CN109669511A - 与显示器集成的射频系统及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种与显示器集成的射频系统及其形成方法。射频(RF)系统包括柔性衬底，柔性衬底包括第一部分和第二部分。第一部分与衬底的第一表面重叠。第一表面在RF系统的第一侧上。第二部分与衬底的第二表面重叠。第二表面在RF系统的第二侧上。RF系统进一步包括天线，天线设置在柔性衬底的第一部分之上。天线被配置为在RF系统的第一侧上发射/接收RF信号。RF系统还包括传输线，传输线设置在柔性衬底在第一部分与第二部分之间的弯曲区域上。传输线被配置为在RF系统的第二侧上、在第一部分与第二部分之间传播RF信号。

Description

与显示器集成的射频系统及其形成方法
技术领域
本发明总体涉及一种射频系统，并且在具体实施例中，涉及与显示器集成的射频系统的结构及其形成方法和操作方法。
背景技术
由于低成本半导体技术的快速发展，便携式设备(诸如，平板计算机、智能电话和智能手表)最近变得流行起来。便携式设备以及其它电子设备可以包含用于射频(RF)通信以及用于雷达应用(诸如，物体测距、追踪和识别)的天线元件。在一些应用中，多个天线元件可以用于波束成型、发射分集和多输入多输出(MIMO)配置，并且还用作可以检测用户动作的雷达传感器(被称为姿态传感器)。
随着便携式设备变得更小并且设备功能得到扩展，在仍然设置有期望功能时可能难以在设备内安装附加天线。例如，雷达功能的许多应用都可以用于平板计算机、智能电话、智能手表、或者其它电子设备的显示屏前面的区域中。然而，由雷达系统发送并接收的信号可能无法穿透设备的显示屏。因此，包含能够在便携式设备的显示屏前面的区域中进行操作的雷达系统的便携式设备可能是期望的。
发明内容
根据本发明的实施例，一种射频(RF)系统包括柔性衬底，该柔性衬底包括第一部分和第二部分。第一部分与衬底的第一表面重叠。第一表面在RF系统的第一侧上。第二部分与衬底的第二表面重叠。第二表面在RF系统的第二侧上。RF系统进一步包括天线，该天线设置在柔性衬底的第一部分之上。天线被配置为在RF系统的第一侧上发射/接收RF信号。RF系统还包括传输线，该传输线设置在柔性衬底在第一部分与第二部分之间的弯曲区域上。传输线被配置为在RF系统的第二侧上、在第一部分与第二部分之间传播RF信号。
根据本发明的另一实施例，一种制造RF系统的方法包括：形成与柔性衬底的第一部分重叠的天线，在柔性衬底的第一部分与第二部分之间的该柔性衬底的中间区域上形成传输线，将第一部分附接至衬底的第一表面，使柔性衬底的中间区域弯曲以形成柔性衬底的弯曲区域，以及将第二部分附接至衬底的第二表面。天线被配置为在第一表面处发射/接收RF信号。传输线被配置为在衬底的第二表面处、在第一部分与第二部分之间传播RF信号。
根据本发明的又一实施例，一种RF设备包括不透明衬底，该不透明衬底包括第一表面和第二表面。RF设备还包括设置在第一表面之上的第一衬底和设置在第一衬底之上的透明衬底。RF设备进一步包括第一天线，该第一天线与透明衬底集成。第一天线被配置为发射/接收RF信号。RF设备还包括集成电路(IC)芯片，该IC芯片包括被配置为处理RF信号的RF电路系统。IC芯片通过透明衬底内的集成区域被可操作地耦合至第一天线。RF设备进一步包括第二衬底，该第二衬底设置在第二表面之上。第二衬底包括电子电路系统。RF设备还包括柔性连接器，该柔性连接器被附接至第一衬底和第二衬底。柔性连接器被可操作地耦合至IC芯片和电子电路系统。第一天线使用柔性连接器来通过IC芯片与电子电路系统通信。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的说明，在附图中：
图1A图示了使用各种手势控制便携式设备的示例射频(RF)系统应用，图1B图示了可以用于控制便携式设备的各种示例手势，图1C图示了包括RF前端电路和处理电路系统的传感器区域的框图，并且图1D图示了包括被实施为射频集成电路(RFIC)的RF前端电路的雷达系统电路的平面图；
图2图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括对RF信号来说不透明的层(RF不透明层)、一根或多根天线、集成电路(IC)芯片和柔性衬底；
图3图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括液晶显示器(LCD)屏幕、天线、IC芯片和柔性衬底；
图4图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括前侧天线和后侧天线、LCD屏幕、IC芯片和柔性衬底；
图5图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括相对于LCD屏幕的主表面以大致90°的角度定向的IC芯片、天线和柔性衬底；
图6A图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括位于透明衬底的外表面上的天线、LCD屏幕、IC芯片和柔性衬底，图6B图示了该RF系统的一部分的横截面图，并且图6C图示了该RF系统的一部分的仰视图；
图7图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括第一印刷电路板(PCB)、使用透明衬底内的集成区域被耦合至第二PCB上的电路系统的天线、LCD屏幕和柔性连接器；
图8图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括第一PCB、使用透明衬底内的集成区域被耦合至位于第二PCB上的IC芯片的天线、LCD屏幕和柔性连接器；
图9A图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括第一PCB、使用透明衬底内的集成区域被耦合至第二PCB上的电路系统的天线、LCD屏幕和柔性连接器，并且图9B图示了该RF系统的一部分的横截面图，包括天线、接地平面区域、以及与集成区域中的透明衬底集成的IC芯片；
图10图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括位于透明衬底的顶表面上的寄生天线、位于透明衬底的底表面处的天线、以及IC芯片；
图11图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括位于天线和IC芯片之上的成形的透明区域，其中该天线和IC芯片与透明衬底集成；
图12图示了根据本发明的实施例的可用于RF系统中的示例天线的俯视图，其中该天线是位于透明衬底上的偶极天线；
图13图示了根据本发明的实施例的可用于RF系统中的另一示例天线的俯视图，其中该天线是位于透明衬底上的贴片天线；
图14图示了根据本发明的实施例的可用于RF系统中的又一示例天线的仰视图，其中该天线是位于透明衬底上的邻近耦合的贴片天线；
图15图示了根据本发明的实施例的可用于RF系统中的再一示例天线的俯视图，其中该天线是位于透明衬底上的磁电偶极天线；
图16图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括集中地位于液晶显示器(LCD)屏幕的顶部区域中的发射天线和接收天线；
图17图示了根据本发明的实施例的另一示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括位于LCD屏幕的角落处的四根天线；
图18图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括与位于LCD屏幕之上的透明衬底集成的、被配置用于蜂窝通信的天线区域；
图19图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括与位于LCD屏幕之上的透明衬底集成的、被配置用于蜂窝通信的两根通信天线；
图20图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括与位于LCD屏幕之上的透明衬底集成的、被配置用于蜂窝通信的两根通信天线和被配置用于雷达应用的两根天线；以及
图21图示了根据本发明的实施例的形成RF系统的方法。
除非另有指示，否则不同附图中的对应附图标记和符号通常指代对应的部分。绘制附图以清楚地说明实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制附图。附图中绘制的特征的边缘不一定表示特征范围的终止。
具体实施方式
下面详细讨论各种实施例的制作和使用。然而，应该理解的是，本文描述的各种实施例适用于各种特定的环境。所讨论的具体实施例仅说明制作和使用各种实施例的具体方式，并且不应被解释为在有限的范围内。
便携式设备可以使用天线元件以用于波束成型、发射分集和MIMO配置，并且用作能够检测用户动作的雷达传感器(被称为姿态传感器)。姿态传感器可以被配置在便携式设备中，作为控制设备的功能的接口以及收集有关在便携式设备周围的区域中的物体的信息的接口。
在各种实施例中，基于雷达的姿态检测系统用于直接控制设备(诸如，计算机、智能电话、或者平板计算机)或者用于控制远程设备(诸如，车辆、建筑内的电子系统、或者家用电器)。例如，当远程设备是汽车时，实施例姿态检测系统允许人类行动者从汽车外控制汽车的各种操作。
图1A图示了使用各种手势来控制便携式设备100的示例射频(RF)系统应用。如图所示，便携式设备100可以是智能电话并且包括被物理耦合至传感器区域104的显示元件102。在操作期间，传感器区域104向目标114(这可以是人的手)发射RF信号110，并且接收由目标114反射的反射RF信号112。这些反射RF信号112由雷达系统处理以确定目标114的位置和动作和/或确定目标114是否正在提供特定姿态。在一些实施例中，传感器区域104可以包括设置在传感器区域104内的雷达系统电路108。对由雷达系统电路108发射并接收的RF信号来说，传感器区域104的至少一部分是透明的或者部分透明的。应该理解的是，雷达系统电路108还可以设置在显示元件102的边界内。
在备选实施例中，雷达系统电路108可以被嵌入到其它设备内，其他设备包括但不限于汽车钥匙，智能手表，平板计算机，声音/视觉设备，厨房电器，供热、通风与空调(HVAC)控制设备，以及汽车。在一些应用(诸如汽车应用)中，雷达系统电路108可以被嵌入到移动设备(诸如汽车钥匙、智能手表、或者智能电话)内，该移动设备转而与待控制的远程设备(诸如汽车或厨房电器)通信。移动设备与远程设备之间的数据传送可以包括任何各种通信技术，包括例如，蓝牙、车联网(V2X)等。
例如，图1B所示的示例手势可以包括“竖起拇指”手势122、“握紧拳头”手势124、“拇指到手指”手势126、或者“按下按钮”手势128。这些示例手势中的每个手势都可以用于控制便携式设备100或者一些其它设备或系统的功能。例如，“竖起拇指”手势122可以用于打开便携式设备应用，“握紧拳头”手势124可以用于关闭便携式设备应用，“拇指到手指”手势126连同拇指与食指之间的动作可以用于虚拟地旋转便携式设备100的显示器上的图像，并且“按下按钮”手势128可以用于开始和停止便携式设备100的秒表特征。在各种实施例中，所辨识的手势可能是静态的或者动态的。可以通过将手保持在固定位置来实现静态手势，诸如手势122、124和128，并且可以通过移动手或手的一部分来实现动态手势，诸如相对于拇指移动食指，诸如手势126。应该理解的是，上文提及的手势仅是实施例雷达系统可以辨识的许多可能的手势中的几个示例。
图1C图示了包括雷达前端电路132和处理电路系统134的传感器区域104的框图。在操作期间，目标114的位置和手势可以由传感器区域104检测。例如，两根手指相互轻敲的手势可以被解释为“按下按钮”，或者旋转拇指和手指的手势可以被解释为转动转盘。尽管图1C中描绘的目标114是手，但是传感器区域104也可以被配置为确定其它类型的目标的姿态和位置，诸如人体、机械和其它类型的有生命物体或无生命物体的姿态和位置。例如，传感器区域104可以使用测量目标114的位置和相对速度的二维毫米波(MMW)相控阵雷达来实施。MMW相控阵雷达发射并接收50GHz至80GHz范围内的信号。备选地，也可以使用该范围外的频率。在一些实施例中，雷达前端电路132充当具有多个发射和接收信道的调频连续波(FMCW)雷达传感器。
雷达前端电路132发射并接收无线电信号以用于检测三维空间中的目标114。例如，雷达前端电路132发射入射RF信号并且接收作为来自目标114的入射RF信号的反射的RF信号。接收到的反射RF信号由雷达前端电路132下变频以确定拍频信号。这些拍频信号可以用于确定三维空间中的目标114的信息，诸如位置、速度、角度等。
在各种实施例中，雷达前端电路132被配置为经由发射天线142向目标114发射入射RF信号，并且经由接收天线144接收来自目标114的反射RF信号。雷达前端电路132包括被耦合至发射天线142的发射机前端电路138和被耦合至接收天线144的接收机前端电路140。
在操作期间，发射机前端电路138可以朝向目标114每次发射一个RF信号或者同时发射多个RF信号。尽管在图1C中描绘了两个发射机前端电路138，但是应该理解的是，雷达前端电路132可以包括少于或多于两个的发射机前端电路138。每个发射机前端电路138都包括被配置为产生入射RF信号的电路系统。例如，这种电路系统可以包括RF振荡器、上变频混频器、RF放大器、可变增益放大器、滤波器、变压器、功率分配器和其它类型的电路。
接收机前端电路140接收并处理来自目标114的反射RF信号。如图1C所示，接收机前端电路140被配置为被耦合至四根接收天线144，这四根接收天线144可以被配置为2x2的天线阵列。在备选实施例中，接收机前端电路140可以被配置为被耦合至多于或少于四根天线，其中产生的天线阵列根据特定实施例及其规格而具有各种nxm的尺寸。例如，接收机前端电路140可以包括RF振荡器、上变频混频器、RF放大器、可变增益放大器、滤波器、变压器、功率合成器和其它类型的电路。
雷达电路系统136提供待发射到发射机前端电路138的信号，接收来自接收机前端电路140的信号，并且可以被配置为控制雷达前端电路132的操作。在一些实施例中，雷达电路系统136包括但不限于频率合成电路系统、上变频和下变频电路系统、可变增益放大器、模数转换器、数模转换器、用于基带信号的数字信号处理电路系统、偏压生成电路和稳压器。
雷达电路系统136可以接收来自处理电路系统134的基带雷达信号，并且基于接收到的基带信号来控制RF振荡器的频率。在一些实施例中，该接收到的基带信号可以表示待发射的FMCW频率芯片。雷达电路系统136可以通过将与接收到的基带信号成正比的信号施加到锁相环路的频率控制输入，来调整RF振荡器的频率。备选地，从处理电路系统134接收到的基带信号可以通过使用一个或多个混频器而被上变频。雷达电路系统136可以经由数字总线(例如，USB总线)发射并数字化基带信号，经由模拟信号路径发射并接收模拟信号，和/或将模拟信号和数字信号的组合发射到处理电路系统134和/或接收来自处理电路系统134的模拟信号和数字信号的组合。
处理电路系统134获取由雷达电路系统136提供的基带信号并且执行一个或多个信号处理步骤以对其进行评估。在实施例中，处理电路系统134获取表示拍频信号的基带信号。信号处理步骤可以包括执行快速傅里叶变换(FFT)、短时傅里叶变换(STFT)、目标分类、机器学习等。信号处理步骤的结果可以用于确定并执行设备(诸如图1A的便携式设备100)上的动作。除了处理获得的基带信号之外，处理电路系统134还可以控制雷达前端电路132的各个方面，诸如由雷达前端电路132产生的传输。
可以用各种方式来划分传感器区域104的各种组件。例如，雷达前端电路132可以实施在一个或多个RF集成电路(RFIC)上，天线142和144可以设置在电路板上，并且处理电路系统134可以使用设置在一个或多个集成电路/半导体衬底上的处理器、微处理器、数字信号处理器和/或自定义逻辑电路来实施。处理电路系统134可以包括处理器，该处理器执行被存储在非暂时性存储器中的指令以执行处理电路系统134的功能。然而，在一些实施例中，处理电路系统134的所有或部分功能可以被并入到其上设置有雷达前端电路132的相同的集成电路/半导体衬底上。
在一些实施例中，雷达前端电路132的一些或所有部分都可以被实施在包含发射天线142、接收天线144、发射机前端电路138、接收机前端电路140和/或雷达电路系统136的封装中。在一些实施例中，雷达前端电路132可以被实施为设置在电路板上的一个或多个集成电路，并且发射天线142和接收天线144可以被实施在与集成电路相邻的电路板上。在一些实施例中，发射机前端电路138、接收机前端电路140和雷达电路系统136都形成在相同的雷达前端集成电路(IC)管芯上。发射天线142和接收天线144可以是雷达前端IC管芯的一部分，或者可以是与雷达前端IC管芯相邻或在其之上的单独的天线。雷达前端IC管芯可以进一步包括用于路由和/或用于实施雷达前端电路132的各种无源或有源器件的导电层，诸如重新分配层(RDL)。在实施例中，发射天线142和接收天线144可以使用雷达前端IC管芯的RDL来实施。
图1D图示了雷达系统电路108的平面图，该雷达系统电路108包括被实施为RFIC的雷达前端电路132，该雷达前端电路132被耦合至发射天线142和接收天线144，它们被实施为设置在衬底152上或衬底152内的贴片天线。在一些实施例中，衬底152可以使用电路板来实施，雷达前端电路132设置在该电路板上，并且发射天线142和接收天线144使用电路板的导电层而在该电路板上实施。备选地，衬底152表示晶片衬底，一个或多个RDL设置在该晶片衬底上，并且发射天线142和接收天线144使用这一个或多个RDL上的导电层而在该晶片衬底上实施。应该理解的是，图1D的实施方式仅是可以实施实施例雷达系统的许多方式中的一种方式。
在各种应用中，电子设备可以受益于在设备被耦合到位于该设备第二侧上的印刷电路板(PCB)上的电子电路系统的一侧上的RF功能、诸如雷达功能。例如，移动电话可以包括显示器，诸如液晶显示器(LCD)屏幕，该LCD屏幕在也可能期望RF功能的情况下在设备的前侧处显示图像。
对于射频信号来说，诸如LCD屏幕等各种层可能是不透明的(RF不透明的)。因此，可能期望的是将电子设备的显示器与RF系统集成，以便在减小设备尺寸的同时改善设备功能。典型的传感器可能无法穿透LCD屏幕。例如，LCD屏幕可以包括LCD堆栈，该LCD堆栈包含透明层和RF不透明层(诸如偏振滤波器、玻璃层、液晶层和反射层)的组合。作为一个特定示例，MMW雷达传感器可能无法穿透被包括在许多LCD堆栈中的金属反射器层。居间的RF不透明层的其它示例可以是电子设备中的触摸感测层或者接地平面。
包括RF天线的边框(bezel)可以被包括在内，以允许在设备的与LCD屏幕相同的侧上的RF信号的发射和接收。然而，边框可能会增大屏幕的尺寸，并因此限制设备的紧凑性。那么，可能期望的是通过改进RF天线与LCD屏幕的集成来减小电子设备的整体尺寸，电子设备诸如为移动电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机监测器、电视、车辆、智能手表、物联网(IoT)设备等。
在各种实施例中，RF系统包括天线，该天线位于衬底的被耦合至衬底的第二侧上的电路系统的第一侧上。例如，衬底的第一和第二表面可以是相对的表面。作为另一示例，第一和第二表面可以彼此形成大致90°的角度。天线使用柔性装置被可操作地耦合至电路系统，柔性装置诸如为包括传输线的柔性衬底(诸如柔性印刷电路板(FPC))或者柔性连接器(诸如扁平柔性电缆(FFC))。柔性装置被弯曲，以使得柔性装置的第一部分与衬底的第一侧上的第一表面重叠并且柔性装置的第二部分与衬底的第二侧上的第二表面重叠。
天线被配置为在衬底的第一侧上发射和/或接收RF信号。衬底可以包括RF不透明层，诸如LCD屏幕中的反射层。衬底的第二侧上的电路系统可以位于PCB上。例如，PCB可以是移动电话或平板计算机的主PCB。RF信号和/或控制信号可以使用柔性装置而从第一侧被发送到第二侧。
RF系统可以有利地使透明层(诸如LCD屏幕的玻璃层)包含天线功能。例如，天线可以位于玻璃层的内部或外部表面上以及被集成在玻璃层内。系统扩展可以通过将一些或所有RF功能集成到透明衬底中来实现。在一些配置中，透明衬底可以被配置为通过提高增益、或者将天线的辐射图成形为更好地适合特定应用，来提高天线的性能。
RF系统的另一可能的好处在于通过将RF功能与LCD屏幕集成来高效利用可能提供的电子设备中的空间。例如，天线可以与电子设备前面的LCD屏幕集成，并且使用柔性衬底而被耦合至位于电子设备后面的IC芯片。可以使柔性衬底较薄并且弯曲，以使得柔性衬底紧邻LCD屏幕的LCD堆栈的侧表面。通过这种方式，可以通过在电子设备的屏幕侧实现RF功能(诸如姿态控制、物体测距、物体识别和动作追踪)的同时减小LCD屏幕的边框的尺寸，来有利地减小电子设备的整体尺寸。
下文提供的实施例描述了形成RF系统(尤其是与电子设备的显示区域集成的RF系统)的各种结构和方法。以下的说明描述了实施例。使用图2至图5和图6A至图6C描述了包括柔性衬底的各种实施例RF系统。使用图7、图8、图9A和图9B描述了包括柔性连接器和集成区域的若干实施例RF系统。使用图10和图11描述了包括与透明衬底集成的天线的两种实施例RF系统。使用图12至图15描述了四种实施例天线。使用图16至图20描述了包括位于LCD屏幕之上的天线的各种实施例RF系统。使用图21描述了形成RF系统的实施例方法。
图2图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括RF不透明层、一根或多根天线、IC芯片和柔性衬底。
参照图2，RF系统200包括柔性衬底16的与RF不透明层20的第一表面88重叠的第一部分81、与RF不透明层20的第二表面89重叠的第二部分83、以及在第一部分81与第二部分83之间的弯曲区域82。RF不透明层20可以是任何类型的合适的衬底。例如，RF不透明层20可以是被配置用于电子设备中的特定功能的各种层的堆栈。RF不透明层20还可以包括金属支撑结构或者接地平面。在各种实施例中，RF不透明层20可以对于RF频率范围内的一些或所有电磁信号来说是不透明的。例如，RF频率范围可以从大约3kHz扩展至大约300GHz。然而，也可以考虑根据各种应用领域内的特定定义将RF频率范围扩展为低于3kHz和/或高于300GHz。
柔性衬底16可以是能够在形成之后弯曲、或者能够形成有弯曲区域的任何类型的合适的柔性衬底。可以实施在柔性衬底16上给予的任何曲率，以使得位于柔性衬底16上的电子组件和电路系统仍然起作用。例如，互连件、传输线和其它电子组件可以在弯曲工艺之前形成在柔性衬底16上。在弯曲工艺期间，可以形成弯曲区域82，以使得互连件、传输线和其它电子组件保持期望功能。
在各种实施例中，柔性衬底16是FPC。应该注意的是，尽管许多类衬底可以被认为是FPC，但是FPC上的电路系统不要求“被印刷”并且还可以被蚀刻、在剥离工艺中形成等。在一个实施例中，柔性衬底16是PCB。作为特定示例，PCB可以是单层的、双层的、或者多层的柔性PCB，该多层的柔性PCB包括被接合至一个或多个聚酰亚胺介电层的一个或多个铜箔层。备选地，柔性衬底16可以包括聚酯介电层。在一些实施例中，作为示例，柔性衬底16可以包括一种或多种导电材料，诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、金(Au)或钨(W)。对于本领域的普通技术人员来说，其它合适的柔性衬底可以是显而易见的。
一根或多根天线40位于柔性衬底16的第一部分81之上。天线40可以被可操作地耦合至柔性衬底16的第一部分81。天线40可以包括任何类型的合适天线并且可以被配置为发射和/或接收RF信号70。附加天线可以被包括在第一表面88之上以及RF系统200中的其它位置之上。例如，天线40可以表示被配置为追踪三维空间中的物体的移动的天线阵列。一根或多根天线40还可以包括这样的多根天线，该多根天线中的一些天线被配置为仅发射RF信号，而其它天线被配置为仅接收RF信号。
在各种实施例中，天线40被实施为平面天线。例如，天线40可以包括贴片天线、渐变开槽天线(tapered slot antenna，TSA)、Vivaldi天线、对数周期偶极天线(LPDA)、准八木天线、漏波天线(LWA)等。针对天线40可以选择任何合适的配置，包括贴片、开槽、环形、螺旋形、蝴蝶结配置或者任何其它形状。在一些实施例中，天线40包括导电材料。在一个实施例中，天线40包括铜(Cu)。
天线40被定位以使得一根或多根天线40的至少一部分与第一表面88重叠。在各种实施例中，天线40位于第一表面88正上方。在一个实施例中，天线40直接附接至柔性衬底16。例如，天线40可以是形成在PCB上的平面天线。然而，在柔性衬底16的第一部分81与天线40之间可能存在附加层。可备选地，天线40可以直接位于RF不透明层20的第一表面88上并且柔性衬底16可以通过使用RF不透明层20上的组件可操作地耦合至天线40。
天线40可以配置为在RF不透明层20的第一表面88正上方的区域中发射和/或接收RF信号70。RF信号70可以包括任何RF频率或者RF频段。每根天线40的尺寸可能与期望的RF系统200的频率响应有关。例如，天线40可以被配置为在RF频谱的MMW范围内进行操作。这种天线40可以分别具有1mm与2.5mm之间的长度和宽度。例如，每根天线40可以具有大约1.5mm的长度和大约850μm的宽度。备选地，每根天线40可以具有大约1.3mm的长度和大约1.2mm的宽度。然而，天线40并不限于这些尺寸，因为在设计天线时可能会考虑大量因素。因此，对于本领域的普通技术人员来说，未明确提及的各种合适尺寸都可以是显而易见的。
仍然参照图2，RF系统200进一步包括IC芯片60，该IC芯片60位于柔性衬底16的第二部分83之下。IC芯片60可以被可操作地耦合至柔性衬底16的第二部分83，以使得IC芯片60能够使用柔性衬底16的弯曲区域82与天线40通信。类似于天线40，IC芯片60被定位成使得IC芯片60的至少一部分与RF不透明层20的第二表面89重叠，并且在各种实施例中，整个IC芯片60位于第二表面89的正下方。IC芯片60可以被直接附接至柔性衬底16的第二部分83，或者可以具有居间层。
IC芯片60可以包括除了其他电路系统之外的RF前端电路系统，并且可以被配置为处理在天线40处发射并接收的RF信号，并且在一个实施例中是RFIC。例如，在各种实施例中，IC芯片60被配置为通过使用位于柔性衬底16上的传输线与天线40通信，来处理RF信号70。IC芯片60可以具有被连接至接收天线的接收接口和/或被连接至发射天线的发射接口。在一些配置中，接收接口和发射接口可以被组合到单个接口中。
在各种实施例中，RF前端电路系统被设计为在超高频(SHF)或极高频(EHF)范围内进行操作。例如，IC芯片60可以包含MMW电路系统，该MMW电路系统被设计为在从57GHz到64GHz的未许可频段中进行操作。附加地或者备选地，IC芯片60可以包含被设计为在28GHz范围内(例如，在5G应用中)进行操作的电路系统。在一个实施例中，IC芯片60包含被配置为在包括77GHz的频段中进行操作的电路系统。例如，汽车雷达应用可以使用包括77GHz的RF信号70。其它频段也是可能的。例如，IC芯片60还可以包含被设计为在为其它通信应用指定的频段中进行操作的电路系统，其他通信应用诸如为全球定位系统(GPS)网络，全球移动通信系统(GSM)网络，长期演进(LTE)网络，全球互通微波存取(WiMAX)网络，和/或基于工业、科学、医学(ISM)频段的网络，诸如无线局域网(WLAN)、蓝牙、近场通信(NFC)等。
在各种实施例中，IC芯片60包括半导体衬底。在一个实施例中，半导体衬底包括硅。在另一实施例中，半导体衬底包括硅锗(SiGe)。在又一实施例中，半导体衬底包括砷化镓(GaAs)。适合用作IC芯片60的衬底的其它合适的材料对于本领域的普通技术人员来说可以是显而易见的。
IC芯片60可以包括附加组件，诸如有源器件和无源器件、金属层、介电层、掺杂半导体区域和本征半导体区域、重新分配层、以及本领域中已知的其它组件。在各种实施例中，IC芯片60在被耦合至柔性衬底16之前已经经历了后端(BEOL)处理。
天线40和IC芯片60完全与RF不透明层20的相应表面重叠的实施例的可能优点在于减小了RF系统200的整体尺寸。例如，如图2所示，仅需要小的附加柔性衬底厚度17将位于第一表面88之上的天线40耦合至位于第二表面89之下的IC芯片60。在各种实施例中，柔性衬底厚度17在100μm与500μm之间。在一个实施例中，柔性衬底厚度17大约是150μm。在另一实施例中，柔性衬底厚度17大约是200μm。
另外，柔性衬底16可以是弯曲的，因此弯曲区域82非常接近RF不透明层20的侧表面。因此，添加有柔性衬底16的弯曲区域82的电子设备的总宽度可以有利地保持得非常小。例如，天线40的横向尺寸可能比柔性衬底厚度17要大得多。因此，为实施与RF不透明层20相邻而不是与第一表面88重叠的等效天线40而添加的总宽度，与使用柔性衬底16或其它合适的薄的柔性装置的实施例相比要大得多。
图3图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括LCD屏幕、天线、IC芯片和柔性衬底。
参照图3，RF系统300包括位于LCD屏幕22的第一侧熵的天线40以及位于LCD屏幕22的相对的第二侧上的IC芯片60。天线40使用柔性衬底16而被可操作地耦合至IC芯片60。天线40被配置为在LCD屏幕22的第一侧上发射和/或接收RF信号70。RF系统300可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统200的特定实施方式。
可选地，RF系统300可以包括位于第一侧的LCD屏幕22之上的导电层30。在一个实施例中，导电层30是用于电子设备的触摸屏的触摸感测层。触摸感测层可以包括导电迹线，该导电迹线包括被配置为检测由用户输入的触摸事件的驱动线和感测线。由于包含导电区域，所以导电层30可能是RF不透明的。
LCD屏幕22可以被认为是图2所示的RF不透明层20的特定实施方式。例如，LCD屏幕22可以包括RF不透明的反射器层。LCD屏幕22的其它层也可以是RF不透明的。在一些情况下，LCD屏幕22与导电层30的组合可以被认为是图2的RF不透明层20的特定示例。
接地平面区域32被可选地包括在柔性衬底16上、在柔性衬底16的与天线40相对的侧上。接地平面区域32可以被配置为防止信号在天线40与LCD屏幕22之间传递。接地平面区域32也可以帮助沿着在远离LCD屏幕22的方向上引导RF信号70。
透明层50可以被包括在LCD屏幕22和导电层30之上。在各种实施例中，透明层50包括玻璃材料。在一个实施例中，透明层50包括玻璃。在其它实施例中，透明层50包括塑料材料。对于本领域的普通技术人员来说，能够用于实施透明层50的其它合适的透明材料可以是显而易见的。
透明层50可能对电磁辐射来说是透明的或半透明的。例如，透明层50可能对可见光来说是透明的。透明层50可能对RF信号来说也是透明的。在一个实施例中，LCD屏幕22被配置为通过发射穿过透明层50的可见光72来显示图像。RF信号70也可以通过LCD屏幕22的与可见光72相同侧上的透明层50而被发射。
IC芯片60使用焊球62被耦合至柔性衬底16。焊球62可以是球栅阵列(BGA)附接方法的一部分。例如，BGA和焊料回流工艺可以用于在IC芯片60与柔性衬底16之间提供电连接和物理连接。备选地，IC芯片60可以使用任何合适的附接方法而被附接至柔性衬底16，包括其它表面安装技术(SMT)方法、引线键合、导电柱、粘合剂等。
位于LCD屏幕22之下的PCB 12可以被可操作地耦合至IC芯片60。在各种实施例中，IC芯片60的第一主表面被附接至柔性衬底16，而相对的第二主表面被附接至PCB 12。PCB12可以包括附加的电子设备、处理器、存储器等。在各种实施例中，PCB 12是用于包括雷达系统300的电子设备的主板。例如，PCB 12可以是用于移动电话、智能手表、膝上型计算机、IoT设备、虚拟现实耳机、车辆中的雷达模块等的主板。
图4图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括前侧天线和后侧天线、LCD屏幕、IC芯片和柔性衬底。
参照图4，RF系统400包括位于LCD屏幕22之上的透明衬底50以及位于LCD屏幕22之下的PCB 12。RF系统400被配置为通过透明衬底50发射和/或接收RF信号70以及通过透明衬底50发射可见光72。RF系统400可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统300的特定实施方式。
除了在LCD屏幕22的透明衬底50侧发射和/或接收RF信号70之外，RF系统400被进一步配置为在LCD屏幕22的PCB 12侧发射和/或接收第二RF信号76。RF信号70由前侧天线41发射和/或接收，该前侧天线41可以是图2和图3所图示的天线40的特定实施方式。第二RF信号76由位于PCB 12上或PCB 12内的后侧天线49发射和/或接收。在一个实施例中，前侧天线41和后侧天线49两者被可操作地耦合至IC芯片60。备选地，后侧天线49可以被可操作地耦合至位于RF系统400中任何地方的单独的IC芯片。
RF系统400可以有利地在不增大包括RF系统400的设备的尺寸的情况下，允许在LCD屏幕22的两侧上发射并接收RF信号。例如，在不存在柔性衬底16的情况下，可能将边框添加到LCD屏幕22的一个或多个边界区域，由此不期望地增大了设备的尺寸。与之相反，RF系统400包括薄的柔性衬底16，该柔性衬底16使IC芯片60能够耦合至位于LCD屏幕22正上方的天线，从而有利地允许包括RF系统400的设备更小。
图5图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括相对于LCD屏幕的主表面以大致90°的角度定向的IC芯片、天线和柔性衬底。
参照图5，RF系统500包括位于LCD屏幕22之上的透明衬底50以及位于LCD屏幕22之下的PCB 12。RF系统500被配置为通过透明衬底50发射和/或接收RF信号70以及通过透明衬底50发射可见光72。RF系统500可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统300的备选实施方式。
与RF系统300相反，被包括在RF系统500中的IC芯片60位于沿着LCD屏幕22的侧表面处，并且相对于位于LCD屏幕22之上的天线40以大致90°的角度定向。IC芯片60被附接至柔性衬底16，该柔性衬底16被可操作地耦合至天线40和PCB 12。RF系统500的配置可以有利地允许通过稍微增大与LCD屏幕的面平行的尺寸来减小包括RF系统500的设备的厚度。例如，如图所示，IC芯片60和焊球62的厚度可以从LCD屏幕22之下移动到LCD屏幕22的侧表面。IC芯片60的厚度和合适的附接方法可以被选择为，与可能被包括在LCD屏幕的边界上的、用于天线的边框的尺寸相比要小得多。因此，当与包括用于天线的边框的设备相比时，RF系统500的配置可以有利地允许设备更薄，同时仍然减小包括RF系统500的设备的尺寸。
在LCD屏幕20一侧处的IC芯片60的位置也可以有利地减小从IC芯片60到天线40的距离。例如，RF系统500的柔性衬底16的传输线可能比RF系统300的传输线更短。距离减小可以有利地减少传输线内的信号损失。备选地，在RF系统400中，类似于RF系统500，IC芯片60可以被附接至相对于LCD屏幕的主表面以大致90°的角度定向的柔性衬底16。这种配置可以实现从前侧天线41和后侧天线49到IC芯片60的相等距离。
图6A图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括位于透明衬底的外表面上的天线、LCD屏幕、IC芯片和柔性衬底，图6B图示了该RF系统的一部分的横截面图，并且图6C图示了该RF系统的一部分的仰视图。
参照图6A、图6B和图6C，RF系统600包括位于LCD屏幕22之上的透明衬底50以及位于LCD屏幕22之下的PCB 12。RF系统600被配置为通过透明衬底50发射和/或接收RF信号70以及通过透明衬底50发射可见光72。RF系统600可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统500的备选实施方式。
与RF系统500相反，被包括在RF系统600中的天线40位于透明衬底50之上。作为示例，天线40可以通过蚀刻导电层或使用直接结构化激光工艺、以及随后的导电材料沉积，来形成在透明衬底50上。可以在PCD制造工艺期间形成天线40。位于柔性衬底16上的传输线34被包括在内以通过透明衬底50将IC芯片60可操作地耦合至天线40。例如，其中一根天线40可以被耦合至所示的虚线区域86内的传输线34。
图6B示出了图6A的虚线区域86的详细视图，示出了其中一根天线40、传输线34、柔性衬底16和接地平面区域32。在图6C中示出了天线40和传输线34的仰视图。在一个实施例中，天线40是邻近耦合的贴片天线，但是可以使用任何合适的天线配置。
由于透明衬底50的介电常数，RF系统600的配置可以有利地提高RF系统600的带宽。例如，透明衬底可以包括具有高介电常数的玻璃材料。玻璃材料的高介电常数可以提高位于透明层50之上的天线40的带宽。另外，将天线40与透明衬底50集成也可以有利地允许使用标准封装工艺将天线40与IC芯片60集成。
图7图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括第一PCB、使用透明衬底内的集成区域被耦合至第二PCB上的电路系统的天线、LCD屏幕和柔性连接器。
参照图7，RF系统700包括位于LCD屏幕22之上的透明衬底50以及位于LCD屏幕22之下的PCB 12。RF系统700被配置为通过透明衬底50发射和/或接收RF信号70以及通过透明衬底50发射可见光72。RF系统700可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统600的备选实施方式。
RF系统700包括位于LCD屏幕22之下的第一PCB 13以及位于LCD屏幕22之上的第二PCB 14。柔性连接器18被包括在内以将第一PCB 13可操作地耦合至第二PCB 14，该第二PCB14又使用集成区域54被可操作地耦合至位于透明衬底50之上的天线40。集成区域54可以包括导电层和绝缘层，该导电层和绝缘层被构造为接地平面区域、互连件、传输线、过孔、接触焊盘、IC芯片等。
例如，第一PCB 13和/或第二PCB 14可以包括被配置为处理由天线40发射和/或接收的RF信号70的电路系统和/或IC芯片。如果LCD屏幕22类似于其它实施例的柔性衬底16，则柔性连接器18被配置为将天线40耦合至位于相对侧上的第一PCB 13。柔性连接器18可以是任何合适类型的柔性连接器。在一个实施例中，柔性连接器18是FFC。
图8图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括第一PCB、使用透明衬底内的集成区域被耦合至位于第二PCB上的IC芯片的天线、LCD屏幕和柔性连接器。
参照图8，RF系统800包括位于LCD屏幕22之上的透明衬底50以及位于LCD屏幕22之下的PCB 12。RF系统800被配置为通过透明衬底50发射和/或接收RF信号70以及通过透明衬底50发射可见光72。RF系统800可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统700的特定实施方式。
IC芯片60被包括在第二PCB 14上，该第二PCB 14使用集成区域55而被可操作地耦合至位于透明衬底50之上的天线40。IC芯片60被配置为在LCD屏幕22的与发射和/或接收RF信号70的侧相同的侧上处理RF信号70。作为示例，类似于RF系统700的集成区域54，集成区域55可以包括各种元件，诸如接地平面区域和传输线。
图9A图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括第一PCB、使用透明衬底内的集成区域被耦合至第二PCB上的电路系统的天线、LCD屏幕和柔性连接器，并且图9B图示了该RF系统的一部分的横截面图，包括天线、接地平面区域、以及与集成区域中的透明衬底集成的IC芯片。
参照图9A和图9B，RF系统900包括位于LCD屏幕22之上的透明衬底50以及位于LCD屏幕22之下的PCB 12。RF系统900被配置为通过透明衬底50发射和/或接收RF信号70以及通过透明衬底50发射可见光72。RF系统900可以是具有先前所描述的同样标记的元件的RF系统700的特定实施方式。
RF系统900包括集成区域56、位于LCD屏幕22之下的第一PCB 13、以及位于LCD屏幕22之上的第二PCB 14，一根或多根天线40通过该集成区域56而被可操作地耦合至位于集成区域56内的IC芯片60。
电触点38将集成区域56耦合至第二PCB 14。第一透明层51位于电触点38之上。接地平面区域38位于透明层51之上，并且使用一个或多个过孔35而被连接至一个或多个电触点38。IC芯片60位于第一透明层51内，并且使用在与接地平面区域36相同的层中的传输线(未示出)而被耦合至该一个或多个电触点38以及天线40。
第二透明层52位于接地平面区域36之上。天线40位于第二透明层52之上。第一透明层51与第二透明层52的组合构成透明层50。在各种实施例中，第一透明层51和第二透明层52中的一者或两者是玻璃。在一个实施例中，第一透明层51和第二透明层52是玻璃。
被包括在集成区域56中的层的数量可以取决于特定设计考虑和期望功能。例如，集成区域56可以包括图9A和图9B所示的两个透明层或者可以包括四个透明层。在其它实施例中，其它数量的层可以被包括在集成区域56中。
RF系统900可以通过将IC芯片60集成到透明层50中来有利地减小包括RF系统900的设备的厚度。因此，该设备的整体厚度可以有利地减小约等于IC芯片60的厚度的量。另外，具有在透明层的顶表面上的天线的RF系统(诸如RF系统600、700、800和900)的配置可以为RF系统的增益提供附加益处。
图10图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括位于透明衬底的顶表面上的寄生天线、位于透明衬底的底表面处的天线、和IC芯片。
参照图10，RF系统1000包括IC芯片60，该IC芯片60包括位于透明衬底50之下的天线40以及位于透明衬底50之上的寄生天线48。RF系统1000的透明衬底50、IC芯片60和寄生天线48可以是可与本文描述的、具有先前所描述的同样标记的元件的任何RF系统一起使用的特定天线配置。
寄生天线48可以通过透明衬底50而被可操作地耦合至天线40。接地平面区域36可以可选地被包括在IC芯片60中并且可以被配置为在IC芯片60内的适当方向上引导电磁辐射。在一个实施例中，IC芯片60是RFIC。在备选实施例中，IC芯片60是包括RFIC的RF封装。RF前端电路系统可以被包括在接地平面区域36之下的IC芯片60中。RF前端电路系统可以被配置为处理RF信号70，并且可以使用IC芯片60内的传输线而被耦合至天线40。天线40可以辐射RF信号，该RF信号激发寄生天线48使其辐射RF信号70。反过来，在寄生天线48处接收到的RF信号70可以激发天线40，这随后允许在RF前端电路系统处接收RF信号70。
图11图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的横截面图，该示例RF系统包括位于天线和IC芯片之上的成形的透明区域，其中该天线和IC芯片与透明衬底集成。
参照图11，RF系统1100包括IC芯片60，该IC芯片60包括天线40、位于透明衬底50内的可选的接地平面区域36、以及位于透明衬底50之上的成形的透明区域58。RF系统1100的透明衬底50、IC芯片60以及成形的透明区域58可以是可与本文描述的、具有先前所描述的同样标记的元件的任何RF系统一起使用的特定天线配置。
成形的透明区域58可以被配置为充当用于由天线40发射和/或接收的RF信号70的RF透镜。例如，天线40的期望视场可以位于透明衬底50之上的特定局部区域中。在不存在成形的透明区域58的情况下，对于期望应用来说，RF信号70的辐射图可能比期望的要广阔得多。成形的透明区域58可以有利地将待主要辐射的RF信号70集中在透明衬底50之上的特别限定的区域中。备选地，在不存在成形的透明区域50的情况下，对于特定应用来说，天线40的辐射图可能太集中。在这些情况下，成形的透明区域58可以扩大在透明衬底50之上的区域中的RF信号70并使其均匀化。例如，RF信号70的信号强度可能在透明衬底50之上的特定距离处的所有点上都大致类似。
图12至图15图示了根据本发明的实施例的可用于本文描述的RF系统中的示例天线。图12图示了包括位于透明衬底50上的传输线34的偶极天线92的俯视图。图13图示了包括位于透明衬底50上的传输线34的贴片天线94的俯视图。图14图示了位于透明衬底50的顶表面上的邻近耦合的贴片天线96以及位于透明衬底的相对的底表面上的传输线34的仰视图。图15图示了位于透明衬底50上的磁电偶极天线98的俯视图。
本文描述的实施例RF系统中的任何天线可以使用图12至图15所图示的示例天线来实施。例如，RF系统300的天线40可以被实施为与图13所图示的贴片天线94类似的贴片天线。作为另一示例，RF系统600的天线40可以实施为与图14所图示的邻近耦合的贴片天线96类似的邻近耦合的贴片天线。然而，RF系统并不限于明确示出并描述的天线配置。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的任何合适的天线配置都可以用于实施本文描述的RF系统中的任何天线。
图16图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括集中地位于LCD屏幕的顶部区域中的发射天线和接收天线。
参照图16，RF系统1600包括位于LCD屏幕22正上方的发射天线42和接收天线43。在一个实施例中，LCD屏幕22可以是移动设备的LCD屏幕。在其它实施例中，LCD屏幕22可以是包括RF系统1600的其它电子设备的LCD屏幕。尽管此处图示的LCD屏幕22是矩形形状的，但是任何合适的形状都是可能的并且可以取决于特定类型的电子设备或特定应用。
发射天线42和接收天线43被配置为在LCD屏幕22正上方的区域中发射和/或接收RF信号。在一个实施例中，发射天线42和接收天线43被配置为双基地雷达系统。在双基地雷达系统中，可以配置两根或更多根天线，以使得这两根或更多根天线的子集被配置为仅发射RF信号，而剩余天线被配置为仅接收RF信号。在其它实施例中，可以将附加天线包含到LCD屏幕22正上方的区域中。在备选实施例中，发射天线42和接收天线43可以被替换为单根天线，该单根天线被配置为发射并接收RF信号的单基地雷达天线。
图17图示了根据本发明的实施例的另一示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括位于LCD屏幕的角落处的四根天线。
参照图17，RF系统1700包括位于角落处并且在LCD屏幕22正上方的区域中的四根天线40。在一个实施例中，天线40可以被配置为单独的单基地雷达天线。在该配置中，可以单独地处理在每根天线40处发射并接收的RF信号。这可以称为非相干信号处理。在其它实施例中，一些或所有天线40可以被配置为充当使用相干信号处理的统一雷达系统。附加天线可以位于LCD屏幕22的边缘周围。在一些实施例中，LCD屏幕22的少于四个角落可以具有天线。例如，在一个备选实施例中，仅两根天线40可以位于LCD屏幕22的左侧两个角落中。例如，这两个角落可以是移动设备的顶部角落。
图18图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括与位于LCD屏幕之上的透明衬底集成的、被配置用于蜂窝通信的天线区域。
参照图18，RF系统1800包括与透明衬底50集成的通信天线44。例如，通信天线44可以被蚀刻到透明衬底50的表面上。备选地，通信天线44可以与透明衬底50集成。在各种实施例中，通信天线44包括被配置用于使用多种通信标准(诸如GPS、GSM、LTE、Wi-Fi、蓝牙等)来与网络通信的多个天线区域。在一些实施例中，通信天线44并不完全围绕透明衬底50的边界延伸。先前所描述的LCD屏幕可以位于透明衬底50之下，该透明衬底50被配置为用于电子设备的显示表面。
图19图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括与位于LCD屏幕之上的透明衬底集成的、被配置用于蜂窝通信的两根通信天线。
参照图19，RF系统1900包括与透明衬底50集成的第一通信天线45和第二通信天线46。在各种实施例中，第一通信天线45被配置为使用第一通信标准通信，而第二通信天线46被配置为使用不同的通信标准通信。例如，在一个实施例中，第一通信天线45被配置为与LTE网络通信，而第二通信天线46被配置为与GSM网络通信。在另一实施例中，第一通信天线45被配置为与Wi-Fi网络通信，而第二通信天线46被配置为与LTE网络通信。
图20图示了根据本发明的实施例的示例RF系统的俯视图，该示例RF系统包括与位于LCD屏幕之上的透明衬底集成的、被配置用于蜂窝通信的两根通信天线和被配置用于雷达应用的两根天线。
参照图20，RF系统2000包括与透明衬底50集成的发射天线42、接收天线43、第一通信天线45和第二通信天线46。例如，发射天线42和接收天线43可以是如同先前参照图16所描述的RF系统1600中的双基地雷达系统的一部分。更多或更少的天线可以被包括在内并且可以取决于特定类型的设备和特定应用。
RF系统1600、1700、1800、1900和2000可以是本文描述的任何其它实施例的RF系统的俯视图。例如，RF系统2000可以是RF系统600的特定实施方式的俯视图，该RF系统600包括位于移动设备的LCD屏幕的顶部处的双基地雷达系统，同时还包括位于LCD屏幕的边界和底部上的LTE天线和Wi-Fi天线。作为另一示例，RF系统1800可以是RF系统700的特定实施方式的俯视图，该RF系统700包括与平板计算机的玻璃显示屏集成的若干通信天线。
如将对于本领域的普通技术人员来说显而易见的，本文描述的特定RF系统可以被组合为各种配置，其中为了简洁起见未明确描述这些配置中的许多配置。于是，要理解的是，RF系统并不旨在仅限于作为示例提供的组合。
图21图示了根据本发明的实施例的形成RF系统的方法。
参照图21，形成RF系统的方法2100包括步骤2102：提供柔性衬底。柔性衬底可以包括一个或多个导电层以及一个或多个层压层，并且在一些实施例中可以是柔性PCB。在一个实施例中，柔性衬底是PCB。方法2100进一步包括步骤2104：形成与柔性衬底的第一部分重叠的一根或多根天线。例如，天线可以通过将导电层蚀刻在柔性衬底的表面上而形成在柔性衬底的第一部分上。备选地，在柔性衬底的第一部分与天线之间可以存在附加层，诸如一个或多个透明层。在这种情况下，天线可以形成在附加层的与柔性衬底的第一部分重叠的表面上。可以使用诸如蚀刻、剥离、印刷等任何合适的方法来形成天线。
方法2100进一步包括步骤2106：在柔性衬底的第一部分与第二部分之间的该柔性衬底的中间区域中形成一根或多根传输线。在天线不直接接触柔性衬底的配置中，可以在与步骤2104分开的步骤2106中使用任何合适的方法来将传输线以及附加电路系统形成在中间区域中。备选地，步骤2104和步骤2106可以被组合到单个步骤中，并且可以在相同步骤中形成位于柔性衬底上的传输线、天线和其它电路系统。在步骤2106期间，电路系统也可以形成在柔性衬底的第二部分处，以使得第二部分可以被电耦合至远离柔性衬底的附加电路系统。
仍然参照图21，方法2100进一步包括步骤2108：将IC芯片附接至柔性衬底的第二部分。例如，可以使用任何合适的方法来附接IC芯片，诸如使用焊料回流工艺的BGA。方法2100进一步包括步骤2110：将柔性衬底的第一部分附接至另一衬底的第一表面。例如，另一衬底可以是平面衬底并且可以是RF不透明的。在一个实施例中，另一衬底是LCD屏幕并且被配置为通过在与天线相同的侧上发射可见光来显示图像。
方法2100还包括步骤2112：使柔性衬底的中间区域弯曲以形成弯曲区域。例如，弯曲区域可以允许柔性衬底的第二部分与另一衬底的第二表面重叠，该第二表面与第一表面相对。弯曲区域可以允许在步骤2114中附接柔性衬底，该步骤2114为将柔性衬底的第二部分附接至另一衬底的第二表面。在各种实施例中，与第二表面重叠的IC芯片被配置为在第二表面处处理由天线在相对的第一表面处发射和/或接收的RF信号。
应该注意的是，上述步骤可以按照期望被省略、组合和/或按不同顺序执行以形成本文描述的特定RF系统。如将对于本领域的普通技术人员来说显而易见的，还可以修改上述步骤并且可以添加附加步骤以适合特定应用。例如，当形成包括透明衬底和PCB的任何RF系统(诸如RF系统300)时，可以增加附接分别与另一衬底的第一表面和第二表面重叠的透明衬底和PCB的步骤。
此处总结了本发明的示例实施例。从本说明书的全部内容以及本文提交的权利要求中也可以理解其它实施例。
示例1。一种射频(RF)系统，该RF系统包括：柔性衬底，该柔性衬底包括与衬底的第一表面重叠的第一部分以及与衬底的第二表面重叠的第二部分，该第一表面在RF系统的第一侧上，该第二表面在RF系统的第二侧上；天线，该天线设置在柔性衬底的第一部分之上，天线被配置为在RF系统的第一侧上发射/接收RF信号；以及传输线，该传输线设置在柔性衬底的第一部分与第二部分之间的弯曲区域上，传输线被配置为在RF系统的第二侧上、在第一部分与第二部分之间传播RF信号。
示例2。根据示例1的RF系统，该RF系统进一步包括透明衬底，该透明衬底设置在衬底的第一表面之上，其中天线设置在透明衬底与衬底之间，并且天线被进一步配置为通过透明衬底发射/接收RF信号。
示例3。根据示例1的RF系统，该RF系统进一步包括透明衬底，该透明衬底设置在衬底的第一表面之上，其中天线被附接至透明衬底的顶表面，传输线与透明衬底的底表面重叠，底表面与顶表面相对，并且天线通过透明衬底被电磁耦合至传输线。
示例4。根据示例1至3中的一个示例的RF系统，其中衬底对RF信号来说是不透明的，并且被配置为在衬底的第一表面处发射可见光。
示例5。根据示例1至4中的一个示例的RF系统，其中第一表面与第二表面相对。
示例6。根据示例1至4中的一个示例的RF系统，其中第一表面相对于第二表面成大致90°的角度。
示例7。根据示例1至6中的一个示例的RF系统，该RF系统进一步包括：印刷电路板，该印刷电路板设置在衬底的第二表面之上。
示例8。根据示例1至7中的一个示例的RF系统，该RF系统进一步包括：集成电路(IC)芯片，该IC芯片被附接至柔性衬底的第二部分并且使用传输线而被可操作地耦合至天线，IC芯片包括RF电路系统，该RF电路系统被配置为在RF系统的第二侧上处理RF信号。
示例9。一种制造射频(RF)系统的方法，该方法包括：形成与柔性衬底的第一部分重叠的天线；在柔性衬底的第一部分与第二部分之间的该柔性衬底的中间区域上形成传输线；将第一部分附接至衬底的第一表面；使柔性衬底的中间区域弯曲以形成柔性衬底的弯曲区域；以及将第二部分附接至衬底的第二表面，其中天线被配置为在第一表面处发射/接收RF信号，并且传输线被配置为在衬底的第二表面处、在第一部分与第二部分之间传播RF信号。
示例10。根据示例9的方法，该方法进一步包括将透明衬底附接在衬底的第一表面之上，其中形成天线包括在柔性衬底的位于透明衬底与衬底之间的第一部分上形成天线，并且天线被进一步配置为通过透明衬底发射/接收RF信号。
示例11。根据示例9的方法，该方法进一步包括将透明衬底附接在衬底的第一表面之上，其中形成天线包括在透明衬底的顶表面上形成天线，传输线与透明衬底的底表面重叠，底表面与顶表面相对，并且天线通过透明衬底被电磁耦合至传输线。
示例12。根据示例9至11中的一个示例的方法，其中衬底对RF信号来说是不透明的，并且被配置为在衬底的第一表面处发射可见光。
示例13。根据示例9至12中的一个示例的方法，其中第一表面与第二表面相对。
示例14。根据示例9至12中的一个示例的方法，其中第一表面相对于第二表面成大致90°的角度。
示例15。根据示例9至14中的一个示例的方法，该方法进一步包括将印刷电路板附接在衬底的第二表面之上。
示例16。根据示例9至15中的一个示例的方法，该方法进一步包括将包括RF电路系统的集成电路(IC)芯片附接至第二部分，该IC芯片通过使用传输线而被可操作地耦合至天线，其中RF电路系统被配置为在第二表面处处理RF信号。
示例17。根据一种射频(RF)设备，该RF设备包括：不透明衬底，该不透明衬底包括第一表面和第二表面；第一衬底，该第一衬底设置在第一表面之上；透明衬底，该透明衬底设置在第一衬底之上；第一天线，该第一天线与透明衬底集成，第一天线被配置为发射/接收RF信号；集成电路(IC)芯片，该IC芯片包括被配置为处理RF信号的RF电路系统，其中IC芯片通过透明衬底内的集成区域而被可操作地耦合至第一天线；第二衬底，该第二衬底设置在第二表面之上，第二衬底包括电子电路系统；以及柔性连接器，该柔性连接器被附接至第一衬底和第二衬底，柔性连接器被可操作地耦合至IC芯片和电子电路系统，其中第一天线使用柔性连接器来通过IC芯片与电子电路系统通信。
示例18。根据示例17的设备，其中IC芯片被集成到集成区域内的透明衬底中。
示例19。根据示例17和18中的一个示例的设备，该设备进一步包括成形的透明区域，该成形的透明区域设置在第一天线之上，成形的透明区域被配置为用于RF信号的RF透镜。
示例20。根据示例17至19中的一个示例的设备，该设备进一步包括第二天线，该第二天线设置在透明衬底的底表面处，其中第一天线是被集成在透明衬底的顶表面处的寄生天线，并且第二天线被可操作地耦合至IC芯片并且通过透明衬底而被电磁耦合至第一天线。
示例21。根据示例17至20中的一个示例的设备，其中第一天线被配置用于蜂窝通信。
示例22。根据示例17至20中的一个示例的设备，其中第一天线被配置为雷达天线。
虽然已经参照说明性实施例描述了本发明，但是本说明书并不旨在以限制意义来解释。在参照说明书时，说明性实施例的各种修改和组合以及本发明的其它实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，所附权利要求旨在涵盖任何这种修改或实施例。

Claims (22)

1.一种射频(RF)系统，包括：
柔性衬底，所述柔性衬底包括：
第一部分，所述第一部分与衬底的第一表面重叠，所述第一表面在所述RF系统的第一侧上，以及
第二部分，所述第二部分与所述衬底的第二表面重叠，所述第二表面在所述RF系统的第二侧上；
天线，所述天线设置在所述柔性衬底的所述第一部分之上，所述天线被配置为在所述RF系统的所述第一侧上发射/接收RF信号；以及
传输线，所述传输线设置在所述柔性衬底的、在所述第一部分与所述第二部分之间的弯曲区域上，所述传输线被配置为在所述RF系统的所述第二侧上、在所述第一部分与所述第二部分之间传播所述RF信号。
2.根据权利要求1所述的RF系统，进一步包括透明衬底，所述透明衬底设置在所述衬底的所述第一表面之上，其中：
所述天线设置在所述透明衬底与所述衬底之间，以及
所述天线被进一步配置为通过所述透明衬底发射/接收所述RF信号。
3.根据权利要求1所述的RF系统，进一步包括透明衬底，所述透明衬底设置在所述衬底的所述第一表面之上，其中：
所述天线被附接至所述透明衬底的顶表面，
所述传输线与所述透明衬底的底表面重叠，所述底表面与所述顶表面相对，以及
所述天线通过所述透明衬底被电磁耦合至所述传输线。
4.根据权利要求1所述的RF系统，其中所述衬底对所述RF信号来说是不透明的，并且被配置为在所述衬底的所述第一表面处发射可见光。
5.根据权利要求1所述的RF系统，其中所述第一表面与所述第二表面相对。
6.根据权利要求1所述的RF系统，其中所述第一表面相对于所述第二表面成大致90°的角度。
7.根据权利要求1所述的RF系统，进一步包括：
印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述衬底的所述第二表面之上。
8.根据权利要求1所述的RF系统，进一步包括：
集成电路(IC)芯片，所述IC芯片被附接至所述柔性衬底的所述第二部分，并且使用所述传输线而被可操作地耦合至所述天线，所述IC芯片包括RF电路系统，所述RF电路系统被配置为在所述RF系统的所述第二侧上处理所述RF信号。
9.一种制造射频(RF)系统的方法，所述方法包括：
形成与柔性衬底的第一部分重叠的天线；
在所述柔性衬底的所述第一部分与第二部分之间的所述柔性衬底的中间区域上形成传输线；
将所述第一部分附接至衬底的第一表面；
使所述柔性衬底的所述中间区域弯曲，以形成所述柔性衬底的弯曲区域；以及
将所述第二部分附接至所述衬底的第二表面，其中：
所述天线被配置为在所述第一表面处发射/接收RF信号，以及
所述传输线被配置为在所述衬底的所述第二表面处、在所述第一部分与所述第二部分之间传播所述RF信号。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：将透明衬底附接在所述衬底的所述第一表面之上，其中：
形成天线包括：在所述透明衬底与所述衬底之间的所述柔性衬底的所述第一部分上形成所述天线，以及
所述天线被进一步配置为通过所述透明衬底发射/接收所述RF信号。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：将透明衬底附接在所述衬底的所述第一表面之上，其中：
形成天线包括：在所述透明衬底的顶表面上形成所述天线，
所述传输线与所述透明衬底的底表面重叠，所述底表面与所述顶表面相对，以及
所述天线通过所述透明衬底被电磁耦合至所述传输线。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述衬底对所述RF信号来说是不透明的，并且被配置为在所述衬底的所述第一表面处发射可见光。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一表面与所述第二表面相对。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一表面相对于所述第二表面成大致90°的角度。
15.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：将印刷电路板附接在所述衬底的所述第二表面之上。
16.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：将包括RF电路系统的集成电路(IC)芯片附接至所述第二部分，所述IC芯片使用所述传输线而被可操作地耦合至所述天线，其中所述RF电路系统被配置为在所述第二表面处处理所述RF信号。
17.一种射频(RF)设备，包括：
不透明衬底，所述不透明衬底包括第一表面和第二表面；
第一衬底，所述第一衬底设置在所述第一表面之上；
透明衬底，所述透明衬底设置在所述第一衬底之上；
第一天线，所述第一天线与所述透明衬底集成，所述第一天线被配置为发射/接收RF信号；
集成电路(IC)芯片，所述IC芯片包括被配置为处理所述RF信号的RF电路系统，其中所述IC芯片通过所述透明衬底内的集成区域被可操作地耦合至所述第一天线；
第二衬底，所述第二衬底设置在所述第二表面之上，所述第二衬底包括电子电路系统；以及
柔性连接器，所述柔性连接器被附接至所述第一衬底和所述第二衬底，所述柔性连接器被可操作地耦合至所述IC芯片和所述电子电路系统，其中所述第一天线使用所述柔性连接器来通过所述IC芯片与所述电子电路系统通信。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述IC芯片被集成到所述集成区域内的所述透明衬底中。
19.根据权利要求17所述的设备，进一步包括成形的透明区域，所述成形的透明区域设置在所述第一天线之上，所述成形的透明区域被配置为用于所述RF信号的RF透镜。
20.根据权利要求17所述的设备，进一步包括第二天线，所述第二天线设置在所述透明衬底的底表面处，其中：
所述第一天线是集成在所述透明衬底的顶表面处的寄生天线，以及
所述第二天线被可操作地耦合至所述IC芯片，并且通过所述透明衬底被电磁耦合至所述第一天线。
21.根据权利要求17所述的设备，其中所述第一天线被配置用于蜂窝通信。
22.根据权利要求17所述的设备，其中所述第一天线被配置为雷达天线。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110324055A (zh) * 2019-06-28 2019-10-11 维沃移动通信有限公司 一种终端设备
WO2021000920A1 (zh) * 2019-07-03 2021-01-07 华为技术有限公司 一种天线及终端设备
CN112929475A (zh) * 2021-02-04 2021-06-08 维沃移动通信有限公司 电子设备
US20220190469A1 (en) * 2020-12-14 2022-06-16 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Antenna package and image display device including the same

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10775490B2 (en) 2017-10-12 2020-09-15 Infineon Technologies Ag Radio frequency systems integrated with displays and methods of formation thereof
FR3075484B1 (fr) * 2017-12-18 2021-10-15 Sagemcom Broadband Sas Antenne pour circuit imprime, circuit electronique et equipement electronique pourvus d'une telle antenne
US11016574B2 (en) * 2018-10-31 2021-05-25 Rogers Corporation Millimeter-wave-radar-based electromagnetic apparatus
US11576586B2 (en) * 2018-12-18 2023-02-14 Movano Inc. Methods for radio wave based health monitoring that utilize data derived from amplitude and/or phase data
US10649585B1 (en) * 2019-01-08 2020-05-12 Nxp B.V. Electric field sensor
US11545733B2 (en) * 2019-02-20 2023-01-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna module including flexible printed circuit board and electronic device including the antenna module
KR20200120543A (ko) * 2019-04-12 2020-10-21 삼성전자주식회사 인쇄회로기판을 포함하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을 포함하는 기지국
CN110034375A (zh) * 2019-04-19 2019-07-19 Oppo广东移动通信有限公司 天线模组及电子设备
CN110312009B (zh) * 2019-06-26 2021-03-02 维沃移动通信有限公司 一种显示模组及移动终端
KR102633997B1 (ko) 2019-07-12 2024-02-05 엘지디스플레이 주식회사 안테나를 포함하는 표시장치 및 그 제조방법
KR102137093B1 (ko) * 2019-08-05 2020-07-23 삼성전기주식회사 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자기기
CN113140194B (zh) * 2020-01-17 2023-08-29 北京小米移动软件有限公司 亮度调节方法、装置及存储介质
WO2021157303A1 (ja) * 2020-02-03 2021-08-12 Ａｇｃ株式会社 アンテナ装置
DE102020203970A1 (de) * 2020-03-26 2021-09-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Hochfrequenzanordnung mit einer vorderseitigen und einer rückseitigen Antenne
CN111916885A (zh) * 2020-06-15 2020-11-10 上海创功通讯技术有限公司 一种双频wifi pcb天线及终端设备
US11831090B2 (en) * 2020-06-16 2023-11-28 Apple Inc. Electronic devices with display-overlapping antennas
EP3964864A1 (en) * 2020-09-07 2022-03-09 Infineon Technologies AG Electronic device and method for electronic device
KR20220045604A (ko) 2020-10-05 2022-04-13 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치
US11682842B1 (en) * 2020-10-08 2023-06-20 Rockwell Collins, Inc. Log periodic array application of minature active differential/quadrature radiating elements
KR20220049681A (ko) * 2020-10-14 2022-04-22 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치
KR20220063862A (ko) * 2020-11-10 2022-05-18 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 동작 방법
US20230066814A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-02 Apple Inc. System packaging for millimeter wave antennas
KR20230050999A (ko) * 2021-10-08 2023-04-17 삼성전자주식회사 레이더 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080063212A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 브로드콤 코포레이션 집적회로 ｍｅｍｓ 안테나 구조체
CN103247581A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 国际商业机器公司 芯片封装和装置
US20160093943A1 (en) * 2010-12-22 2016-03-31 Intel Corporation Antenna integrated into a touch sensor of a touchscreen display
US20160093939A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna Device
US20160308563A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-20 Apple Inc. Electronic Device With Millimeter Wave Antennas
US20170207516A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device with antenna

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000165085A (ja) * 1998-11-24 2000-06-16 Nec Corp フレキシブルボード及びその不要輻射防止方法並びに携帯 電話機
US7642918B2 (en) * 2005-10-21 2010-01-05 Georgia Tech Research Corporation Thin flexible radio frequency identification tags and subsystems thereof
KR101404582B1 (ko) * 2006-01-20 2014-06-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시장치의 구동방법
US7972943B2 (en) * 2007-03-02 2011-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor device
JP4462293B2 (ja) * 2007-06-01 2010-05-12 エプソンイメージングデバイス株式会社 液晶表示装置、電子機器及び前記液晶表示装置の照光手段の明るさを制御する方法
FR2940872B1 (fr) * 2009-01-07 2012-05-18 Commissariat Energie Atomique Ecran plat avec antenne integree
WO2012036139A1 (ja) * 2010-09-14 2012-03-22 株式会社村田製作所 リーダライタ用アンテナモジュールおよびアンテナ装置
US9569003B2 (en) 2010-09-30 2017-02-14 Broadcom Corporation Portable computing device including a three-dimensional touch screen
EP2611119B1 (en) * 2011-12-27 2019-01-23 Sony Mobile Communications, Inc Terminal with transparent stripe and substrate
US9166054B2 (en) * 2012-04-13 2015-10-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2015523235A (ja) * 2012-05-11 2015-08-13 ユニピクセル ディスプレイズ，インコーポレーテッド 高精細導電パターンを製造するためのインク組成物
CN104335107A (zh) * 2012-06-05 2015-02-04 Nec卡西欧移动通信株式会社 电子装置显示单元和包括该显示单元的便携终端装置
US9195108B2 (en) * 2012-08-21 2015-11-24 Apple Inc. Displays with bent signal lines
US9928762B2 (en) * 2012-09-28 2018-03-27 Apple Inc. Electronic devices with flexible circuit light shields
US20140104157A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent antennas on a display device
US20140106684A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Transparent antennas on a display device
US20140111953A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Apple Inc. Electronic Devices With Components Mounted to Touch Sensor Substrates
JP5743040B2 (ja) * 2013-05-13 2015-07-01 株式会社村田製作所 フレキシブル回路基板、および、フレキシブル回路基板の製造方法
CN107004956B (zh) * 2014-12-18 2019-12-27 夏普株式会社 透明天线及附透明天线的显示装置
US9614168B2 (en) * 2015-01-12 2017-04-04 Apple Inc. Flexible display panel with bent substrate
KR102577239B1 (ko) * 2015-12-16 2023-09-08 엘지디스플레이 주식회사 플렉서블 디스플레이 장치
JP6524985B2 (ja) * 2016-08-26 2019-06-05 株式会社村田製作所 アンテナモジュール
JP2018049193A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10700416B2 (en) * 2017-08-30 2020-06-30 Lg Electronics Inc. Mobile terminal
US10775490B2 (en) 2017-10-12 2020-09-15 Infineon Technologies Ag Radio frequency systems integrated with displays and methods of formation thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080063212A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 브로드콤 코포레이션 집적회로 ｍｅｍｓ 안테나 구조체
US20160093943A1 (en) * 2010-12-22 2016-03-31 Intel Corporation Antenna integrated into a touch sensor of a touchscreen display
CN103247581A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 国际商业机器公司 芯片封装和装置
US20160093939A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna Device
US20160308563A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-20 Apple Inc. Electronic Device With Millimeter Wave Antennas
US20170207516A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device with antenna

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110324055A (zh) * 2019-06-28 2019-10-11 维沃移动通信有限公司 一种终端设备
WO2021000920A1 (zh) * 2019-07-03 2021-01-07 华为技术有限公司 一种天线及终端设备
US20220190469A1 (en) * 2020-12-14 2022-06-16 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Antenna package and image display device including the same
US11870141B2 (en) * 2020-12-14 2024-01-09 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Antenna package and image display device including the same
CN112929475A (zh) * 2021-02-04 2021-06-08 维沃移动通信有限公司 电子设备

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Publication number Publication date
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US10775490B2 (en) 2020-09-15
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EP3471197A2 (en) 2019-04-17
EP3471197A3 (en) 2019-07-03
US20200371223A1 (en) 2020-11-26

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