CN113889764A

CN113889764A - 电介质谐振器天线模块

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Publication number: CN113889764A
Application number: CN202110742252.1A
Authority: CN
Inventors: H·拉贾戈帕兰; B·阿维瑟尔; D·加里多洛佩斯; F·哈斯纳特; M·帕斯科里尼; M·阿斯卡里安阿米里; R·A·戈麦斯安古罗; T·W·杨; 吴洁晨; E·N·尼兰德; S·保罗托; J·M·爱德华兹; M·D·希尔; I·H·乔杜里; D·A·哈雷尔; 杨思文; 吴江枫; D·C·韦格曼; S·阿卡巴扎德; R·斯克瑞茨基
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-01-04
Also published as: JP2022020566A; JP7252277B2; US20220006486A1; KR20220003980A; DE102021206978A1; KR102503686B1; US11700035B2; US20230261695A1

Abstract

本公开涉及电介质谐振器天线模块。本发明可提供一种电子设备，该电子设备包括具有基板的天线模块。电介质谐振器天线的相控天线阵列和该阵列的射频集成电路可被安装到该基板的一个或多个表面。电介质谐振器天线可包括由馈电探针激励的电介质柱体。馈电探针可被印刷到电介质柱体的侧壁上或可由偏置结构压靠在侧壁上。塑料基板可被模制在每个电介质柱体和该阵列中的每个馈电探针上方。馈电探针可覆盖多个极化。该阵列可包括用于覆盖多个频带的元件。电介质柱体可沿纵向轴线对准并且可以以相对于该纵向轴线的非零且非垂直的角度旋转。

Description

电介质谐振器天线模块

技术领域

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线电路的电子设备。

背景技术

电子设备通常包括无线电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。

可能需要支持毫米波和厘米波通信频带中的无线通信。毫米波通信(有时称为极高频(EHF)通信)和厘米波通信涉及频率约为10GHz-300 GHz的通信。在这些频率下的操作可支持高带宽，但是可能带来重大挑战。例如，毫米波和厘米波通信频带中的射频通信的特征可在于信号通过各种介质传播期间的实质性衰减和/或失真。存在导电电子设备部件还可使得难以将用于处理毫米波和厘米波通信的电路并入电子设备中。另外，如果不小心，制造变化可不期望地限制电子设备中的天线的机械可靠性和无线性能。

因此，期望能够为电子设备提供用于支持毫米波和厘米波通信的改进的部件。

发明内容

一种电子设备，可设置有外壳、显示器和无线电路。外壳可包括围绕设备的***延伸的***导电外壳结构。显示器可包括被安装到***导电外壳结构的显示器覆盖层。无线电路可包括在介于10G hz与300G Hz之间的一个或多个频带上传送射频信号的相控天线阵列。相控天线阵列可传送射频信号通过设备中的显示器覆盖层或其他电介质覆盖层。

相控天线阵列可包括探针馈电的电介质谐振器天线。相控天线阵列和相控天线阵列的射频集成电路(RFIC)均可集成到天线模块中。天线模块可包括天线模块基板。RFIC可被表面安装到基板的第一表面，而探针馈电的电介质谐振器天线被安装到基板的第二表面。另选地，RFIC和探针馈电的电介质谐振器天线可被安装到基板的相同表面。可在RFIC上方提供包覆模制结构。如果需要，附加相控天线阵列可被安装到基板。

每个探针馈电的电介质谐振器天线可包括被安装到基板的表面的电介质谐振元件。一个或两个馈电探针可在基板的表面处耦接到电介质谐振元件的侧壁以对电介质谐振元件进行馈电。在一种合适的布置中，馈电探针可由被图案化到侧壁上的导电迹线形成。在该布置中，每个电介质谐振元件可同时在天线模块上形成，从而使机械变化最小化以优化该模块的机械和无线性能。如果需要，可从用于形成多个设备的多个天线模块的基板切下该天线模块以使制造成本和复杂性最小化。

在另一种合适的布置中，馈电探针可由冲压金属板形成并且可由馈电探针偏置结构压靠在侧壁上，这些馈电探针偏置结构被模制在馈电探针和至少一些电介质谐振元件上方。如果需要，这些馈电探针偏置结构还可将寄生元件压靠在侧壁上。塑料基板可被模制在该阵列中的每个天线的馈电探针和至少一些电介质谐振元件上方以形成天线封装。天线封装可被表面安装到基板(例如，柔性印刷电路)以形成天线模块。天线模块可与该设备的显示模块中的凹口对准。电介质谐振元件可沿纵向轴线对准。如果需要，电介质谐振元件的每个侧壁可以以相对于纵向轴线的非零且非垂直的角度旋转以使天线之间的隔离最大化。

附图说明

图1是根据一些实施方案的例示性电子设备的透视图。

图2是根据一些实施方案的电子设备中例示性电路的示意图。

图3是根据一些实施方案的例示性无线电路的示意图。

图4是根据一些实施方案的可使用控制电路进行调节来引导信号束的例示性相控天线阵列的图示。

图5是根据一些实施方案的具有用于辐射通过电子设备的不同侧的相控天线阵列的例示性电子设备的横截面侧视图。

图6是根据一些实施方案的用于覆盖多个极化的例示性探针馈电的电介质谐振器天线的透视图。

图7是根据一些实施方案的具有多个馈电探针和用于减轻交叉极化干扰的浮动寄生贴片的例示性探针馈电的电介质谐振器天线的自顶向下视图。

图8是根据一些实施方案的具有单个馈电探针和用于减轻交叉极化干扰的接地寄生贴片的例示性探针馈电的电介质谐振天线的自顶向下视图。

图9是根据一些实施方案的具有电介质谐振器天线的例示性天线模块的自顶向下视图。

图10是根据一些实施方案的具有电介质谐振器天线的例示性天线模块的横截面侧视图。

图11是根据一些实施方案的具有电介质谐振器天线的例示性天线模块的透视图。

图12是根据一些实施方案的例示性天线模块的自顶向下视图，该天线模块具有被安装到基板的相同侧面的电介质谐振器天线和射频集成电路。

图13是根据一些实施方案的例示性天线模块的侧视图，该天线模块具有被安装到基板的相同侧面的电介质谐振器天线和射频集成电路。

图14是根据一些实施方案的在基板的相对侧面上具有电介质谐振器天线的例示性天线模块的侧视图。

图15是根据一些实施方案的在基板的相对侧面处具有贴片天线和电介质谐振器天线的例示性天线模块的横截面侧视图。

图16和图17是根据一些实施方案的天线模块的例示性组装工艺的示意图，该天线模块具有被安装到基板的电介质谐振器天线。

图18是根据一些实施方案的可在组装天线模块时执行的例示性步骤的流程图，该天线模块具有被安装到基板的电介质谐振器天线。

图19是根据一些实施方案的具有电介质谐振器天线的例示性天线模块的透视图，这些电介质谐振器天线具有由偏置结构朝向电介质谐振元件偏置的馈电探针。

图20是根据一些实施方案的示出可如何组装图19所示类型的例示性天线模块的示意图。

图21是根据一些实施方案的具有与显示模块中的凹口对准的天线模块的例示性电子设备的自顶向下视图。

图22是根据一些实施方案的具有旋转的电介质谐振元件的例示性天线模块的自顶向下视图。

图23是根据一些实施方案的具有旋转的电介质谐振元件的例示性天线模块的透视图。

图24是根据一些实施方案的图22和图23中所示类型的例示性天线模块的分解透视图。

具体实施方式

本专利申请要求2020年7月2日提交的美国专利申请16/920,297的优先权，该专利申请据此全文一道并入。

电子设备诸如图1的电子设备10可包含无线电路。无线电路可包括一个或多个天线。天线可包括用于使用毫米波和厘米波信号来执行无线通信的相控天线阵列。毫米波信号，有时被称为极高频(EHF)信号，以约30GHz以上的频率(例如，以60GHz或介于约30GHz与300GHz之间的其他频率)传播。厘米波信号以介于约10GHz与30GHz之间的频率传播。如果需要，设备10还可包含用于处理卫星导航***信号、蜂窝电话信号、无线局域网信号、近场通信、基于光的无线通信或其他无线通信的天线。

电子设备10可为便携式电子设备或其他合适的电子设备。例如，电子设备10可为膝上型计算机、平板计算机、稍小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机设备、听筒设备或其他可佩戴或微型设备)，手持设备(诸如蜂窝电话)、媒体播放器或其他小型便携式设备。设备10还可以是机顶盒、台式计算机、已集成有计算机或其他处理电路的显示器、没有集成计算机的显示器、无线接入点、无线基站，并入报刊亭、建筑物或车辆的电子设备，或者其他合适的电子装备。

设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12(有时可被称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部件可由电介质或其他低导电率材料(例如玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。

如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可被安装在设备10的正面上(例如，显示器14可形成该设备的一些或全部正面)。显示器14可以是结合电容式触摸电极的或者可对触摸不灵敏的触摸屏。外壳12的背面(即，设备10的与设备10的正面相对的面)可具有基本平坦的外壳壁，诸如后部外壳壁12R(例如，平面外壳壁)。后部外壳壁12R可具有完全穿过后部外壳壁的隙缝，并且因此将外壳12的部分彼此分开。后部外壳壁12R可包括导电部分和/或介电部分。如果需要，后部外壳壁12R可包括由薄层或电介质涂层(诸如玻璃、塑料、蓝宝石或陶瓷)覆盖的平面金属层。外壳12也可具有不完全穿过外壳12的浅槽。上述狭槽或槽可被填充有塑料或其他电介质。如果需要，可通过内部导电结构(例如，桥接狭槽的金属片或其他金属构件)来将外壳12的(例如，通过贯通狭槽)彼此分离的部分接合。

外壳12可包括***外壳结构诸如***结构12W。***结构12W的导电部分和后部外壳壁12R的导电部分在本文中有时可被统称为外壳12的导电结构。***结构12W可围绕设备10和显示器14的***延伸。在设备10和显示器14具有带有四个边缘的矩形形状的配置中，***结构12W可使用***外壳结构来实现，该***外壳结构具有带四个对应边缘的矩形环形状，并且从后部外壳壁12R延伸至设备10的正面(作为示例)。如果需要，***结构12W或***结构12W的一部分可用作显示器14的外框(例如，围绕显示器14的所有四侧和/或有助于将显示器14保持到设备10的装饰性修饰件)。如果需要，***结构12W可形成设备10的侧壁结构(例如，通过形成具有垂直侧壁、弯曲侧壁等的金属带)。

***结构12W可由导电材料(诸如金属)形成，并且因此有时可被称为***导电外壳结构、导电外壳结构、***金属结构、***导电侧壁、***导电侧壁结构、导电外壳侧壁、***导电外壳侧壁、侧壁、侧壁结构或***导电外壳构件(作为示例)。***导电外壳结构12W可由金属诸如不锈钢、铝或其他合适材料形成。一种、两种或多于两种单独结构可用于形成***导电外壳结构12W。

***导电外壳结构12W不一定具有均匀横截面。例如，如果需要，***导电外壳结构12W的顶部可具有有助于将显示器14保持在适当位置的向内突出的凸缘。***导电外壳结构12W的底部还可具有加大的唇缘(例如，在设备10的背面的平面中)。***导电外壳结构12W可具有基本上笔直的竖直侧壁，可具有弯曲的侧壁，或者可具有其他合适的形状。在一些配置中(例如，当***导电外壳结构12W用作显示器14的外框时)，***导电外壳结构12W可围绕外壳12的唇缘延伸(即，***导电外壳结构12W可仅覆盖围绕显示器14而非外壳12的其余侧壁的外壳12的边缘)。

后部外壳壁12R可位于与显示器14平行的平面中。在设备10的构形中，其中后部外壳壁12R的一些或全部由金属形成，可能需要将***导电外壳结构12W的一部分形成为形成后部外壳壁12R的外壳结构的集成部分。例如，设备10的后部外壳壁12R可包括平面金属结构，并且外壳12的侧面上的***导电外壳结构12W的一部分可被形成为平面金属结构的平坦的或弯曲的竖直延伸的集成金属部分(例如，外壳结构12R和12W可以由单体构形的连续金属片形成)。如果需要，外壳结构诸如这些外壳结构可由金属块加工而成，和/或可包括被组装在一起以形成外壳12的多个金属件。后部外壳壁12R可具有一个或多个、两个或多个或者三个或多个部分。***导电外壳结构12W和/或后部外壳壁12R的导电部分可形成设备10的一个或多个外部表面(例如，设备10的用户可见的表面)，和/或可使用不形成设备10的外部表面的内部结构(例如，设备10的用户不可见的导电外壳结构，诸如被覆盖有层(诸如薄装饰层、保护涂层、和/或可包括电介质材料诸如玻璃、陶瓷、塑料的其他涂层)的导电结构，或形成设备10的外部表面和/或用于从用户的视角隐藏***导电外壳结构12W和/或后部外壳壁12R的导电部分的其他结构)来实现。

显示器14可具有形成有效区域AA的像素阵列，该有效区域AA显示设备10的用户的图像。例如，有效区域AA可以包括显示像素阵列。像素阵列可由液晶显示器(LCD)部件、电泳像素阵列、等离子显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素或其他发光二极管像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或基于其他显示器技术的显示器像素形成。如果需要，有效区域AA可以包括触摸传感器，诸如触摸传感器电容电极、力传感器或用于收集用户输入的其他传感器。

显示器14可以具有沿着有效区域AA的一个或多个边缘延伸的无效边界区域。显示器14的无效区域IA可没有用于显示图像的像素，并且可与外壳12中的电路和其他内部设备结构重叠。为了阻止这些结构被设备10的用户检视，显示器覆盖层的下侧或显示器14中与无效区域IA重叠的其他层可以在无效区域IA中涂覆有不透明遮蔽层。不透明掩蔽层可具有任何合适的颜色。无效区域IA可包括凹陷区域，诸如延伸到有效区域AA中的凹口8。有效区域AA可例如由显示器14的显示模块(例如，包括像素电路、触摸传感器电路等的显示模块)的横向区域限定。显示模块可在设备10的上部区域20中具有没有有效显示电路(即，形成无效区域IA的凹口8)的凹陷或凹口。凹口8可以是基本上为矩形的区域，其三侧被有效区域AA围绕(限定)，而第四侧被***导电外壳结构12W围绕。

可使用显示器覆盖层来保护显示器14，显示器覆盖层诸如透明玻璃、透光塑料、透明陶瓷、蓝宝石或其他透明结晶材料层、或一个或多个其他透明层。显示器覆盖层可具有平面形状、凸形弯曲轮廓、带有平面和弯曲部分的形状、包括在一个或多个边缘上围绕的平面主区域(其中一个或多个边缘的一部分从平面主区域的平面弯折出来)的布局、或其他合适的形状。显示器覆盖层可以覆盖设备10的整个正面。在另一种合适的布置中，显示器覆盖层可以基本上覆盖设备10的所有正面或仅覆盖设备10的正面的一部分。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳按钮。还可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳端口诸如凹口8中的扬声器端口16或麦克风端口。如果需要，可以在外壳12中形成开口以形成通信端口(例如，音频插孔端口、数字数据端口等)和/或用于音频部件的音频端口，诸如扬声器和/或麦克风。

显示器14可包括导电结构，诸如触摸传感器的电容电极阵列、用于寻址像素的导电线、驱动器电路等。外壳12可包括内部导电结构，诸如金属框架构件和跨越外壳12的壁(即，由焊接或以其他方式连接在***导电外壳结构12W的相对侧面之间的一个或多个金属部分形成的基本上矩形的片材)的平面导电外壳构件(有时被称为背板)。背板可形成设备10的外后表面，或可被诸如薄化妆品层、保护涂层和/或可包含电介质材料诸如玻璃、陶瓷、塑料或其它结构的其他涂层的层覆盖，所述电介质材料可形成设备10的外表面和/或用于将背板从使用者视图中隐藏。设备10还可包括导电结构，诸如印刷电路板、被安装在印刷电路板上的部件、以及其他内部导电结构。例如，可用在形成设备10中的接地层的这些导电结构可在显示器14的有效区域AA下延伸。

在区域22和区域20中，可在设备10的导电结构内(例如，在***导电外壳结构12W和相对的导电接地结构(诸如后部外壳壁12R的导电部分、印刷电路板上的导电迹线、显示器14中的导电电子部件等)之间)形成开口。如果需要，有时可被称为间隙的这些开口可被填充有空气、塑料和/或其他电介质并可用于形成设备10中的一个或多个天线的隙缝天线谐振元件。

设备10中的导电外壳结构和其他导电结构可以用作设备10中的天线的接地层。区域22和区域20中的开口可用作开放式隙缝天线或封闭式隙缝天线中的隙缝，可用作被环形天线中材料的导电路径围绕的中心电介质区域，可用作将天线谐振元件(诸如带状天线谐振元件或倒F形天线谐振元件)与接地层分开的空间，可有助于寄生天线谐振元件的性能，或者可以以其他方式用作区域22和区域20中形成的天线结构的一部分。如果需要，在设备10中的显示器14和/或其他金属结构的有效区域AA下的接地层可具有延伸至设备10的一部分端部中的部分(例如，接地部可朝向区域22和区域20中的电介质填充的开口延伸)，从而缩窄区域22和区域20中的狭槽。

一般来讲，设备10可包括任何适当数量的天线(例如，一个或多个，两个或更多个，三个或更多个，四个或更多个，等等)。设备10中的天线可位于细长设备外壳的相对的第一端部和第二端部处(例如，在图1的设备10的区域22和区域20处的端部)、沿设备外壳的一个或多个边缘、在设备外壳的中心、在其他适当位置，或者在这些位置中的一个或多个。图1的布置仅为例示性的。

***导电外壳结构12W的部分可设置有***间隙结构。例如，***导电外壳结构12W可设置有一个或多个间隙，诸如图1所示的间隙18。***导电外壳结构12W中的间隙可利用电介质诸如聚合物、陶瓷、玻璃、空气、其他电介质材料或这些材料的组合来填充。间隙18可将***导电外壳结构12W分成一个或多个***导电区段。如果需要，以这种方式形成的导电区段可形成设备10中的一部分天线。如果需要，可省略间隙18。其他电介质开口可形成在***导电外壳结构12W(例如，除间隙18之外的电介质开口)中，并且可用作被安装在设备10的内部内的天线的电介质天线窗口。设备10内的天线可与电介质天线窗口对准，以用于传送射频信号通过***导电外壳结构12W。设备10内的天线还可与显示器14的无效区域IA对准，以用于传送射频信号通过显示器14。

为了向设备10的终端用户提供尽可能大的显示器(例如，最大化用于显示媒体、运行应用程序等的设备的区域)，可期望增加在设备10的正面处被显示器14的有效区域AA覆盖的区域量。增大有效区域AA的尺寸可以减小设备10内的无效区域IA的尺寸。这可减小显示器14后面可用于设备10内天线的区域。例如，显示器14的有效区域AA可包括导电结构，该导电结构用于阻止由被安装在有效区域AA后面的天线处理的射频信号辐射通过设备10的正面。因此，希望能够提供占用设备10内的少量空间的天线(例如，允许尽可能大的显示有效区域AA)，同时仍然允许天线与设备10外部的无线装备通信，具有令人满意的效率带宽。

在典型的场景中，设备10可具有一个或多个上部天线和一个或多个下部天线(作为示例)。例如，上部天线可形成在区域20中设备10的上端部处。例如，下部天线可形成在区域22中设备10的下端部处。如果需要，附加天线可沿在区域22和区域20之间延伸的外壳12的边缘形成。天线可单独用于覆盖相同的通信频带、重叠的通信频带或单独的通信频带。该天线可用于实现天线分集方案或多输入多输出(MIMO)天线方案。用于覆盖任何其他所需频率的其他天线还可被安装在设备10的内部内任何所需位置处。图1的示例仅为例示性的。如果需要，外壳12可具有其他形状(例如，正方形形状、圆柱形形状、球形形状、这些形状的组合和/或不同形状等)。

图2示出了可用在设备10的例示性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路28。控制电路28可包括存储库诸如存储电路30。存储电路30可包括硬盘驱动器存储、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。控制电路28可包括处理电路诸如处理电路32。处理电路32可用于控制设备10的操作。处理电路32可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路28可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可被存储在存储电路30上(例如，存储电路30可包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。被存储在存储电路30上的软件代码可由处理电路32执行。

控制电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作***功能等。为了支持与外部装备交互，控制电路28可用在实现通信协议。可使用控制电路28来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议—有时被称为

)、用于其他短距离无线通信链路的协议诸如

协议或其他WPAN协议、IEEE802.11ad协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议、卫星导航***协议、基于天线的空间测距协议(例如，无线电检测和测距(RADAR)协议或用于以毫米波和厘米波频率传送的信号的其他所需的距离检测协议)等。每个通信协议可与指定用在实现协议的物理连接方法的对应无线电接入技术(RAT)相关联。

设备10可包括输入-输出电路24。输入-输出电路24可包括输入-输出设备26。输入-输出设备26可用于允许供应数据给设备10以及允许从设备10向外部设备提供数据。输入-输出设备26可包括用户界面设备、数据端口设备、传感器和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备可包括触摸屏、不具有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔、以及其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、陀螺仪、加速度计、或可检测运动和相对于地球的设备定向的其他部件、电容传感器、接近传感器(例如，电容接近传感器和/或红外接近传感器)、磁性传感器，以及其他传感器和输入-输出部件。

输入-输出电路24可包括无线电路，诸如用于无线传送射频信号的无线电路34。虽然为了清楚起见，图2的示例中的控制电路28与无线电路34分开示出，但是无线电路34可包括形成处理电路32的一部分的处理电路和/或形成控制电路28的存储电路30的一部分的存储电路(例如，可在无线电路34上实现的控制电路28的部分)。例如，控制电路28可包括基带处理器电路或形成无线电路34的一部分的其他控制部件。

无线电路34可包括毫米波和厘米波收发器电路诸如毫米波/厘米波收发器电路38。毫米波/厘米波收发器电路38可支持在介于约10GHz与300GHz之间的频率下的通信。例如，毫米波/厘米波收发器电路38可支持在介于约30GHz与300GHz之间的极高频(EHF)或毫米波通信频带中和/或在介于约10GHz与30GHz之间的厘米波通信频带(有时被称为超高频(SHF)频带)中的通信。例如，毫米波/厘米波收发器电路38可支持以下通信频带中的通信：介于约18GHz与27GHz之间的IEEE K通信频带、介于约26.5GHz与40GHz之间的K-_a通信频带、介于约12GHz与18GHz之间的K_u通信频带、介于约40GHz与75GHz之间的V通信频带、介于约75GHz与110GHz之间的W通信频带、或介于大约10GHz与300GHz之间的任何其他所需频带。如果需要，毫米波/厘米波收发器电路38可支持在60GHz下的IEEE 802.11ad通信和/或介于27GHz与90GHz之间的第5代移动网络或第5代无线***(5G)通信频带。毫米波/厘米波收发器电路38可由一个或多个集成电路(例如，被安装在***封装设备中通用印刷电路上的多个集成电路、被安装在不同基板上的一个或多个集成电路等)形成。

如果需要，毫米波/厘米波收发器电路38(本文中有时被简称为收发器电路38或毫米波/厘米波电路38)可使用由毫米波/厘米波收发器电路38发射和接收的毫米波和/或厘米波信号处的射频信号来执行空间测距操作。所接收的信号可以是已从外部物体反射并且返回设备10的所发射的信号的版本。控制电路28可处理所发射的信号和所接收的信号以检测或估计设备10与设备10周围的一个或多个外部物体(例如，设备10外部的物体，诸如用户或其他人员的身体、其他设备、动物、家具、墙壁或者设备10附近的其他物体或障碍物)之间的距离。如果需要，控制电路28还可处理所发射的信号和所接收的信号以识别外部物体相对于设备10的二维或三维空间位置。

由毫米波/厘米波收发器电路38执行的空间测距操作是单向的。除此之外或另选地，毫米波/厘米波收发器电路38可执行与外部无线装备的双向通信。双向通信涉及由毫米波/厘米波收发器电路38传输无线数据以及由外部无线装备接收已传输的无线数据。无线数据可例如包括已编码到对应数据包中的数据，诸如与电话呼叫相关联的无线数据、流媒体内容、互联网浏览、与在设备10上运行的软件应用程序相关联的无线数据、电子邮件消息等。

如果需要，无线电路34可包括用于处理在10GHz以下频率的通信的收发器电路，诸如非毫米波/厘米波收发器电路36。非毫米波/厘米波收发器电路36可包括处理用于

(IEEE 802.11)通信的2.4Ghz和5GHz频带的无线局域网(WLAN)收发器电路、处理2.4Ghz

通信频带的无线个域网(WPAN)收发器电路、处理700MHz至960MHz、1710MHz至2170MHz、2300MHz至2700MHz的蜂窝电话通信频带和/或介于600MHz与4000MHz之间的任何其他期望的蜂窝电话通信频带的蜂窝电话收发器电路、接收在1575MHz下的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据的信号(例如，在1609MHz下的GLONASS信号)的GPS接收器电路、电视接收器电路、AM/FM无线电接收器电路、寻呼***收发器电路、超宽带(UWB)收发器电路、近场通信(NFC)电路等。非毫米波/厘米波收发器电路36和毫米波/厘米波收发器电路38可各自包括一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频部件、切换电路、传输线结构和用于处理射频信号的其他电路。如果需要，可省略非毫米波/厘米波收发器电路36。

无线电路34可包括天线40。非毫米波/厘米波收发器电路36可使用一个或多个天线40来传送10GHz以下的射频信号。毫米波/厘米波收发器电路38可使用天线40来传送10GHz(例如，在毫米波和/或厘米波频率下)以上的射频信号。一般来讲，收发器电路36和38可被配置为覆盖(处理)任何感兴趣的合适的通信(频率)频带。收发器电路可使用天线40来传送射频信号(例如，天线40可传送用于收发器电路的射频信号)。如本文所用，术语“传送射频信号”意指射频信号的传输和/或接收(例如，用于执行与外部无线通信装备的单向和/或双向无线通信)。天线40可通过将射频信号(或通过居间设备结构诸如电介质覆盖层)辐射到自由空间中来发射射频信号。除此之外或另选地，天线40可(例如，通过居间设备结构诸如电介质覆盖层)从自由空间接收射频信号。天线40对射频信号的传输和接收各自涉及由天线的操作频带内的射频信号对天线中的天线谐振元件上的天线电流的激励或谐振。

在卫星导航***链路、蜂窝电话链路和其他长距离链路中，射频信号通常用于在数千英尺或数千英里上传送数据。在2.4GHz和5GHz下的

链路和

链路以及其他近距离无线链路中，射频信号通常用于在数十英尺或数百英尺上传送数据。毫米波/厘米波收发器电路38可在视线路径上行进的短距离上传送射频信号。为了增强毫米波和厘米波通信的信号接收，可使用相控天线阵列和波束转向技术(例如，在其中调节阵列中每个天线的天线信号相位和/或幅度以执行波束转向的方案)。由于设备10的操作环境能够切换成不使用并且在它们的位置使用性能更高的天线，天线分集方案也可用于确保天线已经开始被阻挡或以其他方式降解。

无线电路34中的天线40可使用任何合适的天线类型形成。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由堆叠贴片天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、单极天线结构、偶极天线结构、螺旋天线结构、八木(Yagi-Uda)天线结构、这些设计的混合等形成。在另一种合适的布置中，天线40可包括具有电介质谐振元件的天线，诸如电介质谐振天线。如果需要，一个或多个天线40可以是背腔天线。可针对不同的频带和频带组合来使用不同类型的天线。例如，一种类型的天线可用在为非毫米波/厘米波收发器电路36形成非毫米波/厘米波无线链路，而另一种类型的天线可用在为毫米波/厘米波收发器电路38以毫米波和/或厘米波频率传送射频信号。用于以毫米波和/或厘米波频率传送射频信号的天线40可被布置在一个或多个相控天线阵列中。

图3中示出了可形成在用于以毫米波和/或厘米波频率传送射频信号的相控天线阵列中的天线40的示意图。如图3所示，天线40可耦接到毫米/厘米(MM/CM)波收发器电路38。毫米波和厘米波收发器电路38可使用包括射频传输线42的传输线路径耦接到天线40的天线馈电部44。射频传输线42可包括正信号导体诸如信号导体46，并且可包括接地导体诸如接地导体48。接地导体48可耦接到天线40的天线接地部(例如，在位于天线接地部处的天线馈电部44的接地天线馈电终端上)。信号导体46可耦接到天线40的天线谐振元件。例如，信号导体46可耦接到位于天线谐振元件处的天线馈电部44的正天线馈电终端。

在另一种合适的布置中，天线40可以是使用馈电探针被馈电的探针馈电的天线。在这一布置方式中，天线馈电部44可实现为馈电探针。信号导体46可耦接到馈电探针。射频传输线42可传送射频信号至馈电探针和从馈电探针传送射频信号。当正在馈电探针和天线上传输射频信号时，馈电探针可激励天线的谐振元件(例如，可激励天线40的电介质天线谐振元件的电磁谐振模式)。谐振元件可响应于被馈电探针激励而辐射射频信号。类似地，当天线(例如，从自由空间)接收到射频信号时，射频信号可激励天线的谐振元件(例如，可激励天线40的电介质天线谐振元件的电磁谐振模式)。这可在馈电探针上产生天线电流，并且对应的射频信号可通过射频传输线传递到收发器电路。

射频传输线42可包括带状线传输线(在本文中有时被简称为带状线)、同轴电缆、由金属化通孔实现的同轴探针、微带传输线、边缘耦合的微带传输线、边缘耦合的带状线传输线、波导结构、这些的组合等。多种类型的传输线可用于形成将毫米波/厘米波收发器电路38耦接到天线馈电部44的传输线路径。如果需要，滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路、移相器电路、放大器电路和/或其他电路可***置在射频传输线42上。

可将设备10中的射频传输线集成到陶瓷基板、刚性印刷电路板和/或柔性印刷电路中。在一种合适的布置中，可将设备10中的射频传输线集成在多层层压结构内(例如，在没有介入粘合剂的情况下被层压在一起的导电材料(诸如铜)层和电介质材料(诸如树脂)层)，该多层层压结构可在多个维度(例如，二维或三维)折叠或弯曲，并且在弯曲之后保持弯曲形状或折叠形状(例如，多层层压结构可折叠成特定的三维形状以围绕其他设备部件布线，并且可具有足够刚性以在折叠之后保持其形状，而无需被加强件或其他结构保持在适当位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。

图4示出了用于处理在毫米波和厘米波频率下的射频信号的天线40可如何形成在相控天线阵列中。如图4中所示，相控天线阵列54(在本文中有时被称为阵列54、天线阵列54或天线40的阵列54)可耦接到射频传输线42。例如，相控天线阵列54中的第一天线40-1可耦接到第一射频传输线42-1，相控天线阵列54中的第二天线40-2可耦接到第二射频传输线42-2，相控天线阵列54中的第N天线40-N可耦接到第N个射频传输线42-N等。虽然本文中天线40被描述为形成相控天线阵列，但是相控天线阵列54中的天线40有时也可被称为共同形成单个相控阵天线。

相控天线阵列54中的天线40可被布置成任何所需数量的行和列或被布置成任何其他所需图案(例如，天线无需被布置成具有行和列的网格图案)。在信号传输操作期间，射频传输线42可用于将信号(例如，射频信号，诸如毫米波和/或厘米波信号)从毫米波/厘米波收发器电路38(图3)供应给相控天线阵列54以用于无线传输。在信号接收操作期间，射频传输线42可用于将在相控天线阵列54处接收的信号(例如，从外部无线装备接收，或已被外部物体反射的发射信号)供应给毫米波/厘米波收发器电路38(图3)。

在相控天线阵列54中使用多个天线40允许通过控制由天线传送的射频信号的相对的相位和幅度(振幅)来实现波束转向布置。在图4的示例中，天线40各自具有对应的射频相位和幅度控制器50(例如，***置在射频传输线42-1上的第一相位和幅度控制器50-1可控制由天线40-1处理的射频信号的相位和幅度，***置在射频传输线42-2上的第二相位和幅度控制器50-2可控制由天线40-2处理的射频信号的相位和幅度，***置在射频传输线42-N上的第N相位和幅度控制器50-N可控制由天线40-N处理的射频信号的相位和幅度，等)。

相位和幅度控制器50可各自包括用于调节射频传输线42(例如，相移器电路)上的射频信号的相位的电路和/或用于调节射频传输线42上的射频信号的幅度的电路(例如，功率放大器和/或低噪声放大器电路)。相位和幅度控制器50在本文中有时可被统称为波束转向电路(例如，转向由相控天线阵列54发射和/或接收的射频信号的波束的波束转向电路)。

相位和幅度控制器50可调节被提供给相控天线阵列54中的每个天线的发射信号的相对相位和/或幅度，并且可调节由相控天线阵列54接收的接收信号的相对相位和/或幅度。如果需要，相位和幅度控制器50可包括用于检测由相控天线阵列54接收的接收信号的相位的相位检测电路。本文中可使用术语“波束”或“信号波束”来统一指代由相控天线阵列54在特定方向上发射和接收的无线信号。信号波束可以表现出峰值增益，该峰值增益以相应的指向角度定向在特定的指向方向上(例如，基于来自相控天线阵列中的每个天线的信号组合的相长干涉和相消干涉)。术语“发射波束”有时可在本文中用于指在特定方向上发射的射频信号，而术语“接收波束”有时可在本文中用于指从特定方向上接收的射频信号。

例如，如果调节相位和幅度控制器50以产生所发射的射频信号的第一组相位和/或幅度，则发射信号将形成如图4的波束B1所示定向在点A的方向上的发射波束。然而，如果调节相位和幅度控制器50以产生发射信号的第二组相位和/或幅度，则发射信号将形成如波束B2所示定向在点B的方向上的发射波束。相似地，如果调节相位和幅度控制器50以产生第一组相位和/或幅度，则可从点A的方向接收射频信号(例如，接收波束中的射频信号)，如波束B1所示。如果调节相位和幅度控制器50以产生第二组相位和/或幅度，则可从点B的方向接收射频信号，如波束B2所示。

可基于从图2的控制电路28接收的对应控制信号52来控制每个相位和幅度控制器50以产生所需的相位和/或幅度(例如，可使用控制信号52-1来控制由相位和幅度控制器50-1提供的相位和/或幅度，可使用控制信号52-2来控制由相位和幅度控制器50-2提供的相位和/或幅度，等)。如果需要，控制电路可实时主动地调节控制信号52，以随时间转向在不同的所需方向上的发射波束或接收波束。如果需要，相位和幅度控制器50可向控制电路28提供识别接收信号的相位的信息。设备10上的码本可将每个波束指向角映射到一组对应相位和幅度值以提供给相位和幅度控制器50(例如，控制电路可基于来自码本的信息来生成控制信号52)。

当使用在毫米波和厘米波频率下的射频信号执行无线通信时，在相控天线阵列54与外部通信装备之间的视线路径上传送射频信号。如果外部物***于图4的点A处，则可调节相位和幅度控制器50以转向信号波束朝向点A(例如，以转向信号波束的指向朝向点A)。相控天线阵列54可在点A的方向上发射和接收射频信号。相似地，如果外部通信装备位于点B处，则可调节相位和幅度控制器50以转向信号波束朝向点B(例如，以转向信号波束的指向朝向点B)。相控天线阵列54可在点B的方向上发射和接收射频信号。在图4的示例中，为了简单起见，波束转向被示为在单个自由度上(例如，在图4的页面上朝向左和右)执行。然而，实际上，可在两个或更多个自由度(例如，在三维进入和离开页面以及在图4的页面上向左和向右)上转向波束。相控天线阵列54可具有在其上可执行(例如，在相控天线阵列上的半球或半球的区段中)波束转向的对应视场。如果需要，设备10可包括多个相控天线阵列，该多个相控天线阵列各自面向不同方向以提供来自设备的多个侧的覆盖。

图5是在设备10具有多个相控天线阵列的示例中设备10的横截面侧视图。如图5所示，***导电外壳结构12W可围绕设备10的(横向)***延伸并且可从后部外壳壁12R延伸至显示器14。显示器14可具有显示模块，诸如显示模块64(有时被称为显示面板或导电显示结构)。显示模块64可包括像素电路、触摸传感器电路、力传感器电路，和/或用于形成显示器14的有效区域AA的任何其他所需电路。显示器14可包括电介质覆盖层，诸如与显示模块64重叠的显示器覆盖层56。显示模块64可发出图像光并且可通过显示器覆盖层56接收传感器输入。显示器覆盖层56和显示器14可被安装到***导电外壳结构12W。不与显示模块64重叠的显示器14的横向区域可形成显示器14的无效区域IA。

设备10可包括多个相控天线阵列(例如，图4的相控天线阵列54)。例如，设备10可包括面向后部的相控天线阵列。面向后部的相控天线阵列可使用粘合剂被粘附到后部外壳壁12R，可被压靠(例如，接触)后部外壳壁12R，或者可与后部外壳壁12R间隔开。面向后部的相控天线阵列可通过后部外壳壁12R以毫米波和厘米波频率发射和/或接收射频信号60。在后部外壳壁12R包括金属部分的情形中，射频信号60可被传送通过后部外壳壁12R的金属部分中的孔或开口，或可被传送通过后部外壳壁12R的其他电介质部分。孔可与跨后部外壳壁12R的横向区域(例如，在***导电外壳结构12W之间)延伸的电介质覆盖层或电介质涂层重叠。面向后部的相控天线阵列可执行跨设备10的背面下方的至少一些半球的射频信号60的波束转向。

面向后部的相控天线阵列的视场限于设备10的背面下的半球。设备10中的显示模块64和其他部件58(例如，图2的输入-输出电路24或控制电路28的部分、用于设备10的电池等)包括导电结构。如果不小心，则这些导电结构可阻止由设备10内的相控天线阵列传送射频信号跨设备10的正面上的半球。虽然用于覆盖设备10的正面上的半球的面向前部的相控天线阵列可被安装抵靠无效区域IA内的显示器覆盖层56，但是在显示模块64的横向***与***导电外壳结构12W之间可能没有足够的空间以形成完全支撑相控天线阵列必需的所有电路和射频传输线，特别是在有效区域AA的尺寸最大化时。

为了缓解这些问题并且提供覆盖贯穿设备10的正面，面向前部的相控天线阵列可被安装在设备10的***区域66内。面向前部的相控天线阵列中的天线可包括电介质谐振器天线。电介质谐振器天线可在图5的X-Y平面中比其他类型的天线诸如贴片天线和隙缝天线占据更少的区域。将天线实现为电介质谐振器天线可允许面向前部的相控天线阵列的辐射元件适配在显示模块64和***导电外壳结构12W之间的无效区域IA内。同时，相控天线阵列的射频传输线和其他部件可位于显示模块64后面(下面)。面向前部的相控天线阵列可通过显示器覆盖层56以毫米波和厘米波频率发射和/或接收射频信号62。面向前部的相控天线阵列可执行跨设备10的正面上方的至少一些半球的射频信号62的波束转向。

设备10可既包括面向前部的相控天线阵列(例如，在***区域66内)，又包括面向后部的相控天线阵列(例如，在***区域66内或在显示模块64与后部外壳壁12R之间的其他地方)。如果需要，除此之外或另选地，设备10可包括一个或多个面向侧面的相控天线阵列。面向侧面的相控天线阵列可与***导电外壳结构12W中的电介质天线窗口对准。如果需要，可省略面向前部的相控天线阵列、面向后部的相控天线阵列和/或面向侧面的相控天线阵列。面向前部的相控天线阵列和面向后部的相控天线阵列(和任选面向侧面的相控天线阵列)可共同提供跨围绕设备10的整个球体的射频覆盖件。

可在对应集成天线模块中形成设备10中的相控天线阵列54。每个天线模块可包括基板(诸如刚性印刷电路板基板、柔性印刷电路基板、塑料基板或陶瓷基板)和被安装到基板的一个或多个相控天线阵列。每个天线模块还可包括支持其中的相控天线阵列的操作的电子部件(例如，射频部件)。例如，每个天线模块可包括射频集成电路(例如，集成电路芯片)或其他被安装到对应基板的电路。传输线结构(例如，射频信号迹线)、导电通孔、导电迹线、焊球或其他导电互连结构可将射频集成电路耦接到天线模块的相控天线阵列中的每个天线。射频集成电路(RFIC)和/或天线模块中的其他电子部件可包括射频部件，诸如放大器电路、移相器电路(例如，图4的相位和幅度控制器50)和/或其他对射频信号操作的电路。可在相应天线模块内形成设备10中的面向后部的相控天线阵列、面向前部的相控天线阵列和/或面向侧面的相控天线阵列。在另一种合适的布置中，面向后部和面向前部的相控天线阵列可形成为设备10中的相同天线模块的一部分。

图6是例示性探针馈电的电介质谐振器天线的透视图，该电介质谐振器天线可用于形成设备10中的任何相控天线阵列的天线。图6的天线40可以是电介质谐振器天线。在这一示例中，天线40包括被安装到底层基板诸如基板72的电介质谐振元件68。基板72可例如为设备10中的对应天线模块的基板。基板72可为刚性印刷电路板基板、柔性印刷电路基板、陶瓷基板、塑料基板或任何其他所需的基板。

在图6的示例中，天线40是传送垂直和水平极化射频信号84(例如，具有正交电场取向的线性极化信号)的双极化天线。该示例仅仅是例示性的，并且在另一种合适的布置中，天线40可仅覆盖单个极化。可使用形成在柔性基板72上和/或嵌入在该柔性基板内的射频传输线诸如射频传输线88(例如，用于传送垂直极化信号的第一射频传输线88V和用于传送水平极化信号的第二射频传输线88H)对天线40进行馈电。射频传输线88V和88H可例如形成图3和图4的射频传输线42的一部分。射频传输线88V和88H可包括基板72上和/或嵌入在该基板内的接地迹线(例如，用于形成图3的接地导体48的一部分)和信号迹线(例如，用于形成图3的信号导体46的一部分)。射频传输线88V和88H可耦接到射频集成电路或在包括天线40的天线模块上的其他射频部件。

天线40的电介质谐振元件68可由被安装到基板72的顶部表面的电介质材料的柱体(column)(柱(pillar))形成。如果需要，电介质谐振元件68可嵌入在被安装到基板72的顶部表面的电介质基板诸如电介质基板70内(例如，由该电介质基板横向围绕)。电介质谐振元件68可具有从基板72处的底部表面82延伸到相对顶部表面80的高度96。电介质基板70(在本文中有时被称为包覆模制结构70)可延伸跨越一些或全部高度96。顶部表面80可与电介质基板70的顶部表面齐平，可突出于电介质基板70的顶部表面之外，或电介质基板70可在电介质谐振元件68的顶部表面80上方延伸并且覆盖电介质谐振元件68的顶部表面80。

可通过调节电介质谐振元件68的尺寸(例如，在图6的X轴、Y轴和/或Z轴的方向上)来选择天线40的操作(谐振)频率。电介质谐振元件68可由具有介电常数dk1的电介质材料柱体形成。介电常数dk1可相对高(例如，大于10.0、大于12.0、大于15.0、大于20.0、介于22.0与25.0之间、介于15.0与40.0之间、介于10.0与50.0之间、介于18.0与30.0之间、介于12.0与45.0之间等)。在一种合适的布置中，电介质谐振元件68可由氧化锆或陶瓷材料形成。如果需要，其他电介质材料可用于形成电介质谐振元件68。

电介质基板70可由介电常数为dk2的材料形成。介电常数dk2可小于电介质谐振元件68的介电常数dk1(例如，小于18.0、小于15.0、小于10.0、介于3.0与4.0之间、小于5.0、介于2.0与5.0之间等)。介电常数dk2可比介电常数dk1小至少10.0、5.0、15.0、12.0、6.0等。在一种合适的布置中，电介质基板70可由模制塑料(例如，注塑塑料)形成。其他电介质材料可用于形成电介质基板70，或者如果需要，可省略电介质基板70。电介质谐振元件68和电介质基板70之间介电常数的差值可在电介质谐振元件68和电介质基板70之间从底部表面82到顶部表面80建立射频边界条件。这可将电介质谐振元件68配置为用作用于以毫米波和厘米波频率传播射频信号84的谐振波导。

电介质基板70可在电介质谐振元件68的一些或所有侧面上具有宽度(厚度)94。可选择宽度94以将电介质谐振元件68与周围设备结构隔离和/或与相同天线模块中的其他电介质谐振元件隔离并且使电介质基板70中的信号反射最小化。宽度94可为例如介电常数为dk2的电介质材料中的射频信号的有效波长的至少十分之一。宽度94可为0.4mm-0.5mm、0.3mm-0.5mm、0.2mm-0.6mm、大于0.1mm、大于0.3mm、0.2mm-2.0mm、0.3mm-1.0mm，或大于0.4mm至0.5mm，仅举几例。

当被射频传输线88V和/或88H的信号导体激励时，电介质谐振元件68可辐射射频信号84。在一些情形中，在基板72上的接地迹线中形成狭槽，该狭槽由嵌入在基板72内的信号导体间接馈电，并且该狭槽激励电介质谐振元件68以辐射射频信号84。然而，在这些情形中，天线的辐射特性可能受到电介质谐振元件如何被安装到基板72的影响。例如，气隙或用于将电介质谐振元件安装到柔性印刷电路的粘合剂层可能难以控制，并且可能无意中影响天线的辐射特性。为了减轻与使用底层狭槽激励电介质谐振元件68相关联的问题，可使用一个或多个射频馈电探针100诸如图6的馈电探针100V和100H对天线40进行馈电。馈电探针100可形成天线40的天线馈电部(例如，图3的天线馈电部44)的一部分。

如图6所示，馈电探针100V可由导电结构86V形成并且馈电探针100H可由导电结构86H形成。导电结构86V可包括被图案化到或压靠在电介质谐振元件68的第一侧壁102上的第一部分。如果需要，导电结构86V还可包括基板72的表面上的第二部分并且第二部分可耦接到射频传输线88V的信号迹线(例如，使用焊料、焊缝、导电粘合剂等)。如果需要，可省略导电结构86V的第二部分(例如，射频传输线88V中的信号迹线可直接焊接到第一侧壁102上的导电结构86V的部分)。作为示例，导电结构86V可包括被直接图案化到第一侧壁102上的导电迹线，或在导电结构86V压靠在第一侧壁102上的情形中可包括冲压金属板。

射频传输线88V中的信号迹线可将射频信号传送至馈电探针100V和从该馈电探针传送射频信号。馈电探针100V可将射频传输线88V的信号迹线上的射频信号电磁耦合到电介质谐振元件68中。这可用于激励电介质谐振元件68的一个或多个电磁模式(例如，射频腔模式或波导模式)。当被馈电探针100V激励时，电介质谐振元件68的电磁模式可将电介质谐振元件配置为用作波导，该波导沿电介质谐振元件68的高度(例如，在Z轴的方向上并且沿电介质谐振元件68的中心/纵向轴线76)传播射频信号84的波前。由馈电探针100V传送的射频信号84可为垂直极化的。

类似地，导电结构86H可包括被图案化到或压靠在电介质谐振元件68的第二侧壁102上的第一部分。如果需要，导电结构86H还可包括基板72的表面上的第二部分并且第二部分可耦接到射频传输线88H的信号迹线(例如，使用焊料、焊缝、导电粘合剂等)。如果需要，可省略导电结构86H的第二部分(例如，射频传输线88H中的信号迹线可直接焊接到侧壁102上的导电结构86H)。作为示例，导电结构86H可包括被直接图案化到第二侧壁102上的导电迹线，或在导电结构86H压靠在第二侧壁102上的情形中可包括冲压金属板。

射频传输线88H中的信号迹线可将射频信号传送至馈电探针100H和从该馈电探针传送射频信号。馈电探针100H可将射频传输线88H的信号迹线上的射频信号电磁耦合到电介质谐振元件68中。这可用于激励电介质谐振元件68的一个或多个电磁模式(例如，射频腔模式或波导模式)。当被馈电探针100H激励时，电介质谐振元件68的电磁模式可将电介质谐振元件配置为用作波导，该波导沿电介质谐振元件68的高度(例如，沿电介质谐振元件68的中心/纵向轴线76)传播射频信号84的波前。由馈电探针100H传送的射频信号84可为水平极化的。

类似地，在信号接收期间，可由天线40接收射频信号84。所接收的射频信号可激励电介质谐振元件68的电磁模式，从而导致射频信号沿电介质谐振元件68的高度向下传播。馈电探针100V可将所接收的垂直极化信号耦接到射频传输线88V上。馈电探针100H可将所接收的水平极化信号耦接到射频传输线88H上。射频传输线88H和88V可将所接收的射频信号通过天线40的射频集成电路传递到毫米波/厘米波收发器电路(例如，图2和图3的毫米波/厘米波收发器电路38)。电介质谐振元件68和电介质基板70之间介电常数的相对大差值可允许电介质谐振元件68以相对高的天线效率(例如，通过在电介质谐振元件68和电介质基板70之间针对射频信号建立强边界)传送射频信号84。与使用介电常数较低的材料的情形相比，电介质谐振元件68的相对高介电常数还可允许电介质谐振元件68占据相对小的体积。

可选择馈电探针100V和100H的尺寸(例如，侧壁102上的高度90和宽度92)以有助于使射频传输线88V和88H的阻抗与电介质谐振元件68的阻抗匹配。作为一个示例，宽度92可介于0.3mm与0.7mm之间、介于0.2mm与0.8mm之间、介于0.4mm与0.6mm之间，或者是其他值。高度90可介于0.3mm与0.7mm之间、介于0.2mm与0.8mm之间、介于0.4mm与0.6mm之间，或者是其他值。高度90可等于宽度92或者可不同于宽度92。馈电探针100V和100H在本文中有时可被称为馈电导体、馈电贴片或探针馈电部。电介质谐振元件68在本文中有时可被称为电介质辐射元件、电介质辐射体、电介质谐振器、电介质天线谐振元件、电介质柱体(column)、电介质柱(pillar)、辐射元件或谐振元件。当被一个或多个馈电探针诸如馈电探针100V和100H馈电时，电介质谐振器天线诸如图6的天线40在本文中有时可被称为探针馈电的电介质谐振器天线。

天线40可包括在设备10中的面向后部、面向前部或面向侧面的相控天线阵列中(例如，射频信号84可形成图5的射频信号62或60)。在面向前部的相控天线阵列中形成天线40的情形中，顶部表面80可压靠在图5的显示器覆盖层56上，粘附到该显示器覆盖层，或与该显示器覆盖层分开。在面向后部的相控天线阵列中形成天线40的情形中，顶部表面80可压靠在图5的后部外壳壁12R上，粘附到该后部外壳壁，或与该后部外壳壁分开。可选阻抗匹配层可***置在顶部表面80与后部外壳壁12R或显示器覆盖层56之间。阻抗匹配层可具有介于介电常数dk1与后部外壳壁12R或显示器覆盖层56的介电常数之间的介电常数。如果需要，可选择阻抗匹配层的介电常数和厚度以将阻抗匹配层配置为在天线40的操作频率下形成天线40的四分之一波长阻抗变换器。这可将阻抗匹配层配置为有助于使顶部表面80与设备10外部的自由空间之间的界面处的信号反射最小化。

如果需要，射频传输线88V和88H可包括阻抗匹配结构(例如，传输线短截线)以有助于匹配电介质谐振元件68的阻抗。馈电探针100H和100V两者可同时有效，以使得天线40在任何给定时间传送垂直极化信号和水平极化信号两者。如果需要，可独立地调节由馈电探针100H和100V传送的信号的相位，以使得天线40传送具有椭圆或圆极化的射频信号84。在另一种合适的布置中，馈电探针100H和100V中的单个馈电探针可同时有效，以使得天线40在任何给定时间传送仅有单个极化的射频信号。在另一种合适的布置中，在已省略射频传输线88V和馈电探针100V的情况下，天线40可为单极化天线。

如图6所示，电介质谐振元件68可具有高度96、长度74和宽度73。可选择长度74、宽度73和高度96以向电介质谐振元件68提供电磁腔模式/波导模式的对应混合，该电磁腔模式/波导模式当被馈电探针100H和/或100V激励时，将天线40配置为以期望的频率辐射。例如，高度96可为2mm-10mm、4mm-6mm、3mm-7mm、4.5mm-5.5mm或大于2mm。宽度73和长度74可各自为0.5mm-1.0mm、0.4mm-1.2mm、0.7mm-0.9mm、0.5mm-2.0mm、1.5mm–2.5mm、1.7mm–1.9mm、1.0mm–3.0mm等。宽度73可等于长度74(例如，电介质谐振元件68在X-Y平面内可具有正方形横向轮廓)，或在其他布置中，可不同于长度74(例如，电介质谐振元件68在X-Y平面内可具有矩形或非矩形横向轮廓)。电介质谐振元件68的侧壁102可直接接触周围电介质基板70。电介质基板70可被模制在馈电探针100H和100V上方，或者可包括开口、凹口、或容纳馈电探针100H和100V的存在的其他结构。每个侧壁102可为平面的，或如果需要，一个或多个侧壁102可具有非平面形状(例如，带平面和弯曲部分的形状、带凹口或凹进部分的平面形状等)。图6的示例仅为例示性的，并且如果需要，电介质谐振元件68可具有其他形状(例如，具有任何所需数量的笔直侧壁和/或弯曲侧壁102的形状)。

在实践中，如果不小心，电介质谐振器天线诸如天线40可经受不期望的交叉极化干扰。当使用用于在第二极化中传送射频信号的天线馈电部不期望地发射或接收将在第一极化中传送的射频信号时，可发生交叉极化干扰。例如，交叉极化干扰可涉及水平极化信号到图6的馈电探针100V(例如，旨在传送垂直极化信号的馈电探针)上的泄漏和/或垂直极化信号到图6的馈电探针100H(例如，旨在传送水平极化信号的馈电探针)上的泄漏。当由馈电探针100V产生的电场具有以不同角度的混合取向的分量时或者当由馈电探针100H产生的电场具有在电介质谐振元件68内以不同角度的混合取向的分量时，可出现交叉极化干扰。交叉极化干扰可导致总体数据吞吐量的减小、所发射或所接收的数据的误差，或以其他方式降低的天线性能。这些效应在天线40使用水平和垂直极化(例如，在MIMO方案下)传送独立数据流的情况下也是特别有害的，因为交叉极化干扰降低了数据流的独立性。因此，期望能够为电介质谐振器天线诸如天线40提供用于减轻交叉极化干扰(例如，用于使由天线处理的极化之间的隔离最大化)的结构。

图7是具有用于减轻交叉极化干扰的结构的天线40的自顶向下视图。在图7的示例中，天线40是具有用于激励电介质谐振元件68的不同极化的馈电探针100V和100H的双极化电介质谐振器天线。

如图7所示，电介质谐振元件68可具有矩形横向轮廓。电介质谐振元件68可具有四个侧壁102(例如，以与X-Y平面垂直的方式取向的四个竖直面或表面)，诸如第一侧壁102A、第二侧壁102B、第三侧壁102C和第四侧壁102D。在电介质谐振元件68上，第三侧壁102C可与第一侧壁102A相对，并且第四侧壁102D可与第二侧壁102B相对。馈电探针100V的导电结构86V可被图案化到或压靠在第一侧壁102A上。导电结构86V还可耦接到底层基板72上的导电迹线106V(例如，使用焊料、焊缝、导电粘合剂等)。导电迹线106V可耦接到导电迹线104V。导电迹线104V和106V可形成图6的射频传输线88V的信号导体的一部分。类似地，馈电探针100H的导电结构86H可被图案化到或压靠在第二侧壁102B上。导电结构86H还可耦接到基板72上的导电迹线106H(例如，使用焊料、焊缝、导电粘合剂等)。导电迹线106H可耦接到导电迹线104H。导电迹线104H和106H可形成图6的射频传输线88H的信号导体的一部分。

为了减轻交叉极化干扰，寄生元件诸如寄生元件108H和108V可被图案化到电介质谐振元件68的侧壁上。寄生元件108H和108V可例如由被图案化到或压靠在电介质谐振元件68的侧壁上的导电材料浮动贴片(例如，未耦接到地或天线40的信号迹线的导电贴片)形成。如图7所示，寄生元件108H可被图案化到或压靠在与馈电探针100H相对的第四侧壁102D上。寄生元件108V可被图案化到或压靠在与第一馈电探针100V相对的第三侧壁102C上。

寄生元件108H中导电材料的存在可用于改变由馈电探针100H在电介质谐振元件68内激发的电场的边界条件。例如，在省略寄生元件108H的情形中，由馈电探针100H激发的电场可包括以不同方向取向的不同电场分量的混合。这可导致交叉极化干扰，其中一些垂直极化信号不期望地泄漏到馈电探针100H上。然而，由寄生元件108H产生的边界条件可用于将由馈电探针100H激发的电场在侧壁102B和102D之间的单个方向上对准，如箭头112所示(例如，在平行于X轴的水平方向上)。因为由馈电探针100H激发的整个电场是水平的，所以馈电探针100H可仅传送水平极化信号，而没有垂直极化信号干扰水平极化信号。

类似地，寄生元件108V中导电材料的存在可用于改变由馈电探针100V在电介质谐振元件68内激发的电场的边界条件。例如，在省略寄生元件108V的情形中，由馈电探针100V激发的电场可包括以不同方向取向的不同电场分量的混合。这可导致交叉极化干扰，其中一些水平极化信号不期望地泄漏到馈电探针100V上。然而，由寄生元件108V产生的边界条件可用于将由馈电探针100V激发的电场在侧壁102A与102C之间的单个方向上对准，如箭头110所示(例如，在平行于Y轴的竖直方向上)。因为由馈电探针100V激发的整个电场是竖直的，所以馈电探针100V可仅传送垂直极化信号，而没有水平极化信号干扰垂直极化信号。

寄生元件108V可具有与侧壁102A上的导电结构86V的部分的形状匹配的形状(例如，X-Z平面内的横向尺寸)(例如，寄生元件108V可具有图6的宽度92和高度90)。类似地，寄生元件100H可具有与侧壁102B上的导电结构86H的部分的形状匹配的形状(例如，Y-Z平面内的横向尺寸)(例如，寄生元件108H可具有图6的宽度92和高度90)。这可确保在馈电探针100V与寄生元件108V之间以及在馈电探针100H与寄生元件108H之间存在对称边界条件。如果需要，寄生元件108V不需要具有与馈电探针100V完全一样的尺寸，并且寄生元件108H不需要具有与馈电探针100H完全一样的尺寸。

在仅使用单个馈电探针对天线40馈电的情况下，天线40还可包括交叉极化干扰减轻寄生元件。图8是自顶向下视图，示出了在仅使用单个馈电探针100对天线40馈电的布置中天线40可如何包括交叉极化干扰减轻寄生元件。

如图8所示，天线40可使用单个馈电探针100馈电。馈电探针100的导电结构86可被图案化到电介质谐振元件68的侧壁102A上。导电结构86可耦接到底层基板72上的导电迹线104。接地迹线诸如接地迹线116也可被图案化到基板72上。

天线40可包括一个或多个寄生元件114，诸如第一寄生元件114-1和第二寄生元件114-2。寄生元件114-1可由被图案化到电介质谐振元件68的侧壁102D上的导电迹线贴片(例如，导电贴片)形成。寄生元件114-2可由被图案化到电介质谐振元件68的侧壁102B上的导电迹线贴片(例如，导电贴片)形成。寄生元件114-1和114-2可例如各自具有与导电结构86(例如，X-Z平面内)相同的大小和横向尺寸(例如，在Y-Z平面内)。寄生元件114-1和寄生元件114-2可各自通过导电互连结构118耦接到基板72处的接地迹线116。导电互连结构118可包括焊料、焊缝、导电粘合剂、导电胶带、导电泡沫、导电弹簧、导电支架，和/或任何其他所需的导电互连结构。这样，寄生元件114-1和114-2可各自保持在地电位(例如，寄生元件114-1和114-2可为接地贴片)。如果需要，可省略寄生元件114-1或可省略寄生元件114-2(例如，如果需要，天线40可仅包括单个寄生元件114)。

寄生元件114-1和/或寄生元件114-2可用于改变电介质谐振元件68的电磁边界条件，以减轻馈电探针100的交叉极化干扰(例如，以在馈电探针100处理垂直极化信号的情形中将馈电探针100与来自水平极化信号的干扰隔离)。电介质谐振元件68的侧壁102C可不含导电材料，诸如寄生元件114。

图4的相控天线阵列54(例如，用于将射频信号62传送通过图5的显示器覆盖层56的面向前部的相控天线阵列、用于将射频信号60传送通过图5的后部外壳壁12R的面向后部的相控天线阵列、或面向侧面的相控天线阵列)可包括以任何所需图案(例如，具有行和列的图案)布置的任何所需数量的天线40。相控天线阵列54中的每个天线40可为电介质谐振器天线诸如图6至图8的探针馈电的电介质谐振器天线40(例如，具有如图6所示的两个馈电探针100V和100H以及任选如图7所示的寄生元件108V和108H，或具有一个馈电探针100以及任选如图8所示的寄生元件114-1和114-2)。相控天线阵列54可形成为集成天线模块的一部分。

图9是可包括相控天线阵列54的集成天线模块的自顶向下视图。如图9所示，相控天线阵列54可形成为集成天线模块诸如天线模块120的一部分。天线模块120可包括基板72。相控天线阵列54可被安装到基板72的表面诸如表面122。板对板连接器诸如连接器123也可被安装到表面122。

在图9的示例中，相控天线阵列54是双频带相控天线阵列，其具有传送第一频带内的射频信号的第一组天线40L以及传送高于第一频带的第二频带内的射频信号的第二组天线40H。因此天线40H在本文中有时可被称为高频带天线40H，而低频带天线40L在本文中有时被称为低频带天线40L。仅作为一个示例，第一频带可包括介于约24GHz和31GHz之间的频率，并且第二频带可包括介于约37GHz和41GHz之间的频率。

高频带天线40H可为具有嵌入在电介质基板70内的电介质谐振元件68H的电介质谐振器天线。低频带天线40L可为具有嵌入在电介质基板70内的电介质谐振元件68H的电介质谐振器天线。电介质基板70可被模制在电介质谐振元件68H和68L上方和/或周围，并且可被安装到基板72的表面122。为了支持令人满意的波束形成，每个高频带天线40H可例如与电介质基板70中的一个或两个相邻高频带天线40H分开一定距离，该距离大约等于与第二频带中的频率相对应的有效波长的一半(例如，其中有效波长等于自由空间波长乘以由天线周围的电介质材料确定的恒定值)。类似地，每个低频带天线40L可例如与电介质基板70中的一个或两个相邻低频带天线40L分开一定距离，该距离大约等于与第一频带中的频率相对应的有效波长的一半。

在图9的示例中，相控天线阵列54是一维阵列，其具有与沿单个纵向轴线布置(例如，以与X轴平行的方式延伸)的四个低频带天线40L交织(穿插)的四个高频带天线40H。这仅是例示性的。相控天线阵列54可包括任何所需数量的低频带天线40L和/或高频带天线40H，并且这些天线可按任何所需的一维图案或二维图案布置。

图10是天线模块120的横截面侧视图(例如，沿图9的线AA’方向截取)。如图10所示，相控天线阵列54中的电介质谐振元件68L和68H的底部表面82可被安装到基板72的表面122。电介质基板70可被模制在电介质谐振元件68L和68H上方，并且可被安装到表面122。如果需要，电介质基板70可被模制在相控天线阵列54中的每个电介质谐振元件68L和68H上方以形成单个集成结构，然后该单个集成结构可被安装(例如，被表面安装)到基板72的表面122。这可例如使相控天线阵列54中的天线之间的机械变化最小化，而这些机械变化原本可使天线性能或机械可靠性劣化。

基板72可具有与表面122相对的表面124。附加电子部件诸如射频集成电路(RFIC)126可被安装到基板72的表面124。可在RFIC 126和基板72的表面124上方提供可选包覆模制结构和/或屏蔽结构(为了清楚起见，未在图10的示例中示出)。RFIC 126可具有终端或端口，这些终端或端口使用焊球、导电粘合剂、导电引脚、导电弹簧和/或任何其他所需的导电互连结构来耦接到表面124上的对应接触垫。

基板72中的射频传输线(例如，图6的射频传输线88V和88H)可将RFIC 126的端口耦接到电介质谐振元件68L和68H上的馈电探针(例如，图6的馈电探针100V和100H)。电介质基板72可包括多个堆叠电介质基板层(例如，印刷电路板材料、柔性印刷电路材料、陶瓷等的层)。基板72中的射频传输线可包括堆叠电介质基板层中的一者或多者(例如，嵌入在基板72的表面122和/或124之内和/或之上)和/或延伸穿过堆叠电介质基板层的一者或多者的导电通孔上的信号迹线和接地迹线。

RFIC 126可包括例如图4的相位和幅度控制器50、上变频器电路、下变频器电路、放大器电路或任何其他所需的射频电路。RFIC 126可包括(例如，使用基板72上的附加射频传输线结构)耦接到图9的连接器123的一个或多个附加端口或终端。RFIC 126可经由连接器123耦接到图2和图3的毫米波/厘米波收发器电路38。毫米波/厘米波收发器电路38可被安装到附加基板诸如设备10的附加刚性印刷电路板、柔性印刷电路、主逻辑板等。如果需要，毫米波/厘米波收发器电路与RFIC 126之间传送的信号可处于中间频率(例如，射频)，该中间频率大于基带频率并且小于天线40L和40H传送射频信号的频率。在这些情形中，RFIC 126中的上变频器电路可将这些信号从中间频率上变频到天线40L和40H的操作频率。类似地，RFIC 126中的下变频器电路可将天线40L和40H所接收的信号下变频到中间频率。如果需要，RFIC 126可包括被安装到基板72的多个单独(离散)射频集成电路(例如，天线模块120可以是包括被安装到公共/共用基板诸如基板72的一个或多个RFIC和一个或多个相控天线阵列的集成电路封装)。

图11是图9和图10的天线模块120的透视图。如图11所示，相控天线阵列54(例如，电介质谐振元件68L和68H以及电介质基板70)可被安装到基板72的表面122。电介质基板70可具有表面122处的支脚结构128，该支脚结构宽于电介质基板70的顶部表面(例如，以增加天线模块120的机械稳定性)。如果需要，相控天线阵列54可使用粘合剂层固定到表面122。如果需要，可在电介质基板70和相控天线阵列54下方提供底部填充剂。在图11的示例中，在基板72的表面124上提供电介质包覆模制结构诸如包覆模制件131。包覆模制件131可覆盖图10的RFIC 126(例如，RFIC 126可嵌入在包覆模制件131内，从而隐藏RFIC 126而不能在图11中看到)。包覆模制件131可用于保护RFIC 126以免受到损坏或污染物的影响，可执行热耗散、隔离、屏蔽等。作为示例，相控天线阵列54可被安装在图5的***区域66内并且可将射频信号传送通过设备10的正面或背面。

在图9至图11的示例中，RFIC 126被安装到基板72的与相控天线阵列54相对的侧面。这仅是例示性的。在另一种合适的布置中，RFIC 126可被安装到基板72的与相控天线阵列54相同的侧面。图12是自顶向下视图，示出了RFIC 126可如何被安装到基板72的与相控天线阵列54相同的侧面。

如图12所示，RFIC 126和相控天线阵列54均可被安装到基板72的表面122。一些或全部RFIC 126可例如被横向地插置在相控天线阵列54与基板72的***边缘之间。图13是沿图12的箭头132的方向截取的天线模块120的侧视图。如图13所示，相控天线阵列54在Z轴的方向上可高于RFIC 126。这可例如允许RFIC 126搁置在显示模块64下方，同时相控天线阵列54辐射通过显示器覆盖层56(例如，在天线模块120被安装在图5的***区域66内并且相控天线阵列54是设备10中的面向前部的相控天线阵列的情形中)。

如果需要，天线模块120可包括被安装到基板72的不同侧面的多个相控天线阵列。图14是侧视图，示出了多个相控天线阵列54可如何被安装到基板72的不同侧面。如图14所示，天线模块120可包括第一相控天线阵列54-1和第二相控天线阵列54-2。第一相控天线阵列54-1可包括具有被安装到基板72的表面122的电介质谐振元件68的天线40，而第二相控天线阵列54-2包括具有被安装到基板72的表面124的电介质谐振元件68的天线40。第一相控天线阵列54-1可使射频信号134的波束跨表面122上方的至少一些半球转向。第二相控天线阵列54-2可使射频信号136的波束跨表面124下方的至少一些半球转向。第一相控天线阵列54-1可为天线40的一维阵列或二维阵列。第二相控天线阵列54-2可为天线40的一维阵列或二维阵列。

图14的天线模块120可例如被安装在图5的***区域66内。第一相控天线阵列54-1可为面向前部的相控天线阵列(例如，其中射频信号134用作传送通过图5的显示器覆盖层56的射频信号62)。第二相控天线阵列可为面向后部的相控天线阵列(例如，其中射频信号136用作传送通过图5的后部外壳壁12R的射频信号60)。在另一种合适的布置中，第一相控天线阵列54-1可为面向后部的相控天线阵列，而第二相控天线阵列54-2是面向前部的相控天线阵列。

如图14所示，连接器123可被安装到表面122。这仅是例示性的，并且在另一种合适的布置中，连接器123可被安装到表面124。RFIC 126可被安装到表面124。这仅是例示性的，并且在另一种合适的布置中，RFIC 126可被安装到表面122。如果需要，RFIC 126和连接器123可被安装到相同表面。基板72中的射频传输线可将RFIC 126耦接到相控天线阵列54-1和54-2中的每个天线40。如果需要，可在RFIC 126和表面124上方提供包覆模制结构。在图14的示例中，为了清楚起见，示出了相控天线阵列54-1和54-2而没有对应电介质基板70(图6和图9至图13)。如果需要，电介质基板70可被模制在第一相控天线阵列54-1和/或第二相控天线阵列54-2上方。

相控天线阵列54-1和54-2均由电介质谐振器天线形成的图14的示例仅是例示性的。在另一种合适的布置中，第一相控天线阵列54-1中的天线可为堆叠贴片天线，如图15的横截面侧视图中所示。

如图15所示，第一相控天线阵列54-1中的天线40可为堆叠贴片天线。第一相控天线阵列54-1中的每个天线40可包括嵌入在基板72的电介质层138内的一个或多个导电贴片140。导电贴片140可与基板72中的接地迹线144间隔开并且平行于这些接地迹线延伸。天线40中的导电贴片140可包括直接馈电的贴片天线谐振元件和/或间接馈电的寄生天线谐振元件，这些间接馈电的寄生天线谐振元件至少部分地与至少一个直接馈电的贴片天线谐振元件重叠。导电贴片140可具有确定第一相控天线阵列54-1的频率响应的长度142。长度142可例如大约等于与第一相控天线阵列54-1的操作频带中的频率相对应的有效波长的一半。

在实践中，与第一相控天线阵列54-1中的导电贴片140相比，第二相控天线阵列54-2中的电介质谐振元件68可占据更大高度(例如，在Z轴的方向上)。同时，导电贴片140可占据比电介质谐振元件68更大的面积(例如，在X-Y平面内)。这可允许天线模块120被安装在设备10内的一定位置处，此处可存在更多空间来将天线放置成辐射通过设备10的一个侧面而不是另一个侧面。作为一个示例，图15的天线模块120可被安装在图5的***区域66内，其中第二相控天线阵列54-2面向显示器覆盖层56并且第一相控天线阵列54-1面向后部外壳壁12R(例如，可存在更多空间来将天线放置成辐射通过后部外壳壁12R而不是通过显示器覆盖层56(由于存在显示模块64))。图15的示例仅是例示性的，并且在另一种合适的布置中，第一相控天线阵列54-1可包括电介质谐振器天线，而第二相控天线阵列54-2包括堆叠贴片天线。

在实践中，制造具有电介质谐振器天线的天线模块诸如图9至图15的天线模块120可能很有挑战性。在一些情形中，通过以下方式制造天线模块：单独地形成每个电介质谐振元件(例如，通过烧结陶瓷粉末)，单独地使每个电介质谐振元件的探针馈电部金属化，将电介质基板注塑在该阵列中的每个单独形成的电介质谐振元件上方，打磨突出于电介质基板之外的电介质谐振元件的部分，并且将该结果表面安装到板。该工艺可能非常复杂、耗时和昂贵，并且可得到表现出大量机械变化的天线模块，该机械变化限制该模块的总机械和/或无线性能(例如，由于不良电介质谐振元件平行度、高度共面性及尺寸、接触垫公差问题以及不可预测的电介质谐振元件倾斜)。为了减轻这些问题，天线模块120可使用在很大程度上可扩展、与IC组装工艺兼容的双面模制工艺来制造，如图16和图17所示。

图16和图17是天线模块120的例示性组装工艺的示意图。如图16所示，天线模块120可在制造***诸如制造***146中制造。制造***146可包括制造装备148。制造***146可收集基板72和电子部件150以组装到给定天线模块120中。基板72可包括射频传输线结构(例如，位于基板72的电介质层上或嵌入在这些电介质层内的信号迹线和接地迹线)以及在基板72的表面处耦接到射频传输线结构的对应接触垫。电子部件150可包括RFIC 126(图9至图15)或任何其他所需的射频部件(例如，射频切换电路、滤波器电路、离散电容器、电阻器及电感器、放大器电路等)。

制造装备148可将电子部件150表面安装到基板72的表面122，如箭头152所示(例如，使用制造装备148中的表面安装技术(SMT)装备)。例如，焊球154或任何其他所需的导电互连结构可用于将电子部件150的终端(端口)耦接到基板72的表面122上的对应接触垫。然后制造装备148可将包覆模制件131分层放在表面安装的部件150和基板72的表面122上方，如箭头156所示。这可用于将表面122处的电子部件150封装或嵌入在包覆模制件131内。

然后制造装备148可翻转基板72并且天线模块中的每个电介质谐振元件68可同时形成在基板72的表面124上。例如，制造装备148可通过以下方式形成电介质谐振元件68：使用高介电常数环氧模塑料执行模制/选择性模制工艺以同时模制模块中的每个电介质谐振元件68(例如，以使得电介质谐振元件68表现出图6的介电常数dk1)。该工艺还可形成基板72的表面124上的最顶层164。最顶层164可覆盖表面124处用于对电介质谐振元件68进行馈电的射频传输线(例如，图6的射频传输线88V和88H)的接触垫。虽然最顶层164可由与电介质谐振元件68相同的材料形成，但是最顶层164在本文中有时可被称为形成基板72的一部分或形成基板72的最顶层。

然后制造装备148可对电介质谐振元件68执行激光激活和金属化(例如，使用激光直接成型(LDS)工艺)，如箭头162所示。例如，制造装备148中的激光可用于形成图案或种子层以便使馈电探针和任选天线40的寄生元件(例如，在电介质谐振元件68的侧壁102上和/或顶层164上)金属化。然后制造装备148可执行物理沉积或化学镀工艺，该物理沉积或化学镀工艺使激光所形成的图案或种子层金属化。这可用于在电介质谐振元件68的侧壁102上(例如，在电介质谐振元件68的底部表面82处)和/或在最顶层164上形成导电结构86V和86H。如果需要，该工艺还可用于在侧壁102和/或最顶层164上形成寄生元件108H和108V(图7)以及/或者寄生元件114-1和114-2(图8)。在电介质谐振元件68仅覆盖单个极化的情形中，制造装备148可仅在每个电介质谐振元件68上形成单个馈电探针。

另外，制造装备148可将导电结构86V和86H耦接到基板72的表面124上的对应接触垫(例如，通过形成延伸穿过最顶层164的导电通孔)。在形成图8的寄生元件114-1和/或114-2的情形中，制造装备148可形成穿过最顶层164的导电通孔以将寄生元件耦接到表面124处的接地迹线。将导电结构86V和86H耦接到表面124上的接触垫可用于将导电结构86V和86H耦接到基板72中的对应射频传输线。射频传输线可将导电结构86V和86H耦接到表面122处的电子部件150。

如果需要，可由相同基板72制造多个天线模块120，如图17的透视图中所示。如图17所示，基板72可用于形成九个天线模块，每个天线模块具有四个天线及因此被布置为1×4图案的四个电介质谐振元件68。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，可由相同基板72形成任何所需数量的天线模块。可同时对由基板72形成的每个天线模块执行图16的工艺。以这种方式同时制造多个天线模块可增加天线模块的可靠性(每个天线模块内及天线模块之间)并且降低制造多个设备10所需的成本和时间。该工艺可允许天线模块120对于多个应用均表现出更小形状因数，相对于每个电介质谐振元件被单独模制并随后被安装到基板的布置，可消除额外注塑、烧结、表面安装和底部填充。相对于每个电介质谐振元件被单独模制并随后被安装到基板的布置，该布置还可允许更严格的工艺控制和提高的成品率。

如通过箭头166，制造装备148可将连接器123表面安装到基板72的表面124处的连接器接触垫168。例如，在将天线模块组装到设备10中之后，连接器123可将包覆模制件131中的电子部件150耦接到单独基板上的收发器电路。制造装备148中的切割装备(例如，刀片或激光切割工具)可将基板72切分(切割)成单独天线模块，如箭头170所示。在图17的示例中，这可产生基板72的九个单独条带，这九个单独条带形成九个单独天线模块120，每个天线模块包括具有对应电介质谐振元件68的四个天线40。可在切分之后、在已在电介质谐振元件68上形成导电结构86H和86V后的任何其他所需的时间将电介质结构70模制在电介质谐振元件68上方，或如果需要，可省略该电介质结构。

图18是可由图16和图17的制造装备148在制造天线模块120时执行的例示性步骤的流程图。在步骤172处，制造装备148可将电子部件150(例如，一个或多个射频集成电路)表面安装到基板72的表面(例如，如图16的箭头152所示)。制造装备148可将包覆模制件131分层放在表面安装的电子部件150上方(例如，如图16的箭头156所示)。

在步骤174处，制造装备148可将电介质谐振元件68模制在基板72的表面上(例如，如图16的箭头160所示)。电介质谐振元件68可被模制到基板72的与表面安装的电子部件150相对的表面上。这仅是例示性的，并且如果需要，电介质谐振元件68可被模制到基板72的与表面安装的电子部件150相同的表面上(例如，如图12和图13所示)。

在步骤176处，制造装备148将导电迹线图案化到电介质谐振元件68上(例如，如图16的箭头162所示)。制造装备148可例如使用激光来激活或形成电介质谐振元件68上的种子层。然后制造装备148可使导电材料沉积在电介质谐振元件68的激活部分上方。导电材料可形成天线的导电结构86V和86H(例如，用于图6的馈电探针100V和100H)以及/或者寄生元件。

在步骤178处，制造装备148可将连接器123表面安装到基板72的连接器接触垫168上(例如，如图17的箭头166所示)。

在步骤180处，制造装备148可将基板180切分成单独天线模块120并且可将对应屏蔽结构添加到天线模块(例如，如图17的箭头170所示)。例如，该屏蔽件可用于将电子部件150与电磁干扰隔离。

在步骤182处，制造装备148可将制造的天线模块120组装到设备10中。例如，制造装备148可将天线模块120安装在图5的***区域66内或设备10内部的其他地方。例如，可安装天线模块120以将射频信号传送通过图5的显示器覆盖层56或后部外壳壁12R。图18的步骤仅是例示性的，并且如果需要，其他工艺也可用于制造天线模块120。

在实践中，电子设备中的电介质谐振器天线的实现可能很有挑战性，因为电介质谐振器天线具有高纵横比，这使得难以控制***对准、可靠性和互连可靠性。在其他相控天线阵列中，每个天线可能需要两个射频连接器来馈电，这可使体积变得不合需要的庞大。将电介质谐振器天线集成到天线模块120中可允许天线各自在不需要这么多连接器的情况下被馈电，并且可允许天线以高度可靠性进行适当对准。

在实践中，用于对电介质谐振元件68进行馈电的金属化可能大规模执行起来很昂贵。在另一种合适的布置中，可使用馈电探针偏置结构将电介质谐振元件68的馈电探针压靠在电介质谐振元件68上。这可允许天线在无需陶瓷上的附加金属化的情况下被馈电，从而可降低成本和设计复杂性。

图19是例示性天线模块120的透视图，该天线模块具有使用馈电探针偏置结构来压靠在电介质谐振元件68上的馈电探针。在图19的示例中，基板72是柔性印刷电路。相控天线阵列54可包括电介质谐振元件68，这些电介质谐振元件嵌入在电介质基板70内以形成天线封装184。然后天线封装184可被表面安装到基板72的表面122上的接触垫。在图19的示例中，相控天线阵列54包括与两个高频带天线40H交织的两个低频带天线40L(例如，呈1×4阵列)。这仅是例示性的，并且一般来讲，相控天线阵列54可包括用于覆盖任何所需频带的任何所需数量的天线。天线可布置成任何所需的图案。

如图19所示，高频带天线40H中的电介质谐振元件68H可与一个或两个相邻低频带天线40L中的电介质谐振元件68L分开距离192。可选择距离192以在低频带天线40L与高频带天线40H之间提供令人满意的电磁隔离。相控天线阵列54中的每个电介质谐振元件可由具有导电结构86V和86H的馈电探针来馈电。可由天线封装184中的馈电探针偏置结构(为了清楚起见，未在图19中示出)将导电结构86V和86H压靠在电介质谐振元件68上。馈电探针偏置结构可例如将导电结构86H压靠或偏置抵靠在电介质谐振元件68的侧壁102上(例如，通过在-X方向上施加偏置力)。类似地，馈电探针偏置结构可将导电结构86V压靠或偏置抵靠在电介质谐振元件68的侧壁102上(例如，通过在+Y方向上施加偏置力)。

电介质基板70可被模制在馈电探针偏置结构以及电介质谐振元件68上方。电介质基板70可具有基板72处的底部表面188和相对顶部表面190。在图19的示例中，电介质谐振元件68的顶部表面80突出于电介质基板70的顶部表面190之上。这仅是例示性的，并且如果需要，顶部表面190可与顶部表面80齐平。在另一种合适的布置中，电介质基板70可覆盖电介质谐振元件70的顶部表面80。附接结构186可部分地嵌入在电介质基板70内(例如，电介质基板70可被模制在附接结构186的一部分上方)。如果需要，附接结构186可有助于将天线模块120固定在设备10内的适当位置(例如，使用螺钉、销或其他延伸穿过附接结构186中的开口的结构)。

图20是图19的天线模块120的例示性组装工艺的示意图。如图20所示，可在制造***146中制造天线模块。制造装备148可包括对准柱194。对准柱194可将导电结构86H压靠在电介质谐振元件68的第一侧壁102上并且可将导电结构86V压靠在电介质谐振元件68的第二(正交)侧壁102上。导电结构86H和86V可包括位于X-Y平面内的短截线部分196。可例如从金属板片冲压导电结构86H和86V(例如，同时对准柱压靠在导电结构86H和86V上，从而留下短截线部分196)。这可允许严格控制冲压的导电结构86H和86L的尺寸和位置，同时使导电结构与电介质谐振元件68之间的间隙最小化。

在第一模制工艺(例如，第一注塑工艺)期间，制造装备148可将馈电探针偏置结构诸如偏置结构200(在本文中有时被称为保持结构200)模制在侧壁102及电介质谐振元件68的底部表面82处的导电结构86H和86V上方(例如，如箭头198所示)。对准柱194可在第一模制工艺期间将导电结构86H和86V保持在适当的位置，并且一旦已形成偏置结构200，就可移除这些对准柱(例如，留下偏置结构200中的对准柱孔202)。一旦已移除对准柱194，偏置结构200就可将导电结构86V和86H抵靠电介质谐振元件68的侧壁102保持在适当的位置。偏置结构200可例如在-X方向上对导电结构86H施加偏置力，并且可在+Y方向上对导电结构86V施加偏置力。在将偏置结构200模制到电介质谐振元件68上之后，导电结构86H和86V的短截线部分196可保持暴露。这可允许短截线部分196耦接到图19的基板72的表面122处的对应接触垫(例如，使用焊料、导电粘合剂等)，从而形成天线模块120的馈电探针。偏置结构200可具有底部表面206。底部表面206可与电介质谐振元件68的底部表面82齐平。

可对天线模块120中的每个天线执行该工艺。电介质基板70随后可被模制在电介质谐振元件68、对应偏置结构200和附接结构186中的每一者上方(例如，使用第二注塑工艺)以形成天线封装184，如箭头204所示。例如，制造装备148中的工具可通过偏置结构200中的塑料来定位于包覆模制的电介质基板70以保持导电结构86H和86V的接触位置。电介质基板70可包括一个或多个开口208(例如，在制造装备148中的工具在包覆模制期间保持电介质谐振元件的位置处)。工具上的弹簧特征可定位于电介质谐振元件68的顶部表面80以在模制期间防止移位，从而保持跨天线封装184中的每个电介质谐振元件68的底部表面82的可靠共面性(例如，偏置结构200的底部表面206可以以非常严格的公差与电介质谐振元件68L和68H的底部表面82、导电结构86H和86V的短截线部分196以及跨天线封装184的电介质基板70的底部表面188共面)。该均匀且可靠的共面性可允许天线封装184的底部表面在具有跨天线封装184的最少或均匀间隙的情况下被表面安装到基板72(从而形成天线模块120)，从而优化天线模块120的机械可靠性和无线性能。然后天线模块120可被安装在设备10内。

图21是自顶向下视图，示出了天线模块120可被安装在设备10内(例如，图19的天线模块120或如本文所述的其他天线模块120)的一个例示性位置。如图21所示，显示器14中的显示模块64可包括凹口8。为了清楚起见，已从图21中省略了图5的显示器覆盖层56。显示模块64可形成显示器14的有效区域AA，而凹口8形成显示器14的无效区域IA的一部分(图1)。凹口8的边缘可由***导电外壳结构12W和显示模块64限定。例如，凹口8可具有由显示模块64限定的两个或更多个边缘(例如，三个边缘)以及由***导电外壳结构12W限定的一个或多个边缘。

设备10可包括凹口8内的扬声器端口16(例如，耳扬声器)。如果需要，设备10可包括凹口8内的其他部件210。其他部件210可包括一个或多个图像传感器，诸如一个或多个相机、红外图像传感器、红外光发射器(例如，红外点投影仪和/或泛光照明器)、环境光传感器、指纹传感器、电容式接近传感器、热传感器、湿度传感器，或任何其他所需的输入/输出部件(例如，图2的输入/输出设备26)。天线模块120(例如，为覆盖不同频带而具有与电介质谐振元件68H交织的电介质谐振元件68L的天线模块)可被安装在设备10内(例如，图5的***区域66内)并且与未被其他部件210或扬声器端口16占据的凹口8的部分对准。天线模块120可被横向地插置在两个部件210之间，诸如在图像传感器(例如，面向后部的相机)与例如环境光传感器、点投影仪、泛光照明器或环境光传感器之间。

基板72可在显示模块64下方延伸到另一个基板诸如基板214(例如，另一个柔性印刷电路、刚性印刷电路板、主逻辑板等)。如果需要，天线模块120的射频收发器电路可被安装到基板214。基板72上的连接器123可耦接到基板214上的连接器212(例如，板对板连接器)。例如，这可允许天线模块120中的天线覆盖设备10的正面上方的至少一些半球而不占据设备10内的过多量的空间。图21的示例仅是例示性的，并且一般来讲，天线模块120可被安装在设备10内的任何所需位置处。天线模块120可具有用于覆盖任何所需频带的任何所需数量的天线。天线模块120中的天线可被布置成任何所需的一维图案或二维图案。

为了进一步增加相控天线阵列54中的相邻天线40之间的隔离，可相对于如图9至图21所示的方向旋转该阵列中的每个电介质天线谐振元件。图22是示出相控天线阵列54可如何包括旋转的电介质天线谐振元件的顶视图。

如图22所示，天线模块120可包括电介质谐振元件68H和68L，它们沿纵向轴线216(例如，延伸穿过每个电介质谐振元件的中心/纵向轴线的轴线)布置成一维图案。电介质基板70可被模制在电介质谐振元件68H和68L上方。在安装到基板72之前，电介质谐振元件68H和68L可被旋转，以使得电介质谐振元件的侧壁(例如，如从上面观看，电介质谐振元件的横向/***边缘)各自以相对于纵向轴线216的非平行的角度进行取向。例如，每个电介质谐振元件68H和68L可包括以相对于纵向轴线216的角度θ进行取向的第一对相对侧壁102。每个电介质谐振元件68H和68L还可包括以与第一对相对侧壁垂直的方式(例如，以相对于第一对相对侧壁的90度角度或相对于纵向轴线216的角度θ+90度的角度)进行取向的第二对相对侧壁102。这样，如果需要，侧壁还可以以相对于基板72的每个横向边缘的非平行的角度进行取向。角度θ可介于0度和90度之间(例如，45度、30-60度、40-50度等)。使电介质谐振元件68L和68H以这种方式进行取向可用于使相邻天线40L和40H之间的交叉耦接最小化，从而使天线之间的隔离最大化并因此使天线模块120的射频性能最大化。

在图22的示例中，相控天线阵列54包括与四个高频带天线40H交织的四个低频带天线40L。该示例仅仅是例示性的。一般来讲，相控天线阵列54可包括用于覆盖任何所需频带并且被布置成基板72的表面122上的任何所需一维图案或二维图案的任何所需数量的天线。连接器123可被安装到表面122或基板72的相对表面。

图23是图22的天线模块120的透视图。在图22和图23的示例中，天线模块120的RFIC被安装到基板72的表面124并且包覆模制件131被分层放在表面124和RFIC下方。这仅是例示性的，并且在另一种合适的布置中，RFIC可被安装到表面122(例如，如图12和图13所示)。

如图23所示，馈电探针偏置结构诸如偏置结构218可将相控天线阵列54的馈电探针压靠在电介质谐振元件68L和68H上(例如，通过对馈电探针中的导电结构施加偏置力，所述偏置力以与馈电探针被压靠的侧壁102垂直的方式进行取向)。电介质基板70可被模制在电介质谐振元件68L和68H及偏置结构218上方(例如，以形成单个集成天线封装，然后该单个集成天线封装被表面安装到基板72)。如果需要，电介质基板70可包括暴露偏置结构218的开口。电介质基板70还可包括被横向地插置在相控天线阵列54中的每对相邻电介质谐振元件之间的开口(孔)219。开口219可例如用于进一步增加相控天线阵列54中的天线40L和40H之间的隔离。

图24是图22和图23的天线模块120的分解视图。如图24所示，馈电探针100V和100H及任选寄生元件108可由偏置结构218压靠在电介质谐振元件68L和68H上。在电介质谐振元件68L和68H仅由单个馈电探针馈电的情形中，可省略寄生元件108并且/或者可使用图8的寄生元件114-1和114-2。

偏置结构218可在第一模制工艺(例如，类似于与图20的箭头198相关联的第一模制工艺)期间被模制在电介质谐振元件68L和68H、馈电探针100H和100V及寄生元件108上方。对准柱可在第一模制工艺期间将馈电探针100H和100V及寄生元件108压靠在电介质谐振元件上，并且可在模制之后留下偏置结构218中的对准柱开口。偏置结构218可将馈电探针100H和100V及寄生元件108压靠在电介质谐振元件68L和68H上以保持馈电探针、寄生元件和电介质谐振元件之间的可靠耦接。电介质基板70可在第二模制工艺(例如，类似于与图20的箭头204相关联的第二模制工艺)中被模制在所有电介质谐振元件68H和68L及偏置结构218上方。组装的相控天线阵列54随后可被表面安装到图22和图23的基板72以形成天线模块120。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括基板；相控天线阵列，该相控天线阵列包括被安装到该基板的表面的探针馈电的电介质谐振器天线，该相控天线阵列被配置为传送信号波束内的大于10GHz的频率的射频信号；以及被安装到该基板的射频集成电路(RFIC)，该RFIC被配置为调节该信号波束的方向。

根据另一个实施方案，该基板包括与该表面相对的附加表面，该RFIC被安装到该基板的该附加表面。

根据另一个实施方案，该电子设备包括被安装到该基板的该表面的板对板连接器，以及经由该板对板连接器耦接到该RFIC的射频收发器电路。

根据另一个实施方案，该电子设备包括该附加表面上的包覆模制结构，该RFIC嵌入在该包覆模制结构内。

根据另一个实施方案，该RFIC被安装到该基板的该表面。

根据另一个实施方案，该基板包括与该表面相对的附加表面，该电子设备包括被安装到该基板的该附加表面的附加相控天线阵列，该附加相控天线阵列被配置为传送附加信号波束内的该频率的射频信号，该RFIC被配置为调节该附加信号波束的方向。

根据另一个实施方案，该电子设备包括***导电外壳结构，该***导电外壳结构围绕电子设备的***延伸；显示器，该显示器具有被安装到***导电外壳结构的显示器覆盖层并且具有被配置为发出通过该显示器覆盖层的光的显示模块；以及外壳壁，该外壳壁被安装到所述***导电外壳结构并与该显示器覆盖层相对，该相控天线阵列被配置为将该信号波束内的射频信号传送通过该显示器覆盖层，并且该附加相控天线阵列被配置为将该附加信号波束内的射频信号传送通过该外壳壁。

根据另一个实施方案，该附加相控天线阵列包括选自以下的天线：嵌入在该基板内的堆叠贴片天线以及被安装到该基板的该附加表面的电介质谐振器天线。

根据另一个实施方案，探针馈电的电介质谐振器天线中的每个探针馈电的电介质谐振器天线包括被安装到该基板的该表面的电介质谐振元件以及耦接到该电介质谐振元件的侧壁的馈电探针。

根据另一个实施方案，该馈电探针包括被图案化在该电介质谐振元件的该侧壁上的导电迹线，该电介质谐振元件由具有大于10的介电常数的材料形成，该电子设备包括该基板的该表面上的该材料的层，该电介质谐振元件被安装到该材料的该层，该导电迹线通过延伸穿过该材料的该层的导电通孔来耦接到该基板中的射频传输线。

根据另一个实施方案，该馈电探针包括冲压金属板，该冲压金属板由被模制在该馈电探针上方的偏置结构压靠在该电介质谐振元件的该侧壁上，该相控天线阵列包括电介质结构，该电介质结构被模制在该相控天线阵列中的每个电介质谐振器天线上方以形成天线封装，该基板包括柔性印刷电路基板并且该天线封装被表面安装到该柔性印刷电路基板，并且该电子设备包括***导电外壳结构，该***导电外壳结构围绕该电子设备的***延伸；以及显示器，该显示器具有被安装到***导电外壳结构的显示器覆盖层并且具有被配置为发出通过该显示器覆盖层的光的显示模块，该显示器包括凹口，该显示模块限定该凹口的第一侧面、第二侧面和第三侧面，该***导电外壳结构限定该凹口的第四侧面，并且该相控天线阵列与该凹口对准。

根据另一个实施方案，电介质谐振器天线沿纵向轴线对准，该电介质谐振元件的该侧壁以相对于该纵向轴线的非零且非垂直的角度进行取向。

根据一个实施方案，一种天线模块，其被配置为处理大于10GHz的频率的无线通信，提供该天线模块，其包括天线模块基板；相控天线阵列，该相控天线阵列包括被安装到该天线模块基板的表面的电介质谐振元件，该电介质谐振元件具有侧壁；馈电探针，该馈电探针在该天线模块基板的该表面处耦接到该侧壁并且被配置为激励该电介质谐振元件的谐振模式；馈电探针偏置结构，该馈电探针偏置结构将该馈电探针压靠在该侧壁上，该馈电探针偏置结构被模制在该馈电探针和至少一些该电介质谐振元件上方；以及塑料基板，该塑料基板被模制在该馈电探针偏置结构和至少一些该电介质谐振元件上方。

根据另一个实施方案，该天线模块包括被安装到该天线模块基板的该表面的附加电介质谐振元件，该附加电介质谐振元件具有附加侧壁，该天线模块包括在该天线模块基板的该表面处耦接到该附加侧壁的附加馈电探针，该附加馈电探针被配置为激励该附加电介质谐振元件的谐振模式，该天线模块包括将该附加馈电探针压靠在该附加侧壁上的附加馈电探针偏置结构，该附加馈电探针偏置结构被模制在该附加馈电探针和至少一些该附加电介质谐振元件上方，并且该塑料基板被模制在该附加馈电探针偏置结构和至少一些该附加电介质谐振元件上方。

根据另一个实施方案，该基板包括柔性印刷电路基板。

根据另一个实施方案，该电介质谐振元件具有以与该侧壁垂直的方式取向的附加侧壁，该天线模块包括在该天线模块基板的该表面处耦接到该附加侧壁的附加馈电探针，该谐振模式与第一线性极化相关联，该附加馈电探针被配置为激励与正交于该第一线性极化的第二线性极化相关联的该电介质谐振元件的附加谐振模式，该馈电探针偏置结构将该附加馈电探针压靠在该附加侧壁上，并且该馈电探针偏置结构被模制在该附加馈电探针上方。

根据一个实施方案，一种天线模块，其被配置为处理大于10GHz的频率的无线通信，提供该天线模块，其包括基板；以及相控天线阵列，该相控天线阵列具有被安装到该基板的表面的电介质谐振元件，电介质谐振元件沿纵向轴线对准，每个电介质谐振元件具有以相对于该纵向轴线的非零且非垂直的角度进行取向的侧壁，并且电介质谐振元件由在该基板的该表面处耦接到侧壁的馈电探针馈电。

根据另一个实施方案，该相控天线阵列包括馈电探针偏置结构，该馈电探针偏置结构被模制在所述馈电探针上方并且被配置为抵靠所述侧壁保持馈电探针。

根据另一个实施方案，该天线模块包括被模制在每个电介质谐振元件和所述馈电探针偏置结构上方的电介质基板以及该电介质基板中的开口，每个开口被横向地插置在该相控天线阵列中的相应对电介质谐振元件之间。

根据另一个实施方案，每个电介质谐振元件包括第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；第一馈电探针，该第一馈电探针由所述馈电探针偏置结构中的相应一者压靠在该第一侧壁上；第二馈电探针，该第二馈电探针由所述馈电探针偏置结构中的相应一者压靠在该第二侧壁上；第一寄生元件，该第一寄生元件由馈电探针偏置结构中的相应一者压靠在该第三侧壁上；以及第二寄生元件，该第二寄生元件由馈电探针偏置结构中的相应一者压靠在该第四侧壁上。

前文仅为例示性的，并且在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims

1.一种电子设备，所述电子设备包括：

基板；

相控天线阵列，其中所述相控天线阵列包括被安装到所述基板的表面的探针馈电的电介质谐振器天线，所述相控天线阵列被配置为在信号波束内传送大于10GHz的频率的射频信号；和

被安装到所述基板的射频集成电路(RFIC)，其中所述RFIC被配置为调节所述信号波束的方向。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述基板包括与所述表面相对的附加表面，所述RFIC被安装到所述基板的所述附加表面。

3.根据权利要求2所述的电子设备，所述电子设备还包括：

板对板连接器，所述板对板连接器被安装到所述基板的所述表面；以及

射频收发器电路，所述射频收发器电路经由所述板对板连接器耦接到所述RFIC。

4.根据权利要求2所述的电子设备，所述电子设备还包括：

所述附加表面上的包覆模制结构，其中所述RFIC嵌入在所述包覆模制结构内。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述RFIC被安装到所述基板的所述表面。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述基板包括与所述表面相对的附加表面，所述电子设备还包括：

被安装到所述基板的所述附加表面的附加相控天线阵列，其中所述附加相控天线阵列被配置为在附加信号波束内传送所述频率的射频信号，所述RFIC被配置为调节所述附加信号波束的方向。

7.根据权利要求6所述的电子设备，所述电子设备还包括：

***导电外壳结构，所述***导电外壳结构围绕所述电子设备的***延伸；

显示器，所述显示器具有被安装到所述***导电外壳结构的显示器覆盖层并且具有被配置为发出通过所述显示器覆盖层的光的显示模块；和

外壳壁，所述外壳壁被安装到所述***导电外壳结构并与所述显示器覆盖层相对，其中所述相控天线阵列被配置为将所述信号波束内的所述射频信号传送通过所述显示器覆盖层，并且所述附加相控天线阵列被配置为将所述附加信号波束内的所述射频信号传送通过所述外壳壁。

8.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述附加相控天线阵列包括选自以下的天线：嵌入在所述基板内的堆叠贴片天线以及被安装到所述基板的所述附加表面的电介质谐振器天线。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述探针馈电的电介质谐振器天线中的所述每个探针馈电的电介质谐振器天线包括被安装到所述基板的所述表面的电介质谐振元件以及耦接到所述电介质谐振元件的侧壁的馈电探针。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述馈电探针包括被图案化在所述电介质谐振元件的所述侧壁上的导电迹线，所述电介质谐振元件由具有大于10的介电常数的材料形成，所述电子设备还包括：

所述基板的所述表面上的所述材料的层，其中所述电介质谐振元件被安装到所述材料的所述层，所述导电迹线通过延伸穿过所述材料的所述层的导电通孔来耦接到所述基板中的射频传输线。

11.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述馈电探针包括冲压金属板，所述冲压金属板由被模制在所述馈电探针上方的偏置结构压靠在所述电介质谐振元件的所述侧壁上，所述相控天线阵列还包括电介质结构，所述电介质结构被模制在所述相控天线阵列中的每个所述电介质谐振器天线上方以形成天线封装，所述基板包括柔性印刷电路基板并且所述天线封装被表面安装到所述柔性印刷电路基板，并且所述电子设备还包括：

***导电外壳结构，所述***导电外壳结构围绕所述电子设备的***延伸；和

显示器，所述显示器具有被安装到所述***导电外壳结构的显示器覆盖层并且具有被配置为发出通过所述显示器覆盖层的光的显示模块，其中所述显示器包括凹口，所述显示模块限定所述凹口的第一侧面、第二侧面和第三侧面，所述***导电外壳结构限定所述凹口的第四侧面，并且所述相控天线阵列与所述凹口对准。

12.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述电介质谐振器天线沿纵向轴线对准，所述电介质谐振元件的所述侧壁以相对于所述纵向轴线的非零且非垂直的角度进行取向。

13.一种天线模块，所述天线模块被配置为处理大于10GHz的频率的无线通信，所述天线模块包括：

天线模块基板；

相控天线阵列，所述相控天线阵列包括被安装到所述天线模块基板的表面的电介质谐振元件，其中所述电介质谐振元件具有侧壁；

馈电探针，所述馈电探针在所述天线模块基板的所述表面处耦接到所述侧壁并且被配置为激励所述电介质谐振元件的谐振模式；

馈电探针偏置结构，所述馈电探针偏置结构将所述馈电探针压靠在所述侧壁上，其中所述馈电探针偏置结构被模制在所述馈电探针和至少一些所述电介质谐振元件上方；和

塑料基板，所述塑料基板被模制在所述馈电探针偏置结构和至少一些所述电介质谐振元件上方。

14.根据权利要求13所述的天线模块，其中所述天线模块包括被安装到所述天线模块基板的所述表面的附加电介质谐振元件，所述附加电介质谐振元件具有附加侧壁，所述天线模块包括在所述天线模块基板的所述表面处耦接到所述附加侧壁的附加馈电探针，所述附加馈电探针被配置为激励所述附加电介质谐振元件的谐振模式，所述天线模块包括将所述附加馈电探针压靠在所述附加侧壁上的附加馈电探针偏置结构，所述附加馈电探针偏置结构被模制在所述附加馈电探针和至少一些所述附加电介质谐振元件上方，并且所述塑料基板被模制在所述附加馈电探针偏置结构和至少一些所述附加电介质谐振元件上方。

15.根据权利要求14所述的天线模块，其中所述基板包括柔性印刷电路基板。

16.根据权利要求13所述的天线模块，其中所述电介质谐振元件具有以与所述侧壁垂直的方式取向的附加侧壁，所述天线模块还包括在所述天线模块基板的所述表面处耦接到所述附加侧壁的附加馈电探针，所述谐振模式与第一线性极化相关联，所述附加馈电探针被配置为激励与正交于所述第一线性极化的第二线性极化相关联的所述电介质谐振元件的附加谐振模式，所述馈电探针偏置结构将所述附加馈电探针压靠在所述附加侧壁上，并且所述馈电探针偏置结构被模制在所述附加馈电探针上方。

17.一种天线模块，所述天线模块被配置为处理大于10GHz的频率的无线通信，所述天线模块包括：

基板；和

相控天线阵列，所述相控天线阵列具有被安装到所述基板的表面的电介质谐振元件，其中所述电介质谐振元件沿纵向轴线对准，每个所述电介质谐振元件具有以相对于所述纵向轴线的非零且非垂直的角度进行取向的侧壁，并且所述电介质谐振元件由在所述基板的所述表面处耦接到所述侧壁的馈电探针馈电。

18.根据权利要求16所述的天线模块，其中所述相控天线阵列包括馈电探针偏置结构，所述馈电探针偏置结构被模制在所述馈电探针上方并且被配置为保持所述馈电探针抵靠所述侧壁。

19.根据权利要求18所述的天线模块，所述天线模块还包括：

电介质基板，所述电介质基板被模制在每个所述电介质谐振元件和每个所述馈电探针偏置结构上方；和

所述电介质基板中的开口，其中每个所述开口被横向地插置在所述相控天线阵列中的相应一对电介质谐振元件之间。

20.根据权利要求18所述的天线模块，其中每个所述电介质谐振元件包括第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁、第一馈电探针、第二馈电探针、第一寄生元件和第二寄生元件，所述第一馈电探针由所述馈电探针偏置结构中的相应一者压靠在所述第一侧壁上，所述第二馈电探针由所述馈电探针偏置结构中的所述相应一者压靠在所述第二侧壁上，所述第一寄生元件由所述馈电探针偏置结构中的所述相应一者压靠在所述第三侧壁上，所述第二寄生元件由所述馈电探针偏置结构中的所述相应一者压靠在所述第四侧壁上。