CN112956081B - 共享接地的mmWave和sub-6GHz天线*** - Google Patents

共享接地的mmWave和sub-6GHz天线*** Download PDF

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Abstract

本公开的实施例提供了一种用于天线放置和天线排列的装置，以节省包括多个天线的天线***的空间。在一个实施例中，公共传输线介质为所述天线***的一个天线提供馈电网络，并且为所述天线***的第二个天线提供信号返回路径。

Description

共享接地的mmWave和sub-6GHz天线***
相关申请案交叉申请
本申请要求于2018年12月10日提交的申请号为62/777,555、申请名称为“共享接地的mmWave和sub-6GHz天线***”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开大体上涉及电子设备，在特定实施例中，涉及用于在电子设备中排列天线的***和方法。
背景技术
移动设备配备有各式各样的天线，每种天线均设计用于应用不同无线接入技术(radio access technology，RAT)。作为示例，移动设备可以具有不同天线以支持第三代(third generation，3G)、***(fourth generation，4G)、长期演进(Long TermEvolution，LTE)和/或第五代(fifth generation，5G)新无线(New Radio，NR)无线通信，以及接入Wi-Fi、蓝牙、近场通信(Near Field Communication，NFC)和/或全球定位卫星(global positioning satellite，GPS)信号。
手机变得更纤薄的同时显示屏区域也变得比较大，这限制了通常适于放置天线的边框区域。因此，随着移动设备内天线数量的增加，分配给这些天线的覆盖面积反而变小。因此，提供用于在电子设备中紧凑地排列和设计多个天线的方法和结构是有益的。
发明内容
本公开的实施例大体上实现了技术优点，所述实施例描述了用于在电子设备中排列天线的***和方法。
第一方面涉及电子设备中的天线***。所述天线***包括第一天线，用于以sub-6千兆赫(GHz)频率工作；以及第二天线，用于以毫米波频率工作，其中所述第二天线的馈电网络嵌入所述第一天线的信号返回路径的传输线介质内。因此，实现紧凑排列所述天线***中的所述第一天线和所述第二天线。
根据所述第一方面，在所述天线***的第一种实现方式中，所述传输线介质为带状线传输线。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第二种实现方式中，所述第一天线为倒F天线(inverted-F antenna，IFA)、环形天线或缝隙天线。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第三种实现方式中，所述第一天线包括到接地层的信号返回路径。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第四种实现方式中，所述第一天线的接地层为所述第二天线的接地层。因此，所述第一天线和所述第二天线之间的公共接地层进一步提高了所述天线***的紧凑性。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第五种实现方式中，所述第一天线包括多个开口。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第六种实现方式中，所述第一天线的辐射单元为所述第二天线的接地层。因此，实现紧凑放置天线***中的多个天线。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第七种实现方式中，所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述天线振子阵列中的每个天线振子分别通过所述第一天线的所述多个开口中的一个不同开口来辐射。因此，实现紧凑放置天线***中的多个天线。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第八种实现方式中，所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述天线振子阵列中的至少一个天线振子通过所述第一天线的所述多个开口中的一个开口来辐射。因此，实现紧凑放置天线***中的多个天线。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第九种实现方式中，所述第二天线还包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述第一天线为所述天线振子阵列中的每个天线振子的接地层。因此，所述第一天线和所述第二天线之间的公共接地层进一步提高了所述天线***的紧凑性。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十种实现方式中，所述第二天线为双极化贴片阵列天线、单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十一种实现方式中，所述第二天线位于所述电子设备的金属框架内。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十二种实现方式中，所述电子设备包括：正面，包括显示屏；背面，与所述正面相对且包括后盖；以及侧面，垂直于所述正面和所述背面且将所述正面连接到所述背面。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十三种实现方式中，所述后盖包括介电材料。所述第一天线包括位于所述电子设备的所述后盖和所述正面之间的内部金属框架，所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。因此，策略性地放置所述天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十四种实现方式中，所述后盖包括介电材料。所述第一天线包括介电载体顶部上的金属，所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。因此，策略性地放置所述天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十五种实现方式中，所述天线***还包括第三天线，用于以所述毫米波频率工作。所述第三天线位于所述电子设备的所述背面并且用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。因此，策略性地放置一个天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十六种实现方式中，所述天线***还包括第四天线，用于以所述毫米波频率工作。所述第四天线位于所述电子设备的所述正面并且用于远离所述电子设备的所述正面向外辐射。因此，策略性地放置一个天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十七种实现方式中，所述电子设备包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器。所述第二天线还包括：柔性电路；电路夹(c夹)；第二PCB，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述第二PCB上。所述IC通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。因此，实现紧凑排列所述天线***中的一个天线的有源/无源组件和互连组件。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十八种实现方式中，所述电子设备包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器。所述第二天线还包括：柔性电路；电路夹(c夹)；柔性电路板，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述柔性电路板上。所述IC通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。因此，实现紧凑排列所述天线***中一个天线的有源/无源组件和互连组件。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十九种实现方式中，所述第二天线包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述天线振子阵列位于所述第一侧面。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第二十种实现方式中，所述电子设备包括具有板对板连接器的印刷电路板(printed circuitboard，PCB)。所述第二天线还包括集成电路(integrated circuit，IC)和柔性电路，所述IC安装在所述第二天线的相对的第二侧面，所述柔性电路用于通过所述板对板连接器将所述IC电耦合到所述PCB。因此，实现紧凑排列所述天线***中的一个天线的有源/无源组件和互连组件。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第二十一种实现方式中，所述第二天线还包括第一和第二贴片天线阵列。所述第一贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的金属框架的各个开口来辐射。所述金属框架的开口垂直于所述电子设备的显示屏侧。所述第二贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的电介质后盖来辐射。所述电介质后盖与所述电子设备的非显示屏侧相对。因此，策略性地放置一个天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第一方面或所述第一方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第二十二种实现方式中，所述第二天线还包括单极化偶极阵列。所述单极化偶极阵列中的每个阵元均用于在所述电子设备的所述金属框架和所述显示屏侧之间辐射。因此，策略性地放置一个天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
第二方面涉及电子设备。所述电子设备包括：非瞬时性存储器，包括指令；一个或多个处理器，用于执行所述指令；以及天线***，与所述一个或多个处理器和所述非瞬时性存储器进行通信。所述天线***包括：第一天线，用于以sub-6千兆赫(GHz)频率工作；以及第二天线，用于以毫米波频率工作。所述第二天线的馈电网络嵌入所述第一天线的信号返回路径的传输线介质内。因此，实现紧凑排列所述天线***中的所述第一天线和所述第二天线。
根据所述第二方面，在所述电子设备的第一种实现方式中，所述传输线介质为带状线传输线。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第二种实现方式中，所述第一天线为倒F天线(inverted-F antenna，IFA)、环形天线或缝隙天线。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第三种实现方式中，所述第一天线包括到接地层的信号返回路径。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第四种实现方式中，所述第一天线的接地层为所述第二天线的接地层。因此，所述第一天线和所述第二天线之间的公共接地层进一步提高了所述天线***的紧凑性。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第五种实现方式中，所述第一天线包括多个开口。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第六种实现方式中，所述第一天线的辐射单元为所述第二天线的接地层。因此，实现紧凑放置天线***中的多个天线。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第七种实现方式中，所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射。所述天线振子阵列中的每个天线振子分别通过所述第一天线的所述多个开口中的一个不同开口来辐射。因此，实现紧凑放置天线***中的多个天线。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第八种实现方式中，所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射。所述天线振子阵列中的至少一个天线振子通过所述第一天线的所述多个开口中的一个开口来辐射。因此，实现紧凑放置天线***中的多个天线。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第九种实现方式中，所述第二天线还包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射。所述第一天线为所述天线振子阵列中的每个天线振子的接地层。因此，所述第一天线和所述第二天线之间的公共接地层进一步提高了所述天线***的紧凑性。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十种实现方式中，所述第二天线为双极化贴片阵列天线、单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十一种实现方式中，所述第二天线位于所述电子设备的金属框架内。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十二种实现方式中，所述电子设备还包括：正面，包括显示屏；背面，与所述正面相对且包括后盖；以及侧面，垂直于所述正面和所述背面且将所述正面连接到所述背面。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十三种实现方式中，所述后盖包括介电材料。所述第一天线包括位于所述电子设备的所述后盖和所述正面之间的内部金属框架。所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。因此，策略性地放置所述天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十四种实现方式中，所述后盖包括介电材料。所述第一天线包括介电载体顶部上的金属。所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。因此，策略性地放置所述天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十五种实现方式中，所述天线***还包括第三天线，用于以所述毫米波频率工作。所述第三天线位于所述电子设备的所述背面并且用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。因此，策略性地放置所述天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十六种实现方式中，所述天线***还包括第四天线，用于以所述毫米波频率工作。所述第四天线位于所述电子设备的所述正面并且用于远离所述电子设备的所述正面向外辐射。因此，策略性地放置所述天线来所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十七种实现方式中，所述电子设备包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器。所述第二天线还包括：柔性电路；电路夹(c夹)；第二PCB，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述第二PCB上。所述IC用于通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。因此，实现紧凑排列所述天线***中的一个天线的有源/无源组件和互连组件。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十八种实现方式中，所述电子设备包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器。其中所述第二天线还包括：柔性电路；电路夹(c夹)；柔性电路板，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述柔性电路板上。所述IC用于通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。因此，实现紧凑排列所述天线***中的一个天线的有源/无源组件和互连组件。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第十九种实现方式中，所述第二天线包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面。所述天线振子阵列位于所述第一侧面。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第二十种实现方式中，所述电子设备还包括具有板对板连接器的印刷电路板(printed circuitboard，PCB)。所述第二天线还包括集成电路(integrated circuit，IC)和柔性电路，所述IC安装在所述第二天线的相对的第二侧面，所述柔性电路用于通过所述板对板连接器将所述IC电耦合到所述PCB。因此，实现紧凑排列所述天线***中的一个天线的有源/无源组件和互连组件。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第二十一种实现方式中，所述第二天线还包括：第一和第二贴片天线阵列。所述第一贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的金属框架各自的开口来辐射。所述金属框架的开口垂直于所述电子设备的显示屏侧。所述第二贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的电介质后盖来辐射。所述电介质后盖与所述电子设备的非显示屏侧相对。因此，策略性地放置一个天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第二十二种实现方式中，所述第二天线还包括单极化偶极阵列。所述单极化偶极阵列中的每个阵元均用于在所述电子设备的所述金属框架和所述显示屏侧之间辐射。因此，策略性地放置一个天线为所述电子设备提供了特定辐射覆盖。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第二十三种实现方式中，所述电子设备为蜂窝设备、平板电脑、个人计算机、移动台(station，STA)、智能手表或蜂窝连接的车辆。
根据所述第二方面或所述第二方面的任意前述实现方式，在所述电子设备的第二十四种实现方式中，所述电子设备为增强型基站(enhanced Node B，eNodeB或eNB)、gNB、发送/接收点(transmit/receive point，TRP)、宏小区、毫微微小区或Wi-Fi接入点(accesspoint，AP)。
第三方面涉及一种电子设备中的天线***。所述天线***包括：第一辐射单元，用于在第一频带工作；第二辐射单元，用于在第二频带工作；共享传输线介质，耦合到所述第一辐射单元和所述第二辐射单元，所述共享传输线介质用于为所述第一辐射单元提供馈电网络，并且为所述第二辐射单元提供信号返回路径。
根据所述第三方面，在所述天线***的第一种实现方式中，所述第一频带为毫米波频带。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第二种实现方式中，所述第二频带为sub-6千兆赫(GHz)频带。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第三种实现方式中，所述传输线介质为带状线传输线。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第四种实现方式中，所述天线***还包括具有多个所述第一辐射单元的第一天线。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第五种实现方式中，所述第一天线为双极化贴片阵列天线、单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第六种实现方式中，所述天线***还包括具有多个所述第二辐射单元的第二天线。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第七种实现方式中，所述第二天线为倒F天线(inverted-F antenna，IFA)、环形天线或缝隙天线。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第八种实现方式中，所述第二天线包括到接地层的信号返回路径。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第九种实现方式中，所述第一天线的接地层为所述第二天线的接地层。
根据所述第三方面或所述第三方面的任意前述实现方式，在所述天线***的第十种实现方式中，所述第二辐射单元为所述第一辐射单元的接地层。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1是能够通过多种无线接入技术(radio access technology，RAT)工作的实施例电子设备的示图；
图2A是包括第一天线和第二天线的实施例天线***的顶部角视图；
图2B是包括第一天线和第二天线的实施例天线***的放大的前侧视图；
图2C是包括第一天线和第二天线的实施例天线***的放大的后侧视图；
图3A是实施例天线***的第二天线对应的水平增益图；
图3B是实施例天线***的第二天线对应的垂直增益图；
图4A和图4B是实施例天线***的多角度视图；
图4C是该实施例天线***的后侧角视图；
图4D是该实施例天线***的后侧角视图的另一个实施例；
图5A和图5B是实施例天线***的多角度视图；
图6A至图6C是实施例天线***的多角度视图；
图7A和图7B是实施例主机设备的多角度视图；
图8是实施例无线通信网络的示图；
图9是实施例处理***的示图；以及
图10是实施例收发器的示图。
具体实施方式
本公开提供了许多可在各种特定上下文中体现的适用的发明构思。具体实施例仅说明具体配置，而不限制所要求保护的实施例的范围。除非另有说明，否则可以组合不同实施例的特征以形成进一步的实施例。关于一个实施例所描述的变化或修改也可适用于其他实施例。进一步的，应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。
虽然主要是在工作于sub-6千兆赫(GHz)和毫米波(millimeter wave，mmWave)频率上的天线***的上下文中描述了本发明的方面，但是还应当理解，这些本发明的方面也可以适用于在其他频谱上工作的其他天线，这些天线也可以利用在此处公开的本发明的概念。此外，虽然主要是在移动设备上的天线***的上下文中描述了本公开中呈现的各种实施例，但是所得到的天线***可在基站中提供无线通信，该基站可从紧凑型天线放置和天线排列中受益。
大数据量应用的出现，例如虚拟现实(virtual reality，VR)、增强现实(augmented reality，AR)、大数据分析、人工智能(artificial intelligence，AI)、三维(three-dimensional，3D)媒体、超高清传输视频等，已经使无线网络内交换的数据量产生显著增长。第五代(fifth generation，5G)新无线(New Radio，NR)蜂窝移动通信可以为这些类型的应用提供无线网络框架。与当前可用的通信技术相比，5G NR提供了更高的带宽、更高的数据速率和更大的***容量。
从LTE过渡到5G NR的常见部署策略是将5G NR基站(即，gNB或gNodeB)添加到现有长期演进(Long-Term Evolution，LTE)无线通信网络，所述5G NR基站向网络运营商提供较广的覆盖层。为了支持新网络、现有网络和上一代网络，移动设备配备有各种各样的天线，以在2G/3G/4G/LTE/5G NR内提供操作能力。这是对支持例如数据或功率传输(例如，全球定位卫星(global positioning satellite，GPS)、Wi-Fi、蓝牙和近场通信(Near FieldCommunications，NFC)等)的其他天线的补充。
本公开的实施例提供了用于排列和设计能够在多种无线接入技术(radio accesstechnology，RAT)上工作的紧凑型天线***的结构和方法。根据本公开的各种实施例，提供了一种天线***以及操作和组装方法。所述天线***包括sub-6GHz天线和毫米波(millimeter wave，mmWave)天线，分别支持sub-6GHz和mmWave频谱。在一个实施例中，用于所述mmWave天线的馈电网络嵌入传输线介质中，所述传输线介质将到接地层的信号返回路径提供给所述sub-6GHz天线并且可选地提供给所述mmWave天线。这种排列实现了更紧凑的设计并且提高了主机设备内的组件放置容积效率。
所述传输线介质可以是例如带状线传输线或微带传输线。所述sub-6GHz天线可以是倒F天线(inverted-F antenna，IFA)、环形天线、缝隙天线或具有到接地层的信号返回路径的任何其他天线类型。所述mmWave天线的一个例子可以是双极化贴片阵列天线。所述mmWave天线可以同时支持水平极化和垂直极化，其中主波束指向远离所述移动设备的相同方向。在某些实施例中，所述传输线介质内的接地过孔结构可以改善mmWave天线信号和sub-6GHz天线信号之间的隔离度。在一些实施例中，所述sub-6GHz天线可以包括多个开口或空腔。在此类实施例中，所述mmWave天线可以包括天线振子阵列，用于以mmWave载波频率来辐射，所述天线振子阵列中的每个天线振子可以分别通过所述sub-6GHz天线的所述多个开口或空腔中的一个不同开口或空腔来辐射。在另一实施例中，所述mmWave天线可以是位于所述sub-6GHz天线上方的贴片天线，其中所述sub-6GHz天线的辐射器为所述mmWave天线的接地层。
在一个实施例中，所述mmWave天线可以包括天线振子阵列、柔性电路、电路夹(c夹)、连接到过孔c夹的印刷电路板(printed circuit board，PCB)、集成电路(integratedcircuit，IC)。在一些实施例中，所述PCB可以是柔性电路板。在一些实施例中，所述mmWave天线可以排列在所述移动设备的金属框架内。在一些实施例中，所述sub-6GHz天线可以包括面向所述移动设备外部的电介质盖和面向所述移动设备内部的介电载体顶部的内部金属框架或金属。在一个实施例中，所述集成电路位于所述天线振子阵列的相对侧。在另一实施例中，所述mmWave天线通过板对板连接器和所述柔性电路连接到所述移动设备的PCB。所述柔性电路可以将所述IC电连接到容纳处理器和调制解调器的主PCB。在一个示例性实施例中，所述mmWave天线可以包括第一贴片天线阵列(例如，1×4贴片阵列)和第二贴片天线阵列(例如，2×2贴片阵列)。所述第一阵列的每个贴片天线均可以通过垂直于所述电子设备的显示屏侧的所述电子设备的金属框架的相应开口来辐射，从而为所述电话的该侧提供覆盖。所述第二阵列的每个贴片天线均可以通过与所述电子设备的所述显示屏侧相对的所述电子设备的电介质后盖来辐射，从而为所述电话的所述背面提供覆盖。在一个实施例中，所述mmWave天线可以包括单极化偶极阵列。所述单极化偶极阵列中的每个阵元均可以在所述电子设备的所述金属框架和所述显示屏侧之间辐射，从而为所述电话的所述正面提供覆盖。下面将对这些和其他细节给出更详细的说明。
图1示出了能够通过多种无线接入技术(radio access technology，RAT)工作的实施例电子设备100。在一些实施例中，电子设备100可以是用于接入网络的任意用户侧设备，例如蜂窝设备、平板电脑、个人计算机、移动站(station，STA)、智能手表、车辆或任意其他通过无线启动的用户侧设备。所述用户设备可以提供无线接入到基站、全球定位卫星(global positioning satellite，GPS)、用户设备(user equipment，UE)、感应电源等。
在其他实施例中，电子设备100可以是用于提供无线接入到网络的任意网络侧设备，例如增强型基站(enhanced Node B，eNodeB或eNB)、gNB、发送/接收点(transmit/receive point，TRP)、宏小区、毫微微小区、Wi-Fi接入点(access point，AP)和其他通过无线启动的设备。基站可以根据一个或多个无线通信协议来提供无线接入，例如，第五代新无线(5th generation New Radio，5G NR)、LTE、高级LTE(LTE-Advanced，LTE-A)、高速分组接入(High Speed Message Access，HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等。在一些实施例中，电子设备100可以包括各种其他无线设备，例如调制解调器、传感器、图形处理器等。
如图所示，电子设备100包括处理器102、调制解调器104和天线***106，其可以(或可以不)排列为如图所示。处理器102可以为任何用于进行计算和/或其他处理相关任务的组件或组件的集合，调制解调器104可以为任何用于生成由处理器102执行的通信信号的组件或组件的集合。处理器102和调制解调器104可容纳在主印刷电路板(printed circuitboard，PCB)120内。
电子设备100显示为具有单个处理器。然而，在一些实施例中，电子设备100可以包括多个处理器。在一些实施例中，电子设备100可以包括不同类型的处理单元，例如图形处理单元(graphics processing unit，GPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)等。
UE 100可以包括未在图1中描绘的附加组件，例如非瞬时性计算机可读介质、长期存储器(例如，非易失性存储器等)或锁相环。
天线***106包括N个天线：天线1(108)至天线N(110)。每个天线均能访问相同或不同的网络、卫星或设备。所述天线用于辐射或接收信号，并且能够在各种频谱上工作。
天线***106还包括M个集成电路(integrated circuit，IC)：IC 1(112)至IC M(114)。所述IC将所述主机设备的各种组件彼此连接，以放大信号、滤除信号等。在一个实施例中，每个天线(例如，天线1(108)至天线N(110))通过集成电路或分立电路连接到处理器102和调制解调器104。在一些实施例中，集成电路可以将多个天线连接到处理器102和调制解调器104。在其他实施例中，部分天线可以共享公共集成电路，以连接到处理器102和/或调制解调器104。
本公开的实施例提供了一种节省空间的结构，其使得用于一个天线的信号返回路径的传输线介质能够用作第二天线的馈电网络。在一些实施例中，所述第一天线的信号返回路径也可以是所述第二天线的信号返回路径。所述传输线介质的接地结构还将所述第二天线的信号与所述第一天线的信号隔离。
无论是天线阵列位于***主板上(antenna on board，AoB)的类型还是天线阵列位于芯片的封装内(antenna in package，AiP)的类型，mmWave天线一般都不与sub-6GHz天线建立直流电连接。所述mmWave天线与所述sub-6GHz天线单独存在，每个天线单独辐射，而不共享任何公共组件。但是，本公开的实施例提供了一种mmWave天线，所述天线的全部或部分可以连接到所述sub-6GHz天线的全部或部分。所述两个天线之间的连接可以是高阻抗线路，或者是可作为所述sub-6GHz天线的端口的线路。换句话说，在例如5G***中的mmWave天线实现是可以与共享体积内的sub-6GHz无线电(radio)共存。
图2A至图2C示出了实施例天线***150的多角度视图。实施例天线***150包括第一天线和第二天线中共享组件的紧凑排列。具体地，图2A示出了实施例天线***150的顶部角视图，图2B示出了实施例天线***150的放大前侧，图2C示出了实施例天线***150的放大后侧视图。天线***150的所述第一天线能够在所述sub-6GHz频谱上工作。天线***150的所述第二天线能够在所述mmWave频谱上工作。
所述第一天线可以是具有到接地层的信号返回路径并且能够在所述sub-6GHz频谱上工作的任何类型的天线。所述第一天线包括辐射单元152、馈电网络154和信号返回路径156。所述sub-6GHz天线的接地层通过信号返回路径156电连接到天线***150的公共地。
包括与所述信号返回路径分离的导电路径的任意类型的传输线介质，例如带状线型、微带型、波导型等，可以用于信号返回路径156。在一个实施例中，信号返回路径156可以是带状线传输线，所述带状线传输线包括夹在两个平行接地板之间且通过介电材料进行绝缘的导电金属条带。所述平行接地板同时为所述第一天线和所述第二天线提供信号返回路径。在此类实施例中，所述导电金属为所述第二天线提供馈电路径。在一些实施例中，过孔结构可以将所述传输线介质的所述平行接地板彼此连接，从而在所述导电金属的侧面上形成壁式平面(walled plane)。所述平行接地板和壁式过孔结构实现了所述第二天线的所述馈电路径与可能干扰信号分布的外部信号之间的隔离。
如图所示，所述第一天线可以是能够在所述sub-6GHz(即，6GHz以下)频谱上工作的倒F天线(inverted-F antenna，IFA)。在一些实施例中，所述倒F天线可以在平面实现中用于平面倒F天线(planar inverted-F antenna，PIFA)、印刷倒F天线、弯曲印刷倒F天线、贴片天线、短贴片天线等形式的无线电路。所述倒F天线可以构造在例如微带电磁传输线介质内。在此类实施例中，天线振子较宽，而接地层位于下方。在其他实施例中，所述sub-6GHz天线可以是环形天线、缝隙天线或用于支持6GHz以下频谱中的操作功能的任何其他类型的天线。
所述第二天线可以是任意类型的天线，所述天线具有在传输线的导电组件中实现的馈电网络，所述传输线还包括为所述sub-6GHz天线提供信号返回路径的接地层。所述第二天线包括辐射单元158、信号迹线160和信号返回路径162。在一些实施例中，所述第一天线的信号返回路径156可以为所述第二天线的信号返回路径162。
如图所示，所述第二天线是能够在所述毫米波频谱(即，在30GHz和300GHz之间)上工作的1×4双极化贴片阵列天线。贴片阵元的数量和阵元的排列(行和/或列)为非限制性，可以考虑具有不同数量阵元的其他排列。所述第二天线为双极化贴片阵列天线的图示为非限制性示例，在其他实施例中，所述第二天线可以为单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线等。
在一个实施例中，所述sub-6GHz天线(例如，倒F天线)的辐射器可以采用围绕所述手机的金属框架164，所述sub-6GHz天线可以包括多个开口166或空腔。在此类实施例中，所述mmWave天线可以包括天线振子阵列，用于以mmWave载波频率来辐射，所述天线振子阵列中的每个天线振子可以分别通过所述sub-6GHz天线的所述多个开口166或空腔中的一个不同开口或空腔来辐射。还可以想到，在其他一些实施例中，两个或两个以上的天线振子可以共享所述sub-6GHz天线的相同开口或空腔或通过所述sub-6GHz天线的相同开口或空腔来辐射。
在另一实施例中，每个贴片天线阵元可以面向所述sub-6GHz天线的辐射器的开口且通过所述开口辐射。在此类实施例中，所述开口之间的金属部分可以改善所述贴片阵元之间的隔离度。
可选地，在另一实施例中，所述mmWave天线可以是位于所述sub-6GHz天线上方的贴片天线，其中所述sub-6GHz天线的辐射器为所述mmWave天线的接地层。
图3A和图3B示出了实施例天线***150的所述第二天线对应的水平极化和垂直极化中的增益图。特别地，图3A是在所述毫米波频谱上工作的所述第二天线的已实现水平增益图。图3B是在所述毫米波频谱上工作的所述第二天线的已实现垂直增益图。
图3A和图3B所示的已实现增益图示出了通过主机设备的外框的开口来辐射的所述实施例1×4双极化贴片天线的已实现增益图。如图所示，所述mmWave天线同时支持水平极化和垂直极化。主波束指向远离所述移动设备的相同方向。
应当理解的是，天线***150的所述第一天线和所述第二天线在至少达到35GHz的频率上彼此隔离度超过30dB，并且在其中的某些频率上彼此隔离度超过40dB。在垂直极化中，这种隔离度会更强，其中在至少达到35GHz的频率上该隔离度始终超过40dB。
所述第一天线的***效率可以大于－8dBp。特别地，在0.8GHz和1.6GHz之间的频率上，所述***效率大于－4dBp。所述第一天线的回波损耗可小于14dB。特别地，在1GHz和1.8GHz之间的频率上，取决于特定频率，所述第一天线的回波损耗可在2dB和8dB之间。
图4A至图4D示出了实施例天线***200的多角度视图。图4A示出了实施例天线200的前侧角视图。图4B示出了放置在移动设备的金属框架内的实施例天线***200的前侧角视图。在本实施例中，所述移动设备的所述金属框架可以作为所述sub-6GHz天线的接地层。
天线***200包括在所述mmWave频谱上工作的贴片阵列天线202。天线***200还包括用于在所述sub-6GHz频谱上工作的第二天线204。
如图所示，贴片阵列天线202具有四个排列成单行的振子(即，1×4贴片阵列天线)。在其他实施例中，贴片阵列天线202可以包括不同数量的振子，这些振子可以按不同的配置排列。因此，应理解，贴片阵列天线202中的振子数量为非限制性的，可以具有按各种配置排列的不同数量的振子。
贴片阵列天线202通过所述移动设备的开口220辐射，例如，如图4B所示的侧面金属框架222上的开口220。贴片阵列天线202提供垂直于所述移动设备的该侧且远离所述移动设备的侧面覆盖。金属框架222可以用作第二天线204的接地结构，所述接地结构也可以共享作为第一贴片阵列天线202的接地结构。
在一些实施例中，第二天线204可以具有允许贴片阵列天线202辐射通过的开口。在一些实施例中，贴片阵列天线202可以位于第二天线204的顶部。在此类实施例中，贴片阵列天线202将第二天线204的辐射器用作接地层。在一些实施例中，第二天线204可以是外部具有电介质盖并且具有内部金属框架的设备。在其他实施例中，第二天线204可以是外部具有电介质盖且介电载体顶部具有金属作为天线的设备。
图4C示出了实施例天线200的后侧角视图。在本实施例中，集成电路(integratedcircuit，IC)206位于贴片阵列天线202的后侧。IC 206通过所述金属框架结构连接到贴片阵列天线202，并且连接到所述移动设备的主板208。主板208可以为印刷电路板(printedcircuit board，PCB)，所述PCB可以包括处理器102、调制解调器104和板对板连接器210。所述板对板连接器可以是任意类型的接口，该接口允许电连接访问主板208的组件和/或来自主板208的组件的电连接访问。IC 206可以通过连接器212连接到板对板连接器210。在一些实施例中，电路212可以为弹性电路。
图4D示出了与图4C所示的实施例相比，具有可选的组件排列和电连接的实施例天线200的后侧角视图。在本实施例中，集成电路(integrated circuit，IC)226位于子板228上。在一些实施例中，子板228可以为印刷电路板。在其他实施例中，子板228可以为柔性电路板。子板228可通过电路夹(c夹)230连接到所述主板。子板228可通过连接器232，例如柔性电路，连接到贴片阵列天线202。
图5A和图5B示出了实施例天线***250的多角度视图。特别地，图5A示出了天线***250的顶侧角视图。图5B示出了天线***250的侧部角视图。天线***250包括第一贴片阵列天线252和第二贴片阵列天线254，每个天线均在所述mmWave频谱上工作。天线***250还包括第三天线256，其用于在所述sub-6GHz频谱上工作。
如图所示，第一贴片阵列天线252显示为具有四个排列成单行的振子(即，1×4贴片阵列天线)。同理，第二贴片阵列天线254显示为具有四个振子。但是，这4个振子排列成两列和两行(即2×2贴片阵列天线)。1×4贴片阵列天线252通过移动设备的开口辐射，例如所述侧面金属框架上的开口。1×4贴片阵列天线252在所述电话的该侧提供覆盖。
贴片阵列天线254可以位于所述移动设备的后侧。在一个实施例中，所述移动设备的后侧可以是介电结构(即，后盖)。在此类实施例中，贴片阵列天线254为所述移动设备提供后侧接收覆盖。
在其他实施例中，贴片阵列天线252和254可以各自包括不同数量的振子，并且可以按不同配置来排列。作为示例，在可选的配置和设计中，第一贴片阵列天线252可以具有八个排列成单行的振子(即，1×8贴片阵列天线)。在另一种配置和设计中，第一贴片阵列天线252可以具有六个排列成两行的振子(即，2×3贴片阵列天线)。类似地，在一个实施例中，第二贴片阵列天线254可以具有八个排列成两列和四行的振子(即，2×4贴片阵列天线)。在另一实施例中，第二贴片阵列天线254可以具有16个排列成4列和4行的振子(即，4×4贴片阵列天线)。因此，应当理解的是，贴片阵列天线252和254中的每一个的振子数量均为非限制性，在各种配置中，每个天线均可以具有不同数量的振子。
图6A至图6C示出了实施例天线***300的多角度视图。天线***300包括三个不同的贴片阵列天线，为主机设备提供三面接收和传输覆盖。图6A示出了天线***300的顶侧角视图。图6B示出了天线***300的侧部角视图。图6C示出了天线***300的底侧角视图。天线***300包括第一贴片阵列天线302、第二贴片阵列天线304和第三贴片阵列天线306。每个贴片阵列天线均用于在所述mmWave频谱上工作。天线***300还包括第四天线308，用于在所述sub-6GHz频谱上工作。
如图所示，第一贴片阵列天线302和第三贴片阵列天线306显示为具有四个排列成单行的振子(即，1×4贴片阵列天线)。同理，第二贴片阵列天线304显示为具有四个振子。但是，第二贴片阵列天线304的这4个振子排列成两列和两行(即2×2贴片阵列天线)。
第一贴片阵列天线302显示为1×4双极化贴片阵列天线。第二贴片阵列天线304显示为2×2双极化贴片阵列天线。第三贴片阵列天线306显示为1×4单极化贴片阵列天线。
第一贴片阵列天线302可以放置在主机设备的一侧，在垂直于所述主机设备的侧面结构且远离所述主机设备的内部组件的方向上提供覆盖区域。所述主机设备的结构可以包括金属框架中的开口，第一贴片阵列天线302的振子可以在所述金属框架中辐射。在一个实施例中，所述金属边框可以是第四天线308和第一贴片阵列天线302的接地层。
第二贴片阵列天线304可以放置在所述主机设备的后侧，在垂直于所述主机设备的后侧且远离所述主机设备的内部组件的方向上提供覆盖区域。所述主机设备的所述后侧可包括电介质后盖(即，非金属后盖)，所述电介质后盖使得第二贴片阵列天线304的振子能够向外辐射，而不会被反射回所述设备。所述后盖还可以提供保护免受损坏，以免第二贴片阵列天线304直接暴露于自然条件中。
第三贴片阵列天线306可以放置在与第二贴片阵列天线304相对的平面上。在这样的排列中，第三贴片阵列天线306可以在所述主机设备的所述金属框架和显示屏之间辐射。然后，第三贴片阵列天线306可以在垂直于所述主机设备的前侧且远离所述主机设备的内部组件的方向上提供覆盖区域。
在其他实施例中，贴片阵列天线302、304和306可以各自包括不同数量的振子，并且可以按不同配置来排列。因此，应当理解的是，贴片阵列天线302、304和306中的每一个的振子数量均为非限制性，在各种配置中，每个天线均可以具有不同数量的振子。
图7A和图7B示出了实施例主机设备350。图7A是主机设备350的前侧视图，图7B是主机设备350的后侧视图。主机设备350可以是能够在多种RAT上工作的手机、平板电脑设备等。如图所示，主机设备350包括外壳352。外壳352包括前表面352a、后表面352b和侧表面352c。前表面352a包括显示屏区域354。可选地，后表面352b可以是由介电材料制成的可拆卸或不可拆卸的后盖。
电子设备100的外壳通常由导电金属(例如，铝、镁等)、塑料(聚碳酸酯等)、玻璃(例如，铝硅酸盐玻璃等)和/或具有相似刚性、强度和/或耐久性的其他材料(例如，复合材料)组成。在一个实施例中，面板中的金属部件可以用作外部天线。在另一实施例中，所述面板可以由金属制成，并且具有塑料或玻璃开口，或者由塑料或玻璃制成，以实现内部天线的接收或发送。
主机设备350可以容纳本公开中上述公开的一个或多个天线。在一个示例中，图4A至图4D的天线202和204可以位于侧部352c处，并且远离主机设备350向外辐射。在另一示例中，图5A和图5B中的天线252可以位于侧部352c处，天线254可以位于后表面352b处。天线252和254远离主机设备350向外辐射。作为另一示例，图6A至图6C中的天线302可以位于侧部352c，天线304可以位于后表面352b，天线306可以位于前表面352a。在本示例中，天线302、304和306远离主机设备350向外辐射。
通常，策略性地放置各个天线以减少与所述设备的其他天线辐射出来的信号有关的信号干扰。增强隔离度的一种有效方法是从物理上将所述天线彼此分开。增强隔离度的另一种方法是通过放置所述天线使得所述天线的极化彼此正交。作为示例，由于信号耦合通常根据其距离而减小，因此天线可以相对于彼此按水平和/或垂直偏移进行排列。作为另一示例，可以将天线彼此垂直放置以产生不同的极化。
大多数现代无线设备都有多个种类若干个天线。通常，无线设备可以有主蜂窝天线、分集蜂窝天线、全球定位卫星(global positioning satellite，GPS)天线、Wi-Fi天线和近场通信(Near Field Communications，NFC)天线。所述无线设备可以包括其他天线，以实现特定的通信目标。或者，例如，为了减小所述无线设备的大小、复杂度和/或成本，可以省略一些天线。另外，为了提高性能或作为主天线的替代物，无线设备可以具有一个或多个各个类型的天线。一些非蜂窝天线可以用于接收器，例如GPS天线，而其他非蜂窝天线，例如Wi-Fi天线，可以用于发送器和接收器。
在蜂窝设备中，主蜂窝天线为主通信天线，负责发送和接收模拟和数字信号。通常，对于手机来说，所述主蜂窝天线的位置位于所述蜂窝设备的下方垂直位置。这通常是为了通过将天线的主体移离人体头部来降低射频能量吸收比率(specific absorptionrate，SAR)并且增加总辐射发射功率(total radiated power，TRP)。
所述主蜂窝天线通常可以为平面倒F天线(planar inverted-F antenna，PIFA)、折叠倒F天线、单极子天线、环形天线、微带贴片天线、折叠倒共形天线类型或上述或其他类型天线中任意一种天线的修改版。通常，可以使用许多不同类型的天线来支持针对不同载波的各种监管和***要求。
在一些设备中，添加辅助蜂窝天线或分集天线作为所述主蜂窝天线的替代物。在典型的天线配置中，所述辅助蜂窝天线或所述分集天线仅用于接收(或者当支持发射分集时用于接收和发射)。当信号从例如蜂窝塔向无线蜂窝设备发射时，由于多径传播，接收设备可以接收到一个以上原始信号的副本，作为信号反射和色散的结果。所述辅助蜂窝天线可以具有与所述主蜂窝天线相同的天线类型。或者，所述辅助蜂窝天线可以是与所述主蜂窝天线工作频率相同的不同类型的天线。
在具有多个分集天线的无线设备中，无线数据调制解调器从所述多个天线所接收的各种信号副本中选择最强信号。或者，所述无线数据调制解调器可以将所述接收到的信号进行合并，通过合并和加权来自不同路径的信号以提高接收信号功率级别和接收信号信噪比(signal to noise ratio，SNR)。此外，在天线分集方案中，可以采用多种方法来提高信号的可靠性。
除了分集天线，现代蜂窝设备还可以采用多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)技术。通常，简单的无线通信***常常是单输入单输出(single-input single-output，SISO)类型。在SISO***中，单天线可以作为发送器，也可以作为接收器。MIMO是一种智能天线技术，其采用多个天线利用多径传播在同一个无线信道上同时发送和接收信号。MIMO技术可以是分集类型，以提高信号的可靠性，也可以是空间复用类型，其提高数据吞吐量。其他MIMO类型技术可用于同时提高可靠性和数据吞吐量。在所有情况下，MIMO依靠多个天线来改善无线通信性能。MIMO技术可以在通信路径的发送端或接收端的各处均具有两个或以上的天线。2×2MIMO是一种在发送端排列两个天线且在接收端排列两个天线的配置。4×4MIMO是一种在发送端排列四个天线且在接收端排列四个天线的配置。作为另一示例，8×8MIMO是一种在发送端和接收端各具有八个天线的配置。通常，天线数量越多，带宽容量就越大、数据速度传输就越快且信号可靠性就越高。
其中，无线设备中的主天线和分集天线的物理接近度可以有助于不同天线接收信号的相关性，从而降低分集增益和MIMO吞吐量。通常，所述分集天线排列在所述蜂窝设备的上方垂直位置，以使其与所述主天线之间的距离最大化。在一个实施例中，公开了一种天线排列，所述天线排列能够增强隔离度并且降低具有扩展显示屏的设备中的主辅天线之间的相关性。在另一实施例中，接地层缝隙结构将两个接地层区域分离，以增强隔离度并且降低天线之间的相关性。
图8示出了一种传送数据的网络800的示图。网络800包括具有覆盖范围801的基站810、多个UE 820和回传网络830。如图所示，基站810建立了与UE 820的上行(短划线)和/或下行(点线)连接，用于将数据从UE 820承载到基站810，反之亦然。在所述上/下行连接上通信的数据可包括UE 820之间的通信数据，以及通过回传网络830向/从远端(未显示)通信的数据。这里所使用的术语“基站”指任何用于提供无线接入到网络的网络侧设备，例如，增强型基站(enhanced NodeB，eNodeB或eNB)、gNB、发送/接收点(transmit/receive point，TRP)、宏小区、毫微微小区、Wi-Fi接入点(access point，AP)和其他通过无线启动的设备。基站可以按照一个或多个无线通信协议提供无线接入，例如，第五代新无线(5thgeneration New Radio，5G NR)、LTE、高级LTE(LTE-Advanced，LTE-A)、高速分组接入(HighSpeed Packet Access，HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等。这里使用的术语“UE”指任何通过和基站建立无线连接来接入网络的用户侧设备，如移动设备、移动台(station，STA)和其他通过无线启动的设备。在一些实施例中，网络800可以包括各种其他无线设备，例如中继器、低功率节点等。虽然理解通信***可以采用能够与多个UE通信的多个接入节点，但为了简单起见，仅示出了一个基站810和两个UE 820。
图9示出了用于执行此处描述的方法的实施例处理***900的框图，处理***900可以安装在主机设备中。如图所示，处理***900包括处理器902、内存904以及接口906、908、910，它们可以(也可以不)按照图9所示排列。处理器902可以为任何用于进行计算和/或其它处理相关任务的组件或组件的集合，内存904可以为任何用于存储由处理器902执行的程序和/或指令的组件或组件的集合。在一个实施例中，内存904包括非瞬时性计算机可读介质。接口906、908和910可以是任何允许处理***900与其它设备/组件和/或用户通信的组件或组件的集合。在一个实施例中，接口906、908和910中的一个或多个可以用于将数据、控制或管理消息从处理器902传送到安装在所述主机设备和/或远端设备上的应用。作为另一实施例，接口906、908和910中的一个或多个可以用于允许用户或用户设备(例如，个人计算机(personal computer，PC)等)与处理***900进行交互/通信。处理***900可以包括图9中未示出的附加组件，例如，长期存储器(例如，非易失性内存等)。
在一些实施例中，处理***900包括在正在接入电信网络或电信网络的一部分的网络设备中。在一个实施例中，处理***900处于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如，电信网络中的基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器或任意其它设备。在其它实施例中，处理***900处于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如，用于接入电信网络的移动台、用户设备(user equipment，UE)、个人计算机(personalcomputer，PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)、具有无线功能的车辆、具有无线功能的行人、具有无线功能的基础设施元素或任意其它设备。
在一些实施例中，接口906、908和910中的一个或多个将处理***900连接到用于通过电信网络发送和接收信令的收发器。图10示出了用于在电信网络上发送和接收信令的收发器1000的框图。收发器1000可以安装在主机设备中。如图所示，收发器1000包括网络侧接口1002、耦合器1004、发送器1006、接收器1008、信号处理器1010以及设备侧接口1012。网络侧接口1002可以包括任何用于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的组件或组件的集合。耦合器1004可以包括任何有利于通过网络侧接口1002进行双向通信的组件或组件的集合。发送器1006可以包括任何用于将基带信号转化为可通过网络侧接口1002传输的调制载波信号的组件(例如上变频器和功率放大器等)或组件的集合。接收器1008可以包括任何用于将通过网络侧接口1002接收的载波信号转化为基带信号的组件(例如下变频器和低噪声放大器等)或组件的集合。信号处理器1010可以包括任何用于将基带信号转换成适合通过设备侧接口1012传送的数据信号或将数据信号转换成适合通过设备侧接口1012传送的基带信号的组件或组件的集合。设备侧接口1012可以包括任何用于在信号处理器1010和主机设备内的组件(例如，处理***900、局域网(local area network，LAN)端口等)之间传送数据信号的组件或组件的集合。
收发器1000可通过任意类型的通信介质传输和接收信令。在一些实施例中，收发器1000通过无线介质传输和接收信令。例如，收发器1000可以为用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，比如蜂窝协议(例如长期演进(Long Term Evolution，LTE)协议等)、无线局域网(wireless local area network，WLAN)协议(例如Wi-Fi协议等)或任意其它类型的无线协议(例如蓝牙协议、近距离通讯(near field communication，NFC)协议等)。在此类实施例中，网络侧接口1002包括一个或多个天线/辐射元件。在一些实施例中，网络侧接口1002可以包括单个天线，多个单独的天线，或用于多层通信，例如单收多发(single-input multiple-output，SIMO)、多输入单输出(multiple-input-single-output，MISO)、多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)等的多天线阵列。在其他实施例中，收发器1000通过有线介质例如双绞线电缆、同轴电缆、光纤等传输和接收信令。具体的处理***和/或收发器可以使用示出的全部组件或使用组件的子集，设备的集成程度可能互不相同。
尽管进行了详细的描述，但应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。在各个附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。此外，本发明的范围不希望限于本文中所描述的特定实施例，所属领域的一般技术人员将从本发明中容易了解到，过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤(包括目前存在的或以后将开发的)可执行与本文所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文所述对应实施例大致相同的效果。相应地，所附权利要求范围包括这些流程，机器，产品，合成物质，方式，方法，及步骤。说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的本发明的说明并且考虑落于本发明的范围内的任何和所有修改、变体、组合或均等物。

Claims (48)

1.一种电子设备中的天线***，其特征在于，所述天线***包括：
第一天线，用于以sub-6千兆赫(GHz)频率工作；以及
第二天线，用于以毫米波频率工作，其中所述第二天线的馈电网络嵌入所述第一天线的信号返回路径的传输线介质内；
所述第一天线包括多个开口；
所述第一天线的辐射单元为所述第二天线的接地层；
所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述天线振子阵列中的每个天线振子分别通过所述第一天线的所述多个开口中的一个不同开口来辐射；
或者，所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述天线振子阵列中的至少一个天线振子通过所述第一天线的所述多个开口中的一个开口来辐射。
2.根据权利要求1所述的天线***，其特征在于，所述传输线介质为带状线传输线。
3.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第一天线为倒F天线(inverted-Fantenna，IFA)、环形天线或缝隙天线。
4.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第一天线包括到接地层的信号返回路径。
5.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第一天线的接地层为所述第二天线的接地层。
6.根据权利要求1所述的天线***，其特征在于，所述第二天线还包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述第一天线为所述天线振子阵列中的每个天线振子的接地层。
7.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第二天线为双极化贴片阵列天线、单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线。
8.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第二天线位于所述电子设备的金属框架内。
9.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述电子设备包括：
正面，包括显示屏；
背面，与所述正面相对且包括后盖；以及
侧面，垂直于所述正面和所述背面且将所述正面连接到所述背面。
10.根据权利要求9所述的天线***，其特征在于，所述后盖包括介电材料；所述第一天线包括位于所述电子设备的所述后盖和所述正面之间的内部金属框架，所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。
11.根据权利要求9所述的天线***，其特征在于，所述后盖包括介电材料；所述第一天线包括介电载体顶部上的金属，所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。
12.根据权利要求9所述的天线***，其特征在于，所述天线***还包括第三天线，用于以所述毫米波频率工作，所述第三天线位于所述电子设备的所述背面并且用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。
13.根据权利要求9所述的天线***，其特征在于，所述天线***还包括第四天线，用于以所述毫米波频率工作，所述第四天线位于所述电子设备的所述正面并且用于远离所述电子设备的所述正面向外辐射。
14.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述电子设备包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器，其中所述第二天线还包括：
柔性电路；
电路夹(c夹)；
第二PCB，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及
集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述第二PCB上，所述IC用于通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。
15.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述电子设备包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器，其中所述第二天线还包括：
柔性电路；
电路夹(c夹)；
柔性电路板，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及
集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述柔性电路板上，所述IC用于通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。
16.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第二天线包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述天线振子阵列位于所述第一侧面。
17.根据权利要求16所述的天线***，其特征在于，所述电子设备包括具有板对板连接器的印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第二天线还包括集成电路(integrated circuit，IC)和柔性电路，所述IC安装在所述第二天线的相对的第二侧面，所述柔性电路用于通过所述板对板连接器将所述IC电耦合到所述PCB。
18.根据权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第二天线还包括：
第一贴片天线阵列，所述第一贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的金属框架的各个开口来辐射，所述金属框架的开口垂直于所述电子设备的显示屏侧；以及
第二贴片天线阵列，所述第二贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的电介质后盖来辐射，所述电介质后盖与所述电子设备的非显示屏侧相对。
19.根据权利要求18所述的天线***，其特征在于，所述第二天线还包括单极化偶极阵列，其中所述单极化偶极阵列中的每个阵元均用于在所述电子设备的所述金属框架和所述显示屏侧之间辐射。
20.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
非瞬时性存储器，包括指令；
一个或多个处理器，用于执行所述指令；以及
天线***，与所述一个或多个处理器和所述非瞬时性存储器进行通信，所述天线***包括：
第一天线，用于以sub-6千兆赫(GHz)频率工作；以及
第二天线，用于以毫米波频率工作，其中所述第二天线的馈电网络嵌入所述第一天线的信号返回路径的传输线介质内；
所述第一天线包括多个开口；
所述第一天线的辐射单元为所述第二天线的接地层；
所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述天线振子阵列中的每个天线振子分别通过所述第一天线的所述多个开口中的一个不同开口来辐射；
或者，所述第二天线包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述天线振子阵列中的至少一个天线振子通过所述第一天线的所述多个开口中的一个开口来辐射。
21.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述传输线介质为带状线传输线。
22.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线为倒F天线(inverted-Fantenna，IFA)、环形天线或缝隙天线。
23.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线包括到接地层的信号返回路径。
24.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线的接地层为所述第二天线的接地层。
25.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线还包括天线振子阵列，用于以所述毫米波频率来辐射，所述第一天线为所述天线振子阵列中的每个天线振子的接地层。
26.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线为双极化贴片阵列天线、单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线。
27.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线位于所述电子设备的金属框架内。
28.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
正面，包括显示屏；
背面，与所述正面相对且包括后盖；以及
侧面，垂直于所述正面和所述背面且将所述正面连接到所述背面。
29.根据权利要求28所述的电子设备，其特征在于，所述后盖包括介电材料；所述第一天线包括位于所述电子设备的所述后盖和所述正面之间的内部金属框架，所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。
30.根据权利要求28所述的电子设备，其特征在于，所述后盖包括介电材料；所述第一天线包括介电载体顶部上的金属，所述第一天线用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。
31.根据权利要求28所述的电子设备，其特征在于，所述天线***还包括第三天线，用于以所述毫米波频率工作，所述第三天线位于所述电子设备的所述背面并且用于远离所述电子设备的所述背面向外辐射。
32.根据权利要求28所述的电子设备，其特征在于，所述天线***还包括第四天线，用于以所述毫米波频率工作，所述第四天线位于所述电子设备的所述正面并且用于远离所述电子设备的所述正面向外辐射。
33.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器，其中所述第二天线还包括：
柔性电路；
电路夹(c夹)；
第二PCB，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及
集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述第二PCB上，所述IC用于通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。
34.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第一PCB包括处理器和调制解调器，其中所述第二天线还包括：
柔性电路；
电路夹(c夹)；
柔性电路板，通过所述c夹电耦合到所述第一PCB；以及
集成电路(integrated circuit，IC)，安装在所述柔性电路板上，所述IC用于通过所述柔性电路电耦合到所述天线振子阵列。
35.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述天线振子阵列位于所述第一侧面。
36.根据权利要求35所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括具有板对板连接器的印刷电路板(printed circuit board，PCB)，所述第二天线还包括集成电路(integrated circuit，IC)和柔性电路，所述IC安装在所述第二天线的相对的第二侧面，所述柔性电路用于通过所述板对板连接器将所述IC电耦合到所述PCB。
37.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线还包括：
第一贴片天线阵列，所述第一贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的金属框架的各个开口来辐射，所述金属框架的开口垂直于所述电子设备的显示屏侧；以及
第二贴片天线阵列，所述第二贴片天线阵列的每个贴片天线均用于通过所述电子设备的电介质后盖来辐射，所述电介质后盖与所述电子设备的非显示屏侧相对。
38.根据权利要求37所述的电子设备，其特征在于，所述第二天线还包括单极化偶极阵列，其中，所述单极化偶极阵列中的每个阵元均用于在所述电子设备的所述金属框架和所述显示屏侧之间辐射。
39.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为蜂窝设备、平板电脑、个人计算机、移动台(station，STA)、智能手表或蜂窝连接的车辆。
40.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为增强型基站(enhanced Node B，eNodeB或eNB)、gNB、发送/接收点(transmit/receive point，TRP)、宏小区、毫微微小区或Wi-Fi接入点(access point，AP)。
41.一种电子设备中的天线***，其特征在于，所述天线***包括：
第一辐射单元，用于在第一频带工作；
第二辐射单元，用于在第二频带工作；
共享传输线介质，耦合到所述第一辐射单元和所述第二辐射单元，所述共享传输线介质用于为所述第一辐射单元提供馈电网络，并且为所述第二辐射单元提供信号返回路径；
所述天线***还包括具有多个所述第一辐射单元的第一天线；
所述天线***还包括具有多个所述第二辐射单元的第二天线；
所述第二天线包括多个开口；
所述第二天线的辐射单元为所述第一天线的接地层；
所述第一天线包括天线振子阵列，所述天线振子阵列中的每个天线振子分别通过所述第二天线的多个开口中的一个不同开口来辐射；
或者，所述第一天线包括天线振子阵列，所述天线振子阵列中的至少一个天线振子通过所述第二天线的多个开口中的一个开口来辐射。
42.根据权利要求41所述的天线***，其特征在于，所述第一频带为毫米波频带。
43.根据权利要求41或42所述的天线***，其特征在于，所述第二频带为sub-6千兆赫(GHz)频带。
44.根据权利要求41或42所述的天线***，其特征在于，所述传输线介质为带状线传输线。
45.根据权利要求41所述的天线***，其特征在于，所述第一天线为双极化贴片阵列天线、单极化贴片阵列天线、偶极子天线、单极子天线或孔径天线。
46.根据权利要求41或42所述的天线***，其特征在于，所述第二天线为倒F天线(inverted-Fantenna，IFA)、环形天线或缝隙天线。
47.根据权利要求41或42所述的天线***，其特征在于，所述第二天线包括到接地层的信号返回路径。
48.根据权利要求41或42所述的天线***，其特征在于，所述第一天线的接地层为所述第二天线的接地层。
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