CN206962004U - 包括相控天线阵列的装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了包括相控天线阵列的装置和电子设备。本实用新型题为“具有毫米波八木天线的电子设备”。本实用新型公开了可提供有无线电路的电子设备。该无线电路可包括一个或多个天线。该天线可包括相控天线阵列，相控天线阵列中的每个相控天线阵列包括多个天线元件。相控天线阵列可由印刷电路板八木天线或其他天线形成。毫米波收发器可使用该天线来发射和接收无线信号。该天线可安装在电子设备外壳的角部处或电子设备中的其他地方。电子设备外壳可由金属形成，并可具有由电介质填充的开口。该天线可与该电介质的部分对准。印刷电路板天线可具有反射器、辐射器和导向器。该反射器、辐射器和导向器可布置成使该天线的辐射图案与该塑料填充的狭槽或该金属外壳中的其他电介质区域对准。

Description

包括相控天线阵列的装置和电子设备

技术领域

本实用新型整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

背景技术

该电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。

可能需要支持毫米波通信频带中的无线通信。有时称为极高频率(EHF) 通信的毫米波通信涉及在约10GHz到400GHz频率下的通信。在这些频率下的操作可支持高带宽，但会显著增加挑战性。例如，毫米波通信通常是视距通信，并且特征可在于信号传播期间的实质衰减。

因此将需要能够提供具有诸如支持毫米波通信的通信电路之类的改良无线通信电路的电子设备。

实用新型内容

本实用新型公开了可提供有无线电路的电子设备。该无线电路可包括一个或多个天线。该天线可包括相控天线阵列，相控天线阵列中的每个相控天线阵列包括多个天线元件。该相控天线阵列可用于处理毫米波无线通信，并可执行波束转向操作。

诸如相控天线阵列中的天线之类的天线可以安装在用于电子设备的外壳的角部处或电子设备中的其他地方。该天线可以是由印刷电路板基板上的图案化金属迹线形成的印刷电路板天线。

该印刷电路板天线可以包括八木天线。每个八木天线可以具有反射器、辐射器和一个或多个导向器。该电子设备可以具有带电介质区域的金属外壳。电介质区域可以是金属外壳或其他电介质区域中的塑料填充的狭槽。反射器、辐射器和导向器可被配置为使得每个天线具有与金属外壳中的电介质的相应部分对准的辐射图案。在具有多个基板层的印刷电路板中，天线中的不同导向器可嵌入在不同的相应对基板层之间以形成竖直取向或者对角取向的辐射图案。天线的导向器也可以沿着印刷电路板的表面形成，使得天线呈现水平取向的辐射图案。

附图说明

图1为根据实施方案的具有无线通信电路的示例性电子设备的透视图。

图2为根据实施方案的具有无线通信电路的示例性电子设备的示意图。

图3为根据实施方案的示出用于毫米波通信的天线阵列可位于的示例性位置处的示例性电子设备的后透视图。

图4为根据实施方案的可用于电子设备中的那类示例性八木天线的示意图。

图5为根据实施方案的具有金属外壳和用来容纳无线电路的在该外壳中的诸如塑料填充的狭槽之类的电介质的示例性电子设备的后视图。

图6为根据实施方案的示出该设备的角部处的天线的示例性位置的示例性电子设备的后视图。

图7为根据实施方案的具有水平导向器组的示例性印刷电路板八木天线的横截面侧视图。

图8为根据实施方案的具有竖直导向器组的示例性印刷电路板八木天线的横截面侧视图。

图9为根据实施方案的具有对角导向器组的示例性印刷电路板八木天线的横截面侧视图。

图10为根据实施方案的示出八木天线可如何使导向器与金属设备外壳中的电介质间隙对准的示例性电子设备的横截面侧视图。

图11为根据实施方案的示出用于天线的导向器可如何嵌入在金属设备外壳开口中的电介质中的示例性电子设备的横截面侧视图。

具体实施方式

本专利申请要求于2016年4月26日提交的美国专利申请15/138,684的优先权，该美国专利申请据此以引用的方式全文并入本文。

电子设备诸如图1的电子设备10可包含无线电路。该无线电路可包括一个或多个天线。该天线可包括用于处理毫米波通信的相控天线阵列。有时称为极高频率(EHF)通信的毫米波通信涉及在60GHz或介于约10GHz和 400GHz之间的其他频率下的信号。如果需要，设备10还可以包含用于处理卫星导航系统信号、蜂窝电话信号、本地无线区域网络信号、近场通信、基于光的无线通信或其他无线通信的无线通信电路。

电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备)、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他设备，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子设备被安装在信息亭或汽车中的系统)、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的设备、或其他电子设备。在图1的示例性配置中，设备10是便携式设备，诸如蜂窝电话、媒体播放器、平板电脑、或者其他便携式计算设备。如果需要，其他配置可用于设备10。图1的示例仅是示例性的。

如图1所示，设备10可包括显示器诸如显示器14。显示器14可被安装在外壳诸如外壳12中。有时可被称为壳体(enclosure或case)的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料的任意两种或更多种的组合形成。外壳12可使用一体式构造形成，在该一体式构造中，一些或全部外壳12被加工或模制成单一结构，或者可使用多个结构(例如，内框架结构、形成外部外壳表面的一种或多种结构等)形成。

显示器14可为结合导电电容触摸传感器电极层或者其他触摸传感器部件(例如，电阻触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可为非触敏的显示器。电容触摸屏电极可由氧化铟锡焊盘或者其他透明导电结构的阵列形成。

显示器14可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或者基于其他显示器技术的显示器像素。

可使用显示器覆盖层诸如透明玻璃层、透光塑料层、蓝宝石层或者其他透明电介质层来保护显示器14。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳按钮诸如按钮16。还可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳端口诸如扬声器端口。可在外壳12中形成开口以形成通信端口(例如，音频插孔、数字数据端口等)。外壳12中的开口还可被形成以用于音频部件诸如扬声器和/或麦克风。

天线可被安装在外壳12中。为了避免当诸如人手或用户其他身体部位之类的外部物体阻挡一个或多个天线时中断通信，天线可以安装在外壳12 中的多个位置。诸如接近传感器数据之类的传感器数据、实时天线阻抗测量值、诸如接收信号强度信息之类的信号质量测量值和其他数据可用来确定一个或多个天线何时会由于外壳12的取向、用户的手或其他外部物体的阻挡或其他环境因素而受到不利影响。然后，设备10可以将一个或多个替换天线切换成代替受到不利影响的天线来使用。

天线可安装在外壳12的角部处，沿着外壳12的外围边缘，在外壳12 的后方，在用于覆盖和保护设备10前面的显示器14的显示器覆盖玻璃或其他电介质显示覆盖层下方，在外壳12的后面或外壳12边缘上的电介质窗口下方，或设备10的其他地方。

图2中示出了示出可用于设备10的示例性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路30。存储和处理电路30可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)，等等。存储和处理电路30 中的处理电路可被用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路等。

存储和处理电路30可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支撑与外部装置的交互，存储和处理电路30可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路30来实现的通信协议包括互联网协议，无线局域网络协议(例如，IEEE 802.11协议-有时被称为)，用于其他近程无线通信链路的协议诸如协议、蜂窝电话协议、MIMO协议协议、天线分集协议、卫星导航系统协议等。

设备10可包括输入输出电路44。输入输出电路44可包括输入输出设备 32。输入输出设备32可用于允许将数据供应到设备10并且允许将数据从设备10提供到外部设备。输入输出设备32可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入输出部件。例如，输入输出设备可包括触摸屏、不具有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触摸垫、小键盘、键盘、麦克风、相机、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔、以及其他音频端口部件、数字数据端口设备、光学传感器、加速度计、以及可检测运动和相对于地球的设备取向的其他部件、电容传感器、接近传感器(例如，电容接近传感器和 /或红外接近传感器)、磁性传感器、连接器端口传感器或者确定设备10是否被安装在坞站中的其他传感器、以及其他传感器和输入输出部件。

输入输出电路44可包括用于与外部设备进行无线通信的无线通信电路 34。无线通信电路34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线40、发射线和用于处理RF无线信号的其他电路形成的RF收发器电路。无线信号也可使用光(如，使用红外通信)来发送。

无线通信电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路 90。例如，电路34可包括收发器电路36，38，42和46。

收发器电路36可以是无线局域网收发器电路，该无线局域网收发器电路可处理用于(IEEE 802.11)通信的2.4GHz和5GHz频带，并且可处理2.4GHz通信频带。

电路34可以使用蜂窝电话收发器电路38来处理诸如从700MHz到 960MHz的低通信频带，从1710MHz到2170MHz的中频带，以及从2300MHz 到2700MHz的高频带或者介于700MHz和2700MHz之间的其他通信频带或其他合适频率(作为示例)之类的频率范围内的无线通信。电路38可处理语音数据和非语音数据。

毫米波收发器电路46(有时被称为极高频率收发器电路)可以支持在极高频率(例如毫米波频率，诸如10GHz至400GHz的极高频率或其他毫米波频率)下的通信。例如，电路46可以支持60GHz下的IEEE 802.11ad通信。

无线通信电路34可包括卫星导航系统电路诸如用于接收1575MHz下的 GPS信号或用于处理其他卫星定位数据(例如，1609MHz下的GLONASS 信号)的全球定位系统(GPS)接收器电路42。从绕地球运行的一系列卫星来接收用于接收器42的卫星导航系统信号。

在卫星导航系统链路、蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。在2.4GHz和5GHz下的和链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内传送数据。极高频率(EHF)无线收发器电路46可通过在视距路径上在发射器和接收器之间行进的这些短距离内传送信号。为了增强毫米波通信的信号接收，可以使用相控天线阵列和波束转向技术。也可以使用天线分集方案来确保被阻挡或由于设备10的操作环境而以其他方式降级的天线可以切换为不能使用的天线，并且代替它们使用更高性能的天线。

如果需要，无线通信电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线通信电路34可包括用于接收电视和无线电信号的电路、寻呼系统收发器、近场通信(NFC)电路等。

无线通信电路34中的天线40可使用任何合适的天线类型形成。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、狭槽天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、八木(八木-宇田)天线结构、这些设计的混合等形成。如果需要，天线40中的一个或多个天线可为背腔式天线。可针对不同的频带和频带组合来使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。专用天线可以用于接收卫星导航系统信号，或者如果需要，天线40可被配置为接收卫星导航系统信号和用于其他通信频带的信号(例如，无线局域网信号和/或蜂窝电话信号)。天线40可包括用于处理毫米波通信的相控天线阵列。

传输线路径可用于在设备10内路由天线信号。例如，传输线路径可用于将天线结构40耦合到收发器电路90。设备10中的传输线可包括同轴电缆路径、微带传输线、带状线传输线、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、由这些类型的传输线组合形成的传输线等。如果需要，可将滤波器电路、开关电路、阻抗匹配电路及其他电路插置到传输线内。

设备10可包含多个天线40。天线可被一起使用或者天线中的一个天线可被切换到使用中，而其他一个或多个天线被切换成不再使用。如果需要，控制电路30可被用于实时选择最佳天线以在设备10中使用和/或被用于选择与天线40中的一个多个天线相关联的可调整无线电路的最佳设置。可以进行天线调整以调谐天线以在期望的频率范围内执行，以使用相控天线阵列执行波束转向，并且以其他方式使天线性能最佳。传感器可结合到天线40中以实时采集用于调整天线40的传感器数据。

在一些配置中，天线40可包括天线阵列(例如，实现波束转向功能的相控天线阵列)。例如，用于处理超高频无线收发器电路46的毫米波信号的天线可以被实现为相控天线阵列。用于支持毫米波通信的相控天线阵列中的辐射元件可以是贴片天线、偶极天线、八木天线(有时称为波束天线)或其他合适的天线元件。收发器电路可与相控天线阵列集成，以形成集成的相控天线阵列和收发器电路模块。

在诸如手持设备之类的设备中，诸如用户的手或桌子或设备所处的其他表面之类的外部物体的存在可能会阻挡诸如毫米波信号之类的无线信号。因此，可能需要将多个相控天线阵列并入设备10中，阵列中的每个阵列放置在设备10内的不同位置。利用这种类型的布置，可以将未阻挡的相控天线阵列切换到使用中，相控天线阵列可使用波束转向来使无线性能最佳。也可使用其中来自设备10的一个或多个位置的天线一起操作的配置。

图3是示出其中天线40(例如，结合诸如毫米波无线收发器电路46之类的无线电路34的单个天线和/或相控天线阵列)可安装在设备10的示例性位置50的电子设备的透视图。天线40可安装在设备10的角部处、沿着诸如边缘12E之类的外壳12的边缘、在后外壳部分(壁)12R的上部和下部上、在后外壳壁12R的中心(例如，在后外壳12R中心的电介质窗口结构或其他天线窗口)等。如图3所示，例如，天线40可位于外壳12的角部处(即，位置50可形成在外壳12和设备10的左上角，右上角，左下角和右下角)。

在外壳12完全或几乎完全由电介质形成的配置中，天线40可通过电介质的任何适当部分来发射和接收天线信号。在外壳12由诸如金属之类的导电材料形成的配置中，外壳的诸如金属中的狭槽或其他开口之类的区域可用塑料或其他电介质填充。天线40可安装成与开口中的电介质对准。有时被称为电介质天线窗口、电介质间隙、电介质填充的开口、电介质填充的狭槽、细长的电介质开口区等的这些开口可允许天线信号从安装在设备10内部的天线40传输到外部设备，并且可允许内部天线40从外部设备接收天线信号。

在具有相控天线阵列的设备中，电路90可包括增益和相位调整电路，该电路用于调整与阵列中的每个天线40相关联的信号(例如，以执行波束转向)。切换电路可用于将期望的天线40切换到使用和不使用。位置50中的每个位置可包括多个天线40(例如，在相控天线阵列中的一组三个天线或者多于三个或少于三个天线)，并且如果需要，可使用来自位置50之一的一个或多个天线来发射和接收信号，同时使用来自位置50中的另一个的一个或多个天线来发射和接收信号。

天线40可具有任何合适的配置。在图4的示例性配置中，例如，天线 40是八木天线。如图4所示，天线40可以是由印刷电路板130形成的八木印刷电路板天线。印刷电路板130可具有诸如基板100之类的印刷电路基板。基板100可以是刚性印刷电路板基板(例如，由玻璃纤维填充的环氧树脂或其他刚性印刷电路板基板材料形成的基板)，或者可以是柔性印刷电路基板 (例如，由诸如柔性聚酰亚胺层之类的柔性聚合物片形成的基板)。基板100 可由一个或多个电介质层形成。如果需要，其他类型的基板可以用作天线40 的支撑结构。在其中基板100是印刷电路板基板(即，其中印刷电路130是刚性印刷电路板)的图4的配置仅仅是示例性的。

八木天线40包括反射器132、辐射器124和一个或多个导向器126。辐射器(从动元件)124可由偶极谐振元件臂102形成，并且可以在天线40的操作期间发射和接收天线信号。反射器132和导向器126的存在增强了天线 40的方向性，使得天线40的辐射图案被引向诸如方向128之类的期望的方向。

印刷电路板130可包含用于形成天线40的图案化的一个或多个金属迹线层。例如，导向器126和辐射器124的偶极臂102可以由基板100上的带状金属迹线(即，平行的金属条)形成。使用诸如由金属迹线106和接地平面104形成的传输线108之类的传输线路径可以在收发器电路90与天线40 之间传送天线信号。在天线124的部分112中，路径114比路径116长来对通过路径116的信号施加180°相移以获得令人满意的八木天线操作。信号路径馈送天线40的部分110可以相对于传输线108中的其他迹线106加宽，以形成有助于将传输线108的阻抗(例如，50欧姆)与辐射器124的阻抗匹配的变压器阻抗(例如，170欧姆到180欧姆)。

接地平面104的边缘118可平行于辐射器124的臂102运行，并且可用于形成反射器132。反射器132还可包括诸如带状金属迹线120之类的任选的金属迹线(例如印刷电路130的另一层中的金属迹线)。金属迹线120可通过穿过基板100中的一层或多层印刷电路板材料的通孔122短接到接地部 104。

图5示出了其中外壳12(例如，后外壳壁12R和/或外壳侧壁12E)已由金属形成的示例性配置的设备10的后视图。在图5的示例中，设备10包括将后外壳壁12R和/或侧壁外壳壁12E的部分彼此分离的电介质填充的狭槽(间隙)140。在图5的示例中，外壳12的一个示例性端部处具有两个细长狭槽140，但这仅仅是示例性的。金属外壳12中可以有一个细长的带状开口，金属外壳12中可以有两个细长的条形开口，或金属外壳12中可以有三个或更多个带状开口，或其他图案的狭槽或其他开口。这些图案的开口(例如，图5的狭槽)可形成在外壳12的一端或两端处。外壳12中的间隙和其他开口也可具有非细长形状，可具有带直的和弯曲边缘的组合的形状，可形成矩形区域，可形成圆形区域，或者可形成具有其他形状的区域。外壳12 中的这些开口可完全穿过形成外壳12的金属壁结构(例如，这些开口可从外壳壁12的外表面穿到外壳壁12的内表面)。如果需要，设备10中的金属外壳还可包括具有塑料或其他电介质但不完全穿过金属外壳的浅槽或其他区域。

穿过外壳12的诸如图5的示例性狭槽140之类的电介质填充的狭槽的部分可将外壳12的不同部分彼此电隔离，从而允许外壳12的这些部分用作天线中的导电结构(例如，在倒F天线中的谐振元件臂、狭槽天线的部分、混合天线中的谐振元件结构、天线接地结构等)用于蜂窝电话频带、无线局域网频带、卫星导航系统频带、700MH与2700MHz之间的其他频带，和/ 或其他合适的频率。由于狭槽140填充有电介质，所以金属外壳中的这些狭槽或其他电介质开口还可用作诸如图4的示例性八木天线40之类的天线40 的天线窗口。诸如这些的八木天线可在60GHz的频率、诸如10GHz到400GHz 的频率(有时称为毫米波频率)之类的其他极高频率(EHF)，或其他合适的操作频率下操作。

图6是其中设备10的每个角部50已经设置有由多个天线形成的相控天线阵列的示例性配置的设备10的后视图。在图6的示例中，每个角部具有由取向成0°、45°和90°的三个相应天线40形成的阵列，使得相邻天线具有取向在分开45°的方向上的辐射图案，但在每个角部处的天线阵列可具有任何合适数量的天线(例如，两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、两个到五个、三个到五个、三个到八个、少于五个、少于十个等)并且这些天线可分开任何合适的角度量(0°到45°、 10°到30°、大于5°、小于25°、小于75°等)。天线40可以是八木印刷电路板天线和/或其他合适的天线。如果需要，可使用贴片天线阵列来实现天线 40，或者设备10的每个角部可包括贴片天线和八木印刷电路板天线两者。也可使用其中其他类型的天线(例如，偶极等)用于形成设备10的天线40 的配置。

外壳12中诸如图5的电介质填充的狭槽140之类的电介质填充的间隙可用作为图6的天线40的天线窗口。取决于操作条件(例如，由外部物体阻挡天线，朝向或远离外部收发器的设备取向等)，设备10中的控制电路可选择合适的天线40切换到使用中。作为示例，如果图6的三天线阵列(或具有另外合适数量的天线的天线阵列)中的一个天线阵列表现出良好的性能，那么其他三天线阵列可能被关闭，并且表现出良好性能的天线阵列可被切换到使用中。一旦以这种方式操作，就可利用阵列执行波束转向操作，以进一步使性能最佳。作为另一示例，可确定可以通过将天线40中的一个切换到使用中(例如，指向外部无线设备的天线)来使无线性能最佳。在另一种可能的配置中，可使用来自设备10的第一角部的第一天线40和来自设备 10的第二角部的第二天线40(例如，在MIMO方案中)。如果需要，可使用天线40执行其他操作。

图7、图8和图9是示出了可用于印刷电路130上的导向器126的示例性配置的天线40的横截面侧视图。

在图7的示例中，天线40具有由接地平面104形成的反射器，其中反射器边缘118平行于辐射器124的臂102(即，在图7的取向上进入页面)。臂102可使用迹线诸如通孔144耦合到由迹线106形成的信号路径。印刷电路板130的印刷电路板基板100可具有诸如表面142之类的表面。导向器126 可以距辐射器102不同的水平距离安装在表面142上。辐射器102可安装在反射器132与导向器126之间的表面142上。使用这种类型的平面布置(即，其中反射器132、辐射器124和导向器124位于公共平面中的布置)，天线 40的辐射图案可以水平地取向(例如，来自天线40的发射信号可在图7的水平方向128上传播，并且输入信号可以在相反的水平方向上被接收)。

图8示出了基板100如何可具有多个电介质层(例如，多层印刷电路板基板材料，诸如多层玻璃纤维填充的环氧树脂)。利用这种类型的布置，导向器126可嵌入在基板100的层内(例如，不同的导向器126可形成在不同相应对的基板层之间)。图8的导向器126在彼此的顶部对准，并且竖直延伸通过印刷电路130，与辐射器124的臂102和反射器132中的接地层104 的反射表面146对准)。结果，与天线40相关联的辐射图案是竖直的(参见例如图8的方向128，该方向与印刷电路板130和基板100的下表面法线 n平行)。

在图9的示例性配置中，导向器126嵌入在基板100中的多个电介质层内，并具有与反射器132的边缘118以及与辐射器124的臂102对角地对准的对角取向。利用这种配置，天线40呈现出对角取向的辐射图案(参见例如对角方向128)。

通常，天线40可具有图7、图8和图9中所示类型的布局和/或可具有其他合适的布局。每个天线40的布局可能不同，或者天线40中的一些或全部可具有相同的布局。天线40可形成在一个或多个公共印刷电路板上，或者每个天线40可形成在单独的印刷电路板上。

天线40可安装成使得它们通过金属外壳中的电介质填充的开口(参见例如图5的间隙140)或通过与设备10相关联的其他电介质结构来辐射和接收信号。如图10的示例性设备10的端部的横截面侧视图所示，例如，天线 40可具有通过使导向器126、辐射器124的臂102和反射器132的边缘118 对角地对准而形成的对角辐射图案。这种类型的天线可安装在设备10的内部的位置处，其中辐射图案128与外壳12中的天线窗口结构对准。如图10 所示，例如，辐射图案128可与电介质填充的狭槽140对准(图5)。在操作期间，无线信号150可由天线40通过狭槽140发射和接收。

如果需要，导向器126可嵌入在金属电子设备外壳中的狭槽或其他开口中的塑料或其他电介质内。例如，考虑图11的布置方式。在图11的示例中，天线40是具有反射器132、辐射器124和导向器126的八木天线。如图11 中所示，用于天线40的一个或多个导向器可以由外壳12(例如，金属外壳) 中的狭槽140或其他电介质填充的开口内的塑料或其他电介质来支撑。在图 11的示例中，导向器126″嵌入在狭槽140中的电介质内。如果需要，导向器可由狭槽140中的电介质的内表面上的金属迹线形成(参见例如示例性导向器126′)。还可以使用其中多个导向器嵌入在金属外壳12中的开口中的电介质内的配置和/或其中多于一个导向器支撑在金属外壳12中的开口中的电介质的表面上的配置。图11的布置仅仅是示例性的。诸如导向器126′和126″之类的导向器可以是加工金属构件(例如，金属加工带)、图案化金属箔、使用激光图案化或其他图案化技术进行沉积和图案化的金属迹线、导线或其他导电结构。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括：金属外壳、在金属外壳中的电介质填充的狭槽、具有与电介质填充的狭槽对准的辐射图案的印刷电路板天线，和使用印刷电路板天线通过电介质填充的狭槽来发射和接收毫米波信号的毫米波收发器电路。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线包括八木天线。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线包括辐射器和至少一个导向器。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线包括反射器。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线包括八木天线，该八木天线具有反射器、辐射器和导向器。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线具有带表面的印刷电路板基板，并且该导向器由该表面上的平行金属条形成。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线具有带多个电介质层的印刷电路板基板，并且该导向器嵌入在多个电介质层内。

根据另一个实施方案，该辐射器具有臂，该辐射器的臂和导向器竖直对准，使得辐射图案竖直延伸并平行于印刷电路板基板的表面法线，并且该反射器包括与辐射器的臂重叠的印刷电路板上的金属层。

根据另一个实施方案，该辐射器具有臂，该辐射器的臂和导向器对角地对准，使得辐射图案相对于印刷电路板基板的表面法线对角地延伸，并且该反射器包括带有与辐射器的臂和导向器对角地对准的带反射器边缘的金属层。

根据另一个实施方案，该毫米波收发器电路被配置为使用印刷电路板天线发射和接收60GHz下的毫米波信号，并且该印刷电路板天线包括具有反射器、辐射器和导向器的八木天线。

根据另一个实施方案，该电子设备包括在电介质填充的狭槽上的导向器。

根据另一个实施方案，该电子设备包括嵌入在电介质填充的狭槽内的导向器，该印刷电路板天线包括八木天线，该八木天线具有反射器和辐射器以及与嵌入在电介质填充的狭槽内的导向器对准的至少一个附加导向器。

根据一个实施方案，提供了一种装置，该装置包括具有电介质填充的开口的金属结构，和至少一个相控天线阵列，该至少一个相控天线阵列具有与电介质填充的开口对准的印刷电路板天线阵列，该印刷电路板天线阵列通过电介质填充的开口发射和接收无线信号，该印刷电路板天线中的每个印刷电路板天线由带金属迹线的印刷电路板基板形成，该金属迹线被配置为形成反射器、辐射器和至少一个导向器。

根据另一个实施方案，该装置包括显示器，其中该金属结构包括电子设备外壳，显示器被安装在该电子设备外壳中。

根据另一个实施方案，该印刷电路板天线包括毫米波八木天线，该至少一个相控天线阵列包括多个相控天线阵列，该多个相控天线阵列各自具有与金属结构中的电介质填充的开口的相应部分对准的相应的印刷电路板天线阵列，该电子设备外壳具有四个角部，并且该多个相控天线阵列包括在四个角部的每个角部处的相应相控天线阵列。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括外壳、外壳中的电介质、无线收发器电路和印刷电路板八木天线，该无线收发器电路用印刷电路板八木天线通过电介质发射无线信号。

根据另一个实施方案，该无线收发器电路包括毫米波收发器电路，并且该毫米波收发器电路用印刷电路板八木天线接收60GHz的无线信号。

根据另一个实施方案，该外壳包括金属外壳，并且该电介质包括在金属外壳中的至少一个塑料填充的狭槽。

根据另一个实施方案，该金属外壳具有角部并且该印刷电路板八木天线位于角部处。

根据另一个实施方案，该印刷电路板八木天线中的每个印刷电路板八木天线包括具有多层的印刷电路板基板，并且包括由嵌入在不同的相应层对之间的金属条形成的导向器。

以上内容仅是示例性的，本领域的技术人员可在不脱离所描述的实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。上述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

金属外壳；

电介质填充的狭槽，所述电介质填充的狭槽在所述金属外壳中；

印刷电路板天线，所述印刷电路板天线具有与所述电介质填充的狭槽对准的辐射图案；和

毫米波收发器电路，所述毫米波收发器电路使用所述印刷电路板天线通过所述电介质填充的狭槽来发射和接收毫米波信号。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述印刷电路板天线包括八木天线。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述印刷电路板天线包括辐射器和至少一个导向器。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述印刷电路板天线包括反射器。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述印刷电路板天线包括八木天线，所述八木天线具有反射器、辐射器和导向器。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述印刷电路板天线具有带表面的印刷电路板基板，并且其中所述导向器由所述表面上的平行金属条形成。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述印刷电路板天线具有带多个电介质层的印刷电路板基板，并且其中所述导向器嵌入在所述多个电介质层内。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述辐射器具有臂，所述辐射器的所述臂和所述导向器竖直对准，使得所述辐射图案竖直延伸并平行于所述印刷电路板基板的表面法线，并且所述反射器包括与所述辐射器的所述臂重叠的所述印刷电路板上的金属层。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述辐射器具有臂，所述辐射器的所述臂和所述导向器对角地对准，使得所述辐射图案相对于所述印刷电路板基板的表面法线对角地延伸，并且所述反射器包括带有与所述辐射器的所述臂和所述导向器对角地对准的带反射器边缘的金属层。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述毫米波收发器电路被配置为使用所述印刷电路板天线发射和接收60GHz下的毫米波信号，并且其中所述印刷电路板天线包括具有反射器、辐射器和导向器的八木天线。

11.根据权利要求1所述的电子设备，还包括在所述电介质填充的狭槽上的导向器。

12.根据权利要求1所述的电子设备，还包括嵌入在所述电介质填充的狭槽内的导向器，其中所述印刷电路板天线包括八木天线，所述八木天线具有反射器和辐射器以及与嵌入在所述电介质填充的狭槽内的所述导向器对准的至少一个附加导向器。

13.一种包括相控天线阵列的装置，其特征在于，包括：

金属结构，所述金属结构具有电介质填充的开口；和

至少一个相控天线阵列，所述至少一个相控天线阵列具有与所述电介质填充的开口对准的印刷电路板天线阵列，所述印刷电路板天线阵列通过所述电介质填充的开口发射和接收无线信号，其中所述印刷电路板天线中的每个印刷电路板天线由带金属迹线的印刷电路板基板形成，所述金属迹线被配置为形成反射器、辐射器和至少一个导向器。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括显示器，其中所述金属结构包括电子设备外壳，所述显示器被安装在所述电子设备外壳中。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述印刷电路板天线包括毫米波八木天线，所述至少一个相控天线阵列包括多个相控天线阵列，所述多个相控天线阵列各自具有与所述金属结构中的所述电介质填充的开口的相应部分对准的相应的印刷电路板天线阵列，所述电子设备外壳具有四个角部，并且所述多个相控天线阵列包括在所述四个角部中的每个角部处的相应相控天线阵列。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

外壳；

在所述外壳中的电介质；

无线收发器电路；和

印刷电路板八木天线，其中所述无线收发器电路用所述印刷电路板八木天线通过所述电介质发射无线信号。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述无线收发器电路包括毫米波收发器电路，并且其中所述毫米波收发器电路用所述印刷电路板八木天线接收60GHz的无线信号。

18.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述外壳包括金属外壳，并且其中所述电介质包括在所述金属外壳中的至少一个塑料填充的狭槽。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述金属外壳具有角部，并且其中所述印刷电路板八木天线位于所述角部处。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述印刷电路板八木天线中的每个印刷电路板八木天线包括具有多层的印刷电路板基板，并且包括由嵌入在不同的相应对的所述层之间的金属条形成的导向器。