用于装置的天线的制作方法

技术领域

本公开涉及一种天线，其中，所述天线将电容组件用作所述天线的一部分。

背景技术：

随着信息与通信技术的发展，已经遍布全国安装了网络装置(诸如基站等)。电子装置在网络上将数据无线地发送到另一电子装置并从另一电子装置无线地接收数据，以允许用户在全国各地自由地利用网络。

然而，电子装置必须配备有天线以利用网络。天线技术正随着信息与通信技术的发展而发展。近来，技术已经发展为可将电子装置的金属壳体用作天线的一部分。

在包括金属外壳的电子装置中，由于金属被暴露于外部环境，因此如果电子装置存在问题(诸如短路)，则金属外壳可能造成触电危险。可通过对金属外壳进行后处理(例如，电镀、喷涂、氧化等)来防止触电危险。然而，如果通过对金属壳体进行后处理而形成的保护层损坏，则可能发生触电危险。另外，仍然可能发生由于电子装置的金属外壳引起的静电放电(ESD)问题。

上述信息仅作为背景信息被呈现以帮助理解本公开。至于上述信息中的任何信息是否可用于针对本公开的现有技术，尚未做出决定，也未做出断定。

技术实现要素：

本公开的多个方面至少解决上述问题和/或缺点中的一些问题和/或缺点并且至少提供以下描述的优点中的一些优点。因此，本公开的一方面在于提供一种天线，其中，所述天线以一种方式将电容组件用作所述天线的一部分，以便防止常规结构的触电危险和静电放电(ESD)问题。

在本公开的一个实施例中，一种用于电子装置的天线包括：辐射器；天线夹具，连接到辐射器和电子装置的金属外壳，其中，天线夹具的一部分至少包括电容器的第一导体；馈电部件，与辐射器的第一部分连接；接地点，与辐射器的第二部分和电容器连接。

从以下结合附图公开本公开的各种实施例的详细描述，对于本领域普通技术人员而言，本公开的其它方面、优点和显著特征将变得更好理解。

附图说明

从以下结合附图的描述，本公开的特定实施例的以上和其它方面、特征和优点将变得更容易被技术人员理解，其中，在附图中：

图1是示出根据实施例的电容器的根据频率值的传输特性；

图2是常规电子装置的天线的电路图；

图3A和图3B是常规电子装置的天线夹具的透视图；

图4是示出安装在常规电子装置的印刷电路板上的天线夹具和电容器的示图；

图5A示出包括电容器和电感器的电路；

图5B是示出根据本公开的各种实施例的根据电容器的电容值的天线特性的曲线图；

图6A示出包括电容器和电感器的电路；

图6B是示出根据本公开的各种实施例的根据电感值的天线特性的曲线图；

图7是示出根据本公开的各种实施例的天线夹具和将天线夹具用作第一导体的电容器的透视图；

图8A和图8B是用于描述根据本公开的各种实施例的用于确定电容器的电容值的各种因素的示图；

图9是示出在将天线夹具用作第一导体的电容器被用作DC阻隔元件并且使用安装在印刷电路板上的组件电容器的情况下的天线特性的曲线图；

图10是示出根据本公开的各种实施例的天线夹具和将天线夹具用作第一导体的电容器的透视图；

图11是示出根据本公开的各种实施例的天线夹具和将天线夹具用作第一导体的电容器的透视图。

应该注意：贯穿附图，同样的标号用于描述相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

在下文中，参照附图公开本公开的各种实施例。应该理解的是：本公开不被本公开的各种实施例限制为特定实施例，并且意图在于如果本公开的所有修改方案、等同物和/或可选方案进入权利要求及其等同物的范围内，本公开就覆盖本公开的所有修改方案、等同物和/或可选方案。针对对于附图的描述，同样的标号指示同样的元件。

在以下的描述和权利要求中使用的术语和词语不限于文献含义，而是仅仅被发明人用于实现对本公开的清楚和一致的理解。因此，对本领域技术人员而言应该清楚的是：提供本公开的各种实施例的以下描述仅用于示意目的，而并非为了限制由权利要求及其等同物限定的本公开的目的。

应该理解：除非上下文清楚地另有指示，否则单数形式包括复数指示物。因此，例如，提到“组件表面”包括提到一个或更多个这样的表面。

这里使用的术语“包括”、“包含”和“具有”或者“可包括”或“可包含”和“可具有”指示公开的功能、操作或元件的存在，但不排除其它功能、操作或元件。

例如，表述“A或B”或者“A和/或B中的至少一项”可指示A和B、A、或者B。例如，表述“A或B”或者“A和/或B中的至少一项”可指示：(1)至少一个A，(2)至少一个B，或者(3)至少一个A和至少一个B两者。

这里使用的诸如“第一”、“第二”等的术语可指对本公开的各种实施例的各种不同元件的修饰，但并不限制所述元件。例如，“第一用户装置”和“第二用户装置”可表示不同的用户，而不考虑顺序或重要性。例如，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，第一组件可被称作第二组件，反之亦可。

在本公开的各种实施例中，当组件(例如，第一组件)被称作“可操作地或可通信地与”另一组件(例如，第二组件)“耦接”/“可操作地或可通信地耦接到”另一组件(例如，第二组件)或者“连接到”另一组件(例如，第二组件)时，所述组件可被直接连接到所述另一组件或者通过其它组件(例如，第三组件)连接到所述另一组件。在本公开的各种实施例中，意指：当组件(例如，第一组件)被称作“直接连接到”或“直接接近”另一组件(例如，第二组件)时，在所述组件(例如，第一组件)和所述另一组件(例如，第二组件)之间不存在其它组件(例如，第三组件)。

在本公开的各种实施例中使用的表述“被配置为”可例如根据情形与“适用于”、“具有…的能力”、“被设计为”、“被调整为”、“被制作为”或者“能够”可互换地使用。术语“被配置为”可不必须指示在硬件方面“被专门设计为”。相反，在一些情形下，表述“被配置为…的装置”可指示装置以及另一装置或部件“能够…”。例如，表述“被配置为执行A、B和C的处理器”可指示用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或者用于通过运行存储在存储器装置中的至少一个软件程序来执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))。

在本公开的各种实施例中使用的术语用于描述本公开的特定实施例，并不限制其它实施例的范围。除非单数形式的术语在上下文中具有明显不同的含义，否则单数形式的术语包括复数形式。另外，这里使用的所有术语可具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。一般而言，在词典中定义的术语应该被认为具有与相关领域的上下文含义相同的含义，并且除非在这里清楚地进行定义，否则在词典中定义的术语不应该被不同地理解或被理解为具有过于正式的含义。在任何情况下，即使在本说明书中定义的术语也不排除可能未在这里明确地示出并描述的本公开的实施例。

根据本公开的各种实施例的电子装置可包括以下项中的至少一项：智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、笔记本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器、移动医疗装置、相机、或者可穿戴装置。可穿戴装置可包括以下项中的至少一项：附件型装置(例如，手表、戒指、手镯、脚镯、项链、眼镜、隐形眼镜、头戴式装置(HMD))、纺织型或服装集成型装置(例如，电子服装)、身体附着型装置(例如，护皮垫或纹身)、或者生物可植入型装置(例如，可植入电路)。

在本公开的各种实施例中，电子装置可以是家用电器。智能家用电器可包括以下项中的至少一项：例如，电视(TV)、数字视频/通用盘(DVD)播放器、音响、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、电视(TV)盒(例如，Samsung HomeSync^TM、Apple TV^TM或Google TV^TM)、游戏机(例如，Xbox^TM或PlayStation^TM)、电子词典、电子钥匙、摄像机、或者电子相框。

在本公开的其它各种实施例中，电子装置可包括以下项中的至少一项：各种医疗装置(例如，各种便携式医疗测量装置(例如，血糖测量装置、心率测量装置、血压测量装置、体温测量装置等)、磁共振血管造影(MRA)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、扫描仪、超声装置等)、导航装置、全球导航卫星系统(GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、车辆信息娱乐装置、用于船舶的电子设备(例如，导航系统、回转罗盘等)、航空电子设备、安全装置、用于车辆的机头单元、工业或家用机器人、自动柜员机(ATM)、商店的销售点(POS)装置、或者物联网(IoT)装置(例如，灯泡、各种传感器、电表或煤气表、洒水器、火警报警器、恒温器、路灯、烤面包机、锻炼设备、热水箱、加热器、锅炉等)。

根据本公开的各种实施例，电子装置可包括以下项中的至少一项：家具或建筑/结构的一部分、电子版、电子签名接收装置、投影仪、或者测量仪器(例如，水表、电表、煤气表、测波仪等)。电子装置可以是上述装置中的一种或更多种组合。根据本公开的一些各种实施例的电子装置可以是柔性装置。根据本公开的实施例的电子装置不限于上述装置，并且随着新技术的发展，可包括新的电子装置。

在下文中，将参照附图更详细地描述根据本公开的各种实施例的电子装置。在这里使用的术语“用户”可指使用或操作电子装置的人或者可指使用或操作电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

图1是示出根据实施例的电容器的根据频率值的传输特性(transfer characteristic)的曲线图。

现在参照图1，曲线100的x轴表示频率，曲线100的y轴表示以分贝为单位的功率的大小。假设在曲线100中电容器的电容值是固定的。曲线100可在低频处具有小功率值，并且在高频处具有大功率值。换句话讲，电容器可使高频带很好地通过，并且可截断低频带(或使低频带衰减)。

由于电容器的阻抗是1/jωC，因此电容器可在低频下用作开路，并且在高频下用作短路。如此，电容器可阻隔直流电(DC)并使交流电(AC)通过。

因此，如果在金属外壳和接地点之间连接了电容组件，则即使电子装置正被充电，DC也不会通过金属外壳流向握持电子装置的用户。也就是说，不会发生触电。此外，电容组件可防止发生ESD问题。

图2是常规电子装置的天线的电路图。

常规电子装置的天线包括：辐射器210、第一电容器220、第二电容器230、馈电部件和接地点。辐射器210通过第一电容器220和第二电容器230与接地点连接。虽然图2中未示出，但是辐射器210还可与馈电部件(未示出)连接，以便从电子装置对辐射器210供电。

第一电容器220和第二电容器230可阻隔DC。由于DC仅被第一电容器220和第二电容器230之一阻隔，因此第一电容器220和第二电容器230中的另一电容器可被设置为备用部件。也就是说，仅一个电容器可连接到图2的辐射器210。

常规电子装置的天线还可包括天线夹具。在这种情况下，天线夹具可被定位于标号240表示的点(例如，辐射器210和第一电容器220之间)处。

图3A和图3B是常规电子装置的天线夹具的透视图。图3A是天线夹具300的上侧的透视图，图3B是天线夹具300的下侧的透视图。图4是示出安装在常规电子装置的印刷电路板上的天线夹具和电容器的示图。

现在参照图3A和图3B，天线夹具300的连接器310与图2的辐射器210连接。另外，天线夹具300的下表面320与图2的第一电容器220连接。

在图4中示出印刷电路板410。标号410表示天线夹具300将被安装到的位置，标号410a和标号410b表示用于将天线夹具300固定到印刷电路板400的铅垫将被设置到的位置。天线夹具300被定位为使得天线夹具300的下表面320与印刷电路板400直接接触。

在图4中，标号420表示第一电容器220将被安装到的位置，标号420a和标号420b表示用于将第一电容器220固定到印刷电路板400的铅垫将被设置到的位置。此外，标号430表示第二电容器230将被安装到的位置，标号430a和标号430b表示用于将第二电容器230固定到印刷电路板400的铅垫将被设置到的位置。

标号440a表示将天线夹具300与第一电容器220连接的连接线(例如，轨道)，标号440b表示将第一电容器220与第二电容器230连接的连接线，标号440c表示将电容器230与接地点(未示出)连接的连接线。

尽管组件电容器用作DC阻隔构件，但是如果电子装置在用户将电子装置掉落时受到冲击，则组件电容器可能裂开(或碎成碎片)，从而造成触电危险和ESD问题。因为这个原因，如图2和图4中所示，在电子装置中使用两个电容器。然而，这造成成本增加和空间问题。

另外，由于组件电容器自身特性的限制的原因，组件电容器可能易于损耗、ESD、漏电等。

根据本公开的各种实施例，图5A示出包括电容器和电感器的电路，图5B示出根据电容器的电容值的天线特性的曲线图。

图5A示出包括电容器和具有例如1nH的电感值的电感器的电路，其中，为了示意的目的，将改变电容器的值。电容器和电感器串联连接。图5B是示出图5A中示出的电路的天线特性的曲线图。

在图5B中，示出了指示在图5A中示出的电容器分别具有10pF、20pF、30pF、40pF和50pF的电容值的情况下的天线特性的曲线。

现在参照图5B，随着电容值变得更大，具有最大功率大小的频带会逐渐移动到低频带。当LC电路中的电感值相同时，电容值越大，谐振频率越低。因为这个原因，随着电容值变得更大，在低频区域，功率(或信号)的传输特性可能变得更加优异。例如，在电容值是10pF的情况下，天线可在1.5GHz下传输最高功率；在电容值是50pF的情况下，天线可在0.6GHz下传输最高功率。

根据本公开的各种实施例，图6A示出包括电容器和电感器的电路，图6B是示出根据电感值的天线特性的曲线图。

图6A示出包括具有30pF的电容值的电容器和为了示意的目的而将被改变的电感器的电路。电容器和电感器串联连接。作为另一示例，电感器与电容器并联。图6B是示出在图6A中示出的电路的天线特性的曲线图。

在图6B中，示出了指示在图6A中示出的电感器分别具有0nH、1nH、2nH、3nH、4nH和5nH的电感值的情况下的天线特性的曲线。

现在参照图6B，可理解的是：随着电感值变得更大，功率的大小从大约0.5GHz开始逐渐变小。换句话讲，要理解的是：随着电感值变得更大，传输特性在高频区域变差。例如，针对-3dB，如果电感值是2nh，则天线可在大约最高8GHz传输功率；如果电感值是4nH，则天线可在大约最高4GHz传输功率。

如图4中所示，电感组件可在天线夹具410经由印刷电路板400上的轨道440a至440c与电容器420和电容器430连接时产生。另外，在电容器420和电容器430中的每个电容器是组件电容器的情况下，可包括自感。因此，自感可能使天线的性能在高频区域中恶化。

图7是示出根据本公开的各种实施例的天线夹具和将天线夹具用作第一导体的电容器的透视图。

天线夹具710可与图3的天线夹具300相应。金属板720通过粘合层730附接到天线夹具710的下表面。

根据本公开的各种实施例，天线夹具710和金属板720中的每个可由导电金属形成，粘合层730可由非导电金属形成。因此，天线夹具710的下表面、金属板720和粘合层730可构成电容器700。例如，天线夹具710的下表面、金属板720和粘合层740可分别与电容器700的第一导体、第二导体以及电介质相应。

金属板720可连接到印刷电路板，天线夹具710的上侧(例如，图3的连接器310)可连接到辐射器。在这种情况下，辐射器可以是包括电子装置的金属外壳的至少一部分的天线图案。

根据本公开的各种实施例，电容器700可被设计为具有足够大以阻隔DC电压的电容值。将参照图8描述设计电容器的电容值的方法。

图8A和图8B是根据本公开的各种实施例的用于描述用于确定电容器的电容值的各种因素的示图。

图8A示出具有第一导体810和第二导体820的形式的两块板彼此平行的电容器。在这种情况下，第一导体810和第二导体820之间的空气可用作电介质。空气的介电常数可以是ε0。在这种情况下，电容值C可以是通过将空气的介电常数ε0与导体810和导体820的正对面积A相乘再除以导体810和导体820之间的距离d而获得的值。

图8B示出第一导体830和第二导体840彼此平行的电容器。参照图8B，电容器还可包括第一导体830和第二导体840之间并且具有介电常数ε的电介质850。在这种情况下，电容值C可以是通过将电介质850的介电常数ε与导体830和导体840的正对面积A相乘再除以导体830和导体840之间的距离d而获得的值。

因此，以下项中的一项或更多项可被设计为具有足以阻隔DC分量的电感值：图7的金属板720的面积、粘合层730的电介质、或粘合层730的厚度。例如，电容值可被设计为10pF或更大值，粘合层730的介电常数可具有相对大的值，例如，可以是12F/m或更大值。

根据本公开的各种实施例，图7的电容器700可包括金属板720，其中，金属板720的表面积大于组件电容器的表面积并且可通过设置在大表面积上的粘合层730而耦接到天线夹具710。因此，即使在从外部向电子装置施加了冲击的情况下，金属板720也不会从天线夹具710脱离。

另外，由于不使用印刷电路板上的两条轨道以及组件电容器，因此电容器700可包括电感组件。

图9是示出在将天线夹具用作第一导体的电容器被用作DC阻隔构件并且使用安装在印刷电路板上的组件电容器的情况下的天线特性的曲线图。

曲线910可以是用如图4中示出的印刷电路板上的组件电容器实现本公开的实施例的情况下的曲线。另外，曲线920可以是以金属板用粘合层附接到天线夹具的电容器来实现本公开的实施例的情况下的曲线。

具有与曲线910相应的特性的电容器可用两个电容器实现，其中，所述两个电容器中的每个电容器的电容值为0.1nF，并且所述两个电容器串联连接。在这种情况下，总电容值是大约50pF。与曲线920相应的电容器可包括介电常数为12F/m并且厚度为15μm的电介质。在这种情况下，电容器的电容值是大约19pF。

与具有与曲线910相应的特性的电容器相比较，具有与曲线920相应的特性的电容器可具有相对小的电容值。因为这个原因，与曲线920相应的电容器对于低频带可能相对易受影响，并且对于高频带可能抵抗力相对强。然而，相对易受影响的低频带可能不是相关天线使用的频带。从曲线920理解的是：天线实际上使用的700-MHz频带具有卓越的传输特性。因此，与电容器220和电容器230相比，根据本公开的各种实施例的电容器700在能够抵御冲击方面更强，并且可在低频带下保持性能。结果是：提高了高频带下的性能。

图10是示出根据本公开的各种实施例的天线夹具和将天线夹具用作第一导体的电容器的透视图。

该图示中的电容器1000包括金属板1020和与天线1010的上侧(例如，图3的连接器310)平行地布置的粘合层1030。由于金属板1020的表面积小于图7的金属板720的表面积，所以具有相对高的介电常数的粘合层1030会被设计为具有与图7中示出的粘合层相比被充分地减小的厚度。

金属板1020可被连接到电子装置的外壳。然而，根据本公开的各种实施例，金属板1020可以是电子装置的外壳的一部分，并且可与注塑的区域相应。

图11是示出根据本公开的各种实施例的天线夹具和将天线夹具用作第一导体的电容器的透视图。

图11的电容器1100在结构上与图7的电容器700的不同在于：金属板被划分成两个部分1120a和1120b。在这种情况下，金属板的所述两个部分1120a和1120b可分别通过粘合层1130a和粘合层1130b附接到天线夹具1110的下表面。

图11的电容器1100可具有第一电容器(包括金属板的作为导体的第一部分1120a)和第二电容器(包括金属板的作为导体的第二部分1120b)彼此并联连接的结构。因此，第一电容器的电容值和第二电容器的电容值之和可以是电容器1100的电容值。

根据本公开的各种实施例的电子装置的天线可利用电容组件，从而使得能够使用交流电(AC)操作天线并防止直流电(DC)通过电子装置的金属外壳泄露到外部。如此，根据本公开的各种实施例的电子装置在防止触电危险和ESD问题方面可以是有效的。

本公开的设备和方法可在硬件中被实现，并且部分地被实现为固件，或者经由存储在非暂时性机器可读介质(诸如，CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)上的与硬件相结合的软件或计算机代码的运行，或原始存储在远程记录介质或非暂时性机器可读介质上的、通过网络下载并存储在本地非暂时性记录介质上以便通过硬件(诸如，通过至少一个处理器)来运行的计算机代码的运行而被实现，使得在这里描述的方法被加载到硬件(诸如，通用计算机)、或者专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)。

在本领域中将理解的是：计算机、处理器、微处理器、控制器、控制单元或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储器组件(例如，RAM、ROM、闪存等)，其中，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件执行时实现这里描述的处理方法。此外，将认识到：当通用计算机访问用于实现这里示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行这里示出的处理的专用计算机。

此外，技术人员理解并了解的是：包含为进行操作而配置的电路(诸如，集成电路)的“处理器”、“微处理器”、“控制器”或“控制单元”构成要求保护的本公开中的硬件。控制单元/控制器可包括微处理器或任何合适类型的处理电路(诸如，一个或更多个通用处理器(例如，基于ARM的处理器)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、视频卡控制器等)。

在这里使用的术语“模块”可表示例如包括硬件、软件和固件之一或者硬件、软件和固件的组合的单元。术语“模块”可与术语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”和“电路”互换使用。“模块”可以是集成组件的最小单元或者可以是所述最小单元的一部分。“模块”可以是用于执行一个或更多个功能的最小单元或所述最小单元的一部分。可机械地或电子地实现“模块”。例如，“模块”可包括以下项中的至少一项：用于执行已知的或将被开发出的一些操作的专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和可编程逻辑器件。

根据本公开的各种实施例的装置的至少一部分(例如，装置的模块或功能)或方法的至少一部分(例如，操作)可被实现为以程序模块的形式存储在计算机可读存储介质中的指令。在所述指令被处理器(例如，处理器120)运行的情况下，处理器可执行与指令相应的功能。计算机可读存储介质可以是例如存储器130。

计算机可读记录介质可包括：硬盘、软盘、磁介质(例如，磁带)、光学介质(例如，CD-ROM、数字通用盘(DVD))、磁光介质(例如，软管盘)、或硬件装置(例如，ROM、RAM、闪速存储器等)。程序指令可包括：由编译器产生的机器语言代码以及可被计算机使用解释器运行的高级语言代码。上述硬件装置可被配置为作为用于执行本公开的各种实施例的操作的一个或更多个软件模块操作，反之亦可。

根据本公开的各种实施例的模块或程序模块可包括上述元件中的至少一个元件，或者一些元件可被省略或其它附加元件可被添加。由根据本公开的各种实施例的模块、程序模块或其它元件执行的操作可顺序地、并行地或以启发式的方式被执行。另外，一些操作可按照另一顺序被执行或可被省略，或者其它操作可被添加。

虽然已经参照本公开的特定实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是：在不脱离本公开的范围的情况下可在这里做出形式和细节上的各种改变。因此，本公开的范围不应被限定为限于实施例，而应该由权利要求及其等同物所限定。