CN112534645A - 包括天线阵列的电子设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的电子设备可以包括：壳体和设置在壳体的一个表面上的天线模块。其中，天线模块可以包括：印刷电路板，其包括面对壳体的一个表面的第一层、面对第一层的第二层以及设置在第一层和第二层之间的至少一个接地层；第一天线阵列，其被设置在第一层上；第二天线阵列，其被设置在第二层上并且当从壳体的一个表面查看时至少部分地与第一天线阵列交叠；以及射频集成电路(RFIC)，其电连接到第一天线阵列和第二天线阵列以向第一天线阵列和第二天线阵列馈电，其中，该RFIC可以被配置为：通过第一天线阵列或第二天线阵列中的至少一个从外部设备接收第一信号；基于第一信号改变第一天线阵列和第二天线阵列的至少一部分的相位；以及沿着改变后的相位所形成的波束方向发送/接收第二信号。通过说明书得出的其他实施例也是可能的。

Description

包括天线阵列的电子设备
技术领域
本公开的实施例涉及一种包括天线阵列的电子设备。
背景技术
随着电子设备(例如，智能电话机)的最新普及，网络业务由于这些电子设备而迅速增加。为了改善业务，正在积极进行研究以开发使用超高频带信号的下一代移动通信技术，例如第五代移动通信(5G)技术。如果使用第五代移动通信技术，则由于可以使用更宽的带宽，因此可以发送和/或接收更大量的信息。
发明内容
技术问题
为了使用第五代移动通信技术，电子设备可以包括天线阵列。由于天线阵列具有比单个天线更高的有效各向同性辐射功率(EIRP)，因此可以更有效地发送和/或接收各种数据。
然而，取决于天线阵列中包括的天线，特定方向的信号发送/接收速率可能非常低。例如，在包括贴片天线的天线阵列朝向电子设备的后盖的情况下，对于电子设备的侧面方向的信号发送/接收速率可能非常低。又例如，在包括偶极天线的天线阵列朝向电子设备的一侧的情况下，对于电子设备的后盖方向的信号发送/接收速率可能会非常低。
本公开的实施例提供了一种用于通过调节天线阵列的相位来改善各个方向的信号发送/接收速率的电子设备。
技术方案
根据本公开的实施例的电子设备可以包括：壳体以及设置在所述壳体的一个表面上的天线模块。其中，天线模块可以包括：印刷电路板，所述印刷电路板包括面对所述壳体的一个表面的第一层、面对所述第一层的第二层以及设置在所述第一层与所述第二层之间的至少一个接地层；第一天线阵列，所述第一天线阵列设置在所述第一层上；第二天线阵列，所述第二天线阵列被设置在所述第二层上并且当从所述壳体的一个表面查看时至少部分地与所述第一天线阵列交叠；以及通信电路(射频集成电路(RFIC))，所述通信电路电连接到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列并向所述第一天线阵列和所述第二天线阵列馈电，其中，所述通信电路可以被配置为经由所述第一天线阵列或所述第二天线阵列中的至少一者从外部设备接收第一信号；基于所述第一信号改变所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的至少一部分的相位；以及沿着改变后的相位所形成的波束的方向发送/接收第二信号。
此外，根据本公开的实施例的天线模块可以包括：印刷电路板，所述印刷电路板包括第一层、面对所述第一层的第二层以及设置在所述第一层与所述第二层之间的至少一个接地层；第一天线阵列，所述第一天线阵列设置在所述第一层上；第二天线阵列，所述第二天线阵列被设置在所述第二层上并且当从所述第一层上方查看时至少部分地与所述第一天线阵列交叠；以及通信电路(射频集成电路(RFIC))，所述通信电路电连接到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列并向所述第一天线阵列和所述第二天线阵列馈电，其中，经由所述第一天线阵列或所述第二天线阵列中的至少一个从外部设备接收第一信号；基于所述第一信号改变所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的至少一部分的相位；以及沿着改变后的相位所形成的波束的方向发送/接收第二信号。
此外，根据本公开的实施例的电子设备可以包括：壳体，所述壳体包括第一板、沿与所述第一板相反的方向定向的第二板以及围绕所述第一板与所述第二板之间的空间的侧构件，所述侧构件与所述第二板耦接或与所述第二板成一体；通过所述第一板的至少一部分观看的显示器；天线结构，所述天线结构被设置在所述壳体内部并且包括印刷电路板、第一区域、第二区域以及接地层，该印刷电路板包括沿第一方向定向的第一表面和沿与所述第一方向相反的第二方向定向的第二表面，该第一区域包括第一天线阵列，该第一天线阵列包括形成在所述印刷电路板中或所述第一表面上的多个第一天线元件，该第二区域包括第二天线阵列，该第二天线阵列包括形成为比印刷电路板中的或形成在所述第二表面上的所述多个第一天线元件更靠近所述第二表面的多个第二天线元件，当从所述第一表面的上方查看时，所述第二区域与所述第一区域交叠，该接地层被设置在所述印刷电路板中的所述第一天线阵列和所述第二天线阵列之间且当从所述第一表面的上方查看时至少部分地于所述第一区域和所述第二区域交叠；至少一个无线通信电路，所述至少一个无线通信电路电连接到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列，并被配置为发送和/或接收频率在3GHz与100GHz之间的信号。
有益效果
根据本公开的实施例，由于在每个方向上不需要额外的天线阵列，因此可以有效地利用电子设备的安装空间。
此外，根据本公开的实施例，可以通过调节天线阵列的相位来将波束转向各个方向，因此波束覆盖范围增加，从而提高了信号发送/接收速率。
此外，可以提供通过本公开直接或间接识别的各种效果。
附图说明
图1示出了根据实施例的电子设备的分解透视图。
图2a示出了根据实施例的第一天线模块。
图2b是根据实施例的第一天线模块的截面图。
图2c示出了根据另一实施例的第一天线模块。
图2d示出了根据另一实施例的第一天线模块。
图2e示出了根据另一实施例的第一天线模块。
图3是示出了根据实施例的电子设备的操作的流程图。
图4a示出了根据实施例的施加到第一天线模块的表面辐射电流的流动。
图4b示出了根据另一实施例的施加到第一天线模块的表面辐射电流的流动。
图5示出了根据实施例的当将具有基本相同的相位或具有不同的相位的电流施加到第一天线阵列和第二天线阵列时由第一天线模块形成的波束。
图6a是根据实施例的天线模块的简化图。
图6b是根据另一实施例的天线模块的简化图。
图7a示出了当根据实施例的第一天线阵列(和/或第二天线阵列)与第一接地层(和/或第二接地层)之间的间隔距离逐渐增大时由天线模块形成的波束。
图7b示出了根据另一实施例的当第一天线阵列(和/或第二天线阵列)与第一接地层(和/或第二接地层)之间的间隔距离逐渐增大时由天线模块形成的波束。
图8a示出了根据实施例的在x轴上的波束的调整。图8b示出了根据另一实施例的在x轴上的波束的调整。
图8c示出了根据另一实施例的在x轴上的波束的调整。
图9a示出了根据实施例的在z轴上的波束的调整。图9b示出了根据另一实施例的在z轴上的波束的调整。
图9c示出了根据另一实施例的在z轴上的波束的调整。
图9d示出了根据另一实施例的在z轴上的波束的调整。
图10是示出了根据各种实施例的在网络环境中的电子设备的框图。
图11是示出了根据各种实施例的用于支持传统网络通信和5G网络通信的电子设备的框图。
图12示出了根据实施例的第三天线模块的结构。
图13示出了根据实施例的第三天线模块的截面。
具体实施方式
图1示出了根据实施例的电子设备的分解透视图。
参照图1，电子设备100可以包括壳体110，并包括第一天线模块至第四天线模块120、130、140和150中的至少一个。
壳体110可以形成电子设备100的外观，从而保护电子设备100中包括的各种组件(例如，显示器、电池)免受外部冲击。根据实施例，壳体110可以包括后盖111(或第二板)和侧构件112。后盖111可以由钢化玻璃、塑料和/或金属制成。后盖111可以与侧构件112集成在一起，或者可以被实现为使得用户可拆卸。
根据实施例，第一天线模块至第四天线模块120、130、140和150可以布置在电子设备100内部。第一天线模块至第四天线模块120、130、140和150可以面对后盖111。根据实施例，第一天线模块至第四天线模块120、130、140和150可以被布置在与电子设备100的每个角相邻的区域中。
根据本发明的实施例的天线模块(例如，图1所示的第一天线模块120)可以根据情况改变信号发送/接收方向。例如，当确定出在电子设备100沿z方向发送/接收信号时相对于电子设备100沿y方向存在最邻近的外部设备10(例如，基站)时，电子设备100可以改变施加到天线模块(例如，图1所示的第一天线模块120)的电流的相位。当相位改变时，天线模块(例如，图1所示的第一天线模块120)可以沿y方向发送/接收信号。
在本公开中，参照图1提供的描述也可以应用于分配有与图1所示的电子设备100以及第一天线模块至第四天线模块120、130、140和150相同的附图标记的配置。此外，针对第一天线模块120给出的描述也可以应用于第二天线模块至第四天线模块130至150。
图2a示出了根据实施例的第一天线模块。图2a是涉及包括微带125和贴片天线的馈电结构的天线模块的图。
图2b是根据实施例的第一天线模块的截面图。图2b示出了图2a中所示的第一天线模块120沿着线A-A’截取的截面。图2b是涉及包括探针128和贴片天线的馈电结构的天线模块的图。图2a和图2b所示的馈电结构或馈电方法仅是示例，并且本发明的各种实施例不限于图2a和图2b所示。
参照图2a和图2b，第一天线模块120可以包括印刷电路板123、第一天线阵列121、第二天线阵列122和/或通信电路124(射频集成电路(RFIC))。
根据实施例，印刷电路板123可以包括多个层123a、123b、123c、123-1和123-2。多个层123a、123b、123c、123-1和123-2中的至少一些可以包括导电层。例如，印刷电路板123可以包括第一层123a(或第一表面)、第二层123b、第三层123c(或第二表面)、布置在第一层123a与第二层123b之间的第一接地层123-1，以及布置在第二层123b与第三层123c之间的第二接地层123-2。在本公开中，术语“接地层”可以被称为“地回层”。
根据实施例，第一天线阵列121可以布置在第一层123a中，并且可以包括多个天线元件。例如，多个天线元件可以包括多个贴片天线121-1、121-2、121-3和121-4。贴片天线121-1、121-2、121-3和121-4可以在第一层123a中沿x方向对准，并且贴片天线121-1、121-2、121-3和121-4中的每个可以电连接到通信电路124(例如，RFIC)。
根据实施例，第二天线阵列122可以布置在第三层123c中，并且可以包括多个天线元件。例如，多个天线元件可以包括多个贴片天线122a、122b、122c和122d。贴片天线122a、122b、122c和122d可以在第三层123c中沿x方向对准，并且贴片天线122a、122b、122c和122d中的每个可以电连接到通信电路124。在本公开中，针对第一天线阵列121给出的描述也可以应用于第二天线阵列122。
根据实施例，印刷电路板123可以包括第一区域126和第二区域127。第一区域126可以表示包括形成在第一层123a中的多个贴片天线121-1、121-2、121-3和121-4的区域。第二区域127可以标识包括形成在第三层123c中的多个贴片天线122a、122b、122c和122d的区域。根据实施例，当在第一层123a上方观察时，第一区域126和第二区域127可以至少部分交叠。
根据实施例，通信电路124可以附接到印刷电路板123的一个表面。例如，通信电路124可以沿z方向附接到第三层123c。根据实施例，通信电路124可以电连接到第一天线阵列121和第二天线阵列122。通信电路124可以通过向第一天线阵列121和第二天线阵列122中的每一个馈电来发送/接收指定频带(例如，3GHz到100GHz)的信号。
根据实施例，通信电路124可以通过改变馈送到第一天线阵列121和第二天线阵列122的电流的相位来改变要发送/接收的信号的方向。例如，当外部设备10(例如，基站)位于电子设备100的z方向时，通信电路124可以将具有基本上相同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122以沿z方向发送和/或接收信号。又例如，当外部设备10(例如，基站)位于电子设备100的y方向时，通信电路124可以将具有不同相位(例如，180°)的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122以在y方向上发送和/或接收信号。以上示例仅是说明性的，并且电子设备也可以在除了z方向和y方向之外的方向(例如，z方向与y方向之间的方向，x方向)上发送/接收信号。
在本公开中，可将与参照图2a和图2b给出的描述基本相同的描述应用于分配了与图2a和图2b中示出的第一天线模块120相同的附图标记的配置。此外，图2a和图2b中所示的第一天线模块120的结构仅是示例性的，并且本发明的实施例不限于图2a和图2b所示的第一天线模块120的结构。
图2c示出了根据另一实施例的第一天线模块。下面描述的图2c至图2e是与可以包括在电子设备100中的各种类型的第一天线模块相关的图。
参照图2c，第一天线模块210可以包括第一天线阵列121、第二天线阵列122、通信电路124、第一印刷电路板211或第二印刷电路板212中的至少一个。第一天线阵列121和第二天线阵列122可以分别布置在第一印刷电路板211和第二印刷电路板212上。通信电路124可以布置在第一印刷电路板211与第二印刷电路板212之间。
根据实施例，第一印刷电路板211可以包括第一非导电层211-1、第二非导电层211-2和布置在第一非导电层211-1与第二非导电层211-2之间的第一接地层211a。例如，第一天线阵列121可以布置在第一非导电层211-1上。
根据实施例，第二印刷电路板212可以包括第三非导电层212-1、第四非导电层212-2和布置在第三非导电层212-1与第四非导电层212-2之间的第二接地层212a。例如，第二天线阵列122可以布置在第四非导电层212-2上。
根据实施例，通信电路124可以通过改变馈送到第一天线阵列121和第二天线阵列122的电流的相位来改变要发送/接收的信号的方向。例如，通信电路124可以通过改变馈送给第一天线阵列121和第二天线阵列122的电流的相位来沿外部设备10(例如，基站)的方向发送和/或接收信号。
根据实施例，第一天线模块210的信号发送/接收速率可以根据第一印刷电路板211与第二印刷电路板212之间的距离d1而变化。例如，当第一印刷电路板211与第二印刷电路板212之间的距离d1大于等于指定值时，第一天线模块210的信号发送/接收速率可以处于一定水平或更高。
图2d示出了根据另一实施例的第一天线模块。
参照图2d，第一天线模块220可以包括第一天线阵列121、第二天线阵列122、通信电路124、子PCB 221或主PCB 222中的至少一个。第一天线阵列121和第二天线阵列122可以分别布置在子PCB 221和主PCB 222上。通信电路124可以布置在主PCB 222上。
根据实施例，子PCB 221和主PCB 222可以经由连接构件223连接。连接构件223可以是同轴电缆或柔性印刷电路板(F-PCB)。根据实施例，子PCB 221上的第一天线阵列121可以经由连接构件223电连接到主PCB 222上的通信电路124。
根据实施例，子PCB 221可以包括至少一个接地层221b和布置在接地层221b上的至少一个非导电层221a。第一天线阵列121可以布置在非导电层221a上。
根据实施例，主PCB 222可以包括多个层222a、222b、222c、222-1、222-2和222-3。多个层222a、222b、222c、222-1、222-2和222-3中的一些可以对应于非导电层222-1、222-2和222-3，其他层可以对应于接地层222a、222b和222c。根据实施例，非导电层222-1、222-2和222-3以及接地层222a、222b和222c可以交替地堆叠。例如，这些层可以以第一接地层222a、第一非导电层222-1、第二接地层222b、第二非导电层222-2、第三接地层222c、第三非导电层222-3的顺序堆叠。第二天线阵列122可以布置在第三非导电层222-3上。
通信电路124可以通过改变馈送到第一天线阵列121和第二天线阵列122的电流的相位来改变要发送/接收的信号的方向。例如，通信电路124可以通过改变馈送到第一天线阵列121和第二天线阵列122的电流的相位沿外部设备10(例如，基站)的方向发送和/或接收信号。
图2e示出了根据另一实施例的第一天线模块。
参照图2e，第一天线模块230可以包括第一印刷电路板231、第二印刷电路板232、第三印刷电路板233、第一天线阵列121、第二天线阵列122、第三天线阵列232a、第四天线阵列232b、第五天线阵列233a或第六天线阵列233b中的至少一个。
根据实施例，第一印刷电路板231、第二印刷电路板232和第三印刷电路板233可以间隔开指定距离d2。例如，第一印刷电路板231和第二印刷电路板232可以间隔开指定距离d2，并且第二印刷电路板232和第三印刷电路板233可以间隔开指定距离d2。
天线阵列121、122、232a、232b、233a和233b可以布置在印刷电路板231、232和233的每个上。例如，第一天线阵列121可以布置在印刷电路板231的一个表面上，第二天线阵列122可以布置在第一印刷电路板231的另一表面上。第三天线阵列232a可以布置在第二印刷电路板232的一个表面上，第四天线阵列232b可以布置在第二印刷电路板232的另一表面上。第五天线阵列233a可以布置在第三印刷电路板233的一个表面上，第六天线阵列233b可以布置在第三印刷电路板233的另一表面上。
根据实施例，电子设备100可以通过改变馈送至第一天线阵列121至第六天线阵列233b的电流的相位来改变要发送/接收的信号的方向。例如，电子设备100可以通过改变馈送到第一天线阵列121至第六天线阵列233b的电流的相位来沿外部设备10(例如，基站)的方向发送和/或接收信号。
根据实施例，第一天线模块230的信号发送/接收速率可以根据天线阵列之间的距离d2而变化。例如，当第二天线阵列122与第三天线阵列232a之间的距离d2大于等于指定值时，第一天线模块230的信号发送/接收速率可以处于一定水平或更高。
图3是示出根据实施例的电子设备的操作的流程图。图3是示出图1所示的电子设备100的操作的流程图。
参照图3，在操作301中，电子设备100可以从外部设备10(例如，基站)接收第一信号。电子设备100可以基于该第一信号设定用于发送/接收信号的方向中的最佳方向。例如，当外部设备10(例如，基站)位于电子设备100的z方向时，电子设备100可以将z方向设定为用于发送/接收信号的最佳方向。
以上方向设定方法仅是示例性的，本发明的实施例不限于上述方向设定方法。例如，电子设备100可以设定用于发送/接收信号的最佳方向，而与外部设备10(例如，基站)的位置无关。
在操作303中，电子设备100可以改变第一天线阵列121和第二天线阵列122的至少一部分的相位。例如，当z方向被设定为最佳方向时，电子设备100可以将具有基本上相同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。对于另一个示例，当y方向被设定为最佳方向时，电子设备100可以将具有不同相位(例如，180°)的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。
在操作305中，电子设备100可以沿着改变后的相位所形成的波束方向发送和/或接收第二信号。例如，当具有基本相同相位的电流被施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，可以沿z方向形成波束。在这种情况下，电子设备100可以沿z方向发送和/或接收指定频带(例如，3GHz至100GHz)的信号。
对于另一示例，当具有不同相位(例如，180°)的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，可以沿y方向形成波束。在这种情况下，电子设备100可以沿y方向发送和/或接收指定频带(例如，3GHz至100GHz)的信号。
在本公开中，沿z方向形成的波束可以被称为宽边(broad-side)波束，而沿y方向形成的波束可以被称为端射波束。
图4a示出了根据实施例的施加到第一天线模块的表面辐射电流的流动。图4b示出了根据另一实施例的施加到第一天线模块的表面辐射电流的流动。
参照图4a，通信电路124可以将具有基本上相同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。根据实施例，图4a是与第一天线阵列121和第二天线阵列122之间的相位差为0°的示例或具有相同相位的电流被施加到第一天线阵列121和第二天线的示例相关的图。例如，施加到第一贴片天线121-1与贴片天线a 122a的电流之间的相位差，施加到第二贴片天线121-2与贴片天线b 122b的电流之间的相位差，施加到第三贴片天线121-3与贴片天线c 122c的电流之间的相位差，以及施加到第四贴片天线121-4与贴片天线d122d的电流之间的相位差可以是0°。
在实施例中，通信电路124可以将具有0°相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3和第四贴片天线121-4。此外，通信电路124可以将相位为0°的电流施加到贴片天线a 122a、贴片天线b 122b、贴片天线c 122c和贴片天线d122d。当具有基本相同相位的电流施加到第一贴片天线121-1至第四贴片天线121-4以及施加到贴片天线a 122a至贴片天线d 122d时，电流可以沿图4a所示的y方向流动。
参照图4b，通信电路124可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。根据实施例，图4b是与第一天线阵列121和第二天线阵列122之间的相位差为180°的示例或具有相反相位的电流被施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122的示例相关的图。例如，施加到第一贴片天线121-1和贴片天线a 122a的电流、施加到第二贴片天线121-2和贴片天线b 122b的电流、施加到第三贴片天线121-3和贴片天线c 122c的电流、以及施加到第四贴片天线121-4和贴片天线d 122d的电流之间的相位差可以是180°。
在实施例中，通信电路124可以将具有0°的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3和第四贴片天线121-4。此外，通信电路124可将具有180°相位的电流施加到贴片天线a 122a、贴片天线b 122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。如图4b所示，当将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，电流可以在第一天线阵列121中沿y方向流动，并且可以在第二天线阵列122中沿-y方向流动。
图5示出了根据实施例的当具有基本相同的相位或具有不同的相位的电流施加到第一天线阵列和第二天线阵列时由第一天线模块形成的波束。
参照图5，当通信电路124将具有基本相同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，第一波束510可以由第一天线模块120形成。例如，当通信电路124将具有基本相同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，通信电路124可以在z方向和-z方向上发送/接收信号，并且可以形成第一波束510。在本公开中，第一波束510可以指“在与第一天线阵列121垂直的方向或第一天线阵列121定向的方向上形成的波束”。
对于另一示例，当通信电路124将具有不同相位(例如，180°)的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，第二波束520可以由第一天线模块120形成。即，当通信电路124将具有不同相位(例如180°)的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122时，通信电路124可以在y方向上发送/接收信号，并且可以形成第二波束520。在本公开中，第二波束520可以指“在与第一天线阵列121平行的方向或第一天线阵列121定向的方向垂直的方向上形成的波束”。
图6a是根据实施例的天线模块的简化图。图6b是根据另一实施例的天线模块的简化图。
参照图6a和图6b，天线模块600可以包括第一贴片天线610、第二贴片天线620和接地层630。第一贴片天线610可以沿z方向布置在接地层630上，第二贴片天线620可以沿-z方向布置在接地层630上。第一贴片天线610和接地层630可以具有第一间隔距离d3，第二贴片天线620和接地层630可以具有第二间隔距离d4。
在图6a的情况下，通信电路124可以将具有基本上相同相位的电流施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620。例如，图6a可以是与其中施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620的电流之间的相位差为0°的示例或者其中具有相同相位的电流施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620的示例相关的图。在实施例中，通信电路124可以将具有0°相位的电流施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620。
在图6b的情况下，通信电路124可以将具有不同相位的电流施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620。例如，图6b可以是与其中施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620的电流之间的相位差为180°的示例或者其中具有相反相位的电流施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620的示例相关的图。在实施例中，通信电路124可以将具有180°相位的电流施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620。
尽管两个贴片天线610和620被示为包括在图6a和图6b中的天线模块600中，参照图6a和图6b描述的实施例也可以被应用于其中图2a所示的天线阵列121和122被包括在天线模块600中的情况。例如，通信电路124可以将具有相同相位或具有不同相位的电流施加到图2a所示的第一天线阵列121和第二天线阵列122。
图7a示出了当根据实施例的第一天线阵列(和/或第二天线阵列)与第一接地层(和/或第二接地层)之间的间隔距离逐渐增大时由天线模块形成的波束。图7a示出了当图6a中示出的第一间隔距离d3和/或第二间隔距离d4逐渐增大时由天线模块600形成的波束。
图7b示出了根据另一实施例的当第一天线阵列(和/或第二天线阵列)与第一接地层(和/或第二接地层)之间的间隔距离逐渐增大时由天线模块形成的波束。图7b示出了当图6b中示出的第一间隔距离d3和/或第二间隔距离d4逐渐增大时由天线模块600形成的波束。
参照图7a，第一贴片天线610可以沿z方向与接地层630间隔开。图7a中示出的曲线图710和720示出了当具有基本相同相位的电流被施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620并且第一贴片天线610和/或第二贴片天线620沿z方向和/或-z方向逐渐与接地层630间隔开时，由天线模块600形成的波束。例如，图7a中所示的波束可以是当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620在z方向和/或-z方向上与接地层630逐渐间隔开约0.1mm至约4.6mm的距离时形成的。
曲线图710示出了当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离为约0.1mm时，由天线模块600形成的波束。曲线图720示出了当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离为约4.6mm时由天线模块600形成的波束。如图7a所示，随着第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离增加，在z方向和-z方向上凸出的波束形状会逐渐变为凹入。此外，随着第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离增加，z方向和-z方向上的辐射性能可能会降低，而y方向和-y方向上的辐射性能可能会增加。
参照图7b，第一贴片天线610和/或第二贴片天线620可以在z方向和/或-z方向上与接地层630间隔开。图7b中示出的曲线图730、740和750示出了当具有不同相位(例如，180°)的电流被施加到第一贴片天线610和第二贴片天线620并且第一贴片天线610和/或第二贴片天线620在z方向和/或-z方向上与接地层630逐渐间隔开时，天线模块600形成的波束。例如，图7b中所示的波束可以是当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620在z方向和/或-z方向上与接地层630逐渐间隔开约2.5mm至约4mm的距离时形成的。
曲线图730示出了当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离为约2.5mm时，天线模块600形成的波束。曲线图740示出了当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离为约4mm时由天线模块600形成的波束。曲线图750示出了当第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离为约7mm时由天线模块600形成的波束。如图7b所示，随着第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的分离距离在约2.5mm至约4mm的范围内增加，波束形状可以沿y方向和-y方向变得更加凸出。例如，随着第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离在约2.5mm至约4mm的范围内增加，沿y方向和-y方向的辐射性能可以提高。
根据实施例，随着第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离在约6mm至约8mm的范围内增加，波束形状可以更接近圆形。例如，随着第一贴片天线610和/或第二贴片天线620与接地层630之间的间隔距离在约6mm至约8mm的范围内增加，沿y方向和-y方向的辐射性能可能会劣化。
图8a示出了根据实施例的在x轴上的波束的调整。图8b示出了根据另一实施例的在x轴上的波束的调整。图8c示出了根据另一实施例的在x轴上的波束的调整。
参照图8a，可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表1>中所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波束810可以由具有以下<表1>所示的相位的电流形成。
[表1]
Figure BDA0002923995860000141
Figure BDA0002923995860000151
在图8a所示的实施例的情况下，由于第一贴片天线121-1与第二贴片天线121-2之间、第二贴片天线121-2与第三贴片天线121-3之间以及第三贴片天线121-3与第四贴片天线121-4之间(或贴片天线a 122a与贴片天线b 122b之间、贴片天线b 122b与贴片天线c122c之间以及贴片天线c 122c与贴片天线d 122d之间)没有相位差，所以沿x轴方向和/或-x轴方向的信号发送/接收速率可能相对较低。相反，沿y轴方向和/或-y轴方向的信号发送/接收速率可能相对较高。
参照图8b，可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表2>中所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波束820可以由具有以下<表2>所示的相位的电流形成。
[表2]
Figure BDA0002923995860000152
在图8b所示的实施例的情况下，由于第一贴片天线121-1与第二贴片天线121-2之间、第二贴片天线121-2与第三贴片天线121-3之间以及第三贴片天线121-3与第四贴片天线121-4之间(或贴片天线a 122a与贴片天线b 122b之间、贴片天线b 122b与贴片天线c122c之间、以及贴片天线c 122c与贴片天线d 122d之间)存在相位差，所以沿x轴方向的信号发送/接收速率可以相对高于图8a中所示的实施例的发送/接收速率。
参照图8c，可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表3>所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b 122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波束820可以由具有以下<表3>所示的相位的电流形成。
[表3]
Figure BDA0002923995860000161
在图8c所示的实施例的情况下，由于第一贴片天线121-1与第二贴片天线121-2之间、第二贴片天线121-2与第三贴片天线121-3之间以及第三贴片天线121-3与第四贴片天线121-4之间(或贴片天线a 122a与贴片天线b 122b之间、贴片天线b 122b与贴片天线c122c之间、以及贴片天线c 122c与贴片天线d 122d之间)存在相位差，所以沿-x轴方向的信号发送/接收速率可以相对高于图8a所示的实施例的发送/接收速率。图9a示出根据实施例的在z轴上的波束的调整。图9b示出了根据另一实施例的在z轴上的波束的调整。图9c示出了根据另一实施例的在z轴上的波束的调整。图9d示出了根据另一实施例的在z轴上的波束的调整。
参照图9a，可以将具有基本上相同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表4>中所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b 122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波束910可以由具有以下<表4>所示的相位的电流形成。
[表4]
Figure BDA0002923995860000162
在图9a所示的实施例的情况下，由于在第一天线阵列121与第二天线阵列122之间没有相位差，因此沿z轴方向和/或-z轴方向的信号发送/接收速率可能很高。例如，沿z轴方向和/或-z轴方向的信号发送/接收的速率可以明显高于沿其他方向的信号发送/接收的速率。
参照图9b，可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表5>中所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波速920可以由具有以下<表5>所示的相位的电流形成。
[表5]
Figure BDA0002923995860000171
在图9b所示的实施例的情况下，由于第一天线阵列121与第二天线阵列122之间存在相位差，所以沿z轴方向和/或-z轴方向的信号发送/接收速率可以相对低于图9a所示的实施例的发送/接收速率。相反，沿y轴方向和/或-y轴方向的信号发送/接收速率可以相对高于图9a所示的实施例的发送/接收速率。参照图9c，可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表6>所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b 122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波束930可以由具有以下<表6>中所示的相位的电流形成。
[表6]
Figure BDA0002923995860000172
Figure BDA0002923995860000181
在图9c所示的实施例的情况下，由于在第一天线阵列121和第二天线阵列122之间存在相位差，所以沿z轴方向和/或-z轴方向的信号发送/接收速率可以相对于图9a所示的实施例的发送/接收速率。相反，沿y轴方向和/或-y轴方向的信号发送/接收速率可以相对高于图9a所示的实施例的发送/接收速率。参照图9d，可以将具有不同相位的电流施加到第一天线阵列121和第二天线阵列122。例如，可以将具有以下<表7>中所示的相位的电流施加到第一贴片天线121-1、第二贴片天线121-2、第三贴片天线121-3、第四贴片天线121-4、贴片天线a 122a、贴片天线b 122b、贴片天线c 122c和贴片天线d 122d。波束940可以由具有以下<表7>所示的相位的电流形成。
[表7]
Figure BDA0002923995860000182
在图9d所示的实施例的情况下，由于在第一天线阵列121与第二天线阵列122之间存在相位差，所以沿z轴方向和/或-z轴方向的信号发送/接收速率可以相对低于图9a所示的实施例的发送/接收速率。相反，沿y轴方向和/或-y轴方向的信号发送/接收速率可以相对高于图9a所示的实施例的发送/接收速率。
根据本发明的实施例的电子设备100可以包括壳体110和布置在壳体110的一个表面上的天线模块120。其中，天线模块120可以包括：印刷电路板123，所述印刷电路板123包括面对外壳110的一个表面的第一层(例如，123a)、面对第一层123a的第二层(例如，123c)以及布置在第一层123a与第二层123c之间的至少一个接地层(例如，123-1)；第一天线阵列121，所述第一天线阵列121布置在第一层123a中；第二天线阵列122，所述第二天线阵列122布置在第二层123c中并且当从壳体110的一个表面查看时至少部分地与第一天线阵列121交叠；以及通信电路124(射频集成电路(RFIC))，所述通信电路124电连接到第一天线阵列121和第二天线阵列122并向第一天线阵列121和第二天线阵列122馈电，其中所述通信电路124可以被配置为经由第一天线阵列121或第二天线阵列122中的至少一者从外部设备(例如，图1的基站10)接收第一信号，基于所述第一信号改变第一天线阵列121和第二天线阵列122的至少一部分的相位，以沿着改变后的相位所形成的波束的方向发送/接收第二信号。
根据本发明的实施例的通信电路124可以向第一天线阵列121和第二天线阵列122馈电，使得第一天线阵列121的相位与第二天线阵列122的相位之间的差具有指定值。
根据本发明的实施例的通信电路124可以改变第一天线阵列121和第二天线阵列122的至少一部分的相位，以沿向着外部设备(例如，图1的基站10)的方向形成波束。
根据本发明的实施例的第一天线阵列121可以与第二天线阵列122间隔开指定的距离。
根据本发明的实施例的天线模块120可以被布置在与壳体110的第一边缘邻接的区域中，并且还可以包括附加天线模块(例如，130)，其被布置在与面对第一边缘的第二边缘邻接的区域中。
根据本发明的实施例的天线模块120还可以包括连接通信电路124、第一天线阵列121和第二天线阵列122的馈电线(例如，125)。
根据本发明的实施例的第一天线阵列121和第二天线阵列122中的每一个可以包括多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d。
根据本发明的实施例的通信电路124可以向多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d中的每一个馈电，使得在多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d之间出现相位差。
根据本发明的实施例的多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d可以间隔开指定距离。
根据本发明的实施例的第一层123a和第二层123c可以包括绝缘材料。
根据本发明的实施例的天线模块120可以包括：印刷电路板123，该印刷电路板123包括第一层123a、面对第一层123a的第二层123c以及设置在第一层123a与第二层123c之间的至少一个接地层(例如，123-1、123-2)；第一天线阵列121，该第一天线阵列121布置在第一层123a中；第二天线阵列122，该第二天线阵列122布置在第二层123c中并且当从第一层123a上方查看时，至少部分地与第一天线阵列121交叠；以及通信电路124(射频集成电路(RFIC))，所述通信电路124电连接到第一天线阵列121和第二天线阵列122并向第一天线阵列121和第二天线阵列122馈电，其中通信电路124可以被配置为经由第一天线阵列121或第二天线阵列122中的至少一个从外部设备(例如，图1的基站10)接收第一信号，基于第一信号改变第一天线阵列121和第二天线阵列122的至少一部分的相位，以沿着改变后的相位所形成的波束的方向发送/接收第二信号。
根据本发明实施例的通信电路124可以向第一天线阵列121和第二天线阵列122馈电，使得第一天线阵列121的相位与第二天线阵列122的相位之间的差具有指定值。
根据本发明的实施例的通信电路124可以改变第一天线阵列121和第二天线阵列122的至少一部分的相位，以沿向着外部设备(例如，图1的基站10)的方向形成波束。
根据本发明的实施例的第一天线阵列121可以与第二天线阵列122间隔开指定的距离。
根据本发明的实施例的电子设备100还可以包括连接通信电路124、第一天线阵列121和第二天线阵列122的馈电线(例如，125)。
根据本发明的实施例的第一天线阵列121和第二天线阵列122中的每一个可以包括多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d。
根据本发明的实施例的通信电路124可以向多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d中的每一个馈电，使得在多个贴片天线之间出现相位差。
根据本发明的实施例的多个贴片天线121-1、121-2、121-3、121-4、122a、122b、122c和122d可以间隔开指定的距离。
根据本发明的实施例的第一层123a和第二层123c可以包含绝缘材料。
根据本发明的实施例的电子设备100还可以包括布置在至少一个接地层(例如，123-1、123-2)之间的非导电层(例如，123b)。
根据本发明的实施例的电子设备100可以包括：壳体110，其包括第一板111、沿与第一板111相反的方向定向的第二板112以及围绕第一板111与第二板112之间的空间的侧构件，所述侧构件与第二板112耦接或与第二板112一体形成；通过第一板111的至少一部分观看的显示器；天线结构120，其布置在壳体110内部并且包括印刷电路板123、第一区域126、第二区域127以及接地层123-1和123-2，该印刷电路板123包括沿第一方向定向的第一表面123a和沿与第一方向相反的第二方向定向的第二表面123c，该第一区域126包括第一天线阵列121，该第一天线阵列包括形成在印刷电路板123中或第一表面123a上的多个第一天线元件121-1、121-2、121-3和121-4，该第二区域127包括第二天线阵列122，该第二天线阵列122包括形成为比印刷电路板123中的或形成在第二表面123c上的多个第一天线元件121-1、121-2、121-3和121-4更靠近第二表面123c的多个第二天线元件122a、122b、122c和122d，当从第一表面123a的上方查看时，所述第二区域与第一区域126至少部分地交叠，该接地层123-1和123-2布置在印刷电路板123中的第一天线阵列121和第二天线阵列122之间且当从第一表面123a上方查看时，与第一区域126和第二区域127至少部分地交叠；至少一个无线通信电路124，其电连接到第一天线阵列121和第二天线阵列122，并被配置为发送和/或接收频率在3GHz和100GHz之间的信号。
根据本发明的实施例的无线通信电路124可以被布置在第一表面123a或第二表面123c中的至少一个之上。
根据本发明的实施例的多个第一天线元件121-1、121-2、121-3和121-4以及多个第二天线元件122a、122b、122c和122d可以形成为相同的形状。
根据本发明的实施例的多个第一天线元件121-1、121-2、121-3和121-4以及多个第二天线元件122a、122b、122c和122d可以包括贴片天线。
图10是示出根据各种实施例的在网络环境1000中的电子设备1001的框图。
参照图10，网络环境1000中的电子设备1001可经由第一网络1098(例如，短距离无线通信网络)与电子设备1002进行通信，或者经由第二网络1099(例如，长距离无线通信网络)与电子设备1004或服务器1008进行通信。根据实施例，电子设备1001可经由服务器1008与电子设备1004进行通信。根据实施例，电子设备1001可包括处理器1020、存储器1030、输入设备1050、声音输出设备1055、显示设备1060、音频模块1070、传感器模块1076、接口1077、触觉模块1079、相机模块1080、电力管理模块1088、电池1089、通信模块1090、用户识别模块(SIM)1096或天线模块1097。在一些实施例中，可从电子设备1001中省略所述部件中的至少一个(例如，显示设备1060或相机模块1080)，或者可将一个或更多个其它部件添加到电子设备1001中。在一些实施例中，可将所述部件中的一些部件实现为单个集成电路。例如，可将传感器模块1076(例如，指纹传感器、虹膜传感器、或照度传感器)实现为嵌入在显示设备1060(例如，显示器)中。
处理器1020可运行例如软件(例如，程序1040)来控制电子设备1001的与处理器1020连接的至少一个其它部件(例如，硬件部件或软件部件)，并可执行各种数据处理或计算。根据一个实施例，作为所述数据处理或计算的至少部分，处理器1020可将从另一部件(例如，传感器模块1076或通信模块1090)接收到的命令或数据加载到易失性存储器1032中，对存储在易失性存储器1032中的命令或数据进行处理，并将结果数据存储在非易失性存储器1034中。根据实施例，处理器1020可包括主处理器1021(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))以及与主处理器1021在操作上独立的或者相结合的辅助处理器1023(例如，图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器中枢处理器或通信处理器(CP))。另外地或者可选择地，辅助处理器1023可被适配为比主处理器1021耗电更少，或者被适配为具体用于指定的功能。可将辅助处理器1023实现为与主处理器1021分离，或者实现为主处理器1021的部分。
在主处理器1021处于未激活(例如，睡眠)状态时，辅助处理器1023可代替主处理器1021来控制与电子设备1001的部件中的至少一个部件(例如，显示设备1060、传感器模块1076或通信模块1090)相关的功能或状态中的至少一些，或者在主处理器1021处于激活状态(例如，运行应用)时，辅助处理器1023可与主处理器1021一起来控制与电子设备1001的部件之中的至少一个部件(例如，显示设备1060、传感器模块1076或通信模块1090)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例，可将辅助处理器1023(例如，图像信号处理器或通信处理器)实现为在功能上与辅助处理器1023相关的另一部件(例如，相机模块1080或通信模块1090)的一部分。
存储器1030可存储由电子设备1001的至少一个部件(例如，处理器1020或传感器模块1076)使用的各种数据。所述各种数据可包括例如软件(例如，程序1040)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器1030可包括易失性存储器1032或非易失性存储器1034。
可将程序1040作为软件存储在存储器1030中，并且程序1040可包括例如操作系统(OS)1042、中间件1044或应用1046。
输入设备1050可从电子设备1001的外部(例如，用户)接收将由电子设备1001的其它部件(例如，处理器1020)使用的命令或数据。输入设备1050可包括例如麦克风、鼠标或键盘。
声音输出设备1055可将声音信号输出到电子设备1001的外部。声音输出设备1055可包括例如扬声器或接收器。扬声器可用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的，接收器可用于呼入呼叫。根据实施例，可将接收器实现为与扬声器分离，或实现为扬声器的部分。
显示设备1060可向电子设备1001的外部(例如，用户)视觉地提供信息。显示设备1060可包括例如显示器、全息图设备或投影仪以及用于控制显示器、全息图设备和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例，显示设备1060可包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如，压力传感器)。
音频模块1070可将声音转换为电信号，反之亦可。根据实施例，音频模块1070可经由输入设备1050获得声音，或者经由声音输出设备1055或与电子设备1001直接(例如，有线地)连接或无线连接的外部电子设备(例如，电子设备1002)的耳机输出声音。
传感器模块1076可检测电子设备1001的操作状态(例如，功率或温度)或电子设备1001外部的环境状态(例如，用户的状态)，然后产生与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例，传感器模块1076可包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。
接口1077可支持将用来使电子设备1001与外部电子设备(例如，电子设备1002)直接(例如，有线地)或无线连接的一个或更多个特定协议。根据实施例，接口1077可包括例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。
连接端1078可包括连接器，其中，电子设备1001可经由所述连接器与外部电子设备(例如，电子设备1002)物理连接。根据实施例，连接端1078可包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如，耳机连接器)。
触觉模块1079可将电信号转换为可被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如，振动或运动)或电刺激。根据实施例，触觉模块1079可包括例如电机、压电元件或电刺激器。
相机模块1080可捕获静止图像或运动图像。根据实施例，相机模块1080可包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。
电力管理模块1088可管理对电子设备1001的供电。根据实施例，可将电力管理模块1088实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少一部分。
电池1089可对电子设备1001的至少一个部件供电。根据实施例，电池1089可包括例如不可再充电的原电池、可再充电的蓄电池、或燃料电池。
通信模块1090可支持在电子设备1001与外部电子设备(例如，电子设备1002、电子设备1004或服务器1008)之间建立直接(例如，有线)通信信道或无线通信信道，并经由建立的通信信道执行通信。通信模块1090可包括能够与处理器1020(例如，应用处理器(AP))独立操作的一个或更多个通信处理器，并支持直接(例如，有线)通信或无线通信。根据实施例，通信模块1090可包括无线通信模块1092(例如，蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)或有线通信模块1094(例如，局域网(LAN)通信模块或电力线通信(PLC)模块)。这些通信模块中的相应一个可经由第一网络1098(例如，短距离通信网络，诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA))或第二网络1099(例如，长距离通信网络，诸如蜂窝网络、互联网、或计算机网络(例如，LAN或广域网(WAN)))与外部电子设备进行通信。可将这些各种类型的通信模块实现为单个部件(例如，单个芯片)，或可将这些各种类型的通信模块实现为彼此分离的多个部件(例如，多个芯片)。无线通信模块1092可使用存储在用户识别模块1096中的用户信息(例如，国际移动用户识别码(IMSI))识别并验证通信网络(诸如第一网络1098或第二网络1099)中的电子设备1001。
天线模块1097可将信号或电力发送到电子设备1001的外部(例如，外部电子设备)或者从电子设备1001的外部(例如，外部电子设备)接收信号或电力。根据实施例，天线模块1097可以由导电材料或导电图案形成，并且还可以包括除了根据一些实施例的所述导电材料或所述导电图案的之外的其他部件(例如，RFIC)。根据实施例，天线模块1097可包括一个或更多个天线。在这种情况下，例如，通信模块1090(例如，无线通信模块1092)可以选择至少一个适合于在通信网络中使用的通信方案的天线，例如第一网络1098或第二网络1099。然后可以经由所选的至少一个天线在通信模块1090与外部电子设备之间发送或接收信号或功率。
上述部件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如，总线、通用输入输出(GPIO)、串行外设接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))相互连接并在它们之间通信地传送信号(例如，命令或数据)。
根据实施例，可经由与第二网络1099连接的服务器1008在电子设备1001和外部电子设备1004之间发送或接收命令或数据。电子设备1002和电子设备1004中的每一个可以是与电子设备1001相同类型的设备，或者是与电子设备1001不同类型的设备。根据实施例，将在电子设备1001运行的全部操作或一些操作可在外部电子设备1002、外部电子设备1004或服务器1008中的一个或更多个运行。例如，如果电子设备1001应该自动执行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一设备的请求执行功能或服务，则电子设备1001可请求所述一个或更多个外部电子设备执行所述功能或服务中的至少一部分，而不是运行所述功能或服务，或者电子设备1001除了运行所述功能或服务以外，还可请求所述一个或更多个外部电子设备执行所述功能或服务中的至少一部分。接收到所述请求的所述一个或更多个外部电子设备可执行所述功能或服务中的所请求的所述至少一部分，或者执行与所述请求相关的另外功能或另外服务，并将执行的结果传送到电子设备1001。电子设备1001可在对所述结果进行进一步处理的情况下或者在不对所述结果进行进一步处理的情况下将所述结果提供作为对所述请求的至少部分答复。为此，可使用例如云计算技术、分布式计算技术或客户机-服务器计算技术。
图11是示出了根据各种实施例的用于支持传统网络通信和5G网络通信的电子设备1001的框图1100。
参照图11，电子设备1001可以包括第一通信处理器1112、第二通信处理器1114、第一射频集成电路(RFIC)1122、第二RFIC 1124、第三RFIC 1126、第四RFIC 1128、第一射频前端(RFFE)1132、第二RFFE 1134、第一天线模块1142、第二天线模块1144和天线1148。电子设备1001还可以包括处理器1020和存储器1030。网络1099可以包括处理器1020和存储器1030。根据另一实施例，电子设备1001还可以包括图10中所示的组件中的至少一个，网络1099可以包括至少一个其他网络。根据实施例，第一通信处理器1112、第二通信处理器1114、第一RFIC 1122、第二RFIC 1124、第四RFIC 1128、第一RFFE 1132和第二RFFE 1134可以形成无线通信模块1092的至少一部分。在另一个实施例中，可以不提供第四RFIC 1128，或者可以将其包括为第三RFIC 1126的一部分。
第一通信处理器1112可以支持用于与第一网络1192进行通信的频带的通信信道的建立，并且通过所建立的通信信道来支持传统网络通信。根据各种实施例，第一网络可以是包括第二代(2G)、3G、4G或长期演进(LTE)网络的传统网络。第二通信处理器1114可以支持用于与第二网络1194进行通信的频带中的与指定频带(例如，大约6GHz至大约60GHz)相对应的通信信道的建立，并且通过建立的通信信道来支持5G网络通信。根据各种实施例，第二网络1194可以是由3GPP定义的5G网络。另外，根据实施例，第一通信处理器1112或第二通信处理器1114可以支持建立与要用于与第二网络1194进行通信的频带中的另一个指定频带(例如，大约6GHz或更小)相对应的通信信道，并通过建立的通信信道来支持5G网络通信。根据实施例，第一通信处理器1112和第二通信处理器1114可以在单个芯片或单个封装内实现。根据各种实施例，第一通信处理器1112和第二通信处理器1114可以与处理器1020、辅助处理器1023或通信模块1090一起形成在单个芯片或单个封装内。
当执行传输时，第一RFIC 1122可以将由第一通信处理器1112生成的基带信号转换为在第一网络1192中使用的大约700MHz至大约3GHz的射频(RF)信号(例如，传统的网络)。当执行接收时，可以经由天线(例如，第一天线模块1142)从第一网络1192(例如，传统网络)获得RF信号，并且可以通过RFFE(例如，第一RFFE 1132)对其进行预处理。第一RFIC1122可以将预处理的RF信号转换为基带信号，从而可以由第一通信处理器1112处理该信号。
第二RFIC 1124在执行传输时，可以将第一通信处理器1112或第二通信处理器1114生成的基带信号转换为第二网络1194(例如，5G网络)中使用的Sub6频带的Sub6频带的RF信号(以下称为5G Sub6 RF信号)。当执行接收时，5G Sub6 RF信号可以经由天线(例如，第二天线模块1144)从第二网络1194(例如，5G网络)获得，并且可以通过RFFE(例如，第二RFFE 1134)进行预处理。第二RFIC 1124可以将预处理的5G Sub6 RF信号转换为基带信号，使得该信号可以由第一通信处理器1112和第二通信处理器1114中的对应通信处理器处理。
第三RFIC 1126可以将第二通信处理器1114生成的基带信号转换成要在第二网络1194(例如，5G网络)中使用的Above6频带(例如，大约6GHz至60GHz)的RF信号(以下称为5GAbove6 RF信号)。当执行接收时，5G Above6 RF信号可以经由天线(例如，天线1148)从第二网络1194(例如，5G网络)获得，并且可以通过第三RFFE 1136进行预处理。第三RFIC 1126可以将预处理的5G Above6 RF信号转换为基带信号，以便该信号可以由第二通信处理器1114处理。根据实施例，第三RFFE 1136可以形成为第三RFIC 1126的一部分。
根据实施例，电子设备1001可以包括与第三RFIC 1126分开的第四RFIC 1128，或者作为第三RFIC 1126的至少一部分。在这种情况下，第四RFIC 1128可以将由第二通信处理器1114生成的基带信号转换为中间频带(例如，大约9GHz至大约11GHz)的RF信号(以下称为IF信号)，然后可以将IF信号传送到第三RFIC 1126。第三RFIC 1126可以将IF信号转换为5G Above6 RF信号。当执行接收时，5G Above6 RF信号可以经由天线(例如，天线1148)从第二网络1194(例如，5G网络)接收，并且可以通过第三RFIC 1126被转换为IF信号。第四RFIC1128可以将IF信号转换为基带信号，从而该信号可以由第二通信处理器1114进行处理。
根据实施例，第一RFIC 1122和第二RFIC 1124可以被实现为单个芯片或单个封装的至少一部分。根据实施例，第一RFFE 1132和第二RFFE 1134可以被实现为单个芯片或单个封装的至少一部分。根据实施例，可以不提供第一天线模块1142和第二天线模块1144中的至少一个天线模块，或者可以将其与另一天线模块组合，以便处理多个对应频带的RF信号。
根据实施例，第三RFIC 1126和天线1148可以被布置在同一基板上以形成第三天线模块1146。例如，无线通信模块1092或处理器1020可以被布置在第一基板(例如，主PCB)上。在这种情况下，第三RFIC 1126可以布置在与第一基板分离的第二基板(例如，子PCB)的部分区域(例如，下表面)中，天线1148可以布置在另一部分区域(例如，上表面)以形成第三天线模块1146。根据实施例，天线1148可包括例如可用于波束成形的天线阵列。通过将第三RFIC 1126和天线1148布置在同一基板上，可以减小第三RFIC 1126和天线1148之间的传输线的长度。例如，这种配置可以减少由传输线引起的在5G网络通信中使用的高频带(例如，大约6GHz至大约60GHz)的信号的损耗(例如，衰减)。因此，电子设备1001可以提高与第二网络1194(例如，5G网络)的通信的质量或速度。
第二网络1194(例如，5G网络)可以独立于第一网络1192(例如，传统网络)(例如，独立(Stand-Alone)(SA))运行，或者可以通过连接到第一网络1192运行(例如，非独立(NSA))。例如，5G网络可以仅包括接入网络(例如，5G无线电接入网络(RAN)或下一代RAN(NGRAN))，并且可以不具有核心网络(例如，下一代核心(NGC))。在这种情况下，在访问5G网络的接入网络之后，电子设备1001可以通过受传统网络的核心网络(例如，演进的分组核心(EPC))的控制来访问外部网络(例如，因特网)。用于与传统网络通信的协议信息(例如，LTE协议信息)或用于与5G网络通信的协议信息(例如，新无线电(NR))可以存储在存储器1130中，并且可以由其他组件(例如，处理器1020、第一通信处理器1112或第二通信处理器1114)访问。
图12示出了根据实施例的第三天线模块的结构。图12示出了例如参照图11描述的第三天线模块1146的结构的实施例。
图12a是从一侧观察的第三天线模块1146的透视图，图12b是从另一侧观察的第三天线模块1146的透视图，图12c是沿着线A-A’截取的第三天线模块1146的截面图。
参照图12，在实施例中，第三天线模块1146可以包括印刷电路板1210、天线阵列1230、射频集成电路(RFIC)1252、功率管理集成电路(PMIC)1254和模块接口1270。可选地，第三天线模块1146还可以包括屏蔽构件1290。在其他实施例中，可以不提供至少一个上述组件，或者可以将至少两个上述组件集成在一起。
印刷电路板1210可以包括多个导电层和与导电层交替堆叠的多个非导电层。印刷电路板1210可以使用形成在导电层中的线和导电通孔在印刷电路板1210和/或外部布置的各种电子组件之间提供电连接。
天线阵列1230(例如，图11的1148)可以包括被布置为形成定向波束的多个天线元件1232、1234、1236或1238。如图所示，天线元件可以形成在印刷电路板1210的第一表面上。根据另一实施例，天线阵列1230可以形成在印刷电路板1210的内部。根据实施例，天线阵列1230可以包括相同的形状或类型或者不同的形状或类型的多个天线阵列(例如，偶极天线阵列和/或贴片天线阵列)。
RFIC 1252(例如，图11的1126)可以布置在印刷电路板1210的与天线阵列间隔开的另一个区域(例如，与第一表面相对的第二表面)。RFIC被配置为处理通过天线阵列1230发送/接收的选定频带的信号。根据实施例，当执行发送时，RFIC 1252可以将从通信处理器(未示出)获得的基带信号转换为指定频段的RF信号。当执行接收时，RFIC 1252可以将经由天线阵列1252接收到的RF信号转换为基带信号，并且可以将基带信号传送到通信处理器。
根据另一实施例，当执行传输时，RFIC 1252可以将从中频集成电路(IFIC)(例如，图11的1128)获得的IF信号(例如，大约9GHz至大约11GHz)上变频为选定频段的RF信号。当执行接收时，RFIC 1252可以将经由天线阵列1252获得的RF信号下变频为IF信号，并且可以将IF信号传送到IFIC。
PMIC 1254可以布置在印刷电路板1210的与天线阵列间隔开的另一部分区域(例如，第二表面)中。PMIC可以由主PCB(未示出)供电，并且可以向天线模块上的各种组件(例如，RFIC 1252)供电。
屏蔽构件1290可以布置在印刷电路板1210的一部分(例如，第二表面)上，以便电磁屏蔽RFIC 1252或PMIC 1254中的至少一个。根据实施例，屏蔽构件1290可包括屏蔽罩。
尽管未示出，但是在各种实施例中，第三天线模块1146可以经由模块接口电连接到另一印刷电路板(例如，主电路板)。模块接口可以包括连接构件，例如，同轴电缆连接器、板对板连接器、插入件或柔性印刷电路板(FPCB)。天线模块的RFIC 1252和/或PMIC 1254可以经由连接构件电连接到印刷电路板。
图13示出了根据实施例的第三天线模块的截面。图13示出了沿B-B’线截取的图12的(a)的第三天线模块1146的截面。所示实施例的印刷电路板1210可以包括天线层1311和网络层1313。
天线层1311可以包括至少一个介电层1337-1和形成在介电层的外表面上或形成在介电层中的天线元件1236和/或馈电部分1325。馈电部分1325可以包括馈电点1327和/或馈电线1329。
网络层1313可以包括至少一个电介质层1337-2和形成在电介质的外表面上或形成在介电层中的至少一个接地层1333、至少一个导电通孔1335、传输线1323和/或信号线1329。
另外，在所示的实施例中，图12的(c)的第三RFIC 1126可以经由例如第一连接部分1340-1和第二连接部分a40-2(焊料凸块)电连接到网络层1313。在其他实施例中，可以使用各种连接结构(例如，焊料或BGA)代替连接部分。第三RFIC 1126可以通过第一连接部分1340-1、传输线1323和馈电部分1325电连接到天线元件1236。第三RFIC 1126可以通过第二连接部分1340-2和导电通孔1335电连接到接地层1333。尽管未示出，但是第三RFIC 1126可以通过信号线1329连接到上述模块接口。
根据各种实施例的电子设备可以是各种类型的电子设备之一。电子设备可以包括例如便携式通信设备(例如，智能电话机)、计算机设备、便携式多媒体设备、便携式医疗设备、相机、可穿戴设备或家用电器。根据本公开的实施例，电子设备不限于上述的那些电子设备。
应该理解的是，本公开的各种实施例以及其中使用的术语并不意图将在此阐述的技术特征限制于具体实施例，而是包括针对相应实施例的各种改变、等同形式或替换形式。对于附图的描述，相似的参考标号可用来指代相似或相关的元件。将理解的是，与术语相应的单数形式的名词可包括一个或更多个事物，除非相关上下文另有明确指示。如这里所使用的，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”的短语中的每一个短语可包括在与所述多个短语中的相应一个短语中一起列举出的项的任意一项或所有可能组合。如这里所使用的，诸如“第1”和“第2”或者“第一”和“第二”的术语可用于将相应部件与另一部件进行简单区分，并且不在其它方面(例如，重要性或顺序)限制所述部件。将理解的是，在使用了术语“可操作地”或“通信地”的情况下或者在不使用术语“可操作地”或“通信地”的情况下，如果一元件(例如，第一元件)被称为“与另一元件(例如，第二元件)耦接”、“耦接到另一元件(例如，第二元件)”、“与另一元件(例如，第二元件)连接”或“连接到另一元件(例如，第二元件)”，则意味着所述一元件可与所述另一元件直接(例如，有线地)连接、与所述另一元件无线连接、或经由第三元件与所述另一元件连接。
如这里所使用的，术语“模块”可包括以硬件、软件或固件实现的单元，并可与其他术语(例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部分”或“电路”)可互换地使用。模块可以是被适配为执行一个或更多个功能的单个集成部件或者是该单个集成部件的最小单元或部分。例如，根据实施例，可以以专用集成电路(ASIC)的形式来实现模块。
可将在此阐述的各种实施例实现为包括存储在存储介质(例如，内部存储器1036或外部存储器1038)中的可由机器(例如，电子设备1001)读取的一个或更多个指令的软件(例如，程序1040)。例如，在处理器的控制下，所述机器(例如，电子设备1001)的处理器(例如，处理器1020)可在使用或无需使用一个或更多个其它部件的情况下调用存储在存储介质中的所述一个或更多个指令中的至少一个指令并运行所述至少一个指令。这使得所述机器能够操作用于根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。所述一个或更多个指令可包括由编译器产生的代码或能够由解释器运行的代码。可以以非暂时性存储介质的形式来提供机器可读存储介质。其中，术语“非暂时性”仅意味着所述存储介质是有形设备，并且不包括信号(例如，电磁波)，但是该术语并不在数据被半永久性地存储在存储介质中与数据被临时存储在存储介质中之间进行区分。
根据实施例，可在计算机程序产品中包括和提供根据本公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可作为产品在销售者和购买者之间进行交易。可以以机器可读存储介质(例如，紧凑盘只读存储器(CD-ROM))的形式来发布计算机程序产品，或者可经由应用商店(例如，Play StoreTM)在线发布(例如，下载或上传)计算机程序产品，或者可直接在两个用户设备(例如，智能电话)之间分发(例如，下载或上传)计算机程序产品。如果是在线发布的，则计算机程序产品中的至少部分可以是临时产生的，或者可将计算机程序产品中的至少部分至少临时存储在机器可读存储介质(诸如制造商的服务器、应用商店的服务器或转发服务器的存储器)中。
根据各种实施例，上述部件中的每个部件(例如，模块或程序)可包括单个实体或多个实体。根据各种实施例，可省略上述部件中的一个或更多个部件，或者可添加一个或更多个其它部件。可选择地或者另外地，可将多个部件(例如，模块或程序)集成为单个部件。在这种情况下，根据各种实施例，该集成部件可仍旧按照与所述多个部件中的相应一个部件在集成之前执行一个或更多个功能相同或相似的方式，执行所述多个部件中的每一个部件的所述一个或更多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或另一部件所执行的操作可顺序地、并行地、重复地或以启发式方式来执行，或者所述操作中的一个或更多个操作可按照不同的顺序来运行或被省略，或者可添加一个或更多个其它操作。

Claims (15)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：
壳体，以及
天线模块，所述天线模块设置在所述壳体的一个表面上，
其中，所述天线模块包括：
印刷电路板，所述印刷电路板包括面对所述壳体的一个表面的第一层、面对所述第一层的第二层、以及设置在所述第一层与所述第二层之间的至少一个接地层；
第一天线阵列，所述第一天线阵列设置在所述第一层上；
第二天线阵列，所述第二天线阵列设置在所述第二层上并且从所述壳体的一个表面看去至少部分地与所述第一天线阵列交叠；以及
通信电路(射频集成电路(RFIC))，所述通信电路电连接到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列并向所述第一天线阵列和所述第二天线阵列馈电，
其中，所述通信电路被配置为：
经由所述第一天线阵列或所述第二天线阵列中的至少一者从外部设备接收第一信号；
基于所述第一信号改变所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的至少一部分的相位；以及
沿着改变后的相位所形成的波束的方向发送/接收第二信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述通信电路向所述第一天线阵列和所述第二天线阵列馈电，使得所述第一天线阵列的相位与所述第二天线阵列的相位之间的差具有指定值。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述通信电路改变所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的至少一部分的相位，以沿向着所述外部设备的方向形成所述波束。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第一天线阵列与所述第二天线阵列间隔开指定的距离。
5.根据权利要求1所述的电子设备，
其中，所述天线模块设置在与所述壳体的第一边缘邻近的区域中，
其中，所述电子设备还包括设置在与面对所述第一边缘的第二边缘邻近的区域中的额外天线模块。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述天线模块还包括连接所述通信电路、所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的馈电线。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列中的每一者包括多个贴片天线。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述通信电路向所述多个贴片天线中的每一个馈电，使得在所述多个贴片天线之间出现相位差。
9.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述多个贴片天线间隔开指定距离。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第一层和所述第二层包含绝缘材料。
11.一种天线模块，所述天线模块包括：
印刷电路板，所述印刷电路板包括第一层、面对所述第一层的第二层以及设置在所述第一层与所述第二层之间的至少一个接地层；
第一天线阵列，所述第一天线阵列被设置在所述第一层上；
第二天线阵列，所述第二天线阵列被设置在所述第二层上并且从所述第一层上方看去至少部分地与所述第一天线阵列交叠；以及
通信电路(射频集成电路(RFIC))，所述通信电路电连接到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列并向所述第一天线阵列和所述第二天线阵列馈电，
其中，所述通信电路被配置为：
经由所述第一天线阵列或所述第二天线阵列中的至少一者从外部设备接收第一信号；
基于所述第一信号改变所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的至少一部分的相位；以及
沿着改变后的相位所形成的波束的方向发送/接收第二信号。
12.根据权利要求11所述的天线模块，其中，所述通信电路向所述第一天线阵列和所述第二天线阵列馈电，使得所述第一天线阵列的相位与所述第二天线阵列的相位之间的差具有指定值。
13.根据权利要求11所述的天线模块，其中，所述通信电路改变所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的至少一部分的相位，以沿向着所述外部设备的方向形成所述波束。
14.根据权利要求11所述的天线模块，其中，所述第一天线阵列与所述第二天线阵列间隔开指定的距离。
15.根据权利要求11所述的天线模块，还包括连接所述通信电路、所述第一天线阵列和所述第二天线阵列的馈电线。
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