CN114041240A - 具有板连接件的天线模块 - Google Patents

Abstract

公开了一种天线模块(1)，该天线模块(1)具有多个天线(11)。每个天线(11)包括多个天线元件和多个长形的天线接触元件(112)。天线接触元件(112)各自配置成用于经由天线(11)和印刷电路板(2)朝向彼此的移动建立与印刷电路板(2)的相关联的导电路径的接触。天线模块还包括屏蔽件，该屏蔽件具有屏蔽框架(12)和屏蔽盖(15)。屏蔽框架(12)具有近侧屏蔽框架端部，该近侧屏蔽框架端部配置成用于在周向接触下安装在印刷电路板(2)上。屏蔽盖与屏蔽框架(12)周向接触。屏蔽件承载多个天线(11、11’)。

Description

具有板连接件的天线模块

技术领域

本发明涉及天线和天线模块、高频组件、用于组装高频组件的方法以及用于发射和/或接收高频信号的方法的领域。本发明特别适用于如在电信中使用的具有处于紧凑布置的较大数量的发射/接收元件的天线装置。

背景技术

移动通信系统的(例如根据“5G”标准的)演进需要提高空中信号传输的频谱效率。一个关键要素在于大规模mimo(多输入多输出)天线系统的引入。所使用的天线装置可以具有多个天线，该多个天线在相同信道、相应地相同频率、中进行接收和发射，但是在相位和幅度上被单独控制。因此，使得即使在可能存在具有不同吸收和反射表面的多个障碍物的复杂动态环境中，也能够实现自适应波束成形。

此外，基站天线在尺寸、重量和可接受的视觉感上受到限制。因此，每个信道中所需的较大数量的单个天线使得非常期望为不同的频带布置共同的天线装置而不是使得每个频带或信道具有单独的天线。

发明内容

如今，mimo天线架构使用数字印刷电路板(PCB)，所有信号处理位于该数字印刷电路板中，并且在该数字印刷电路板中每个单独的辐射器、相应地每个单独的天线元件、布置成尽可能靠近辐射器、相应地天线元件、以使信号传输损耗最小化。在存在大量的信号处理和通常数十个收发器的共置的情况下，需要谨慎屏蔽的理念，该理念包括需要传导性地附接到这一板的若干金属屏蔽隔室。在信号需要利用板对板连接件而被递送穿过金属屏蔽隔室的情况下，需要附加的电磁屏蔽以不损害电磁兼容性。

天线元件通常布置在RF(射频)PCB上，该RF(射频)PCB负责与辐射元件互连。在一个收发器连接到若干天线元件的现有基站天线装置中，与个体同轴线缆用于这一功能性的其他天线拓扑相比，如上所述的RF-PCB的信号连接和分配功能导致了简化。RF信号通过板对板互连器在这一数字PCB和RF-PCB之间传输，这些板对板互连器能够补偿这一架构内的错位公差。取决于所使用的双工方案，附加的滤波器、双工器或隔离器元件可以位于数字PCB和RF-PCB之间(导致需要附加的板到模块的互连器)，或者可以位于这些板中的一者上。

前述架构的缺点在于，频带、双工模式和天线尺寸限制的每个组合均需要单独设计具有所有单独的屏蔽盒、固定装置和互连件的至少两个板。

本发明的总体目的是总体上改进关于天线装置的技术的状态。有利地，已知装置的缺点中的一者或多者被完全或部分避免。有利地，提供了一架构，该架构允许通过模块化方法以可定制的尺寸和频带组合实现大规模mimo天线。然而，本发明也适用于仅具有少量天线或甚至单个天线的装置。

根据第一方面，总体目的经由天线模块实现。天线模块包括多个天线。每个天线包括多个天线元件和多个长形的天线接触元件。每个天线接触元件具有近侧天线接触元件端部和相反的远侧天线接触元件端部。远侧天线接触元件端部各自连接到至少一个天线元件。

在一些实施例中，天线元件的数量对应于天线接触元件的数量。在这种实施例中，每个天线接触元件可以以一对一的配置与相关联的天线接触元件连接。然而，在其他实施例中，天线元件的数量不同于天线接触元件的数量。具体地，天线接触元件的数量可以大于天线元件的数量，并且不同的天线接触元件可以在不同位置处接触相同的天线元件。例如，天线元件的数量可以是一个，即，天线包括单个天线元件，并且四个天线接触元件在不同位置处连接到天线接触元件。

天线接触元件各自配置成用于经由天线和印刷电路板朝向彼此的移动建立与印刷电路板的相关联的导电路径的接触。对于所有天线接触元件，印刷电路板通常是相同的。天线接触元件从天线元件在大体上近侧方向上延伸。如下文进一步解释的，为了建立与印刷电路板、相应的导电路径、的接触，天线接触元件各自在近侧天线接触元件端部处或其近侧处具有天线接触元件联接区域。

如下文将进一步讨论的，天线接触元件和相关联的导电路径之间的接触可以是直接接触或者可以是经由印刷电路板接触元件的间接接触，该印刷电路板接触元件布置到并且通常焊接到印刷电路板上。

天线模块还包括屏蔽件，屏蔽件包括作为结构不同的部件的屏蔽盖和屏蔽框架。屏蔽框架具有近侧屏蔽框架端部和相反的远侧屏蔽框架端部。近侧屏蔽框架端部配置成用于在周向接触下安装在印刷电路板上。屏蔽框架还配置成用于周向包围布置在印刷电路板上的天线接口电路的部件。其上安装有屏蔽框架并且承载天线接口电路的部件的印刷电路板通常与接触天线接触元件的印刷电路板相同。

屏蔽盖与屏蔽框架的周向表面周向接触。与屏蔽框架一样，屏蔽盖由导电材料制成并且例如可以是被压弯的金属片部件。

屏蔽盖可以与屏蔽框架的内部表面周向接触。在这种实施例中，屏蔽盖被接纳在屏蔽框架内部，并且在下文中通常设想这一类型的实施例。在其它实施例中，屏蔽盖与屏蔽框架的外部表面和/或与在远侧屏蔽框架端部处的周向顶部表面周向接触。在这种实施例中，屏蔽盖可以被放置在屏蔽框架的远侧端部上。

屏蔽框架有利地布置成横穿屏蔽框架的壁(垂直于纵向轴线)并且与近侧屏蔽框架端部相距一定距离。在组装配置中，屏蔽盖相应地布置成平行于印刷电路板，其中，天线接口电路的部件布置在印刷电路板和屏蔽盖之间的空间中。为了确保屏蔽框架和屏蔽盖之间的良好的产生电流的接触，屏蔽盖可以包括围绕屏蔽盖的周边的有弹性或弹性的屏蔽盖弹性件。此外，在组装配置中，屏蔽框架、屏蔽盖和印刷电路板组合地界定了天线接口电路的部件布置在其中的空间。在合适的情况下，可以在屏蔽框架内布置其它导电壁，从而将屏蔽框架分成多个隔室。

如下文将进一步描述的，屏蔽件还承载多个天线。天线可以在屏蔽件和靠近天线接触元件的天线元件之间没有电接触的情况下经由绝缘连接或绝缘联接由屏蔽件承载。可替代地，取决于辐射器类型，天线元件可以直接附接到屏蔽件，从而在专用距离(例如四分之一波长)中形成电接触。

表述“近侧”和“远侧”总体上是指沿纵向轴线的相反方向。结合天线模块安装到其的印刷电路板，印刷电路板位于最近侧，而一个或多个天线位于远侧。相应地，远侧方向是朝向一个或多个天线的方向，而近侧方向是朝向印刷电路板的方向。表述“横向”是指横向于纵向轴线、相应地平行于印刷电路板、的方向。术语“向内”和“向外”参考纵向轴线而使用。总体上，纵向轴线在沿纵向轴线的观察方向上延伸穿过一个或多个天线的中心和屏蔽框架的中心。纵向轴线进一步限定了如下文进一步更详细解释的组装方向。元件在沿纵向轴线的观察方向上的外部轮廓也称为占用区域。

表述“天线元件”是指天线模块的一部件，经由该部件发射和/或接收电磁/高频信号。表述“天线接触元件”是指用于将天线元件电联接到其它部件或电路系统、特别是印刷电路板(PCB)、的元件。天线由多个天线元件和多个天线接触元件形成。天线的天线元件通常以相同频率以限定方式被操作和控制以获得期望和限定的发射和/或接收特性。天线元件可以包括平面印刷电路板元件、3D金属化聚合物元件、金属片元件、压铸结构或以上这些的组合。在合适的情况下，天线元件还可以包括更复杂的结构，诸如包括透镜、导向器、反射器或屏蔽件。如前所述，天线接触元件的数量可以对应于也可以不对应于天线元件的数量。

天线接触元件与相关联的天线元件和印刷电路板上的导电路径的连接包括产生电流的电接触，但也可以包括机械联接。屏蔽框架在印刷电路板上的安装通常建立机械接触和电接触两者。屏蔽盖与屏蔽框架之间的周向接触通常为机械接触和电接触两者。

如下文将更详细地讨论的，天线模块可以具有单个天线或多于一的数量的天线，例如2个天线。

在一些实施例中，天线中的天线元件和天线接触元件的数量为1，即单个天线元件作为发射和/或接收元件而存在。在其他实施例中，天线元件的数量大于1，并且例如为2、4或8。总体来说，本文件中的术语“数量”可以指任何从1开始的自然数。在这一上下文中，注意的是，复数形式，例如“多个天线”、“多个天线元件”、“多个天线接触元件”，的使用被理解为也包括单数形式，例如“一个天线”、“一个天线元件”、“一个天线接触元件”。

此外，在下文中通常设想的一些实施例中，天线的天线元件是平面式的并且在共同平面中延伸。在天线模块具有多于1个天线的实施例中，单个天线可以在共同平面中延伸或者可以分别或成组地在不同平面中延伸。对于这种类型的实施例，天线可以限定多个平面，这些平面例如彼此平行并且横向于纵向轴线。

在天线接触元件和印刷电路板的相关联的导电路径之间建立的接触不是焊接式的，而是基于作用在天线接触元件和安装在印刷电路板上的印刷电路板接触元件之间或直接作用在天线接触元件和印刷在印刷电路板上的导电路径或接触区域之间的弹性力的电联接和机械联接。取决于设计，弹性力通常可以是轴向的(与纵向轴线对准)、横向于纵向轴线或是其组合。在一些实施例中，弹性力由天线接触元件和/或印刷电路板接触元件的偏转产生。

在通常实施例中，所有天线接触元件从天线元件在近侧方向上延伸相同的距离，相应地具有在共同平面中的近侧天线接触元件端部和/或天线接触元件联接区域，在组装配置中，该共同平面横向于纵向轴线、相应地平行于印刷电路板。对于这种实施例，在组装过程中，与印刷电路板的相关联的导电路径的电接触基本上在将印刷电路板和天线朝向彼此移动时同时建立。

可选地，天线接触元件的联接区域和/或布置在印刷电路板上的印刷电路板接触元件的联接区域可以具有、例如通过凸起或凸部、改进可靠电接触的结构。可选地，可以存在可释放或不可释放的互锁特征。

在组装中天线和印刷电路板朝向彼此的相对移动通常是沿纵向轴线的线性移动。对于具有多于一个天线的实施例，如前所解释的用于建立联接的移动通常是共同移动。然而，天线模块的不同天线也可以被依次组装。

一个或多个天线可以根据如本领域公知的不同基本原理进行设计和操作。通常，但不是必须地，天线模块的一个或多个天线包括成对的交叉极化辐射器、相应地成对的天线元件。在一些实施例中，这种成对的天线元件(偶极子)中的两对存在于天线中并且在模块的由纵向轴线限定的中部居中。天线元件可以不成对(平衡)连接到天线接口电路，同轴单端连接有信号导体和接地导体，或单端连接有信号导体而没有接地导体。例如，三频模块可以包括由6个单端或12个平衡信号线递送的6个交叉偶极天线。注意的是，偶极子不一定由结构不同的天线元件实现。代替地，可以存在具有多个天线接触元件的共同天线元件。通过向天线接触元件提供合适的控制信号，可以获得期望的特性。

在一些实施例中，至少一个天线接触元件与天线元件一体形成。在那些实施例中的一些实施例中，天线接触元件的所有天线接触元件与一个或多个天线元件一体地形成。在每个天线接触元件以一对一的方式与对应的天线元件相关联的实施例中，每个天线接触元件可以与相关联的天线元件一体地形成。这种类型的实施例允许例如从作为被压弯部分的金属片有效地制造天线。取决于整体设计和频率，每个天线元件和相关联的天线接触元件可以是单独的部件，或者天线的天线元件和相关联的天线接触元件中的一些或全部可以制造为共同部件并且相应地与彼此一体形成。后一种类型的天线的期望特性经由从天线接口电路递送到单个天线元件的信号的限定相位来控制。

在一些实施例中，天线的天线接触元件设计成舌状物。这种夹钳通常设计成平行条带，该平行条带的长度与其宽度相比大得多。这一设计就制造和组装而言特别有利。然而，也可以取决于天线模块的整体设计使用其他设计。

在一些实施例中，天线模块包括联接构件。屏蔽框架和/或屏蔽盖连接到联接构件并且联接构件连接到天线。联接构件可以是专用部件或者可以与屏蔽件的部件、特别是屏蔽盖、和/或天线一体地形成。屏蔽件和联接构件之间的连接以及联接构件和天线之间的连接是具有或没有电接触的机械连接。联接构件可以连接到天线的天线元件和/或天线接触元件。联接构件由介电材料或绝缘材料、例如塑料、制成，或者可以完全或部分地由金属制成。在承载件构件与天线和/或屏蔽件一体形成的情况下尤其如此。

下文的描述主要基于单个联接构件与所有天线连接的实施例。然而，在替代实施例中，联接构件可以在结构上被分成多个绝缘元件，该绝缘元件各自与一个或多个天线和/或天线接触元件相关联。在一些实施例中，可以针对每个天线接触元件存在单独的联接构件。

联接构件与屏蔽件的联接以及天线接触元件与印刷电路板、相应地印刷电路板接触元件、之间的联接两者可以是可释放的或不可释放的。在第一种情况下，可以根据期望更换天线，例如以用于更改应用程序或维修目的。

在一些实施例中，至少一个天线接触元件被递送穿过联接构件的相关联的联接构件孔。在具体实施例中，对于天线模块的一个、一些或所有天线，联接构件包括对应于多个天线接触元件的多个联接构件孔。每个天线接触元件被递送穿过相关联的联接构件孔。在这种实施例中，联接构件孔可以用于经由联接构件孔和天线接触元件的限定的相对位置来定位和对准天线接触元件。在其他实施例中，可以预见其他类型的定位特征，诸如定位销和/或凹口或凹槽。

在一些实施例中，联接构件在远侧屏蔽框架端部处至少部分地由屏蔽框架接纳。进一步对于这种实施例，联接构件被屏蔽框架周向围绕。在此，联接构件相对于屏蔽框架的横向相对定位经由周向接触实现。联接构件和屏蔽框架之间的接触可以在整个周边上，然而这不是必需的。联接构件可以形成布置在屏蔽盖的远侧的盖。如下文进一步描述的，在一些实施例中，联接构件可以包括天线承载件。在替代实施例中，联接构件可以在屏蔽框架的远侧端部处被放置在屏蔽框架上。

在具有联接构件的一些实施例中，屏蔽框架和联接构件经由卡扣配合连接。卡扣配合特征、诸如捕获-锁定装置、可以在联接构件和/或屏蔽框架处提供。例如，可以提供从远侧屏蔽框架端部在远侧方向上延伸并且围绕远侧屏蔽框架端部的周边分布的弹性锁定构件。卡扣配合经由在组装过程期间锁定构件与联接构件接合来实现。经由卡扣配合实现的联接可以设计成可释放的或不可释放的。

在一些实施例中，天线模块包括天线承载件。天线承载件可以是专用部件或者可以与如前所述的联接件一体形成和/或与联接件成一体。在一些实施例中，联接构件具有近侧天线承载件端部和相反的远侧天线承载件端部。近侧天线承载件端部可以形成为联接构件。天线承载件从屏蔽框架远侧端部延伸。天线承载件用作机械地承载和/或支撑天线构件的目的。在一些实施例中，天线承载件可以进一步使天线元件和/或天线接触元件相对于彼此电绝缘。提供天线承载件导致了机械坚固的布置，该机械坚固的布置就搬运和组装而言是有利的。

在一些实施例中，天线承载件可以从联接构件在远侧方向上延伸。例如，天线承载件可以具有正方形或十字形截面并且可以是实心的或空心的。通常，天线的所有天线元件均由天线承载件承载。

在一些实施例中，可替代地或附加地，可以存在天线支撑件。在一些实施例中，天线支撑件可以设计成环并且在周向凹槽中接纳天线元件。在一些实施例中，天线支撑件可以与天线元件一起由天线接触元件承载和支撑。

在一些实施例中，多个天线接触元件延伸穿过屏蔽盖进入由屏蔽框架和屏蔽盖界定的空间。近侧天线接触元件端部被框架围绕。在组装配置中，近侧天线接触元件端部进一步定位在印刷电路板和屏蔽框架盖之间。在一些实施例中，这可能是多于一个天线接触元件的并且特别是天线的所有天线接触元件的情况。

在一些实施例中，屏蔽盖包括多个屏蔽盖孔并且多个天线接触元件延伸穿过屏蔽盖孔。在一些实施例中，屏蔽盖孔的数量对应于天线接触元件的数量，其中，每个天线接触元件延伸到单独的相关联的屏蔽盖孔。在其它实施例中，多于一个天线接触元件、例如两个天线接触元件、延伸穿过共同的屏蔽盖孔。在这种实施例中，屏蔽盖孔的数量小于延伸穿过屏蔽盖的天线接触元件的数量。

在天线元件形成偶极子的情况下，属于相同偶极子的天线接触元件可以被递送穿过共同的屏蔽盖接触元件。天线接触元件不接触屏蔽盖。

在一些实施例中，至少一个天线接触元件在屏蔽框架的一区域中延伸到屏蔽框架之外。在一些实施例中，这可能是多于一个天线接触元件的并且特别是天线的所有天线接触元件的情况。对于这种实施例，近侧天线接触元件端部位于被屏蔽框架包围的区域之外。

在具有多于一个天线的天线模块中，一个天线的天线接触元件可以延伸到如上文解释的由屏蔽框架和屏蔽盖界定的空间中，而另一天线的天线接触元件在屏蔽框架的一区域中延伸到屏蔽框架之外。

在一些实施例中，天线模块包括支撑框架。支撑框架布置在屏蔽框架内部，与屏蔽框架的周向内部表面周向接触。支撑框架可以由介电材料或绝缘材料、例如塑料、制成。支撑框架可以相对于屏蔽框架布置在朝向近侧屏蔽框架端部的方向上。在组装配置中，支撑框架布置在印刷电路板和屏蔽盖之间。支撑框架的近侧端部可以与近侧屏蔽盖端部齐平或基本上齐平，或者延伸到印刷电路板。支撑框架的远侧端部可以用作屏蔽盖的支撑件和间隔件。在组装配置中，天线接口电路的部件位于由支撑框架周向界定的区域中，相应地位于支撑框架内。

在具有支撑框架的一些实施例中，支撑框架包括拾取表面，从而使得支撑框架和屏蔽框架能够通过施加吸入压力而被移位到预组装状态中。在这种实施例中，支撑框架和屏蔽框架可以借助于组装站中的真空而被拾取和放置为预组装单元。因此，拾取表面足够大以允许应用现有技术的组装站中存在的真空拾取装置。拾取表面有利地应当是平坦的以允许安全的真空应用。在组装配置中，拾取表面指向远侧方向，即，朝向远侧屏蔽框架端部。

支撑框架应当被设计为承受、特别是在回流焊接炉中进行、焊接期间出现的情况。

在一些实施例中，天线模块包括至少两个天线。至少两个天线可以设计成用于在不同频率下运行。至少两个天线可以具有相同设计或不同设计。在其他实施例中，天线模块包括单个天线或多于两个天线。

根据其它方面，总体目的经由如在下文中解释的天线模块实现。天线模块可以是根据如上文公开和/或下文进一步公开的任何实施例的天线模块。天线模块包括多个天线，每个天线包括多个天线元件和多个长形的天线接触元件。每个天线接触元件具有近侧天线接触元件端部和相反的远侧天线接触元件端部。远侧天线接触元件端部各自连接到至少一个天线元件。天线接触元件各自配置成用于经由天线和印刷电路板朝向彼此的移动建立与印刷电路板的相关联的导电路径的接触。天线模块还包括屏蔽件，屏蔽件包括屏蔽框架和屏蔽盖。屏蔽框架具有近侧屏蔽框架端部和相反的远侧屏蔽框架端部，其中，近侧屏蔽框架端部配置成用于在周向接触下安装在印刷电路板上。屏蔽框架还配置成用于周向包围布置在印刷电路板上的天线接口电路的部件。屏蔽盖与屏蔽框架的周向表面周向接触。屏蔽盖包括多个屏蔽盖孔并且多个天线接触元件延伸穿过屏蔽盖孔。虽然如上文和下文进一步所解释的，屏蔽件可以承载一个或多个天线，但这不是必需的。

根据其它方面，总体目的经由高频组件实现。高频组件包括印刷电路板和多个根据如上文和/或下文进一步讨论的任何实施例的天线模块。

高频组件还包括布置在印刷电路板上的多个天线接口电路。天线接口电路的数量对应于天线模块的数量。天线接口电路包括使天线运行以发射和/或接收射频信号所必需的电路系统，并且还可以包括辅助电路系统。天线接口电路可以例如包括数字信号处理器、数模和模数转换器、放大器、滤波器、多路复用器、收发器等。

屏蔽框架中的每一者在与印刷电路板的周向接触下布置在印刷电路板上，并且屏蔽框架中的每一者周向包围天线接口电路的部件。

在一些实施例中，高频组件还包括多个印刷电路板接触元件，其中，每个印刷电路板接触元件以一对一的方式与天线接触元件相关联。在一些实施例中，对于多个天线中的每个天线接触元件存在相关联的印刷电路板接触元件。印刷电路板接触元件布置在印刷电路板上并且与印刷电路板接触。印刷电路板接触元件通常各自安装在印刷电路板上的相关联的导电接触区域上，其中，每个接触区域与印刷电路板的相关联的导电路径电连接。印刷电路板接触元件可以是弹性的或有弹性的，从而提供如前所解释的弹性力。

在高频组件的一些实施例中，天线模块和相关联的天线接口电路以矩阵布置方式布置在印刷电路板上。例如，矩阵可以具有例如总计32、64或128个元件。

在一些实施例中，每个天线接触元件以一对一的方式与天线接口电路的相关联的端口连接。这一类型的实施例允许、特别是就幅度和/或相位而言、单独控制用于信号发射和/或接收的每个天线元件。

根据其它方面，总体目的通过用于组装根据如上文和/或下文进一步讨论的任何实施例的高频组件的方法来实现。方法包括(a)使用焊膏将印刷电路板与多个接口电路的部件和多个屏蔽框架组装在一起。方法还包括(b)将多个天线接口电路的部件和多个屏蔽框架回流焊接到印刷电路板。方法还包括(c)针对每个天线模块将屏蔽盖与相关联的屏蔽框架连接起来。方法还包括(d)针对每个天线模块经由天线模块和印刷电路板朝向彼此的相对移动将天线接触元件与印刷电路板的相关联的导电路径连接起来。

用于将天线接触元件与导电路径连接起来的移动可以是对于天线的所有接触元件并且可选地对于多个天线、特别是对于天线模块的所有天线、的单个共同移动。

在如上文所解释的具有联接构件的天线模块的实施例中，一个或多个天线可以在步骤(d)之前的步骤(d’)中与联接构件连接，从而形成天线子组件。在这种情况下，步骤(d)可以通过将天线子组件和印刷电路板朝向彼此移动来实现。

可替代地，联接构件可以在步骤(d’)中单独连接到屏蔽框架和/或屏蔽盖。在这种情况下，步骤(d)可以包括经由相同运动将天线与联接构件连接起来。

屏蔽盖可以在单独步骤中与屏蔽框架连接。可替代地，屏蔽框架预组装有联接构件并且与联接构件一起被组装。

根据其它方面，总体目的通过用于发射和/或接收高频信号的方法来实现，该方法使用根据如上文和/或下文进一步讨论的任何实施例的天线模块和/或高频组件。

附图说明

本文描述的发明将从下文给出的详细描述和随附附图中得到更充分地理解，该详细描述和随附附图不应被视为限制在所附权利要求中描述的本发明。在附图中：

图1以示意性立体图示出了第一示例性天线组件；

图2以俯视图示出了第一示例性天线组件；

图3以如图2中所指示的纵向截面图示出了第一示例性天线组件；

图4以放大视图示出了图4的细节；

图5以部分分解视图示出了第一示例性天线组件；

图6以示意性立体图示出了第二示例性天线组件；

图7以分解视图示出了第二示例性天线组件；

图8以示意性立体图示出了第三示例性天线组件；

图9以放大视图示出了图8的细节；

图10以俯视图示出了第三示例性天线组件；

图11以如图10中所指示的纵向截面图示出了第三示例性天线组件；

图12以放大视图示出了图11的细节；

图13以俯视图示出了第二示例性天线组件；

图14以如图13中所指示的纵向截面图示出了第二示例性天线组件；

图15以放大视图示出了图14的细节；

图16对应于图8，其中，移除了一部件；

图17示出了高频组件。

具体实施方式

应当理解的是，诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”、“左”、“右”的方向性表述参考附图而使用，并且仅旨在帮助读者理解，而不暗示使用中的任何特定取向或方向。此外，在适用时，本文件中通篇使用的近侧方向和远侧方向由“p”和“d”指示。纵向轴线由“A”指示。

图1以示意性立体图示出了天线组件的第一示例，该天线组件具有安装在印刷电路板2上的天线模块1。图2以俯视图(从远侧朝向近侧)示出了图1的布置，图3示出了纵向截面图，图4示出了图3的细节。图5以分解视图示出了图1的布置。

在这一第一示例中，天线模块1包括单个天线11和单个天线元件111。也就是说，在这一示例中，天线的数量为1并且天线元件的数量为1。在所示设计中，天线元件111由四个U形天线子元件111a实现，该四个U形天线子元件111a在其腿部的端部处连接。在每对相邻腿部之间布置有天线接触元件112。在这一示例中，天线接触元件的数量相应地为4。虽然也可以使用其他配置，但天线1被控制为双偶极子的。

天线元件111在布置成平行于印刷电路板(PCB)2并且位于印刷电路板(PCB)2的远侧的共同平面中延伸。在这一示例中，元件111和天线接触元件112共同实现为被压弯的金属片部件。在这一示例中，天线接触元件112在近侧方向上从天线元件111垂直地朝向印刷电路板2延伸。

如本领域中所公知的，通过将屏蔽框架12的近侧端部周向焊接到印刷电路板2的导电接地(GND)平面，屏蔽框架2在周向接触下布置在印刷电路板2上。

联接构件13在联接构件13的近侧区段中由屏蔽框架12接纳。联接构件13具有大体上对应于屏蔽框架12的内轮廓(在这一示例中基本上为正方形)的外部轮廓(占用区域)。如将在下文进一步变得更加明显的，联接构件13由塑料材料制成以避免天线接触元件112之间的短路。

联接构件13和屏蔽框架12经由示例性的4个卡扣配合连接件而连接。为了这一目的，4个弹性锁定构件121从远侧屏蔽框架端部在远侧方向上延伸。锁定构件121配置成用于在联接构件13的周缘处与联接构件13接合。在这一示例中，接合可以通过将锁定构件121朝向外侧偏转而释放，然而这不是必需的。

此外，在这一实施例中，设置了天线承载件14，并且天线承载件14示例性地与联接构件13一体地形成，然而这不是必需的。在这一示例中，天线承载件14是大体上管状的并且具有示例性的基本上正方形的截面。天线承载件14从联接构件13在远侧方向上延伸并且在天线承载件14的远侧端部处承载天线元件111。在这一设计中，天线承载件14以与联接构件13同轴的方式布置，其中，联接构件13在联接构件13的远侧端部处围绕天线承载件14，作为周向突起或框架。

此外，在这一示例中，天线接触元件112在天线承载件114的外部周向表面处从天线元件111朝向印刷电路板2延伸。

如在图3和图4中最佳可见的，天线接触元件112各自经由相关联的联接构件孔132在近侧方向上延伸到屏蔽框架内部的空间中，其中，近侧天线接触元件端部112a位于印刷电路板2的略微上方。PCB接触元件21作为天线接触元件112的对应元件在对应的接触区域中焊接到印刷电路板2上。PCB接触元件21经由印刷电路板2的(通常内部的)导电路径将天线接触元件112与天线接口电路联接。在这一示例中，PCB接触元件21是基本上L形的，其中，示例性地较短的腿部被焊接到印刷电路板2并且示例性地较长的腿部在远侧方向上突出。在这一设计中，突出的腿部具有向内指向的凸起21a。在如下文进一步解释的组装期间，凸起21a与相关联的天线接触元件112接触并且略微径向向外偏转，从而在天线接触元件联接区域112b中建立与天线接触元件112的弹性偏置接触。天线接触元件112由支撑突出部141支撑而抵抗径向弹性力。

同样如在图3和图4中最佳可见的，在这一实施例中，联接构件13包括用于每个天线接触元件112的向内指向的联接构件孔132，天线接触元件112与天线接触元件112的支撑突出部141一起穿过该联接构件孔132而突出。联接构件孔132布置在从联接构件13到天线承载件14的横向过渡处，从而允许天线接触元件112以直线方式延伸。联接构件孔132确保了天线接触元件112的正确定位。

如图4和图5中最佳可见的，金属屏蔽盖15布置在屏蔽框架12内部并且布置在屏蔽框架12的近侧区域中。屏蔽盖15具有大体上对应于屏蔽框架的内轮廓的外部轮廓。屏蔽盖15在其周缘处被分段并且弯折，从而在屏蔽盖15的周边处提供多个屏蔽盖弹性件152，并且提供与屏蔽框架12的周向接触。屏蔽盖15相应地经由屏蔽框架12与GND电位连接。在组装配置中，具有屏蔽盖弹性件152的屏蔽盖15的周缘边缘横向地位于屏蔽框架12和联接构件13之间。如下文进一步解释的，屏蔽框架12的远侧端部和屏蔽盖15的弯曲周缘边缘通过联接构件突起13b而桥接。

此外，屏蔽盖15包括与联接构件孔132对准的屏蔽框架孔151，天线接触元件112和相关联的支撑突出部141穿过该联接构件孔132而突出。

联接构件13包括围绕其周边分布的示例性的4个联接构件突起13b。联接构件突起13b横向延伸超出(位于屏蔽框架12的周向内部的)联接构件本体13a、超出屏蔽框架并且在近侧方向上朝向印刷电路板2向下延伸。在近侧端部处，联接构件突起13b具有向内指向的经倒角或倾斜的对准表面13c。在如下文进一步解释的组装过程中，对准表面13c首先与屏蔽框架12接触，从而将联接构件12和安装到联接构件12的其它元件相对于屏蔽框架12定位、相应地对准。

此外，支撑框架16设置在屏蔽框架12内部并且与内屏蔽框架12的内部表面周向接触。支撑框架的近侧端部可以与屏蔽框架12的近侧端部齐平，使得屏蔽框架12和支撑框架16两者均接触印刷电路板2。在远侧方向上，支撑框架12用作屏蔽盖15的支撑件和止动件，并且屏蔽框架用作联接构件13的支撑件。以这种方式，在组装过程期间，屏蔽框架12、屏蔽盖15和联接构件13彼此正确对准。支撑框架16在其远侧端部处具有向内指向的凹部或切口(未标出)，该凹部或切口接纳放置在印刷电路板上的PCB接触元件21的腿部。

支撑框架16在其内部为天线接口电路、相应地天线接口电路的电子部件22、的布置提供了足够的自由空间。然而，支撑框架16具体地在其远侧端部处提供了足够的表面以允许经由组装站的吸盘或类似物进行拾取。以这种方式，屏蔽框架12和支撑框架16可以经由组装站的基于良好建立的吸力的拾取-放置装置而自动定位并且组装到印刷电路板2。为了这一目的，支撑框架16有利地在其远侧处包括一个或多个拾取表面161(见图4)。

下文具体参考图5描述天线组件的天线组件的有利的组装过程。

如本领域公知的，印刷电路板2组装有所需的电子部件、接触元件等。电子部件有利地是表面安装装置(例如由电子部件22表示)并且被放置在印刷电路板2上并且使用焊膏暂时固定。连同其他部件，屏蔽框架12与支撑框架16和PCB接触元件21一起使用焊膏而被放置并且固定在印刷电路板2上。

在印刷电路板组装之后，包括PCB接触元件21和屏蔽框架12的部件在如本领域中已知的回流焊接工艺中被永久固定并且被电接触。安装到印刷电路板2的所有元件设计成承受、特别是使用红外线回流焊接炉、进行回流焊接期间出现的情况。此外，印刷电路板2上的部件和焊膏直接暴露于辐射和热量，因为印刷电路板2上的部件和焊膏在焊接过程期间没有被任何其它元件覆盖。

后续地，通过在组装方向A上进行放置来组装屏蔽盖15。

后续地，通过在组装方向A上进行放置来组装具有一体式天线承载件14的联接构件13。在联接构件13的最终位置中，联接构件13经由弹性锁定构件而被锁定就位。

后续地，通过在组装方向A上移动而组装天线11。这样做时，天线接触元件112沿天线承载件14的周边移动，其中，天线接触元件112的近侧端部区域各自被最终递送穿过相关联的联接构件孔132和屏蔽盖孔151。在最终组装位置中，天线接触元件联接区域112b各自经由弹性偏置接触而与相关联的PCB接触元件21接触，如前文所解释的。在这一示例中，接触可以通过在(相对于组装方向A的)相反方向上移动而释放。如果期望，接触可以、例如经由互锁而、设计成不可释放的。可选地，天线11可以永久固定到、例如粘附固定到、天线承载件14和/或联接构件13。

在一变型中，天线11首先被组装到天线承载件14和联接构件13，从而形成天线模块子组件，该天线模块子组件后续经由如前所解释地在组装方向A上的移动而被安装到屏蔽框架12和印刷电路板2。

在其它变型中，屏蔽盖15不直接插入到屏蔽框架12中，而是安装到联接构件13并且与定位构件作为共同单元一起被组装。

在下文中，另外参考了图6、图7和图13至图15，该图6、图7和图13至图15分别以组装图(图6、图13至图15)和分解视图(图7)示出了天线组件的第二示例。由于这一实施例在一些方面与前述实施例相似，因此下文的描述集中于不同之处。

在这一实施例中，存在4个天线元件111，该4个天线元件111实现为板，特别是正方形板。然而，类似于前述实施例，天线元件111在平行于印刷电路板2的共同平面中延伸。对角线上的天线元件111形成偶极子。与第一示例不同，每个天线元件和相关联的天线接触元件是单独部件。天线接触元件112以一对一的方式与每个天线元件111相关联并且连接到每个天线元件111。

在这一实施例中，天线承载件14具有(示例性地不对称的)十字形或星形的几何形状，该几何形状具有在近侧-远侧方向上延伸的四个腿部14a、14b、14c、14d。如图7中最佳可见的，四个天线接触元件112各自在天线元件的内部角部处连接到相关联的天线元件111。天线接触元件112被天线承载件14的腿部分开。此外，(属于共同偶极子的)对角线上的天线元件111的天线接触元件112平行布置。一对天线接触元件112在天线承载件腿部14a的两侧延伸，而另一对天线接触元件112在相反的天线承载件腿部14b的两侧延伸。因此，联接构件孔132在腿部14a、14b的两侧布置在联接构件13中。

第二示例中的天线接触元件112的接触在图15中最佳可见，该图15示出了图14的细节。在第二示例中，PCB接触元件21成对地布置成彼此相反并且彼此间隔开，其中，弹性力朝向彼此指向。

在下文中，另外参考了图8至图12和图16，该图8至图12和图16示出了天线组件的第三示例。这一第三示例与前述示例的不同之处在于，天线模块1包括两个天线，即天线11和其它天线11’。

图8以示意性立体图示出了天线组件，图10示出了俯视图。图9示出了图8的细节C。图11示出了如图10中所指示的截面图。图12示出了图11的细节。图16大体上对应于图8，其中，附图标记为14’的元件(天线支撑件)被移除。

天线11以与第一示例中基本上相同的方式设计。因此，下文的描述主要集中于其它天线11’，该其它天线11’以总计8个其它天线元件111’被设置成四偶极子的。其它天线元件111’被布置成与天线11的天线元件111同轴布置的环并且与天线11相比与印刷电路板2间隔开更大的距离。

如从图16中最佳可见的，其它天线接触元件112’连接到每个其它天线元件111’并且与后者一起实现为共同的被压弯的金属片部件。如图8中最佳可见的，提供了环形的天线支撑件14’，该天线支撑件14’对应于由其它天线元件111’形成的外部轮廓。天线支撑件14’由绝缘塑料材料制成并且包括接纳其它天线元件111’的周向凹槽。

其它天线元件111’以及天线支撑件14’两者均由其它天线接触元件112’支撑并且保持就位。其它天线接触元件112’在近侧方向上朝向印刷电路板2延伸并且进一步向内延伸。其它天线接触元件112’与印刷电路板2的联接建立在屏蔽框架12的近侧但在屏蔽框架12之外，如下文具体参考图9和图12所解释的。在这一示例中，定位构件13包括其它联接构件孔132’，该其它联接构件孔132’对应于其它天线接触元件112’。其它联接构件孔132’在屏蔽框架12之外的区域中布置在联接构件突起13b中。其它天线接触元件112’的每个近侧端部区段被递送穿过相关联的其它联接构件孔132’。其它天线接触元件经由对应的其它PCB接触元件21’从外部进行接触。其它PCB接触元件21’布置成使得它们的弹性力F朝向天线接触元件和屏蔽框架12向内指向。如图12中最佳可见的，联接构件突起13b的近侧端部区段用作其它天线接触元件112’的支撑件以吸收弹性力F。

其它PCB接触元件21’经由印刷电路板2的内部导体路径与屏蔽框架12内部的天线接口电路电连接，导体路径在屏蔽框架12下方交叉。

与前述示例一样，每个天线元件111和其它天线元件111’有利地连接到天线接口电路的单独端口并且被单独地控制，该单独端口通常是高频半导体部件的端口。

图17以示意性俯视图示出了高频组件。高频组件包括多个天线模块1，该多个天线模块1以矩阵布置共同地布置在印刷电路板2上。出于示例性目的，图17示出了处于8×8矩阵中的64个天线模块1的布置。天线模块1可以是相同类型的或不同类型的并且可以根据本公开内容中的任何实施例进行设计。

附图标记列表

1 天线模块

11 天线

11’ 其它天线

2 印刷电路板(PCB)

111 天线元件

111a 天线子元件

111’ 其它天线元件

112 天线接触元件

112’ 其它天线接触元件

1121 天线接触元件联接区域

12 屏蔽框架

121 锁定构件

13 联接构件

13a 联接构件本体

13b 联接构件突起

13c 对准表面

132 联接构件凹部

132’ 其它联接构件孔

14 天线承载件

14’ 天线支撑件

14a,14b,14c,14d 天线承载件腿部

141 支撑件突出部

15 屏蔽盖

151 屏蔽盖孔

152 屏蔽盖弹性件

16 支撑框架

161 拾取表面

21 印刷电路板接触元件

21’ 其它印刷电路板接触元件

21a 凸起

22 电子部件

A 组装方向

F 弹性力

X 轴线

Claims (18)

1.一种天线模块(1)，所述天线模块(1)包括：

a)多个天线(11、11’)，每个天线(11、11’)包括多个天线元件(111、111’)和多个长形的天线接触元件(112、112’)；

-其中，每个天线接触元件(112、112’)具有近侧天线接触元件端部(112a)和相反的远侧天线接触元件端部；

-其中，所述远侧天线接触元件端部各自连接到至少一个天线元件(111、111’)；

-其中，所述天线接触元件(112)各自配置成用于经由所述天线(11、11’)和印刷电路板(2)朝向彼此的移动建立与所述印刷电路板(2)的相关联的导电路径的接触；

b)屏蔽件，所述屏蔽件包括屏蔽框架(12)和屏蔽盖(15)，其中

-所述屏蔽框架(12)具有近侧屏蔽框架端部和相反的远侧屏蔽框架端部，其中，所述近侧屏蔽框架端部配置成用于在周向接触下安装在所述印刷电路板(2)上，并且所述屏蔽框架(12)还配置成用于周向地包围布置在所述印刷电路板(2)上的天线接口电路(22)的部件；

-所述屏蔽盖(15)与所述屏蔽框架(12)周向接触；

-所述屏蔽件承载所述多个天线(11、11’)。

2.根据权利要求1所述的天线模块(1)，其中，至少一个天线接触元件(112、112’)与天线元件(111、111’)一体地形成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的天线模块，其中，所述天线模块(1)包括联接构件(13)，其中，所述屏蔽框架(12)和/或所述屏蔽盖(15)连接到所述联接构件(13)，并且所述联接构件(13)连接到所述天线(11、11’)。

4.根据权利要求3所述的天线模块(1)，其中，至少一个天线接触元件(112、112’)被递送穿过所述联接构件(13)的相关联的联接构件孔(132、132’)。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的天线模块(1)，其中，所述联接构件(13)在所述远侧屏蔽框架端部处至少部分地由所述屏蔽框架(12)接纳并且被所述屏蔽框架(12)周向围绕。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的天线模块(1)，其中，所述屏蔽框架(12)和所述联接构件(13)经由卡扣配合连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的天线模块(1)，其中，所述天线模块(1)包括长形的天线承载件(14)，所述天线承载件(14)具有近侧天线承载件端部和相反的远侧天线承载件端部，所述天线承载件(14)从所述屏蔽框架远侧端部延伸并且在所述远侧天线承载件端部处连接到至少一个天线(11、11’)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的天线模块(1)，其中，多个接触元件(112)延伸穿过所述屏蔽盖(15)进入由所述屏蔽框架(12)和所述屏蔽盖(15)界定的空间中。

9.根据权利要求8所述的天线模块(1)，其中，所述屏蔽盖包括多个屏蔽盖孔(151)并且多个天线接触元件(112)延伸穿过所述屏蔽盖孔(151)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的天线模块(1)，其中，多个接触元件(112’)在所述屏蔽框架(12)的一区域中延伸到所述屏蔽框架(12)之外。

11.根据前述权利要求中任一项所述的天线模块(1)，所述天线模块(1)包括支撑框架(16)，所述支撑框架(16)布置在所述屏蔽框架(12)内部，与所述屏蔽框架(12)的周向内部表面周向接触。

12.根据权利要求11所述的天线模块(1)，其中，所述支撑框架(16)包括拾取表面(161)，从而使得所述支撑框架(16)和所述屏蔽框架(12)能够通过施加吸入压力而被移位到预组装状态中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的天线模块(1)，其中，天线模块包括至少两个天线(11、11’)，所述两个天线(11、11’)设计成用于在不同频率下运行。

14.一种高频组件，所述高频组件包括：

a)印刷电路板(2)；

b)多个根据前述权利要求中任一项所述的天线模块(1)；

c)布置在所述印刷电路板(2)上的多个天线接口电路(22)，天线接口电路(22)的数量对应于天线模块(1)的数量；

其中，所述屏蔽框架(15)中的每一者布置在所述印刷电路板(2)上，与所述印刷电路板(2)周向接触，并且所述屏蔽框架(12)中的每一者周向包围天线接口电路(22)的部件，并且

其中，每个天线接触元件(112、112’)单独接触所述印刷电路板(2)的相关联的导电路径。

15.根据权利要求14所述的高频组件，其中，所述天线模块(1)和相关联的天线接口电路(22)以矩阵布置方式布置在所述印刷电路板上。

16.根据权利要求14或15中任一项所述的高频组件，其中，每个天线接触元件(111、111’)以一对一的方式与天线接口电路(22)的相关联的端口连接。

17.一种用于组装根据权利要求14至16中任一项所述的高频组件的方法，所述方法包括以下步骤：

a)使用焊膏将所述印刷电路板(2)与所述多个接口电路(22)的部件和所述多个屏蔽框架组装在一起；

b)将所述多个天线接口电路(22)的所述部件和所述多个屏蔽框架回流焊接到所述印刷电路板(2)；

c)针对每个天线模块(1)将所述屏蔽盖(15)与相关联的屏蔽框架(12)连接起来；

d)针对每个天线模块(1)经由所述天线模块(1)和所述印刷电路板(2)朝向彼此的相对移动将所述天线接触元件(112、112’)与所述印刷电路板(2)的相关联的导电路径连接起来。

18.一种用于发射和/或接收高频信号的方法，所述方法使用根据权利要求1至13中任一项所述的天线模块(1)和/或根据权利要求14至16中任一项所述的高频组件。

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