CN113169441A - 波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备 - Google Patents

波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113169441A
CN113169441A CN201980076733.4A CN201980076733A CN113169441A CN 113169441 A CN113169441 A CN 113169441A CN 201980076733 A CN201980076733 A CN 201980076733A CN 113169441 A CN113169441 A CN 113169441A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
substrate
radiation beam
antenna structure
beam steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980076733.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113169441B (zh
Inventor
亚力山大·克瑞普科夫
珍妮·伊尔沃宁
田瑞源
温特格姆 贾里·克里斯蒂安·范
欧健
屠东兴
泽拉图尤布·米洛萨耶维
骆红廷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN113169441A publication Critical patent/CN113169441A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113169441B publication Critical patent/CN113169441B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/22—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of a single substantially straight conductive element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/067—Two dimensional planar arrays using endfire radiating aerial units transverse to the plane of the array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components
    • H04M1/0266—Details of the structure or mounting of specific components for a display module assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/288—Satellite antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

提供了一种波束控制天线结构(1)，包括堆叠式天线模块(2)和第一导电组件(3)，所述堆叠式天线模块(2)包括第一基板(4)和第二基板(5)。所述第一基板(4)设置在所述第二基板(5)的上方，使得所述第一基板(4)的主平面平行于所述第二基板(5)的主平面延伸。所述第一基板(4)包括发射和接收第一辐射波束(R1)的第一天线阵列(6)，所述第二基板(5)包括发射和接收第二辐射波束(R2)的第二天线阵列(7)。所述第一导电组件(3)邻近所述堆叠式天线模块(2)延伸，并且在垂直于所述导电组件(3)的主平面的第一方向(D1)上至少部分地与所述堆叠式天线模块(2)分离。所述堆叠式天线模块(2)通过电耦合、电容耦合或电感耦合中的至少一种方式耦合到所述导电组件(3)。所述第一辐射波束(R1)和所述第二辐射波束(R2)中的至少一个辐射波束至少部分地由所述第一导电组件(3)引导在远离所述第一辐射波束(R1)和所述第二辐射波束(R2)中另一个辐射波束的方向上。这样一来，可以在一个或多个方向上至少部分地引导从所述天线结构辐射出的辐射波束，使得可以在所述波束控制天线结构的任意方向上实现足够的增益覆盖。

Description

波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备
技术领域
本公开涉及一种包括第一天线阵列和第二天线阵列的波束控制天线结构以及一种包括所述波束控制天线结构的电子设备。
背景技术
电子设备需要支持越来越多的无线信号技术，如2G/3G/4G无线技术。对于即将到来的5G无线技术，频率范围将从sub-6GHz以下扩展到所谓的毫米波频率，例如20GHz以上频率。对于毫米波频率，为了形成增益更高的辐射波束，需要天线阵列来克服传播介质中较高的路径损耗。然而，增益更高的辐射波束方向图会导致波束宽度较窄，因此采用诸如相控天线阵列等波束控制技术以在特定的期望方向上引导波束。
手机和平板电脑等移动电子设备可以朝向任意方向。因此，这些电子设备需要表现出尽可能接近完整的球形波束覆盖。这种覆盖很难实现，除了其他原因以外，还因为该辐射波束会被导电外壳、大显示屏和/或用户握持该设备的手所阻挡。
通常，毫米波天线阵列设置在显示屏旁边，使得该显示屏不干扰波束覆盖。然而，趋向使用尽可能多地覆盖电子设备的超大显示屏使得天线阵列的可用空间非常有限，从而迫使天线阵列的尺寸显著减小并且性能受损，或者显示屏的很大部分处于非活动状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的电子设备。上述及其他目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实现方式在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。
第一方面，提供了一种波束控制天线结构，包括堆叠式天线模块和第一导电组件；所述堆叠式天线模块包括第一基板和第二基板，所述第一基板设置在所述第二基板的上方，使得所述第一基板的主平面平行于所述第二基板的主平面延伸；所述第一基板包括发射和接收第一辐射波束的第一天线阵列；所述第二基板包括发射和接收第二辐射波束的第二天线阵列；
所述第一导电组件邻近所述堆叠式天线模块延伸，并且在垂直于所述导电组件的主平面的第一方向上至少部分地与所述堆叠式天线模块分离；所述堆叠式天线模块通过电耦合、电容耦合或电感耦合中的至少一种方式耦合到所述导电组件；所述第一辐射波束和所述第二辐射波束中的至少一个辐射波束至少部分地由所述第一导电组件引导在远离所述第一辐射波束和所述第二辐射波束中另一个辐射波束的方向上。
此类解决方案便于在相同或不同方向上至少部分地引导从所述天线结构辐射出的辐射波束，使得可以在所述波束控制天线结构的任意方向上实现足够的增益覆盖，而不对所述波束控制天线结构的机械强度或组装可靠性产生负面影响。
在所述第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一导电组件在垂直于所述第一方向的第二方向上至少部分地偏离所述堆叠式天线模块，从而便于引导从所述天线结构辐射出的辐射波束。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一基板和所述第二基板由中介层隔开，所述中介层的主平面平行于所述第一基板的所述主平面延伸；所述中介层在所述第二方向上至少部分地与所述第一导电组件对齐；并且所述中介层使所述第一天线阵列和所述第二天线阵列彼此保持距离，可将该距离调整为所请求的特定天线口径尺寸。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二基板还包括发射和接收第三辐射波束的第三天线阵列；从而有助于使用诸如边射天线阵列等互补天线阵列。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二天线阵列包括至少一个具有垂直极化或水平极化的端射天线振子，从而便于根据其他要求选择极化，同时仍能改进波束覆盖。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二天线阵列包括至少一个具有垂直极化或水平极化的端射天线振子。当使用不同极化时，通过在不同极化上复用不同信号流可以支持分集和MIMO应用。
当使用相同极化时，通过横跨所述第一基板引导由设置在所述第二基板上的所述第二天线阵列发射和接收的第二辐射波束来改善波束覆盖。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二天线阵列和所述第三天线阵列中的一个包括至少一个边射天线振子，从而有利于在至少部分地偏离所述第一辐射波束和所述第二辐射波束的至少一个方向的方向上的辐射波束。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一天线阵列的至少一个端射天线振子沿所述第一方向延伸，并与所述第二天线阵列的至少一个端射天线振子平行，从而尽可能实现空间高效的波束控制天线结构。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一基板和所述第二基板中的至少一个为印刷电路板，并且所述第一导电组件在平行于所述至少一个印刷电路板的边缘的第三方向上延伸，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，使得能够利用现有组件来提供具有改善的波束覆盖的波束控制天线结构。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一基板和所述第二基板中的一个包括RFIC，从而尽可能实现空间高效的波束控制天线结构。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一辐射波束和所述第二辐射波束垂直极化，并且所述第二辐射波束与所述第一辐射波束产生相长干涉，从而有利于通过横跨所述第一基板引导由设置在所述第二基板上的所述第二天线阵列发射和接收的第二辐射波束来改善波束覆盖。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述波束控制天线结构还包括第二导电组件，所述第二辐射波束在所述第一导电组件和所述第二导电组件之间延伸，从而便于使用现有组件以改善波束覆盖，而不影响所述波束控制天线结构的机械稳定性或尺寸。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一基板、所述中介层和所述第二基板中的至少一个通过介电材料连接到所述第一导电组件或所述第二导电组件，从而有利于天线模块和剩余波束控制组件之间安全和功能性的互连。
在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述波束控制天线结构包括有效天线口径，所述有效天线口径在所述第二方向上扩展，同时在所述第一方向上延伸，使得可以在所述波束控制天线结构的任意方向上实现足够的增益覆盖，而不对所述波束控制天线结构的机械强度或组装可靠性产生负面影响。
根据第二方面，提供了一种电子设备，包括显示屏、后盖和如上所述的波束控制天线结构；其中所述后盖连接到所述波束控制天线结构的所述第二基板；所述波束控制天线结构的所述第一导电组件是在所述显示屏和所述后盖的外围边缘之间延伸的金属边框；第一间隙将所述金属边框与所述显示屏分离，使得所述第一辐射波束能够通过所述第一间隙辐射穿过所述金属边框；所述金属边框连接到所述后盖，使得所述第二辐射波束和所述第三辐射波束能够在与所述第一间隙相反的一侧上辐射穿过所述金属边框。
此类解决方案便于在相同或不同方向上至少部分地引导从所述天线结构辐射出的辐射波束，使得可以在所述电子设备的任意方向上实现足够的增益覆盖，而不对所述电子设备的机械强度、组装可靠性或工业设计产生负面影响。
在所述第二方面的一种可能的实现方式中，第二间隙将所述金属边框与所述后盖分离，使得所述第二辐射波束和所述第三辐射波束能够通过所述第二间隙辐射，从而在朝向所述电子设备背面的方向上改善波束覆盖。
在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，所述波束控制天线结构包括第二导电组件，所述后盖通过所述第二导电组件连接到所述第二基板，所述第二间隙将所述金属边框与所述第二导电组件分离，从而在朝向所述电子设备背面的方向上改善波束覆盖并利用导电组件。
在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，所述波束控制天线结构的有效天线口径在第二方向上扩展，平行于所述金属边框的主平面延伸；所述有效天线口径的一端紧邻所述堆叠式天线模块设置，在所述第二方向上具有与所述堆叠式天线模块相同的尺寸；以及所述有效天线口径的第二端紧邻所述金属边框设置，在所述第二方向上具有至少与所述金属边框的高度对应的尺寸。这样一来，可以在所述电子设备的任意方向上实现足够的增益覆盖，而不影响所述电子设备的其他组件的尺寸，因为所述天线口径的大小通过所述其他组件增加。
在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，所述有效天线口径的所述第二端在所述第二方向上具有与面向所述显示屏的所述第一基板的表面和所述第二间隙之间的距离对应的尺寸，使得所述波束控制天线结构在生成所述辐射波束的点处，例如在所述印刷电路板处，具有尽可能小的尺寸。
通过以下描述的实施例，本方面和其他方面将显而易见。
附图说明
在本公开内容的以下详述部分中，将结合附图中所展示的示例性实施例来更详细地解释这些方面、实施例和实现方式，其中：
图1a示出了本发明一个实施例提供的波束控制天线结构的堆叠式天线模块的示意性透视图；
图1b示出了本发明另一个实施例提供的波束控制天线结构的堆叠式天线模块的示意性透视图；
图1c示出了图1a实施例的示意性侧视图；
图2示出了本发明一个实施例提供的一种电子设备的示意性透视图；
图3a示出了本发明一个实施例提供的波束控制天线结构的基板的示意性透视图；
图3b示出了图3a实施例的顶视图；
图4a示出了本发明另一个实施例提供的波束控制天线结构的基板的示意性透视图；
图4b示出了图4a实施例的顶视图；
图5a示出了本发明一个实施例提供的一种电子设备的示意性截面视图；
图5b示出了本发明另一个实施例提供的一种电子设备的示意性截面视图；
图5c示出了本发明另一个实施例提供的一种电子设备的示意性截面视图；
图6示出了本发明实施例提供的波束控制天线结构的堆叠式天线模块的截面视图；以及
图7示出了本发明实施例提供的一种电子设备的截面视图。
具体实施方式
图5a至图5c示意性地示出了波束控制天线结构1。波束控制天线结构1包括堆叠式天线模块2和第一导电组件3。堆叠式天线模块2包括第一基板4和第二基板5。第二基板5至少部分地设置在第一基板4的上方，使得第一基板4的主平面平行于第二基板5的主平面延伸，如图1a至图1c所示。第一基板4和第二基板5可以彼此直接紧靠设置，或者第一基板4和第二基板5可以由中介层8分隔，其中，中介层8的主平面平行于第一基板4的主平面延伸，遂又平行于第二基板5的主平面延伸。中介层8在第二方向D2上至少部分地与第一导电组件3对齐，如图5a至图5c所示。
第一导电组件3邻近堆叠式天线模块2延伸，并且在垂直于第二方向D2且垂直于导电组件3的主平面的第一方向D1上与堆叠式天线模块2至少部分地分离。此外，第一导电组件3可以在第二方向D2上至少部分地偏离堆叠式天线模块2，如图7所示。
堆叠式天线模块2通过电耦合和电磁耦合(即电容耦合或电感耦合)中的至少一种方式耦合到导电组件3。将导电组件3与堆叠式天线模块2分隔开的间隙可以通过电偶合、电容耦合或电感耦合桥接，并且至少部分地可以用介电材料填充。该耦合包括接触件，该接触件具有接触区域Ac和将相邻导体以距离d隔开的间隙。对于电耦合，该接触件包括导体，即εr为无限大，并且由于所获得的电容为无限大，所以接触充分。可选地，该耦合可以包括用介电材料填充上述间隙，其中εr≥1。通过使用等效电路模型可以确定充分的电磁耦合。利用基板接触件，接触区域Ac和距离d确定了所获得的电容和频率响应。当电容较大时，可获得充分的电磁耦合，从而导致阻抗较小。
第一基板4包括发射和接收第一辐射波束R1的第一天线阵列6，第二基板5包括发射和接收第二辐射波束R2的第二天线阵列7，如图3a至图3b和图4a至图4b所示。第一辐射波束R1和第二辐射波束R2中的至少一个辐射波束至少部分地由第一导电组件3引导在远离第一辐射波束R1和第二辐射波束R2中另一个辐射波束的方向上，如在图5a至图5c中示意性示出。所有图均示出仅从堆叠式天线模块2的一侧辐射出的辐射波束R1和R2。然而，相应的辐射波束R1和R2也可以从堆叠式天线模块2的相对侧辐射，从而有助于实现全方位覆盖。此外，图5a至图5c中所示的堆叠式天线模块2可以旋转90°，使得基板4、5的主平面平行于第一导电组件3的主平面延伸。图5a至图5c示出垂直于第一导电组件3的主平面延伸的基板4、5的主平面。第一辐射波束R1和第二辐射波束R2的范围可以由第一导电组件3完全分离。
在一个实施例中，第二基板5还包括发射和接收第三辐射波束R3的第三天线阵列9，如图1b、图2和图5a至图5c所示。第三天线阵列9可以包括诸如贴片天线的至少一个边射天线振子9a。如图1b和图2所示，边射辐射波束R3具有基本垂直于第二基板5的主平面的方向。
第一天线阵列6可以包括至少一个具有垂直极化或水平极化的端射天线振子6a。相应地，第二天线阵列7可以包括至少一个具有垂直极化或水平极化的端射天线振子7a。
术语“水平”和“垂直”表示电场相对于地球表面的方向。由于包括波束控制天线结构1的诸如手机等电子设备可以在相对于地球表面的任意方向上握持和使用，所以当该电子设备被放置在基本平行于地球表面的表面上时，“水平”和“垂直”指示极化方向。在这种情况下，垂直极化信号从上到下振荡，使得电场垂直于地球表面。相应地，水平极化信号从左到右振荡，使得电场平行于地球表面。
图3a和图3b示出了包括具有水平极化的端射天线振子6a、7a的第一天线阵列6和/或第二天线阵列7。图4a和图4b示出了包括具有垂直极化的端射天线振子6a、7a的第一天线阵列6和/或第二天线阵列7。天线阵列6、7可包括水平放置的偶极子天线或锥形天线辐射器。此外，天线阵列6、7可包括垂直放置的偶极子天线或基片集成波导天线。如上所述，图5a至图5c中所示的堆叠式天线模块2可以旋转90°，使得基板4、5的主平面平行于第一导电组件3的主平面延伸。对于此类实施例，上述垂直和水平极化位置会变化，使得图3a和3b中所示的极化在旋转90°时会变成垂直极化，而图4a和图4b中所示的极化在旋转90°时会变成水平极化。
在一个实施例中，第一天线阵列6的端射天线振子6a具有垂直极化，第二天线阵列7的端射天线振子7a具有水平极化。在另一个实施例中，第一天线阵列6的端射天线振子6a具有水平极化，第二天线阵列7的端射天线振子7a具有垂直极化。在又一个实施例中，第一天线阵列6的端射天线振子6a和第二天线阵列7的端射天线振子7a都具有垂直极化。在再一个实施例中，第一天线阵列6的端射天线振子6a和第二天线阵列7的端射天线振子7a都具有水平极化。当使用不同极化时，通过在不同极化上复用不同信号流可以支持分集和MIMO应用。
当使用相同极化时，通过横跨第一基板4引导由设置在第二基板5上的第二天线阵列7a发射和接收的第二辐射波束R2来改善波束覆盖。
在一个实施例中，第二天线阵列7和第三天线阵列9中中的一个包括至少一个边射天线振子9a，如在图1b中示意性示出。
第一天线阵列6的端射天线振子6a基本沿第一方向D1延伸，并与第二天线阵列7的端射天线振子7a平行。
在一个实施例中，第一基板4和第二基板5中的至少一个为印刷电路板。第一导电组件3在平行于该印刷电路板的边缘4a、5a的第三方向D3上延伸，第三方向D3垂直于第一方向D1和第二方向D2。如图2和图7所示，方向D1对应于包括波束控制天线结构1的电子设备11的厚度；方向D2对应于该电子设备11的宽度；方向D3对应于该电子设备11的高度或长度。
第一基板4和第二基板5中的至少一个可以包括诸如RFIC(射频集成电路)或诸如电源和管理电路等相关电路的附加电子组件，这些附加电子组件在图5a至图5c中被表示为连接到第一基板4。
在一个实施例中，第一辐射波束R1和第二辐射波束R2均垂直极化，并且第二辐射波束R2与第一辐射波束R1产生相长干涉，即第一天线阵列6和第二天线阵列7一起形成辐射波束R1、R2并跨过基板4、5引导辐射波束R1、R2。
波束控制天线结构1可以进一步包括第二导电组件10，如图5c和图7所示。在这种情况下，第二辐射波束R2在第一导电组件3和第二导电组件10之间延伸。
第一基板4、中介层8和第二基板5中的至少一个通过介电材料连接到第一导电组件3或第二导电组件10，如图7所示。
在一个实施例中，如图7所示，波束控制天线结构1包括有效天线口径A，有效天线口径A在第二方向D2上扩展，同时在第一方向D1上延伸。如图5a至图5c所示，可通过中介层8实现该扩展，所述中介层8在第二方向D2上至少部分地与第一导电组件3对齐。中介层8设置在第一基板4和第二基板5之间，从而使第一天线阵列6和第二天线阵列7彼此保持距离。可将该距离调整为所请求的特定天线口径尺寸。如图4b所示，中介层8优选地包括接地和信号通孔，用于将第一天线阵列6和第二天线阵列7电子互连。
本公开还涉及电子设备11，包括显示屏12、后盖13和上述波束控制天线结构1。后盖13连接到波束控制天线结构1的第二基板5。波束控制天线结构1的第一导电组件3优选为金属边框。然而，第一导电组件3可以为任意金属组件。金属边框3在显示屏12和后盖13的外围边缘12a、13a或覆盖显示屏的显示屏玻璃之间延伸，形成在两者之间延伸的边，如图7所示。后盖13可以由诸如金属等导电材料制成，或者由不导电和辐射透明材料制成。
第一间隙14将金属边框3与显示屏12分离，使得第一辐射波束R1能够通过第一间隙14(即在大体上朝向显示屏12的方向上)辐射穿过金属边框3。
金属边框3连接到后盖13，使得第二辐射波束R2和可选的第三辐射波束R3能够在与第一间隙14相对的一侧上(即在大体上朝向后盖13的方向上)辐射穿过金属边框3。如果后盖13不导电且辐射透明，则第二辐射波束R2和可选的第三辐射波束R3可以通过后盖13辐射，如在图5a和图5b中概略所示。
在一个实施例中，波束控制天线结构1包括第二导电组件10，并且后盖13通过第二导电组件10连接到第二基板5。第二间隙15将金属边框3与第二导电组件10分离，使得第二辐射波束R2和可选的第三辐射波束R3能够通过第二间隙15辐射，如图5c所示。
第一间隙14和第二间隙15中的至少一个可以至少部分地填充有介电材料，如图7所示。
后盖13可以由导电材料制成，从而形成附加导电组件，并且后盖13、金属边框3和显示屏12可以通过注塑中框互连。此外，后盖13可以是第二导电组件10的主要部分。
如图7所示，如上所述，波束控制天线结构1的有效天线口径A可以在第二方向D2上扩展，平行于第一导电组件(即金属边框3)的主平面延伸。紧邻堆叠式天线模块2设置的有效天线口径A的一端A1在第二方向D2上具有与堆叠式天线模块2相同的尺寸，如图6所示。紧邻金属边框3设置的有效天线口径A的第二端A2在第二方向D2上具有至少对应于金属边框3的高度的尺寸。有效天线口径A的第二端A2可以一直延伸到后盖13，特别是在包括第三辐射波束R3辐射通过的不导电且辐射透明的后盖13的实施例中。
在一个实施例中，有效天线口径A的第二端A2在第二方向D2上具有与面向显示屏12的第一基板4的表面和第二间隙15之间的距离对应的尺寸。
在此结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。但本领域技术人员通过实践本主题，研究附图、本发明以及所附的权利要求，能够理解并获得公开实施例的其他变体。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，不定冠词“a”或者“an”不排除多个。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能被有效地使用。
权利要求书中所用的附图标记不应解释为对范围的限制。

Claims (19)

1.一种波束控制天线结构(1)，其特征在于，包括堆叠式天线模块(2)和第一导电组件(3)；其中
所述堆叠式天线模块(2)包括第一基板(4)和第二基板(5)，所述第一基板(4)设置在所述第二基板(5)的上方，使得所述第一基板(4)的主平面平行于所述第二基板(5)的主平面延伸；
所述第一基板(4)包括发射和接收第一辐射波束(R1)的第一天线阵列(6)；
所述第二基板(5)包括发射和接收第二辐射波束(R2)的第二天线阵列(7)；
所述第一导电组件(3)邻近所述堆叠式天线模块(2)延伸，并且在垂直于所述导电组件(3)的主平面的第一方向(D1)上至少部分地与所述堆叠式天线模块(2)分离；
所述堆叠式天线模块(2)通过电耦合、电容耦合或电感耦合中的至少一种方式耦合到所述导电组件(3)；
所述第一辐射波束(R1)和所述第二辐射波束(R2)中的至少一个辐射波束至少部分地由所述第一导电组件(3)引导在远离所述第一辐射波束(R1)和所述第二辐射波束(R2)中的另一个辐射波束的方向上。
2.根据权利要求1所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一导电组件(3)在垂直于所述第一方向(D1)的第二方向(D2)上至少部分地偏离所述堆叠式天线模块(2)。
3.根据权利要求1和2所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一基板(4)和所述第二基板(5)由中介层(8)隔开，所述中介层(8)的主平面平行于所述第一基板(4)的所述主平面延伸；并且
所述中介层(8)在所述第二方向(D2)上至少部分地与所述第一导电组件(3)对齐。
4.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第二基板(5)还包括发射和接收第三辐射波束(R3)的第三天线阵列(9)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一天线阵列(6)包括至少一个具有垂直极化或水平极化的端射天线振子(6a)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第二天线阵列(7)包括至少一个具有垂直极化或水平极化的端射天线振子(7a)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第二天线阵列(7)和所述第三天线阵列(9)中的一个包括至少一个边射天线振子(9a)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一天线阵列(6)的至少一个端射天线振子(6a)沿所述第一方向(D1)延伸，并与所述第二天线阵列(7)的至少一个端射天线振子(7a)平行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一基板(4)和所述第二基板(5)中的至少一个为印刷电路板，并且所述第一导电组件(3)在平行于所述至少一个印刷电路板的边缘(4a、5a)的第三方向(D3)上延伸，所述第三方向(D3)垂直于所述第一方向(D1)和所述第二方向(D2)。
10.根据权利要求9所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一基板(4)和所述第二基板(5)中的一个包括RFIC。
11.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一辐射波束(R1)和所述第二辐射波束(R2)为垂直极化，并且所述第二辐射波束(R2)与所述第一辐射波束(R1)产生相长干涉。
12.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，还包括第二导电组件(10)，所述第二辐射波束(R2)在所述第一导电组件(3)和所述第二导电组件(10)之间延伸。
13.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述第一基板(4)、所述中介层(8)和所述第二基板(5)中的至少一个通过介电材料连接到所述第一导电组件(3)或所述第二导电组件(10)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的波束控制天线结构(1)，其特征在于，所述波束控制天线结构(1)包括有效天线口径(A)，所述有效天线口径在所述第二方向(D2)上扩展，同时在所述第一方向(D1)上延伸。
15.一种电子设备(11)，其特征在于，包括显示屏(12)、后盖(13)和根据权利要求1至14中任一项所述的波束控制天线结构(1)；其中
所述后盖(13)连接到所述波束控制天线结构(1)的所述第二基板(5)；
所述波束控制天线结构(1)的所述第一导电组件(3)是在所述显示屏(12)和所述后盖(13)的外围边缘(12a、13a)之间延伸的金属边框；
第一间隙(14)将所述金属边框(3)与所述显示屏(12)分离，使得所述第一辐射波束(R1)能够通过所述第一间隙(14)辐射穿过所述金属边框(3)；
所述金属边框(3)连接到所述后盖(13)，使得所述第二辐射波束(R2)和所述第三辐射波束(R3)能够在与所述第一间隙(14)相反的一侧上辐射穿过所述金属边框(3)。
16.根据权利要求15所述的电子设备(11)，其特征在于，第二间隙(15)将所述金属边框(3)与所述后盖(13)分离，使得所述第二辐射波束(R2)和所述第三辐射波束(R3)能够通过所述第二间隙(15)辐射。
17.根据权利要求15或16所述的电子设备(11)，其特征在于，所述波束控制天线结构(1)包括第二导电组件(10)，所述后盖(13)通过所述第二导电组件(10)连接到所述第二基板(5)，所述第二间隙(15)将所述金属边框(3)与所述第二导电组件(10)分离。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的电子设备(11)，其特征在于，所述波束控制天线结构(1)的有效天线口径(A)在第二方向(D2)上扩展，所述第二方向(D2)平行于所述金属边框(3)的主平面延伸；
所述有效天线口径(A)的一端(A1)紧邻所述堆叠式天线模块(2)设置，在所述第二方向(D2)上具有与所述堆叠式天线模块(2)相同的尺寸；
所述有效天线口径(A)的第二端(A2)紧邻所述金属边框(3)设置，在所述第二方向(D2)上具有至少与所述金属边框(3)的高度对应的尺寸。
19.根据权利要求18所述的电子设备(11)，其特征在于，所述有效天线口径(A)的所述第二端(A2)在所述第二方向(D2)上具有的尺寸，与面向所述显示屏(12)的所述第一基板(4)的表面和所述第二间隙(15)之间的距离对应。
CN201980076733.4A 2019-01-03 2019-01-03 波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备 Active CN113169441B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/050095 WO2020141018A1 (en) 2019-01-03 2019-01-03 Beam steering antenna structure and electronic device comprising said structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113169441A true CN113169441A (zh) 2021-07-23
CN113169441B CN113169441B (zh) 2024-01-30

Family

ID=65003390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980076733.4A Active CN113169441B (zh) 2019-01-03 2019-01-03 波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11881630B2 (zh)
EP (1) EP3891841B1 (zh)
CN (1) CN113169441B (zh)
WO (1) WO2020141018A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020108773A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Beam steering antenna structure and electronic device comprising said structure
US11639993B2 (en) * 2020-01-29 2023-05-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Radar apparatus
KR20220032909A (ko) * 2020-09-08 2022-03-15 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
CN113644400B (zh) * 2021-07-23 2024-04-12 荣耀终端有限公司 一种毫米波模组电路和终端设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107534206A (zh) * 2015-04-29 2018-01-02 索尼公司 用于无线电子装置的包括双辐射元件阵列和功率划分器的天线

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9905922B2 (en) 2011-08-31 2018-02-27 Qualcomm Incorporated Wireless device with 3-D antenna system
US9806422B2 (en) 2013-09-11 2017-10-31 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US9819098B2 (en) 2013-09-11 2017-11-14 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US9923591B2 (en) 2014-11-12 2018-03-20 Sony Corporation Array antennas including non-uniform antenna elements
US9667290B2 (en) 2015-04-17 2017-05-30 Apple Inc. Electronic device with millimeter wave antennas
US10418687B2 (en) 2016-07-22 2019-09-17 Apple Inc. Electronic device with millimeter wave antennas on printed circuits
US11528076B1 (en) * 2018-09-21 2022-12-13 Apple Inc. Communication terminal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107534206A (zh) * 2015-04-29 2018-01-02 索尼公司 用于无线电子装置的包括双辐射元件阵列和功率划分器的天线

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020141018A1 (en) 2020-07-09
US20220085497A1 (en) 2022-03-17
CN113169441B (zh) 2024-01-30
US11881630B2 (en) 2024-01-23
EP3891841B1 (en) 2024-03-06
EP3891841A1 (en) 2021-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110785893B (zh) 天线模块和通信装置
US7215296B2 (en) Switched multi-beam antenna
CN113169441B (zh) 波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备
US6593891B2 (en) Antenna apparatus having cross-shaped slot
US11929543B2 (en) High-bandwidth antenna in package apparatus
CN113196565B (zh) 双极化天线阵列
CN110854548B (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
EP3465823B1 (en) C-fed antenna formed on multi-layer printed circuit board edge
KR102549921B1 (ko) 칩 안테나 모듈
CN113889764A (zh) 电介质谐振器天线模块
CN111864362A (zh) 天线模组及电子设备
JP7228720B2 (ja) ハウジングアセンブリ、アンテナデバイス及び電子機器
CN113678318A (zh) 一种封装天线装置及终端设备
CN112889183B (zh) 波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备
KR102382241B1 (ko) 칩 안테나 및 이를 포함하는 칩 안테나 모듈
CN114128041B (zh) 双极化天线元件和天线阵列
CN111276824B (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
CN114097140A (zh) 连续波束控制天线结构
CN114846695A (zh) 双极化连接天线阵列
US12034212B2 (en) Dual-polarization antenna module and electronic device comprising said antenna module
CN118232026A (zh) 一种天线结构和电子设备
JP2022076307A (ja) アンテナ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant