CN110380234B - 多带端射天线及阵列 - Google Patents

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Abstract

天线组件包括经由第一馈线耦接到射频电路的第一天线元件，以及经由第二馈线耦接到该射频电路的第二天线元件。该第一馈线和该第二馈线具有不同的形状。该第一天线元件和该第二天线元件在不同的频带和在平行于接地平面的方向上辐射。该接地平面设置在基板中的至少一层上，该基板包括彼此平行的多个层。该第一天线元件设置该多个层的第一层或更多层上，第二天线元件设置在该多个层的与该第一层或更多层不同的第二层或更多层上。另一个天线组件包括该第一天线元件的第一子阵列和该第二天线元件的第二子阵列。本发明所提供的天线组件，可通过利用不同形状的天线馈线以增加在Z方向上堆叠的不同频带的天线元件的信号隔离和天线增益。

Description

多带端射天线及阵列
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年4月13日提交的美国临时申请No.62/657,093的权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种天线组件，其在平行于接地平面的方向上以两个或多个频带辐射。
背景技术
无线设备使用天线来发送和接收无线信号。现代无线设备，例如在第五代(5G，fifth generation)移动通信网络中运行的那些设备，使用能够在毫米频谱(例如，24.0-300GHz)中的多个频带发信号(发送和/或接收)的多频带天线。在这些频率下的操作可能遇到重大挑战。例如，毫米波通信通常不会有效地绕过障碍物或通过障碍物。因此，在信号传播期间，毫米波信号可以被非常大地衰减。此外，许多无线设备(例如智能手机和智能手表)具有有限的形状因子，从而会限制天线的尺寸。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种天线组件，包括经由第一馈线(feeder)耦接到射频(radio frequency，RF)电路的第一天线元件，以及经由第二馈线耦接到该RF电路的第二天线元件。第一馈线和第二馈线具有不同的形状。第一天线元件和第二天线元件在不同的频带和在平行于接地平面的方向上辐射。该接地平面设置在基板(substrate)中的至少一层上，该基板包括彼此平行的多个层。该第一天线元件设置该多个层的第一层或更多层上，第二天线元件设置在该多个层的与该第一层或更多层不同的第二层或更多层上。
在另一实施例中，提供了一种天线组件，包括：第一天线子阵列，该第一天线子阵列包括多个第一天线元件，每个第一天线元件经由第一馈线耦接到RF电路；以及第二天线子阵列，该第二天线子阵列包括多个第二天线元件，每个第二天线元件经由第二馈线耦接到RF电路。该第一馈线和该第二馈线具有不同的形状。该第一天线元件和该第二天线元件在不同的频带和在平行于接地平面的方向上辐射。该接地平面设置在基板中的至少一层上，该基板包括彼此平行的多个层。该多个第一天线元件和该多个第二天线元件中的每一个设置在该多个层的一个或多个之上，并且每个第一天线元件和相应的一个第二天线元件在相对于接地平面的垂直方向上堆叠。
本发明所提供的天线组件，可通过利用不同形状的天线馈线以增加在Z方向上堆叠的不同频带的天线元件的信号隔离和天线增益。
将在以下描述中详细解释实施例的优点。
附图说明
通过示例而非限制的方式在附图中示出了本发明，其中相同的附图标记表示相似的元件。应当注意，本发明中对“一”或“一个”实施例的不同引用不一定是相同的实施例，并且这样的引用意味着至少一个。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，其为基于本领域技术人员的知识内提出以结合其他实施例来影响这样的特征、结构或特性是否或未明确描述。
图1示出了根据一个实施例的包括两个天线元件的天线组件。
图2示出了根据一个实施例的图1所示天线组件的侧视图。
图3示出了根据一个实施例的图1所示天线组件的透视图。
图4示出了根据一个实施例的包括两个天线子阵列的天线组件的透视图。
图5示出了根据一个实施例的包括三个天线元件的多频带天线组件的透视图。
图6示出了根据一个实施例的图1所示两个天线元件的俯视图。
图7示出了根据一个实施例的在第一方向上具有偏移的两个天线元件的俯视图。
图8A示出了根据一个实施例的在第二方向具有偏移的两个天线元件的俯视图。
图8B示出了根据一个实施例的在第二方向上具有另一个偏移的两个天线元件的俯视图。
图9示出了根据一个实施例的两个交错(interleaved)天线子阵列的俯视图。
图10示出了根据一个实施例的具有不同数量的天线元件的两个天线子阵列的俯视图。
图11是根据一个实施例的两个天线元件的示意图，每个天线元件耦接到三端开关(three-terminal switch)。
图12是根据一个实施例的使用滤波器来增强信号隔离的两个天线元件的示意图。
图13示出了根据一个实施例的无线设备。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节。然而，应该理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，没有详细示出公知的电路、结构和技术，以免模糊对本说明书的理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。通过所包括的描述，本领域普通技术人员将无需过多的实验即能够实现适当的功能。
本发明描述了端射(end-fire)天线组件的实施例。天线组件可以是多频带天线，其包括以多个不同频率电磁谐振的多个天线元件。在一个实施例中，天线组件包括至少一个低频带天线元件和一个高频带天线元件。两个天线元件以两个不同的频率(例如，分别为低频带和高频带)电磁谐振。两个天线元件位于与接地平面平行的平面上。两个天线元件辐射在平行于接地平面的方向上传播的电磁波(例如，无线信号)。低频带天线元件和高频带天线元件可以耦接到不同的收发器(例如，分别是低频带收发器和高频带收发器)。或者，低频带天线元件和高频带天线元件可以耦接到具有支持两个或多个频带的前端电路的收发器。不同的天线元件可以设置在多层基板的不同层上，天线元件之间具有小间距(例如，多达其最高谐振频率的半波长)。在一个实施例中，天线组件包括两个或多个天线子阵列。第一天线子阵列包括多个第一天线元件，第二天线子阵列包括多个第二天线元件。这里描述的每个天线元件和每个天线子阵列在端射方向(即，在与接地平面平行的方向上)上辐射无线信号；更具体地，如在以下描述中定义的X-Y平面上的方向。
为了便于描述，接地平面所在的平面被称为X-Y平面，并且接地平面的厚度与Z方向对准。在一个实施例中，基板的厚度(即，Z方向)远小于其长度(X方向)和宽度(Y方向)。在一些传统系统中，天线元件横跨X-Y平面设置并在宽边(broad-side)方向上(即，Z方向)辐射无线信号。在基板的X-Y平面上要比基板的厚度尺寸(例如，Y-Z平面)具有更多的空间来展开宽边天线元件。这里描述的天线组件的实施例将端射天线元件布置在基板的有限Y-Z平面上，同时使交叉频带(cross-band)信号隔离和天线增益最大化。为了减小天线组件在基板的Y-Z平面上的占用面积，沿Z方向堆叠不同频带的天线元件。然而，沿Z方向在有限空间中堆叠这些天线元件可能导致潜在的信号隔离问题和降低的天线增益。天线组件的实施例使用不同类型的天线元件(例如，低频天线元件是偶极天线而高频天线元件是环形天线)和不同形状的天线馈线以增加在Z方向上堆叠的不同频带的天线元件的信号隔离和天线增益。
因此，这里描述的天线组件具有适合于具有有限形状因数的便携式无线设备的紧凑尺寸。天线组件可以用于毫米波通信，例如5G移动通信。
在以下描述中，术语“平行”在本发明中用于表示两条线、层或平面平行或略微偏离平行。轻微的偏差可能来自天线制造过程并且在允许的公差范围内。因此，术语“平行”和“基本平行”在本发明中是可互换的，意味着两个或多个线、层和/或平面在允许的公差范围内平行。此外，术语“平行”和“基本上平行”在本发明中也是可互换的，意味着方向线和平面/层在允许的公差范围内平行。
图1示出了根据一个实施例的包括两个天线元件的天线组件100。天线组件100包括经由第一馈线116耦接到第一RF电路115的第一天线元件110。天线组件100还包括经由第二馈线126耦接到第二RF电路125的第二天线元件120。第一馈线116和第二馈线126具有不同的几何形状。第一RF电路115和第二RF电路125统称为RF电路。在一个实施例中，第一RF电路115是第一收发器，第二RF电路125是第二收发器。或者，第一RF电路115和第二RF电路125是用于一个收发器中的不同频带的不同前端电路。
第一RF电路115和第二RF电路125可以设置在电路块140上。电路块140可以设置在基板150的表面上(例如，如图所示，面向(-Z)方向的表面)。至少一个接地平面130位于基板150中。第一RF电路115和第二RF电路125还耦接到处理电路160，用于处理输入和输出无线信号。在一个实施例中，天线组件100和接地平面130设置在基板150(例如，多层基板(以虚线示出))中。基板150还包括电路布线145基础结构，其由用于在电路组件之间路由电信号的导电材料组成。电路块140及其上的组件组装在基板150上。
第一天线元件110和第二天线元件120在不同的频率或频带中谐振。在一个实施例中，第一天线元件110在第一频带中辐射RF信号，第二天线元件120在第二频带中辐射RF信号，其中第一频带低于第二频带。因此，第一天线元件110也可以称为低频带天线元件，第二天线元件120也可以称为高频带天线元件。在一个实施例中，第一天线元件110可以具有28GHz的谐振频率，第二天线元件可以具有39GHz的谐振频率。在替代实施例中，天线元件110和120可以具有其他不同的谐振频率。在一个实施例中，第一天线元件110和第二天线元件120的宽度(在Y方向上)可以是它们各自的谐振频率的半波长。
此外，第一天线元件110和第二天线元件120在平行于接地平面130的方向上辐射RF信号。因此，天线组件100也称为端射天线组件，并且天线元件110和120可以称为端射天线元件。为了便于描述，接地平面130所在的平面被称为X-Y平面。为了使天线元件110和120定向成在端射方向(即X方向)上辐射，第一天线元件110设置在第一平面上，第二天线元件120设置在第一平面上方的第二平面上，其中第一平面和第二平面平行于接地平面130。在本发明的描述中，“上方”或“顶部”方向是垂直指向(-Z)方向的方向。
此外，天线元件110和120可以与电路布线145、接地平面130和电路块140并排布置。金属壁170可以设置在界面(interface)处，划分天线元件110和120的侧面以及电路块140、电路布线145和接地平面130的侧面。金属壁170可以用作天线元件110和120的反射器，以改善天线增益。金属壁170可以由基板150中的多个通孔形成。天线元件110和120的放置和朝向用图2中的侧视图更清楚地示出。
图2示出了根据一个实施例的天线元件110和120的侧视图。天线元件110和120设置在多层基板150中。基板150的各层彼此平行并与X-Y平面平行。每层在图2中显示为横跨基板150的水平线。每层包含导电材料。每个天线元件110和120可以设置在基板150的一层、两层或更多层上。在该实施例中，第一天线元件110设置在第一层210和第二层211上，并且第二天线元件120设置在第三层220和第四层221上，第三层220和第四层221在Z方向上位于第一层210和第二层211之上或顶部。可以在这些层之间形成一个或多个通孔，以允许导电导线从一层穿过另一层。第一天线元件110和第二天线元件120之间的基板150的区域由介电材料构成。在存在以不同频率谐振的三个或更多个天线元件的实施例中，三个或更多个天线元件可各自设置在一个或多个不同层上并沿Z方向堆叠。天线元件110和120的顶表面可以与X-Y平面平行或基本平行。
图2还示出了第一天线元件110和第二天线元件120分别具有单独的馈电端口(216,217)和(226,227)(以虚线椭圆标记)，用于连接到各自的馈线116和馈线126。馈电端口(216,217)和馈电端口(226,227)中的任一个或两个可以是单端的。例如，馈电端口(216,217)可以是单端的(例如，馈电端口216连接到来自第一RF电路115的RF信号并且馈电端口217连接到地)，和/或馈电端口(226,227)可以是单端的(例如，馈电端口226连接到来自第二RF电路125的RF信号并且馈电端口217连接到地)。或者，馈电端口(216,217)和馈电点(226,227)中的任一个或两个可以是差分对(differential pair)。例如，馈电端口216和217分别连接到来自第一RF电路115的RF+和RF-信号，和/或馈电端口226和227分别连接到来自第二RF电路125的RF+和RF-信号。馈电端口(216,217)和(226,227)可以是相同类型的端口或不同类型的端口。
接地平面130跨越X-Y平面。接地平面130与天线元件110和120并排设置。更具体地，天线元件110和120的Z方向投影落在与接地平面130相邻并且不重叠的区域中。接地平面130、电路布线145和金属壁170中的每一个设置在多层基板150中的一个或多个层中。在图2的实施例中，接地平面130设置在层230上。在一个替代实施例中，其上设置有天线元件(110或120)的层中的一个可以是层230，接地平面130设置在该层230上。
尽管本发明描述了其中第二天线元件120堆叠在第一天线元件110的顶部(或基本上在其顶部)的各种实施例，但是在替代实施例中，第一天线元件110可以堆叠在第二天线元件120的顶部(或者基本上在其顶部)。
图3示出了根据一个实施例的天线组件100的透视图。该透视图更清楚地示出了第一馈线116和第二馈线126具有不同的形状。更具体地，第二馈线126包括两个线元件，其形成具有朝向第二天线元件120的角度A1的叉。角度A1可以是不包括0度和180度在内的0度和180度之间的任何角度。相反，第一馈线116的两个线元件彼此平行；也就是说，两个线元素之间的角度为180度。设计者可以选择角度A1，使得角度A1不同于第一馈线116的两个线元件之间的角度。两个角度之间的差异改善了两个天线元件110和120之间的隔离，从而改善了天线增益。
在一个实施例中，第一天线元件110和第二天线元件120可以是不同类型的天线并且具有不同的天线形状。例如，第一天线元件110可以是偶极天线，第二天线元件120可以是折叠偶极天线、环形天线或其他基于环的天线。在替代实施例中，第一天线元件110可以是折叠偶极天线、环形天线或其他基于环的天线，并且第二天线元件120可以是偶极天线。
图3还示出了第一天线元件110和第二天线元件120之间的间隔S。S表示两个天线元件110和120之间在Z方向上的垂直距离。S小于基板150的高度(例如，厚度)。典型基板，例如基板150，具有比其长度(沿X方向)和宽度(沿Y方向)小得多的厚度(沿Z方向)。
可以基于天线元件提供的频率范围和相应波长在天线设计时确定间隔S。在一个实施例中，S可以是小于或等于λd/2的非零值，其中λd是第一天线元件110和第二天线元件120的最高谐振频率。
图4示出了根据一个实施例的包括两个天线子阵列(a1-a3和b1-b3)的天线组件的透视图。第一天线子阵列包括天线元件a1-a3，每个天线元件可以是图1-3中的第一天线元件110。第二天线子阵列包括天线元件b1-b3，每个天线元件可以是图1-3中的第二天线元件120。每个天线元件(a1，a2，a3，b1，b2或b3)可以具有相同的朝向和形状，并且在与相应的天线元件110或120相同的频率或频带中操作。在替代实施例中，每个子阵列中的天线元件的数量可以是与三不同的任何复数。
在该实施例中，每个子阵列中的天线元件(a1-a3或b1-b3)形成跨越宽度(Y)方向的等距线性阵列。与将所有天线元件(a1-a3和b1-b3)沿宽度(Y)方向分布在同一平面上相比，将第二天线子阵列(b1-b3)堆叠在第一天线子阵列(a1-a3)的顶部上显著减小了天线组件的占用面积。在替代实施例中，第一天线子阵列(a1-a3)可以堆叠在第二天线子阵列(b1-b3)的顶部上。
此外，第一天线子阵列中的所有天线元件a1-a3具有第一极化，并且第二天线子阵列中的所有天线元件b1-b3具有第二极化。第一极化可以与第二极化相同或不同。
图5示出了根据一个实施例的包括三个天线元件110、120和510的天线组件500的透视图。三个天线元件110、120和510以三个不同的频率或频带辐射；例如，天线元件110在低频带中操作，天线元件120在中频带中操作，并且天线元件510在高频带中操作，其中术语“低”、“中”和“高”表示频谱中相对于彼此的频率范围。三个天线元件110、120和510沿着端射方向辐射；即在与接地平面130平行的X方向辐射。在Z方向上紧邻的两个天线元件(例如，(110和120)和(120和510))耦接到不同形状的馈线。例如，天线元件110的馈线116包括两个平行的线元件。天线元件120的馈线126包括两个线元件，它们以不包括0度和180度在内的0度和180度之间的角度朝向天线元件120。馈线516可具有与馈线116相同的形状。在替代实施例中，馈线516可具有与馈线116和馈线126不同的形状。
此外，Z方向上紧邻的两个天线元件(例如，(110和120)和(120和510))是不同类型的天线。如前所述，第一天线元件120可以是偶极天线，第二天线元件110可以是折叠偶极天线、环形天线或其他基于环的天线。第三天线元件510也可以是偶极天线。天线组件的替代实施例可包括多于三个的天线元件，每个天线元件在端射方向上以不同的频带辐射。在这样的天线组件中，任何两个紧邻的天线元件(其中邻接在Z方向上)是不同类型的天线并且耦接到不同形状的馈线。在Z方向上不直接相邻的天线元件可以是相同类型的天线并且耦接到相同形状的馈线。
尽管未在本发明的图中示出，但是天线组件可包括三个或更多个天线子阵列，其中每个子阵列中的天线元件形成跨越宽度(Y)方向的等距线性阵列，以及不同的子阵列设置在不同的平行平面上或不同的平行层中。例如，图5中的天线组件500可以被复制多次并沿着基板的Y方向放置。如图5中的三天线元件堆叠所示，三个子阵列中的相应天线元件可以堆叠在彼此之上。类似的结构适用于具有多于三个天线子阵列的天线组件。
图6示出了根据一个实施例的图1的两个天线元件110和120的俯视图。该俯视图示出了两个天线元件110和120在它们各自的宽度(Y)尺寸的中间对齐。也就是说，它们各自的宽度(Y)尺寸的相应中间线(显示为虚线)在彼此的顶部(即，对齐)。图7示出了根据一个实施例的两个天线元件110和120的俯视图，其中在Y(或-Y)方向上具有偏移。也就是说，它们各自的宽度(Y)尺寸的中间线(显示为两条虚线)不在彼此顶部。图8A示出了根据一个实施例的两个天线元件110和120的俯视图，其具有在X(或-X)方向上的偏移。也就是说，它们各自的馈线(116,126)的端点(810,820)不在彼此顶部。在一些设计中，偏移可用于增加天线元件之间的隔离。图8B示出了根据一个实施例的两个天线元件110和120的俯视图，其中在X(或-X)方向上具有另一个偏移。与其对应物馈线116或馈线126相比，馈线816或馈线826可在X(或-X)方向上延长或缩短一个偏移，使得当从顶部观察时端点(810,820)对齐。
在一个实施例中，包括两个或多个子阵列的天线组件可以使用图6-8中所示的布置。例如，天线子阵列(a1-a3和b1-b3)可以被布置成相对于它们各自的宽度(Y)尺寸对齐，如图6所示相应的第一天线元件110和第二天线元件120那样。天线子阵列(a1-a3和b1-b3)可以被布置成相对于它们各自宽度(Y)尺寸在Y方向或X方向上具有偏移，如图7或图8所示第一天线元件110和第二天线元件120那样。
图9示出了根据一个实施例的包括两个交错天线子阵列(a1-a3和b1-b3)的天线组件的俯视图。天线元件a1-a3和b1-b3可以是与图4中相同的天线元件。第一天线子阵列(a1-a3)与第二天线子阵列(b1-b3)交错，使得在与接地平面(例如，Y方向)平行的方向上，彼此紧邻的任何两个天线元件包括多个第一天线元件中的一个和多个第二天线元件中的一个。也就是说，相同天线子阵列的天线元件不是全部设置在同一平面上。例如，天线元件a1、b2和a3在同一平面上，并且天线元件b1、a2和b3在同一平面上。也就是说，两个天线子阵列是交错的。交错适用于具有两个以上子阵列的天线组件，并且每个子阵列可包括任何数量的天线元件。为了增强信号隔离并改善天线增益，交错的天线组件保持不同类型的天线和不同形状的馈线用于Z方向上任何紧邻的两个天线元件。
图10示出了根据一个实施例的具有不同数量的天线元件的两个天线子阵列(a1-a3和b1-b4)的俯视图。每个子阵列中的天线元件形成跨越宽度(Y)方向的等距线性阵列。每个天线元件a1-a3可以是图1-图3中的第一天线元件110。第二天线子阵列(b1-b4)中的每一个可以是图1-3中的第二天线元件120。同一子阵列的天线元件设置在与接地平面130平行的同一平面上，不同子阵列的天线元件设置在不同的平行平面上。在该实施例中，第二天线子阵列(b1-b4)包括比第一天线子阵列更多的天线元件。在替代实施例中，第一天线子阵列可包括比第二天线子阵列更多的天线元件。在替代实施例中，每个天线子阵列可包括任何数量的相同天线元件。
图11是根据一个实施例的天线元件110和120的示意图，每个天线元件耦接到三端开关(1140a或1140b)。开关1140a，1140b的三个端子耦接到功率放大器(power amplifier，PA)1110以放大传输路径中的输出信号、低噪声放大器(low-noise amplifier，LNA)1120以放大接收路径中的输入信号，以及负载1130。负载1130相对于至少阻抗被优化，以最小化由不在有效操作中的天线元件(即，不发送或接收信号)引起的干扰。例如，当天线元件110正在发送信号时，开关1140a将天线元件110连接到PA1110；同时，开关1140b将未发送或接收的天线元件120连接到负载1130。因此，当低频带天线元件处于发送或接收状态时，连接高频带天线元件到负载1130，反之亦然。将非有源天线元件连接到优化的负载(例如，开路或短路)可以减少干扰并改善有源天线元件的天线增益。在一个实施例中，除了上述不同的天线类型和与第一天线元件110和天线元件120相关的不同的馈线形状之外，还可以使用三端开关1140a、1140b和优化的负载1130。
图12是根据一个实施例的使用滤波器(例如，低通滤波器)来增强信号隔离的两个天线元件的示意图。在该实施例中，低频带天线元件1210在与上述第一天线元件110相同或基本相同的频带中操作。每个天线元件(1210和120)通过双端开关1240a或1240b耦接到PA或LNA。在一个实施例中，低频带天线元件1210与低通滤波器F1集成在一起。在替换实施例中，低频带天线元件1210耦接到去往/来自RF电路的信号路径上的低通滤波器F2。低通滤波器F1或F2的通带(pass-band)不与第二天线元件120工作的第二频带重叠。添加诸如F1或F2的低通滤波器可以以不显着的插入损耗量为代价来改善两个天线元件1210和120之间的隔离。如前面结合第一天线元件110和天线元件120所述，诸如天线元件120的高频带天线元件可以使用不同于天线元件1210的天线类型和馈线形状。
图13示出了根据一个实施例的无线设备1300的示例。无线设备1300可以包括用于发送和/或接收无线信号的任何前述天线组件或其变型。无线设备1300包括处理电路1310，处理电路1310还可以包括以下中的一个或多个：算术和逻辑单元(arithmetic and logicunits，ALU)、控制电路、高速缓冲存储器和/或其他处理电路。无线设备1300的非限制性示例包括智能电话、智能手表、平板电脑、膝上型电脑，物联网(Internet-of-things，IoT)设备、导航设备、多媒体设备以及具有无线通信能力的其他计算和/或通信设备。
无线设备1300还包括耦接到处理电路1310的存储器和存储电路1320。存储器和存储电路1320可以包括存储器设备，诸如动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，DRAM)、静态RAM(static RAM，SRAM)，闪存和其他易失性或非易失性存储设备。存储器和存储电路1320还可以包括存储设备，例如，任何类型的固态、磁性和/或光学存储设备。
无线设备1300还包括输入/输出(input/output，I/O)电路1330，其还可以包括用户接口设备1340，诸如以下中的一个或多个：显示器、扬声器、麦克风、相机、触摸传感器、按钮、键盘和/或小键盘等。I/O电路1330还包括用于与外部系统无线通信的无线通信电路1331。无线通信电路1331可以包括RF收发器电路1332，用于处理在以下一个或多个中使用的各种RF通信频带：WiFi、蓝牙、蜂窝、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、毫米波、任何短程和/或远程网络。在一个实施例中，无线通信电路1331包括耦接到RF收发器电路1332的天线组件1333。天线组件1333可以包括上述天线元件、天线子阵列和/或它们的变型；例如，参考图1-12示出和/或描述的端射天线元件和端射天线子阵列。
在一个实施例中，RF收发器电路1332设置在与X-Y平面平行的接地平面(未示出)上。天线组件1333在端射方向上(即，在平行于X-Y平面的方向上)以两个或多个频带辐射。在一个实施例中，天线组件1333可以另外包括在垂直于X-Y平面的方向上以两个或多个频带辐射的宽侧(broad-side)天线元件和/或天线子阵列。
尽管已经根据若干实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，本发明不限于所描述的实施例，并且可以在所附权利要求的精神和范围内通过修改和变更来实践。因此，该描述被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种天线组件包括：
第一天线元件，通过第一馈线耦接到射频电路；以及
第二天线元件，通过第二馈线耦接到该射频电路，
其中，该第一馈线和该第二馈线具有不同的形状，
其中，该第一天线元件和该第二天线元件在不同的频带和在平行于接地平面的方向上辐射，该接地平面设置在基板中的至少一个层上，该基板包括彼此平行的多个层；以及
其中，该第一天线元件设置在该多个层的第一层或更多层上，该第二天线元件设置在该多个层的与该第一层或更多层不同的第二层或更多层上，该第一天线元件和该第二天线元件在相对于该接地平面的垂直方向上堆叠，且该第一天线元件与该第二天线元件在投影区全部或部分重叠。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，该第一天线元件和该第二天线元件在垂直于该接地平面的方向上的投影落在与该接地平面相邻的区域中。
3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，该第一天线元件和该第二天线元件是不同类型的天线。
4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，该第一天线元件和该第二天线元件中的一个是偶极天线，该第一天线元件和该第二天线元件中的另一个是环形天线或折叠偶极天线。
5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于该第一馈线和该第二馈线中的一个包括两个平行的线元件，并且该第一馈线和该第二馈线中的另一个包括形成叉的两个线元件。
6.根据权利要求1所述的天线组件，还包括：
多个天线元件，用以在平行于该接地平面的方向上彼此不同的相应频带中辐射，其中该多个天线元件沿相对于该接地平面的垂直方向堆叠，其中在该垂直方向上该多个天线元件紧邻的两个天线元件具有不同的天线类型并且耦接到不同形状的馈线。
7.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，该第一天线元件和该第二天线元件中的每一个耦接到三端开关，并且其中，当该第一天线元件和该第二天线元件中的一个处于发送或接收的状态下，该三端开关将该第一天线元件和该第二天线元件中的另一个连接到负载。
8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，作为该第一天线元件和该第二天线元件之一的低频带天线元件耦接或集成到滤波器。
9.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，该第一天线元件和该第二天线元件中的每一个连接到多个馈电端口，该多个馈电端口是单端的或形成差分对。
10.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，在该第一天线元件和该第二天线元件之间的在平行于该接地平面的方向上的垂直距离是小于或等于λd/2的非零值，其中λd是该第一天线元件和该第二天线元件的最高谐振频率。
11.一种天线组件，包括：
第一天线子阵列，包括多个第一天线元件，每个第一天线元件通过第一馈线耦接到射频电路；以及
第二天线子阵列，包括多个第二天线元件，每个第二天线元件通过第二馈线耦接到该射频电路，
其中，该第一天线元件和该第二天线元件中的一个是偶极天线，并且该第一天线元件和该第二天线元件中的另一个具有与该偶极天线不同的形状；
其中，该第一天线元件和该第二天线元件在不同的频带和在平行于接地平面的方向上辐射，该接地平面设置在基板中的至少一个层上，该基板包括彼此平行的多个层；以及
其中，每个第一天线元件和每个第二天线元件设置在该多个层的一层或更多层上，并且每个第一天线元件和相应的一个第二天线元件在相对于该接地平面的垂直方向上堆叠，且该第一天线元件与该第二天线元件在投影区全部或部分重叠。
12.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，该第一天线子阵列和该第二天线子阵列在垂直于该接地平面的方向上的投影落在与该接地平面相邻的区域中。
13.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，该多个第一天线元件形成第一等距线性阵列，并且该多个第二天线元件形成与该第一等距线性阵列平行的第二等距线性阵列。
14.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，该第一天线子阵列与该第二天线子阵列交错，使得在与该接地平面平行的方向上，彼此紧邻的任何两个天线元件包括该多个第一天线元件中的一个和该多个第二天线元件中的一个。
15.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，每个第一天线元件与该多个第二天线元件中的相应一个相对于各自宽度尺寸的相应中间线对齐。
16.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，该接地平面在X方向和Y方向上跨越，并且其中，该第一天线子阵列在该X方向或该Y方向上偏移于该第二天线子阵列。
17.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，该第一天线子阵列和该第二天线子阵列具有不同数量的天线元件。
18.根据权利要求11所述的天线组件，还包括：
多个天线子阵列，用以在平行于该接地平面的方向彼此不同的相应频带中辐射，其中不同天线子阵列的天线元件沿相对于该接地平面的垂直方向堆叠，其中在该垂直方向上紧邻的两个天线元件具有不同的天线类型并且耦接到不同形状的馈线，且该垂直方向上紧邻的两个天线元件在投影区全部或部分重叠。
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