CN111164829A - 用于改善电子装置中的天线性能的系统、设备和方法 - Google Patents

用于改善电子装置中的天线性能的系统、设备和方法 Download PDF

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CN111164829A CN201780095189.9A CN201780095189A CN111164829A CN 111164829 A CN111164829 A CN 111164829A CN 201780095189 A CN201780095189 A CN 201780095189A CN 111164829 A CN111164829 A CN 111164829A
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Abstract

公开了一种用于改善电子装置中的天线性能的系统、设备和方法。所公开的系统、设备和方法使用透明电介质基材作为天线。透明电介质基材可以从波发射器和印刷电路板接收能量。为了用作天线，整个结构可以包括位于电介质透明基材和印刷电路板之间的至少一个波发射器。而且，该结构可以包括在固体电介质透明基材的底部处的具有间隔的接地。该间隔不应小于基本谐振频率的波长的1/10。

Description

用于改善电子装置中的天线性能的系统、设备和方法
技术领域
所公开的主题涉及一种用于改善电子装置中的天线性能的系统、设备和方法，更具体地，所公开的主题涉及一种在天线中使用新的非导电材料以改善电子装置中的天线的性能的系统、设备和方法。
背景技术
通常，出于各种目的，电子产品包括多个天线。然而，随着诸如IOT、RFID，NFC，可穿戴装置等的技术在市场中变得流行，电子产品的大小也变得越来越小。因此，市场上可用的传统天线不再适合用于电子产品的不断减小的大小，因为考虑到大多数传统天线都需要较大的接地平面，因此在较小的电子产品中用于多个天线的空间不足。另外，由于天线被各种其他金属和导电材料包围，因此天线的性能会受到显着影响，尤其是由于材料的紧凑包装，在小型电子产品中尤其如此。
例如，根据当前的市场趋势，大多数电子产品都包含不同类型的天线，例如蓝牙、GPS、WiFi、4G、5G、NFC、RFID、60GHz或更高的毫米波应用等。因为电子产品需要很多的天线，它们都在电子产品中占据了很大的空间。因此，各种天线所占据的空间是有问题的，特别是考虑到电子装置的不断减小的大小。当前，减小电子产品大小的唯一解决方案是将所有电子组件/模块紧密地包装在一起。但是，电子产品所有组件的紧密包装会对天线性能(例如增益，效率，辐射模式等)产生重大影响。
因此，存在对于需要开发如下解决方案的需要：其用于减小电子装置的大小而不影响电子装置中天线的性能。
发明内容
提供该发明内容是为了介绍与用于对用户装置上的用户的通知进行优先级安排和调度的系统和方法有关的概念，并且在具体实施方式中进一步描述了这些概念。该发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。
在一种实施方式中，本公开的实施例公开了一种电介质透明天线，该电介质透明天线包括至少一层固体电介质透明基材，至少具有接地连接的电路，以及以间隔(h)位于该电介质透明基材与电路之间的至少一个波发射器。在此，间隔(h)等于或者大于谐振频率的波长的1/10。
此外，在本公开的实施例中，波发射器将能量耦合至电介质透明基材。在本公开的另一个实施例中，能量在电介质透明基材内部增强，以产生谐振频率。在本公开的另一个实施例中，波发射器使电介质透明基材能够以谐振频率辐射电磁波。在此，电介质透明基材也接收电磁波。在本公开的另一个实施例中，谐振频率是线性或圆极化的。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材的电介质常数大于2。
在本公开的另一个实施例中，将波发射器被放置在电介质透明基材的表面处，其中，该波发射器对于谐振频率产生相位差，即0°≤θ≤90°。在本公开的另一个实施例中，电介质透明天线被用于具有显示面板的电子装置中，其中波发射器被放置在显示面板的下方，而不会影响电介质透明基材的透明度。
此外，电介质透明基材的尺寸根据电子装置的形状和大小来设计。在本公开的另一实施例中，电介质透明基材包括多个垂直层、多个水平层或垂直层和水平层两者，并且电介质透明基材层之间的间隙填充有空气、液体、等离子体和固体中的至少一种。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材的尺寸，波发射器的位置以及间隔(h)影响谐振频率。
在本公开的另一个实施例中，波发射器的长度取决于谐振频率的波长。在本公开的另一实施例中，电介质透明基材是以下中的一种：透明塑料、玻璃、蓝宝石(Al2O3)和丙烯酸。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材包括半透明材料。在本公开的另一个实施例中，用包括涂料、颜色、膜中的至少一种的另一种材料涂覆/喷射电介质透明基材。
在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材被安装在电子装置的表面处。在本公开的另一实施例中，波发射器通过电缆连接至电路板。在本公开的另一个实施例中，波发射器是馈电装置，其中射频信号能量从射频电路传播到电介质透明基材的表面。在本公开的另一个实施例中，波发射器是印刷电路板。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材层为2mm。
通过阅读实施例的以下详细描述，本公开的其他和进一步的方面和特征将变得显而易见，所述详细描述旨在说明而非限制本公开。
附图说明
通过参考附图，将最好地理解本主题的所示实施例，其中，相似的部分始终用相似的数字表示。以下描述仅旨在作为示例，并且简单地示出了与本文所要求保护的主题相一致的装置，系统和过程的某些选定实施例。
图1A示出了根据实施例的各方面的、其中电介质透明基材可以在电子装置内用作天线的各种形状。
图1B示出了根据实施例的方面的形成有单层的电介质透明基材；
图1C示出了根据实施例的方面的形成有垂直堆叠的多层的电介质透明基材；
图1D示出了根据实施例的方面的形成有水平堆叠的多层的电介质透明基材；
图2A示出了根据实施例的方面的安装有电介质透明基材的电子装置，例如手表；
图2B示出了根据实施例的方面的另一电子装置，诸如安装有电介质透明基材的电话/平板电脑；
图3示出了电子装置的典型架构；
图4示出了根据实施例的一方面的电子装置的架构；
图5示出了根据实施例的一方面的电介质透明基材、波发射器和电子电路的架构；
图6示出了根据实施例的一方面的将波发射器与电介质透明基材组合的各种架构可能性；
图7示出了根据实施例的一个方面的具有半波长的谐振频率的模式激励图；
图8示出了根据实施例的一个方面的具有全波长的谐振频率的模式激励图；
图9示出了根据实施例的一个方面的包括波发射器、电介质透明基材、LCD显示器和印刷电路板的电子装置的架构；
图10示出了根据实施例的一方面的包括波发射器、电介质透明基材，LCD显示器、印刷电路板和金属体壳的电子装置的架构；
图11示出了根据实施例的一个方面的包括波发射器、电介质透明基材、LCD显示器和两个印刷电路板的电子装置的架构；
图12示出了根据实施例的一个方面的波发射器、电介质透明基材、LCD显示器、印刷电路板和金属体壳的架构；
图13示出了根据实施例的一个方面的波发射器的架构；
图14示出了根据实施例的一方面的可穿戴手表的架构，该可穿戴手表包括用作天线的电介质透明基材。
图15示出了根据实施例的一方面的可穿戴手表的另一架构，其具有手表中的波发射器的代表；
图16示出了根据实施例的一方面的由蓝宝石层作为天线产生的电场的仿真结果；
图17A示出了根据实施例的一个方面的呈曲线图形式的仿真结果；
图17B示出了根据实施例的一个方面的呈曲线图形式的测量结果；
图18A示出了根据实施例的一个方面的呈曲线图形式的辐射图案的仿真结果；
图18B示出了根据实施例的一个方面的呈曲线图形式的辐射图案的测量结果。
具体实施方式
下面参考各个附图详细说明所公开的实施例的一些创造性方面。描述实施例以说明所公开的主题，而不是限制其范围，该范围由权利要求书限定。本领域普通技术人员将认识到在以下描述中提供的各种特征的许多等效变化。
整个说明书中对“各种实施例”，“一些实施例”，“一个实施例”或“一实施例”的引用表示结合该实施例描述的特定特征，结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书中的各处出现的短语“在各种实施例中”，“在一些实施例中”，“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
本发明提供了一种解决方案，其用于使用电子装置的透明盖—例如玻璃，蓝宝石等，来提供天线功能以改善传统天线性能。在传统方法中，天线内置在电子装置内部，因此天线性能受电子装置、装置内部组件和电池以及装置的所有金属部件的大小的影响。提供的解决方案基于以下事实：如果将大多数天线从电子装置的主体移开，并且进一步如果将电子装置的所有天线都重新放置在装置的表面区域，则即使在小型电子装置上也可以实现所需的性能。原因之一与以下事实有关：天线性能不会受到附近电子组件的影响。另一个原因是基于这样一个事实，即天线的辐射将得到改善，因为辐射不会被金属阻挡。此外，天线较早占据的空间将可用于其他应用程序或装置(例如，更大的电池、耳机插孔、更多的扬声器、存储器等)。
因此，本公开的实施例通过代替装置的、诸如玻璃或蓝宝石的原透明基材，来将电介质透明基材用作天线。电介质透明基材包括完全透明的材料，例如透明的塑料、玻璃、蓝宝石(Al2O3)、丙烯酸等，不排除其他半透明材料。此外，可以用任何不同种类的涂料(例如油漆、液体、颜色、膜、保护材料等)来涂覆或喷射电介质透明基材。
电介质透明基材的可能应用可以包括所有具有LCD显示器的智能装置和可穿戴装置。例如，表、手机、平板电脑、计算机、电视、广告显示器、玻璃等。电介质透明基材的其他可能的应用可以包括窗户、门、玻璃墙、装饰物等。也可以使用电介质透明基材作为室内或室外天线。例如，RFID、基站、WiFi、GPS等。
图1A示出了各种形状，其中电介质透明基材100可以在电子装置(未示出)内用作天线。例如，如图所示，电介质透明基材100可以是带圆角矩形102。电介质透明基材100也可以是正方形104。电介质透明基材100也可以是圆形106。电介质透明基材100也可以是椭圆形108。电介质透明基材100也可以是弯曲形状110。
图1B示出了形成有单层112的电介质透明基材100，并且可以在电子装置中用作天线。图1C示出了形成有垂直堆叠的多层(114a，114b，114c)的电介质透明基材100。图1D示出了形成有水平堆叠的多层(116a，116b)的电介质透明基材100。可以使用介于层之间的任何材料(例如，空气，胶水或其他材料)来堆叠该多层。
图2A示出了安装有电介质透明基材100的电子装置，例如手表202。这里的电介质透明基材100用作手表202的天线。此外，如图所示，电介质透明基材100安装在手表202的表面上，而不是按照传统方法安装在表的内部。同样，图2B示出了另一种电子装置，例如安装有电介质透明基材100的电话/平板电脑204。此处，电介质透明基材100用作电话/平板电脑204的天线。此外，如图所示，电介质透明基材100安装在电话/平板204的表面，而不是根据传统方法安装在电话/平板电脑204的内部。这有助于释放电子装置内部的空间，并且该空间可用于其他功能增强目的或大小减小的目的。
图3示出了诸如平板电脑/电话300的电子装置的典型架构。如图所示，平板电脑/电话300包括第一层顶部框架302。平板电脑/电话300还包括第二层透明盖304。平板电脑/电话300还包括第三层LCD显示模块306。平板电脑/电话300还包括第四层PCB308，其具有电子电路(具有GND)。平板电脑/电话300还包括第五层电池310。平板电脑/电话300还包括第六层底壳盖312。此外，如图所示，平板电脑/电话300还包括芯片/印刷天线/金属天线314。显然，天线被许多层包围，且因此，它可能会受到干扰。结合本发明的图4进一步讨论了天线设计的更好的解决方案。
图4示出了安装有用作天线的电介质透明基材100的诸如平板电脑/电话400的电子装置的架构。平板电脑/电话400的架构类似于平板电脑/电话300的架构，只是在平板电脑/电话400中增加了电介质透明基材(例如基材100)。
如图所示，平板电脑/电话400包括第一层顶部框架402。平板电脑/电话400还包括第二层透明盖404，该透明盖404也用作天线，因为其由电介质透明基材100构成。平板电脑/电话400进一步包括第三层LCD显示模块406。平板电脑/电话400还包括第四层PCB408，其具有电子电路(具有GND)。平板电脑/电话400还包括第五层电池410。平板电脑/电话400还包括第六层底壳盖412。
此外，如图所示，平板电脑/电话400还包括波发射器414，该波发射器与由电介质透明基材100构成的透明盖404连接。波发射器还经由连接器416(例如电线或电缆)与电路408连接。波发射器414使电介质透明基材100能够用作天线。因此，不需要在平板电脑/电话400中安装传统的天线。此外，由于将电介质透明基材天线安装在顶层上，因此对辐射的干扰最小直至没有干扰，这确保了天线性能。结合本发明的图5-18进一步讨论了波发射器414。
图5示出了电介质透明基材100和具有电子电路/GND 502的波发射器414的架构。如图所示，波发射器414位于电介质透明基材100和GND 502之间。波发射器414将能量耦合至电介质透明基材100。电介质透明基材100和GND 502之间的距离用表示高度的符号“h”示出。此外，电介质透明基材100与GND 502之间的距离可以被空气填充。高度(h)不小于谐振频率的波长的1/10。
要注意的是，电介质透明基材100的尺寸、波发射器414的位置和高度(h)影响了谐振频率。耦合到电介质透明基材100的能量可以在电介质透明基材100和GND 502之间增强，以提供谐振频率(f1，f2...)。电磁波能够以谐振频率辐射出或被接收到电介质透明基材100。
图6示出了将波发射器与电介质透明基材组合的各种架构可能性。如图所示，电介质透明基材602具有其最长边大小的波发射器604。另一个电介质透明基材606具有其最短边大小的波发射器608。另一电介质透明基材610在其两个侧面上具有多于一个的波发射器612。另一个电介质透明基材614具有波发射器616，而不管该电介质基材的大小。另一电介质透明基材618具有以不规则方式定位的多于一个的波发射器620。
例如，如图所示，可以将波发射器放置在电介质透明基材的任何表面上。也可以在电介质透明基材的任何表面上放置多于一个的波发射器。波发射器(一个或多个)可以将不止一个谐振频率的能量耦合到电介质透明基材。针对谐振频率，该波发射器(一个或多个)可以提供不同的相位0°≤θ≤90°。这些频率可以从线性极化(LP)到圆极化(CP)。
图7示出了具有半波长的谐振频率的模式激励图。如图所示，将波发射器702放置在电介质透明基材704和地(GND)之间。所产生的谐振电场706也以给定结构的基本模式示出。电场在给定结构的基本模式下谐振，并产生类似于TMN0模式谐振的谐振N*λ0/4(N＝1，2，3…)。在此，谐振：半波长：N＝2。结合本发明的图8讨论更多细节。
图8示出了具有全波长的谐振频率的模式激励图。如图所示，将波发射器802放置在电介质透明基材804和GND之间。波发射器802的长度约为预期谐振频率的波长。它提供了一种类似于TMN0模式的谐振，其中N＝1，2，3……。
图9示出了包括波发射器902、电介质透明基材904、LCD显示器906和印刷电路板908的电子装置的架构。印刷电路板还具有接地(GND)910设施。可以将波发射器直接放置在LCD显示器906的下面，这样它就不会通过阻挡LCD显示器906上显示的内容来影响电介质透明基材的透明度。
图10示出了包括波发射器1002、电介质透明基材1004、LCD显示器1006、印刷电路板1008和金属体壳1012的电子装置的架构。印刷电路板还具有接地(GND)1010设施。可以将波发射器在一侧上直接放置在LCD显示器1006的下面，这样它就不会通过阻挡LCD显示器1006上显示的内容而影响电介质透明基材的透明度。而且，此架构确保对可进一步充当接地(GND)的金属体壳1012的最小干扰，直至没有干扰。
图11示出了包括波发射器1102、电介质透明基材1104、LCD显示器1106和两个印刷电路板1108的电子装置的架构。印刷电路板还具有接地(GND)1010设施。可以将波发射器在一侧上直接放置在LCD显示器1006的下面，这样它就不会通过阻挡LCD显示器1106上显示的内容而影响电介质透明基材的透明度。
图12示出了波发射器1202、电介质透明基材1204、LCD显示器1206、印刷电路板1208和金属体壳1210的架构。波发射器1202可以在一侧上直接放置在LCD显示器1206的下方，使得其将不会通过阻挡LCD显示器1206上所示的内容来影响电介质透明基材的透明性。而且，该架构确保了对可能进一步充当接地(GND)的金属体壳1210的干扰最小，直至没有干扰。
图13示出了波发射器的架构。该波发射器包括槽1302、环1304、贴片1306和连接器1308。连接器1308可以是弹簧加载的连接器、探针、电缆、短截线、条、微型条、线等。更具体地，波发射器可以被称为馈电装置，此处辐射频率信号能量从“印刷电路板”上的“RF电路”传播到电介质透明基材的表面。波发射器也可以为PCB、金属引脚、透明基材上的ITO或任何导电材料的形式，例如PCB槽馈送、PCB/ITO回路等。
可以将波发射器放置在电介质透明基材的任何表面处。然而，在示例性实施例中，优选地将波发射器放置在电介质透明基材的边缘处。最好使用电介质透明基材的边缘，因为它使得其易于被任何电子产品的结构使用。另外，通过将波发射器放在电介质透明基材的边缘，波发射器将不会阻挡来自装置的LCD显示器的任何视觉接触。在另一个实施例中，可以将波发射器放置在LCD显示器的后面，以使得它不能通过电介质透明基材被看到并且不会影响透明度。
图14示出了包括用作天线的电介质透明基材的可穿戴手表的架构。如图所示，手表1400包括基板1402，基板1402保持2mm的蓝宝石层1404和1mm的LCD层1406。在此，蓝宝石层用作电介质透明基材，且因此被构造成借助于波发射器(未示出)来用作天线。在本发明的图15中清楚地示出了波发射器的布置。
图15示出了可佩戴手表1400的另一架构，表示了手表1400中的波发射器1502。因此，如果图15和图16两者被一起考虑，因为它们表示手表1400的架构，则因此波发射器1502关于蓝宝石层1404和LCD层1406的位置是清楚的。
具体而言，在波发射器与能量源或接收器之间存在连接。波发射器负责将能量耦合到电介质透明基材。电场在给定结构的基本模式下谐振，并产生作为类似于TMN0模式谐振的谐振N*λ0/4(N＝1，2，3……)。能量在电介质透明基材内部增强，以产生谐振fM(M＝1，2，3……)。然后，电介质透明基材以其谐振频率fM(M＝1，2，3……)辐射或接收电磁波。
此外，电介质透明基材的电介质常数εr应该大于2。波发射器可以放置在电介质透明基材的任何表面处。针对谐振频率fM(M＝1，2，3……)，波发射器(一个或多个)可以产生不同的相位，即0°≤θ≤90°。谐振频率可以从线性极化(LP)到圆极化(CP)。可以将波发射器放置在LCM下方以将能量耦合到电介质透明基材，使得其不会影响电介质透明基材的透明性。
而且，对电介质透明基材的形状没有限制。此外，多层电介质透明基材是可行的。电介质透明基材的每一层之间的间隙可以是任何材料，例如空气，液体或固体。
图16示出了相对于所提出的电介质透明基材的概念，当蓝宝石层1602用作天线时由该蓝宝石层1602产生的电场的仿真结果。如图所示，第一层1602是蓝宝石层，该蓝宝石层在这里用作天线，并且被放置在LCD层1604的正上方。其后，存在填充有空气的高度(h)的间隙，如先前结合本发明的图5至12所解释的。在此，贴片模式以2.6GHz在蓝宝石层1602的下方传播。
图17A以曲线图的形式示出了仿真结果。该曲线图示出了使用蓝宝石层作为天线的仿真结果。该曲线图进一步示出了频率vs.增益值。同样，图17B以曲线图的形式示出了测量结果。该曲线图示出了使用蓝宝石层作为天线的测量结果。该曲线图进一步示出了反射系数(dB)vs.频率(GHz)vs.增益(dBi)值。从曲线图中可以清楚地看出，在2.6GHz处发现了谐振，在仿真和测量结果中几乎都有最大增益。在比较图18A中所示的仿真辐射图案与在图18B中示出的测量辐射图案时获得了相似的结果，因为它们紧密匹配。
本公开的实施例公开了一种电介质透明天线，该电介质透明天线包括至少一层固体电介质透明基材，至少具有接地连接的电路，以及以间隔(h)位于电介质透明基材与电路之间的至少一个波发射器。在此，间隔(h)等于或大于谐振频率的波长的1/10。
此外，在本公开的实施例中，波发射器将能量耦合至电介质透明基材。在本公开的另一个实施例中，能量在电介质透明基材内部增强，以产生谐振频率。在本公开的另一个实施例中，波发射器使电介质透明基材能够以谐振频率辐射电磁波。在此，电介质透明基材也接收电磁波。在本公开的另一个实施例中，谐振频率是线性或圆极化的。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材的电介质常数大于2。
在本公开的另一个实施例中，将波发射器放置在电介质透明基材的表面处，其中，该波发射器针对谐振频率产生相位差，即0°≤θ≤90°。在本公开的另一个实施例中，电介质透明天线被用于具有显示面板的电子装置中，其中，将波发射器放置在显示面板下方而不影响电介质透明基材的透明性。
此外，电介质透明基材的尺寸根据电子装置的形状和大小来设计。在本公开的另一实施例中，电介质透明基材包括多个垂直层、水平层或垂直层和水平层两者，并且电介质透明基材层之间的间隙填充有空气、液体、等离子体和固体中的至少一种。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材的尺寸、波发射器的位置以及间隔(h)影响谐振频率。
在本公开的另一个实施例中，波发射器的长度取决于谐振频率的波长。在本公开的另一实施例中，电介质透明基材是透明塑料、玻璃、蓝宝石(Al2O3)和丙烯酸中的一种。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材包括半透明材料。在本公开的另一个实施例中，用包括涂料、颜色、膜中的至少一种的另一种材料涂覆/喷射电介质透明基材。
在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材被安装在电子装置的表面处。在本公开的另一实施例中，波发射器通过电缆连接至电路板。在本公开的另一个实施例中，波发射器是馈电装置，其中射频信号能量从射频电路传播到电介质透明基材的表面。在本公开的另一个实施例中，波发射器是印刷电路板。在本公开的另一个实施例中，电介质透明基材层为2mm。
描述方法的顺序不意图被理解为限制，并且可以以任何顺序组合任意数量的所描述的方法框以实现该方法或替代方法。另外，在不脱离本文所述主题的精神和范围的情况下，可以从方法中删除各个框。此外，该方法可以以任何合适的硬件，软件，固件或其组合来实现。然而，为了便于解释，在以下描述的实施例中，该方法可以被认为是在上述系统和/或设备和/或任何电子装置(未示出)中实现的。
上面的描述没有提供各部件的制造或设计的具体细节。本领域技术人员熟悉这样的细节，并且除非阐明与那些技术相背离，否则应当采用已知的，相关领域的或以后开发的设计的技术。本领域技术人员能够选择合适的制造和设计细节。
注意，在整个以下讨论中，可对服务器、服务、引擎、模块、接口、门户、平台或由计算装置形成的其他系统进行大量参考。应当理解，使用这样的术语被认为表示具有至少一个处理器的一个或多个计算装置，该至少一个处理器被配置为或被编程为执行存储在计算机可读有形非暂时性介质上或也称为处理器可读介质的软件指令。例如，服务器可以包括一台或多台以实现所描述的角色、职责或功能来用作Web服务器，数据库服务器或其他类型的计算机服务器的计算机。在本文的上下文中，所公开的装置或系统也被认为包括具有处理器和存储由处理器可执行的指令的非暂时性存储器的计算装置，该指令使装置控制，管理或以其他方式操纵装置或系统的特征。
本文的详细描述的某些部分是关于由常规计算机组件(包括中央处理单元(CPU)，用于CPU的存储器存储装置和连接的显示装置)执行的对数据位的操作的算法和符号表示来呈现的。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将其工作的实质传达给本领域其他技术人员的手段。通常将算法视为导致所需结果的步骤的自洽序列。这些步骤是需要对物理量进行物理操纵的步骤。通常，但不是必须的，这些量采取能够被存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。主要出于通用的原因，已经证明有时将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等是方便的。
但是，应该理解，所有这些和类似术语均应与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非另有特别说明，从本文的讨论中显而易见的是，应理解，在整个说明书中，使用诸如“生成”或“监视”或“显示”或“跟踪”或“识别”或“接收”等的术语的讨论是指计算机系统或类似电子计算装置的操作和过程，该操作和过程将表示为计算机系统寄存器和存储器中的物理(电子)量的数据操纵和转换为类似表示为计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储，传输或显示装置中的物理量的其他数据。
整个说明书中示出的方法可以在可在计算机上执行的计算机程序产品中实现。该计算机程序产品可以包括其上记录有控制程序的非暂时性计算机可读记录介质，例如磁盘、硬盘驱动器等。非暂时性计算机可读介质的常见形式包括，例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁存储介质，CD-ROM、DVD或任何其他光学介质，RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM或其他存储器芯片或盒式磁带，或计算机可以从中读取和使用的任何其他有形介质。
备选地，该方法可以在瞬态介质中实现，例如在可传输的载波中实现，其中使用诸如声波或光波(例如在无线电波和红外数据通信等期间生成的那些)的传输介质将控制程序具体化为数据信号。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。将理解的是，以上公开的以及其他特征和功能中的几个或其替换可以组合到其他系统或应用中。本领域技术人员随后可以在其中进行各种目前无法预见或无法预料的替代、修改、变化或改进，而不背离所附权利要求所涵盖的本公开的范围。
最初呈现的权利要求及其可能被修改的权利要求包含本文公开的实施例和教导的变型、替换、修改、改进、等同和实质等同，包括目前无法预见或无法预料的、以及例如可能来自申请人/专利权人和其他人的那些。
将理解的是，以上公开的以及其他特征和功能的变型或其替换可以组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域技术人员可以随后进行其中各种目前无法预见或无法预料的替换，修改，变化或改进，这些替换，修改，变化或改进也旨在由所附权利要求书涵盖。

Claims (20)

1.一种电介质透明天线，包括：至少一层固体电介质透明基材；至少一个具有接地连接的电路；以及以间隔(h)位于所述电介质透明基材和所述电路之间的至少一个波发射器，其中所述间隔(h)等于或大于天线的谐振频率的波长的1/10。
2.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述波发射器将能量耦合至所述电介质透明基材。
3.根据权利要求2所述的电介质透明天线，其中，所述能量在所述电介质透明基材的内部增强，以产生所述谐振频率。
4.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述波发射器使所述电介质透明基材能够以所述谐振频率辐射电磁波。
5.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材接收电磁波。
6.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述谐振频率是线性极化的。
7.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述谐振频率为圆极化的。
8.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材的电介质常数大于2。
9.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述波发射器被放置在所述电介质透明基材的表面处。
10.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述波发射器针对所述谐振频率产生相位差，即0°≤θ≤90°。
11.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其被用于具有显示面板的电子装置中。
12.根据权利要求11所述的电介质透明天线，其中，所述波发射器被放置在所述显示面板的下方，而不影响所述电介质透明基材的透明性。
13.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材的尺寸根据电子装置的形状和大小来设计。
14.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材包括多个垂直层。
15.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材包括多个水平层。
16.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材包括多个垂直和水平层。
17.根据权利要求16所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材层之间的间隙填充有空气、液体、等离子体和固体中的至少一种。
18.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材的尺寸、所述波发射器的位置以及间隔(h)影响所述谐振频率。
19.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述波发射器的长度取决于所述谐振频率的波长。
20.根据权利要求1所述的电介质透明天线，其中，所述电介质透明基材是以下中的一种：透明塑料、玻璃、蓝宝石(Al2O3)和丙烯酸。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3065119B1 (fr) * 2017-04-10 2020-06-26 Ingenico Group Antenne configuree pour etre conformee a une surface transparente, dispositif d'affichage et dispositif de paiement electronique correspondants
US11050452B2 (en) * 2018-12-06 2021-06-29 Apple Inc. Electronic devices having circuitry in housing attachment structures
EP3966941A4 (en) 2019-05-10 2022-12-21 Corning Incorporated CLEAR PACKAGING FOR A WINDOWED TRANSMITTER-RECEIVER UNIT
CN111952717B (zh) * 2019-05-15 2021-10-26 华为技术有限公司 一种电子设备
KR102356678B1 (ko) * 2020-03-16 2022-01-26 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102204410B1 (ko) * 2020-07-24 2021-01-15 동우 화인켐 주식회사 안테나 적층체

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020036593A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 Zhinong Ying Portable communication apparatus having a display and an antenna with a plane radiating member
US20070040756A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Song Hyok J Transparent thin film antenna
CN101958454A (zh) * 2009-07-17 2011-01-26 苹果公司 具有减少近场辐射的寄生天线谐振元件的电子设备
US20140300518A1 (en) * 2011-02-11 2014-10-09 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
US20150061944A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Blackberry Limited Mobile wireless communications device with split antenna feed network and related methods
CN105226378A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 东南大学 基于零折射率材料的紧凑型高定向性平板天线
CN105742797A (zh) * 2014-12-29 2016-07-06 三星电子株式会社 天线装置及包括该天线装置的电子装置

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750508A (ja) * 1993-08-06 1995-02-21 Fujitsu Ltd アンテナモジュール
JP4124444B2 (ja) * 2003-01-30 2008-07-23 富士通コンポーネント株式会社 タッチパネル、それを有する入力装置及び電子機器
US6879287B2 (en) * 2003-05-24 2005-04-12 Agency For Science, Technology And Research Packaged integrated antenna for circular and linear polarizations
US7125738B2 (en) * 2004-10-14 2006-10-24 Powerchip Semiconductor Corp. Method of fabricating a photosensitive structure
US20070152076A1 (en) * 2004-12-13 2007-07-05 Chiang Kuo C Monitoring system with a wireless transmitting/receiving module
US8719819B2 (en) * 2005-06-30 2014-05-06 Intel Corporation Mechanism for instruction set based thread execution on a plurality of instruction sequencers
US7847753B2 (en) * 2005-04-01 2010-12-07 Nissha Printing Co., Ltd. Transparent antenna for display, translucent member for display with an antenna and housing component with an antenna
EP2051328A4 (en) * 2006-08-03 2012-05-09 Panasonic Corp ANTENNA DEVICE
US8009107B2 (en) * 2006-12-04 2011-08-30 Agc Automotive Americas R&D, Inc. Wideband dielectric antenna
US8547287B2 (en) * 2009-11-24 2013-10-01 City University Of Hong Kong Light transmissible resonators for circuit and antenna applications
KR101632237B1 (ko) * 2009-12-28 2016-06-22 삼성전자주식회사 휴대단말기 ｔｓｐ 안테나
CA2788730A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-11 Microbial Chemistry Research Foundation Read through inducer, and therapeutic agent for nonsense-mutation-type genetic diseases
US8698681B2 (en) * 2010-04-21 2014-04-15 City University Of Hong Kong Solar energy collection antennas
KR20110101026A (ko) * 2010-05-07 2011-09-15 삼성전기주식회사 안테나 패턴이 형성된 터치스크린
KR101718016B1 (ko) * 2010-06-04 2017-03-21 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 이동단말기 안테나의 제조방법
US20120034888A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 Franco De Flaviis Method and System for Utilizing a Touchscreen Interface as an Antenna
KR101144528B1 (ko) * 2010-08-31 2012-05-11 주식회사 에이스테크놀로지 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나 및 그 발생 방법
KR101691619B1 (ko) * 2010-09-14 2017-01-02 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 표시 장치
KR20140030120A (ko) * 2010-12-16 2014-03-11 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 투명한 미세 패턴화된 rfid 안테나 및 이를 포함하는 물품
US20150244058A1 (en) * 2010-12-22 2015-08-27 Smart Approach Co., Ltd. Electronic Device Having Antenna Module
US10361487B2 (en) * 2011-07-29 2019-07-23 University Of Saskatchewan Polymer-based resonator antennas
US20130059532A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Microsoft Corporation Partially Transparent Antenna
ITLU20120003A1 (it) * 2012-02-15 2013-08-16 Carlalberto Stefani Circuito interattivo basato sull'uso di dispositivi con tecnologia touch screen
WO2013157420A1 (ja) * 2012-04-18 2013-10-24 コニカミノルタ株式会社 透光性導電パターン部材及びこれを用いた透光性電磁遮蔽・アンテナ部材
JP5686121B2 (ja) * 2012-07-26 2015-03-18 村田機械株式会社 スタッカクレーン
US8831537B2 (en) * 2012-08-13 2014-09-09 Lsi Corporation Transitory touchscreen antenna structure
US9577314B2 (en) * 2012-09-12 2017-02-21 International Business Machines Corporation Hybrid on-chip and package antenna
US20140104157A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent antennas on a display device
US20140106684A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent antennas on a display device
US9164607B2 (en) * 2012-11-30 2015-10-20 3M Innovative Properties Company Complementary touch panel electrodes
CN103905095B (zh) * 2012-12-28 2016-03-02 联想(北京)有限公司 电子设备和用于布置近距离通信天线的方法
JP2016154271A (ja) * 2013-06-21 2016-08-25 旭硝子株式会社 アンテナ及びそれを備える無線装置
US9660344B2 (en) * 2013-07-23 2017-05-23 Intel Corporation Optically transparent antenna for wireless communication and energy transfer
WO2015188323A1 (zh) * 2014-06-11 2015-12-17 华为技术有限公司 感应屏及其控制电路和控制方法以及感应屏装置
KR102139217B1 (ko) * 2014-09-25 2020-07-29 삼성전자주식회사 안테나 장치
KR102175750B1 (ko) * 2014-10-29 2020-11-06 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자 장치
KR102243381B1 (ko) * 2014-11-07 2021-04-22 삼성전자주식회사 안테나 장치
WO2016084667A1 (ja) * 2014-11-25 2016-06-02 シャープ株式会社 通信装置、表示装置及び通信システム
US10411353B2 (en) * 2014-12-18 2019-09-10 Sharp Kabushiki Kaisha Transparent antenna and transparent antenna-equipped display device
CN107004956B (zh) * 2014-12-18 2019-12-27 夏普株式会社 透明天线及附透明天线的显示装置
US9985344B2 (en) * 2014-12-23 2018-05-29 Te Connectivity Corporation Electronic article and process of producing an electronic article
US9917349B2 (en) * 2015-01-30 2018-03-13 Facebook, Inc. Waveguides for digital communication devices
US9793599B2 (en) * 2015-03-06 2017-10-17 Apple Inc. Portable electronic device with antenna
CN104638361B (zh) * 2015-03-11 2017-03-22 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 手表天线以及覆盖gps和蓝牙的智能手表
US10551949B2 (en) * 2015-05-08 2020-02-04 Intel Corporation Display integrated antenna
KR102399741B1 (ko) * 2015-05-22 2022-05-20 삼성전자주식회사 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
CN104953267B (zh) * 2015-06-26 2018-09-25 丹阳正方纳米电子有限公司 一种电容耦合馈电的透明纳米材料天线
US10892547B2 (en) * 2015-07-07 2021-01-12 Cohere Technologies, Inc. Inconspicuous multi-directional antenna system configured for multiple polarization modes
US9960493B2 (en) * 2015-07-24 2018-05-01 City University Of Hong Kong Patch antenna
CN105094231B (zh) * 2015-07-28 2019-03-01 京东方科技集团股份有限公司 一种显示屏和便携设备
CN106486771A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 中兴通讯股份有限公司 多频带微线条天线
US9882275B2 (en) * 2015-10-30 2018-01-30 Essential Products, Inc. Antennas for handheld devices
US20170139520A1 (en) * 2015-11-17 2017-05-18 Jtouch Corporation Metal mesh touch module with transparent antenna and touch display apparatus using same
CN105552517A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种射频天线装置和移动终端
KR102666192B1 (ko) * 2016-07-28 2024-05-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020036593A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 Zhinong Ying Portable communication apparatus having a display and an antenna with a plane radiating member
US20070040756A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Song Hyok J Transparent thin film antenna
CN101958454A (zh) * 2009-07-17 2011-01-26 苹果公司 具有减少近场辐射的寄生天线谐振元件的电子设备
US20140300518A1 (en) * 2011-02-11 2014-10-09 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
US20150061944A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Blackberry Limited Mobile wireless communications device with split antenna feed network and related methods
CN105742797A (zh) * 2014-12-29 2016-07-06 三星电子株式会社 天线装置及包括该天线装置的电子装置
CN105226378A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 东南大学 基于零折射率材料的紧凑型高定向性平板天线

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JP6693024B2 (ja) 2020-05-13
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