CN112005437A - 包括介电材料的天线模块和包括天线模块的电子设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种无线通信系统的天线模块。所述天线模块包括：辐射器，所述辐射器包括无线电波向其辐射的顶面；介电材料，所述介电材料设置在所述辐射器的底面上，所述辐射器的底面与所述辐射器的顶面相背；馈电单元，所述馈电单元设置在所述介电材料的底面上，并且所述馈电单元被配置为通过所述介电材料向所述辐射器提供电信号；以及支撑单元，所述支撑单元设置在所述介电材料的底面上，并且所述支撑单元包括金属材料。

Description

包括介电材料的天线模块和包括天线模块的电子设备

技术领域

本公开提供了一种能够在下一代通信系统中提高通信效率的天线模块和包括该天线模块的电子设备。

背景技术

以上信息作为背景信息呈现，仅用于帮助理解本公开。对于上述任何一个是否可以作为关于本公开的现有技术来应用，还没有做出确定，也没有做出断言。

为了满足自部署第四代(4G)通信系统以来对无线数据通信量增加的需求，已经致力于开发改进的第五代(5G)或pre-5G通信系统。因此，5G或pre-5G通信系统也被称为“超越4G网络”或“后LTE系统”。5G通信系统被认为是在更高的频率(毫米波)频带中实现的，例如60GHz频带，以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗和增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，正在进行基于先进的小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)、接收端干扰消除等的系统网络改进的开发。在5G系统中，已经开发了作为先进的编码调制(ACM)的混合频移键控(FSK)和正交幅度调制(QAM)(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。

作为人类生成和消费信息的以人为中心的连接网络的因特网现在正演进为物联网(IoT)，在该物联网中诸如事物的分布式实体在没有人类干预的情况下交换和处理信息。已经出现的万物互联(IoE)是通过与云服务器的连接而将IoT技术和大数据处理技术的结合。由于随着诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”之类的技术元素需要用于IoT实施，所以最近对传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信等进行了研究。这种IoT环境可以提供智能互联网技术服务，通过收集和分析互联事物之间产生的数据，为人类生活创造新的价值。通过现有信息技术(IT)与各种工业应用的融合，IoT可以应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智慧城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能电器和高级医疗服务。

与此相一致，已经进行了各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器到机器(M2M)通信的技术可以通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。云无线接入网络(RAN)作为上述大数据处理技术的应用也可以被认为是5G技术与IoT技术之间融合的示例。

以上信息仅作为背景信息提供，以帮助理解本公开。关于上述任何一项是否可以作为现有技术适用于本公开，没有做出确定，也没有做出断言。

发明内容

技术问题

如上所述，在应用了下一代移动通信系统的频带中，天线模块的性能可能由于无线电波等的路径损耗而劣化。因此，在下一代移动通信系统中，需要用于解决这种问题的天线模块结构。

本公开的各方面旨在至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供下述优点。因此，本公开的一个方面是提供一种即使在大规模多输入多输出(MIMO)通信环境中也能够实现平滑通信的天线模块结构。

另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将从该描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例而获知。

问题的解决方案

根据本公开的方面，提供了一种天线模块。所述天线模块包括：辐射器，所述辐射器具有顶面，无线电波向所述辐射器的顶面辐射；介电材料，所述介电材料设置在所述辐射器的底面上，所述辐射器的底面与所述辐射器的顶面相背；馈电单元，所述馈电单元设置在所述介电材料的底面上，所述馈电单元被配置为通过所述介电材料向所述辐射器提供电信号；以及支撑单元，所述支撑单元设置在所述介电材料的底面上，所述支撑单元包括金属材料。

所述天线模块还可以包括耦接到所述馈电单元和所述支撑单元的印刷电路板(PCB)，以向所述馈电单元提供电信号。

所述馈电单元和所述支撑单元可以被设置为使得所述介电材料的底面和所述PCB的顶面彼此间隔开预定的第一长度，并且通过所述辐射器辐射的所述无线电波的频率特性可以是基于所述预定的第一长度而确定的。

所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个均可以包括：第一区段，所述第一区段设置在所述介电材料的底面上；以及第二区段，所述第二区段从所述第一区段的第一端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面。

所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个还可以包括从所述第一区段的第二端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面的第三区段。

所述介电材料可以被设置为围绕所述馈电单元和所述支撑单元，并且所述第一区段、所述第二区段和所述第三区段中的每一个还可以包括突起，以便不与所述介电材料分离。

所述馈电单元可以包括：第一馈电单元，所述第一馈电单元被配置为向所述辐射器提供与水平极化相关的电信号；以及第二馈电单元，所述第二馈电单元被配置为向所述辐射器提供与垂直极化相关的电信号。在所述介电材料的底面上，所述第一馈电单元的延长线和所述第二馈电单元的延长线可以彼此垂直。

所述支撑单元可以包括：第一支撑单元，所述第一支撑单元设置在所述第一馈电单元在所述介电材料的底面上的延长线上；以及第二支撑单元，所述第二支撑单元设置在所述第二馈电单元在所述介电材料的底面上的延长线上。

根据本公开的另一方面，提供了一种天线模块。所述天线模块包括：绝缘体，所述绝缘体为板形，并且包括形成在其上的供电信号流过的导电图案；金属结构，所述金属结构设置在所述绝缘体的顶面上，并且所述金属结构被配置为通过所述金属结构的顶面辐射无线电波，其中所述金属结构的顶面与所述绝缘体间隔开预定的第一长度；以及无线通信芯片，所述无线通信芯片设置在所述绝缘体的底面上，并且所述无线通信芯片被配置为通过所述导电图案向所述金属结构提供电信号以辐射所述无线电波。

金属结构可以包括：第一馈电单元，所述第一馈电单元具有电连接到形成在所述绝缘体上的导电图案的第一端以及电连接到所述金属结构的顶面的第二端，并且所述第一馈电单元被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔所述预定的第一长度；第二馈电单元，所述第二馈电单元包括电连接到形成在所述绝缘体上的导电图案的第一端以及电连接到所述金属结构的顶面的第二端，并且所述第二馈电单元被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔所述预定的第一长度；以及支撑单元，所述支撑单元包括连接到所述绝缘体的顶面的第一端以及连接到所述金属结构的顶面的第二端，并且被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔所述预定的第一长度。

在所述绝缘体的顶面上，所述第一馈电单元的延长线和所述第二馈电单元的延长线可以彼此垂直，并且所述支撑单元可以设置在所述第一馈电单元的延长线与所述第二馈电单元的延长线之间的区域中。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括天线模块。所述天线模块包括：辐射器，所述辐射器具有顶面，无线电波朝向所述辐射器的顶面辐射；介电材料，所述介电材料设置在所述辐射器的底面上，所述辐射器的底面与所述辐射器的顶面相背；馈电单元，所述馈电单元设置在所述介电材料的底面上，并且所述馈电单元被配置为通过所述介电材料向所述辐射器提供电信号；以及支撑单元，所述支撑单元设置在所述介电材料的底面上，并且所述支撑单元包括金属材料。

所述电子设备还可以包括耦接到所述馈电单元和所述支撑单元的印刷电路板(PCB)，以向所述馈电单元提供电信号。

所述馈电单元和所述支撑单元可以被设置为使得所述介电材料的底面和所述PCB的顶面彼此间隔开预定的第一长度，并且通过所述辐射器辐射的无线电波的频率特性可以是基于所述预定的第一长度而确定的。

所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个均可以包括：第一区段，所述第一区段设置在所述介电材料的底面上；以及第二区段，所述第二区段从所述第一区段的第一端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面。

所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个均还可以包括从所述第一区段的第二端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面的第三区段。

所述介电材料可以被设置为围绕所述馈电单元和所述支撑单元，并且所述第一区段、所述第二区段和所述第三区段中的每一个还可以包括突起，以便不与所述介电材料分离。

所述馈电单元可以包括：第一馈电单元，所述第一馈电单元被配置为向所述辐射器提供与水平极化相关的电信号；以及第二馈电单元，所述第二馈电单元被配置为向所述辐射器提供与垂直极化相关的电信号。在所述介电材料的底面上，所述第一馈电单元的延长线和所述第二馈电单元的延长线可以彼此垂直。

所述支撑单元可以包括：第一支撑单元，所述第一支撑单元设置在所述第一馈电单元在所述介电材料的底面上的延长线上；以及第二支撑单元，所述第二支撑单元设置在所述第二馈电单元在所述介电材料的底面上的延长线上。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括天线模块。所述天线模块包括：绝缘体，所述绝缘体为板形，并且包括形成在其上的供电信号流过的导电图案；金属结构，所述金属结构设置在所述绝缘体的顶面上，并且配置为通过所述金属结构的顶面辐射无线电波，其中所述金属结构的顶面与所述绝缘体间隔开预定的第一长度；以及无线通信芯片，所述无线通信芯片设置在所述绝缘体的底面上，所述无线通信芯片被配置为通过所述导电图案向所述金属结构提供电信号以辐射所述无线电波。

所述金属结构可以包括：第一馈电单元，所述第一馈电单元具有电连接到形成在所述绝缘体上的导电图案的第一端以及电连接到所述金属结构的顶面的第二端，并且被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔所述第一长度；第二馈电单元，所述第二馈电单元包括电连接到形成在所述绝缘体上的导电图案的第一端以及电连接到所述金属结构的顶面的第二端，并且被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔所述第一长度；以及支撑单元，所述支撑单元包括连接到所述绝缘体的顶面的第一端以及连接到所述金属结构的顶面的第二端，并且被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔所述第一长度。

在所述绝缘体的顶面上，所述第一馈电单元的延长线和所述第二馈电单元的延长线彼此垂直，并且所述支撑单元可以设置在所述第一馈电单元的延长线与所述第二馈电单元的延长线之间的区域中。

发明的有益效果

根据本公开的实施例，可以改善在下一代通信系统中使用的超高频范围中的天线的性能。另外，通过简化制造天线模块所需的工艺，可以降低天线模块的缺陷率和制造成本。

根据下面的详细描述，本公开的其他方面、优点和显着特征对于本领域技术人员将变得显而易见，以下详细描述结合附图公开了本公开的各种实施例。

附图说明

从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是根据本公开的第一实施例的天线模块的配置的侧视图；

图2是根据本公开的第一实施例的天线模块的配置的仰视图；

图3A是示出根据本公开的第一实施例的馈电单元或支撑单元的视图；

图3B是示出根据本公开的第一实施例的连接到介电材料的馈电单元或支撑单元的视图；

图3C是示出根据本公开的第一实施例的连接到介电材料的馈电单元或支撑单元的另一视图；

图4是示出根据本公开的第二实施例的包括金属结构的天线模块的视图；以及

图5是示出根据本公开的第二实施例的金属结构的视图。

在所有附图中，应当注意，相同的附图标记用于描述相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供以下参考附图的描述是为了帮助全面了解由权利要求及其等同形式所限定的本公开的各种实施例。本发明包括各种具体细节以帮助理解，但这些细节仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明起见，可以省略对众所周知的功能和结构的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书目意义，而是仅由发明人使用，以使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，对于本领域技术人员来说很明显的是，以下对本公开的各种实施例的描述仅仅是为了说明的目的而提供的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物所限定的本公开。

应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另有明确指示。因此，例如，“组件表面”包括一个或更多个这样的表面。

通过参考下面结合附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及实现它们的方式将变得显而易见。然而，本公开不限于下面阐述的实施例，而是可以以各种不同的形式实现。提供以下实施例仅是为了完全公开本公开，并告知本领域技术人员本公开的范围，并且本公开仅由所附权利要求的范围限定。在整个说明书中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。

这里，将会理解，流程图图示的每个块以及流程图图示中的块的组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图块或多个块中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可用或计算机可读存储器中，其可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运行，使得存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生包括实现流程图块中指定的功能的指令装置的制品。计算机程序指令也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图块中指定的功能的步骤。

另外，流程图图示的每个块可以表示模块、代码段或代码的部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应该注意的是，在一些替代实现中，在框中提到的功能可能不按顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。

如这里所使用的，“单元”或“模块”指的是执行预定功能的软件元件或硬件元件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。然而，“单元”或“模块”并不总是具有仅限于软件或硬件的含义。“单元”可以被配置为存储在可寻址存储介质中或者执行一个或更多个处理器。因此，“单元”包括例如软件元素、面向对象的软件元素、类元素或任务元素、过程、功能、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、阵列和参数。在“单元”中提供的元件和功能可以被组合成较少数量的元件和“单元”，或者被分成较多数量的元件和“单元”。此外，元件和“单元”可以被实现为再现设备或安全多媒体卡内的一个或更多个中央处理单元(CPU)。此外，在实施例中，“单元”可以包括至少一个处理器。

本公开提供了能够改善如上所述的下一代移动通信系统中的天线模块的性能的天线模块的配置。更具体地，作为第一实施例，本公开提供了包括介电材料和被配置为支撑介电材料的支撑单元的天线模块，并且作为第二实施例，提供了使用金属结构的天线模块。在下文中，将更详细地描述根据第一实施例和第二实施例的天线模块的配置。

第一实施例

图1是根据本公开的第一实施例的天线模块的配置的侧视图。

参考图1，根据第一实施例的天线模块100的配置可以包括：辐射器110，被配置为向顶面辐射无线电波；设置在辐射器110的底面上的介电材料120，该底面与辐射器110的顶面相背；设置在介电材料120的底面上以通过介电材料120向辐射器110提供电信号的馈电单元130；设置在介电材料120的底面上并包括金属材料的支撑单元140；以及耦接到馈电单元130和支撑单元140以向馈电单元130提供电信号的印刷电路板(PCB)150。

馈电单元130和支撑单元140可以通过各种方法耦接到PCB 150。根据实施例，馈电单元130和支撑单元140可以通过表面安装技术(SMT)工艺耦接到PCB。

根据实施例，PCB 150可以具有形成在其上的导电图案，并且从无线通信芯片(未示出)提供的电信号可以通过该导电图案提供给馈电单元130。也就是说，根据实施例，导电图案设置在PCB 150的一个面上，并且馈电单元130的第一端可以电连接到导电图案。无线通信芯片设置在PCB 150的另一面上，并且通过无线通信芯片提供的电信号可以通过导电图案提供给馈电单元130。

根据实施例，馈电单元130和支撑单元140可以被设置为使得介电材料120的底面和PCB 150的顶面彼此间隔开预定的第一长度。

根据实施例，馈电单元130和支撑单元140可以形成为相同的形状或者可以形成为不同的形状。即使馈电单元130和支撑单元140在形状上彼此不同，为了保持辐射器110与PCB 150之间的平行，馈电单元130和支撑单元140的高度可以相同。

根据实施例，通过辐射器110辐射的无线电波的频率特性可以基于第一长度(即，介电材料120的底面与PCB 150的顶面之间的距离)来确定。例如，可以依据第一长度改变通过辐射器110辐射的无线电波的增益值。

根据实施例，可以通过介电材料120在辐射器110与馈电单元130之间形成第二长度的距离。也就是说，馈电单元130和辐射器110可以具有间隙联接结构。馈电单元130和辐射器110都由金属材料制成，馈电单元130和辐射器110彼此间隔第二长度，并且介电材料120设置在馈电单元130与辐射器110之间的空间中。因此，利用上述结构，可以获得在馈电单元130与辐射器110之间设置电容器或电感器的效果，这使得可以改善通过辐射器110辐射的无线电波的带宽。

图2是根据本公开的第一实施例的天线模块的配置的仰视图。

参考图2，图2是用于描述在根据本公开的天线模块200的配置中设置在介电材料220的底面上的第一馈电单元230、第二馈电单元232、第一支撑单元242和第二支撑单元240的配置的视图。

根据实施例，馈电单元可以包括第一馈电单元230和第二馈电单元232，第一馈电单元230被配置为向设置在介电材料220的顶面上的辐射器210提供与水平极化相关的电信号，第二馈电单元232被配置为向辐射器210提供与垂直极化相关的电信号。

根据实施例，在介电材料220的底面上，第一馈电单元230的延长线和第二馈电单元232的延长线可以彼此垂直。第一馈电单元230的延长线和第二馈电单元232的延长线可以彼此垂直，以改善水平极化与垂直极化之间的隔离。

根据实施例，在介电材料220的底面上，可以包括设置在第一馈电单元230的延长线上的第一支撑单元242和设置在第二馈电单元232的延长线上的第二支撑单元240。

根据实施例，第一支撑单元242和第二支撑单元240可以包括金属材料。由流经第一馈电单元230或第二馈电单元232的电信号产生的电磁场的分布可以通过第一支撑单元242和第二支撑单元240改变。也就是说，根据本公开的天线模块200的隔离性能可以通过包括在第一支撑单元242和第二支撑单元240中的金属材料来改善。

根据实施例，天线模块200的隔离性能的改善程度可以根据第一支撑单元242和第二支撑单元240与介电材料220的底面之间的接触面积的大小来确定。

同时，在本公开中，公开了第一馈电单元230可以提供与水平极化相关的电信号，并且第二馈电单元232可以提供与垂直极化相关的电信号，但是本公开的范围不应被解释为局限于此。例如，第一馈电单元230可以提供与垂直极化相关的电信号，第二馈电单元232可以提供与水平极化相关的电信号。

图3A是示出根据本公开第一实施例的馈电单元或支撑单元的视图。

参考图3A，根据本公开的馈电单元330可以包括设置在介电材料的底面上的第一区段、从第一区段的第一端向PCB延伸以耦接到PCB的顶面的第二区段，以及从第一区段的第二端向PCB延伸以耦接到PCB的顶面的第三区段。

根据实施例，第一区段是直接耦接到介电材料的底面的部分，并且第一区段可以通过介电材料的底面向设置在介电材料的顶面上的辐射器提供电信号。根据实施例，包括第一区段的天线模块的隔离性能可以依据第一区段的面积大小来改善。

根据实施例，第二区段和第三区段可以从第一区段的第一端延伸，使得介电材料的底面与PCB的顶面彼此间隔开预定的第一长度。根据实施例，通过辐射器辐射的无线电波的频率特性可以基于第一长度来确定。

根据实施例，馈电单元330可以通过焊接到介电材料而形成，并且第一区段可以包括多个突起，使得馈电单元330在注射成型期间不与介电材料分离。根据实施例，第一区段可以包括第一突起333和第二突起334，以便不与介电材料分离，第二区段可以包括第三突起331，以便不与介电材料分离，并且第三区段可以包括第四突起332，以便不与介电材料分离。

同时，尽管图3A示出了馈电单元或支撑单元包括第一区段、第二区段和第三区段的情况，但是这仅仅是示例，并且本公开的范围不限于此。

根据实施例，馈电单元可以仅包括设置在介电材料的底面上的第一区段和从第一区段的第一端向PCB延伸并耦接到PCB的顶面的第二区段。

也就是说，馈电单元可以通过第二区段接收用于从PCB辐射无线电波的电信号，电信号可以通过第二区段传送到第一区段，并且电信号可以通过介电材料的底面从第一区段提供到辐射器。

根据实施例，除了从PCB传送电信号的功能之外，第二区段可以执行支撑介电材料的功能，从而保持介电材料与PCB之间的距离。

图3B是示出根据本公开的第一实施例的连接到介电材料的馈电单元或支撑单元的视图。

图3C是示出根据本公开的第一实施例的连接到介电材料的馈电单元或支撑单元的另一视图。

参考图3B，设置在馈电单元330上的第三突起331和第四突起332连接到介电材料320，并且能够防止馈电单元330沿水平方向分离。

参考图3C，设置在馈电单元330上的第一突起333和第二突起334连接到介电材料320，并且能够防止馈电单元330沿垂直方向分离。

同时，尽管图3A至图3C仅示出了根据本公开的各种实施例的馈电单元的形状，但是根据本公开的支撑单元可以具有与馈电单元相同或相似的形状。此外，由于本公开中公开的馈电单元的形状仅仅是一个实施例，本公开的权利范围不应被解释为限于图3A至图3C所示的馈电单元或支撑单元的形状。

第二实施例

图4是示出根据本公开的第二实施例的包括金属结构的天线模块的视图。

参考图4，根据本公开的天线模块400可以包括：绝缘体430，其为板形并且包括形成在其上以使得电信号流过的导电图案420；金属结构410和412，其设置在绝缘体430的顶面上并且被配置为通过与绝缘体430间隔开预定第一长度的顶面辐射无线电波；以及设置在绝缘体430的底面上的无线通信芯片440，用于通过导电图案420向金属结构410和412提供用于辐射无线电波的电信号。

根据实施例，无线通信芯片440可以通过导电图案420直接向金属结构410和412提供电信号。也就是说，虽然根据第一实施例的天线模块的配置是馈电单元和辐射器通过介电材料彼此间隔开预定距离的配置(即，被配置为间接向辐射器提供电信号的结构)，但是第二实施例中公开的天线模块400的配置是金属结构410和412通过导电图案420直接从无线通信芯片440被提供电信号的配置。

换句话说，根据第二实施例的金属结构410和412包括第一实施例中公开的天线模块的所有馈电单元、支撑单元和辐射器。稍后将参考图5描述金属结构410和412的具体配置。

图5是示出根据本公开的第二实施例的金属结构的视图。

参考图5，根据第二实施例的金属结构可以包括：第一馈电单元520，其具有电连接到形成在绝缘体上的导电图案的第一端和电连接到金属结构的顶面510的第二端，并且该第一馈电单元520被设置为使得金属结构的顶面510与绝缘体的顶面间隔第一长度；第二馈电单元522，其具有电连接到形成在绝缘体上的导电图案的第一端和电连接到金属结构的顶面510的第二端，并且第二馈电单元522被设置为使得金属结构的顶面510与绝缘体的顶面间隔第一长度；以及支撑单元524，其具有连接到绝缘体顶面的第一端和连接到金属结构顶面510的第二端，并且该支撑单元524被设置为使得金属结构顶面510与绝缘体顶面间隔第一长度。

根据实施例，第一馈电单元520可以向金属结构的顶面510提供与水平极化相关的电信号，第二馈电单元522可以向金属结构的顶面510提供与垂直极化相关的电信号。根据实施例，金属结构的顶面510可以从第一馈电单元520或第二馈电单元522接收电信号以辐射无线电波。也就是说，金属结构的顶面510可以执行与辐射器相同或相似的操作。

根据实施例，在绝缘体的顶面上，第一馈电单元520的延长线和第二馈电单元522的延长线可以彼此垂直。根据实施例，通过将第一馈电单元520的延长线和第二馈电单元522的延长线设置为彼此垂直，可以提高天线模块的隔离性能。

根据实施例，支撑单元524可以设置在第一馈电单元520的延长线与第二馈电单元522的延长线之间的区域中。也就是说，当从金属结构的顶面510观察时，第一馈电单元520的延长线和第二馈电单元522的延长线可以彼此垂直(90°)，并且支撑单元524可以设置在由第一馈电单元520和第二馈电单元522在金属结构的顶面510上形成的270°角度范围内的135°的点处。

根据实施例，就天线模块的隔离性能而言，最有利的是，第一馈电单元520的延长线和第二馈电单元522的延长线彼此垂直，并且支撑单元524设置在第一馈电单元520的延长线与第二馈电单元522的延长线之间的区域中。

同时，在本公开中，公开了第一馈电单元520可以提供与水平极化相关的电信号，并且第二馈电单元522可以提供与垂直极化相关的电信号，但是本公开的范围不应被解释为局限于此。例如，第一馈电单元520可以提供与垂直极化相关的电信号，第二馈电单元522可以提供与水平极化相关的电信号。

此外，由于图5所示的金属结构仅仅是本公开中公开的金属结构的实施例，所以本公开的范围不应被解释为局限于图5所示的金属结构。

虽然已经参照本发明的各种实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同形式限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种无线通信系统的天线模块，所述天线模块包括：

辐射器，所述辐射器包括无线电波向其辐射的顶面；

介电材料，所述介电材料设置在所述辐射器的底面上，所述辐射器的底面与所述辐射器的顶面相背；

馈电单元，所述馈电单元设置在所述介电材料的底面上，并且所述馈电单元被配置为通过所述介电材料向所述辐射器提供电信号；以及

支撑单元，所述支撑单元设置在所述介电材料的底面上，并且所述支撑单元包括金属材料。

2.根据权利要求1所述的天线模块，所述天线模块还包括：

印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板耦接到所述馈电单元和所述支撑单元，

其中，所述PCB被配置为向所述馈电单元提供所述电信号，并且

其中，所述馈电单元的高度与所述支撑单元的高度相同。

3.根据权利要求2所述的天线模块，

其中，所述馈电单元和所述支撑单元被设置为使得所述介电材料的底面和所述PCB的顶面彼此间隔开预定的第一长度，

其中，通过所述辐射器辐射的所述无线电波的频率特性是基于所述预定的第一长度而确定的，

其中，所述馈电单元和所述辐射器彼此间隔开第二长度，并且

其中，所述介电材料设置在所述馈电单元与所述辐射器之间的空间中。

4.根据权利要求2所述的天线模块，

其中，所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个均包括：

第一区段，所述第一区段设置在所述介电材料的底面上；以及

第二区段，所述第二区段从所述第一区段的第一端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面，并且

其中，所述第二区段被配置为：

支撑所述介电材料，使得所述介电材料与所述PCB之间的距离保持不变；以及

从所述PCB向所述辐射器传送所述电信号。

5.根据权利要求4所述的天线模块，其中，所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个还包括从所述第一区段的第二端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面的第三区段。

6.根据权利要求5所述的天线模块，

其中，所述介电材料被设置为围绕所述馈电单元和所述支撑单元，并且

其中，所述第一区段、所述第二区段和所述第三区段中的每一个均包括突起，以便不与所述介电材料分离。

7.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述馈电单元包括：

第一馈电单元，所述第一馈电单元被配置为向所述辐射器提供与水平极化相关的电信号；以及

第二馈电单元，所述第二馈电单元被配置为向所述辐射器提供与垂直极化相关的电信号，并且

其中，在所述介电材料的底面上，所述第一馈电单元的延长线和所述第二馈电单元的延长线彼此垂直。

8.根据权利要求7所述的天线模块，其中，所述支撑单元还包括：

第一支撑单元，所述第一支撑单元设置在所述第一馈电单元在所述介电材料的底面上的延长线上；以及

第二支撑单元，所述第二支撑单元设置在所述第二馈电单元在所述介电材料的底面上的延长线上。

9.一种无线通信系统的天线模块，所述天线模块包括：

绝缘体，所述绝缘体为板形，并且包括形成在其上的供电信号流过的导电图案；

金属结构，所述金属结构设置在所述绝缘体的顶面上，并且所述金属结构被配置为通过所述金属结构的顶面辐射无线电波，其中所述金属结构的顶面与所述绝缘体间隔开预定的第一长度；以及

无线通信芯片，所述无线通信芯片设置在所述绝缘体的底面上，并且所述无线通信芯片被配置为通过所述导电图案向所述金属结构提供电信号以辐射所述无线电波。

10.根据权利要求9所述的天线模块，其中，所述金属结构包括：

第一馈电单元，所述第一馈电单元包括第一端和第二端，所述第一馈电单元的第一端电连接到形成在所述绝缘体上的导电图案，所述第一馈电单元的第二端电连接到所述金属结构的顶面，所述第一馈电单元被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔开所述预定的第一长度；

第二馈电单元，所述第二馈电单元包括第一端和第二端，所述第二馈电单元的第一端电连接到形成在所述绝缘体上的导电图案，所述第二馈电单元的第二端电连接到所述金属结构的顶面，所述第二馈电单元被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔开所述预定的第一长度；以及

支撑单元，所述支撑单元包括第一端和第二端，所述支撑单元的第一端连接到所述绝缘体的顶面，所述支撑单元的第二端连接到所述金属结构的顶面，所述支撑单元被设置为使得所述金属结构的顶面与所述绝缘体的顶面间隔开所述预定的第一长度。

11.根据权利要求10所述的天线模块，

其中，在所述绝缘体的顶面上，所述第一馈电单元的延长线和所述第二馈电单元的延长线彼此垂直，

其中，所述支撑单元设置在所述第一馈电单元的延长线与所述第二馈电单元的延长线之间的区域中，并且

其中，所述无线通信芯片通过所述导电图案直接向所述金属结构提供电信号。

12.一种电子设备，所述电子设备包括：

天线模块，

其中，所述天线模块包括：

辐射器，所述辐射器具有顶面，无线电波朝向所述辐射器的顶面辐射；

介电材料，所述介电材料设置在所述辐射器的底面上，所述辐射器的底面与所述辐射器的顶面相背；

馈电单元，所述馈电单元设置在所述介电材料的底面上，所述馈电单元被配置为通过所述介电材料向所述辐射器提供电信号；以及

支撑单元，所述支撑单元设置在所述介电材料的底面上，所述支撑单元包括金属材料。

13.根据权利要求12所述的电子设备，所述电子设备还包括：

印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板耦接到所述馈电单元和所述支撑单元，

其中，所述PCB被配置为向所述馈电单元提供所述电信号，并且

其中，所述馈电单元的高度与所述支撑单元的高度相同。

14.根据权利要求13所述的电子设备，

其中，所述馈电单元和所述支撑单元被设置为使得所述介电材料的底面和所述PCB的顶面彼此间隔开预定的第一长度，

其中，通过所述辐射器辐射的所述无线电波的频率特性是基于所述预定的第一长度而确定的，

其中，所述馈电单元和所述辐射器彼此间隔开第二长度，并且

其中，所述介电材料设置在所述馈电单元与所述辐射器之间的空间中。

15.根据权利要求13所述的电子设备，

其中，所述馈电单元和所述支撑单元中的每一个均包括：

第一区段，所述第一区段设置在所述介电材料的底面上；以及

第二区段，所述第二区段从所述第一区段的第一端向所述PCB延伸以耦接到所述PCB的顶面，并且

其中，所述第二区段被配置为：

支撑所述介电材料，使得所述介电材料与所述PCB之间的距离保持不变；以及

从所述PCB向所述辐射器传送所述电信号。

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