CN105580199A - 天线装置以及具有该天线装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式，一种天线装置以及具有该天线装置的电子设备提供有：电路板，包括多个层；和多个通路孔，形成在该多个层中，其中一个层中的多个通路孔布置在一个方向(“水平方向”)上，该多个通路孔分别与另一个层中的多个通路孔对齐，从而形成栅格型辐射构件。根据本发明的天线装置以及具有该天线装置的电子设备可以通过各种不同的实施方式实现。

Description

天线装置以及具有该天线装置的电子设备

技术领域

本发明的实施方式涉及一种电子设备，并公开了例如用于实现无线通信功能的天线装置以及包括该天线装置的电子设备。

背景技术

近来已经以各种方式实现无线通信技术，诸如由Wi-Fi技术代表的无线局域网(w-LAN)、蓝牙、近场通信(NFC)等以及商业化的移动通信网络接入。移动通信服务已经从基于第一代移动通信服务的语音呼叫发展为第四代移动通信网络，从而使因特网和多媒体服务是可能的。将在未来商业化的下一代移动通信服务被预期通过数十GHz或更高的超高频频带提供。

此外，随着通信标准诸如无线局域网(w-LAN)、蓝牙等的起动，电子设备例如移动通信终端已经装备有以各种不同的频带操作的天线装置。例如，第四代移动通信服务已经以700MHz、1.8GHz、2.1GHz等的频带操作，Wi-Fi已经以2.4GHz和5GHz的频带操作，尽管具有取决于标准的微小差异，蓝牙已经以2.45GHz的频带操作。

为了在商业化的无线通信网络中提供稳定的服务质量，天线装置的高增益和大范围的波束覆盖(beamcoverage)必须被满足。由于下一代移动通信服务将通过数十GHz或更高的超高频频带提供，所以会需要表现出比之前商业化的移动通信服务中使用的天线装置更高的性能的先进天线装置。例如，尽管更高的频带中的无线电信号能够更快速地发送大量信息，但是无线电信号由于其直线性而被障碍物反射或中断并且具有短的信号到达距离。

相控阵天线(phasedarrayantennas)可以有效地用于提高天线装置的增益并保证大范围的波束覆盖。例如，相控阵天线可以具有以预定间隔(例如，操作频率的波长的一半)布置的多个辐射体并可以提供具有相位差的功率供应。用于军事用途的天线装置通过旋转形成扇形波束的高增益天线而保证大范围的波束覆盖。

发明内容

技术问题

如上所述，具有高增益并保证大范围的波束覆盖的天线装置已经是提供在超高频频带中的下一代无线通信服务所需要的。

相控阵天线能够保证高增益和大范围的波束覆盖。如上所述，相控阵天线可以通过以预定间隔布置多个辐射体而构成。因此，常规的相控阵天线需要相当的安装空间并且不适于诸如必须保证可携带性的移动通信终端的电子设备。此外，难以在装备有用于Wi-Fi、蓝牙、近场通信等的各种天线装置以及移动通信服务的电子设备中保证天线装置能够在超高频频带中保证稳定的发送/接收性能。

因此，本公开的各种实施方式提供用于保证高增益和大范围的波束覆盖的天线装置以及包括该天线装置的电子设备。

此外，本公开的各种实施方式提供能够容易制作得紧凑的天线装置。例如，本公开的实施方式可以提供能够容易地安装在紧凑的电子设备诸如移动式通信终端中的天线装置。

技术方案

根据本发明的实施方式的天线装置包括：电路板，由多个层构成；和多个通路孔，形成在每个层中，其中在一个方向(在下文，称为“水平方向”)上布置在一个层中的通路孔与形成在另一个层中的通路孔对准以形成栅格型辐射构件。

天线装置还可以包括提供在所述一个层(在下文，称为“第一层”)和与其相邻的另一个层(在下文，称为“第二层”)之间的通路焊盘，通路焊盘可以连接形成在第一层中的通路孔和形成在第二层中的通路孔。

天线装置还可以包括提供在电路板上的馈线，馈线可以连接到通路孔中的一个。

在某一实施方式中，馈线可以连接到与通路孔在水平方向上的布置的一端间隔开0.07λ至0.12λ的距离的位置，其中“λ”表示辐射构件的谐振频率。

在另一个实施方式中，馈线和接地部件中的至少一个可以提供到所述层当中的位于电路板的表面上的层。

在天线装置中，根据本发明的实施方式，多个辐射构件可以设置在电路板上。

在多个辐射构件在电路板上的布置中，辐射构件可以沿电路板的边缘布置。

辐射构件可以从设置在电路板上的通信电路接收具有相位差的馈电信号。

在某一实施方式中，天线装置还可以包括提供在辐射构件之间的人工磁导体(AMC)元件。

AMC元件可以包括形成在每个层中的多个第二通路孔，在通路孔所布置的方向的垂直方向(在下文，称为“第二水平方向”)上布置在所述一个层中的第二通路孔可以与形成在另一个层中的第二通路孔对准以形成栅格型AMC。

此外，AMC元件还可以包括提供在所述层当中的第一层和邻近于第一层的第二层之间的第二通路焊盘，第二通路焊盘可以连接形成在第一层中的第二通路孔和形成在第二层中的第二通路孔。

在某一实施方式中，AMC元件还可以包括形成在每个第二通路焊盘中的至少一个狭槽。

在另一个实施方式中，AMC元件还可以包括：至少一个狭槽，形成在每个第二通路焊盘中；和线状部分，提供在狭槽中。

根据本发明的实施方式，一种装备有天线装置的电子设备包括：壳体；至少一个电路板，容纳在壳体中并由多个层构成；以及多个通路孔，形成在每个层中，其中在一个方向(在下文，称为“水平方向”)上布置在一个层中的通路孔与另一个层中形成的通路孔对准以形成天线装置的栅格型辐射构件。

辐射构件可以设置在电路板的边缘上从而邻近于壳体的一个端部定位。

在某一实施方式中，多个辐射构件可以沿电路板的边缘布置从而邻近于壳体的一个端部定位。

在另一个实施方式中，电子设备可以提供具有相位差的功率供应到辐射构件。

上述电子设备可以包括多个电路板，提供在电路板当中的第一电路板上的辐射构件可以与提供在电路板当中的第二电路板上的辐射构件交换无线电信号。

在某一实施方式中，电子设备还可以包括安装在壳体上的显示模块，第二电路板可以提供在显示模块中。

有益效果

在天线装置中，根据本发明的实施方式，形成在构成电路板的层中的通路孔被布置为形成栅格图案，从而实现辐射构件。相控阵天线可以通过沿电路板的边缘布置辐射构件而构成，从而在紧凑的电子设备中容易地保证安装空间。此外，每个辐射构件可以形成水平扇形波束，电波束转向可以通过提供具有相位差的功率供应到辐射构件而进行，从而甚至在数十GHz或更高的超高频频带中的通信期间也保证稳定的增益和大范围的波束覆盖。

附图说明

图1是根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的透视图；

图2是根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的俯视平面图；

图3是根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的正视图；

图4是示出根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的辐射特性的图形；

图5是截面图，示出其中布置根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的通路孔的示例；

图6是示出在水平方向上辐射特性根据布置在根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置中的通路孔的数目的图形；

图7是示出辐射特性根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置中的馈电位置的图形；

图8是示出辐射特性根据堆叠在根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置中的通路孔的总高度的图形；

图9示出装备有根据本发明的实施方式的天线装置的电子设备；

图10示出根据本发明的实施方式的电子设备的辐射特性；

图11示出根据本发明的实施方式的电子设备在不同的方向上的辐射特性；

图12是示出根据本发明的实施方式的电子设备的辐射特性的图形；

图13示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的功率供应时测量的辐射特性；

图14示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的功率供应时测量的在不同的方向上的辐射特性；

图15是示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的功率供应时测量的辐射特性的图形；

图16示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的不同的功率供应时测量的辐射特性；

图17示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的不同的功率供应时测量的在不同的方向上的辐射特性；

图18是示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的不同的功率供应时测量的辐射特性的图形；

图19示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置；

图20是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的辐射特性的图形；

图21是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的构造的视图；

图22是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的构造的侧视图；

图23是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的修改示例的视图；

图24是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的另一个修改示例的视图；

图25是示出根据本发明的各实施方式当中的另一实施方式的天线装置的AMC元件的构造的视图；以及

图26是示出根据本发明的各实施方式当中的另一实施方式的天线装置的AMC元件的构造的视图。

具体实施方式

在下文，将参照附图详细描述本发明的各个实施方式。在本公开的实施方式的描述中，当确定对有关众所周知的功能或结构的详细描述引起本公开的主题的混淆时，将省略该描述。此外，随后描述的术语考虑到实施方式中的功能而限定，但是它们可以根据使用者或操作者的意图或根据实践而用其他的术语替换。因此，术语将通过本公开的各个实施方式的描述而被更明确地限定。此外，在本发明的实施方式的描述中，序号诸如第一和第二的使用用于将具有相同名称的物体彼此区别开，该物体的次序可以被任意地确定。

图1是根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的透视图。图2是根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的俯视平面图。图3是根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的正视图。

参照图1至图3，根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置100可以提供有形成在每个层111中的通路孔121，每个层111构成多层电路板101，并且通路孔121可以布置成栅格图案以形成贴片(patch)型辐射构件102。应当指出，图1至3示出电路板101的一部分R，其中通路孔121周围的层111被部分地去除以便使通路孔121的构造更清楚。

电路板101具有堆叠在彼此上的多个层111并可以由柔性印刷电路板、电介质板等形成。每个层111可以具有穿过由导体形成的印刷电路图案或接地层以及其前表面和后表面(或其上表面和下表面)形成的通路孔。通常，形成在多层电路板中的通路孔被形成以便电连接形成在不同的层中的印刷电路图案或消散热。在天线装置100中，根据本发明的实施方式，通路孔121可以以栅格类型布置在电路板101的一部分中从而用作辐射构件102。

在实施方式中，构成电路板101的每个层111可以具有布置在其局部区域中(例如，在一个方向(在下文，称为“水平方向”)上邻近于其边缘的区域中)的多个通路孔121。当电路板101通过堆叠层101而完成时，形成在多个层111当中的一层(在下文，称为“第一层”)中的通路孔121可以与形成在邻近于第一层的另一个层(在下文，称为“第二层”)中的通路孔121对准。第一层的通路孔和第二层的通路孔可以沿直线布置。通路焊盘123可以分别设置在第一层的通路孔和第二层的通路孔之间，每个通路焊盘123可以提供设置在不同的层中的两个相邻的通路孔之间的稳定的连接。

辐射构件102由电路板101中的通路孔121形成，使得辐射构件102可以连接到提供在电路板101上的通信电路单元或接地部件(GND)，即使没有单独的连接构件等。也就是，馈线(feedline)129和接地线可以在电路板101被制造的同时连接到辐射构件102。应当指出，在图2中，由多个层111构成的电路板101被示出为被部分地除去使得馈线129被示出为连接到接地部件(GND)。馈线129可以连接到通路孔121中的一个以提供馈电信号(feedsignal)到电路板101上的通信电路单元。此外，构成辐射构件102的通路孔121或通路焊盘123中的一些例如至少一个通路焊盘123g可以提供到辐射构件102的接地以抑制馈电信号的泄漏。馈线129或接地部件(GND)可以被构成在位于电路板101的表面上的层111上。

图4是示出根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的辐射特性的图形。

角度在图4中示出的图形中沿圆周方向描述，其中0度指的是其中通路孔121堆叠的方向上的上侧，90度指的是其中通路孔121布置在层111中的一个中的方向并且该方向垂直于通路孔121在电路板中堆叠的方向，180度指的是其中通路孔121堆叠的方向上的下侧。可以确定，辐射构件102形成如图4所示的水平扇形波束。

图5是示出其中布置根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置的通路孔的示例的截面图。

多层电路板可以通过在每个层中形成通路孔然后堆叠具有形成在其中的通路孔的层而制造，形成在不同的层中的一些通路孔可以根据需要而彼此对准。

如上所述，在天线装置100中，根据本发明的实施方式，形成在电路板101的不同的层111中的通路孔121可以彼此对准以形成栅格图案。形成在不同的层中的通路孔121可以根据形成在相应的层111中的通路孔121的位置或在堆叠层111的过程中的制造公差而不完全地沿直线布置。由于通路孔121彼此相邻地布置以形成栅格图案，所以当根据本发明的实施方式的天线装置100发送和接收射频信号时，其中布置通路孔121的区域可以用作单个导体，例如用于射频信号的辐射贴片。因此，通路孔121不必必须沿直线布置。

如上所述，在天线装置100中，根据本发明的实施方式，通路孔121可以在电路板101的水平方向上布置成线，形成在构成电路板101的层111中的通路孔121可以布置为形成栅格图案。因此，在电子设备的天线装置的布置中，可以减少安装辐射构件所需要的面积并提高电路板的设计中的自由度，诸如保证接地区域等。

在下文，将参照图6至图8更详细地描述根据本发明的实施方式的用于保证天线装置100的特性的规格。

图6是示出在水平方向上辐射特性根据布置在根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置中的通路孔的数目的图形。图7是示出辐射特性根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置中的馈电位置的图形。图8是示出辐射特性根据堆叠在根据本发明的各实施方式中的一个实施方式的天线装置中的通路孔的总高度的图形。

根据本发明的实施方式的天线装置100可以根据布置在水平方向上的通路孔121的数目和长度以及堆叠在彼此上的通路孔121的数目和馈电位置实现操作频率(或谐振频率λ)和阻抗匹配。

通常，天线装置的操作频率例如辐射体的谐振频率可以根据辐射体的物理长度和电长度来设定。进一步参照图2，根据本发明的实施方式的天线装置100的辐射体可以由辐射构件102构成，辐射构件102的长度L可以是布置在水平方向上的通路孔121的长度。此外，当辐射构件102的谐振频率λ被确定时，辐射构件102的长度L由以下的公式1确定。

[公式1]

$L=N\×\frac{\mathrm{\λ}}{4}$

在公式1中，“L”表示辐射构件102的长度，例如布置在水平方向上的通路孔121的长度，“N”是自然数，“λ”表示辐射构件102的谐振频率。在公式1中，N可以根据将配备天线装置100的电子设备而被适当地设定。在用于移动通信的电子设备中，天线装置可以被设计为具有λ/4的电长度。

图6示出通过在水平方向上在11至15的范围内改变通路孔121的数目而测量的反射系数以便在构成天线装置100时保证在约28GHz的频带中的通信特性。在这种情况下，通路孔121的布置的长度L可以为λ/4。

能够看到，反射系数和带宽根据天线装置100的操作频带中(例如在如图6所示的28GHz的频带中)的通路孔121的数目而改变。此外，能够看出，当在电路板的水平方向上将十三个通路孔布置为例如λ/4的长度时，天线装置的反射系数可以被降低并且带宽可以被稳定在28GHz的频带中。

以上配置的天线装置在尺寸上比扇形波束天线例如现有技术中的房屋窃听器(roombug)透镜天线小约30％，使得天线装置可以容易地安装在电路板上，并且带宽可以被改善至70％。

图7示出根据馈电位置(例如，通路孔121距离天线装置100的构造中的水平布置的一端的距离(d))的反射系数。进一步参照图2，辐射构件102的反射系数根据馈线129连接到辐射构件102的位置而变化，这使得可以识别辐射构件102的阻抗匹配是否已经被实现。

例如，当馈线129连接到与辐射构件102的一端间隔开0.04λ的距离的馈电位置以通过辐射构件102获得28GHz的谐振频率时，阻抗匹配不能被保证。如图7所示，当馈线129连接到与辐射构件102的一端间隔开0.077λ的距离的馈电位置时，低反射系数和足够的带宽可以在28GHz的频带中保证。在28GHz的频带中，当从辐射构件102的一端到馈线129所连接的点的距离(d)在0.07λ至0.12λ的范围内时，天线装置100可以保证低的反射系数和优良的带宽。

图8示出根据通路孔121的在层111堆叠在彼此上的方向上的总高度(h)的反射系数。堆叠的通路孔121的高度可以根据堆叠的通路孔121的数目和构成电路板111的每个层111的厚度而改变。例如，一个通路孔可以在电路板中的0.08λ的高度处被实现，但是九个通路孔可以在另一个电路板中堆叠至0.63λ的高度。当五个至十个通路孔121被堆叠至0.35λ至0.65λ的高度时，可以在28GHz的频带中保证低的反射系数和优良的带宽。

测量仅在特定的频带中进行以测试根据本发明的实施方式的天线装置的性能。然而，在本发明的天线装置的实施中，操作频带、通路孔的数目、通路孔布置的长度和通路孔所堆叠的高度不限于此。换句话说，根据本发明的实施方式的天线装置可以被实现为在不同的频带例如商业化的移动通信频带(例如，1.8GHz或2.1GHz频带)或60GHz频带中操作的天线装置。

图9示出装备有根据本发明的实施方式的天线装置的电子设备10。

图9示出电子设备10例如移动通信终端的一部分。根据本发明的实施方式的天线装置100的辐射构件102可以设置在电路板101的边缘上，并且电路板101可以容纳在电子设备10的壳体11中并可以邻近于壳体11的边缘设置。此外，当从电路板101的布线和IC芯片安装区域观看时，根据本发明的实施方式的天线装置的辐射构件102可以被示出为如图9所示的单条线。

通常，当辐射构件设置在电路板上时，填充切割区域(fill-cutarea)形成为面对辐射构件，从而保证辐射效率。换句话说，在一般的天线装置设置在电路板上的情形下，电路板区域的利用效率降低。此外，一般的电子设备的显示模块和电池组具有吸收和屏蔽天线装置的发送/接收信号的特性。因此，天线装置设置在电子设备的壳体的上端或下端上或在彼此相反的侧向端上以稳定地与Wi-Fi网络、商用通信网络或另一个用户设备连接，从而最小化显示模块或电池组对天线装置的影响。

由于辐射构件102在电路板101的配线区域中具有单条线的形状，所以不必形成切割填充区域(cut-fillarea)，从而有效地利用电路板101的配线区域。此外，由于辐射构件102安装在电路板101内，所以容易使电子设备10紧凑。

多个辐射构件102可以沿电路板101的边缘布置。当电子设备10被假定进行毫米波通信例如在28GHz的频带中的无线通信时，辐射构件102可以以0.5λ的间隔布置从而邻近电路板101的上端。图9中示出的电路板101，根据其形状，可以具有在其上端的相反两侧的倾斜部分，多个辐射构件102也可以布置在电路板101的倾斜部分上。

如上所述，辐射构件102可以形成水平扇形波束。当天线装置100在电子设备10处于特定环境中(例如，当电子设备10安装在桌子或托架上)时操作时，无线通信可以仅通过一个辐射构件102而有效地进行。相反，当电子设备10必须在像移动式通信终端一样移动时与基站通信时，电子设备10会需要具有全向辐射特性的天线装置。

以预定间隔布置在电子设备10中的辐射构件102可以形成水平扇形波束并可以接收具有相位差的功率供应。由于电子设备10提供具有相位差的功率供应，所以由辐射构件102构成的天线装置可以具有全向辐射特性。下面将参照图10至图18描述配置在电子设备10中的天线装置的全向辐射特性。

图10示出根据本发明的实施方式的电子设备10的辐射特性。图11示出根据本发明的实施方式的电子设备10在不同的方向上的辐射特性。图12是示出根据本发明的实施方式的电子设备的辐射特性的图形。图13示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的功率供应时测量的辐射特性。图14示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的功率供应时测量的在不同的方向上的辐射特性。图15是示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的功率供应时测量的辐射特性的图形。图16示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的不同的功率供应时测量的辐射特性。图17示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的不同的功率供应时测量的在不同的方向上的辐射特性。图18是示出在对于根据本发明的实施方式的电子设备的天线装置进行具有相位差的不同的功率供应时测量的辐射特性的图形。

图10至12示出施加第一信号功率(在下文，称为“第一相位信号”)的辐射构件102的辐射特性，图13至15示出施加第二相位信号的辐射构件102的辐射特性，第二相位信号具有相对于第一相位信号的45度的相位差，图16至18示出施加第三相位信号的辐射构件102的辐射特性，第三相位信号具有相对于第一相位信号的90度(或-45度)的相位差。

能够看出，水平扇形波束分别根据施加的信号功率的相位而形成在不同的位置，如图10至18所示。换句话说，电波束转向可以通过布置多个辐射构件102并提供具有相位差的功率供应而进行。因此，根据本发明的实施方式的天线装置可以通过实现波束转向而保证表示全向辐射特性。

图19示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置。图20是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的辐射特性的图形。

在根据此实施方式的天线装置200的描述中，应当指出，能够通过之前实施方式的天线装置100容易地理解的元件可以被提供有相同的附图标记，或者其附图标记可以被省略，其详细说明也可以被省略。

在多个辐射构件102布置在电路板101中的情形下，辐射效率会由于辐射构件102之间的电干扰而降低。因此，在通过在一个电路板101中布置多个辐射构件102而构成的天线装置200中，辐射构件102需要彼此电隔离。

根据本发明的一个实施方式的天线装置200可以具有插设在辐射构件102之间的隔离构件以中断辐射构件102之间的电干扰。隔离构件可以包括人工磁导体(AMC)元件103。

当电流在金属的一个表面中流动时，在相反的方向上流动的镜像电流形成在金属的另一个表面上，这样的电特性可以成为使天线装置的辐射体中的辐射效率变差的因素。AMC也就是人工磁导体可以在金属的另一个表面上形成在与金属的一个表面中流动的电流相同的方向上流动的镜像电流。辐射构件102可以通过设置这样的AMC元件而彼此电隔离。

AMC元件103可以通过利用形成在电路板101中的通路孔而实现。例如，在构成电路板101的层111之一中，AMC元件可以通过布置在构成辐射构件102的通路孔121所布置的方向的垂直方向(在下文，称为“第二水平方向”)上的第二通路孔实现。将参照图21等更详细地描述AMC元件。

图20是示出在隔离构件例如AMC元件103设置之前和之后测量的天线装置200的辐射功率的图形，其中天线装置200包括辐射构件102。如图20所示，在最大输出的角度处的辐射功率可以通过经由隔离构件电隔离辐射构件102而提高约2dB。

图21至图26示出通过AMC元件实现隔离构件的各种示例。

图21是示出根据本发明的各实施方式当中的另一实施方式的天线装置的AMC元件的构造的视图。图22是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的构造的侧视图。

参照图21和22，提供作为隔离构件的AMC元件103可以具有形成在构成电路板101的相应的层111中的第二通路孔131。形成在每个层111中的第二通路孔131可以布置在构成辐射构件102的通路孔121所布置的方向的垂直方向(在下文，称为“第二水平方向”)上。当电路板101通过结合层111而构成时，形成在一个层111中的第二通路孔131可以与形成在另一个相邻层111中的第二通路孔131对准以形成栅格图案。例如，AMC元件103可以被配置为栅格型AMC。

AMC元件103还可以包括提供在所述层111当中的第一层和邻近于第一层的第二层之间的第二通路焊盘133，每个第二通路焊盘133可以连接形成在第一层中的通路孔131和形成在第二层中的第二通路孔131。AMC元件103可以通过利用第二通路焊盘133的构造而构成单位单元。例如，电容可以形成在设置于不同的层中并彼此面对的第二通路焊盘133之间，电感可以形成在彼此相邻地设置于一个层上的第二通路焊盘133之间。因此，AMC元件可以通过设置第二通路焊盘133而更容易地构造，与仅由第二通路孔131构成时相比。

同时，AMC元件103可以包括在彼此相邻地设置在一个层111上的第二通路焊盘133之间的线状部分135，从而保证电感。此外，电容可以通过在第二通路焊盘133中形成狭槽来保证。

图23是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的修改示例的视图。图24是示出根据本发明的各实施方式当中的另一个实施方式的天线装置的AMC元件的另一个修改示例的视图。

如图23和24所示，AMC元件103的电容可以通过在第二通路焊盘133a和133b中形成狭槽137a和137b而进一步提高，电感可以通过设置线状部分135a和135b而被进一步提高。狭槽137a和137b可以通过除去形成第二通路焊盘133a和133b的导体的一部分而形成。线状部分135a和135b可以设置在第二通路焊盘133a和133b和与其相邻的其他第二通路焊盘133a和133b之间，并且在某一实施方式中也可以设置在狭槽137a和137b中。此外，狭槽137a和137b的数目和位置可以根据所设计的AMC元件的特性而被不同地改变。

为了保证相同大小的电容和电感，第二通路焊盘133、133a和133b的尺寸例如其直径可以通过设置狭槽137a和137b以及线状部分135、135a和135b而形成为较小。例如，如果图21中示出的第二通路焊盘133具有1.1mm的直径，则图23和24中示出的第二通路焊盘133a和133b可以在具有相同的电容/电感时形成为具有0.41mm的尺寸。

图25是示出根据本发明的各实施方式当中的另一实施方式的天线装置的AMC元件的构造的视图。图26是示出根据本发明的各实施方式当中的另一实施方式的天线装置的AMC元件的构造的视图。

图25和26是根据本发明的实施方式的天线装置的AMC元件的部分放大图，AMC元件103可以通过在电路板101上周期性地布置图25和26中示出的结构而实现。

图25示出其中第二通路焊盘133c分别设置在电路板101的上表面和下表面上并且一对线状部分135c设置在第二通路焊盘133c之间的构造。每个第二通路焊盘133c可以具有形成为对应于线状部分135c的狭槽137c。虽然未示出，但是另一个通路焊盘(在下文，称为“第三通路焊盘”)设置在第二通路焊盘133c之间。例如，电路板101可以由至少三个层构成。第二通路焊盘133c可以分别设置在上层和下层上，第三通路焊盘可以设置在中间层上。应当指出，为了附图的简洁起见，构成电路板101的层没有被示出。第三通路焊盘可以设置在线状部分135c之间。

图26示出其中第三通路焊盘133d'设置在一对第二通路焊盘133d之间的构造。每个第二通路焊盘133d可以具有形成在其中的狭槽137，线状部分135可以分别设置在狭槽137d中。第三通路焊盘133d'可以具有蜿蜒线的形状。此外，第三通路焊盘133d'的形状可以以各种方式设计而不限于蜿蜒线。

在图25和26中示出的结构中，第二通路孔可以形成在构成电路板101的每个层中，第二和第三通路焊盘可以设置在具有形成在其中的第二通路孔的层的一个表面上。

AMC元件103可以通过在电路板100上堆叠或水平地布置图25和26中示出的结构而实现，并可以设置在辐射构件102之间以电隔离辐射构件102。在这种情况下，形成在AMC元件103中的第二通路孔131当布置在水平方向上时，可以布置为垂直于其中辐射构件102的通路孔121布置的方向。

根据本发明的实施方式的上述天线装置可以提供在电子设备中从而用于各种频带中，诸如到Wi-Fi网络或商业通信网络、近程通信(例如，蓝牙、近场通信等)的连接、用于无线充电的功率传输/接收等。此外，天线装置可以用于在数十GHz或更高的超高频频带中的毫米波通信。

如上所述，根据本发明的实施方式的天线装置可以具有布置在电路板上的多个辐射构件并可以提供具有相位差的功率供应以实现电波束转向，从而在数十GHz或更高的频带中保证全向辐射特性。此外，由于辐射构件在电路板的布线区域中布置为单条线的形状，所以电路板的布线区域可以被有效地利用。

虽然已经参照其某些实施方式具体示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种变化，而没有背离本公开的如权利要求书所限定的精神和范围。

Claims (17)

1.一种天线装置，包括：

电路板，由多个层构成；和

多个通路孔，形成在所述层的每个中，

其中在一个方向(在下文，称为“水平方向”)上布置在一个层中的所述通路孔与形成在另一个层中的所述通路孔对准以形成栅格型辐射构件。

2.如权利要求1所述的天线装置，还包括：

提供在所述一个层(在下文，称为“第一层”)和与其相邻的另一个层(在下文，称为“第二层”)之间的通路焊盘，

其中所述通路焊盘连接形成在所述第一层中的所述通路孔和形成在所述第二层中的所述通路孔。

3.如权利要求1所述的天线装置，还包括：

提供在所述电路板上的馈线，

其中所述馈线连接到所述通路孔中的一个。

4.如权利要求3所述的天线装置，其中所述馈线连接到与所述通路孔在水平方向上的布置的一端间隔开0.07λ至0.12λ的距离的位置(“λ”表示所述辐射构件的谐振频率)。

5.如权利要求1所述的天线装置，其中馈线和接地部件中的至少一个提供到所述层当中的位于所述电路板的表面上的层。

6.如权利要求1所述的天线装置，其中多个辐射构件设置在所述电路板上。

7.如权利要求6所述的天线装置，其中所述辐射构件沿所述电路板的边缘布置。

8.如权利要求6所述的天线装置，其中所述辐射构件分别接收具有相位差的馈电信号。

9.如权利要求6所述的天线装置，还包括：

分别提供在所述辐射构件之间的人工磁导体(AMC)元件。

10.如权利要求9所述的天线装置，其中所述AMC元件包括形成在所述层的每个中的多个第二通路孔，并且所述第二通路孔在与所述通路孔的布置方向垂直的方向(在下文，称为“第二水平方向”)上布置在所述一个层中，

其中形成在一个层中的所述第二通路孔与形成在另一个层中的所述第二通路孔对准以形成栅格型AMC。

11.如权利要求10所述的天线装置，其中所述AMC元件还包括提供在所述层当中的第一层和邻近于所述第一层的第二层之间的第二通路焊盘，并且所述第二通路焊盘连接形成在所述第一层中的第二通路孔和形成在所述第二层中的第二通路孔。

12.如权利要求11所述的天线装置，其中所述AMC元件还包括形成在每个所述第二通路焊盘中的至少一个狭槽。

13.如权利要求11所述的天线装置，其中所述AMC元件还包括：

至少一个狭槽，形成在每个所述第二通路焊盘中；和

线状部分，提供在所述狭槽中。

14.一种装备有天线装置的电子设备，包括：

壳体；

至少一个电路板，容纳在所述壳体中并由多个层构成；以及

多个通路孔，形成在所述层的每个中，

其中在一个方向(在下文，称为“水平方向”)上布置在一个层中的所述通路孔与另一个层中形成的所述通路孔对准以形成所述天线装置的栅格型辐射构件。

15.如权利要求14所述的电子设备，其中所述辐射构件设置在所述电路板的边缘上从而邻近于所述壳体的一个端部定位。

16.如权利要求14所述的电子设备，其中多个辐射构件沿所述电路板的边缘布置从而邻近于所述壳体的一个端部定位。

17.如权利要求16所述的电子设备，其中所述电子设备提供具有相位差的功率供应到所述辐射构件。