CN114256636A - 具有多个相控天线阵列的电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有多个相控天线阵列的电子设备。电子设备可包括第一相控天线阵列和第二相控天线阵列，该第一相控天线阵列和该第二相控天线阵列传送在大于10GHz的频率下的射频信号。该第二阵列可具有比该第一阵列少的天线。控制电路可以分集模式和以同时阵列模式控制该第一阵列和该第二阵列。在该分集模式中，该第一阵列可形成第一信号波束，而该第二阵列不活动。当该第一阵列被物体阻挡或以其他方式表现出不令人满意的性能时，该第二阵列可形成第二信号波束，而该第一阵列不活动。在该同时模式中，该第一阵列和该第二阵列可形成组合阵列，该组合阵列产生第三信号波束。该组合阵列可最大化增益。可执行分级波束搜索操作。该阵列可分布在一个或多个模块上。

Description

具有多个相控天线阵列的电子设备

本申请要求2020年9月24日提交的美国专利申请号17/031,780的优先权，该申请据此全文以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

背景技术

电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。

可能需要支持毫米波和厘米波通信频带中的无线通信。毫米波通信(有时称为极高频(EHF)通信)和厘米波通信涉及频率约为10GHz-300GHz的通信。在这些频率下的操作可支持高吞吐量，但是可能带来重大挑战。例如，在毫米波和厘米波频率下的射频信号的特征可在于在信号通过各种介质传播期间的实质性衰减和/或失真。

因此，希望能够为电子设备提供改进的无线通信电路，诸如支持毫米和厘米波通信的通信电路。

发明内容

电子设备可设置有无线电路和外壳。外壳可具有外壳壁。无线电路可包括第一相控天线阵列和第二相控天线阵列，该第一相控天线阵列和该第二相控天线阵列传送在大于10GHz的频率下的射频信号穿过外壳壁。第二相控天线阵列可具有比第一相控天线阵列少的天线。

控制电路可以分集操作模式和以同时阵列操作模式控制第一相控天线阵列和第二相控天线阵列。在分集操作模式中，控制电路可控制第一相控天线阵列以形成第一信号波束，而第二相控天线阵列不活动。当第一相控天线阵列被外部物体阻挡或以其他方式表现出不令人满意的无线性能时，控制电路可控制第二相控天线阵列以形成第二信号波束，而第一相控天线阵列不活动。在同时操作模式下，控制电路可控制第一相控天线阵列和第二相控天线阵列以形成组合相控天线阵列，该组合相控天线阵列产生第三信号波束。控制电路可使用组合相控天线阵列来最大化增益和波束分辨率。控制电路可使用单阵列信号波束并然后使用组合相控天线阵列的信号波束来执行分级波束搜索操作。第一相控天线阵列和第二相控天线阵列可分布在一个或多个天线模块上。天线模块可安装到主逻辑板和/或安装在主逻辑板的外部。如果需要，天线模块中的一个天线模块可产生提供到另一个(另一些)天线模块的本地振荡器信号。

附图说明

图1是根据一些实施方案的例示性电子设备的透视图。

图2是根据一些实施方案的电子设备中例示性电路的示意图。

图3是根据一些实施方案的例示性无线电路的示意图。

图4是根据一些实施方案的可使用码本控制来以不同波束指向角度形成射频信号波束的例示性相控天线阵列的图示。

图5是根据一些实施方案的具有初级相控天线阵列和次级相控天线阵列的例示性电子设备的后视图。

图6是根据一些实施方案的具有初级相控天线阵列和次级相控天线阵列的电子设备的例示性操作模式的状态图。

图7是根据一些实施方案的初级相控天线阵列和次级相控天线阵列的例示性波束表的图示。

图8是根据一些实施方案的可由初级相控天线阵列和次级相控天线阵列形成的例示性信号波束的横截面曲线图。

图9是示出根据一些实施方案的将初级相控天线阵列和次级相控天线阵列作为单个组合相控天线阵列操作可如何优化无线性能的曲线图。

图10是根据一些实施方案的用于使用初级相控天线阵列和次级相控天线阵列来执行波束搜索操作的例示性步骤的流程图。

图11是示出根据一些实施方案的可如何在同一天线模块上形成例示性第一相控天线阵列和第二相控天线阵列的图示。

图12是示出根据一些实施方案的例示性射频集成电路可如何对第一相控天线阵列和第二相控天线阵列进行馈电的图示。

图13和图14是示出根据一些实施方案的例示性第一相控天线阵列和第二相控天线阵列可如何由相应射频集成电路馈电的图示。

图15是示出根据一些实施方案的例示性第一天线阵列和第二天线阵列可如何共享本地振荡器信号的图示。

图16是示出根据一些实施方案的例示性无线电路可如何包括第一相控天线阵列、第二相控天线阵列和第三相控天线阵列的图示。

具体实施方式

电子设备诸如图1的电子设备10可设置有包括天线的无线电路。该天线可用于发送和/或接收无线射频信号。天线可包括用于使用毫米波和厘米波信号执行无线通信和/或空间测距操作的相控天线阵列。毫米波信号，有时被称为极高频(EHF)信号，以约30GHz以上的频率(例如，以60GHz或介于约30GHz与300GHz之间的其他频率)传播。厘米波信号以介于约10GHz与30GHz之间的频率传播。如果需要，设备10还可包含用于处理卫星导航系统信号、蜂窝电话信号、无线局域网信号、近场通信、基于光的无线通信或其他无线通信的天线。

设备10可为便携式电子设备或其他合适的电子设备。例如，设备10可为膝上型计算机、平板计算机、稍小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机设备、听筒设备或其他可佩戴或微型设备)、手持设备(诸如蜂窝电话)、媒体播放器或其他小型便携式设备。设备10还可以是机顶盒、台式计算机、已集成有计算机或其他处理电路的显示器、没有集成计算机的显示器、无线接入点、无线基站，并入报刊亭、建筑物或车辆的电子设备，或者其他合适的电子装备。

设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12(有时可被称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部件可由电介质或其他低导电率材料(例如玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。

如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可被安装在设备10的正面上。显示器14可以是结合电容式触摸电极的或者可对触摸不灵敏的触摸屏。外壳12的背面(即，设备10的与设备10的正面相对的面)可具有基本平坦的外壳壁，诸如后部外壳壁12R(例如，平面外壳壁)。后部外壳壁12R可具有完全穿过后部外壳壁的隙缝，并且因此将外壳12的部分彼此分开。后部外壳壁12R可包括导电部分和/或介电部分。如果需要，后部外壳壁12R可包括由薄层或电介质涂层诸如玻璃、塑料、蓝宝石或陶瓷(例如，电介质覆盖层)覆盖的平面金属层。外壳12也可具有不完全穿过外壳12的浅槽。可利用塑料或其他电介质材料来填充隙缝或槽。如果需要，可通过内部导电结构(例如，桥接狭槽的金属片或其他金属构件)来将外壳12的(例如，通过贯通狭槽)彼此分离的部分接合。

外壳12可包括外围外壳结构诸如外围结构12W。外围结构12W的导电部分和后部外壳壁12R的导电部分在本文中有时可被统称为外壳12的导电结构。外围结构12W可围绕设备10和显示器14的外围延伸。在设备10和显示器14具有带有四个边缘的矩形形状的配置中，外围结构12W可使用外围外壳结构来实现，该外围外壳结构具有带四个对应边缘的矩形环形状，并且从后部外壳壁12R延伸至设备10的正面(作为示例)。换句话讲，设备10可具有长度(例如，平行于Y轴线所测量的)、小于长度的宽度(例如，平行于X轴线所测量的)和小于宽度的高度(例如，平行于Z轴线所测量的)。如果需要，外围结构12W或外围结构12W的一部分可用作显示器14的外框(例如，围绕显示器14的所有四侧和/或有助于将显示器14保持到设备10的装饰性修饰件)。如果需要，外围结构12W可形成设备10的侧壁结构(例如，通过形成具有垂直侧壁、弯曲侧壁等的金属带)。

外围结构12W可由导电材料(诸如金属)形成，并且因此有时可被称为外围导电外壳结构、导电外壳结构、外围金属结构、外围导电侧壁、外围导电侧壁结构、导电外壳侧壁、外围导电外壳侧壁、侧壁、侧壁结构或外围导电外壳构件(作为示例)。外围导电外壳结构12W可由金属诸如不锈钢、铝、合金或其他合适材料形成。一种、两种或多于两种单独结构可用于形成外围导电外壳结构12W。

外围导电外壳结构12W不一定具有均匀横截面。例如，如果需要，外围导电外壳结构12W的顶部可具有有助于将显示器14保持在适当位置的向内突出的凸缘。外围导电外壳结构12W的底部还可具有加大的唇缘(例如，在设备10的背面的平面中)。外围导电外壳结构12W可具有基本上笔直的竖直侧壁，可具有弯曲的侧壁，或者可具有其他合适的形状。在一些配置中(例如，当外围导电外壳结构12W用作显示器14的外框时)，外围导电外壳结构12W可围绕外壳12的唇缘延伸(即，外围导电外壳结构12W可仅覆盖围绕显示器14而非外壳12的其余侧壁的外壳12的边缘)。

后部外壳壁12R可位于与显示器14平行的平面中。在设备10的构形中，其中后部外壳壁12R的一些或全部由金属形成，可能需要将外围导电外壳结构12W的一部分形成为形成后部外壳壁12R的外壳结构的集成部分。例如，设备10的后部外壳壁12R可包括平面金属结构，并且外壳12的侧面上的外围导电外壳结构12W的一部分可被形成为平面金属结构的平坦的或弯曲的竖直延伸的集成金属部分(例如，外壳结构12R和12W可以由单体构形的连续金属片形成)。如果需要，外壳结构诸如这些外壳结构可由金属块加工而成，和/或可包括被组装在一起以形成外壳12的多个金属件。后部外壳壁12R可具有一个或多个、两个或多个或者三个或多个部分。外围导电外壳结构12W和/或后部外壳壁12R的导电部分可形成设备10的一个或多个外表面(例如，设备10的用户可见的表面)，并且/或者可使用不形成设备10的外表面的内部结构(例如，设备10的用户不可见的导电外壳结构，诸如覆盖有层(诸如薄装饰层、保护涂层、和/或可包括电介质材料诸如玻璃、陶瓷、塑料的其他涂层)的导电结构)或其他结构来实现，这些其他结构形成设备10的外表面和/或用于隐藏外围导电外壳结构12W和/或后部外壳壁12R的导电部分以免被用户看到。

显示器14可具有形成有效区域AA的像素阵列，该有效区域AA显示设备10的用户的图像。例如，有效区域AA可以包括显示像素阵列。像素阵列可由液晶显示器(LCD)部件、电泳像素阵列、等离子显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素或其他发光二极管像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或基于其他显示器技术的显示器像素形成。如果需要，有效区域AA可以包括触摸传感器，诸如触摸传感器电容电极、力传感器或用于收集用户输入的其他传感器。

显示器14可以具有沿着有效区域AA的一个或多个边缘延伸的无效边界区域。显示器14的无效区域IA可没有用于显示图像的像素，并且可与外壳12中的电路和其他内部设备结构重叠。为了阻止这些结构被设备10的用户检视，显示器覆盖层的下侧或显示器14中与无效区域IA重叠的其他层可以在无效区域IA中涂覆有不透明遮蔽层。不透明掩蔽层可具有任何合适的颜色。无效区域IA可包括延伸到有效区域AA中(例如，在扬声器端口16处)的凹入区域或凹口。有效区域AA可例如由显示器14的显示模块(例如，包括像素电路、触摸传感器电路等的显示模块)的横向区域限定。

可使用显示器覆盖层来保护显示器14，显示器覆盖层诸如透明玻璃、透光塑料、透明陶瓷、蓝宝石或其他透明结晶材料层、或一个或多个其他透明层。显示器覆盖层可具有平面形状、凸形弯曲轮廓、带有平面和弯曲部分的形状、包括在一个或多个边缘上围绕的平面主区域(其中一个或多个边缘的一部分从平面主区域的平面弯折出来)的布局、或其他合适的形状。显示器覆盖层可以覆盖设备10的整个正面。在另一种合适的布置中，显示器覆盖层可以基本上覆盖设备10的所有正面或仅覆盖设备10的正面的一部分。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳按钮。还可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳端口诸如扬声器端口16或麦克风端口。如果需要，可以在外壳12中形成开口以形成通信端口(例如，音频插孔端口、数字数据端口等)和/或用于音频部件的音频端口，诸如扬声器和/或麦克风。

显示器14可包括导电结构，诸如触摸传感器的电容电极阵列、用于寻址像素的导电线、驱动器电路等。外壳12可包括内部导电结构诸如金属框架构件和跨越外壳12的壁(例如，由焊接或以其他方式连接在外围导电外壳结构12W的相对侧面之间的一个或多个金属部分形成的基本上矩形的片材)的平面导电外壳构件(有时被称为导电支撑板或背板)。导电支撑板可形成设备10的外后表面，或者可由电介质覆盖层(诸如薄装饰层、保护性涂层和/或可包括电介质材料诸如玻璃、陶瓷、塑料的其他涂层)或其他结构覆盖，这些其他结构形成设备10的外表面和/或用于隐藏导电支撑板以免被用户看到(例如，导电支撑板可形成后部外壳壁12R的一部分)。设备10还可包括导电结构，诸如印刷电路板、被安装在印刷电路板上的部件、以及其他内部导电结构。例如，可用在形成设备10中的接地层的这些导电结构可在显示器14的有效区域AA下延伸。

在区域22和区域20中，可在设备10的导电结构内(例如，在外围导电外壳结构12W和相对的导电接地结构(诸如后部外壳壁12R的导电部分、印刷电路板上的导电迹线、显示器14中的导电电子部件等)之间)形成开口。如果需要，有时可被称为间隙的这些开口可被填充有空气、塑料和/或其他电介质并可用于形成设备10中的一个或多个天线的隙缝天线谐振元件。

设备10中的导电外壳结构和其他导电结构可以用作设备10中的天线的接地层。区域22和区域20中的开口可用作开放式隙缝天线或封闭式隙缝天线中的隙缝，可用作被环形天线中材料的导电路径围绕的中心电介质区域，可用作将天线谐振元件(诸如带状天线谐振元件或倒F形天线谐振元件)与接地层分开的空间，可有助于寄生天线谐振元件的性能，或者可以以其他方式用作区域22和区域20中形成的天线结构的一部分。如果需要，在设备10中的显示器14和/或其他金属结构的有效区域AA下的接地层可具有延伸至设备10的一部分端部中的部分(例如，接地部可朝向区域22和区域20中的电介质填充的开口延伸)，从而缩窄区域22和区域20中的狭槽。区域22在本文中有时可被称为设备10的下部区域22或下端22。区域20在本文中有时可被称为设备10的上部区域20或上端20。

一般来讲，设备10可包括任何适当数量的天线(例如，一个或多个，两个或更多个，三个或更多个，四个或更多个，等等)。设备10中的天线可沿设备外壳的一个或多个边缘而位于细长设备外壳的相对的第一端部和第二端部处(例如，在图1的设备10的下部区域22和/或上部区域20处)、位于设备外壳的中心中、位于其他适当位置中，或者位于这些位置中的一个或多个位置中。图1的布置仅为例示性的。

外围导电外壳结构12W的部分可设置有外围间隙结构。例如，外围导电外壳结构12W可设置有一个或多个电介质填充间隙，诸如图1所示的间隙18。外围导电外壳结构12W中的间隙可利用电介质诸如聚合物、陶瓷、玻璃、空气、其他电介质材料或这些材料的组合来填充。间隙18可将外围导电外壳结构12W分成一个或多个外围导电区段。如果需要，以这种方式形成的导电区段可形成设备10中的一部分天线。其他电介质开口可形成在外围导电外壳结构12W(例如，除间隙18之外的电介质开口)中，并且可用作被安装在设备10的内部内的天线的电介质天线窗口。设备10内的天线可与电介质天线窗口对准，以用于传送射频信号通过外围导电外壳结构12W。设备10内的天线还可与显示器14的无效区域IA对准，以用于传送射频信号通过显示器14。

为了向设备10的终端用户提供尽可能大的显示器(例如，最大化用于显示媒体、运行应用程序等的设备的区域)，可期望增加在设备10的正面处被显示器14的有效区域AA覆盖的区域量。增大有效区域AA的尺寸可以减小设备10内的无效区域IA的尺寸。这可减小显示器14后面可用于设备10内天线的区域。例如，显示器14的有效区域AA可包括导电结构，该导电结构用于阻止由被安装在有效区域AA后面的天线处理的射频信号辐射通过设备10的正面。因此，希望能够提供占用设备10内的少量空间的天线(例如，允许尽可能大的显示有效区域AA)，同时仍然允许天线与设备10外部的无线装备通信，具有令人满意的效率带宽。

在典型的场景中，设备10可具有一个或多个上部天线和一个或多个下部天线。例如，上部天线可形成在设备10的上部区域20中。例如，下部天线可形成在设备10的下部区域22中。如果需要，附加天线可沿在区域22和区域20之间延伸的外壳12的边缘形成。其中设备10包括三个或四个上部天线和五个下部天线的示例在本文中作为示例进行描述。天线可单独用于覆盖相同的通信频带、重叠的通信频带或单独的通信频带。该天线可用于实现天线分集方案或多输入多输出(MIMO)天线方案。用于覆盖任何其他所需频率的其他天线还可被安装在设备10的内部内任何所需位置处。图1的示例仅为例示性的。如果需要，外壳12可具有其他形状(例如，正方形形状、圆柱形形状、球形形状、这些形状的组合和/或不同形状等)。

图2示出了可用在设备10的例示性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路28。控制电路28可包括存储库诸如存储电路30。存储电路30可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，闪存存储器或被配置为形成固态驱动器的其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。

控制电路28可包括处理电路诸如处理电路32。处理电路32可用于控制设备10的操作。处理电路32可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路28可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可被存储在存储电路30上(例如，存储电路30可包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。被存储在存储电路30上的软件代码可由处理电路32执行。

控制电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备交互，控制电路28可用在实现通信协议。可使用控制电路28来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议—有时被称为

)、用于其他短距离无线通信链路的协议诸如

协议或其他WPAN协议、IEEE802.11ad协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议、卫星导航系统协议、基于天线的空间测距协议(例如，无线电检测和测距(RADAR)协议或用于以毫米波和厘米波频率传送的信号的其他所需的距离检测协议)等。每个通信协议可与指定用在实现协议的物理连接方法的对应无线电接入技术(RAT)相关联。

设备10可包括输入-输出电路24。输入-输出电路24可包括输入-输出设备26。输入-输出设备26可用于允许供应数据给设备10以及允许从设备10向外部设备提供数据。输入-输出设备26可包括用户界面设备、数据端口设备、传感器和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备可包括触摸屏、不具有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔、以及其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、陀螺仪、加速度计、或可检测运动和相对于地球的设备定向的其他部件、电容传感器、接近传感器(例如，电容接近传感器和/或红外接近传感器)、磁性传感器，以及其他传感器和输入-输出部件。

输入-输出电路24可包括无线电路，诸如用于无线传送射频信号的无线电路34。虽然为了清楚起见，图2的示例中的控制电路28与无线电路34分开示出，但是无线电路34可包括形成处理电路32的一部分的处理电路和/或形成控制电路28的存储电路30的一部分的存储电路(例如，可在无线电路34上实现的控制电路28的部分)。例如，控制电路28可包括基带处理器电路或形成无线电路34的一部分的其他控制部件。

无线电路34可包括毫米波和厘米波收发器电路诸如毫米波/厘米波收发器电路38。毫米波/厘米波收发器电路38可支持在介于约10GHz与300GHz之间的频率下的通信。例如，毫米波/厘米波收发器电路38可支持在介于约30GHz与300GHz之间的极高频(EHF)或毫米波通信频带中和/或在介于约10GHz与30GHz之间的厘米波通信频带(有时被称为超高频(SHF)频带)中的通信。例如，毫米波/厘米波收发器电路38可支持以下通信频带中的通信：介于约18GHz与27GHz之间的IEEE K通信频带、介于约26.5GHz与40GHz之间的K-_a通信频带、介于约12GHz与18GHz之间的K_u通信频带、介于约40GHz与75GHz之间的V通信频带、介于约75GHz与110GHz之间的W通信频带、或介于大约10GHz与300GHz之间的任何其他所需频带。如果需要，毫米波/厘米波收发器电路38可支持在60GHz下的IEEE 802.11ad通信(例如，约57GHz至61GHz的WiGig或60GHz Wi-Fi频带)和/或在约24GHz与90GHz之间的第5代移动网络或第5代无线系统(5G)新无线电(NR)频率范围2(FR2)通信频带。毫米波/厘米波收发器电路38可由一个或多个集成电路(例如，被安装在系统封装设备中通用印刷电路上的多个集成电路、被安装在不同基板上的一个或多个集成电路等)形成。

毫米波/厘米波收发器电路38(在本文中有时被简称为收发器电路38或毫米波/厘米波电路38)可使用由毫米波/厘米波收发器电路38发射和接收的在毫米波和/或厘米波频率下的射频信号来执行空间测距操作。所接收的信号可以是已从外部物体反射并且返回设备10的所发射的信号的版本。控制电路28可处理所发射的信号和所接收的信号以检测或估计设备10与设备10周围的一个或多个外部物体(例如，设备10外部的物体，诸如用户或其他人员的身体、其他设备、动物、家具、墙壁或者设备10附近的其他物体或障碍物)之间的距离。如果需要，控制电路28还可处理所发射的信号和所接收的信号以识别外部物体相对于设备10的二维或三维空间位置。

由毫米波/厘米波收发器电路38执行的空间测距操作是单向的。如果需要，毫米波/厘米波收发器电路38还可与外部无线装备诸如外部无线装备10进行双向通信(例如，通过双向毫米波/厘米波无线通信链路)。外部无线装备可包括其他电子设备诸如电子设备10、无线基站、无线接入点、无线附件，或者发射和接收毫米波/厘米波信号的任何其他所需装备。双向通信涉及由毫米波/厘米波收发器电路38传输无线数据以及由外部无线装备接收已传输的无线数据。无线数据可例如包括已编码到对应数据包中的数据，诸如与电话呼叫相关联的无线数据、流媒体内容、互联网浏览、与在设备10上运行的软件应用程序相关联的无线数据、电子邮件消息等。

如果需要，无线电路34可包括用于处理在10GHz以下频率的通信的收发器电路，诸如非毫米波/厘米波收发器电路36。例如，非毫米波/厘米波收发器电路36可处理：无线局域网(WLAN)通信频带，诸如2.4GHz和5GHz

(IEEE802.11)频带；无线个人局域网(WPAN)通信频带，诸如2.4GHz

通信频带；蜂窝电话通信频带，诸如蜂窝低频带(LB)(例如，600MHz至960MHz)、蜂窝低中频带(LMB)(例如，1400MHz至1550MHz)、蜂窝中频带(MB)(例如，1700MHz至2200MHz)、蜂窝高频带(HB)(例如，2300MHz至2700MHz)、蜂窝超高频带(UHB)(例如，3300MHz至5000MHz)或在约600MHz与约5000MHz之间的其他蜂窝通信频带(例如，3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新无线电频率范围1(FR1)频带等)；近场通信(NFC)频带(例如，13.56MHz)；卫星导航频带(例如，1575MHz的L1全球定位系统(GPS)频带、1176MHz的L5 GPS频带、全球导航卫星系统(GLONASS)频带、北斗导航卫星系统(BDS)频带等)；由IEEE802.15.4协议和/或其他UWB通信协议支持的超宽带(UWB)通信频带(例如，6.5GHz的第一UWB通信频带和/或8.0GHz的第二UWB通信频带)；和/或任何其他所需通信频带。由射频收发器电路处理的通信频带在本文中有时可被称为频率带或简称为“频带”并且可跨对应的频率范围。非毫米波/厘米波收发器电路36和毫米波/厘米波收发器电路38可各自包括一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频部件、开关电路、传输线结构，以及用于处理射频信号的其他电路。

一般来讲，在无线电路34中的收发器电路可覆盖(处理)任何期望的感兴趣的频率带。如图2所示，无线电路34可包括天线40。收发器电路可使用一个或多个天线40来传送射频信号(例如，天线40可为收发器电路传送射频信号)。如本文所用，术语“传送射频信号”意指射频信号的发射和/或接收(例如，用于执行与外部无线通信装备的单向和/或双向无线通信)。天线40可通过将射频信号(或通过居间设备结构诸如介电覆盖层)辐射到自由空间中来发射射频信号。除此之外或另选地，天线40可(例如，通过居间设备结构诸如介电覆盖层)从自由空间接收射频信号。天线40对射频信号的传输和接收各自涉及由天线的操作频带内的射频信号对天线中的天线谐振元件上的天线电流的激励或谐振。

在卫星导航系统链路、蜂窝电话链路和其他长距离链路中，射频信号通常用于在数千英尺或数千英里上传送数据。在2.4GHz和5GHz下的

链路和

链路以及其他近距离无线链路中，射频信号通常用于在数十英尺或数百英尺上传送数据。毫米波/厘米波收发器电路38可在视线路径上行进的短距离上传送射频信号。为了增强毫米波和厘米波通信的信号接收，可使用相控天线阵列和波束形成(转向)技术(例如，在其中调节阵列中每个天线的天线信号相位和/或幅度以执行波束转向的方案)。由于设备10的操作环境能够切换成不使用并且在它们的位置使用性能更高的天线，天线分集方案也可用于确保天线已经开始被阻挡或以其他方式降解。

无线电路34中的天线40可使用任何合适的天线类型形成。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由堆叠贴片天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、槽孔天线结构、平面倒F形天线结构、单极天线结构、偶极天线结构、螺旋形天线结构、八木(八木宇田)天线结构、这些设计的混合等形成。如果需要，天线40中的一个或多个天线可以是背腔式天线。可针对不同的频带和频带组合来使用不同类型的天线。例如，一种类型的天线可用在为非毫米波/厘米波收发器电路36形成非毫米波/厘米波无线链路，而另一种类型的天线可用在为毫米波/厘米波收发器电路38以毫米波和/或厘米波频率传送射频信号。用于以毫米波和/或厘米波频率传送射频信号的天线40可被布置在一个或多个相控天线阵列中。在本文中作为一个示例描述的一个合适的布置中，布置在对应相控天线阵列中的天线40可以是具有与一个或多个寄生贴片元件重叠并相对于该一个或多个寄生贴片元件竖直地堆叠的贴片天线谐振元件的堆叠贴片天线。

图3是示出给定天线40可如何由对应射频传输线路径馈电的图示。如图3所示，毫米波/厘米波收发器电路38可使用射频传输线路径诸如射频传输线路径42耦接到给定天线40。

为了提供具有覆盖感兴趣的不同频率的能力的天线结构诸如天线40，天线40可设置有电路诸如滤波器电路(例如，一个或多个无源滤波器和/或一个或多个可调谐滤波器电路)。可将离散部件诸如电容器、电感器和电阻器结合到滤波器电路中。电容结构、电感结构和电阻结构也可由图案化的金属结构(例如，天线的一部分)形成。如果需要，天线40可设置有调谐在感兴趣的通信(频率)频带上的天线的可调节电路诸如可调谐部件。可调谐部件可以是可调谐滤波器或可调谐阻抗匹配网络的一部分，可以是天线谐振元件的一部分，可跨越天线谐振元件和天线接地部之间的间隙等。

射频传输线路径42可包括一个或多个射频传输线(在本文中有时被简称为传输线)。射频传输线路径42(例如，射频传输线路径42中的传输线)可包括正信号导体诸如正信号导体46和接地信号导体诸如接地导体48。

射频传输线路径42中的传输线可例如包括同轴电缆传输线(例如，接地导体48可被实现为沿其长度围绕信号导体46的接地导电编织物)，带状线传输线(例如，其中接地导体48沿信号导体46的两侧延伸)、微带传输线(例如，其中接地导体48沿信号导体46的一侧延伸)、由金属化通孔实现的同轴探针、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、波导结构(例如，共面波导或接地共面波导)实现的同轴探针、这些类型的传输线和/或其他传输线结构的组合等。

射频传输线路径42的传输线可被集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。在一种合适的布置中，射频传输线路径42可包括传输线导体(例如，信号导体46和接地导体48)，这些传输线导体集成在多层层压结构(例如，在没有介入粘合剂的情况下层压在一起的导电材料(诸如铜)和电介质材料(诸如树脂)的层)内。如果需要，多层层压结构可在多个维度(例如，二维或三维)上折叠或弯曲，并且可在弯曲之后保持弯曲或折叠形状(例如，多层层压结构可被折叠成特定的三维结构形状以围绕其他设备部件布线并且可为足够刚性的以在折叠之后保持其形状而不用加强件或其他结构保持在适当的位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。

匹配网络可包括用于将天线40的阻抗与射频传输线路径42的阻抗匹配的部件诸如电感器、电阻器和电容器。匹配网络部件可被提供作为离散部件(例如，表面安装技术部件)或者可由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支架上的迹线等形成。部件诸如这些部件还可被用于形成天线40中的滤波器电路并且可以是可调谐部件和/或固定部件。

射频传输线路径42可耦接到与天线40相关联的天线馈电结构。例如，天线40可形成倒F形天线、平面倒F形天线、贴片天线、堆叠贴片天线、偶极天线、螺旋形天线、单极天线或具有天线馈电部44的另一种类型的天线。天线馈电部44可具有正天线馈电端子和接地天线馈电端子。正天线馈电端子可耦接到天线40的天线谐振元件。接地天线馈电端子可耦接到天线40的天线接地部。信号导体46可耦接到正天线馈电端子，并且接地导体48可耦接到接地天线馈电端子。如果需要，可使用其他类型的天线馈电布置。图3的例示性馈电配置仅是例示性的。

用于以毫米波和/或厘米波频率传送射频信号的天线40可被布置在一个或多个相控天线阵列中。图4是示出用于处理在毫米波和厘米波频率下的射频信号的天线40可如何形成在相控天线阵列中的图示。如图4所示，相控天线阵列50(在本文中有时被称为阵列50、天线阵列50或天线40的阵列50)可耦接到射频传输线路径42。例如，相控天线阵列50中的第一天线40-1可耦接到第一射频传输线路径42-1，相控天线阵列50中的第二天线40-2可耦接到第二射频传输线路径42-2，相控天线阵列50中的第M个天线40-M可耦接到第M个射频传输线路径42-M等。虽然在本文中将天线40描述为形成相控天线阵列，但是相控天线阵列50中的天线40有时也可被称为共同形成单个相控阵列天线(例如，其中相控阵列天线中的每个天线40形成相控阵列天线的天线元件)。射频传输线路径42可各自耦接到图3的毫米波/厘米波收发器电路38。

相控天线阵列50中的天线40可被布置成任何所需数量的行和列或被布置成任何其他所需图案(例如，天线无需被布置成具有行和列的网格图案)。在信号发射操作期间，射频传输线路径42可用于将信号(例如，射频信号，诸如毫米波和/或厘米波信号)从毫米波/厘米波收发器电路38(图3)供应给相控天线阵列50以用于无线传输。在信号接收操作期间，射频传输线路径42可用于将在相控天线阵列50处接收到的信号传送到毫米波/厘米波收发器电路38(图3)。

在相控天线阵列50中使用多个天线40允许通过控制由天线传送的射频信号的相对相位和幅度(振幅)来实现射频波束形成布置(在本文中有时被称为射频波束转向布置)。在图4的示例中，相控天线阵列50中的天线40各自具有对应的射频相位和幅度控制器58(例如，插置在射频传输线路径42-1上的第一相位和幅度控制器58-1可控制由天线40-1处理的射频信号的相位和幅度，插置在射频传输线路径42-2上的第二相位和幅度控制器58-2可控制由天线40-2处理的射频信号的相位和幅度，插置在射频传输线路径42-M上的第M相位和幅度控制器58-M可控制由天线40-M处理的射频信号的相位和幅度等)。

相位和幅度控制器58可各自包括用于调节射频传输线路径42(例如，相移器电路)上的射频信号的相位的电路和/或用于调节射频传输线路径42上的射频信号的幅度的电路(例如，功率放大器和/或低噪声放大器电路)。相位和幅度控制器58在本文中有时可被统称为波束转向或波束形成电路(例如，使相控天线阵列50所发射和/或接收的射频信号的波束转向的波束转向电路)。

相位和幅度控制器58可调节被提供给相控天线阵列50中的每个天线的发射信号的相对相位和/或幅度，并且可调节由相控天线阵列50接收的接收信号的相对相位和/或幅度。如果需要，相位和幅度控制器58可包括用于检测由相控天线阵列50接收的接收信号的相位的相位检测电路。术语“波束”、“信号波束”、“射频波束”或“射频信号波束”在本文中可用于共同指代由相控天线阵列50在特定方向上发射和接收的无线信号。信号波束可以表现出峰值增益，该峰值增益以对应的波束指向角度定向在特定的波束指向方向上(例如，基于来自相控天线阵列中的每个天线的信号组合的相长干涉和相消干涉)。术语“发射波束”有时可在本文中用于指在特定方向上发射的射频信号，而术语“接收波束”有时可在本文中用于指从特定方向上接收的射频信号。

例如，如果调节相位和幅度控制器58以产生所发射的射频信号的第一组相位和/或幅度，则发射信号将形成如图4的波束B1所示定向在点A的方向上的发射波束。然而，如果调节相位和幅度控制器58以产生发射信号的第二组相位和/或幅度，则发射信号将形成如波束B2所示定向在点B的方向上的发射波束。类似地，如果调节相位和幅度控制器58以产生第一组相位和/或幅度，则可从点A的方向接收射频信号(例如，接收波束中的射频信号)，如波束B1所示。如果调节相位和幅度控制器58以产生第二组相位和/或幅度，则可从点B的方向接收射频信号，如波束B2所示。

可基于从控制电路28接收的对应控制信号S通过控制路径56来控制每个相位和幅度控制器58以产生所需相位和/或幅度(例如，可使用控制路径56-1上的控制信号S1控制由相位和幅度控制器58-1提供的相位和/或幅度，可使用控制路径56-2上的控制信号S2控制由相位和幅度控制器58-2提供的相位和/或幅度，可使用控制路径56-M上的控制信号SM控制由相位和幅度控制器58-M提供的相位和/或幅度等)。如果需要，控制电路28可实时主动地调节控制信号S，以随时间的推移而以不同的期望方向使发射或接收波束转向(例如，到不同的期望波束指向角度)。如果需要，相位和幅度控制器58可向控制电路28提供识别接收信号的相位的信息。

当使用在毫米波和厘米波频率下的射频信号执行无线通信时，在相控天线阵列50与外部无线装备之间的视线路径上传送射频信号。如果外部无线装备位于图4的点A，则可调节相位和幅度控制器58以将信号波束转向点A(例如，以形成具有指向点A的波束指向角度的信号波束)。然后，相控天线阵列50可在点A的方向上发射和接收射频信号。类似地，如果外部无线装备位于点B，则可调节相位和幅度控制器58以将信号波束转向点B(例如，以形成具有指向点B的波束指向角度的信号波束)。然后，相控天线阵列50可在点B的方向上发射和接收射频信号。在图4的示例中，为了简单起见，波束转向被示为在单个自由度上(例如，在图4的页面上朝向左和右)执行。然而，实际上，可在两个或更多个自由度(例如，在三维进入和离开页面以及在图4的页面上向左和向右)上转向波束。相控天线阵列50可具有在其上可执行(例如，在相控天线阵列上的半球或半球的区段中)波束转向的对应视场。如果需要，设备10可包括多个相控天线阵列，该多个相控天线阵列各自面向不同方向以提供来自设备的多个侧的覆盖。

控制电路28可识别相控天线阵列50的信号波束的所需波束指向角度，并且可调节提供给相控天线阵列50的控制信号S以配置相控天线阵列50，以在该波束指向角度处形成(转向)信号波束。在无线通信期间，相控天线阵列50可使用的每个可能的波束指向角度可通过波束控制码本诸如码本54识别。码本54可存储在控制电路28处、设备10上的其他地方，或者可被定位(卸载)到外部装备上并通过有线或无线通信链路传送到设备10。

码本54可识别相控天线阵列50可以使用的每个可能的波束指向角度。控制电路28可存储或识别相位和幅度控制器58的相位和幅度设置，以用于实现那些波束指向角度中的每个波束指向角度(例如，控制电路28或码本54可包含将相控天线阵列50的每个波束指向角度映射到相位和幅度控制器58的一组对应的相位和幅度值的信息)。码本54可被硬编码或软编码到控制电路28处或设备10中的其他地方，可包括存储在控制电路28处或设备10中的其他地方的一个或多个数据库(例如，码本54可被存储为软件代码)，可包括控制电路28处或设备10中其他地方的一个或多个查找表，并且/或者可包括存储在设备10上的硬件和/或软件中的任何其他所需数据结构。在本文中作为一个示例描述的一种合适的布置中，码本54可包括波束表，该波束表识别能够使用相控天线阵列50形成的每个波束指向角度以及每个相位和幅度值控制器58的对应相位和幅度值设置，以形成在那些波束指向角度的波束。码本54可在设备10的校准期间(例如，在设备10被最终用户接收之前在设备10的设计、制造和/或测试期间)生成并且/或者可随时间的推移而动态地更新(例如，在最终用户使用设备10之后)。

控制电路28可基于码本54来生成控制信号S。例如，控制电路28可识别与外部无线装备通信所需的波束指向角度(例如，指向外部无线装备的波束指向角度)。控制电路28随后可在码本54中识别最接近该识别出的波束指向角度的波束指向角度。控制电路28可使用码本54为相位和幅度控制器58生成相位和幅度值。控制电路28可将识别这些相位和幅度值的控制信号S通过控制路径56发射到相位和幅度控制器58。通过相控天线阵列50使用控制信号S形成的波束将通过码本54识别的波束指向角度定向。控制电路28可执行波束扫描操作以识别要使用的波束指向角度。在执行波束扫描操作时，控制电路28可以对通过码本54识别的不同波束指向角度中的一些或全部进行扫描，直到找到外部无线装备，并且可使用发现外部无线装备所处的对应波束指向角度与外部无线装备进行通信。

如果需要，设备10可包括多个相控天线阵列50。在设备10上的不同位置处安装不同相控天线阵列50可允许每个相控天线阵列在围绕设备10的整个球体上共同地提供毫米波/厘米波覆盖。如果需要，设备10可包括指向相同方向的多个相控天线阵列。例如，设备10可包括第一相控天线阵列和第二相控天线阵列，该第一相控天线阵列和第二相控天线阵列两者都辐射穿过设备10的给定外壳壁。在本文中作为一个示例描述的一种合适的布置中，设备10可包括第一相控天线阵列和第二相控天线阵列50，该第一相控天线阵列和第二相控天线阵列两者都辐射穿过设备10(图1)的后外壳壁12R。

图5是示出设备10可如何包括两者都辐射穿过设备10的后外壳壁12R的第一相控天线阵列和第二相控天线阵列50的后视图。如图5所示，设备10可包括第一相控天线阵列50A和第二相控天线阵列50B。相控天线阵列50A和50B两者都可与后外壳壁12R对准以辐射穿过后外壳壁12R(例如，以辐射穿过后外壳壁12R中的导电支撑板中的一个或多个电介质窗口、以辐射穿过后外壳壁12R中的电介质覆盖层等)。因此，相控天线阵列50A和50B可在设备10的背面下方的部分或整个半球形上提供毫米波/厘米波覆盖。相控天线阵列50A和50B两者都可位于设备10的上部区域20内、设备10的下部区域22内，或者可分布在设备10的不同区域上(例如，其中相控天线阵列50B位于上部区域20内，而相控天线阵列50A位于上部区域20外等)。该示例仅是例示性的，并且一般来讲，相控天线阵列50A和50B可辐射穿过设备10的任何所需壁。

在本文中作为一个示例描述的一种合适的布置中，相控天线阵列50A包括比相控天线阵列50B多的天线40。这可将相控天线阵列50A配置为相较相控天线阵列50B而言支持更大的峰值增益和更大的信号波束分辨率。因此，相控天线阵列50A在本文中有时可被称为主相控天线阵列(PAA)50A，而相控天线阵列50B在本文中有时被称为次级相控天线阵列(PAA)50B。

在图5的示例中，初级PAA 50A是具有被布置成单个行的四个天线40的一维相控天线阵列，并且次级PAA 50B是具有被布置成单个行的两个天线40的一维相控天线阵列。这仅是例示性的。一般来讲，初级PAA 50A可包括以任何所需数量的行和列或以与后外壳壁12R重叠的任何其他所需图案布置的任何所需数量的天线40。类似地，次级PAA 50B可包括以任何所需数量的行和列或以与后外壳壁12R重叠的任何其他所需图案布置的任何所需数量的天线40(例如，其中在次级PAA 50B中的天线40的数量小于在初级PAA 50A中的天线40的数量)。

如果需要，初级PAA 50A和次级PAA 50B可以分集模式操作，其中仅使用初级PAA50A来传送射频信号，直到初级PAA 50A的无线性能下降到低于预先确定的阈值水平(例如，由于外部物体诸如手、桌面或阻挡初级PAA 50A的其他物体)。当发生这种情况时，可切换成不再使用初级PAA 50A，并且可替代地使用次级PAA 50B来传送射频信号，直到初级PAA 50A不再被阻挡(或者直到初级PAA 50A再次表现出大于预先确定的阈值水平的无线性能)。由于次级PAA 50B具有比初级PAA 50A少的天线40，因此次级PAA 50B可占据设备10内的更少空间。因此，次级PAA 50B可具有在设备10内的提高的放置灵活性(例如，同时在设备10中为其他部件留出空间)。这样，可大部分时间都使用初级PAA 50A(例如，具有更大的峰值增益和信号波束分辨率的PAA)，直到初级PAA 50A不再表现出令人满意的无线性能，在这种情况下，可暂时地使用次级PAA 50B，直到初级PAA 50A再次表现出令人满意的无线性能。

在分集模式中，初级PAA 50A和次级PAA 50B各自是能够独立地操纵的(例如，初级PAA 50A和次级PAA 50B各自可由图4的不同相位和幅度控制器58控制)。次级PAA 50B可与初级PAA 50A分开大于相控天线阵列50A和50B的操作的有效波长的一半的距离(例如，平行于Y轴测量的)(例如，其中有效波长等于自由空间波长乘以基于包围天线的电介质材料的恒定值)。同时，初级PAA 50A中的每个天线40可与初级PAA 50A中的一个或多个相邻天线40分开近似等于初级PAA 50A的操作的有效波长的一半的距离。类似地，次级PAA 50B中的每个天线40可与次级PAA 50B中的一个或多个相邻天线40分开近似等于次级PAA 50B的操作的有效波长的一半的距离。初级PAA 50A中的天线40可在所需波束指向方向上(例如，如图4的码本54所识别)产生信号波束。当次级PAA 50B在使用中时，次级PAA 50B中的天线40可在所需波束指向方向上产生信号波束。换句话讲，初级PAA 50A和次级PAA 50B可以是设备10中的单独的、能够独立地控制的相控天线阵列。

在本文中作为一个示例描述的一种合适的布置中，初级PAA 50A和次级PAAB也可以同时阵列操作模式操作。在同时操作模式中，初级PAA 50A中的天线40和次级PAA 50B中的天线40可以是同时地活动的。在同时操作模式中，初级PAA 50A和次级PAA 50B可作为单个组合相控天线阵列(PAA)50'被控制。组合PAA 50'可产生取向在对应波束指向方向上(例如，如图4的码本54所识别)的单个信号波束(例如，具有来自初级PAA 50A和次级PAA 50B两者中的天线40中的每个天线的信号贡献)。由于组合PAA 50'具有比初级PAA 50A多的总天线(例如，如图5所示的六个天线40)，因此组合PAA 50'可表现出相较初级PAA 50A来说更大的峰值增益和更高的波束分辨率。

图6是无线电路34和设备10的例示性操作模式的状态图。如图6所示，无线电路可以诸如分集模式62的第一模式(状态)和诸如同时阵列模式60的第二模式(状态)操作。

在分集模式62中，在给定时间上，仅初级PAA 50A或次级PAA 50B中的一者是活动的。例如，初级PAA 50A可在对应信号波束上传送射频信号，除非初级PAA 50A被外部物体阻挡或以其他方式表现出不令人满意的无线性能。如果初级PAA 50A被外部物体阻挡或表现出不令人满意的无线性能，则次级PAA 50B可在对应信号波束上传送射频信号。

控制电路28(图4)可收集无线性能度量数据和/或传感器数据，以确定是初级PAA50A还是次级PAA 50B在分集模式62中是活动的。无线性能度量信息可包括错误率数据、信噪比数据、噪声数据、接收功率电平数据或任何其他所需射频性能度量信息。传感器数据可包括阻抗传感器数据、相位和幅度传感器数据、接近传感器数据、环境光传感器数据、图像传感器数据、取向传感器数据、温度传感器数据或任何其他所需传感器数据。控制电路28可随时间的推移而在初级PAA 50A与次级PAA 50B之间切换，以确保在任何给定时间上都使用最佳PAA(例如，以允许与外部通信装备的连续且不中断的无线通信，即使外部物体暂时地阻挡阵列中的一个阵列也是如此)。

在同时阵列模式60中，控制电路28可使用初级PAA 50A和次级PAA 50B两者中的天线40的组合来形成信号波束(例如，控制电路28可使用图5的组合PAA 50'来传送射频信号)。由组合PAA 50'产生的信号波束可具有相较初级PAA 50A或次级PAA 50B来说更大的峰值增益和更大的波束分辨率。

控制电路28可响应于任何所需触发条件而将无线电路从分集模式62转变到同时阵列模式60，如箭头64所示。例如，当初级PAA 50A或次级PAA 50B都不表现出令人满意的无线性能时或当组合PAA 50'表现出相较初级PAA 50A或次级PAA 50B来说更大的无线性能(例如，超出初级PAA 50A或次级PAA 50B的无线性能达预先确定的余量的无线性能)，触发条件可发生。当存在由在设备10上运行的应用程序进行的对应应用程序调用时、当所收集的无线性能度量数据和/或传感器数据表现出预先确定的值时、当用户提供指示设备10切换操作模式的用户输入时等，触发条件也会发生。

类似地，控制电路28可响应于任何所需触发条件而将无线电路从同时阵列模式60转变到分集模式62，如箭头66所示。例如，当初级PAA 50A或次级PAA 50B表现出令人满意的无线性能(例如，超过预先确定的阈值的无线性能)时或当组合PAA 50'表现出比初级PAA50A或次级PAA 50B差的无线性能时(例如，当初级PAA 50A或次级PAA 50B的无线性能大于组合PAA 50'的无线性能的预先确定的余量或在该预先确定的余量内时)，触发条件可发生。当存在由在设备10上运行的应用程序进行的对应应用程序调用时、当所收集的无线性能度量数据和/或传感器数据表现出预先确定的值时、当用户提供指示设备10切换操作模式的用户输入时等，触发条件也会发生。

码本54(图5)可将能够由初级PAA 50A、次级PAA 50B和组合PAA 50'形成的信号波束中的每个信号波束存储在对应波束表内。图7是用于初级PAA 50A、次级PAA 50B和组合PAA 50'的例示性波束表的图示。如图7所示，码本54可包括波束表72。波束表72可被硬编码到控制电路28(图4)中或设备10上的其他地方、可被存储在控制电路28上或设备10上的其他地方的一个或多个查找表中、可被存储在存储在设备10上的数据库或其他数据结构中等。

波束表72可以包括一个或多个块，诸如块74、76、78、80、82和84。这些块中的每个块的相对尺寸通常对应于该块所含有的可成形信号波束的数量。块78可识别用于仅使用初级PAA 50A中的一个天线40来形成信号波束的相位和幅度设置(例如，用于图4的相位和幅度控制器58)。块80可识别用于仅使用次级PAA 50B中的一个天线40来形成信号波束的相位和幅度设置。由于由块78和74识别的信号波束中的每个信号波束仅使用单个天线来产生，因此信号波束中的每个信号波束可对应于相对低的波束分辨率(例如，宽波束宽度)和相对低的增益。

波束表72的块80可识别用于使用初级PAA 50A中的两个天线40来形成信号波束的相位和幅度设置。块76可识别用于使用次级PAA 50B中的两个天线40来形成信号波束的相位和幅度设置。在使用两个天线产生由块80和76识别的信号波束中的每个信号波束时，信号波束中的每个信号波束可以是具有比由块78和74识别的信号波束的波束分辨率大的波束分辨率的相对粗的信号波束(例如，具有比由块78和74识别的信号波束的波束宽度窄的波束宽度的信号波束)。类似地，由块80和76识别的信号波束中的每个信号波束可具有比由块78和74识别的信号波束大的增益。

波束表72的块82可识别用于使用初级PAA 50A中的四个天线40(例如，使用初级PAA 50A中的每个天线40)来形成信号波束的相位和幅度设置。在该示例中，次级PAA 50B仅包括两个天线40。因此，波束表72不包括针对次级PAA 50B的任何四天线波束。由于使用四个天线产生由块82识别的信号波束中的每个信号波束时，信号波束中的每个信号波束可以是具有比由块80和76识别的信号波束的波束分辨率大的波束分辨率的相对细的信号波束(例如，具有比由块80和76识别的信号波束的波束宽度窄的波束宽度的信号波束)。类似地，由块82识别的信号波束中的每个信号波束可具有比由块80和76识别的信号波束大的增益。块78、74、76、80和82各自识别仅由初级PAA 50A或次级PAA 50B中的一者产生的信号波束。例如，这些信号波束可在无线电路处在图6的分集模式62中时使用，并且因此在本文中有时可被称为分集阵列波束。

波束表72的块84可识别用于使用组合PAA 50'(例如，使用初级PAA 50A和次级PAA50B中的每个天线40)来形成信号波束的相位和幅度设置。由块84识别的信号波束中的每个信号波束可以是具有比由块82识别的信号波束的波束分辨率大的波束分辨率的非常细的信号波束(例如，具有比由块82识别的信号波束的波束宽度窄的波束宽度的信号波束)。类似地，由块84识别的信号波束中的每个信号波束可具有比由块82识别的信号波束大的增益。换句话讲，块84识别由初级PAA 50A和次级PAA 50B中的天线40的并发操作产生的信号波束(例如，在组合PAA 50'上形成单个信号波束时)。例如，这些信号波束可在无线电路处在图6的同时阵列模式60中时使用，并且因此在本文中有时可被称为同时阵列波束。

图7的示例仅为例示性的。波束表72可包括用于使用初级PAA 50A和次级PAA 50B中的一者或两者中的任何所需数量的天线来形成波束的附加块。同时阵列波束不需要由初级PAA 50A和次级PAA 50B两者中的每个天线产生，并且如果需要，可使用初级PAA 50A中的至少一个天线和次级PAA 50B中的至少一个天线来产生(例如，波束表72可包括多个同时阵列波束块，其中每个块对应于不同数量的活动天线)。初级PAA 50A和次级PAA 50B可以是二维阵列，并且波束表72可适于包括由被布置成二维图案或任何其他图案(如果需要)的天线形成的信号波束。

控制电路28(图4)可执行波束搜索操作以识别在任何给定时间上要使用波束表72中的哪些信号波束。波束搜索操作可以是分级的，并且可通常以从粗到细的次序进行，如箭头70所示。这可允许控制电路逐渐地归位于与外部无线装备重叠的信号波束上，从而最小化建立和维持与外部无线通信装备的无线通信链路所需的时间量。

图8示出了能够由初级PAA 50A和组合PAA 50'形成的例示性信号波束(例如，如图7的波束表72所识别的信号波束)的曲线(例如，横截面图)。图8的水平轴线以度为单位绘出方位角，并且图8的竖直轴线以度为单位绘出仰角(例如，在图5的后外壳壁12R的下方的半球体内)。

图8的曲线86示出了使用初级PAA 50A中的所有天线40形成的示例性信号波束88。例如，信号波束88可由波束表72(图7)的块82识别。如曲线86所示，信号波束88是相对细(窄宽度)的高增益信号波束，其共同地覆盖在与初级PAA 50A重叠的半球体内的相对大的区域(包络)90。控制电路28(图4)可选择给定信号波束88以在任何给定时间上使用(例如，与外部无线通信装备的位置重叠的信号波束88)。

图8的曲线92示出了使用组合PAA 50'中的所有天线40(例如，使用初级PAA 50A和次级PAA 50B两者中的所有天线)形成的示例性信号波束94。例如，信号波束94可由波束表72(图7)的块84识别。如曲线92所示，信号波束94是非常细(窄宽度)、非常高增益的信号波束。信号波束94可共同地覆盖在与组合PAA 50'重叠的半球体内的相对大的区域(包络)96。例如，区域96在形状上可比区域90大和/或均匀。由于信号波束94比信号波束88小(增益更高)，因此波束表72可存储比信号波束88多的信号波束94(例如，图7的块84可大于块82)。控制电路28(图4)可选择给定信号波束94以在任何给定时间上使用(例如，与外部无线通信装备的位置重叠的信号波束94)。

图8的示例仅为例示性的。一般来讲，信号波束88和94以及区域90和96可具有其他形状或尺寸。区域96可包括任何所需数量的信号波束94。区域90可包括任何所需数量的信号波束88。区域96和90可跨越方位角和仰角的其他范围。

图9是示出组合PAA 50'可如何优化设备10的无线性能的曲线图。图9的水平轴线绘出以dB为单位的功率(例如，EARP)。图9的竖直轴线绘出全球面累积分布函数(CDF)。曲线98绘出了初级PAA 50A或次级PAA 50B(例如，在图6的分集模式62下操作)的无线性能。曲线100绘出了组合PAA 50'(例如，在同时阵列模式60下操作并产生图8的信号波束94)的无线性能。使用组合PAA 50'来传送射频信号相对于仅使用初级PAA 50A或次级PAA 50B来传送射频信号可改善设备10的无线性能，如箭头102所示(例如，改善多达3dB或更大)。

图10是可由控制电路28(图4)在执行波束搜索操作(例如，使用波束表72并在图7的箭头70的方向上进行)中处理的例示性步骤的流程图。在图10的步骤104处，控制电路28可对来自设备10中的所有相控天线阵列的波束进行采样。例如，控制电路28可使用相控天线阵列中的每个相控天线阵列来产生一个或多个信号波束，并且可收集信号波束中的每个信号波束的无线性能度量数据。控制电路28可处理无线性能度量数据以识别要用于进一步通信的一个或多个相控天线阵列(例如，具有超过阈值的无线性能度量数据的相控天线阵列)。

响应于确定应使用初级PAA 50A或次级PAA 50B中的一者(例如，辐射穿过后外壳壁12R的面向后的相控天线阵列)，处理可进行到步骤106。控制电路28可确定当初级PAA50A或次级PAA 50B表现出比设备10中的其他相控天线阵列大的无线性能(例如，如所收集的无线性能度量数据所识别)或当初级PAA 50A或次级PAA 50B具有超过阈值的无线性能度量数据时，应使用初级PAA 50A或次级PAA 50B。

在步骤106处，控制电路28可对初级PAA 50A和次级PAA 50B的单天线波束进行采样(例如，扫过)。例如，控制电路28可产生由图7的块78和74识别的信号波束中的一个或多个信号波束。控制电路28可收集信号波束中的每个信号波束的无线性能度量数据。由于这些信号波束是单天线波束，因此信号波束是相对宽且低增益的。无线性能度量数据可例如识别外部无线装备的总体方向。控制电路28可识别具有最佳无线性能(例如，基于所收集的无线性能度量数据)的单天线波束以用于进一步处理。

在步骤108处，控制电路28可针对产生具有最佳无线性能的单天线波束(例如，如在步骤106处所识别)的相控天线阵列对双天线波束进行采样(例如，扫过)。例如，如果具有最佳无线性能的单天线波束由初级PAA 50A产生，则控制电路28可对如由图7的块80所识别的双天线波束进行采样。控制电路28可收集信号波束中的每个信号波束的无线性能度量数据。无线性能度量数据可例如识别外部无线装备的比使用单天线波束识别的更精确的方向。控制电路28可识别具有最佳无线性能(例如，基于所收集的无线性能度量数据)的双天线波束以用于进一步处理。

在步骤110处，控制电路28可针对产生具有最佳无线性能的双天线波束(例如，如在步骤108处所识别)的相控天线阵列对四天线波束(例如，图8的信号波束88)进行采样。例如，如果具有最佳无线性能的双天线波束由初级PAA 50A产生，则控制电路28可对如由图7的块82所识别的四天线波束进行采样。如果需要，为了最小化处理时间，所采样的四天线波束可以仅是与具有最佳无线性能的所识别的双天线波束重叠或相邻的那些四天线波束。控制电路28可识别具有最佳无线性能(例如，基于所收集的无线性能度量数据)的四天线波束以用于进一步处理。

如果需要，控制电路28可确定具有最佳无线性能的所识别的四天线波束是否具有令人满意的无线性能。例如，如果针对该四天线波束收集的无线性能度量数据超过阈值水平，则该四天线波束可具有令人满意的无线性能。如果针对该四天线波束收集的无线性能度量数据超过阈值水平，则该四天线波束可用于执行与外部无线装备的进一步通信。

在图10的示例中，在无线电路处在图6的分集模式62中时，执行步骤104至110。如果针对四天线波束收集的无线性能度量数据小于阈值水平，则处理可进行到步骤112。这可例如指示四天线波束未表现出足够的增益来建立与外部无线装备的可靠的无线链路。随后，控制电路28可将设备10置于图6的同时阵列模式60中。

在步骤112处(例如，在图6的同时阵列模式60中)，控制电路28可针对组合阵列50'对信号波束进行采样(例如，扫过)。在组合阵列50'包括六个天线的示例中，控制电路28可对如图7的块84所识别的六天线信号波束(例如，图8的信号波束94)进行采样。如果需要，为了最小化处理时间，所采样的六天线波束可以仅是与具有最佳无线性能的所识别的四天线波束重叠或相邻的那些六天线波束。控制电路28可将具有最佳无线性能(例如，基于所收集的无线性能度量数据)的六天线波束识别为最佳信号波束以用于执行进一步通信。随后，控制电路28可使用最佳信号波束来与外部无线装备进行通信。如果需要，当针对最佳信号波束收集的无线性能度量数据下降至低于阈值时(例如，当外部无线装备移动远离最佳信号波束所对向的区域时)，处理可循环回到步骤104。

图10的示例仅为例示性的。可使用其他波束搜索操作。如果需要，控制电路28可周期性地检查在图10的一个或多个步骤处使用的信号波束和/或在步骤112处识别的最佳信号波束，以确定是否需要调节活动信号波束(例如，以确定是否需要将信号波束转向到新波束指向方向、以确定设备10是否需要在图6的分集模式62或同时阵列模式60之间转变等)。任何所需触发条件诸如所收集的无线性能度量数据下降至低于预先确定的阈值水平可触发新波束搜索操作、在分集模式与同时阵列模式之间的切换、在分集模式内的活动相控天线阵列之间的切换等。作为一个示例，如果初级PAA 50A正被用于对双天线波束(在步骤108处)或四天线波束(在步骤110处)进行采样，并且所收集的无线性能度量数据识别出波束功率的超过阈值水平的下降，则这可指示初级PAA 50A已被外部物体阻挡。随后，控制电路28可切换成使用次级PAA 50B，并且随后，可使用次级PAA 50B来执行无线通信和/或波束搜索操作(例如，直到初级PAA 50A不再被外部物体阻挡)。传感器数据还可用于确定初级PAA50A是否已被外部物体阻挡。

如果需要，初级PAA 50A和次级PAA 50B可组合在同一天线模块内。图11是示出相控天线阵列可如何组合在同一天线模块内的图示。如图11所示，无线电路34可包括天线模块或封装，诸如天线模块116。可将天线模块116的部件安装到公共(共享)天线模块，诸如刚性印刷电路板基板或柔性印刷电路基板。可使用表面安装技术(SMT)、焊球、导电引脚、球栅阵列等将天线模块116中的部件安装到天线模块基板。

可将射频集成电路(RFIC)诸如RFIC 118安装到天线模块基板。也可将第一相控天线阵列(PAA)50-1(例如，初级PAA 50A或次级PAA 50B)和第二PAA 50-2(例如，次级PAA 50B或初级PAA 50A)形成在天线模块基板上。RFIC 118可通过射频路径120耦接到PAA 50-1。RFIC 118可通过射频路径122耦接到PAA 50-2。射频路径120和122可包括传送射频信号的射频传输线路径(例如，图4的射频传输线路径42)。

RFIC 118可通过中频(IF)路径124耦接到中频集成电路(IFIC)126。RFIC 118和IFIC 126可共同地形成毫米波/厘米波收发器电路38(图2)。IFIC 126和RFIC 118可通过IF路径124传送IF信号。传送在中频下的信号可比传送在毫米波/厘米波频率下的信号引起更少损耗。RFIC 118可包括混频器电路(例如，上变频和下变频电路)，该混频器电路将来自IF频率的IF信号转换成在射频下的射频信号，以用于通过PAA 50-1和PAA 50-2进行发射。类似地，RFIC 118中的混频器电路可将在射频下的射频信号转换为在IF频率下的IF信号，以用于通过IF路径124发射到IFIC 126。RFIC 118还可包括PAA 50-1和PAA 50-2的相位和幅度控制器(例如，图4的相位和幅度控制器58)。

IFIC 126可包括混频器电路(例如，上变频和下变频电路)，该混频器电路将通过IF路径124接收的IF信号转换成在基带频率下的基带信号，以用于通过基带路径130发射到基带(BB)处理器128。类似地，IFIC 126中的混频器电路可将通过基带路径130接收的基带信号转换为IF信号，以用于通过IF路径124发射。也可通过IF路径124传送功率和控制信号。

在图11的示例中，IFIC 126、基带处理器128、基带路径130以及IF路径124的一部分形成在与天线模块116的天线模块基板分开的下面基板114(例如，刚性印刷电路板、柔性印刷电路等)上。在本文中有时作为一个示例描述的一种合适的布置中，基板114可以是设备10的主逻辑板。因此，基板114在本文中有时可被称为主逻辑板(MLB)114。通过在同一天线模块116上形成PAA 50-1和PAA 50-2两者并且通过以这种方式在PAA 50-1与PAA 50-2之间共享RFIC 118，可最小化无线电路34的成本、制造复杂性和布线复杂性。此外，通过以这种方式简化在基带处理器128与相控天线阵列之间的互连，例如，无线电路34可表现出减小的阻抗失配损耗、减小的传输线损耗和提高的可靠性。如果需要，柔性印刷电路板可用于将在MLB 114的外部的任何天线模块耦接到MLB 114(例如，以用于形成图11的IF路径124)。

图11的示例仅为例示性的。如果需要，PAA 50-1和PAA 50-2可形成在单独的天线模块上。图12是示出可如何在单独的天线模块上形成PAA 50-1和PAA 50-2的一个示例的图示。如图12所示，PAA 50-1可形成在第一天线模块116-1上，而PAA 50-2形成在第二天线模块116-2上(例如，天线模块116-1可具有第一天线模块基板，而天线模块116-2具有与第一天线模块基板分开的第二天线模块基板)。RFIC 118可安装(例如，表面安装)到天线模块116-2。

在图12的示例中，将天线模块116-2安装(例如，表面安装)到MLB 114。这仅是例示性的，并且在另一种合适的布置中，天线模块116-2可与MLB 114分开。形成与MLB 114分开的天线模块116-1可允许天线模块116-1灵活地放置在设备10内的所需位置处。将天线模块116-2安装到MLB 114可允许对应射频迹线(例如，射频路径122和/或120的部分)、IF迹线(例如，IF路径124的部分)、控制迹线(例如，在IF路径124中)和功率迹线(例如，在IF路径124中)集成在MLB 114的布线内。板对板(B2B)连接器、柔性迹线和/或射频迹线可用于将RFIC 118耦接到天线模块116-1。

其中同一RFIC 118由PAA 50-1和PAA 50-2两者共享的图12的布置仅是例示性的。在另一种合适的布置中，PAA 50-1和PAA 50-2可各自由相应RFIC馈电。如图13所示，第一RFIC诸如RFIC 118-1可安装到天线模块116-1。第二RFIC诸如RFIC 118-2可安装到天线模块116-2。IFIC 126可通过IF路径124-1耦接到RFIC 118-1。IFIC 126可通过IF路径124-2耦接到RFIC 118-2。IF信号、控制信号和功率信号可通过IF路径124-1和124-2传送。

其中天线模块116-2安装到MLB 114的图13的示例仅是例示性的。在另一种合适的布置中，天线模块116-2可形成在MLB 114的外部，如图15所示。这可例如允许将PAA 50-1和PAA 50-2在设备10内的放置的最大灵活性。

如果需要，RFIC 118-2可向RFIC 118-1提供定时(时钟)信号，诸如本地振荡器信号。图15是示出RFIC 118-2可如何向RFIC 118-1提供本地振荡器信号的图示。如图15所示，RFIC 118-2可通过本地振荡器路径132耦接到RFIC 118-1。RFIC 118-2、天线模块116-2的其他部分或MLB 114可包括产生本地振荡器信号LO的本地振荡器发生器。RFIC 118-2可通过本地振荡器路径132将本地振荡器信号LO发射到RFIC 118-1。RFIC 118-1和RFIC 118-2可各自使用本地振荡器信号LO来执行上变频和下变频和/或执行与使用PAA 50-1和PAA50-2发射和/或接收射频信号相关联的其他定时操作。通过在RFIC 118-1与RFIC 118-2之间共享本地振荡器信号LO，可将PAA 50-1和PAA 50-2的操作同步。当PAA 50-1和PAA 50-2正被用作单个组合PAA 50'时(图5)时，该同步可例如支持在PAA 50-1和PAA 50-2中的天线之间的相干性。

在RFIC 118-2向RFIC 118-1提供本地振荡器信号LO的情况下，RFIC 118-2作为主RFIC操作，而RFIC 118-1作为从RFIC操作。这仅是例示性的。在另一种合适的布置中，RFIC118-1可作为主RFIC操作，并且可产生RFIC 118-2的本地振荡器信号LO(例如，RFIC 118-2可以是从RFIC)。

图11至图15的示例仅为例示性的。如果需要，可将图11至图15的布置中的任何布置组合。无线电路34可包括多于两个相控天线阵列(例如，能够以分集操作模式和以同时阵列操作模式操作的三个或更多个相控天线阵列，其中相控天线阵列中的每个相控天线阵列作为单个组合相控天线阵列操作，如上面结合图5至图10所述)。相控天线阵列可形成在相应天线模块上，或者相控天线阵列中的两个或更多个(例如，所有)相控天线阵列可形成在同一天线模块上。

图16是示出无线电路34可如何包括三个相控天线阵列的一个示例的图示。如图16所示，无线电路34可包括在第一天线模块116-1上的第一PAA 50-1、在第二天线模块116-2上的第二PAA 50-2和在第三天线模块116-3上的第三PAA 50-3。天线模块116-2和天线模块116-3可安装到MLB 114。第一RFIC 118-1可安装到天线模块116-2并且可由PAA 50-1和PAA50-2共享(例如，RFIC 118-1可通过射频路径120耦接到PAA 50-1并且可通过射频路径122耦接到PAA 50-2)。第二RFIC 118-2可安装到天线模块116-3。RFIC 118-2可用于对PAA 50-3进行馈电。IFIC 126可通过IF路径134耦接到RFIC 118-1。IFIC可通过IF路径136耦接到RFIC 118-2。IF信号、控制信号和功率信号可通过IF路径134和136传送。

RFIC 118-2可通过LO路径140耦接到RFIC 118-1。RFIC 118-2可生成本地振荡器信号LO，并且可通过LO路径140将本地振荡器信号LO发射到RFIC 118-1。图16的示例仅为例示性的。如果需要，RFIC 118-1可生成本地振荡器信号LO。天线模块116-1、116-2和116-3的任何所需组合可安装到MLB 114或形成在MLB 114的外部。每个天线模块116可具有相应RFIC，或者一个或多个天线模块可共享一个或多个RFIC。每个天线模块116可包括一个或多个相控天线阵列。如果需要，无线电路34可包括多于三个相控天线阵列和/或多于三个天线模块。

设备10可收集和/或使用个人可识别信息。众所周知，使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

根据一个实施方案，提供了电子设备，该电子设备包括：第一相控天线阵列；第二相控天线阵列，该第二相控天线阵列具有比第一相控天线阵列少的天线，该第一相控天线阵列和该第二相控天线阵列被配置为传送在大于10GHz的频率下的射频信号；以及控制电路，该控制电路耦接到第一相控天线阵列和第二相控天线阵列，该控制电路被配置为以以下模式操作第一相控天线阵列和第二相控天线阵列：第一模式，其中第一相控天线阵列以第一波束指向角度形成第一信号波束，而第二相控天线阵列不活动，以及第二模式，其中来自第一相控天线阵列和第二相控天线阵列两者的天线以第二波束指向角度形成第二信号波束。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为以以下模式操作第一相控天线阵列和第二相控天线阵列：第三模式，其中第二相控天线阵列以第三波束指向角度形成第三信号波束，而第一相控天线阵列不活动。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为收集与第一信号波束相关联的无线性能度量数据，并且被配置为当所收集的无线性能度量数据下降至低于阈值水平时，将第一相控天线阵列和第二相控天线阵列从第一模式转变到第三模式。

根据另一个实施方案，电子设备包括传感器，该传感器被配置为收集传感器数据，控制电路被配置为当所收集的传感器数据指示外部物体阻挡第一相控天线阵列时，将第一相控天线阵列和第二相控天线阵列从第一模式转变到第三模式。

根据另一个实施方案，电子设备包括波束表，该波束表识别用于第一模式中的第一组信号波束和用于第二模式中的第二组信号波束，第二组信号波束比第一组信号波束大。

根据另一个实施方案，第一组信号波束包括能够使用整个第一相控天线阵列形成的信号波束，控制电路被配置为：在收集无线性能度量数据时，对能够使用整个第一相控天线阵列形成的信号波束中的每个信号波束进行采样；以及当所收集的无线性能度量数据低于阈值水平时，将第一相控天线阵列和第二相控天线阵列从第一模式转变到第二模式。

根据另一个实施方案，电子设备包括：外围导电外壳结构；显示器，该显示器安装到外围导电外壳结构；以及后外壳壁，该后外壳壁与显示器相对地安装到外围导电外壳结构，第一相控天线阵列和第二相控天线阵列被配置为辐射穿过后外壳壁。

根据另一个实施方案，电子设备包括：主逻辑板；基带处理器，该基带处理器安装到主逻辑板；中频集成电路(IFIC)，该IFIC安装到主逻辑板并且通过基带路径耦接到基带处理器；以及射频集成电路(RFIC)，该RFIC耦接到第一相控天线阵列，该RFIC通过中频(IF)路径耦接到IFIC。

根据另一个实施方案，电子设备包括天线模块，第一相控天线阵列和第二相控天线阵列以及RFIC在该天线模块上。

根据另一个实施方案，电子设备包括：第一天线模块，该第一天线模块安装到主逻辑板，第一相控天线阵列和RFIC在该第一天线模块上；以及第二天线模块，该第二天线模块在主逻辑板的外部，第二相控天线阵列在该第二天线模块上，并且RFIC通过射频路径耦接到第二相控天线阵列。

根据另一个实施方案，电子设备包括：附加RFIC，该附加RFIC耦接到第二相控天线阵列，IFIC通过附加IF路径耦接到该附加RFIC；第一天线模块，该第一天线模块安装到主逻辑板，RFIC和第一相控天线阵列在该第一天线模块上；以及第二天线模块，该第二天线模块在主逻辑板的外部，第二相控天线阵列和附加RFIC在该第二天线模块上。

根据另一个实施方案，RFIC通过本地振荡器路径耦接到附加RFIC，RFIC被配置为生成本地振荡器信号并且被配置为通过本地振荡器路径将该本地振荡器信号发射到附加RFIC。

根据另一个实施方案，电子设备包括：附加RFIC，该附加RFIC耦接到第二相控天线阵列，IFIC通过附加IF路径耦接到该附加RFIC；第一天线模块，该第一天线模块在主逻辑板的外部，RFIC和第一相控天线阵列在该第一天线模块上；以及第二天线模块，该第二天线模块在主逻辑板的外部，第二相控天线阵列和附加RFIC在该第二天线模块上。

根据另一个实施方案，电子设备包括：附加RFIC，该附加RFIC耦接到第二相控天线阵列，IFIC通过附加IF路径耦接到附加RFIC；第一天线模块，该第一天线模块安装到主逻辑板，RFIC和第一相控天线阵列在第一天线模块上；第二天线模块，该第二天线模块在主逻辑板上，第二相控天线阵列和附加RFIC在第二天线模块上；第三天线模块，该第三天线模块在主逻辑板的外部；以及第三相控天线阵列，该第三相控天线阵列在第三天线模块上并且通过射频路径耦接到附加RFIC，RFIC通过本地振荡器路径耦接到附加RFIC，RFIC被配置为生成本地振荡器信号并且被配置为通过本地振荡器路径将本地振荡器信号发射到附加RFIC。

根据一个实施方案，提供了电子设备，该电子设备包括：外壳壁；第一相控天线阵列；第二相控天线阵列，该第二相控天线阵列具有比第一相控天线阵列少的天线，第一相控天线阵列和第二相控天线阵列被配置为在大于10GHz的频率下辐射穿过外壳壁；以及控制电路，该控制电路耦接到第一相控天线阵列和第二相控天线阵列并且被配置为：控制第一相控天线阵列以形成第一信号波束，而第二相控天线阵列不活动；响应于第一相控天线阵列被外部物体阻挡而控制第二相控天线阵列以形成第二信号波束，而第一相控天线阵列不活动；以及控制第一相控天线阵列和第二相控天线阵列以形成组合相控天线阵列，该组合相控天线阵列产生第三信号波束。

根据另一个实施方案，第一相控天线阵列具有第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，第二相控天线具有第五天线和第六天线，并且组合相控天线阵列包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线和第六天线。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为：对第一相控天线阵列和第二相控天线阵列的单天线信号波束进行采样；在对单天线信号波束进行采样后，对第一相控天线阵列和第二相控天线阵列的双天线信号波束进行采样；在对双天线信号波束进行采样后，对第一相控天线阵列的四天线信号波束进行采样；以及在对四天线信号波束进行采样后，对组合相控天线阵列的六天线信号波束进行采样。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为收集与第一信号波束相关联的无线性能度量数据，并且被配置为响应于无线性能度量数据小于阈值水平而控制第一相控天线阵列和第二相控天线阵列以形成组合相控天线阵列。

根据一个实施方案，提供了电子设备，该电子设备包括：逻辑板；第一天线模块，该第一天线模块安装到逻辑板；第一相控天线阵列，该第一相控天线阵列在第一天线模块上并且被配置为传送在大于10GHz的频率下的射频信号；第一射频集成电路(RFIC)，该第一RFIC安装到第一天线模块并且耦接到第一相控天线阵列，该第一RFIC被配置为生成本地振荡器信号；第二天线模块；第二相控天线阵列，该第二相控天线阵列在第二天线模块上并且被配置为传送在大于10GHz的频率下的射频信号；第二RFIC，该第二RFIC安装到第二天线模块并且耦接到第二相控天线阵列；以及本地振荡器路径，该本地振荡器路径耦接在第一RFIC与第二RFIC之间，第一RFIC被配置为通过本地振荡器路径将本地振荡器信号发射到第二RFIC。

根据另一个实施方案，第二天线模块在逻辑板的外部。

前文仅为例示性的，并且在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：

第一相控天线阵列；

第二相控天线阵列，所述第二相控天线阵列具有比所述第一相控天线阵列少的天线，所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列被配置为传送在大于10GHz的频率处的射频信号；和

控制电路，所述控制电路耦接到所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列，其中所述控制电路被配置为以以下模式操作所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列：

第一模式，其中所述第一相控天线阵列以第一波束指向角度形成第一信号波束，而所述第二相控天线阵列不活动，和

第二模式，其中来自所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列两者的天线以第二波束指向角度形成第二信号波束。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为以以下模式操作所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列：第三模式，其中所述第二相控天线阵列以第三波束指向角度形成第三信号波束，而所述第一相控天线阵列不活动。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为收集与所述第一信号波束相关联的无线性能度量数据，并且被配置为当所收集的无线性能度量数据下降至低于阈值水平时，将所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列从所述第一模式转变到所述第三模式。

4.根据权利要求2所述的电子设备，还包括：

传感器，所述传感器被配置为收集传感器数据，其中所述控制电路被配置为当所收集的传感器数据指示外部物体阻挡所述第一相控天线阵列时，将所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列从所述第一模式转变到所述第三模式。

5.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

波束表，所述波束表标识用于所述第一模式中的第一组信号波束和用于所述第二模式中的第二组信号波束，所述第二组信号波束比所述第一组信号波束大。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述第一组信号波束包括能够使用整个所述第一相控天线阵列形成的信号波束，所述控制电路被配置为：

在收集无线性能度量数据时，对能够使用整个所述第一相控天线阵列形成的所述信号波束中的每个信号波束进行采样；以及

当所收集的无线性能度量数据低于阈值水平时，将所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列从所述第一模式转变到所述第二模式。

7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

外围导电外壳结构；

显示器，所述显示器安装到所述外围导电外壳结构；和

后外壳壁，所述后外壳壁与所述显示器相对地安装到所述外围导电外壳结构，所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列被配置为辐射穿过所述后外壳壁。

8.根据权利要求7所述的电子设备，还包括：

主逻辑板；

基带处理器，所述基带处理器安装到所述主逻辑板；

中频集成电路(IFIC)，所述IFIC安装到所述主逻辑板并且通过基带路径耦接到所述基带处理器；和

射频集成电路(RFIC)，所述RFIC耦接到所述第一相控天线阵列，所述RFIC通过中频(IF)路径耦接到所述IFIC。

9.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：

天线模块，其中所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列以及所述RFIC在天线模块上。

10.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：

第一天线模块，所述第一天线模块安装到所述主逻辑板，其中所述第一相控天线阵列和所述RFIC在所述第一天线模块上；和

第二天线模块，所述第二天线模块在所述主逻辑板的外部，其中所述第二相控天线阵列在所述第二天线模块上，并且所述RFIC通过射频路径耦接到所述第二相控天线阵列。

11.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：

附加RFIC，所述附加RFIC耦接到所述第二相控天线阵列，其中所述IFIC通过附加IF路径耦接到所述附加RFIC；

第一天线模块，所述第一天线模块安装到所述主逻辑板，其中所述RFIC和所述第一相控天线阵列在所述第一天线模块上；和

第二天线模块，所述第二天线模块在所述主逻辑板的外部，其中所述第二相控天线阵列和所述附加RFIC在所述第二天线模块上。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述RFIC通过本地振荡器路径耦接到所述附加RFIC，所述RFIC被配置为生成本地振荡器信号并且被配置为通过所述本地振荡器路径将所述本地振荡器信号发射到所述附加RFIC。

13.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：

附加RFIC，所述附加RFIC耦接到所述第二相控天线阵列，其中所述IFIC通过附加IF路径耦接到所述附加RFIC；

第一天线模块，所述第一天线模块在所述主逻辑板的外部，其中所述RFIC和所述第一相控天线阵列在所述第一天线模块上；和

第二天线模块，所述第二天线模块在所述主逻辑板的外部，其中所述第二相控天线阵列和所述附加RFIC在所述第二天线模块上。

14.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：

附加RFIC，所述附加RFIC耦接到所述第二相控天线阵列，其中所述IFIC通过附加IF路径耦接到所述附加RFIC；

第一天线模块，所述第一天线模块安装到所述主逻辑板，其中所述RFIC和所述第一相控天线阵列在所述第一天线模块上；

第二天线模块，所述第二天线模块在所述主逻辑板上，其中所述第二相控天线阵列和所述附加RFIC在所述第二天线模块上；

第三天线模块，所述第三天线模块在所述主逻辑板的外部；和

第三相控天线阵列，所述第三相控天线阵列在所述第三天线模块上并且通过射频路径耦接到所述附加RFIC，其中所述RFIC通过本地振荡器路径耦接到所述附加RFIC，所述RFIC被配置为生成本地振荡器信号并且被配置为通过所述本地振荡器路径将所述本地振荡器信号发射到所述附加RFIC。

15.一种电子设备，包括：

外壳壁；

第一相控天线阵列；

第二相控天线阵列，所述第二相控天线阵列具有比所述第一相控天线阵列少的天线，其中所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列被配置为在大于10GHz的频率处辐射穿过所述外壳壁；和

控制电路，所述控制电路耦接到所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列并且被配置为：

控制所述第一相控天线阵列以形成第一信号波束，而所述第二相控天线阵列不活动；

响应于所述第一相控天线阵列被外部物体阻挡而控制所述第二相控天线阵列以形成第二信号波束，而所述第一相控天线阵列不活动；以及

控制所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列以形成组合相控天线阵列，所述组合相控天线阵列产生第三信号波束。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述第一相控天线阵列具有第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，所述第二相控天线具有第五天线和第六天线，并且所述组合相控天线阵列包括所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线和所述第六天线。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为：

对所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列的单天线信号波束进行采样；

在对所述单天线信号波束进行采样后，对所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列的双天线信号波束进行采样；

在对所述双天线信号波束进行采样后，对所述第一相控天线阵列的四天线信号波束进行采样；以及

在对所述四天线信号波束进行采样后，对所述组合相控天线阵列的六天线信号波束进行采样。

18.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为收集与所述第一信号波束相关联的无线性能度量数据，并且被配置为响应于所述无线性能度量数据小于阈值水平而控制所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列以形成所述组合相控天线阵列。

19.一种电子设备，包括：

逻辑板；

第一天线模块，所述第一天线模块安装到所述逻辑板；

第一相控天线阵列，所述第一相控天线阵列在所述第一天线模块上并且被配置为传送在大于10GHz的频率处的射频信号；

第一射频集成电路(RFIC)，所述第一RFIC安装到所述第一天线模块并且耦接到所述第一相控天线阵列，其中所述第一RFIC被配置为生成本地振荡器信号；

第二天线模块；

第二相控天线阵列，所述第二相控天线阵列在所述第二天线模块上并且被配置为传送在大于10GHz的频率处的射频信号；

第二RFIC，所述第二RFIC安装到所述第二天线模块并且耦接到所述第二相控天线阵列；和

本地振荡器路径，所述本地振荡器路径耦接在所述第一RFIC与所述第二RFIC之间，其中所述第一RFIC被配置为通过所述本地振荡器路径将所述本地振荡器信号发射到所述第二RFIC。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述第二天线模块在所述逻辑板的外部。

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