CN115176385A - 用于天线阵列辐射恢复、增益增强和mpe减小的超表面覆盖材料 - Google Patents

用于天线阵列辐射恢复、增益增强和mpe减小的超表面覆盖材料 Download PDF

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CN115176385A CN202080097460.4A CN202080097460A CN115176385A CN 115176385 A CN115176385 A CN 115176385A CN 202080097460 A CN202080097460 A CN 202080097460A CN 115176385 A CN115176385 A CN 115176385A
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Abstract

在一种示例性实现方式中，天线组件包括天线阵列、介电盖和具有耦合线的上层金属贴片。所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方约λ/2。λ是所述天线阵列的工作频率的波长。所述耦合线连接到所述上层金属贴片，所述耦合线从所述上层金属贴片延伸。

Description

用于天线阵列辐射恢复、增益增强和MPE减小的超表面覆盖 材料
技术领域
本发明涉及超表面覆盖材料，尤其用于天线阵列辐射恢复、增益增强并且符合最大容许辐照量(maximum permissible exposure，MPE)要求。
背景技术
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)用户设备(user equipment，UE)功率等级3的最大功率限制了最小等效全向辐射功率(equivalentisotropic radiated power，EIRP)峰值、最大输出功率限制，以及辐射功率的最小第50个百分位累积分布函数(cumulative distribution function，CDF)分布。此外，联邦通信委员会(Federal Communications Commission，FCC)MPE要求限制了最大射频(radiofrequency，RF)辐照量。用于天线阵列的当前覆盖材料会扭曲辐射图案，减小增益，并面临MPE问题，因此限制了天线阵列扫描覆盖范围，减小了通信范围，降低了数据吞吐量且消耗了更多功率。
发明内容
本发明描述了通过最大容许辐照量(maximum permissible exposure，MPE)标准测量的用于天线阵列辐射恢复、增益增强和辐照量减小的超表面覆盖材料。
在第一种实现方式中，天线组件包括天线阵列、介电盖和具有耦合线的上层金属贴片，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方。
在第二种实现方式中，电子设备包括非瞬时性存储器、一个或多个硬件处理器、天线阵列、介电盖和具有耦合线的上层金属贴片，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方。
本发明提供的天线组件可以包括下列特征中的一个、一些或全部。例如，所述具有耦合线的上层金属贴片可以放置在所述介电盖的表面上和/或所述介电盖内。又如，所述天线阵列可以是覆盖24G兆赫(Gigahertz，GHz)至100GHz的5G毫米波(mmWave)天线阵列，包括60GHz IEEE 802.11ad Wi-Fi和76GHz汽车雷达。再如，所述介电盖可以是玻璃、塑料或陶瓷介电盖或任何介电非导体。再如，所述耦合线可以连接到所述上层金属贴片，长度约为λ/2。λ是所述天线阵列的工作频率的波长。
本说明书的主题的一种或多种实现方式的细节在附图和说明书中阐述。主题的其它特征、方面和优点从说明书、附图和权利要求中变得显而易见。
附图说明
图1为一种实现方式提供的天线阵列的性能测量的图。
图2为一种实现方式提供的天线阵列的等效全向辐射功率(equivalentisotropic radiated power，EIRP)的累积分布函数(cumulative distributionfunction，CDF)的图。
图3为一种实现方式提供的玻璃表面下方的上层金属贴片上的电流密度的图。
图4为一种实现方式提供的天线组件的分解示意图。
图5为一种实现方式提供的具有耦合线的上层金属贴片的俯视图。
图6为一种实现方式提供的上层金属贴片的阵列图案扫描图。
图7为一种实现方式提供的具有耦合线的上层金属贴片的其它示例的图。
图8为一种实现方式提供的示例性系统的框图。
各个附图中的相似附图标记和命名表示相似的元件。
具体实施方式
以下具体实施方式描述了用于天线阵列的超表面覆盖材料，目的是使本领域技术人员能够在一种或多种特定实现方式的上下文中制定和使用所公开的主题。
可以对所公开的实现方式进行各种修改、更改和排列，并且对于本领域的普通技术人员而言，这些修改、更改和排列是显而易见的，并且所定义的总体原则可以适用于其它实现方式和应用，而不会偏离本发明的范围。在一些情况下，可以省略对于理解所描述的主题不必要的细节，以便不会以不必要的细节来模糊一个或多个所描述的实现方式，因为这些细节在本领域的普通技术人员的能力范围内。本发明不旨在限于所描述的或示出的实现方式，而是赋予与所描述的原理和特征相一致的最宽范围。
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)用户设备(user equipment，UE)功率等级3的最大功率限制了最小等效全向辐射功率(equivalentisotropic radiated power，EIRP)峰值、最大输出功率限制，以及辐射功率的最小第50个百分位累积分布函数(cumulative distribution function，CDF)分布。此外，联邦通信委员会(Federal Communications Commission，FCC)最大容许辐照量(maximum permissibleexposure，MPE)要求限制了最大射频(radio frequency，RF)辐照量。用于天线阵列的当前覆盖材料会扭曲辐射图案，减小增益，并面临MPE问题，因此限制了天线阵列扫描覆盖范围，减小了通信范围，降低了数据吞吐量且消耗了更多功率。使用多组天线阵列和复杂算法可以减少部分问题。然而，成本高、效率低，有时不切实际。在一些实现方式中，天线阵列可以设计成复杂的三维(3-dimension，3D)结构。然而，这种天线阵列的体积大，因此不适合小体积智能手机。
本发明描述了天线组件的示例性实现方式。例如，本文描述的所提出的天线组件符合当前智能手机外形尺寸，具有小体积和薄层，是无源的，并且易于根据天线设计类型和天线位置实现和修改。通过在天线阵列上方和覆盖材料下方使用具有耦合线的无源导电耦合贴片，可以增大天线增益，可以恢复被覆盖材料扭曲的辐射图案，并且可以减少通过MPE标准测量的辐照量。此外，提出的天线组件不需要有源电路或算法。可以应用于各种位置和类型的天线，适用于具有介电盖的小体积无线UE。
本发明中描述的主题可以在特定的实现方式中实现，以便实现以下优点中的一个或多个。首先，所描述的方法可以在归一化3GPP最大UE功率之后降低天线阵列的功耗(例如，降低1.0dB)。其次，所描述的方法使用无源结构，不需要改变天线阵列。第三，所描述的方法可以减少通过天线阵列的MPE标准测量的辐照量(例如，能够减少高达2.0dB)。第四，所描述的方法是一种无源技术，用于同时增大天线增益并减小通过MPE标准测量的辐照量，并能够根据需要选择或调整天线增益和MPE标准测量的辐照量之间的平衡。第五，所描述的方法可以应用于各种无线设备，并且可以根据天线阵列的位置和类型来修改材料属性和耦合结构。第六，所描述的方法可以减小或逆转由天线阵列的介电盖造成的辐射畸变。第七，所描述的方法可以保持天线阵列的扫描范围，并满足3GPP的EIRP第50个百分位3D覆盖要求。第八，FCC MPE减少能力可以实现更小的功率回退，从而确保最大的覆盖范围。第九，所描述的方法可用于5G天线技术。
图1为一种实现方式提供的天线阵列的性能测量的图100。图100包括对以下天线阵列的性能测量：具有4个天线102的天线阵列、具有介电盖104的天线阵列、具有介电盖和上层金属贴片106的天线阵列、具有介电盖和包括6组耦合线108的上层金属贴片的天线阵列、具有介电盖和包括2组耦合线110的上层金属贴片的天线阵列。对于每个天线阵列结构120，图100示出了玻璃相对介电常数(Er)112、天线增益114、MPE 116、天线辐射图案118和能量密度图122。
如图1所示，具有4个天线102的天线阵列的Er为7，全向天线增益为8.62分贝(dBi)，辐照量为每平方厘米1.91毫瓦(mW/cm2)。因为具有介电盖，天线增益减小到7dBi，辐照量减小到1.26mW/cm2。此外，因为具有介电盖，天线辐射图案扭曲，能量向中心集中，如能量密度图所示。为了增大天线增益，测试了3个上层金属贴片(如106、108和110)。
通过添加上层金属贴片(例如，4个天线中的每个天线都被金属贴片覆盖)106，天线增益增大到10.42dBi。然而，辐照量也增大到2.99mW/cm2。通过添加具有6组耦合线108的上层金属贴片，天线增益增大到9.64dBi，辐照量略微增大到2.03mW/cm2。通过添加具有2组耦合线110的上层金属贴片，天线增益增大到8.68dBi，辐照量减小到1.14mW/cm2。此外，因为具有上层金属贴片，天线辐射图案恢复，能量分散，如能量密度图所示。
如图1所示，在5G毫米波阵列上添加具有耦合线的上层金属贴片，可以实现2.64/1.86dB增益增大和0.57/2.29dB辐照量减小。辐射图案可以从介电盖扭曲中恢复。此外，无源耦合结构可以以受控的幅度和相位增强天线阵列的辐射孔径，以增大天线增益。耦合线可以扩散近场能量，从而减少通过MPE标准测量的辐照量，恢复介电盖扭曲的辐射图案，并进一步增大天线增益。
介电盖可以由介电和非导电材料制成。在一些实现方式中，介电盖可以包括玻璃盖、塑料盖和陶瓷盖。具有耦合线的上层金属贴片可以放置在介电盖的表面上和/或介电盖内。天线阵列可以是5G毫米波天线，例如，覆盖24Ghz至100GHz。在一些实现方式中，天线阵列可以是60GHz IEEE 802.11ad Wi-Fi天线或76GHz汽车雷达天线。
例如，具有耦合线的上层金属贴片可以是玻璃介电盖下的无源耦合贴片和耦合线结构。在一些实现方式中，无源结构可以与介电盖共形。天线阵列中的每个天线在其上方都有相应的耦合贴片，以增大特定天线的辐射孔径。耦合贴片可以相对大于下方的天线元件。例如，根据介电材料的高度，如果天线元件是边长约为一半波长(λ)的正方形，则相应的耦合贴片可以是边长约为λ的50％至80％的正方形。λ是天线的工作频率的波长。例如，在30GHz下，一个λ是10毫米(millimeter，mm)。在一些实现方式中，具有耦合线的上层金属贴片放置在天线上方约λ/2。耦合线可以从耦合贴片延伸以控制天线谐振的相位和幅度。例如，耦合线可以从耦合片在相反的方向上向外延伸(例如，与耦合贴片的一侧以约90度角延伸，耦合线从耦合贴片向外延伸)。在一些实现方式中，耦合贴片可以是平面的或基本上是平面的。在一些实现方式中，耦合线可以是直线、曲线或闭环线。耦合线连接到耦合贴片，并从相邻的耦合贴片延伸。例如，一对耦合线可以从两个相邻的耦合贴片向外延伸。这对耦合线可以彼此平行或基本上平行。此外，如图中所示，该对耦合线可以与在相反方向上向外延伸的另一对耦合线匹配。耦合线也可以从耦合贴片的角落延伸。在一些实现方式中，耦合线和耦合贴片可以构成单个部件。在一些实现方式中，耦合线和耦合贴片可以构成分离的部件并组装在一起。例如，耦合线和耦合贴片可以粘合、焊连或焊接在一起。耦合线和耦合贴片可以在同一层上或在不同层上(例如，在3D结构中)。在一些实现方式中，耦合线的长度可以约为λ/2，宽度约为λ的10％。耦合线可以与相邻的耦合线(例如，一组耦合线)耦合，以分配能量，从而减小近场功率密度，并减小通过MPE标准测量的辐照量。在一些实现方式中，耦合贴片的数量和耦合线的数量可以改变，以实现一定的增益增大和一定的辐照量减小。
通过对介电材料的无源导电表面进行工程改造，天线的辐射孔径可以扩大，以增大天线增益。此外，耦合线还可以控制天线的振幅和相位，从而恢复由于使用介电玻璃盖而扭曲的辐射图案。
图2为一种实现方式提供的天线阵列的等效全向辐射功率(equivalentisotropic radiated power，EIRP)的累积分布函数(acumulative distributionfunction，CDF)的图200。图200包括以下天线阵列的EIRP的CDF：没有介电盖202的天线阵列、具有介电盖和上层金属贴片204的天线阵列、具有介电盖和包括6组耦合线206的上层金属贴片的天线阵列、具有介电盖和包括2组耦合线208的上层金属贴片的天线阵列。
例如，将最大功率调节到22.5dBm，202、204、206和208对应的输入功率分别为12.8dBm、11.2dBm、11.8dBm和11.7dBm。如图2所示，202、204、206和208都满足11.5dBm要求下的EIRP第50个百分位。此外，具有介电盖和包括6组耦合线206的上层金属贴片的天线阵列显示了其在没有介电盖202的天线阵列和具有介电盖和上层金属贴片204的天线阵列之间的阵列覆盖性能。
在运算中，当一个单位的能量传递到天线时，高增益天线可以具有窄的波束宽度，低增益天线可以具有宽的波束宽度。高增益天线可以增大一个方向的通信距离。然而，在窄波束宽度的情况下，高增益天线可以在360度覆盖范围中提供较小的覆盖范围。低增益天线不能增大一个方向的通信距离。然而，在宽波束宽度的情况下，低增益天线可以在360度覆盖中范围提供较大的覆盖范围。
图200示出了不同天线扫描阵列的360度覆盖范围。没有介电盖202的天线阵列可以具有低天线增益和宽波束宽度。如图2所示，没有介电盖202的天线阵列的CDF在50％时约为15EIRP。EIRP是传导功率加天线增益。换句话说，使用没有介电盖202的天线阵列，天线阵列可以提供较大的总覆盖范围，但具有短的单向通信范围。具有介电盖和上层金属贴片204的天线阵列可以具有高天线增益和窄波束宽度。如图2所示，具有介电盖和上层金属贴片204的天线阵列的CDF在50％时约为12EIRP，并且具有介电盖和包括6组耦合线206的上层金属贴片的天线阵列的CDF在50％时约为14EIRP。换句话说，具有介电盖和包括6组耦合线206的上层金属贴片的天线阵列可以减小通过MPE标准测量的辐照量，并且实现没有介质盖202的天线阵列和具有介质盖和上层金属贴片204的天线阵列之间的天线增益。
图3为一种实现方式提供的玻璃表面下方的上层金属贴片上的电流密度的图300。图300包括没有耦合线的上层金属贴片的电流密度图302和包括6组耦合线的上层金属贴片的电流密度图304。
如图3所示，上层金属贴片上所示的λ/2箭头在耦合贴片上同相并明确限定，产生良好的视轴辐射图案。在304中，在耦合线旁边显示的左边一对和右边一对λ/2电流明确限定且反相，从而在视轴处相互抵消，并确保良好的视轴辐射图案。这种延伸的自谐振结构可以在开路和虚拟开路之间捕获和辐射能量。因此，功率密度可以分散，从而减小辐照量，同时增大天线增益。换句话说，大的辐射孔径可以使天线增益增大且辐射图案受控。
图4为一种实现方式提供的天线组件的分解示意图400。天线组件包括具有4个天线(402、404、406和408)的天线阵列和具有4个耦合贴片(412、414、416和418)的上层金属贴片。例如，每个天线的大小约为2.4mm2。每个耦合贴片的大小约为4.5mm2，是玻璃下的上层耦合贴片。在一些实现方式中，每个耦合贴片的厚度可以在0.1mm和1mm之间。例如，每个耦合贴片的厚度约为0.5mm。天线和相应的耦合贴片(例如，天线402和耦合贴片412)之间的间隙的高度约为0.5mm。
表1示出了通过改变耦合贴片大小和间隙高度来获得的天线增益。如表1所示，当耦合贴片的大小为4.5mm2，间隙高度为0.5mm时，最大天线增益为10.42dBi。
表1
Figure BDA0003810955030000051
表2示出了通过改变耦合贴片大小和间隙高度来获得的辐照量。如表2所示，当耦合贴片的大小为4.5mm2，间隙高度为0.5mm时，通过MPE标准测量的辐照量为2.99mW/cm2。如上文图1所述和表1和表2所示，在具有玻璃介质盖的天线阵列中添加上层金属贴片可以将天线增益从7.0dBi提高到10.42dBi。然而，辐照量也从1.26mW/cm2增大到2.99mW/cm2。即增益增大3.42dB，辐照量增大0.34dB。
表2
Figure BDA0003810955030000052
图5为一种实现方式提供的具有耦合线的上层金属贴片的俯视图500。俯视图500包括具有6组耦合线的上层金属贴片的俯视图502和具有2组耦合线的上层金属贴片的俯视图504。两个上层金属贴片都有4个耦合贴片。例如，每个耦合贴片的大小约为4.5mm2，是玻璃下的上层耦合贴片。每个耦合线的厚度约为0.5mm，长度在3mm和7mm之间。
表3示出了通过改变具有6组耦合线的上层金属贴片的耦合线长度来获得通过MPE标准测量的天线增益和辐照量。如表3所示，当耦合线长度为5mm时，天线增益为9.64dBi，辐照量为2.03mW/cm2。即增益增大2.64dB，辐照量减小0.34dB。因此，6组耦合线可以使用5mm耦合线，以平衡增益增大和辐照量减小。
表3
线长度(mm) 增益(dBi) 辐照量(mW/cm<sup>2</sup>)
3.00 9.58 2.24
4.00 10.55 2.95
5.00 9.64 2.03
6.00 2.36 0.24
7.00 6.02 0.82
表4示出了通过改变具有2组耦合线的上层金属贴片的耦合线长度来获得通过MPE标准测量的天线增益和辐照量。如表4所示，当耦合线长度为7mm时，天线增益为8.86dBi，辐照量为1.14mW/cm2。即增益增大1.86dB，辐照量减小2.29dB。因此，2组耦合线可以使用7mm耦合线，以平衡增益增大和辐照量减小。
表4
线长度(mm) 增益(dBi) 辐照量(mW/cm<sup>2</sup>)
3.00 9.95 1.89
4.00 10.47 2.61
5.00 10.68 3.11
6.00 8.74 1.74
7.00 8.86 1.14
图6为一种实现方式提供的上层金属贴片的阵列图案扫描图600。图600包括没有耦合线602的上层金属贴片的阵列图案扫描和具有6组耦合线604的上层金属贴片的阵列图案扫描。如图6所示，添加6组耦合线使得电流密度更均匀地分布。此外，添加6组耦合线可减小辐照量，这反映了功率回退减少和相应的增益或范围增大。
图7为一种实现方式提供的具有耦合线的上层金属贴片的其它示例的图700。图700包括使用相同表面(或层)702的上层金属贴片和使用不同表面(或层)704的上层金属贴片。如图7所示，704提供了用于上层金属贴片的3D结构。在符合介电盖的小体积结构的同时，导电贴片可以具有3D结构。例如，耦合片和耦合线可以位于不同的表面(或层)上。此外，耦合贴片可以具有不同的形状，耦合线可以是弯曲的或闭环的。3D结构可能很复杂，但可以很灵活地进行优化。在一些实现方式中，可以添加有源RF组件(例如，RF开关)以进一步增强性能。
图8为一种实现方式提供的示例性系统800的框图。系统800可以包括终端802和网络830。终端可以包括本公开中之前描述的天线组件820，例如，图4中的天线组件。
在一些方面，终端802可以包括计算机。该计算机包括输入设备和输出设备或图形用户界面(graphical user interface，GUI)。该输入设备可以是数字键盘、键盘、触摸屏或其它可以接收用户信息的设备，该输出设备传输与终端802的操作关联的信息，包括数字数据、视觉信息或音频信息(或信息的组合)。
终端802可以作为客户端、网络组件、服务器、数据库或其它持久性存储器，或计算机系统的用于执行本发明描述的主题的任何其它组件(或它们的组合)。所示的终端802能够与网络830建立通信连接。在一些实现方式中，终端802的一个或多个组件可以用于在基于云计算的环境、本地环境、全局环境或其它环境(或环境的组合)等环境中操作。
在高层次上，终端802是可用于接收、发送、处理、存储或管理与所述主题关联的数据和信息的电子计算设备。根据一些实现方式，终端802还可以包括应用服务器、电子邮件服务器、万维网服务器、缓存服务器、流数据服务器或其它服务器(或服务器的组合)或能够与它们建立通信连接。
终端802可以通过网络830接收客户端应用的请求(例如，在另一终端802上执行)，并通过使用适当的一个或多个软件应用处理接收到的请求来响应接收到的请求。另外，请求还可以从内部用户(例如，从命令控制台或通过其它适当的访问方法)、外部或第三方、其它自动化应用以及任何其它适当的实体、个人、系统或计算机发送到终端802。
终端802的每个组件可以使用系统总线803进行通信。在一些实现方式中，终端802的任何或所有组件、硬件或软件(或硬件和软件两者的组合)可以相互连接或使用应用编程接口(application programming interface，API)812或业务层813(或API 812与业务层813的组合)通过系统总线803与接口804连接。API 812可以包括例程、数据结构和对象类别的规范。API 812可以是独立于计算机语言的，也可以是依赖计算机语言的，并且指代完整的接口、单个函数或甚至一组API。业务层813向终端802或能够与终端802建立通信连接的其它组件(无论是否示出)提供软件服务。所有业务消费者可以使用该业务层访问终端802的功能。软件服务，例如由业务层813提供的那些服务，通过定义的接口提供可重用的定义好的功能。例如，接口可以是用JAVA、C++或其它合适语言编写的软件，从而以可扩展标记语言(extensible markup language，XML)格式或其它合适格式提供数据。虽然API 812或业务层813被示为终端802的集成组件，但可选实现方式可以将API 812或业务层813示为与终端802中的其它组件或能够与终端802建立通信连接的其它组件有关的独立组件。此外，API812或业务层813的任何或所有部分可以在不脱离本发明范围的情况下实现为另一个软件模块、企业应用或硬件模块的子模块。
终端802包括接口804。虽然图8中示出了一个接口804，但根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式，可以使用两个或两个以上接口804。接口804由计算机802用于在分布式环境中与连接到网络830(无论是否示出)的其它系统进行通信。通常，接口804包括编码在软件或硬件(或软件和硬件的组合)中的逻辑，并可用于与网络830进行通信。更具体地，接口804可以包括支持与通信关联的一个或多个通信协议的软件，使得网络830或接口的硬件可操作以在所示终端802内外传输物理信号。
终端802包括处理器805。虽然图8中示出了一个处理器805，但根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式，可以使用两个或两个以上处理器。通常，处理器805执行指令和操作数据以执行终端802的操作以及本发明描述的任何算法、方法、功能、过程和流程。
终端802还包括数据库806，数据库806可以为计算机802或可以连接到网络830(无论是否示出)的其它组件(或两者的组合)保存数据。例如，数据库806可以是存储与本发明一致的数据的内存数据库、传统数据库或其它类型的数据库。在一些实现方式中，数据库806可以是根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式和所描述的功能的两种或两种以上不同数据库类型的组合(例如，混合内存和传统数据库)。虽然图8示出了一个数据库806，但根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式和所描述的功能，可以使用(相同类型的或组合类型的)两个或两个以上数据库。虽然数据库806被示为终端802的组成部分，但在可选实现方式中，数据库806可以在终端802的外部。
终端802还包括存储器807，存储器807可以为计算机802或可以连接到网络830(无论是否示出)的其它组件(或两者的组合)保存数据。例如，存储器807可以是存储与本发明一致的数据的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、光存储器、磁存储器等。在一些实现方式中，存储器807可以是根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式和所描述的功能的两种或两种以上不同类型的存储器的组合(例如，RAM和磁存储的组合)。虽然图8示出了一个存储器807，但根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式和所描述的功能，可以使用(相同类型的或组合类型的)两个或两个以上存储器807。虽然存储器807被示为终端802的组成部分，但在可选实现方式中，存储器807可以在终端802的外部。
应用808是根据终端802的特定需求、要求或特定实现方式提供功能(特别是关于本发明描述的功能)的算法软件引擎。例如，应用808可以作为一个或多个组件、模块或应用。此外，虽然示出了一个应用808，但应用808可以在终端802上实现为多个应用808。另外，虽然应用808被示为终端802的组成部分，但在可选实现方式中，应用808可以在终端802的外部。
终端802还可以包括电源814。电源814可以包括可充电或不可充电电池，这些电池可以配置为用户可更换或用户不可更换。在一些实现方式中，电源814可以包括电源转换或管理电路(包括再充电、待机或其它电源管理功能)。在一些实现方式中，电源814可以包括电源插头，以使终端802插入墙插式插座，还可以包括其它电源，以给终端802供电或给可充电电池充电，等等。
终端802还可以包括天线组件820。例如，天线组件820可以包括天线阵列、介电盖和具有耦合线的上层金属贴片。具有耦合线的上层金属贴片可以放置于介电盖下方且位于天线阵列上方。
可以存在任意数量的终端802与包括终端802的计算机系统关联或在其外部，每个终端802通过网络830进行通信。此外，术语“客户端”、“用户”和其它适当的术语可以酌情互换使用，而不偏离本发明的范围。此外，本发明设想到许多用户可以使用一个终端802，或者一个用户可以使用多个终端802。
本主题的所述实现方式可以单独或组合地包括一个或多个特征。
在第一种实现方式中，天线组件包括天线阵列、介电盖和具有耦合线的上层金属贴片，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方。
上述和其它所描述的实现方式可以各自可选地包括以下一个或多个特征。
第一特征，可与以下任一特征组合，其中，所述天线阵列为5G毫米波天线阵列，所述介电盖为玻璃介电盖。
第二特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述上层金属贴片和所述耦合线连接在同一层上，所述耦合线从所述上层金属贴片延伸。
第三特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述上层金属贴片包括多个金属贴片，所述多个金属贴片中的每个金属贴片为正方形，每条耦合线为直线。
第四特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述天线阵列包括4个连接天线，所述具有耦合线的上层金属贴片包括4个金属贴片，每个金属贴片放置在相应的天线上方，所述耦合线包括6对耦合线，每对耦合线具有相同的长度。
第五特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述天线阵列中的每个天线约为2.4平方毫米(mm2)，所述上层金属贴片中的每个金属贴片约为4.5mm2，厚度小于1mm，天线与相应的金属贴片之间的间隙高度约为0.5mm，所述耦合线中的每条耦合线的厚度约为0.5mm，长度在3mm至7mm之间。
第六特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置在所述天线阵列上方约λ/2，其中，λ为所述天线阵列的工作频率的波长。
在第二种实现方式中，电子设备包括非瞬时性存储器、一个或多个硬件处理器、天线阵列、介电盖和具有耦合线的上层金属贴片，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方。
上述和其它所描述的实现方式可以各自可选地包括以下一个或多个特征。
第一特征，可与以下任一特征组合，其中，所述天线阵列为5G毫米波天线阵列，所述介电盖为玻璃介电盖。
第二特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述上层金属贴片和所述耦合线连接在同一层上，所述耦合线从所述上层金属贴片延伸。
第三特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述上层金属贴片包括多个金属贴片，所述多个金属贴片中的每个金属贴片为正方形，每条耦合线为直线。
第四特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述天线阵列包括4个连接天线，所述具有耦合线的上层金属贴片包括4个金属贴片，每个金属贴片放置在相应的天线上方，所述耦合线包括6对耦合线，每对耦合线具有相同的长度。
第五特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述天线阵列中的每个天线约为2.4平方毫米(mm2)，所述上层金属贴片中的每个金属贴片约为4.5mm2，厚度小于1mm，天线与相应的金属贴片之间的间隙高度约为0.5mm，所述耦合线中的每条耦合线的厚度约为0.5mm，长度在3mm至7mm之间。
第六特征，可与以上或以下任一特征组合，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置在所述天线阵列上方约λ/2，其中，λ为所述天线阵列的工作频率的波长。
本说明书所描述的主题和功能性操作的实现方式可在数字电子电路、可有形地体现的计算机软件或固件、计算机硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物中实现，或在它们一个或多个的组合中实现。本说明书所描述的主题的实现方式可实现为一个或多个计算机程序，即计算机程序指令的一个或多个模块，所述计算机程序指令被编码在有形的非瞬时性计算机可读计算机存储介质中，以由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。可替代地或另外，可将程序指令编码在人工生成的传播信号(例如，机器生成的电、光或电磁信号)中，生成所述信号以对信息进行编码从而发送到合适的接收器装置，供数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储设备或计算机存储介质的组合。
术语“实时(real-time/real time/realtime)”、“实时(快速)时间(real(fast)time，RFT)”、“近实时(near(ly)real-time，NRT)”、“准实时”或类似的术语(如本领域普通技术人员所理解的)意味着动作和响应在时间上是接近的，使得个体感知动作和响应基本上同时发生。例如，在个体访问数据的动作之后，响应数据显示(或显示启动)的时间差可以小于1ms、小于1秒或小于5秒。虽然请求的数据不需要立即显示(或启动以显示)，但是考虑到所述计算系统的处理限制和收集、精确测量、分析、处理、存储或传输所述数据等所需的时间，仍然没有任何故意延迟地对所请求的数据进行显示(或启动以显示)。
术语“数据处理装置”、“计算机”或“电子计算机设备”(或本领域普通技术人员理解的等同物)是指数据处理硬件并涵盖用于处理数据的各类装置、设备和机器，包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机等。该装置还可以是或进一步包括专用逻辑电路，例如，中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或专用集成电路(Application-specific IntegratedCircuit，ASIC)。在一些实现方式中，数据处理装置或专用逻辑电路(或数据处理装置或专用逻辑电路的组合)可以基于硬件或软件(或基于硬件和软件的组合)。所述装置可以可选地包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或执行环境的组合的代码。本发明预期使用带有或不带传统操作系统的数据处理装置，所述传统操作系统例如LINUX、UNIX、WINDOWS、MAC OS、ANDROID、IOS或任何其它合适的传统操作系统。
计算机程序(也可以称为或描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码)可以任何形式的编程语言编写，包括编译或直译语言、或声明性语言或程序语言，并且可以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适用于计算环境中的其它单元进行部署。计算机程序可以(但不必)对应文件系统中的文件。程序可存储在包括其它程序或数据的文件的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中、专用于相关程序的单个文件中，或多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)中。可将计算机程序部署在一台计算机中执行，或部署在位于一个站点或分布于多个站点并通过通信网络互连的多台计算机中执行。虽然在各种附图中示出的程序的各部分示出为通过各种对象、方法或其它过程实现各种特征和功能的单独模块，但视情况而定，程序可以替代地包括许多子模块、第三方服务、组件、库等。反过来，各种组件的特征和功能可以视情况组合成单个组件。用于进行计算决策的阈值可以是静态、动态，或静态和动态相结合而确定的。
本说明书所描述的方法、过程或逻辑流可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行，以通过对输入数据进行操作和生成输出来执行功能。所述方法、过程或逻辑流也可以由专用逻辑电路执行，装置也可以实现为专用逻辑电路，例如CPU、FPGA或ASIC。
适合于执行计算机程序的计算机可以基于通用或专用微处理器，基于通用及专用微处理器，或任何其它类型的CPU。通常，CPU从ROM或随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)或两者中接收指令和数据。计算机的必需元件是用于执行指令的CPU，和用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还包括一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如磁盘、磁光盘或光盘)，或与一个或多个用于存储数据的大容量存储设备可操作地耦合以从所述大容量存储设备接收数据和/或将数据传送给所述大容量存储设备。但是，计算机不必具有此类设备。此外，可将计算机嵌入到其它设备中，例如移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)接收器或便携式存储设备(例如，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)闪存驱动器)等。
适合存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质(视情况为瞬时性或非瞬时性的)包括非易失性存储器、介质和存储设备，例如包括半导体存储设备，例如可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；CD-ROM、DVD+/–R、DVD-RAM和DVD-ROM磁盘。存储器可以存储各种对象或数据，包括高速缓存、类别、框架、应用、备份数据、任务、网页、网页模板、数据库表、存储动态信息的存储库，以及包括任何参数、变量、算法、指令、规则、约束或参考的任何其它合适信息。此外，存储器可包括任何其它合适的数据，例如日志、策略、安全或访问数据、报告文件以及其它数据。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路。
为了与用户交互，本说明书所描述的主题的实现方式可以在具有显示设备的计算机中实现，所述显示设备如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或等离子监视器，用于向用户显示信息，以及键盘和定点设备(例如鼠标、轨迹球、或轨迹板)，用户可借此向计算机提供输入。也可以使用触摸屏向计算机提供输入，所述触摸屏如具有压力敏感度的平板计算机表面、使用电容或电感感测的多点触摸屏或其它类型的触摸屏。其它类型的设备也可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感知反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且来自用户的输入可以通过任何形式接收，包括声学、语音或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户所使用的设备发送文档和从用户所使用的设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应从网页浏览器接收的请求，向用户客户端设备上的网页浏览器发送网页。
术语“图形用户界面”或“GUI”可以单数或复数使用以描述一个或多个图形用户界面以及特定图形用户界面的每个显示器。因此，GUI可以表示处理信息并将信息结果有效地呈现给用户的任何图形用户界面，包括但不限于网络浏览器、触摸屏或命令行界面(Command Line Interface，CLI)。通常，GUI可以包括多个用户界面(User Interface，UI)元素，其中一些或全部与网页浏览器相关联，如交互字段、下拉列表和按钮。这些和其它UI元素可以与网页浏览器的功能相关或表示网页浏览器的功能。
本说明书所描述的主题的实现方式可以在包括后端组件(例如作为数据服务器)，或包括中间件组件(例如应用服务器)，或包括前端组件(例如，具有图形用户界面或网页浏览器的客户端计算机)的计算系统中实现，用户可以通过所述计算系统与本说明书所描述的主题的实现方式，或一个或多个这种后端、中间件或前端组件的任意组合进行交互。系统的组件可以通过有线或无线数字数据通信(或数据通信的组合)的任何形式或介质互连，例如通信网络。通信网络的示例包括局域网(Local Area Network，LAN)、无线接入网(RadioAccess Network，RAN)、城域网(Metropolitan Area Network，MAN)、广域网(Wide AreaNetwork，WAN)、全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，WIMAX)、无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)(例如使用802.11a/b/g/n或802.20(或802.11x和802.20的组合或与本发明一致的其它协议))，互联网的全部或一部分，或一个或多个位置的任何其它通信系统(或通信网络的组合)。例如，网络可以与互联网协议(Internet Protocol，IP)数据包、帧中继帧、异步传输模式(AsynchronousTransfer Mode，ATM)信元、语音、视频、数据或其它合适的信息(或通信类型的组合)在网络地址之间进行通信。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此距离较远，通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系源于在各自计算机中运行并且彼此之间具有客户端-服务器关系的计算机程序。
虽然本说明书包括许多具体的实现细节，但这些细节不应解释为对任何发明的范围或所要求保护的内容的范围造成限制，而应解释为可能是特定发明的特定实现方式所特有的特征的描述。在单独实现方式的上下文中，本说明书所描述的某些特征也可以在单个实现方式中组合实现。反之，在单个实现方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现方式中单独实现或在任何合适的子组合中实现。此外，尽管可将先前描述的特征描述为以某些组合起作用，且甚至最初如此要求保护，但是在某些情况下，可从所述组合中去除所要求保护的组合中的一个或多个特征，且所要求保护的组合可针对子组合或子组合的变体。
已经描述了本主题的特定实现方式。所描述的实现方式的其它实现、更改和排列在所附权利要求的范围内，对本领域的技术人员而言是显而易见的。虽然在附图或权利要求中以特定次序描述了操作，但是这不应理解为要求以所示特定次序或以顺序次序执行这些操作，或者要求执行示出的所有操作(一些操作可以视为可选的)，以获得期望的结果。在某些情况下，多任务处理或并行处理(或多任务处理和并行处理的组合)可能是有利的，并且可以视情况执行。
此外，先前描述的实现方式中的各种系统模块和组件的分离或集成不应理解为所有实现方式都要求这种分离或集成，并且应理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或打包到多个软件产品中。
因此，先前描述的示例性实现方式并不会限定或限制本发明。也可以进行其它改变、替代以及更改，而不偏离本发明的精神和范围。
此外，任何要求保护的实现方式视为适用于至少一种计算机实现的方法；一种非瞬时性计算机可读介质，存储计算机可读指令以执行计算机实现的方法；以及一种计算机系统，包括可互操作地与硬件处理器耦合的计算机存储器，所述硬件处理器用于执行计算机实现的方法或存储在非瞬时性计算机可读介质中的指令。

Claims (14)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：
天线阵列；
介电盖；
具有耦合线的上层金属贴片，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线阵列为5G毫米波(mmWave)天线阵列，所述介电盖为玻璃介电盖。
3.根据权利要求1或2所述的天线组件，其特征在于，所述上层金属贴片和所述耦合线连接在同一层上，所述耦合线从所述上层金属贴片延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述上层金属贴片包括多个金属贴片，所述多个金属贴片中的每个金属贴片为正方形，每条耦合线为直线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述天线阵列包括4个连接天线，所述具有耦合线的上层金属贴片包括4个金属贴片，每个金属贴片放置在相应的天线上方，所述耦合线包括6对耦合线，每对耦合线具有相同的长度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述天线阵列中的每个天线约为2.4平方毫米(mm2)，所述上层金属贴片中的每个金属贴片约为4.5mm2，厚度小于1mm，天线与相应的金属贴片之间的间隙高度约为0.5mm，所述耦合线中的每条耦合线的厚度约为0.5mm，长度在3mm至7mm之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述具有耦合线的上层金属贴片放置在所述天线阵列上方约λ/2，λ为所述天线阵列的工作频率的波长。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
非瞬时性存储器；
一个或多个硬件处理器；
天线阵列；
介电盖；
具有耦合线的上层金属贴片，其中，所述具有耦合线的上层金属贴片放置于所述介电盖下方且位于所述天线阵列上方。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述天线阵列为5G毫米波(mmWave)天线阵列，所述介电盖为玻璃介电盖。
10.根据权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述上层金属贴片和所述耦合线连接在同一层上，所述耦合线从所述上层金属贴片延伸。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述上层金属贴片包括多个金属贴片，所述多个金属贴片中的每个金属贴片为正方形，每条耦合线为直线。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述天线阵列包括4个连接天线，所述具有耦合线的上层金属贴片包括4个金属贴片，每个金属贴片放置在相应的天线上方，所述耦合线包括6对耦合线，每对耦合线具有相同的长度。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述天线阵列中的每个天线约为2.4平方毫米(mm2)，所述上层金属贴片中的每个金属贴片约为4.5mm2，厚度小于1mm，天线与相应的金属贴片之间的间隙高度约为0.5mm，所述耦合线中的每条耦合线的厚度约为0.5mm，长度在3mm至7mm之间。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述具有耦合线的上层金属贴片放置在所述天线阵列上方约λ/2，λ为所述天线阵列的工作频率的波长。
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