CN111818728A - 包括印刷电路板的天线模块和包括该天线模块的基站 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及将支持比***(4G)***更高的数据速率的第五代(5G)通信***与物联网(IoT)技术融合的通信方法及其***。本公开可以基于5G通信技术和IoT相关技术应用于智能服务，诸如智能家居、智能建筑、智慧城市、智能汽车、互联汽车、医疗保健、数字教育、智能零售以及与安全和保护服务。本公开提供了一种包括印刷电路板的天线模块和包括该天线模块的基站。所述天线模块包括：其中堆叠有至少一个层的印刷电路板；馈送单元，该馈送单元设置在印刷电路板的一个表面处；以及第一天线，该第一天线与馈送单元间隔开预定的第一长度。

Description

包括印刷电路板的天线模块和包括该天线模块的基站
技术领域
本公开提供了一种包括印刷电路板的天线模块和包括该天线模块的基站。
背景技术
为了满足在4G通信***部署之后趋于增加的无线数据业务需求，正在努力开发改进的5G通信***或pre-5G通信***。因此，5G通信***或pre-5G通信***也称为“超4G网络”或“后LTE***”。5G通信***被认为是在高频率(毫米波)频带(例如，60GHz频带)中实现的，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，正在5G通信***中讨论波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全尺寸MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大型天线技术。此外，在5G通信***中，正基于高级小小区、云无线接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备通信(D2D)、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)和接收端干扰消除等进行网络***改进的开发。在5G***中，已经开发了：混合FSK和QAM调制(FQAM)及滑动窗口叠加编码(SWSC)，作为高级编码调制(ACM)；以及滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏代码多址(SCMA)，作为高级接入技术。
互联网正在演变为物联网(IoT)，互联网是以人为中心的连接网络，人们在该网络中生成和消费信息，在物联网中，诸如事物的分布式实体交换和处理信息，而没有人为干预。已经出现了通过与云服务器连接的大数据处理技术和物联网技术结合的万物互联(IoE)。需要诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”的技术要素用于IoT实现，因此最近已经研究了传感器网络、机器到机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等。这种IoT环境可以提供通过收集和分析由所连接的事物生成的数据为人类生活创造新价值的智能互联网技术服务。通过现有信息技术(IT)与各种工业应用之间的融合和结合，IoT可以应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智慧城市、智能汽车或互联汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高级医疗服务。
鉴于此，已经进行了将5G通信***应用于IoT网络的各种尝试。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器到机器(M2M)通信的技术可以通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。作为上述大数据处理技术的云无线接入网络(RAN)的应用也可以被视为5G技术与IoT技术融合的示例。
在天线模块包括印刷电路板的情况下，天线模块的性能可能会被印刷电路板的制造工艺影响。例如，随着制造印刷电路板所需的层的堆叠数量增加，天线模块的性能可能降低，并且当制造天线模块时，天线模块的故障率可能增大。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本公开，并且本公开提供了一种包括印刷电路板的天线模块和包括该天线模块的基站。
根据本公开的各种实施例，包括印刷电路板的天线模块可以包括：其中堆叠有至少一个层的印刷电路板；馈送单元，所述馈送单元设置在所述印刷电路板的一个表面上；以及第一天线，所述第一天线与所述馈送单元间隔开预定的第一长度。
根据本公开的各种实施例，提供了一种基站，该基站包括：天线模块，其中，所述天线模块包括堆叠有至少一个层的印刷电路板；馈送单元，所述馈送单元设置在所述印刷电路板的一个表面上；以及第一天线，所述第一天线与所述馈送单元间隔开预定的第一长度。
附图说明
在附图中，相同或相似的附图标记可以用于相同或相似的组件。
图1是示出了根据实施例的天线模块结构的示意图。
图2是示出了根据实施例的天线模块结构的侧视图。
图3是示出了根据本公开的天线模块结构的侧视图。
图4是示出了根据本公开的天线模块结构的分解图。
图5A是示出了根据本公开的天线模块结构中的第一天线与第二天线之间的间隔长度的示意图。
图5B是示出了根据本公开的天线模块结构中的第一天线的尺寸的示意图。
图5C是示出了根据本公开的天线模块结构中的第二天线的尺寸的示意图。
图5D是示出了根据本公开的天线模块结构中的馈送单元与第一天线之间的间隔长度的示意图。
图5E是示出了根据本公开的天线模块结构中的馈送单元反焊盘的长度的示意图。
图5F是示出了根据本公开的天线模块结构中的天线中心与馈送单元的中心之间的距离的示意图。
图5G是示出了根据本公开的天线模块结构中的馈送单元的长度的示意图。
图6A是示出了根据本公开中公开的第一实施例的天线模块制造工艺的示意图。
图6B是示出了根据本公开中公开的第二实施例的天线模块制造工艺的示意图。
图6C是示出了根据本公开中公开的第三实施例的天线模块制造工艺的示意图。
图7A是示出了根据本公开的实施例的包括16个天线阵列的天线模块的增益值的曲线图。
图7B是示出了根据本公开的实施例的包括256个天线阵列的天线模块的增益值的曲线图。
图8是示出了根据实施例的天线模块结构的示意图。
图9是示出了根据另一实施例的天线模块结构的示意图。
图10是示出了根据实施例的天线模块结构的示意图。
图11是示出了根据各种实施例的天线模块的推导结构的示意图。
图12是示出了根据实施例的天线结构的示意图。
图13是示出了根据实施例的增益值的变化的示意图。
具体实施方式
当在本说明书中描述实施例时，将省略本公开的领域中公知且与本公开不直接相关的技术内容的描述。这是为了通过省略任何不必要的描述来清楚地描述本公开的主题，而不会使主题模糊。
类似地，在附图中，一些组成元件以放大或示意形式示出或被省略。此外，每个组成元件的尺寸不完全反映实际尺寸。在附图中，相似的附图标记表示相似的元件。
根据下文结合附图给出的详细描述，本公开的这些优点和特征以及实现它们的方法将变得更加明显。然而，本公开不限于以下实施例，并且可以以不同的形式实现。本实施例能够使本公开完全公开，并且提供本实施例以使本领域技术人员能够完全知晓本公开的范围，本公开由权利要求的范围来限定。在整个说明书中，相似的附图标记表示相似的元件。
在本文中，可以理解，流程图的每个框和流程图的组合可以由计算机程序指令执行。因为这些计算机程序指令可以安装在通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器中，所以通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令生成了执行流程图的框中描述的功能的装置。为了用特定方法来实现功能，因为这些计算机程序指令可以存储在可以指导计算机或其他可编程数据处理设备的计算机可用或计算机可读存储器中，所以存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令可以产生包括用于执行流程图的框中所描述的功能的指令装置的产品项目。因为计算机程序指令可以安装在计算机或其他可编程数据处理设备上，所以一系列操作步骤在计算机或其他可编程数据处理设备上执行，并生成由计算机执行的过程，并且指导计算机或其他可编程数据处理设备的指令可以提供用于执行流程图的框中所描述的功能的步骤。
此外，每个块可以代表模块、段或代码的一部分，包括用于执行特定逻辑功能的至少一个可执行指令。此外，在几个可替换的执行示例中，应当注意，可以执行框中描述的功能而不管顺序如何。例如，两个连续示出的框可以基本上同时执行，或者有时可以根据相应功能以相反的顺序执行。
在这种情况下，在本实施例中使用的术语“单元”是指诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的软件或硬件组件，并且执行任何功能。但是，“单元”不限于软件或硬件。“单元”可以被配置为存储在可以寻址的存储介质上，并且可以被配置为再现至少一个处理器。因此，“单元”包括例如，组件(诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、过程、功能、属性、程序、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列和变量。可以通过耦合较少数量的组成元件和“单元”或通过将组成元件和“单元”细分为另外的组成元件和“单元”来执行在组成元件和“单元”内提供的功能。此外，可以以再现设备或安全多媒体卡内的至少一个CPU的方式来实现组成元件和“单元”。此外，在实施例中，“单元”可以包括至少一个处理器。
图1是示出了根据实施例的天线模块结构的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括：第一基板层101，其中堆叠有至少一个基板；至少一个第一天线131，其设置在第一基板层101的上端面；第二基板层111，其具有与第一基板层101的下端面耦接的上端面并且其中堆叠有至少一个基板；以及无线通信芯片121，其耦接到第二基板层111的下端面。
根据实施例，第一基板层101和第二基板层111是指形成有电路的基板，并且通常可以包括印刷电路板(PCB)和印刷布线板(PWB)。根据各种实施例，第一基板层101和第二基板层111可以基于所设计的电路形成用于连接基板的表面或内部的每个电路组件的电路。
根据实施例，至少一个第一天线131所耦接的第一基板层101可以是根据本公开的天线模块的主板。至少一个第一天线131和另一电路组件(例如，无线通信芯片)可以通过形成在第一基板层101中的布线彼此电连接。
根据实施例，在第一基板层101的上端面处，可以设置至少一个第一天线131。例如，如图1所示，四个第一天线131可以以规则的间隔分开以设置在第一基板层101的上端面处。
在实施例中，可以在第一基板层101的上端面处设置盖191。例如，盖191可以由塑料制成并且包围设置在第一基板层101的上端面处的至少一个第一天线。根据各种实施例，至少一个第二天线141可以设置在盖191的面对至少一个第一天线131的一个表面上。例如，至少一个第二天线141可以设置为对应于至少一个第一天线131。
根据实施例，至少一个第一天线131和至少一个第二天线141可以被构造为贴片天线。根据各种实施例，天线模块可以包括至少一个第一天线131和至少一个第二天线141，从而提高增益值或覆盖范围。
根据实施例，第二基板层111是用于在无线通信芯片121与其他电路组件之间电路布线的基板层。根据各种实施例，也可以在第二基板层111上堆叠多个基板。根据实施例，堆叠在第二基板层111上的基板的数量可以小于堆叠在第一基板层101上的基板的数量。
根据实施例，可以在第一基板层101的下端面处形成栅格阵列，并且第一基板层101和第二基板层111可以通过栅格阵列电连接。根据各种实施例，栅格阵列可以包括连接盘栅格阵列(LGA)或球形栅格阵列(BGA)。
根据实施例，至少一个电容器151可以设置在第二基板层111的下端面处。可以通过至少一个电容器151去除设置在第二基板层111处的电路中产生的噪声，从而提高天线模块的稳定性。例如，至少一个电容器151可以是表面安装器件(SMD)类型的电容器。
根据实施例，天线模块可以包括耦接到第一基板层101的下端面以包围第二基板层111和无线通信芯片121的屏蔽罩171。根据各种实施例，屏蔽罩171可以屏蔽在第二基板层111和无线通信芯片121中产生的电磁波。例如，屏蔽罩171可以通过屏蔽罩夹具耦接至第一基板层101的下端面。
根据实施例，无线通信芯片121可以是通过使用有源元件和无源元件在一个半导体芯片上实现无线通信电路的无线通信芯片。根据各种实施例，无线通信芯片121的操作可以产生热，并且发热可能会导致无线通信芯片121的性能下降。根据实施例，可以在无线通信芯片121与屏蔽罩171之间设置热界面材料161(TIM)，以将在无线通信芯片121中产生的热辐射到天线模块外部。
根据实施例，在无线通信芯片121中产生的热可以通过热界面材料161传递到屏蔽罩171，并且传递到屏蔽罩171的热可以传递到耦接到第一基板层101的下端面和屏蔽罩171的下端面的散热器181，以辐射到天线模块外部。
图2是示出了根据实施例的天线模块结构的侧视图。
根据实施例，天线模块可以包括堆叠有多个层的印刷电路板201。例如，印刷电路板201可以通过堆叠18个层来形成。根据各种实施例，在印刷电路板201的每一层中，可以形成通孔。例如，印刷电路板201可以包括通过激光工艺产生的通孔和通过镀通孔(PTH)工艺产生的通孔241。
根据实施例，可以在印刷电路板201的一个表面上设置用于辐射无线电波的第一天线211。例如，在堆叠在印刷电路板201的上端面上的第一层处，可以设置第一天线211。根据各种实施例，可以通过激光工艺在第一层中形成通孔，并且第一天线211可以通过通孔接收用于辐射无线电波的电信号。
根据实施例，可以通过激光工艺在第二层和第三层中形成通孔，该第二层和第三层(沿堆叠方向)设置在设置在印刷电路板201的上端面处的第一层下方。在实施例中根据各种实施例，可以在第三层的一个表面处设置接地。
根据实施例，可以将用于产生射频的电信号提供给印刷电路板201的另一表面。例如，为了产生射频，可能需要用于产生射频的基本信号、中频信号和用于改变基本信号的频率的本振频率信号，并且可以将基本信号、中频信号和本振频率信号提供给印刷电路板201的另一表面。
根据实施例，可以通过设置在印刷电路板201的另一表面处的A来提供基本信号。根据各种实施例，通过A提供的基本信号可以通过形成在印刷电路板中的通孔被传输到设置在印刷电路板201的一个表面处的第一天线211。
根据实施例，中频信号可以通过设置在印刷电路板201的另一表面处的B提供。根据各种实施例，通过B提供的中频信号可以通过形成在印刷电路板中的通孔传输到印刷电路板。例如，中频信号可以通过形成在设置在印刷电路板的另一表面处的第二层和设置在第二层之上的第三层中的通孔而被传输到第三层的一个表面。根据实施例，通过A提供的基本信号也可以通过形成在第二层和第三层中的通孔被传输到第三层的一个表面。根据各种实施例，用于电连接通过PTH工艺形成的通孔241和通过激光工艺形成的通孔的电源线可以形成在第三层的一个表面处。
根据实施例，可以通过设置在印刷电路板201的另一表面处的C来提供本振频率信号。根据各种实施例，通过C提供的本振频率信号可以通过形成在印刷电路板中的通孔传输到印刷电路板。例如，本振频率信号可以通过设置在布置在第三层上方的第四层和第五层中的通孔被传输到第五层的一个表面。
根据实施例，用于中频信号的馈送线和用于本振频率信号的馈送线可以形成在不同的层中。参考前述示例，用于中频信号的馈送线可以形成在第三层的一个表面处，并且用于本振频率信号的馈送线可以形成在第五层的一个表面处。
根据实施例，可以在印刷电路板201的一个表面处设置用于保护第一天线211免受外部冲击的盖231。根据各种实施例，盖231可以是塑料的，并且具有包围第一天线211的形状。根据实施例，第二天线221可以设置在盖231的面对第一天线211的一个表面处。根据各种实施例，通过控制第一天线211与第二天线221之间的间隔距离，可以提高天线模块的性能。
图3是示出了根据本公开的天线模块结构的侧视图。
根据实施例，天线模块可以包括堆叠有多个层的印刷电路板301。例如，印刷电路板301可以通过堆叠18个层来形成。根据各种实施例，印刷电路板301的每一层可以具有通孔。例如，印刷电路板301可以包括通过激光工艺形成的通孔和通过PTH工艺形成的通孔351。
根据实施例，在印刷电路板301的一个表面上，可以设置用于提供用于辐射无线电波的电信号的馈送单元341。例如，馈送单元341可以设置在堆叠在印刷电路板301的上端面上的第一层处。根据各种实施例，可以通过激光工艺在第一层中形成通孔，并且馈送单元341可以通过通孔接收用于辐射无线电波的电信号。
根据实施例，可以通过激光工艺在设置在印刷电路板301的上端面处的第一层下方(沿堆叠方向)布置的第二层和第三层中形成通孔。根据各种实施例，可以在第三层的一个表面处设置接地。
根据实施例，可以将用于产生射频的电信号提供给印刷电路板301的另一表面。例如，为了产生射频，可能需要用于产生射频的基本信号、中频信号和用于改变基本信号的频率的本振频率信号，并且可以将基本信号、中频信号和本振频率信号提供给印刷电路板301的另一表面。
根据实施例，可以通过设置在印刷电路板301的另一表面处的A来提供基本信号。根据各种实施例，通过A提供的基本信号可以通过形成在印刷电路板301中的通孔被传输到设置在印刷电路板301的一个表面处的馈送单元341。
根据实施例，可以通过设置在印刷电路板301的另一表面处的B来提供中频信号。根据各种实施例，通过B提供的中频信号可以通过形成在印刷电路板301中的通孔被传输到印刷电路板301。例如，可以将中频信号通过形成在设置在印刷电路板301的另一表面处的第二层和设置在第二层上方的第三层中的通孔传输到第三层的一个表面。根据实施例，通过A提供的基本信号也可以通过形成在第二层和第三层中的通孔被传输到第三层的一个表面。
根据实施例，可以通过设置在印刷电路板301的另一表面处的C来提供本振频率信号。根据各种实施例，可以将通过C提供的本振频率信号通过在印刷电路板301中形成的通孔传输到印刷电路板301。例如，可以以与中频信号相同的方式，通过形成在第二层和第三层中的通孔将本振频率信号传输到第三层的一个表面。
根据实施例，用于中频信号的馈送线和用于本振频率信号的馈送线可以形成在同一层中。参考上面的示例，用于中频信号的馈送线和用于本振频率的馈送线可以形成在第三层的一个表面处。
根据实施例，根据图3中所示的天线模块结构，在制造印刷电路板301时，层的堆叠数量可以是三倍。例如，在图3中所示的天线模块结构中，通过沿印刷电路板的上端面的方向堆叠从第三层到第十六层的这些层一次，通过沿印刷电路的上端面的方向堆叠第二层和第十七层一次，通过沿印刷电路板的上端面的方向堆叠第一层和第十八层，可以制造出印刷电路板301。根据图2所示的上述天线模块结构，在制造印刷电路板301时，层的堆叠数量可以是五倍。因此，根据本公开，可以简化构成天线模块的印刷电路板的制造工艺。
根据实施例，用于保护天线的盖331可以耦接到印刷电路板301的一个表面。根据各种实施例，可以在盖331的面向馈送单元341的一个表面处设置用于从馈送单元341接收电信号以辐射无线电波的第一天线311。即，根据本公开所公开的天线模块结构，第一天线311和馈送单元341可以具有不直接连接的耦接结构。
根据实施例，因为馈送单元341和第一天线311不直接连接，所以天线可以自由地设置在天线模块中。即，根据本公开所公开的天线模块结构，可以提高天线模块的设计自由度。
根据实施例，第二天线321可以设置在盖331的另一表面处。根据各种实施例，第一天线311和第二天线321可以通过由非金属材料制成的盖331间隔开预定长度。根据实施例，可以基于第一天线311与第二天线321之间的间隔距离来确定天线模块的性能。
图4是示出了根据本公开的天线模块结构的分解图。
根据实施例，天线模块可以包括第一印刷电路板401，在第一印刷电路板401上堆叠有至少一个层。根据各种实施例，至少一个馈送单元461和463可以设置在第一印刷电路板401的上端面处。图4示出了第一馈送单元461和第二馈送单元463设置在第一印刷电路板401的上端面处的情况。
根据实施例，第一馈送单元461和第二馈送单元463可以通过在第一印刷电路板401的每一层中形成的通孔从设置在第一印刷电路板401的下端面处的无线通信芯片(未示出)接收用于辐射无线电波的电信号。根据各种实施例，电信号可以是用于发射在5G移动通信中使用的毫米波频带的无线电波的电信号。例如，电信号可以是用于辐射具有28GHz或39GHz的频率的无线电波的电信号。
根据实施例，包括第一天线441的第二印刷电路板411可以设置在第一印刷电路板401的上端面处。根据各种实施例，第二印刷电路板411可以包括柔性印刷电路板(FPCB)。
根据实施例，第一天线441可以设置在第二印刷电路板411的上端面处。根据各种实施例，第一天线441可以通过第二印刷电路板411与第一馈送单元461和第二馈送单元463间隔开。
根据实施例，具有特定形状的结构421可以设置在第二印刷电路板411的上端面处。根据各种实施例，结构421可以具有阻挡件形状并且由非金属材料制成。例如，结构421可以由塑料制成。
根据实施例，包括第二天线451的第三印刷电路板431可以设置在结构421的上端面处。根据各种实施例，第三印刷电路板431可以包括FPCB。根据实施例，第三印刷电路板431可以通过结构421与第二印刷电路板411间隔开。根据各种实施例，结构421、第二印刷电路板411和第三印刷电路板431可以通过粘合剂彼此耦接。
图5A是示出了根据本公开的天线模块结构中的第一天线与第二天线之间的间隔长度的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，在第一印刷电路板501的上端面处，可以设置包括第一天线521的第二印刷电路板541。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于第一天线521与第二天线531之间的间隔长度d来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，第一天线521与第二天线531之间的间隔长度d可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定。例如，第一天线521与第二天线531之间的间隔距离d可以具有0.05λ至0.08λ的值(λ是通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图5B是示出了根据本公开的天线模块结构中的第一天线的尺寸的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，可以将包括第一天线521的第二印刷电路板541设置在第一印刷电路板501的上端面处。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于第一天线521的尺寸w1来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定第一天线521的尺寸w1。例如，当第一天线521和第二天线531为圆形并且第二天线531的直径为0.273λ时，第一天线521的直径w1可以具有0.23λ至0.34λ的值(λ为通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图5C是示出了根据本公开的天线模块结构中的第二天线的尺寸的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，在第一印刷电路板501的上端面处，可以设置包括第一天线521的第二印刷电路板541。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于第二天线531的尺寸w2来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定第二天线531的尺寸w2。例如，当第一天线521和第二天线531为圆形并且第一天线521的直径为0.273λ时，第二天线531的直径w2可以具有0.2λ至0.32λ的值(λ为通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图5D是示出了根据本公开的天线模块结构中的馈送单元与第一天线之间的间隔长度的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，在第一印刷电路板501的上端面处，可以设置包括第一天线521的第二印刷电路板541。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于第一天线521与馈送单元511之间的间隔长度h来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定第一天线521与馈送单元511之间的间隔长度h。例如，第一天线521与馈送单元511之间的间隔长度h可以具有0.2λ至0.32λ的值(λ是通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图5E是示出了根据本公开的天线模块结构中的馈送单元反焊盘的长度的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，在第一印刷电路板501的上端面处，可以设置包括第一天线521的第二印刷电路板541。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于馈送单元511的反焊盘的尺寸r1来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定馈送单元511的反焊盘的尺寸r1。例如，当馈送单元511的反焊盘为圆形时，馈送单元511的反焊盘的半径r1可以具有0.02λ至0.08λ的值(λ是通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图5F是示出了根据本公开的天线模块结构中的天线中心与馈送单元的中心之间的距离的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，在第一印刷电路板501的上端面处，可以设置包括第一天线521的第二印刷电路板541。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于第一天线521的中心与馈送单元511的中心之间的间隔长度i来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定第一天线521的中心与馈送单元511的中心之间的间隔长度i。例如，第一天线521的中心与馈送单元511的中心之间的间隔长度i可以具有0.07λ至1.7λ的值(λ是通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图5G是示出了根据本公开的天线模块结构中的馈送单元的长度的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括具有馈送单元511的第一印刷电路板501。根据各种实施例，在第一印刷电路板501的上端面处，可以设置包括第一天线521的第二印刷电路板541。根据实施例，包括第二天线531的第三印刷电路板551可以通过由非金属材料制成的结构561与第二印刷电路板541间隔开。
根据实施例，可以基于馈送单元511的长度r2来改变天线模块的阻抗值。根据各种实施例，可以基于要通过天线模块发射的无线电波的波长来确定馈送单元511的长度r2。例如，当馈送单元511为圆形时，馈送单元511的半径r2可以具有0.01λ至0.08λ的值(λ是通过天线模块辐射的无线电波的波长)。
图6A是示出了根据本公开中公开的第一实施例的天线模块制造工艺的示意图。
根据实施例，天线模块可以被配置为具有包括印刷电路板601的第一区域和包括第一天线641和第二天线691的第二区域。根据各种实施例，第一区域可以包括印刷电路板601和设置在印刷电路板601的上端面处的电源焊盘611。
根据实施例，第一区域可以通过设置在第二区域的下端面处的第一粘合层621耦接到第二区域。根据各种实施例，第一粘合层621可以设置在第二区域的下端面处，并且包括第一天线641的第一层631可以设置在第一粘合层621之上。例如，第一层631可以包括由介电体制成的层。
根据实施例，可以将以预定形状制造的结构661设置在第一层631的上端面处。根据各种实施例，在结构661的上端面处，可以设置包括第二天线691的第二层681。根据实施例，可以通过结构661保持第一层631中包括的第一天线641与第二层681中包括的第二天线691之间的间隔距离。根据各种实施例，结构661和第一层631可以通过设置在第一层631的上端面处的第二粘合层651耦接，并且结构661和第二层681可以通过设置在第二层681的下端面处的第三粘合层671耦接。
根据实施例，可以以如下方式执行天线模块制造工艺：分别制造第一区域和第二区域，并且第一区域和第二区域通过设置在第二区域的下端面处的第一粘合层621彼此耦接。
图6B是示出了根据本公开中公开的第二实施例的天线模块制造工艺的示意图。
根据实施例，天线模块可以被配置为具有包括第一天线641的第一区域和包括第二天线691的第二区域。根据各种实施例，第一区域可以包括印刷电路板601、设置在印刷电路板601的上端面处的电源焊盘611以及设置在印刷电路板601的上端面处的第一层631。
根据实施例，印刷电路板601和第一层631可以通过设置在第一层631的下端面处的第一粘合层621彼此耦接。根据各种实施例，第一层631可以包括由介电体制成的层。
根据实施例，第二区域可以包括结构661和设置在结构661的上端面处并且包括第二天线691的第二层681。根据各种实施例，结构661可以由非绝缘材料制成，并且结构661和第二层681可以通过设置在第二层681的下端面处的第三粘合层671耦接。
根据实施例，第一区域和第二区域可以通过设置在第一层631的上端面处的第二粘合层651耦接。根据各种实施例，当第一区域和第二区域耦接时，通过结构661可以保持第一层631中包括的第一天线641与第二层681中包括的第二天线691之间的间隔距离。
根据实施例，可以以如下方式执行天线模块制造工艺：分别制造第一区域和第二区域，并且第一区域和第二区域通过设置在第一区域的上端面处的第二粘合层651彼此耦接。
图6C是示出了根据本公开中公开的第三实施例的天线模块制造工艺的示意图。
根据实施例，天线模块可以被配置为具有包括印刷电路板601的第一区域和包括第一天线641和第二天线691的第二区域。根据各种实施例，第一区域可以包括印刷电路板601和设置在印刷电路板601的上端面处的电源焊盘611。
根据实施例，设置在第二区域的下端面处的第一层631可以堆叠在构成第一区域的印刷电路板601的上端面上。根据各种实施例，第一层631可以包括第一天线641，并且第一层631可以包括由介电体制成的层。
根据实施例，可以在第一层631的上端面处设置以预定形状制造的结构661。根据各种实施例，可以在结构661的上端面处设置包括第二天线691的第二层681。根据实施例，可以通过结构661保持第一层631中包括的第一天线641与第二层681中包括的第二天线691之间的间隔距离。根据各种实施例，结构661和第一层631可以通过设置在第一层631的上端面处的第一粘合层651耦接，并且结构661和第二层681可以通过设置在第二层的下端面处的第二粘合层671耦接。
图7A是示出了根据本公开的实施例的包括16个天线阵列的天线模块的增益值的示意图。
根据实施例，当天线模块包括16个天线阵列时，天线的增益值(具有0°的辐射角的无线电波的增益值)可以为约16.8dB。根据各种实施例，当天线模块包括16个天线阵列时，可以确定在天线模块的旁瓣或后瓣的方向上辐射的无线电波的增益值为3dB或更小。即，根据本公开中公开的天线模块结构(在包括16个天线阵列的情况下)，天线模块可以确保在主瓣方向上有足够的增益值，并且在旁瓣或后瓣的方向上辐射的无线电波可以最小化。
图7B是示出了根据本公开的实施例的包括256个天线阵列的天线模块的增益值的示意图。
根据实施例，当天线模块包括256个天线阵列时，天线的增益值(具有0°的辐射角的无线电波的增益值)可以为约28.7dB。根据各种实施例，当天线模块包括256个天线阵列时，可以确定在天线模块的旁瓣或后瓣的方向上辐射的无线电波的增益值为7dB或更小。即，根据本公开中公开的天线模块结构(在包括256个天线阵列的情况下)，天线模块可以确保在主瓣方向上有足够的增益值，并且在旁瓣或后瓣的方向上辐射的无线电波可以最小化。
图8是示出了根据实施例的天线模块结构的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括其中堆叠有多个层的印刷电路板801。根据各种实施例，可以在印刷电路板801的每一层中形成通孔。例如，印刷电路板801可以包括通过激光工艺形成的通孔和通过PTH工艺形成的通孔。
根据实施例，用于辐射无线电波的第一天线811可以设置在印刷电路板801的一个表面上。例如，第一天线811可以设置在堆叠在印刷电路板801的上端面上的第一层处。根据各种实施例，可以通过激光工艺在第一层中形成通孔，并且通过该通孔，第一天线811可以接收用于辐射无线电波的电信号。
根据一个实施例，第二天线821可以设置在面对第一天线811的一个表面上。根据各种实施例，通过控制第一天线811与第二天线821之间的间隔距离，可以改善天线模块的性能。
图9是示出了根据另一实施例的天线模块结构的示意图。
根据实施例，天线模块可以包括其中堆叠有多个层的印刷电路板901。根据各种实施例，可以在印刷电路板901的每一层中形成通孔。例如，印刷电路板901可以包括通过激光工艺形成的通孔和通过PTH工艺形成的通孔。
根据实施例，在印刷电路板901的一个表面上，第一天线911可以被布置在层压的柔性印刷电路板(FPCB)910处以辐射无线电波。例如，层压的柔性印刷电路板910可以包括第一天线911、通孔912和耦接焊盘913。
根据实施例，可以在印刷电路板901与柔性印刷电路板911之间包括接合片920。接合片920可以包括馈送部分921。根据各种实施例，可以设置用于从馈送部分921接收电信号以辐射无线电波的耦接焊盘931。即，根据本公开中公开的天线模块结构，耦接焊盘913和馈送部分921可以具有不直接连接的耦接结构。此外，根据本公开中公开的天线模块结构，耦接焊盘913和馈送部分921是不直接连接的耦接结构，但是柔性印刷电路板910可以层压在印刷电路板901中以保持耦接焊盘913和馈送部分921之间的均匀距离。
根据实施例，可以设置第二天线930。根据各种实施例，第一天线911和第二天线930可以通过由非金属材料制成的盖隔开预定长度。根据实施例，可以基于第一天线911和第二天线930之间的间隔距离来确定天线模块的性能。
图10是示出了根据实施例的天线模块结构的详细示意图。
根据一个实施例，在印刷电路板1001的一个表面上，第一天线1011可以设置在层压的柔性印刷电路板(FPCB)1010处，以辐射无线电波。例如，层压的柔性印刷电路板1010可以包括第一天线1011、通孔1012和耦接焊盘1013。例如，通孔1012可以包括通过激光工艺形成的通孔和通过PTH工艺形成的通孔。根据各种实施例，通孔1012可以用单个聚酰亚胺而不是层压(lamination)来实现。耦接焊盘1013的介电常数可以具有在2与10之间的值，并且介电常数越高，耦接性能越高。
根据实施例，可以在印刷电路板1001和柔性印刷电路板1010之间包括接合片1020。接合片1020可以包括馈送部分1021。根据各种实施例，可以设置用于从馈送部分1021接收电信号以辐射无线电波的耦接焊盘1013。即，根据本公开中公开的天线模块结构，耦接焊盘1013和馈送部分1021可以具有不直接连接的耦接结构。此外，根据本公开中公开的天线模块结构，耦接焊盘1013和馈送部分1021是不直接连接的耦接结构，但是柔性印刷电路板1010可以层压在印刷电路板中以保持耦接焊盘1013和馈送部分1021之间的均匀距离。可以通过保持均匀距离来提高天线模块的性能。
根据各种实施例，耦接性能可以根据介电常数、接合材料的厚度、耦接焊盘的面积等而变化。
根据实施例，可以设置第二天线1030。根据各种实施例，第一天线1011和第二天线1030可以通过由非金属材料制成的盖而间隔开预定长度。根据实施例，可以基于第一天线1011和第二天线1030之间的间隔距离来确定天线模块的性能。
图11是示出根据各种实施例的天线模块的推导结构的示意图。
参照图11，可以根据厚度、镀覆的数量和通孔的种类的组合来推导出天线模块的推导结构。结构(a)是基本的天线结构，并且是一次镀覆的结构。通过将墨水***到通孔中的方法来制造结构(b)，并且可以通过结构(b)防止通孔的结构变形。结构(c)可以使用金属以及墨水防止通孔变形。结构(d)是基于结构(a)重复镀覆的结构。
结构(e)和(f)是从多层结构推导出的结构。该结构可以根据镀覆的数量而改变，包括通过激光工艺形成的通孔，并且包括通过某些PTH工艺形成的通孔。
图12是示出了根据实施例的天线结构的示意图。
参照图12，天线性能可以受到柔性印刷电路板的耦接焊盘1201和接合片的馈送部分1202的错位(misalignment)的影响。当耦接焊盘1201和馈送部分1202发生错位时，可以改变增益值。根据各种实施例，随着错位增加，耦接性能可能降低。根据各种实施例，在0.15mm或更大的情况下，增益值可能开始劣化。具体地，在本公开中，其特征在于，耦接焊盘1201和接合片的馈送部分1202的错位是2mm或更小。
图13是示出了根据实施例的增益值的变化的示意图。
参考图13，当发生如图12所示的错位时，增益值可能改变。即，当错位为20μm或更小时，性能没有明显变化，但是当错位为150μm时，增益值可能开始劣化。
根据实施例，一种包括印刷电路板的天线模块可以包括：印刷电路板，该印刷电路板中堆叠有至少一个层；馈送单元，该馈送单元设置在印刷电路板的一个表面处；以及第一天线，该第一天线与馈送单元间隔开预定的第一长度。
根据实施例，天线模块还可以包括：介电层，该介电层堆叠在印刷电路板的设置有馈送单元的一个表面上；以及第一柔性印刷电路板(FPCB)，该第一FPCB堆叠在介电层的一个表面上，其中，第一天线可以设置在第一FPCB的一个表面上。
根据实施例，天线模块还可以包括：第二FPCB，该第二FPCB与第一FPCB的一个表面间隔开预定的第二长度；第二天线，该第二天线设置在第二FPCB的一个表面处；以及设置在第一FPCB的一个表面处以使第一FPCB与第二FPCB能够间隔开第二长度的结构。
根据实施例，印刷电路板可以包括：第一层，该第一层设置在印刷电路板的一个表面处；第二层，该第二层沿堆叠方向堆叠在第一层下方；第三层，该第三层设置在印刷电路板的另一表面处；第四层，该第四层沿堆叠方向堆叠在第三层上方；以及设置在第二层与第四层之间的至少一个层，其中，可以在第一层、第二层、第三层和第四层中形成有激光通孔，并可以在至少一个层中形成有镀通孔(PTH)。
根据实施例，天线模块还可以包括设置在印刷电路板的另一表面处的无线通信芯片，其中，从无线通信芯片提供的电信号可以被传输到馈送单元。
根据实施例，从无线通信芯片提供的电信号可以通过形成在第一层、第二层、第三层和第四层中的激光通孔以及通过形成在至少一个层中的PTH被传输到馈送单元。
根据实施例，为了产生通过第一天线辐射的射频，可以将从印刷电路板的另一表面提供的中频信号和本振频率信号通过形成在第三层和第四层中的激光通孔传输到第三层的一个表面。
根据实施例，天线模块还可以包括堆叠在第二层下方的第五层，其中，可以在第五层中形成激光通孔，并且可以在第五层的一个表面处设置接地。
根据实施例，该结构的一个表面和第一FPCB可以通过第一粘合层耦接，并且该结构的另一表面和第二FPCB可以通过第二粘合层耦接。
根据实施例，可以基于通过第一天线辐射的无线电波的波长来确定第一长度。
根据实施例，一种基站可以包括：天线模块，其中，天线模块可以包括堆叠有至少一个层的印刷电路板；馈送单元，该馈送单元设置在印刷电路板的一个表面处；以及第一天线，该第一天线与馈送单元间隔开预定的第一长度。
根据实施例，天线模块还可以包括：介电层，该介电层堆叠在印刷电路板的设置有馈送单元的一个表面上；以及第一柔性印刷电路板(FPCB)，该第一FPCB堆叠在介电层的一个表面上，其中，第一天线可以设置在第一FPCB的一个表面上。
根据实施例，天线模块还可以包括：第二FPCB，该第二FPCB与第一FPCB的一个表面间隔开预定的第二长度；第二天线，该第二天线设置在第二FPCB的一个表面处；以及设置在第一FPCB的一个表面处以使第一FPCB与第二FPCB能够间隔开第二长度的结构。
根据实施例，印刷电路板可以包括：第一层，该第一层设置在印刷电路板的一个表面处；第二层，该第二层沿堆叠方向堆叠在第一层下方；第三层，该第三层设置在印刷电路板的另一表面处；第四层，该第四层沿堆叠方向堆叠在第三层上方；以及设置在第二层与第四层之间的至少一个层，其中，可以在第一层、第二层、第三层和第四层中形成有激光通孔，并可以在至少一个层中形成有镀通孔(PTH)。
根据实施例，天线模块还可以包括设置在印刷电路板的另一表面处的无线通信芯片，其中，从无线通信芯片提供的电信号可以被传输到馈送单元。
根据实施例，从无线通信芯片提供的电信号可以通过形成在第一层、第二层、第三层和第四层中的激光通孔以及通过形成在至少一个层中的PTH被传输到馈送单元。
根据实施例，为了产生通过第一天线辐射的射频，可以将从印刷电路板的另一表面提供的中频信号和本振频率信号通过形成在第三层和第四层中的激光通孔传输到第三层的一个表面。
根据实施例，天线模块还可以包括堆叠在第二层下方的第五层，其中，可以在第五层中形成激光通孔，并且可以在第五层的一个表面处设置接地。
根据实施例，该结构的一个表面与第一FPCB可以通过第一粘合层耦接，并且该结构的另一表面与第二FPCB可以通过第二粘合层耦接。
根据实施例，可以基于通过第一天线辐射的无线电波的波长来确定第一长度。
根据本公开中公开的实施例，通过减少构成天线模块的印刷电路板的制造工艺中的层的堆叠数量，可以提高天线模块的性能，可以降低天线模块的故障率，并且可以减少天线模块的制造所花费的时间和成本。
此外，根据本公开中公开的实施例，通过如在耦合方案中那样向构成天线模块的天线间接地提供电信号，可以提高天线模块的设计自由度。
在本说明书和附图中公开的本公开的实施例仅呈现特定示例，以便容易地描述根据本公开的实施例的技术内容并帮助理解本公开的实施例，并且它们不旨在限制本公开的实施例的范围。即，对于本领域技术人员显而易见的是，可以实现基于本公开的技术思想的其他修改。此外，上述每个实施例可以根据需要彼此组合操作。例如，本公开中提出的一些方法可以彼此组合，从而可以操作基站和终端。

Claims (20)

1.一种包括印刷电路板的天线模块，所述天线模块包括：
其中堆叠有至少一个层的所述印刷电路板；
馈送单元，所述馈送单元设置在所述印刷电路板的一个表面处；以及
第一天线，所述第一天线与所述馈送单元间隔开预定的第一长度。
2.根据权利要求1所述的天线模块，所述天线模块还包括：
介电层，所述介电层堆叠在所述印刷电路板的设置有所述馈送单元的所述一个表面上；以及
第一柔性印刷电路板，所述第一柔性印刷电路板堆叠在所述介电层的一个表面上，
其中，所述第一天线设置在所述第一柔性印刷电路板的一个表面处。
3.根据权利要求2所述的天线模块，所述天线模块还包括：
第二柔性印刷电路板，所述第二柔性印刷电路板与所述第一柔性印刷电路板的所述一个表面间隔开预定的第二长度；
第二天线，所述第二天线设置在所述第二柔性印刷电路板的一个表面处；以及
设置在所述第一柔性印刷电路板的一个表面处以使所述第一柔性印刷电路板与所述第二柔性印刷电路板间隔开所述第二长度的结构。
4.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述印刷电路板包括：
第一层，所述第一层设置在所述印刷电路板的第一表面处；
第二层，所述第二层堆叠在所述第一层下方；
第三层，所述第三层设置在所述印刷电路板的第二表面处；
第四层，所述第四层堆叠在所述第三层上方；以及
设置在所述第二层与所述第四层之间的至少一个层，
其中，所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层均包括激光通孔，并且
所述至少一个层包括由镀通孔工艺形成的通孔。
5.根据权利要求4所述的天线模块，所述天线模块还包括：无线通信芯片，所述无线通信芯片设置在所述印刷电路板的所述第二表面处，
其中，从所述无线通信芯片提供的电信号被传输到所述馈送单元。
6.根据权利要求5所述的天线模块，其中，从所述无线通信芯片提供的电信号通过形成在所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层中的激光通孔以及通过由所述镀通孔工艺形成的通孔被传输到所述馈送单元。
7.根据权利要求4所述的天线模块，其中，从所述印刷电路板的所述第二表面提供的中频信号和本振频率信号通过形成在所述第三层和所述第四层中的激光通孔被传输到所述第三层的一个表面，以生成射频，并且
所述射频是通过所述第一天线辐射的。
8.根据权利要求4所述的天线模块，所述天线模块还包括：第五层，所述第五层堆叠在所述第二层下方，
其中，所述第五层包括激光通孔，并且
在所述第五层的一个表面处设置有接地。
9.根据权利要求3所述的天线模块，其中，所述结构的第一表面通过第一粘合层耦接到所述第一柔性印刷电路板，并且
所述结构的第二表面通过第二粘合层耦接到所述第二柔性印刷电路板。
10.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述第一长度是基于通过所述第一天线辐射的无线电波的波长来确定的。
11.一种包括天线模块的基站，其中，所述天线模块包括：
其中堆叠有至少一个层的印刷电路板；
馈送单元，所述馈送单元设置在所述印刷电路板的一个表面处；以及
第一天线，所述第一天线与所述馈送单元间隔开预定的第一长度。
12.根据权利要求11所述的基站，其中，所述天线模块还包括：
介电层，所述介电层堆叠在所述印刷电路板的设置有所述馈送单元的所述一个表面上；以及
第一柔性印刷电路板，所述第一柔性印刷电路板堆叠在所述介电层的一个表面上，
其中，所述第一天线设置在所述第一柔性印刷电路板的一个表面处。
13.根据权利要求12所述的基站，其中，所述天线模块还包括：
第二柔性印刷电路板，所述第二柔性印刷电路板与所述第一柔性印刷电路板的所述一个表面间隔开预定的第二长度；
第二天线，所述第二天线设置在所述第二柔性印刷电路板的一个表面处；以及
设置在所述第一柔性印刷电路板的一个表面处以使所述第一柔性印刷电路板与所述第二柔性印刷电路板间隔开所述第二长度的结构。
14.根据权利要求11所述的基站，其中，所述印刷电路板包括：
第一层，所述第一层设置在所述印刷电路板的第一表面处；
第二层，所述第二层堆叠在所述第一层下方；
第三层，所述第三层设置在所述印刷电路板的第二表面处；
第四层，所述第四层堆叠在所述第三层上方；以及
设置在所述第二层与所述第四层之间的至少一个层，
其中，所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层均包括激光通孔，并且
所述至少一个层包括由镀通孔工艺形成的通孔。
15.根据权利要求14所述的基站，其中，所述天线模块还包括：无线通信芯片，所述无线通信芯片设置在所述印刷电路板的所述第二表面处，并且
其中，从所述无线通信芯片提供的电信号被传输到所述馈送单元。
16.根据权利要求15所述的基站，其中，从所述无线通信芯片提供的电信号通过形成在所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层中的激光通孔以及通过由所述镀通孔工艺形成的通孔被传输到所述馈送单元。
17.根据权利要求14所述的基站，其中，从所述印刷电路板的所述第二表面提供的中频信号和本振频率信号通过形成在所述第三层和所述第四层中的激光通孔被传输到所述第三层的一个表面，以生成射频，并且
所述射频是通过所述第一天线辐射的。
18.根据权利要求14所述的基站，其中，
所述天线模块还包括第五层，所述第五层堆叠在所述第二层下方，
其中，所述第五层包括激光通孔，并且
在所述第五层的一个表面处设置有接地。
19.根据权利要求13所述的基站，其中，
所述结构的第一表面通过第一粘合层耦接到所述第一柔性印刷电路板，并且所述结构的第二表面通过第二粘合层耦接到所述第二柔性印刷电路板。
20.根据权利要求11所述的基站，其中，所述第一长度基于通过所述第一天线辐射的无线电波的波长来确定。
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