CN110323560B - 天线装置、天线模块及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线装置、天线模块及电子设备，所述天线装置包括：馈电过孔；贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔的第一端；多个第一导电阵列图案，分别设置为与所述贴片天线图案间隔开并且布置为与所述贴片天线图案的侧边界的至少一部分对应；以及第一导电环图案，与所述贴片天线图案和所述多个导电阵列图案间隔开，并构造为围绕所述贴片天线图案和所述多个导电阵列图案。

Description

天线装置、天线模块及电子设备
本申请要求于2018年3月30日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0037621号韩国专利申请和于2018年7月9日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0079286号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
本申请涉及一种天线装置、天线模块及电子设备。
背景技术
移动通信数据流量每年都在迅速增长。正在实施支持实时无线网络中数据流量快速增长的技术开发。例如，由诸如物联网(IoT)、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、与社交网络服务(SNS)结合的现场VR/AR、自动驾驶、同步视角(使用紧凑型相机的用户视角的实时图像传输)的应用和类似的应用生成的数据需要支持大量数据交换的通信基础设施(例如，第5代(5G)通信、毫米波(mmWave)通信等)。
高频带(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz、60GHz等)的RF信号在传输过程中容易被吸收并导致信号损耗，使得通信质量会大幅地降低。因此，用于高频带中通信的天线需要不同于典型的天线技术的技术方法的技术方法，并且可需要专用技术(诸如用于确保天线增益、集成天线和射频集成电路(RFIC)、确保有效的各向同性辐射功率的单独的功率放大器等)的开发。
以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。关于上述的信息中的任何信息是否可适用于关于本公开的现有技术，没有做出任何确定，并且没有做出任何声明。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍选择的构思，下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种天线装置包括：馈电过孔；贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔的第一端；多个第一导电阵列图案，分别与所述贴片天线图案间隔开并且布置为与所述贴片天线图案的侧边界的至少一部分对应；以及第一导电环图案，与所述贴片天线图案和所述多个第一导电阵列图案间隔开，并围绕所述贴片天线图案和所述多个第一导电阵列图案。
所述天线装置可包括：接地层，包括通孔，所述通孔被构造为允许所述馈电过孔穿过所述通孔；以及至少一个接地过孔，设置为电连接所述第一导电环图案和所述接地层。
所述多个第一导电阵列图案可与所述接地层电分离。
所述至少一个接地过孔包括多个过孔，并且布置为围绕所述馈电过孔。
所述天线装置还可包括：馈线；以及端射天线图案，电连接到所述馈线的一端，其中，所述至少一个接地过孔设置在所述贴片天线图案和所述端射天线图案之间。
所述天线装置还可包括：多个第二导电阵列图案，设置在所述多个第一导电阵列图案的上方或下方，并且布置为与所述贴片天线图案的所述侧边界的所述至少一部分对应；以及第二导电环图案，设置在所述第一导电环图案的上方或下方并围绕所述多个第二导电阵列图案。
所述天线装置还可包括：多个阵列过孔，设置为分别电连接所述多个第一导电阵列图案和所述多个第二导电阵列图案；以及至少一个连接过孔，设置为电连接所述第一导电环图案和所述第二导电环图案。
所述天线装置还可包括：耦合贴片图案，设置在所述贴片天线图案的上方，其中，所述耦合贴片图案的至少一部分被所述多个第二导电阵列图案围绕。
所述第一导电环图案、所述多个第一导电阵列图案和所述贴片天线图案可设置在相同的第一高度上，并且所述第二导电环图案、所述多个第二导电阵列图案和所述耦合贴片图案可设置在相同的第二高度上。
多个第三导电阵列图案可设置在所述多个第一导电阵列图案和所述多个第二导电阵列图案之间，并且可布置为与所述贴片天线图案的所述侧边界的所述至少一部分对应；并且第三导电环图案可设置在所述第一导电环图案和所述第二导电环图案之间，并可被构造为围绕所述多个第三导电阵列图案。
所述多个第一导电阵列图案可具有相同的形状，并且可彼此间隔开，并且所述多个第一导电阵列图案中的相邻第一导电阵列图案之间的间隔可短于所述多个第一导电阵列图案与所述第一导电环图案之间的间隔。
在另一总体方面，一种天线模块包括：多个贴片天线；以及第一导电穿孔板图案，包括多个布置空间，所述多个布置空间中的每个设置有所述多个贴片天线中的相应的一个，其中，所述多个贴片天线中的至少一个包括：馈电过孔；贴片天线图案，构造为电连接到所述馈电过孔的第一端；以及多个导电阵列图案，分别设置为与所述贴片天线图案间隔开并且布置为与所述贴片天线图案的侧边界的至少一部分对应。
第二导电穿孔板图案可设置在所述第一导电穿孔板图案的上方或下方，并包括与所述第一导电穿孔板图案的形状相同的形状；并且至少一个连接过孔可设置为电连接所述第一导电穿孔板图案和所述第二导电穿孔板图案。
接地层可设置在所述多个贴片天线的下方，并可包括通孔，所述通孔被构造为允许所述馈电过孔穿过所述通孔；并且至少一个接地过孔电连接到所述第一导电穿孔板图案和所述接地层。
所述天线模块还可包括：多个端射天线，其中，所述至少一个接地过孔可设置为多个，并且可分别设置在所述多个贴片天线图案和所述多个端射天线图案之间。
集成电路(IC)可设置在所述接地层的下方，并且可电连接到所述多个贴片天线和所述多个端射天线中的每个。
在另一总体方面，一种电子设备包括：电路板，包括第一天线模块，所述第一天线模块包括端射天线图案、贴片天线图案和绝缘层，并且所述第一天线模块安装为与所述电子设备的第一侧边界相邻；通信模块，通过同轴电缆电结合到所述天线模块；以及基带电路，配置为产生基础信号，并通过所述同轴电缆将产生的所述基础信号发送到所述第一天线模块。
第二天线模块可安装为与所述电子设备的第二侧边界相邻，其中，所述第一天线模块和所述第二天线模块可通过一根或更多根同轴电缆电连接到所述通信模块和所述基带电路。
通过下面的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1示出了天线装置的示例的透视图；
图2A至图2C是示出图1中的天线装置中另外设置端射天线的结构的示例的示图；
图3A和图3B示出了天线装置的导电阵列图案和导电环图案的示例的透视图；
图3C和图3D示出了天线装置的导电环图案的屏障作用的示例的侧视图；
图3E示出了天线装置的等效电路的电路图的示例；
图4A至图4E示出了天线装置的每层的示例的平面图；
图5示出了天线模块的示例的平面图；
图6A和图6B示出了包括在天线装置和天线模块中的连接构件的下部结构的示例的侧视图；
图7示出了天线装置和天线模块的结构的示例的侧视图；以及
图8A和图8B示出了设置在电子设备中的天线模块的示例的平面图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下详细描述，以帮助读者获得对在此描述的方法、装置和/或***的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此所描述的方法、装置和/或***的各种改变、变型和等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域中已知的特征的描述。
在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且不应被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已提供在此描述的示例，仅仅是为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此所描述的方法、装置和/或***的很多种可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者在它们之间可存在一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，它们之间可不存在其他元件。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了方便描述，在此可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间相关术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相关术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据设备的空间方位而包含“在……之上”和“在……之下”两种方位。设备还可以以其他方式(例如，旋转90度或在其他方位)定位，并对在此使用的空间相关术语做出相应的解释。
这里使用的术语仅用于描述各种示例，并不用于限制本公开。除非上下文另有明确说明，否则单数形式也意图包含复数形式。术语“包含”、“包括”以及“具有”列举存在所述特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可能发生附图中所示形状的变化。因此，在此描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间中发生的形状变化。
在此描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此描述的示例具有多种构造，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是其他构造是可行的。
图1是示出天线装置的示例的透视图。
参照图1，根据示例的天线装置可包括贴片天线图案110a、馈电过孔120a、导电阵列图案130a和导电环图案180a。
馈电过孔120a可被配置为允许射频(RF)信号通过其中。例如，馈电过孔120a可电连接集成芯片(IC)和贴片天线图案110a，并且可在Z方向上延伸。
贴片天线图案110a可电连接到馈电过孔120a的一端。贴片天线图案110a可从馈电过孔120a接收RF信号，并且在Z方向上发送接收的RF信号，并且可将在Z方向上接收的RF信号传送到馈电过孔120a。
通过贴片天线图案110a发送的RF信号中的一些可定向为朝向设置在天线装置的下侧的接地层125a。被定向为朝向接地层125a的RF信号可从接地层125a反射并且可定向在Z方向上。因此，通过贴片天线图案110a发送的RF信号可进一步集中在Z方向上。
例如，贴片天线图案110a可具有贴片天线的结构，贴片天线具有形成为圆形或多边形形状(未示出)的两侧。贴片天线图案110a的两侧可用作导体和非导体之间的边界，RF信号通过该边界。贴片天线图案110a可根据内在因素(例如，形状、尺寸、高度、绝缘层的介电常数等)具有固有频带(例如，28GHz)。
多个导电阵列图案130a可设置为与贴片天线图案110a间隔开，并且布置为与贴片天线图案110a的侧边界的至少一部分对应。多个导电阵列图案130a可电磁耦合到贴片天线图案110a并且在Z方向上引导贴片天线图案110a的RF信号的路径。
例如，多个导电阵列图案130a可具有相同的形状并且可重复布置。也就是说，多个导电阵列图案130a可具有电磁带隙特性并且可具有相对于RF信号的负折射率。因此，可在Z方向上进一步引导贴片天线图案110a的RF信号的路径。
多个导电阵列图案130a可电磁耦合到贴片天线图案110a，并且因此，多个导电阵列图案130a的因素(例如，高度、形状、尺寸、数量、间距、到贴片天线图案的距离等)可影响贴片天线图案110a的频率特性。
通过多个导电阵列图案130a发送的RF信号中的大部分可被引导以在接近Z方向的方向上发送，但是RF信号中的一些可能在与Z方向不同的方向上发送。因此，通过多个导电阵列图案130a发送的RF信号中的一些可在多个导电阵列图案130a中在X方向和/或Y方向上泄漏。
在示例中，导电环图案180a被构造为与贴片天线图案110a和多个导电阵列图案130a间隔开，并且可围绕贴片天线图案110a和多个导电阵列图案130a。
因此，导电环图案180a可反射通过多个导电阵列图案130a发送的RF信号中的在X方向和/或Y方向上泄漏的RF信号。因此，从导电环图案180a反射的RF信号可在多个导电阵列图案130a中被引导在Z方向上。
因此，根据示例的天线装置可允许RF信号进一步集中在Z方向上，从而获得进一步改善的增益，并且由于减少了RF信号泄漏到相邻的天线装置的现象，可增强相邻的天线装置的电磁隔离，因此，天线装置可设置为更靠近相邻的天线装置。因此，根据示例，包括多个天线装置的天线模块可进一步减小尺寸。
在示例中，天线装置还可包括耦合贴片图案115a，耦合贴片图案115a设置在贴片天线图案110a上方并且被设置为当在上-下方向(即，Z方向)上观察时，耦合贴片图案115a的至少一部分被多个导电阵列图案130a围绕。因此，根据示例的天线装置可具有更大的带宽。
由于耦合贴片图案115a的布置，用于贴片天线图案110a中的馈电过孔120a的连接的最佳位置可靠近贴片天线图案110a的边界。根据贴片天线图案110a的RF信号发送和接收而流过贴片天线图案110a的表面电流可流向贴片天线图案110a的第三方向(例如，180°方向)。这里，表面电流可在第二方向(例如，90°方向)和第四方向(例如，270°方向)上分散，因此，多个导电阵列图案130a和/或导电环图案180a可引导RF信号朝向贴片天线图案110a的上表面，该RF信号由于表面电流在第二方向和第四方向上分散而泄漏到侧面。因此，贴片天线图案110a的辐射图案可进一步集中在贴片天线图案110a的上表面的方向上，因此，可增强贴片天线图案110a的天线性能。根据配置，可省略耦合贴片图案115a。
图2A是示出图1中所示的天线装置中另外设置有端射天线的结构的示例的透视图。
参照图2A，根据示例的天线装置还可包括端射天线图案210a、导向体图案215a、馈线220a和耦合接地图案235a。
端射天线图案210a可在第二方向(例如，X方向)上形成辐射图案，以在第二方向(例如，X方向)上发送或接收RF信号。因此，根据示例的天线装置可将RF信号发送/接收方向扩展到所有方向。
例如，端射天线图案210a可具有偶极子或折叠偶极子的形式，但不限于此。这里，端射天线图案210a的每极的一端可电连接到馈线220a。端射天线图案210a的频带可被配置为基本上等于贴片天线图案110a的频带，但不限于此。
导向体图案215a可电磁耦合到端射天线图案210a，以改善端射天线图案210a的增益或带宽。
馈线220a可将从端射天线图案210a接收的RF信号发送到IC，并且可将从IC接收的RF信号发送到端射天线图案210a。
导电环图案180a可改善贴片天线图案110a和端射天线图案210a之间的电磁隔离。因此，根据示例的天线装置可在确保天线性能的同时进一步小型化。
耦合接地图案235a可设置在馈线220a的上侧或下侧。耦合接地图案235a可电磁耦合到端射天线图案210a。因此，端射天线图案210a可具有更大的带宽。
图2B是图2A中所示的天线装置的侧视图。
参照图2B，贴片天线图案和耦合贴片图案可设置在分别设置有多个导电阵列图案130a和导电环图案180a的层上。因此，多个导电阵列图案130a和导电环图案180a可有效地将从贴片天线图案泄漏的RF信号引导到贴片天线图案110a的上表面的方向。
导电阵列图案130a和导电环图案180a可均具有多个(例如，五个)层。随着导电阵列图案130a和导电环图案180a的层数增加，可改善导电阵列图案130a的RF信号引导性能和导电环图案180a的RF信号反射性能。
连接构件200a可包括上述的接地层125a，并且还可包括布线接地层202a、第二接地层203a和IC接地层204a。馈线220a可设置在与布线接地层202a的高度相同的高度上。
图2C是图2A中所示的天线装置的示例的剖视图。
参照图2C，多个导电阵列图案130a中的每个可重复地布置并且彼此间隔开。多个导电阵列图案130a中的相邻的导电阵列图案130a之间的间隔可短于多个导电阵列图案130a和导电环图案180a之间的间隔。结果，多个导电阵列图案130a可更有效地将RF信号引导在Z方向上。
参照图2C，多个第一屏蔽过孔126a可布置在多个导电阵列图案130a下方，并且多个第二屏蔽过孔121a可布置为围绕馈电过孔120a。因此，可减少影响馈电过孔120a的电磁噪声，并且可减少RF信号的传输损耗。
图3A和图3B是具体示出天线装置的导电阵列图案和导电环图案的示例的透视图。
参照图3A和图3B，多个导电阵列图案130a可包括以平行方式布置的多个第一导电阵列图案136a、多个第二导电阵列图案132a、多个第三导电阵列图案133a、多个第四导电阵列图案134a以及多个第五导电阵列图案135a。多个第一导电阵列图案136a、多个第二导电阵列图案132a、多个第三导电阵列图案133a、多个第四导电阵列图案134a和多个第五导电阵列图案135a可通过多个阵列过孔131a电连接。因此，多个导电阵列图案130a可具有更接近电磁带隙特性的特性。
导电环图案180a可包括以平行方式布置的第一导电环图案180-1a、第二导电环图案180-5a、第三导电环图案180-2a、第四导电环图案180-3a和第五导电环图案180-4a。
例如，多个第一导电阵列图案136a可设置在与贴片天线图案110a和导电环图案180a的第一导电环图案180-1a的高度相同的高度上，并且多个第二导电阵列图案132a可设置在与耦合贴片图案115a和导电环图案180a的第二导电环图案180-5a的高度相同的高度上。因此，多个导电阵列图案130a和导电环图案180a可更有效地将通过贴片天线图案110a发送的RF信号引导到Z方向。
参照图3B，根据示例的天线装置还可包括连接过孔181a，连接过孔181a电连接导电环图案180a的第一导电环图案180-1a和第二导电环图案180-5a。连接过孔181a还可电连接第三导电环图案180-2a、第四导电环图案180-3a和第五导电环图案180-4a。因此，可进一步减少通过贴片天线图案110a发送的RF信号在X方向和/或Y方向上的泄漏。
参照图3B，根据示例的天线装置还可包括至少一个接地过孔185a，至少一个接地过孔185a布置为电连接导电环图案180a和接地层125a。例如，至少一个接地过孔185a可设置为多个，并且可布置为围绕馈电过孔120a。因此，可进一步减少通过贴片天线图案110a发送的RF信号在X方向和/或Y方向上的泄漏。
另外，由于至少一个接地过孔185a可设置在贴片天线图案110a和端射天线图案之间，因此可进一步改善贴片天线图案110a和端射天线图案之间的电磁隔离。
在示例中，多个导电阵列图案130a可与接地层125a电分离。因此，多个导电阵列图案130a的特性可更适应具有与贴片天线图案110a的频带相邻的频率的RF信号，因此，可进一步加宽带宽。
图3C和图3D是示出天线装置的导电环图案的屏障作用的示例的侧视图。
参照图3C，通过贴片天线图案110a发送的RF信号可从屏障物反射，从连接构件200a的接地层反射，以及从多个导电阵列图案130a折射，以在Z方向上发送。
另外，通过端射天线图案210a发送的RF信号可从屏障物反射并在X方向上发送。
由于屏障物与上述的导电环图案对应，因此根据示例的天线装置可改善贴片天线图案110a和端射天线图案210a之间的电磁隔离。
参照图3D，通过多个贴片天线图案110a中的每个发送的RF信号从屏障物反射、从连接构件200a的接地层反射，并且从多个导电阵列图案130a折射，以在Z方向上发送。
因此，根据示例的天线装置可改善多个贴片天线图案110a之间的电磁隔离。
图3E是示出天线装置的等效电路的示例的电路图。
参照图3E，根据示例的天线装置的贴片天线图案110b可向诸如IC的源SRC2发送RF信号或从诸如IC的源SRC2接收RF信号，并且可具有电阻值R2以及电感L3和L4。
多个导电阵列图案130b可具有用于贴片天线图案110b的电容C5和C12、多个导电阵列图案之间的电容C6和C10、阵列过孔的电感L5和L6以及多个导电阵列图案和接地层之间的电容C7和C11。
根据示例的天线装置的频带和带宽可通过上述的电阻值、电容和电感确定。
图4A至4E是示出天线装置的层的示例的平面图。
参照图4A，馈电过孔120a的一端可连接到贴片天线图案110a。多个第一导电阵列图案136a可围绕贴片天线图案110a，并且导电环图案180a可围绕多个第一导电阵列图案136a并且可连接到接地过孔185a的一端。
参照图4B，接地层201a可具有馈电过孔120a通过其穿过的通孔，并且可连接到接地过孔185a的另一端。接地层201a可电磁屏蔽贴片天线图案110a和馈线。
参照图4C，布线接地层202a可围绕馈线220a和贴片天线馈线221a的至少一部分。馈线220a可电连接到第二布线过孔232a，并且贴片天线馈线221a可电连接到第一布线过孔231a。布线接地层202a可电磁屏蔽馈线220a和贴片天线馈线221a。馈线220a的一端可连接到第二馈电过孔211a。
参照图4D，第二接地层203a可具有各个第一布线过孔231a和第二布线过孔232a通过其穿过的多个通孔以及耦合接地图案235a。第二接地层203a可电磁屏蔽馈线和IC。
参照图4E，IC接地层204a可具有各个第一布线过孔231a和第二布线过孔232a通过其穿过的多个通孔。IC 310a可设置在IC接地层204a的下部处，并且可电连接到第一布线过孔231a和第二布线过孔232a。端射天线图案210a和导向体图案215a可设置在与IC接地层204a的高度基本相同的高度处。
IC接地层204a可为IC 310a和/或无源组件提供在IC 310a的电路和/或无源组件中使用的接地件。根据期望的配置，IC接地层204a可提供用于IC 310a和/或无源组件的电力和信号传送路径。因此，IC接地层204a可电连接到IC和/或无源组件。
布线接地层202a、第二接地层203a和IC接地层204a可具有凹入的形状以提供腔。因此，端射天线图案210a可设置为以与IC接地层204a更靠近的关系形成。
在示例中，布线接地层202a、第二接地层203a和IC接地层204a的上下关系和形状可基于期望的配置而变化。
图5是天线模块的示例的平面图。
参照图5，根据示例的天线模块可包括多个贴片天线图案、多个耦合贴片图案115b、接地层125b、多个导电阵列图案130b、导电穿孔板图案180b、多个连接过孔181b、多个端射天线图案210b、多个导向体图案215b、多个馈线220b和多个耦合接地图案235b中的至少一些。
导电穿孔板图案180b可具有上述的导电环图案与上述的导电环图案彼此耦合的结构，并且可具有分别设置有多个贴片天线(贴片天线图案、馈电过孔和一组多个导电阵列图案)的多个布置空间。
由于导电穿孔板图案180b可具有与上述的导电环图案的特性类似的特性，因此可改善多个贴片天线相对于彼此的电磁隔离。例如，导电穿孔板图案180b可包括第一导电穿孔板图案、第二导电穿孔板图案、第三导电穿孔板图案、第四导电穿孔板图案和第五导电穿孔板图案。第一导电穿孔板图案、第二导电穿孔板图案、第三导电穿孔板图案、第四导电穿孔板图案和第五导电穿孔板图案可具有相同的形状，并且当在上-下方向(例如，Z方向)上观察时，可设置在相同的位置处。
多个连接过孔181b可电连接第一导电穿孔板图案、第二导电穿孔板图案、第三导电穿孔板图案、第四导电穿孔板图案和第五导电穿孔板图案。此外，导电穿孔板图案180b可通过接地过孔电连接到接地层125b。接地过孔可包括多个过孔，并且可分别设置在贴片天线图案和多个端射天线图案210b之间。
根据示例的天线装置可以以1×n的结构布置。这里，n是自然数。天线装置以1×n的结构布置的天线模块可有效地设置在电子设备的拐角处。
图6A和6B是示出包括在根据示例的天线装置和天线模块中的连接构件的下部结构的侧视图。
参照图6A，根据示例的天线模块可包括连接构件200、IC 310、粘合构件320、电连接结构330、包封剂340、无源组件350和子板410中的至少一些。
连接构件200可具有与上面参照图1至图5描述的连接构件的结构类似的结构。
IC 310可与上述的IC相同，并且可设置在连接构件200的下侧。IC 310可电连接到连接构件200的布线以发送或接收RF信号并且可电连接到连接构件200的接地层。例如，IC310可执行诸如频率转换、放大、滤波、相位控制和电力生成的操作中的至少一些操作以产生转换的信号。
粘合构件320可将IC 310和连接构件200彼此粘合。
电连接结构330可电连接IC 310和连接构件200。例如，电连接结构330可具有诸如焊球、引脚、接地焊盘(land)或焊盘(pad)的结构。电连接结构330可具有比连接构件200的布线和接地层的熔点低的熔点，因此，电连接结构330可利用低熔点材料通过预定的工艺电连接IC 310和连接构件200。
包封剂340可包封IC 310的至少一部分并且改善IC 310的散热性能和防震性能。例如，包封剂340可实现为光可成像包封剂(PIE)、ABF(Ajinomoto build-up film)、环氧塑封料(EMC)或类似的材料，但不限于此。
无源组件350可设置在连接构件200的下表面上，并且可通过电连接结构330电连接到连接构件200的布线和/或接地层。例如，无源组件350可包括电容器(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))、电感器和片式电阻器中的至少一些。
子板410可设置在连接构件200下方，并且可电连接到连接构件200，以从外部源接收中频(IF)信号或基带信号并将接收到的信号发送到IC 310，或者从IC 310接收IF信号或基带信号并将接收到的信号发送到外部。这里，RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz和60GHz)可高于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz、10GHz等)。
例如，子板410可通过包括在连接构件200的IC接地层中的布线将IF信号或基带信号发送到IC 310或者从IC 310接收IF信号或基带信号。由于连接构件200的第一接地层设置在IC接地层和布线之间，因此IF信号或基带信号以及RF信号可在天线模块中电隔离。
参照图6B，根据示例的天线模块可包括屏蔽构件360、连接器420和片式天线430中的至少一些。
屏蔽构件360可设置在连接构件200下方并且与连接构件200一起限制IC 310。例如，屏蔽构件360可设置为将IC 310和无源组件350一同覆盖(例如，共形屏蔽)或者单独地覆盖(例如，分隔屏蔽)IC 310和无源组件350。例如，屏蔽构件360可呈具有一个侧面是敞开的六面体形状，并且可通过与连接构件200的结合而具有六面体形状的六面体容纳空间。屏蔽构件360可利用具有高的导电性的材料(诸如，铜)形成，可具有短的趋肤深度，并且可电连接到连接构件200的接地层。因此，屏蔽构件360可减少可能会作用在IC 310和无源组件350上或影响IC 310和无源组件350的电磁噪声。
连接器420可具有电缆(例如，同轴电缆、柔性PCB)的连接结构，可电连接到连接构件200的IC接地层，并且可具有与上述的子板的作用类似的作用。也就是说，连接器420可提供有来自电缆的IF信号、基带信号和/或电力，或者可将IF信号和/或基带信号提供给电缆。根据示例，片式天线430可发送或接收RF信号以辅助天线装置。例如，片式天线430可包括具有高于绝缘层的介电常数的介电常数的介电块和设置在介电块的两侧上的多个电极。多个电极中的一个可电连接到连接构件200的布线，多个电极中的另一个可电连接到连接构件200的接地层。
图7是示出天线装置和天线模块的结构的示例的侧视图。
参照图7，根据示例的天线模块可包括集成在连接构件中的端射天线100f、贴片天线图案1110f、IC 310f和无源组件350f。
端射天线100f和贴片天线图案1110f可被配置为与上述的天线装置和贴片天线图案相同，并且可从IC 310f接收RF信号并发送接收的RF信号，或者将接收的RF信号发送到IC310f。
连接构件500f可具有堆叠至少一个导电层510f和至少一个绝缘层520f的结构(例如，印刷电路板(PCB)的结构)。导电层510f可包括上述的接地层和馈线。
另外，根据示例的天线模块还可包括柔性连接构件550f。柔性连接构件550f可包括在竖直方向上观察时与连接构件500f重叠的第一柔性区域570f和不与连接构件500f重叠的第二柔性区域580f。
在示例中，第二柔性区域580f可在竖直方向上柔性弯曲。因此，第二柔性区域580f可柔性地连接到组板的连接器和/或相邻的天线模块。
柔性连接构件550f可包括信号线560f。中频(IF)信号和/或基带信号可通过信号线560f被发送到IC 310f或被发送到组板的连接器和/或相邻的天线模块。
图8A和图8B是示出电子设备中的天线模块的布置的示例的平面图。
参照图8A，包括端射天线100g、贴片天线图案1110g和绝缘层1140g的天线模块可在电子设备700g的组板600g上安装为与电子设备700g的侧边界相邻。
电子设备700g可以是智能手机、个人数字助理、数码摄像机、数码相机、网络***、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、上网本、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车组件以及类似的设备，但不限于此。
通信模块610g和基带电路620g还可设置在组板600g上。天线模块可通过同轴电缆630g电结合到通信模块610g和/或基带电路620g。
通信模块610g可包括诸如易失性存储器(例如，DRAM)、非易失性存储器(例如，ROM)、闪存等的存储器芯片、诸如中央处理器(例如，CPU)、图形处理器(例如，GPU)、数字信号处理器、密码处理器、微处理器、微控制器等的应用处理器芯片、诸如模数转换器(ADC)、专用IC(ASIC)的逻辑芯片中的至少一些设备以及类似的设备，以执行数字信号处理。
基带电路620g可通过执行模数转换以及对模拟信号放大、滤波和频率转换来产生基础信号。从基带电路620g输入/输出的基础信号可通过电缆发送到天线模块。
例如，基础信号可通过电连接结构、芯过孔和布线发送到IC。IC可将基础信号转换为毫米波(mmWave)频带的RF信号。
参照图8B，均包括端射天线100h、贴片天线图案1110h和绝缘层1140h的多个天线模块可在电子设备700h的组板600h上安装为与电子设备700h的第一边界和第二边界相邻。并且通信模块610h和基带电路620h还可设置在组板600h上。多个天线模块可通过一根或更多根同轴电缆630h电连接到通信模块610h和/或基带电路620h。
在示例中，本公开中描述的贴片天线图案、耦合贴片图案、导电阵列图案、导电环图案、导电穿孔板图案、馈电过孔、阵列过孔、连接过孔、接地过孔、屏蔽过孔、接地层、端射天线图案、导向体图案、耦合接地图案和电连接结构可包括金属(例如，诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金的导电材料)并且可通过诸如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅射、减成、加成、半加成工艺(SAP)、改性的半加成工艺(MSAP)等的镀覆方法形成，但不限于此。
在示例中，本公开中描述的绝缘层可利用以下材料中至少一种形成：诸如FR-4、液晶聚合物(LCP)、低温共烧陶瓷(LTCC)的热固性树脂；诸如热固性树脂(诸如环氧树脂)的树脂；诸如聚酰亚胺的热塑性树脂；通过将热固性树脂和/或热塑性树脂与无机填料一起浸在玻璃纤维、玻璃布、玻璃织物等的芯材料中而获得的树脂(例如，半固化片、ABF(Ajinomotobuild-up film)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT))；光可成像介电(PID)树脂；普通的覆铜层压板(CCL)；或者玻璃基绝缘体或陶瓷基绝缘体等。绝缘层可填充本公开中描述的天线装置和天线模块中没有设置贴片天线图案、耦合贴片图案、导电阵列图案、导电环图案、导电穿孔板图案、馈电过孔、阵列过孔、连接过孔、接地过孔、屏蔽过孔、接地层、端射天线图案、导向体图案、耦合接地图案和电连接结构的位置中的至少一部分。
在示例中，本公开中描述的RF信号可具有诸如Wi-Fi(IEEE 802.11族等)、WiMAX(IEEE 802.16族等)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPS、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、3G、4G、5G以及根据特定的指定的无线协议和有线协议的后续的协议的形式，但不限于此。
如上所述，根据各种示例的天线装置和天线模块可将RF信号进一步集中在Z方向上，从而具有改善的天线性能。
根据示例的天线装置和天线模块可通过减少RF信号泄漏到相邻的天线装置的现象来改善相对于相邻的天线装置的电磁隔离，并且可通过设置为较靠近相邻的天线装置或通过省略用于电磁屏蔽的单独组件来具有减小的尺寸。
根据各种示例的天线装置和天线模块可在扩展了RF信号发送/接收方向的同时改善贴片天线和端射天线之间的电磁隔离并且具有减小的尺寸。
虽然本公开包括具体的示例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的***、架构、装置或者电路中的组件和/或通过其他组件或者它们的等同物替换或者补充描述的***、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。

Claims (17)

1.一种天线装置，包括：
馈电过孔；
贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔的第一端；
多个第一导电阵列图案，分别与所述贴片天线图案间隔开并且布置为与所述贴片天线图案的侧边界的至少一部分对应；
第一导电环图案，与所述贴片天线图案和所述多个第一导电阵列图案间隔开，并围绕所述贴片天线图案和所述多个第一导电阵列图案；
多个第二导电阵列图案，设置在所述多个第一导电阵列图案的上方或下方，并且布置为与所述贴片天线图案的所述侧边界的所述至少一部分对应；以及
第二导电环图案，设置在所述第一导电环图案的上方或下方并围绕所述多个第二导电阵列图案，
其中，所述第一导电环图案、所述多个第一导电阵列图案和所述贴片天线图案设置在相同的第一高度上，
其中，所述第二导电环图案和所述多个第二导电阵列图案设置在相同的第二高度上。
2.根据权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括：
接地层，包括通孔，所述通孔被构造为允许所述馈电过孔穿过所述通孔；以及
至少一个接地过孔，设置为电连接所述第一导电环图案和所述接地层。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其中，
所述多个第一导电阵列图案与所述接地层电分离。
4.根据权利要求2所述的天线装置，其中，
所述至少一个接地过孔包括多个过孔，并且被布置为围绕所述馈电过孔。
5.根据权利要求2所述的天线装置，所述天线装置还包括：
馈线；以及
端射天线图案，电连接到所述馈线的一端，
其中，所述至少一个接地过孔设置在所述贴片天线图案和所述端射天线图案之间。
6.根据权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括：
多个阵列过孔，设置为分别电连接所述多个第一导电阵列图案和所述多个第二导电阵列图案；以及
至少一个连接过孔，设置为电连接所述第一导电环图案和所述第二导电环图案。
7.根据权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括：
耦合贴片图案，设置在所述贴片天线图案的上方，
其中，所述耦合贴片图案的至少一部分被所述多个第二导电阵列图案围绕。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其中，
所述第二导电环图案、所述多个第二导电阵列图案和所述耦合贴片图案设置在所述第二高度上。
9.根据权利要求8所述的天线装置，所述天线装置还包括：
多个第三导电阵列图案，设置在所述多个第一导电阵列图案和所述多个第二导电阵列图案之间，并且布置为与所述贴片天线图案的所述侧边界的所述至少一部分对应；以及
第三导电环图案，设置在所述第一导电环图案和所述第二导电环图案之间，并被构造为围绕所述多个第三导电阵列图案。
10.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述多个第一导电阵列图案具有相同的形状，并且彼此间隔开，并且
所述多个第一导电阵列图案中的相邻第一导电阵列图案之间的间隔短于所述多个第一导电阵列图案与所述第一导电环图案之间的间隔。
11.一种天线模块，包括：
多个贴片天线；以及
第一导电穿孔板图案，包括多个布置空间，所述多个布置空间中的每个设置有所述多个贴片天线中的相应的一个；
第二导电穿孔板图案，设置在所述第一导电穿孔板图案的上方或下方，并包括与所述第一导电穿孔板图案的形状相同的形状，
其中，所述多个贴片天线中的至少一个包括：
馈电过孔；
贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔的第一端；
多个第一导电阵列图案，分别设置为与所述贴片天线图案间隔开并且布置为与所述贴片天线图案的侧边界的至少一部分对应；
多个第二导电阵列图案，设置在所述多个第一导电阵列图案的上方或下方，并且布置为与所述贴片天线图案的所述侧边界的所述至少一部分对应；
其中，所述第一导电穿孔板图案、所述多个第一导电阵列图案和所述贴片天线图案设置在相同的第一高度上，
其中，所述第二导电穿孔板图案和所述多个第二导电阵列图案设置在相同的第二高度上。
12.根据权利要求11所述的天线模块，所述天线模块还包括：
至少一个连接过孔，设置为电连接所述第一导电穿孔板图案和所述第二导电穿孔板图案。
13.根据权利要求11所述的天线模块，所述天线模块还包括：
接地层，设置在所述多个贴片天线的下方，并包括通孔，所述通孔被构造为允许所述馈电过孔穿过所述通孔；以及
至少一个接地过孔，电连接到所述第一导电穿孔板图案和所述接地层。
14.根据权利要求13所述的天线模块，所述天线模块还包括：
多个端射天线，
其中，所述至少一个接地过孔包括多个过孔，并且分别设置在所述多个贴片天线图案和所述多个端射天线图案之间。
15.根据权利要求14所述的天线模块，所述天线模块还包括：
集成电路，设置在所述接地层的下方，并且电连接到所述多个贴片天线和所述多个端射天线中的每个。
16.一种电子设备，包括：
电路板，包括第一天线模块，所述第一天线模块包括：
端射天线图案；
贴片天线图案；
绝缘层；
第一导电穿孔板图案，包括多个布置空间，所述多个布置空间中的每个设置有所述贴片天线图案中的相应的贴片天线图案；
第二导电穿孔板图案，设置在所述第一导电穿孔板图案的上方或下方，并包括与所述第一导电穿孔板图案的形状相同的形状；
多个第一导电阵列图案，分别设置为与所述贴片天线图案间隔开并且布置为与所述贴片天线图案的侧边界的至少一部分对应；
多个第二导电阵列图案，设置在所述多个第一导电阵列图案的上方或下方，并且布置为与所述贴片天线图案的所述侧边界的所述至少一部分对应，
其中，所述第一导电穿孔板图案、所述多个第一导电阵列图案和所述贴片天线图案设置在相同的第一高度上，
其中，所述第二导电穿孔板图案和所述多个第二导电阵列图案设置在相同的第二高度上，
并且所述第一天线模块安装为与所述电子设备的第一侧边界相邻；
通信模块，通过同轴电缆电结合到所述天线模块；以及
基带电路，配置为产生基础信号，并通过所述同轴电缆将产生的所述基础信号发送到所述第一天线模块。
17.根据权利要求16所述的电子设备，所述电子设备还包括：第二天线模块，安装为与所述电子设备的第二侧边界相邻，其中，所述第一天线模块和所述第二天线模块通过一根或更多根同轴电缆电连接到所述通信模块和所述基带电路。
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