CN113939956A - 透明天线叠堆和组件 - Google Patents

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史蒂芬·P·勒布朗
杰弗里·A·托斯图鲁德
格雷戈里·L·亚伯拉罕
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Abstract

一种光学透明天线叠堆包括至少两个堆叠的光学透明天线。每个天线包括导电金属网，该导电金属网包括限定多个封闭的开口区域的多个互连的导电金属迹线。每个天线和每个引线的该金属网具有大于约50％的开口面积百分比。该至少两个堆叠的光学透明天线包括第一天线和第二天线，该第一天线被配置为在第一频带而不是第二频带上操作，并且该第二天线被配置为在该第二频带而不是该第一频带上操作。该光学透明天线叠堆对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％的光学透射率。

Description

透明天线叠堆和组件
技术领域
本公开整体涉及天线，并且具体地，涉及透明天线叠堆和组件。
背景技术
天线通常用于在网络(例如蜂窝网络)中发射和接收电磁信号。为了改善网络质量和速度，可能必须在街道级的各种位置处部署大量天线，诸如电线杆、路标等。然而，由于天线对环境的视觉影响，现有的规定可能限制这些天线的部署。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种光学透明天线叠堆。该光学透明天线叠堆包括至少两个叠堆的光学透明天线。该光学透明天线中的每个光学透明天线包括导电金属网，该导电金属网包括多个互连的导电金属迹线。该导电金属迹线限定多个封闭的开口区域。该至少两个堆叠的光学透明天线包括第一天线和第二天线，该第一天线被配置为在第一频带而不是第二频带上操作，并且该第二天线被配置为在该第二频带而不是该第一频带上操作。该光学透明天线叠堆对于在约450纳米(nm)至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％的光学透射率。
在另一方面，本公开提供了一种天线组件。该天线组件包括光学透明基板。该天线组件进一步包括设置在该基板上的多个天线和多个引线。每个天线和每个引线包括导电金属网，该导电金属网包括限定多个封闭的开口区域的多个互连的导电金属迹线。每个引线对应于不同的天线并且将该天线电连接到导电焊盘以用于连接到电路。每个天线和每个引线的该金属网具有大于约50％的开口面积百分比。
附图说明
考虑到以下结合附图的详细描述，可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。
图1是根据本公开的一个实施方案的光学透明天线叠堆的示意图；
图2是根据本公开的另一个实施方案的光学透明天线叠堆的示意图；
图3是根据本公开的一个实施方案的天线的导电金属网的示意图；
图4是示出不同天线的工作频带的示例性曲线图；
图5A和图5B是根据本公开的一个实施方案的不同天线的导电金属迹线的示意图；
图6A至图6E是不同类型的导电金属网的示意图；
图7是根据本公开的一个实施方案的天线组件的示意图；
图8是根据本公开的一个实施方案的具有引线的天线的示意图；并且
图9是根据本公开的一个实施方案的引线的示意图。
具体实施方式
在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
本公开涉及包括至少两个堆叠的光学透明天线的光学透明天线叠堆。每个天线包括导电金属网，导电金属网包括限定多个封闭的开口区域的多个互连的导电金属迹线。天线可被配置为在非重叠频带上操作。光学透明天线叠堆可容易地与环境融合，并且可具有减小的视觉影响。光学透明天线叠堆可为柔性的并且可适形于弯曲的表面，诸如弯曲的窗口。
本公开还涉及天线组件，该天线组件包括光学透明基板以及设置在基板上的多个天线和多个引线。每个天线和每个引线包括导电金属网，该导电金属网包括限定多个封闭的开口区域的多个互连的导电金属迹线。天线组件可容易地与环境融合，并且可具有减小的视觉影响。天线组件可为柔性的并且可适形于弯曲表面，诸如弯曲窗口。
如本文所用，被称为“透明”、“实质上透明”或“光学透明”的组件允许可见光穿过其而没有明显的散射，使得位于相反侧上的物体是可见的。
现在参考附图，图1示出了包括堆叠的光学透明第一天线100和光学透明第二天线200的光学透明天线叠堆300。在一些实施方案中，一个或多个附加的堆叠的光学透明天线可包括在光学透明天线叠堆300中。光学透明天线叠堆300可互换地称为“天线叠堆300”。具体地，天线叠堆300包括彼此堆叠的第一天线100和第二天线200。第一天线100和第二天线200中的每一者可为偶极天线、单极天线、贴片天线等中的一者。第一天线100和第二天线200中的每一者可具有不同的形状，诸如正方形、圆形、蝴蝶结形、矩形、椭圆形、三角形、多边形或任何其他合适的形状。在一些实施方案中，第一天线100和第二天线200被配置为在非邻接或非重叠频带上操作。
第一天线100和第二天线200中的每一者包括导电金属网10、20。具体地，第一天线100包括导电金属网10，并且第二天线200包括导电金属网20。在一些实施方案中，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20包括金、银、钯、铝、铜、镍、锡和任何其他导电材料中的一种或多种。每个金属网10、20的薄层电阻可小于约0.O1欧姆/平方、小于约0.05欧姆/平方、小于约0.1欧姆/平方、或小于约1欧姆/平方。在一些实施方案中，每个金属网10、20具有大于约50％的开口面积百分比。在一些实施方案中，每个金属网10、20具有大于约70％的开口面积百分比。在一些其他实施方案中，每个金属网10、20具有大于约80％的开口面积百分比。
第一天线100和第二天线200中的每一者还包括导电引线13、23，该导电引线将金属网10、20连接到导电焊盘14、24以用于连接到电子器件15、25(如图3所示)。具体地，第一天线100包括导电引线13，并且第二天线200包括导电引线23。导电引线13将金属网10连接到导电焊盘14以用于连接到电子器件15。此外，导电引线23将金属网20连接到导电焊盘24以用于连接到电子器件25。在一些实施方案中，导电引线13、23中的每一者包含金、银、钯、铝、铜、镍、锡和任何其他导电材料中的一种或多种。在一些实施方案中，导电焊盘14、24中的每一者包括金、银、钯、铝、铜、镍、锡和任何其他导电材料中的一种或多种。在一些实施方案中，每个导电引线13、23的厚度在约0.5微米至约100微米的范围内。在一些实施方案中，每个导电引线13、23的宽度在约0.5微米至约100微米的范围内。每个导电引线13、23的厚度可沿着基本上垂直于每个导电引线13、23的宽度的方向测量。在一些实施方案中，每个导电焊盘14、24的厚度在约0.5微米至约100微米的范围内。在一些实施方案中，每个导电焊盘14、24的宽度在约0.5微米至约100微米的范围内。每个导电焊盘14、24的厚度可沿着基本上垂直于每个导电焊盘14、24的宽度的方向测量。
在一些实施方案中，对于每个天线100、200，金属网10、20、导电引线13、23和导电焊盘14、24具有相同的组成和大致相同的厚度。具体地，金属网10、导电引线13和导电焊盘14具有相同的组成和大致相同的厚度。此外，金属网20、导电引线23和导电焊盘24具有相同的组成和大致相同的厚度。
在图1的例示实施方案中，第一天线100的金属网10设置在第一基板16上，并且第二天线200的金属网20设置在不同的第二基板17上。第一基板16和第二基板17中的每一者可由电绝缘材料诸如玻璃或聚合物制成。可用于第一基板16和第二基板17的聚合物的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。在其他实施方案中，第一基板16和第二基板17中的每一者均由一种或多种介电材料(例如丙烯酸、聚碳酸酯、聚氯乙烯、硅树脂等)制成，以便提供特定特性，诸如耐高温性、户外耐久性、高强度或适形于不规则表面。第一基板16和第二基板17中的每一者可为基本上平面的和柔性的，同时保持足够的刚度，使得过度弯曲可不损害对应的金属网10、20。在一些实施方案中，第一基板16和第二基板17中的每一者可具有低无源互调(PIM)(例如，约-150dBc)和高辐射效率。在例示的实施方案中，第一基板16和第二基板17中的每一者是基本上透明的。在一些实施方案中，第一基板16和第二基板17中的每一者对于约450纳米(nm)至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％的光学透射率。
如图1所示，光学透明天线叠堆300还包括设置在第一基板16和第二基板17之间的第一光学透明粘合剂50。第一光学透明粘合剂50将第一基板16粘合到第二基板17。第二天线200包括与第一光学透明粘合剂50相对地设置在第二基板17上的第二光学透明粘合剂51。第二光学透明粘合剂51可允许光学透明天线叠堆300固定到各种结构的内表面或外表面，诸如建筑物、电线杆、路标、街道设施或视窗。在一些实施方案中，光学透明粘合剂50、51中的每一者对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％的光学透射率。合适的光学透明粘合剂可为来自3M公司的光学透明层合粘合剂8141或8671。在天线叠堆300集成到另一个设计中的情况下，可以修改或消除光学透明粘合剂50、51。对于临时安装，可使用临时附接方法，诸如附接到第二基板17的可移除粘合剂(例如，3M Dual Lock)。
在一些实施方案中，第一天线100和第二天线200中的至少一者包括设置在第一天线100和第二天线200中的至少一者的金属网10、20上的UV保护层60和耐刮擦层61(如图2所示)中的一个或多个。在图1的例示实施方案中，UV保护层60设置在第一天线100上。在一些实施方案中，UV保护层60被配置为吸收UV辐射。用于UV保护层60的合适材料可为来自3M公司的S20EXT。在一些实施方案中，UV保护层60对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％的光学透射率。
在一些实施方案中，光学透明天线叠堆300对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％的光学透射率。在一些其他实施方案中，光学透明天线叠堆300对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约60％、至少约70％、至少约80％或至少约90％的光学透射率。
图2示出了光学透明天线叠堆300的另选实施方案。如图2所示，第一天线100和第二天线200的金属网10、20设置在同一基板18的相反侧上。具体地，第一天线100设置在基板18的第一例上，而第二天线200设置在基板18的第二侧上。第二侧与第一例相反。第一天线100还包括导电引线13，该导电引线将第一天线100的金属网10连接到导电焊盘14以用于连接到电子器件15(如图3所示)。第二天线200还包括导电引线23，该导电引线将第二天线200的金属网20连接到导电焊盘24以用于连接到电子器件25(如图3所示)。
第二天线200还包括与基板18相反地设置在第二天线200的金属网20上的光学透明粘合剂52。光学透明粘合剂52可允许光学透明天线叠堆300固定到各种结构的内表面或外表面，诸如建筑物、电线杆、路标、街道设施或视窗。在一些实施方案中，光学透明粘合剂52对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％的光学透射率。合适的光学透明粘合剂可为来自3M公司的光学透明层合粘合剂8141或8671。在天线叠堆300集成到另一个设计中的情况下，可修改或消除光学透明粘合剂52。对于临时安装，可使用临时附接方法，诸如附接到基板18的可移除粘合剂(例如，3M Dual Lock)。
如图2所示，第一天线100还包括设置在第一天线100的金属网10上的UV保护层60和耐刮擦层61。在一些实施方案中，UV保护层60被配置为吸收UV辐射。
耐刮擦层61被配置为提供耐磨性和对环境因素的防护。在一些实施方案中，耐刮擦层61对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％的光学透射率。耐刮擦层61可以由玻璃或聚合物制成。
由于天线叠堆300包括覆膜，该覆膜包括UV保护层60和耐刮擦层61，因此可消除常规天线罩结构，从而得到光学透明天线。此外，由于美观原因，这可使得光学透明天线叠堆300能够安装在先前不可能实现的位置中。
在一些其他实施方案中，UV保护层60和耐刮擦层61可另选地或附加地设置在第二天线200的金属网20上。
在一些实施方案中，图1和图2的光学透明天线叠堆300可为柔性的并且可适形于弯曲表面，诸如弯曲窗口。
在一些实施方案中，图1和图2的光学透明天线叠堆300还可包括一个或多个附加层(未示出)，诸如附加网层、可喷墨印刷的覆膜、抗涂鸦保护层或热界面层。
附加网层可为充当接地平面的均匀宏观网。附加网层可改变第一天线100和/或第二天线200的射频(RF)辐射特性。附加网层还可以充当加热元件，该加热元件使其所粘附的表面的温度升高，从而对表面进行除冰或除雾。此外，附加网层还可有助于提高天线效率。附加网层可与第一金属网10或第二金属网20相同。另外，附加网层可减小第一天线100和/或第二天线200的薄层电阻，从而改善天线性能。附加网层以及第一金属网10或第二金属网20可由基板隔开。附加网层和第一金属网10或第二金属网20均可为第一天线100或第二天线200的有源元件。
可喷墨印刷的覆膜还可通过添加印刷在光学透明天线叠堆300的外表面上的图形来提供隐蔽或允许更多的安装替代形式。
可将抗涂鸦保护层添加至光学透明天线叠堆300以提供对油漆、刮痕和凿痕的保护。例如，可添加3M AG-6或类似材料的覆膜。
可添加具有高热导率的热界面层以提供远离光学透明天线叠堆300的热传递。
图3示出了示例性六边形导电金属网。金属网10、20中的至少一者可实施为图3的六边形网。六边形网本质上是示例性的，并且每个金属网10、20可具有另选的图案。金属网10、20包括多个互连的导电金属迹线11、21。具体地，金属网10包括互连的导电金属迹线11。另外，金属网20包括互连的导电金属迹线21。金属迹线11、21限定金属网10、20内的多个封闭的开口区域12、22。具体地，金属迹线11限定未沉积有导体的封闭的开口区域12。此外，金属迹线21限定未沉积有导体的封闭的开口区域22。在一些实施方案中，每个金属网10、20具有大于约50％的开口面积百分比。在一些实施方案中，每个金属网10、20具有大于约80％的开口面积百分比。在一些其他实施方案中，每个金属网10、20的开口面积百分比大于约60％、大于约70％、大于约90％或大于约95％。
金属网10、20还包括导电引线13、23。导电引线13、23将金属网10、20连接到导电焊盘14、24以用于连接到电子器件15、25。具体地，金属网10包括将金属网10电连接到导电焊盘14的导电引线13。此外，金属网20包括将金属网20电连接到导电焊盘24的导电引线23。导电焊盘14、24将相应的第一天线100和第二天线200连接到相应的电子器件15、25。电子器件15、25可包括一个或多个电子装置和电路，诸如发射器、接收器或收发器。
金属网10、20可为均匀分布的或以宏观方式布置以提供特定射频(RF)辐射图案。金属迹线11、21的布置可使用若干工艺(诸如蚀刻、模切、激光切割或任何其他合适的工艺)中的一种来生成。在一些其他实施方案中，金属网10、20的金属迹线11、21可以以开口网设计形成。金属网可具有使得PIM性能满足或超过工业标准的设计。
可优化每个金属网10、20的线宽和线间距，使得每个金属网10、20可从一定距离基本上透明。在一些实施方案中，每个金属网10、20的线间距可在约200微米至约3000微米的范围内，以提供更大的透明度，同时使薄层电阻最小化。在一些实施方案中，金属迹线11、21具有在0.5微米和100微米之间的宽度。在一些其它实施方案中，金属迹线11、21具有在5微米和100微米之间、或在10微米和50微米之间的宽度。在一些实施方案中，金属迹线11、21具有在0.5微米和100微米之间的厚度。在一些其它实施方案中，金属迹线11、21具有在5微米和100微米之间、或在10微米和50微米之间的厚度。金属迹线11、21的厚度可沿着基本上垂直于金属迹线11、21的宽度的方向测量。金属迹线11、21的厚度、宽度和间距是示例性的，并且可根据期望的应用属性而变化。在一些实施方案中，每个金属网10、20对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％或至少约90％的光学透射率。
参考图1至图3，在一些实施方案中，光学透明天线叠堆300可支持各种频带。图4示出了第一天线100和第二天线200的工作频带的示例性曲线图。为了实现宽带宽或支持不同频带，第一天线100和第二天线200可支持非邻接频带。在一些实施方案中，第一天线100被配置为在第一频带30而不是第二频带40上操作。第二天线200被配置为在第二频带40而不是第一频带30上操作。如图4所示，第一频带30和第二频带40是非邻接频带。
图5A和图5B示出了分别用于第一天线100和第二天线200的互连导电金属迹线11、21。在图5A和图5B的图示实施方案中，第一天线100的金属网10的金属迹线11比第二天线200的金属网20的金属迹线21宽。类似地，第一天线100的导电引线13比第二天线200的导电引线23宽。此外，第一天线100的导电焊盘14比第二天线200的导电焊盘24宽。在一些其他实施方案中，第二天线200的金属网20的金属迹线21可比第一天线100的金属网10的金属迹线11宽。此外，第二天线200的导电引线23可比第一天线100的导电引线13宽。此外，第二天线200的导电焊盘24可比第一天线100的导电焊盘14宽。
图6A至图6E示出了导电金属网10、20中的每一者的不同实施方案。可实施各种金属网图案，诸如直线、六边形、气泡、多边形或任何其他类型。在一些实施方案中，如图6A至图6E所示，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20包括六边形网90、正方形网91、矩形网92、弯曲网93、线性网91、非线性网93、随机网94和周期性网(例如金属网90、91或92)中的一个或多个。
具体地，如图6A所示，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20可以是六边形网90。如图6B所示，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20可以是正方形网91。如图6C所示，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20可以是矩形网92。此外，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20可以是周期性网，例如六边形网90、正方形网91或矩形网92。如图6D所示，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20可以是非线性且弯曲的网93。如图6E所示，第一天线100和第二天线200中的每一者的金属网10、20可以是随机网94。
光学透明天线叠堆300可容易地与环境融合，并且可具有减小的视觉影响。另外，光学透明天线叠堆300可容易地经由光学透明粘合剂部署在各种位置处。
图7示出了天线组件400。天线组件400包括光学透明基板410。透明基板410可由电绝缘材料(诸如玻璃或聚合物)形成。可用于透明基板410的聚合物的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。在其他实施方案中，透明基板410可由一种或多种介电材料制成，例如丙烯酸、聚碳酸酯、聚氯乙烯、硅树脂等，以便提供特定特性，例如耐高温性、户外耐久性、高强度或适形于不规则表面。在一些实施方案中，透明基板410可具有低PIM(例如，约-150dBc)和高辐射效率。在一些实施方案中，透明基板410为基本上透明的。在一些实施方案中，透明基板410对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或至少约99％的光学透射率。
天线组件400包括多个天线420、421、422。多个天线420、421、422中的每一者可以是偶极天线、单极天线、贴片天线等中的一种。多个天线420、421、422可具有不同的形状，诸如正方形、圆形、蝴蝶结形、矩形、椭圆形、三角形、多边形或任何其他合适的形状。在一些实施方案中，多个天线420、421、422中的至少两个天线具有不同的形状。例如，天线420具有正方形形状，而天线421具有圆形形状。此外，天线422具有蝴蝶结形状。在一些实施方案中，多个天线420、421、422可支持非邻接频带。
如图7所示，多个天线420、421、422设置在透明基板410的一例上。在一些其他实施方案中，多个天线420、421、422中的至少一个天线设置在透明基板410的一例上，并且多个天线420、421、422中的至少一个其他天线设置在透明基板410的相反侧上。例如，天线420、421可设置在透明基板410的一侧上，而天线422可设置在透明基板410的相反侧上。此类配置可基本上类似于图2所示的天线叠堆300。
天线组件400还包括多个引线430、431、432。多个引线430、431、432设置在透明基板410上。多个天线420、421、422中的每一者和多个引线430、431、432中的每一者包括导电网。在一些实施方案中，每个天线420、421、422和每个引线430、431、432包括导电金属网10，如图3所示。导电金属网10包括限定多个封闭的开口区域12的多个互连的导电金属迹线11。具体地，金属迹线11限定未沉积有导体的封闭的开口区域12。金属网10包括金、银、钯、铝、铜、镍、锡和任何其他导电材料中的一种或多种。金属网10的薄层电阻可小于约0.01欧姆/平方、小于约0.05欧姆/平方、小于约0.1欧姆/平方、或小于约1欧姆/平方。在一些实施方案中，每个天线420、421、422和每个引线430、431、432的金属网10具有大于约50％的开口面积百分比。在一些实施方案中，每个天线420、421、422和每个引线430、431、432的金属网10具有大于约70％的开口面积百分比。在一些其他实施方案中，每个天线420、421、422和每个引线430、431、432的金属网10具有大于约80％的开口面积百分比。
透明基板410可为基本上平面的和柔性的，同时保持足够的刚度，使得过度弯曲可不损害金属网10。金属网10的线宽和线间距可被优化，使得金属网10可从一定距离基本上透明。在一些实施方案中，金属网10的线间距可在约200微米至约3000微米的范围内，以允许更大的透明性，同时使薄层电阻最小化。在一些实施方案中，每个引线430、431、432中的金属网10的金属迹线11具有在0.5微米和100微米之间的宽度。在一些其他实施方案中，每个引线430、431、432中的金属网10的金属迹线11具有在5微米和100微米之间、或在10微米和50微米之间的宽度。在一些实施方案中，每个引线430、431、432中的金属网10的金属迹线11具有在0.5微米和100微米之间的厚度。在一些其他实施方案中，每个引线430、431、432中的金属网10的金属迹线11具有在5微米和100微米之间、或在10微米和50微米之间的厚度。在一些其他实施方案中，每个天线420、421、422中的金属网10的金属迹线11具有在5微米和100微米之间、或在10微米和50微米之间的宽度。在一些实施方案中，每个天线420、421、422中的金属网10的金属迹线11具有在0.5微米和100微米之间的厚度。在一些其他实施方案中，每个天线420、421、422中的金属网10的金属迹线11具有在5微米和100微米之间、或在10微米和50微米之间的厚度。金属迹线11的厚度可沿着基本上垂直于金属迹线11的宽度的方向测量。金属迹线11的厚度、宽度和间距是示例性的，并且可根据期望的应用属性而变化。在一些实施方案中，金属网10对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％或至少约90％的光学透射率。
可实施各种金属网图案，诸如直线、六边形、气泡、多边形或任何其他类型。在一些实施方案中，每个天线420、421、422的金属网10包括六边形网90、正方形网91、矩形网92、弯曲网93、线性网91、非线性网93、随机网94以及周期性网90、91或92中的一个或多个，如图6A至图6E所示。
每个引线430、431、432对应于不同的天线并且将天线电连接到导电焊盘440、441、442以用于连接到电路450。具体地，如图7所示，引线430对应于天线420并且将天线420电连接到导电焊盘440以用于连接到电路450。此外，引线431对应于天线421，并且将天线421电连接到导电焊盘441以用于连接到电路450。此外，引线432对应于天线422并且将天线422电连接到导电焊盘442以用于连接到电路450。电路450可包括发射器、接收器或收发器中的一个或多个。
在一些实施方案中，天线组件400可支持各种频带。在一个实施方案中，为了实现宽带宽，天线420、421、422可支持不同的非邻接频带。例如，参考图4，天线420可被配置为在第一频带30而不是第二频带40上操作。天线421可被配置为在第二频带40而不是第一频带30上操作。天线422可在不同于第一频带30和第二频带40的第三频带(未示出)上操作。
在一些实施方案中，金属网10的金属迹线11可在天线420、421、422和对应的引线430、431、432之间具有变化的宽度。例如，天线420的金属迹线11可比天线421、422的金属迹线11宽。此外，天线421的金属迹线11可比天线422的金属迹线11宽。类似地，引线430的金属迹线11可比引线431、432的金属迹线11宽。此外，引线431的金属迹线11可宽于引线432的金属迹线11。
在一些实施方案中，至少一个天线420、421、422中的和至少一个引线430、431、432中的金属网10的金属迹线11具有均匀的宽度。例如，如图8所示，天线422和引线432具有均匀宽度的金属迹线。
在一些其他实施方案中，至少一个引线430、431、432中的金属网10的金属迹线11具有变化的宽度。例如，如图9所示，引线433具有变化宽度的金属迹线。引线433可对应于天线420、421、422中的至少一个。
在一些实施方案中，天线组件400可为柔性的并且可适形于弯曲表面，诸如弯曲窗口。
天线组件400可容易地与环境融合并且具有减小的视觉影响。天线组件400中天线的数量和布置可根据期望应用属性而变化。
在一个实施方案中，天线组件400还可包括多个天线阵列。每个阵列可包括多个天线。每个阵列中的天线的数量可变化，例如，两个、四个、八个或十六个。此外，每个阵列中的天线可被布置成行、列或它们的组合。若干天线阵列可组合并组装在一起以形成更大的多输入多输出(MIMO)天线。在该实施方案中，每个阵列可包含在透明基板410的特定部分内或包含在其他阵列内。每个阵列可通过传输线(诸如微带或带状线)连接到边缘连接器卡。边缘连接器卡可具有连接机构以实现与同轴电缆的连接。连接机构可以是焊点、高导电性粘合剂或机械压缩夹具。边缘连接器卡还可包括移相器，该移相器用于基本上均衡各种天线之间的传输线的长度变化。为了实现宽带宽，若干天线阵列可支持各种非邻接频带。
除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。
虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (10)

1.一种光学透明天线叠堆，所述光学透明天线叠堆包括至少两个堆叠的光学透明天线，每个天线包括导电金属网，所述导电金属网包括限定多个封闭的开口区域的多个互连导电金属迹线，所述至少两个堆叠的光学透明天线包括第一天线和第二天线，所述第一天线被配置为在第一频带而不是第二频带上操作，并且所述第二天线被配置为在所述第二频带而不是所述第一频带上操作，所述光学透明天线叠堆对于约450nm至约600nm的波长范围内的至少一个波长具有至少约50％的光学透射率。
2.根据权利要求1所述的光学透明天线叠堆，其中每个天线进一步包括导电引线，所述导电引线将所述天线的所述金属网连接到导电焊盘以连接到电子器件，其中对于每个天线，所述金属网、所述导电引线和所述导电焊盘具有相同的组成和大致相同的厚度。
3.根据权利要求1所述的光学透明天线叠堆，其中每个金属网具有大于约80％的开口面积百分比，其中所述第一天线的所述金属网设置在第一基板上，并且所述第二天线的所述金属网设置在不同的第二基板上，并且其中，第一光学透明粘合剂将所述第一基板粘合到所述第二基板，其中所述第二天线包括与所述第一光学透明粘合剂相反地设置在所述第二基板上的第二光学透明粘合剂。
4.根据权利要求1所述的光学透明天线叠堆，其中所述第一天线的所述金属网和所述第二天线的所述金属网设置在同一基板的相反侧上，其中所述第二天线包括与所述基板相反地设置在所述第二天线的所述金属网上的光学透明粘合剂。
5.根据权利要求1所述的光学透明天线叠堆，其中所述第一天线的所述金属网的所述金属迹线比所述第二天线的所述金属网的所述金属迹线宽。
6.根据权利要求1所述的光学透明天线叠堆，其中所述第一天线和所述第二天线中的每一者的所述金属网包括金、银、钯、铂、铝、铜、镍和锡中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的光学透明天线叠堆，其中所述金属迹线具有在0.5微米和100微米之间的宽度，其中所述金属迹线具有在0.5微米和100微米之间的厚度。
8.一种天线组件，所述天线组件包括：
光学透明基板；
多个天线和多个引线，所述多个天线和所述多个引线设置在所述光学透明基板上，每个天线和每个引线包括导电金属网，所述导电金属网包括限定多个封闭的开口区域的多个互连的导电金属迹线，每个引线对应于不同天线并且将所述天线电连接到导电焊盘以连接到电路，其中每个天线和每个引线的所述金属网具有大于约50％的开口面积百分比。
9.根据权利要求8所述的天线组件，其中每个天线和每个引线的所述金属网具有大于约70％的开口面积百分比，其中每个引线中的所述金属网的所述金属迹线具有在0.5微米和100微米之间的宽度。
10.根据权利要求8所述的天线组件，其中至少一个引线中的所述金属网的所述金属迹线具有变化的宽度，并且其中，所述多个天线中的至少一个天线设置在所述光学透明基板的一侧上，并且所述多个天线中的至少一个另外的天线设置在所述光学透明基板的相反侧上。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3984095A4 (en) * 2019-06-12 2023-06-21 3M Innovative Properties Company TRANSPARENT ANTENNA STACK AND ARRANGEMENT
KR20220053861A (ko) * 2020-10-23 2022-05-02 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
KR102492867B1 (ko) * 2022-10-12 2023-01-30 ㈜ 엘에이티 무전원 투명 안테나

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452549B1 (en) * 2000-05-02 2002-09-17 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc Stacked, multi-band look-through antenna
US6933891B2 (en) * 2002-01-29 2005-08-23 Calamp Corp. High-efficiency transparent microwave antennas
US6863473B1 (en) * 2004-02-10 2005-03-08 Luther C. Tucker Barrier island forming method for beach renourishment
JP4868874B2 (ja) * 2005-03-29 2012-02-01 富士通テン株式会社 ループアンテナ、該アンテナを使用したアンテナシステム及び該アンテナシステムを搭載した車両
US7656357B2 (en) 2005-04-01 2010-02-02 Nissha Printing Co., Ltd. Transparent antenna for vehicle and vehicle glass with antenna
CN101180765B (zh) * 2005-04-01 2013-06-05 日本写真印刷株式会社 显示器用透明天线和带天线的显示器用透光性构件以及带天线的壳体用构件
US9071888B2 (en) * 2007-11-08 2015-06-30 Siemens Aktiengesellschaft Instrumented component for wireless telemetry
US8797179B2 (en) * 2007-11-08 2014-08-05 Siemens Aktiengesellschaft Instrumented component for wireless telemetry
WO2010068178A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Nanyang Technological University Grid array antennas and an integration structure
FR2955430A1 (fr) * 2010-01-21 2011-07-22 Bouygues Telecom Sa Antenne imprimee optiquement transparente a plan de masse maille
US8570225B2 (en) 2010-03-25 2013-10-29 Sony Corporation Antenna device and mobile device
JP5330600B2 (ja) * 2010-06-03 2013-10-30 シャープ株式会社 イオンセンサ及び表示装置
WO2011152209A1 (ja) * 2010-06-03 2011-12-08 シャープ株式会社 イオンセンサ及び表示装置
US9537216B1 (en) 2010-12-01 2017-01-03 Netblazer, Inc. Transparent antenna
JP2014501465A (ja) * 2010-12-16 2014-01-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 透明な微小パターン化ｒｆｉｄアンテナ及びそれを包含する物品
US8786516B2 (en) * 2011-05-10 2014-07-22 Harris Corporation Electronic device including electrically conductive mesh layer patch antenna and related methods
US8665161B2 (en) * 2011-05-11 2014-03-04 Harris Corporation Electronic device including a patch antenna and visual display layer and related methods
US8872711B2 (en) * 2011-05-11 2014-10-28 Harris Corporation Electronic device including a patch antenna and photovoltaic layer and related methods
CN102983391B (zh) * 2011-09-06 2016-09-07 数伦计算机技术（上海）有限公司 一种高光通透性天线
JP5708519B2 (ja) * 2012-02-03 2015-04-30 株式会社デンソー 太陽電池一体型アンテナ
US20140104157A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent antennas on a display device
US9660344B2 (en) * 2013-07-23 2017-05-23 Intel Corporation Optically transparent antenna for wireless communication and energy transfer
WO2015123343A1 (en) * 2014-02-11 2015-08-20 Jaime Navarrete Silicon current collector for lead acid battery
WO2015133842A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device and electronic device having the antenna device
KR20160080444A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치
JP6421077B2 (ja) 2015-05-19 2018-11-07 富士フイルム株式会社 アンテナの製造方法およびタッチセンサ
US20170139520A1 (en) 2015-11-17 2017-05-18 Jtouch Corporation Metal mesh touch module with transparent antenna and touch display apparatus using same
KR102666192B1 (ko) * 2016-07-28 2024-05-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US10741918B2 (en) * 2016-08-31 2020-08-11 Sharp Kabushiki Kaisha NFC antenna and display device
KR101940797B1 (ko) * 2017-10-31 2019-01-21 동우 화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019088792A1 (ko) * 2017-11-06 2019-05-09 동우화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR101971441B1 (ko) * 2017-11-06 2019-04-23 동우 화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102518054B1 (ko) * 2018-03-14 2023-04-05 동우 화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN108511902B (zh) * 2018-04-18 2020-02-21 京东方科技集团股份有限公司 天线及电子装置
US20190361549A1 (en) * 2018-05-23 2019-11-28 Huanhuan GU Transparent antenna-integrated touch sensor for a touch screen device
US11018420B2 (en) * 2018-10-10 2021-05-25 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and communication system
KR102455588B1 (ko) * 2018-12-06 2022-10-14 동우 화인켐 주식회사 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
EP3984095A4 (en) * 2019-06-12 2023-06-21 3M Innovative Properties Company TRANSPARENT ANTENNA STACK AND ARRANGEMENT

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US20220021130A1 (en) 2022-01-20
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