CN113767523A - 前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线 - Google Patents

Abstract

描述了前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线。各种实施方式形成能够进行毫米波形和/或微波波形传输的天线单元。天线单元的底部屏蔽结构限定空腔，其中，各种实施方式包括空腔内的一个或多个阻尼结构。一些实施方式包括由底部屏蔽结构限定的空腔内的缝隙天线，诸如共面波导(CPW)直馈式缝隙天线，以形成背腔式缝隙天线。一些实施方式将顶部屏蔽结构连接到底部屏蔽结构以包住缝隙天线。在一个或多个实施方式中，顶部屏蔽结构包括孔径窗，以允许频率范围大约在600兆赫(MHz)到72千兆赫(GHz)之间并且由缝隙天线辐射的波形从天线单元向外辐射。

Description

前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线

相关申请

本申请要求于2019年3月14日提交的名称为“Front-Shielded,CoplanarWaveguide,Direct-Fed,Cavity-Backed Slot Antenna(前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线)”的美国专利申请16/353,117号的优先权，其全部公开内容都通过引用并入本文。

背景技术

无线通信的进化对包括相应无线功能的设备提出了更高的要求。例如，增加的传输频率转化为较小的波长。这些较小的波长对与收发器路径相关联的电子电路系统构成了挑战，诸如大小、准确度、干扰、屏蔽等。为了进一步加剧这些挑战，支持无线通信的设备通常具有其中并入支持硬件的受限空间，从而对设备如何实施这些特征施加了附加限制。

附图说明

虽然所附的权利要求具体地说明了本技术的特征，但是这些技术以及其目的和优点可以从下列结合附图进行的详细描述中得到最好的理解，在附图中：

图1是根据一个或多个实施方式的其中可以采用前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线的典型环境的概述；

图2图示了根据一个或多个实施方式的示例天线单元；

图3图示了根据一个或多个实施方式的示例底部屏蔽结构；

图4图示了根据一个或多个实施方式的示例共面波导直馈式缝隙天线；

图5图示了根据一个或多个实施方式的示例顶部屏蔽结构；

图6图示了根据一个或多个实施方式的对各种结构进行分层以形成天线单元的进程；

图7图示了根据一个或多个实施方式的天线视图的横截面视图；

图8图示了根据一个或多个实施方式的天线阵列；

图9图示了根据一个或多个实施方式的天线阵列的示例放置；

图10图示了根据一个或多个实施方式的利用天线单元来进行电磁波传输的示例流程图；

图11图示了根据一个或多个实施方式的示例单端口缝隙天线；

图12a和图12b图示了根据一个或多个实施方式的示例差分驱动双端口缝隙天线；

图13图示了根据一个或多个实施方式的示例差分驱动双端口缝隙天线；

图14图示了根据一个或多个实施方式的示例差分驱动双端口缝隙天线；

图15图示了根据一个或多个实施方式的示例差分驱动双端口缝隙天线；

图16图示了根据一个或多个实施方式的在天线单元中利用差分驱动双端口缝隙天线的流程图；以及

图17是根据一个或多个实施方式的示例计算设备的图示，该计算设备可以用于采用前屏蔽、共面波导直馈式单端口或差分驱动双端口缝隙天线。

具体实施方式

转向附图，其中，相似的参考数字是指相似的元件，本公开的技术被图示为在合适的环境中实施。下列描述是基于权利要求的实施例，并且不应被视为限制关于在本文中未被明确描述的替代实施例的权利要求。

本文中所描述的技术提供了前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线。各种实施方式形成能够进行诸如微波或毫米电磁波形的电磁波形传输的天线单元。通常，微波或毫米电磁波形驻留在大约在600兆赫(MHz)和72千兆赫(GHz)之间的频率范围内。短语“大约在......之间”意味着频率范围可以包括与理想和/或准确值的真实频率偏差，其中，频率偏差仍然能操作以维持成功的无线通信。天线单元的底部屏蔽结构限定空腔，其中，各种实施方式包括空腔内的一个或多个非辐射阻尼结构。一些实施方式包括由底部屏蔽结构限定的空腔内的缝隙天线，诸如共面波导(CPW)直馈式缝隙天线，以形成背腔式缝隙天线。一些实施方式将顶部屏蔽结构连接到底部屏蔽结构以包住缝隙天线。在一个或多个实施方式中，顶部屏蔽结构包括孔径窗，以允许诸如微波或海米电磁波形的电磁波形传输，由缝隙天线辐射，以从天线单元向外辐射。

一些实施方式通过在金属板中形成孔径来提供多个馈送缝隙天线，其中，孔径具有沿至少一个轴延伸的形状。轴将孔径平分为两个部分，以便第一平分部分具有第一几何类型，并且第二平分部分具有第二几何类型，该第二几何类型是与第一几何类型相关联的左右对称形状类型。在各种实施方式中，孔径配置为使用多个信号馈送诸如微波或毫米电磁波形的辐射电磁波形传输。

现在考虑示例环境，其中可以采用本文中所描述的各个方面。

示例环境

图1图示了示例环境100，该环境100包括移动电话形式的示例计算设备102。在这里，计算设备102包括无线通信能力，这些能力通过诸如无线局域网(WLAN)、无线电信网络、无线(Wi-Fi)接入点等的一个或多个无线网络，促进各种计算设备之间的双向链接。计算设备102的各种实施方式支持与第五代无线系统(5G)相关联的毫米波和/或微波通信交换。在实施方式中，微波或毫米电磁波形驻留在大约在600兆赫(MHz)和72千兆赫(GHz)之间的频率范围内。短语“大约在......之间”意味着频率范围可以包括与理想和/或准确值的真实频率偏差，其中，频率偏差仍然能操作以维持成功的无线通信。例如，在能操作以在通信系统内维持成功的无线通信的599.999MHz下辐射的波形被视为“大约在”600MHz到72GHz的频率范围内。

计算设备102包括一个或多个天线单元104，其中，每个各自的天线都与前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线单元对应。虽然在共面波导缝隙天线的场境下进行了描述，但是要认识到，在不偏离所要求的主题的范围的情况下，可以利用其他类型的缝隙天线和/或天线馈送机构。

通常，缝隙天线是指导电结构，包括(例如但不限于)金属结构，诸如包括孔径、孔和/或缝隙的扁平金属板。将源信号施加到金属结构，导致孔径辐射电磁波形，从而实施天线。金属板内的孔径的大小、形状和/或深度通常与结果天线的所需共振频率对应。

缝隙天线可以被可替代地或附加地修改，以更改相关联的辐射模式。例如，一般而言，背腔式缝隙天线包括空腔，该空腔在缝隙天线的金属板后面没有电子电路系统。这会从缝隙天线生成单向辐射模式。

作为替代或附加修改，各种缝隙天线利用共面波导向背腔式缝隙天线馈送，以传播高频率信号，诸如与毫米波长和/或微米波长相关联的信号。因此，共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线是指在缝隙天线后面包括空腔并且具有共面波导作为信号馈送的缝隙天线。各种实施方式利用单端口信号馈送，而替代或附加实施方式利用多端口信号馈送。

在各种实施方式中，通过将前屏蔽结构覆盖在底部屏蔽结构和缝隙天线的顶部以形成天线单元，天线单元104在屏蔽结构中包住共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线。除了在与包括在顶部屏蔽结构中的开口和/或孔径对应的位置处的屏蔽外，天线单元还形成封闭屏蔽单元，具有围绕该单元的屏蔽。各种实施方式将顶部屏蔽的孔径放置在缝隙天线的辐射部分上，以允许辐射信号在所需位置离开天线单元，并且在围绕顶部屏蔽结构的孔径的区域中提供屏蔽。这允许天线单元安装到非传统位置处的设备，因为屏蔽防止辐射信号泄露到不需要的位置，诸如有电子电路系统的区域。

计算设备102可以包括单天线单元和/或多天线单元。在一些场景中，计算设备102将多个天线单元放置在不同的位置，以创建特定辐射模式。作为一个示例，第一天线单元可以放置在计算设备的后面，第二天线单元可以放置在计算设备的前面，第三天线单元可以放置在计算设备的左侧，等等。作为另一个示例，多个天线单元可以形成天线阵列，如本文中进一步描述的。在一个或多个实施方式中，每个各自的天线单元都包括底部屏蔽结构106、缝隙天线108和顶部屏蔽结构110。

底部屏蔽结构106代表外壳结构，该外壳结构形成和/或限定没有电子电路系统的空腔。例如，在一些实施方式中，底部屏蔽结构106的形状与敞开的3维(3D)矩形盒对应，该敞开的3维矩形盒在底部具有扁平矩形板以及在矩形盒内共同形成空腔的延伸边。底部屏蔽结构106可以用诸如铜合金、钢、铝、铜、锡等的任何合适类型的材料形成。在一些实施方式中，为底部屏蔽结构选择的材料可以是基于相邻电路系统的特性、屏蔽所需的电磁辐射模式和/或频率、成本等。作为一个示例，钢金属具有比铜合金更好的低频屏蔽性能。相反，铜合金具有比钢更好的更高频屏蔽性能。因此，对于高频屏蔽，各种实施方式使用铜合金来形成底部屏蔽结构。在替代或附加实施方式中，底部屏蔽结构由钢形成，以屏蔽低频信号。底部屏蔽结构的厚度、大小和形状可以可替代地或附加地基于屏蔽所需的电磁辐射模式和/或频率的特性。作为一个示例，结构的厚度和形状可以形成具有预定大小、形状和/或体积的空腔，以达到所需的性能因子(例如，传输带宽、共振频率等)。在一些实施方式中，底部屏蔽结构106包括用于抑制、消除和/或转移有损共振的阻尼结构，诸如3D矩形板，如本文中进一步描述的。

缝隙天线108代表放置在底部屏蔽结构106的空腔顶部和/或该空腔内的缝隙天线。在一个或多个实施方式中，缝隙天线108是使用扁平的、导电金属板形成的，该导电金属板包括一个或多个孔径、缝隙和/或孔。在扁平金属板中形成的一个或多个孔径的数量、大小和/或形状可以是基于任何合适的特性，诸如相应的缝隙天线的所需共振频率和/或所需共振频率范围。作为简化示例，各种实施方式包括金属板内的矩形缝隙，其中，缝隙具有与所需共振频率对应的长度和与所需带宽对应的宽度。然而，也可以利用其他形状，诸如环形缝隙、具有共面波导馈送的环形缝隙、矩形环缝隙、锥形缝隙等。因此，缝隙天线108代表缝隙天线的任何合适的配置。各种实施方式对缝隙天线108和底部屏蔽结构106之间的介电材料进行分层，为天线单元添加支持。

顶部屏蔽结构110代表顶部屏蔽层，该顶部屏蔽层有效地连接和/或密封到底部屏蔽结构106，以从由天线单元内部的缝隙天线辐射的信号提供信号屏蔽。在各种实施方式中，顶部屏蔽结构110包括孔径、孔和/或缝隙，它部分打开封闭结构，以允许辐射波形通过开口从天线单元向外传播。因此，孔径可以放置在缝隙天线108的辐射部分上，以控制信号从什么地方离开天线单元和天线单元在什么地方提供屏蔽。类似于底部屏蔽结构，各种实施方式对缝隙天线108和顶部屏蔽结构之间的介质进行分层。

计算设备102还包括一个或多个无线链接组件112，该组件通常代表用于维持无线链接的硬件、固件和/或软件组件的任何组合(例如，协议栈、信号生成、信号路由、信号解调、信号调制等)。例如，无线链接组件112可以包括协议栈、收发器路径、调制器、解调器、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)等。无线链接组件112电子地和/或磁力地耦合到天线单元104，使计算设备102能够与其他设备无线通信，诸如通过通信云116与计算设备114通信。

通信云116通常代表促进各种计算设备之间的双向链接的任何合适类型的通信网络。这可以包括移动电话网络、WLAN、传感器网络、卫星通信网络、地面微波网络等。因此，通信云116可以包括多个相互连接的通信网络，这些网络包括多个相互连接的元件，本文提供了这些元件的示例。在该示例中，通信云116使计算设备102能够与计算设备114通信，其中，计算设备114通常代表能够促进无线通信的任何类型的设备，诸如服务器、台式计算设备、基站、蜂窝移动电话、智能手表等。

已经描述了示例操作环境，在该操作环境中，可以利用本文中所描述的各种实施方式的方面，现在考虑对根据一个或多个实施方式的前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线的一般讨论。

前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线

随着越来越多的设备包括无线通信能力，现有无线通信系统的资源变得紧张。例如，当更多设备共享同一频带时，共享频段可能变得过度饱和。为了解决这种紧张，诸如5G通信系统等各种通信系统正在扩展到更高频频谱中。这些更高频段不仅对成功的信号传输和接收构成挑战，而且它们也可能对硬件产生负面影响，诸如通过使电子能源效率低、对信号处理提出了高要求、引入更多相位噪声、影响设备的形状因子，等等。作为一个示例，通过添加支持这些更高频率但是向设备添加大小和凸起的伸缩天线，计算设备的形状因子可能会受到负面影响。当计算设备有固定大小来容纳各种类型的硬件时，这可能会导致组件之间的空间竞争。因此，在包括新功能和被利用以实施该功能的相应空间之间存在权衡。

为了说明，考虑包括使用印刷电路板(PCB)的各种类型的电子设备的计算设备。在没有与包括在PCB中的电路系统进行适当的隔离的情况下，射频信号馈送可能导致到信号不再成功地发挥作用的点的退化。因此，天线阵列和/或射频(RF)信号馈送相对于PCB的定位可以包括后退或间隙，以维持预定的隔离水平，其中，后退和/或间隙没有电子。作为一个示例，同轴电缆可以被利用以将独立信号馈送传送给包括后退的天线阵列的每个各自的天线。然而，RF馈送的频率可以驱动使用相对于频率较大的后退，以维持具有相同质量的信号。换言之，相对于其他频率，更高的频率会增加后退的大小，以维持工作信号。反过来，这些后退会消耗更多的空间，并且为其他电子设备留下更少的空间。

本文中所描述的技术提供了前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线。各种实施方式形成能够使用多层进行毫米波形和/或微波波形传输的天线单元。底部屏蔽结构形成第一层，其中，底部屏蔽结构包括底部表面和远离底部表面延伸以形成和/或限定空腔的侧表面。一些实施方式包括空腔内的有损共振阻尼结构，其减弱、消除或转移共振频率。第二层包括缝隙天线，诸如位于空腔内以形成背腔式缝隙天线的共面波导、直馈式、缝隙天线。通过将顶部屏蔽结构的边缘连接和/或密封到底部屏蔽结构，一些实施方式包住缝隙天线。各种实施方式包括顶部屏蔽结构中的孔径窗，以允许由缝隙天线辐射的毫米波形和/或微波波形从天线单元向外辐射。

现在考虑图2，它图示了根据一个或多个实施方式的前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线。在各种场景中，关于图2描述的示例可以被视为关于图1描述的一个或多个示例的延续。

图2的上部包括天线单元200，该天线单元代表前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线。在一个或多个实施方式中，天线单元200代表图1的一个或多个天线单元104。在一个或多个实施方式中，天线单元200辐射与通信系统相关联的、诸如微波或毫米电磁波形的电磁波形传输，但是要认识到，天线单元可以配置为辐射可变长度和/或频率的替代或附加波形，而不偏离所要求的主题的范围。在图2的下部，天线单元200已经被破碎和扩展以说明各个层，天线单元包括：形成空腔的底部屏蔽结构202、缝隙天线204和顶部屏蔽结构206。综上所述，这些组件形成前屏蔽、共面波导、直馈式、背腔式缝隙天线，如分别在图3、图4和图5中进一步描述的。

图3图示了图2的底部屏蔽结构202的更详细的视图。在各种场景中，关于图3描述的示例可以被视为关于图1和图2描述的一个或多个示例的延续。

底部屏蔽结构202具有矩形形状，该矩形形状具有相应的宽度300、高度302和深度304，它们中的每一个都代表任意值。同时，这些尺寸形成结构，该结构包括具有预定体积的空腔，在这里通常表示为空腔306。虽然这些尺寸是在矩形形状的场境下进行描述的，但是替代或附加形状可以被利用以形成底部屏蔽结构，而不偏离所要求的主题的范围。空腔306的体积可以是基于任何合适类型的特性，诸如所需共振频率和/或带宽。在各种实施方式中，选择空腔大小和/或体积，以防止空腔在包括在天线单元中的相应缝隙天线(例如，空腔背面的缝隙天线)的操作共振频率下共振。

在图3中，向外延伸以形成和/或限定空腔306的底部屏蔽结构202的每个侧结构都具有代表任意值的厚度308。在示例底部屏蔽结构202中，每个延伸边相对于另一个延伸边都具有均匀的厚度。然而，替代或附加实施方式可以使用不同厚度的延伸边，其中，一些延伸边具有比其他延伸边大或小的厚度。为了说明，在一个或多个实施方式中，底部屏蔽结构202在Ka波段具有在5mm×5mm×1mm(例如，26GHz到40GHz)的范围内的尺寸。

底部屏蔽结构202还包括向空腔306内突出的板310-1和板310-2。各种实施方式包括用于修改共振频率的板，诸如通过消除、减弱和/或转移有损共振，该有损共振可能会在感兴趣的频带和/或预定义频带中扭曲或造成损耗。因此，通过干扰和/或屏蔽不需要的模式，包括板310-1和板310-2有助于减弱和/或抑制空腔306内不需要的频率。反过来，这改善了相应缝隙天线共振时的所需频率的传播。虽然底部屏蔽结构202包括图3中的两个矩形板，但是底部屏蔽结构可以包括任何其他形状和/或大小的任何其他数量的板，而不偏离所要求的主题的范围。

图像312放大了板310-1，以说明与板相关联的各种性能。虽然板310-1和板310-2在形状上是一致的，但是要认识到包括在空腔306中的板可以具有彼此不同的形状和/或大小。在这里，板310-1具有矩形形状，该矩形形状具有相应的宽度314、高度316和深度318，它们分别代表任意值。在各种实施方式中，板310-1以及包括在空腔306中的其他板的形状、大小和/或尺寸可以是基于阻尼性能(例如，抑制或转移不需要的有损共振)。为了说明，在一个或多个实施方式中，板310-1和/或板310-2具有在1.0毫米至2.0毫米(mm)×0.4mm至0.8mm×0.5mm至1.5mm的范围内的尺寸。在至少一种实施方式中，板通常具有1.6mm×0.6mm×1mm的尺寸，其中，短语“通常”表明在真实实施例中，尺寸可能会偏离这些精确的值(例如，在上述范围内描述的偏差)。

现在考虑图4，它图示了图2的缝隙天线204的更详细的视图。在各种场景中，关于图4描述的示例可以被视为关于图1至图3描述的一个或多个示例的延续。

用于构造缝隙天线204的金属板遵循底部屏蔽结构202的矩形形状。在这里，金属板具有宽度400、高度402和深度404，它们分别代表任意值。为了说明，在一个或多个实施方式中，缝隙天线和/或金属板具有在4mm至6mm×4mm至6mm×0.01mm至0.04mm的范围内的尺寸。在至少一种实施方式中，缝隙天线和/或金属板通常具有5mm×5mm×0.02mm的尺寸，其中，短语“通常”表明在真实实施例中，尺寸可能会偏离这些精确的值(例如，在上述范围内描述的偏差)。如本文中进一步描述的，金属板可以由诸如铜、铜合金、铝、铁、镍、锡、钢等的任何合适类型的材料制成，其中，材料的类型可以是基于要传播的所需信号的各种特性(例如，频率、带宽、功率等)。金属板包括孔径406，当用信号馈送激励时，该孔径406辐射电磁波形。在一个或多个实施方式中，孔径406是用单馈送/单端口激励的，而在替代或附加实施方式中，孔径406是用多个信号馈送和/或多个端口激励的。在该示例中，孔径406具有与共面波导、直馈式、缝隙天线对应的形状，以便波导用于将激励信号引导到孔径406的向外辐射和/或传播信号的部分。

孔径406的大小、形状和尺寸可以是基于所需的辐射模式、所需的共振频率等。为了进一步说明，现在考虑图像408包括孔径406的放大部分。孔径包括向彼此延伸的一对上臂410，在这里被水平图示。每个上臂都与相应的向下延伸的支腿(在这里通常被标记为支腿412)连接。支腿在底部通过水平延伸的底部部分连接在一起。综上所述，上臂410和支腿412形成在视觉上看起来像是通过底部部分连接在一起的一对镜像“7”。可以看出，孔径的上臂的端部之间的跨度与长度414对应，而臂分别具有宽度416。各种实施方式使长度414和/或宽度416基于所需共振频率和/或带宽的波长。相似地，孔径的支腿具有间隙418并且被分开距离420。在各种实施方式中，这些值是基于所需共振频率、所需阻抗、所需传输带宽等。为了说明，在一个或多个实施方式中，孔径406具有在4mm×0.4mm的范围内的尺寸。

继续，现在考虑图5，它图示了图2的顶部屏蔽结构206的更详细的视图。在各种场景中，关于图5描述的示例可以被视为关于图1至图4描述的一个或多个示例的延续。

顶部屏蔽结构206遵循图2的底部屏蔽结构202和缝隙天线204的矩形形状。因此，顶部屏蔽结构206具有宽度500、高度502和深度504，它们分别代表任意值。在一个或多个实施方式中，顶部屏蔽结构206具有在5mm×5mm×0.7mm的范围内的尺寸。各种实施方式使用金属板(诸如铜板、铝板、铁板、镍板、锡板等)来构造顶部屏蔽结构206。顶部屏蔽结构206还包括孔径窗506，在这种情况下形状为矩形的，该孔径窗506提供开口，以供由缝隙天线204辐射的信号离开相应的天线单元。换言之，孔径窗506允许来自缝隙天线的信号从天线单元向外传播，而孔径窗506周围的固体结构屏蔽周围区域的信号。因此，各种实施方式将孔径窗506覆盖在缝隙天线的辐射部分上，以将辐射信号与开口对齐。

孔径窗506的大小、形状和尺寸可以是基于任何合适类型的特性，诸如图2和图4的CPW直馈式缝隙天线204的缝隙、辐射模式、辐射效率等。在该示例中，孔径窗506的矩形形状遵循图2和图4的CPW直馈式缝隙天线204的缝隙的孔径406的上臂的形状。图像508构成放大的孔径窗506，以说明孔径的各种性能，诸如长度510和宽度512，它们分别代表任意值。在一个或多个实施方式中，孔径窗506具有在4mm×0.8mm的范围内的尺寸。

当组合在一起时，图2的底部屏蔽结构202、缝隙天线204和顶部屏蔽结构206形成多层天线单元，除了从包括在顶部屏蔽结构中的孔径向外传播的信号外，该多层天线单元屏蔽周围区域的由缝隙天线辐射的信号。为了进一步证明，现在考虑图6，它图示了根据一个或多个实施方式的对这些各种组件的分层。在各种场景中，关于图6描述的示例可以被视为关于图1至图5描述的一个或多个示例的延续。

图6的左侧包括结构600，该结构600与图1的底部屏蔽结构106和/或图2的底部屏蔽结构202对应。可以看出，结构600包括用于提供单向辐射的空腔602和用于减弱、抑制、转移和/或消除空腔602的不需要的共振的板604。在实施方式中，板604可以使用金属形成。

移动到图6的中间，结构606包括缝隙天线608，该缝隙天线608在结构600的空腔602的顶部被分层和/或进入该空腔。在图6中，缝隙天线608与CPW直馈式缝隙天线对应，该CPW直馈式缝隙天线包括辐射臂610，该辐射臂610与缝隙天线的部分对应，该缝隙天线的部分被配置为在信号馈送应用于天线时传播波形，但是可以利用具有不同的大小和/或形状的替代或附加缝隙天线类型。虽然在这里没有说明，但是各种实施方式包括位于缝隙天线608和底部屏蔽结构的内部底部表面之间的介电层。

移动到图6的右侧，结构612与封闭天线单元对应，该封闭天线单元包括叠加在结构606的顶部上的顶部屏蔽结构614，其中，顶部屏蔽结构的部分被密封到底部屏蔽结构的部分。如本文中进一步描述的，将顶部屏蔽结构614密封到结构606会形成天线单元，除了通过孔径616传播的信号外，该天线单元还为周围区域提供对由缝隙天线608辐射的信号的综合屏蔽。结构600所提供的屏蔽向后和/或侧信号辐射衰减，而顶部屏蔽结构614提供选择屏蔽和选择信号传播。因此，当不同的层组合时(例如，具有空腔的底部屏蔽结构、缝隙天线和顶部屏蔽结构)，天线单元在所需位置(例如，空间616)提供定向信号传播并且在周围位置提供屏蔽。如本领域技术人员将认识到的，这允许天线单元放置在更靠近其他类型的电子电路系统的地方，而不会通过信号泄露而对它们的操作产生负面影响。通过使用比其他天线更少的后退空间，这也节省了相应计算设备中的空间。反过来，这允许计算设备在这种空间中包括其他类型的电子电路系统。在图6中，缝隙天线的上臂经由孔径616是可见的，但是替代或附加实施方式包括介电层，该介电层明显地掩盖缝隙天线，以免通过孔径看到。

为了证明，考虑图7，它图示了根据一个或多个实施方式的天线单元的示例横截面图。在各种场景中，关于图7描述的示例可以被视为关于图1至图6描述的一个或多个示例的延续。

图7的上部包括示例天线单元700。在各种实施方式中，天线单元700代表图1的天线单元104、图2的天线单元200和/或图6的结构612。各种实施方式对(多种)介电材料之间的缝隙天线进行分层。

为了证明，考虑图7的下部的横截面天线单元702，它代表从中心线704截取的天线单元700的横截面。如图所示，横截面天线单元702的最左边的层与底部屏蔽结构706对应，该底部屏蔽结构706包括创建空腔的延伸边，如本文中进一步描述的。相似地，层708与缝隙天线对应，该缝隙天线包括任何大小和/或形状的一个或多个孔径。各种实施方式在底部屏蔽结构和缝隙天线之间对介质(诸如介电层710)进行分层，以添加对结构的支持。可以利用诸如塑料、瓷器、玻璃、陶瓷等的任何合适类型的介质。横截面天线702还包括位于由层708表示的缝隙天线和顶部屏蔽结构714之间的介电层712。介电层712可以由与介电层710相同的材料制成和/或由不同的材料制成。因此，各种实施包括天线单元内的介质。

在各种实施方式中，天线单元可以与多个天线单元组合以形成天线阵列。这对于高频通信系统(诸如5G通信系统)可以是有益的。例如，一些5G通信系统使用相对于其他通信系统而言被认为是高频率的附加频谱，诸如与毫米波长度和/或微米波长度对应的频谱带(例如，通常是1GHz至300GHz)。这些高频率(其也与较短的波长对应)对希望支持5G通信系统的设备提出了一些挑战，因为这些高频波形容易产生更多的自由空间损耗、大气吸收、给定功率的更短的传输范围以及相对于低频率的散射。

虽然毫米波形和/或微波波形在传输介质中更容易衰减，但是这些较高的频率相对于较低的频率具有较小的天线长度。例如，参考偶极天线，由于每个电极都具有对应于λ的共振频率的长度

较小的波长与较小的天线大小对应。反过来，较小的天线大小使将相应的天线合并到计算设备中更加可行，特别是在空间有限的场景中。虽然关于偶极天线进行了描述，但是其他天线通常表现出大小与波形长度相同的性能。由于毫米波形和/或微波波形天线相对于与较低频率相关联的天线具有较小的大小，各种实施方式通过使用天线阵列来应对与毫米和/或微波波形相关联的传输挑战(例如，自由空间损耗、散射、短传输范围)。通过使用天线阵列和相应的波束形成信号，各种设备都可以应对这些较高的频率带来的信号损耗挑战。然而，在平衡将天线包括在设备中与相应的可用空间之间存在权衡。前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线有助于解决这种权衡。

为了说明，现在考虑图8，它图示了根据一个或多个实施方式的天线阵列。在各种场景中，关于图8描述的示例可以被视为关于图1至图7描述的一个或多个示例的延续。

图8的上部包括底部阵列结构800，该结构800是单一结构，被划分为用于各自的天线单元的四个底部屏蔽结构：底部屏蔽结构802-1、底部屏蔽结构802-2、底部屏蔽结构802-3和底部屏蔽结构802-4。换言之，底部阵列结构800是单一结构，该单一结构为每个各自的天线单元形成四个各自的底部屏蔽结构和/或共振板，而不是将四个单独的底部屏蔽结构(和各自的共振板)彼此相邻放置。类似于关于图3所描述的，一些实施方式使用金属形成单一结构，本文提供了该金属的示例。虽然图8图示了为多个天线单元形成多个底部屏蔽结构的单一结构，但是要认识到，替代或附加实施方式利用独立的天线单元(例如，多个底部屏蔽结构，而不是单一结构)形成天线阵列。单独的天线单元可以以与底部阵列结构800所示的方式相似的方式彼此相邻和/或可以彼此定位在不同的位置。

移动到图8的下部，顶部阵列结构804已经被放置在底部阵列结构800的天线单元上，以完成包括四个天线单元的天线阵列的形成。因此，如在这里进一步描述的，顶部阵列结构804密封到每个各自的天线单元的延伸边的边缘，以在阵列周围提供综合屏蔽，而允许信号辐射离开各自的天线单元的孔径窗除外。因此，类似于底部屏蔽结构，单一结构用于形成顶部阵列结构804，其中，单一结构包括四个孔径：孔径窗806-1、孔径窗806-2、孔径窗806-3和孔径窗806-4。每个各自的孔径都提供开口，从各自的缝隙天线辐射的各自的信号向外辐射，而顶部阵列结构804的其余部分为其他周围区域提供信号屏蔽和/或衰减。一些实施方式使用金属材料形成顶部屏蔽结构，本文提供了该金属材料的示例。

各种实施方式为每个各自的天线缝隙创建各自的孔径，而不是具有跨越顶部阵列结构804的单一孔径。因此，间距808-1在孔径窗806-1和孔径窗806-2之间创建明显间隔，间距808-2在孔径窗806-2和孔径窗806-3之间创建明显间隔，并且间距808-3在孔径窗806-3和孔径窗806-4之间创建明显间隔。这种间距防止从孔径窗806-1跨越到孔径窗806-4的单一孔径向集体天线单元所发射的辐射模式添加不需要的共振和/或修改。在这里，天线阵列具有矩形形状，该矩形形状具有任意宽度810、任意高度812和任意深度814。在一个或多个实施方式中，天线阵列具有在5mm×5mm×0.7mm的范围内的尺寸。顶部阵列结构804和底部阵列结构800所提供的屏蔽为其他电子组件提供了与天线阵列所生成的电磁辐射的综合信号隔离。大小和屏蔽提供了关于天线单元和/或天线阵列可以放置在计算设备中的什么地方的灵活性。

为了证明，现在考虑图9，它图示了根据一个或多个实施方式的利用前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线的天线阵列的示例。在各种场景中，关于图9描述的示例可以被视为关于图1至图8描述的一个或多个示例的延续。

图9的上部包括示例计算设备900，该计算设备900具有相应的显示设备902，该显示设备902已经被部分移除以暴露计算设备900的内部组件。在该示例中，计算设备900包括PCB 904，该PCB 904具有各种类型的嵌入式和/或附加电子组件。PCB 904还包括天线阵列906，该天线阵列906与前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线的阵列对应，诸如关于图8所描述的。由于单向信号传播和综合屏蔽，天线阵列906可以被定位为相对于未被屏蔽的天线阵列更接近各种不同的电子组件。

移动到图9的下部，PCB 904将天线阵列906定位在显示设备902下面的位置908。各种实施方式将天线阵列放置在不活动区910中，该不活动区910通常代表显示设备没有电子显示电路系统、触摸电路系统和/或活动显示区的部分。可替代地或附加地，不活动区910与显示设备的切断区对应。因此，天线阵列906通常定位在不活动区中，该不活动区通常由位置908指示。这允许信号通过显示设备的这些区向外辐射，而不中断显示设备的操作。这种放置允许将天线阵列包括到计算设备中，而不向设备添加任何凸起，诸如修改计算设备900的矩形形状的凸起。因此各种实施方式将前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线的天线阵列直接放置在显示设备下面，而不影响显示设备的操作和/或计算设备形状因子。在该示例中，天线阵列906提供正向信号辐射，该正向信号辐射向外并且远离显示设备902传播。然而，前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线可以可替代地或附加地定位在计算设备900周围的其他位置，诸如在计算设备的后面，以提供向外且远离计算设备的后面的信号传播。作为另一个示例，前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线可以定位在计算设备的侧面位置，诸如在包住计算设备的外周长的金属带。因此，由于相应的屏蔽性能和定向信号传播，前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线提供了关于它们可以定位在什么地方的灵活性。

现在考虑图10，它图示了根据一个或多个方式的使用天线单元传输毫米波形和/或微波波形的方法1000。方法可以由硬件、软件和/或固件的任何合适的组合执行。在至少一些实施方式中，方法的方面可以由一个或多个适当配置的硬件组件和/或软件模块实施，诸如关于图1的计算设备102所描述的。虽然图10中所描述的方法按照特定顺序对这些步骤进行说明，但是要认识到，这里所描述的步骤的任何具体顺序或层次结构都用于说明样品方法的示例。可以使用其他方法来重新排列这些步骤的顺序。因此，这里所描述的顺序步骤可以重新排列，并且这些步骤的所示顺序并不是为了限制。

在1002中，各种实施方式在底部屏蔽结构中形成空腔。一个或多个实施方式使用矩形金属表面并且将矩形表面的侧面向外延伸来形成空腔。虽然在矩形表面的场境下进行了描述，但是在不偏离所要求的主题的范围的情况下，可以利用其他形状。在一些场景中，空腔包括阻尼板，这些阻尼板修改共振频率，诸如通过消除、转移和/或减弱有损共振，该有损共振可能会在所需的、特定的和/或预定义的频段中扭曲或造成损耗。如本文中进一步描述的，空腔可以具有任何体积、大小和/或形状。

在1004中，一个或多个实施方式对底部屏蔽结构内的缝隙天线进行分层以形成具有空腔的背腔式缝隙天线。因此，各种实施方式背向缝隙天线，该背向缝隙天线具有在底部屏蔽结构中形成的空腔。可以利用任何合适类型的缝隙天线，诸如CPW直馈式缝隙天线。各种实施方式对本文中进一步描述的底部屏蔽结构内的双端口缝隙天线进行分层。一些实施方式对缝隙天线/双端口缝隙天线与底部屏蔽结构的底部表面之间的介质进行分层，以向结构添加支持。

在1006中，一个或多个实施方式通过将顶部屏蔽结构连接到底部屏蔽结构来包住缝隙天线以形成天线单元，诸如通过将顶部屏蔽结构密封到底部屏蔽结构。这包括顶部屏蔽结构，该顶部屏蔽结构具有定位在缝隙天线的部分上的孔径窗，该缝隙天线的部分被配置为辐射电磁波形，诸如频率范围大约在600兆赫(MHz)到72千兆赫(GHz)之间的波形、与5G通信系统相关联的毫米波形和/或微波波形等。短语“大约在......之间”意味着频率范围可以包括与理想和/或准确值的真实频率偏差，其中，频率偏差仍然能操作以维持成功的无线通信。类似于本文中所描述的，各种实施方式对缝隙天线/双端口缝隙天线和顶部屏蔽结构之间的介质进行分层。

一旦组装，天线单元便可以被利用以传输毫米波形和/或微波波形，如上所述和如下所述。可替代地或附加地，一些实施方式将天线单元与其他天线单元组合以形成能够进行波束形成的天线阵列。通过用本文中所描述的底部屏蔽结构和顶部屏蔽结构封住缝隙天线来形成天线单元，各种实施方式创建具有前屏蔽的背腔式缝隙天线，该背腔式缝隙天线具有单向和/或单半球信号辐射。这提供了关于天线单元相对于其他电子电路系统可以放置在什么地方的灵活性，因为附加屏蔽和定向辐射保护了信号，否则将导致性能退化和/或不能操作。这也允许在电子电路系统放置的地方进行紧凑的布局设计，因为由于附加屏蔽，后退区变得最小和/或不存在。

已经描述了前屏蔽、CPW、直馈式、背腔式缝隙天线，现在考虑讨论根据一个或多个实施方式的单端口和双端口缝隙天线馈送。

单端口和双端口缝隙天线馈送

各种实施方式利用单馈送和/或单端口来激励包括在前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线中的缝隙天线。为了证明，考虑图11，它图示了根据一个或多个实施方式的一些示例单馈送缝隙天线。在各种场景中，关于图11描述的示例可以被视为关于图1至图10描述的一个或多个示例的延续。

图11的上部包括缝隙天线1100，该缝隙天线1100代表根据一个或多个实施方式的CPW直馈式缝隙天线。因此，在各种场景中，缝隙天线1100代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204。因此，缝隙天线1100可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。在该示例中，缝隙天线1100经由信号馈送1102激励，该信号馈送1102代表单馈送和/或单端口。信号馈送可以以任何合适的方式应用于相应的缝隙天线的CPW传输，诸如通过将微带、带状线、同轴电缆等电子地、磁力地和/或电容性地耦合到缝隙天线和/或生成要传输的信号的无线链接组件。通常，信号馈送和/或信号端口将通过其他电路系统(诸如包括在图9的PCB904上的电子电路系统)生成的信号电气连接到相应的缝隙，以进行后续传播。在图11的上部，信号馈送1102被定位为远离缝隙天线的辐射臂1104任意距离1106。在各种实施方式中，信号馈送应用于缝隙天线的地方的定位是基于与系统相关联的一个或多个特性，诸如与缝隙天线相关联的阻抗、共振频率等。

移动到图11的下部，缝隙天线1108代表由信号馈送1110激励的单馈送天线的变化。在一个或多个实施方式中，缝隙天线1100代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204。因此，缝隙天线1108可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。

信号馈送1110的应用将馈送定位为距离缝隙天线的辐射臂1114任意距离1112，其中，距离1112将信号馈送1110设置为相对于信号馈送1102/距离1106更接近辐射臂。因此，相对于缝隙天线的辐射部分定位信号馈送可以改变和/或基于任何合适的特性，本文中提供了该特性的示例。虽然缝隙天线1100和缝隙天线1108说明了通常“U形”或镜像“7”孔径，但是要认识到，可以利用其他大小和/或形状，如本文中进一步描述的。

单端口实施方式在成本和构造方面都提供了简单。例如，相对于多个信号，生成和路由单个信号到缝隙天线更简单，因为单个信号实施方式利用较少的电路系统和空间。然而，通过使用单个信号和单个天线实现所需的有效各向同性辐射功率(EIRP)可能具有挑战性。多个信号分别激励多个单端口天线，并且可以改进EIRP。因此，可能需要应用多个信号馈送和/或利用多个端口来激励缝隙天线，以改进传输功率和/或信号强度。然而，更多的信号转化为更多的天线和空间，这可以推动天线的发展，相对于具有相同的传输性能的其他天线，这些天线可以利用较小的占用空间。

图12a和图12b图示了根据一个或多个实施方式的示例差分驱动双端口缝隙天线。在各种场景中，关于图12a和图12b描述的示例可以被视为关于图1至图11描述的一个或多个示例的延续。图12a包括差分驱动双端口缝隙天线1200，在一些场景中，该差分驱动双端口缝隙天线1200代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204。因此，缝隙天线1200可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。

差分驱动双端口缝隙天线1200包括孔径1202，该孔径1202被配置为利用多个信号源/端口/馈送来共振电磁波形。在这里，孔径1202包括：共面波导1204-1和共面波导1204-2，每个共面波导都与各自的信号馈送相关联；以及辐射臂1206，该辐射臂1206配置为辐射电磁波形。由于差分驱动双端口缝隙天线1200是双端口缝隙天线，共面波导1204-1与将与信号馈送1208-1相关联的波向辐射臂1206引导对应，并且共面波导1204-2与将与信号馈送1208-2相关联的波向辐射臂1206引导对应。在该示例中，信号馈送1208-1和信号馈送1208-2被定位为远离辐射臂，在这里由任意距离1210指示。类似于关于图11所描述的，到辐射臂的信号馈送的相对位置可以是基于任何合适类型的特性，本文中提供了该特性的示例。

在各种实施方式中，信号馈送1208-1和信号馈送1208-2由差分信号源驱动。差分信号源传输互补信号，该互补信号使用两个信号之间的差来传达信息。因此，在一些实施方式中，信号馈送1208-1代表差分信号源中的第一互补信号，并且信号馈送1208-2代表差分信号源的第二互补信号。同相信号源是相互之间具有固定相移和/或偏移(诸如90°)的相关信号，这些信号共同传达关于调制信号的成分的信息。一个这样的示例包括角度调制信号，该角度调制信号可以被分解成偏移了90°的两个调幅正弦信号。在这种场景中，信号馈送1208-1代表第一成分(例如，第一调幅信号)，并且信号馈送1208-2代表第二成分(例如，第二调幅信号)。因此，双端口缝隙天线可以由同相源和/或差分源驱动。

在各种实施方式中，孔径1202的几何形状遵循可以被视为左右对称形状类型的形状。通常，左右对称形状类型与几何形状对应，该几何形状具有被轴分成部分的性能，其中，几何形状的每个部分都是另一个部分的镜像。为了证明，考虑差分驱动双端口缝隙天线1200，该差分驱动双端口缝隙天线1200被Y轴(在这里由虚线图示)分成左手部分和右手部分。孔径1202的左手部分的几何形状与孔径1202的右手部分具有对称关系，以便两个部分是镜像和/或围绕Y轴对称的。因此，各种实施方式形成具有左右对称几何形状的孔径。差分驱动双端口缝隙天线1200也有附加的性能，即在X轴周围具有左右对称(在这里也由虚线图示)。

虽然孔径1202在单个轴(例如，Y轴或X轴)周围具有左右对称，但是替代或附加实施方式利用在多个轴周围具有对称和/或由多个轴限定的几何形状生成孔径。为了进一步说明，再次考虑与X轴组合的Y轴。这些轴的交点限定四个不同的区，它们在2维(2D)平面上彼此分离90°。由于孔径1202沿X轴和Y轴延伸，这些轴也将孔径平分为四个单独的部分。因此，X轴将孔径1202平分为上部和下部，这些部分然后被Y轴平分，该Y轴将孔径分成四个几何部分和/或形状(例如，左上部分、右上部分、左下部分和右下部分)。

各种实施方式使用基于多个轴的交点的对称来表征孔径的形状。为了证明，考虑驻留在象限1212中的孔径1202的形状。在该实施例中，驻留在象限1212中的孔径1202的形状呈对角线倒转，这与X轴周围的180°旋转和Y轴周围的180°旋转对应。这种对角线倒转形成对角线象限1214中的孔径1202的形状。这个过程对其他对角线象限重复，以形成孔径1202的整体形状。虽然在具有90°的间隔的X轴象限和Y轴象限的场境下进行了描述，但是也可以利用具有不同角度间隔的其他轴。例如，各种实施方式具有带有基于轴的倒转对角线对称的孔径和/或具有45°间隔、30°间隔等的交点。因此，一个或多个实施方式使用对称形状形成孔径，其中，形状由两个轴的交点限定，并且对称跨越对角线区发生。

移动到图12b，差分驱动双端口缝隙天线1216代表差分驱动双端口缝隙天线1200的变化。因此，在一些实施方式中，差分驱动双端口缝隙天线1216代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204，并且可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。

类似于差分驱动双端口缝隙天线1200，差分驱动双端口缝隙天线1216包括孔径1218，该孔径1218在Y轴周围具有左右对称的几何形状，在这里用虚线表示。孔径1218在X轴周围也具有左右对称，在这里也用虚线表示。差分驱动双端口缝隙天线1216代表示例双端口缝隙天线，该示例双端口缝隙天线将信号馈送定位为相对于应用于差分驱动双端口缝隙天线1200的信号馈送更接近孔径的辐射部分(例如，辐射臂1220)。这在图12b中被进一步证明，其中，信号馈送1222-1和信号馈送1222-2在距离辐射臂1220任意距离1224的地方应用，该任意距离1224是比任意距离1210短的距离。因此，相对于缝隙天线孔径的辐射部分定位双端口信号馈送可以改变。类似于关于图12a所描述的，差分驱动双端口缝隙天线1216可以由差分源驱动。

现在考虑图13，它图示了根据一个或多个实施方式的差分驱动双端口缝隙天线的替代配置。在各种场景中，关于图13描述的示例可以被视为关于图1至图12b描述的一个或多个示例的延续。图13包括差分驱动双端口缝隙天线1300，在一些实施方式中，该差分驱动双端口缝隙天线1300代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204。因此，差分驱动双端口缝隙天线1300可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。

差分驱动双端口缝隙天线1300中的孔径1302的几何形状在Y轴周围具有左右对称形状类型，在这里由虚线表示。在这里，左右对称形状类型与倒转对角线左右对称形状类型对应，其中，由轴分成的对称部分的形状彼此倒转。因此，在图13的场境下，Y轴将孔径1302分成两个部分，其中，Y轴的左手边的孔径1302的形状与Y轴的右手边的孔径1302的倒转对称(镜像)形状对应。因此，孔径1302在Y轴周围具有反向左右对称形状类型。对于X轴周围的倒转左右对称形状类型也是如此。可替代地或附加地，基于由X轴(也用虚线图示)与Y轴的交点限定的区域/象限，孔径1302具有倒转对角线对称。

孔径1302包括通常遵循“S”的形状的波导1304和从“S”形状的端点向外延伸的辐射臂1306。在这里，短语“通常遵循形状”表示在预定边界内和/或在与“S”的预定偏差内形状遵循字母“S”的形状的孔径。因此，孔径具有曲线、角度和/或在其跨度上的方向变化，它们在“S”周围的预定边缘内模拟“S”。插图1308通过将字母“S”叠加在孔径1302上来证明这一情况的示例。为了驱动差分驱动双端口缝隙天线1300，双信号馈送被定位在辐射臂和一个或多个波导之间。在图13中，信号馈送1310-1覆盖在“S”的上曲线的波导上，而信号馈送1310-2覆盖在“S”的下曲线上。类似于关于图12a和图12b描述的，相对于缝隙天线的辐射部分定位双端口信号馈送可以改变，驱动端口的信号源的类型也可以改变。相对于其他设计，这种设计可以以紧凑的方式实现某种相移补偿。在具有对称设计的实施方式中，双端口天线由差分信号驱动。

现在考虑图14，它包括替代示例差分驱动双端口缝隙天线1400，在各种场景中，该替代示例差分驱动双端口缝隙天线1400代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204。因此，差分驱动双端口缝隙天线1400可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。在各种实施方式中，关于图14描述的示例可以被视为关于图1至图13描述的一个或多个示例的延续。

差分驱动双端口缝隙天线1400中的孔径1402的几何形状在Y轴周围具有反向左右对称形状类型，在这里由虚线表示。Y轴将孔径1402分成两个部分，其中，Y轴的左手边的孔径1402的形状与Y轴的右手边的孔径1402的倒转对称(镜像)形状对应。因此，孔径1402具有反向左右对称。对于X轴周围的反向左右对称也是如此。可替代地或附加地，基于由X轴(也用虚线图示)与Y轴的交点限定的区域/象限，孔径1402具有倒转对角线对称。

孔径1402包括彼此对齐的辐射臂1404和两个单独的波导：波导1406-1和波导1406-2。每个波导都将来自不同端口的波形引导到孔径的辐射部分。因此，波导1406-1将来自信号馈送1408-1的信号引导到孔径1402的辐射臂，并且波导1406-2将来自信号馈送1408-2的信号引导到辐射臂。类似于关于图12a和图12b描述的，相对于孔径的辐射部分定位双端口信号馈送可以改变，驱动端口的信号源的类型也可以改变。

移动到图15，在一些实施方式中，示例差分驱动双端口缝隙天线1500代表图1的缝隙天线108和/或图2的缝隙天线204。因此，差分驱动双端口缝隙天线1500可以在天线单元中利用，如本文中进一步描述的。在各种场景中，关于图15描述的示例可以被视为关于图1至图14描述的一个或多个示例的延续。

差分驱动双端口缝隙天线1500的孔径1502的形状在Y轴周围具有左右对称的几何形状(在这里由虚线表示)。孔径1502包括辐射臂1504-1和与孔径辐射电磁波形的部分对应的辐射臂1504-2。孔径1502也包括波导1506-1和波导1506-2，这些波导通常一起遵循字母“W”的形状，其中，辐射臂从“W”形状的端点向外延伸。如本文中进一步描述的，短语“通常遵循形状”表示在预定边界内和/或在与“W”的预定偏差内形状遵循字母“W”的形状的孔径。因此，孔径具有曲线、角度和/或在其跨度上的方向变化，它们在“W”周围的预定边缘内模拟“W”。通过将字母“W”叠加在孔径1502上，插图1508证明这一情况的示例。

类似于本文中所描述的其他波导，波导将来自不同信号端口的波形引导到孔径1502的辐射部分。因此，一般而言，波导1506-1将来自信号馈送1510-1的信号引导到辐射臂1504-1和1504-2，并且波导1506-2将来自信号馈送1510-2的信号引导到辐射臂1504-1和1504-2。类似于关于图12至图14描述的，定位应用双端口信号馈送的地方相对于缝隙天线的辐射部分可以改变，驱动端口的信号源的类型也可以改变。

现在考虑图16，它图示了根据一个或多个方式的使用天线单元传输毫米波形和/或微波波形的方法1600。方法可以由硬件、软件和/或固件的任何合适的组合执行。在至少一些实施方式中，方法的方面可以由一个或多个适当配置的硬件组件和/或软件模块实施，诸如关于图1的计算设备102所描述的和/或关于图12a至图15描述的缝隙天线。虽然图16中所描述的方法按照特定顺序对这些步骤进行说明，但是要认识到，这里所描述的步骤的任何具体顺序或层次结构都用于说明样品方法的示例。可以使用其他方法来重新排列这些步骤的顺序。因此，这里所描述的顺序步骤可以重新排列，并且这些步骤的所示顺序并不是为了限制。

在1602中，一个或多个实施方式形成双端口缝隙天线。虽然在双端口缝隙天线的场境下进行了描述，但是在不偏离所要求的主题的范围的情况下，可以形成任何数量的信号端口。这可以包括在金属板中形成孔径，其中，孔径具有带有左右对称形状类型(例如，左右对称、反向左右对称)的几何形状、反向对角线对称等。通过使用多个信号馈送，诸如来自不同的信号源、同相信号源等的信号馈送，各种实施方式将孔径成形为辐射毫米波形和/或微波波形。

在1604中，一些实施方式在底部屏蔽结构和顶部屏蔽结构之间包住双端口缝隙天线，以形成天线单元。如本文中进一步描述的，顶部屏蔽结构可以包括孔径窗，该孔径窗允许由双端口缝隙天线辐射的毫米波形和/或微波波形以传播出天线。孔径窗的形状可以是基于任何合适的特性，本文中提供了该特性的示例。各种实施方式对介电材料之间的双端口缝隙天线进行分层。在1606中，一个或多个实施方式使用具有相应馈送方案的差分信号，诸如通过使用带状线、微带、同轴电缆等，来馈送双端口缝隙天线。

一旦组装，双端口天线单元便可以被利用以传输毫米波形和/或微波波形，如上所述和如下所述。可替代地或附加地，一些实施方式将双端口天线单元与其他双端口天线单元组合以形成能够进行波束形成的天线阵列。使用双端口缝隙天线允许相对于信号端口缝隙天线更强的信号传播，诸如频率范围在600兆赫(MHz)到72千兆赫(GHz)之间的波形、与5G通信系统相关联的毫米波形和/或微波波形等。短语“大约在......之间”意味着频率范围可以包括与理想和/或准确值的真实频率偏差，其中，频率偏差仍然能操作以维持成功的无线通信。因此，将双端口缝隙天线并入天线单元向周围电子提供具有综合屏蔽的强信号传播。反过来，这提供了关于天线单元可以定位在计算设备内的地方的灵活性。

已经描述了单端口和双端口缝隙天线，现在考虑讨论根据一个或多个方式的可以利用的示例设备。

示例设备

图17图示了示例计算设备1700的各种组件，该示例计算设备1700代表可以用于实施前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线的各个方面的任何合适类型的计算设备，如本文中进一步描述的。在各种场景中，关于图17描述的示例可以被视为关于图1至图16描述的一个或多个示例的延续。图17包括各种非限制性示例设备，包括：移动电话1700-1、膝上型计算机1700-2、智能电视1700-3、监视器1700-4、平板计算机1700-5和智能手表1700-6。因此，计算设备1700代表任何移动设备、移动电话、客户端设备、可穿戴设备、平板计算机、计算、通信、娱乐、游戏、媒体播放和/或包含前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线的其他类型的电子设备，如本文中进一步描述的。可穿戴设备可以包括以下任一项或它们的组合：手表、臂带、腕带、手镯、手套或一双手套、眼镜、珠宝商品、服装商品、任何类型的鞋饰或头饰和/或其他类型的可穿戴设备。

计算设备1700包括一个或多个天线单元1702，该天线单元1702通常代表前屏蔽背腔式缝隙天线，诸如前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线，如本文中进一步描述的。因此，天线单元1702中的每个天线单元都包括底部屏蔽结构1704、缝隙天线1706和顶部屏蔽结构1708。

底部屏蔽结构1704代表外壳结构，该外壳结构形成和/或包括没有电子电路系统的空腔。底部屏蔽结构1704可以由任何合适类型的材料形成，本文中提供了该材料的示例。各种实施方式使底部屏蔽结构的厚度、大小和形状以及由底部屏蔽结构形成的空腔基于一个或多个特性，诸如所需的电磁辐射模式、带宽等。因此，底部屏蔽结构1704的一些实施方式包括阻尼结构，以修改空腔的共振，诸如通过消除、转移和/或抑制有损谐振。

缝隙天线1706代表放置在底部屏蔽结构1704的空腔顶部和/或在该空腔内的缝隙天线。在一个或多个实施方式中，缝隙天线1706连接和/或密封到空腔以形成背腔式缝隙天线，该背腔式缝隙天线以单向方式和/或以单半球传播信号。各种实施方式将缝隙天线配置为CPW直馈式缝隙天线。这可以包括单端口缝隙天线和/或多端口缝隙天线，本文中提供了这些缝隙天线的示例。各种实施方式对缝隙天线1706和底部屏蔽结构1704之间的介电材料进行分层。

顶部屏蔽结构1708代表前屏蔽层，该前屏蔽层连接和/或密封到底部屏蔽结构1704，以形成在天线单元周围共同提供信号屏蔽的封闭结构。在各种实施方式中，顶部屏蔽结构1708包括孔径窗，该孔径窗部分地打开封闭结构，以允许辐射波形通过开口以单向方式从天线单元向外传播。类似于底部屏蔽结构，各种实施方式对缝隙天线1706和顶部屏蔽结构1708之间的介质进行分层。

计算设备1700也包括一个或多个无线链接组件1710，其在这里通常用于代表用于建立、维持无线链接和通过无线链接进行通信的硬件、软件、固件或其任何组合。无线链接组件1710与天线单元1702配合工作，以发送、接收、编码和解码通过无线信号传递的相应消息。无线链接组件可以是多用途的(例如，支持多种不同类型的无线链接)或可以是单一用途的。计算设备1700可以包括多种类型的无线链接组件，以支持多个无线通信路径，或只包括为单个无线通信路径配置的一组无线链接组件。在一个或多个实施方式中，无线链接组件1710促进与毫米波形和/或微波波形通信系统(诸如5G通信系统)相关联的双向无线通信。

计算设备1700也包括处理器系统1712，该处理器系统1712代表处理计算机可执行指令以控制计算设备的操作的任何应用处理器、微处理器、数字信号处理器、控制器等。处理系统可以至少部分地实施在硬件中，该硬件可以包括集成电路或片上系统的组件、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、复杂可编程逻辑器件以及硅和其他硬件中的其他实施方式。可替代地或另外，电子设备可以通过与处理和控制电路结合实施的软件、硬件、固件或固定逻辑电路系统中的任何一项或组合来实施。虽然未示出，但是计算设备1700可以包括耦合设备内的各个组件的系统总线、交叉开关、链接或数据传送系统。系统总线可以包括不同的总线结构中的任何一个或组合，诸如利用各种总线架构中的任何一个的存储器总线或存储器控制器、数据协议/格式转换器、外围总线、通用串行总线、处理器总线或本地总线。

计算设备1700也包括计算机可读介质1714，该计算机可读介质1714包括存储器介质1716和存储介质1718。体现为计算机可读介质1714上的计算机可读指令的应用和/或操作系统(未示出)可由处理器系统1712执行以提供本文中所描述的一些或全部功能。例如，各种实施例可以访问操作系统模块，该操作系统模块通过隐藏调用程序的实施细节(诸如协议消息传递、显示设备配置、寄存器配置、存储器访问等)来提供对底层硬件功能的高级访问。计算机可读介质的各种实施方式包括能够进行数据存储的一个或多个存储器设备，该存储器设备的示例包括随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、闪存、EPROM、EEPROM等)和磁盘存储设备。因此，计算机可读介质1714可以至少部分地实施为物理设备，该物理设备将信息(例如，数字或模拟值)存储在存储介质中，该存储介质不包括传播信号或波形。各种实施方式可以使用任何合适类型的介质，诸如电子、磁性、光学、力学、量子、原子等。

鉴于可以应用本讨论的原理的许多可能的方面，应当认识到，本文中关于图描述的实施方式仅仅旨在是说明性的，而不应被认为限制了权利要求的范围。因此，本文中所描述的技术考虑可能在以下权利要求书和其等同物的范围内的所有这种实施方式。

Claims (20)

1.一种天线单元，所述天线单元包括：

底部屏蔽结构和一个或多个阻尼结构，所述底部屏蔽结构限定空腔，并且所述一个或多个阻尼结构在所述空腔内；

共面波导(CPW)直馈式缝隙天线，所述CPW直馈式缝隙天线位于由所述底部屏蔽结构限定的所述空腔内以形成背腔式缝隙天线；以及

顶部屏蔽结构，所述顶部屏蔽结构连接到所述底部屏蔽结构以包住所述CPW直馈式缝隙天线，所述顶部屏蔽结构包括一个或多个孔径窗，所述一个或多个孔径窗被配置为使频率范围大约在600兆赫(MHz)到72千兆赫(GHz)之间并且由所述CPW直馈式缝隙天线辐射的波形能够从所述天线单元向外辐射。

2.根据权利要求1所述的天线单元，进一步包括：

第一介电层，所述第一介电层被定位在所述底部屏蔽结构的底部表面和所述CPW直馈式缝隙天线之间；以及

第二介电层，所述第二介电层被定位在所述CPW直馈式缝隙天线和所述顶部屏蔽结构之间。

3.根据权利要求1所述的天线单元，其中，在所述频率范围内并且由所述CPW直馈式缝隙天线辐射的所述波形与第五代(5G)通信系统相关联。

4.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述一个或多个孔径窗具有左右对称形状类型。

5.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述天线单元配置为差分驱动双端口缝隙天线。

6.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述一个或多个阻尼结构包括一个或多个矩形板。

7.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述一个或多个孔径窗被定位在与在所述频率范围内辐射所述波形相关联的所述CPW直馈式缝隙天线上。

8.一种计算设备，所述计算设备包括：

至少一个无线链接组件，所述至少一个无线链接组件能操作以维持所述计算设备和另一设备之间的至少一个无线链接；

多个天线单元，所述多个天线单元中的每个各自的天线单元都包括：

各自的底部屏蔽结构，所述各自的底部屏蔽结构形成各自的空腔；

各自的缝隙天线，所述各自的缝隙天线被定位在所述各自的空腔上并且尺寸设计为使波形能够在大约在600兆赫(MHz)到72千兆赫(GHz)之间频率范围内并且以预定频率传播；以及

各自的顶部屏蔽结构，所述各自的顶部屏蔽结构具有孔径窗，所述孔径窗被定位在与在所述频率范围内传播所述波形相关联的所述各自的缝隙天线上；以及

多个信号馈送，所述多个信号馈送中的每个各自的信号馈送电子耦合到所述至少一个无线链接组件和各自的天线单元以形成天线阵列。

9.根据权利要求8所述的计算设备，其中，每个空腔都具有防止所述空腔以与所述缝隙天线相关联的共振频率共振的体积。

10.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述计算设备包括移动电话。

11.根据权利要求10所述的计算设备，进一步包括显示设备和印刷电路板(PCB)，其中，所述多个天线单元位于所述PCB上并且被定位在所述移动电话的所述显示设备下面。

12.根据权利要求8所述的计算设备，其中，每个缝隙天线都包括共面波导(CPW)直馈式背腔式缝隙天线。

13.根据权利要求8所述的计算设备，其中，每个底部屏蔽结构都包括一个或多个阻尼结构，所述一个或多个阻尼结构转移预定义频段中的有损共振。

14.根据权利要求8所述的计算设备，其中，每个顶部屏蔽结构都连接到所述各自的底部屏蔽结构，以包住所述缝隙天线，并且在所述天线单元周围提供屏蔽，而在与各自的孔径窗对应的各自的位置的屏蔽除外。

15.根据权利要求8所述的计算设备，其中，所述孔径窗具有反向左右对称形状类型。

16.根据权利要求8所述的计算设备，其中，每个各自的天线单元都用各自的信号馈送进行馈送，所述各自的信号馈送具有各自的振幅和各自的相位，以实现特定的辐射模式。

17.一种设备，所述设备包括：

多个前屏蔽共面波导(CPW)直馈式背腔式缝隙天线，所述多个前屏蔽CPW直馈式背腔式缝隙天线形成天线阵列，所述天线阵列包括：

第一单一导电结构，所述第一单一导电结构形成与所述天线阵列相关联的多个底部屏蔽结构，每个各自的底部屏蔽结构都形成各自的空腔；

多个缝隙天线，所述多个缝隙天线的每个各自的缝隙天线都在所述多个底部屏蔽结构中的各自的底部屏蔽结构内被分层并且被定位在所述各自的底部屏蔽结构的各自的空腔上；以及

第二单一导电结构，所述第二单一导电结构形成顶部屏蔽结构，所述顶部屏蔽结构连接到所述第一单一导电结构以在所述各自的底部屏蔽结构内包住每个各自的缝隙天线，所述第二单一导电结构包括多个孔径窗，所述多个孔径窗中的每个各自的孔径窗都被定位在所述多个缝隙天线中的各自的缝隙天线上，以使电磁波形能够从所述天线阵列向外辐射。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述多个缝隙天线的每个各自的缝隙天线的尺寸被设计为使波形能够在大约在600兆赫(MHz)到72千兆赫(GHz)之间的频率范围内传播。

19.根据权利要求17所述的设备，其中，每个各自的底部屏蔽结构都包括阻尼结构，各自的阻尼结构修改与所述各自的空腔相关联的一个或多个共振频率。

20.根据权利要求17所述的设备，其中，所述多个孔径窗中的每个各自的孔径窗都具有对称形状。

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