CN114041242A - 天线结构和包括该天线结构的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及被提供用于支持比诸如长期演进(LTE)的超第四代(4G)通信系统更高数据速率的准第五代(5G)或5G通信系统。根据本公开中的实施例，一种用于无线通信系统的双极化的天线设备包括：印刷电路板(PCB)；第一馈电线，所述第一馈电线用于提供第一极化信号；第二馈电线，所述第二馈电线用于提供第二极化信号；以及贴片天线，所述贴片天线包括辐射区域和切割区域。对应于所述切割区域的物体被设置为在所述PCB上支撑所述辐射区域。

Description

天线结构和包括该天线结构的电子设备
技术领域
本公开涉及天线结构和包括该天线结构的电子设备。
背景技术
为了满足自4G通信系统的部署以来增长的对无线数据业务的需求，已在努力开发改进的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也可以被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。
5G通信系统被认为是在更高频率(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实现的，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，正在5G通信系统中讨论波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。
另外，在5G通信系统中，基于先进的小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作的多点(CoMP)、接收端干扰消除等，正在进行对系统网络改进的开发。
在5G系统中，已开发出作为高级编码调制(ACM)的混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
包括两个天线端口的双极化天线用于极化分集。为了增加通信性能，在双极化天线中，需要改进交叉极化比(CPR)的性能。
以上信息仅作为背景信息展示，以用于辅助理解本公开。关于以上任何内容是否可适用于关于本公开的现有技术，尚未作出任何决定，没有作出断言。
发明内容
问题的解决方案
本公开的实施例提供了用于连接天线的辐射贴片和耦合贴片的结构和包括该结构的电子设备。
本公开的实施例还提供了允许通过金属辐射贴片的至少一个表面的弯曲结构进行表面安装技术(SMT)的金属的接触结构以及包括该接触结构的电子设备。
本公开的实施例还提供了通过借助于金属辐射贴片的至少一个表面的弯曲结构满足两个天线端口之间的对称性从而具有改进的CPR性能的天线结构和包括该天线结构的电子设备。
按照本公开的示例实施例，一种用于无线通信系统的双极化的天线设备包括：印刷电路板(PCB)；第一馈电线，所述第一馈电线用于提供第一极化信号；第二馈电线，所述第二馈电线用于提供第二极化信号；以及贴片天线，所述贴片天线包括辐射区域和切割区域。与所述切割区域相对应的物体被设置为在所述PCB上支撑所述辐射区域。
按照本公开的示例实施例，一种用于无线通信系统的双极化的电子设备包括：至少一个处理器；至少一个收发器；以及位于印刷电路板(PCB)上的多个天线模块。所述多个天线模块中的一个天线模块包括：第一馈电线，所述第一馈电线用于提供第一极化信号；第二馈电线，所述第二馈电线用于提供第二极化信号；以及贴片天线，所述贴片天线包括辐射区域和切割区域。与所述切割区域相对应的物体被设置为在所述PCB上支撑所述辐射区域。
根据本公开的示例实施例，一种通过包括以下步骤的处理制备的天线设备：(a)提供包括辐射区域和切割区域的贴片天线的金属板；(b)通过弯曲所述金属板的所述切割区域来形成支撑物体；以及(c)将所述支撑物体接触到其中设置有用于第一极化的第一馈电线和用于第二极化的第二馈电线的印刷电路板(PCB)。
按照本公开的示例实施例，一种用于无线通信系统的双极化的天线模块可以包括：天线基板；第一天线组件，所述第一天线组件包括设置在所述天线基板上的第一极化天线；第二天线组件，所述第二天线组件包括设置在所述天线基板上的第二极化天线；耦合贴片，所述耦合贴片设置在所述天线基板上并电连接到所述第一天线组件和所述第二天线组件；以及辐射贴片，所述辐射贴片被配置为辐射从所述耦合贴片接收的信号，其中，所述天线模块包括支撑件，所述支撑件包括被弯曲以连接所述辐射贴片和所述耦合贴片的所述辐射贴片的一个表面的至少一个区域。
按照本公开的另一示例实施例，一种用于无线通信系统的双极化的电子设备可以包括：至少一个处理器、至少一个收发器和多个天线模块，其中，每个天线模块均包括天线基板、包括第一极化天线的第一天线组件、包括第二极化天线的第二天线组件、耦合贴片和辐射贴片，其中，每个天线模块均包括支撑件，所述支撑件包括被弯曲以连接所述辐射贴片和与所述辐射贴片相对应的所述耦合贴片的所述辐射贴片的一个表面的至少一个区域。
根据本公开的各个示例实施例，通过借助于辐射贴片的弯曲结构连接辐射贴片和耦合贴片的结构，能够确保CPR性能并且能够降低制作成本。
从本公开能获得的效果可以不限于以上提到的效果，并且本公开所属领域的技术人员通过以下描述可以清楚地理解未提到的其他效果。
附图说明
根据以下结合附图进行的详细描述，本公开的某些实施例的以上和其他方面、特征和优点将更清楚，在附图中：
图1是示出了根据本公开的各个实施例的示例电子设备的图；
图2A是示出了根据本公开的各个实施例的用于说明交叉极化比(CPR)的示例天线辐射方向图的图；
图2B是示出了根据本公开的各个实施例的描绘用于交叉极化辨别(XPD)的信噪比(SNR)与误码率(BER)之间的关系的曲线图的示例的图；
图3A是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块的示例的图；
图3B是示出了根据本公开的各个实施例的示例辐射贴片的平面图；
图3C是示出了根据本公开的各个实施例的辐射贴片的示例弯曲结构的前视图；
图4是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的另一示例天线模块的图；
图5是示出了根据本公开的各个实施例的对称性与CPR之间的示例关系的图；
图6是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块的CPR的改进示例的图；
图7是示出了根据本公开的各个实施例的性能的CPR根据辐射贴片的弯曲结构的位置而改变的示例的图；
图8是示出了根据本公开的各个实施例的性能的CPR根据辐射贴片的弯曲结构的位置而改变的另一示例的图；
图9是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块的CPR性能的改进示例的图；以及
图10是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块的CPR性能的另一改进示例的图。
具体实施方式
本公开中使用的术语用于描述各个示例实施例，而不旨在限制本公开。单数表述可包括复数表述，除非在上下文它们截然不同。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属的本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。如通用词典中定义的术语这样的术语可以被解释为具有与相关技术领域中语境含义相同的含义，而不被解释为具有理想或过于正式的含义，除非在本公开中有明确定义。在某些情况下，即使本公开中定义的术语也不应该被解释为排除了本公开的实施例。
下文中，将基于软件的方法来描述本公开的各个示例实施例。然而，本公开的各个实施例包括使用硬件和软件二者的技术，因此本公开的各个实施例可以不排除软件的角度。
本公开涉及用于无线通信系统的天线结构和包括该天线结构的电子设备。例如，本公开公开了通过例如切割和/或弯曲(或折叠)辐射贴片的至少一个表面并提供在性能、空间和成本方面有效的天线结构来改进双极化天线的CPR性能的技术。例如，因为预期将通过大规模MIMO技术更广泛地使用具有数目大得多的天线的设备，所以在制造时间和制作成本方面需要设计更高效的天线，同时还需要更高的CPR性能。
下文中，为了方便描述，可以通过示例的方式使用用于指示电子设备的部件的术语(例如，基板、印刷电路板(PCB)、柔性PCB(FPCB)、模块、天线、天线元件、电路、处理器、芯片、组件和器件)、用于指示部件形状的术语(例如，结构体、结构、支撑部、接触部、突起和开口)、用于指示结构之间的连接部的术语(例如，连接部、接触部、支撑部、接触结构、导电构件和组件)以及用于指示电路的术语(例如，PCB、FPCB、信号线、馈电线、数据线、RF信号线、天线馈电线、RF路径、RF模块和RF电路)。因此，本公开不限于以上术语，并且可以使用具有等同技术含义的其他术语。另外，本文中使用的诸如“单元”、“-器或-者”、“结构”和“体”的术语可以是指用于处理功能的至少一个形状结构或单元。
图1是示出了根据本公开的各个实施例的示例电子设备的图。图1的无线通信环境100例如对应于使用无线信道的一些节点，并且通过示例的方式，可以包括通信节点110和终端120。作为示例，通信节点110可以电连接到基站或者可以在基站上实现。
基站是提供无线连接的网络基础设施。基站的覆盖范围可以被定义为基于可以发送和接收信号的距离的特定地理区域。除了基站之外，基站还可以被称为例如“接入点(AP)”、“eNodeB(eNB)”、“第五代(5G)节点”、“5G节点B(5G NodeB(NB))”、“无线点”、“发送/接收点(TRP)”、“接入单元”、“分布式单元(DU)”、“发送/接收点(TRP)”、“无线电单元(RU)”、“远程无线电报头(RRH)”或具有等同技术含义的其他术语。基站可以发送下行链路信号或者接收上行链路信号。
终端120可以是指例如由用户使用的通过无线信道与基站执行通信的设备。可以在用户没有任何操作的情况下操作终端120。例如，终端120可以是指例如执行机器类型通信(MTC)的设备，并且可以不由用户携带。例如，除了终端之外，终端120还可以被称为“用户设备(UE)”、“移动站”、“用户站”、“客户驻地设备(CPE)”、“远程终端”、“无线终端”、“电子设备”、“车载终端”、“用户设备”或具有等同技术含义的其他术语。
增加执行无线通信的设备的天线(或天线元件)的数目，以增加通信性能。此外，用于处理通过天线元件接收或发送的RF信号的RF部件或组件的数目也增加，因此，当在通信设备中满足通信性能时，基本上会要求空间增益和成本效率。为了满足要求，已使用双极化天线来满足要求。在满足不同极化的信号之间的信道独立性时，可以增加极化分集和由于极化分集引起的信号增益。因此，改进双极化天线中的交叉极化比(CPR)是有利的。
尽管通过示例的方式示出了连接到基站的无线设备(例如，大规模MIMO单元(MMU))的部件以说明根据本公开的连接结构和包括该连接结构的电子设备，但本公开的各个实施例不限于此。例如，根据本公开的连接结构和包括该连接结构的电子设备可以应用于图1的终端120或需要用于信号处理的通信部件的稳定连接结构的另一设备。
参照图1，示出了通信节点110的示例功能配置。通信节点110可以包括天线部111、滤波器部112、射频(RF)处理器113和控制器(例如，包括处理电路)114。
天线部111可以包括多个天线。天线执行通过无线信道发送和接收信号的功能。天线可以包括例如辐射器，该辐射器包括形成在基板(例如，PCB)上的导体或导电图案。天线可以将经上变频的信号辐射到无线信道，或者获取由另一设备辐射的信号。每个天线均可以被称为天线元件或天线设备。在一些实施例中，天线部111可以包括其中多个天线元件构成阵列的天线阵列。天线部111可以通过RF信号线电连接到滤波器部112。天线部111可以安装在包括多个天线元件的PCB上。PCB可以包括连接天线元件和滤波器部112的滤波器的多条RF信号线。RF信号线可以被称为馈电网络。天线部111可以将接收到的信号提供给滤波器部112，或者可以将从滤波器部112提供的信号辐射到空气。
根据各个实施例的天线部111可以包括具有双极化天线的至少一个天线模块。例如，双极化天线可以是交叉极化(x-pol)天线。双极化天线可以包括例如对应于不同极化的两个天线端口。例如，双极化天线可以包括具有+45°极化的第一天线端口和具有-45°极化的第二天线端口。天线端口连接到馈电线，并且可以电连接到滤波器部112、RF处理器113和控制器114。
根据各个实施例，双极化天线可以包括例如贴片天线(或微带天线)。因为双极化天线具有贴片天线的形式，所以可以容易地实现和集成阵列天线。可以将具有不同极化的两个信号输入到天线端口。天线端口对应于天线元件。为了高效率，可以改善具有不同极化的两个信号之间的共极化(co-pol)特性与交叉极化特性之间的关系。在双极化天线中，共极化特性可以表示特定极化分量的特性，并且交叉极化特性表示与特定极化分量不同的极化分量的特性。
滤波器部112可以执行滤波，以传递期望频率的信号。滤波器部112可以执行用于通过形成共振来选择性识别频率的功能。在一些实施例中，滤波器部112可以通过结构上包括电介质体的空腔形成共振。另外，在一些实施例中，滤波器部112可以通过形成电感或电容的元件形成共振。滤波器部112可以包括例如而不限于带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器等中的至少一者。例如，滤波器部112可以包括用于获得用于发送信号的频带或用于接收信号的频带的信号的RF电路。根据各个实施例，滤波器部112可以电连接天线部111和RF处理器113。
RF处理器113可以包括多条RF路径。RF路径可以是指例如通过天线接收的信号或通过天线辐射的信号沿着其经过的路径单元。至少一条RF路径可以被称为RF链。RF链可以包括多个RF元件。RF元件可以包括例如而不限于放大器、混频器、振荡器、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等。例如，RF处理器113可以包括将基带的数字发送信号上变频为发送频率的上变频器以及将经上变频的数字发送信号转换为模拟RF发送信号的数模转换器(DAC)。上变频器和DAC可以是发送路径的部件。发送路径还可以包括例如功率放大器(PA)或耦合器(或组合器)。另外，例如，RF处理器113可以包括将模拟RF接收信号转换为数字接收信号的模数转换器(ADC)以及将数字接收信号转换为基带的数字接收信号的下变频器。ADC和下变频器可以是接收路径的部件。接收路径还可以包括低噪声放大器(LNA)或耦合器(或分频器)。RF处理器的RF部件可以在PCB上实现。基站110可以包括其中天线部111、滤波器部112和RF处理器113被顺序堆叠的结构。天线和RF处理器的RF部件可以在PCB上实现，并且滤波器可以在PCB之间重复联接以形成多个层。
控制器114可以包括各种处理电路并控制通信节点110的总体操作。控制器114可以包括用于执行通信的各种模块。控制器114可以包括至少一个处理器。控制器114可以包括用于数字信号处理的模块。例如，当发送数据时，控制器114可以通过对发送位阵列进行编码和调制来生成复符号(complex symbol)。此外，例如，当发送数据时，控制器114可以通过基带信号的解调和解码来恢复接收位阵列。控制器114可以执行通信标准所需要的协议栈的功能。
图1示出了用于利用本公开的天线结构的设备，并且示出了通信节点110的功能配置。然而，图1中示出的示例仅仅是根据本公开的各个实施例的用于利用天线结构的示例配置，并且本公开的实施例不限于图1的设备的元件。因此，下面将更详细地描述的天线模块、另一配置的通信设备和包括天线结构的天线结构体也可以被理解为本公开的示例实施例。
图2A是示出了根据本公开的各个实施例的用于说明交叉极化比(CPR)的天线辐射方向图的示例200的图。辐射方向图可以表示电场或磁场的强度与物理空间之间的关系。本发明涉及例如E平面的示例电场。
如果极化特性不同，则衰减的状态可以不同。不同的极化特性表示具有不同极化的信号之间的信道相关性低。在具有不同极化的信号经历独立信道时，极化分集可以增加。针对极化分集，利用双极化天线。信号增益可以随着极化分集的增加而增加，这直接造成信道容量的增加，因此双极化天线中极化分量之间的独立性被用作表示双极化天线性能的指标。
参照图2A，天线辐射方向图200表示极化分量的空间坐标(极坐标)与双极化天线的E平面内的电场强度之间的示例关系。为了提供两种不同的极化特性，双极化天线包括两个天线组件(即，天线端口或用于天线端口的天线馈电线)，并且天线端口可以独立地连接到馈电线。双极化天线可以包括用于第一极化的第一天线组件和用于第二极化的第二天线组件。
天线辐射方向图200可以包括两个信号分量。该两个信号分量可以包括第一分量210和第二分量220。第一分量210例如可以是用于第一极化的共极化分量，并且第二分量220例如可以是用于第一极化的交叉极化分量。例如，共极化分量可以是通过第一天线端口发送的信号的第一极化分量，并且交叉极化分量可以是通过第一天线端口发送的信号的第二极化分量。当信号被施加到第一天线端口时，可以通过天线元件相对于第一极化测量共极化分量。当信号被施加到第一天线端口时，可以通过天线元件相对于第二极化测量交叉极化分量作为第二极化。
CPR可以表示当信号以特定极化发送时两个极化分量的比率。例如，CPR表示第一分量210与第二分量220的比率。信号的大小单位为dBi，并且CPR可以是E平面＝0°中的第一分量210与第二分量220之间的差值230(例如，约10dB)。因为该两个分量之间的差值随着第二分量220的大小减小而增大，所以CPR可以增大。因为在理想的通信系统中，双极化天线的两个极化分量可以完全地彼此垂直，所以不同极化的信号分量即交叉极化分量可以完全地中断。然而，因为在实际通信系统中，两个极化分量不能完全地彼此垂直，所以改进CPR是必需的。
图2B是示出了根据本公开的各个实施例的描绘用于交叉极化辨别(XPD)的信噪比(SNR)与误码率(BER)之间的关系的曲线图的示例250。交叉极化分离度可以是指例如当辐射特定极化的信号时两种极化的极化分量的比率。例如，它可以表示图2A的上述CPR。例如，可以如式1中地表示XPD。
[式1]
Figure BDA0003439174050000091
这里，yco表示以其中辐射了信号的特定极化接收到的信号的分量，并且ycross表示以另一极化接收到的信号的分量。
参照图2B，曲线图250示出了SNR与BER之间的关系。曲线图250的横轴251表示SNR，并且单位为分贝(dB)。曲线图250的纵轴252表示BER％，并且单位为比特/秒。
曲线图250可以包括四条线。该四条线包括第一线261、第二线262、第三线263和第四线264。第一线261可以表示具有0dB的交叉极化分离度的双极化天线的BER与SNR之间的关系。第二线262可以表示具有5dB的交叉极化分离度的双极化天线的BER与SNR之间的关系。第三线263可以表示具有10dB的交叉极化分离度的双极化天线的BER与SNR之间的关系。第四线264可以表示具有15dB的交叉极化分离度的双极化天线的BER与SNR之间的关系。
参照图250，可以识别出，参考相同的BER(例如，10-5比特/秒)，随着交叉极化分离度增大(第一线261->第二线262->第三线263->第四线264)，SNR增大。如图2A中提到的，因为满足了两种极化之间的独立性，所以极化分集增加。交叉极化分离比率可以是指例如当辐射相同极化的信号时两种极化的极化幅度的比率。随着交叉极化分离度增大，两个极化之间的独立性增加。因此，如在曲线图250中，交叉极化分离度的增大提高了相同要求中的信号增益。
在图2A和图2B中，CPR和XPD作为用于独立表示不同极化之间的独立性的参数示例示出。下文中，将根据各个实施例的天线结构的性能、效果、性能和效果与结构之间的关系以及性能和效果与结构的布置形式之间的关系作为示例示出，但清楚的是，可以使用表示极化之间独立性的另一度量。这是因为极化之间独立性通过改善极化分集增益，改善了信道的质量。
下文中，在图3A、图3B、图3C、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10中以非限制示例的方式示出了用于改善极化之间独立性(例如，CPR)的天线模块的连接结构的各个示例实施例。
图3A是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片330的弯曲结构的天线模块的示例的图。
参照图3A，分解视图300示出了天线模块的个体组件，并且组装视图350示出了已组装的天线模块。天线模块可以包括天线PCB 310、第一天线端口311、第二天线端口312、耦合贴片320、辐射贴片330和连接到天线端口的一条馈电线(或多条馈电线)(未示出)。
天线模块可以包括其中天线PCB 310、耦合贴片320和辐射贴片330在z轴方向上堆叠的结构。耦合贴片320可以设置在天线模块的天线PCB 310上，并且辐射贴片330可以设置在耦合贴片320的(+)z轴方向上。辐射贴片330可以与第一天线311、第二天线端口312和馈电耦合贴片320间隔开，并且可以基本上平行于天线PCB 310定位。
天线PCB 310可以是天线基板，并且供应RF信号的多条馈电线可以附接到天线PCB310。例如，多条馈电线可以印刷在天线PCB 310上。天线PCB310可以包括电介质体。该多条馈电线可以包括用于连接双极化天线中用于第一极化的天线组件的馈电线以及用于连接用于第二极化的天线组件的馈电线。连接天线组件的输入端口可以被称为天线端口。
耦合贴片320可以连接到第一天线端口311的馈电线和第二天线端口312的馈电线。耦合贴片320可以将通过馈电线输入的两个天线端口的信号传递到辐射贴片330。第一天线端口311可以例如是用于第一极化的天线端口，并且第二天线端口312可以例如是用于第二极化的天线端口。耦合贴片320可以包括例如金属板。
根据各个实施例，辐射贴片330可以被设置为与耦合贴片320间隔开特定间隔。例如，辐射贴片330可以平行于耦合贴片设置，以形成谐振。辐射贴片330可以将从耦合贴片提供的第一天线端口311的信号和第二天线端口312的信号辐射到空气。辐射贴片330可以包括例如金属板。辐射信号的带宽是基于两个贴片之间的特定间隔。该两个贴片之间的特定间隔可以通过辐射贴片330的至少一部分来实现。
根据各个实施例，辐射贴片330可以具有至少一个弯曲结构(例如，弯曲部分)。在本公开中，弯曲结构例如可以是指其中通过折叠辐射贴片330的板(例如，金属板)的特定部分来形成设置在与板的一个表面(例如，辐射表面(xy表面))不同的位置处的表面的结构。弯曲结构例如可以但不限于通过切割和/或弯曲辐射贴片330的板的至少一部分来形成。例如，通过切割除了板的至少一部分的特定侧面之外的板的侧面(例如，将该侧面与金属板的侧面在空间上分开)并连接和折叠该至少一部分的特定侧面，板的切割部分可以不再被设置在板的辐射表面上。切割部分可以被称为例如切割部或切割区域。例如，在辐射贴片330的垂直于z轴的表面上的四个特定部分被切割和折叠时，可以形成辐射贴片330的第一弯曲结构331、第二弯曲结构332、第三弯曲结构333和第四弯曲结构。切割部分可以是不位于辐射表面上的板的一部分，并且可以被称为弯曲表面。连接到板的特定侧面是弯曲部分，并且可以被称为弯曲线。将参考图3B对弯曲表面和弯曲线进行详细描述。
根据各个实施例，弯曲结构可以用作耦合贴片320和辐射贴片330的接触的支撑构件(例如，支撑件)。弯曲结构(例如，第一弯曲结构331、第二弯曲结构332、第三弯曲结构333和第四弯曲结构334)可以用于将辐射贴片330支撑在耦合贴片320上。弯曲结构的弯曲表面可以通过形成弯曲表面使得该弯曲表面基本上垂直于板的表面，以在天线PCB 310和耦合贴片320上支撑辐射贴片330的形式来设置。因为辐射贴片330可以包括金属板并且弯曲结构由辐射贴片330形成，所以可以在耦合贴片320和辐射贴片330之间形成金属柱。这是因为与切割部分相对应的区域也由金属物体形成，因为板是金属部分。
根据各个实施例，辐射贴片330可以通过表面安装技术(SMT)方案直接附接到耦合部320。两层之间的支撑结构可以通过单独的支撑构件来实现，可以考虑诸如根据支撑构件的材料制作支撑构件和焊接的附加过程。然而，因为根据本公开的各个实施例的弯曲结构是通过弯曲包括金属的辐射贴片330的板的一部分而不利用单独支撑构件来形成的金属结构，所以弯曲结构可以按SMT方案直接附接到耦合贴片320。例如，因为省略了根据本公开的各个实施例的根据支撑构件的制作和支撑构件的材料的附加过程，所以天线模块的制作成本可以降低。例如，因为所累积的处理误差可能显著影响诸如MMU的包括多个天线模块的通信设备中的性能，所以由于简单的SMT方案，无需使用任何单独的支撑构件，金属之间的效应可以最大化。
根据实施例，为了稳定支撑，除了连接到板并被折叠的一部分之外，切割部分另外也可以被弯曲。可以通过进一步弯曲切割部分的一个表面来另外形成平行于耦合贴片320的弯曲表面。即，弯曲结构可以具有“L”形。下面，将参考图3C描述对“L”形的详细描述。
根据各个实施例，除了支撑构件的功能之外，辐射贴片330的弯曲结构的部署和形状可以与电场分布相关。因为弯曲结构由从其辐射信号的辐射贴片330的金属板的一部分形成，所以形成方案影响了天线的辐射性能。弯曲结构的部署可以包括弯曲位置、切割位置、弯曲结构的数目以及辐射表面上的切割位置是否彼此对称中的至少一者。弯曲结构的形式可以包括每个弯曲结构中的弯曲次数、弯曲表面的形状和弯曲方向中的至少一者。在双极化天线的天线谐振模式下，基于弯曲结构的部署和形式，电场的分布可以是不同的。因此，双极化天线的CPR性能可以基于弯曲结构设置在空间中的哪个位置以及弯曲结构形成什么大小而不同。下面，将参考图7和图8描述弯曲结构的部署和形式的详细描述。
图3A示出了辐射贴片330具有四个弯曲结构的示例，但本公开不限于此。根据实施例，辐射贴片330可以具有一个弯曲结构。另外，根据实施例，辐射贴片330可以具有两个弯曲结构。从公开中将理解，可以采用任何合适数目的弯曲结构。
图3B是示出了根据本公开的各个实施例的示例辐射贴片330的平面图。图3B是示出了从(+)z轴沿(-)z轴方向观察的图3A的辐射贴片330的图。可以在图3B中共享根据图3A的xyz坐标进行的描述。
参照图3B，用于辐射贴片330的金属板可以包括第一弯曲结构331、第二弯曲结构332、第三弯曲结构333和第四弯曲结构334。为了稳定支撑，在图3B的每个弯曲结构中，辐射贴片330的金属板的特定部分可以被切割和弯曲(下文中，一次弯曲)，并且切割部分可以另外被弯曲(下文中，二次弯曲)。例如，辐射贴片330的弯曲结构可以以L形附接到耦合贴片320。
根据一次弯曲的辐射贴片330的金属板的切割部分的弯曲表面可以被用作辐射贴片330的支撑构件(例如，短销)。因此，根据一次弯曲的切割表面可以被称为支撑弯曲表面。辐射贴片330的支撑弯曲表面和金属板之间的弯曲线可以被称为支撑弯曲线。支撑弯曲表面的面对根据二次弯曲附接到耦合贴片320的表面的表面可以被称为附接弯曲表面。面对附接弯曲表面的表面(例如，相对的表面)可以附接到耦合贴片320。
此外，二次弯曲的弯曲线可以被称为附接弯曲线。第一弯曲结构331可以包括附接弯曲表面331a、附接弯曲线331b、支撑弯曲表面331c和支撑弯曲线331d。第二弯曲结构332可以包括附接弯曲表面332a、附接弯曲线332b、支撑弯曲表面332c和支撑弯曲线332d。第三弯曲结构333可以包括附接弯曲表面333a、附接弯曲线333b、支撑弯曲表面333c和支撑弯曲线333d。第四弯曲结构334可以包括附接弯曲表面334a、附接弯曲线334b、支撑弯曲表面334c和支撑弯曲线334d。
图3C是示出了根据本公开的各个实施例的辐射贴片330的弯曲结构的前视图的示例的图。图3C是当从(+)x轴沿(-)x轴方向观察的图3A的天线模块300时的视图。可以在图3C中共享根据图3A的xyz坐标系进行的描述和根据图3B的xy坐标系进行的描述。通过示例的方式，示出第一弯曲结构331作为弯曲结构。
参照图3C，第一弯曲结构331可以通过切割辐射贴片330的金属板的一个区域331z来形成。该一个区域331z可以被称为切割区域。因为辐射贴片330是金属板，所以切割区域可以是金属物体，例如，导体。为了形成辐射贴片330和耦合贴片320的堆叠结构，辐射贴片330的该一个区域331z可以附接到耦合贴片320并可以被用作辐射贴片330的支撑构件。该一个区域331z可以包括通过在金属板上进行一次弯曲形成的支撑弯曲表面331c以及可以通过额外的二次弯曲形成的附接弯曲表面331a。
同时，图3B和图3C示出了面对附接弯曲表面的表面设置在耦合贴片320中，但本公开的实施例不限于此。根据实施例，在二次弯曲的情况下，折叠方向可以是相反的。例如，代替在图3C的(-)y轴方向上形成切割表面331a，可以通过将金属板在(+)y轴方向上弯曲来形成弯曲表面。图3B的附接弯曲表面331a可以直接设置在耦合板320中。
图4是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片430的弯曲结构的另一示例天线模块的图。图4示出了与图3A不同的辐射贴片300包括两个弯曲结构的示例。
参照图4，分解视图400示出了天线模块的个体组件，并且组装视图450示出了已组装的天线模块。天线模块可以包括天线PCB 410、第一天线端口411、第二天线端口412、耦合贴片420、辐射贴片430和连接到天线端口的一条馈电线(或多条馈电线)(未示出)。天线PCB410、第一天线端口411、第二天线端口412、耦合贴片420和辐射贴片430分别对应于图3A的天线PCB 310、第一天线端口311、第二天线端口312、耦合贴片320和辐射贴片330，因此这里可以不重复对其的相同或类似的描述。
根据各个实施例，辐射贴片430可以被设置为与耦合贴片320间隔开特定间隔。辐射贴片430可以将从耦合贴片提供的第一天线端口411的信号和第二天线端口412的信号辐射到空气。辐射贴片330可以包括金属板。根据各个实施例，辐射贴片430可以具有至少一个弯曲结构。例如，在辐射贴片330的垂直于z轴的表面上的四个特定部分被切割和折叠时，可以形成辐射贴片330的第一弯曲结构431和第二弯曲结构433。
根据各个实施例，弯曲结构可以用作耦合贴片420和辐射贴片430的接触的支撑构件。弯曲结构(例如，第一弯曲结构431和第二弯曲结构433)可以用于将辐射贴片330支撑在耦合贴片420上。然后，因为辐射贴片430是金属板并且弯曲结构是通过切割辐射贴片430来形成的，所以可以在耦合贴片420和辐射贴片430之间形成金属柱。辐射贴片430可以经由SMT方案直接附接到耦合贴片420。为了稳定支撑，除了连接到板并被折叠的一部分之外，切割部分另外也可以被弯曲。由附加弯曲形成的弯曲表面的相对表面可以附接到耦合贴片420。
图5是示出了根据本公开的各个实施例的对称性与CPR之间的示例关系的图。为了描述对称性，通过示例的方式，a+45°极化与A-45°极化被示出为两个不同的极化。
天线的极化特性由天线电场的矢量和来确定。从天线辐射的信号可以包括多个矢量。可以从电场强度的变化来检测该多个矢量。由于从电场检测到的矢量的分布相对于极化方向是对称的，对于特定极化，另一极化分量的信号的分量在信号中可以变小。如果辐射+45°极化的信号，则应该检测+45°极化。然而，实际辐射的信号可能包括不期望的分量，并且对于电场中不期望的分量的矢量会造成不对称。因此，电场分布的对称性可以直接表示天线的CPR性能。下文中，将描述+45°极化的信号的情形。
参照图5，第一矢量图511表示现有天线模块中的+45°极化的矢量，并且第一电场图案512表示现有天线模块中的+45°极化的电场。下文中，对于本公开中的电场模式，可以参考下表。最高轮廓线对应等级16。
[表1]
Figure BDA0003439174050000151
Figure BDA0003439174050000161
第一矢量图511的矢量和指示45+α°(α>0)。即，+45°极化的信号是从+45°方向逆时针(即，逆时针45+α°(α>0))输出的。如果在第一电场图案512中轮廓线的端部彼此连接，则可以识别+45°的不对称性。第一端点513和第二端点514形成得比其他端点更长的事实可以是指例如在对应方向上存在附加的矢量分量。在45+α°(α>0)的第一电场图案512中可以形成对称的参考线，但+45°的对称性不能得到满足。
第二矢量图511表示在根据本公开的各个实施例的包括弯曲结构的天线模块中的+45°极化的矢量，并且第二矢量图522表示根据本公开的各个实施例的包括弯曲结构的天线模块中的+45°极化的信号的电场。第二矢量图521的矢量和指示45。即，+45°极化的信号是基本上按45°输出的。如果在第二电场图案522中轮廓线的端部彼此连接，则可以识别+45°的对称性。因为第三端点523和第四端点524被形成为与其他端点对称，所以与第一电场图案512中不同，第二电场图案522的对称基准线可以被形成为+45°。当满足对称性时，具有+45°极化的信号的交叉极化分量可以减小，因此CPR性能可以改进。
图6是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块650的CPR的改进的示例的图。为了描述根据各个实施例的天线模块650的弯曲结构和性能，将描述没有弯曲结构的天线模块600的示例。
参照图6，天线模块600可以包括天线PCB 610、第一天线端口611、第二天线端口612、耦合贴片620、辐射贴片630和连接到天线端口的一条馈电线(或多条馈电线)(未示出)。辐射贴片630使用一个用于辐射的金属板，但没有单独的弯曲结构。因为天线模块600没有弯曲结构，所以不同极化分量的分离程度可以相对低。电场图案640表示天线模块600的第一天线端口611的电场，即，+45°极化。因为电场图案640相对于+45°方向不对称，所以天线模块600与包括弯曲结构的天线模块650相比可以具有相对低的CPR，下面将对此进行描述。
天线模块650可以包括天线PCB 660、第一天线端口661、第二天线端口662、耦合贴片670、辐射贴片680和连接到天线端口的一条馈电线(或多条馈电线)(未示出)。对图6的天线模块650的组件的描述至少部分地对应于图3A或图4的天线模块的组件，因此这里可以不重复相同或类似的描述。
辐射贴片680可以具有在一个金属板中包括两个切割部分(或者可以被称为切割区域)的两个弯曲结构。该两个切割部分可以包括第一切割部分681a和第二切割部分682a。第一切割部分681a可以对应于第一弯曲结构681b。第二切割部分682a可以对应于第二弯曲结构682b。第一弯曲结构681b和第二弯曲结构682b可以执行连接耦合贴片670和辐射贴片680的金属柱的功能。
根据本公开的各个实施例，可以通过布置第一切割部分681a和第二切割部分682a来控制图5中提到的极化分量的不对称问题。即，通过设计天线模块650使得抑制辐射贴片中形成的电场的矢量分量的一部分或者供应相反方向的分量的信号，第一切割部分681a和第二切割部分682a可以被设置为使得对于特定极化的天线的信号的电场是对称的。根据实施例，切割部分可以基于实验值来设置。此外，根据实施例，切割部分可以根据所获取的电场图案灵活地设置。例如，切割部分可以设置在辐射贴片的辐射表面上，就好像它没有被切割一样，或者可以被去除以控制CPR。此外，例如，使用已经切割的部分而不是去除该切割部分，该切割部分可以被用来支撑支撑构件。电场图案690表示天线模块650的第一天线端口661的电场，即，+45°极化。因为电场图案690相对于+45°方向对称，所以天线模块650与不包括上述弯曲结构的天线模块650相比可以具有相对高的CPR。
经由图3A、图3B、图3C、图4、图5和图6，描述了通过使用通过切割辐射贴片的至少一个区域而形成的弯曲结构来容易地改进辐射贴片和耦合贴片与双极化天线之间的支撑结构的CPR的措施。下文中，将经由图7和图8描述示出了弯曲结构的部署和形式与CPR的改进的示例关系的实施例。
图7是示出了根据本公开的各个实施例的性能的CPR根据辐射贴片的弯曲结构的位置而改变的示例的图。如图3A、图3B、图3C、图4、图5和图6中所示，图7的天线模块可以包括天线PCB、耦合贴片、辐射贴片、用于第一极化的第一天线端口和用于第二极化的第二天线端口。为了根据弯曲结构的部署确定性能的提高，对具有一个弯曲结构的天线模块执行测量。为了描述根据各个实施例的天线模块的弯曲结构和性能的提高，将经由比较来描述没有弯曲结构的天线模块600的示例。当考虑电场图案640时，天线模块600中的+45°极化的信号的输出可以是约+45+α°方向(α>0)。在天线模块600中，-45°极化的信号的输出可以是约-45+β°方向(β>0)。
参照图7，在第一情况710中，天线模块包括形成在辐射贴片的中心位置711处的弯曲结构。第一天线端口的电场图案710a的轮廓线的端点相对于+45°方向形成不对称性。识别出第一天线端口的辐射方向图715a的共极化特性与交叉极化特性之间的差值没有增加。因为辐射贴片的中心位置是物理地对称的位置，所以从改进CPR的角度看，将弯曲结构实际设置在中心位置处可能并没有帮助。第二天线端口的电场图案710b的轮廓线的端点相对于-45°方向形成不对称性。识别出第二天线端口的辐射方向图715b的共极化特性与交叉极化特性之间的差值没有增加。因为辐射贴片的中心位置是物理地对称的位置，所以从改进CPR的角度看，将弯曲结构实际设置在中心位置处可能并没有帮助。
在第二情况740中，天线模块包括形成在辐射贴片中心位置的右侧741的弯曲结构。第一天线端口的电场图案740a的轮廓线的端点相对于+45°方向形成对称性。识别出第一天线端口的辐射方向图745a的共极化特性与交叉极化特性之间的差值有约15dB的增加747。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供+45+α°方向上的矢量和。然而，因为+45+α°方向上(即，逆时针)的分量根据辐射贴片上的位于+45°方向的下侧和右侧的切割区域而减小，所以对称性可以增加。由于高度对称性，CPR性能可以改进。
第二天线端口的电场图案740b的轮廓线的端点相对于-45°方向形成不对称性。识别出第二天线端口的辐射方向图745b的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供-45+β°方向上的矢量和。因为-45+β°方向上的分量可以根据辐射贴片上的相对于-45°方向位于右上方向(即，顺时针方向)上的切割区域而有些增加，所以不对称性可以增加。
在第三情况770中，天线模块包括形成在辐射贴片中心位置的左侧771的弯曲结构。第一天线端口的电场图案770a的轮廓线的端点相对于+45°方向形成对称性。识别出第一天线端口的辐射方向图775a的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供+45+α°方向上的矢量和。因为+45+α°方向上的分量可以根据辐射贴片上的相对于+45°方向位于左上方向上的切割区域而有些增加，所以不对称性可以增加。
第二天线端口的电场图案770b的轮廓线的端点相对于-45°方向形成对称性。识别出第二天线端口的辐射方向图745b的共极化特性与交叉极化特性之间的差值有约15dB的增加777。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供-45+β°方向上的矢量和。然而，因为-45+β°方向上(即，逆时针)的分量根据辐射贴片上的位于+45°方向的下侧和左侧的切割区域而减小，所以对称性可以增加。由于高度对称性，CPR性能可以提高。
如经由图7讨论的，可以根据初始天线端口的矢量特性来设计合适的弯曲结构的位置。例如，+45°极化的天线端口的默认值表示+45+α°的矢量和，辐射贴片的切割区域可以形成在中心的右侧并且弯曲结构可以如第二情况740中一样地设置。此外，从传递信号的角度看，仅改进一个极化的CPR可能不是优选的。如在第三情况770中一样，为了改善对于-45°极化的天线端口的CPR，在中心位置的左侧另外地形成辐射贴片的切割区域，并且可以设置用于对应切割区域的弯曲结构。设置在中心相对侧的两个弯曲结构可以如图4中一样地实现。
过宽的切割区域使原始的辐射贴片区域减小，因此使辐射功能劣化。因此，最小和/或减小的区域对于从切割区域形成弯曲区域可能是必要的。由于当矢量和水平地偏离通过辐射贴片形成的矢量和的中心时矢量和受到的影响大，所以随着矢量和变得更远离中心，可以形成满足较小切割区域的天线要求的贴片设计。根据各个实施例，辐射贴片的切割区域(或弯曲结构)可以基于天线元件的矢量特性来设置。根据实施例，切割区域的大小可以基于切割区域与辐射贴片的中心间隔开的距离(例如，间隔距离)来确定。类似地，连接辐射贴片和耦合贴片的弯曲结构的支撑部的长度可以基于切割区域与辐射贴片的中心间隔开的距离(即，间隔距离)来确定。
图8是示出了根据本公开的各个实施例的性能的CPR根据辐射贴片的弯曲结构的位置而改变的另一示例的图。如图3A至图6中所示，图8的天线模块可以包括天线PCB、耦合贴片、辐射贴片、用于第一极化的第一天线端口和用于第二极化的第二天线端口。同时，为了根据弯曲结构的部署来确定性能的提高，对具有一个弯曲结构的天线模块执行测量。为了描述根据各个实施例的天线模块的弯曲结构和性能的提高，将通过比较来描述没有弯曲结构的天线模块600的示例。当考虑电场图案640时，天线模块600中的+45°极化的信号的输出可以是约+45+α°方向(α>0)。在天线模块600中，-45°极化的信号的输出可以是约-45+β°方向(β>0)。
参照图8，在第一情况810中，天线模块包括在辐射贴片的中心位置811处形成的弯曲结构。第一天线端口的电场图案810a的轮廓线的端点相对于+45°方向形成不对称性。识别出第一天线端口的辐射方向图815a的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。因为辐射贴片的中心位置是物理地对称的位置，所以从改进CPR的角度看，将弯曲结构实际设置在中心位置处可能并没有帮助。第二天线端口的电场图案810b的轮廓线的端点相对于-45°方向形成不对称性。识别出第二天线端口的辐射方向图815b的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。因为辐射贴片的中心位置是物理地对称的位置，所以从改进CPR的角度看，将弯曲结构实际设置在中心位置处可能并没有帮助。
在第二情况840中，天线模块包括形成在辐射贴片中心位置的上侧841的弯曲结构。第一天线端口的电场图案840a的轮廓线的端点相对于+45°方向形成对称性。识别出第一天线端口的辐射方向图845a的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供+45+α°方向上的矢量和。切割区域位于辐射贴片上的45°方向的上侧。然而，因为即使消除了对应切割区域的矢量分量，矢量和的方向(顺时针或逆时针)也几乎不受影响，所以对于改进设置在上侧的弯曲结构的CPR可能并没有帮助。
第二天线端口的电场图案840b的轮廓线的端点相对于-45°方向形成不对称性。识别出第二天线端口的辐射方向图845b的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供-45+β°方向上的矢量和。切割区域位于辐射贴片上的-45°的上侧。然而，因为即使消除了对应切割区域的矢量分量，矢量和的方向(顺时针或逆时针)也几乎不受影响，所以对于改进设置在上侧的弯曲结构的CPR可能并没有帮助。
在第三情况870中，天线模块包括形成在辐射贴片中心位置的下侧871的弯曲结构。第一天线端口的电场图案870a的轮廓线的端点相对于+45°方向形成不对称性。识别出第一天线端口的辐射方向图875a的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供+45+α°方向上的矢量和。切割区域位于辐射贴片上的45°的下侧。然而，因为即使消除了对应切割区域的矢量分量，矢量和的方向(顺时针或逆时针)也几乎不受影响，所以对于改进设置在下侧的弯曲结构的CPR可能并没有帮助。
第二天线端口的电场图案870b的轮廓线的端点相对于-45°方向形成不对称性。识别出第二天线端口的辐射方向图845b的共极化特性与交叉极化特性之间的差值增加。在图6中，没有弯曲结构的天线模块提供-45+β°方向上的矢量和。切割区域位于辐射贴片上的-45°方向的下侧。然而，因为即使消除了对应切割区域的矢量分量，矢量和的方向(顺时针或逆时针)也几乎不受影响，所以对于改进设置在下侧的弯曲结构的CPR可能并没有帮助。
因为即使矢量和偏离由辐射贴片形成的矢量和的中心，矢量和也不会受到大的影响，所以天线模块的设计者除了切割区域(或弯曲结构)的大小和与辐射贴片中心的距离之外，还可以考虑相对于辐射贴片中心的方向。根据各个实施例，辐射贴片的切割区域(或弯曲结构)可以基于天线元件的矢量特性来设置。根据实施例，切割区域的大小可以基于切割区域与辐射贴片的中心间隔开的距离、间隔距离和间隔方向中的至少一者来确定。类似地，连接辐射贴片和耦合贴片的弯曲结构的支撑部的长度可以基于切割区域与辐射贴片的中心间隔开的距离、间隔距离和间隔方向中的至少一者来确定。
图9是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块的CPR性能的改进示例的图；以及
参照图9，天线模块900可以包括天线PCB 910、第一天线端口911、第二天线端口912、耦合贴片920、辐射贴片930和连接到天线端口的一条馈电线(或多条馈电线)(未示出)。对图9的天线模块的组件的描述至少部分地对应于图4的天线模块的组件，因此这里可以不重复相同或类似的描述。辐射贴片930可以具有一个金属板中的两个切割部分(或者可以被称为切割区域)和两个弯曲结构。该两个切割部分可以包括第一切割部分931和第二切割部分932。第一切割部分931可以对应于第一弯曲结构933。第二切割部分932可以对应于第二弯曲结构934。第一弯曲结构933和第二弯曲结构934可以执行连接耦合贴片920和辐射贴片930的金属柱的功能。
参照电场图案940，可以识别出满足了对称性，与图6的电场图案640不同。第一辐射方向图951表示对于第一极化的第一天线端口(即，第一天线组件)的CPR性能的改进。识别出，与没有弯曲结构的情况相比，通过第一天线端口辐射的信号的共极化分量与交叉极化分量之间的差值961增加了约12dB。第二辐射方向图952表示针对第二极化的第二天线端口(即，第二天线组件)的CPR性能的改进。识别出，与没有弯曲结构的情况相比，通过第二天线端口辐射的信号的共极化分量与交叉极化分量之间的差值962增加了约12dB。
图10是示出了根据本公开的各个实施例的包括辐射贴片的弯曲结构的天线模块的CPR性能的另一改进示例的图。
参照图10，天线模块1000可以包括天线PCB 1010、第一天线端口1011、第二天线端口1012、耦合贴片1020、辐射贴片1030和连接到天线端口的一条馈电线(或多条馈电线)(未示出)。对图10的天线模块的组件的描述至少部分地对应于图3A的天线模块的组件，因此这里可以不重复相同或类似的描述。辐射贴片1030可以具有一个金属板中的四个切割部分(或者可以被称为切割区域)和四个弯曲结构。该四个切割部分可以包括第一切割部分1031、第二切割部分1032、第三切割部分1033和第四切割部分1034。第一切割部分1031可以对应于第一弯曲结构。第二切割部分1032可以对应于第二弯曲结构。第三切割部分1033可以对应于第三弯曲结构。第四切割部分1034可以对应于第四弯曲结构。第一弯曲结构、第二弯曲结构、第三弯曲结构和第四弯曲结构可以执行连接耦合贴片1020和辐射贴片1030的金属柱的功能。参照电场图案1040，可以识别出满足了对称性，与图6的电场图案640不同。
通过辐射方向图1050，识别出与没有弯曲结构的情况相比，通过第一天线端口辐射的信号的共极化分量与交叉极化分量之间的差值1061增加了约15dB。与图9的测量结果相比，当形成四个弯曲结构和切割区域时，与形成两个弯曲结构和切割区域相比，CPR性能增加了3dB。
通过检查图9和图10的实验结果，根据各个实施例，辐射贴片330的弯曲结构的部署和形状可以基于所需的CPR性能和弯曲结构的数目来确定。因为许多弯曲结构需要在辐射贴片上有许多切割区域，所以辐射区域减小。因为辐射区域的减小造成性能劣化，所以在设计辐射贴片330的弯曲结构的部署和形式时，必须考虑通信性能和CPR性能之间的折衷。
与本公开中提到的设计相关的项可以如下地相关。
1.设计期间的要求
1)辐射要求：基本信号增益(目标增益)
2)CPR要求：交叉极化分量的比率(业务提供商的目标项)
-直到实现目标CPR之前，通过改变以下改变项(例如，弯曲结构的数目、切割区域的面积等)使设计成为可能。
3)支撑构件要求(重量、大小、位置和厚度(＝辐射贴片的板的厚度))
-根据本公开的各个实施例，辐射贴片的配置被用作支撑构件，而不使用任何单独的支撑构件，因此制作成本和重量可以降低。
可以考虑业务提供商的要求以及通信设备的大小和位置来确定支撑构件的大小和厚度。
4)根据天线组件之间的基本设置(即，当没有弯曲结构时)的矢量和
如在图7和图8中提到的，当没有满足+45°或-45°的对称性视，可以考虑相对于对称基准的偏离程度来设置和形成弯曲结构和切割区域。根据实施例，连接到辐射贴片的天线模块的弯曲结构可以基于根据天线端口的基本设置的矢量和偏离基准线的程度被设置在辐射贴片上。
2.改变项
1)切割区域和弯曲结构的位置
-如图7和图8中所示，辐射性能和CPR性能可以根据切割位置、弯曲位置和辐射贴片上弯曲区域的大小而不同。根据实施例，切割区域和弯曲结构的位置可以基于根据双极化天线的基本设置的矢量和来确定。根据实施例，切割区域和弯曲结构的位置可以基于根据双极化天线的基本设置的矢量和与对应极化的方向之间的差值来确定。此外，根据实施例，基于矢量和的方向(例如，该方向是垂直地还是水平地倾斜)，可以识别出辐射贴片的可以造成矢量和与极化方向在xy坐标系上彼此重合的切割区域和弯曲结构的位置。通过输入对应的实验值，可以将弯曲结构设计在最佳位置(x,y)处。
2)切割区域和弯曲结构的数目
-如图9和图10中所示，性能根据某些弯曲结构在某些位置是否彼此对称以及仅仅根据弯曲位置而变化，并且天线模块中包括的弯曲结构的数目可以根据业务提供商的CPR要求进行调整。包括在一个MMU中的两个天线模块中包括的弯曲结构的数目不同的特征也可以被理解为本公开的实施例。
3)弯曲结构是否另外地弯曲(例如，图3C)
-为了稳定的支撑结构，可以执行另外的弯曲(即，二次弯曲)。根据堆叠结构的重量和部署，稳定的支撑结构是否必要是不同的。为了更稳定的结构，在另外的弯曲期间，附接弯曲表面的区域可以加宽，并且支撑构件的高度可以减小。为了控制带宽，可以控制支撑构件的高度，并且也可以控制附接弯曲表面的高度以满足相同的辐射性能。
4)辐射贴片的板的厚度
5)根据辐射贴片材料的SMT的可用性
-因为辐射贴片的弯曲结构是金属并且耦合贴片也是金属，所以由于金属的接触，可能允许进行SMT方案的附接。因为附加的支撑构件和另一材料不是必要的，所以大批量制作处理期间的处理器误差和组装期间的累积误差可以减小。
按照本公开的各个示例实施例，提供了一种用于无线通信系统的双极化的天线模块，所述天线模块包括：天线基板；第一天线端口，所述第一天线端口用于第一极化，设置在所述天线基板上；第二天线端口，所述第二天线端口用于第二极化，设置在所述天线基板上；耦合贴片，所述耦合贴片设置在所述天线基板上并电连接到所述第一天线端口和所述第二天线端口；以及辐射贴片，所述辐射贴片被配置为辐射从所述耦合贴片接收的信号，其中，所述天线模块包括支撑件，所述支撑件包括被弯曲以连接所述辐射贴片和所述耦合贴片的所述辐射贴片的一个表面的至少一个区域。
在一些示例实施例中，至少一个区域可以包括第一切割区域和第二切割区域，与第一切割区域相对应的辐射贴片的第一金属物体可以从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片，并且与第二切割区域相对应的辐射贴片的第二金属物体可以从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片。
在一些示例实施例中，第一金属物体可以包括沿着第一金属物体的切割线的第一支撑部分和第一附接部分，第二金属物体可以包括沿着第二金属物体的切割线的第二支撑部分和第二附接部分，第一支撑部分和第二支撑部分可以被设置为在耦合贴片上支撑辐射贴片，第一附接部分可以被设置为将第一金属物体附接到耦合贴片，并且第二附接部分可以被设置为将第二金属物体附接到耦合贴片。
在一些示例实施例中，与第三切割区域相对应的辐射贴片的第三金属物体可以从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片，并且与第四切割区域相对应的辐射贴片的第四金属物体可以从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片。
在一些示例实施例中，第一天线端口和第二天线端口可以被设置为相对于基准线彼此线对称，并且第一切割区域和第二切割区域可以设置在相对于基准线区分开的位置处。作为示例，切割区域和第二切割区域可以彼此基本上是线对称的。
在一些示例实施例中，第一切割区域可以被设置为使得从第一天线端口辐射信号的第一极化的第一分量与所述第二极化的第二分量的比率。
在一些示例实施例中，第二切割区域可以被设置为使得从第二天线端口辐射信号的所述第二极化的第二分量与所述第一极化的第一分量的比率。
在一些示例实施例中，第一切割区域和第二切割区域可以基于第一端口的辐射信号的矢量和与所述第二天线端口的辐射信号的矢量和来设置。
在一些示例实施例中，与至少一个区域相对应的至少一个金属物体可以设置在辐射贴片与耦合贴片之间，并且天线模块可以不包括至少一个金属物体以外的任何支撑件。
在一些示例实施例中，辐射贴片可以包括金属板，耦合贴片可以包括金属材料，并且辐射贴片的至少一个区域处的弯曲可以通过表面安装技术(SMT)方案附接到所述耦合贴片。
根据本公开的各个示例实施例，提供了一种用于无线通信系统的双极化的电子设备，所述电子设备包括至少一个处理器、至少一个收发器和多个天线模块，其中，每个所述天线模块均包括天线基板、用于第一极化的第一天线端口、用于第二极化的第二天线端口、耦合贴片和辐射贴片，其中，每个所述天线模块均包括支撑件，所述支撑件包括被弯曲以连接所述辐射贴片和与所述辐射贴片相对应的所述耦合贴片的所述辐射贴片的一个表面的至少一个区域。
在一些示例实施例中，至少一个区域可以包括第一切割区域和第二切割区域，与第一切割区域相对应的辐射贴片的第一金属物体从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片，并且与第二切割区域相对应的辐射贴片的第二金属物体从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片。
在一些示例实施例中，第一金属物体可以包括沿着第一金属物体的切割线的第一支撑部分和第一附接部分，第二金属物体可以包括沿着第二金属物体的切割线的第二支撑部分和第二附接部分，第一支撑部分和第二支撑部分可以被设置为在耦合贴片上支撑辐射贴片，第一附接部分可以被设置为将第一金属物体附接到耦合贴片，并且第二附接部分可以被设置为将第二金属物体附接到耦合贴片。
在一些示例实施例中，至少一个区域可以包括第三切割区域和第四切割区域，与第三切割区域相对应的辐射贴片的第三金属物体从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片，并且与第四切割区域相对应的辐射贴片的第四金属物体从辐射贴片弯曲并附接到耦合贴片。
在一些示例实施例中，设置在所述耦合贴片中的第一天线组件和第二天线组件可以被设置为相对于基准线彼此是线对称的，并且第一切割区域和第二切割区域可以设置在相对于基准线区分开的位置处。作为示例，切割区域和第二切割区域可以彼此基本上是线对称的。
在一些示例实施例中，第一切割区域可以被设置为使得从第一天线端口辐射的信号的第一极化的第一分量与第二极化的第二分量的比率具有特定值或更大。
在一些示例实施例中，第二切割区域可以被设置为使得从第二天线端口辐射的信号的第二极化的第二分量与第一极化的第一分量的比率具有特定值或更大。
在一些示例实施例中，第一切割区域和第二切割区域可以基于第一端口的辐射信号的矢量和与第二天线端口的辐射信号的矢量和来设置。
在一些示例实施例中，与至少一个区域相对应的至少一个金属物体可以设置在辐射贴片与耦合贴片之间，并且天线模块可以不包括至少一个金属物体以外的任何支撑件。
在一些示例实施例中，多个天线模块中的每个天线模块的辐射贴片可以包括金属材料，多个天线模块中的每个天线模块的耦合贴片可以包括金属材料，并且多个天线模块中的每个天线模块的辐射贴片可以通过其表面的弯曲附接到对应的耦合贴片。
在本公开中，提供了通过切割和弯曲现有贴片天线模块中包括的辐射贴片的区域而形成的弯曲结构。提供了一种在其中双极化天线的天线元件、馈电线和耦合贴片设置在天线PCB上并且辐射贴片设置在耦合贴片上的结构中允许弯曲结构用作耦合贴片与辐射贴片之间的支撑结构并控制CPR性能的措施。
通过利用辐射贴片的一部分作为支撑结构，可以在不使用单独支撑构件的情况下实现堆叠结构，从成本的角度看，这可能是有利的。另外，因为金属的辐射部署的一部分也是金属材料，所以容易地允许在SMT方案中附接到耦合贴片。因为SMT连接这两个结构而没有必要制作另外的用于组装的部件和单独的部件，所以可以显著减小制造公差。另外，通过保持对称结构，可以进一步简化结构。简化的结构和小的制造公差甚至可以适于包括其数目由于引入5G系统而增加的天线的设备的需求。
因为根据本公开的各个实施例的天线结构通过简单的弯曲结构来满足电场的对称性，所以可以最小化和/或减小端口的图案之间的差值并且可以改善CPR。另外，可以通过在不使用另外结构的情况下实现简单的处理来大批量制作天线模块。
保护范围由所附的独立权利要求来定义。其他特征由所附的从属权利要求来定义。可以实现包括在任何和所有置换中联合和分别采取的任何权利要求的一个或更多个特征的示例实现方式。
本公开中描述的示例包括对应于由所附的独立权利要求书指定的一个或更多个特征的组件的非限制示例实现方式，并且这些特征(或它们对应的组件)独立地或组合地可以有助于改善技术人员能从本公开中推断出的一个或更多个技术问题。
此外，本公开中描述的任一个示例的一个或更多个选定组件可以与本公开中描述的任何其他一个或更多个示例的一个或更多个选定组件组合，或者可选地，可以与所附的独立权利要求的特征组合，以形成其他可选示例。
可以实现包括在任何和所有置换中联合和分别采取的任何本文中描述的实现方式的一个或更多个组件的其他示例实现方式。还可以通过将所附权利要求中的一个或更多个权利要求的特征与本文中描述的任何示例实现方式的一个或更多个选定组件组合来实现其他示例实现方式。
在形成这样的其他示例实现方式时，可以省略本公开中描述的任何示例实现方式的一些组件。可以省略的一个或更多个组件是技术人员将依照从本公开中可辨别的技术问题直接且明确地认识到对于本技术的功能而言并非如此不可缺少的那些组件。技术人员将认识到，这种省略的组件的替换或去除不需要修改其他替代示例的其他组件或特征来补偿该改变。因此，根据本技术，即使在本公开中没有具体叙述所选择的特征和/或组件的组合，也可以包括其他示例实现方式。
在可能的情况下，任何所描述的本公开的示例实现方式中的两个或更多个物理上不同的组件可以可选地集成在单个组件中，前提是由如此形成的单个组件执行相同的功能。相反，在适当的情况下，本公开中描述的任何示例实现方式的单个组件可以可选地被实现为两个或更多不同组件以实现相同的功能。
本公开中描述的根据各个实施例的权利要求书和/方法中公开的方法可以由硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
当方法由软件实现时，可以提供用于存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。存储在计算机可读存储介质中的一个或更多个程序可以被配置成由电子设备内的一个或更多个处理器执行。该至少一个程序可以包括致使电子设备执行根据本公开的各个实施例的方法的指令。
在本公开的上述各个示例实施例中，根据所提出的具体实施例，用单数或复数表现本公开中包括的元件。然而，为了便于描述，针对所呈现的情形，适当地选择单数形式或复数形式，并且本公开不受以单数或复数表现的元件限制。因此，以复数表示的元件也可以包括单个元件，或者以单数表示的元件也可以包括多个元件。
尽管参考本公开的各个示例实施例示出和描述了本公开，但将理解，各个示例实施例旨在是例示性的，而非限制性的。本领域的普通技术人员还将理解，在不脱离包括所附权利要求书及其等同形式的本公开的真实精神和整个范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种用于无线通信系统的双极化的天线设备，所述天线设备包括：
印刷电路板PCB；
第一馈电线，所述第一馈电线用于提供第一极化信号；
第二馈电线，所述第二馈电线用于提供第二极化信号；以及
贴片天线，所述贴片天线包括辐射区域和切割区域，
其中，与所述切割区域相对应的物体被设置为在所述PCB上支撑所述辐射区域。
2.根据权利要求1所述的天线设备，
其中，所述切割区域包括第一切割区域、第二切割区域、第三切割区域和第四切割区域。
3.根据权利要求2所述的天线设备，
其中，所述第一切割区域和所述第三切割区域相对于所述贴片天线的中心对称，以及
其中，所述第三切割区域和所述第四切割区域相对于所述贴片天线的中心对称。
4.根据权利要求1所述的天线设备，
其中，所述辐射区域被设置为与所述PCB平行，以及
其中，所述物体的支撑部分被设置为基本上垂直于所述辐射区域。
5.根据权利要求1所述的天线设备，
其中，所述贴片天线对应于金属板，以及
其中，所述物体包括所述金属板的与所述切割区域相对应的部分。
6.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述物体被设置为以从所述切割区域弯曲的形式支撑所述辐射区域。
7.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述辐射区域基于所述第一极化信号和所述第二极化信号经由所述物体辐射信号。
8.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括：
耦合贴片，所述耦合贴片连接到所述PCB上的所述第一馈电线和所述第二馈电线，以及
其中，与所述切割区域相对应的所述物体被设置为连接到所述耦合贴片和所述辐射区域。
9.根据权利要求8所述的天线设备，其中，所述辐射区域基于所述第一极化信号和所述第二极化信号经由所述耦合贴片辐射信号。
10.根据权利要求1所述的天线设备，
其中，所述第一极化信号与+45°极化关联，并且其中，所述第二极化信号与-45°极化关联，
其中，所述切割区域包括第一切割区域、第二切割区域、第三切割区域和第四切割区域，
其中，所述第一切割区域和所述第三切割区域相对于第一基准线对称，以及
其中，所述第三切割区域和所述第四切割区域相对于第二基准线对称，所述第二基准线基本上垂直于所述第一基准线。
11.一种用于无线通信系统的双极化的电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；
至少一个收发器；以及
多个天线模块，所述多个天线模块位于印刷电路板PCB上，
其中，所述多个天线模块中的一个天线模块包括：
第一馈电线，所述第一馈电线用于提供第一极化信号；
第二馈电线，所述第二馈电线用于提供第二极化信号；以及
贴片天线，所述贴片天线包括辐射区域和切割区域，
其中，与所述切割区域相对应的物体被设置为在所述PCB上支撑所述辐射区域。
12.根据权利要求11所述的电子设备，
其中，所述切割区域包括第一切割区域、第二切割区域、第三切割区域和第四切割区域，
其中，所述第一切割区域和所述第三切割区域相对于所述贴片天线的中心对称，以及
其中，所述第三切割区域和所述第四切割区域相对于所述贴片天线的中心对称。
13.根据权利要求11所述的电子设备，
其中，所述辐射区域被设置为与所述PCB平行，
其中，所述物体的支撑部分被设置为基本上垂直于所述辐射区域，
其中，所述贴片天线对应于金属板，
其中，所述物体包括所述金属板的与所述切割区域相对应的部分，以及
其中，所述至少一个处理器被配置为控制所述辐射区域基于所述第一极化信号和所述第二极化信号经由所述物体辐射信号。
14.根据权利要求11所述的电子设备，
其中，所述多个天线模块中的所述一个天线模块还包括连接到所述PCB上的所述第一馈电线和所述第二馈电线的耦合贴片，
其中，与所述切割区域相对应的所述物体被设置为连接到所述耦合贴片和所述辐射区域，以及
其中，所述至少一个处理器被配置为控制所述辐射区域基于所述第一极化信号和所述第二极化信号经由所述耦合贴片辐射信号。
15.一种通过包括以下步骤的处理制备的天线设备：
(a)提供包括辐射区域和切割区域的贴片天线的金属板；
(b)通过弯曲所述金属板的所述切割区域来形成支撑物体；以及
(c)将所述支撑物体接触到其中设置有用于第一极化的第一馈电线和用于第二极化的第二馈电线的印刷电路板PCB。
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