CN117546364A - 天线装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及天线装置以及电子设备。天线装置具备:天线模块,用于以给定的通信频率进行通信;具有导电性的基体,具有第1面,并具有能够容纳天线模块且形成在第1面的第1凹部;电介质的天线罩,具有与基体的第1面对置的第2面,并具有与第1凹部对置且形成在第2面的第2凹部;和防水构造,配置在基体的第1面与天线罩的第2面之间,用于对天线模块进行防水。天线模块包括一个或多个天线元件和形成有一个或多个天线元件的天线面。天线模块被容纳于第1凹部,使得天线面从第1面突出到第2凹部内。
Description
技术领域
本公开涉及天线装置以及电子设备。
背景技术
专利文献1作为天线装置而公开了一种路侧无线装置。在专利文献1中记载了如下结构,其由以下部件构成:基座,将无线设备主体容纳凹部和天线收纳凹部设为背靠背地具有壳体,并且将天线收纳凹部的面部设为电波反射面;基座盖,覆盖该基座的无线设备主体容纳凹部,形成与基座一起容纳无线设备主体的无线设备主体容纳部;和天线盖,覆盖基座的天线收纳凹部,形成与基座一起收纳天线基板的天线收纳部,在无线设备主体容纳部容纳有无线设备主体,此外在天线收纳部收纳有天线基板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-44734号公报
发明内容
然而,在专利文献1所记载的天线装置中,天线性能的提高不充分。
本公开提供能实现防水性能以及天线性能的提高的天线装置以及电子设备。
本公开的一方式的天线装置具备:天线模块,用于以给定的通信频率进行通信;具有导电性的基体,具有第1面,并且具有能够容纳所述天线模块且形成在所述第1面的第1凹部;电介质的天线罩,具有与所述基体的第1面对置的第2面,具有与所述第1凹部对置且形成在所述第2面的第2凹部;防水构造,配置在所述基体的第1面与所述天线罩的第2面之间,用于对所述天线模块进行防水。所述天线模块包括一个或多个天线元件和形成有所述一个或多个天线元件的天线面。所述天线模块被容纳在所述第1凹部,使得所述天线面从所述第1面突出到所述第2凹部内。
本公开的一方式的电子设备具备:上述的天线装置;通信电路,与所述天线装置连接;和金属壳体,容纳所述通信电路。所述基体是所述金属壳体的一部分。所述基体的第1面是所述金属壳体的外表面。
根据本公开的方式,能实现防水性能以及天线性能的提高。
附图说明
图1是一实施方式的具备天线装置的电子设备的结构例的框图。
图2是图1的电子设备的立体图。
图3是图1的电子设备的侧视图。
图4是图3的X-X线的剖视图。
图5是图4的部分放大图。
图6是图3的Y-Y线的剖视图。
图7是图1的电子设备的天线装置的俯视图。
图8是省略了图7的天线装置的天线罩的俯视图。
图9是省略了图8的天线装置的防水构造的俯视图。
图10是图7的天线装置的天线罩的仰视图。
图11是图7的天线装置的弹性构件的立体图。
图12的(a)是天线装置的结构例1的电场分布图,(b)是天线装置的结构例2的电场分布图。
图13的(a)是天线装置的结构例3的俯视图,(b)是天线装置的结构例4的俯视图,(c)是天线装置的结构例5的俯视图。
图14是天线装置的结构例3~6中的累积分布函数的曲线图。
图15是针对天线装置的结构例7、8的天线增益的角度依赖的曲线图。
图16是针对天线装置的结构例9、10的天线增益的角度依赖的曲线图。
具体实施方式
[1.实施方式]
[1.1概要]
图1是本实施方式所涉及的电子设备1的结构例的框图。图1的电子设备1是平板终端。电子设备1具备天线装置10、通信电路11、输入输出装置12、存储装置13和运算电路14。
图2是电子设备1的立体图。电子设备1具备容纳天线装置10、通信电路11、输入输出装置12、存储装置13和运算电路14的壳体15。图3是电子设备1的侧视图。如图2以及图3所示,天线装置10被容纳于壳体15,使得从壳体15的侧面部分地露出。
图4是图3的X-X线的剖视图。图5是图4的部分放大图。图6是图3的Y-Y的剖视图。
如图4~图6所示,天线装置10具备用于以给定的通信频率进行通信的天线模块2、具有导电性的基体3、电介质的天线罩4和防水构造5。基体3具有第1面30,在第1面30形成有能够容纳天线模块2的第1凹部31。即,第1凹部31容纳天线模块2,形成在基体3的第1面30。天线罩4具有与基体3的第1面30对置的第2面40,在第2面40形成有与第1凹部31对置的第2凹部41。即,第2凹部41与第1凹部31对置,形成在天线罩4的第2面40。防水构造5是用于基体3的第1面30与天线罩4的第2面40之间的防水的构造。即,防水构造5构成为配置在基体3的第1面30与天线罩4的第2面40之间,对天线模块2进行防水。天线模块2被容纳在第1凹部31,使得形成有一个或多个天线元件2a的天线面20从第1面30突出到第2凹部41内。即,天线模块2被容纳于第1凹部31,使得天线面20从第1面30突出到第2凹部41内。
在天线装置10中,基体3的第1面30的第1凹部31和天线罩4的第2面40的第2凹部41构成天线模块2用的容纳空间。天线模块2用的容纳空间通过防水构造5而被防水。由防水构造5实现的防水性能的提高能通过在基体3的第1面30与天线罩4的第2面40之间扩大防水用的区域来容易地实现。进一步地,天线模块2被容纳于第1凹部31,使得形成有天线元件2a的天线面20从第1面30突出到第2凹部41内。由此,能够由基体3的第1面30使从天线面20的天线元件2a辐射并向与天线面20相反侧行进的电波向天线面20侧反射。由此,能实现从天线模块2辐射的电波的利用效率的提高。因此,根据以上描述的天线装置10,能实现防水性能以及天线性能的提高。特别地,专利文献1所记载的天线装置以耐环境性为目的,天线性能的提高不充分。特别地,专利文献1未对在主体容纳部内配置有天线时的天线增益、辐射指向性等天线特性进行改善。相对于此,在本实施方式的天线装置10中,如上述那样,能实现防水性能以及天线性能的提高。
[1.2详细]
以下,对天线装置10以及具备天线装置10的电子设备1进一步进行说明。
[1.2.1电子设备]
如图1所示,电子设备1具备天线装置10、通信电路11、输入输出装置12、存储装置13和运算电路14。如图2所示,电子设备1具备容纳天线装置10、通信电路11、输入输出装置12、存储装置13和运算电路14的壳体15。
天线装置10用于电子设备1与外部设备之间的无线通信。对于天线装置10,通过后述的“[1.2.2天线装置]”来详细地进行说明。
通信电路11与天线装置10连接。通信电路11经由天线装置10与外部装置或系统能够通信地连接。通信电路11具备1个以上的通信接口。通信电路11遵守给定的通信协议。给定的通信协议能够从周知的各种无线通信标准中选择。
输入输出装置12具有作为用于输入来自用户的信息的输入装置以及用于向用户输出信息的输出装置的功能。即,输入输出装置12用于信息向电子设备1的输入以及信息从电子设备1的输出。输入输出装置12具备1个以上的人机接口。作为人机接口的例子,能举出键盘、指向设备(鼠标、轨迹球等)、触摸板等输入装置、显示器、扬声器等输出装置、触摸屏等输入输出装置。在图2中,输入输出装置12具备触摸屏显示器121。触摸屏显示器121被容纳于壳体15,使得操作面以及显示面从壳体15露出。
存储装置13用于对由运算电路14利用的信息以及运算电路14生成的信息进行存储。存储装置13包括1个以上的存储器(非瞬时性存储介质)。存储器例如也可以是硬盘驱动器、光学驱动器以及固态驱动器(SSD)中的任一者。
运算电路14是控制电子设备1的动作的电路。运算电路14与通信电路11以及输入输出装置12连接,能够访问存储装置13。运算电路14例如能够由包括1个以上的处理器(微处理器)和1个以上的存储器的计算机系统来实现。1个以上的处理器通过执行(存储于1个以上的存储器或存储装置13的)程序来实现给定的功能。在此,程序被预先记录于存储装置13,但也可以通过因特网等电气通信线路而被提供,或记录于存储器卡等非瞬时性记录介质而被提供。
壳体15由金属壳体16和外框17构成。金属壳体16是扁平的长方体状。金属壳体16容纳通信电路11、输入输出装置12、存储装置13和运算电路14。外框17与金属壳体16同样是扁平的长方体状。外框17将金属壳体16容纳在内部。在壳体15中,如图4所示,天线装置10被容纳在金属壳体16与外框17之间。在图4中,天线装置10位于壳体15的侧面地处于金属壳体16的侧面与外框17的侧面之间。如图3以及图4所示,为了让来自天线装置10的电波或向天线装置10的电波通过,外框17具有使天线装置10露出的开口171。外框17是金属制或树脂制。
[1.2.2天线装置]
接下来,对天线装置10详细地进行说明。如图2以及图3所示,天线装置10被容纳于壳体15,使得从壳体15的侧面部分地露出。
如图4所示,天线装置10具备天线模块2、基体3、天线罩4、防水构造5、连接构件6和弹性构件7。
在以下的说明中,进一步参照图7~图11。图7是天线装置10的俯视图。图8是省略了天线装置10的天线罩4的俯视图。图9是省略了天线装置10的防水构造5的俯视图。图10是天线装置10的天线罩4的仰视图。图11是天线装置10的弹性构件7的立体图。
天线模块2用于以给定的通信频率进行通信。天线模块2用于给定的通信频率的电波的收发。在本实施方式中,给定的通信频率包括于26~300GHz的频带内。给定的通信频率例如是28GHz频带或40GHz频带的频率。因此,天线模块2是准毫米波段~毫米波段的天线模块。
图4~图9所示的天线模块2是矩形的板状。天线模块2具有厚度方向(图4~图6中的上下方向)、长度方向(图7~图9中的左右方向)以及宽度方向(图7~图9中的上下方向)。如图6所示,天线模块2分别在厚度方向上的两面具有天线面20以及接地面21。如图7~图9所示,在天线面20形成有多个天线元件2a-1~2a-4(以下,总称而标注符号2a)。天线元件2a例如是形成在天线面20且以给定的通信频率谐振的电极。在本实施方式中,多个天线元件2a排列在一条直线上。由此,天线模块2能作为相控阵列天线来使用。天线元件2a-1~2a-4沿着天线模块2的长度方向排列在天线面20。在本实施方式中,天线模块2的长度方向是天线元件2a(天线元件2a-1~2a-4)在天线面20中排列的方向。天线模块2的宽度方向是与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向(天线模块2的长度方向)分别正交的方向。在接地面形成有接地图案。接地图案作为反射板而发挥功能。
基体3容纳天线模块2。如图4~图6所示,基体3具有第1面30。基体3具有导电性。基体3由金属材料等具有导电性的材料形成。在本实施方式中,如图4所示,基体3是金属壳体16的一部分。具体地,基体3利用金属壳体16的侧部而被构成。基体3的第1面30是金属壳体16的外表面。金属壳体16的外表面是金属壳体16的外框17侧的面,是与容纳在金属壳体16的通信电路11等相反侧的面。在基体3中,在第1面30形成有能够容纳天线模块2的第1凹部31。如图9所示,第1凹部31在俯视下是大致矩形状。第1凹部31由放置天线模块2的底部32和将天线模块2包围的内侧面33构成。第1凹部31的底部32以及内侧面33作为将从天线模块2辐射的电波向天线模块2的正面方向(天线面20的方向)反射的反射板而发挥作用,能实现从天线模块2辐射的电波的利用效率的提高。
天线模块2在第1凹部31内处于规定位置。规定位置是在第1凹部31的内侧面33的至少一部分中内侧面33与天线模块2之间的距离d2大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下的位置。在图9中,在天线模块2的宽度方向的第1端以及第2端(图9中的上端以及下端)的一部分以及长度方向的第1端(图9中的右端),距离d2大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。关于详细情况,通过后述的“[1.4评价]”来描述,通过天线模块2处于上述的规定位置,能实现天线模块2的正面方向(天线面20方向)的增益的提高。
如图9所示,基体3具有通过与天线模块2接触来将天线模块2定位于规定位置的多个定位突起34-1~34-5(以下,总称而标注符号34)。由此,天线模块2与基体3的位置对齐变得容易,所以能实现天线装置10的组装作业的容易化。多个定位突起34从第1凹部31的内侧面33突出。由此,能实现基体3的构造的简易化。在本实施方式中,定位突起34从内侧面33的突出量设定为大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。
更详细地,定位突起34-1、34-2在第1凹部31的内侧面33中从与天线模块2的宽度方向的第1端(图9中的上端)对置的部位突出,由此,在内侧面33中,将与天线模块2的宽度方向的第1端对置的部分和天线模块2的距离d2设为大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。定位突起34-3、34-4在第1凹部31的内侧面33中从与天线模块2的宽度方向的第2端(图9中的下端)对置的部位突出,由此,在内侧面33中将与天线模块2的宽度方向的第2端对置的部分和天线模块2的距离d2设为大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。距离d2也可以是与给定的通信频率对应的波长的1/18以下,还可以是与给定的通信频率对应的波长的1/27以下。例如,在给定的通信频率是28GHz频带的频率的情况下,距离d2可以是作为与给定的通信频率对应的波长的1/27的约0.4mm。例如,在给定的通信频率是40GHz频带的频率的情况下,距离d2可以是作为与给定的通信频率对应的波长的1/18的约0.4mm。通过定位突起34-1、34-2、34-3、34-4来在天线模块2的宽度方向上对天线模块2进行定位。定位突起34-5在第1凹部31的内侧面33中从与天线模块2的长度方向的第1端(图9中的右端)对置的部位突出,由此,将在内侧面33中与天线模块2的长度方向的第1端对置的部分和天线模块2的距离d2设为大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。在图9中,天线模块2的长度方向的第2端(图9中的左端)的角与第1凹部31的内侧面33接触。由此,在天线模块2的长度方向上对天线模块2进行定位。
如图9所示,基体3具有定位部35。在本实施方式中,基体3具有2个定位部35。定位部35将天线罩4定位在给定位置。如图5所示,给定位置是在与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向分别正交的方向(图5中的左右方向、天线模块2的宽度方向)上,天线罩4的中心C4与天线模块2的中心C2一致的位置。即,是在基体3安装了天线罩4时天线罩4的中心C4收敛于天线模块2的宽度方向的中心C2的构造。通过天线罩4处于这样的给定位置,从而能够降低由天线罩4对天线模块2的天线辐射特性的影响。此外,通过定位部35,天线罩4与天线模块2的位置对齐变得容易,所以能实现天线装置10的组装作业的容易化。在本实施方式中,定位部35与后述的天线罩4的定位部44(参照图10)结合,由此将天线罩4定位在给定位置。在图9中,定位部35是接受天线罩4的定位部44的凹部。定位部35在基体3的第1面30中形成在第1凹部31的周围。
如图9所示,基体3具有开口36。如图4以及图5所示,开口36贯通第1凹部31的底部32。如上述那样,基体3是金属壳体16的一部分,开口36将金属壳体16的内部和外部连结。通过开口36,能够将处于金属壳体16的外部的天线模块2与处于金属壳体16的内部的通信电路11连接。如图9所示,在天线模块2的厚度方向上,开口36不与天线模块2重叠。如上述那样,第1凹部31的底部32作为将从天线模块2辐射的电波向天线模块2的正面方向(天线面20的方向)反射的反射板而发挥作用。因此,通过设为开口36在天线模块2的厚度方向上不与天线模块2重叠,能够在降低由于设置了开口36而引起的对天线模块2的辐射特性的影响的同时,实现天线模块2向其他电路(通信电路11)的连接。
如图9所示,开口36在俯视下是大致矩形状。开口36的长度方向以及宽度方向与天线模块2的长度方向以及宽度方向对应。在与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向(天线模块2的长度方向)分别正交的方向(天线模块2的宽度方向)上,开口36与天线模块2相邻。根据该结构,能够缩短天线模块2向其他电路(通信电路11)的连接所需要的布线长。
对开口36的尺寸进一步进行说明。在本实施方式中,在天线元件2a在天线面20中排列的方向(天线模块2的长度方向)上,开口36的尺寸D1为天线模块2的尺寸的1/2以下。关于详细情况,通过后述的“[1.4评价]”来描述,根据该结构,能够降低由于设置了开口36而引起的对天线模块2的辐射特性的影响,并且能实现天线模块2向其他电路(通信电路11)的连接。在本实施方式中,在与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向分别正交的方向(天线模块2的宽度方向)上,开口36的尺寸D2为与给定的通信频率对应的波长的1/3以下。由此,能够降低由于设置了开口36而引起的对天线模块2的辐射特性的影响,并且能够实现天线模块2向其他电路(通信电路11)的连接。
如图6所示,在基体3的第1面30的第1凹部31容纳天线模块2,在天线模块2与基体3的第1凹部31的底部32之间配置弹性构件7。第1凹部31的深度小于天线模块2的厚度和弹性构件7的厚度。因此,天线模块2被容纳于第1凹部31,使得天线面20从第1面30突出。
天线罩4保护天线模块2。天线罩4由树脂材料等电介质形成,以使得让来自天线模块2的电波或向天线模块2的电波通过。如图4~图6所示,天线罩4具有与基体3的第1面30对置的第2面40。在天线罩4中,在第2面40形成有与第1凹部31对置的第2凹部41。第2凹部41与第1凹部31一起形成容纳天线模块2的空间。如图7以及图10所示,天线罩4在俯视下为矩形的板状。在天线罩4的厚度方向上,基体3侧的面是第2面40。如图10所示,天线罩4具备与第2凹部41的底部接触的第1部位4a、和与第2凹部41的侧壁部以及从侧壁部向外侧突出的凸缘部接触的第2部位4b。第1部位4a的厚度t1是均匀的,第1部位4a的厚度方向的两面是平坦的面。因此,第2凹部41的底面411也成为平坦的面。第1部位4a相对于沿着天线罩4的长度方向穿过天线罩4的宽度方向的中心的线而线对称。第2部位4b的厚度是均匀的,第2部位4b的厚度方向的两面是平坦的面。
在本实施方式中,如图5所示,天线模块2被容纳于第1凹部31,使得天线面20从第1面30突出。在将天线罩4安装在基体3的情况下,天线模块2的天线面20位于天线罩4的第2凹部41内。第2凹部41的底面411是平坦的面。由此,天线罩4的第2凹部41的底面411包括与天线面20平行地对置的对置区域412。对置区域412与天线面20之间的距离d1在与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。例如,在给定的通信频率是28GHz频带的频率的情况下,距离d1在约0.2mm~0.35mm的范围内。例如,在给定的通信频率是40GHz频带的频率的情况下,距离d1在约0.15mm~0.25mm的范围内。通过试验确认到,若距离d1超过与给定的通信频率对应的波长的1/30,则天线增益大幅下降。因此,通过对置区域412与天线面20之间的距离d1在与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内,能够抑制由于天线罩4上的电波的反射引起的天线增益的下降。
如图10所示,为了将距离d1设为与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内,天线罩4具有间隔件42-1~42-6(以下,总称而标注符号42)。如图5所示,间隔件42处于对置区域412与天线面20之间,将对置区域412与天线面20之间的距离d1保持在与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。在本实施方式中,间隔件42形成在第2凹部41的底面411。间隔件42与第1部位4a以及第2部位4b连续一体地形成,间隔件42也是电介质。设定间隔件42的高度,使得在天线面20与间隔件42接触的状态下,距离d1成为与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下。因此,将距离d1设定在与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内的作业变得容易。
如图10所示,间隔件42配置为不与天线模块2的天线元件2a(在天线模块2的厚度方向上)对置。进一步地,在与天线面20平行的面内,间隔件42与天线元件2a之间的距离d3(在图10中,作为间隔件42-5与天线元件2a-3之间的距离而进行了图示)设定为与给定的通信频率对应的波长的1/5以上。更详细地,间隔件42-5与天线元件2a-1~2a-4各自之间的距离设定为与给定的通信频率对应的波长的1/5以上。距离d3也可以是与给定的通信频率对应的波长的1/8以下。在本实施方式中,间隔件42-1~42-6被配置在第2凹部41的底面411的周围。间隔件42-1~42-6各自与天线元件2a-1~2a-4之中最接近的天线元件2a之间的与天线面20平行的面内的距离d3,在与给定的通信频率对应的波长的1/5以上1/8以下的范围内。例如,在给定的通信频率是28GHz频带的频率的情况下,距离d3在约1.3mm~2.1mm的范围内。例如,在给定的通信频率是40GHz频带的频率的情况下,距离d3在约0.9mm~1.5mm的范围内。在本实施方式中,间隔件42是电介质。因此,通过将距离d3设为与给定的通信频率对应的波长的1/5以上,能够将距离d1保持为与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下,并且降低由于设置了间隔件42而引起的对天线增益、辐射指向性等天线特性的影响。
如图10所示,天线罩4具有定位部44。关于定位部44,在本实施方式中,天线罩4具有2个定位部44。定位部44与基体3的定位部35一起用于将天线罩4定位在上述的给定位置。在图10中,定位部44是嵌入于基体3的定位部35的凸部。定位部44形成在天线罩4的第2部位4b的缘部。如图5所示,给定位置是在与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向分别正交的方向(图5中的左右方向、天线模块2的宽度方向)上,天线罩4的中心C4与天线模块2的中心C2一致的位置。如上述那样,在天线罩4中,第1部位4a相对于沿着天线罩4的长度方向穿过天线罩4的宽度方向的中心的线而线对称。因此,通过使天线罩4位于给定位置,从而第1部位4a相对于穿过沿一方向排列于天线面20的天线元件2a(天线元件2a-1~2a-4)的中心的线L1而成为线对称。第1部位4a是在天线罩4中覆盖天线模块2的部分。由此,在天线罩4中,天线罩4中覆盖天线模块2的部分(第1部位4a)相对于穿过沿一方向排列于天线面20的天线元件2a的中心的线L1而线对称。即,天线罩4是相对于天线模块2的短边方向大致线对称的凹构造。根据该结构,能够降低天线模块2的辐射特性被天线罩4扰乱从而辐射向意外的方向变强或变弱的可能性。其结果,能实现天线模块2的正面方向(天线面20方向)的天线增益的提高。
如上述那样,在天线罩4中,第1部位4a的厚度t1是均匀的,第1部位4a的厚度方向的两面是平坦的面。第1部位4a的厚度t1是与给定的通信频率对应的波长的1/10以上且1/8以下的范围。即,在天线罩4中,第1部位4a是与天线面20对置的对置部分,所以对置部分的厚度t1是与给定的通信频率对应的波长的1/10以上且1/8以下的范围。例如,在给定的通信频率是28GHz频带的频率的情况下,厚度t1在约1.1mm~1.3mm的范围内。例如,在给定的通信频率是40GHz频带的频率的情况下,厚度t1在约0.8mm~0.9mm的范围内。根据该结构,能够降低天线模块2的辐射特性被天线罩4扰乱从而辐射向意外的方向变强或变弱的可能性。其结果,能够实现天线模块2的正面方向(天线面20方向)的天线增益的提高。
防水构造5是用于基体3的第1面30与天线罩4的第2面40的之间的防水的构造。在本实施方式中,防水构造5位于基体3的第1面30中的第1凹部31的周缘部与天线罩4的第2面40中的第2凹部41的周缘部之间。特别地,防水构造5是填埋基体3的第1面30与天线罩4的第2面40的间隙来将天线罩4与基体3接合的接合构件。接合构件例如是具备防水性的缓冲性的双面胶带。如图8所示,防水构造5是具有开口50的矩形的框状。或者,防水构造5可以是具有防水性的弹性构件。防水构造5以填埋基体3的第1面30与天线罩4的第2面40的间隙的形状构成,能够设为通过将天线罩4螺钉紧固等来由天线罩4和基体3将防水构造5夹入的结构。防水构造5配置在基体3的第1面30,使得第1凹部31内的天线模块2从开口50露出。
连接构件6用于将天线模块2与通信电路11连接。如图4所示,连接构件6具备第1片61和第2片62。第1片61与天线模块2连接,从天线模块2向基体3的第1凹部31的开口36延伸。第2片62从第1片61的前端穿过开口36并延伸。第2片62与金属壳体16内的通信电路11连接。第2片62是能穿过开口36的尺寸。在本实施方式中,能够在将连接构件6与天线模块2连接之后,使得第2片62穿过开口36,并将天线模块2和连接构件6容纳在第1凹部31。由此,能实现天线装置10的组装作业的容易化。在该情况下,为了防止天线模块2和连接构件6意外地脱离,如图6所示,可以通过固定胶带8将连接构件6的第1片61固定在天线模块2。连接构件6具备从第1片61向第2片62延伸的布线图案,通过布线图案来将与第1片61连接的天线模块2和与第2片62连接的通信电路11相互连接。通过利用连接构件6,从而无需进行用穿过开口36的连接线等将天线模块2和通信电路11连接的作业。由此,天线模块2与通信电路11的连接变得容易。在本实施方式中,连接构件6具备连接器63。连接器63被设置在第1片61,使天线模块2与第1片61容易连接。在本实施方式中,第1片61以及第2片62通过将柔性基板折弯而被形成。由此,能够容易地设置连接构件6。如此,在连接构件6中,为了将线路损耗的抑制为最小限度,布线图案设为穿过最短路径的结构,并且通过使第2片62小于开口36而成为将柔性基板从天线模块2的连接器端折弯成大致直角而引入金属壳体16的结构。此外,通过在柔性线缆表面设置导电性的补强板,能实现表面接触时的导电性的提高。
弹性构件7用于在天线模块2的厚度方向上相对于天线罩4对天线模块2进行定位。如图4~图6所示,弹性构件7被配置在天线模块2与基体3的第1凹部31的底部32之间。更详细地,弹性构件7以在天线模块2的厚度方向上被压缩的状态被配置在天线模块2与基体3的第1凹部31的底部32之间。弹性构件7具有耐受天线模块2的重量且能够相对于天线罩4按压天线模块2的程度的弹性。通过该结构,弹性构件7将天线模块2均匀地按压于天线罩4。因此,即便产生由天线模块2、基体3、天线罩4、防水构造5以及连接构件6等的形状误差或热引起的伸缩等,也能够相对于天线罩4使天线模块2位于决定的位置。由此,能够降低由天线模块2与天线罩4之间的距离的偏差引起的天线装置10的性能的偏差,能实现合格率的提高。
如图11所示,弹性构件7包括主体71和导电层72。
主体71具有弹性。图11所示的主体71是扁平的长方体状。主体71的厚度方向、长度方向以及宽度方向分别对应于天线模块2的厚度方向、长度方向以及宽度方向。主体71的表面包括主体71的厚度方向的第1面71a以及第2面71b、主体71的长度方向的第3面71c以及第4面71d、和主体71的宽度方向的第5面71e以及第6面71f。主体71的第1面71a是在主体71中与天线模块2对置的面。主体71的第2面71b是在主体71中与天线模块2相反侧的面。主体71的第3面71c以及第4面71d是天线元件2a在天线面20中排列的方向的两面。主体71的第5面71e以及第6面71f是与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向分别正交的方向的两面。作为主体71的材料,能举出缓冲材料和散热橡胶材料。缓冲材料包括发泡聚氨酯、发泡聚乙烯、乙丙橡胶等。散热橡胶材料包括硅酮、丙烯酸等。在本实施方式中,主体71由散热橡胶材料形成。由此,主体71具有导热性。
导电层72将天线模块2的接地面21与基体3连接。可以说导电层72将天线模块2的接地面21与基体3高频地连接。由此,能够将基体3用作天线模块2的接地。因此,能够降低由来自天线模块2的无用辐射引起的灵敏度压低影响。在本实施方式中,导电层72由金属材料形成,具有导热性。作为导电层72的金属材料,优选为即便在金属材料中导热性也比较高的材料。导电层72形成在主体71的表面。更详细地,如图11所示,导电层72包括第1部位72a、第2部位72b、第3部位72c、72d。第1部位72a覆盖主体71的第1面71a。第1部位72a在主体71中处于与天线模块2对置的第1面71a,且与天线模块2连接。第2部位72b覆盖主体71的第2面71b。第2部位72b在主体71中处于与天线模块2相反侧的第2面71b,且与基体3连接。第3部位72c、72d分别覆盖主体71的第3面71c以及第4面71d。第3部位72c、72d将第1部位72a和第2部位72b连接。第3部位72c、72d处于天线元件2a在天线面20中排列的方向(图11中的左右方向)上的主体71的两面(第3面71c以及第4面71d),且将第1部位72a和第2部位72b连接。如此,不具有覆盖主体71的第5面71e以及第6面71f的部位。例如通过以主体71的宽度方向为中心轴的方向来将导电性的片材卷绕于主体71来形成导电层72。关于详细情况,通过后述的“[1.4评价]”来描述,如此,能够降低由于设置了导电层72而引起的对天线模块2的辐射特性的影响。
在本实施方式中,因为主体71以及导电层72具有导热性,所以弹性构件7作为整体具有导热性。根据该结构,能够将天线模块2中产生的热经由弹性构件7传递到基体3,能实现天线装置10的散热性的提高。
根据这样的弹性构件7,能够降低由来自天线模块2的无用辐射引起的灵敏度压低影响,能够降低由于设置了导电层72而引起的对天线模块2的辐射特性的影响,进而能实现天线装置10的散热性的提高。
[1.3组装]
接下来,对天线装置10的组装方法的一个例子简单地进行说明。
首先,将连接构件6与天线模块2连接。具体地,将天线模块2与连接构件6的连接器63连接,并通过固定胶带8来在天线模块2固定连接构件6的第1片61。
接下来,在基体3的第1凹部31的底部32配置弹性构件7。
接下来,如图9所示,将天线模块2和连接构件6容纳于第1凹部31,使得连接构件6的第2片62穿过开口36。由此,弹性构件7位于天线模块2与基体3的第1凹部31的底部32之间。天线模块2通过基体3的定位突起34而位于规定位置。如上述那样,如图9所示,规定位置是在第1凹部31的内侧面33的至少一部分中内侧面33与天线模块2之间的距离d2大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下的位置。
接下来,如图8所示,将防水构造5配置在基体3的第1凹部31的周围。
接下来,如图7所示,将天线罩4安装在基体3。在本实施方式中,防水构造5是双面胶带,所以天线罩4通过防水构造5固定在基体3。在将天线罩4安装于基体3时,通过将天线罩4的定位部44结合于基体3的定位部35来使天线罩4位于给定位置。如上述那样,如图5所示,给定位置是在与天线模块2的厚度方向以及天线元件2a在天线面20中排列的方向分别正交的方向(图5中的左右方向、天线模块2的宽度方向)上,天线罩4的中心C4与天线模块2的中心C2一致的位置。
由此,获得天线装置10。在天线装置10中,弹性构件7以在天线模块2的厚度方向上被压缩的状态被配置在天线模块2与基体3的第1凹部31的底部32之间。由此,通过弹性构件7,从而天线模块2的天线面20从第1凹部31突出而相对于天线罩4的第2凹部41的底面411的对置区域412被按压。天线罩4具备间隔件42,所以天线面20与对置区域412之间的距离d1被维持在与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。
根据以上描述的天线装置10,在将天线模块2配置在天线罩4与基体3之间时,能够抑制由组装时的配置偏差引起的天线特性劣化,并且降低由来自天线模块2的天线元件2a的无用辐射引起的灵敏度压低影响。除此以外,天线模块2的散热性也优异且能够实现稳定的动作。特别地,在本实施方式中,基体3是电子设备1的金属壳体16的一部分,在基体3中形成第1凹部31的第1面30不是金属壳体16的内表面而是外表面。因此,能够在有限的空间内配置天线模块2,并且在抑制组装时的配置偏差的同时,将天线特性劣化抑制为最小限度,由此实现小型化与天线性能的兼顾。
[1.4评价]
以下,示出针对由天线装置10的结构带来的优点的评价的结果。
[1.4.1弹性构件的导电层]
对于弹性构件7的导电层72,使用天线装置10的结构例1、2进行了评价。关于天线装置10的结构例1、2,弹性构件7的导电层72的结构不同。在结构例1中,如上述那样,通过以主体71的宽度方向为中心轴的方向将导电性的片材卷绕在主体71而形成导电层72。由此,在导电层72中,第1部位72a和第2部位72b通过分别覆盖主体71的第3面71c以及第4面71d的第3部位72c、72d而被连接。导电层72不覆盖主体71的第5面71e以及第6面71f。在结构例2中,通过以主体71的长度方向为中心轴的方向将导电性的片材卷绕在主体71而形成导电层72。在该情况下,在导电层72中,第1部位72a和第2部位72b通过分别覆盖主体71的第5面71e以及第6面71f的第3部位而被连接。导电层72不覆盖主体71的第3面71c以及第4面71d。
在图12中,(a)是天线装置10的结构例1的电场分布图,(b)是天线装置10的结构例2的电场分布图。如根据图12而明确的那样,在由P1示出的第1凹部31的开口附近、以及第1凹部31的内侧面33与天线模块2的间隙的部分,在结构例2中电场较强地分布,但在结构例1中,电场的峰值分散。在由P2示出的天线模块2与基体3的第1凹部31的底部32之间的部分,在结构例1中分布有电场。而且,在由P3示出的天线模块2的天线面20的前方的部分,在结构例2中由天线罩4对反射的影响较大,但在结构例1中,由天线罩4对反射的影响被改善。在结构例1中,与结构例2不同,天线模块2的基体3侧的电场未被弹性构件7的导电层72切断,由此,能够降低对天线模块2的辐射特性的影响。
[1.4.2基体的开口]
对于基体3的开口36,使用天线装置10的结构例3~6进行了评价。关于天线装置10的结构例3~6,基体3的第1凹部31的开口36的结构不同。在图13中,(a)是天线装置10的结构例3的俯视图,(b)是天线装置10的结构例4的俯视图,(c)是天线装置10的结构例5的俯视图。在结构例3中,在天线元件2a在天线面20中排列的方向(天线模块2的长度方向)上,开口36的尺寸D1是天线模块2的尺寸L的1/2。在结构例4中,在天线元件2a在天线面20中排列的方向(天线模块2的长度方向)上,开口36的尺寸D1是天线模块2的尺寸L的2/3。在结构例5中,在天线元件2a在天线面20中排列的方向(天线模块2的长度方向)上,开口36的尺寸D1等于天线模块2的尺寸L。在结构例6中,未在基体3设置开口36。
图14是天线装置10的结构例3~6中的累积分布函数的曲线图。在图14中,曲线图G13~G16分别对应于结构例3~6。如根据图14而明确的那样,曲线图G16处于最右侧。即,没有开口36时天线模块2的辐射特性更优。不过,曲线图G13大概与曲线图G16相同,所以若如结构例3那样开口36的尺寸D1是天线模块2的尺寸L的1/2,则由于设置了开口36而引起的对天线模块2的辐射特性的影响较小。另一方面,在天线增益低的区域中,与结构例4、5对应的曲线图G14、G15相比于曲线图G16向左侧移位。这意味着,相比于曲线图G16,天线增益成为给定值以下的概率增加了。根据以上这点可得知,通过将开口36的尺寸D1设定为天线模块2的尺寸L的1/2,能够在降低由于设置了开口36而引起的对天线模块2的辐射特性的影响的同时,进行天线模块2向其他电路(通信电路11)的连接。
[1.4.3基体的定位突起]
对于基体3的开口36,使用天线装置10的结构例7、8进行了评价。关于天线装置10的结构例7、8,基体3的定位突起34的结构不同。在结构例7中,定位突起34从内侧面33的突出量设定成大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。由此,在第1凹部31的内侧面33的至少一部分,内侧面33与天线模块2之间的距离d2成为大于0且为与给定的通信频率对应的波长的1/10以下。例如,距离d2能设定成与给定的通信频率对应的波长的1/18或1/27。在结构例8中,定位突起34从内侧面33的突出量设定成大于与给定的通信频率对应的波长的1/10。由此,第1凹部31的内侧面33与天线模块2之间的距离d2大于与给定的通信频率对应的波长的1/10。例如,距离d2能设定成与给定的通信频率对应的波长的1/5或1/4。
图15是示出针对天线装置10的结构例7、8的天线增益的角度依赖的曲线图。在图15中,曲线图G21、G22分别对应于结构例7、8。在图15中,角度为0的方向与天线模块2的正面方向(天线面20的方向)对应。如根据图15能够理解的那样,相比于与结构例8对应的曲线图G22,与结构例7对应的曲线图G21更加处于天线模块2的正面方向的增益变大的倾向。对于使用毫米波的天线,最大增益在特性方面是重要的指标,所以可以说相比于结构例8的天线特性,结构例7的天线特性更良好。即,天线模块2靠近基体3的第1凹部31的内侧面33更能实现天线特性的提高。
[1.4.4基体的导电性]
对于基体3的性质,使用天线装置10的结构例9、10进行了评价。关于天线装置10的结构例9、10,基体3的材料不同。在结构例9中,基体3是金属制,具有导电性。在结构例10中,基体3是树脂材料等的电介质,不具有导电性。
图16是示出针对天线装置10的结构例9、10的天线增益的角度依赖的曲线图。在图16中,曲线图G31、G32分别对应于结构例9、10。在图16中,角度为0的方向与天线模块2的正面方向(天线面20的方向)对应。如根据图16能够理解的那样,相比于与结构例10对应的曲线图G32,与结构例9对应的曲线图G31的天线模块2的正面方向的增益更大,处于天线模块2的背面方向(接地面21的方向)的增益减少的倾向。这被认为是因为,由于基体3是金属制,从而来自天线模块2的电波在基体3的第1凹部31周围被反射。对于使用毫米波的天线,最大增益在特性方面是重要的指标,所以可以说相比于结构例10的天线特性,结构例9的天线特性更良好。即,天线模块2的基体3具有导电性时,更能实现天线特性的提高。
[2.变形例]
本公开的实施方式不限定于上述实施方式。只要能够达成本公开的课题,则能够根据设计等对上述实施方式进行各种变更。以下,对上述实施方式的变形例进行列举。以下说明的变形例能够适当组合而应用。
电子设备1不限定于如上述的实施方式那样的平板终端。电子设备1可以是终端装置以及服务器等具备通信功能的设备。作为终端装置,能举出个人电脑(桌上计算机、膝上计算机)、便携式终端(智能手机、可穿戴终端等)等。
在一变形例中,天线模块2不限定于相控阵列天线。天线模块2可以是能够以不同的频带进行通信的多频带天线。对天线元件2a的形状以及数量不特别限定。即,天线模块2也可以仅包括1个天线元件2a。给定的通信频率不限定于26~300GHz的频带,可以从希望的频带中选择。
在一变形例中,基体3不必一定是金属壳体16的一部分,也可以是与金属壳体16独立的构件。第1凹部31的形状不限定于上述的实施方式中的形状,可以根据天线模块2的形状适当设定。
在一变形例中,定位突起34也可以不从第1凹部31的内侧面33突出,而从第1凹部31的底部32突出。定位突起34只要能够通过与天线模块2接触来将天线模块2定位于上述的规定位置即可,对定位突起34的形状以及数量不特别限定。
在一变形例中,定位部35不限定于凹部,也可以是凸部,也可以是凸部与凹部的组合。根据基体3的定位部35的形状来决定天线罩4的定位部44的形状以及定位部44的有无。定位部35不是必须的。
在一变形例中,开口36也可以形成为不是全部而是至少一部分在天线模块2的厚度方向上不与天线模块2重叠。开口36也可以在天线元件2a在天线面20中排列的方向上与天线模块2相邻。开口36的各尺寸优选为上述的实施方式中举出的尺寸,但不特别限定。开口36不是必须的。
在一变形例中,天线罩4的形状不限定于上述的实施方式中的形状,可以根据天线模块2的形状适当设定。
在一变形例中,相比于第2凹部41的底面411,间隔件42也可以从第2凹部41的内侧面突出。间隔件42只要能够通过与天线模块2接触来使距离d1为与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内即可,对间隔件42的形状以及数量不特别限定。
在一变形例中,定位部44不限定于凸部,也可以是凹部,也可以是凸部与凹部的组合。定位部44不是必须的。
在一变形例中,防水构造5不限定于双面胶带,只要是能够实现基体3的第1面30与天线罩4的第2面40之间的防水的构造即可。防水构造5例如可以是粘接剂,也可以是密封件或衬垫等周知的防水构件。防水构造5也可以是覆盖天线罩4的第2部位4b的树脂或金属制的构件,使得将天线罩4的第2面40按压于基体3的第1面30。防水构造5也可以是螺丝等紧固构件。
在一变形例中,连接构件6不限定于第1片61和第2片62由柔性基板形成的结构。例如,第1片61以及第2片62也可以是分开的基板。在连接构件6中,连接器63不是必须的。第2片62不需要直接与通信电路11连接,可以使用同轴线缆等电线来连接。连接构件6不是必须的。
在一变形例中,在弹性构件7中,导电层72也可以仅具有第3部位72c、72d中的一方。即,导电层72可以处于天线元件2a在天线面20中排列的方向上的主体71的两面(第3面71c以及第4面71d)中的至少一方,并且具有将第1部位72a和第2部位72b连接的第3部位72c、72d。导电层72也可以包括覆盖主体71的第5面71e以及第6面71f中的至少一方的部位。在弹性构件7中,主体71和导电层72中的至少一方可以具有导热性。只要天线模块2的散热性充分,则弹性构件7也可以不必一定具有导热性。弹性构件7不是必须的。
[3.方式]
如根据上述实施方式以及变形例而明确的那样,本公开包括下述的方式。以下,仅为了明示与实施方式的对应关系而带括号地标注了符号。
第1方式是天线装置(10),具备:天线模块(2),用于以给定的通信频率进行通信;具有导电性的基体(3),具有第1面(30),在所述第1面(30)形成有能够容纳所述天线模块(2)的第1凹部(31);电介质的天线罩(4),具有与所述基体(3)的第1面(30)对置的第2面(40),在所述第2面(40)形成有与所述第1凹部(31)对置的第2凹部(41);和防水构造(5),用于所述基体(3)的第1面(30)与所述天线罩(4)的第2面(40)之间的防水。所述天线模块(2)被容纳于所述第1凹部(31),使得形成有天线元件(2a)的天线面(20)从所述第1面(30)突出到所述第2凹部(41)内。根据该方式,能实现防水性能以及天线性能的提高。
第2方式是基于第1方式的天线装置(10)。在第2方式中,所述第2凹部(41)的底面(411)包括与所述天线面(20)平行地对置的对置区域(412)。所述对置区域(412)与所述天线面(20)之间的距离(d1)在与所述给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。根据该方式,能够抑制由天线罩(4)上的电波的反射引起的天线增益的下降。
第3方式是基于第2方式的天线装置(10),在第3方式中,所述天线罩(4)具有:间隔件(42),处于所述对置区域(412)与所述天线面(20)之间,将所述对置区域(412)与所述天线面(20)之间的距离(d1)保持在与所述给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。根据该方式,将对置区域(412)与天线面(20)之间的距离(d1)设定在与给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内的作业变得容易。
第4方式是基于第3方式的天线装置(10),在第4方式中,所述间隔件(42)不与所述天线元件(2a)对置。在与所述天线面(20)平行的面内,所述间隔件(42)与所述天线元件(2a)之间的距离(d3)是与所述给定的通信频率对应的波长的1/5以上。根据该方式,能够降低由于设置了间隔件(42)而引起的对天线特性的影响。
第5方式是基于第1~第4方式的任一项的天线装置(10)。在第5方式中,所述天线罩(4)中覆盖所述天线模块(2)的部分(4a)相对于穿过沿一方向排列于所述天线面(20)的所述天线元件(2a)的中心的线(L1)而线对称。根据该方式,能实现天线模块(2)的正面方向(天线面(20)方向)的增益的提高。
第6方式是基于第1~第5方式的任一项的天线装置(10)。在第6方式中,所述天线罩(4)包括与所述天线面(20)对置的对置部分(4a)。所述对置部分(4a)的厚度是与所述给定的通信频率对应的波长的1/10以上且1/8以下的范围。根据该方式,能实现天线模块(2)的正面方向(天线面(20)方向)的增益的提高。
第7方式是基于第1~第6方式的任一项的天线装置(10)。在第7方式中,所述天线模块(2)在所述第1凹部(31)内处于规定位置。所述规定位置是在所述第1凹部(31)的内侧面(33)的至少一部分中,所述内侧面(33)与所述天线模块(2)之间的距离大于0且为与所述给定的通信频率对应的波长的1/10以下的位置。根据该方式,能实现天线模块(2)的正面方向(天线面(20)方向)的增益的提高。
第8方式是基于第7方式的天线装置(10)。在第8方式中,所述基体(3)具有:定位突起(34),通过与所述天线模块(2)接触来将所述天线模块(2)定位于所述规定位置。根据该方式,天线模块(2)与基体(3)的位置对齐变得容易,所以能实现天线装置(10)的组装作业的容易化。
第9方式是基于第8方式的天线装置(10)。在第9方式中,所述定位突起(34)从所述第1凹部(31)的内侧面(33)突出。根据该方式,能实现基体3的构造的简易化。
第10方式是基于第1~第9方式的任一项的天线装置(10)。在第10方式中,所述基体(3)具有:定位部(35),将所述天线罩(4)定位于给定位置,所述给定位置是在与所述天线模块(2)的厚度方向以及所述天线元件(2a)在所述天线面(20)中排列的方向分别正交的方向上所述天线罩(4)的中心(C4)和所述天线模块(2)的中心(C2)一致的位置。根据该方式,能够降低由天线罩(4)对天线模块(2)的天线辐射特性的影响。根据该方式,天线罩(4)与天线模块(2)的位置对齐变得容易,所以能实现天线装置(10)的组装作业的容易化。
第11方式是基于第1~第10方式的任一项的天线装置(10)。在第11方式中,所述基体(3)具有贯通所述第1凹部(31)的底部(32)的开口(36)。所述开口(36)在所述天线模块(2)的厚度方向上不与所述天线模块(2)重叠。根据该方式,能够在降低由于设置了开口(36)而引起的对天线模块(2)的辐射特性的影响的同时,进行天线模块(2)向其他电路(通信电路(11))的连接。
第12方式是基于第11方式的天线装置(10),在第12方式中,所述开口(36)在与所述天线模块(2)的厚度方向以及所述天线元件(2a)在所述天线面(20)中排列的方向分别正交的方向上,与所述天线模块(2)相邻。根据该方式,能够缩短天线模块(2)向其他电路(通信电路(11))的连接所需要的布线长。
第13方式是基于第11或第12方式的天线装置(10)。在第13方式中,在所述天线元件(2a)在所述天线面(20)中排列的方向上,所述开口(36)的尺寸(D1)是所述天线模块的尺寸的1/2以下。根据该方式,能够在降低由于设置了开口(36)而引起的对天线模块(2)的辐射特性的影响的同时,进行天线模块(2)向其他电路(通信电路(11))的连接。
第14方式是基于第11~第13方式的任一项的天线装置(10)。在第14方式中,在与所述天线模块(2)的厚度方向以及所述天线元件(2a)在所述天线面(20)中排列的方向分别正交的方向上,所述开口(36)的尺寸是与所述给定的通信频率对应的波长的1/3以下。根据该方式,能够在降低由于设置了开口(36)而引起的对天线模块(2)的辐射特性的影响的同时,进行天线模块(2)向其他电路(通信电路(11))的连接。
第15方式是基于第11~第14方式的任一项的天线装置(10)。在第15方式中,所述天线装置(10)还具备用于将所述天线模块(2)与通信电路(11)连接的连接构件(6)。所述连接构件(6)具备:第1片(61),与所述天线模块(2)连接,从所述天线模块(2)向所述开口(36)延伸;和第2片(62),从所述第1片(61)的前端穿过所述开口(36)并延伸,与所述通信电路(11)连接。根据该方式,天线模块(2)与通信电路(11)的连接变得容易。
第16方式是基于第15方式的天线装置(10)。在第16方式中,所述第1片(61)以及所述第2片(62)通过将柔性基板折弯而被形成。根据该方式,能够容易地设置连接构件(6)。
第17方式是基于第1~第16方式的任一项的天线装置(10)。在第17方式中,所述天线装置(10)还具备:弹性构件(7),以在所述天线模块(2)的厚度方向上被压缩的状态配置在所述天线模块(2)与所述基体(3)的第1凹部(31)的底部(32)之间。根据该结构,能够降低由天线模块(2)与天线罩(4)之间的距离的偏差引起的天线装置(10)的性能的偏差,能实现合格率的提高。
第18方式是基于第17方式的天线装置(10)。在第18方式中,所述弹性构件(7)包括:主体(71),具有弹性;和导电层(72),形成在所述主体(71)的表面,将所述天线模块(2)的接地面(21)与所述基体(3)连接。根据该结构,能够将基体(3)用作天线模块(2)的接地,因而能够降低由来自天线模块(2)的无用辐射引起的灵敏度压低影响。
第19方式是基于第18方式的天线装置(10)。在第19方式中,所述导电层(72)包括:第1部位(72a),在所述主体(71)中处于与所述天线模块(2)对置的面(第1面71a),与所述天线模块(2)连接;第2部位,在所述主体(71)中处于与所述天线模块(2)相反侧的面(第2面71b),与所述基体(3)连接;和第3部位(72c、72d),处于所述天线元件(2a)在所述天线面(20)中排列的方向上的所述主体(71)的两面(第3面71c以及第4面71d)中的至少一方,将所述第1部位(72a)和所述第2部位(72b)连接。根据该结构,能够降低由于设置了导电层(72)而引起的对天线模块(2)的辐射特性的影响。
第20方式是基于第18或第19方式的天线装置(10)。在第20方式中,所述弹性构件(7)具有导热性。根据该方式,能够将天线模块(2)中产生的热经由弹性构件(7)而传递至基体(3),能实现天线装置(10)的散热性的提高。
第21方式是基于第1~第20方式的任一项的天线装置(10)。在第21方式中,所述给定的通信频率包括于26~300GHz的频带。根据该方式,能实现由天线装置(10)实现的通信速度的提高。
第22方式是电子设备(1),具备:基于第1~第21方式的任一项的天线装置(10);通信电路(11),与所述天线装置(10)连接;和金属壳体(16),容纳所述通信电路(11)。所述基体(3)是所述金属壳体(16)的一部分。所述基体(3)的第1面(30)是所述金属壳体(16)的外表面。根据该方式,能实现防水性能以及天线性能的提高。
产业上的可利用性
本公开涉及天线装置以及电子设备。具体地,本公开能够应用于对天线模块要求防水的天线装置以及具备金属壳体的电子设备。
符号说明
1 电子设备
10 天线装置
11 通信电路
12 输入输出装置
121 触摸屏显示器
13 存储装置
14 运算电路
15 壳体
16 金属壳体
17 外框
171 开口
2 天线模块
2a、2a-1~2a-4 天线元件
20 天线面
21 接地面
3 基体
30 第1面
31 第1凹部
32 底部
33 内侧面
34、34-1~34-5 定位突起
35 定位部
36 开口
4 天线罩
4a 第1部位
4b 第2部位
40 第2面
41 第2凹部
411 底面
412 对置区域
42、42-1~42-6 间隔件
44 定位部
5 防水构造
50 开口
6 连接构件
61 第1片
62 第2片
63 连接器
7 弹性构件
71 主体
71a 第1面
71b 第2面
71c 第3面
71d 第4面
71e 第5面
71f 第6面
72 导电层
72a 第1部位
72b 第2部位
72c、72d 第3部位
8 固定胶带
d1 距离(对置区域与天线面之间的距离)
d2 距离(内侧面与天线模块之间的距离)
d3 距离(间隔件与天线元件之间的距离)
L1 线(穿过天线元件的中心的线)
t1 第1部位的厚度
C2 中心
C4 中心
D1、D2 尺寸
P1、P2、P3 部分。
Claims (23)
1.一种天线装置,具备:
天线模块,用于以给定的通信频率进行通信;
具有导电性的基体,具有第1面,并具有能够容纳所述天线模块且形成在所述第1面的第1凹部;
电介质的天线罩,具有与所述基体的第1面对置的第2面,并具有与所述第1凹部对置且形成在所述第2面的第2凹部;
防水构造,配置在所述基体的第1面与所述天线罩的第2面之间,用于对所述天线模块进行防水,
所述天线模块包括:
一个或多个天线元件;和
形成有所述一个或多个天线元件的天线面,
所述天线模块被容纳于所述第1凹部,使得所述天线面从所述第1面突出到所述第2凹部内。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其中,
所述第2凹部的底面包括与所述天线面平行地对置的对置区域,
所述对置区域与所述天线面之间的距离在与所述给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。
3.根据权利要求2所述的天线装置,其中,
所述天线罩具有:间隔件,处于所述对置区域与所述天线面之间,将所述对置区域与所述天线面之间的距离保持在与所述给定的通信频率对应的波长的1/50以上且1/30以下的范围内。
4.根据权利要求3所述的天线装置,其中,
所述间隔件不与所述一个或多个天线元件对置,
在与所述天线面平行的面内,所述间隔件与所述一个或多个天线元件各自之间的距离为与所述给定的通信频率对应的波长的1/5以上。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的天线装置,其中,
所述天线罩中覆盖所述天线模块的部分相对于穿过沿一方向排列于所述天线面的所述多个天线元件的中心的线而线对称。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的天线装置,其中,
所述天线罩包括与所述天线面对置的对置部分,
所述对置部分的厚度为与所述给定的通信频率对应的波长的1/10以上且1/8以下的范围。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的天线装置,其中,
所述天线模块在所述第1凹部内处于规定位置,
所述规定位置是所述第1凹部的内侧面的至少一部分与所述天线模块之间的距离大于0且为与所述给定的通信频率对应的波长的1/10以下的位置。
8.根据权利要求7所述的天线装置,其中,
所述基体具有:定位突起,通过与所述天线模块接触来将所述天线模块定位于所述规定位置。
9.根据权利要求8所述的天线装置,其中,
所述定位突起从所述第1凹部的内侧面突出。
10.根据权利要求1~9的任一项所述的天线装置,其中,
所述基体具有:定位部,将所述天线罩定位于给定位置,所述给定位置是在与所述天线模块的厚度方向以及所述多个天线元件在所述天线面中排列的方向分别正交的方向上所述天线罩的中心和所述天线模块的中心一致的位置。
11.根据权利要求1~10的任一项所述的天线装置,其中,
所述基体具有贯通所述第1凹部的底部的开口,
所述开口的至少一部分在所述天线模块的厚度方向上不与所述天线模块重叠。
12.根据权利要求11所述的天线装置,其中,
在与所述天线模块的厚度方向以及所述多个天线元件在所述天线面中排列的方向分别正交的方向上,所述开口与所述天线模块相邻。
13.根据权利要求11或12所述的天线装置,其中,
在所述多个天线元件在所述天线面中排列的方向上,所述开口的尺寸是所述天线模块的尺寸的1/2以下。
14.根据权利要求11~13的任一项所述的天线装置,其中,
在与所述天线模块的厚度方向以及所述多个天线元件在所述天线面中排列的方向分别正交的方向上,所述开口的尺寸是与所述给定的通信频率对应的波长的1/3以下。
15.根据权利要求11~14的任一项所述的天线装置,其中,
所述天线装置还具备用于将所述天线模块与通信电路连接的连接构件,
所述连接构件具备:
第1片,与所述天线模块连接,从所述天线模块向所述开口延伸;和
第2片,从所述第1片的前端穿过所述开口并延伸,与所述通信电路连接。
16.根据权利要求15所述的天线装置,其中,
所述第1片以及所述第2片通过将柔性基板折弯而被形成。
17.根据权利要求1~16的任一项所述的天线装置,其中,
所述天线装置还具备:弹性构件,以在所述天线模块的厚度方向上被压缩的状态配置于所述天线模块与所述基体的第1凹部的底部之间。
18.根据权利要求17所述的天线装置,其中,
所述弹性构件包括:
主体,具有弹性;和
导电层,形成在所述主体的表面,将所述天线模块的接地面与所述基体连接。
19.根据权利要求18所述的天线装置,其中,
所述主体包括:
与所述天线模块对置的第1面;
与所述天线模块相反侧的第2面;和
沿所述多个天线元件在所述天线面中排列的方向配置的第3面以及第4面,
所述导电层包括:
第1部位,处于所述主体的所述第1面,与所述天线模块连接;
第2部位,处于所述主体的所述第2面,与所述基体连接;和
第3部位,处于所述主体的所述第3面以及所述第4面中的至少一方,将所述第1部位和所述第2部位连接。
20.根据权利要求18或19所述的天线装置,其中,
所述弹性构件具有导热性。
21.根据权利要求1所述的天线装置,其中,
所述防水构造是将所述天线罩的所述第2面与所述基体的所述第1面接合的接合构件。
22.根据权利要求1~21的任一项所述的天线装置,其中,
所述给定的通信频率包括于26~300GHz的频带。
23.一种电子设备,具备:
权利要求1~22的任一项所述的天线装置;
通信电路,与所述天线装置连接;和
金属壳体,容纳所述通信电路,
所述基体是所述金属壳体的一部分,
所述基体的第1面是所述金属壳体的外表面。
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