[发明专利]槽缝模式天线

说明书

本发明涉及一种用于在槽缝模式下操作的天线的组件。还涉及包括这种天线的电子腕表式的装置。该天线组件包括：电子装置的至少一个电路板；导电体，其布置在距所述至少一个电路板一定距离处，并且在至少一个电路板与导电体之间限定槽缝；至少一个馈电元件，其用于在所述导电体与所述电路板之间耦接电磁信号。槽缝的长度被限定在两个点之间，在所述点处，所述导电体被连接到所述至少一个电路板的接地平面。

著作权

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技术领域

本公开内容一般地涉及在电子装置诸如无线或可携式无线电装置中、更特别地在使用槽缝天线的设备中使用的天线设备。

背景技术

天线通常存在于大多数现代无线电装置中，诸如移动计算机、可携式导航装置、移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、腕表或其他个人通信装置(PCD)。通常，这些天线包括具有接地平面的平面辐射元件，所述接地平面一般地平行于平面辐射元件。平面辐射元件和接地平面通常经由短路导体彼此连接，以便实现天线的所需阻抗匹配。该结构被配置成使其在所需的操作频率下用作谐振器。通常，这些内部天线位于塑料外壳内的无线电装置的印刷电路板(PCB)上，所述塑料外壳允许射频波传播到天线和从天线传播射频波。

近来，希望这些无线电装置包括金属体或外部金属表面。金属体或外部金属表面可以出于多种原因而被使用所述原因包括例如提供美学效益，诸如为底层无线电装置产生令人愉悦的外观和感觉。然而，金属外壳的使用为射频(RF)天线实现带来了新的挑战。通常的先前技术天线解决方案诸如具有导电环状结构的辐射器元件的耦接天线在所有情况下例如由于其辐射场型的固有方向性而表现不佳。如下事实有利于槽缝型天线：无线电装置的金属外壳和/或外部金属表面用作特别是在天线需要在数个频带中工作时降低天线性能的RF屏蔽。槽缝天线是具有线性极化的全向微波天线，并且通常用于300MHz至24GHz之间的频率。

波导槽缝天线通常在标准矩形波导的与波导的长度平行的宽面中具有一或若干纵向槽缝。切入波导壁的纵向槽缝中断在壁中流动的横向电流，迫使电流围绕槽缝行进，这在槽缝中感应出电场。波导中槽缝的位置决定电流。由于波导壁的电流与任意两点之间的电场的差异成比例，所以位置确定呈现给传输线的阻抗以及耦接到槽缝和从槽缝辐射的能量的量。

为了在圆形波导中制造槽缝天线诸如在表式GPS装置或腕上计算机使用的槽缝天线，重要的设计标准是定位最大电场点，其取决于沿着圆形波导的外围的槽缝的位置。为了在圆形波导中确定电场的走向，它在遇到不连续性诸如槽缝时也必须避免旋转。槽缝尺寸、形状和后面的空腔在可以用于调节性能的设计变量之中。

在先前技术解决方案中，天线槽缝是特制的或由专用部件制作并且形成在腕表式装置的边框和壳体上。在US 7271774中公开了完整槽缝天线的示例，其形成在手腕可穿戴装置的外壳的导电材料部分中。

因此，显著需要一种与具有外部金属表面诸如由非导电材料制成的边框和外壳/本体的可穿戴或腕戴的无线电装置配合使用的天线解决方案。

发明内容

本公开内容的发明人已经作出令人惊讶的观察结果，槽缝天线可以产生于由导电材料诸如金属制成的边框以及电路板本身的外围。这提供了显著的优点，因为天线结构——包括但不限于槽缝和馈电点——的位置可以用于优化辐射场型，并且因此用于专用用途以及运动诸如跑步、散步或骑自行车的GNSS(全球导航卫星系统)信号的接收。GNSS系统包括但不限于GPS、格洛纳斯(Glonass)、伽利略(Galileo)和北斗(Beidou)导航系统。