦接到谐振元件40F的馈电腿184。接地天线馈电端子48可耦接到接地部40G。如果需要，可省略在沿臂180或馈电腿184的其他位置形成的馈电部42。如果需要，天线40可包括多个谐振臂分支(例如，以创建多个频率谐振以支持多个通信频带中的操作)或可具有其他天线结构(例如，无源天线谐振元件，可调谐部件以支持天线调谐等)。例如，臂180可具有从馈电部42和返回路径182向外延伸的左分支和右分支。如果需要，可使用多个馈电部。

图14是示出天线元件诸如倒F形天线谐振元件40F和图13的天线接地部40G如何在导电层60内集成的自顶向下视图。如图14所示，导电层60的图案化区域62可限定导电层60的未图案化区域64的边缘(例如，未图案化区域64的形状可由区域62限定)。边缘狭槽66E可限定未图案化区域64和图案化区域62之间的交界处(例如，未图案化区域64内的导电材料的边缘可由边缘狭槽66E限定)。图案化区域62内的导电贴片可通过至少对应的边缘狭槽66E与未图案化区域64分离。

在图14的示例中，未图案化区域64形成倒F形天线谐振元件40F(例如，主谐振元件臂180，返回路径182馈电腿184)和天线接地部40G。正天线馈电端子46可耦接到未图案化区域64的馈电腿184，而接地天线馈电端子48耦接到未图案化区域64的端部接地部40G。如果需要，可省略馈电腿184并且端子46可耦接到臂180。

图案化区域62内的狭槽66可布置在栅格中并且可将导电层60分成导电贴片诸如贴片72的阵列(例如，如图4所示的矩形贴片72)。该示例仅为示例性的。通常，狭槽66可限定任何期望尺寸和形状的贴片(例如，六边形贴片诸如图5的贴片92、图6的三边形贴片102、圆形贴片诸如图7的贴片112或图8的贴片122等)。在另一个合适的布置中，狭槽66可形成如图9所示的偏振片。通常，可使用任何不同形状，尺寸和维度的任何期望的组合。

在图14的示例中，图案化区域62包括一组较大的导电贴片72’，该贴片具有大于区域62中的其他导电贴片72的侧向表面积。例如，贴片72’可具有约四倍于贴片72的表面积。当放置在层70中的合适位置时，较大的贴片72’可能对天线40的效率具有可忽略的影响。在图14的示例中，贴片72’可在返回路径182和天线馈电部42之间的区域62中形成，而不影响天线40的效率。该示例仅为例示性的，并且通常贴片72’可在相对于谐振元件40F的任何期望位置形成。例如，区域62内的较大贴片诸如贴片72’可用于相对于仅使用较小贴片诸如贴片72的场景增加区域62对于用户的视觉连续性。

由于图案化区域62内的狭槽66、贴片72和贴片72’对于倒F形天线谐振元件40F的操作频率的电磁波是透明的，因此图案化区域62可作为谐振元件40F的操作频率的天线电流的开路。这可允许天线电流在端子46和48之间并且跨谐振元件40F和天线接地部40D的部分流动(例如，通过未图案化区域64的连续导电路径)，而不短接到导电层60的其他部分，从而有助于天线40的谐振并且传输/接收与具有令人满意的天线效率的天线电流对应的无线信号(例如，类似于元件40F由自由空间中的导体形成)。

在图14的示意图中，为了清楚起见，狭槽66显示为暗线。然而，在实践中，狭槽66可不包含导电层60的导电材料，并且可具有肉眼(例如，小于100微米)无法识别(例如，不可见)的宽度76。这可允许图案化区域62中的所有导电贴片72和72'显示为层60内的导电材料的单个连续部分。类似地，区域62可显示为具有未图案化部分64的导电材料的单个连续部分。换句话说，导电层60可作为单件导体(例如金属)呈现给用户，即使狭槽66和功能齐全的天线谐振元件40F在其中形成。

如果需要，天线40可使用偶极天线结构形成。图15是示出如何使用偶极天线结构形成天线40的示意图。如图15所示，天线40可包括偶极天线谐振元件40D。天线谐振元件40D可具有第一臂和第二臂诸如臂40D-1和40D-2，并且可通过天线馈电部42馈电。正天线馈电端子46可耦接到偶极天线谐振元件臂40D-1的端部。接地天线馈电端子48可耦接到偶极天线谐振元件臂40D-2的端部。可选择臂40D-1和40D-2的长度，使得天线40以期望的操作频率谐振。例如，臂40D-1的端部200到臂40D-2的端部202的长度可为天线40的期望操作频率下的波长的一半。如果需要，臂40D1和/或40D2可遵循直的，弯曲的或曲折的路径。

图16是示出天线谐振元件诸如图15的偶极天线谐振元件40D如何在导电层60内集成的自顶向下视图。如图16所示，导电层60的图案化区域62可限定导电层60的未图案化区域64的边缘(例如，未图案化区域64的形状可由区域62限定)。边缘狭槽66E可限定未图案化区域64和图案化区域62之间的交界处(例如，未图案化区域64内的导电材料的边缘可由边缘狭槽66E限定)。图案化区域62内的导电贴片可通过至少对应的边缘狭槽66E与未图案化区域64分离。

在图16的示例中，未图案化区域64形成偶极天线谐振元件40D(例如，第一臂和第二臂40D-1和40D-2)。正天线馈电端子46可耦接到未图案化区域64的臂40D-1，而接地天线馈电端子48耦接到未图案化区域64的臂40D-2。给定边缘狭槽66E可将臂40D-1与臂40D-2分离(隔离)。

图案化区域62内的狭槽66可布置在栅格中并且可将导电层60分成导电贴片诸如贴片92的阵列(例如，如图5所示的六边形贴片92)。该示例仅为示例性的。通常，狭槽66可限定任何期望尺寸和形状的贴片(例如，矩形贴片诸如图4的贴片72、图6的三边形贴片102、圆形贴片诸如图7的贴片112或图8的贴片122等)。在另一个合适的布置中，狭槽66可形成如图9所示的偏振片。例如，六边形贴片92可允许偶极天线谐振元件40D以比其他贴片形状更高的天线效率操作。通常，可使用任何不同形状，尺寸和维度的任何期望的组合。

由于图案化区域62内的狭槽66和贴片92对于偶极天线谐振元件40D的操作频率的电磁波是透明的，因此图案化区域62可作为谐振元件40D的操作频率的天线电流的开路。这可允许天线电流流入和流出由未图案化区域64形成的连续导电路径上的端子46和48，而不短接到导电层60的其他部分(例如，区域62可用于阻挡天线电流流入区域62)，从而有助于天线40的谐振并且传输/接收与具有令人满意的天线效率的天线电流对应的无线信号(例如，类似于元件40D由自由空间中的导体形成)。

在图16的示意图中，为了清楚起见，狭槽66显示为暗线。然而，在实践中，狭槽66可不包含导电层60的导电材料，并且可具有肉眼(例如，小于100微米)无法识别的宽度76。这可允许图案化区域62中的所有导电贴片92显示为层60内的导电材料的单个连续部分。类似地，区域62可显示为具有未图案化部分64的导电材料的单个连续部分。换句话说，导电层60可作为单件导体(例如金属)呈现给用户，即使狭槽66和功能齐全的天线谐振元件40D在其中形成。如果需要，例如可通过省略第二臂40D-2并且将臂40D-1的长度延伸到天线的操作波长的一半，以修改偶极元件40D以形成单极元件。

在图11-16的示例中，导电层60可在介电基板80的第一表面上形成并且可选地由介电覆盖层83(例如，如图4所示并且不考虑区域62中的导电贴片的特定形状)覆盖。如果需要，天线40的天线接地部的一部分可由基板80内的导电迹线形成或在基板80的相背的第二表面上形成。在这种场景下，导电通孔或其他导电结构可延伸穿过基板80以将层60和/或端子48的部分短接至导电迹线。在另一种合适的布置中，可省略基板80。在这种场景下，可在狭槽66内形成电介质粘合剂，以将图案化区域62中的导电贴片粘结在一起。

如果需要，天线40可使用贴片天线结构形成。图17是示出如何使用贴片天线结构形成天线40的示意图。如图17所示，天线40可包括与接地层诸如天线接地部40G分离并平行的贴片天线谐振元件40P。臂212可耦接在贴片天线谐振元件40P和天线馈电部42的正天线馈电端子46之间。接地天线馈电端子48可耦接到接地层40G。贴片天线谐振元件40P可通过距离210与接地层40G分离。

图17的示例仅为例示性的。如果需要，贴片天线谐振元件40P可具有不同的形状和取向(例如，平面形状、弯曲的贴片形状、具有非矩形轮廓的贴片元件形状、具有直边缘的形状诸如正方形、具有弯曲边缘的形状诸如椭圆形和圆形、具有弯曲边缘和直边缘的组合的形状等)。如果需要，阻抗匹配凹口214可在贴片天线谐振元件40P中形成，以帮助匹配元件40P的阻抗与传输线44的阻抗。可选择贴片天线谐振元件40P的侧面的长度，使得天线40以期望的操作频率谐振。例如，元件40P的侧面的长度可以是天线40的期望操作频率下的波长的一半。

图18是示出天线谐振元件诸如图17的贴片天线谐振元件40P如何在导电层60内集成的透视图。如图18所示，导电层60的图案化区域62可限定导电层60的未图案化区域64的边缘(例如，未图案化区域64的形状可由区域62限定)。边缘狭槽66E可限定未图案化区域64和图案化区域62之间的交界处(例如，未图案化区域64内的导电材料的边缘可由边缘狭槽66E限定)。图案化区域62内的导电贴片可通过至少对应的边缘狭槽66E与未图案化区域64分离。

在图18的示例中，导电层60可在基板80的第一表面上形成。接地层40G可在基板80的相对第二表面上形成。导电层60的未图案化区域64形成贴片天线谐振元件40P和臂212。正天线馈电端子46可耦接到未图案化区域64的臂212的端部，而接地天线馈电端子48耦接到基板80的相对表面上的接地层40G。

图案化区域62内的狭槽66可布置在栅格中，所述栅格将导电层60分成导电贴片诸如贴片72的阵列(例如，如图4所示的矩形贴片72)。该示例仅为示例性的。通常，狭槽66可限定任何期望尺寸和形状的贴片(例如，六边形贴片诸如图5的贴片92、图6的三边形贴片102、圆形贴片诸如图7的贴片112或图8的贴片122等)。在另一个合适的布置中，狭槽66可形成如图9所示的偏振片。通常，可使用任何不同形状，尺寸和维度的任何期望的组合。

由于图案化区域62内的狭槽66和贴片72对于贴片天线谐振元件40P的操作频率的电磁波是透明的，因此图案化区域62可作为谐振元件40P的操作频率的天线电流的开路。这可允许天线电流通过未图案化区域64的连续导电路径流入和流出端子46，而不短接到导电层60的其他部分，从而有助于天线40的谐振并且传输/接收与具有令人满意的天线效率的天线电流对应的无线信号(例如，类似于元件40P由自由空间中的导体形成)。

在图18的示意图中，为了清楚起见，狭槽66显示为暗线。然而，在实践中，狭槽66不含导电层60的导电材料，并且可具有肉眼(例如，小于100微米)无法识别(例如，不可见)的宽度。这可允许图案化区域62中的所有导电贴片72显示为层60内的导电材料的单个连续部分。类似地，区域62可显示为具有未图案化部分64的导电材料的单个连续部分。换句话说，导电层60可作为单件导体(例如金属)呈现给用户，即使狭槽66和功能齐全的天线谐振元件40P在其中形成。导电层60不需要具有横跨其侧向区域的均匀厚度。

图11-18的示例仅为例示性的。如果需要，可将倒F形天线结构、贴片天线结构、偶极天线结构、单极天线结构、环形天线结构、接地层结构或其他天线结构的组合用于形成导电层60的天线40。如果需要，可在单个导电层60中形成多个天线40(例如，布置在相位天线阵列中的多个天线40)。如果需要，具有集成天线谐振元件的多个导电层60可在基板80内形成或相对于彼此垂直堆叠。如果需要，层60的一些部分可比导电层60的其他部分更厚。

图19是示出可在其中将天线40安装在设备10中的例示性位置220的电子设备10的透视图。如图19所示，设备10可包括外壳12。外壳12可包括后外壳壁12R和外壳侧壁12E。在一个合适的布置中，显示器可安装到外壳12与后外壳壁12R相对的前侧面222。如果需要，外壳12的部分可在侧面222上形成。

在图19的示例中，外壳壁12R和12E为围绕设备10的周边布线的外围外壳结构。外壳12可使用具有矩形环形状的外围外壳结构来实现，所述矩形环形状具有四个对应的侧壁12E(作为示例)。外壳侧壁12E可用作设备10上的显示器的边框(例如，围绕显示器的所有四个侧面和/或有助于将显示器保持至设备10的装饰件，具有竖直侧壁，弯曲侧壁等的金属带)。

外围外壳结构12E和12R可由导电材料诸如金属形成并且因此有时可被称为外围导电外壳结构、导电外壳结构、外围金属结构、或外围导电外壳构件(作为示例)。外围外壳结构12E和12R可由金属诸如不锈钢、铝、或其他合适的材料形成。一种、两种或多于两种单独结构可用于形成外围外壳结构12E和12R。

侧壁12E可为大体上直的竖直侧壁，可为弯曲的或可具有其他合适的形状。后外壳壁12R可位于与设备10的前侧222上的显示器平行的平面中。在设备10的构型中，其中外壳12R的后表面由金属形成，后外壳壁12R可由平面金属结构形成，并且外壳侧壁12E可形成作为平面金属结构的垂直延伸的整体金属部分。如果需要，外壳结构诸如这些外壳结构可由金属块加工而成，和/或可包括被组装在一起以形成外壳12的多个金属件。平坦后壁12R可具有一个或多个、两个或更多个、或三个或更多个部分。

可使用具有一个或多个天线40的整体天线元件的导电层60(例如，如上面结合图3-18所述)形成一个或多个后壁12E的一些或全部，可用于形成后壁12R的一些或全部和/或设备10的前侧面222的部分(例如，导电层60可包括外壳12的导电部分)。在这些场景下，层60和天线40在设备10的外部形成。例如，天线40可安装在设备10的拐角的位置220，沿外壳12的边缘诸如在侧壁12E上，在后外壳部分12R的上部部分或下部部分，在后外壳12R的中心等。如果需要，导电层60可位于设备10的外壳12内(例如，导电层60可由基板诸如印刷电路基板或设备10内的玻璃基板上的导电迹线的层形成)。在另一个合适的布置中，显示器可在设备10的侧面222形成。显示器可包括发光的有源电路(例如，液晶显示器电路，发光二极管显示器电路等)。显示器可由显示器覆盖层诸如玻璃或蓝宝石层覆盖。有源电路可通过显示器覆盖层发光。显示器覆盖层可覆盖所有侧面222(例如，跨设备10的长度和宽度延伸)或仅可覆盖侧面222的一些。如果需要，导电层60可由显示器覆盖层的内部表面或外部表面的一些或全部上的金属涂层形成。

图20是示出电子设备10如何可能是膝上型电脑的透视图。如图20所示，天线40可在例示性位置诸如设备10上的位置230形成。外壳12可包括上部外壳部分12A和下部外壳部分12B。显示器诸如显示器240可在上部外壳部分12A内形成，而输入输出设备诸如键盘242在下部外壳部分12B中形成。导电外壳部分12A可通过将部分12A配置为相对于部分12B旋转的铰链耦接到外壳部分12B。外壳部分12A和12B的外部表面的一些或全部可由导电结构诸如导电层60形成，所述导电结构具有整体天线部件(例如，如上面结合图3-18所述)。导电层60中的天线40可在外壳部分12B与键盘242相同的侧面上，在与键盘242相对的部分12B的侧面诸如侧面246，在与外壳部分12A与显示器240相同的侧面上，在与显示器240相对的部分12A的侧面诸如侧面248上或在设备10的内部或外部的任何其他期望位置上形成。

图19和图20的示例仅为例示性的，并且通常设备10可以是具有任何期望形状因素的任何期望类型的电子设备。如果需要，设备10可以是可穿戴电子设备，诸如腕表，挂式设备或眼镜设备(例如，虚拟或增强现实设备、眼镜、太阳镜等)。例如，导电层60的基板80可使用一副眼镜或太阳镜中的玻璃或其他透明镜片，腕表的透明晶体等形成。如果需要，设备10可集成在较大的系统或设备中，诸如车辆、建筑物或电子信息亭。例如，导电层60的基板80可由玻璃窗诸如建筑物，车辆(例如，汽车、飞机、船等)或电子信息亭的玻璃窗形成。

图21是天线性能(天线效率)作为图2-18所示类型的例示性天线的频率的函数的曲线图。如图21所示，曲线250示出当在自由空间环境中形成时天线40的效率(例如，在天线40不是在导电层60中形成的场景中)。曲线250可表现出天线40的操作频率F下的峰值天线效率(例如，射频大于或等于700MHz)。曲线252示出在导电层60中形成时天线40的一种可能的效率(例如，如上面结合图2-18所述)。曲线252可表现出从频率F偏移的峰值天线效率。匹配电路54可用于将频率下的曲线252向操作频率F偏移，如箭头256所示。虚线曲线258可示出使用匹配电路54补偿后天线40的效率。导电层60内的天线40可具有峰值天线效率，所述峰值天线效率通过偏移254向曲线250相关联的自由空间天线的峰值效率偏移(例如，由于导电结构诸如图4的贴片72在层60的未图案化区域64的附近的影响)。通过为狭槽66和图案化区域62内的对应贴片选择合适的尺寸(例如，基于图10的曲线140)，偏移254可足够小(例如，约为零、小于1db或小于0.5dB)，以便不明显影响使用天线40的无线数据的成功传输和接收。同时，区域62中的狭槽66可足够小使得对设备10的用户实际上不可见，从而使得未图案化区域64(并且因此天线40)与层60的图案化区域62在视觉上无法区分，并且层60作为单件连续金属呈现给用户。在省略狭槽66的场景中，天线40的谐振元件将被短接到整个导电层60，并且天线将表现出如图262所示的劣化效率。

图21的示例仅为例示性的。通常，与天线40相关联的效率曲线可具有任何期望的形状。天线40可在多个频率下表现出效率的峰值(例如，在天线40为多频带天线的场景中)。天线40可在操作频率F下表现出峰值效率，而不需要在一些示例中匹配网络54(例如，在层60中形成天线40可能不会明显偏移天线40的谐振频率)。

根据实施方案，提供了包括介电基板的装置，介电基板上的导电层被图案化以形成第一区和围绕第一区中的至少一些的第二区，所述第一区形成天线的天线谐振元件且被配置为传导天线电流，并且所述第二区包括导电层中的开口的栅格且被配置为阻挡所述天线电流。

根据另一个实施方案，所述栅格中的所述开口具有侧向表面积，所述第二区具有包括所述开口的所述侧向表面积的所述总侧向表面积，并且所述开口的所述侧向表面积与所述第二区的总侧向表面积的比小于20％。

根据另一个实施方案，所述天线包括环形天线，所述天线谐振元件包括由所述导电层的所述第一区形成的环形天线谐振元件，并且所述导电层的所述第二区包括围绕所述环形天线谐振元件的第一部分和由所述环形天线谐振元件围绕的第二部分。

根据另一个实施方案，所述开口的栅格将所述导电层的所述第二区分成多个导电贴片。

根据另一个实施方案，所述多个导电贴片包括导电贴片，所述导电贴片从六边形导电贴片、矩形导电贴片、三角矩形贴片、圆形导电贴片和椭圆形导电贴片中选择。

根据另一个实施方案，所述栅格中的每个开口具有小于100微米的宽度。

根据另一个实施方案，所述多个导电贴片中的每一个所述导电贴片具有大于0.1mm并且小于5mm的最大侧向尺寸。

根据另一个实施方案，所述介电基板包括玻璃窗。

根据实施方案，提供了一种电子设备，所述电子设备包括射频收发器电路、耦接到射频收发器电路的天线、包括天线谐振元件的天线、天线接地部、以及具有耦接到天线谐振元件的第一馈电端子和耦接到天线接地部的第二馈电端子、在射频收发器电路和天线馈电部之间耦接的射频传输线，导电层被图案化以形成实心区域和限定实心区域的边缘的射频透明区域，所述射频透明区域包括由所述导电层中的间隙分隔的导电贴片阵列，并且天线谐振元件由所述导电层的实心区域形成。

根据另一个实施方案，射频透明区域中的间隙具有侧向表面积，所述射频透明区域具有总侧向表面积，所述总侧向表面积包括间隙的侧向表面积，并且所述间隙的侧向表面积与所述射频透明区域的总侧向表面积的比介于0.1％和10％之间。

根据另一个实施方案，所述天线包括倒F形天线，所述天线谐振元件包括倒F形天线谐振元件臂，并且所述倒F形天线谐振元件臂和所述天线接地部由所述导电层的所述实心区域形成。

根据另一个实施方案，所述天线包括偶极天线，所述天线谐振元件包括由所述导电层的所述实心区域形成的第一偶极天线谐振元件臂和第二偶极天线谐振元件臂，所述第一馈电端子耦接到所述第一偶极天线谐振元件臂，所述第二馈电端子耦接到所述第二偶极天线谐振元件臂，并且所述射频透明区域中的所述导电贴片阵列围绕所述导电层中的所述第一偶极天线谐振元件臂和第二偶极天线谐振元件臂。

根据另一个实施方案，电子设备包括具有相背的第一表面和第二表面的基板，所述导电层在所述第一表面上形成，并且所述天线接地部在所述第二表面上形成，所述天线包括贴片天线，并且所述天线谐振元件包括由所述导电层的所述实心区域形成的贴片天线谐振元件。

根据另一个实施方案，阵列中的每个导电贴片具有最大侧向尺寸，所述最大侧向尺寸介于0.1mm和5mm之间。

根据另一个实施方案，所述导电贴片阵列包括所述导电贴片的第一组导电贴片和所述第二组导电贴片，所述第一组导电贴片中的所述导电贴片的每一个具有第一形状，并且所述第二组导电贴片中的所述导电贴片的每一个具有不同于所述第一形状的第二形状。

根据另一个实施方案，所述第一组导电贴片布置在第一组行和列中，所述第二组导电贴片布置在第二组行和第二列中，所述第一组行和列相对于所述第二组行和列偏移，并且所述射频透明区域中的每个间隙均具有小于100微米的宽度。

根据另一个实施方案，所述电子设备包括显示器，所述显示器具有显示器覆盖层和有源电路，所述显示器覆盖层和有源电路被配置为通过所述显示器覆盖层发光，其中所述导电层在所述显示器覆盖层上形成。

根据实施方案，提供了一种电子设备，所述电子设备包括具有导电外壳壁的电子设备外壳，所述导电外壳壁被图案化以形成射频透明区域和连续区域，所述射频透明区域对可见光具有第一反射率，连续区域对可见光具有第二反射率，所述第二反射率在所述第一反射率的20％内，所述射频透明区域包括所述导电外壳壁中的狭槽，所述导电外壳壁限定所述导电外壳壁的所述连续区域的边缘，并且所述导电外壳壁的所述连续区域形成天线的天线谐振元件，所述射频收发器安装在所述电子设备外壳中，所述天线包括天线接地部，第一馈电端子耦接到天线接地部，以及第二馈电端子耦接到所述导电外壳壁的所述连续区域并且所述射频传输线在所述射频收发器与第一馈电端子和第二馈电端子之间耦接。

根据另一个实施方案，所述狭槽包括所述导电外壳壁的所述射频透明区域中的多个狭槽中的一个，所述多个狭槽将所述导电层分成所述射频透明区域中的多个导电部分，并且所述多个狭槽中的每个狭槽具有小于100微米的宽度。

根据另一个实施方案，所述多个狭槽包括被配置为形成所述天线的线性偏振片的一组平行狭槽。

前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案做出各种修改。前述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

介质基板；和

介电基板上的导电层，所述导电层被图案化以形成第一区域和围绕所述第一区域中的至少一些的第二区域，其中所述第一区域形成天线的天线谐振元件且被配置为传导天线电流，并且所述第二区域包括导电层中的开口的栅格且被配置为阻挡所述天线电流。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述栅格中的所述开口具有侧向表面积，所述第二区域具有包括所述开口的所述侧向表面积的总侧向表面积，并且所述开口的所述侧向表面积与所述第二区域的总侧向表面积的比小于20％。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述天线包括环形天线，所述天线谐振元件包括由所述导电层的所述第一区域形成的环形天线谐振元件，并且所述导电层的所述第二区域包括围绕所述环形天线谐振元件的第一部分和由所述环形天线谐振元件围绕的第二部分。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述开口的栅格将所述导电层的所述第二区域分成多个导电贴片。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个导电贴片包括选自由以下项构成的组的导电贴片：

六边形导电贴片、矩形导电贴片、三角矩形贴片、圆形导电贴片和椭圆形导电贴片。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述栅格中的开口中的每个开口具有小于100微米的宽度。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述多个导电贴片中的每个导电贴片具有大于0.1mm且小于5mm的最大侧向尺寸。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述介电基板包括玻璃窗。

9.一种电子设备，包括：

射频收发器电路；

天线，所述天线耦接到所述射频收发器电路，其中所述天线包括天线谐振元件、天线接地部和天线馈电部，所述天线馈电部具有耦接到所述天线谐振元件的第一馈电端子和耦接到所述天线接地部的第二馈电端子；

射频传输线，所述射频传输线耦接在所述射频收发器电路和天线馈电部之间；和

导电层，所述导电层被图案化以形成实心区域和限定所述实心区域的边缘的射频透明区域，其中所述射频透明区域包括由所述导电层中的间隙分开的导电贴片的阵列，并且所述天线谐振元件由所述导电层的所述实心区域形成。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述射频透明区域中的所述间隙具有侧向表面积，所述射频透明区域具有总侧向表面积，所述总侧向表面积包括所述间隙的侧向表面积，并且所述间隙的侧向表面积与所述射频透明区域的总侧向表面积的比介于0.1％和10％之间。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述天线包括倒F形天线，所述天线谐振元件包括倒F形天线谐振元件臂，并且所述倒F形天线谐振元件臂和所述天线接地部由所述导电层的所述实心区域形成。

12.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述天线包括偶极天线，所述天线谐振元件包括由所述导电层的所述实心区域形成的第一偶极天线谐振元件臂和第二偶极天线谐振元件臂，所述第一馈电端子耦接到所述第一偶极天线谐振元件臂，所述第二馈电端子耦接到所述第二偶极天线谐振元件臂，并且所述射频透明区域中的所述导电贴片的阵列围绕所述导电层中的所述第一偶极天线谐振元件臂和所述第二偶极天线谐振元件臂。

13.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：

具有相背的第一表面和第二表面的基板，其中所述导电层在所述第一表面上形成，并且所述天线接地部在所述第二表面上形成，所述天线包括贴片天线，并且所述天线谐振元件包括由所述导电层的所述实心区域形成的贴片天线谐振元件。

14.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述阵列中的所述导电贴片中的每个导电贴片具有介于0.1mm和5mm之间的最大侧向尺寸。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述导电贴片的阵列包括第一组导电贴片和第二组导电贴片，所述第一组导电贴片中的每个导电贴片具有第一形状，并且所述第二组导电贴片中的每个导电贴片具有不同于所述第一形状的第二形状。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述第一组导电贴片布置在第一组行和列中，所述第二组导电贴片布置在第二组行和第二列中，所述第一组行和列相对于所述第二组行和列偏移，并且所述射频透明区域中的间隙中的每个间隙具有小于100微米的宽度。

17.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：

显示器，所述显示器具有显示器覆盖层和有源电路，所述显示器覆盖层和有源电路被配置为通过所述显示器覆盖层发光，其中所述导电层在所述显示器覆盖层上形成。

18.一种电子设备，包括：

电子设备外壳，所述电子设备外壳具有导电外壳壁，其中所述导电外壳壁被图案化以形成射频透明区域和连续区域，所述射频透明区域对可见光具有第一反射率，所述连续区域对可见光具有在所述第一反射率的20％内的第二反射率，所述射频透明区域包括所述导电外壳壁中的狭槽，所述导电外壳壁限定所述导电外壳壁的所述连续区域的边缘，并且所述导电外壳壁的所述连续区域形成天线的天线谐振元件；

射频收发器，所述射频收发器安装在所述电子设备外壳中，其中所述天线还包括天线接地部、耦接到所述天线接地部的第一馈电端子、以及耦接到所述导电外壳壁的所述连续区域的第二馈电端子；和射频传输线，所述射频传输线耦接在所述射频收发器与所述第一天线馈电端子和所述第二天线馈电端子之间。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述狭槽包括所述导电外壳壁的所述射频透明区域中的多个狭槽中的一个狭槽，所述多个狭槽将所述导电层分成所述射频透明区域中的多个导电部分，并且所述多个狭槽中的每个狭槽具有小于100微米的宽度。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述多个狭槽包括被配置为形成所述天线的线性偏振片的一组平行狭槽。