CN112086743B - 天线设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种天线设备，所述天线设备包括：多个贴片天线图案；多个第一馈电过孔，各自电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案；以及多条第一馈电线，各自电连接到所述多个第一馈电过孔中的对应的第一馈电过孔。所述第一馈电过孔中的每个第一馈电过孔在从对应的贴片天线图案的中心沿第一方向偏移的点处电连接到所述对应的贴片天线图案。所述多条第一馈电线中的至少一条第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向与所述多条第一馈电线中的至少另一条第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度。

Description

天线设备

本申请要求于2019年6月13日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0069809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被包含于此。

技术领域

本申请涉及一种天线设备。

背景技术

移动通信数据流量每年都在快速增长。正在进行积极的技术开发，以支持在无线网络中实时传输这样的快速增长的数据。例如，基于物联网(IoT)的数据、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、与社交网络服务(SNS)结合的实况VR/AR、自主导航以及诸如同步视窗(使用超小型的用户实时视频传输)的应用的内容需要支持大量数据的发送和接收的通信(例如，第五代(5G)通信和毫米波(mmWave)通信)。

近来，已经积极研究了包括第5代(5G)通信的毫米波(mmWave)通信，并且正在积极进行对于执行这样的通信有效的天线设备的标准化和商业化的研究。

由于高频带(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz和60GHz)中的射频(RF)信号在其传输的过程中容易被吸收并且损耗，因此使用这样的RF信号的通信的质量可能急剧降低。因此，用于高频带中的通信的天线可能需要与常规的天线技术的方法不同的方法，并且单独的方法可能需要额外的特殊技术，诸如用于提供充足的天线增益、集成天线和射频集成电路(RFIC)并且实现充足的有效全向辐射功率(EIRP)的单独功率放大器。

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：多个贴片天线图案；多个第一馈电过孔，各自电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案；以及多条第一馈电线，各自电连接到所述多个第一馈电过孔中的对应的第一馈电过孔，其中，所述多个第一馈电过孔中的每个第一馈电过孔在从对应的贴片天线图案的中心沿第一方向偏移的点处电连接到所述对应的贴片天线图案，并且所述多条第一馈电线中的至少一条第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向与所述多条第一馈电线中的至少另一条第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度。

所述天线设备还可包括：多个第一布线过孔，各自电连接到所述多条第一馈电线中的对应的第一馈电线；以及集成电路(IC)，电连接到所述多个第一布线过孔。

所述天线设备还可包括多个第二馈电过孔，所述多个第二馈电过孔各自电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案，其中，所述多个第二馈电过孔中的每个第二馈电过孔可在从对应的贴片天线图案的中心沿与所述第一方向不同的第二方向偏移的点处电连接到所述对应的贴片天线图案。

所述天线设备还可包括多条第二馈电线，所述多条第二馈电线各自电连接到所述多个第二馈电过孔中的对应的馈电过孔，其中，所述多条第二馈电线中的至少一条第二馈电线从对应的第二馈电过孔延伸的起始方向与所述多条第二馈电线中的至少另一条第二馈电线从对应的第二馈电过孔延伸的起始方向之间的角度可以不是0度并且可以不是180度。

所述多条第一馈电线中的至少一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向和所述多条第一馈电线中的所述至少另一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向可彼此垂直并且可与所述多个第一馈电过孔垂直。

所述天线设备还可包括多个侧耦合图案，所述多个侧耦合图案与所述多个贴片天线图案一起沿第二方向设置，其中，所述多条第一馈电线中的至少一条第一馈电线中的每者可从对应的第一馈电过孔沿所述第二方向开始延伸。

所述天线设备还可包括接地面，所述接地面设置在所述多个贴片天线图案与所述多条第一馈电线之间并且包括多个通孔，所述多个第一馈电过孔分别贯穿所述多个通孔。

所述天线设备还可包括多个上耦合图案，所述多个上耦合图案分别与所述多个贴片天线图案在向上的方向上间隔开，其中，所述多个第一馈电过孔可分别从所述多个贴片天线图案沿向下的方向延伸。

所述天线设备还可包括多个侧耦合图案，所述多个侧耦合图案与所述多个贴片天线图案和所述多个上耦合图案一起沿第二方向设置，其中，所述多个侧耦合图案中的一些侧耦合图案可设置在与所述多个贴片天线图案的高度相同的高度处，并且所述多个侧耦合图案中的其余侧耦合图案可设置在与所述多个上耦合图案的高度相同的高度处。

所述多个贴片天线图案可包括至少六个贴片天线图案并可分为第一组贴片天线图案和第二组贴片天线图案，并且与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的每条第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向和与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的每条第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向之间的角度可以不是0度并且可以不是180度。

与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的至少一条馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向可以和与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的其余第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔延伸的方向相反，与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的至少一条馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向可以和与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的其余第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔延伸的方向相反，并且与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向可以和与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向垂直。

所述天线设备还可包括：多条耦合馈电线；以及多个第一布线过孔，其中，所述耦合馈电线中的至少一条耦合馈电线中的每者可使与所述第一组的贴片天线图案对应并且从对应的第一馈电过孔沿相反方向延伸的第一馈电线中的相应两条第一馈电线电连接到所述第一布线过孔中的相应一者，并且所述耦合馈电线中的其余耦合馈电线中的每者可使与所述第二组的贴片天线图案对应并且从对应的第一馈电过孔沿相反方向延伸的第一馈电线中的相应两条第一馈电线电连接到所述第一布线过孔中的相应一者。

所述多个贴片天线图案可按照N×M矩阵结构设置，其中，N可以是大于或等于3的正整数，M可以是大于或等于2的正整数，并且所述第一组贴片天线图案可包括所述N×M矩阵结构的第(1，1)贴片天线图案、所述N×M矩阵结构的第(1，N)贴片天线图案、所述N×M矩阵结构的第(M，1)贴片天线图案和所述N×M矩阵结构的第(M，N)贴片天线图案中的至少一者。

在另一总体方面，一种天线设备包括：多个贴片天线图案；多个馈电过孔，每个馈电过孔的一端电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案并且被构造为向所述对应的贴片天线图案提供竖直馈电能量分量；以及多条馈电线，每条馈电线的一端电连接到所述多个馈电过孔中的对应的馈电过孔的另一端，其中，所述多个贴片天线图案分为第一组贴片天线图案和第二组贴片天线图案，与所述第一组贴片天线图案的贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线被构造为仅在第一方向上或者仅在与所述第一方向相反的方向上向对应的馈电过孔提供水平馈电能量分量，并且与所述第二组贴片天线图案的贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线被构造为仅在与所述第一方向垂直的第二方向上或者仅在与所述第二方向相反的方向上向对应的馈电过孔提供水平馈电能量分量。

所述多个贴片天线图案可按照N×M矩阵结构设置，其中，N为大于或等于3的正整数，M为大于或等于2的正整数，并且所述第一组贴片天线图案可包括所述N×M矩阵结构的第(1，1)贴片天线图案、第(1，N)贴片天线图案、第(M，1)贴片天线图案和第(M，N)贴片天线图案中的至少一者。

所述天线设备还可包括多个侧耦合图案，所述多个侧耦合图案仅在所述第一方向上或者仅在所述第二方向上设置为使得所述多个贴片天线图案中的每个贴片天线图案具有所述侧耦合图案中的两个对应的侧耦合图案，所述两个对应的侧耦合图案设置在所述贴片天线图案的仅在所述第一方向上或者仅在所述第二方向上的相对侧上。

在另一总体方面，一种天线设备包括：多个贴片天线图案，在第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向中的任意一者或者两者上设置；多个馈电过孔，沿与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向延伸；以及多条馈电线，其中，所述馈电过孔中的每个馈电过孔包括第一端和第二端，并且所述馈电过孔中的每个馈电过孔的第一端在所述贴片天线图案中的对应的贴片天线图案的馈电点处电连接到所述对应的贴片天线图案，所述馈电线中的每条馈电线包括第一端和第二端，并且所述馈电线中的每条馈电线的第一端电连接到所述馈电过孔中的对应的馈电过孔的第二端，所述馈电线中的至少一条馈电线中的每者从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第三方向垂直的第一起始方向或沿与所述第一起始方向相反的方向开始延伸，所述馈电线中的全部其余的馈电线中的每者从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第三方向垂直的第二起始方向或沿与所述第二起始方向相反的方向开始延伸，并且所述第二起始方向与所述第一起始方向不同，并且不与所述第一起始方向相反。

所述第一起始方向与所述第二起始方向之间的角度基本上可以为90度。

所述贴片天线图案中的每个贴片天线图案的馈电点可从所述贴片天线图案的中心沿预定方向偏移预定距离，所述预定距离对于全部所述馈电点可以是相同的，并且所述预定方向对于全部所述馈电点可以是相同的。

所述贴片天线图案可按照N×M矩阵结构设置，其中，N为大于或等于4的正整数，M为大于或等于4的正偶整数，所述第一起始方向可以是所述第一方向，与所述第一起始方向相反的方向可以是与所述第一方向相反的方向，所述第二起始方向可以是所述第二方向，与所述第二起始方向相反的方向可以是与所述第二方向相反的方向，所述馈电线中的所述至少一条馈电线可分别与所述N×M矩阵结构的第(1，1)贴片天线图案、第(1，2)贴片天线图案、第(1，N-1)贴片天线图案、第(1，N)贴片天线图案、第(M，1)贴片天线图案、第(M，2)贴片天线图案、第(M，N-1)贴片天线图案和第(M，N)贴片天线图案对应，所述馈电线中的全部其余的馈电线可分别与所述N×M矩阵结构的贴片天线图案的全部其余贴片天线图案对应，与第(1，1)贴片天线图案、第(1，N-1)贴片天线图案、第(M，1)贴片天线图案和第(M，N-1)贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线可从对应的馈电过孔的第二端沿所述第一方向开始延伸，与第(1，2)贴片天线图案、第(1，N)贴片天线图案、第(M，2)贴片天线图案和第(M，N)贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线可从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第一方向相反的方向开始延伸，所述贴片天线图案的所述其余贴片天线图案可分为成对的贴片天线图案，所述成对的贴片天线图案中的每者中的贴片天线图案可在所述第二方向上彼此相邻，与所述成对的贴片天线图案中的每者中的第一贴片天线图案对应的馈电线可从对应的馈电过孔的第二端沿所述第二方向朝向所述成对的贴片天线图案中的第二贴片天线图案开始延伸，并且与所述成对的贴片天线图案中的每者中的第二贴片天线图案对应的馈电线可从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第二方向相反的所述方向朝向所述成对的贴片天线图案中的第一贴片天线图案开始延伸。

通过以下具体实施方式和附图，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1A是示出天线设备的示例的透视图。

图1B是示出图1A的天线设备进一步包括侧耦合图案的变型示例的俯视图。

图1C是示出图1A的天线设备进一步包括第二馈电过孔和第二馈电线的另一变型示例的俯视图。

图1D是示出图1B的天线设备包括圆形贴片天线图案的变型示例的俯视图。

图1E是示出图1D的天线设备进一步包括接地面和屏蔽过孔的变型示例的俯视图。

图2是包括连接构件和上耦合图案的天线设备的另一示例的侧视图。

图3A至图3C是示出N×M矩阵结构的天线设备的示例的俯视图。

图4是示出包括设置在左上角中的图3A的N×M矩阵结构的天线设备的N×M矩阵结构的天线设备的另一示例的俯视图。

图5A示出了由按照N×M矩阵结构设置并具有均匀馈电结构的多个天线部的多个贴片天线图案产生的具有旁瓣的辐射图案的示例。

图5B示出了由按照N×M矩阵结构设置并具有混合馈电结构的多个天线部的多个贴片天线图案产生的基本不具有旁瓣的辐射图案的示例。

图6A和图6B是示出包括在天线设备中的连接构件以及该连接构件的底表面上的结构的示例的侧视图。

图7是示出天线设备的结构的示例的侧视图。

图8A至图8C是示出电子装置中的天线设备的布置的示例的俯视图。

在整个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、说明和方便起见，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这里描述的方法、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，这里描述的方法、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，这里描述的操作的顺序仅仅是示例，并不限于这里阐述的顺序，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是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供这里所描述的示例仅为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。

这里描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的其他构造也是可行的。

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。

如在这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。

尽管这里可使用诸如“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、层或部分不受限于这些术语。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，这里所描述的示例中所称的第一构件、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。

为了便于描述，这里可使用诸如“在……上方”、“上面”、“在……下方”和“下面”的空间相对术语，以描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意图除了包含附图中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位于“上方”或“上面”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括上方和下方两种方位。装置也可按照其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并且这里所使用的空间相对术语将被对应地解释。

这里所使用的术语仅用于描述各种示例，并不用于限制本公开。除非上下文另有明确说明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”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。

图1A是示出天线设备的示例的透视图。

参照图1A，天线设备包括多个贴片天线图案110a和110b、多个第一馈电过孔120a和120b、多条第一馈电线221a和221b以及多个第一布线过孔231a和231b。天线设备分为第一天线部100a和第二天线部100b。

多个贴片天线图案110a和110b中的每者在竖直方向(图1A中的Z方向)上发送和接收射频(RF)信号，并且形成辐射图案。

RF信号在其发送期间从集成电路(IC)(未示出)传输到多个贴片天线图案110a和110b，并且在其接收期间从多个贴片天线图案110a和110b传输到IC。

多个贴片天线图案110a和110b的数量越多，多个贴片天线图案110a和110b的增益越高。然而，多个贴片天线图案110a和110b的数量越多，多个贴片天线图案110a和110b与IC之间的电路径越复杂。电路径越复杂，电路径的总传输损耗越大。

多个贴片天线图案110a和110b的RF信号之间的相位差可通过在IC中执行波束成形来控制，或者可由多个贴片天线图案110a和110b与IC之间的电路径的电长度之间的差来确定。相位差越接近设计相位差，多个贴片天线图案的增益和方向性越高。多个贴片天线图案110a和110b与IC之间的电路径的复杂性可使相位差与设计相位差不同。

多个第一馈电过孔120a和120b中的每个电连接到多个贴片天线图案110a和110b中的对应的贴片天线图案。

多个贴片天线图案110a和110b以及多条第一馈电线221a和221b可相对于彼此设置在不同的高度处。因此，可随着贴片天线图案110a和110b的数量的增加而减小贴片天线图案110a和110b中的每者的尺寸，并且可进一步简化多个贴片天线图案110a和110b与IC之间的电路径。电路径的简化减少了电路径的总传输损耗，并且使由多个贴片天线图案110a和110b发送和接收的RF信号之间的相位差变得更接近设计相位差。结果，改善了多个贴片天线图案110a和110b的增益和方向性。

多个第一馈电过孔120a和120b在竖直方向(Z方向)上连接到多个贴片天线图案110a和110b。

从多个贴片天线图案110a和110b中的每个辐射的RF信号沿与多个贴片天线图案110a和110b中的每个的表面电流垂直的竖直方向(Z方向)传播。沿竖直方向传播的RF信号在与竖直方向(Z方向)垂直的第一方向(例如，图1A中的X方向)上产生电场，并且在与竖直方向(Z方向)和第一方向(X方向)垂直的第二方向(例如，图1A中的Y方向)上产生磁场。

多个贴片天线图案110a和110b的增益和方向性提高得越多，由多个贴片天线图案110a和110b产生的电场的方向彼此越相似，并且由多个贴片天线图案110a和110b产生的磁场的方向彼此越相似。

多个第一馈电过孔120a和120b中的每个在从多个贴片天线图案110a和110b中的对应的贴片天线图案的中心沿第一方向(例如，X方向)偏移的点处电连接到对应的贴片天线图案。

因此，与多个第一馈电过孔120a和120b对应的多个贴片天线图案110a和110b中的每个的表面电流的大部分沿第一方向或沿与第一方向相反的方向流动。因此，增大了多个贴片天线图案110a和110b的磁场方向的相似性和电场方向的相似性，并且提高了多个贴片天线图案110a和110b的增益和方向性。

多条第一馈电线221a和221b中的每条电连接到多个第一馈电过孔120a和120b中的对应的第一馈电过孔。多条馈电线221a和221b将多个第一馈电过孔120a和120b电连接到多个第一布线过孔231a和231b，以形成用于RF信号的电路径。多个第一布线过孔231a和231b将多条第一馈电线221a和221b电连接到IC。

例如，多条第一馈电线221a和221b设置在X-Y平面中。

多条第一馈电线221a和221b到多个第一馈电过孔120a和120b的电连接方向与多条第一馈电线221a和221b中的RF信号的传输方向对应。

多条第一馈电线221a和221b与多个第一馈电过孔120a和120b之间的电连接点是这样的点：在该点处，RF信号的传输方向从水平方向(例如，X方向和Y方向)弯折到竖直方向(例如，Z方向)。

RF信号的频率越高，RF信号的特性越接近光的特性，并且改变RF信号的传输方向越困难。因此，当RF信号从多条第一馈电线221a和221b进入多个第一馈电过孔120a和120b时，RF信号包括与多条第一馈电线221a和221b中的RF信号的传输方向对应的水平矢量分量。

随着RF信号从多条第一馈电线221a和221b与多个馈电过孔120a和120b之间的电连接点传播到多个贴片天线图案110a和110b，水平矢量分量逐渐变为竖直矢量分量，但是可在它们完全变为竖直矢量分量之前到达多个贴片天线图案110a和110b。多个第一馈电过孔120a和120b的电长度越短，到达多个贴片天线图案110a和110b的水平矢量分量的能量越大。

到达多个贴片天线图案110a和110b的水平矢量分量的能量影响多个贴片天线图案110a和110b的表面电流的方向。因此，多个贴片天线图案110a和110b的表面电流的方向受到多条第一馈电线221a和221b到多个第一馈电过孔120a和120b的电连接方向的影响，即，受到多条第一馈电线221a和221b从对应的第一馈电过孔120a和120b开始延伸的方向的影响。

多条第一馈电线221a和221b从对应的第一馈电过孔120a和120b开始延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度。

例如，第一天线部100a的第一馈电线221a沿第二方向(例如，Y方向)电连接到第一馈电过孔120a，第二天线部100b的第一馈电线221b沿第一方向(例如，X方向)电连接到第一馈电过孔120b。因此，在该示例中，第一馈电线221a从第一馈电过孔120a开始延伸的方向与第一馈电线221b从第一馈电过孔120b开始延伸的方向之间的角度为90度。然而，由于制造时的变化，角度可能略小于90度，或者可能略大于90度。因此，角度可基本为90度。

因此，第一天线部100a的第一馈电线221a到第一馈电过孔120a的电连接方向对贴片天线图案110a的表面电流的第一影响与第二天线部100b的第一馈电线221b到第一馈电过孔120b的电连接方向对贴片天线图案110b的表面电流的第二影响不同。

由于第一影响和第二影响彼此不同，因此如稍后将关于图5A和图5B所说明的，由多个贴片天线图案110a产生的辐射图案中的旁瓣被减小或消除。

图1B是示出图1A的天线设备进一步包括侧耦合图案的变型示例的俯视图。

参照图1B，图1A的天线设备进一步包括多个侧耦合图案130a和130b。

多个侧耦合图案130a设置在贴片天线图案110a的相对侧上并且电耦合到贴片天线图案110a，多个侧耦合图案130b设置在贴片天线图案110b的相对侧上并且电耦合到贴片天线图案110b。

多个侧耦合图案130a和130b为多个贴片天线图案110a和110b提供额外的电容和电感。额外的电容和电感为多个贴片天线图案110a和110b中的每个提供额外的谐振频率，从而增大了多个贴片天线图案110a和110b中的每个的带宽。

另外，多个侧耦合图案130a和130b与多个贴片天线图案110a和110b一起沿第二方向(图1B中的Y方向)设置。

多个侧耦合图案130a和130b帮助稳定多个贴片天线图案110a和110b的表面电流的方向，从而改善多个贴片天线图案110a和110b的增益和方向性。

图1C是示出图1A的天线设备进一步包括第二馈电过孔和第二馈电线的另一变型示例的俯视图。

参照图1C，天线设备进一步包括多个第二馈电过孔122a和122b以及多条第二馈电线222a和222b。

多个第二馈电过孔122a和122b中的每个在从多个贴片天线图案110a和110b中的对应的贴片天线图案的中心沿第二方向(例如，Y方向)偏移的点处电连接到对应的贴片天线图案。

因此，与多个第二馈电过孔122a和122b对应的多个贴片天线图案110a和110b中的每个的第二表面电流的大部分沿第二方向(Y方向)或沿与第二方向相反的方向流动，第二表面电流的大部分的方向与对应于多个第一馈电过孔120a和120b的多个贴片天线图案110a和110b的第一表面电流的方向垂直。

当第一表面电流和第二表面电流彼此垂直时，与第一表面电流对应的第一电场和与第二表面电流对应的第二电场彼此垂直，与第一表面电流对应的第一磁场和与第二表面电流对应的第二磁场彼此垂直。

因此，可基本并行地发送和接收通过多个第一馈电过孔120a和120b传输的第一RF信号和通过多个第二馈电过孔122a和122b传输的第二RF信号，而不发生彼此干涉。

多条第二馈电线222a和222b中的每条电连接到多个第二馈电过孔122a和122b中的对应的第二馈电过孔。多条第二馈电线222a和222b从对应的第二馈电过孔122a和122b开始延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度。

因此，由多个贴片天线图案110a和110b产生的旁瓣被更有效地减小或消除。

图1D是示出图1B的天线设备包括圆形贴片天线图案的变型示例的俯视图。

参照图1D，多个贴片天线图案110a和110b为圆形而非如图1A至图1C中的矩形。

参照图1A至图1D，根据天线设备的设计，多个贴片天线图案110a和110b可以是多边形或圆形的。

图1E是示出图1D的天线设备进一步包括接地面和屏蔽过孔的变型示例的俯视图。

参照图1E，根据天线设备的设计，天线设备包括：圆形贴片天线图案110e，具有与图1D的贴片天线图案110a和110b中的一者对应的圆形形状；以及多个侧耦合图案130e，沿着与贴片天线图案110e的圆形形状对应的圆形图案围绕贴片天线图案110e。天线设备还包括接地面201a和屏蔽过孔245a。

图2是包括连接构件和上耦合图案的天线设备的另一示例的侧视图。

参照图2，天线设备包括与图1A和图1B的第一天线部100a相似的天线部、连接构件200和上耦合图案115a。

天线部包括：贴片天线图案110a；第一馈电过孔120a，一端电连接到贴片天线图案110a；第一馈电线221a，一端电连接到第一馈电过孔120a的另一端；第一布线过孔231a，一端电连接到第一馈电线221a的另一端；以及两个侧耦合图案130a，设置在贴片天线图案110a的相对侧上。

连接构件200包括接地面201a、第二接地面202a、第三接地面203a、第四接地面204a和屏蔽过孔245a。接地面201a包括第一馈电过孔120a贯穿其的通孔。第二接地面202a包括其中设置有第一馈电线221a的孔。第三接地面203a包括第一布线过孔231a贯穿其的通孔。

与以上结合图1A讨论的IC对应的IC(未示出)安装在连接构件200的底表面上。IC电连接到第一布线过孔231a。

包括第一馈电过孔120a贯穿其的通孔的接地面201a设置在贴片天线图案110a与第一馈电线221a之间。

因此，改善了第一馈电线221a与贴片天线图案110a之间的电磁隔离，从而减小了从第一馈电线221a辐射的RF信号的电磁噪声。

接地面201a用作用于从贴片天线图案110a辐射的电磁波的电磁波反射器，使贴片天线图案110a的辐射图案进一步集中在向上的方向上。

上耦合图案115a与贴片天线图案110a在向上的方向上间隔开。上耦合图案115a为贴片天线图案110a提供额外的电容和电感。额外的电容和电感为贴片天线图案110a提供额外的谐振频率，从而增大了贴片天线图案110a的带宽。

可存在两个或更多个上耦合图案115a。贴片天线图案110a的带宽随着上耦合图案115a的数量的增加而增大。在图2中所示的示例中，存在三个上耦合图案115a。

可存在设置在贴片天线图案110a的两个相对侧中的每个上的两个或更多个侧耦合图案130a。例如，侧耦合图案130a中的一些在贴片天线图案110a的两个相对侧中的每个上设置在与贴片天线图案110a的高度相同的高度处，侧耦合图案130a中的其他侧耦合图案在侧耦合图案130a的两个相对侧中的每个上设置在与上耦合图案115a的高度相同的高度处。在图2中所示的示例中，在贴片天线图案110a的两个相对侧中的每个上存在四个侧耦合图案130a。

图2中所示的层和过孔利用金属制成。绝缘层设置在金属层之间。因此，图2中所示的结构具有与印刷电路板(PCB)的其中具有图案的多个金属层与多个绝缘层交错的结构类似的结构。

上耦合图案115a中的每者和侧耦合图案130a中的每者为贴片天线图案110a提供额外的电容和电感，从而进一步增大了贴片天线图案110a的带宽。

图3A至图3C是示出N×M矩阵结构的天线设备的示例的俯视图。

参照图3A至图3C，天线设备包括第一天线部100a、第二天线部100b、第三天线部100c、第四天线部100d、第五天线部100e、第六天线部100f、第七天线部100g、第八天线部100h、第九天线部100i、第十天线部100j、第十一天线部100k和第十二天线部100l。

第一天线部100a、第二天线部100b、第三天线部100c、第四天线部100d、第五天线部100e、第六天线部100f、第七天线部100g、第八天线部100h、第九天线部100i、第十天线部100j、第十一天线部100k和第十二天线部100l按照N×M矩阵结构设置，其中，在Y方向上N为4，在X方向上M为3。

第一天线部100a、第二天线部100b、第三天线部100c、第四天线部100d、第五天线部100e、第六天线部100f、第七天线部100g、第八天线部100h、第九天线部100i、第十天线部100j、第十一天线部100k和第十二天线部100l中的每者包括接收竖直馈电能量分量和水平馈电能量分量的贴片天线图案，竖直馈电能量分量由电连接到贴片天线图案的对应的馈电过孔提供，水平馈电能量分量由电连接到对应的馈电过孔的对应的馈电线提供。

第一天线部100a和第三天线部100c属于第一组天线部，第二天线部100b、第四天线部100d、第五天线部100e、第六天线部100f、第七天线部100g、第八天线部100h、第九天线部100i、第十天线部100j、第十一天线部100k和第十二天线部100l属于第二组天线部。

第一组的第一馈电线221a和221c从第一组的对应的第一馈电过孔120a和120c延伸的方向与第二组的第一馈电线221b和221g从第二组的对应的第一馈电过孔120b和120g延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度，并且可以是90度。

第一组天线部的贴片天线图案中的每者仅在第一方向上或与第一方向相反的方向上接收水平馈电能量分量，第二组天线部的贴片天线图案中的每者仅在与第一方向垂直的第二方向上或与第二方向相反的方向上接收水平馈电能量分量。

因此，由第一天线部100a、第二天线部100b、第三天线部100c、第四天线部100d、第五天线部100e、第六天线部100f、第七天线部100g、第八天线部100h、第九天线部100i、第十天线部100j、第十一天线部100k和第十二天线部100l的多个贴片天线图案产生的辐射图案基本不具有旁瓣。

参照图3A和图3B，在第一组中，第一馈电线221a从对应的第一馈电过孔120a延伸的方向与第一馈电线221c从对应的第一馈电过孔120c延伸的方向相反。第一耦合馈电线221ac的一端电连接到第一馈电线221a和221c的端部，第一耦合馈电线221ac的另一端电连接到对应的第一布线过孔(未示出)。

在第二组中，第一馈电线221b从对应的第一馈电过孔120b延伸的方向与第一馈电线221g从对应的第一馈电过孔120g延伸的方向相反。第一耦合馈电线221bg的一端电连接到第一馈电线221b和221g的端部，第一耦合馈电线221bg的另一端电连接到对应的第一布线过孔(未示出)。

第一耦合馈电线221ac和221bg的使用减少了一直到第一布线过孔的馈电线的数量，从而减少了RF信号在馈电线中的传输损耗和由馈电线所占据的总面积。

参照图3B，在第一组中，第二馈电线222a从对应的第二馈电过孔122a延伸的方向与第二馈电线222c从对应的第二馈电过孔122c延伸的方向相反。第二耦合馈电线222ac的一端连接到第二馈电线222a和222c的端部，第二耦合馈电线222ac的另一端电连接到对应的第二布线过孔(未示出)。

在第二组中，第二馈电线222b从对应的第二馈电过孔122b延伸的方向与第二馈电线222g从对应的第二馈电过孔122g延伸的方向相反。第二耦合馈电线222bg的一端连接到第二馈电线222b和222g的端部，第二耦合馈电线222bg的另一端电连接到对应的第二布线过孔(未示出)。

参照图3C，已省略图3A的第一耦合馈电线221ac和221bg。因此，第一组的第一馈电线221a和221c以及第二组的第一馈电线221b和221g直接连接到对应的第一布线过孔(未示出)。

图4是示出包括设置在左上角中的图3A的N×M矩阵结构的天线设备的N×M矩阵结构的天线设备的另一示例的俯视图。图5A示出了由按照N×M矩阵结构设置并具有均匀馈电结构的多个天线部的多个贴片天线图案产生的具有旁瓣的辐射图案的示例。图5B示出了由按照N×M矩阵结构设置并具有混合馈电结构的多个天线部的多个贴片天线图案产生的基本不具有旁瓣的辐射图案的示例。

参照图4，天线设备包括按照N×M矩阵结构设置的64个天线部，其中，在Y方向上N为8，在X方向上M为8。64个天线部包括图3A的第一天线部100a、第二天线部100b、第三天线部100c、第四天线部100d、第五天线部100e、第六天线部100f、第七天线部100g、第八天线部100h、第九天线部100i、第十天线部100j、第十一天线部100k和第十二天线部100l，该十二个天线部按照N×M矩阵结构设置(其中，在Y方向上N为4，在X方向上M为3)并且设置在图4的N×M矩阵结构的左上角中。

尽管图4示出了8×8矩阵结构，但这仅仅是天线设备中的N×M矩阵结构的天线部的一个示例。一般而言，天线设备可包括按照N×M矩阵结构设置的天线部，其中，N为大于或等于3的正整数，M为大于或等于2的正整数。

64个天线部分为第一组天线部和第二组天线部。

第一组由八个天线部组成，八个天线部包括：在N×M矩阵结构的左上角中的第一角区域SLC1中的两个天线部；在N×M矩阵结构的右上角中的第二角区域SLC2中的两个天线部；在N×M矩阵结构的左下角中的第三角区域SLC3中的两个天线部；以及在N×M矩阵结构的右下角中的第四角区域SLC4中的两个天线部。

第二组由不在第一组中的56个天线部组成。

64个天线部中的每个包括如图3A的天线部中的贴片天线图案和设置在贴片天线图案的相对侧上的两个侧耦合图案。

天线设备进一步包括布线过孔231和电连接到布线过孔231的IC 310。第一组的八个天线部的贴片天线图案通过馈电过孔、馈电线和耦合馈电线(像图3A的第一馈电过孔120a、第一馈电线221a和第一耦合馈电线221ac一样)连接到布线过孔231中的对应的布线过孔。第二组的56个天线部的贴片天线图案通过馈电过孔、馈电线和耦合馈电线(像图3A的第一馈电过孔120b、第一馈电线221b和第一耦合馈电线221bg一样)连接到布线过孔231中的对应的布线过孔。

关于第一组的八个天线部，第一角区域SLC1包括N×M矩阵结构的第(1，1)天线部和第(1，2)天线部；第二角区域SLC2包括N×M矩阵结构的第(1，N-1)天线部和第(1，N)天线部；第三角区域SLC3包括N×M矩阵结构的第(M，1)天线部和第(M，2)天线部；第四角区域SLC4包括N×M矩阵结构的第(M，N-1)天线部和第(M，N)天线部。

根据天线设备的设计，第一组的第一角区域SLC1、第二角区域SLC2、第三角区域SLC3和第四角区域SLC4中的至少一者可属于第二组而不是第一组。

N×M矩阵结构的第(1，1)天线部、第(1，N)天线部、第(M，1)天线部和第(M，N)天线部在X方向和Y方向上仅与两个其他的天线部相邻。对比之下，N×M矩阵结构的其他天线部中的所有天线部在X方向和Y方向上与三个或四个其他的天线部相邻。这使N×M矩阵结构的第(1，1)天线部、第(1，N)天线部、第(M，1)天线部和第(M，N)天线部的贴片天线图案的表面电流的特性与N×M矩阵结构的其他天线部的贴片天线图案的表面电流的特性略有不同。

参照图5A，各自包括贴片天线图案的多个天线部按照N×M矩阵结构设置，其中，在Y方向上N为8，在X方向上M为8。图5A的多个天线部具有其中贴片天线图案中的每者仅在第二方向(Y方向)上或者仅在与第二方向相反的方向上接收水平馈电能量分量的均匀馈电结构。N×M矩阵结构的第(1，1)天线部、第(1，N)天线部、第(M，1)天线部和第(M，N)天线部的贴片天线图案的表面电流的特性与N×M矩阵结构的其他天线部的贴片天线图案的表面电流的特性之间的细微差异使由N×M矩阵结构的多个天线部的贴片天线图案产生的辐射图案具有如由图5A中的小圆圈所示的旁瓣。

对比之下，图4的多个天线部具有这样的混合馈电结构：第一组天线部中的贴片天线图案中的每者仅在第一方向上或者仅在与第一方向相反的方向上接收水平馈电能量分量并且第二组天线部的贴片天线图案中的每者仅在与第一方向垂直的第二方向上或者仅在与第二方向相反的方向上接收水平馈电能量分量。

图4的多个天线部的混合馈电结构补偿了N×M矩阵结构的第(1，1)天线部、第(1，N)天线部、第(M，1)天线部和第(M，N)天线部的贴片天线图案的表面电流的特性与N×M矩阵结构的其他天线部的贴片天线图案的表面电流的特性之间的细微差异，从而使由N×M矩阵结构的多个天线部的贴片天线图案产生的辐射图案基本不具有旁瓣。

参照图5B，各自包括贴片天线图案的多个天线部按照N×M矩阵结构设置，其中，在Y方向上N为8，在X方向上M为8。图5B的多个天线部具有与图4的多个天线部的混合馈电结构相同的混合馈电结构。因此，如图5B中的小圆圈所示，由N×M矩阵结构的多个天线部的贴片天线图案产生的辐射图案基本不具有旁瓣。

在图4的N×M矩阵结构的多个天线部的混合馈电结构中，N×M矩阵结构的角区域SLC1、SLC2、SLC3和SLC4中的每者中的两个贴片天线图案通过沿Y方向延伸的一条馈电线和沿与Y方向相反的方向延伸的一条馈电线彼此连接。其余的贴片天线图案分为成对的贴片天线图案。成对的贴片天线图案中的每者中的两个贴片天线图案在X方向上彼此相邻，并且通过沿X方向延伸的一条馈电线和沿与X方向相反的方向延伸的一条馈电线彼此连接。

针对按照N×M矩阵结构设置的多个天线部，为了能够实现图4中所示的混合馈电结构，N必须为大于或等于4的正整数，并且M必须为大于或等于4的正偶数。因此，能够使混合馈电结构实现的N×M矩阵结构的尺寸的示例为4×4、5×4、6×4、7×4、8×4、4×6、5×6、6×6、7×6、8×6、4×8、5×8、6×8、7×8和8×8，但不限于此。

图6A和图6B是示出包括在天线设备中的连接构件以及该连接构件的底表面上的结构的示例的侧视图。

参照图6A，天线设备包括连接构件200、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。

虽然为了简化图示未在图6A中示出，但天线设备还包括：一个或更多个贴片天线图案，设置在连接构件200的上方，并与图1A至图4的一个或更多个贴片天线图案对应；以及一个或更多个馈电过孔，使一个或更多个贴片天线图案电连接到连接构件中的一条或更多条馈电线，根据关于图1A至图4描述的馈电结构，一条或更多条馈电线使所述一个或更多个馈电过孔电连接到连接构件200中的一个或更多个布线过孔。

连接构件200具有与图2的连接构件200的结构相似的结构，并且与印刷电路板(PCB)中的结构类似，连接构件200具有其中层叠有具有图案的多个金属层和多个绝缘层的结构。

IC 310与以上结合图1A、图2和图4描述的IC 310对应，并且安装在连接构件200的底表面上。IC 310电连接到连接构件200的布线过孔(例如，图1A的第一布线过孔231a和231b、图2的第一布线过孔231a、结合图3A和图3B描述的未示出的第一布线过孔、结合图3B描述的未示出的第二布线过孔、图4的布线过孔231)或者电连接到连接构件200的未示出的电路图案和接地图案，以发送和接收RF信号，并且IC 310电连接到连接构件200的一个或更多个接地面或接地图案以接地。例如，IC 310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些，以从中频(IF)信号或基带信号产生RF信号以及从RF信号产生IF信号或基带信号。

粘合构件320使IC 310和连接构件200彼此结合。

电连接结构330使IC 310和连接构件200彼此电连接。例如，电连接结构330可具有诸如焊球、引脚、焊盘和垫的结构。电连接结构330的熔点比连接构件200的布线过孔、电路图案、接地面和接地图案的熔点低，从而能够利用电连接结构330的较低熔点使用预定的连接工艺将IC 310和连接构件200彼此电连接。

包封剂340包封IC 310并且改善IC 310的热辐射性能和冲击保护性能。例如，包封剂340可以是感光包封剂(PIE)、ABF(Ajinomoto Build-up Film)或者环氧树脂模塑料(EMC)。

无源组件350安装在连接构件200的底表面上，并且通过电连接结构(未示出)电连接到连接构件200的电路图案和接地面(或接地图案)中的任意一者或者两者。例如，无源组件350可以是电容器(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))、电感器或者片式电阻器。包封剂340还包封无源组件350。

芯构件410设置在连接构件200的下方，并且电连接到连接构件200，以从外部组件接收IF信号或基带信号并且将IF信号或基带信号发送到IC 310，或者从IC接收IF信号或基带信号并且将IF信号或基带信号发送到外部组件。RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz或60GHz)高于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz或10GHz)。

例如，芯构件410可通过连接构件200的IC接地面(与图2的第四接地面204a对应)的电路图案和接地图案将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。连接构件200的第一接地层(与图2的接地面201a对应)设置在IC接地面与设置在连接构件200上方的一个或更多个未示出的贴片天线图案(对应于图1A至图4的一个或更多个的贴片天线图案)之间，从而使IF信号或基带信号与由贴片天线图案发送或接收的RF信号电隔离。

参照图6B，天线设备与图6A的天线设备相似，但省略了图6A的芯构件410，并且进一步包括屏蔽构件360、连接器420和端射片式天线430。

屏蔽构件360设置在连接构件200的下方，以将IC 310与连接构件200的一部分和无源组件350一起屏蔽。例如，屏蔽构件360可被设置为如图6B中所示共形地一起屏蔽IC310和无源组件350，或者隔开地单独屏蔽IC 310和无源组件350。例如，屏蔽构件360可具有带有一个敞开的侧面的六面体形状，并且可通过与连接构件200结合而形成六面体的容纳空间。屏蔽构件360可利用具有高导电率的材料(诸如，铜)制成，使得屏蔽构件360具有浅趋肤深度，并且电连接到连接构件200的接地面中的一者。因此，屏蔽构件360降低了施加到IC310和无源组件350的电磁噪声。

连接器420是用于电缆(诸如，同轴电缆)或柔性PCB的连接器，电连接到连接构件200的IC接地面，并且执行与图6A的芯构件410的功能相似的功能。例如，连接器420可从电缆接收IF信号或基带信号和电力，或者可向电缆输出IF信号或基带信号和电力。

端射片式天线430发送或接收RF信号以辅助天线设备。例如，端射片式天线430包括：介电块，具有比连接构件200的绝缘层的介电常数大的介电常数；以及两个电极，设置在介电块的相对表面上。两个电极中的一者电连接到连接构件200的电路图案中的一者，两个电极中的另一者电连接到连接构件200的接地面(或接地图案)中的一者。

图7是示出天线设备的结构的示例的侧视图。

参照图7，天线设备具有其中端射天线100m、贴片天线图案110c和110d、IC 310f以及无源组件350f与连接构件500f一体化的结构。

虽然为了简化图示，在图7中仅示出了两个贴片天线图案110c和110d，但贴片天线图案110c和110d可以是图1A至图1D中的任意一者中的贴片天线图案110a和110b，或者可以是图3A至图4中的任意一者中的天线部的贴片天线图案。端射天线100m以及贴片天线图案110c和110d从IC 310f接收RF信号，并且将接收到的RF信号发送到IC 310f。

连接构件500f具有其中层叠有导电层510f和绝缘层520f的结构(像例如印刷电路板的结构一样)。导电层510f包括如以上结合图2和图4描述的接地面、电路图案、接地图案和馈电线。

天线设备还包括柔性连接构件550f。柔性连接构件550f包括当在竖直方向上观察时与连接构件500f重叠的第一柔性区域570f和不与连接构件500f重叠的第二柔性区域580f。

第二柔性区域580f在竖直方向上可弯曲。因此，第二柔性区域580f可柔性地连接到基板(未示出)的连接器或相邻的天线设备(未示出)。

柔性连接构件550f还包括信号线560f。IF信号或基带信号通过信号线560f从基板的连接器或相邻的天线设备传输到IC 310f，并且IF信号或基带信号通过信号线560f从IC310f传输到基板的连接器或相邻的天线设备。

图8A至图8C是示出电子装置中的天线设备的布置的示例的俯视图。

参照图8A，包括天线部100n(各自包括贴片天线图案)的天线设备在电子装置700g的基板600g上设置在电子装置700g的矩形壳体的内部拐角中。

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PC、上网本、电视机、视频游戏机、智能手表或者汽车组件，但不限于此。

基板600g上还设置有通信模块610g和基带电路620g。天线设备通过同轴电缆630g电连接到通信模块610g和基带电路620g中的任意一者或者两者。

通信模块610g包括下列项中的至少一些：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))或非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)或闪存)；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、微处理器或微控制器；以及逻辑芯片，诸如模数转换器或专用IC(ASIC)。

基带电路620g通过对模拟信号执行模数转换、放大、滤波和频率转换来产生IF信号或基带信号，并且IF信号或基带信号通过同轴电缆630g从基带电路620g传输到天线设备。此外，基带电路620g通过对通过同轴电缆630g从天线设备传输到基带电路620g的IF信号或基带信号执行频率转换、滤波、放大和数模转换来产生模拟信号。

例如，可通过电连接结构、布线过孔、馈电线和馈电过孔将IF信号或基带信号发送到天线设备的IC或从天线设备的IC接收IF信号或基带信号，所述IC与结合图1A中描述的未示出的IC、图4、图6A和图6B的IC 310或者图7的IC 310f对应。IC将IF信号或基带信号转换为毫米波(mmWave)频带中的RF信号以进行发送，并且将接收到的RF信号转换为IF信号或基带信号。

参照图8B，各自包括天线部100p(各自包括贴片天线图案)的两个天线设备在电子装置700h的基板600h上设置在电子装置700h的矩形壳体的对角相对的内部拐角中。基板600h上进一步设置有通信模块610h和基带电路620h。天线设备通过同轴电缆630h电连接到通信模块610h和基带电路620h中的任意一者或者两者。

参照图8C，各自包括天线部100r(各自包括贴片天线图案)的两个天线设备在电子装置700i的基板600i上与电子装置700i的矩形壳体的相邻内侧相邻设置。基板600i上进一步设置有通信模块610i和基带电路620i。天线设备通过同轴电缆630i电连接到通信模块610i和基带电路620i中的任意一者或者两者。

这里公开的贴片天线图案、上耦合图案、侧耦合图案、馈电过孔、布线过孔、屏蔽过孔、馈电线、耦合馈电线、接地面、电路图案、接地图案、端射片式天线的电极和电连接结构可包括金属材料(例如，诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或者它们中的任意两种或更多种的合金的导电材料)，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)或者改进的半加成工艺(mSAP))形成。然而，镀覆方法不限于此。

结合图2和图6A描述的绝缘层以及图7的绝缘层520f可利用液晶聚合物(LCP)、低温共烧陶瓷(LTCC)、诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺树脂的热塑性树脂、或者热固性树脂或热塑性树脂与无机填料一起浸在芯材料(诸如玻璃纤维、玻璃布或者玻璃织物)中的树脂(例如，半固化片、ABF(Ajinomoto Build-up Film)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、感光介电(PID)树脂、覆铜层压板(CCL)或者玻璃或陶瓷基绝缘材料)制成。

这里公开的RF信号可具有根据以下协议的格式：Wi-Fi(IEEE 802.11族)、全球微波接入互操作性(WiMAX)(IEEE 802.16族)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、演进数据最优化(EV-DO)、演进高速分组接入+(HSPA+)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)、全球移动通信系统(GSM)、全球定位系统(GPS)、通用分组无线业务(GPRS)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、数字增强型无绳电信(DECT)、蓝牙、3G、4G和5G以及任意其他无线协议或者有线协议，但不限于此。

天线设备的示例改善了天线性能(例如，增益、带宽、方向性)，并且具有有利于小型化的结构。

尽管本公开包括特定示例，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，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和细节上的各种改变。这里描述的示例将仅被认为是描述性含义，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为是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、装置或电路中的组件和/或由其他组件或它们的等同物替换或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。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来限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包括在本公开中。

Claims (20)

1.一种天线设备，包括：

多个贴片天线图案；

多个第一馈电过孔，各自电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案；以及

多条第一馈电线，各自电连接到所述多个第一馈电过孔中的对应的第一馈电过孔，

其中，所述多个第一馈电过孔中的每个第一馈电过孔在从对应的贴片天线图案的中心沿第一方向偏移的点处电连接到所述对应的贴片天线图案，并且

所述多条第一馈电线中的至少一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向与所述多条第一馈电线中的至少另一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度。

2.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括：

多个第一布线过孔，各自电连接到所述多条第一馈电线中的对应的第一馈电线；以及

集成电路，电连接到所述多个第一布线过孔。

3.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括：多个第二馈电过孔，各自电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案；以及多条第二馈电线，各自电连接到所述多个第二馈电过孔中的对应的馈电过孔，

其中，所述多个第二馈电过孔中的每个第二馈电过孔在从对应的贴片天线图案的中心沿与所述第一方向不同的第二方向偏移的点处电连接到所述对应的贴片天线图案。

4.根据权利要求3所述的天线设备，其中，所述多条第二馈电线中的至少一条第二馈电线从对应的第二馈电过孔延伸的起始方向与所述多条第二馈电线中的至少另一条第二馈电线从对应的第二馈电过孔延伸的起始方向之间的角度不是0度并且不是180度。

5.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述多条第一馈电线中的所述至少一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向和所述多条第一馈电线中的所述至少另一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔开始延伸的方向彼此垂直并且与所述多个第一馈电过孔垂直。

6.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括多个侧耦合图案，所述多个侧耦合图案与所述多个贴片天线图案一起沿第二方向设置，

其中，所述多条第一馈电线中的至少一条第一馈电线从对应的第一馈电过孔沿所述第二方向开始延伸。

7.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括接地面，所述接地面设置在所述多个贴片天线图案与所述多条第一馈电线之间并且包括多个通孔，所述多个第一馈电过孔分别贯穿所述多个通孔。

8.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括多个上耦合图案，所述多个上耦合图案分别与所述多个贴片天线图案在向上的方向上间隔开，

其中，所述多个第一馈电过孔分别从所述多个贴片天线图案沿向下的方向延伸。

9.根据权利要求8所述的天线设备，所述天线设备还包括多个侧耦合图案，所述多个侧耦合图案与所述多个贴片天线图案和所述多个上耦合图案一起沿第二方向设置，

其中，所述多个侧耦合图案中的一些侧耦合图案设置在与所述多个贴片天线图案的高度相同的高度处，并且

所述多个侧耦合图案中的其余侧耦合图案设置在与所述多个上耦合图案的高度相同的高度处。

10.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述多个贴片天线图案包括至少六个贴片天线图案并分为第一组贴片天线图案和第二组贴片天线图案，并且

与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的每条第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向和与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的每条第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向之间的角度不是0度并且不是180度。

11.根据权利要求10所述的天线设备，其中，与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的至少一条馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向和与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的其余第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔延伸的方向相反，

与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的至少一条馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向和与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线中的其余第一馈电线中的每者从对应的第一馈电过孔延伸的方向相反，并且

与所述第一组的贴片天线图案对应的第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向和与所述第二组的贴片天线图案对应的第一馈电线从对应的第一馈电过孔延伸的方向垂直。

12.根据权利要求11所述的天线设备，所述天线设备还包括：

多条耦合馈电线；以及

多个第一布线过孔，

其中，所述耦合馈电线中的至少一条耦合馈电线使与所述第一组的贴片天线图案对应并且从对应的第一馈电过孔沿相反方向延伸的第一馈电线中的相应两条第一馈电线电连接到所述第一布线过孔中的相应一者，并且

所述耦合馈电线中的其余耦合馈电线中的每者使与所述第二组的贴片天线图案对应并且从对应的第一馈电过孔沿相反方向延伸的第一馈电线中的相应两条第一馈电线电连接到所述第一布线过孔中的相应一者。

13.根据权利要求10所述的天线设备，其中，所述多个贴片天线图案按照N×M矩阵结构设置，其中，N为大于或等于3的正整数，M为大于或等于2的正整数，并且

所述第一组贴片天线图案包括所述N×M矩阵结构的第(1，1)贴片天线图案、所述N×M矩阵结构的第(1，N)贴片天线图案、所述N×M矩阵结构的第(M，1)贴片天线图案和所述N×M矩阵结构的第(M，N)贴片天线图案中的至少一者。

14.一种天线设备，包括：

多个贴片天线图案；

多个馈电过孔，每个馈电过孔的一端电连接到所述多个贴片天线图案中的对应的贴片天线图案并且被构造为向所述对应的贴片天线图案提供竖直馈电能量分量；以及

多条馈电线，每条馈电线的一端电连接到所述多个馈电过孔中的对应的馈电过孔的另一端，

其中，所述多个贴片天线图案分为第一组贴片天线图案和第二组贴片天线图案，

与所述第一组贴片天线图案的贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线被构造为仅在第一方向上或者仅在与所述第一方向相反的方向上向对应的馈电过孔提供水平馈电能量分量，并且

与所述第二组贴片天线图案的贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线被构造为仅在与所述第一方向垂直的第二方向上或者仅在与所述第二方向相反的方向上向对应的馈电过孔提供水平馈电能量分量。

15.根据权利要求14所述的天线设备，其中，所述多个贴片天线图案按照N×M矩阵结构设置，其中，N为大于或等于3的正整数，M为大于或等于2的正整数，并且

所述第一组贴片天线图案包括所述N×M矩阵结构的第(1，1)贴片天线图案、第(1，N)贴片天线图案、第(M，1)贴片天线图案和第(M，N)贴片天线图案中的至少一者。

16.根据权利要求14所述的天线设备，所述天线设备还包括多个侧耦合图案，所述多个侧耦合图案仅在所述第一方向上或者仅在所述第二方向上设置为使得所述多个贴片天线图案中的每个贴片天线图案具有所述侧耦合图案中的两个对应的侧耦合图案，所述两个对应的侧耦合图案设置在所述贴片天线图案的仅在所述第一方向上或者仅在所述第二方向上的相对侧上。

17.一种天线设备，包括：

多个贴片天线图案，在第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向中的任意一者或者两者上设置；

多个馈电过孔，沿与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向延伸；以及

多条馈电线，

其中，所述馈电过孔中的每个馈电过孔包括第一端和第二端，并且所述馈电过孔中的每个馈电过孔的第一端在所述贴片天线图案中的对应的贴片天线图案的馈电点处电连接到所述对应的贴片天线图案，

所述馈电线中的每条馈电线包括第一端和第二端，并且所述馈电线中的每条馈电线的第一端电连接到所述馈电过孔中的对应的馈电过孔的第二端，

所述馈电线中的至少一条馈电线从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第三方向垂直的第一起始方向或沿与所述第一起始方向相反的方向开始延伸，

所述馈电线中的全部其余的馈电线中的每者从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第三方向垂直的第二起始方向或沿与所述第二起始方向相反的方向开始延伸，并且

所述第二起始方向与所述第一起始方向不同，并且不与所述第一起始方向相反。

18.根据权利要求17所述的天线设备，其中，所述第一起始方向与所述第二起始方向之间的角度基本上为90度。

19.根据权利要求17所述的天线设备，其中，所述贴片天线图案中的每个贴片天线图案的馈电点从所述贴片天线图案的中心沿预定方向偏移预定距离，

所述预定距离对于全部所述馈电点是相同的，并且

所述预定方向对于全部所述馈电点是相同的。

20.根据权利要求17所述的天线设备，其中，所述贴片天线图案按照N×M矩阵结构设置，其中，N为大于或等于4的正整数，M为大于或等于4的正偶整数，

所述第一起始方向是所述第一方向，

与所述第一起始方向相反的方向是与所述第一方向相反的方向，

所述第二起始方向是所述第二方向，

与所述第二起始方向相反的方向是与所述第二方向相反的方向，

所述馈电线中的所述至少一条馈电线分别与所述N×M矩阵结构的第(1，1)贴片天线图案、第(1，2)贴片天线图案、第(1，N-1)贴片天线图案、第(1，N)贴片天线图案、第(M，1)贴片天线图案、第(M，2)贴片天线图案、第(M，N-1)贴片天线图案和第(M，N)贴片天线图案对应，

所述馈电线中的全部其余的馈电线分别与所述N×M矩阵结构的贴片天线图案的全部其余贴片天线图案对应，

与第(1，1)贴片天线图案、第(1，N-1)贴片天线图案、第(M，1)贴片天线图案和第(M，N-1)贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线从对应的馈电过孔的第二端沿所述第一方向开始延伸，

与第(1，2)贴片天线图案、第(1，N)贴片天线图案、第(M，2)贴片天线图案和第(M，N)贴片天线图案对应的馈电线中的每条馈电线从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第一方向相反的方向开始延伸，

所述贴片天线图案的所述其余贴片天线图案分为成对的贴片天线图案，

所述成对的贴片天线图案中的每者中的贴片天线图案在所述第二方向上彼此相邻，

与所述成对的贴片天线图案中的每者中的第一贴片天线图案对应的馈电线从对应的馈电过孔的第二端沿所述第二方向朝向所述成对的贴片天线图案中的第二贴片天线图案开始延伸，并且

与所述成对的贴片天线图案中的每者中的所述第二贴片天线图案对应的馈电线从对应的馈电过孔的第二端沿与所述第二方向相反的所述方向朝向所述成对的贴片天线图案中的第一贴片天线图案开始延伸。