CN110476298A - 用于电子设备的天线 - Google Patents

Abstract

描述用于电子设备的天线。该天线包括设置在第一位置的天线和设置在第二位置的信号导体。天线和信号导体通过气隙电耦合。

Description

用于电子设备的天线

背景技术

电子设备可以使用无线电波与其他电子设备通信。电子设备可以包括用于发射和接收无线电波的天线。和是无线技术，其便于电子设备发射和接收无线电波。

附图说明

在以下详细描述中且参考附图描述某些示例，其中:

图1是根据本技术示例的包括天线的电子设备的示意图；

图2A是根据本技术示例的包括天线的电子设备的横截面示意图；

图2B是示出根据本技术示例的电子设备中天线的关键组件的框示意图；

图3是根据本技术示例的用于在电子设备中使用天线的系统的框示意图；以及

图4是根据本技术示例的用于制造在电子设备中使用的天线的方法的工艺流程图。

具体实施方式

在本文讨论在电子设备中使用天线的技术。天线可以位于电子设备的顶部外壳，而信号导体可以位于电子设备的底部外壳。天线和信号导体可以通过(across)气隙电耦合。

天线是发出或接收无线电波的电气设备。天线可以与发射器一起使用。发射器生成无线电信号，该无线电信号可以是交流电。天线发出作为电磁能的被称为无线电波的无线电信号。天线也可以与接收器一起使用。接收器是电子设备，其接收来自天线的无线电信号并将由无线电信号携带的信息转换成可用形式。天线、发射器和接收器可以是利用无线电的设备的基本组件。它们可以被包含在许多类型的系统中，包括计算机网络和功能设备。包括发射器和接收器这两者的无线电系统可以被称为收发器。

信号导体可以将发射器生成的交流电流传导至天线。信号导体还可以接收来自天线的交流电流，并将该交流电流发射到接收器。发射的信号和接收的信号可以通过气隙，该气隙例如通过电容耦合将天线和信号导体电耦合。在本文讨论的通过气隙的电耦合技术可以排除对物理连接的需要。

图1是包括天线的电子设备100的示意图。电子设备100可以是具有由铰链连接在一起的顶部外壳和底部外壳的笔记本电脑或任何电子设备。该电子设备100可以包括顶部外壳102和底部外壳104。

电子设备100的顶部外壳102可以包括边框106和面板玻璃108。边框106可以是电子设备的显示器和监视器边缘之间的空间，例如，其覆盖为显示器供电的电子电路。面板玻璃108是覆盖监视器前表面的玻璃。面板玻璃108可以延伸到边框或覆盖边框。

顶部外壳102可以包含天线。天线可以是无窗天线。对于无窗天线，可能没有切口区域(cut-out area)来容纳单独的天线。在该示例中，电子设备100的顶部外壳102、底部外壳104或两者的金属壳体可以形成天线的一部分。

天线可以位于边框106的外表面上、边框106的内表面上、边框106的内部、面板玻璃108的外表面上、面板玻璃108的内表面上、或面板玻璃108的内部，或其组合。在一些示例中，天线可以是边框的内部的电路板，或者可以是印刷在边框106或面板玻璃108或两者上的透明导电涂层。在一些例子中，该透明导电涂层可以是氧化铟锡或局部镀银。

图2A是包括天线的电子设备200的横截面示意图。顶部外壳202可以包括天线204，并且底部外壳206可以包括信号导体208。当电子设备200打开时，例如在顶部外壳202的天线204和例如在底部外壳206的信号导体208可以彼此接近，其由气隙210分开。气隙210足够窄，使得天线204和信号导体208可以通过气隙210电耦合。

信号导体208可以是例如在底部外壳206背部的弯曲金属件。信号导体208形成单极。单极可以是安装在接地面(ground plane)212上方的单个导体。接地面可以连接到电接地(electrical ground)。与由信号导体208发射和接收的波长相比，接地面可以是大的。

通过气隙210的电耦合可以是电容耦合的结果。电容耦合是通过在两个节点之间放置电容器来实现。例如，天线204和信号导体208可以是两个节点，并且气隙210可以是电容器。利用电容耦合，低频波长的强度可以降低或被耦合电容器阻挡。因此，耦合电容器，或本示例中的气隙210，可以充当高通滤波器。由于许多通信技术，诸和以较高频率工作，所以它们可以有效地通过气隙。因此，这些技术可以用在利用在本文描述的技术的电子设备中。

是用于无线局域网的通信技术。使用连接形成的无线局域网(WLAN)可以是无线计算机网络，其在有限的区域(诸如家庭、学校、计算机实验室或办公楼)内使用无线分布方法链接两个或更多个设备。这可以使用户能够在局部覆盖区域内走来走去且仍然被连接到网络。WLAN也可以提供到互联网的连接。

可以使用2.4千兆赫(GHz)特高频(UHF)和5GHz超高频(SHF)工业、科学和医疗(ISM)无线电波段。甚高频无线电波与可以通过在本文描述的气隙210的甚高频电波相关联。

是用于从固定设备和移动设备短距离内交换数据的无线技术标准。可以使用2.4GHz至2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波。与一样，甚高频无线电波与可以通过在本文描述的气隙210的甚高频电波相关联。

图1B是示出用于电子设备中天线的关键组件的框示意图。天线204可以位于电子设备200的顶部外壳202。天线204可以是在本文描述的任何类型的天线，或者位于在本文描述的任何位置。电子设备200的底部外壳206可以包含信号导体208。天线204可以通过气隙210电耦合到信号导体208。信号导体208可以例如通过同轴电缆216或任何其他合适类型的连接器连接到RF芯片214。同轴电缆216是一种类型的电缆，其具有由管状绝缘层包围、由管状导电防护体包围的内部导体。一些同轴电缆216可以具有绝缘外护套或外套。术语“同轴”表示内部导体和外部导体共用几何轴。内部导体可以耦合到单极208。外部导体或接地导体可以连接到接地面212。RF芯片214包括发射器和接收器。

图3是包括电子设备中单极和天线之间的气隙的系统300的框示意图。系统300可以包括用于执行存储指令的中央处理器(CPU)302。CPU 302可以是多于一个的处理器，并且每个处理器可以具有多于一个的核。CPU 302可以是单核处理器、多核处理器、计算集群或其他配置。CPU 302可以是微处理器、在可编程硬件(例如，FPGA)上仿真的处理器或其他类型的硬件处理器。中央处理器302可以实施为复杂指令集计算机(CISC)处理器、精简指令集计算机(RISC)处理器、X86指令集兼容处理器或其他微处理器或处理器。

系统300可以包括存储可由CPU 302执行的指令的存储器设备304。CPU302可以通过总线306耦合到存储器设备304。存储器设备304可以包括随机存取存储器(例如，SRAM、DRAM、零电容RAM、SONOS、eDRAM、EDO RAM、DDR RAM、RRAM、PRAM等)、只读存储器(例如，掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM等)、闪存存储器、或任何其他合适的存储器系统。存储器设备304可以用于存储数据和计算机可读指令，该计算机可读指令在由处理器302执行时指导处理器302根据在本文描述的实施例执行各种操作。

系统300还可以包括存储设备308。存储设备308可以是物理存储器设备，诸如硬盘驱动器、光驱、闪存驱动器、驱动器阵列或其任何组合。存储设备308可以存储数据以及编程代码，诸如软件应用程序310、操作系统312等。由存储设备308存储的编程代码可以由CPU302执行。

存储设备308可以包括通信管理器314。通信管理器314可以协调电子设备300的通信发射和接收。例如，通信管理器314可以监督收发器214的功能。收发器214可以包括共用共同电路系统的发射器和接收器。

收发器214可以通过电缆216连接到信号导体208。信号导体208可以通过气隙210电耦合到天线204。电信号双路通过气隙210。例如，当收发器214发射时，电信号从信号导体208通到天线204，或者当收发器214接收时，电信号从天线204通到信号导体208。如在本文讨论的，所涉及的电信号的高频可以便于通过气隙216。系统300还可以包括网络接口控制器(NIC)316以提供到云318的有线连接。

系统300还可以包括显示器320。显示器320可以是内置在设备中的触摸屏。替代地，显示器320可以是耦合到外部显示器的接口。

系统300可以包括输入/输出(I/O)设备接口322以将系统300连接到一个或多个I/O设备324。例如，I/O设备324可以包括扫描仪、键盘和诸如鼠标、触摸板或触摸屏的定点设备等。I/O设备324可以是系统300的内置组件，或者可以是外连接到系统300的设备。

图4是用于制造在电子设备中使用的天线的方法400的工艺流程图。方法400可以在天线被设置在第一位置时的框402处开始。例如，天线可以被设置在电子设备的顶部外壳。天线可以位于边框的外表面上、边框的内表面上、边框的内部、面板玻璃的外表面上、面板玻璃的内表面上、或面板玻璃的内部，或其组合。替代地，天线可以是印刷在边框或面板玻璃或两者上的电路板或透明导电涂层。

在框404处，信号导体可以被设置在第二位置。例如，信号导体可以被设置在电子设备的底部外壳。第一位置和第二位置由电信号可以通过的气隙分开。方法400可以包括图4中未示出的任何数量的附加框，这取决于具体实施方式的细节。

虽然本技术可能易受到各种修改和替代形式的影响，但是上面讨论的示例仅作为示例示出。应当理解，这些技术不旨在局限于在本文公开的特定示例。确实，本技术包括落入本技术范围内的所有替换方案、变型和等同物。

Claims (15)

1.一种用于电子设备的天线，包括:

设置在第一位置的天线，以及

设置在第二位置的信号导体，其中所述天线和所述信号导体通过气隙电耦合。

2.根据权利要求1所述的天线，其中所述电子设备的顶部外壳包括边框，并且其中所述天线被设置在所述边框的外表面上、所述边框的内表面上、或所述边框的内部、或其组合。

3.根据权利要求1所述的天线，其中所述电子设备的顶部外壳包括面板玻璃，并且其中所述天线被设置在所述面板玻璃的外表面上、所述面板玻璃的内表面上、或所述面板玻璃的内部、或其组合。

4.根据权利要求1所述的天线，其中所述天线包括无窗天线。

5.根据权利要求4所述的天线，其中所述无窗天线包括印刷在所述电子设备的所述边框或所述电子设备的面板玻璃或两者上的电路板或透明导电涂层。

6.根据权利要求5所述的天线，其中所述透明导电涂层包括氧化铟锡、或局部镀银、或两者。

7.根据权利要求1所述的天线，其中所述信号导体被设置在所述电子设备的底部外壳，并且其中所述信号导体包括形成单极的弯曲金属件。

8.根据权利要求1所述的天线，其中当所述电子设备打开时，所述天线和所述信号导体彼此接近。

9.根据权利要求8所述的天线，其中在所述天线和所述信号导体之间形成气隙。

10.一种制造用于电子设备的天线的方法，包括:

将所述天线设置在第一位置，以及

将信号导体设置在第二位置，其中所述天线和所述信号导体通过气隙电耦合。

11.根据权利要求10所述的方法，包括将所述天线设置在所述电子设备的边框的外表面上、所述边框的内表面上、或所述边框的内部、或其组合。

12.根据权利要求10所述的方法，包括将所述天线设置在所述电子设备的面板玻璃的外表面上、所述面板玻璃的内表面上、或所述面板玻璃的内部、或其组合。

13.根据权利要求10所述的方法，包括在所述电子设备的所述边框、或所述电子设备的所述面板玻璃、或两者上印刷电路板或透明导电涂层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述透明导电涂层包括氧化铟锡、局部镀银、或两者。

15.根据权利要求10所述的方法，包括通过将金属件弯曲以形成单极来形成所述信号导体。