CN113410630A - 天线设备和天线模块 - Google Patents

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柳正基
金洪忍
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Abstract

本公开提供了一种天线设备和天线模块，所述天线设备包括：接地图案，具有通孔；天线图案，设置在所述接地图案的上方并且配置为执行发送射频信号和接收射频信号中的任意一者或两者；馈电过孔，贯穿所述通孔并且具有电连接到所述天线图案的一端；以及超颖构件，包括重复地布置并且彼此分开的多个单元，所述多个单元中的每个包括多个导电图案和使所述多个导电图案彼此电连接的至少一个导电过孔，其中，所述超颖构件沿着位于所述接地图案的上方的所述天线图案的侧边界的至少部分设置，并且延伸到所述天线图案的上方。

Description

天线设备和天线模块
本申请是申请日为2019年1月24日、申请号为201910089113.6、名称为“天线设备和天线模块”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及一种天线设备和天线模块。
背景技术
每年，移动通信的数据通信量趋于快速增加。已经积极地开发支持这样的在无线网络上的实时快速增加的数据的技术。例如，诸如基于数据的物联网(IoT)的内容创作、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、与社交网络服务(SNS)组合的现场VR/AR、自动驾驶和同步视角(使用超小型相机的实时用户视角图像传输)的应用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)频带通信)。
因此，近来，已经积极地实施对于包括5G通信的毫米波通信的研究，并且已经积极地实施对于用于平稳地实现毫米波通信的天线模块的商业化/标准化的研究。
高频带(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz或60GHz)中的射频(RF)信号在传输过程中容易被吸收和损耗，因此通信质量会迅速劣化。因此，用于高频带中的通信的天线需要与现有的天线技术的技术途径不同的技术途径，并且可需要开发诸如用于实现天线增益、天线和射频集成电路(RFIC)之间的集成以及有效全向辐射功率(EIRP)的单独的功率放大器的特殊类型的技术。
传统地，提供毫米波通信环境的天线模块已经使用这样的结构：在该结构中，集成电路(IC)和天线设置在板上并且通过同轴线缆彼此连接以满足在高频带中的高水平的天线性能(例如，发送/接收比、增益和方向性)。然而，这样的结构减小了可用于天线的空间的大小，限制了天线形状的自由度，增大了天线和IC之间的干扰，并且增大了天线模块的尺寸和成本。
发明内容
提供本发明内容以以简化的形式对所选择的构思进行介绍，并在下面的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主要特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总的方面，一种天线设备包括：接地图案，具有通孔；天线图案，设置在所述接地图案的上方并且配置为执行发送射频(RF)信号和接收射频(RF)信号中的任意一者或两者；馈电过孔，贯穿所述通孔并且具有电连接到所述天线图案的一端；以及超颖构件，包括重复地布置并且彼此分开的多个单元，所述多个单元中的每个包括多个导电图案和使所述多个导电图案彼此电连接的至少一个导电过孔，其中，所述超颖构件沿着位于所述接地图案的上方的所述天线图案的侧边界的至少部分设置，并且延伸到所述天线图案的上方。
所述天线设备还可包括设置在所述天线图案的上方的上耦合图案，使得当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时所述上耦合图案与所述天线图案至少部分地重叠。
所述超颖构件的所述多个单元可包括：多个第一单元，当沿着所述竖直方向观察时与所述天线图案在第一横向方向上分开；以及多个第二单元，当沿着所述竖直方向观察时与所述天线图案在与所述第一横向方向相反的方向上分开，并且所述馈电过孔的一端可在与所述第一横向方向不同的第二横向方向上偏离所述天线图案的中心的点处电连接到所述天线图案。
所述接地图案还可具有第二通孔，所述天线设备还可包括第二馈电过孔，所述第二馈电过孔贯穿所述第二通孔并且具有在所述第一横向方向上偏离所述天线图案的中心的点处电连接到所述天线图案的一端，并且所述超颖构件的所述多个单元还可包括多个第三单元和多个第四单元，当沿着所述竖直方向观察时，所述多个第三单元与所述天线图案在所述第二横向方向上分开，并且当沿着所述竖直方向观察时，所述多个第四单元与所述天线图案在与所述第二横向方向相反的方向上分开。
所述多个第一单元可布置为a×n的结构，所述多个第二单元可布置为b×n的结构；所述多个第三单元可布置为c×n的结构；所述多个第四单元可布置为d×n的结构；并且n为自然数，并且a、b、c和d可以为大于n的自然数。
所述超颖构件还可包括：多个第一虚设单元，设置在所述多个第一单元的第一端和所述多个第三单元的第一端之间；多个第二虚设单元，设置在所述多个第一单元的第二端和所述多个第四单元的第一端之间；多个第三虚设单元，设置在所述多个第二单元的第一端和所述多个第三单元的第二端之间；以及多个第四虚设单元，设置在所述多个第二单元的第二端和所述多个第四单元的第二端之间；并且所述第一虚设单元至所述第四虚设单元中的每个的尺寸可大于所述第一单元至所述第四单元中的每个的尺寸。
所述超颖构件可延伸到所述天线图案的上方至与所述上耦合图案的高度相同的高度。
所述超颖构件可设置为：使得从所述接地图案到所述多个导电图案的最上方导电图案的竖直间隔距离与从所述接地图案到所述上耦合图案的竖直间隔距离相同，并且从所述接地图案到所述多个导电图案的最下方导电图案的竖直间隔距离与从所述接地图案到所述天线图案的竖直间隔距离相同。
所述超颖构件可设置为：使得从所述接地图案到所述多个导电图案的除所述最上方导电图案之外的至少一个的竖直间隔距离小于从所述接地图案到所述上耦合图案的竖直间隔距离，并且从所述接地图案到所述多个导电图案的除所述最下方导电图案之外的至少一个的竖直间隔距离大于从所述接地图案到所述天线图案的竖直间隔距离。
所述超颖构件可设置为，使得当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时，所述多个单元和所述天线图案之间的水平间隔距离小于从所述接地图案到所述多个导电图案的最上方导电图案的竖直间隔距离，并且大于从所述接地图案到所述多个导电图案的最下方导电图案的竖直间隔距离。
所述超颖构件可设置为，使得当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时，所述多个单元和所述天线图案之间的水平间隔距离是一致的并且大于所述多个单元中的相邻单元之间的间距。
所述天线图案可具有多边形贴片形状，所述多个导电图案中的每个可具有与所述天线图案的所述多边形贴片形状相对应的多边形形状，并且所述多个导电图案中的每个的侧面的长度可小于从所述接地图案到所述多个导电图案的最上方导电图案的间隔距离，并且可大于从所述接地图案到所述多个导电图案的最下方导电图案的间隔距离。
所述超颖构件可设置为，使得从所述多个导电图案的最下方导电图案到所述接地图案的间隔距离大于从所述多个导电图案的最上方导电图案到所述多个导电图案的所述最下方导电图案的间隔距离。
所述天线设备还可包括多个第一屏蔽过孔，所述多个第一屏蔽过孔电连接到所述接地图案并且布置为当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时围绕所述超颖构件的至少部分。
所述天线设备还可包括多个第二屏蔽过孔，所述多个第二屏蔽过孔电连接到所述接地图案并且布置为当沿着所述竖直方向观察时围绕所述通孔。
当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时，所述接地图案可与所述超颖构件和所述天线图案之间的空间以及所述天线图案的至少部分和所述超颖构件的至少部分重叠。
所述多个单元可布置为对于所述射频信号具有负折射率。
在另一总的方面，一种天线模块包括：连接构件、集成电路(IC)和多个天线设备。所述连接构件包括：多个布线；接地图案，设置在所述多个布线的上方；以及多个布线过孔，电连接到所述多个布线。所述集成电路(IC)电连接到所述布线过孔并且设置在所述连接构件的下方。所述多个天线设备电连接到所述多个布线并且设置在所述连接构件的上方。其中，所述多个天线设备中的至少一者包括：天线图案，配置为执行发送射频(RF)信号和接收射频(RF)信号中的任意一者或两者；上耦合图案，设置在所述天线图案的上方使得当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时所述上耦合图案与所述天线图案至少部分地重叠；第一馈电过孔，具有在第二横向方向上偏离所述天线图案的中心的点处电连接到所述天线图案的一端；第二馈电过孔，具有在第一横向方向上偏离所述天线图案的中心的点处电连接到所述天线图案的一端；以及超颖构件，包括多个导电图案，所述多个导电图案布置为对于所述射频信号具有负折射率并且当沿着所述竖直方向观察时围绕所述天线图案。
所述连接构件还可包括第二天线图案，所述第二天线图案电连接到所述多个布线并且配置为执行沿着与所述天线图案配置为发送射频信号和接收射频信号中的任意一者或两者所沿的方向不同的方向发送射频信号和接收射频信号中的任意一者或两者。
所述天线模块还可包括：支撑构件，设置在所述连接构件的下方，具有大于所述集成电路的高度的高度，并且包括芯过孔，所述芯过孔电连接到设置在所述集成电路的下方的布线；以及电连接结构，设置在所述支撑构件的下方并且电连接到所述芯过孔。
在另一总的方面，一种天线设备包括：接地图案；天线图案，设置在所述接地图案的上方并且配置为发送射频(RF)信号和接收射频信号；以及超颖构件，沿着所述天线图案的侧边界的至少部分设置在所述接地图案的上方并且沿着垂直于所述接地图案的竖直方向延伸到所述天线图案的上方。其中，所述超颖构件配置为执行以下操作中的任意一者或两者：将所述射频信号的从所述天线图案沿着横向方向向所述超颖构件泄漏的第一部分的传播方向改变为基本上所述竖直方向，并且将所述射频信号的入射在所述接地图案上并且被反射到所述超颖构件的第二部分的传播方向改变为基本上所述竖直方向。
所述天线设备还可包括上耦合图案，所述上耦合图案设置在所述天线图案的上方并且位于与所述超颖构件的上端基本上相同的高度。
所述超颖构件对于所述射频信号可具有负折射率。
所述超颖构件可包括重复地布置并且彼此分开的多个单元，并且所述多个单元中的每个可包括多个导电图案和使所述多个导电图案彼此电连接的至少一个导电过孔。
在另一总的方面，一种天线设备包括：接地图案；天线图案，设置在所述接地图案的上方并且配置为执行发送射频(RF)信号和接收射频(RF)信号中的任意一者或两者；超颖构件，对于所述射频信号具有负折射率并且沿着所述天线图案的两个相对的侧边界的至少部分设置在所述接地图案的上方；以及馈电过孔，在基本上平行于所述天线图案的所述两个相对的侧边界的方向上偏离所述天线图案的中心的点处电连接到所述天线图案。
所述天线设备还可包括设置在所述天线图案的上方的上耦合图案，并且所述超颖构件可从与所述天线图案的高度基本上相同的高度延伸到与所述上耦合图案的高度基本上相同的高度。
所述超颖构件可包括重复地布置并且彼此分开的多个单元，并且所述多个单元中的每个可包括多个导电图案和使所述多个导电图案彼此电连接的至少一个导电过孔。
所述多个导电图案中的每个的侧面的长度可小于从所述接地图案到所述多个导电图案的最上方导电图案的间隔距离，并且可大于从所述接地图案到所述多个导电图案的最下方导电图案的间隔距离。
通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出天线设备的示例的透视图。
图2A至图2E是示出天线设备的各种结构的示例的平面图。
图3A和图3B是示出与天线设备的表面电流流动相对应的超颖构件(meta member)的示例的平面图。
图4A和图4B是示出天线设备的各种结构的示例的侧视图。
图5A是示出天线设备的截面的示例的透视图。
图5B是示出天线设备的超颖构件的截面的示例的透视图。
图6A和图6B是示出天线设备的超颖构件的各种结构的示例的侧视图。
图7是示出天线设备的射频(RF)信号传播路径的示例的侧视图。
图8A是示出天线设备的等效电路的示例的电路图。
图8B是示出天线设备的S参数的示例的曲线图。
图9A和图9B分别是示出天线设备中的圆形天线图案和以圆形形状围绕圆形天线图案的超颖构件的示例的透视图和平面图。
图10A至图10C是示出布置有天线设备的天线模块的示例的平面图。
图11是示出包括天线设备的天线模块的示意性结构的示例的侧视图。
图12A和图12B是示出包括天线设备的天线模块的各种结构的示例的侧视图。
图13A和图13B是示出包括天线设备的天线模块的连接构件的下部结构的示例的示图。
图14A和图14B是示出天线模块的布局的示例的平面图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，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
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变化、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可做出将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域已知的特征的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为被这里所描述的示例所限制。更确切的说，已经提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实现这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”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“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”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，可能不存在介于两者之间的其他元件。
尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，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、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，这里可以使用诸如“在……上方”、“上”、“在……下方”以及“下”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。这些空间相对术语意图除了包含附图中所描绘的方位以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”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下”。因而，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。装置也可以以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，且这里使用的空间相对术语将被相应地解释。
这里使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图中所示的形状可发生变型。因而，这里所描述的示例不局限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状的变化。
这里所描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开内容后将是显而易见的其他构造是可行的。
图1是示出天线设备的示例的透视图。
参照图1，天线设备100a包括天线图案110a、馈电过孔120a、接地图案125a和超颖构件130a。在本申请中，竖直方向是垂直于接地图案125a的上表面和/或下表面的方向，并且上水平面和下水平面是基于竖直方向限定的。
天线图案110a被配置为接收通过无线传输的射频(RF)信号并且将RF信号发送到馈电过孔120a或者从馈电过孔120a接收RF信号并且以无线传输的方式发送RF信号。天线图案110a根据固有要素(例如，形状、尺寸、高度和绝缘层的介电常数)具有固有频带(例如，28GHz)。
在一个示例中，天线图案110a具有贴片天线的结构，该贴片天线具有呈圆形形状或多边形形状的相对的表面。贴片天线的相对的表面用作RF信号通过其在导体和非导体之间传播的边界。
馈电过孔120a将从天线图案110a接收的RF信号发送到集成电路(IC)，并且将从IC接收的RF信号发送到天线图案110a。
例如，电连接到一个天线图案的馈电过孔120a的数量可以为两个或更多个。当馈电过孔120a的数量为两个或更多个时，馈电过孔120a可被配置为使得具有不同的相位(例如，90°的相位差和180°的相位差)的RF信号分别穿过馈电过孔120a，可被配置为使得RF信号分别在不同的时间点穿过馈电过孔120a，并且可被配置为使得待发送的RF信号和接收的RF信号分别穿过馈电过孔120a。RF信号之间的相位差可通过IC的移相器实现或者通过布线之间的电长度的差异实现。
接地图案125a设置在天线图案110a的下方，并且具有至少一个通孔。馈电过孔120a设置为贯穿至少一个通孔。
接地图案125a设置为至少部分地封堵上侧的天线图案110a和下侧的连接构件1200a之间的空间，以改善天线图案110a和连接构件1200a之间的隔离度。另外，接地图案125a向天线图案110a提供根据与天线图案110a的电磁耦合的电容。另外，接地图案125a反射天线图案110a的RF信号以进一步使RF信号沿向上的方向集中，因此改善天线图案110a的天线性能。
超颖构件130a具有如下的结构：多个单元在超颖构件130a中重复地布置并且彼此分开，并且多个单元各自包括小于天线图案110a的多个导电图案和使多个导电图案彼此电连接的至少一个过孔。因此，超颖构件130a具有电磁带隙结构，因此对于RF信号具有负折射率。
超颖构件130a与接地图案125a的上表面分开，使得当沿着竖直方向观察时超颖构件130a不与天线图案110a重叠，并且设置为使得从超颖构件130a的中点到接地图案125a的间隔距离大于天线图案110a和接地图案125a之间的间隔距离。也就是说，超颖构件130a沿着在接地图案125a的上方的天线图案110a的侧边界的至少部分设置，并且延伸到与天线图案110a相比更高的高度。
因此，超颖构件130a还通过更有效地利用负折射率使天线图案110a的RF信号沿着向上的方向集中，因此进一步改善天线图案110a的天线性能。
图7是示出天线设备的射频(RF)信号传播路径的示例的侧视图。
参照图7，接地图案125a反射从天线图案110a入射的RF信号。反射的RF信号通过超颖构件130a传播。传播经过超颖构件130a的RF信号的侧向量的方向通过超颖构件130a的负折射率改变为向上的方向。因此，传播经过超颖构件130a的RF信号沿着向上的方向集中。
超颖构件130a电磁耦合到天线图案110a，并且根据超颖构件130a的要素(例如，高度、金属板的形状、金属板的尺寸、金属板的数量、多个金属板之间的间距和与天线图案的间隔距离)，影响天线图案110a的频率特性。
因此，天线图案110a具有扩展的频带(例如，26GHz或38GHz)。当扩展的频带与天线图案110a的固有频带相邻时，天线图案110a具有宽的带宽。当扩展的频带与固有频带不相邻时，天线图案110a具有执行双频带发送和接收的能力。
参照图1，天线设备100a还包括与天线图案110a的上表面分开的上耦合图案115a。上耦合图案115a将根据上耦合图案115a和天线图案110a之间的电磁耦合的电容提供到天线图案110a，并且增大天线图案110a的RF信号发送和接收面积。因此，提高了天线图案110a的增益或带宽。
用于连接天线图案110a中的馈电过孔120a的最优位置可根据上耦合图案115a的位置而与天线图案110a的中央分开。
图3A和图3B是示出与天线设备的表面电流流动相对应的超颖构件的示例的平面图。
参照图3A，当最优位置靠近天线图案110a在天线图案110a的第二横向方向(例如，270°方向)上的边缘时，在天线图案110a中流动的根据天线图案110a的RF信号发送和接收的表面电流I沿着天线图案110a的第四横向方向(例如，90°的方向)流动。在这种情况下，表面电流在第一横向方向(例如，0°的方向)和第三横向方向(例如，180°的方向)上分散，并且超颖构件130a抑制根据表面电流的分散在第一横向方向和第三横向方向上的分量的RF信号在第一横向方向和第三横向方向上的泄露。
参照图3B，当最优位置靠近天线图案110a的在天线图案110a的第一横向方向(例如，0°方向)上的边缘时，在天线图案110a中流动的根据天线图案110a的RF信号发送和接收的表面电流I在天线图案110a的第三横向方向(例如，180°的方向)上流动。在这种情况下，表面电流分散在第二横向方向(例如，270°的方向)和第四横向方向(例如，90°的方向)，并且超颖构件130a抑制根据表面电流的分散在第二横向方向和第四横向方向上的分量的RF信号在第二横向方向和第四横向方向上的泄露。
因此，围绕天线图案110a和/或上耦合图案115a的超颖构件130a抑制天线图案110a的RF信号在横向方向上的泄露，因此，进一步改善天线图案110a的天线性能。
图2A至图2E是示出天线设备的各种结构的示例的平面图。
参照图2A，当沿竖直方向观察时，超颖构件130a完全围绕天线图案110a，并且设置为使得超颖构件130a和天线图案110a之间的间隔距离是一致的，并且大于包括在超颖构件130a中的多个单元中的相邻单元之间的间距。因此，超颖构件130a能够有效地抑制天线图案110a的RF信号在横向方向上的泄露，并且有效地使从接地图案反射的RF信号沿向上的方向集中。
参照图2B和图2C，超颖构件130a仅部分地围绕天线图案110a。这里，参照图2B，超颖构件130a可包括多个单元，其中，多个单元包括：多个第一单元，当沿着竖直方向观察时与天线图案110a在第一横向方向上分开；以及多个第二单元，当沿着竖直方向观察时与天线图案110a在与第一横向方向相反的方向上分开。参照图2C，超颖构件130a还可包括多个第三单元和多个第四单元，当沿着竖直方向观察时，多个第三单元与天线图案110a在第二横向方向上分开，并且当沿着竖直方向观察时，多个第四单元与天线图案110a在与第二横向方向相反的方向上分开。因此，在本示例的天线设备中，利用超颖构件130a的负折射率改善了天线性能，并且减小了天线设备的由于使用超颖构件130a而引起的尺寸的增大。
超颖构件130a的多个单元可以按照阵列的形式布置。例如，多个第一单元布置为a×n的结构，多个第二单元布置为b×n的结构；多个第三单元布置为c×n的结构；多个第四单元布置为d×n的结构；并且n为自然数，并且a、b、c和d为大于n的自然数。
参照图2D，超颖构件130a还包括多个虚设单元，多个虚设单元设置为靠近包围超颖构件130a的多边形的顶点。超颖构件130a可包括：多个第一虚设单元，设置在多个第一单元的第一端和多个第三单元的第一端之间；多个第二虚设单元，设置在多个第一单元的第二端和多个第四单元的第一端之间；多个第三虚设单元，设置在多个第二单元的第一端和多个第三单元的第二端之间；以及多个第四虚设单元，设置在多个第二单元的第二端和多个第四单元的第二端之间。另外，多个虚设单元中的每个的导电图案的尺寸大于超颖构件的各单元的导电图案的尺寸。因此，本示例的天线设备可在不影响超颖构件130a的负折射率特性的情况下容易地结合到天线模块中的相邻的天线设备的超颖构件。因此，当以阵列的形式使用时，本示例的天线设备提高了天线性能。
参照图2A至图2D，天线图案110a包括狭缝122a，狭缝122a形成为靠近馈电过孔连接到其的点并且位于天线图案110a的相对侧上。狭缝122a影响天线图案110a的阻抗，并且感应在天线图案110a中流动的表面电流以从位于天线图案110a的一侧上的狭缝流动到位于天线图案110a的另一侧上的狭缝。因此，可减小天线图案110a的在横向方向上的RF信号泄漏。
参照图2E，本示例的天线设备包括天线图案110d、接地图案125d和超颖构件130d。包括在超颖构件130d中的多个单元以n×1结构布置，其中，n为大于或等于2的自然数。也就是说，多个单元布置为一行。因此，减小了本示例的天线设备的尺寸。
图4A和图4B是示出天线设备的各种结构的示例的侧视图。
参照图4A，超颖构件130a的最下方导电图案设置在与天线图案的高度相同的高度上。因此，从超颖构件130a的中点到接地图案125a的间隔距离大于从天线图案110a到接地图案125a的间隔距离。
参照图4B，超颖构件130a的导电图案的全部设置在比天线图案110a的高度高的高度上。超颖构件130a的高度可根据RF信号的频率、天线性能设计条件、包括在天线模块中的天线设备的数量、天线设备之间的间距和天线设备的尺寸而改变。
图5A是示出天线设备的截面的示例的透视图。
参照图5A，当沿着竖直方向观察时，接地图案125a与超颖构件130a的至少部分重叠并且与天线图案110a的至少部分重叠，以覆盖超颖构件130a和天线图案110a之间的空间。因此，接地图案125a能够更有效地将天线图案110a的RF信号反射到超颖构件130a，从而改善了本示例的天线设备的天线性能。
参照图5A，超颖构件130a设置为使得从接地图案125a到包括在超颖构件130a中的多个导电图案的平均间隔距离d2大于从接地图案125a到天线图案110a的间隔距离d3，并且小于从接地图案125a到上耦合图案115a的间隔距离d4。因此，从接地图案125a反射的RF信号以在超颖构件130a中沿着向上的方向集中的适当的角度传播经过超颖构件130a。因此，改善了本示例的天线设备的天线性能。
参照图5A，超颖构件130a被设置为使得从接地图案125a到包括在超颖构件130a中的多个导电图案的最上方导电图案的间隔距离基本上与从接地图案125a到上耦合图案115a的间隔距离d4相等，并且从接地图案125a到包括在超颖构件130a中的多个导电图案的最下方导电图案的间隔距离基本上与从接地图案125a到天线图案110a的间隔距离d3相等。也就是说，超颖构件130a沿着天线图案110a的侧边界的至少部分设置并且延伸到与上耦合图案115a的高度相同的高度。因此，超颖构件130a能够更有效地减少RF信号从天线图案110a和上耦合图案115a在横向方向上的泄漏，以使RF信号沿向上的方向传播。
参照图5A，超颖构件130a设置为使得从接地图案到包括在超颖构件130a中的多个导电图案中的除最上方导电图案之外的至少一个导电图案(例如，位于中点的导电图案)的间隔距离小于从接地图案125a到上耦合图案115a的间隔距离d4，并且大于从接地图案125a到天线图案110a的间隔距离d3。包括在超颖构件130a中的多个导电图案中的至少一个导电图案使天线图案110a和上耦合图案115a与天线模块中的另一天线设备的天线图案和上耦合图案物理地阻挡。因此，提高了本示例的天线设备与相邻的天线设备之间的隔离度。
参照图5A，超颖构件130a设置为使得从天线图案110a到包括在超颖构件130a中的多个导电图案的间隔距离d1小于从接地图案125a到上耦合图案115a的间隔距离d4，并且大于从接地图案125a到天线图案110a的间隔距离d3。因此，从接地图案125a反射的RF信号以RF信号在超颖构件130a中沿向上的方向集中的适当的角度传播经过超颖构件130a。因此，改善了本示例的天线设备的天线性能。
参照图5A，包括在超颖构件130a中的多个导电图案中的每个的侧面在与水平面平行的方向上的长度小于从接地图案125a到多个导电图案的最上方导电图案的间隔距离，并且大于从接地图案125a到多个导电图案的最下方导电图案的间隔距离。另外，从超颖构件130a的最下方导电图案到接地图案125a的间隔距离大于从包括在超颖构件130a中的多个导电图案中的最上方导电图案到最下方导电图案的间隔距离。因此，超颖构件130a具有适当的负折射率，使得传播经过超颖构件130a的RF信号沿着向上的方向集中。因此，改善了本示例的天线设备的天线性能。
参照图5A，天线设备还包括电连接到接地图案125a并且布置为当沿着竖直方向观察时围绕超颖构件130a的至少部分的多个第一屏蔽过孔126a。因此，改善了本示例的天线设备和相邻的天线设备之间的隔离度，并且进一步改善了接地图案125a的RF信号反射性能。
另外，参照图5A，天线设备还包括电连接到接地图案125a并且布置为当沿着竖直方向观察时围绕馈电过孔120a的多个第二屏蔽过孔121a。因此，减小了穿过馈电过孔120a的RF信号的电磁噪声。
图5B是示出天线设备的超颖构件的截面的示例的透视图，图6A和图6B是示出天线设备的超颖构件的各种结构的示例的侧视图。
参照图5B和图6A，包括在超颖构件130a中的多个单元的每个单元包括导电过孔131a、第一导电图案132a、第二导电图案133a、第三导电图案134a、第四导电图案135a和第五导电图案136a。
参照图5B，多个单元以n×2的结构布置，其中，n为大于2的自然数。也就是说，多个单元布置为两行。通过两行中的靠近天线图案的一行与两行中的远离天线图案的另一行之间的窄的间隙，使得从天线图案沿横向方向泄漏的RF信号传播为好像RF信号入射到具有负折射率的介质。因此，布置为n×2的结构的多个单元进一步将RF信号沿向上的方向集中。然而，多个单元的结构不限于n×2的结构，而可根据设计而改变。例如，多个单元可布置为图2E中所示出的n×1的结构。
导电过孔131a使得第一导电图案132a、第二导电图案133a、第三导电图案134a、第四导电图案135a和第五导电图案136a彼此电连接，并且改善第一导电图案132a、第二导电图案133a、第三导电图案134a、第四导电图案135a和第五导电图案136a的结构稳定性。
另外，由于导电过孔131a使得天线图案110a和上耦合图案115a与天线模块中的另一天线设备的天线图案和上耦合图案物理地阻挡，因此导电过孔131a改善了本示例的天线设备和相邻的天线设备之间的隔离度。
由于第一导电图案132a、第二导电图案133a、第三导电图案134a、第四导电图案135a和第五导电图案136a具有基本上彼此相同的形状和尺寸并且彼此分开彼此基本上相同的间距，因此超颖构件130a具有电磁带隙特性(即，负折射率)。
图6B与图5B和图6A的不同之处在于图6B中的超颖构件130a仅包括第一导电图案132a、第三导电图案134a和第五导电图案136a。
尽管图6A和图6B似乎示出了馈电过孔120a连接到超颖构件130a，但情况并非如此。馈电过孔120a实际上连接到天线图案110a，天线图案110a位于超颖构件130a的后方并且在示图中被挡住了。
图8A是示出天线设备的等效电路的示例的电路图。
参照图8A，天线设备的天线图案110b将RF信号发送到诸如IC的源SRC2或者接收从源SRC2发送的RF信号，并且具有电阻R2以及电感L3和L4。
超颖构件130b具有对于天线图案110b的电容C5和C12、多个导电图案之间的电容C6和C10、导电过孔的电感L5和L6以及导电图案和接地图案之间的电容C7和C11。
天线设备的频带和带宽通过如上所述的电阻、电容和电感确定。
可根据超颖构件130b和接地图案是否彼此电连接来确定导电图案和接地图案之间的电容C7和C11是否可通过电感来替代。也就是说，天线设备还可包括使超颖构件130b的导电图案和接地图案彼此电连接的过孔。
当天线设备不包括使超颖构件130b和接地图案彼此电连接的过孔时，超颖构件130b适应性地作用于RF信号的频率。因此，天线设备具有增大的带宽。
图8B是示出天线设备的S参数的示例的曲线图。
参照图8B，天线设备的S参数(例如，从天线图案发送到馈电过孔的RF信号的能量与从馈电过孔发送到天线图案的RF信号的能量的比)在大约26GHz和大约28GHz处具有低的值。也就是说，由于在传输过程中大约26GHz的RF信号的反射率和大约28GHz的RF信号的反射率是低的，因此天线图案对于大约26GHz的RF信号和大约28GHz的RF信号具有高的天线性能。
当用于测量带宽的参照值被设定为-10dB的S参数时，本示例的天线模块具有大约4.7GHz的带宽。
在大约28GHz处的S参数的低值通过天线图案的固有要素确定，并且在大约26GHz处的S参数的低值通过超颖构件的要素确定。也就是说，本示例的天线设备使用超颖构件进一步增大了带宽。
图9A和图9B分别为示出天线设备中的圆形天线图案和以圆形形状围绕圆形天线图案的超颖构件的示例的透视图和平面图。
参照图9A和图9B，天线设备包括天线图案110e、上耦合图案115e、接地图案125e、第一屏蔽过孔126e和超颖构件130e。
天线图案110e具有圆形形状。因此，当沿着竖直方向观察时，超颖构件130e以圆形形状围绕天线图案110e。例如，包括在超颖构件130e中的多个导电图案中的每个具有梯形形状。因此，超颖构件130e进一步将从天线图案110e沿横向方向泄露的RF信号沿着向上的方向集中。
图10A至图10C是示出布置有天线设备的天线模块的示例的平面图。
参照图10A和图10B，天线模块包括天线图案110c、接地图案125c、超颖构件130c、第二天线图案210c、导向体图案215c和馈线220c中的至少一些。
天线图案110c形成沿着第一方向(例如，向上的方向)的辐射图案，以沿着第一方向发送或者接收RF信号。
第二天线图案210c形成沿着第二方向(例如，横向方向)的辐射图案，以沿着第二方向发送或接收RF信号。例如，第二天线图案210c设置为与连接构件的侧表面相邻，并且具有偶极子形状或者折叠偶极子形状(图10A和图10B示出了折叠偶极子形状)。第二天线图案210c的第一极的一端电连接到馈线220c的第一线路，第二天线图案210c的第二极的一端电连接到馈线220c的第二线路。第二天线图案210c的频带可被设计为与天线图案110c的频带基本上相同，但不限于此。
在一个示例中，第二天线图案210c设置在比接地图案125c的位置低的位置处。在本示例中，接地图案125c改善了第二天线图案210c和天线图案110c之间的隔离度。
导向体图案215c电磁耦合到第二天线图案210c，以改善第二天线图案210c的增益和带宽中的任意一者或两者。导向体图案215c的长度小于第二天线图案210c的偶极子的总长度，并且随着导向体图案215c的长度减小，导向体图案215c和第二天线图案210c之间的电磁耦合增大。因此，可进一步改善第二天线图案210c的增益和方向性中的任意一者或两者。
馈线220c将从第二天线图案210c接收的RF信号发送到IC，并且将从IC发送的RF信号发送到第二天线图案210c。馈线220c可通过连接构件的布线实现。
因此，在这些示例的天线模块中，辐射图案沿着第一方向和第二方向形成，因此，可全方向地发送和接收RF信号。
在图10A中示出的示例中，天线设备布置为n×m的结构，并且包括这些天线设备的天线模块可设置为与安装有天线模块的电子装置的顶点或拐角相邻。
在图10B中示出的示例中，根据本公开中的示例性实施例的天线设备可布置为n×1的结构，并且包括这些天线设备的天线模块可设置为与安装有天线模块的电子装置的侧面相邻。
参照图10C，天线模块的另一示例包括多个天线图案110d、接地图案125d、多个超颖构件130d、多个第二天线图案210d、多个导向体图案215d和多个馈线220d中的至少一些。
多个超颖构件130d中的每个包括布置为n×1的结构的多个单元。多个超颖构件130d设置为围绕多个天线图案110d中的每个，并且彼此分开。因此，可减小多个天线设备对彼此的影响。
图11是示出包括天线设备的天线模块的示意性结构的示例的侧视图。
参照图11，天线模块具有天线10a和IC 20a彼此集成的结构，并且包括天线10a、第二导向天线15a、片式天线16a、IC 20a、超颖构件30a、无源组件40a、板50a和副板(sub-board)60a中的至少一些。
天线10a与上面参照图1至图10C描述的天线图案和上耦合图案相对应，并且设置在板50a的上表面上。
超颖构件30a与上面参照图1至图10C描述的超颖构件相对应。
第二导向天线15a与上面参照图10A和图10C描述的第二天线图案和导向体图案相对应，并且设置为与板50a的侧表面相邻，以沿着横向方向接收RF信号。
片式天线16a具有包括具有比绝缘层52a的介电常数高的介电常数的电介质以及设置在电介质的相对的表面上的多个电极的三维结构，并且设置为与板50a的上表面和侧表面相邻，以沿着横向方向和/或向上的方向发送和接收RF信号。
天线模块可包括天线10a、第二导向天线15a和片式天线16a中的至少两者，以全方向地形成辐射图案。
IC 20a将从天线10a、第二导向天线15a和/或片式天线16a发送的RF信号转换为中间频率(IF)信号或者基带信号，并且将转换的IF信号或基带信号发送到设置在天线模块的外部的IF IC、基带IC或通信调制调解器。另外，IC 20a将从设置在天线模块的外部的IFIC、基带IC或通信调制调解器发送的IF信号或者基带信号转换为RF信号，并且将转换的RF信号发送到天线10a、第二导向天线15a和/或片式天线16a。RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz或60GHz)大于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz或10GHz)。IC 20a执行频率转换、放大、滤波、相位控制和电力产生中的至少一些，以产生转换的信号。天线模块还可根据设计包括设置在板50a的下表面上的IF IC或者基带IC。
IC 20a和无源组件40设置为与板50a的下表面相邻。无源组件40a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以向IC 20a提供需要的阻抗。
板50包括一个或更多个导电层51a和一个或更多个绝缘层52a，并且包括贯穿一个或更多个绝缘层52a的一个或更多个过孔，以使多个导电层51a彼此电连接。例如，板50a可通过印刷电路板实现，并且可具有上端的天线封装件和下端的连接构件彼此结合的结构。例如，天线封装件可依据RF信号的发送和接收效率而设计，并且连接构件可依据布线效率而设计。
例如，一个或更多个导电层51a中的相对靠近板50a的上表面的导电层可用作天线10a的接地图案，一个或更多个导电层51a中的相对靠近板50a的下表面的导电层可用作RF信号、IF信号或基带信号穿过其的布线层、用于布线层的电磁隔离的布线接地层和向IC20a提供接地的IC接地层。
副板60a设置在板50a的下表面上，并且提供用于IF信号或基带信号的路径。例如，副板60a可通过支撑构件实现以位于天线模块的外部上并且支撑天线模块。
根据设计，副板60a可由同轴线缆连接到其的连接器替换，或者可由其上设置有使外板和IC 20a彼此电连接的信号传输线路的柔性绝缘层替换。
图12A和图12B是示出包括天线设备的天线模块的各种结构的示例的侧视图。
参照图12A，天线模块具有天线封装件和连接构件结合在一起的结构。
连接构件包括至少一个布线层1210b、至少一个绝缘层1220b、连接到至少一个布线层1210b的布线过孔1230b、连接到布线过孔1230b的连接焊盘1240b和钝化层1250b，并且可包括与铜重新分布层(RDL)的结构类似的结构。天线封装件设置在连接构件的上表面上。
天线封装件包括多个上耦合图案1110b、多个天线图案1115b、多个馈电过孔1120b、超颖构件1130b、介电层1140b和包封构件1150b中的至少一些，并且与上面参照图1至图11描述的天线设备相对应。
介电层1140b设置为围绕多个馈电过孔1120b中的每个的侧表面。介电层1140b的高度大于连接构件中的至少一个绝缘层1220b的高度。随着介电层1140b的高度和宽度中的任意一者或两者增大，天线封装件变得更有利于确保天线性能，并且提供有利于多个天线图案1115b的RF信号发送和接收操作的边界条件(例如，小的制造公差、短的电长度、平滑的表面和介电层的大的尺寸，以及介电常数的调节)。
包封构件1150b设置在介电层1140b上，并且改善多个天线图案1115b和/或多个上耦合图案1110b抵抗冲击和氧化的耐久性。例如，包封构件1150b可通过感光包封剂(PIE)、味之素积聚膜(ABF，Ajinomoto Build-Up Film)或者环氧树脂成型化合物(EMC)实现，但不限于此。
IC 1301b、电源管理IC(PMIC)1302b和多个无源组件1351b、1352b和1353b设置在连接构件的下表面上。IC 1301b与图11中的示出的IC 20a相对应。在图12A中示出的示例中，IC 1301b、PMIC 1302b和多个无源组件1351b、1352b和1353b通过电连接结构1260b结合到连接构件。
PMIC 1302b产生电力，并且通过连接构件中的至少一个布线层1210b将产生的电力发送到IC 1301b。
多个无源组件1351b、1352b和1353b向IC 1301b和PMIC 1302b中的任意一者或两者提供阻抗。例如，多个无源组件1351b、1352b和1353b包括电容器(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))、电感器和片式电阻器中的至少一些。
参照图12B，IC封装件包括：IC 1300a；包封剂1305a，包封IC 1300a的至少部分；支撑构件1355a，具有设置为面对IC 1300a的第一侧表面，并且具有大于IC 1300a的高度的高度；以及连接构件，包括电连接到IC 1300a、支撑构件1355a和绝缘层1280a的至少一个布线层1310a。IC封装件结合到连接构件和天线封装件中的任意一者或两者。
连接构件包括至少一个布线层1210a、至少一个绝缘层1220a、布线过孔1230a、连接焊盘1240a和钝化层1250a。天线封装件包括多个上耦合图案1110a、1110b、1110c和1110d、多个天线图案1115a、1115b、1115c和1115d、多个馈电过孔1120a、1120b、1120c和1120d、多个超颖构件1130a、介电层1140a以及包封构件1150a。
IC封装件结合到上述连接构件。由包括在IC封装件中的IC 1300a产生的RF信号通过至少一个布线层1310a发送到天线封装件，并且沿着天线模块的向上的方向发送，由天线封装件接收的第一RF信号通过至少一个布线层1310a发送到IC 1300a。
IC封装件还包括设置在IC 1300a的上表面和/或下表面上的连接焊盘1330a。设置在IC 1300a的上表面上的连接焊盘电连接到至少一个布线层1310a，并且设置在IC 1300a的下表面上的连接焊盘通过下布线层1320a电连接到支撑构件1355a或芯镀覆构件1365a。芯镀覆构件1365a提供用于IC 1300a的接地区域。
支撑构件1355a包括：芯介电层1356a，与连接构件接触；以及至少一个芯过孔1360a，贯穿芯介电层1356a并且电连接到下布线层1320a。至少一个芯过孔1360a电连接到诸如焊球、引脚或焊盘的电连接结构1340a。
因此，支撑构件1355a接收从其下表面供应的基带信号和电力中的任意一者或两者，并且通过连接构件的至少一个布线层1310a将基带信号和电力中的任意一者或两者发送到IC 1300a。
IC 1300a使用基带信号和电力中的任意一者或两者产生毫米波(mmWave)频带中的RF信号。例如，IC 1300a可接收具有低频的基带信号并且对基带信号执行频率转换、放大、滤波、相位控制和电力产生，并且可考虑到IC 1300a的高频特性而通过复合半导体(例如，GaAs)或者硅半导体实现。
IC封装件还包括电连接到与至少一个布线层1310a相对应的布线的无源组件1350a。无源组件1350设置在通过支撑构件1355a提供的容纳空间1306a中，并且向IC 1300a提供阻抗。例如，无源组件1350a可以为多层陶瓷电容器(MLCC)、电感器或片式电阻器。
IC封装件包括设置在支撑构件1355a的侧表面上的芯镀覆构件1365a和1370a。芯镀覆构件1365a和1370a提供用于IC 1300a的接地区域，并且使IC 1300a的热散发到外部并且消除由IC 1300a产生的噪声。
IC封装件和连接构件可独立地制造然后彼此结合，或者可根据设计彼此一起制造。也就是说，可省略IC封装件和连接构件之间单独的结合工艺。
在图12B中示出的示例中，IC封装件通过电连接结构1290a和钝化层1285a结合到连接构件，但可根据设计省略电连接结构1290a和钝化层1285a。
图13A和图13B是示出天线模块的连接构件的下部结构的示例的示图。
参照图13A，天线模块包括连接构件200、IC 310、粘合构件320、电连接结构330、包封剂340、无源组件350和副板410中的至少一些。
连接构件200具有与图12A和图12B中示出的连接构件的结构类似的结构。例如，连接构件200包括布线层、接地层和IC接地层。
布线层包括RF信号通过其流动的布线和围绕布线的布线接地图案。布线使上面关于图12A和图12B描述的馈电过孔和IC 310彼此电连接。
接地层设置在天线设备和布线层之间，并且使天线设备和布线层彼此电磁隔离。
IC接地层提供IC 310的电路所需的接地件，设置在布线层和IC 310之间以使布线层和IC 310彼此电磁隔离，并且包括IF信号、基带信号或者电力经过其的布线。
IC 310可与上面关于图11至图12B描述的IC相同，并且设置在连接构件200的下方。IC 310电连接到连接构件200的布线层，以将RF信号发送到布线层或者接收从布线层发送的RF信号，并且电连接到连接构件200的接地层。例如，IC 310可执行频率转换、放大、滤波、相位控制和电力产生中的任意一者或者任意两者或更多者的任意组合以产生转换的信号。
粘合构件320使IC 310和连接构件200彼此粘合。
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设置为使连接构件200的布线层和IC接地层彼此电连接，并且具有诸如焊球、引脚、连接盘或焊盘的结构。电连接结构330的熔点低于连接构件200的布线层和IC接地层的熔点，以使IC 310和连接构件200通过在低熔点时发生的预定的连接工艺而彼此电连接。
包封剂340包封IC 310的至少部分，并且改善了IC 310的散热性能和冲击保护性能。例如，包封剂340可通过PIE、ABF或EMC实现，但不限于此。
无源组件350设置在连接构件200的下表面上，通过电连接结构300电连接到连接构件200的布线层和IC接地层中任意一者或者两者，并且与图11至图12B中示出的无源组件相对应。
副板410设置在连接构件200的下方，并且电连接到连接构件200，以接收从外部设备发送的IF信号或基带信号并且将IF信号或基带信号发送到IC 310，或者接收从IC 310发送的IF信号或基带信号并且将IF信号或基带信号发送到外部设备。RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz或者60GHz)大于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz或者10GHz)。
例如，副板410可通过包括在连接构件200的IC接地层中的布线将IF信号或基带信号发送到IC 310或者接收从IC 310发送的IF信号或基带信号。
参照图13B，天线模块包括IC 310、粘合构件320、电连接结构330、无源组件350、屏蔽构件360、连接器420和片式天线430中的至少一些。
屏蔽构件360设置在连接构件200的下方，以与连接构件200一起屏蔽IC 310。例如，屏蔽构件360可以为一起覆盖IC 310和无源组件350的共形屏蔽件，或者可以为单独地覆盖IC 310和无源组件350的分隔屏蔽件。例如，屏蔽构件360可具有一个面是敞开的六面体形状，并且可结合到连接构件200以形成六面体容纳空间。屏蔽构件360利用具有高的导电性的材料(诸如，铜)制成，使得其具有短的趋肤深度，并且电连接到连接构件200的IC接地层。因此，屏蔽构件360减小了施加到IC 310和无源组件350的外部电磁噪声的量。
连接器420可具有用于连接到线缆(例如，同轴线缆或者柔性印刷电路板(PCB))的结构，可电连接到连接构件200的IC接地层，并且可起到与上面描述的副板的作用类似的作用。也就是说，连接器420可接收IF信号或者基带信号以及从线缆提供的电力，或者可将IF信号和基带信号中的任意一者或两者提供到线缆。
片式天线430辅助天线设备以发送或者接收RF信号，并且与图11中所示出的片式天线16a相对应。
图14A和图14B是示出电子装置中的天线模块的布局的示例的平面图。
参照图14A，包括天线设备100g、天线图案1110g和介电层1140g的天线模块设置为位于电子装置400g的组板(set board)300g上且靠近电子装置400g的侧表面边界。
电子装置400g可以为智能电话、个人数字助理(PDA)、数码摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板PC、膝上型PC、上网本PC、电视机、视频游戏机、智能手表或者汽车组件，但不限于此。
组板300g上还设置有通信模块310g和基带电路320g。通信模块310g包括存储器芯片(诸如，易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM))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，模拟数字转换器或专用IC(ASIC)中的至少一些，以执行数字信号处理。
基带电路320g执行模拟-数字转换、用于模拟信号的放大、滤波和频率转换以产生基带信号。从基带电路320g输入的基带信号或者从基带电路320g输出的基带信号通过线缆被发送到天线模块。
例如，基带信号可通过电连接结构、芯过孔和布线层发送到IC。IC将基带信号转换为毫米波频带中的RF信号。
参照图14B，各自包括天线设备100h、天线图案1110h和介电层1140h的多个天线模块分别设置为位于电子装置400h的组板300h上且靠近电子装置400h的一个侧表面边界和位于电子装置400h的组板300h上且靠近电子装置400h的另一个侧表面边界，并且组板300h上还设置有通信模块310h和基带电路320h。
本申请中描述的导电层、布线层、接地层、馈线、馈电过孔、天线图案、上耦合图案、第二天线图案、超颖构件、接地图案、第一屏蔽过孔、第二屏蔽过孔、导向体图案和电连接结构利用金属(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者更多种的合金的导电材料)制成，并且可通过诸如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅射、减成工艺、加成工艺、半加成工艺(SAP)、改进的半加成工艺(mSAP)的镀覆方法形成，但不限于此。
本申请中描述的介电层和绝缘层中的任意一者或两者可通过FR-4、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、诸如玻璃纤维(或玻璃布或玻璃织物)的芯材料与无机填料一起浸在热固性树脂或者热塑性树脂中的树脂、半固化片、ABF、RF-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)、感光介电(PID)树脂、覆铜层压板(CCL)或者玻璃基绝缘材料或陶瓷基绝缘材料。绝缘层可填充本申请中描述的天线设备和天线模块中没有设置导电层、布线层、接地层、馈线、馈电过孔、天线图案、上耦合图案、第二天线图案、超颖构件、接地图案、第一屏蔽过孔、第二屏蔽过孔、导向体图案和电连接结构的位置处的至少部分。
这里所指的RF信号可具有根据诸如以下协议的格式：Wi-Fi(电工电子工程师协会(IEEE)802.11族)、全球微波接入互操作性(WiMAX)(IEEE 802.16族)、移动宽带无线接入(MBWA)(IEEE 802.20族)、长期演进技术(LTE)、演进数据最优化(EV-DO)、演进型高速分组接入(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演进技术(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协议、4G协议和5G协议以及任意其他无线协议和有线协议，但不限于此。
在上面描述的示例中，天线设备和天线模块进一步使天线图案的辐射图案集中以改善天线性能(例如，发送/接收比、增益、带宽或方向性)，和/或具有有利于小型化的结构。
另外，天线设备和天线模块可通过根据天线图案的固有要素扩展频带而具有宽的带宽或者执行双频带发送和接收。
此外，天线设备和天线模块使天线图案的多个表面电流中的每个以双馈电方式集中，以进一步改善天线性能。
虽然本公开包括具体示例，但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，可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被理解为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不通过具体实施方式限定而是通过权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被理解为包括在本公开中。

Claims (1)

1.一种天线设备，包括：
接地图案，具有通孔；
天线图案，设置在所述接地图案的上方并且配置为执行发送射频信号和接收射频信号中的任意一者或两者；
馈电过孔，贯穿所述通孔并且具有电连接到所述天线图案的一端；
超颖构件，包括重复地布置并且彼此分开的多个单元，所述多个单元中的每个包括多个导电图案和使所述多个导电图案彼此电连接的至少一个导电过孔；以及
上耦合图案，设置在所述天线图案的上方，使得当沿着垂直于所述接地图案的竖直方向观察时所述上耦合图案与所述天线图案至少部分地重叠，
其中，所述超颖构件沿着位于所述接地图案的上方的所述天线图案的侧边界的至少部分设置，并且延伸到所述天线图案的上方，
所述超颖构件的所述多个单元包括：多个第一单元，当沿着所述竖直方向观察时与所述天线图案在第一横向方向上分开；以及多个第二单元，当沿着所述竖直方向观察时与所述天线图案在与所述第一横向方向相反的方向上分开，并且
所述馈电过孔的一端在与所述第一横向方向不同的第二横向方向上偏离所述天线图案的中心的点处电连接到所述天线图案。
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