CN111725621A - 天线设备、天线模块及片式贴片天线 - Google Patents

天线设备、天线模块及片式贴片天线 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种天线设备、天线模块及片式贴片天线。所述天线设备包括：接地面，具有通孔；馈电线，设置在接地面的下方；绝缘层，设置在馈电线与接地面之间；馈电过孔，电连接到馈电线，并且穿过通孔；以及片式贴片天线，电连接到馈电过孔。所述片式贴片天线包括：贴片天线图案，电连接到馈电过孔；上耦合图案，设置在贴片天线图案的上方；边缘耦合图案，围绕贴片天线图案的一部分；上边缘耦合图案，围绕上耦合图案的一部分；以及介电层，设置在位于贴片天线图案与上耦合图案之间的第一区域中以及位于边缘耦合图案与上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且介电层的介电常数高于绝缘层的介电常数。

Description

天线设备、天线模块及片式贴片天线
本申请要求于2019年3月18日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0030581号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种天线设备、天线模块以及设置在天线设备和天线模块中的片式贴片天线。
背景技术
移动通信的数据流量每年都在快速增长。正在进行技术开发，以支持无线网络中的实时传输的数据量的这种飞跃。例如，基于物联网(IoT)的数据、与增强现实(AR)、虚拟现实(VR)以及社交网络服务(SNS)结合的实况VR/AR、自主导航、同步视窗(使用超小型相机传输用户视角的实时图像)等的内容的应用需要支持大量数据的交换的通信(例如，第五代(5G)通信、毫米波(mmWave)通信等)。
因此，已经研究了包括5G通信的毫米波(mmWave)通信，并且已经进行对天线设备进行商业化/标准化以顺利地实现这种毫米波(mmWave)通信的研究。
例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz、60GHz等的高频带中的射频(RF)信号在传输过程中容易被吸收，并且导致损耗。因此，通信的质量会急剧下降。因此，用于高频带中的通信的天线需要与现有技术的天线技术不同的方法，并且可能需要特别的技术开发，诸如，针对用于确保天线增益的单独功率放大器、天线和射频集成电路(RFIC)的集成、有效全向辐射功率(EIRP)等的技术开发。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式对选择的构思进行介绍，下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种天线设备包括：接地面，具有通孔；馈电线，设置在所述接地面的下方；绝缘层，设置在所述馈电线与所述接地面之间；馈电过孔，具有电连接到所述馈电线的第一端，并且穿过所述通孔；以及片式贴片天线，电连接到所述馈电过孔的第二端。所述片式贴片天线包括：贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔；上耦合图案，设置在所述贴片天线图案的上方；边缘耦合图案，围绕所述贴片天线图案的一部分；上边缘耦合图案，围绕所述上耦合图案的一部分；以及介电层，设置在位于所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的第一区域中以及位于所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且所述介电层的介电常数高于所述绝缘层的介电常数。
所述天线设备还可包括电连接结构，所述电连接结构在所述接地面上串联电连接到所述馈电过孔，并且所述电连接结构的熔点低于所述馈电过孔的熔点。
所述介电层的与所述第一区域对应的部分以及所述介电层的与所述第二区域对应的部分可彼此成为一体。所述介电层可具有与所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的距离对应的厚度。
所述贴片天线图案、所述上耦合图案、所述边缘耦合图案以及所述上边缘耦合图案可彼此间隔开。
所述贴片天线图案和所述边缘耦合图案可设置在相同层上。所述上耦合图案和所述上边缘耦合图案可设置在另一相同层上。
所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案可比所述贴片天线图案小。所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案可比所述上耦合图案小。
所述边缘耦合图案中的相邻的边缘耦合图案之间的距离可小于所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案与所述贴片天线图案之间的距离。所述上边缘耦合图案中的相邻的上边缘耦合图案之间的距离可小于所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案与所述上耦合图案之间的距离。
所述边缘耦合图案可被布置为形成多边形。所述边缘耦合图案中的最靠近所述多边形的顶点的边缘耦合图案的外边界可包括凹槽。
所述贴片天线图案的位于所述贴片天线图案的被所述馈电过孔连接的点的两侧的部分可以是凹进的。所述贴片天线图案的凹进的部分中的每个的宽度可大于所述贴片天线图案的凹进的部分之间的距离。
所述介电层的厚度可大于所述绝缘层的厚度。
所述介电层可被设置为使所述贴片天线图案与所述上耦合图案隔离，并且可被设置为使所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案隔离。
所述边缘耦合图案与所述接地面之间的区域可利用非导电材料或空气形成。
所述天线设备还可包括包封剂，所述包封剂设置在所述上边缘耦合图案的上侧和所述上耦合图案的上侧上。所述上边缘耦合图案与所述包封剂之间的区域以及所述上耦合图案与所述包封剂之间的区域可不包括导电层。
在另一总体方面，一种天线模块包括：接地面，具有通孔；馈电线，设置在所述接地面的下方；绝缘层，设置在所述馈电线与所述接地面之间；馈电过孔，均具有电连接到所述馈电线中的相应馈电线的第一端，并且穿过所述通孔中的相应通孔；以及片式贴片天线，分别电连接到所述馈电过孔中的相应馈电过孔的第二端。所述片式贴片天线中的至少一个片式贴片天线包括：贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔中的相应馈电过孔；上耦合图案，设置在所述贴片天线图案的上方；边缘耦合图案，围绕所述贴片天线图案；上边缘耦合图案，围绕所述上耦合图案；以及介电层，设置在位于所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的第一区域中以及位于所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且所述介电层的介电常数高于所述绝缘层的介电常数。
所述介电层可被设置为使所述贴片天线图案与所述上耦合图案隔离，并且可被设置为使所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案隔离。
所述天线模块还可包括电连接结构，所述电连接结构在所述接地面上分别电连接到所述馈电过孔，并且所述电连接结构的熔点低于所述馈电过孔的熔点。
所述天线模块还可包括：集成电路(IC)，设置在所述馈电线的下方；布线过孔，分别使所述馈电线与所述IC彼此电连接；以及芯构件，与所述馈电线隔离且包括电连接到所述IC的芯过孔，并围绕所述IC。
在另一总体方面，一种片式贴片天线包括：馈电端口；第二介电层，设置在所述馈电端口上；馈电过孔，贯穿所述第二介电层，并且具有电连接到所述馈电端口的第一端；贴片天线图案，设置在所述第二介电层上，并且电连接到所述馈电过孔的第二端；上耦合图案，设置在所述贴片天线图案的上方；边缘耦合图案，围绕所述贴片天线图案的至少一部分；上边缘耦合图案，围绕所述上耦合图案的至少一部分；以及第一介电层，设置在位于所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的第一区域中以及位于所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且所述第一介电层的介电常数等于或大于5。
所述第一介电层的介电常数可大于所述第二介电层的介电常数。
所述贴片天线图案、所述上耦合图案、所述边缘耦合图案以及所述上边缘耦合图案可彼此间隔开。
所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案可比所述贴片天线图案小。所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案可比所述上耦合图案小。所述边缘耦合图案中的相邻的边缘耦合图案之间的距离可小于所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案与所述贴片天线图案之间的距离。所述上边缘耦合图案中的相邻的上边缘耦合图案之间的距离可小于所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案与所述上耦合图案之间的距离。所述贴片天线图案的位于所述贴片天线图案的被所述馈电过孔连接的点的两侧的部分可以是凹进的。所述贴片天线图案的凹进的部分中的每个的宽度可大于所述贴片天线图案的凹进的部分之间的距离。
所述边缘耦合图案可被布置为形成多边形。所述边缘耦合图案中的最靠近所述多边形的顶点的边缘耦合图案的外边界可包括凹槽。
所述边缘耦合图案可以以多边形路径围绕所述贴片天线图案设置。在所述边缘耦合图案中的最靠近所述多边形路径的顶点的边缘耦合图案的角部区域中可形成凹槽。
所述上边缘耦合图案可以以圆形路径围绕所述上耦合图案设置。
所述上耦合图案可具有圆形形状。
所述贴片天线图案和所述边缘耦合图案可设置在第一竖直位置处，并且所述上耦合图案和所述上边缘耦合图案可设置在第二竖直位置处，所述第二竖直位置在所述第一竖直位置的上方。
通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是根据示例的天线设备的透视图。
图2A是示出根据示例的图1的天线设备的侧视图。
图2B是根据示例的包括天线设备的天线模块的侧视图。
图2C是根据示例的片式贴片天线的侧视图。
图3A是示出根据示例的天线设备的片式贴片天线的第一层的平面图。
图3B是示出根据示例的图3A的片式贴片天线的第二层的平面图。
图3C是根据示例的天线设备的接地面的平面图。
图3D是示出根据示例的天线设备的形式的平面图。
图4A是根据示例的天线模块的平面图。
图4B是示出图4A的片式贴片天线的下方的接地面的平面图。
图4C是示出图4B的接地面的下方的馈电线的平面图。
图4D是示出图4C的馈电线的下方的布线过孔和第二接地面的平面图。
图4E是示出图4D的第二接地面的下方的IC布置区域和端射天线的平面图。
图5是示出根据示例的天线设备和天线模块的等效电路的示图。
图6A和图6B是示出根据示例的包括在天线设备和天线模块中的连接构件的下部结构的侧视图。
图7是示出根据示例的天线设备和天线模块的结构的侧视图。
图8A至图8C是示出根据示例的电子装置中的天线设备和天线模块的布置的平面图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将显而易见的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省略本领域中已知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些可行方式。
在此，注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而全部示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中提及的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间关系术语，以描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式被定位(例如，旋转90度或者处于其他方位)，并且将相应地解释在此使用的空间关系术语。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图中所示的形状可能会改变。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
在此描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此描述的示例具有多种构造，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其他构造是可行的。
图1是根据示例的天线设备10的透视图。图2A是示出根据示例的天线设备10的侧视图。
参照图1和图2A，天线设备10包括接地面125、馈电线221、绝缘层250、馈电过孔120和片式贴片天线100。
接地面125具有通孔TH。接地面125可向片式贴片天线100提供边界条件，因此可反射从片式贴片天线100辐射的射频(RF)信号。因此，由于片式贴片天线100的辐射图案可在Z方向上相对更集中，因此可改善片式贴片天线100的增益和/或方向性。可在通孔TH周围设置屏蔽过孔126。
此外，由于接地面125可大体上阻挡片式贴片天线100与馈电线221之间的间隙，因此可改善片式贴片天线100与馈电线221之间的电磁隔离。因此，可降低在片式贴片天线100与集成电路(IC)300之间的RF信号传输过程期间引入的噪声。
馈电线221设置在接地面125的下方(例如，在Z方向上)。射频(RF)信号可通过馈电线221在水平方向(例如，X方向和/或Y方向)上流动。因此，多个片式贴片天线100可有效地布置在接地面125的上方。馈电线221的一端可电连接到布线过孔231。
馈电过孔120被设置为使得馈电过孔120的一端电连接到馈电线221并且贯穿通孔TH。RF信号可通过馈电过孔120在Z方向上流动。例如，馈电过孔120可与通过孔的情况一样以一体的方式形成，或者可实现为彼此串联连接的多个过孔。
绝缘层250设置在馈电线221与接地面125之间，并且使馈电线221与接地面125隔离。当绝缘层250的厚度T2减小时，连接构件200的整体厚度以及在片式贴片天线100与IC300之间流动的RF信号的能量损耗可减小。例如，绝缘层250可利用具有相对低的介电损耗(Df)的绝缘材料形成，从而使穿过馈电线221的RF信号的能量损耗减小。
如此，绝缘层250的设计可更注重于就片式贴片天线100与IC 300之间的电连接而言的能量效率以及尺寸。
当天线设备10和包括天线设备10的天线模块包括被设计为相对更注重于天线性能(例如，带宽、增益、方向性、尺寸等)的片式贴片天线100时，可改善整体天线性能而基本上不使就电连接而言的能量效率和尺寸劣化。
参照图1和图2A，片式贴片天线100包括贴片天线图案110、上耦合图案115、边缘耦合图案131、上边缘耦合图案132和介电层150。
贴片天线图案110电连接到馈电过孔120。贴片天线图案110可从馈电过孔120接收RF信号并可在Z方向上发送接收到的RF信号，并且可将在Z方向上接收到的RF信号传输到馈电过孔120。贴片天线图案110可根据绝缘层的诸如形状、尺寸、高度和介电常数等的固有要素而具有固有谐振频率(例如，28GHz或39GHz)。
例如，贴片天线图案110连接到多个馈电过孔120，因此，可发送和接收作为极化波的水平极(H极)RF信号和垂直极(V极)RF信号。H极RF信号可流过多个馈电过孔120中的一部分，并且V极RF信号可流过多个馈电过孔120中的其余部分。
上耦合图案115设置在贴片天线图案110的上方(例如，在+Z方向上)。根据上耦合图案115与贴片天线图案110的电磁耦合，片式贴片天线100可具有与固有谐振频率相邻的附加谐振频率，因此可具有比未设置上耦合图案115的构造的带宽相对宽的带宽。
贴片天线图案110中的馈电过孔120的最佳馈电点(例如，以阻抗匹配为基准)可根据上耦合图案115的电磁耦合与贴片天线图案110的边缘相邻。例如，当多个馈电过孔120与贴片天线图案110的不同侧相邻设置时，与H极RF信号对应的表面电流和与V极RF信号对应的表面电流彼此垂直地流动，以容易地在贴片天线图案110中流动。因此，上耦合图案115可提供有利于实现片式贴片天线100的极化的环境。
边缘耦合图案131被布置为围绕贴片天线图案110的至少一部分，并且可电磁耦合到贴片天线图案110。因此，相对于未设置边缘耦合图案131的配置，片式贴片天线100的带宽可进一步加宽。
上边缘耦合图案132被布置为围绕上耦合图案115的至少一部分，因此，上边缘耦合图案132可电磁耦合到上耦合图案115。上边缘耦合图案132还可电磁耦合到边缘耦合图案131。
因此，由于贴片天线图案110、上耦合图案115、边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132可以以均衡的方式彼此耦合，因此与片式贴片天线100的尺寸相比，片式贴片天线100的带宽可大幅增加。
此外，当贴片天线图案110中的馈电过孔120的最佳馈电点靠近贴片天线图案110的在贴片天线图案110的第一方向(例如，0度方向)上的边缘时，根据贴片天线图案110的RF信号发送/接收，流过贴片天线图案110的表面电流可在贴片天线图案110的第三方向(例如，180度方向)上流动。在这种情况下，表面电流可在第二方向(例如，90度方向)上和在第四方向(例如，270度方向)上分散。在这种情况下，当表面电流在第二方向和第四方向上分散时，边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132可将横向泄漏的RF信号引导到上侧方向上的上表面。因此，由于贴片天线图案110的辐射图案可在上表面方向上相对更集中，所以可改善贴片天线图案110的天线性能。
例如，边缘耦合图案131可以以相同的形状重复布置，并且上边缘耦合图案132可以以相同的形状重复布置。因此，边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132可具有电磁带隙特性，并且针对特定频带中的RF信号可具有负折射率。因此，边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132可进一步在Z方向上引导贴片天线图案110的RF信号的路径。
另一方面，边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132分别与接地面125间隔开，因此，针对具有与贴片天线图案110的频带相邻的频率的RF信号可具有更多自适应特性，从而进一步加宽带宽。
介电层150包括贴片天线图案110与上耦合图案115之间的第一区域151以及边缘耦合图案131与上边缘耦合图案132之间的第二区域152，并且介电层150的介电常数(Dk)可高于绝缘层250的介电常数(Dk)。
例如，绝缘层250可包括具有小于5的介电常数(Dk)的材料(诸如，半固化片、FR-4和/或覆铜层压板(CCL)，而介电层150可包括陶瓷材料(诸如，低温共烧陶瓷(LTCC))或具有等于或大于5的介电常数(Dk)的材料(诸如，玻璃)。
可根据介电层150的相对高的介电常数Dk来减小片式贴片天线100中的RF信号的有效波长。由于片式贴片天线100的整体尺寸与RF信号的有效波长的长度具有相对高的相关性，因此片式贴片天线100包括具有高介电常数(Dk)的介电层150并因此可在基本上不降低天线性能的情况下具有减小的尺寸。
片式贴片天线100的片指示片式贴片天线100的整体尺寸根据介电层150的高介电常数Dk而减小。
片式贴片天线100的整体尺寸可与每单位尺寸的接地面125的片式贴片天线100的阵列的数量对应。当每单位尺寸的阵列的片式贴片天线100的数量增加时，天线设备10的增益和/或方向性以及包括天线设备10的天线模块的增益和/或方向性可改善。
因此，当片式贴片天线100的整体尺寸减小时，天线设备10以及包括天线设备10的天线模块可改善增益和/或方向性。
结果，基于贴片天线图案110、上耦合图案115、边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132的耦合结构，与尺寸相比，片式贴片天线100可具有改善的带宽，并且片式贴片天线100可根据与耦合结构结合的介电层150的高介电常数(Dk)而以均衡的方式确保与增益、方向性和/或尺寸相关的整体优点。
例如，片式贴片天线100可被设计为采用单个介电层150和两个导电层，以具有显著减小的厚度，并且在28GHz和/或39GHz的频带中具有3GHz或更大的带宽(例如，返回S参数为-10dB或更小的频率范围)。
在介电层150中，与第一区域151对应的部分和与第二区域152对应的部分可彼此成为一体。例如，介电层150可包括位于第一区域151与第二区域152之间的第三区域153。例如，一体化的存在或不存在可通过扫描电子显微镜(SEM)来确认。
此外，介电层150的厚度T1可与贴片天线图案110和上耦合图案115之间的距离相同。因此，在贴片天线图案110、上耦合图案115、边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132的耦合结构的情况下，可更有效地利用介电层150的高介电常数Dk，因此，与尺寸相比，可有助于增加天线设备10的带宽和天线模块的带宽。
贴片天线图案110、上耦合图案115、边缘耦合图案131和上边缘耦合图案132可彼此间隔开。
因此，由于片式贴片天线100的等效电容和等效电感可以以平衡的方式分布，因此可有效地设计片式贴片天线100的多个谐振频率，并且可更容易地增加片式贴片天线100的带宽。
介电层150的厚度可大于绝缘层250的厚度，并且介电层150可被设置为提供贴片天线图案110与上耦合图案115之间的隔离以及边缘耦合图案131与上边缘耦合图案132之间的隔离。
因此，可更容易地实现介电层150的高介电常数Dk，并且可降低片式贴片天线100的实现成本和不良率。例如，具有高介电常数(Dk)的玻璃或陶瓷系列材料(诸如，LTCC)与印刷电路板(PCB)的绝缘层的情况相比可能相对难以实现在层叠结构中，或者与层厚度相比可能相对难以被实现为提供大的强度值。然而，在片式贴片天线100的情况下，通过使用具有相对大的厚度的介电层150来减少层叠结构中的层的数量，可使具有高介电常数(Dk)的介电材料更容易地包括在片式贴片天线100中。
图2B是根据示例的包括天线设备的天线模块1的侧视图。
参照图2B，天线模块1可包括天线设备，天线设备包括片式贴片天线100a和100b。
例如，片式贴片天线100a和100b可一起实现，或者可相对于连接构件200单独实现。
在这种情况下，多个片式贴片天线100a和100b设置在接地面125的上方，电连接到馈电过孔120，并且可通过具有比馈电过孔120的熔点低的熔点的电连接结构141电结合到连接构件200。
因此，可更容易地实现片式贴片天线100a和100b的介电层150的高介电常数Dk。
例如，电连接结构141可共同设置在预先设置在连接构件200中的馈电过孔连接点142上，并且可使用包括Sn-Cu-Ag合金膏的焊料来实现。
片式贴片天线100a和100b还可包括包封剂155，包封剂155设置在上边缘耦合图案的上侧和上耦合图案的上侧。
在这种情况下，多个上边缘耦合图案与包封剂155之间的区域以及上耦合图案与包封剂155之间的区域可不包括导电层。因此，由于片式贴片天线100a和100b的导电层的总数可减少，因此片式贴片天线100a和100b可具有相对减小的厚度，并且还可表现出改善的天线性能。
参照图2B，连接构件200包括绝缘层250、馈电线221、布线过孔231、布线接地面202、第二接地面203和基础信号线241。
布线接地面202可被设置为在水平方向(例如，X方向和/或Y方向)上围绕馈电线221，从而改善馈电线221的电磁隔离并且降低RF信号的噪声。
第二接地面203可改善馈电线221与IC 300之间的电磁隔离并且降低RF信号的噪声。
基础信号线241可提供中频(IF)信号或基带信号的传输路径。IF信号或基带信号是RF信号的基础信号，并且是在IC 300与通信调制解调器之间传输的模拟信号。
芯构件410可设置在连接构件200的下方，并且可包括芯过孔411、芯布线层412和芯绝缘层413，并且可通过扇出型板级封装(FOPLP)方法来实现，但芯构件410不限于该示例。芯过孔411可电连接到基础信号线241，并且可为IF信号或基带信号提供传输路径。
芯构件410可通过第一芯电连接结构414安装在连接构件200上，并且可通过第二芯电连接结构415安装在组板上。
芯构件410可具有围绕腔的结构，并且腔可用作将IC 300和无源组件350设置在其中的空间。
图2C是根据示例的片式贴片天线100a和100b的侧视图。
参照图2C，片式贴片天线100a和100b可与连接构件(例如，连接构件200)分开制造。因此，可在不考虑与连接构件200的绝缘层的兼容性的情况下将具有高介电常数(Dk)(为5或更大)的介电层150更有效地设置在片式贴片天线100a和100b上。
此外，片式贴片天线100a和100b还可包括设置在介电层150的下方的第二介电层154。
例如，第二介电层154可利用与介电层150的材料相同的材料形成，以具有与绝缘层250的介电常数相比相对高的介电常数Dk。结果，可减小片式贴片天线100a和100b中的RF信号的有效波长，因此，可更有助于片式贴片天线100a和100b的小型化。
例如，第二介电层154可被构造为具有比介电层150的介电常数低的介电常数。因此，第二介电层154与介电层150之间的界面和边缘耦合图案131与上边缘耦合图案132的组合之间的边界条件使RF信号进一步集中在竖直方向上(例如，在Z方向上)。
片式贴片天线100a和100b可包括馈电端口143，馈电端口143设置在第二介电层154的下方以电连接到连接构件200。
第二介电层154可提供用于馈电端口143的稳定布置的表面。馈电端口143可具有与电极焊盘的形状类似的形状，以具有比馈电过孔120的水平面积大的水平面积，但馈电端口143的形状不限于该示例。
例如，在片式贴片天线100a和100b设置在连接构件200上的状态下，诸如Sn-Cu-Ag合金膏的焊料被提供到馈电端口143，并且可通过回流将馈电端口143结合到连接构件200。
图3A是示出根据示例的天线设备的片式贴片天线100-1的第一层的平面图。
参照图3A，上耦合图案115和上边缘耦合图案132可设置在单个第一层中。
例如，上边缘耦合图案132中的每者的尺寸(例如，长度或宽度)L32小于上耦合图案115的尺寸(例如，长度或宽度)L15，并且相邻的上边缘耦合图案132之间的距离G32可小于上耦合图案115与上边缘耦合图案132中的每个上边缘耦合图案132之间的距离D32。因此，上边缘耦合图案132可更容易地具有针对RF信号的频率具有负折射率的电磁带隙特性，并且片式贴片天线100-1的带宽可相对加宽。
图3B是示出根据示例的片式贴片天线100-1的第二层的平面图。
参照图3B，贴片天线图案110和边缘耦合图案131可设置在单个第二层上。
例如，多个边缘耦合图案131中的每者的尺寸(例如，长度或宽度)L31可小于贴片天线图案110的尺寸(例如，长度或宽度)L10，并且相邻的边缘耦合图案131之间的距离G31可小于贴片天线图案110与边缘耦合图案131中的每个边缘耦合图案131之间的距离D31。因此，边缘耦合图案131可更容易地具有针对RF信号的频率具有负折射率的电磁带隙特性，并且片式贴片天线100-1的带宽可加宽。
当多个边缘耦合图案131被布置为具有多边形形状时，最靠近多边形的顶点的边缘耦合图案131的外边界可具有凹槽GR2。也就是说，凹槽GR2可形成在最靠近多边形顶点的边缘耦合图案131的角部区域中。包括凹槽GR2的边缘耦合图案131可具有更适合于介电层的高介电常数Dk的结构。
贴片天线图案110中的连接馈电过孔120处的点P1的两个侧部R2和R3是凹进的，并且贴片天线图案110中的凹进的侧部R2和R3中的每者的宽度WR可大于贴片天线图案110中的凹进的侧部R2与凹进的侧部R3之间的距离WP。因此，相对于传统的贴片天线图案，贴片天线图案110具有更适合于介电层的高介电常数Dk的结构，因此可具有更宽的带宽。
图3C是根据示例的天线设备的接地面125的平面图。
参照图3C，接地面125可具有馈电过孔120a穿过的通孔TH1和馈电过孔120b穿过的通孔TH2。馈电过孔120a和120b中的一者可提供H极RF信号的传输路径，并且馈电过孔120a和120b中的另一者可提供V极RF信号的传输路径。
在这种情况下，接地面125不包括用于边缘耦合图案131的电连接路径。例如，边缘耦合图案131与接地面125之间的区域可利用非导电材料或空气形成。因此，可进一步改善天线设备和天线模块的带宽。
图3D是示出根据示例的天线设备10-1的形式的平面图。
参照图3D，上耦合图案115e可以是圆形的，并且上边缘耦合图案130e可被布置为呈围绕上耦合图案115e的圆形图案。包括在接地面125e中的第一屏蔽过孔126e可与上边缘耦合图案130e的布置不同地布置。例如，天线设备和天线模块的各个组件的形状不限于四边形形状。
图4A是根据示例的天线模块1-1的平面图。
参照图4A，片式贴片天线100a和100b可在第一方向(例如，X方向)上设置。例如，片式贴片天线100a和100b可以以1×n的结构布置。在这种情况下，n是2或更大的自然数。因此，天线模块1-1可有效地设置在电子装置的边缘处。
根据设计，片式贴片天线100a和100b可以以m×n的结构布置。在这种情况下，m和n是2或更大的自然数。因此，天线模块1-1可与电子装置的角部相邻地设置。
上边缘耦合图案132可被布置为围绕上耦合图案115中的每者。
图4B是示出图4A的片式贴片天线100a和100b的下方的接地面125a的平面图。图4C是示出图4B的接地面的下方的馈电线221a的平面图。图4D是示出图4C的馈电线221a的下方的布线过孔231a和第二接地面203a的平面图。图4E是示出图4D的第二接地面203a的下方的IC布置区域和端射天线的平面图。
参照图4B，接地面125a可具有馈电过孔120a穿过的通孔，并且可将贴片天线图案110a与馈电线电磁屏蔽。第二屏蔽过孔185a可向下(例如，在Z方向上)延伸。
参照图4C，布线接地面202a可围绕端射天线馈电线220a和馈电线221a中的至少一部分。端射天线馈电线220a可电连接到第二布线过孔232a，馈电线221a可电连接到第一布线过孔231a。布线接地面202a可使端射天线馈电线220a与馈电线221a电磁屏蔽。端射天线馈电线220a的一端可连接到第二馈电过孔211a。
参照图4D，第二接地面203a可具有第一布线过孔231a穿过的通孔和第二布线过孔232a穿过的通孔，并且可具有耦合接地图案235a。第二接地面203a可使馈电线221a与IC310a(图4E)电磁屏蔽。
参照图4E，IC接地面204a可具有第一布线过孔231a穿过的通孔和第二布线过孔232a穿过的通孔。IC 310a可设置在IC接地面204a的下方，并且可电连接到第一布线过孔231a和第二布线过孔232a。端射天线图案210a和导向器图案215a可设置在与IC接地面204a的高度大体上相同的高度处。
IC接地面204a可为IC 310a和/或无源组件提供用于IC 310a的电路和/或无源组件的地。根据设计，IC接地面204a可提供用于IC 310a和/或无源组件的电力和信号的传输路径。因此，IC接地面204a可电连接到IC 310a和/或无源组件。
布线接地面202a、第二接地面203a和IC接地面204a可具有凹进的形状以提供腔。因此，端射天线图案210a可被设置为相对较靠近IC接地面204a。
另一方面，布线接地面202a、第二接地面203a和IC接地面204a的纵向关系和形状可根据设计而改变。
图5是示出根据示例的天线设备和天线模块的等效电路的示图。
参照图5，天线设备的贴片天线图案110b可将RF信号发送到源SRC2(诸如，IC)或者可接收RF信号，并且可具有电阻值R2以及电感L3和L4。
上边缘耦合图案130b可分别具有相对于贴片天线图案110b的电容C5和C12、上边缘耦合图案130b之间的电容C6和C10、上边缘耦合图案130b的电感L5和L6以及上边缘耦合图案130b与接地面之间的电容C7和C11。
上述边缘耦合图案的电容和电感可按照与上边缘耦合图案130b的原理类似的原理来确定。
天线设备的频带和带宽可通过上述电阻值、电容和电感来确定。
图6A和图6B是示出根据示例的包括在天线设备和天线模块中的连接构件200的下部结构的侧视图。
参照图6A，天线设备和天线模块包括连接构件200-1、IC 310、粘合构件320、电连接结构330、包封剂340、无源组件350和芯构件410中的至少一部分。
连接构件200-1可具有与上面参照图1至图5描述的连接构件200的结构类似的结构。
IC 310可以是与前述示例中描述的IC 310a相同的IC，并且可设置在连接构件200-1的下方。IC 310可电连接到连接构件200-1的布线，以发送或接收RF信号，并且可电连接到连接构件200-1的接地面，以接收地。例如，IC310可执行频率转换、放大、滤波、相位控制和电力生成中的至少一部分，以产生转换后的信号。
粘合构件320可使IC 310和连接构件200-1彼此结合。
电连接结构330可使IC 310和连接构件200-1彼此电连接。例如，电连接结构330可具有诸如焊球、引脚、焊盘或焊垫的结构。电连接结构330具有比关于连接构件200-1的布线的接地面的熔点低的熔点，因此，可通过使用上述较低熔点的预定工艺使连接构件200-1和IC 310彼此电连接。
包封剂340可密封IC 310的至少一部分并且可改善IC 310的热辐射性能和冲击保护性能。例如，包封剂340可通过感光包封剂(PIE)、ABF(Ajinomoto Build-up Film)、环氧树脂模塑料(EMC)等来实现。
无源组件350可设置在连接构件200-1的下表面上，并且可通过电连接结构330电连接到连接构件200-1的布线和/或接地面。例如，无源组件350可包括电容器(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))、电感器和片式电阻器中的至少一部分。
芯构件410可设置在连接构件200-1的下方，并且可电连接到连接构件200-1，以从其外部接收中频(IF)信号或基带信号并且将信号发送到IC 310，或者从IC 310接收IF信号或基带信号以将信号发送到外部。在这种情况下，RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz或60GHz的频率)大于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz或10GHz的频率)。
例如，芯构件410可通过包括在连接构件200-1的IC接地面中的布线将IF信号或基带信号发送到IC 310或从IC 310接收IF信号或基带信号。由于连接构件200-1的第一接地面设置在IC接地面与布线之间，因此IF信号或基带信号可与天线设备和天线模块中的RF信号隔离。
参照图6B，根据示例，天线设备和天线模块可包括屏蔽构件360、连接器420和片式端射天线430中的至少一部分。
屏蔽构件360可设置在连接构件200-1下方，并且可与连接构件200-1一起被构造为使得IC 310可被限制在它们之间。例如，屏蔽构件360可被设置为例如以共形屏蔽的方式一起覆盖IC 310和无源组件350，或者例如以隔室屏蔽的方式分别覆盖IC 310和无源组件350。例如，屏蔽构件360可具有一个表面敞开的六面体的形式，并且可通过与连接构件200-1的结合而具有六面体的容纳空间。屏蔽构件360可使用高导电率的材料(诸如，铜)来实现，以具有相对短的趋肤深度，并且可电连接到连接构件200-1的接地面。因此，屏蔽构件360可降低IC 310和无源组件350可接收的电磁噪声。
连接器420可具有电缆(诸如，同轴电缆)或柔性印刷电路板(PCB)的连接结构，可电连接到连接构件200-1的IC接地面。例如，连接器420可从电缆接收IF信号、基带信号和/或电力，或者可向电缆提供IF信号和/或基带信号。
片式端射天线430可发送或接收RF信号以支持天线设备和天线模块。例如，片式端射天线430可包括：介电块，具有比绝缘层的介电常数大的介电常数；以及电极，设置在介电块的两个表面上。电极中的一个可电连接到连接构件200-1的布线，电极中的另一个可电连接到连接构件200-1的接地面。
图7是示出根据示例的天线设备和天线模块的结构的侧视图。
参照图7，天线设备和天线模块具有端射天线100f、贴片天线图案1110f、IC 310f和无源组件350f与连接构件500f一体化的结构。
端射天线100f和贴片天线图案1110f可分别以与上述天线设备和上述贴片天线图案的设计方式相同的方式设计。端射天线100f和贴片天线图案1110f可从IC 310f接收RF信号以发送接收到的RF信号，或者可将接收到的RF信号发送到IC 310f。
连接构件500f可具有其中层叠有至少一个导电层510f和至少一个绝缘层520f的结构(例如，印刷电路板的结构)。如上所述，导电层510f可具有接地面和馈电线。
此外，天线设备和天线模块还可包括柔性连接构件550f。柔性连接构件550f可包括：第一柔性区域570f，与连接构件500f竖直地叠置；以及第二柔性区域580f，不与连接构件500f竖直地叠置。
第二柔性区域580f可在竖直方向上柔性弯曲。因此，第二柔性区域580f可柔性地连接到组板的连接器和/或与其相邻的天线设备。
柔性连接构件550f可包括信号线560f。中频(IF)信号和/或基带信号可经由信号线560f发送到IC 310f，或者经由信号线560f发送到相邻的天线设备和/或组板的连接器。
图8A至图8C是示出根据示例的天线设备和天线模块在电子装置中的布置的平面图。
参照图8A，包括片式贴片天线100g的天线设备和天线模块可与电子装置700g的侧边界相邻地设置在电子装置700g的组板600g上。
电子装置700g可以是智能电话、个人数字助理、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板PC、膝上型计算机、上网本、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车组件等，但不限于这样的示例。
还可在组板600g上设置通信模块610g和基带电路620g。天线设备可通过同轴电缆630g电连接到通信模块610g和/或基带电路620g。
通信模块610g可包括下列项中的至少一部分以执行数字信号处理：存储器芯片，诸如，易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM))、闪存等；应用处理器芯片，诸如，中央处理器(例如，中央处理单元(CPU))、图形处理器(例如，图形处理单元(GPU))、数字信号处理器、密码处理器、微处理器、微控制器等；以及逻辑芯片，诸如，模拟-数字转换器(ADC)、专用集成电路(ASIC)等。
基带电路620g可执行模拟数字转换、针对模拟信号的放大、滤波和频率转换，以产生基础信号。从基带电路620g输入/输出的基础信号可经由电缆传输到天线设备。
例如，基础信号可通过电连接结构、芯过孔和布线传输到IC。IC可将基础信号转换为毫米波(mmWave)频带中的RF信号。
参照图8B，均包括片式贴片天线100h的天线设备和天线模块可分别与电子装置700h的一个侧边界以及电子装置700h的另一侧边界相邻地设置在电子装置700h的组板600h上。还可在组板600h上设置通信模块610h和基带电路620h。天线设备和天线模块可通过同轴电缆630h电连接到通信模块610h和/或基带电路620h。
参照图8C，均包括片式贴片天线100i的天线设备和天线模块可分别与具有多边形形状的电子装置700i的侧边的中心相邻地设置在电子装置700i的组板600i上。还可在组板600i上设置通信模块610i和基带电路620i。天线设备和天线模块可通过同轴电缆630i电连接到通信模块610i和/或基带电路620i。
在此描述的贴片天线图案、上耦合图案、边缘耦合图案、上边缘耦合图案、馈电过孔、屏蔽过孔、布线过孔、馈电线、接地面、端射天线图案、引导器图案、耦合接地图案和电连接结构可包括金属材料(诸如，铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或诸如Cu、Al、Ag、Sn、Au、Ni、Pb和Ti的合金的导电材料)，并且可通过镀覆方法(诸如，化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅射、减成工艺、加成工艺、半加成工艺(SAP)和改进的半加成工艺(MSAP)等)形成。然而，本公开不限于这些示例。
在此描述的绝缘层和介电层还可通过FR4、液晶聚合物(LCP)、低温共烧陶瓷(LTCC)、诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、或者通过将这些树脂与无机填料一起浸在芯材料(诸如，玻璃纤维、玻璃布、玻璃织物等)中形成的树脂(例如，半固化片材料、ABF(Ajinomoto Build-up Film)、双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、感光介电(PID)树脂、覆铜层压板(CCL)、玻璃或陶瓷系列的绝缘材料等)实现。绝缘层和介电层可填充如在此公开的天线设备的未设置贴片天线图案、上耦合图案、边缘耦合图案、上边缘耦合图案、馈电过孔、屏蔽过孔、布线过孔、馈电线、接地面、端射天线图案、引导器图案、耦合接地图案和电连接结构的至少一部分。
在此描述的RF信号可在诸如以下协议的各种通信协议下使用：Wi-Fi(IEEE802.11族等)、WiMAX(IEEE 802.16族等)、IEEE 802.20、长期演进技术(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPS、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、第3代(3G)、4G、5G以及在上述协议之后指定的各种无线和有线协议，但本公开不限于这些示例。
如以上所阐述的，根据示例，在天线设备、天线模块以及设置在天线设备和天线模块中的片式贴片图案的情况下，可在基本上不使就电连接而言的能量效率和尺寸劣化的情况下改善与增益、带宽、方向性、天线尺寸等相关的天线性能。
执行本申请中描述的操作的图8A、图8B和图8C中的通信模块610g、610h和610i通过硬件组件实现，所述硬件组件被配置为执行本申请中描述的由硬件组件执行的操作。可用于在适当情况下执行本申请中描述的操作的硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器和被配置为执行本申请中描述的操作的任意其他电子组件。在其他示例中，执行本申请中描述的操作的硬件组件中的一个或更多个通过计算硬件实现，例如，通过一个或更多个处理器或计算机实现。处理器或计算机可通过一个或更多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或被配置为以限定的方式响应和执行指令以实现期望的结果的任意其他装置或装置的组合)实现。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储通过处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。通过处理器或计算机实现的硬件组件可执行诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用的指令或软件，以执行本申请中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操作、处理、创建和存储数据。为简单起见，单数术语“处理器”或“计算机”可用于在本申请中描述的示例的描述中，但是在其他示例中，可使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机可包括多个处理元件或者多种类型的处理元件，或者可包括这两者。例如，单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可通过单个处理器、或者两个或更多个处理器或者处理器和控制器实现。一个或更多个硬件组件可通过一个或更多个处理器或者处理器和控制器实现，并且一个或更多个其他硬件组件可通过一个或更多个其他处理器或者另一处理器和另一控制器实现。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有不同的处理配置中的任意一种或更多种，不同的处理配置的示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多重处理、单指令多数据(SIMD)多重处理、多指令单数据(MISD)多重处理和多指令多数据(MIMD)多重处理。
用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并且执行如上所述的方法的指令或软件可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合，以用于单独地或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机以操作为执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的机器或专用计算机。在一个示例中，指令或软件包括通过一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码，诸如由编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括通过一个或更多个处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。可基于公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法的附图中所示的框图和流程图以及说明书中的对应描述使用任意编程语言来编写指令或软件。
用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并且执行如上所述的方法的指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构并且将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供到一个或更多个处理器或计算机使得一个或更多个处理器或计算机可执行指令的任意其他装置。在一个示例中，指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得通过一个或更多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行指令和软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构。
虽然本公开包括特定的示例，但是在理解本申请的公开内容之后将明显的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或通过其他组件或者它们的等同物替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。

Claims (27)

1.一种天线设备，所述天线设备包括：
接地面，具有通孔；
馈电线，设置在所述接地面的下方；
绝缘层，设置在所述馈电线与所述接地面之间；
馈电过孔，具有电连接到所述馈电线的第一端，并且穿过所述通孔；以及
片式贴片天线，电连接到所述馈电过孔的第二端，并且所述片式贴片天线包括：
贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔；
上耦合图案，设置在所述贴片天线图案的上方；
边缘耦合图案，围绕所述贴片天线图案的一部分；
上边缘耦合图案，围绕所述上耦合图案的一部分；以及
介电层，设置在位于所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的第一区域中以及位于所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且所述介电层的介电常数高于所述绝缘层的介电常数。
2.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括电连接结构，所述电连接结构在所述接地面上串联电连接到所述馈电过孔，并且所述电连接结构的熔点低于所述馈电过孔的熔点。
3.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述介电层的与所述第一区域对应的部分以及所述介电层的与所述第二区域对应的部分彼此成为一体，并且
其中，所述介电层具有与所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的距离对应的厚度。
4.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述贴片天线图案、所述上耦合图案、所述边缘耦合图案以及所述上边缘耦合图案彼此间隔开。
5.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述贴片天线图案和所述边缘耦合图案设置在相同层上，并且，
其中，所述上耦合图案和所述上边缘耦合图案设置在另一相同层上。
6.根据权利要求5所述的天线设备，其中，所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案比所述贴片天线图案小，并且
其中，所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案比所述上耦合图案小。
7.根据权利要求5所述的天线设备，其中，所述边缘耦合图案中的相邻的边缘耦合图案之间的距离小于所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案与所述贴片天线图案之间的距离，并且
其中，所述上边缘耦合图案中的相邻的上边缘耦合图案之间的距离小于所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案与所述上耦合图案之间的距离。
8.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述边缘耦合图案被布置为形成多边形，
其中，所述边缘耦合图案中的最靠近所述多边形的顶点的边缘耦合图案的外边界包括凹槽。
9.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述贴片天线图案的位于所述贴片天线图案的被所述馈电过孔连接的点的两侧的部分是凹进的，并且
其中，所述贴片天线图案的凹进的部分中的每个的宽度大于所述贴片天线图案的凹进的部分之间的距离。
10.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述介电层的厚度大于所述绝缘层的厚度。
11.根据权利要求10所述的天线设备，其中，所述介电层被设置为使所述贴片天线图案与所述上耦合图案隔离，并且被设置为使所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案隔离。
12.根据权利要求11所述的天线设备，其中，所述边缘耦合图案与所述接地面之间的区域利用非导电材料或空气形成。
13.根据权利要求11所述的天线设备，所述天线设备还包括包封剂，所述包封剂设置在所述上边缘耦合图案的上侧和所述上耦合图案的上侧上，并且
其中，所述上边缘耦合图案与所述包封剂之间的区域以及所述上耦合图案与所述包封剂之间的区域不包括导电层。
14.一种天线模块，所述天线模块包括：
接地面，具有通孔；
馈电线，设置在所述接地面的下方；
绝缘层，设置在所述馈电线与所述接地面之间；
馈电过孔，均具有电连接到所述馈电线中的相应馈电线的第一端，并且穿过所述通孔中的相应通孔；以及
片式贴片天线，分别电连接到所述馈电过孔中的相应馈电过孔的第二端，
其中，所述片式贴片天线中的至少一个片式贴片天线包括：
贴片天线图案，电连接到所述馈电过孔中的相应馈电过孔；
上耦合图案，设置在所述贴片天线图案的上方；
边缘耦合图案，围绕所述贴片天线图案；
上边缘耦合图案，围绕所述上耦合图案；以及
介电层，设置在位于所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的第一区域中以及位于所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且所述介电层的介电常数高于所述绝缘层的介电常数。
15.根据权利要求14所述的天线模块，其中，所述介电层被设置为使所述贴片天线图案与所述上耦合图案隔离，并且被设置为使所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案隔离。
16.根据权利要求14所述的天线模块，所述天线模块还包括电连接结构，所述电连接结构在所述接地面上分别电连接到所述馈电过孔，并且所述电连接结构的熔点低于所述馈电过孔的熔点。
17.根据权利要求14所述的天线模块，所述天线模块还包括：
集成电路，设置在所述馈电线的下方；
布线过孔，分别使所述馈电线与所述集成电路彼此电连接；以及
芯构件，与所述馈电线隔离且包括电连接到所述集成电路的芯过孔，并围绕所述集成电路。
18.一种片式贴片天线，所述片式贴片天线包括：
馈电端口；
第二介电层，设置在所述馈电端口上；
馈电过孔，贯穿所述第二介电层，并且具有电连接到所述馈电端口的第一端；
贴片天线图案，设置在所述第二介电层上，并且电连接到所述馈电过孔的第二端；
上耦合图案，设置在所述贴片天线图案的上方；
边缘耦合图案，围绕所述贴片天线图案的至少一部分；
上边缘耦合图案，围绕所述上耦合图案的至少一部分；以及
第一介电层，设置在位于所述贴片天线图案与所述上耦合图案之间的第一区域中以及位于所述边缘耦合图案与所述上边缘耦合图案之间的第二区域中，并且所述第一介电层的介电常数等于或大于5。
19.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述第一介电层的介电常数大于所述第二介电层的介电常数。
20.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述贴片天线图案、所述上耦合图案、所述边缘耦合图案以及所述上边缘耦合图案彼此间隔开。
21.根据权利要求20所述的片式贴片天线，其中，所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案比所述贴片天线图案小，
其中，所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案比所述上耦合图案小，
其中，所述边缘耦合图案中的相邻的边缘耦合图案之间的距离小于所述边缘耦合图案中的每个边缘耦合图案与所述贴片天线图案之间的距离，并且
其中，所述上边缘耦合图案中的相邻的上边缘耦合图案之间的距离小于所述上边缘耦合图案中的每个上边缘耦合图案与所述上耦合图案之间的距离。
22.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述贴片天线图案的位于所述贴片天线图案的被所述馈电过孔连接的点的两侧的部分是凹进的，并且
其中，所述贴片天线图案的凹进的部分中的每个的宽度大于所述贴片天线图案的凹进的部分之间的距离。
23.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述边缘耦合图案被布置为形成多边形，并且
其中，所述边缘耦合图案中的最靠近所述多边形的顶点的边缘耦合图案的外边界包括凹槽。
24.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述边缘耦合图案以多边形路径围绕所述贴片天线图案设置，并且
其中，在所述边缘耦合图案中的最靠近所述多边形路径的顶点的边缘耦合图案的角部区域中形成凹槽。
25.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述上边缘耦合图案以圆形路径围绕所述上耦合图案设置。
26.根据权利要求25所述的片式贴片天线，其中，所述上耦合图案具有圆形形状。
27.根据权利要求18所述的片式贴片天线，其中，所述贴片天线图案和所述边缘耦合图案设置在第一竖直位置处，并且，其中，所述上耦合图案和所述上边缘耦合图案设置在第二竖直位置处，所述第二竖直位置在所述第一竖直位置的上方。
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