CN217881897U - 天线结构和图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种天线结构和一种图像显示装置。天线结构包括具有多个天线单元的天线单元阵列以及设置为邻近天线单元并与天线单元电气和物理地分离的寄生元件。每个天线单元都包括辐射器以及包含有在不同的方向上连接至辐射器的第一传输线和第二传输线的传输线。寄生元件包括设置在被包括在相同的天线单元中的第一传输线和第二传输线之间的第一寄生元件以及设置在被包括在不同的相邻的天线单元中的第一传输线和第二传输线之间的第二寄生元件。第二寄生元件包括分支部分，其包括在不同的方向上弯折的第一分支部分和第二分支部分。

Description

天线结构和图像显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年7月5日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2021-0087566号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本实用新型涉及一种天线结构和一种图像显示装置。更特别地，本实用新型涉及一种包括天线导电层和介电层的天线结构以及一种包括该天线结构的图像显示装置。
背景技术
随着信息技术的发展，诸如Wi-Fi、蓝牙等的无线通信技术与诸如智能电话形式的图像显示装置相结合。在这种情况下，天线可以与图像显示装置结合来提供通信功能。
随着移动通信技术的快速发展，图像显示装置中需要能够进行高频或超高频通信的天线。
例如，由于在图像显示装置中采用了各种功能元件，因此可能需要能够通过天线进行发送和接收的较宽的频率覆盖范围。此外，如果天线具有多个极化方向，则可以提高辐射效率并且可以进一步增大天线覆盖范围。
然而，随着天线的驱动频率增加，信号损失也可能增加。此外，传输路径的长度增加，天线增益可能降低。如果天线的辐射覆盖范围扩大，则可能降低辐射密度或天线增益，从而降低辐射效率/可靠性。
此外，可能不容易在图像显示装置的有限空间中实现具有多极化和宽带特性并提供高增益的天线设计。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，提供了一种具有改进的辐射特性和空间效率的天线结构。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种图像显示装置，其包括具有改进的辐射特性和空间效率的天线结构。
(1)一种天线结构，其包括：介电层；天线单元阵列，其包括位于介电层的顶表面上的多个天线单元；以及寄生元件，其设置为邻近天线单元并与天线单元电气和物理地分离，其中每个天线单元都包括辐射器和传输线，传输线包括在不同的方向上连接至辐射器的第一传输线和第二传输线，其中寄生元件包括设置在被包括在相同的天线单元中的第一传输线和第二传输线之间的第一寄生元件以及设置在被包括在不同的相邻的天线单元中的第一传输线和第二传输线之间的第二寄生元件，其中第二寄生元件包括邻近辐射器的分支部分，分支部分包括在不同的方向上弯折的第一分支部分和第二分支部分，并且分支部分与辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.2mm。
(2)根据上述(1)的天线结构，其中分支部分与辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.0mm。
(3)根据上述(1)的天线结构，其中天线单元阵列包括彼此相邻的第一天线单元和第二天线单元，其中第二寄生元件插在它们之间，并且第一分支部分朝向第二天线单元弯折，并且第二分支部分朝向第一天线单元弯折。
(4)根据上述(3)的天线结构，其中第一分支部分与第二天线单元的辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.2mm，并且第二分支部分与第一天线单元的辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.2mm。
(5)根据上述(1)的天线结构，其还包括邻近天线单元阵列的侧部的第三寄生元件。
(6)根据上述(5)的天线结构，其中第三寄生元件包括朝向相邻的天线单元的辐射器弯折的单一的分支部分。
(7)根据上述(1)的天线结构，其中辐射器包括凸形部分和凹形部分。
(8)根据上述(7)的天线结构，其中第一传输线和第二传输线连接至凹形部分中的不同的凹形部分。
(9)根据上述(8)的天线结构，其中第一传输线包括第一馈电部分和从第一馈电部分伸出的连接至辐射器的第一弯折部分，并且第二传输线包括第二馈电部分和从第二馈电部分伸出的连接至辐射器的第二弯折部分。
(10)根据上述(9)的天线结构，其中分支部分的宽度相对于第一馈电部分或第二馈电部分的宽度的比率为0.6至1.2。
(11)根据上述(9)的天线结构，其中分支部分的宽度相对于第一馈电部分或第二馈电部分的宽度的比率为0.7至0.9。
(12)根据上述(7)的天线结构，其中辐射器具有四叶草形状或十字形状。
(13)根据上述(7)的天线结构，其还包括与辐射器的凹形部分中的不和传输线连接的凹形部分相邻的辅助寄生元件，其中辅助寄生元件与辐射器电气和物理地分离。
(14)根据上述(13)的天线结构，其中辅助寄生元件包括彼此面对的第一辅助寄生元件和第二辅助寄生元件，其中凸形部分中的位于辐射器的上部的凸形部分插在它们之间。
(15)根据上述(1)的天线结构，其中分支部分用作单极天线。
(16)根据上述(1)的天线结构，其中天线结构是在10GHz到40GHz的范围内的多个谐振频率下进行驱动的多频段天线。
(17)一种图像显示装置，其包括：显示面板；以及设置在显示面板上的根据上述实施方式的天线结构。
(18)根据上述(17)的图像显示装置，其还包括：中间电路板，其包括与天线结构的传输线电连接的馈电线；芯片安装板，其设置在显示面板的下方；以及天线驱动集成电路芯片，其安装在芯片安装板上，以将馈电信号施加于被包括在中间电路板中的馈电线。
(19)根据上述(18)的图像显示装置，其特征在于，天线结构的寄生元件与中间电路板电气地分离。
根据本实用新型的实施方式，天线结构可以包括具有多个凸形部分和凹形部分的辐射器，并且可以包括在不同的方向上连接至辐射器的多条传输线。通过辐射器和传输线的结合可以实质上提供多个极化方向。
在示例性实施方式中，寄生元件可以布置在传输线周围。通过添加寄生元件可以提供多个频段覆盖范围。例如，可以通过该天线结构实现一种三频段天线。寄生元件可以包括设置在相邻的辐射器之间的分支部分，并且可以在阵列型天线单元结构中提供稳定的三频段特性。
在示例性实施方式中，可以调节分支部分与辐射器之间的长度，使得可以在多个频段下均匀地增强增益特性。
附图说明
图1是示出根据示例性实施方式的天线结构的示意性平面图。
图2是示出根据示例性实施方式的天线结构的局部放大的示意性平面图。
图3是示出根据一些示例性实施方式的天线结构的示意性平面图。
图4是示出根据示例性实施方式的天线封装和图像显示装置的示意性剖视图。
图5是用于描述根据示例性实施方式的天线封装的局部放大的示意性平面图。
图6是用于描述根据示例实施方式的图像显示装置的示意性平面图。
图7是示出根据比较例的天线结构的平面图。
图8和图9分别是示出根据比较例和实施例的天线结构的辐射特性的曲线图。
具体实施方式
根据本实用新型的示例性实施方式，提供了一种天线结构，其中将辐射器和寄生元件进行结合来具有多个频率和多极化特性。
该天线结构例如可以是制成透明薄膜形式的微带贴片天线。该天线装置可以应用于例如与3G、4G、5G或更高对应的高频段或超高频段的移动通信的通信装置。
根据本实用新型的示例性实施方式，还提供了一种包括所述天线结构的图像显示装置。天线结构的应用不限于该图像显示装置，并且天线结构可应用于各种物体或结构，例如车辆、家用电器、建筑等。
在下文中，将参照附图详细描述本实用新型。然而，本领域技术人员将理解，提供参照附图描述的这些实施方式是用于进一步理解本实用新型的精神，并非是对详细说明和所附权利要求中公开的要保护的主题进行限制。
图1是示出根据示例性实施方式的天线结构的示意性平面图。图2是示出根据示例性实施方式的天线结构的局部放大的示意性平面图。
在图1中，平行于介电层105的顶表面并且彼此垂直的两个方向被定义为第一方向和第二方向。例如，第一方向可以对应于天线结构的长度方向，并且第二方向可以对应于天线结构的宽度方向。第一方向和第二方向的定义可以适用于所有附图。
参照图1，天线结构100可以包括形成在介电层105的顶表面上的天线导电层110(参见图4)。
介电层105例如可以包括透明树脂材料。例如，介电层105可以包括聚酯类树脂，例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯；纤维素类树脂，例如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；聚碳酸酯类树脂；丙烯酸树脂，例如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯类树脂，例如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物；聚烯烃类树脂，例如聚乙烯、聚丙烯、环烯烃或具有降冰片烯结构的聚烯烃和乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，例如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺类树脂；聚醚砜类树脂；砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯醇缩丁醛类树脂；烯丙基化物类树脂；聚甲醛类树脂；环氧类树脂；聚氨酯或丙烯酸聚氨酯类树脂；有机硅类树脂等。它们可以单独使用或两种以上组合使用。
介电层105可以包括诸如光学透明粘合剂(OCA)、光学透明树脂(OCR)等的粘合材料。在一些实施方式中，介电层105可以包括诸如玻璃、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等的无机绝缘材料。
在一个实施方式中，介电层105可以被设置为基本上单一的层。在一个实施方式中，介电层105可以包括至少两个层的多层结构。
可以通过介电层105在天线导电层110和接地层90(参见图4)之间形成电容或电感，从而可以调节可以驱动或操作天线结构的频段。在一些实施方式中，介电层105的介电常数可调节到大约1.5至大约12的范围内。如果介电常数超过大约12，则驱动频率可能被过度降低，从而可能无法实现期望的高频段或超高频段下的驱动。
天线导电层110可以包括辐射器120、传输线和寄生元件。例如，一个天线单元AU可以由一个辐射器120和与该辐射器120连接或耦合的传输线和寄生元件限定。
天线单元AU例如可以用作在如上所述的3G或更高的高频段或超高频段下操作或驱动的独立辐射单元。
在示例性实施方式中，辐射器120或辐射器120的边界可以包括多个凸形部分122和凹形部分124。如图1所示，凸形部分122和凹形部分124可以各自具有弧形形状。
在示例性实施方式中，凸形部分122和凹形部分124可以在平面图中沿着辐射器120的轮廓交替且重复地布置。
在一些实施方式中，辐射器120可以包括四个凸形部分122并且可以包括四个凹形部分124。
如图1所示，辐射器120可以具有弧形十字形状。例如，辐射器120可以具有基本上四叶草的形状。
在一些实施方式中，辐射器120例如可以具有其中两个条形图案彼此相交的十字形。
在示例性实施方式中，多条传输线可以连接至一个辐射器120。在一些实施方式中，第一传输线130和第二传输线135可以连接至辐射器120。例如，传输线可以用作与辐射器120连接的基本上一体的整体构件。
第一传输线130和第二传输线135可以彼此对称地布置。例如，第一传输线130和第二传输线135可以设置为基于辐射器120在第一方向上的中心线彼此对称。
每条传输线都可以包括馈电部分和弯折部分。第一传输线130可以包括第一馈电部分132和第一弯折部分134，并且第二传输线135可以包括第二馈电部分131和第二弯折部分133。
第一馈电部分132和第二馈电部分131可以各自电连接至被包括在诸如柔性印刷电路板(FPCB)的电路板中的馈电线(参见图5)。在一些实施方式中，第一馈电部分132和第二馈电部分131可以在第一方向上延伸。第一馈电部分132和第二馈电部分131可以基本上彼此平行。
第一弯折部分134和第二弯折部分133可以分别在从第一馈电部分132和第二馈电部分131朝向辐射器120的方向上弯折，并且可以与辐射器120直接连接或直接接触。
第一弯折部分134和第二弯折部分133可以在彼此不同的方向上延伸来连接至辐射器120。在一些实施方式中，第一弯折部分134的延伸方向和第二弯折部分133的延伸方向之间的角度可以基本上是大约90°。
例如，第一弯折部分134可以相对于第一方向在顺时针方向上倾斜45°。第二弯折部分133可以相对于第一方向在逆时针方向上倾斜45°。
优选地，第一弯折部分134和第二弯折部分133可以各自朝向辐射器120的中心延伸。
根据如上所述的弯折部分133和134的结构和布置，可以通过第一传输线130和第二传输线135基本上在两个正交的方向上执行对辐射器120的馈电。因此，可以通过一个辐射器120实现双极化特性。
例如，可以通过辐射器120一起实现垂直辐射特性和水平辐射特性。
在一些实施方式中，弯折部分133和134可以连接至辐射器120的凹形部分124。如图1所示，第一弯折部分134和第二弯折部分133可以连接至不同的凹形部分124。
在一个实施方式中，第一弯折部分134和第二弯折部分133可以连接至四个凹形部分中的在平面图中相对于辐射器122在第二方向上延伸的中心线的下部的凹形部分124。本文中的词语“下部”可以指相对于辐射器122在第二方向上延伸的中心线邻近馈电部分131和132的部分或区域。
在示例性实施方式中，天线结构100可以包括多个天线单元AU。例如，多个天线单元AU可以被布置为沿着第二方向彼此间隔开预定距离以形成天线单元阵列。
多个天线单元AU可以设置成阵列结构，从而可以提高从天线结构100获得的整体增益。可以考虑每个天线单元AU的辐射独立性和增益提高来调节相邻的天线单元AU之间的距离。
例如，相邻的天线单元AU之间的距离(例如，辐射器120的中心之间的距离)可以调节到半波长(λ/2)到对应于最大谐振频率的1.5波长(3/2λ)的范围内。
根据示例性实施方式的天线结构100可以包括与辐射器120以及传输线130和135物理地分离的寄生元件140、142和144。
寄生元件可以设置为邻近传输线130和135，并且可以与传输线130和135物理和电气地分离。
寄生元件140、142和144可以相对于辐射器122的在第二方向上延伸的中心线定位在下部区域并且设置在传输线130和135的周围。寄生元件140、142和144可以包括第一寄生元件140、第二寄生元件142和第三寄生元件144。
第一寄生元件140可以设置在第一传输线130与第二传输线135之间。在一个实施方式中，第一寄生元件140可以设置在第一馈电部分132与第二馈电部分131之间。
可以针对每个天线单元AU设置第一寄生元件140，并且第一寄生元件140可以作为每个天线单元AU的独立元件被包括在内。
第二寄生元件142可以设置在不同的相邻的天线单元AU之间。在示例性实施方式中，第二寄生元件142可以设置在被包括在不同的相邻的天线单元AU中的第一馈电部分132和第二馈电部分131之间。
例如，相邻的天线单元AU可以共同共用第二寄生元件142。
第三寄生元件144可以设置为邻近天线单元阵列的两个侧向端部。
寄生元件140、142和144各自具有与辐射器120以及传输线130和135分离的浮动图案形状，并且可以在第一方向上延伸。
在示例性实施方式中，第二寄生元件142可以包括分支部分146。例如，第二寄生元件142可以包括位于相邻的第一馈电部分132和第二馈电部分131之间的第二寄生体142a，并且分支部分146可以通过连接部分145连接至第二寄生体142a。
第二寄生元件142的分支部分146可以包括在不同的方向上弯折的第一分支部分146a和第二分支部分146b。例如，第一分支部分146a可以相对于第一方向在顺时针方向上弯折。第二分支部分146b可以相对于第一方向在逆时针方向上弯折。
第一分支部分146a和第二分支部分146b可以各自朝向相邻的辐射器120(例如，朝向辐射器120的中心)弯折。例如，第一天线单元AU1和第二天线单元AU2可以在第二方向上彼此相邻，使得第二寄生元件142插在它们之间。第一分支部分146a可以朝向被包括在第二天线单元AU2中的辐射器120弯折。第二分支部分146b可以朝向被包括在第一天线单元AU1中的辐射器120弯折。
第一分支部分146a和第二分支部分146b可以通过连接部分145一体地耦合至一个第二寄生元件142。因此，可以通过一个第二寄生元件142同时实现针对彼此相邻的第一天线单元AU1和第二天线单元AU2的耦合效应。
参照图2，分支部分146a和146b与辐射器120之间的最短距离D1可以为0.4mm至1.2mm。最短距离D1可以是分支部分146a和146b与辐射器120之间的在分支部分146a和146b的延伸方向上的距离。
在最短距离Dl的范围内，可以在多个谐振频段中一致地提高天线增益。例如，如果最短距离D1小于0.4mm，则天线结构100的最大谐振频段的增益可能会被过度降低。如果最短距离D1超过1.2mm，则可能无法基本实现第一天线单元AU1和第二天线单元AU2的公共耦合效应。
优选地，最短距离Dl可以为0.4mm至1.0mm，更优选为0.6mm至1.0mm。
在一些实施方式中，分支部分146a和146b各自的宽度相对于第一传输线130(例如，第一馈电部分132)和第二传输线135(例如，第二馈电部分131)各自的最大宽度的比率可以为0.6至1.2，优选为0.7至0.9，更优选为0.75至0.85。
在上述宽度范围内，可以基本上向天线结构添加单极天线效应，而不会降低通过分支部分146a和146b对第一天线单元AU1和第二天线单元AU2产生的公共耦合效应。
第三寄生元件144可以包括邻近第一馈电部分132或第二馈电部分131的第三寄生体144a，并且可以包括通过连接部分145连接至第三寄生体144a的分支部分146。
第三寄生元件144的分支部分146也可以朝向相邻的辐射器120弯折。在示例性实施方式中，第三寄生元件144的分支部分146可以具有单一分支形状。
根据上述示例性实施方式，辐射器120可以形成为包括凸形部分122和凹形部分124，并且第一传输线130和第二传输线135可以在相交的方向上连接至辐射器120的不同的凹形部分124。
可以通过上述双传输线结构从辐射器120实现双极化特性。
寄生元件140、142和144可以被设置为可以不连接至其他导体的浮动元件，并且可以邻近辐射器120以及传输线130和135来用作具有单极天线形状的辅助辐射器。因此，可以通过与如上所述的辐射器120以及传输线130和135的结构进行结合而与提高的增益一起实现多频段天线特性。
如上所述，可以调节被包括在第二寄生元件142和第三寄生元件144中的分支部分146的间隔距离，从而可以在多个频段中的任何频段下在不会过度降低增益的情况下实现一种基本上多频段的天线。
因此，可以提高不同谐振频段的分辨率，并且天线结构100可以被设置为一种有效的多频段天线。另外，可以一致地实现低频段和高频段中的信号增强和多频段形成。
在一些实施方式中，可以将具有不同的相位的馈电信号施加于第一传输线130和第二传输线135。例如，可以将具有大约120°到200°、优选120°到180°、更优选大约180°的相位差的第一馈电信号和第二馈电信号分别施加于第一传输线130和第二传输线135。
通过相位差信号发送、双传输线结构和辐射器120的形状的结合，可以将天线结构100设置为可在多重谐振频段下操作的宽带天线。
在一些实施方式中，天线结构100可以用作三频段天线。例如，可以通过天线结构100提供10GHz到40GHz或20GHz到40GHz的范围内的三个谐振频率峰值。
在一个实施方式中，可以通过天线结构100实现20GHz到25GHz的范围内的第一谐振频率峰值、27GHz到35GHz的范围内的第二谐振频率峰值和35GHz到40GHz的范围内的第三谐振频率峰值。
天线导电层110可以包括银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、锡(Sn)、钼(Mo)、钙(Ca)或含有其中至少一种金属的合金。它们可以单独使用或至少两种组合使用。
例如，天线导电层110可以包括银(Ag)或银合金(例如，银-钯-铜(APC))或者铜(Cu)或铜合金(例如，铜-钙(CuCa))，以实现低电阻和细线宽图案。
在一些实施方式中，天线导电层110可以包括透明导电氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、锌氧化物(ZnOx)等等。
在一些实施方式中，天线导电层110可以包括透明导电氧化物层和金属层的堆叠结构。例如，天线单元可以包括透明导电氧化物层-金属层的双层结构，或透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来提高柔性，并且还可以通过金属层的低电阻来提高信号传输速度。可以通过透明导电氧化物层来提高耐腐蚀性和透明度。
在一个实施方式中，天线导电层110可以包括超材料。
在一些实施方式中，天线导电层110(例如，辐射器120)可以包括黑化部分，从而可以降低天线导电层110的表面处的反射率以抑制由于光反射引起的视觉图案识别。
在一个实施方式中，可以将被包括在天线导电层110中的金属层的表面转化为金属氧化物或金属硫化物以形成黑化层。在一个实施方式中，可以在天线导电层110或金属层上形成诸如黑色材料覆层或镀层的黑化层。黑色材料或镀层可以包括硅、碳、铜、钼、锡、铬、钼、镍、钴或含有其中至少一种的氧化物、硫化物或合金。
考虑到反射率降低效果和天线辐射特性，可以调节黑化层的组成和厚度。
辐射器120、传输线130和135以及寄生元件140、142和144全都可以设置在介电层105的顶表面上的相同的水平或相同的层处。在一个实施方式中，辐射器120、传输线130和135以及寄生元件140、142和144全都可以通过使对同一导电层进行图案化来形成。
在一些实施方式中，可以在介电层105的底表面上设置接地层90(参见图4)。接地层90可以覆盖辐射器120。
在一个实施方式中，应用了天线结构100的图像显示装置或显示面板405的导电构件可以用作接地层90。例如，该导电构件可以包括各种电极或布线，例如被包括在薄膜晶体管(TFT)阵列面板中的栅电极、源/漏电极、像素电极、公共电极、扫描线、数据线等。
在一个实施方式中，设置在图像显示装置的后部的金属构件(例如SUS板)、传感器构件(例如，数字转换器)、散热片等可以用作接地层90。
在一些实施方式中，辐射器120可以设置在图像显示装置的显示区域中，并且可以具有网状结构。因此，可以防止天线单元在显示区域中被用户视觉识别，并且可以提高透光率。
在一些实施方式中，传输线130和135的至少一部分可以具有网状结构。例如，传输线130和135的弯折部分133和134可以包括网状结构。
传输线130和135的馈电部分131和132可以具有实心金属图案结构。因此，可以提高传输到辐射器120的馈电效率。在一个实施方式中，与馈电线220接合的馈电部分131和132的一部分可以具有实心金属图案结构，而剩余部分可以具有网状结构。
寄生元件140、142和144具有实心金属图案结构，因此可以改进多频段的实现或辅助辐射生成效率。在一个实施方式中，寄生元件140、142和144的一些部分(例如，分支部分146)可以具有网状结构。
图3是示出根据一些示例性实施方式的天线结构的示意性平面图。在此省略了与参照图1描述的元件和结构基本相同或相似的元件和结构的详细描述。
参照图3，天线结构100还可以包括辅助寄生元件150和155。辅助寄生元件150和155可以针对被包括在天线阵列中的每个天线单元AU来设置。
辅助寄生元件150和155可以基于辐射器120在第二方向上的中心线设置在上部区域。词语“上部”可以指在平面图中相对于辐射器120的在第二方向上延伸的中心线远离馈电部分131和132或与馈电部分131和132相对的部分或区域。
辅助寄生元件150和155可以设置为邻近辐射器120。在示例性实施方式中，辅助寄生元件150和155可以邻近被包括在辐射器120的上部中的凹形部分124。
例如，辅助寄生元件150和155可以部分地设置在由凹形部分124形成的凹槽中。
辅助寄生元件可以包括第一辅助寄生元件150和第二辅助寄生元件155。第一辅助寄生元件150和第二辅助寄生元件155可以设置为邻近辐射器120的不同的凹形部分124。
在一些实施方式中，第一辅助寄生元件150和第二辅助寄生元件155可以彼此面对，使得被包括在辐射器120的上部中的凸形部分122插在它们之间。
辅助寄生元件150和155可以设置为邻近辐射器120的浮动图案或岛状图案，并且可以提高由辐射器120实现的多频段辐射中的每个谐振频率的辐射增益。
因此，可以改进多频段辐射中包括的谐振频率或谐振峰值之间的鉴别，并且可以提供一种具有足够增益的多频段天线。
在一个实施方式中，如图3所示，第一辅助寄生元件150和第二辅助寄生元件155可以具有基本上圆形的形状。
在一个实施方式中，第一辅助寄生元件150和第二辅助寄生元件155可以具有大致四边形的形状，优选具有正方形形状。
辅助寄生元件150和155可以与辐射器120一起设置在图像显示装置的显示区域中。在一些实施方式中，辅助寄生元件150和155可以与辐射器120一起包括网状结构，以具有提高的透光率并防止被用户看到。
辅助寄生元件150和155的形状可以根据辐射器120的形状适当地修改(例如，椭圆形或多边形)。
图4是示出根据示例性实施方式的天线封装和图像显示装置的示意性剖视图。图5是用于描述根据示例性实施方式的天线封装的局部放大的示意性平面图。图6是用于描述根据示例实施方式的图像显示装置的示意性平面图。
参照图4至图6，图像显示装置400可以制成例如智能电话的形式，并且图6示出了图像显示装置400的前部或窗口表面。图像显示装置400的前部可以包括显示区域410和外周区域420。外周区域420例如可以对应于图像显示装置的遮光部分或边框部分。
上述天线结构100可以与中间电路板200结合以形成天线封装。被包括在天线封装中的天线结构100可以朝向图像显示装置400的前部设置。例如，天线结构100可以设置在显示面板405上。辐射器120在平面图中可以设置在显示区域410上。
在这种情况下，辐射器120可以包括网状结构，从而可以防止由于辐射器120导致的透光率降低。被包括在天线结构100中的寄生元件和馈电部分可以包括实心金属图案，并且可以设置在外周区域420上以防止图像质量下降。在一些实施方式中，邻近辐射器的分支部分146可以包括网状结构。
在一些实施方式中，中间电路板200可以进行弯折，从而设置在图像显示装置400的后部并且朝向安装有天线驱动IC芯片340的芯片安装板300延伸。
中间电路板200和芯片安装板300可以通过连接器320彼此耦合，从而被包括在天线封装中。连接器320和天线驱动IC芯片340可以通过连接电路310进行电连接。
例如，中间电路板200可以是柔性印刷电路板(FPCB)。芯片安装板300可以是刚性印刷电路板(刚性PCB)。
如图5所示，中间电路板200可以包括包含柔性树脂的芯层210和形成在芯层210上的馈电线220。每条馈电线220可以通过诸如各向异性导电膜(ACF)的导电中间结构180(参见图4)附接至并电连接至第一馈电部分132和第二馈电部分131。
与馈电线220接合的第一馈电部分132和第二馈电部分131的末端部分可以分别用作第一天线端口和第二天线端口。可以通过第一天线端口和第二天线端口从天线驱动IC芯片340施加馈电信号。
如上所述，可以通过第一天线端口和第二天线端口将具有相位差(例如，180°相位差)的馈电信号施加于辐射器120来实现多频段天线。
在下文中，提出优选实施方式来更具体地描述本实用新型。然而，给出以下例子仅用于说明本实用新型，并且相关领域的技术人员显然将理解在本实用新型的范围和精神内可以做出各种替换和修改。这些替换和修改被适当地包括在所附权利要求中。
实验例
(1)对通过添加寄生元件实现的多频段生成进行评估
图7是示出根据比较例的天线结构的平面图。图8和图9分别是示出根据比较例和实施例的天线结构的辐射特性的曲线图。
如图7所示，制造了在寄生元件中省略分支部分的比较例的天线结构，并制造了图1所示的实施例的天线结构。
通常将COP膜用作介电层105，并且使用APC合金形成天线导电层。第一寄生元件140、第二寄生元件142(第二寄生体142a)和第三寄生元件144(第三寄生体144a)各自的长度为2.0mm，并且传输线130和135(馈电部分)被形成为具有0.5mm的宽度。分支部分146的宽度相对于馈电部分的宽度的比率为0.8(0.4mm)。分支部分146与辐射器120之间的最短距离被调节为0.8mm。
使用HFSS模拟取决于比较例和实施例的天线结构的频率的信号损失值(S-参数；S11)，并获得了图8和图9的S11曲线。
参照图8和图9，在比较例中，通过寄生元件基本上实现了一种三频段天线。在实施例中，通过添加分支部分进一步增强了38-39GHz附近的最大谐振峰处的峰强度。
另外，使用辐射室测量实施例和比较例的天线在28GHz和39GHz处的增益值。结果在下面的表1中示出。
[表1]
增益(dBi)，28GHz 增益(dBi)，39GHz
实施例 9.23 8.38
比较例 9.32 7.16
参照表1，由于在实施例中为寄生元件添加了分支部分，因此在保持28GHz处的增益的同时明显增加了39GHz处的增益值。
(2)根据分支部分的间隔距离进行天线增益测量
在实施例的天线结构中，针对辐射器与分支部分之间的最短距离D1(参见图2)发生改变的样品测量28GHz和39GHz处的天线增益。结果在下面的表2中示出。
[表2]
Figure BDA0003731679730000151
Figure BDA0003731679730000161
参照表2，当间隔距离为0.4mm以上时，获得了通常在28GHz和39GHz处增加的增益值。当间隔距离超过1.0mm时，28GHz处的增益降低。当间隔距离超过1.2mm时，39GHz处的增益降低。
(3)根据分支部分的线宽进行天线增益测量
在根据上述实施例的天线结构中，在40％到140％的范围内改变分支部分的宽度相对于传输线的馈电部分的宽度(0.5mm)的比率的同时测量28GHz和39GHz处的增益。
结果在下面的表3中示出。
[表3]
Figure BDA0003731679730000162
参照表3，当分支部分的宽度小于馈电部分的宽度的60％时，39GHz处的增益降低。当分支部分的宽度超过馈电部分的宽度的120％时，28GHz和39GHz处的增益都降低。

Claims (19)

1.一种天线结构，其特征在于，其包括：
介电层；
天线单元阵列，其包括位于所述介电层的顶表面上的多个天线单元；以及
寄生元件，其设置为邻近所述天线单元并与所述天线单元电气和物理地分离，
其中，每个所述天线单元都包括辐射器和传输线，所述传输线包括在不同的方向上连接至所述辐射器的第一传输线和第二传输线，
其中，所述寄生元件包括：
第一寄生元件，其设置在被包括在相同的所述天线单元中的所述第一传输线和所述第二传输线之间；以及
第二寄生元件，其设置在被包括在不同的相邻的所述天线单元中的所述第一传输线和所述第二传输线之间，
其中，所述第二寄生元件包括邻近所述辐射器的分支部分，所述分支部分包括在不同的方向上弯折的第一分支部分和第二分支部分，并且所述分支部分与所述辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.2mm。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述分支部分与所述辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.0mm。
3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线单元阵列包括彼此相邻的第一天线单元和第二天线单元，其中所述第二寄生元件插在它们之间，并且
所述第一分支部分朝向所述第二天线单元弯折，并且所述第二分支部分朝向所述第一天线单元弯折。
4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二天线单元的辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.2mm，并且所述第二分支部分与所述第一天线单元的辐射器之间的最短距离为0.4mm至1.2mm。
5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，其还包括邻近所述天线单元阵列的侧部的第三寄生元件。
6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述第三寄生元件包括朝向相邻的所述天线单元的所述辐射器弯折的单一的分支部分。
7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述辐射器包括凸形部分和凹形部分。
8.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于，所述第一传输线和所述第二传输线连接至所述凹形部分中的不同的凹形部分。
9.根据权利要求8所述的天线结构，其特征在于，所述第一传输线包括第一馈电部分和从所述第一馈电部分伸出的连接至所述辐射器的第一弯折部分，并且
所述第二传输线包括第二馈电部分和从所述第二馈电部分伸出的连接至所述辐射器的第二弯折部分。
10.根据权利要求9所述的天线结构，其特征在于，所述分支部分的宽度相对于所述第一馈电部分或所述第二馈电部分的宽度的比率为0.6至1.2。
11.根据权利要求9所述的天线结构，其特征在于，所述分支部分的宽度相对于所述第一馈电部分或所述第二馈电部分的宽度的比率为0.7至0.9。
12.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于，所述辐射器具有四叶草形状或十字形状。
13.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于，其还包括与所述辐射器的所述凹形部分中的不和所述传输线连接的凹形部分相邻的辅助寄生元件，
其中，所述辅助寄生元件与所述辐射器电气和物理地分离。
14.根据权利要求13所述的天线结构，其特征在于，所述辅助寄生元件包括彼此面对的第一辅助寄生元件和第二辅助寄生元件，其中所述凸形部分中的位于所述辐射器的上部的凸形部分插在它们之间。
15.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述分支部分用作单极天线。
16.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构是在10GHz到40GHz的范围内的多个谐振频率下进行驱动的多频段天线。
17.一种图像显示装置，其特征在于，其包括：
显示面板；以及
设置在所述显示面板上的根据权利要求1所述的天线结构。
18.根据权利要求17所述的图像显示装置，其特征在于，其还包括：
中间电路板，其包括与所述天线结构的所述传输线电连接的馈电线；
芯片安装板，其设置在所述显示面板的下方；以及
天线驱动集成电路芯片，其安装在所述芯片安装板上，以将馈电信号施加于被包括在所述中间电路板中的所述馈电线。
19.根据权利要求18所述的图像显示装置，其特征在于，所述天线结构的所述寄生元件与所述中间电路板电气地分离。
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