CN113922067A - 天线装置 - Google Patents

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CN113922067A CN202110478527.5A CN202110478527A CN113922067A CN 113922067 A CN113922067 A CN 113922067A CN 202110478527 A CN202110478527 A CN 202110478527A CN 113922067 A CN113922067 A CN 113922067A
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李杬澈
许荣植
金元基
柳正基
金楠基
安成庸
琴宰民
高东玉
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Abstract

本发明提供了一种天线装置，所述天线装置包括：第一介电层，具有第一介电常数；第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内；第二介电层，具有第二介电常数；第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内；第一馈电过孔，耦合到所述第一贴片天线图案；以及第二馈电过孔，耦合到所述第二贴片天线图案。所述第一介电常数高于所述第二介电常数，并且通过所述第一贴片天线图案发送或接收的信号的频率低于通过所述第二贴片天线图案发送或接收的信号的频率。

Description

天线装置
本申请要求于2020年7月9日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0084527号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
以下描述涉及天线装置。
背景技术
移动通信的数据流量每年都在快速增长。正在进行积极的技术开发，以支持在无线网络上的实时数据的这样的增长。例如，基于物联网(IoT)的数据内容、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、与SNS组合的实时VR或AR、自主驾驶以及诸如SyncView(从用户的视角使用超小型相机进行实时图像传输)的应用需要通信(例如，5G通信、毫米波(mmWave)通信等)以发送和接收大容量的数据。
因此，已经积极地研究了包括第五代(5G)通信的mmWave通信，并且还积极地进行了平稳地实现mmWave通信的天线装置的商业化或标准化的研究。
具有高频带宽(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz、60GHz等)的射频(RF)信号在传输过程中容易被吸收和丢失，因此，通信质量可能快速下降。因此，用于具有高频带宽的通信的天线需要与现有的天线技术不同的技术方法，因此，可需要开发特殊技术(诸如，单独的功率放大器)以确保天线增益、天线的集成和有效全向辐射功率。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并且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关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
本发明提供一种天线装置，该天线装置可容易地减小尺寸，同时提供关于多个不同频带的发送或接收机构。
本发明提供一种天线装置，该天线装置可通过改善多个不同频带之间的隔离程度来改善多个不同频带中的每个频带的增益。
在一个总的方面，一种天线装置包括：第一介电层，具有第一介电常数；第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内；第二介电层，具有第二介电常数；第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内；第一馈电过孔，结合到所述第一贴片天线图案；以及第二馈电过孔，结合到所述第二贴片天线图案，其中，所述第一介电常数高于所述第二介电常数，并且通过所述第一贴片天线图案发送或接收的信号的频率低于通过所述第二贴片天线图案发送或接收的信号的频率。
所述第二贴片天线图案可与所述第一贴片天线图案的至少一部分叠置。
所述第一贴片天线图案可设置在所述第二贴片天线图案上方。
所述第一贴片天线图案可向所述第一馈电过孔发送第一RF信号或从所述第一馈电过孔接收第一RF信号，所述第二贴片天线图案可向所述第二馈电过孔发送第二RF信号或从所述第二馈电过孔接收第二RF信号，并且所述第一RF信号的频率可低于所述第二RF信号的频率。
所述第一馈电过孔可包括1-1馈电过孔和1-2馈电过孔，彼此极化的1-1RF信号和1-2RF信号分别穿过所述1-1馈电过孔和所述1-2馈电过孔。
所述第二馈电过孔可包括2-1馈电过孔和2-2馈电过孔，彼此极化的2-1RF信号和2-2RF信号分别穿过所述2-1馈电过孔和所述2-2馈电过孔。
所述第二贴片天线图案可具有通孔，并且所述第一馈电过孔可设置在所述第一介电层内并穿透所述通孔。
所述天线装置还可包括具有至少一个通孔的接地面。
所述第一馈电过孔和所述第二馈电过孔可通过穿透所述接地面的所述至少一个通孔而连接到集成电路。
所述天线装置可包括设置在所述接地面下方的连接构件，并且所述接地面可包括多个金属层和多个绝缘层。
在另一总的方面，一种天线装置包括：第一介电层，具有第一介电常数；第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内；第二介电层，具有第二介电常数；第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内；第一馈电过孔，结合到所述第一贴片天线图案；第二馈电过孔，结合到所述第二贴片天线图案；以及屏蔽过孔，结合到所述第二贴片天线图案并且设置为与所述第一馈电过孔相邻。所述第一介电常数高于所述第二介电常数，并且通过所述第一贴片天线图案发送或接收的信号的频率低于通过所述第二贴片天线图案发送或接收的信号的频率。
所述屏蔽过孔可屏蔽所述第一馈电过孔免受向所述第二贴片天线图案发送的信号的影响或从所述第二贴片天线图案接收的信号的影响。
所述屏蔽过孔中的每个与所述第一馈电过孔之间的距离可短于所述屏蔽过孔中的每个与所述第二馈电过孔之间的距离。
在另一总的方面，一种天线装置包括：第一介电层，具有第一介电常数；第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内并且被配置为发送或接收具有第一频率的第一信号；第二介电层，具有与所述第一介电常数不同的第二介电常数；第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内并且被配置为发送或接收具有与所述第一频率不同的第二频率的第二信号。所述第二贴片天线图案在信号传播方向上与所述第一贴片天线图案的至少一部分叠置。
所述天线装置可包括接地面，所述接地面在所述传播方向上与所述第二贴片天线图案间隔开并且设置为与所述第一贴片天线图案相对。
所述天线装置可包括将所述第一贴片天线图案电连接到所述第二贴片天线图案的至少一个馈电过孔。
可提供一种用于发送或接收不同的多个频带的天线装置，并且所述天线装置可容易地减小尺寸。
可通过改善所述多个不同频带之间的隔离程度来改善所述多个不同频带的增益。
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和图2A是示意性地示出根据示例的天线装置的立体图和侧视图。
图2B是示意性地示出根据示例的天线装置的侧视图。
图3和图4A是示意性地示出根据示例的天线装置的立体图和侧视图。
图4B是根据示例的天线装置的示意性侧视图。
图5和图6是示意性地示出根据示例的天线装置的侧视图和俯视图。
图7是示意性地示出根据示例的天线装置的下侧结构的侧视图。
图8是示意性地示出根据示例的天线装置的下侧结构的侧视图。
图9是根据示例的电子设备中的天线装置的布置的俯视图。
图10是示出根据示例的电子设备中的天线装置的布置的俯视图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便，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描述的方法、装置和/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、装置和/或系统的各种改变、修改和等同物将是显而易见的。例如，这里描述的操作顺序仅仅是示例，并且不限于这里阐述的示例，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，可省略本领域中已知的特征的描述。
这里描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为局限于这里描述的示例。更确切的说，已经提供这里描述的示例仅仅是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、装置和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
这里，注意，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而所有示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“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”所述另一元件“上”、“连接到”所述另一元件或“结合到”所述另一元件，或者它们之间可存在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，它们之间不存在其他元件。
如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个或任意两个或更多个的任意组合。
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、层或部分不受这些术语的限制。更确切的说，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、第二部件、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“上方”、“上部”、“下方”和“下部”的空间相对术语来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除了包含附图中描绘的方位之外还意图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，则被描述为相对于另一元件位于“上方”或“上部”的元件于是将相对于所述另一元件位于“下方”或“下部”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包含“上方”和“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，并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，而不用于限制本公开。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。
由于制造技术和/或公差，可能发生附图中所示的形状的变化。因此，这里描述的示例不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上的变化。
这里描述的示例的特征可以以如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，图案、过孔、面、线和电连接结构体可包括金属材料(例如，导电材料(诸如，铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(A u)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金))，并且可根据镀覆方法(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)、改进的半加成工艺(MSAP))等形成，但这不是限制性的。
在整个说明书中，RF信号具有根据诸如以下协议的格式：Wi-Fi(IEEE 802.11族等)、WiMAX(IEEE 802.16族等)、IEEE 802.20、LTE(长期演进)、Ev-DO、HSPA、HSDPA、HSUPA、EDGE、GSM、GPS、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、3G、4G、5G以及此后指定的任意其他无线协议和有线协议，但不限于此。
将参照附图详细描述根据示例的天线装置。
图1和图2A是示意性地示出天线装置的立体图和侧视图。
参照图1和图2A，天线装置包括第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a，从而提供关于多个不同频带的发送或接收机构。
另外，参照图1和图2A，天线装置包括第一馈电过孔121a、第二馈电过孔122a和接地面201a。
第一贴片天线图案111a连接到第一馈电过孔121a的一端。因此，第一贴片天线图案111a从第一馈电过孔121a接收第一频带(例如，28GHz)的第一射频(RF)信号以将接收的第一RF信号发送到外部，或者从外部接收第一RF信号以将接收的第一RF信号提供给第一馈电过孔121a。
第二贴片天线图案112a连接到第二馈电过孔122a的一端。因此，第二贴片天线图案112a从第二馈电过孔122a接收第二频带(例如，39GHz)的第二RF信号以将接收的第二RF信号发送到外部，或者从外部接收第二RF信号以将接收的第二RF信号提供给第二馈电过孔122a。因此，通过第一贴片天线图案111a发送或接收的信号的频率可与通过第二贴片天线图案112a发送或接收的信号的频率不同。
第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a可通过相对于第一频带和第二频带谐振来集中地接收与第一信号和第二信号对应的能量，然后将能量发射到外部。
接地面201a可将从第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a辐射的第一RF信号和第二RF信号中朝向接地面201a辐射的第一RF信号和第二RF信号进行反射，因此第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的辐射图案可集中到特定方向(例如，Z轴方向)。因此，可改善第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的增益。
第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的谐振可基于谐振频率来产生，该谐振频率根据与第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a对应的电感和电容的组合以及位于第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的周围的结构而确定。
第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的每个的上侧和/或底侧的尺寸可影响谐振频率。例如，第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的每个的上侧和/或底侧的尺寸可取决于分别对应于第一频率和第二频率的第一波长和第二波长。
第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a可在竖直方向(例如，Z轴方向或者信号传播方向)上至少部分地彼此叠置。因此，天线装置的在水平方向(例如，X轴方向和/或Y轴方向)上的尺寸可显著减小，从而天线装置可容易地整体减小尺寸。
当第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a位于具有相对低的介电常数的介电层内时，由于第一贴片天线图案111a的尺寸大于第二贴片天线图案112a的尺寸，因此天线的整体尺寸根据第一贴片天线图案111a的尺寸确定。
然而，参照图1和图2A，第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a设置在介电层上或介电层内(各个介电层具有不同的介电材料)。例如，第一贴片天线图案111a设置在具有第一介电常数的第一介电层160上，并且第二贴片天线图案112a设置在具有第二介电常数的第二介电层150内，并且第一介电常数高于第二介电常数。因此，由于第一介电层160具有相对较高的第一介电常数，因此可缩短第一贴片天线图案111a的电长度，因此与第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a设置在具有相对较低的介电常数的介电层内的情况相比，可减小第一贴片天线图案111a的尺寸，并且可更大地减小天线的整体尺寸。虽然这里给出了上述示例，但是本申请的示例不限于此。例如，虽然附图中未示出，但是第一贴片天线图案111a可设置在第一介电层160内，第二贴片天线图案112a可设置在第二介电层150上。例如，第一贴片天线图案111a可设置在第一介电层160上，第二贴片天线图案112a可设置在第二介电层150上。例如，第一贴片天线图案111a可设置在第一介电层160内，第二贴片天线图案112a可设置在第二介电层150内。这里，在上面的各种情况中，第一介电层160的介电常数可大于第二介电层150的介电常数。
具有第一介电常数的第一介电层160具有单层结构或多层结构。当具有第一介电常数的第一介电层160具有多层结构时，可确保第一贴片天线图案111a的更足够的带宽。例如，由于单层的厚度的增加存在限制，因此当使用多个层时，第一贴片天线图案111a和接地面201a之间的距离增加，因此可扩展带宽。另外，在多层结构中，当第一贴片天线图案111a通过耦合馈电而间接馈电时，可在具有第一介电常数的第一介电层160中形成谐振，以增加带宽和设计自由度。
具有第二介电常数的第二介电层150具有单层结构或多层结构。当具有第二介电常数的第二介电层150具有多层结构时，可确保第二贴片天线图案112a的更足够的带宽。例如，由于单层的厚度的增加存在限制，因此当使用多个层时，第二贴片天线图案112a和接地面201a之间的距离增加，因此可扩展带宽。另外，在多层结构中，当第二贴片天线图案112a通过耦合馈电而间接馈电时，可在具有第二介电常数的第二介电层150中形成谐振，以增加带宽和设计自由度。
第一贴片天线图案111a和第一馈电过孔121a可通过电连接结构体190彼此连接。例如，电连接结构体190可具有焊球、引脚、焊盘、垫等的结构。
第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a各自设置为穿透接地面201a的至少一个通孔。因此，第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a中的每个的一端设置在接地面201a的上侧处，并且第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a中的每个的另一端设置在接地面201a的下侧。这里，第一馈电过孔121a的另一端和第二馈电过孔122a的另一端连接到集成电路(IC)，因此可将第一RF信号和第二RF信号提供给IC或从IC接收第一RF信号和第二RF信号。第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a与IC之间的电磁隔离程度可通过接地面201a改善。
由于从第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a到IC的电距离减小，因此可减小天线装置中第一RF信号和第二RF信号的能量损耗。由于第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a与IC之间在竖直方向(例如，Z轴方向)上的长度相对短，因此第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a可容易地减小第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a与IC之间的电距离。
当第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a至少部分地彼此叠置时，第一馈电过孔121a可设置为穿透第二贴片天线图案112a，以电连接到第一贴片天线图案111a。
因此，可减少第一RF信号和第二RF信号在天线装置中的能量损耗，并且可更自由地设计第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a的连接点。
这里，就第一RF信号和第二RF信号而言，第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a的连接点可影响传输线阻抗。在提供第一RF信号和第二RF信号的过程期间，因为传输线阻抗与特定阻抗(例如，50欧姆)紧密匹配，所以传输线阻抗可减少反射，因此当第一馈电过孔121a和第二馈电过孔122a的连接点处的设计自由度高时，可更容易地改善第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的增益。
参照图2A，第一贴片天线图案111a连接到第三馈电过孔127a，第三馈电过孔127a位于具有第一介电常数的第一介电层160内部并且连接到第一馈电过孔121a和电连接结构体190。因此，第一贴片天线图案111a可发送和接收RF信号。
根据以上描述，第一贴片天线图案111a可通过耦合馈电的方式或者通过第三馈电过孔127a和电连接结构体190的通过物理连接进行馈电的方式结合到第一馈电过孔121a。
图2B是根据示例的天线装置的示意性侧视图。可省略对相同或相似元件的重复描述。
参照图2B，第一贴片天线图案111a设置为与位于具有第一介电常数的第一介电层160内部的第四馈电过孔128a和馈电图案129a分开。第四馈电过孔128a和馈电图案129a彼此连接，并且第四馈电过孔128a与电连接结构体190连接。馈电图案129a基本上平行于第一贴片天线图案111a扩展，并且可具有各种平面形状(诸如多边形、圆形等)。当电信号从电子元件发送到第四馈电过孔128a时，连接到已经接收到电信号的第四馈电过孔128a的馈电图案129a和第一贴片天线图案111a彼此耦合，使得第一贴片天线图案111a通过耦合馈电进行馈电。经过馈电的第一贴片天线图案111a可通过耦合向接地面201a发送RF信号和从接地面201a接收RF信号。
图3和图4A是示意性地示出根据示例的天线装置的立体图和侧视图。可省略对相同或相似的元件的重复描述。
参照图3和图4A，天线装置包括第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a以及设置为靠近第一馈电过孔121a的多个屏蔽过孔131a。例如，多个屏蔽过孔131a可布置为围绕第一馈电过孔121a。多个屏蔽过孔131a中的每个屏蔽过孔131a与第一馈电过孔121a之间的距离短于多个屏蔽过孔131a中的相应的屏蔽过孔131a与第二馈电过孔122a之间的距离。多个屏蔽过孔131a可设置为使第二贴片天线图案112a和接地面201a连接。多个屏蔽过孔131a可屏蔽第一馈电过孔121a免受发送到第二贴片天线图案112a和/或从第二贴片天线图案112a接收的信号的影响。
第一馈电过孔121a可能受到集中到第二贴片天线图案112a的第二RF信号的辐射的影响，因为它设置为穿透第二贴片天线图案112a，并且多个屏蔽过孔131a可减小这样的影响，从而降低第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的每个的增益的劣化。
从第二贴片天线图案112a辐射的第二RF信号中的朝向第一馈电过孔121a辐射的第二RF信号可被多个屏蔽过孔131a反射，因此可改善第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的增益之间的电磁隔离程度。
多个屏蔽过孔131a的数量和宽度没有特别限制。当多个屏蔽过孔131a之间的空间的间隙短于特定长度(例如，根据第二RF信号的第二波长确定的长度)时，第二RF信号可基本上不穿过多个屏蔽过孔131a之间的空间。因此，可更好地改善第一RF信号和第二RF信号之间的电磁隔离程度。
由于第二贴片天线图案112a的通孔和/或多个屏蔽过孔131a可用作关于对应于第二RF信号的表面电流的障碍物，因此当更靠近第二贴片天线图案112a的中心时，可减小关于第二RF信号的负面影响。
另外，由于第二贴片天线图案112a的通孔或多个屏蔽过孔131a可用作关于与第二RF信号对应的表面电流的障碍物，因此由于第二RF信号被发送到其的第二馈电过孔122a与通孔和/或多个屏蔽过孔131a之间的电距离增加，因此可减小关于第二RF信号的负面影响。
参照图4A，第一贴片天线图案111a与设置在具有第一介电常数的第一介电层160内部的第三馈电过孔127a连接，并且与第一馈电过孔121a和电连接结构体190连接。因此，第一贴片天线图案111a可发送和接收RF信号。
图4B是根据示例的天线装置的示意性侧视图。可省略对相同或相似元件的重复描述。
参照图4B，第一贴片天线图案111a与第四馈电过孔128a和馈电图案129a间隔开，第四馈电过孔128a和馈电图案129a设置在具有第一介电常数的第一介电层160内部。第四馈电过孔128a和馈电图案129a彼此连接，并且第四馈电过孔128a与电连接结构体190连接。馈电图案129a基本上平行于第一贴片天线图案111a扩展，并且可具有各种平面形状(诸如多边形、圆形等)。当电信号从电子元件发送到第四馈电过孔128a时，连接到已经接收到电信号的第四馈电过孔128a的馈电图案129a和第一贴片天线图案111a耦合，因此第一贴片天线图案111a通过耦合馈电进行馈电。经过馈电的第一贴片天线图案111a可通过耦合向接地面201a发送RF信号和从接地面201a接收RF信号。
图5和图6是示意性地示出根据示例的天线装置的侧视图和俯视图。可省略对相同或相似元件的重复描述。
参照图5和图6，天线装置包括两个第一馈电过孔121a和121b以及两个第二馈电过孔122a和122b，因此可发送或接收具有不同相位的多个极化信号。
第一馈电过孔121a和121b可包括1-1馈电过孔121a和1-2馈电过孔121b，彼此极化的1-1RF信号和1-2RF信号分别穿过1-1馈电过孔121a和1-2馈电过孔121b。第二馈电过孔122a和122b可包括2-1馈电过孔122a和2-2馈电过孔122b，彼此极化的2-1RF信号和2-2RF信号分别穿过2-1馈电过孔122a和2-2馈电过孔122b。
第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a可分别发送和接收多个RF信号，并且多个RF信号可以是多个载波信号(每个载波信号包括不同的数据)，因此第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的每个的数据发送或接收速率可根据多个RF信号的发送或接收而加倍改善。
例如，1-1RF信号和1-2RF信号可通过具有不同的相位(例如，90度或180度的相位差)来减少相对于彼此的干扰，并且2-1RF信号和2-2RF信号可通过具有不同的相位(例如，90度或180度的相位差)来减少彼此的干扰。
例如，1-1RF信号和2-1RF信号形成垂直于传播方向(例如，Z轴方向)的X轴方向和Y轴方向的电场和磁场，并且1-2RF信号和2-2RF信号形成X轴方向和Y轴方向的电场和磁场，使得可实现RF信号之间的极化。在第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中，与1-1RF信号和2-1RF信号对应的表面电流和与1-2RF信号和2-2RF信号对应的表面电流可彼此垂直地流动。
1-1馈电过孔121a和2-1馈电过孔122a可彼此连接并且与第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的在一个方向(例如，X轴方向)上的边缘相邻，并且1-2馈电过孔121b和2-2馈电过孔122b可彼此连接并且与第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a中的在另一方向(例如，Y轴方向)上的边缘相邻，但是具体的连接点可根据设计而不同地构造。
参照图5，第一馈电过孔121a可包括支撑图案125a和126a，支撑图案125a和126a的宽度比第一馈电过孔121a的宽度宽。在多层PCB制造期间在对准中可能发生工艺误差，并且支撑图案125a和126a具有比第一馈电过孔121a的宽度宽的宽度，从而防止在多层PCB制造中发生短路。然而，根据设计，可省略支撑图案125a和126a。
参照图6，天线装置还可包括外围耦合构件185a，外围耦合构件185a布置为围绕第一贴片天线图案111a和第二贴片天线图案112a的至少一部分。外围耦合构件185a可连接到接地面201a。因此，天线装置可进一步改善相对于相邻的天线装置的电磁隔离。例如，外围耦合构件185a可利用水平方向图案和竖直方向过孔的组合形成，但这不是限制性的。另外，根据设计，可省略外围耦合构件185a。
图7是示意性地示出根据示例的天线装置的下侧的结构的侧视图。
参照图7，天线装置可包括连接构件200、IC 310、粘合构件320、电连接结构体330、包封部340、无源部件350和芯构件410中的至少一部分。
连接构件200可具有其中堆叠有具有预先设计的图案的多个金属层和多个绝缘层的结构(诸如印刷电路板(PCB))。
IC 310可设置在连接构件200下方。IC 310可通过连接到连接构件200的线来发送或接收RF信号，并且可通过连接到连接构件200的接地面来接地。例如，IC 310可通过执行频率转换、放大、滤波、相位控制和电力生成中的至少一些来生成转换的信号。
粘合构件320可将IC310与连接构件200彼此结合。
电连接结构体330可连接IC 310和连接构件200。例如，电连接结构体330可具有诸如焊球、引脚、焊盘或垫的结构。电连接结构体330具有比连接构件200的布线和接地面低的熔点，因此，IC 310和连接构件200可通过利用较低的熔点的预定工艺连接。
包封部340可密封IC 310的至少一部分，并且改善IC 310的散热性能和冲击保护性能。例如，包封部340可实现为感光包封剂(PIE)、味之素堆积膜(ABF)、环氧树脂模塑料(EMC)等。
无源部件350可设置在连接构件200的底表面上，并且可通过电连接结构体330连接到连接构件200的线和/或接地面。例如，无源部件350可包括电容器(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))、电感器和片式电阻器。
芯构件410可设置在连接构件200下方，并且可连接到连接构件以从外部接收中频(IF)信号或基带信号并将接收到的信号发送到IC 310，或者从IC 310接收IF信号或基带信号并将接收到的信号发送到外部。这里，RF信号的频率(例如：24GHz、28GHz、36GHz、39GHz、60GHz等)高于IF信号的频率(例如：2GHz、5GHz和10GHz等)。
例如，芯构件410可通过可包括在连接构件200的IC接地面中的线将IF信号或基带信号发送到IC 310或者从IC 310接收信号。由于连接构件200的接地面设置在IC接地面和线之间，因此IF信号或基带信号可在天线装置中与RF信号电分离。
图8是示意性地示出根据示例的天线装置的下侧结构的侧视图。可省略对相同或相似元件的重复描述。
参照图8，天线装置可包括屏蔽构件360、连接器420和片式天线430中的至少一部分。
屏蔽构件360设置在连接构件200下方，因此可与连接构件200一起限制IC 310和包封部340。例如，屏蔽构件360可适形地或隔室地屏蔽IC 310、无源部件350和包封部340。例如，屏蔽构件360具有其一侧敞开的开口六面体形状，并且可通过与连接构件200组合而形成六面体的容纳空间。屏蔽构件360利用具有高导电性的材料(诸如铜)形成，并且因此可具有短的集肤深度并且可连接到连接构件200的接地面。因此，屏蔽构件360可减少IC 310和无源部件350可能接收的电磁噪声。然而，根据设计，可省略包封部340。
连接器420可具有线缆(例如，同轴线缆和柔性PCB)的连接结构，可连接到IC接地面，并且可起到与子基板类似的作用。连接器420可从线缆接收IF信号、基带信号和/或电力，或者将IF信号和/或基带信号供应给线缆。
片式天线430可通过辅助根据示例性实施例的天线装置来发送或接收RF信号。例如，片式天线430可包括介电常数大于绝缘层的介电常数的介电材料块以及设置在介电材料块两侧上的多个电极。多个电极中的一个可连接到连接构件200的线，并且多个电极中的另一个可连接到连接构件200的接地面。
图9是根据示例的电子设备中的天线装置的布置的俯视图。可省略对相同或相似元件的重复描述。
参照图9，包括贴片天线图案101的天线装置可设置为位于电子设备700的组板600的拐角处与电子设备700的侧边界相邻。
电子设备700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、平板电脑、膝上型电脑、上网本、电视、视频游戏机、智能手表、汽车设备等，但这不是限制性的。
通信模块610和基带电路620还可设置在组板600上。天线装置可通过同轴线缆630连接到通信模块610和/或基带电路620。
通信模块610可包括存储器芯片(诸如，易失性存储器(例如，DRAM)、非易失性存储器(例如，ROM)、闪存等)、应用处理器芯片(诸如，中央处理器(例如，CPU)、图形控制器(例如，GPU)、数字信号处理器、加密处理器、微处理器、微控制器等)以及逻辑芯片(诸如，模数转换器、专用IC(ASIC)等)中的至少一部分。
基带电路620可通过执行模数转换、模拟信号的放大以及滤波和频率转换来生成基础信号。从基带电路620输入或输出的基础信号可通过线缆发送到天线装置。
例如，基础信号可通过电连接结构体、芯过孔和布线传输到IC。IC可将基础信号转换为毫米波(mmWave)频带中的RF信号。
介电层1140可填充在天线装置中的没有设置图案、过孔、面、线和电连接结构体的区域中。
例如，介电层1140可利用热固性树脂(诸如液晶聚合物(LCP)、低温共烧陶瓷(LTCC)、环氧树脂等)、与无机填料一起浸在芯材料(诸如玻璃纤维、玻璃布、玻璃织物等)中的树脂(诸如，半固化片、味之素堆积膜(ABF)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT))、感光介电(PID)树脂、普通覆铜层压板(CCL)或玻璃或陶瓷基绝缘体等形成。
图10是示例性地示出根据示例的电子设备中的天线装置的布置的俯视图。可以省略对相同或相似元件的重复描述。
参照图10，均包括贴片天线图案102的多个天线装置可设置在电子设备700的组板600上与多边形电子设备700的边的中心相邻，并且通信模块610和基带电路620还可设置在组板600上。天线装置和天线模块可通过同轴线缆630连接到通信模块610和/或基带电路620。
虽然本公开包括具体示例，但是在理解本申请的公开内容之后将是明显的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行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的，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为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所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合所描述的系统、架构、设备或电路中的组件和/或通过其他组件或它们的等同物替换或补充所描述的系统、架构、设备或电路中的组件，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定的，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (15)

1.一种天线装置，包括：
第一介电层，具有第一介电常数；
第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内；
第二介电层，具有第二介电常数；
第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内；
第一馈电过孔，结合到所述第一贴片天线图案；以及
第二馈电过孔，结合到所述第二贴片天线图案，
其中，所述第一介电常数高于所述第二介电常数，并且
通过所述第一贴片天线图案发送或接收的信号的频率低于通过所述第二贴片天线图案发送或接收的信号的频率。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第二贴片天线图案与所述第一贴片天线图案的至少一部分叠置。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其中，所述第一贴片天线图案设置在所述第二贴片天线图案上方。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一贴片天线图案被配置为向所述第一馈电过孔发送第一射频信号或从所述第一馈电过孔接收第一射频信号，所述第二贴片天线图案被配置为向所述第二馈电过孔发送第二射频信号或从所述第二馈电过孔接收第二射频信号，并且所述第一射频信号的频率低于所述第二射频信号的频率。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一馈电过孔包括1-1馈电过孔和1-2馈电过孔，彼此极化的1-1射频信号和1-2射频信号分别穿过所述1-1馈电过孔和所述1-2馈电过孔。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其中，所述第二馈电过孔包括2-1馈电过孔和2-2馈电过孔，彼此极化的2-1射频信号和2-2射频信号分别穿过所述2-1馈电过孔和所述2-2馈电过孔。
7.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第二贴片天线图案具有通孔，并且所述第一馈电过孔设置在所述第一介电层内并穿透所述通孔。
8.根据权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括具有至少一个通孔的接地面。
9.根据权利要求8所述的天线装置，其中，所述第一馈电过孔和所述第二馈电过孔通过穿透所述接地面的所述至少一个通孔而连接到集成电路。
10.根据权利要求8或9所述的天线装置，所述天线装置还包括连接构件，所述连接构件设置在所述接地面下方，并且包括多个金属层和多个绝缘层。
11.一种天线装置，包括：
第一介电层，具有第一介电常数；
第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内；
第二介电层，具有第二介电常数；
第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内；
第一馈电过孔，结合到所述第一贴片天线图案；
第二馈电过孔，结合到所述第二贴片天线图案；以及
屏蔽过孔，结合到所述第二贴片天线图案并且设置为与所述第一馈电过孔相邻，
其中，所述第一介电常数高于所述第二介电常数，并且
通过所述第一贴片天线图案发送或接收的信号的频率低于通过所述第二贴片天线图案发送或接收的信号的频率。
12.根据权利要求11所述的天线装置，其中，所述屏蔽过孔被配置为屏蔽所述第一馈电过孔免受向所述第二贴片天线图案发送的信号的影响和/或从所述第二贴片天线图案接收的信号的影响。
13.根据权利要求12所述的天线装置，其中，所述屏蔽过孔中的每个与所述第一馈电过孔之间的距离短于所述屏蔽过孔中的相应的屏蔽过孔与所述第二馈电过孔之间的距离。
14.根据权利要求11-13中的任意一项所述的天线装置，其中，所述第一馈电过孔设置在所述第一介电层内并且穿透所述第二贴片天线图案中的通孔。
15.一种天线装置，包括：
第一介电层，具有第一介电常数；
第一贴片天线图案，设置在所述第一介电层上或所述第一介电层内并且被配置为发送或接收具有第一频率的第一信号；
第二介电层，具有与所述第一介电常数不同的第二介电常数；
第二贴片天线图案，设置在所述第二介电层上或所述第二介电层内并且被配置为发送或接收具有与所述第一频率不同的第二频率的第二信号，所述第二贴片天线图案在信号传播方向上与所述第一贴片天线图案的至少一部分叠置。
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