CN109478721B

CN109478721B - 天线、具有一个或更多个天线的装置及通信装置

Info

Publication number: CN109478721B
Application number: CN201680087427.7A
Authority: CN
Inventors: 应志农; 赵坤
Original assignee: Sony Mobile Communications Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2036-06-06
Also published as: EP3465823A1; US10651557B2; EP3465823B1; WO2017211378A1; US20190305429A1; CN109478721A

Abstract

本发明涉及天线、具有一个或更多个天线的装置及通信装置。一种天线包括天线贴片和延伸贴片。延伸贴片导电地联接到天线贴片，并且被设置在与天线贴片错开的平面中。天线贴片由多个导电条形成，所述多个导电条沿着多层电路板的边缘在水平方向上延伸，该多层电路板具有沿着垂直方向层叠的多个层。天线贴片的各导电条被设置在多层电路板的不同层上。天线贴片的导电条通过导电通孔彼此电连接，所述导电通孔在设置在多层电路板的不同层上的、天线贴片的导电条中的两个或更多个之间延伸。

Description

天线、具有一个或更多个天线的装置及通信装置

技术领域

本发明涉及天线、具有一个或更多个天线的天线装置以及配备有这种天线装置的通信装置。

背景技术

在无线通信技术中，将各种频带用于传送通信信号。为了满足与日俱增的带宽需求，还考虑与在大约10GHz至大约100GHz的范围内的频率对应的毫米波长范围内的频带。例如，在毫米波长范围内的频带被认为是5G(第5代)蜂窝无线电技术的候选。然而，利用这些高频而出现的问题是天线尺寸需要足够小，以匹配波长。此外，为了实现足够的性能，可能在小尺寸通信装置(诸如，移动电话、智能电话或类似通信装置)中需要多个天线(例如，以天线阵列的形式)。

此外，由于在通信装置内的线缆或其他有线连接上的损耗通常对于更高的频率增大，所以还可以期望具有天线可以被放置为非常靠近无线电前端电路的天线设计。

此外，期望具有支持多极化的紧凑天线设计。

因此，需要可以高效地集成在通信装置中的紧凑尺寸天线。

发明内容

根据实施方式，提供了一种天线。天线包括天线贴片和延伸贴片。延伸贴片导电地联接到天线贴片，并且被设置在与天线贴片错开的平面中。天线贴片由多个导电条形成，所述多个导电条沿着多层电路板的边缘在水平方向上延伸，该多层电路板具有沿着垂直方向层叠的多个层。天线贴片的各导电条被设置在多层电路板的不同层上。天线贴片的导电条通过导电通孔彼此电连接，所述导电通孔在设置在多层电路板的不同层上的、天线贴片的导电条中的两个或更多个之间延伸。延伸贴片由在水平方向上延伸的多个导电条形成。延伸贴片的各导电条被设置在多层电路板的不同层上。延伸贴片的导电条通过导电通孔彼此电连接，所述导电通孔在设置在多层电路板的不同层上的、延伸贴片的导电条中的两个或更多个之间延伸。

多层电路板可以是多层印刷电路板(多层PCB)。此外，多层电路板可以是在LTCC(低温共烧陶瓷)中形成的多层电路板。

根据实施方式，天线贴片的导电条和导电通孔被设置为形成网格图案。例如，天线贴片的导电条和导电通孔可以形成规则网格，该规则网格在由水平方向和垂直方向限定的平面中延伸。

类似地，延伸贴片的导电条和导电通孔可以被设置为形成网格图案。例如，延伸贴片的导电条和导电通孔可以形成规则网格，该规则网格在由水平方向和垂直方向限定的且与天线贴片的平面错开的平面中延伸。

根据实施方式，延伸贴片通过公共导电条导电地联接到天线贴片，该公共导电条是天线贴片和延伸贴片的一部分。该公共导电条可以位于天线带和延伸带的边缘上。因此，延伸贴片可以具有从天线贴片的一个边缘延伸的折叠臂的形式。

根据实施方式，天线还包括电浮动寄生贴片(electrically floating parasiticpatch)，即，仅容性地耦合到天线贴片且不导电地联接到地面或某一其他固定电势。电浮动寄生贴片在与延伸贴片相对的一侧被设置在与天线贴片错开的另外平面中。电浮动寄生贴片由在水平方向上延伸的多个导电条形成。电浮动寄生贴片的各导电条被设置在多层电路板的不同层上。电浮动寄生贴片的导电条通过导电通孔彼此电连接，所述导电通孔在设置在多层电路板的不同层上的、电浮动寄生贴片的导电条中的两个或更多个之间延伸。因此，天线贴片、延伸贴片以及寄生贴片可以形成夹层结构，其中，天线贴片夹在延伸贴片与寄生贴片之间。

电浮动寄生贴片的导电条和导电通孔可以被设置为形成网格图案。例如，电浮动寄生贴片的导电条和导电通孔可以形成规则网格，该规则网格在由水平方向和垂直方向限定的平面中延伸。

根据实施方式，电浮动寄生贴片具有与天线贴片的尺寸大致对应的尺寸。通过选择电浮动寄生贴片的尺寸(即，其在垂直和/或水平方向上的尺寸)和/或天线贴片与电浮动寄生贴片之间的距离，可以调谐天线的特性。通过引入电浮动寄生贴片，如与没有电浮动寄生贴片的构造相比，可以增大天线的带宽。通过选择电浮动寄生贴片的尺寸和/或天线贴片与电浮动寄生贴片之间的距离，可以将带宽调谐到期望的范围。

根据实施方式，延伸贴片在水平方向上的宽度小于天线贴片在水平方向上的宽度。如果天线具有双极化构造(例如，被构造为发送在垂直方向上极化的第一无线电信号并且被构造为发送在水平方向上极化的第二无线电信号)，则可以减小交叉极化效应。

根据实施方式，取决于要由天线发送的无线电信号的波长选择延伸贴片在垂直方向上的长度。通过选择延伸贴片的垂直长度和/或天线贴片与电浮动寄生贴片之间的距离，可以调谐天线的特性。具体地，通过引入延伸贴片，如与没有延伸贴片的构造相比，可以减小天线的共振频率。因此，可以在不增大天线的整体垂直尺寸的情况下针对较低的波长优化天线，该整体垂直尺寸受多层电路板的厚度限制。通过选择延伸贴片的长度和/或天线贴片与延伸贴片之间的距离，可以将由天线支持的波长调谐至期望的范围。

根据实施方式，天线包括天线贴片上的两个馈电点，所述两个馈电点在水平方向和垂直方向上彼此错开。这样，天线可以被设置有双极化构造，该双极化构造支持在垂直方向上极化的第一无线电信号的发送和在水平方向上极化的第二无线电信号的发送。馈电点可以被设置在多层电路板的不同层上的导电条上。

根据实施方式，天线被构造为发送具有大于1mm且小于3cm的波长的无线电信号，该波长与在10GHz至300GHz范围内的无线电信号的频率对应。

根据另外的实施方式，提供了一种装置。装置包括至少一个根据上述实施方式中的任一个的天线以及多层电路板。此外，装置可以包括无线电前端电路，该无线电前端电路被设置在多层电路板上。无线电前端电路例如可以包括用于处理经由天线发送的无线电信号的一个或更多个放大器和/或一个或更多个调制器。装置例如可以对应于包括多个天线的天线模块。此外，装置可以对应于天线电路封装，该天线电路封装包括一个或更多个天线和用于向天线馈送射频信号的无线电前端电路。根据实施方式，装置可以包括多个根据上述实施方式中的任一个的天线的阵列。

如果装置包括设置在多层电路板上的无线电前端电路，则多层电路板可以包括容纳无线电前端电路的腔。

根据另外的实施方式，提供了一种通信装置，例如为移动电话、智能电话或类似用户装置的形式。通信装置包括根据上述实施方式中的任一个的装置，即，包括至少一个根据上述实施方式中的任一个的天线以及多层电路板的装置。此外，通信装置包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被构造为处理经由装置的至少一个天线发送的通信信号。

现在将参照附图更详细地描述本发明的上述和另外实施方式。

附图说明

图1示出了示意性地例示根据本发明的实施方式的天线装置的立体图。

图2示出了用于例示天线装置的天线的另外立体图。

图3示出了用于示意性地例示天线的天线贴片和延伸贴片的立体图。

图4示出了示意性地例示天线的天线贴片和延伸贴片的构造和尺寸标注的剖面图。

图5示出了用于例示延伸贴片对天线的特性的影响的图。

图6示出了示意性地例示根据本发明的另外实施方式的天线装置的立体图，该天线装置包括设置有另外寄生贴片的天线。

图7示出了示意性地例示天线的天线贴片、延伸贴片以及寄生贴片的构造和尺寸标注的剖面图。

图8示出了示意性地例示设置有多个天线的阵列的天线装置的立体图。

图9示意性地例示了根据本发明的实施方式的电路，该电路可以应用于在发送具有不同极化的无线电信号时操作多个天线的阵列。

图10示出了用于示意性地例示根据本发明的实施方式的通信装置的框图。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明的示例性实施方式。必须理解，以下描述仅是为了例示本发明的原理的目的而给出，而不是在限制意义上采取。相反，本发明的范围仅由所附权利要求来限定，并且不旨在受下文中描述的示例性实施方式限制。

所例示的实施方式涉及用于发送无线电信号(具体为cm/mm波长范围内的短波长无线电信号)的天线。所例示的天线和天线装置例如可以用于通信装置(诸如，移动电话、智能电话、平板计算机等)中。

在所例示的构思中，多层电路板用于形成贴片天线。多层电路板具有沿垂直方向层叠的多层。多层电路板的层可以独立结构化有导电条的图案。具体地，形成在多层电路板的不同层上的导电条可以通过在不同层的导电条之间延伸的导电通孔彼此连接，以形成天线贴片和延伸贴片，该延伸贴片导电地联接到天线贴片。因此，天线贴片和延伸贴片可以被形成为在与多层电路板的层的平面垂直的垂直方向上延伸，从而能够实现紧凑的垂直天线设计。这样，可以以有效方式形成允许发送在垂直方向极上化的无线电信号的天线。此外，多层电路板的一层或更多层可以以有效方式用于将贴片天线连接到无线电前端电路。具体地，可以实现贴片天线的小尺寸和到贴片天线的短长度连接。此外，可以在多层电路板上集成多个这种贴片天线。此外，贴片天线可以有效地设置有双极化构造，该构造不仅支持在垂直方向上极化的无线电信号的发送，而且还支持在水平方向上极化的无线电信号的发送，该水平方向在多层电路板的平面中延伸。因此，可以在紧凑结构中支持不同的极化方向。在如以下进一步详细说明的实施方式中，将基于在基于树脂和纤维的基板层上印刷的结构化金属层来假定多层电路板是印刷电路板(PCB)。然而，注意，其他多层电路封装技术也可以用于形成多层电路板(诸如，LTCC)。用于形成多层电路板的技术和材料还可以根据实现用于支持特定波长的无线电信号的发送的期望介电特性(例如，基于以下关系)来选择：

其中，L表示贴片天线的有效尺寸，λ表示要发送的无线电信号的波长，并且ε_r表示多层电路板的基板材料的相对介电常数(relative permittivity)。

图1示出了例示基于所例示构思的天线装置100的立体图。在所例示的示例中，天线装置100包括多层PCB 110和在多层PCB 110的边缘区域115中形成的天线120。多层PCB110包括沿垂直方向层叠的多个PCB层。PCB层例如可以各对应于隔离衬底上的结构化金属层。天线120是在垂直于PCB层的平面中延伸并且平行于多层PCB 110的边缘中的一个的贴片天线。

此外，天线装置100包括无线电前端电路芯片180，该无线电前端电路芯片被设置在多层PCB 110中形成的腔170中。因此，可以通过PCB层中的一个或更多个上的导电条有效地形成从无线电前端电路芯片180到天线120的电连接。特别地，电连接可以形成有短长度，使得可以限制高频下的信号损耗。此外，PCB层中的一个或更多个还可以用于将无线电前端电路芯片180连接到其他电路(例如，连接到电源电路或数字信号处理电路)。

图2进一步例示了贴片天线120的结构。为此，图2未示出在多层PCB 110的边缘区域115中的PCB层的隔离基板。

如可以看到的，贴片天线120包括在垂直于PCB层的平面中延伸并且沿着多层PCB110的边缘延伸的天线贴片121。天线贴片121由不同PCB层上的多个导电条122形成。导电条122沿垂直方向层叠在彼此上方，从而形成三维超结构。不同PCB层的导电条122通过导电通孔123(例如，金属化导通孔)连接。如图例示，天线贴片121的导电条122和导电通孔被设置为网格图案，并且形成大致矩形的导电结构，该导电结构在垂直于PCB层且平行于多层PCB110的边缘的平面中延伸。网格图案的网格间距被选择为足够小，使得在要由贴片天线120发送的无线电信号的预期波长处，如与均匀导电结构相比的差异可忽略。通常，这可以通过小于天线贴片121的垂直和/或水平尺寸的四分之一的网格间距来实现。注意，例如，基于导电条122的不规则间距和通孔123的规则间距、基于在水平方向和垂直方向这两者上的规则间距、或基于水平方向和垂直方向这两者上的不规则间距，可以使用各种网格结构。注意，未沿垂直方向对齐的通孔123也可以用于网格结构中。此外，注意，可以使用各种数量的导电条122和/或通孔123。

在所例示的示例中，贴片天线120被构造为发送具有垂直极化方向(由实心箭头例示)(即，与PCB层垂直的方向)的无线电信号，并且发送具有水平极化方向(由空心箭头例示)(即，平行于PCB层且平行于多层PCB 110的边缘的方向)的无线电信号。因此，贴片天线120被设置有双极化构造。在水平极化方向的情况下，可以由天线120发送的无线电信号的波长由天线贴片121的有效水平尺寸来确定。例如，天线贴片121的水平宽度(沿着PCB层中的一个的边缘测量)可以用作有效尺寸L来确定天线120共振的无线电信号的波长λ。在垂直极化方向的情况下，可以由天线120发送的无线电信号的波长由天线贴片121的有效垂直尺寸来确定。例如，天线贴片121的垂直宽度(垂直于PCB层测量)可以用作有效尺寸L来确定天线120共振的无线电信号的波长λ。然而，因为天线贴片121的垂直宽度受多层PCB 110的厚度限制，所以所例示的天线120还包括延伸贴片，该延伸贴片具有将天线贴片121的有效垂直尺寸延伸超过其垂直宽度的用途。图3中例示了天线贴片121和延伸贴片的示例性构造。与图2类似，图3未示出在多层PCB 110的边缘区域115中的PCB层的隔离基板。图3示出了由122A和122B表示的、天线贴片121的导电条122中的两个和由125表示的延伸贴片。

如可以从图3看到的，延伸贴片125以与天线贴片121类似的方式来形成，即，由不同PCB层上的导电条形成，所述导电条通过导电通孔(例如，金属化导通孔)连接。延伸贴片125导电地联接到天线贴片121。在所例示的示例中，天线贴片121和延伸贴片125共享公共导电条122A(在图3中被示出为天线贴片121的最底部导电条)。因此，延伸贴片125具有从天线贴片121的一个边缘延伸的折叠臂的形式。在看向多层PCB 110的边缘时，延伸贴片125位于天线贴片121的后面，这意味着延伸贴片125对天线120的辐射图案的影响是有限的。

图4示出了用于例示天线120的构造和尺寸标注的示意剖面图，即，在与水平方向垂直的平面中的视图。如可以看到的，延伸贴片125由导电条122A和126形成，导电条122A还是天线贴片121的一部分，天线贴片由导电条122A、122B、122C、122D形成。因此，延伸贴片125到天线贴片121的导电联接借助导电条122A来完成。导电条122A和126通过导电通孔127连接。与天线贴片121类似，天线贴片121的导电条122A、126以及导电通孔127可以被设置为网格图案，并且形成大致矩形的导电结构，该导电结构在垂直于PCB层且平行于多层PCB110的边缘的平面中延伸。同样在这种情况下，网格图案的网格间距可以被选择为足够小，使得在要由天线120发送的无线电信号的预期波长处，如与均匀导电结构相比的差异可忽略。注意，例如，基于导电条122A、126的不规则间距和通孔127的规则间距、基于在水平方向和垂直方向这两者上的规则间距、或基于水平方向和垂直方向这两者上的不规则间距，可以使用各种网格结构。注意，未沿垂直方向对齐的通孔126还可以用于网格结构中。此外，注意，在延伸贴片中可以使用各种数量的导电条和/或通孔。

如图4中进一步示出的，天线贴片121连接在两个馈电点141、142处。在馈电点141、142中的每一个处，提供到无线电前端电路芯片180的电连接。如图例示，馈电点141、142形成在不同PCB层上，由此沿垂直方向彼此错开。类似地，馈电点141、142沿水平方向(即，与图4的绘图平面垂直的方向)彼此错开。在所例示的示例中，馈电点中的一个被垂直地定心在天线贴片121上，而另一个馈电点被水平地定心在天线贴片121上。借助馈电点141、142，在天线贴片121中的垂直和水平电流可以借助馈电点141、142处的电信号独立于彼此退出或检测。

如进一步例示的，延伸贴片125与天线贴片121间隔距离G。天线贴片121具有沿着垂直方向的尺寸W，并且延伸贴片125具有长度L。如可以看到的，延伸贴片125增大天线贴片121的有效垂直尺寸，即，将其增大至与天线贴片121的垂直宽度W加延伸贴片125的垂直长度和在天线贴片121与延伸贴片125之间的间隙的尺寸G大致对应的长度。

距离G和延伸贴片125的长度L可以被设置为旨在针对特定波长范围优化天线。特别地，通过引入延伸贴片125，如与没有延伸贴片125的构造相比，可以降低天线120的共振频率，由此可以针对较低波长的无线电信号优化天线120。图5将具有延伸贴片的天线的频率特性(曲线A)与没有延伸贴片但在其他方面具有类似构造的天线的频率特性(曲线B)进行比较。为了模拟，假定PCB具有2mm厚度和5层以及基板材料具有3.55的相对介电常数。关于天线几何结构，假定天线贴片121的垂直宽度(图4的宽度W)为2mm、天线贴片121的水平宽度为2.4mm、延伸贴片125的垂直长度(图4的长度L)为0.6mm、延伸贴片的水平宽度为0.6mm以及天线贴片121与延伸贴片125之间的距离(图4的距离G)为0.1mm。如可以看到的，在延伸贴片125存在时(曲线A)，天线120具有较低的共振频率，由此可以用于较长波长的无线电信号。

此外，使用天线120的以上提及的构造的模拟已经示出，可以实现良好的带宽、几乎均匀的全向发送特性、以及水平方向与垂直方向之间的低交叉极化水平。

因此，可以根据要经由贴片天线120发送或接收的无线电信号的标称波长(例如，使用关系(1)并假定天线贴片121的有效尺寸L对应于垂直宽度W、长度L以及距离G的和)来设置垂直宽度W、距离G以及长度L。通过使用延伸贴片125，可以在不需要增大垂直宽度W(由此不需要增大多层PCB 110的厚度)的情况下通过增大长度L来实现针对较长波长的优化。

图6示出了例示基于所例示构思的另外天线装置100’的立体图。天线装置100’总体上类似于上述天线装置100。天线装置100’包括在许多方面对应于以上提及的天线120的天线120’。具体地，类似于天线120，天线120’被假定为包括天线贴片121和延伸贴片125。在图6中，与图1至图4的结构类似的结构用相同的附图标记来指定，并且这种结构的细节也可以从与图1至图5有关的上述描述来取得。

如图例示，天线120’与天线120的不同之处在于天线120’还包括电浮动寄生贴片131。寄生贴片131仅容性地耦合到天线贴片121，而没有到地面或某一其他固定电势的导电联接。寄生贴片131在延伸贴片125的相对的一侧被设置在与天线贴片121错开的平面中。因此，天线贴片被夹在延伸贴片125与寄生贴片131之间。如可以从图6看到的，寄生贴片131以与天线贴片121和延伸贴片125类似的方式来形成，即，由不同PCB层上的导电条132形成，所述导电条通过导电通孔133(例如，金属化导通孔)连接。在看向多层PCB 110的边缘时，寄生贴片131位于天线贴片121的前面，这意味着它可以用于调谐天线120’的辐射特性。具体地，如与天线120相比，寄生贴片131允许实现用于在垂直方向极化的无线电信号的较高带宽。

图7示出了用于例示天线120’的构造和尺寸标注的示意剖面图，即，在与水平方向垂直的平面中的视图。与天线120类似，延伸贴片125由导电条122A和126形成，导电条122A还是天线贴片121的一部分，天线贴片由导电条122A、122B、122C、122D形成。寄生贴片131由导电条132A、132B、132C、132D形成，所述导电条通过导电通孔133连接。还注意，在这种情况下，天线贴片121上的两个馈电点141、142存在，但为了更佳概述的清晰起见而从例示省略。

与天线贴片121类似，寄生贴片131的导电条132A、132B、132C、132D以及导电通孔133可以被设置为网格图案，并且形成大致矩形的导电结构，该导电结构在垂直于PCB层且平行于多层PCB 110的边缘的平面中延伸。同样在这种情况下，网格图案的网格间距可以被选择为足够小，使得在要由天线120’发送的无线电信号的预期波长处，如与均匀导电结构相比的差异可忽略。注意，例如，基于导电条132A、132B、132C、132D的不规则间距和通孔133的规则间距、基于在水平方向和垂直方向这两者上的规则间距、或基于水平方向和垂直方向这两者上的不规则间距，可以使用各种网格结构。还注意，未沿垂直方向对齐的通孔133可以用于网格结构中。此外，注意，在寄生贴片131中可以使用各种数量的导电条和/或通孔。

如进一步例示的，延伸贴片125与天线贴片121间隔距离G1。寄生贴片131与天线贴片121间隔距离G2。

与天线120的情况下相同，距离G1和延伸贴片125的长度L可以被设置为旨在针对特定波长范围优化天线120’。距离G2和寄生贴片131的尺寸(例如，垂直宽度和/或水平宽度)可以被设置为优化天线120’的带宽。在典型场景中，寄生贴片131的垂直宽度和水平宽度与天线贴片121的垂直宽度和水平宽度类似，即，寄生贴片131具有与天线贴片121大致相同的尺寸。具有另外寄生贴片131的天线120’的模拟已经示出，可以实现大于1GHz的增大带宽和小于15dB的水平方向与垂直方向之间的降低的交叉极化水平。

图8还示出了天线装置100’还可以设置有多个天线120’的实例。例如，多个天线120’可以用于形成相控天线阵列(例如，用于波束成形技术)。在图8的示例中，多个天线120’沿着多层PCB 110的边缘中的一个被设置。然而，注意，还将可以的是在多层PCB 110的两个或更多个不同边缘上设置多个天线120’。此外，还注意的是可以使用天线120的多个实例或天线120的一个或更多个实例与天线120’的一个或更多个实例的组合。此外，可以使用较低或较高数量的天线。

图9示出了可以用于操作相控天线阵列的电路的示例。图9的电路可以形成在多层PCB的一个或更多个PCB层上。如图例示，电路设置水平极化(H-pol)端子910和垂直极化(V-pol)端子920。水平极化端子910可以用于向天线120’供给与水平极化方向对应的信号。另选地或另外地，水平极化端子910可以用于从天线120’接收与水平极化方向对应的信号。垂直极化端子920可以用于向天线120’供给与垂直极化方向对应的信号。另选地或另外地，垂直极化端子920可以用于从天线120’接收与垂直极化方向对应的信号。图9还例示了独立天线上的馈电点141、142，借助这些馈电点，信号被供给到天线120’或从天线120’接收信号。

此外，电路包括多个移相器911、912、913、914、915、921、922、923、924、925，一个移相器对应于各天线120’和极化方向。具体地，移相器911为天线120’中的第一个和水平极化方向提供相移PhaseH1，移相器912为天线120’中的第二个和水平极化方向提供相移PhaseH2，移相器913为天线120’中的第三个和水平极化方向提供相移PhaseH3，移相器914为天线120’中的第四个和水平极化方向提供相移PhaseH4，并且移相器915为天线120’中的第五个和水平极化方向提供相移PhaseH5。类似地，移相器921为天线120’中的第一个和垂直极化方向提供相移PhaseV1，移相器922为天线120’中的第二个和垂直极化方向提供相移PhaseV2，移相器923为天线120’中的第三个和垂直极化方向提供相移PhaseV3，移相器924为天线120’中的第四个和垂直极化方向提供相移PhaseV4，并且移相器925为天线120’中的第五个和垂直极化方向提供相移PhaseV5。通过控制由移相器911、912、913、914、915、921、922、923、924、925应用的相移，例如可以在发送方向、接收方向、束宽等方面控制相控天线阵列的方向性。这可以针对水平极化方向和垂直极化方向独立完成。

图10示意性例示了通信装置1000，该通信装置配备有如以上说明的天线装置(例如，天线装置100或天线装置100’)。通信装置可以对应于小尺寸用户装置(例如，移动电话、智能电话、平板计算机等)。然而，应当理解，还可以使用其他种类的通信装置，例如，基于车辆的通信装置、无线调制解调器或自主传感器。

如图例示，通信装置1000包括一个或更多个天线1010。这些天线1010包括以上提及的贴片天线类型的至少一个天线(诸如，天线120或天线120’)。此外，通信装置1000还可以包括其他种类的天线。使用如以上说明的构思，天线1010连同无线电前端电路1020一起集成在多层电路板1030(诸如，以上提及的多层PCB 110)上。如进一步例示的，通信装置1000还包括一个或更多个通信处理器1040。通信处理器1040可以生成或以其他方式处理用于经由天线1010发送的通信信号。为此，通信处理器1040可以执行根据一个或更多个通信协议(例如，根据5G蜂窝无线电技术)的各种信号处理和数据处理。

应当理解，如以上说明的构思易于进行各种修改。例如，构思可以关于各种无线电技术和通信装置来应用，并不限于5G技术。所例示的天线可以用于发送来自通信装置的无线电信号和/或在通信装置中接收无线电信号。此外，应当理解，所例示的天线结构可以经受涉及天线几何结构的各种修改。例如，所例示的矩形天线贴片形状可以被修改为更复杂的形状。

Claims

1.一种天线(120’；1010)，所述天线包括：

天线贴片(121)；

延伸贴片(125)，该延伸贴片导电地联接到所述天线贴片，并且被设置在与所述天线贴片(121)错开的平面中；以及

电浮动寄生贴片(131)，所述电浮动寄生贴片(131)容性地耦合到所述天线贴片，并且在与所述延伸贴片(125)相对的一侧被设置在与所述天线贴片(121)错开的另外平面中，

所述天线贴片(121)由多个导电条(122；122A、122B、122C、122D)形成，所述多个导电条沿着多层电路板(110)的边缘在水平方向上延伸，所述多层电路板具有沿着垂直方向层叠的多个层，

所述天线贴片(121)的各导电条(122；122A、122B、122C、122D)被设置在所述多层电路板(110)的不同层上，

所述天线贴片(121)的导电条(122；122A、122B、122C、122D)通过导电通孔(123)彼此电连接，所述导电通孔(123)在设置在所述多层电路板(110)的不同层上的、所述天线贴片(121)的导电条(122；122A、122B、122C、122D)中的两个或更多个之间延伸，

所述延伸贴片(125)由在所述水平方向上延伸的多个导电条(122A、126)形成，所述延伸贴片(125)的各导电条(122A、126)被设置在所述多层电路板(110)的不同层上，并且

所述延伸贴片的导电条(122A、126)通过导电通孔(127)彼此电连接，所述导电通孔(127)在设置在所述多层电路板(110)的不同层上的、所述延伸贴片(125)的导电条(122A、126)中的两个或更多个之间延伸，

所述电浮动寄生贴片(131)由在所述水平方向上延伸的多个导电条(132)形成，

所述电浮动寄生贴片(131)的各导电条(132)被设置在所述多层电路板(110)的不同层上，

所述电浮动寄生贴片(131)的导电条(132)通过导电通孔(133)彼此电连接，所述导电通孔(133)在设置在所述多层电路板(110)的不同层上的、所述电浮动寄生贴片(131)的导电条(132)中的两个或更多个之间延伸。

2.根据权利要求1所述的天线(120’；1010)，

其中，所述天线贴片(121)的导电条(122；122A、122B、122C、122D)和所述导电通孔(123)被设置为形成网格图案。

3.根据权利要求1或2所述的天线(120’；1010)，

其中，所述延伸贴片的导电条(122A、126)和所述导电通孔(127)被设置为形成网格图案。

4.根据权利要求1或2所述的天线(120’；1010)，

其中，所述延伸贴片(125)通过公共导电条(122A)导电地联接到所述天线贴片(121)，所述公共导电条是所述天线贴片(121)和所述延伸贴片(125)的一部分。

5.根据权利要求1所述的天线(120’；1010)，

其中，所述电浮动寄生贴片(131)具有与所述天线贴片(121)的尺寸大致对应的尺寸。

6.根据权利要求1或2所述的天线(120’；1010)，

其中，所述延伸贴片(125)在所述水平方向上的宽度小于所述天线贴片(121)在所述水平方向上的宽度。

7.根据权利要求1或2所述的天线(120’；1010)，

其中，取决于要由所述天线(120’)发送的无线电信号的波长来选择所述延伸贴片(125)在所述垂直方向上的长度。

8.根据权利要求1或2所述的天线(120’；1010)，所述天线包括：

所述天线贴片(121)上的两个馈电点(141、142)，所述两个馈电点在所述垂直方向和所述水平方向上彼此错开。

9.根据权利要求1或2所述的天线(120’；1010)，

其中，所述天线(120’；1010)被构造为发送具有大于1mm且小于3cm的波长的无线电信号。

10.一种具有一个或更多个天线的装置(100’)，所述装置包括：

至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的天线(120’；1010)；以及

所述多层电路板(110；1030)。

11.根据权利要求10所述的装置(100’)，所述装置包括：

多个根据权利要求1至9中任一项所述的天线(120’)的阵列。

12.根据权利要求10或11所述的装置(100’)，所述装置包括：

无线电前端电路(180；1020)，所述无线电前端电路被设置在所述多层电路板(110；930)上。

13.根据权利要求12所述的装置(100’)，

其中，所述多层电路板(110；1030)包括容纳所述无线电前端电路(180；1020)的腔(170)。

14.一种通信装置(1000)，所述通信装置包括：

根据权利要求10至13中任一项所述的装置(100’)；以及

至少一个处理器(1040)，所述至少一个处理器(1040)被构造为处理经由所述装置(100’)的至少一个天线(120’；1010)发送的通信信号。