[發明專利]用于天線的低損耗分層外殼

有效

• 申請號: 200680053720.8
• 申請日: 2006-03-08
• 公開（公告）號: CN101401257A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: H·波若南
• 申請（專利權）人: 諾基亞公司
• 主分類號: H01Q1/40
• 分類號: H01Q1/40;H01Q1/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 馮 譜

技術領域

本發明一般涉及便攜式無線設備和包括無線功能的設備的天線 技術。本發明具體地涉及為了增強天線的效率進行的便攜式無線設 備或包括無線功能的設備的外殼的材料和結構的選擇。

背景技術

便攜式無線設備通常包括內置的天線，這意味著該輻射天線元 件位于設備光滑的整體輪廓內部，而不存在天線引起的任何突起， 并且該輻射天線元件包含在該設備基本上連續的外殼內部。外殼應 該自然地使得無線電波的衰減盡可能地小，以便該外殼允許天線自 由地接收和發射射頻傳輸。該輻射天線元件通常是扁平的并且包括 導電部分，條和/或片。該無線設備內部需要接地面并且該接地面相 對靠近該輻射天線元件以達到合適的運轉。

現有技術出版物WO2005/034286公開了一種用于便攜式無線設 備的組合天線和外殼結構。該發明的核心思想是將輻射天線元件 “烤”入外殼材料的內部，并使用一種電容性饋送將它耦合到收發 器的天線端口。從出版物EP1439602中了解到一種相對類似的解決 方案，該方案提到輻射天線元件還可以包括附著在外殼內表面的金 屬薄片或其他導電材料。出版物JP2000114832公開了一種天線結 構，其中天線是一種內置的平面類型，即使為了使天線免受便攜式 無線設備中其他部件的遮蔽衰減，為天線單獨提供了外殼的突出部 分。現有技術出版物JP8279711建議將平面型天線置于外殼的外表 面處。另一現有技術出版物US5,455,596介紹了各種可用于便攜式 無線設備的天線模塊。

上文所述類型的天線在已知現有技術中的問題是在外殼材料中 的射頻損耗效應。輻射天線元件本身內部的損耗通常不重要，因為 由諸如銅的導電性強的材料的足夠厚的層制成輻射天線元件相對容 易，從而很大程度上消除了射頻損耗。另一方面，外殼材料通常基 于其他理由而不是低RF損耗來選擇。絕大多數便攜式無線設備的外 殼是通過注塑制造的。用于注塑外殼的材料必須本質上具有在加工 中有利的性質。同樣，完整的外殼必須具有足夠的機械剛度和耐用 性以及尺寸精度，而且它必須充當例如裝飾性噴涂之類的表面處理 的良好基礎，。

在現有的技術文獻中損耗的問題大多是以抽象論述的形式出現 的。出版物WO2005/034286要求“具有盡可能低的損耗的材料”； 出版物US5,455,596談到一種“固化介電樹脂薄膜”。其通常慣例 上以各種介電材料的相對電容率，也稱作材料的介電常數來表征它 們的損耗。然而，實際損耗的一種更好的量度是所謂的介電損耗正 切(tan?d)，即介電常數的虛部除以介電常數的實部。該介電損耗 正切通常是頻率依賴的。例如，通常所使用的低頻電路板材料FR-4 的相對電容率介于4.1和4.5之間，并且損耗正切值在1MHz處約是 0.02，而高頻電路板材料，例如由Arlon電子材料公司制造的DiClad的相對電容率介于2.17和2.65之間，其在從1MHz至10MHz的范 圍內的損耗正切值介于0.0008和0.0022之間。

用于注塑的最普遍的材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚 碳酸酯(PC)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)。在B.Riddle， J.Baker-Jarvis，J.Krupka在2003年3月的IEEE?Transactions?on Microwave?Theory?and?Techniques，Vol.51，No.3，pp.727-733的： “Complex?Permittivity?Measurements?of?Common?Plastics?Over Variable?Temperatures”中可以找到這些材料在它們的純粹形式下的 損耗正切值。在10-11GHz左右的頻率和室溫下，近似值為：ABS 0.006-0.009、PC0.0004-0.0006、HDPE0.0001-0.0002、PMMA 0.006-0.01、PP0.00007-0.0001、PS0.0004-0.0006和PVC0.005-0.008。

在很多情況下，用于注塑對象的材料是至少兩種不同塑料的混 合物。例如玻璃纖維或類似的強化材料可以混合到塑料中以獲得合 適的機械特性。