CN112310619A - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子设备,所述电子设备包括锥形天线和收发部电路,所述锥形天线包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板隔开规定间隔,且设置有接地层;锥形辐射体,设置于所述第一基板与所述第二基板之间,该锥形辐射体的上部与所述第一基板连接,下部与所述第二基板连接,且在上部设置有上部开口部;金属贴片,形成于所述第一基板,且与所述上部开口部隔开;以及短路销,将所述金属贴片和所述第二基板的所述接地层电连接,所述收发部电路通过馈电部与所述锥形辐射体连接,且被控制为通过所述锥形天线辐射信号。由此,可通过将金属贴片仅配置于锥形天线的上部开口部的一侧来使整体天线的大小最小化。
Description
技术领域
本发明涉及具备宽带天线的电子设备。更详细地说,设置有从低频段到5GHz频段工作的锥形天线的电子设备。
背景技术
电子设备(electronic devices)可根据能够移动与否而划分为移动终端(mobile/portable terminal)和固定终端(stationary terminal)。电子设备也可以根据用户能够直接携带与否而划分为便携式终端(handheld terminal)和车载终端(vehiclemounted terminal)。
电子设备的功能逐渐多样化。例如,有数据和语音通信、基于摄像头的照片拍摄和视频拍摄、语音录音、基于扬声器系统的音乐文件播放以及在显示部输出图像或视频的功能。一部分终端还有电子游戏功能或执行多媒体播放器的功能。尤其,最近移动终端可以接收提供如广播和视频或电视节目的视觉内容的多播信号。
如上所述的电子设备随着功能多样化逐渐以具有例如,照片或视频的拍摄、音乐或视频文件的播放、游戏、接收广播等复杂的功能的多媒体播放器(Multimedia player)形态实现。
为了支持以及增加这种电子设备的功能,可能会考虑改善终端的结构部分和/或软件部分。
在上述尝试的基础上,最近电子设备随着利用LTE通信技术的无线通信系统商业化而提供多种服务。另外,期待以后随着利用5G通信技术的无线通信系统商业化而提供多种服务。另一方面,LTE频段中的一部分可能会分配给5G通信服务,以提供5G通信服务。
关于此,移动终端可构成为在多个频段提供5G通信服务。最近,不断尝试利用6GHz频段以下的Sub6频段来提供5G通信服务。然而,预想以后,除了Sub6频段之外还会利用毫米波(mm Wave)频段来提供5G通信服务,以更快的数据速度。
因此,有必要将在LTE频段和5G Sub6频段均工作的宽带天线配置于电子设备。然而,如锥形天线的宽带天线存在增大整体天线的大小且增加重量的问题点。
另外,与现有的平面型天线(planar antenna)相比,如锥形天线的宽带天线可以以立体结构实现。但是,存在从未提出过如何将这种立体结构的锥形天线配置于电子设备内的、具体的配置结构的问题点。
发明内容
本发明为了解决上述问题及其他问题而提出。另外,本发明的目的还在于,提供一种设置有从低频段到5GHz频段工作的宽带天线元件的电子设备。
本发明的目的还在于,提供一种配置有在从低频段到5GHz频段工作的多个天线元件的电子设备。
本发明的目的还在于,提供一种能够减小在从低频段到5GHz频段工作的天线元件的大小的天线结构。
为了达成上述目的,本发明提供一种电子设备。所述电子设备包括锥形天线和收发部电路,所述锥形天线包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板隔开规定间隔,且设置有接地层;锥形辐射体,设置于所述第一基板与所述第二基板之间,该锥形辐射体的上部与所述第一基板连接,下部与所述第二基板连接,且在上部设置有上部开口部;金属贴片,形成于所述第一基板,且与所述上部开口部隔开;以及短路销,将所述金属贴片和所述第二基板的所述接地层电连接,所述收发部电路通过馈电部与所述锥形辐射体连接,且被控制为通过所述锥形天线辐射信号。由此,可通过将金属贴片仅配置于锥形天线的上部开口部的一侧来使整体天线的大小最小化。
根据一实施例,所述短路销在所述金属贴片与所述第二基板之间由一个短路销形成,通过所述一个短路销,防止在所述锥形天线的辐射图中产生空值(null)。
根据一实施例,所述馈电部可形成在所述第二基板上,并通过所述锥形辐射体的下部开口部传递所述信号,所述馈电部的端部(end portion)以环状形成为与所述下部开口部的形状对应。
根据一实施例,还可以包括紧固件(fastener),所述紧固件通过所述馈电部端部的内部与所述第二基板连接,可通过所述紧固件来固定形成有所述馈电部的所述第二基板和所述锥形辐射体。
根据一实施例,所述金属贴片可仅在所述锥形天线的所述上部开口部的一侧配置,以包围所述上部开口部的一部分区域,由此能够使包括所述金属贴片的所述锥形天线的大小最小化。
根据一实施例,所述金属贴片可在所述锥形天线的所述上部开口部的一侧(oneside)以及与所述一侧对应的另一侧(other side)均配置,以包围所述上部开口部的整个区域。
根据一实施例,还可以包括至少一个非金属支撑件(non-metal supporter),该至少一个非金属支撑件垂直连接所述第一基板和所述第二基板,以支撑所述第一基板和所述第二基板。
根据一实施例,所述非金属支撑件中的一个形成在配置于所述另一侧的金属贴片上,通过在配置于所述一侧的金属贴片上形成的一个短路销,防止在所述锥形天线的辐射图中产生空值。
根据一实施例,所述金属贴片可由外侧形状(outer side shape)为四边形形状的四角贴片(rectangular patch)形成,所述四角贴片的内侧形状(inner side shape)以圆形形成为与所述上部开口部的轮廓线的形状对应,由此能够使从所述锥形天线辐射的信号通过所述四角贴片的内侧而耦合。
根据一实施例,所述金属贴片由轮廓形状为圆状的圆形贴片(circular patch)形成,所述圆形贴片的内侧形状以圆形形成为与所述上部开口部的外侧形状对应,由此能够使从所述锥形天线辐射的信号通过所述圆形贴片的内侧而耦合。
根据一实施例,所述金属贴片可包括:第一金属贴片,在所述锥形天线的所述上部开口部的左侧形成为包围所述上部开口部;以及第二金属贴片,在所述锥形天线的所述上部开口部的右侧形成为包围所述上部开口部。
根据一实施例,所述第一金属贴片和所述第二金属贴片可形成为金属图案分离,在与形成所述上部开口部的外缘(outer rim)对应的区域可以不形成所述第一金属贴片和所述第二金属贴片,使得所述锥形天线作为宽带天线工作。
根据一实施例,所述锥形天线可形成为上部直径大于下部直径的锥形(tapered)的圆锥(conical)状,所述锥形天线以中空(hollow)的圆锥状形成。
根据一实施例,所述锥形天线还可以包括:外肋(outer rib),形成所述锥形天线的所述上部开口部,且将所述锥形辐射体与所述第一基板连接;以及紧固件,连接所述外肋和所述第一基板,在所述外肋的相向的区域上,通过两个所述紧固件从结构上紧固所述锥形辐射体和所述第一基板。
根据本发明另一方面的电子设备包括锥形天线和收发部电路,所述锥形天线包括:锥形辐射体(cone radiator),形成为连接第一基板和与所述第一基板隔开规定间隔的第二基板,且该锥形辐射体设置有上部开口部(upper aperture)和下部开口部(loweraperture);金属贴片,形成于所述第一基板,且与所述上部开口部隔开;以及馈电部,形成于所述第二基板,且通过所述下部开口部传递信号,所述收发部电路(transceivercircuit)通过所述馈电部与所述锥形辐射体连接,且被控制为通过所述锥形天线辐射信号。
根据一实施例,所述锥形天线可由配置在所述电子设备的左侧上部、右侧上部、左侧下部以及右侧下部的多个锥形天线实现,所述电子设备包括控制所述收发部电路的工作的处理器,所述处理器将所述收发部电路控制为通过所述多个锥形天线进行多输入多输出(MIMO)。
根据一实施例,所述锥形天线还可以包括连接所述金属贴片和所述第二基板的接地层之间的短路销(shorting pin)。另一方面,所述馈电部的端部(end portion)由环状构成为与所述下部开口部的形状对应。
根据一实施例,所述短路销在所述金属贴片和所述第二基板之间由一个短路销形成,通过所述一个短路销,防止在所述锥形天线的辐射图中产生空值(null)。
根据一实施例,所述锥形天线还可以包括通过所述馈电部端部的内部与所述第二基板连接的紧固件,通过所述紧固件来固定形成有所述馈电部的所述第二基板和所述锥形辐射体。
根据一实施例,所述金属贴片可仅在所述锥形天线的所述上部开口部的一侧配置,以包围所述上部开口部的一部分区域,由此能够使包括所述金属贴片的所述锥形天线的大小最小化。
根据本发明,在电子设备配置有中空的锥形天线,由此具有减小电子设备的重量的优点。
另外,根据本发明,用一个短路销与相邻配置于锥形天线的金属贴片连接,由此具有能够在几乎所有方向上提高接收性能的优点。
另外,根据本发明,使设置有短路销和金属贴片的锥形天线连接在电子设备内的上部基板与下部基板之间,由此具有能够将宽带天线配置于电子设备内的优点。
另外,根据本发明,将金属贴片仅配置于锥形天线的上部开口部的一侧,由此具有能够使整体天线的大小最小化的优点。
另外,根据本发明,将多种形状的金属贴片配置于锥形天线的上部开口部周边,由此具有可根据天线工作频率以及设计条件来提供最优结构的宽带天线的优点。
另外,根据本发明,能够通过优化在锥形天线上部区域中配置金属贴片的区域和短路销的数量,具有能够使整体天线的大小最小化且优化天线特性的优点。
通过以下的详细说明,会进一步清楚可应用本发明的追加范围。但是,由于本领域普通技术人员可以清楚理解在本发明思想以及范围内的多种变更和修正,因此应该理解为如详细说明和本发明的优选实施例的特定实施例仅为示例。
附图说明
图1A是用于说明与本发明相关的电子设备的框图,图1B和图1C是从彼此不同的方向观察与本发明相关的电子设备的一例的概念图。
图2示出了本发明的可在多个无线通信系统中工作的电子设备的无线通信部的结构。
图3示出了本发明的电子设备的可以配置多个天线的结构的例子。
图4A示出了本发明的锥形天线的三维结构的立体图。图4B示出了本发明的锥形天线的三维结构图的侧视图。
图5A和图5B示出了本发明的带单短路销的锥(Cone with single shorting pin)结构的锥形天线的主视图。
图6A和图6B示出了本发明一实施例的设置有带双短路销的锥(Cone with singleshorting pin)结构的锥形天线的电子设备。
图7A示出了如设置有两个短路销的锥形天线的对称结构的辐射图。图7B示出了如设置有一个短路销的锥形天线的结构的辐射图。
图8示出了对本发明的锥形天线进行馈电的馈电部和锥形天线的紧固结构和对锥形天线进行馈电的与锥形天线的形状对应的馈电部。
图9A和图9B示出了本发明一实施例的设置有圆形贴片和短路销的锥形天线的反射系数特性。
图10A和图10B示出了本发明一实施例的设置有四角贴片和短路销的锥形天线的反射系数特性。
图11A和图11B示出了本发明的另一实施例的设置有圆形贴片和短路销的锥形天线的反射系数特性。
图12A和图12B示出了随锥形天线的上部开口部和金属贴片之间的间隔的变化而变化的反射系数特性。
图13A和图13B示出了本发明的随锥形天线的下部直径(lower diameter)的变化而变化的反射系数特性。
图14示出了本发明的随锥形天线的上部直径(upper diameter)的变化而变化的反射系数特性。
图15示出了在圆形贴片结构中随短路销的直径的变化而变化的反射系数特性。
图16A和图16B示出了在本发明的锥形天线结构中随金属贴片形状的变化而变化的反射系数特性。
图17A和图17B示出了在本发明的锥形天线结构中随短路销的位置而变化的反射系数特性。
图18A和图18B示出了本发明的锥形天线结构中根据短路销形成结构的反射系数特性变化。
图19A至图19C示出了本发明的随短路销数量的变化而变化的反射系数特性以及增益。
图20A示出了设置有本发明的多个锥形天线的电子设备的形状。
图20B示出了设置有本发明的多个锥形天线、收发部电路以及处理器的电子设备的结构。
具体实施方式
以下参照附图对本说明书所揭示的实施例进行详细的说明,在此,与附图标记无关的对相同或类似的结构要素赋予相同的参照标记,并将省去对其重复的说明。在以下说明中使用的针对结构要素的接尾词“模块”及“部”仅是考虑到便于说明书的撰写而被赋予或混用,其自身并不带有相互划分的含义或作用。并且,在对本发明揭示的实施例进行说明的过程中,如果判断为对于相关的公知技术的具体说明会导致混淆本说明书所揭示的实施例的技术思想,则将省去对其详细的说明。并且,所附的附图仅是为了容易理解本说明书所揭示的实施例,不应由所附的附图来限定本发明所揭示的技术思想,而是应当涵盖了本发明的思想及技术范围中所包括的所有变更、均等物乃至替代物。
第一、第二等包含序数的术语可用于说明多种结构要素,但是所述结构要素并不由所述术语所限定。所述术语仅是用于将一个结构要素与其他结构要素划分的目的来使用。
如果提及到某个结构要素“连接”或“接触”于另一结构要素,其可能是直接连接于或接触于另一结构要素,但也可被理解为是他们中间存在有其他结构要素。反之,如果提及到某个结构要素“直接连接”或“直接接触”于另一结构要素,则应当被理解为是他们之间不存在有其他结构要素。
除非在上下文明确表示有另行的含义,否则单数的表达方式应包括复数的表达方式。
在本申请中,“包括”或“具有”等术语仅是为了指定说明书上记载的特征、数字、步骤、工作、结构要素、部件或其组合的存在,而并不意在排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、工作、结构要素、部件或其组合的存在或添加的可能性。
在本说明书中说明到的电子设备可包括手机、智能手机(smart phone)、笔记本电脑(laptop computer)、数字广播用终端、个人数字助理(PDA:personal digitalassistants)、便携式多媒体播放器(PMP:portable multimedia player)、导航、平板计算机(slate PC)、平板PC(tablet PC)、超极本(ultra book)、可穿戴设备(wearable device,例如,智能手表(smart watch)、智能眼镜(smart glass)、头戴式显示器(HMD:headmounted display))等。
但是,只要是本领域的技术人员,就能够容易地理解本说明书中记载的实施例的结构除了可以应用于移动终端,还可以应用于如数字TV、台式电脑、数字标牌等的固定终端。
参照图1A至图1C,图1A是用于说明与本发明相关的电子设备的框图,图1B和图1C是从彼此不同的方向观察与本发明相关的电子设备的一例的概念图。
所述电子设备100可包括无线通信部110、输入部120、检测部140、输出部150、接口部160、存储器170、控制部180以及供电部190等。图1A示出的构成要素并不是实现电子设备的必需的构成要素,因此在本说明书中说明到的电子设备的构成要素可以多于或少于上述列举到的构成要素。
更具体地说,所述构成要素中的无线通信部110可包括能够使电子设备100与无线通信系统之间、电子设备100与其他电子设备100之间或电子设备100与外部服务器之间进行无线通信的一个以上的模块。另外,所述无线通信部110可包括使电子设备100连接于一个以上的网络的一个以上的模块。在此,一个以上的网络例如可以是4G通信网络以及5G通信网络。
这种无线通信部110可包括4G无线通信模块111、5G无线通信模块112、近距离通信模块113、位置信息模块114中的至少一种。
4G无线通信模块111可通过4G移动通信网络与4G基站收发4G信号。此时,4G无线通信模块111可向4G基站传送一个以上的4G发送信号。另外,4G无线通信模块111可从4G基站接收一个以上的4G接收信号。
关于此,可通过向4G基站传送的多个4G发送信号来进行上行链路(UL:Up-Link)多输入多输出(MIMO:Multi-Input Multi-Output)。另外,可通过从4G基站接收到的多个4G接收信号来进行下行链路(DL:Down-Link)多输入多输出(MIMO:Multi-Input Multi-Output)。
5G无线通信模块112可通过5G移动通信网络与5G基站收发5G信号。在此,4G基站和5G基站可以是非独立组网(NSA:Non-Stand-Alone)结构。例如,4G基站和5G基站可以是配置于小区内同一位置的共同配置结构(co-located structure)。另外,5G基站可以在不同于4G基站的位置以独立组网(SA:Stand-Alone)结构配置。
5G无线通信模块112可通过5G移动通信网络与5G基站收发5G信号。此时,5G无线通信模块112可向5G基站发送一个以上的5G发送信号。另外,5G无线通信模块112可从5G基站接收一个以上的5G接收信号。
此时,5G频段可使用与4G频段相同的频段,可将此称作LTE重配置(re-farming)。另一方面,作为5G频段,可以使用6GHz以下的频段的Sub6频段。
相反,可将毫米波(mm Wave)频段用作5G频段,以进行宽带高速通信。在使用毫米波(mm Wave)频段的情况下,电子设备100可进行波束成形(beam forming),以扩展与基站的通信覆盖范围(coverage expansion)。
另一方面,可以与5G频段无关地,5G通信系统支持更多数量的多输入多输出(MIMO:Multi-Input Multi-Output),以提高传输速度。关于此,可通过向5G基站传送的多个5G发送信号来进行上行链路(UL:Up-Link)MIMO。另外,可通过从5G基站接收到的多个5G接收信号来进行下行链路(DL:Down-Link)MIMO。
另一方面,无线通信部110可通过4G无线通信模块111和5G无线通信模块112而处于与4G基站和5G基站双重连接(DC:Dual Connectivity)的状态。可将如上所述的与4G基站和5G基站的双重连接称作EN-DC(EUTRAN NR DC)。在此,EUTRAN是演进的通用移动无线接入网(Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network)的缩写,表示4G无线通信系统,NR是新无线(New Radio)的缩写,表示5G无线通信系统。
另一方面,若4G基站和5G基站为共同配置结构(co-located structure),则可通过载波间聚合(inter-CA(Carrier Aggregation)来提高吞吐量(throughput)。因此,若处于与4G基站、5G基站的EN-DC状态,则可通过4G无线通信模块111和5G无线通信模块112来同时接收4G接收信号和5G接收信号。
近距离通信模块113用于近距离通信(Short range communication),可利用蓝牙(BluetoothTM)、射频识别(RFID:Radio Frequency Identification)、红外线通信(Infrared Data Association:IrDA)、超宽带(Ultra Wideband)、紫蜂(ZigBee)、近场通信(Near Field Communication)、无线保真(Wireless-Fidelity)、无线保真直连(Wi-FiDirect)、无线通用串行总线(Wireless Universal Serial Bus)技术中的至少一种,来支持近距离通信。这种近距离通信模块113可通过近距离无线通信网络(Wireless AreaNetworks)来支持电子设备100与无线通信系统之间、电子设备100与其他电子设备100之间、或者电子设备100与其他电子设备(100,或者外部服务器)所处的网络之间的无线通信。所述近距离无线通信网络可以是近距离无线个人通信网络(Wireless Personal AreaNetworks)。
另一方面,可利用4G无线通信模块111和5G无线通信模块112来进行电子设备之间的近距离通信。在一实施例中,可以不经由基站而在电子设备之间以D2D(Device-to-Device;设备到设备)方式进行近距离通信。
另一方面,可利用4G无线通信模块111和5G无线通信模块112中的至少一种和无线保真通信模块113来进行载波聚合(CA),以提高传输速度和通信系统融合(convergence)。关于此,可利用4G无线通信模块111和无线保真通信模块113来进行4G+WiFi载波聚合(CA)。或者,可利用5G无线通信模块112和无线保真通信模块113来进行5G+WiFi载波聚合(CA)。
位置信息模块114是用于获取电子设备的位置(或当前位置)的模块,作为其代表性的例子有全球定位系统(Global Positioning System)模块或WiFi(WirelessFidelity;无线保真)模块。例如,若电子设备使用全球定位系统模块,则可利用来自全球定位系统卫星的信号来获取电子设备的位置。作为另一例子,若电子设备使用无线保真模块,则可基于与无线保真模块收发无线信号的无线AP(Wireless Access Point;无线接入点)的信息,获取电子设备的位置。根据需要,位置信息模块114也可以置换或额外地进行无线通信部110的其他模块中的一些功能,以获取关于电子设备的位置的数据。位置信息模块114是用于获取电子设备的位置(或当前位置)的模块,不限定于直接计算或获取电子设备的位置的模块。
具体而言,若电子设备使用5G无线通信模块112,则基于与5G无线通信模块收发无线信号的5G基站的信息,获取电子设备的位置。尤其,毫米波(mm Wave)频段的5G基站由于在具有覆盖范围窄的小型小区(small cell)中配置(deploy),因此有利于获取电子设备的位置。
输入部120可包括用于输入图像信号的摄像头121或图像输入部、用于输入音频信号的麦克风122(microphone)或音频输入部、用于从用户接收信息的用户输入部123(例如,触摸键(touch key)、机械按键(mechanical key)等)。在输入部120收集到的语音数据或图像数据可通过分析而处理为用户的控制指令。
检测部140可包括用于检测电子设备内的信息、包围电子设备的周边环境信息和用户信息中的至少一个信息的一种以上的传感器。例如,检测部140可包括接近传感器141(proximity sensor)、照度传感器142(illumination sensor)、触摸传感器(touchsensor)、加速度传感器(acceleration sensor)、磁传感器(magnetic sensor)、重力传感器(G-sensor)、陀螺仪传感器(gyroscope sensor)、运动传感器(motion sensor)、RGB传感器、红外线传感器(IR传感器:infrared sensor)、指纹识别传感器(finger scan sensor)、超声传感器(ultrasonic sensor)、光学传感器(optical sensor,例如摄像头,参照121)、麦克风(microphone,参照122)、电池电量计(battery gauge)、环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、辐射监测传感器、热传感器、气体传感器等)、化学传感器(例如,电子鼻、保健传感器、生物传感器等)中的至少一种。另一方面,本说明书中公开的电子设备可以组合这些传感器中的至少两种以上的传感器检测到的信息而使用。
输出部150用于产生与视觉、听觉或触觉等相关的输出,可包括显示部151、声音输出部152、触觉模块153、光输出部154中的至少一种。显示部151可通过与触摸传感器彼此形成为层结构或形成为一体来实现触摸屏。这种触摸屏可作为提供电子设备100与用户之间的输入接口的用户输入部123发挥功能,同时可提供电子设备100与用户之间的输出接口。
接口部160发挥与连接于电子设备100的多种外部设备的通路的作用。这种接口部160可包括有线/无线耳麦端口(port)、外部充电器端口(port)、有线/无线数据端口(port)、存储卡(memory card)端口、连接设置有识别模块的装置的端口(port)、音频I/O(Input/Output)端口(port)、视频I/O(Input/Output)端口(port)、耳机端口(port)中的至少一种。电子设备100可以与连接到所述接口部160的外部设备对应地进行与所连接的外部设备相关的适当的控制。
另外,存储器170存储支持电子设备100的多种功能的数据。存储器170可以存储在电子设备100执行的多个应用程序(application program或应用(application))、用于电子设备100的工作的数据、指令。这种应用程序中的至少一部分可通过无线通信从外部服务器下载。另外,这种应用程序中的至少一部分,可在出厂时开始就存在于电子设备100中,以实现电子设备100的基本功能(例如,来电、拨电功能、接收、发送消息功能)。另一方面,应用程序可存储于存储器170而安装于电子设备100中,并可通过控制部180运行为执行所述电子设备的工作(或功能)。
控制部180除了控制与所述应用程序相关的工作之外,通常还控制电子设备100的整体工作。控制部180可通过处理通过前述说明到的构成要素输入或输出的信号、数据、信息等或者运行存储于存储器170的应用程序,来向用户提供或处理适当的信息或功能。
另外,控制部180可以对与图1A一起说明到的构成要素中的至少一部分进行控制,以运行存储于存储器170的应用程序。此外,控制部180也可以组合电子设备100中包括的构成要素中的两个以上的构成要素并使其进行工作,以运行所述应用程序。
供电部190可以在控制部180的控制下接收外部电源、内部电源并向电子设备100中包括的各个构成要素供给电源。这种供电部190包括电池,所述电池可以是内置型电池或可更换形态的电池。
上述各个构成要素中的至少一部分可以以彼此合作的方式进行工作,以实现下面将要说明到的多种实施例的电子设备的工作、控制或者控制方法。另外,所述电子设备的工作、控制或者控制方法可通过存储于所述存储器170中的至少一个应用程序的运行,而在电子设备上实现。
参照图1B和图1C,所公开的电子设备100设置有条形状的终端机身。但是,本发明不限定于此,也可以应用于手表型、夹子型、眼镜型或两种以上的机身结合为能够相对移动的折叠型、翻盖型、滑盖型、摆动型、旋转型等多种结构中。这会与电子设备的特定类型有关,但是关于电子设备的特定类型的说明通常可以适用于其他类型的电子设备。
在此,终端机身可理解为是将电子设备100看作至少一个集合体并对其命名的概念。
电子设备100包括形成外观的壳体(例如,框架、罩体、盖等)。如图所示,电子设备100可包括前壳体101和后壳体102。各种电子部件配置于通过前壳体101和后壳体102的结合而形成的内部空间。在前壳体101和后壳体102之间还可以配置有至少一个中壳体。
在终端机身的正面配置有显示部151,并可以输出信息。如图所示,显示部151的窗口151a可安装于前壳体101,并可以与前壳体101一起形成终端机身的正面。
根据情况,在后壳体102也可以安装有电子部件。可在后壳体102安装的电子部件可以是可装拆的电池、识别模块、存储卡等。在此情况下,在后壳体102可结合有以能够装拆的方式结合且用于覆盖所安装的电子部件的背面盖103。因此,若背面盖103从后壳体102分离,则安装于后壳体102的电子部件可以向外部露出。另一方面,可以使后壳体102的侧面中的一部分作为辐射体(radiator)进行工作。
如图所示,若背面盖103与后壳体102结合,则后壳体102的侧面一部分可以露出。根据情况,后壳体102也可以在上述结合的状态下完全被背面盖103遮挡。另一方面,在背面盖103可设置有用于使摄像头121b或声音输出部152b向外部露出的开口部。
在电子设备100可设置有显示部151、第一声音输出部152a和第二声音输出部152b、接近传感器141、照度传感器142、光输出部154、第一摄像头121a和第二摄像头121b、第一操作单元123a和第二操作单元123b、麦克风122、接口部160等。
显示部151显示(输出)在电子设备100处理的信息。例如,显示部151可以显示在电子设备100驱动的应用程序的运行画面信息,或根据这种运行画面信息的UI(UserInterface;用户界面)、GUI(Graphic User Interface;图形用户界面)信息。
另外,根据电子设备100的实现形态,可以有两个以上的显示部151。在此情况下,多个显示部可在电子设备100的一个面隔开配置或配置为一体,也可以分别配置于彼此不同的面。
显示部151可包括检测对显示部151的触摸的触摸传感器,以通过触摸方式来接收控制指令。由此,当触摸显示部151时,触摸传感器检测所述触摸,控制部180可基于此来产生与所述触摸对应的控制指令。以触摸方式输入的内容可以是文字或数字,或者在各种模式下可指示或指定的菜单项目等。
如上所述,显示部151可与触摸传感器一起形成触摸屏,在此情况下触摸屏可作为用户输入部123(参照图1A)发挥功能。根据情况,触摸屏可替代第一操作单元123a的至少一部分功能。
第一声音输出部152a可用将通话音传递给用户的耳朵的接收器(receiver)来实现,第二声音输出部152b可以以输出各种提示音或多媒体的播放声音的扬声器(loudspeaker)形态实现。
光输出部154构成为在发生事件时输出光以提醒该事件的发生。作为所述事件的例子,可以举出接收消息、接收来电、未接呼叫、提醒、日程提醒、接收邮件、接收基于应用的信息等。当检测到用户确认事件时,控制部180可将光输出部154控制为结束光的输出。
第一摄像头121a对在拍摄模式或视频通话模式下由图像传感器获取到的静态图像或动态图像的图像帧进行处理。被处理的图像帧可以显示于显示部151,并存储于存储器170。
第一操作单元123a和第二操作单元123b是为了接收用于控制电子设备100的工作的指令而操作的用户输入部123的一个例子,也可以统称为操作部(manipulatingportion)。就第一操作单元123a和第二操作单元123b而言,只要是使得用户受到触觉并操作的方式(tactile manner),可以采用触摸、推动、滚动等任意方式。另外,第一操作单元123a和第二操作单元123b也可以采用通过接近触摸(proximity touch)、悬停(hovering)触摸等而在用户没有触觉的情况下进行操作的方式。
另一方面,在电子设备100可设置有识别用户的指纹的指纹识别传感器,控制部180可将由指纹识别传感器检测到的指纹信息用作认证工具。所述指纹识别传感器可内置于显示部151或用户输入部123。
麦克风122构成为接收用户的语音、其他声音等。麦克风122可通过设置于多个部位来接收立体声音。
接口部160成为使电子设备100能够连接于外部设备的通路。例如,接口部160可以是用于与其他装置(例如,耳机、外置扬声器)连接的连接端子、用于近距离通信的端口[例如,红外线端口(IrDA Port)、蓝牙端口(Bluetooth Port)、无线网络端口(Wireless LANPort)等]、或用于向电子设备100供给电源的电源供给端子中的至少一种。这种接口部160也可以以容纳SIM(Subscriber Identification Module;订户识别模块)或UIM(UserIdentity Module;用户身份模块)、用于存储信息的存储卡等外置卡的插槽的形态体现。
在终端机身的背面可配置有第二摄像头121b。在此情况下,第二摄像头121b具有与第一摄像头121a实质上相反的拍摄方向。
第二摄像头121b可包括沿至少一条线排列的多个透镜。多个透镜也可以排列为矩阵(matrix)形态。这种摄像头可称为阵列(array)摄像头。在第二摄像头121b由阵列摄像头构成的情况下,可利用多个透镜以多种方式拍摄图像,并可以获取品质较高的图像。
闪光灯124可以与第二摄像头121b相邻配置。当用第二摄像头121b拍摄对象物时,闪光灯124会向对象物照射光。
在终端机身还可以配置有第二声音输出部152b。第二声音输出部152b可以与第一声音输出部152a一起实现立体声功能,也可以为了在通话时实现免提模式而使用。
在终端机身可设置有用于无线通信的至少一个天线。天线可内置于终端机身中,或者可形成于壳体。另外,与4G无线通信模块111和5G无线通信模块112连接的多个天线可配置于终端侧面。另外,天线可形成为膜类型并附着于背面盖103的内侧面,也可以构成为使含有导电性材质的壳体作为天线发挥功能。
另一方面,配置于终端侧面的多个天线可形成为四个以上,以支持MIMO。另外,当5G无线通信模块112在毫米波(mm Wave)频段工作时,随着多个天线分别实现为阵列天线(array antenna),在电子设备可配置有多个阵列天线。
在终端机身设置有用于向电子设备100供给电源的供电部190(参照图1A)。供电部190可包括电池191,所述电池191内置于终端机身或构成为能够在终端机身的外部装拆。
下面,参照附图说明本发明的多重发送系统结构以及设置有该多重发送系统结构的电子设备,尤其,异构无线系统(heterogeneous radio system)中功率放大器和设置有该功率放大器的电子设备的实施例。对于本领域普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神以及必要特征的范围内能够以其他特定的形态实施本发明。
图2示出了能够在本发明的多个无线通信系统中工作的电子设备的无线通信部的结构。参照图2,电子设备包括第一功率放大器210、第二功率放大器220以及RFIC250。另外,电子设备还可以包括调制解调器400(Modem)以及应用处理器500(AP:ApplicationProcessor)。在此,调制解调器400(Modem)和应用处理器500(AP)在物理上可实现为一个芯片(chip),而可在逻辑上和功能上可以以分开的形态实现。然而,不限定于此,也可以可根据应用而实现为在物理上分开的芯片的形态。
另一方面,电子设备的接收部包括多个低噪声放大器410~440(LNA:Low NoiseAmplifier)。在此,第一功率放大器210、第二功率放大器220、控制部250以及多个低噪声放大器310~340均可以在第一通信系统和第二通信系统工作。此时,第一通信系统和第二通信系统分别可以是4G通信系统和5G通信系统。
如图2所示,RFIC250可以由4G/5G一体型构成,但是不限定于此,可根据应用而由4G/5G分开型构成。当RFIC250由4G/5G一体型构成时,不仅有利于4G/5G电路之间的同步(synchronization),而且还具有可以简化基于调制解调器400的控制信令的优点。
另一方面,当RFIC250由4G/5G分开型构成时,可以分别称作4G RFIC和5G RFIC。尤其,像5G频段以毫米波频段构成的情形一样,在5G频段和4G频段的频段差异大的情况下,RFIC250可由4G/5G分开型构成。如上所述,在RFIC250由4G/5G分开型构成的情况下,具有可以分别对4G频段和5G频段进行RF特性优化的优点。
另一方面,在RFIC250由4G/5G分开型构成的情况下,4G RFIC和5G RFIC也可以在逻辑上和功能上分开而在物理上实现为一个芯片。
另一方面,应用处理器450(AP)构成为控制电子设备的各个构成部的工作。具体而言,应用处理器4500(AP)可通过调制解调器400来控制电子设备的各个构成部的工作。
例如,为了电子设备的低功率工作(low power operation),可以通过功率管理IC(PMIC:Power Management IC)来控制调制解调器400。因此,调制解调器400可通过RFIC250使发送部的电路和接收部的电路在低功率模式下工作。
关于此,当判断为电子设备处于待机模式(idle mode)时,应用处理器450(AP)可通过调制解调器400按如下方式控制RFIC250。例如,若电子设备处于待机模式(idlemode),则可通过调制解调器400将RFIC250控制为第一功率放大器110和第二功率放大器120中的至少一方在低功率模式下工作或者关闭(off)。
根据其他实施例,若电子设备处于低电量模式(low battery mode),则应用处理器450(AP)可将调制解调器400控制为提供可以低功率通信的无线通信。例如,在电子设备与4G基站、5G基站以及接入点中的多个实体连接的情况下,应用处理器450(AP)可将调制解调器400控制为能够以最低功率无线通信。因此,即便牺牲一点吞吐量,应用处理器450(AP)也可以将调制解调器400和RFIC250控制为仅利用近距离通信模块113来进行近距离通信。
根据另一实施例,若电子设备的电池余量为阈值以上,则可将调制解调器400控制为选择最优的无线接口。例如,应用处理器450(AP)可将调制解调器400控制为根据电池余量和可用无线资源信息而均可以通过4G基站和5G基站接收信息。此时,应用处理器450(AP)可从PMIC接收电池余量信息,并从调制解调器400接收可用无线资源信息。因此,若电池余量和可用无线资源充分,则应用处理器450(AP)可将调制解调器400和RFIC250控制为可通过4G基站和5G基站接收信息。
另一方面,图2的多重收发系统(multi-transceiving system)可以将各个无线系统(radio System)的发送部和接收部整合为一个收发部。由此,具有可以从RF前端(Front-end)去除整合两个类型的系统信号的电路部分的优点。
另外,由于可以用整合的收发部来控制前端部件,因此与收发系统按通信系统分开的情形相比,可以更有效地整合前端部件。
另外,在按通信系统分开的情况下,不能根据需要控制不同的通信系统,或者会加重因此引起的系统延迟(system delay),从而不能有效地分配资源。相反,如图2所示的多重收发系统可以根据需要控制不同的通信系统,并能够使因此引起的系统延迟最小,从而具有能够有效地分配资源的优点。
另一方面,第一功率放大器210和第二功率放大器220可在第一通信系统和第二通信系统中的至少一方工作。关于此,当5G通信系统在4G频段或Sub6频段工作时,第一功率放大器210和第二功率放大器220在第一通信系统和第二通信系统均可以工作。
相反,当5G通信系统在毫米波(mm Wave)频段工作时,第一功率放大器210和第二功率放大器220中的任意一方可以在4G频段工作,而另一方可以在毫米波频段工作。
另一方面,通过将发送部和接收部整合,可以利用收发兼用天线来用一个天线实现两个彼此不同的无线通信系统。此时,如图2所示,可利用四个天线来实现4x4 MIMO。此时,也可以通过下行链路(DL)进行4x4 DL MIMO。
另一方面,若5G频段为Sub6频段,则第一天线ANT1至第四天线ANT4可构成为在4G频段和5G频段均工作。相反,若5G频段为毫米波(mm Wave)频段,则第一天线ANT1至第四天线ANT4可构成为在4G频段和5G频段中的任意一个频段工作。此时,若5G频段为毫米波(mmWave)频段,则额外的多个天线可以分别在毫米波频段构成为阵列天线。
另一方面,可利用四个天线中与第一功率放大器210和第二功率放大器220连接的两个天线来实现2x2 MIMO。此时,可通过上行链路(UL)进行2x2UL MIMO(2Tx)。另外,不限定于2x2UL MIMO,也可以实现为1Tx或4Tx。此时,若5G通信系统实现为1Tx,则第一功率放大器210和第二功率放大器220中的任意一方在5G频段工作即可。另一方面,若5G通信系统实现为4Tx,则还可以设置有在5G频段工作的额外的功率放大器。或者,可从一个或两个发送路径分别分支发送信号,并将分支的发送信号连接于多个天线。
另一方面,在相当于RFIC250的RFIC内部设置有开关形态的分离器(Splitter)或功率分配器(power divider),由此无需在外部配置额外的部件,并可以改善部件组装性。具体而言,可通过在相当于控制部250的RFIC内部使用SPDT(Single Pole Double Throw;单刀双掷)形态的开关,来选择两个彼此不同的通信系统的发送部(TX)。
另外,本发明的可在多个无线通信系统中工作的电子设备还可以包括双工器231(duplexer)、过滤器232以及开关233。
双工器231构成为使发送频段和接收频段的信号彼此分离。此时,通过第一功率放大器210和第二功率放大器220发送的发送频段的信号通过双工器231的第一输出端口施加到天线ANT1、ANT4。相反,低噪声放大器310、340通过双工器231的第二输出端口接收通过天线ANT1、ANT4接收到的接收频段的信号。
过滤器232可构成为仅使发送频段或接收频段的信号通过(pass)而阻断(block)剩余频段的信号。此时,过滤器232可由与双工器231的第一输出端口连接的发送过滤器和与双工器231的第二输出端口连接的接收过滤器构成。作为替代方案,过滤器232可构成为根据控制信号仅使发送频段的信号通过或者仅使接收频段的信号通过。
开关233构成为仅传递发送信号和接收信号中的任意一种。在本发明的一实施例中,开关233可以以SPDT(Single Pole Double Throw;单刀双掷)形态构成,以将发送信号和接收信号以时分双工(TDD:Time Division Duplex)方式分离。此时,发送信号和接收信号是同一频段的信号,由此双工器231可以以循环器(circulator)形态实现。
另一方面,在本发明的另一实施例中,开关233也可以应用于频分双工(FDD:TimeDivision Duplex)方式。此时,开关233可以以DPDT(Double Pole Double Throw;双刀双掷)形态构成,以能够分别连接或阻断发送信号和接收信号。另一方面,由于能够通过双工器231来分离发送信号和接收信号,因此开关233不是必需的。
另一方面,本发明的电子设备还可以包括相当于控制部的调制解调器400。此时,可将RFIC250和调制解调器400分别称作第一控制部(或第一处理器)和第二控制部(第二处理器)。另一方面,RFIC250和调制解调器400可实现为在物理上分开的电路。或者,RFIC250和调制解调器400可以在物理上用一个电路实现而在逻辑上或功能上区分。
调制解调器400可通过RFIC250来进行对基于彼此不同的通信系统的信号的发送和接收的控制以及信号处理。调制解调器400可通过从4G基站和/或5G基站接收到的控制信息(Control Information)获取信号。在此,控制信息可通过物理下行链路控制信道(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)接收,但是不限定于此。
调制解调器400可将RFIC250控制为在特定时间和频率资源下通过第一通信系统和/或第二通信系统发送和/或接收信号。由此,RFIC250可以将包括第一功率放大器210和第二功率放大器220在内的发送电路控制为在特定时间区间发送4G信号或5G信号。另外,RFIC250将包括第一低噪声放大器310至第四低噪声放大器340在内的接收电路控制为在特定时间区间接收4G信号或5G信号。
下面,对具有设置有如图2所示的多重收发系统的本发明的在宽带工作的宽带天线(例如,锥形天线)的电子设备的具体工作和功能进行说明。
在本发明的5G通信系统中,5G频段可包括高于LTE频段的Sub6频段和/或LTE频段。如上所述,有必要对电子设备提供能够将4G通信系统和5G通信系统均支持的宽带天线。关于此,本发明提供能够从低频段到约5GHz频段工作的宽带天线(例如,锥形天线)。
图3是示出能够配置本发明的电子设备的多个天线的结构的例子。参照图3,在电子设备100的背面可配置有多个天线1110a至1110d或1150B。作为替代方案,在电子设备100的侧面可配置有多个天线1110S1、1110S2。在此,电子设备除了在用户终端(UE)实现之外,还可以在通信中继装置(communication relay apparatus)、小型小区基站或基站等实现。在此,通信中继装置可以是能够在室内提供5G通信服务的用户驻地设备(CPE:CustomerPremises Equipment)。另外,本发明的锥形天线除了电子设备之外,还可以搭载于车辆(vehicle)而提供4G通信服务和5G通信服务。
另一方面,参照图2,在电子设备100的侧面或背面可配置有多个天线(例如,锥形天线)ANT1~ANT4。
另一方面,参照图2和图3,可通过相当于多个天线ANT1~ANT4的多个天线1110a~1110d来发送或接收至少一个以上的信号。关于此,多个天线1110a~1110d可分别构成为一个锥形天线。电子设备可通过多个锥形天线1110a~1110d中的任意一个天线来与基站进行通信。或者,电子设备可通过多个锥形天线1110a~1110d中的两个以上的天线来与基站进行多输入多输出(MIMO)通信。
另一方面,本发明可在电子设备100的侧面通过多个锥形天线1110S1和1110S2来发送或接收至少一个以上的信号。也可以与图示不同地,在电子设备100的侧面通过多个锥形天线1110S1~1110S4来发送或接收至少一个以上的信号。另一方面,电子设备可通过多个锥形天线1110S1~1110S4中的任意一个天线来与基站通信。或者,电子设备可通过多个锥形天线1110S1~1110S4中的两个以上的天线来与基站进行多输入多输出(MIMO)通信。
另一方面,本发明可在电子设备100的背面和/或侧面通过多个锥形天线1110a~1110d、1150B、1110S1~1110S4来发送或接收至少一个以上的信号。另一方面,电子设备可通过多个锥形天线1110a~1110d、1150B、1110S1~1110S4中的任意一个天线来与基站进行通信。另外,电子设备可通过多个锥形天线1110a~1110d、1150B、1110S1~1110S4中的两个以上的天线来与基站进行多输入多输出(MIMO)通信。
下面,对本发明的设置有锥形天线的电子设备进行说明。
关于此,图4A和图4B示出了本发明的可在从低频段到约5GHz频段工作的宽带天线(例如,锥形天线)的详细的结构。具体而言,图4A示出了本发明的锥形天线的三维结构的立体图。另一方面,图4B示出了本发明的锥形天线的三维结构图的侧视图。
参照图4A和图4B,本发明的具备天线的电子设备包括锥形天线1100。
具体而言,锥形天线1100包括相当于上部基板的第一基板S1、相当于下部基板的第二基板S2以及锥形辐射体1100R。另外,锥形天线1100还包括金属贴片1101、短路销1102、馈电部1105。
另外,锥形天线1100还可以包括外肋1103,和通过外肋1103来与第一基板S1固定的紧固件1104。另外,锥形天线1100还可以包括非金属支撑件1106和紧固馈电部1105的紧固件1107。在此,紧固件1104、1107可由具有规定直径的如螺丝钉(screw)的紧固件实现。
关于此,第二基板S2可与第一基板S1隔开规定间隔,并可以设置有接地层(GND)。另一方面,锥形辐射体1100R可设置于第一基板S1与第二基板S2之间。具体而言,锥形辐射体1100R可垂直连接第一基板S1和第二基板S2之间,以连接第一基板S1和第二基板S2。另外,就锥形辐射体1100R而言,其上部与第一基板S1连接,其下部与第二基板S2连接,在其上部设置有上部开口部。
另一方面,金属贴片1101可形成于第一基板S1,并与上部开口部隔开。具体而言,金属贴片1101的内侧形状可形成为圆形,以与上部开口部的轮廓线的形状对应。由此,可形成为使从锥形辐射体1100R辐射的信号通过金属贴片1101的内侧而耦合。
另一方面,金属贴片1101可以仅在一侧配置为包围锥形天线1100的上部开口的一部分区域。由此,可以使包括金属贴片1101在内的锥形天线1100的整体大小最小化。
另一方面,短路销1102形成为将金属贴片1101和第二基板S2的接地层(GND)电连接。另一方面,短路销1102可以实现为将具有规定直径的如螺丝钉的紧固件插入到如介电体的结构内部的结构。
关于此,锥形天线有必要实现为小尺寸,以在电子设备内配置多个锥形天线。可将为此目的的本发明的锥形天线结构称作“带短路销的锥(Cone with shorting pin)”或“带短路支撑件的锥(Cone with shorting supporter)”。
关于此,短路销或短路支撑件的数量可以是一个或两个。具体而言,短路销或短路支撑件的数量不限于此,可根据应用变更。然而,本发明的“带短路销的锥”或“带短路支撑件的锥”中短路销或短路支撑件的数量可实现为一个或两个,以使天线大小小型化。
具体而言,短路销1102可在金属贴片110与第二基板S2之间形成一个。通过如上所述的一个短路销1102,可以防止在锥形天线的辐射图中产生空值(null)。对此的工作原理和技术特征将在图7A和图7B详细说明。
关于此,普通锥形天线存在因仰角(elevation angle)方向的视轴上产生辐射图的空值而降低接收性能的问题。为了解决这种问题,本发明可通过锥形天线1110与一个短路销1102连接的结构,从仰角方向的视轴去除辐射图的空值。因此,本发明可以几乎在所有方向上改善接收性能。
关于此,参照图4A,设置有一个短路销的锥形天线形成馈电部1105-锥形辐射体1100R-金属贴片1101-短路销1102-接地层(GND)的电流路径。如上所述,可通过馈电部1105-锥形辐射体1100R-金属贴片1101-短路销1102-接地层(GND)的非对称电流路径,来防止在仰角方向的视轴上产生辐射图的空值的现象。
另一方面,馈电部1105形成在第二基板S2上,并通过下部开口部传递信号。为此,馈电部1105的端部以环状形成,以与下部开口部的形状对应。
另一方面,本发明的锥形天线为了在结构上固定锥形辐射体1100R和第一基板S1和第二基板S2,还可以包括至少一个非金属支撑件1106。为此,非金属支撑件1106构成为垂直连接第一基板S1和第二基板S2,以支撑第一基板S1和第二基板S2。另一方面,由于非金属支撑件1106不是金属且未与金属贴片1101电连接,因此不会影响锥形天线1100的电特性。因此,非金属支撑件1106可在第一基板S1和第二基板S2的左侧上部、右侧上部、左侧下部以及右侧下部配置为垂直连接并支撑第一基板S1和第二基板S2。然而,不限于此,可根据应用变更为能够支撑第一基板S1和第二基板S2的多种结构。
另一方面,外肋1103可与锥形辐射体1100R形成为一体,并通过紧固件1104来与第一基板S1连接。在此,外肋1103可在锥形辐射体1100R的相向位置上由两个外肋实现。
另一方面,紧固件1107可通过馈电部1105端部(即,环状)的内部来与第二基板S2连接。因此,通过紧固件1107,能够固定形成有馈电部1105的第二基板S2和锥形辐射体1100R。因此,紧固件1107不仅发挥向锥形辐射体1100R传递信号的馈电部的作用,而且还发挥将锥形辐射体1100R固定于第二基板S2的作用。
另一方面,图5A和图5B示出了本发明的带单短路销的锥(Cone with singleshorting pin)结构的锥形天线的主视图。关于此,带单短路销的锥结构是由一个短路销(或短路支撑件)实现的锥形天线。具体而言,图5A示出了圆状的金属贴片配置于锥形辐射体的上部开口的一侧的形状。相反,图5B示出了四边形形状的金属贴片配置于锥形辐射体的上部开口的一侧的形状。
参照图5A和图5B,本发明的电子设备包括锥形天线1100。另外,电子设备还可以包括收发部电路1250。
另一方面,参照图4A至图5B,锥形天线1100形成于作为上部基板的第一基板和作为下部基板的第二基板之间。另一方面,锥形天线1100可以包括金属贴片1101、1101'、1101a、1101b以及短路销1102。在此,金属贴片1101可形成于锥形天线1100的上部开口部的一侧的周边区域。关于此,金属贴片1101可形成在第一基板上。在此,锥形天线1100可以是仅指中空(hollow)的锥形天线,或者指包括金属贴片1101的整体天线结构。
具体而言,金属贴片1101、1101'、1101a、1101b可形成于锥形天线1100的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的上部。由此,金属贴片1101可配置于从锥形天线1100的上部开口部沿z轴隔开相当于第一基板的厚度的位置。如上所述,在金属贴片1101配置于第一基板的上部的情况下,具有能够进一步使锥形天线1100的大小小型化的优点。具体而言,可通过在包括金属贴片1101的锥形天线1100的上部区域配置具有规定介电常数的第一基板,具有能够进一步使锥形天线1100的大小小型化的优点。
或者,金属贴片1101、1101'、1101a、1101b可形成于锥形天线1100的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的下部。因此,金属贴片1101可以与锥形天线1100的上部开口部在z轴上的同一平面上隔开规定距离。如上所述,在金属贴片1101配置于第一基板的下部的情况下,第一基板可作为包括金属贴片1101的锥形天线1100的天线罩(radome)进行工作。因此,具有可从外部保护包括金属贴片1101的锥形天线1100,并且能够增加锥形天线1100的增益的优点。
短路销1102构成为连接金属贴片1101、1101'、1101a、1101b与在第二基板形成的接地层(GND)之间。如上所述,通过连接金属贴片1101和形成于第二基板的接地层(GND)之间的短路销1102,具有可以使锥形天线1100的大小小型化的优点。另一方面,短路销1102的数量可以是一个或两个。当短路销1102的数量为一个时会最有利于小型化锥形天线1100。因此,短路销1102可在金属贴片与作为下部基板的第二基板之间形成为一个短路销。然而,短路销的数量不限于此,从锥形天线1100的性能和结构稳定性考虑也可以使用两个以上的短路销。根据应用,除了短路销1102之外剩余的一部分销可实现为非金属形态的非金属支撑销(non-metal supporting pin)。
收发部电路1250可通过馈电部1105来与锥形辐射体1100R连接,并控制为通过锥形天线1100辐射信号。关于此,如图2所示,收发部电路1250可将功率放大器210、低噪声放大器310设置于前端。因此,收发部电路1250可将功率放大器210控制为通过锥形天线1100辐射被功率放大器210放大的信号。另外,收发部电路1250可将低噪声放大器310控制为使从锥形天线1100接收到的信号通过低噪声放大器310来放大。另外,收发部电路1250可将收发部电路1250内部的元件控制为通过锥形天线1100发送和/或接收信号。
关于此,在电子设备设置有多个锥形天线的情况下,收发部电路1250可控制为通过多个锥形天线中的至少一个来发送和/或接收信号。可将收发部电路1250仅通过一个锥形天线来发送或接收信号的情形称作1Tx或1Rx。相反,可将收发部电路1250通过两个以上的锥形天线来发送或接收信号的情形根据天线的数量而称作nTx或nRx。
例如,可将收发部电路1250通过两个锥形天线来发送或接收信号的情形称作2Tx或2Rx。然而,可将收发部电路1250通过两个锥形天线来发送或接收具有相同数据的第一信号和第二信号情形称作1Tx或2Rx。如上所述,可将收发部电路1250通过两个锥形天线来发送或接收具有相同数据的第一信号和第二信号的情形称作分集模式。
另一方面,如图5A所示,金属贴片1101可以是圆形贴片(circular patch)形状。
另外,如图5B所示,金属贴片1101也可以形成为四角贴片(rectangular patch)形状。根据应用,从天线小型化和性能方面考虑,金属贴片1101可实现为圆形贴片或任意形状的多边形贴片。在此,任意的多边形贴片形状可以随着多边形的边数的增加而近似于圆形贴片形状。
参照图5A,金属贴片1101可形成为外侧形状(outer side shape)为圆状的圆形贴片。另一方面,圆形贴片的内侧(inner side shape)可形成为圆状,以与上部开口部的轮廓线的形状对应。由此,具有使从锥形天线辐射的信号通过圆形贴片1101的内侧而耦合,从而能够优化天线性能的优点。
参照图5B,金属贴片1101'可形成为外侧形状为四边形形状的四角贴片。另一方面,四角贴片的内侧形状可形成为圆状,以与上部开口部的轮廓线的形状对应。由此,具有使从锥形天线辐射的信号通过四角贴片1101的内侧而耦合,从而能够优化天线性能的优点。
另一方面,通过具有比锥形天线的上部开口部更大的开口部的金属贴片1101、1101'的开口部,可以形成谐振长度。因此,使从锥形天线1100辐射的信号可通过金属贴片1101、1101'内侧而耦合。由此,具有可通过具有比锥形天线的上部开口部更大的开口部的金属贴片1101、1101'开口部来使锥形天线1100小型化的优点。
关于此,在如图5A和图5B的带单短路销的锥结构中,锥形天线1100的长度和宽度,即LxW可以是0.13x0.14l。因此,以作为普通贴片天线的大小的0.5l为基准,可以小型化为约1/4倍。另一方面,以作为设置有短路销的贴片天线的大小的0.25l为基准,可以小型化为约1/2倍。在此,由于包括金属贴片1101的锥形天线1100的长度和宽度,即LxW为0.13x0.14l,因此锥形天线1100的上部开口部的大小可以小于该大小。
因此,在本发明的锥形天线1100中,金属贴片1101可以仅在一部分区域形成为包围锥形天线1100的上部开口部的一部分区域。因此,具有能够使包括金属贴片1101的锥形天线1100的大小最小化的优点。
另外,锥形天线1100的高度、长度以及宽度,即HxLxW可以是0.06x0.13x0.14l。因此,设置有金属贴片1101和短路销1102的本发明的锥形天线1100具有与现有锥形天线相比可以减小高度的优点。因此,本发明的设置有金属贴片1101和短路销1102的锥形天线1100具有不仅可在xy平面上减小天线的大小,而且还可在z轴上减小天线高度的优点。
另一方面,图6A和图6B示出了本发明另一实施例的由圆形贴片和短路销构成的锥形天线的主视图。在图6A中,锥形天线1100a可设置有圆形贴片1101a和两个短路销1102a。另一方面,锥形天线1100a可通过两个短路销1102a和剩余的非金属支撑销来连接第一基板和第二基板。
关于此,图6A和图6B示出了本发明一实施例的设置有带双短路销的锥(Cone withsingle shorting pin)结构的锥形天线的电子设备。在此,带双短路销的锥结构是通过两个短路销(或短路支撑件)来实现的锥形天线。在此,图6A和图6B的结构不限于带双短路销的锥结构,可以是带单短路销的锥结构。关于此,两个支撑结构中的一个可由短路销实现,而剩余的一个可由非金属支撑件实现。具体而言,可用图4A的非金属支撑件1106来替代图6A的短路销1102a中的一个。因此,非金属支撑件1106中的一个可形成在配置于另一侧的金属贴片。
参照图6A和图6B,本发明的电子设备包括锥形天线1100a。另外,电子设备还可以包括收发部电路1250。
另一方面,参照图4A至图6B,锥形天线1100a形成于作为上部基板的第一基板与作为下部基板的第二基板之间。另一方面,锥形天线1100a可包括金属贴片1101a和短路销1102a。在此,金属贴片1101a可形成于锥形天线1100a的上部开口部的周边区域。关于此,金属贴片1101可形成于第一基板上。
另一方面,金属贴片1101a可由圆形贴片实现为将锥形天线1100a的整个上部开口部包围。然而,不限于此,金属贴片1101a也可以由包围锥形天线1100a的一部分上部开口部的圆形贴片实现。因此,圆形贴片可以在锥形天线1100a的上部开口部的两侧均形成或在一侧形成。
因此,在本发明的锥形天线1100a中,圆形贴片1101a可在整个区域形成为包围锥形天线1100a的上部开口部的整个区域。具体而言,如圆形贴片1101a的金属贴片可以在一侧和与一侧对应的另一侧均配置,以将锥形天线的上部开口的整个区域包围。
因此,与设置有仅在一侧配置的金属贴片的情形相比,设置有对称形状的圆形贴片1101a和短路销1102a的锥形天线1100a的整体大小会稍微增加。然而,设置有对称形态的圆形贴片1101a和短路销1102a的锥形天线1100a具有辐射图为对称形状且可以实现为宽带特性的优点。
另一方面,在本发明的锥形天线1100a中,圆形贴片1101a可以仅在一部分区域形成为包围上部开口部的一部分区域。因此,具有能够使包括金属贴片1101a的锥形天线1100a的大小最小化的优点。
具体而言,金属贴片1101a可形成于锥形天线1100a的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的上部。由此,金属贴片1101a可配置于从锥形天线1100a的上部开口部沿z轴隔开相当于第一基板的厚度的位置。如此,在金属贴片1101a配置于第一基板的上部的情况下,具有可以进一步使锥形天线1100a的大小小型化的优点。具体而言,可通过在包括金属贴片1101a的锥形天线1100的上部区域配置具有规定介电常数的第一基板,具有进一步使锥形天线1100的大小小型化的优点。
另外,金属贴片1101可形成于锥形天线1100a的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的下部。因此,金属贴片1101a可以在z轴上的同一平面上与锥形天线1100a的上部开口部隔开规定间隔。如此,在金属贴片1101a配置于第一基板的下部的情况下,第一基板可作为包括金属贴片1101a的锥形天线1100a的天线罩工作。因此,具有可从外部保护包括金属贴片1101a的锥形天线1100a,且可以增加锥形天线1100a的增益的优点。
短路销1102a连接金属贴片1101a和形成于第二基板的接地层(GND)之间。如此,可通过连接金属贴片1101a和形成于第二基板的接地层(GND)之间的短路销1102a,具有使锥形天线1100a的大小小型化的优点。
收发部电路1250与锥形天线1100b连接,并可以控制为通过锥形天线1100b来辐射信号。关于此的详细说明用在图5A和图5B中的说明替代。
参照图6A,金属贴片1101a可由外侧形状为圆状的圆形贴片形成。另一方面,圆形贴片的内侧形状可形成为圆形,以与所述上部开口部的轮廓线的形状对应。由此,具有使从锥形天线辐射的信号通过圆形贴片1101a的内侧而耦合,从而能够优化天线性能的优点。
另一方面,通过具有比锥形天线的上部开口部更大的开口部的金属贴片1101a的开口部,可以形成谐振长度。因此,使从锥形天线1100a辐射的信号可通过圆形贴片1101a的内侧而耦合。因此,具有可通过具有比锥形天线的上部开口部更大的开口部的圆形贴片1101a的开口部来使锥形天线1100a小型化的优点。
关于此,图6A的在圆形贴片带双短路销的锥(Cone with two shorting pin oncircular patch)结构中,锥形天线1100a的长度和宽度,即LxW可以是0.22x0.22l。由此,以作为普通贴片天线的大小的0.5l为基准,可以小型化为约1/2倍。另一方面,能够以比作为设置有短路销的贴片天线的大小的0.25l更小的大小来实现。关于此,由于包括圆形贴片1101a的锥形天线1100a的长度和宽度,即LxW为0.22x0.22l,因此锥形天线1100a的上部开口部的大小可实现为小于该大小。
另外,锥形天线1100a的高度、长度以及宽度,即HxLxW可以是0.07x0.22x0.22l。因此,与现有锥形天线相比,设置有圆形贴片1101a和短路销1102a的本发明的锥形天线1100a具有可以减小高度的优点。因此,本发明的设置有圆形贴片1101a和短路销1102a的锥形天线1100a具有不仅可以在xy平面上减小天线的大小,而且还可以在z轴上减小天线高度的优点。
另一方面,图6B示出了本发明另一实施例的设置有带双短路销的锥结构的锥形天线的电子设备。关于此,带双短路销的锥结构是由两个短路销(或短路支撑件)实现的锥形天线。在此,图6A和图6B的结构不限于带双短路销的锥结构,可以是带单短路销的锥结构。关于此,两个支撑结构中的一个可由短路销实现,而剩余的一个可由非金属支撑件实现。具体而言,可以用图4A的非金属支撑件1106来替代图6B的短路销1102b中的一个。由此,非金属支撑件1106中的一个可形成于在另一侧配置的金属贴片1101b1。
参照图6B,本发明的电子设备包括锥形天线1100b。另外,电子设备还可以包括收发部电路1250。
另一方面,参照图4A至图6B,锥形天线1100b形成于作为上部基板的第一基板和作为下部基板的第二基板之间。另一方面,锥形天线1100a可包括金属贴片1101b和短路销1102b。在此,金属贴片1101b可形成于锥形天线1100b的上部开口部的周边区域。关于此,金属贴片1101可形成于第一基板上。
另一方面,金属贴片1101b可由包围锥形天线1100b的整个上部开口部的四角贴片实现。然而,不限于此,金属贴片1101b也可以由包围锥形天线1100b的一部分上部开口部的四角贴片实现。因此,四角贴片可以在锥形天线1100a的上部开口部的两侧均形成或形成于一侧。
由此,在本发明的锥形天线1100b中,四角贴片1101b可以实质上在整个区域形成为包围锥形天线1100b上部开口部区域。关于此,为了减小四角贴片1101b的大小,可以在支撑锥形天线1100b的紧固件1104周边区域不形成四角贴片1101b。因此,四角贴片1101b可分别配置于锥形天线1100b的左侧区域和右侧区域。
关于此,金属贴片1101b可包括第一金属贴片1101b1和第二金属贴片1101b2。具体而言,第一金属贴片1101b1可以在所述上部开口部的左侧形成为包围锥形天线1100b的上部开口部。另外,第二金属贴片1101b2可以在所述上部开口部的右侧形成为包围锥形天线1100b的上部开口部。
由此,第一金属贴片1101b1和第二金属贴片1101b2可通过形成为金属图案分离来减小整体天线的大小。关于此,若第一金属贴片1101b1和第二金属贴片1101b2彼此连接,则金属贴片1101b可部分地用作辐射体。因此,由于受频宽比锥形天线1100b窄的金属贴片1101b的影响,一部分频宽可能会由于意外的谐振而被限制。
为了防止这种频宽限制,第一金属贴片1101b和第二金属贴片1101b2可形成为金属图案分离。由此,通过第一金属贴片1101b和第二金属贴片1101b2,金属图案分离的锥形天线1100b可以作为宽带天线工作。因此,在与形成所述上部开口部的外缘对应的区域可以不形成第一金属贴片1101b和第二金属贴片1101b2。
因此,与设置有仅在一侧配置的金属贴片的情形相比,设置有在左侧区域和右侧区域分别配置的对称形态的四角贴片1101b和短路销1102b的锥形天线1100b的宽度会稍微增加。关于此,图5的非对称形态的四角贴片结构的宽度W为0.13l,而图6B的对称形态的四角贴片结构的宽度W为0.14l。即,对称形态的四角贴片结构的宽度W实质上增加的不大。另一方面,设置有对称形态的四角贴片1101b和短路销1102b的锥形天线1100b具有辐射图为对称形态且可以实现为宽带特性的优点。
具体而言,四角贴片1101b可形成于锥形天线1100b的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的上部。由此,金属贴片1101b可配置于从锥形天线1100b上部开口部沿z轴隔开相当于一基板的厚度的位置。如此,在金属贴片1101b配置于第一基板的上部的情况下,具有可以进一步使锥形天线1100b的大小小型化的优点。具体而言,可通过在包括金属贴片1101b的锥形天线1100的上部区域配置具有规定介电常数的第一基板,具有进一步小型化锥形天线1100b的大小的优点。
另外,四角贴片1101b可形成于锥形天线1100b的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的下部。由此,金属贴片1101b可以与锥形天线1100b的上部开口部在z轴上的同一平面上隔开规定间隔。如此,在金属贴片1101b配置于第一基板的下部的情况下,第一基板可作为包括金属贴片1101b的锥形天线1100b的天线罩工作。因此,具有可以从外部保护包括金属贴片1101b的锥形天线1100b,而且可以增加锥形天线1100b的增益的优点。
短路销1102b连接金属贴片1101a和在第二基板形成的接地层(GND)之间。由此,通过连接金属贴片1101a和在第二基板形成的接地层(GND)之间的短路销1102a,具有可以使锥形天线1100a的大小小型化的优点。
收发部电路1250可与锥形天线1100b连接,并控制为通过锥形天线1100b来辐射信号。关于其的详细说明用在图5中的说明来替代。
参照图6B,四角贴片1101b可由外侧形状为四边形形状的四角贴片形成。另一方面,四角贴片的内侧形状可形成为圆形,以与所述上部开口部的轮廓线的形状对应。由此,具有使从锥形天线辐射的信号通过四角贴片1100b的内侧而耦合,从而可以优化天线性能的优点。
另一方面,通过具有比锥形天线的上部开口部更大的开口部的四角贴片1101b的圆形开口部,可以形成谐振长度。因此,使从锥形天线1100b辐射的信号可通过四角贴片1101b的内侧而耦合。因此,具有可通过具有比锥形天线的上部开口部更大的开口部的四角贴片1101b的圆形开口部来使锥形天线1100b小型化的优点。
关于此,图6B的在双四角贴片带双短路销的锥(Cone with two shorting pin ontwo rectangular patch)结构中,锥形天线1100b的长度和宽度,即LxW可以是0.14x0.14l。由此,以作为普通贴片天线的大小的0.5l为基准,可以小型化为约1/4倍。另一方面,以作为设置有短路销的贴片天线的大小的0.25l为基准,可以小型化为约1/2倍。在此,由于包括圆形贴片1101b的锥形天线1100b的长度和宽度,即LxW为0.14x0.14l,因此锥形天线1100b的上部开口部大小可以实现为小于该大小。
另外,锥形天线1100b的高度、长度以及宽度,即HxLxW可以是0.07x0.14x0.14l。由此,设置有四角贴片1101b和短路销1102b的本发明的锥形天线1100b具有与现有锥形天线相比可以减小高度的优点。因此,本发明的设置有四角贴片1101b和短路销1102b的锥形天线1100b具有不仅可在xy平面上减小天线的大小,而且还可在z轴上减小天线高度的优点。
另一方面,图5A至图6B的锥形天线1100、1100a、1100b可形成为上部直径大于下部直径的锥形的(tapered)圆锥状。另外,图5A至图6B的锥形天线1100、1100a、1100b可通过形成为中空的圆锥状来减小设置有锥形天线1100、1100a、1100b的电子设备的重量。
另一方面,图5A至图6B的锥形天线1100、1100a、1100b可包括外肋1103和紧固件1104。关于此,外肋1103可以形成锥形天线1100、1100a、1100b的上部开口部。另外,外肋1103可以连接作为上部基板的第一基板和锥形天线1100、1100a、1100b。另一方面,紧固件1104可以连接外肋1103和作为上部基板的第一基板。具体而言,在外肋1103的相向的区域上可通过两个紧固件1104,从结构上紧固锥形天线1100、1100a、1100b和第一基板。
另一方面,图5A至图6B的短路销1102、1102a、1102b可在相当于金属贴片1101、1101a、1102a的边界的另一侧的中央部形成。由此,可以使包括金属贴片1101、1101a、1102a的锥形天线1100、1100a、1100b的大小最小化。
另一方面,在图5A的金属贴片1101'包围锥形天线1100的上部开口部的一部分区域的情况下,短路销1102的数量可以是一个。因此,具有可通过一个短路销1102和仅在锥形天线1100的一侧配置的金属贴片1101来减小整体天线的大小的优点。
另一方面,在图6A和图6B的金属贴片1101a、1101b形成为实质上包围锥形天线1100a、1100b的上部开口部的整个区域的情况下,短路销1102a、1102b的数量可以是两个。在金属贴片1101a、1101b形成为实质上包围上部开口部的整个区域的情况下,增加短路销1102a、1102b的数量会有利于整体天线特性的改善和结构稳定。
另一方面,在具备本发明的锥形天线的电子设备中,通过锥形天线,几乎在所有方向上具有优异的接收性能。具体而言,锥形天线的辐射图在仰角方向的视轴上也具有优异的接收性能。关于此,图7A示出了如设置有两个短路销的锥形天线的对称结构的辐射图。相反,图7B示出了如设置有一个短路销的锥形天线的结构的辐射图。
参照图7A,在辐射图中,设置有两个短路销的锥形天线在仰角(elevation angle)方向的视轴上产生空值(null),因此存在降低接收性能的问题。为了解决这种问题,本发明可通过锥形天线1110与一个短路销1102连接的结构,从仰角方向的视轴去除辐射图的空值。关于此,参照图4A,设置有一个短路销的锥形天线形成馈电部1105-锥形辐射体1100R-金属贴片1101-短路销1102-接地层(GND)的电流路径。如此,通过馈电部1105-锥形辐射体1100R-金属贴片1101-短路销1102-接地层(GND)的非对称电流路径,能够防止在仰角方向的视轴上产生辐射图的空值的现象。
参照图7B,设置有一个短路销的锥形天线,可以在仰角方向的视轴上去除辐射图中产生的空值。由此,本发明具有几乎可以在所有方向上改善接收性能的优点。
以上,对具备本发明一方面的设置有金属贴片1101、1101a、1101b和短路销1102、1102a、1102b的锥形天线1100、1100a、1100b的电子设备进行了说明。下面,对具备本发明另一方面的设置有金属贴片1101、1101a、1101b和馈电部1105的锥形天线1100、1100a、1100b的电子设备进行说明。在此,馈电部1105形成于作为下部基板的第二基板上,并通过锥形天线100、1100a、1100b的下部来传递信号。另一方面,本发明的电子设备还可以包括收发部电路1250(transceiver circuit)。
另一方面,参照图4A至图6B,锥形天线1100、1100a、1100b形成于作为上部基板的第一基板和作为下部基板的第二基板之间。另一方面,锥形天线1100、1100a、1100b可包括金属贴片1101、1101a、1101b、短路销1102、1102a、1102b以及馈电部1105。在此,金属贴片1101、1101a、1101b可形成于锥形天线1100、1100a、1100b的上部开口部的一侧的周边区域。关于此,金属贴片1101可形成在第一基板上。
具体而言,金属贴片1101、1101a、1101b可形成于锥形天线1100、1100a、1100b的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的上部。由此,金属贴片1101、1101a、1101b可配置于从锥形天线1100、1100a、1100的上部开口部沿z轴隔开相当于第一基板的厚度的位置。如此,在金属贴片1101、1101a、1101b配置于第一基板的上部的情况下,具有能够进一步使锥形天线1100、1100a、1100b的大小小型化的优点。具体而言,具有可通过在包括金属贴片1101、1101a、1101b的锥形天线1100、1100a、1100的上部区域配置具有规定介电常数的第一基板来进一步使锥形天线1100、1100a、1100b的大小小型化的优点。
或者,金属贴片1101、1101a、1101b可形成于锥形天线1100、1100a、1100b的上部开口部的周边区域,并配置于第一基板的下部。由此,金属贴片1101、1101a、1101b可以与锥形天线1100、1100a、1100b的上部开口部在z轴上的同一平面上隔开规定间隔。如此,在金属贴片1101、1101a、1101b配置于第一基板的下部的情况下,第一基板可作为锥形天线1100、1100a、1100b的天线罩工作。由此,可从外部保护包括金属贴片1101、1101a、1101b的锥形天线1100、1100a、1100b。另外,具有可以增加锥形天线1100、1100a、1100b的增益的优点。
短路销1102、1102a、1102b连接金属贴片1101、1101a、1101b和形成于第二基板的接地层(GND)之间。如此,可通过连接金属贴片1101、1101a、1101b和形成于第二基板的接地层(GND)之间的短路销1102、1102a、1102b来减小整体天线的大小。另一方面,短路销1102、1102a、1102b的数量可以是一个或两个。
收发部电路1250与锥形天线1100连接,并可以控制为通过锥形天线1100、1100a、1100b来辐射信号。关于此,在电子设备设置有多个锥形天线的情况下,收发部电路1250可控制为通过多个锥形天线中的至少一个来发送和/或接收信号。可将收发部电路1250仅通过一个锥形天线来发送或接收信号的情形称作1Tx或1Rx。相反,可将收发部电路1250通过两个以上的锥形天线来发送或接收信号情形,根据天线的数量称作nTx或nRx。
例如,可将收发部电路1250通过两个锥形天线来发送或接收信号的情形称作2Tx或2Rx。但是,在收发部电路1250通过两个锥形天线来发送或接收具有相同的数据的第一信号和第二信号的情况下,可以称作1Tx或2Rx。如此,可将收发部电路1250通过两个锥形天线来发送或接收具有相同的数据的第一信号和第二信号的情形称作分集模式。
另一方面,金属贴片1101、1101b可以是四角贴片形状。关于此,就金属贴片1101a的形状而言,可根据应用且从天线小型化以及性能方面考虑,而实现为圆形贴片或任意的多边形贴片形状。关于此,任意的多边形贴片形状可随着多边形的边数的增加而逐渐近似于圆形贴片。
另一方面,馈电部1105可在作为下部基板的第二基板上以与锥形天线100、1100a、1100b的形状对应的形状形成。关于此,图8示出了对本发明的锥形天线进行馈电的馈电部和锥形天线的紧固结构和对锥形天线进行馈电的与锥形天线的形状对应的馈电部。
参照图5A至图6B、图8,馈电部1105可在作为下部基板的第二基板上形成为与锥形天线1000、1100a、1100b的形状对应的形状,即馈电部1105的端部可形成为环状。
由此,馈电部1105可通过锥形天线100、1100a、1100b的下部来传递信号,并通过锥形天线100、1100a、1100b的上部开口部和金属贴片1101、1101a、1101b来辐射信号。
另一方面,图9A和图9B示出了本发明一实施例的设置有圆形贴片和短路销的锥形天线的反射系数特性。具体而言,图9A示出了设置有圆形贴片和短路销的实芯(solid)锥形天线的反射系数特性。相反,图9B示出了设置有圆形贴片和短路销的中空(hollow)锥形天线的反射系数特性。在此,图9B的设置有圆形贴片和短路销的锥形天线与图6的设置有圆形贴片1101a和短路销1102a的锥形天线1100a对应。在此,短路销1102a的数量为两个。
参照图9A和图9B,实芯锥形天线和中空锥形天线的反射系数在从0.6GHz到5GHz的宽带条件下具有-7dB以下的良好的特性。另外,实芯锥形天线和中空锥形天线的反射系数在从0.6GHz到5GHz的宽带条件下具有非常相似的特性。因此,本发明可以采用中空锥形天线,以减小设置有至少一个锥形天线的电子设备的重量。
更详细地说,图9A和图9B的实芯锥形天线和中空锥形天线的工作频率从617MHz开始。作为一例,在图9A和图9B中,实芯锥形天线和中空锥形天线的尺寸如下表1。
表1
另一方面,图10A和图10B示出了本发明一实施例的设置有四角贴片和短路销的锥形天线的反射系数特性。具体而言,图10A示出了设置有四角贴片和短路销的实芯锥形天线的反射系数特性。相反,图10B示出了设置有四角贴片和短路销的中空锥形天线的反射系数特性。在此,图10B的设置有四角贴片和短路销的锥形天线与图6的设置有四角贴片1101和短路销1102的锥形天线1100对应。在此,短路销1102a的数量为一个。参照图9A和图9B,实芯锥形天线和中空锥形天线的反射系数在从1.4GHz到5GHz的宽带条件下具有-7dB以下的良好的特性。另外,实芯锥形天线和中空锥形天线的反射系数为在从1.4GHz到5GHz的宽带条件下具有相似的特性。更详细地说,在5GHz附近的高频段条件下中空锥形天线的反射系数特性比实芯锥形天线的反射系数特性更优异。由此,为了减小至少设置有一个锥形天线的电子设备的重量,并且在高频段条件下改善反射系数特性,本发明可采用中空锥形天线。
更详细地说,图10A和图10B的实芯锥形天线和中空锥形天线的工作频率从1.4GHz开始。作为一例,在图10A和图10B中,实芯锥形天线和中空锥形天线的尺寸如下表2。
表2
另一方面,图11A和图11B示出了本发明另一实施例的设置有圆形贴片和短路销的锥形天线的反射系数特性。图11A和图11B示出了设置有圆形贴片和短路销的中空锥形天线的反射系数特性。关于此,图9B示出了从第一频率(614MHz)开始工作的锥形天线的反射系数特性。相反,图11A和图11B示出了分别从第二频率(800MHz)和第三频率(1400MHz)开始工作的锥形天线的反射系数特性。参照图6、图9B、图11A以及图11B,可以看出设置有圆形贴片和两个短路销的锥形天线分别可以从第一频率(614MHz)、第二频率(800MHz)、第三频率(1400MHz)到5GHz进行工作。在此,可将从第一频率(614MHz)、第二频率(800MHz)、第三频率(1400MHz)开始工作的锥形天线分别称作具有圆形贴片的第一类型锥形天线、第二类型锥形天线以及第三类型锥形天线。
因此,关于图9B、图11A以及图11B,具有圆形贴片的第一类型锥形天线、第二类型锥形天线以及第三类型锥形天线的尺寸如表3。另外,为了比较,表3还示出了具有四角贴片和一个短路销的锥形天线的尺寸。
表3
参照表3的具有圆形贴片的第一类型锥形天线、第二类型锥形天线以及第三类型锥形天线的尺寸,其可以缩放到相同的波长尺寸。由此,若确定工作频段中最低的频率,则可以提供根据该频率的波长自动进行锥形天线的设计的设计上的便利。另一方面,从整体天线大小的小型化观点来看,在图5A至图6B的锥形天线结构中,图5B的具有一个短路销1102的四角贴片1101结构的锥形天线1100可在该频率条件下实现为最小尺寸。具体而言,与图6的具有两个短路销1102a的圆形贴片1101a结构的锥形天线1100a相比,图5B的具有一个短路销1102的四角贴片1101结构的锥形天线1100可以减小约25%程度的大小(从0.21λ减小到0.15λ)。
另一方面,图12A和图12B示出了随锥形天线的上部开口部和金属贴片之间的间隔变化而变化的反射系数特性。在此,锥形天线的上部开口部和金属贴片之间的间隔以3mm为基准变更为1mm、4mm、7mm。
图12A示出了在锥形天线的上部开口部和金属贴片配置在同一层上的情况下,随着上部开口部和金属贴片之间的间隔变化而变化的反射系数特性。参照图4和图6,金属贴片1101a可配置于作为上部基板的第一基板的背面上。另外,锥形天线1100a的外肋1103可通过紧固件1104来与第一基板连接。
相反,图12B示出了在锥形天线的上部开口部和金属贴片配置在不同的层上的情况下,随着上部开口部和金属贴片之间的间隔变化而变化的反射系数特性。参照图4和图6,金属贴片1101a可配置于作为上部基板的第一基板的正面上。另外,锥形天线1100a的外肋1103可通过紧固件1104来与第一基板连接。由此,金属贴片1101a可配置于比锥形天线1100a高第一衬底的厚度的位置。
参照图12A和图12B,可以看出随着锥形天线的上部开口部和金属贴片之间的间隔变化,反射系数变化不大。因此,锥形天线1100a和金属贴片1101a之间的耦合级别几乎可以忽视。然而,在低频段条件下,锥形天线1100a和金属贴片1101a之间的耦合会影响低频率谐振。因此,有必要根据锥形天线1100a的工作频段中的最低频率例如第一频率(614MHz)或第三频率(1400MHz),使间隔保持为规定级别以上。
图13A和图13B示出了随着本发明的锥形天线的下部直径(lower diameter)变化而变化的反射系数特性。关于此,图13A示出了对于具有从第一频率(614MHz)开始工作的两个短路销和圆形贴片的锥形天线的反射系数特性。相反,图13B示出了对于具有从第三频率(1400MHz)开始工作的一个短路销和四角贴片的锥形天线的反射系数特性。具体而言,图13B相当于图5A和图5B的具有一个短路销1102和四角贴片1101的锥形天线1100。在图13A和图13B中,以2mm为基准,将锥形天线的下部直径变更为1mm、3mm、5mm。
参照图4至图6B、图8、图13A和图13B,可以看出随着锥形天线1100、1100a、1100b的下部直径变小,在高频段条件下的匹配特性得到了改善。另外,还可以看出随着锥形天线1100、1100a、1100b的下部直径变小,频宽特性得到了改善。
另一方面,图14示出了随本发明的锥形天线的上部直径(upper diameter)变化而变化的反射系数特性。在此,以5mm为基准,将锥形天线1100的上部直径大小分别变更为10mm、15mm、20mm。在此,可以看出,中间频段(mid band)的匹配特性随着上部直径变大而变化。
在此,可以看出,即便上部直径的大小发生变化,在低频段条件下的匹配特性没有大的变化。因此,在本发明的锥形天线1100、1100a、1100b中,即便减小上部开口部的大小,低频段特性也不会发生大的变化。因此,本发明的锥形天线1100、1100a、1100b具有能够在不增加锥形天线自身的大小的情况下,通过增加耦合的金属贴片的大小而在低频段工作的优点。因此,具有在设置有至少一个锥形天线的电子设备中,不增加锥形天线自身的大小,也能够在低频段条件下工作的优点。由此,具有使设置有至少一个锥形天线的电子设备在宽带工作并且能够减小其重量和厚度的优点。
另一方面,图15示出了在圆形贴片结构中随短路销直径变化而变化的反射系数特性。在此,短路销的数量为两个,短路销的直径以2mm为基准变更为1mm、3mmm、5mm。参照图15,短路销的直径变化对低频段的匹配特性产生很大的影响。另外,短路销的直径变化对低频段的谐振频率产生很大的影响。
具体而言,可以看出,虽然随着短路销的直径增加,在低频段条件下的特性得到改善,但是在中间频段和高频段条件下的特性会稍微恶化。这是因为在短路销的直径增加到规定直径以上的情况下,可以等效为在低频段条件下发生电短路。相反,若短路销的直径增加到规定直径以上,则中间频段和高频段条件下会因短路销自身而产生不必要的辐射(unwanted radiation)。
因此,本发明能够选择不仅在中间频段和高频段条件下将反射系数特性保持为规定水准,而且还可以在低频段条件下改善性能的最优短路销直径。例如,可通过对从第一频率(614MHz)开始工作的锥形天线,将短路销直径设定为5mm来改善包括第一频率在内的低频段条件下的性能。相反,可通过对从第三频率(1400MHz)开始工作的锥形天线,将短路销直径设定为1mm或3mm来改善在中间频段和高频段条件下的性能。
关于此,可将彼此不同的两个短路销配置于彼此不同的位置,并通过开关元件来选择任意一个短路销。具体而言,可通过改变图5B的具有一个短路销1102的四角贴片1101结构而构成为具有两个短路销(第一短路销和第二短路销)的四角贴片1101。
此时,为了改善低频段特性,可以将第一短路销的直径设定为第一直径(例如:5mm)。另外,为了改善中间频段和高频段特性,可以将第二短路销的直径设定为第二直径(例如:1mm或3mm)。另一方面,第一短路销和第二短路销可构成为在四角贴片1101的相向的一侧以及另一侧与四角贴片1101连接。另外,可将第一开关和第二开关设置为将第一短路销和第二短路销与四角贴片1101连接。此时,随着仅第一开关导通(ON),第一短路销与四角贴片1101连接,由此能够改善低频段条件下的特性。相反,随着仅第二开关导通(ON),第二短路销与四角贴片1101连接,由此能够改善中间频段和高频段条件下的特性。另一方面,这种开关方式的短路销结构除了四角贴片结构之外还可以应用于圆形贴片结构。
另一方面,图16A和图16B示出了在本发明的锥形天线结构中随着金属贴片形状的变化而变化的反射系数特性。图16A是在具有两个短路销的锥形天线结构中比较反射系数特性的图。具体而言,图16A是在金属贴片为圆形或四边形,尤其为正四边形(square)的情况下,比较反射系数特性的图。
相反,图16B是在具有一个短路销的锥形天线结构中比较反射系数特性的图。具体而言,图16B是在金属贴片为圆形或四边形,尤其为正四边形(square)的情况下,比较反射系数特性的图。在图16A和图16B中,锥形天线可从第三频率(1400MHz)开始工作。
参照图16A,可以看出,在采用两个短路销的情况下,正四边形贴片在比圆形贴片更低的频段条件下谐振,从而整体频宽特性更好。另外,在高频段条件下正四边形贴片的频宽特性比圆形贴片更好。
相反,参照图16B,可以看出,在采用一个短路销的情况下,圆形贴片和四角贴片的特性没有大的变化。另一方面,通常圆形贴片的大小小于四角贴片的大小。然而,在圆形贴片结构中,因锥形天线自身的大小增加,反而增大整体天线的大小。因此,从整体天线大小方面来看,四角贴片结构可能会更有利。
图17A和图17B示出了在本发明的锥形天线结构中随着短路销位置的变化而变化的反射系数特性。图17A示出了在具有两个短路销的圆形贴片结构中,随着圆形贴片内部区域中的短路销的相对位置(外、中、内)的变化而变化的反射系数特性。另一方面,图17B示出了在具有一个短路销的四角贴片结构中,随着在四角贴片内部区域中的短路销的相对位置(中间、边缘)的变化而变化的反射系数特性。
参照图17A,可以看出,短路销的位置对低频段和中间频段产生影响。具体而言,在短路销配置于圆形贴片的外侧区域的情况下,可以改善在中间频段条件下的频宽性能。相反,在短路销配置于圆形贴片的内侧区域的情况下,可以改善在低频段条件下的谐振特性。由此,在从第一频率(614MHz)开始工作的锥形天线中,短路销配置于金属贴片的内侧会有利。相反,在从第三频率(1400MHz)开始工作的锥形天线中,短路销配置于金属贴片的外侧会有利。
另外,参照图17B,从低频段性能方面来看,短路销配置于四角贴片的一侧中心会比配置于四角贴片的一侧边缘区域更有利。关于此,图17B的结构是具有从第三频率(1400MHz)开始工作的一个短路销的四角贴片结构的环形天线。
图18A和图18B示出了在本发明的锥形天线结构中,随着短路销形成结构的变化而变化的反射系数特性。具体而言,对短路销以直线(straight)形态和以倾斜(tilted)形态连接在作为上部基板的第一基板和作为下部基板的第二基板的结构进行比较。
图18A是从第一频率(614MHz)开始工作的锥形天线结构,图18B是从第三频率(1400MHz)开始工作的锥形天线结构。关于此,短路销倾斜的形态可以是与连接锥形天线的上部开口部和下部开口部的线的斜率对应的形态。
参照图18A和图18B,可以看出,当短路销以直线形态连接时,反射系数特性在整个频段上的平均表现优于倾斜形态。因此,就基于短路销的短路效果(short effect)而言,对金属贴片提供短路效应的贡献分量(contribution)比对锥形天线提供短路效应的贡献分量起主导作用(dominant)。
图19A至图19C示出了本发明的随着短路销数量变化而变化的反射系数特性以及增益变化。具体而言,图19A示出了随着短路销数量变化而变化的反射系数特性。关于此,图19A是对如图5A或图6A的设置有圆形贴片1101a的锥形天线1100的模拟结果。另一方面,随着短路销的数量增加到两个、三个、四个,短路销可以以180度、120度、90度的间隔配置。另一方面,在短路销的数量为一个的情况下,圆形贴片1101a可以仅在一侧形成。
参照图19A,可以看出,随着短路销的数量变化,在低频段条件下的反射系数变化大。尤其,在短路销为一个或两个的情况下,会产生双重谐振,锥形天线呈宽带特性。然而,当短路销的数量增加到三个或四个时,不会产生双重谐振,锥形天线呈窄带特性。
另一方面,图19B示出了随着短路销的数量增加而变化的最小谐振频率(Frmin)。参照图19B,随着短路销的数量从一个增加到四个,最小谐振频率增加。因此,随着短路销的数量从一个增加到四个,整体频宽会减小。关于此,若在短路销的数量为一个的情况下最小谐振频率为1.1GHz,则锥形天线可在从1.1GHz到5GHz条件下工作。另一方面,若在短路销的数量为两个的情况下最小谐振频率为1.4GHz,则锥形天线可在从1.4GHz到5GHz条件下工作。相反,若在短路销的数量为四个的情况下最小谐振频率为3.2GHz,则锥形天线可在从3.2GHz到5GHz条件下工作。
另一方面,图19C是按频率示出随着短路销的数量的变化而变化的增益特性。参照图19C,随着短路销的数量增加,在低频段条件下的锥形天线的增益减小。因此,为了在低频段条件下使锥形天线增益保持为恒定且减小整体天线的大小,可以使用一个或两个短路销。
以上,对本发明的多种结构的锥形天线结构和根据其的模拟结果进行了说明。下面,对设置有本发明的多个锥形天线的电子设备的结构进行说明。另一方面,前述本发明的多种结构的锥形天线结构和根据其的模拟结果可以应用于以下的说明。
与此相关地,图20A示出了设置有本发明的多个锥形天线的电子设备的形状。另外,图20B示出了设置有本发明的多个锥形天线、收发部电路以及处理器的电子设备的结构。
参照图20A,电子设备可包括四个锥形天线、即第一锥形天线1100-1至第四锥形天线1100-4。在此,锥形天线的数量可根据应用以多种方式变更。在此,参照图5A至图8以及图20A,第一锥形天线1100-1至第四锥形天线1100-4可实现为相同的形状,以实现相同的天线性能。另外,第一锥形天线1100-1至第四锥形天线1100-4可实现为不同的形状,以实现最优的天线性能以及最优的配置结构。
在此,电子设备除了在用户终端(UE)实现之外,还可以在通信中继装置、小型小区基站或基站等实现。在此,通信中继装置可以是能够在室内提供5G通信服务的用户驻地设备。
另一方面,参照图20B,电子设备包括多个锥形天线、例如包括第一锥形天线1100-1至第四锥形天线1100-4。另外,电子设备还可以包括收发部电路1250。另外,电子设备还可以包括处理器1400。在此,处理器1400可以是控制收发部电路1250的基带处理器。
另一方面,参照图5A至图8、图20A以及图20B,锥形天线1100-1~1100-4可设置有金属贴片1101、1101'、1101a、1101b、锥形辐射体1100R以及馈电部1105。
锥形辐射体1100R形成为连接第一基板S1和与第一基板S1隔开规定间隔的第二基板S2。另外,锥形辐射体1100R可构成为具有上部开口部和下部开口部。
另一方面,金属贴片1101、1101'、1101a、1101b可形成于第一基板S1,并与上部开口部隔开。另外,馈电部1105形成在第二基板S2上,并且其端部形成为与下部开口部的形状对应的环状,以使通过下部开口部传递信号。
另外,锥形天线1100-1~1100-4还可以包括短路销1102、1102a、1102b。在此,短路销1102、1102a、1102b可构成为连接金属贴片1101、1101a、1101b和在第二基板上形成的接地层(GND)。另一方面,短路销1102可在金属贴片1100、1100'和第二基板S2之间由一个短路销形成。通过如上所述的一个短路销1102,能够防止在锥形天线的辐射图产生空值(null)。
另一方面,馈电部1105可以形成为与锥形天线1100-1~1100-4的下部区域的形状对应的环状。另外,本发明的锥形天线1100还可以包括通过馈电部1105端部的内部与第二基板S2连接的紧固件1107。由此,可通过紧固件1107来紧固形成有馈电部1105的第二基板S2和锥形辐射体1100R。
另一方面,金属贴片1101'、1101b可由外侧形状为四边形形状的四角贴片形成。作为替代方案,金属贴片1101a可由外侧形状为圆状的圆形贴片形成。关于此,四角贴片1101',1101b的内侧形状可以形成为与上部开口部的轮廓线的形状对应的圆状。由此,四角贴片1101'、1101b的内侧形状可以以圆形形成为从锥形天线1100-1~1100-4辐射的信号通过四角贴片1101'、1101b的内侧而耦合。
另一方面,金属贴片1101、1101'可以仅在一部分区域形成为包围锥形天线1100-1~1100-4的上部开口部的一部分区域。由此,可以使具有包括金属贴片、1101、1101'的锥形天线1100-1~1100-4的整体天线的大小最小化。
另一方面,锥形天线1100-1~1100-4可在作为上部基板的第一基板与作为下部基板的第二基板之间形成。另一方面,收发部电路1250与锥形天线1100-1~1100-4连接,并可以控制为通过锥形天线1100-1~1100-4中的至少一个来辐射信号。具体而言,收发部电路1250通过馈电部1105与锥形辐射体1100R连接,并可以控制为通过锥形天线1100来辐射信号。
另一方面,金属贴片1101、1101a、1101b可形成(配置)于锥形天线1100-1~1100-4的上部开口部的一侧的周边区域。另外,馈电部1105形成在第二基板上,并构成为通过锥形天线1100-1~1100-4的下部来传递信号。
另一方面,多个锥形天线的配置结构和基于其的信号收发方法如下。关于此,锥形天线1100-1~1100-4可配置于电子设备的左侧上部、右侧上部、左侧下部以及右侧上部上。优选,这种锥形天线1100-1~1100-4的配置形态为在电子设备内彼此之间的隔开距离最大。由此,锥形天线1100-1~1100-4之间彼此干扰会最小,这会有利于多输入多输出(MIMO)或分集工作。
关于此,处理器1400可构成为控制收发部电路1250的工作。尤其,处理器1400可将收发部电路1250控制为通过锥形天线1100-1~1100-4进行多输入多输出(MIMO)。
以上,对设置有本发明的锥形天线的电子设备进行了说明。下面,对设置有锥形天线的电子设备的技术效果进行说明。
根据本发明,在电子设备配置有中空的锥形天线,由此具有减小电子设备的重量的优点。
另外,根据本发明,用一个短路销与相邻配置于锥形天线的金属贴片连接,由此具有能够在几乎所有方向上提高接收性能的优点。
另外,根据本发明,使设置有短路销和金属贴片的锥形天线连接在电子设备内的上部基板与下部基板之间,由此具有能够将宽带天线配置于电子设备内的优点。
另外,根据本发明,将金属贴片仅配置于锥形天线的上部开口部的一侧,由此具有能够使整体天线的大小最小化的优点。
另外,根据本发明,将多种形状的金属贴片配置于锥形天线的上部开口部周边,由此具有可根据天线工作频率以及设计条件来提供最优结构的宽带天线的优点。
另外,根据本发明,能够通过优化在锥形天线上部区域中配置金属贴片的区域和短路销的数量,具有能够使整体天线的大小最小化且优化天线特性的优点。
通过以下的详细说明,会进一步清楚可应用本发明的追加范围。但是,由于本领域普通技术人员可以清楚理解在本发明思想以及范围内的多种变更和修正,因此应该理解为如详细说明和本发明的优选实施例的特定实施例仅为示例。
与前述本发明相关地,多个锥形天线和执行对于其的控制的结构的设计以及驱动可由在记录有程序的介质中计算机可读取的代码来实现。计算机可读取的介质包括存储有可由计算机系统读取的数据的所有种类的记录装置。计算机可读取的介质的例有硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)、固态盘(Solid State Disk,SSD)、硅盘驱动器(Silicon DiskDrive,SDD)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置等,且也可以载波(例如,基于因特网的传输)的形态实现。并且,所述计算机也可以包括终端的控制部。因此,以上所述的详细的说明在所有方面上不应被理解为限制性的,而是应当被理解为是示例性的。本发明的范围应当由对权利要求书的合理的解释而定,本发明的等价范围内的所有变更应当落入本发明的范围。
Claims (20)
1.一种电子设备,其特征在于,包括锥形天线和收发部电路,
所述锥形天线包括:
第一基板;
第二基板,与所述第一基板隔开规定间隔,且设置有接地层;
锥形辐射体,设置于所述第一基板与所述第二基板之间,该锥形辐射体的上部与所述第一基板连接,下部与所述第二基板连接,且在上部设置有上部开口部;
金属贴片,形成于所述第一基板,且与所述上部开口部隔开;以及
短路销,将所述金属贴片和所述第二基板的所述接地层电连接,
所述收发部电路通过馈电部与所述锥形辐射体连接,且被控制为通过所述锥形天线辐射信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述短路销在所述金属贴片与所述第二基板之间由一个短路销形成,
通过所述一个短路销,防止在所述锥形天线的辐射图中产生空值。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述馈电部形成在所述第二基板上,并通过所述锥形辐射体的下部开口部传递所述信号,
所述馈电部的端部以环状形成为与所述下部开口部的形状对应。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
还包括紧固件,所述紧固件通过所述馈电部端部的内部与所述第二基板连接,
通过所述紧固件来固定形成有所述馈电部的所述第二基板和所述锥形辐射体。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述金属贴片仅在所述锥形天线的所述上部开口部的一侧配置,以包围所述上部开口部的一部分区域,由此使包括所述金属贴片的所述锥形天线的大小最小化。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述金属贴片在所述锥形天线的所述上部开口部的一侧以及与所述一侧对应的另一侧均配置,以包围所述上部开口部的整个区域。
7.根据权利要求5或6所述的电子设备,其特征在于,
还包括至少一个非金属支撑件,该至少一个非金属支撑件垂直连接所述第一基板和所述第二基板,以支撑所述第一基板和所述第二基板。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其特征在于,
所述非金属支撑件中的一个形成在配置于所述另一侧的金属贴片上,
通过在配置于所述一侧的金属贴片上形成的一个短路销,防止在所述锥形天线的辐射图中产生空值。
9.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述金属贴片由外侧形状为四边形形状的四角贴片形成,
所述四角贴片的内侧形状以圆形形成为与所述上部开口部的轮廓线的形状对应,由此使从所述锥形天线辐射的信号通过所述四角贴片的内侧而耦合。
10.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述金属贴片由轮廓形状为圆状的圆形贴片形成,
所述圆形贴片的内侧形状以圆形形成为与所述上部开口部的外侧形状对应,由此使从所述锥形天线辐射的信号通过所述圆形贴片的内侧而耦合。
11.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述金属贴片包括:
第一金属贴片,在所述锥形天线的所述上部开口部的左侧形成为包围所述上部开口部;以及
第二金属贴片,在所述锥形天线的所述上部开口部的右侧形成为包围所述上部开口部。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,
所述第一金属贴片和所述第二金属贴片形成为金属图案分离,
在与形成所述上部开口部的外缘对应的区域不形成所述第一金属贴片和所述第二金属贴片,使得所述锥形天线作为宽带天线工作。
13.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述锥形天线形成为上部直径大于下部直径的锥形的圆锥状,
所述锥形天线以中空的圆锥状形成。
14.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述锥形天线还包括:
外肋,形成所述锥形天线的所述上部开口部,且将所述锥形辐射体与所述第一基板连接;以及
紧固件,连接所述外肋和所述第一基板,
在所述外肋的相向的区域上,通过两个所述紧固件从结构上紧固所述锥形辐射体和所述第一基板。
15.一种电子设备,其特征在于,包括锥形天线和收发部电路,
所述锥形天线包括:
锥形辐射体,形成为连接第一基板和与所述第一基板隔开规定间隔的第二基板,且该锥形辐射体设置有上部开口部和下部开口部;
金属贴片,形成于所述第一基板,且与所述上部开口部隔开;以及
馈电部,形成于所述第二基板,且通过所述下部开口部传递信号,
所述收发部电路通过所述馈电部与所述锥形辐射体连接,且被控制为通过所述锥形天线辐射信号。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述锥形天线由配置在所述电子设备的左侧上部、右侧上部、左侧下部以及右侧下部的多个锥形天线实现,
所述电子设备包括控制所述收发部电路的工作的处理器,
所述处理器将所述收发部电路控制为通过所述多个锥形天线进行多输入多输出MIMO。
17.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述锥形天线还包括连接所述金属贴片和所述第二基板的接地层之间的短路销,
所述馈电部的端部由环状构成为与所述下部开口部的形状对应。
18.根据权利要求17所述的电子设备,其特征在于,
所述短路销在所述金属贴片和所述第二基板之间由一个短路销形成,
通过所述一个短路销,防止在所述锥形天线的辐射图中产生空值。
19.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述锥形天线还包括通过所述馈电部端部的内部与所述第二基板连接的紧固件,
通过所述紧固件来固定形成有所述馈电部的所述第二基板和所述锥形辐射体。
20.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述金属贴片仅在所述锥形天线的所述上部开口部的一侧配置,以包围所述上部开口部的一部分区域,由此使包括所述金属贴片的所述锥形天线的大小最小化。
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