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申请/专利权人：北京ABB电气传动系统有限公司

摘要：本公开涉及一种天线装置、变频器的控制装置、变频器、物联网系统和天线装置的制造方法。天线装置包括：天线载体；以及天线布线，位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线；其中主天线布线为三维布线，并且主天线布线包括位于天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于天线载体的与第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，第一主布线部分和第二主布线部分相连接。通过使用根据本公开的实施例，可以获得性能更为优异的天线装置。

主权项：1.一种用于变频器的天线装置，包括：天线载体；以及天线布线，位于所述天线载体上并且包括主天线布线和用于与所述主天线布线进行谐振的分天线布线；其中所述主天线布线为三维布线，并且所述主天线布线包括位于所述天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于所述天线载体的与所述第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，所述第一表面和所述第二表面彼此直接相接，所述第一主布线部分和所述第二主布线部分直接相连接，所述第二主布线部分具有拐角部分，其中，所述主天线布线还包括位于所述天线载体的第五表面上的第三主天线部分，所述第三主天线部分与所述第二主布线部分相连接，其中，所述天线载体包括位于所述第五表面上的第一凹陷部，所述主天线布线还包括位于所述第一凹陷部中的第四主天线部分和位于所述第五表面上的第五主天线部分，所述第四主天线部分与所述第三主天线部分和所述第五主天线部分相连接，并且其中所述天线载体还包括位于所述天线载体的第六表面上的第二凹陷部分，并且所述主天线布线包括位于所述第二凹陷部分中的第十一主天线部分。

全文数据：天线装置技术领域本公开涉及天线领域，更具体而言涉及变频器的控制装置中的天线装置。背景技术变频器是通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元和控制单元等组成。随着物联网的快速发展，物联网技术在工业领域的应用也越来越多。例如，通过在变频器的控制装置中集成天线和相关通信电路装置，可以将物联网技术应用于包括多个变频器的电力系统。美国专利US9507382B2公开了一种天线装置。然而该天线装置仅适用于移动设备，并且移动设备通常处于具有良好信号的区域。相对而言，变频器通常位于信号覆盖微弱且复杂的工业环境中，例如地下室、车间等。因此，常规的变频器天线存在信号传输性能差的问题。例如，常规的外置天线通常为一维或二维的天线，其存在在某些频段的某些方向或角度的较差的信号问题。发明内容根据本公开的实施例，提供了改进的天线装置、变频器的控制装置、变频器、物联网系统和天线装置的制造方法。在本公开的第一方面中，提供一种天线装置。该天线装置包括：天线载体；以及天线布线，位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线；其中主天线布线为三维布线，并且主天线布线包括位于天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于天线载体的与第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，第一主布线部分和第二主布线部分相连接。在本公开的第二方面中，提供一种变频器的控制装置。该控制装置包括上述的天线装置。在本公开的第三方面中，提供一种变频器。该变频器包括上述的控制装置。在本公开的第四方面中，提供一种物联网系统。该物联网系统包括上述的天线装置。在本公开的第五方面中，提供一种用于变频器的控制设备的天线装置的制造方法。该方法包括：提供天线载体；使用激光直接成形来在天线载体上形成天线布线图案；使用电镀在天线布线图案上形成天线布线，天线布线位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线，其中主天线布线为三维布线，并且主天线布线包括位于天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于天线载体的与第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，第一主布线部分和第二主布线部分相连接。应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。附图说明结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例环境的示意图；图2示出了根据本公开的一个实施例的天线装置的俯视图；图3示出了根据本公开的一个实施例的天线装置的后视图；图4示出了根据本公开的一个实施例的天线装置的正视图；图5示出了根据本公开的一个实施例的天线装置的信号测试对比图；以及图6示出了根据本公开的一个实施例的天线装置的制造方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。一般而言，变频器通常被设置在一些室内空间，例如地下室、车间或是电力站点。这样的环境通常信号较弱。常规的变频器通常采用外置天线来解决射频信号覆盖弱的问题。这带来成本高、现场布线困难甚至无法布线等问题。此外，外置天线还存在方向性差和不美观的问题，并且相比内置天线易受损伤。以下将参照附图来具体描述本公开的实施例。图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例环境100的示意图。示例环境100示出了为可应用于物联网系统的变频器100。变频器100具有控制装置。该控制装置可以实现人机交互无线通信控制，并且具有内置的天线装置110以及耦合至天线装置110的射频装置未示出。天线装置110可以电耦合在接地端和匹配电路端之间，以进行信号收发。天线装置110可以被设置为在物理上靠近甚至邻接匹配电路，从而获得更优的信号性能。该控制装置还可以具有主板的大面积的接地面作为参考辐射平面，以使天线装置110接近外置天线的性能。由于变频器中金属部件较多，因此该天线装置110采用磁性偶极子MDA的天线形式以减弱金属部件的影响。虽然在图1中示出了将天线装置110应用于变频器的示例，但是本公开的实施例不限于此。可以理解，根据本公开的实施例的天线装置也可以应用于环境信号较弱的其它装置和物联网系统。图2示出了根据本公开的一个实施例的天线装置110的俯视图。天线装置110包括天线载体以及天线布线。天线载体例如可以是由诸如来自三菱公司的RenyXHP1002之类的耐高温材料注塑成型。天线载体具有在俯视图中的弓形形状，并且具有位于中央的半圆弧形的凹陷。天线载体具有多个表面。该多个表面在图2的俯视图中由虚线示意分离。具体而言，天线载体在图2的俯视图中具有第一表面111、第二表面112、第五表面115、第六表面116、第七表面117和第八表面118。该弓形形状包括第二表面112和第八表面118。天线载体的第一表面111、第二表面112和第五表面115彼此之间以曲面相接，并且天线载体的第六表面116、第七表面117和第八表面118以曲面相接。在一个示例中，第二表面112和第八表面118可以位于相同的平面中。第一表面111和第二表面112的夹角可以位于100°至180°之间，第一表面111和第五表面115的夹角可以位于100°至180°之间，并且第二表面112和第五表面115的夹角可以位于100°至180°之间。第七表面117和第八表面118的夹角可以位于100°至180°之间，第七表面117和第六表面116的夹角可以位于100°至180°之间，并且第六表面116和第八表面118的夹角可以位于100°至180°之间。此外，第五表面115和和第六表面116的夹角可以位于120°至180°之间，并且第五表面115和和第六表面116可以以曲面相接。天线布线可以包括诸如电镀形成的铜布线。虽然在本公开的实施例中，使用铜布线来描述天线布线，但是本公开的实施例不限于此。可以理解，也可以使用其它合适的金属或合金材料来形成天线布线。天线布线位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线。主天线布线为三维布线。可以理解，相对于常规的外置天线而言，三维布线的天线可以具有更多的天线布线走向，因此三维布线的天线可以具有更好的收发性能。为了便于描述三维布线的天线，下面将参见图2和图3对天线布线的主布线部分进行描述，其中图3示出了根据本公开的一个实施例的天线装置110的后视图。在一个示例中，主天线布线包括位于天线载体的第一表面111上的第一主布线部分1和位于天线载体的与第一表面111不同的第二表面112上的第二主布线部分2。第二主布线部分2具有拐角部分。第一主布线部分1和第二主布线部分相连接2，并且第一主布线部分1可以连接到匹配电路。可以理解，虽然在本文中将布线部分分为多个部分进行描述，但是这并非限定各个布线部分分离地形成。在一个示例中，在本文中的天线布线可以例如通过电镀的方式一体成形。主天线布线还包括位于天线载体的第五表面115上的第三主天线部分3。第三主天线部分3与第二主布线部分2相连接。天线载体包括位于第五表面115上的第一凹陷部31。第一凹陷部31在图3中以虚线A和A’以及虚线B和B’示出其边界。主天线布线还包括位于第一凹陷部31中的第四主天线部分4和位于第五表面115上的第五主天线部分5。第四主天线部分4与第三主天线部分3和第五主天线部分5相连接。主天线布线还包括位于第一表面111上的第六主天线部分6。第六主天线部分6包括第一拐角部分和第二拐角部分。主天线布线还包括位于第五表面115上的第七主天线部分7、位于第一凹陷31中的第八主天线部分8、以及位于第五表面115上的第九主天线部分9。第七主天线部分7连接至第六主天线部分6，并且第八主天线部分8连接在第七主天线部分7和第九主天线部分9之间。天线载体还包括位于天线载体的第六表面116上的第二凹陷部分32。第二凹陷部分32在图3中以虚线C和C’以及虚线D和D’示出其边界。主天线布线还包括位于第六表面116上的第十主天线部分10、位于第二凹陷部分32中的第十一主天线部分11、位于第六表面116上的第十二主天线部分12。第十主天线部分10与第九主天线部分9相连接，第十一主天线部分11位于第十主天线部分10和第十二主天线部分12之间。主天线布线还包括位于天线载体的第七表面117上的第十三主天线部分113和位于天线载体的第八表面118上的第十四主天线部分14。第十二主天线部分12与第十三主天线部分13和第十四主天线部分14相连接。主天线布线还包括位于第六表面116上的第十五主天线部分15，第十五主天线部分15与第十四主天线14部分相连接，第十五主天线部分15包括拐角部分。主天线布线还包括位于第二凹陷32中的第十六主天线部分16。第十六主天线部分16被连接在第十一主天线部分11和第十四主天线部分14之间。主天线布线还包括位于第八表面118上的第十七主天线部分17。第十七主天线部分17与第十五主天线部分15相连接。天线载体还包括位于第二表面112和第八表面118之间的第三凹陷33。图4示出了根据本公开的一个实施例的天线装置110的正视图。主天线布线还包括位于第三凹陷33中的第十八主天线部分18。第十八主天线部分18与第十七主天线部分17相连接，并且可以耦合至诸如主板的大面积的接地面之类的参考辐射平面。分天线布线包括位于天线载体的第三表面113上的第一分布线部分21和位于天线载体的第四表面114上的第二分天线部分24。第三表面113和第四表面114的夹角可以位于100°至180°之间。虽然在本公开的图2-图4中示出了根据本公开的一个实施例的天线装置110的示意图，但是本公开的实施例不限于此。可以理解，也可以使用具有其它三维结构的天线布线的天线装置，以实现在各个方向较好的辐射效率。通过使用在根据图2-图4所示的天线装置110，可以在变频器的控制装置的有限空间里平衡各个信号频带并且实现较高的辐射效率。图5示出了根据本公开的一个实施例的天线装置110的信号测试对比图。在图5中，常规天线的信号被示出为在800MHz和1000MHz之间的低频波段的信号51以及在1700MHz和2200MHz之间的高频波段的信号52。可以看出，常规天线的信号在低频波段的效率非常低，仅在20％-40％之间。相对而言，根据本公开的图2-图4所示的特定示例的天线装置110被示出为在800MHz和1000MHz之间的低频波段的信号41以及在1700MHz和2200MHz之间的高频波段的信号42。信号41在低频波段可以实现40％-60％的辐射效率，而信号42在高频波段可以实现20％-60％的辐射效率。由此可见，使用根据本公开的实施例的天线装置110可以在低频波段实现辐射效率的显著增加，例如整体增加50％以上，而在高频波段的辐射效率总体上也显著增加。因此，使用根据本公开的实施例的天线装置110的变频器可以在低频信号不佳的环境中使用，从而增加了变频器的应用范围。图6示出了根据本公开的一个实施例的天线装置的制造方法200的流程图。在一个示例中，该制造方法200可以用于制造图2-图4中所示的天线装置110。在202处，提供天线载体。天线载体例如可以是由诸如来自三菱公司的RenyXHP1002之类的耐高温材料注塑成型。此外，天线载体可以过回流焊，以便于天线安装。天线载体可以根据设计需要制造为任何形状。例如，借助史密斯圆图工具，在伯德芬诺条件约束的原理下，取得天线布线的最优解。根据该最优解的天线布线，可以相应地设计天线载体和天线布线的形状。在一个示例中，天线载体可以被制造为图2中所示的弓形。在204处，使用激光直接成形来在所述天线载体上形成天线布线图案。例如，采用激光在天线载体上形成天线布线的图案以便于在后续的电镀步骤过程中将导电材料镀覆在天线载体上。天线载体上未被激光照射的区域将不会被镀覆上导电材料。采用激光直接成型的工艺，可以实现天线图案灵活多变方便加工以覆盖不同频段，从而实现同一载体的天线装置在不同频段的性能。因此可以满足变频器对不同工作频段的需求。在206处，使用电镀在所述天线布线图案上形成天线布线。天线布线位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线，其中主天线布线为三维布线，并且主天线布线包括位于天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于天线载体的与第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，第一主布线部分和第二主布线部分相连接。例如，将在204处形成的天线载体沉浸在电镀液中进行电镀，并且在电镀结束之后从电镀液中取出天线载体。在干燥和清洁之后，可以在天线载体上形成导电布线，诸如图2-图4中所示的主布线部分和分布线部分，从而形成天线装置110。在上面总体描述了根据本公开的实施例的天线装置、变频器的控制装置、变频器、物联网系统和天线装置的制造方法。在第一方面中，提供一种天线装置，包括：天线载体；以及天线布线，位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线；其中主天线布线为三维布线，并且主天线布线包括位于天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于天线载体的与第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，第一主布线部分和第二主布线部分相连接。在一些实施例中，在一些实施例中，分天线布线包括位于天线载体的第三表面上的第一分布线部分和位于天线载体的第四表面上的第二分天线部分；以及第二主布线部分具有拐角部分。在一些实施例中，主天线布线还包括位于天线载体的第五表面上的第三主天线部分，第三主天线部分与第二主布线部分相连接。在一些实施例中，天线载体包括位于第五表面上的第一凹陷部，主天线布线还包括位于第一凹陷部中的第四主天线部分和位于第五表面上的第五主天线部分，第四主天线部分与第三主天线部分和第五主天线部分相连接。在一些实施例中，主天线布线还包括位于第一表面上的第六主天线部分，第六主天线部分包括第一拐角部分和第二拐角部分。在一些实施例中，主天线布线还包括位于第五表面上的第七主天线部分、位于第一凹陷中的第八主天线部分、以及位于第五表面上的第九主天线部分，第七主天线部分连接至第六主天线部分，并且第八主天线部分连接在第七主天线部分和第九主天线部分之间。在一些实施例中，天线载体还包括位于天线载体的第六表面上的第二凹陷部分，主天线布线还包括位于第六表面上的第十主天线部分、位于第二凹陷部分中的第十一主天线部分、位于第六表面上的第十二主天线部分，第十主天线部分与第九主天线部分相连接，第十一主天线部分位于第十主天线部分和第十二主天线部分之间。在一些实施例中，主天线布线还包括位于天线载体的第七表面上的第十三主天线部分和位于天线载体的第八表面上的第十四主天线部分，第十二主天线部分与第十三主天线部分和第十四主天线部分相连接。在一些实施例中，主天线布线还包括位于第六表面上的第十五主天线部分，第十五主天线部分与第十四主天线部分相连接，第十五主天线部分包括拐角部分，主天线布线还包括位于第二凹陷中的第十六主天线部分，第十六主天线部分被连接在第十一主天线部分和第十四主天线部分之间。在一些实施例中，主天线布线还包括位于第八表面上的第十七主天线部分，第十七主天线部分与第十五主天线部分相连接。在一些实施例中，天线载体还包括位于第二表面和第八表面之间的第三凹陷，主天线布线还包括位于第三凹陷中的第十八主天线部分，第十八主天线部分与第十七主天线部分相连接。在一些实施例中，天线载体具有在俯视图中的弓形形状，弓形形状包括第二表面和第八表面；天线载体的第一表面、第二表面和第五表面彼此之间以曲面相接，并且天线载体的第六表面、第七表面和第八表面以曲面相接；以及第三凹陷具有在俯视图中的半圆形形状。在第二方面中，提供一种变频器的控制装置。该控制装置包括根据第一方面的天线装置。在第三方面中，提供一种变频器。该变频器包括根据第二方面的控制装置。在第四方面中，提供一种物联网系统，包括根据第一方面的天线装置。在第五方面中，提供一种用于变频器的控制设备的天线装置的制造方法。该方法包括：提供天线载体；使用激光直接成形来在天线载体上形成天线布线图案；使用电镀在天线布线图案上形成天线布线，天线布线位于天线载体上并且包括主天线布线和用于与主天线布线进行谐振的分天线布线，其中主天线布线为三维布线，并且主天线布线包括位于天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于天线载体的与第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，第一主布线部分和第二主布线部分相连接。尽管已经采用特定于结构特征和或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

权利要求：1.一种天线装置，包括：天线载体；以及天线布线，位于所述天线载体上并且包括主天线布线和用于与所述主天线布线进行谐振的分天线布线；其中所述主天线布线为三维布线，并且所述主天线布线包括位于所述天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于所述天线载体的与所述第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，所述第一主布线部分和所述第二主布线部分相连接。2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述分天线布线包括位于所述天线载体的第三表面上的第一分布线部分和位于所述天线载体的第四表面上的第二分天线部分；以及所述第二主布线部分具有拐角部分。3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述主天线布线还包括位于所述天线载体的第五表面上的第三主天线部分，所述第三主天线部分与所述第二主布线部分相连接。4.根据权利要求3所述的天线装置，其中，所述天线载体包括位于所述第五表面上的第一凹陷部，所述主天线布线还包括位于所述第一凹陷部中的第四主天线部分和位于所述第五表面上的第五主天线部分，所述第四主天线部分与所述第三主天线部分和所述第五主天线部分相连接。5.根据权利要求4所述的天线装置，其中，所述主天线布线还包括位于所述第一表面上的第六主天线部分，第六主天线部分包括第一拐角部分和第二拐角部分。6.根据权利要求5所述的天线装置，其中，所述主天线布线还包括位于所述第五表面上的第七主天线部分、位于所述第一凹陷中的第八主天线部分、以及位于所述第五表面上的第九主天线部分，所述第七主天线部分连接至所述第六主天线部分，并且所述第八主天线部分连接在所述第七主天线部分和所述第九主天线部分之间。7.根据权利要求6所述的天线装置，其中，所述天线载体还包括位于所述天线载体的第六表面上的第二凹陷部分，所述主天线布线还包括位于所述第六表面上的第十主天线部分、位于所述第二凹陷部分中的第十一主天线部分、位于所述第六表面上的第十二主天线部分，所述第十主天线部分与所述第九主天线部分相连接，所述第十一主天线部分位于所述第十主天线部分和所述第十二主天线部分之间。8.根据权利要求7所述的天线装置，其中，所述主天线布线还包括位于所述天线载体的第七表面上的第十三主天线部分和位于所述天线载体的第八表面上的第十四主天线部分，所述第十二主天线部分与所述第十三主天线部分和所述第十四主天线部分相连接。9.根据权利要求8所述的天线装置，其中，所述主天线布线还包括位于所述第六表面上的第十五主天线部分，所述第十五主天线部分与所述第十四主天线部分相连接，所述第十五主天线部分包括拐角部分，所述主天线布线还包括位于所述第二凹陷中的第十六主天线部分，所述第十六主天线部分被连接在所述第十一主天线部分和所述第十四主天线部分之间。10.根据权利要求9所述的天线装置，其中，所述主天线布线还包括位于所述第八表面上的第十七主天线部分，所述第十七主天线部分与所述第十五主天线部分相连接。11.根据权利要求10所述的天线装置，其中，所述天线载体还包括位于所述第二表面和所述第八表面之间的第三凹陷，所述主天线布线还包括位于所述第三凹陷中的第十八主天线部分，所述第十八主天线部分与所述第十七主天线部分相连接。12.根据权利要求11所述的天线装置，其中，所述天线载体具有在俯视图中的弓形形状，所述弓形形状包括所述第二表面和所述第八表面；所述天线载体的所述第一表面、所述第二表面和所述第五表面彼此之间以曲面相接，并且所述天线载体的所述第六表面、所述第七表面和所述第八表面以曲面相接；以及所述第三凹陷具有在俯视图中的半圆形形状。13.一种变频器的控制装置，包括根据权利要求1-12中任一项所述的天线装置。14.一种变频器，包括根据权利要求13所述的控制装置。15.一种物联网系统，包括根据权利要求1-12中任一项所述的天线装置。16.一种用于变频器的控制设备的天线装置的制造方法，包括：提供天线载体；使用激光直接成形来在所述天线载体上形成天线布线图案；使用电镀在所述天线布线图案上形成天线布线，所述天线布线位于所述天线载体上并且包括主天线布线和用于与所述主天线布线进行谐振的分天线布线，其中所述主天线布线为三维布线，并且所述主天线布线包括位于所述天线载体的第一表面上的第一主布线部分和位于所述天线载体的与所述第一表面不同的第二表面上的第二主布线部分，所述第一主布线部分和所述第二主布线部分相连接。

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