CN109952683A - 天线装置和操作天线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种根据各种实施例的天线装置及其操作方法,其中该天线装置包括:由第一接地图案、第二接地图案、第三接地图案和第四接地图案形成的槽;电源部分,其形成在与上面形成有槽的表面不同的表面上;以及金属图案,其设置成从电源部分延伸预定距离并形成垂直极化波。金属图案可以设置成与上面形成有槽的表面形成预定角度。因此,即使在天线的狭窄安装区域中,天线装置也可以发射电波。
Description
技术领域
本公开涉及一种天线及其操作方法。更具体地,本公开涉及一种天线,即使在具有许多空间限制的地方,该天线也能够确保足够的接地区域。
背景技术
为了满足自4G通信系统部署以来无线数据流量增加的需求,已经努力开发了改进的5G或前5G通信系统。因此,5G或前5G通信系统也称为“超4G网络”通信系统或“后LTE系统”。5G通信系统被认为是在超高频(毫米波)频带,例如60GHz频带中实现的,以便实现更高的数据速率。为了减轻无线电波的路径损耗并增加超高频无线电波上的传输距离,在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(MIMO)、全尺寸MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。此外,在5G通信系统中,基于演进的小小区、高级小小区、云无线电接入网络(云RAN)、超密集网络、装置对装置(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)、接收端干扰消除等,正在进行系统网络改进的开发。此外,在5G系统中,混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)作为高级编码调制(ACM)系统,和滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA),和稀疏码多址(SCMA)作为高级接入技术已经被开发出来。
另一方面,互联网是以人为中心的连接网络,人们在其中生成和消费信息,现在正在向物联网(IoT)发展,在物联网中,分布式实体(如事物)在没有人为干预的情况下交换和处理信息。万物网(IoE)是IoT技术和大数据处理技术通过与云服务器的连接而结合起来的产物。由于IoT实现需要诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”等技术元素,所以传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等最近已经被研究。这种IoT环境可以提供智能互联网技术服务,通过收集和分析互联事物间生成的数据,为人类生活创造新的价值。IoT可以通过现有信息技术(IT)与各种工业应用之间的融合和组合应用于多种领域,包括智能家居、智能楼宇、智慧城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、健康护理、智能家电和高级医疗服务。
与此相一致,已经做出了各种尝试,将5G通信系统应用于IoT网络。例如,诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器对机器(M2M)通信之类的技术可以通过波束形成、MIMO和阵列天线来实现,这些技术对应于5G通信技术。作为上述大数据处理技术的云无线电接入网络(云RAN)的应用也可以被认为是5G技术和IoT技术融合的例子。
此外,随着诸如近场通信、蓝牙等通信方案的普及,电子装置(例如移动通信终端)可以设有对应于各种不同频带的天线和用于各个频带中的无线通信的通信方案,并且据此,与这种电子装置通信的外部装置也可以设有天线。然而,在这种情况下,根据安装天线的外部装置的尺寸,部署天线的空间可能会有限制。
发明内容
【技术问题】
随着在电子装置中部署天线的空间或在单独的外部装置中部署天线的空间逐渐减小,存在难以确保用于天线执行发送或接收的接地区域的问题。如果不能确保足够的接地区域,当天线辐射无线电波时,可能会发生电流泄漏,这可会导致天线效率降低。
此外,为了在使用现有的辐射低频范围的无线电波的天线的部署空间的同时部署辐射高频范围的无线电波的天线,需要确保比辐射低频范围的无线电波的天线所使用的接地区域更宽的接地区域。然而,由于空间限制,很难确保这样更宽的接地区域。
此外,为了使用槽式天线,必须确保无线电波的足够传播距离,但是由于空间限制,很难使用这种槽式天线。
本公开是为了解决上述问题而做出的,并且本公开的各方面提供了一种能够保证接地区域的天线装置和用于操作天线装置的方法。
【问题解决方案】
根据本公开的方面,天线装置可以包括由第一接地图案、第二接地图案、第三接地图案和第四接地图案形成的槽;馈送部分,其形成在与上面形成有槽的表面不同的表面上;以及金属图案,其被部署以从馈送部分延伸预定距离,并且被配置为形成垂直极化波,其中,金属图案被部署成与上面形成有槽的表面成预定角度。
根据本公开的另一方面,天线装置可以包括:第一金属图案,其电连接到第一接地图案并被配置为辐射水平极化波;第二金属图案,其部署在与第一金属图案间隔预定距离的位置,并且电连接到与第一接地图案平行形成的第二接地图案,并且被配置为生成垂直极化波;连接图案,其被配置为将第一接地图案和第二接地图案彼此连接;以及槽,其垂直于第一接地图案和第二接地图案部署,其中,第一金属图案和第二金属图案在与第二接地图案平行的平面的方向上彼此垂直地形成。
根据本公开的又一方面,设有天线装置的电子装置可以包括:天线装置;以及控制器,其被配置为控制天线装置的操作,其中,天线装置包括第一金属图案,其电连接到第一接地图案并被配置为辐射水平极化波;第二金属图案,其部署在与第一金属图案间隔预定距离的位置,并且电连接到与第一接地图案平行形成的第二接地图案,并且被配置为生成垂直极化波;连接图案,其被配置为将第一接地图案和第二接地图案彼此连接;以及槽,其垂直于第一接地图案和第二接地图案部署,并且其中,第一金属图案和第二金属图案在与第二接地图案平行的平面的方向上彼此垂直地形成,并且控制器被配置为控制供应给第一金属图案的电力和供应给第二接地区域的电力。
【本发明的有利效果】
依据根据本公开的方面的天线装置和用于操作天线装置的方法,由于与输出各种无线电波的辐射部分(金属图案或槽)相对应的各个接地区域是共享的,因此与天线的狭窄安装区域相比,可以确保宽接地区域。
依据根据本公开的方面的天线装置和用于操作天线装置的方法,因为与天线的狭窄安装区域相比,可以确保宽接地区域,所以可以减少泄漏电流,从而可以进一步提高天线效率。
依据根据本公开的方面的天线装置和用于操作天线装置的方法,因为可以确保宽接地区域,所以可以在现有的辐射低频范围的无线电波的天线的部署空间中部署辐射高频范围的无线电波的天线。
依据根据本公开的方面的天线装置和用于操作天线装置的方法,由于槽式天线中辐射无线电波的金属图案部署在与上面形成有槽的表面不同的表面上,所以可以在狭窄安装空间中使用槽式天线。
依据根据本公开的方面的天线装置和用于操作天线装置的方法,可以辐射垂直极化波和水平极化波。
依据根据本公开的方面的天线装置和用于操作天线装置的方法,由于可以使用垂直极化波和水平极化波生成圆极化波,所以可以提高天线效率。
附图说明
图1是示出根据本公开的各种实施例的天线装置的图;
图2是示出在图1所示的特定方向171上看到的天线装置的图;
图3是示出在图1所示的特定方向172上看到的天线装置的图;
图4a和图4b是示出根据本公开的另一实施例的天线装置的图;
图5a至图5d是示出由根据本公开的各种实施例的天线辐射的辐射图案的图;
图6至图9是解释根据本公开的各种实施例的天线应用的示例的图;
图10a和图10b是解释通过图6至图9所示的天线辐射无线电波的图;以及
图11是解释根据本公开的各种实施例的天线应用的示例的图。
具体实施方式
诸如“包括”和“可包括”的表述可用于本公开中,表示存在所公开的功能、操作和组成元件,而不限制一个或多个附加的功能、操作和组成元件。在本公开中,诸如“包括”和/或“具有”的术语可以被解释为表示特定的特性、数量、步骤、操作、组成元件、部件或其组合,但是不可以被解释为排除一个或多个其他特性、数量、步骤、操作、组成元件、部件或其组合的存在或添加的可能性。此外,在本公开中,“和/或”这种表达包括相关联的所列单词的任何和所有组合。例如,“A和/或B”这种表达可以包括A,可以包括B,或者可以包括A和B。在本公开中,包括诸如“第一”和“第二”等序数的表达可以修饰各种元件。然而,这些元件不受上述表达的限制。例如,上述表达不限制元件的顺序和/或重要性。以上表达仅用于区分一个元件与其他元件。例如,第一用户装置和第二用户装置指示不同的用户装置,尽管它们都是用户装置。例如,在不脱离本公开的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,类似地,第二元件也可以被称为第一元件。
在一个部件被称为“连接”或“接入”到其他部件的情况下,应该理解,不仅该部件直接连接或接入到其他部件,而且在它们之间可能存在另一个部件。同时,在一个部件被称为“直接连接”或“直接接入”到其他部件的情况下,应该理解,在它们之间没有部件。本公开中使用的术语仅用于描述特定的各种实施例,并不旨在限制本公开。如本文所用,单数形式旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确说明。除非上下文另有明确说明,否则单数形式旨在包括复数形式。
根据本公开的电子装置可以是包括通信功能的装置。例如,该装置对应于下述中的至少一个的组合:智能手机、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、笔记本电脑、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字音频播放器、移动医疗装置、电子手镯、电子项链、电子附件、照相机、可穿戴装置、电子钟、手表、家用电器(例如,空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器等)、人工智能机器人、电视机(TV)、数字视盘(DVD)播放器、音频装置。
根据本公开的电子装置可以是包括以下的装置:各种医疗装置(例如磁共振血管造影(MRA)、磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)、扫描仪、超声波装置等)、导航装置、全球定位系统(GPS)接收器、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、机顶盒、电视盒(例如三星HomeSyncTM、苹果TVTM或谷歌TVTM)、电子词典、车辆信息娱乐装置、用于船舶的电子设备(例如,用于船舶的导航设备、陀螺罗盘等)、航空电子装置、安全装置、电子服装、电子钥匙、摄像机、游戏控制台、头戴式显示器(HMD)、平板显示装置、电子相框、电子相册、包括通信功能的家具或建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收装置、投影仪等。对于本领域技术人员显而易见的是,根据本公开的电子装置不限于上述装置。
图1是示出根据本公开的各种实施例的天线装置100的图。
参照图1,天线装置100可以包括第一金属图案110、第二金属图案120、槽130、第一接地图案160、第一连接图案150、第二连接图案151和第二接地图案140。为了便于解释,假设图1所示的天线部署在平行于地面的平面上。
第一接地区域是包括具有0V电压的接地的区域,并且可以表示用于让第一金属图案110辐射的第一接地区域。第一接地区域可以包括第一接地图案160、第一连接图案150和第二接地图案140。
第一金属图案110可以表示辐射特定无线电波的图案。第一金属图案110可以使用从连接到第一金属图案110的第一馈送部分115供应的电力在特定方向上辐射特定无线电波。在本公开的实施例中,第一金属图案110可以电连接到第一馈送部分115,所述第一馈送部分115形成在上面形成有第一接地图案160的表面上,并且第一金属图案110可以形成水平极化波。
水平极化波可以指电场方向平行于地面的无线电波。在图1中,水平极化波可以表示电场方向与水平于地面部署的第一接地图案160平行的无线电波。由于第一金属图案110电连接到第一接地图案160,所以从第一金属图案110辐射的无线电波的电场方向可以平行于与第一接地图案160平行的表面(例如,地面)。
在图1中,第一金属图案110被示出为条形图案,但是第一金属图案110的形状不限于此。例如,第一金属图案110可以用弯曲图案实现。
为了调整从第一金属图案辐射的无线电波的辐射图案的形状,第一金属图案110可以形成在与第一接地图案160的基板180的中心间隔预定距离的位置。在实施例中,第一金属图案110可以形成在沿无线电波的辐射方向与基板180的中心间隔预定距离的位置。在本公开的实施例中,为了使从第一金属图案辐射的无线电波的方向与从槽130辐射的无线电波的方向一致,第一金属图案110可以部署在第一接地图案的边缘部分中与第一连接图案150和第一接地图案160彼此接触时产生的拐角相距预定距离的边缘部分处。
第一接地图案160可以通过第一连接图案150和第二连接图案151电连接到第二接地图案140。第二接地图案140可以电连接到第三接地图案152,并且第三接地图案152可以电连接到第二连接图案151。因此,可由第一金属图案110使用的第一接地区域可包括第一接地图案160、第一连接图案150、第二连接图案151、第二接地图案140、第三接地图案152和第四接地图案153。
在本公开的实施例中,为了输出在平行于第一接地图案160和第二接地图案140的方向上具有极化波的电场(对应于从第一金属图案110辐射的无线电波),应当确保足够长的接地。然而,在天线部署在车门把手内的情况下,其可能具有的缺点是,在使用第一金属图案110的天线结构中,作为接地的第一接地图案160的长度不足。为了解决这个问题,根据本公开实施例的天线可以包括将第一接地图案和第二接地图案彼此连接的第一连接图案150或第二连接图案151。
如上所述,包括第一金属图案110、第一接地图案160、第二接地图案140、第一连接图案150和第二连接图案151的第一接地区域可以用作输出水平极化波的单极天线。
第二金属图案120可以部署在垂直方向上与第一金属图案110间隔预定距离的位置,并且可以电连接到第二馈送点125,所述第二馈送点125形成在与第二接地图案140平行于第一接地图案160形成的表面平行的表面上。第二金属图案120可以形成在面向基板180的上面形成有第一金属图案的第一表面的第二表面上。
第二金属图案120可以使用传递到第二馈送部分125的电力形成垂直极化波。垂直极化波可以指具有在垂直于地面的方向上极化的电场的无线电波。在图1中,垂直极化波可以表示具有在与平行于地面的第一接地图案160和第二接地图案140垂直的方向上极化的电场的无线电波。从第二金属图案120辐射的无线电波的电场可以在朝向第二接地图案140的方向上生成,因此,由第二接地图案140形成的无线电波可以表示在垂直于与第二接地图案140平行的表面(例如,地面)的方向上具有电场的垂直极化波。
槽130可以垂直于第一接地图案160和第二接地图案140部署。
槽130可以由第二接地图案140、第二连接图案151、第三接地图案152和第四接地图案153形成。在本公开的实施例中,第二连接图案151可以物理连接到第四接地图案153,并且第四接地图案153可以连接到第二连接图案151和第三接地图案152,并且第三接地图案152可以连接到第四接地图案153和第二接地图案140。槽130可以表示在第二接地图案140、第二连接图案151、第三接地图案152和第四接地图案153彼此连接时产生的空间。
由第二金属图案120形成的垂直极化波可以通过槽130辐射。特别地,从第二金属图案120辐射的无线电波可以经由槽130沿与第二方向172相反的方向辐射。对应于通过槽130辐射的无线电波的电场可以是垂直于第一接地图案160和第二接地图案140的极化波。在本公开的实施例中,第三接地图案152可以物理地连接到第一接地图案160和第二连接图案151。因此,第三接地图案152可以电连接到第二连接图案151和第一接地图案160。
如上所述,包括槽130、第二连接图案151、第二接地图案153、第三接地图案152和第四接地图案140的第二接地区域可以作为输出垂直极化波的单极天线工作。
在本公开的实施例中,从第一金属图案110辐射的无线电波的方向可以与从槽130辐射的无线电波的方向一致或相似。例如,从第一金属图案110辐射的无线电波可以沿第一方向172输出,甚至从槽130辐射的无线电波也可以沿第一方向172输出。
对应于从第二金属图案120辐射的无线电波的电场和对应于从第一金属图案110辐射的无线电波的电场可以彼此垂直。在本公开的实施例中,对应于通过槽130辐射的无线电波的电场可以是垂直于第一接地图案160和第二接地图案140的方向上的极化波,并且对应于从第一金属图案110辐射的无线电波的电场可以是平行于第一接地图案160和第二接地图案140的方向上的极化波。
第二接地区域140可以表示使用槽130的天线结构中的接地区域。第二接地区域可以表示包括具有0V电压的接地的区域。第二接地区域可以包括第二连接图案151、第三接地图案152、第四接地图案153和第二接地图案140。
在本公开的实施例中,为了在2.4GHz频带的无线电波中输出具有平行于第一接地图案160和第二接地图案140的方向上的极化波的电场(对应于从第一金属图案110辐射的无线电波),应该确保具有足够长度的接地。然而,在使用第一金属图案110的天线结构中作为接地的第一接地图案160可能长度不足。为了解决这个问题,根据实施例的天线可以包括将第一接地图案和第二接地图案彼此连接的第一连接图案150或第二连接图案151。
当槽130辐射无线电波时,第二连接图案151可以用作接地,并且第二连接图案151可以电连接到第一接地图案160和第四接地图案153。因此,由于第二连接图案151,因此第一接地图案160和第四接地图案153可以彼此电连接。
第三接地图案152可以物理地连接到第四接地图案153和第二接地图案140。
第四接地图案153可以物理地连接到第一接地图案160,或者可以不物理地连接到第一接地图案160,但是可以通过第二连接图案151电连接到第一接地图案160。
第一连接图案150或第二连接图案151可以物理地连接到第一接地图案和第二接地图案,并且也可以电连接到它们。因此,由于第一连接图案150或第二连接图案151的存在,可以确保接地的长度,并且可以提高从第一金属图案110辐射的无线电波的输出效率。在本公开的实施例中,第一连接图案150可以垂直于第一接地图案160和第二接地图案140部署。在这种情况下,从第一金属图案110辐射的无线电波的电场可以是平行于第一接地图案160和第二接地图案140的极化波,并且通过槽130辐射的无线电波的电场可以是垂直于连接图案150的方向上的极化波。通过这一点,根据本公开的实施例的天线可以生成对应于两个垂直极化波的垂直图案和水平图案。
在本公开的另一实施例中,第一连接图案150或第二连接图案151可以以将第一接地图案160和第二接地图案140彼此连接的曲线的形式部署。如上所述,由于第一连接图案150或第二连接图案151的存在,可以生成两个垂直极化波。
根据本公开的各种实施例,根据天线部署结构,第一连接图案150或第二连接图案151可以不同地部署。如上所述,第一连接图案150或第二连接图案151可以将第一接地图案和第二接地图案彼此连接,可以确保其中第一接地区域和第二接地区域被添加在一起的接地区域,并且可以具有用于第一金属图案110辐射的接地区域的尺寸可以增大的效果。
如果第一金属图案110在其中不存在第一连接图案150或第二连接图案151的天线结构中辐射对应于2.4GHz的无线电波(参见图5a和图5b),则第一接地图案160应该确保大约10cm的接地区域。然而,如果第一接地图案160等于或小于10cm,则可能无法确保足够的接地区域。因此,电流泄漏可能会发生,从而降低无线电波的输出。然而,如果部署第一连接图案150或第二连接图案151,则第二接地图案140、第三接地图案152、第四接地图案153和第一接地图案160可以彼此电连接。第一连接图案150和第二连接图案151可以用于共用用于第一金属图案110和槽130的接地区域以进行辐射,并且通过这种方式,接地区域的尺寸可以有效地增加。因此,可以减少电流泄漏,从而可以有效地增加由第一金属图案110辐射的无线电波的强度。参照图5a,可以识别出由第一金属图案110辐射的无线电波410在垂直于地面的方向上辐射。
参照图5b,如果第一金属图案110位于第一接地图案160的边缘,则与图4a中辐射的无线电波410的辐射方向相比,无线电波410可以向倾斜于地面的方向辐射。
如上所述,已经在假设辐射了对应于2.4GHz的无线电波的情况下进行了解释,但是根据本公开实施例的天线辐射的无线电波的频带不限于此。
如果在根据本公开的各种实施例的天线装置中连接到第二金属图案120的槽130辐射对应于2.4GHz的无线电波,则包括第二接地图案140、第三接地图案152、第四接地图案153和第二连接图案151的第二接地区域应该确保10cm的接地区域。然而,如果第二接地区域等于或短于10cm,则可能无法确保足够的接地区域。然而,如果部署第一连接图案150,则第二接地图案140和第一接地图案160可以彼此电连接。连接图案150可以用于共用接地区域,并且通过这种方式,接地区域的尺寸可以有效地增加。因此,可以减少电流泄漏,从而可以有效地增加由槽130辐射的无线电波的强度。参照图5c,可以识别出由槽130辐射的无线电波531和532在平行于地面的方向上辐射。
在本公开的实施例中,天线还可以包括基板180。基板180可以由介电材料制成,并且介电材料的种类可以根据通过天线发送和接收的无线电波的频率而不同地配置。稍后将参照图2描述基板180的部署结构。
图2是示出在图1所示的特定方向171上看到的天线装置的图。
参照图2,第一金属图案110可以连接到第一接地图案160。
第二金属图案120可以与第一金属图案110间隔开,并且可以垂直于第一金属图案110部署。此外,基板180可以部署在与第二金属图案120和第一金属图案110间隔开的空间中。
也就是说,在根据本公开实施例的天线结构中,第一金属图案110可以部署在基板180上,第二金属图案120可以部署在基板180下方。
在本公开的另一个实施例中,第一金属图案110可以部署在天线的基板180的上部,第二金属图案120可以部署在基板180的下部。
连接到第二金属图案120的第二馈送部分125可以连接到第四接地图案153。在本公开的实施例中,第四接地图案153可以物理地连接到第一接地图案160。在本公开的另一实施例中,第四接地图案153可以物理地连接到除第一接地图案160之外的第二连接图案151,并且可以通过第二连接图案151电连接到第一接地图案160。
从第一金属图案110辐射的无线电波的传播方向可以类似于从槽130辐射的无线电波的传播方向。这将在后面参照图5a至图5d进行描述。
图3是示出在图1所示的特定方向172上看到的天线装置的图。
参照图3,槽130可以表示第二连接图案151、第三接地图案152、第四接地图案153和第二接地图案140彼此会合时形成的表面。
在本公开的实施例中,第二连接图案151可以部署在槽130的右侧,第三接地图案152可以部署在槽130的左侧。第四接地图案153可以部署在槽130的上部,第二接地图案140可以部署在槽130的下部。
如上所述,通过槽130辐射的无线电波的电场可以对应于第四接地图案153和第二接地图案140彼此连接的方向上的极化波。
对应于从槽130辐射的无线电波的电场可以对应于在垂直于基板180的方向上的极化波。如果天线被部署成使得基板变得平行于地面,则由第二金属图案120生成并通过来自第二馈送部分125的电源从槽130辐射的无线电波可以具有垂直极化波的特性。如图3所示,可以识别出电场沿垂直于地面的方向传播。
在根据本公开的各种实施例的天线中,通过槽130辐射的极化波的方向和由第一金属图案110辐射的极化波的方向彼此垂直。例如,如果图1所示的天线部署在地面上,则由第一金属图案110辐射的无线电波可以是水平极化波,并且通过槽130辐射的无线电波可以是垂直极化波。也就是说,根据本公开的各种实施例的天线可以生成水平极化波和垂直极化波。
为此,设有如图1所示的天线的电子装置可以设有单独的处理器(未示出)。
处理器可以通过驱动例如操作系统或应用程序来控制连接到处理器的多个硬件或软件组成元件,并且可以执行各种数据处理和操作。处理器可以由例如片上系统(SoC)实现。在实施例中,处理器还可以包括图形处理单元(GPU)和/或图像信号处理器。处理器可以将从至少一个其他组成元件(例如,非易失性存储器)接收的命令或数据加载到易失性存储器中,以处理加载的命令或数据,并且可以将结果数据存储在非易失性存储器中。
在本公开的实施例中,处理器可以通过控制提供给第一金属图案110的电力或提供给第二金属图案120的电力,控制从天线辐射的无线电波。
因此,处理器可以通过控制提供给第一金属图案110的电力和提供给第二金属图案120的电力来生成圆偏振波,其中水平偏振波和垂直偏振波彼此组合。
处理器可以在控制提供给第一金属图案110的电力和提供给第二金属图案120的电力的相位时生成极化波。
处理器可以基于圆偏振波的旋转方向来控制提供给第一金属图案110的电力和提供给第二金属图案120的电力的相位。例如,如果圆偏振波的旋转方向是逆时针(RHCP)和顺时针(LHCP),则处理器可以不同地控制提供给第一金属图案110的电力和提供给第二金属图案120的电力的相位。
圆偏振波可以指圆偏振波或椭圆偏振波。
图4a是示出根据本公开的另一实施例的天线装置的图。
参照图4a,根据本公开的另一实施例的天线装置可以包括槽130、馈送部分125和金属图案120。
槽130可以由第二接地图案140、第二连接图案151、第三接地图案152和第四接地图案153形成。槽130可以辐射无线电波(垂直极化波)。
馈送部分125可以向金属图案120提供电力,并且可以形成在与上面形成有槽130的表面不同的表面上。例如,如果槽130部署在x-y平面上,则馈送部分125可以部署在不平行于槽130的另一平面(例如,y-z平面)上。
金属图案120可以被部署以从馈送部分125延伸预定距离,并且可以生成垂直极化波。在本公开的实施例中,金属图案120可以被部署以与上面形成有槽的表面形成预定角度。例如,金属图案120可以与上面形成有槽130的表面成直角地部署。也就是说,金属图案120可以垂直于上面形成有槽130的表面部署。
在本公开的各种实施例中,金属图案120和馈送部分125可以被部署以与上面形成有槽130的表面形成不是90度的预定角度。例如,金属图案120和馈送部分125可以部署在基板180的下表面上,与上面形成有槽130的表面形成80度。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,与现有天线装置相比,馈送部分125和金属图案120可以形成在不平行于上面形成有槽130的表面的另一表面上。通过这一点,即使在根据本公开的各种实施例的天线装置所处的狭窄空间中,也可以有效地辐射垂直极化波。
图4b是示出沿特定方向171观察的如图4a所示的天线装置的图。
参照图4b,连接到形成槽上端的第一接地图案160的第四接地图案153可以连接到馈送部分120。特别地,可以识别出,馈送部分120部署在与上面形成有槽(未示出)的表面不同的另一个表面上。尽管图4b示出了馈送部分120和金属图案125形成在垂直于上面形成有槽的表面的表面上,但是馈送部分120和金属图案125并不总是必须与上面形成有槽的表面垂直地会合。例如,馈送部分120和金属图案125可以部署在虚拟表面上,该虚拟表面与上面形成有槽的表面(例如,x-y平面)形成特定角度。
图5d是示出根据本公开的各种实施例的天线辐射垂直极化波和水平极化波的示例的图。
参照图5d,示出了由天线100和天线背面的平板540辐射的无线电波的辐射图案550。
如上参照图1所述,天线100的第一金属图案110可以形成水平极化波,第二金属图案120可以形成水平极化波。
在本公开的实施例中,为了使由第一金属图案110形成的水平极化波的传播方向与由第二金属图案120形成的垂直极化波的传播方向一致,第一金属图案110可以部署在第一接地图案160的边缘中位置远离槽的边缘处。此外,为了使由第一金属图案110和第二金属图案120辐射的无线电波的方向平行于地面,天线可以部署在平板540的前面。平板540的类型和材料不受限制。在实施例中,平板540可以代表由金属导体形成的矩形平板,并且可以被部署成与天线100间隔预定距离。由第一金属图案110辐射的水平极化波和由槽130辐射的垂直极化波可以被平板510反射。通过这一点,由第一金属图案110形成的水平极化波的传播方向可以与从槽130辐射的垂直极化波的传播方向一致或相似,并且极化波可以在垂直于平板540的方向上辐射。参照图5a至图5d,可以识别出由第一金属图案110形成的水平极化波的传播方向与由第二金属图案120形成的垂直极化波的传播方向相似,并且辐射图案500在平行于地面的方向上辐射垂直极化波和水平极化波。
图6至图9是解释根据本公开的各种实施例的天线应用的示例的图。
图6是示出汽车600的图,门把手610和620部署在汽车600的侧门上。
图7是图6所示的门把手610的放大图。通常,部署在汽车600上的门把手的高度等于或小于3cm,宽度可以等于或小于20cm。在门把手610和620内部,可以部署用于在汽车外部的电子装置和汽车之间的通信的天线。
为了执行与汽车600的通信,汽车外部的电子装置可以设有能够接收和发送用于与汽车600通信的频率的通信模块。
图8是示出具有与图1所示天线相同结构的天线810部署在门把手610内部的图。
根据用于汽车600和外部电子装置之间的通信的频带,要固定在天线中的接地区域的长度可以不同。例如,在汽车600和电子装置之间使用Wi-Fi或蓝牙执行通信的情况下,可以使用频带为2.4GHz的信号执行通信。如果频带为2.4GHz,则在通过天线辐射水平极化波时,需要10cm的接地区域。
在对应于辐射具有平行于地面的水平极化波的无线电波的第一金属图案110的第一接地图案160情况下,考虑到门把手的高度(大约2cm),不可能确保10cm的接地区域。
在对应于辐射具有垂直于地面的垂直极化波的无线电波的槽130的第二接地图案140的情况下,考虑到门把手的宽度(大约10至20cm),可以确保10cm的接地区域。
在根据本公开的各种实施例的天线中,连接图案150可以将第一接地图案和第二接地图案彼此电连接。由于第一连接图案150或第二连接图案151的作用,对应于辐射具有平行于地面的水平极化波的无线电波的第一金属图案110的接地区域可以包括第一接地图案和第二接地图案。因此,第一金属图案110可以确保接地区域具有足够长度。
图9是示出部署在门把手610内部的天线810和汽车600的图。
如果天线和导体之间的距离对应于通过天线发送或接收的无线电波波长的1/4,则由天线辐射的无线电波和从导体反射的无线电波具有相同相位,并且输出无线电波的强度可以增加(根据图像理论的分析)。因为汽车600的外部由金属制成,所以它可以对应于导体。可以识别出天线810和汽车600之间的距离约为3至4.5cm。如果汽车600和外部电子装置彼此通信的频带是2.4GHz,则无线电波的波长对应于10cm,并且天线810和汽车600之间的距离对应于无线电波波长(10cm)的1/4即2.5cm,导致增益的增加。
虽然假设在图6至图9中用于在汽车600和电子装置之间执行通信的频率是2.4GHz,但是根据本公开的天线也可以用于使用不同频带执行通信。
使用根据本公开的各种实施例的天线,汽车600和电子装置可以彼此执行通信。例如,电子装置可以发送用于控制汽车600的门的打开/关闭的信号。汽车600可以使用天线810接收信号,并且可以控制门的打开或关闭,这是对应于接收到的信号的操作。作为另一示例,电子装置可以启动汽车600的点火,或者可以使汽车600处于备用状态。汽车600可以使用天线710接收信号,并且可以对应于接收到的信号执行诸如汽车600的点火启动和备用状态的操作。
图10a和图10b是解释通过图9所示天线的无线电波辐射的图。图10a示出了由槽130辐射的无线电波在介电材料(例如空气)中的辐射,图10b示出了由第一金属图案110辐射的无线电波在介电材料(例如空气)中的辐射。
如上所述,槽130可以辐射具有垂直于地面方向的极化波的无线电波,并且第一金属图案可以辐射具有水平于地面方向的极化波的无线电波。
在本公开的实施例中,为了使具有垂直于地面方向的极化波的无线电波的传播方向与具有水平于地面方向的极化波的无线电波的传播方向一致,第一金属图案110可以部署在第一表面的边缘。因此,可以识别出,如图10a所示的具有垂直于地面方向的极化波的无线电波的传播方向与如图10b所示的具有水平于地面方向的极化波的无线电波的传播方向几乎相似。
图11是解释根据本公开的各种实施例的天线应用的示例的图。
参照图11,天线可以部署在铰接门上的把手内,并且可以在电子装置和部署在铰接门上的控制器之间执行通信。例如,电子装置可以发送用于请求打开或关闭铰接门的信号。铰接门的控制器可以使用根据本公开的各种实施例的天线接收信号,并且可以控制执行铰接门的操作。
根据本公开的各种实施例,天线装置可以包括由第一接地图案、第二接地图案、第三接地图案和第四接地图案形成的槽;馈送部分,其形成在不同于上面形成有槽的表面的表面上;以及金属图案,其被部署以从馈送部分延伸预定距离,并且被配置为形成垂直极化波,其中该金属图案被部署成与上面形成有槽的表面成预定角度。
根据本公开的各种实施例,天线装置可以包括:第一金属图案,其电连接到第一接地图案并被配置为辐射水平极化波;第二金属图案,其部署在与第一金属图案间隔预定距离的位置,并且电连接到与第一接地图案平行形成的第二接地图案,并且被配置为生成垂直极化波;连接图案,其被配置为将第一接地图案和第二接地图案彼此连接;以及槽,其垂直于第一接地图案和第二接地图案部署,其中,第一金属图案和第二金属图案在平行于第二接地图案的平面的方向上彼此垂直地形成。
根据本公开的各种实施例的天线装置还可以包括基板,并且第一金属图案可以形成在基板的第一表面上,并且第二金属图案可以形成在面向基板的第一表面的第二表面上。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,连接图案可以包括第一连接图案,其被配置为将第一接地图案和第二接地图案彼此连接,并在面向槽的方向上部署;以及第二连接图案,其被配置为将第一接地图案和第二接地图案彼此连接并形成槽的一个表面。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,槽可以由第二连接图案、第二接地图案、第三接地图案和第四接地图案形成。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,第一接地图案可以形成在基板的第一表面上。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,第一金属图案可以电连接到第一接地图案的边缘部分中与第一连接图案和第一接地图案彼此接触时产生的拐角相距预定距离的边缘。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,第一金属图案可以形成在第一连接图案和第一接地图案彼此接触时产生的拐角处。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,从第一金属图案辐射的辐射图案的传播方向可以与从槽输出的辐射图案的传播方向一致。
在根据本公开的各种实施例的天线装置中,第二金属图案可以连接到槽的上端部或下端部。
根据本公开的各种实施例,设有天线装置的电子装置可以包括:天线装置;以及控制器,其被配置为控制天线装置的操作,其中,天线装置包括第一金属图案,其电连接到第一接地图案并被配置为辐射水平极化波;第二金属图案,其部署在与第一金属图案间隔预定距离的位置,并且电连接到与第一接地图案平行形成的第二接地图案,并且被配置为生成垂直极化波;连接图案,其被配置为将第一接地图案和第二接地图案彼此连接;以及槽,其垂直于第一接地图案和第二接地图案部署,并且其中,第一金属图案和第二金属图案在与第二接地图案平行的平面的方向上彼此垂直地形成,并且控制器被配置为控制供应给第一金属图案的电力和供应给第二接地区域的电力。
在设有根据本公开的各种实施例的天线装置的电子装置中,控制器可以被配置为在控制供应给第一金属图案的电力和供应给第二金属图案的电力的相位时生成极化波,并且极化波可以包括垂直极化波、水平极化波和圆极化波中的任何一个。
在设有根据本公开的各种实施例的天线装置的电子装置中,控制器可以被配置为基于圆偏振波的旋转方向来控制供应给第一金属图案的电力和供应给第二金属图案的电力。
在设有根据本公开的各种实施例的天线装置的电子装置中,控制器可以被配置为在控制供应给第一馈送部分的电力和供应给第二馈送部分的电力的相位时生成圆极化波。
在本公开中使用的术语“模块”可以表示包括硬件、软件和固件中的一个或它们中的两个或更多个的任何组合的单元。例如,“模块”可以与术语“逻辑”、“逻辑块”、“部件”或“电路”互换。“模块”可以是集成部件的最小单元或其一部分。“模块”可以是执行一个或多个功能的最小单元或其一部分。“模块”可以用机械方式或用电子方式实现。例如,“模块”可以包括专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和用于执行某些操作的可编程逻辑装置中的至少一个,这些装置现在是已知的或者将来将被开发。根据本发明公开的各种实施例的方法(例如,操作)或系统(例如,模块或功能)的一部分可以用指令来实现,这些指令可以经由各种类型的计算机来执行,并且作为各种类型的编程模块存储在计算机可读存储介质中。处理器(例如,处理器120)可以执行指令,从而执行功能。计算机可读介质的示例包括:硬盘、软盘、磁带、光学介质(例如,CD-ROM盘、DVD、磁光介质、光盘等)、内置存储器等。指令的示例包括由编译器生成的或者可以由解释器执行的机器代码。根据本发明公开的各种实施例的模块或编程模块可以包括模块中的至少一个,移除上述模块的一部分,或者包括新模块。根据本发明公开的各种实施例,由模块、编程模块或其它模块执行的操作可以以串行、并行、重复或启发式的方式执行。所述操作的一部分可以以任何其它次序执行、跳过或使用额外操作来执行。
Claims (15)
1.一种天线装置,包括:
槽,由第一接地图案、第二接地图案、第三接地图案和第四接地图案形成;
馈送部分,形成在与上面形成有所述槽的表面不同的表面上;以及
金属图案,部署成从所述馈送部分延伸预定距离,并且配置成形成垂直极化波,
其中,所述金属图案被部署成与上面形成有所述槽的表面形成预定角度。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其中,所述金属图案垂直于上面形成有所述槽的表面部署。
3.根据权利要求2所述的天线装置,还包括连接到所述第三接地图案的基板。
4.根据权利要求3所述的天线装置,其中,所述金属图案形成在所述基板的下表面上。
5.一种天线装置,包括:
第一金属图案,电连接到形成在上面形成有第一接地图案的表面上的第一馈送部分,并且配置为辐射水平极化波;
第二金属图案,部署在与所述第一金属图案间隔预定距离的位置,并且电连接到形成在与上面形成有与所述第一接地图案平行形成的第二接地图案的表面平行的表面上的第二馈送部分,并且配置为生成垂直极化波;
连接图案,配置为将所述第一接地图案和所述第二接地图案彼此连接;以及
槽,垂直于上面形成有所述第一接地图案的表面和上面形成有所述第二接地图案的表面部署,
其中,所述第一金属图案和所述第二金属图案在与上面形成有所述第二接地图案的表面平行的平面的方向上彼此垂直地形成。
6.根据权利要求5所述的天线装置,还包括基板,
其中,所述第一金属图案形成在所述基板的第一表面上,并且所述第二金属图案形成在面向所述基板的第一表面的第二表面上。
7.根据权利要求6所述的天线装置,其中,所述连接图案包括:
第一连接图案,配置为将所述第一接地图案和所述第二接地图案彼此连接,并且在面向所述槽的方向上部署;以及
第二连接图案,配置为将所述第一接地图案和所述第二接地图案彼此连接并且形成所述槽的一个表面。
8.根据权利要求7所述的天线装置,其中,所述槽由所述第二连接图案、所述第二接地图案、第三接地图案和第四接地图案形成,并且
所述第二连接图案形成所述槽的侧表面部分,所述第二接地图案形成所述槽的下端部,所述第三接地图案形成所述槽的上端部,并且所述第四接地图案形成所述槽的侧表面部分。
9.根据权利要求8所述的天线装置,其中,所述第一接地图案形成在所述基板的所述第一表面上。
10.根据权利要求5所述的天线装置,其中,所述第一金属图案电连接到所述第一接地图案的边缘部分中与所述第一连接图案和所述第一接地图案彼此接触时产生的拐角相距预定距离的边缘。
11.根据权利要求5所述的天线装置,其中,所述第一金属图案形成在所述第一连接图案和所述第一接地图案彼此接触时产生的拐角处。
12.根据权利要求5所述的天线装置,其中,从所述第一金属图案辐射的辐射图案的传播方向与从所述槽输出的辐射图案的传播方向一致。
13.根据权利要求5所述的天线装置,其中,所述第二金属图案连接到所述槽的上端部或下端部。
14.一种电子装置,包括:
天线装置;以及
控制器,配置为控制所述天线装置的操作,
其中,所述天线装置包括:
第一金属图案,电连接到形成在上面形成有第一接地图案的表面上的第一馈送部分,并且配置为辐射水平极化波;
第二金属图案,部署在与所述第一金属图案间隔预定距离的位置,并且电连接到形成在与上面形成有与所述第一接地图案平行形成的第二接地图案的表面平行的表面上的第二馈送部分,并且配置为生成垂直极化波;
连接图案,配置为将所述第一接地图案和所述第二接地图案彼此连接;以及
槽,垂直于上面形成有所述第一接地图案的表面和上面形成有所述第二接地图案的表面部署,
其中,所述第一金属图案和所述第二金属图案在与上面形成有所述第二接地图案的表面平行的平面的方向上彼此垂直地形成,并且
所述控制器被配置为控制供应给所述第一金属图案的电力和供应给所述第二接地区域的电力。
15.根据权利要求14所述的电子装置,其中,所述控制器被配置为在控制供应给所述第一金属图案的电力和供应给所述第二金属图案的电力的相位时生成极化波,并且
所述极化波包括所述垂直极化波、所述水平极化波和圆极化波中的任一种。
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