CN114389027A - 天线设备 - Google Patents

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CN114389027A CN202111193243.8A CN202111193243A CN114389027A CN 114389027 A CN114389027 A CN 114389027A CN 202111193243 A CN202111193243 A CN 202111193243A CN 114389027 A CN114389027 A CN 114389027A
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vias
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苏源煜
柳正基
李杬澈
许荣植
黄金喆
金南兴
金容晳
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Sungkyunkwan University School Industry Cooperation
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Sungkyunkwan University School Industry Cooperation
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

本公开提供一种天线设备。所述天线设备包括：接地平面，包括平行于第一方向的第一侧和平行于第二方向的第二侧，所述接地平面位于在所述第一方向和所述第二方向上形成的平面上；介电层，在第三方向上设置在所述接地平面上；天线贴片，在所述第三方向上与所述接地平面叠置；以及过孔，连接到所述接地平面并且穿过所述介电层的至少一部分。所述过孔的边缘在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。

Description

天线设备
技术领域
以下描述涉及一种天线设备。
背景技术
目前正在研究包括第五代(5G)通信的毫米波(mmWave)通信，并且正在进行用于使天线设备商业化/标准化以有效地实现5G通信的研究。在5G通信中，对用于用一个天线在各种带宽中发送和接收RF信号的多带宽天线的需求正在增加。
此外，随着便携式电子装置技术的发展，便携式电子装置的提供显示区域的屏幕的尺寸增加。因此，围绕屏幕并容纳天线的边框的尺寸减小，因此，可安装天线的区域的尺寸也减小。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对描述的技术的背景技术的理解，因此其可包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思，并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种天线设备包括：接地平面，包括平行于第一方向的第一侧和平行于第二方向的第二侧，所述接地平面位于在所述第一方向和所述第二方向上形成的平面上；介电层，在第三方向上设置在所述接地平面上；天线贴片，在所述第三方向上与所述接地平面叠置；以及多个第一过孔，连接到所述接地平面并且穿过所述介电层的至少一部分。所述多个第一过孔的边缘在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
所述第一侧中的每个在所述第一方向上的长度可大于所述第二侧中的每个在所述第二方向上的长度。所述多个第一过孔可被设置为与所述接地平面的所述第一侧和所述第二侧彼此相交的部分相邻。
所述多个第一过孔可在所述第三方向上不与所述天线贴片叠置。
所述天线贴片可包括：第一天线贴片，在所述第三方向上设置在所述介电层上；第二天线贴片，在所述第三方向上与所述第一天线贴片叠置；以及第三天线贴片，与所述第二天线贴片设置在同一层上并且设置为围绕所述第二天线贴片。所述多个第一过孔可在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。
所述天线设备还可包括：第一馈电过孔和第二馈电过孔，在所述第三方向上穿过所述介电层的至少一部分，所述第一馈电过孔在所述第二方向上与所述接地平面的中心间隔开，并且所述第二馈电过孔在所述第一方向上与所述接地平面的所述中心间隔开。所述天线设备可被构造为使得通过施加到所述第一馈电过孔的电信号发送和接收具有第一极化的第一信号，并且通过施加到所述第二馈电过孔的电信号发送和接收具有第二极化的第二信号。
所述天线设备还可包括：多个第二过孔，连接到所述接地平面，穿过所述介电层的至少一部分，并且被设置成在所述第一方向上与所述多个第一过孔间隔开。
所述多个第二过孔的边缘可在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
所述天线贴片可包括：第一天线贴片，在所述第三方向上设置在所述介电层上；第二天线贴片，在所述第三方向上与所述第一天线贴片叠置；以及第三天线贴片，与所述第二天线贴片设置在同一层上并且设置为围绕所述第二天线贴片。所述多个第二过孔可在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。
所述多个第二过孔可在所述第三方向上与所述第三天线贴片至少部分地叠置。
在所述第一方向上彼此相邻的所述第一过孔和所述第二过孔之间的在所述第一方向上的第一距离可不大于所述第二过孔与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片之间的在所述第一方向上的最小距离。
所述介电层可包括平行于所述第一方向的第一边缘和平行于所述第二方向的第二边缘。所述第一边缘的宽度可大于所述第二边缘的宽度。
在另一总体方面，一种天线设备包括：接地平面，包括平行于第一方向的第一侧和平行于第二方向的第二侧，所述接地平面位于在所述第一方向和所述第二方向上形成的平面上；介电层，在第三方向上与所述接地平面叠置；天线贴片，在所述第三方向上与所述接地平面叠置；多个第一过孔，穿过所述介电层的至少一部分并且连接到所述接地平面；以及多个第二过孔，被设置为在所述第一方向上与所述多个第一过孔间隔开。所述多个第二过孔不与所述天线贴片中的一部分叠置，其中，在所述第一方向上彼此相邻的所述第一过孔和所述第二过孔之间的在所述第一方向上的第一距离不大于所述第二过孔与所述天线贴片中的不与所述多个第二过孔叠置的部分之间的在所述第一方向上的最小距离。
所述多个第一过孔的边缘可在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
所述多个第二过孔的边缘可在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
所述多个第一过孔可在所述第三方向上不与所述天线贴片叠置。
所述天线设备还可包括：第一馈电过孔和第二馈电过孔，在所述第三方向上穿过所述介电层的至少一部分，所述第一馈电过孔在所述第二方向上与所述接地平面的中心间隔开，并且所述第二馈电过孔在所述第一方向上与所述接地平面的所述中心间隔开。所述天线贴片可包括：第一天线贴片，与所述第一馈电过孔和所述第二馈电过孔耦合；第二天线贴片，在所述第三方向上与所述第一天线贴片叠置；以及第三天线贴片，与所述第二天线贴片设置在同一层上并且设置为围绕所述第二天线贴片。所述多个第一过孔可在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。所述多个第二过孔可在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。
所述多个第二过孔可在所述第三方向上与所述第三天线贴片至少部分地叠置。
所述介电层可包括平行于所述第一方向的第一边缘和平行于所述第二方向的第二边缘。所述第一边缘的宽度可大于所述第二边缘的宽度。所述第一侧中的每个在所述第一方向上的长度可大于所述第二侧中的每个在所述第二方向上的长度。
所述天线设备还可包括：第一馈电过孔和第二馈电过孔，在所述第三方向上穿过所述介电层的至少一部分，所述第一馈电过孔在所述第二方向上与所述接地平面的中心间隔开，并且所述第二馈电过孔在所述第一方向上与所述接地平面的所述中心间隔开。所述天线设备可被构造为使得通过施加到所述第一馈电过孔的电信号发送和接收具有第一极化的第一信号，并且通过施加到所述第二馈电过孔的电信号发送和接收具有第二极化的第二信号。
所述多个第一过孔的数量和所述多个第二过孔的数量可相同。
通过以下具体实施方式以及附图，其他特征和方面将是易于理解的。
附图说明
图1是根据实施例的天线设备的立体图。
图2是图1的天线设备的俯视平面图。
图3是图1的天线设备的截面图。
图4是图1的天线设备的一部分的俯视平面图。
图5是图1的天线设备的一部分的俯视平面图。
图6是图1的天线设备的一部分的俯视平面图。
图7是根据另一实施例的天线设备的截面图。
图8是根据另一实施例的天线设备的立体图。
图9是图8的天线设备的俯视平面图。
图10是图8的天线设备的截面图。
图11是图8的天线设备的一部分的俯视平面图。
图12是图8的天线设备的一部分的俯视平面图。
图13是图8的天线设备的一部分的俯视平面图。
图14是根据另一实施例的天线设备的截面图。
图15是根据实施例的包括天线设备的电子装置的简化示图。
图16和图17是根据实验示例的结果的曲线图。
图18A和图18B是根据实验示例的结果的示意图。
图19和图20是根据实验示例的结果的曲线图。
图21至图23是根据实验示例的结果的曲线图。
图24A和图24B是根据实验示例的结果的示意图。
图25A和图25B是根据实验示例的结果的曲线图。
图26A和图26B是根据实验示例的结果的曲线图。
图27和图28是根据实验示例的结果的曲线图。
图29A和图29B是根据实验示例的结果的曲线图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同方案将是易于理解的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本公开之后将易于理解的改变。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。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，使得本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达本公开的范围。
在此，注意的是，关于实施例或示例的术语“可”的使用(例如，关于实施例或示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实施例或示例，并不限于所有实施例或示例包括或实现这样的特征。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的要素被描述为“在”另一要素“上”、“连接到”另一要素或“结合到”另一要素时，该要素可直接“在”另一要素“上”、直接“连接到”另一要素或直接“结合到”另一要素，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他要素。相比之下，当要素被描述为“直接在”另一要素“上”、“直接连接到”另一要素或“直接结合到”另一要素时，不存在介于它们之间的其他要素。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项或者任意两项或更多项的任意组合。
尽管在此可使用诸如“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、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、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，在此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、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”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意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式(例如，旋转90度或者处于其他方位)定位，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图中所示出的形状可能发生变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
此外，在附图中，为了便于描述，任意示出了每个元件的尺寸，并且本公开不必限于附图中所示的尺寸。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。
在此描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将易于理解的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解本申请的公开内容之后将易于理解的其他构造是可行的。
图1至图6示出了根据实施例的天线设备100。图1示出了天线设备100的立体图。图2示出了天线设备100的俯视平面图。图3示出了天线设备100的截面图。图4示出了天线设备100的一部分的俯视平面图。图5示出了天线设备100的一部分的俯视平面图。并且图6示出了天线设备100的一部分的俯视平面图。
参照图1和图2，天线设备100可包括例如第一馈电过孔121a、第二馈电过孔121b、第一天线贴片130、第二天线贴片140、第三天线贴片150和多个第一过孔110。
天线设备100还可包括：第一介电层210，在与第一方向DR1和第二方向DR2正交的第三方向DR3上延伸；第二介电层220，在第三方向DR3上设置在第一介电层210上(例如，上方)；以及接地平面201，在第三方向DR3上设置在第一介电层210下方。天线设备100具有沿彼此正交的第一方向DR1和第二方向DR2形成的平面，接地平面201位于沿第一方向DR1和第二方向DR2形成的一个平面上。
第一介电层210可具有3.55的介电常数、0.004的损耗角正切和400μm的厚度，但不限于此。第二介电层220可包括利用介电常数为3.55且损耗角正切为0.004的半固化片电介质制成的多个层，但不限于此。
第一天线贴片130、第二天线贴片140和第三天线贴片150可设置在形成第二介电层220的多个层之间。第一天线贴片130和第二天线贴片140在第三方向DR3上彼此叠置；并且第三天线贴片150可与第二天线贴片140设置在同一层上，并且设置在第二天线贴片140的侧面，使得第三天线贴片150围绕第二天线贴片140。第一天线贴片130可以是驱动贴片，第二天线贴片140可以是导向器，并且第三天线贴片150可以是寄生贴片，但是第一天线贴片130、第二天线贴片140和第三天线贴片150不限于这种配置。
如图2所示，第一介电层210可在第一方向DR1上具有第一宽度d1并且在第二方向DR2上具有第二宽度d2，并且第一宽度d1可大于第二宽度d2。类似地，接地平面201可在第一方向DR1上具有第三宽度d3并且在第二方向DR2上具有第四宽度d4，并且第三宽度d3可大于第四宽度d4。
多个第一过孔110连接到接地平面201。
在沿第一方向DR1和第二方向DR2形成的一个平面上，多个第一过孔110可被设置为与接地平面201的四个顶点相邻。例如，多个第一过孔110可被设置为与角部相邻，所述角部由接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a和接地平面201的平行于第二方向DR2的两个第二侧201b形成。
多个第一过孔110的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第一侧201a至少部分地叠置。另外，多个第一过孔110的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第二侧201b至少部分地叠置。
多个第一过孔110可在第三方向DR3上不与天线贴片130、140和150叠置。但是多个第一过孔110与天线贴片130、140和150的位置关系不限于此。例如，多个第一过孔110也可在第三方向DR3上与第三天线贴片150叠置。
多个第一过孔110穿过第一介电层210，并且可包括第一延伸部111，第一延伸部111连接到多个第一过孔110的上部以设置在第一介电层210上。
第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b可穿透第一介电层210和第二介电层220的至少一部分。另外，第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b不连接到接地平面201，并且可通过在接地平面201中形成的第一孔11a和第二孔11b穿过接地平面201。
参照图1至图3，第二介电层220在第三方向DR3上设置在第一介电层210上，并且第二介电层220可包括在第三方向DR3上顺序地设置的第一层220a、第二层220b、第三层220c、第四层220d、第五层220e、第六层220f和第七层220g。
第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b穿过第一介电层210，并且分别连接到设置在第一介电层210上的第一馈电图案122a和第二馈电图案122b。第一馈电图案122a和第二馈电图案122b分别连接到第三馈电图案123a和第四馈电图案123b，第三馈电图案123a和第四馈电图案123b分别从第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b沿第三方向DR3延伸以穿过第二介电层220的第一层220a、第二层220b、第三层220c和第四层220d。
参照图3和图4，第三馈电图案123a的上表面和第四馈电图案123b的上表面可分别设置在形成在第一天线贴片130中的第三孔131a和第四孔131b内，由此第三馈电图案123a和第四馈电图案123b可设置在第一天线贴片130的侧面，以在沿第一方向DR1和第二方向DR2形成的平面上在横向上与第一天线贴片130叠置。
设置在第一介电层210上的第一馈电图案122a和第二馈电图案122b可分别连接到第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b，以分别从第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b接收电信号。第三馈电图案123a可连接到第一馈电图案122a以通过第一馈电过孔121a和第一馈电图案122a接收电信号。第四馈电图案123b可连接到第二馈电图案122b，以通过第二馈电过孔121b和第二馈电图案122b接收电信号。
当电信号被施加到第三馈电图案123a和第四馈电图案123b时，第三馈电图案123a和第四馈电图案123b与第一天线贴片130耦合以将电信号传输到第一天线贴片130。其中第一天线贴片130与第三馈电图案123a和第四馈电图案123b彼此分离并且彼此耦合以馈送电力的方法被称为电容耦合馈电法。
第一天线贴片130的平面形状可以是多边形形状，该多边形形状通过在四边形形状中去除四边形的四个角部而形成。例如，第一天线贴片130可具有多边形平面形状，该多边形平面形状具有通过从四边形(具有第一长度da1的一条边)的四个顶点去除四边形部分(具有第二长度da2的一条边)而形成的十二个角部。第二长度da2可等于或小于约第一长度da1的1/4。因此，由于第一天线贴片130具有多边形平面形状，因此沿第一天线贴片130的边缘流动的电流的路径的长度可增加，并且可在不增大第一天线贴片130的尺寸的情况下确保足够长的电流路径，使得可增大通过电流产生的RF信号的强度。
参照图5以及图3，第二天线贴片140和第三天线贴片150设置在第二介电层220的第六层220f上，并且第二天线贴片140在第三方向DR3上与第一天线贴片130叠置。
当电信号传输到第一天线贴片130时，第一天线贴片130和第二天线贴片140耦合，并且电信号通过耦合传输到第二天线贴片140。
类似于第一天线贴片130的平面形状，第二天线贴片140的平面形状可以是多边形形状，该多边形形状通过在四边形形状中去除四边形的四个角部而形成。例如，第二天线贴片140可具有平面形状，该平面形状具有通过从四边形(具有第一长度db1的一条边)的四个角部去除四边形部分(具有第二长度db2的一条边)而形成的十二个角部。第二长度db2可等于或小于约第一长度db1的1/4。因此，由于第二天线贴片140具有多边形平面形状，因此沿第二天线贴片140的边缘流动的电流的路径的长度可增加，并且可在不增加第二天线贴片140的尺寸的情况下确保足够长的电流路径，使得可增大通过电流产生的RF信号的强度。
第三天线贴片150在第二天线贴片140附近设置，以围绕第二天线贴片140，并且第二天线贴片140和第三天线贴片150一起形成大致四边形的平面形状。第二天线贴片140和第三天线贴片150可彼此间隔开恒定距离dc1。
第三天线贴片150与第二天线贴片140形成附加耦合，由此第二天线贴片140和第三天线贴片150可形成附加阻抗，使得可增大天线贴片130和140的带宽而不增大第二天线贴片140的尺寸。
第一天线贴片130、第二天线贴片140和第三天线贴片150可通过经由第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b、第一馈电图案122a和第二馈电图案122b以及第三馈电图案123a和第四馈电图案123b接收电信号来传输RF信号。
天线设备100可通过经由第一馈电过孔121a施加的电信号(例如，施加到第一馈电过孔121a的电信号)来发送和接收具有第一极化的第一RF信号(也可称作第一极化RF信号)，并且可通过经由第二馈电过孔121b施加的电信号(例如，施加到第二馈电过孔121b的电信号)来发送和接收具有第二极化的第二RF信号(也可称作第二极化RF信号)。例如，第一RF信号的第一极化可以是竖直极化，并且第二RF信号的第二极化可以是水平极化。
参照图6，第一馈电过孔121a在第二方向DR2上与接地平面201的中心C间隔开，第二馈电过孔121b在第一方向DR1上与接地平面201的中心C间隔开，并且从接地平面201的中心C到第一馈电过孔121a的中心(在平行于第二方向DR2的方向上)的距离d11可与从接地平面201的中心C到第二馈电过孔121b的中心(在平行于第一方向DR1的方向上)的距离d12基本相同。另外，连接接地平面201的中心C和第一馈电过孔121a的中心的虚线和连接接地平面201的中心C和第二馈电过孔121b的中心的虚线可彼此垂直。在所描述的构造中，通过设置发送不同极化的RF信号的第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b，可减小不同极化的RF信号之间的影响。
天线设备100安装在电子装置上，并且由于电子装置的边框的尺寸减小，因此天线设备100安装在边框的侧表面上而不是安装在电子装置的前表面上。随着电子装置的厚度变薄，其上安装有天线设备100的边框的侧表面的厚度也变薄，由此可减小天线设备100的在第二方向DR2上的宽度。
如上所述，天线设备100的在第二方向DR2上的宽度减小，因此，第一介电层210的在第二方向DR2上的第二宽度d2可小于第一介电层210的在第一方向DR1上的第一宽度d1。
另外，类似地，接地平面201的两个第二侧201b的在第二方向DR2上的第四宽度d4可小于接地平面201的两个第一侧201a的在第一方向DR1上的第三宽度d3。
接地平面201用作传输到天线贴片130、140和150的电信号的反射器。
第一馈电过孔121a被设置为与第一介电层210的平行于第一方向DR1的边缘相邻，并且第二馈电过孔121b被设置为与第一介电层210的平行于第二方向DR2的边缘相邻，由此通过第一馈电过孔121a施加的电信号可在基本上平行于第二方向DR2的方向上传播，并且通过第二馈电过孔121b施加的电信号可在基本上平行于第一方向DR1的方向上传播。因此，接地平面201的用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的第一返回电流路径可基本上平行于第二方向DR2，并且接地平面201的用于施加到第二馈电过孔121b的电信号的第二返回电流路径可基本上平行于第一方向DR1。
如上所述，随着天线设备100的在第二方向DR2上的宽度减小，由于接地平面201的在第二方向DR2上的第四宽度d4小于接地平面201的在第一方向DR1上的第三宽度d3，因此与接地平面201的用于施加到第二馈电过孔121b的电信号的第二返回电流路径相比，接地平面201的用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的第一返回电流路径可缩短。因此，天线设备100的第一极化RF信号的反射系数特性会降低，从而天线设备100的第一极化RF信号的带宽会减小。
然而，天线设备100包括多个第一过孔110，并且多个第一过孔110连接到接地平面201。因此，多个第一过孔110可提供接地平面201的附加第一返回电流路径。
多个第一过孔110可被设置为与由彼此交叉的接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a以及接地平面201的平行于第二方向DR2的两个第二侧201b形成的角部相邻，并且多个第一过孔110的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第一侧201a至少部分地叠置。
因此，多个第一过孔110被布置成使得它们的边缘在接地平面201的四个角部处与接地平面201的侧部至少部分地叠置，并且因此可延长通过沿着第二方向DR2彼此面对的两个第一过孔110和接地平面201的附加第一返回电流路径。
另外，由于多个第一过孔110被布置成使得它们的边缘在接地平面201的四个角部处与接地平面201的侧部至少部分地叠置，因此多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的间隔距离被加宽，因此，可减小由于多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的附加耦合引起的影响。因此，可减小附加耦合对天线设备100的谐振模式的影响。
如果多个第一过孔110的边缘被设置为与接地平面201的边缘间隔开一定距离，使得多个第一过孔110的边缘不与接地平面201的侧部叠置，则沿着第二方向DR2彼此面对的两个第一过孔110之间的距离将变窄，因此，通过第一过孔110和接地平面201的附加第一返回电流路径也将缩短。
另外，如果多个第一过孔110被设置为与接地平面201的边缘间隔开预定间隔，使得第一过孔110的边缘在接地平面201的四个角部处不与接地平面201的侧部叠置，则多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的间隔距离将相对变窄，因此，天线设备100的谐振模式将受到多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的附加耦合的影响。
然而，如上所述，由于天线设备100包括多个第一过孔110，多个第一过孔110被设置成使得它们的边缘在接地平面201的四个角部处与接地平面201的侧部至少部分地叠置，因此天线设备100向具有相对短的返回电流路径的第一极化RF信号提供附加返回电流路径，以能够防止天线设备100的第一极化RF信号的带宽减小，并且减小了多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的附加耦合的影响，以能够防止由于天线设备100的谐振模式的变化而导致的天线设备100的性能劣化。
返回参照图3，天线设备100还可包括在第三方向DR3上设置在第一介电层210下方的第三介电层230，并且第三介电层230可包括多个层。天线设备100还可包括设置在第三介电层230的多个层之间的接地平面201、馈电层202和203以及导电层204。可根据设计改变设置在天线设备100的第一介电层210下方的层。
图7示出了根据另一实施例的天线设备100a。在天线设备100a的描述中，将省略与根据上述实施例的天线设备100的组成元件相同的组成元件的详细描述。
参照图7，天线设备100a可包括例如设置在第一馈电过孔121a、第二馈电过孔121b和多个第一过孔110下方的多个垫21、22和23以及设置在多个垫21、22和23下方的多个连接构件31、32和33。多个连接构件31、32和33可以是焊料球、引脚或焊盘。
天线设备100a还可包括连接基板20，连接基板20在第三方向DR3上设置在第一介电层210下方并且包括接地平面201。
第一馈电过孔121a、第二馈电过孔121b和多个第一过孔110可通过多个垫21、22和23以及多个连接构件31、32和33电连接到连接基板20。
与天线设备100不同，图7的天线设备100a可具有与包括接地平面201的连接基板20分离的独立结构。
通常，除了在天线设备100a中上面描述的连接基板20、多个连接构件31、32和33以及多个垫21、22和23的构造代替了天线设备100的第三介电层230的构造之外，上面参照图1至图6描述的天线设备100的特征适用于天线设备100a。
在下文中，将参照图8至图13描述根据另一实施例的天线设备100b。图8是天线设备100b的立体图。图9示出了天线设备100b的俯视平面图。
图10是天线设备100b的截面图。图11是天线设备100b的一部分的俯视平面图。图12是天线设备100b的一部分的俯视平面图。图13是天线设备100b的一部分的俯视平面图。
参照图8至图13，天线设备100b在多个方面类似于图1至图6的天线设备100。因此，将省略对相同组成元件的详细描述。
参照图8至图13，天线设备100b可包括例如第一馈电过孔121a、第二馈电过孔121b、第一天线贴片130、第二天线贴片140、第三天线贴片150、多个第一过孔110和多个第二过孔110a。
天线设备100b还包括第一介电层210、在第三方向DR3上设置在第一介电层210上方的第二介电层220以及在第三方向DR3上设置在第一介电层210下方的接地平面201。
第一天线贴片130、第二天线贴片140和第三天线贴片150可设置在形成第二介电层220的多个层之间；第一天线贴片130和第二天线贴片140在第三方向DR3上彼此叠置；并且第三天线贴片150可设置在第二天线贴片140的侧面，使得第三天线贴片150围绕第二天线贴片140。
第一介电层210可在第一方向DR1上具有第一宽度d1并且在第二方向DR2上具有第二宽度d2，并且第一宽度d1可大于第二宽度d2。类似地，接地平面201可在第一方向DR1上具有第三宽度d3并且在第二方向DR2上具有第四宽度d4，并且第三宽度d3可大于第四宽度d4。
多个第一过孔110可被设置为与接地平面201的四个顶点相邻。例如，多个第一过孔110可被设置为与由接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a和接地平面201的平行于第二方向DR2的两个第二侧201b形成的角部相邻。
多个第一过孔110的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第一侧201a和第二侧201b至少部分地叠置。
多个第一过孔110可在第三方向DR3上不与天线贴片130、140和150叠置。
多个第二过孔110a被设置为与多个第一过孔110相邻且在第一方向DR1上与多个第一过孔110间隔开，并且被设置为与接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a相邻。多个第二过孔110a的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第一侧201a至少部分地叠置。
多个第二过孔110a可在第三方向DR3上与第三天线贴片150至少部分地叠置，但不与第一天线贴片130和第二天线贴片140叠置。然而，多个第二过孔110a可不与第三天线贴片150叠置。
设置在第一介电层210上的第一馈电图案122a和第二馈电图案122b可分别连接到第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b，以分别从第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b接收电信号。第三馈电图案123a可连接到第一馈电图案122a，以通过第一馈电过孔121a和第一馈电图案122a接收电信号。第四馈电图案123b可连接到第二馈电图案122b，以通过第二馈电过孔121b和第二馈电图案122b接收电信号。
当电信号被施加到第三馈电图案123a和第四馈电图案123b时，第三馈电图案123a和第四馈电图案123b与第一天线贴片130耦合，以将电信号传输到第一天线贴片130。
第二天线贴片140在第三方向DR3上与第一天线贴片130叠置。
当电信号传输到第一天线贴片130时，第一天线贴片130和第二天线贴片140耦合，并且电信号通过耦合传输到第二天线贴片140。
此外，第三天线贴片150围绕第二天线贴片140设置，并且与第二天线贴片140形成附加耦合，由此第二天线贴片140和第三天线贴片150可形成附加阻抗，使得可增加天线贴片130和140的带宽而不增大第二天线贴片140的尺寸。
天线设备100b可通过经由第一馈电过孔121a施加的电信号发送和接收具有第一极化的第一RF信号，并且可通过经由第二馈电过孔121b施加的电信号发送和接收具有第二极化的第二RF信号。
第一馈电过孔121a被设置为与第一介电层210的平行于第一方向DR1的边缘相邻，以便在第二方向DR2上与接地平面201的中心C间隔开。第二馈电过孔121b被设置为与第一介电层210的平行于第二方向DR2的边缘相邻，以便在第一方向DR1上与接地平面201的中心C间隔开。
接地平面201的用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的第一返回电流路径可基本上平行于第二方向DR2，并且接地平面201的用于施加到第二馈电过孔121b的电信号的第二返回电流路径可基本上平行于第一方向DR1。随着天线设备100b的在第二方向DR2上的宽度减小，由于接地平面201的在第二方向DR2上的第四宽度d4小于接地平面201的在第一方向DR1上的第三宽度d3，因此与接地平面201的用于施加到第二馈电过孔121b的电信号的第二返回电流路径相比，接地平面201的用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的第一返回电流路径可能缩短。
然而，天线设备100b包括多个第一过孔110和多个第二过孔110a，并且多个第一过孔110和多个第二过孔110a连接到接地平面201。因此，多个第一过孔110和多个第二过孔110a可提供接地平面201的附加第一返回电流路径。
多个第一过孔110可被设置为与由接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a和接地平面201的平行于第二方向DR2的两个第二侧201b形成的角部相邻，并且多个第一过孔110的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第一侧201a至少部分地叠置。另外，多个第一过孔110的边缘可在第三方向DR3上与接地平面201的第二侧201b至少部分地叠置。
这样，多个第一过孔110被布置成使得它们的边缘在接地平面201的四个角部处与接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a至少部分地叠置。因此，可延长通过沿着第二方向DR2彼此面对的两个第一过孔110和接地平面201的附加第一返回电流路径。
另外，多个第二过孔110a被设置为与接地平面201的平行于第一方向DR1的两个第一侧201a相邻，并且在第一方向DR1上与多个第一过孔110间隔开，使得多个第二过孔110a的边缘在第三方向DR3上与接地平面201的第一侧201a至少部分地叠置。因此，沿着第二方向DR2彼此面对的两个第二过孔110a之间的距离增加，并且可延长通过沿着第二方向DR2彼此面对的两个第二过孔110a和接地平面201的附加第一返回电流路径。
另外，由于多个第一过孔110被布置成使得它们的边缘在接地平面201的四个角部处与接地平面201的侧部至少部分地叠置，因此多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的间隔距离加宽。因此，可减小由于多个第一过孔110与天线贴片130、140和150之间的附加耦合引起的影响，以不影响天线设备100b的谐振模式。
此外，多个第二过孔110a可与第三天线贴片150至少部分地叠置，但不与第一天线贴片130和第二天线贴片140叠置。因此，由于多个第二过孔110a被设置成与第一天线贴片130和第二天线贴片140间隔开，因此可减小多个第二过孔110a与天线贴片130和140之间的附加耦合的影响，以不影响天线设备100b的谐振模式。多个第二过孔110a可与第三天线贴片150至少部分地叠置(第三天线贴片150是与第二天线贴片140形成附加耦合的寄生天线贴片)，但不与作为主天线贴片的天线贴片130和140叠置，以不影响天线设备100b的谐振模式。
另外，参照图9以及图13，在第一方向DR1上彼此相邻的第一过孔110和第二过孔110a之间(在第一方向DR1上)的距离d13可大于第一介电层210的边缘与第一过孔110的中心之间的距离d14和d15。另外，多个第二过孔110a不与天线贴片中的一部分叠置，并且彼此相邻的第一过孔110和第二过孔110a之间的距离(例如，第一过孔110的中心和第二过孔110a的中心之间在第一方向DR1上的距离d13)可不大于天线贴片中的不与多个第二过孔110a叠置的部分与第二过孔110a之间的在第一方向DR1上的最小距离(例如，第一天线贴片130和第二天线贴片140与第二过孔110a的中心之间的在第一方向DR1上的最小距离d13a)。也就是说，第二过孔110a可被设置成在第一方向DR1上相比于靠近第一天线贴片130和第二天线贴片140更靠近第一过孔110。
因此，由于第二过孔110a被设置成相比于靠近第一天线贴片130和第二天线贴片140更靠近第一过孔110，因此第二过孔110a与第一天线贴片130和第二天线贴片140之间的距离可保持预定间隔或更大，因此，可减小多个第二过孔110a与天线贴片130和140之间的附加耦合的影响，以不影响天线设备100b的谐振模式。
多个第二过孔110a的数量可与多个第一过孔110的数量相同，但不限于此，并且多个第二过孔110a的数量可改变。然而，优选的是，多个第二过孔110a中的每个被设置成在第一方向DR1上相比于靠近第一天线贴片130和第二天线贴片140更靠近相邻的第一过孔110。
上述图1至图6的天线设备100的其他特征适用于天线设备100b。
图14示出了根据另一实施例的天线设备100c。将省略与根据上述实施例的天线设备100和100b的组成元件相同的组成元件的详细描述。
参照图14，天线设备100c包括设置在第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b以及多个第一过孔110下方的多个垫21、22和23以及设置在多个垫21、22和23下方的多个连接构件31、32和33。多个连接构件31、32和33可以是焊料球、引脚或焊盘。
天线设备100c还可包括连接基板20，连接基板20在第三方向DR3上设置在第一介电层210下方并且包括接地平面201。
第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b以及多个第一过孔110可通过多个垫21、22和23以及多个连接构件31、32和33电连接到连接基板20。多个第二过孔110a可通过垫24和设置在垫24下方的连接构件34电连接到连接基板20。连接构件34可以是焊料球、引脚或焊盘。
与天线设备100和100b不同，天线设备100c可具有与包括接地平面201的连接基板20分离的独立结构。
通常，在天线设备100c中，除了上面描述的连接基板20、多个连接构件31、32、33和34以及多个垫21、22、23和24的构造代替了天线设备100和100b的第三介电层230的构造之外，图1至图6的天线设备100的特征和图8至图13的天线设备100b的特征适用于天线设备100c，并且天线设备100c还包括多个第二过孔110a。
图15示出了根据实施例的包括天线设备1000的电子装置2000的简化示图。
参照图15，天线设备1000设置在电子装置2000的组400中。
电子装置2000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、膝上型计算机、上网本计算机、电视、视频游戏装置、智能手表或汽车部件，但不限于所列出的示例。
电子装置2000可具有多边形的侧部，并且多个天线设备1000可分别设置为与电子装置2000的侧部中的至少一部分相邻。
通信模块410和基带电路420可设置在组400中，并且天线设备1000可通过同轴电缆430电连接到通信模块410和基带电路420。
为了执行数字信号处理，通信模块410可包括以下项中的任何一个或者任何两个或更多个的任何组合：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)和闪存；应用处理器芯片，诸如中央处理器(例如，CPU)、图形处理器(例如，GPU)、数字信号处理器、密码处理器、微处理器和微控制器；以及逻辑芯片，诸如模数转换器和专用IC(ASIC)。
基带电路420可对模拟信号执行模数转换以及放大、滤波和频率转换，以生成基带信号。可通过电缆将输入到基带电路420/从基带电路420输出的基带信号传输到天线设备1000。例如，可通过电连接结构、芯过孔和导线将基带信号传输到IC，并且IC可将基带信号转换为毫米波(mmWave)频带中的RF信号。
每个天线设备1000可以是其中布置有根据上述实施例的多个天线设备100、100a、100b和/或100c的装置。
在下文中，将参照图16和17描述实验示例。图16和图17是根据实验示例的结果的曲线图。
在图16和图17的实验示例中，针对第一种情况(其中天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1和其在第二方向DR2上的第二宽度d2基本上彼此相等)，并且针对第二种情况(其中天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于其在第二方向DR2上的第二宽度d2，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样)，测量具有第一极化的第一RF信号的反射系数和具有第二极化的第二RF信号的反射系数。测量结果如图16和图17所示。图16示出了第一种情况的结果，图17示出了第二种情况的结果。在曲线图中，第一RF信号的S参数被示出为S22，并且第二RF信号的S参数被示出为S11。
参照图16，在第一种情况(其中天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1和其在第二方向DR2上的第二宽度d2基本上彼此相等)下，发现第一RF信号的S参数和第二RF信号的S参数基本上相同并且彼此重合。因此，在第一种情况下，发现第一RF信号的反射系数和第二RF信号的反射系数之间没有差异。
参照图17，根据第二种情况(其中天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于其在第二方向DR2上的第二宽度d2，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样)，发现第一极化RF信号的S参数和第二极化RF信号的S参数彼此不同。特别地，发现第一极化RF信号的带宽显著小于第二极化RF信号的带宽。这样，发现随着天线设备100的在第二方向DR2上的宽度减小，由于接地平面201的在第二方向DR2上的第四宽度d4小于接地平面201的在第一方向DR1上的第三宽度d3，所以第一极化RF信号的反射系数特性可能降低，因此，第一极化RF信号的带宽可能降低。
在下文中，将参照图18A和图18B描述另一实验示例。图18A和图18B是根据另一实验示例的结果的示意图。
在图18A和图18B的实验示例中，针对天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于天线的介电部在第二方向DR2上的第二宽度d2的情况(如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样)，当电信号被施加到第一馈电过孔121a和第二馈电过孔121b中的每个时，对接地平面201的返回电流路径进行仿真。仿真结果如图18A和图18B所示。
图18A示出了相对于施加到第二馈电过孔P1的电信号的接地平面201的第二返回电流路径。图18B示出了相对于施加到第一馈电过孔P2的电信号的接地平面201的第一返回电流路径。
参照图18A和图18B，发现用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的接地平面201的第一返回电流路径基本上平行于第二方向DR2，并且发现用于施加到第二馈电过孔121b的电信号的接地平面201的第二返回电流路径基本上平行于第一方向DR1。另外，发现用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的接地平面201的第一返回电流路径比用于施加到第二馈电过孔121b的电信号的接地平面201的第二返回电流路径短。
在下文中，将参照图19和图20描述另一实验示例。图19和图20是根据实验示例的结果的曲线图。
在图19和图20的示例中，针对第一种情况(情况1)(其中天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1和其在第二方向DR2上的第二宽度d2基本上彼此相等)，并且针对第二种情况(情况2)(其中天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于其在第二方向DR2上的第二宽度d2，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样)，测量具有第一极化的第一RF信号的阻抗和具有第二极化的第二RF信号的阻抗。测量结果示于图19和图20中。图19示出了第二RF信号的结果，并且图20示出了第一RF信号的结果。
参照图19，针对第一种情况(情况1)和第二种情况(情况2)，发现根据第二RF信号的频率的阻抗具有基本相同的模式。因此，比较第一种情况(情况1)和第二种情况(情况2)，发现第二RF信号不受影响。
参照图20，针对第一种情况(情况1)和第二种情况(情况2)，发现根据第一RF信号的频率的阻抗彼此不同，并且发现随着天线的介电部在第二方向DR2上的宽度减小，第一RF信号的特性降低。
在下文中，将参照图21至图23描述另一实验示例。图21至图23是根据实验示例的结果的曲线图。
在图21至图23的示例中，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样，天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于其在第二方向DR2上的第二宽度d2，针对其中未形成第一过孔110的第三种情况(情况3)，并且针对其中形成第一过孔110的第四种情况(情况4)，测量具有第一极化的第一RF信号的反射系数和具有第二极化的第二RF信号的反射系数。测量结果示于图21至图23中。图21示出了第二RF信号的结果，并且图22示出了第一RF信号的结果。图23示出了针对第四种情况(情况4)的第一RF信号和第二RF信号。在图23中，第二RF信号的结果被示出为S11，并且第一RF信号的结果被示出为S22。
参照图21，发现在第三种情况(情况3)和第四种情况(情况4)之间，第二极化RF信号的带宽基本上没有差异。参照图22，发现与第三种情况(情况3)相比，第四种情况(情况4)下的第一极化RF信号的带宽增加。
参照图23，在包括如在根据这里公开的实施例的天线设备中的多个第一过孔110的第四种情况(情况4)下，发现第一极化RF信号的带宽与第二极化RF信号的带宽没有显著差异。
在下文中，将参照图24A和图24B描述另一实验示例。图24A和图24B是根据另一实验示例的结果的示意图。
在图24A和图24B的实验示例中，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样，天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于其在第二方向DR2上的第二宽度d2，针对其中未形成第一过孔110的第三种情况(情况3)，并且针对其中形成第一过孔110的第四种情况(情况4)，当将每个电信号施加到第一馈电过孔121a时，对接地平面201的返回电流路径进行仿真。在图24A和图24B中示出了仿真结果。图24A示出了第三种情况(情况3)的结果，图24B示出了第四种情况(情况4)的结果。
参照图24A和图24B，与第三种情况(情况3)相比，在第四种情况(情况4)下，发现用于施加到第一馈电过孔121a的电信号的接地平面201的在第二方向DR2上的第一返回电流路径由于第一过孔110而延长。
在下文中，将参照图25A和图25B描述另一实验示例。图25A和图25B是另一实验例的结果的曲线图。
在图25A和图25B的实验示例中，针对第五种情况(情况5)(其中连接到接地平面的多个过孔(例如多个第一过孔110和/或多个第二过孔110a)形成在与接地平面的边缘叠置的位置处)，针对第六种情况(情况6)(其中多个过孔形成为在第一方向DR1上与接地平面的边缘间隔开约0.5mm)，并且针对第七种情况(情况7)(其中多个过孔被形成为在第一方向DR1上与接地平面的边缘间隔开约0.8mm)，测量具有第一极化的第一RF信号的S参数和具有第二极化的第二RF信号的S参数。测量结果示于图25A和图25B。图25A示出了第二RF信号的结果，图25B示出了第一RF信号的结果。
参照图25A和图25B，发现即使当多个过孔的位置在第一方向DR1上相对于接地平面的边缘改变时，第二RF信号的带宽也没有改变。相反，发现当多个过孔的位置在第一方向DR1上相对于接地平面的边缘改变时，位置改变越大，第一RF信号的带宽越宽。因此，发现如在根据实施例的天线设备100b和100c中，当多个第二过孔110a与多个第一过孔110一起形成时，第一极化RF信号的带宽更宽。
在下文中，将参照图26A和图26B描述另一实验示例。图26A和图26B是另一实验示例的结果的曲线图。
在图26A和图26B的实验示例中，针对第五种情况(情况5)(其中连接到接地平面的多个过孔形成在与接地平面的边缘叠置的位置处)，针对第八种情况(情况8)(其中多个过孔形成为在第二方向DR2上与接地平面的边缘间隔开约0.5mm)，并且针对第九种情况(情况9)(其中多个过孔被形成为在第二方向DR2上与接地平面的边缘间隔开约0.8mm)，测量第一极化RF信号的S参数和第二极化RF信号的S参数。测量结果示于图26A和图26B。图26A示出了具有第二极化的第二RF信号的结果，图26B示出了具有第一极化的第一RF信号的结果。
参照图26A和图26B，发现即使当多个过孔的位置在第二方向DR2上相对于接地平面的边缘改变时，第二RF信号的带宽的改变不大。相反，发现当多个过孔的位置在第二方向DR2上相对于接地平面的边缘改变时，第一RF信号的带宽随着位置改变的增大而进一步减小。因此，如在根据这里公开的实施例的天线设备100、100a、100b和100c中，发现当在第二方向DR2上彼此面对的过孔110和110a之间的距离被设置为较宽而不减小它们之间的距离时，第一RF信号的带宽更宽。
在下文中，将参照图27和图28描述另一实验示例。图27和图28是另一实验示例的结果的曲线图。
在图27和图28的实验示例中，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样，天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于其在第二方向DR2上的第二宽度d2，针对其中形成多个第一过孔110的情况，并且针对其中多个第一过孔110和多个第二过孔110a一起形成的情况，测量具有第一极化的第一RF信号的S参数和具有第二极化的第二RF信号的S参数。测量结果示于图27和图28中。图27示出了第二RF信号的结果，并且图28示出了第一RF信号的结果。在图27和图28中，仅形成多个第一过孔110的情况的结果被示出为曲线aa，并且多个第一过孔110和多个第二过孔110a一起形成的情况的结果被示出为曲线bb。
参照图27，发现由于包括多个第二过孔110a而引起的第二RF信号的带宽的改变不大。相反，参照图28，发现在其中多个第一过孔110和多个第二过孔110a一起形成的情况bb下的第一RF信号的带宽比在其中仅形成多个第一过孔110的情况aa下的第一RF信号的带宽宽。
在下文中，将参照图29A和图29B描述另一实验示例的结果。图29A和图29B示出了根据另一实验示例的结果的曲线图。
在图29A和图29B的实验示例中，如在根据这里公开的实施例的天线设备中那样，天线的介电部在第一方向DR1上的第一宽度d1大于天线的介电部在第二方向DR2上的第二宽度d2，针对其中未形成第一过孔110的第三种情况(情况3)，并且针对其中形成第一过孔110的第四种情况(情况4)，测量具有第一极化的第一RF信号的增益和具有第二极化的第二RF信号的增益。测量结果示于图29A和图29B。图29A示出了第二RF信号的增益，并且图29B示出了第一RF信号的增益。
参照图29A和图29B，发现在形成第一过孔110的情况下的第二RF信号的增益与在未形成第一过孔110的情况下的第二RF信号的增益之间没有显著差异，但是当形成第一过孔110时，第一RF信号的增益增加。
将参照下面的表1描述另一实验示例。在表1的实验示例中，测量了其中未形成多个过孔的情况和其中形成多个过孔的情况的第一RF信号的带宽和增益以及第二RF信号的带宽和增益。测量结果示于表1中。
(表1)
Figure BDA0003302074830000231
参照表1，发现第一极化RF信号的带宽从形成多个过孔之前的1.6GHz显著增加到形成多个过孔之后的7.1GHz，并且在形成多个过孔之后，第一极化RF信号在24GHz频带中的增益增加。
执行本申请中描述的操作的图15中的通信模块410由硬件组件实现，该硬件组件被配置为执行本申请中描述的由硬件组件执行的操作。可用于执行本申请中描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及被配置为执行本申请中描述的操作的任意其他电子组件。在其他示例中，执行本申请中描述的操作的硬件组件中一个或更多个由计算硬件实现，例如，由一个或更多个处理器或计算机实现。处理器或计算机可由一个或更多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或者被配置为以定义的方式响应和执行指令以实现期望的结果的任意其他装置或装置的组合)实现。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件可执行指令或软件(诸如，操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用)，以执行本申请中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行而访问、操纵、处理、创建和存储数据。为了简单起见，可在本申请中描述的示例的描述中使用单数术语“处理器”或“计算机”，但在其他示例中，可使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机可包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或者处理器或计算机可包括多个处理元件和多种类型的处理元件两者。例如，单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现。一个或更多个硬件组件可由一个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现，并且一个或更多个其他硬件组件可由一个或更多个其他处理器、或者另外的处理器和另外的控制器实现。一个或更多个处理器、或者处理器和控制器可实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有不同的处理配置中的任意一种或更多种，其示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
执行本申请中描述的操作的方法由计算硬件执行，例如，由如上所述实现的执行指令或软件的一个或更多个处理器或计算机执行，以执行本申请中描述的通过所述方法执行的操作。例如，单个操作或者两个或更多个操作可由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器执行。一个或更多个操作可由一个或更多个处理器或者处理器和控制器执行，并且一个或更多个其他操作可由一个或更多个其他处理器或者另外的处理器和另外的控制器执行。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可执行单个操作或者两个或更多个操作。
用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合，以用于单独地或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机以操作为执行由如上所述的硬件组件和方法执行的操作的机器或专用计算机。在一个示例中，指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如通过编译器生成的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。指令或软件可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述使用任意编程语言来编写，附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法。
用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构可记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘，以及被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构并向一个或更多个处理器或计算机提供指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构使得一个或更多个处理器或计算机可执行指令的任意其他装置。在一个示例中，指令或软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得指令和软件以及任意相关数据、数据文件和数据结构通过一个或更多个处理器或计算机以分布式的方式存储、访问和执行。
虽然上面已经示出和描述了具体示例，但是在理解本公开之后将易于理解的是，在不脱离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或由其他组件或其等同组件来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案的范围内的全部变型将被解释为被包含在本公开中。
<标记说明>
100、100a、100b、100c：天线设备
201：接地平面
210、220：介电层
121a、121b：馈电过孔
110、110a：过孔
130、140、150：天线贴片

Claims (20)

1.一种天线设备，包括：
接地平面，包括平行于第一方向的第一侧和平行于第二方向的第二侧，所述接地平面位于在所述第一方向和所述第二方向上形成的平面上；
介电层，在第三方向上设置在所述接地平面上；
天线贴片，在所述第三方向上与所述接地平面叠置；以及
多个第一过孔，连接到所述接地平面并且穿过所述介电层的至少一部分，
其中，所述多个第一过孔的边缘在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
2.如权利要求1所述的天线设备，其中，所述第一侧中的每个在所述第一方向上的长度大于所述第二侧中的每个在所述第二方向上的长度，并且
其中，所述多个第一过孔被设置为与所述接地平面的所述第一侧和所述第二侧彼此相交的部分相邻。
3.如权利要求2所述的天线设备，其中，所述多个第一过孔在所述第三方向上不与所述天线贴片叠置。
4.如权利要求2所述的天线设备，其中，所述天线贴片包括：
第一天线贴片，在所述第三方向上设置在所述介电层上；
第二天线贴片，在所述第三方向上与所述第一天线贴片叠置；以及
第三天线贴片，与所述第二天线贴片设置在同一层上并且设置为围绕所述第二天线贴片，并且
其中，所述多个第一过孔在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。
5.如权利要求2所述的天线设备，所述天线设备还包括：
第一馈电过孔和第二馈电过孔，在所述第三方向上穿过所述介电层的至少一部分，所述第一馈电过孔在所述第二方向上与所述接地平面的中心间隔开，并且所述第二馈电过孔在所述第一方向上与所述接地平面的所述中心间隔开，
其中，所述天线设备被构造为使得通过施加到所述第一馈电过孔的电信号发送和接收具有第一极化的第一信号，并且通过施加到所述第二馈电过孔的电信号发送和接收具有第二极化的第二信号。
6.如权利要求1-3中任一项所述的天线设备，所述天线设备还包括：
多个第二过孔，连接到所述接地平面，穿过所述介电层的至少一部分，并且被设置成在所述第一方向上与所述多个第一过孔间隔开。
7.如权利要求6所述的天线设备，其中，所述多个第二过孔的边缘在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
8.如权利要求7所述的天线设备，其中，所述天线贴片包括：
第一天线贴片，在所述第三方向上设置在所述介电层上；
第二天线贴片，在所述第三方向上与所述第一天线贴片叠置；以及
第三天线贴片，与所述第二天线贴片设置在同一层上并且设置为围绕所述第二天线贴片，并且
其中，所述多个第二过孔在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。
9.如权利要求8所述的天线设备，其中，所述多个第二过孔在所述第三方向上与所述第三天线贴片至少部分地叠置。
10.如权利要求8所述的天线设备，其中，在所述第一方向上彼此相邻的所述第一过孔和所述第二过孔之间的在所述第一方向上的第一距离不大于所述第二过孔与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片之间的在所述第一方向上的最小距离。
11.如权利要求1-5中任一项所述的天线设备，其中，所述介电层包括平行于所述第一方向的第一边缘和平行于所述第二方向的第二边缘，并且
其中，所述第一边缘的宽度大于所述第二边缘的宽度。
12.一种天线设备，包括：
接地平面，包括平行于第一方向的第一侧和平行于第二方向的第二侧，所述接地平面位于在所述第一方向和所述第二方向上形成的平面上；
介电层，在第三方向上与所述接地平面叠置；
天线贴片，在所述第三方向上与所述接地平面叠置；
多个第一过孔，穿过所述介电层的至少一部分并且连接到所述接地平面；以及
多个第二过孔，被设置为在所述第一方向上与所述多个第一过孔间隔开，
其中，所述多个第二过孔不与所述天线贴片中的一部分叠置，其中，在所述第一方向上彼此相邻的所述第一过孔和所述第二过孔之间的在所述第一方向上的第一距离不大于所述第二过孔与所述天线贴片中的不与所述多个第二过孔叠置的部分之间的在所述第一方向上的最小距离。
13.如权利要求12所述的天线设备，其中，所述多个第一过孔的边缘在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
14.如权利要求13所述的天线设备，其中，所述多个第二过孔的边缘在所述第三方向上与所述接地平面的所述第一侧至少部分地叠置。
15.如权利要求12-14中任一项所述的天线设备，其中，所述多个第一过孔在所述第三方向上不与所述天线贴片叠置。
16.如权利要求12-14中任一项所述的天线设备，所述天线设备还包括：
第一馈电过孔和第二馈电过孔，在所述第三方向上穿过所述介电层的至少一部分，所述第一馈电过孔在所述第二方向上与所述接地平面的中心间隔开，并且所述第二馈电过孔在所述第一方向上与所述接地平面的所述中心间隔开，
其中，所述天线贴片包括：
第一天线贴片，与所述第一馈电过孔和所述第二馈电过孔耦合；
第二天线贴片，在所述第三方向上与所述第一天线贴片叠置；以及
第三天线贴片，与所述第二天线贴片设置在同一层上并且设置为围绕所述第二天线贴片，
其中，所述多个第一过孔在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置，并且
其中，所述多个第二过孔在所述第三方向上不与所述第一天线贴片和所述第二天线贴片叠置。
17.如权利要求16所述的天线设备，其中，所述多个第二过孔在所述第三方向上与所述第三天线贴片至少部分地叠置。
18.如权利要求12-14中任一项所述的天线设备，其中，所述介电层包括平行于所述第一方向的第一边缘和平行于所述第二方向的第二边缘，
其中，所述第一边缘的宽度大于所述第二边缘的宽度，并且
其中，所述第一侧中的每个在所述第一方向上的长度大于所述第二侧中的每个在所述第二方向上的长度。
19.如权利要求12-14中任一项所述的天线设备，所述天线设备还包括：
第一馈电过孔和第二馈电过孔，在所述第三方向上穿过所述介电层的至少一部分，所述第一馈电过孔在所述第二方向上与所述接地平面的中心间隔开，并且所述第二馈电过孔在所述第一方向上与所述接地平面的所述中心间隔开，
其中，所述天线设备被构造为使得通过施加到所述第一馈电过孔的电信号发送和接收具有第一极化的第一信号，并且通过施加到所述第二馈电过孔的电信号发送和接收具有第二极化的第二信号。
20.如权利要求12-14中任一项所述的天线设备，其中，所述多个第一过孔的数量和所述多个第二过孔的数量相同。
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