CN116762233A - 天线模块及包括天线模块的电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及支持比诸如长期演进(LTE)的第四代(4G)通信更高的数据传输速率的第五代(5G)或第六代(6G)通信系统。提供了一种天线模块。天线模块包括：通信电路、包括构成子阵列的多个天线元件的天线单元、以及在多个层中设置在天线单元下方的网络单元，网络单元包括：配置为分支到多个天线元件的位置的至少一个传输线、延伸穿过多个层的通孔、以及设置在邻近通孔的区域上的短截线结构。设计在在多个层中的形成接地平面的第一层上的开路截线结构可以包括：第一通孔焊盘，设置为与通孔相邻；第一开路截线，从第一通孔焊盘沿第一方向延伸；以及第一槽部分，配置成围绕第一通孔焊盘和第一开路截线。设计在不同于其上设计有开路截线结构的第一层的第二层上的短截线结构可以包括：第二通孔焊盘，设置为邻近通孔；短截线，从第二通孔焊盘沿垂直于第一方向的第二方向延伸；变压器，从第二通孔焊盘沿不同于第二方向的第三方向延伸以便连接到至少一个传输线；以及第二槽部分，配置为围绕第二通孔焊盘、短截线和、变压器的边缘的至少一部分。

Description

天线模块及包括天线模块的电子设备

技术领域

本公开涉及天线模块以及包括天线模块的电子设备。

背景技术

对移动通信从一代发展到一代的回顾表明，发展主要针对面向人类的服务技术，例如基于语音的服务、多媒体服务和数据服务。预期在第五代(5G)通信系统商业化之后指数增长的连接设备将被连接到通信网络。连接到网络的事物的示例可以包括车辆、机器人、仪表板、家用电器、显示器、连接到各种基础设施的智能传感器、建筑机械和工厂设备。期望移动设备以各种形式发展，例如增强现实眼镜、虚拟现实耳机和全息设备。为了在第6代(6G)时代通过连接数百亿个设备和事物来提供各种服务，一直在努力开发改进的6G通信系统。由于这些原因，6G通信系统被称为超5G系统。

预计大约在2030年实现的6G通信系统将具有最大传输速率太(tera)(1,000giga)级bps和100微秒的无线电等待时间，并且因此将是5G通信系统的50倍快并且具有其1/10无线电等待时间。

为了实现这种高数据传输速率和超低等待时间，已经考虑在太赫兹频带(例如，95GHz到3THz频带)中实现6G通信系统。由于在太赫兹频带中比在5G中引入的毫米(mm)波段中更严重的路径损耗和大气吸收，预期能够确保信号传输距离(即，覆盖)的技术将变得更加关键。作为用于确保覆盖的主要技术，有必要开发多天线传输技术，包括射频(RF)元件、天线、具有比正交频分复用(OFDM)更好的覆盖的新颖波形、波束成形和大量多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、以及大规模天线。此外，已对用于改善太赫兹波段信号覆盖的新技术，如基于超材料的透镜和天线、轨道角动量(OAM)和可重构智能表面(RIS)进行了讨论。

此外，为了提高频率效率和系统网络，已经为6G通信系统开发了以下技术：全双工技术，用于使上行链路(用户设备(UE)传输)和下行链路(节点B传输)能够同时使用相同的频率资源；综合利用卫星、高空平台站(HAPS)等的网络技术；网络结构创新技术，用于支持移动节点B等并实现网络运行优化和自动化等；基于频谱使用预测的冲突避免的动态频谱共享技术；基于人工智能(AI)的通信技术，通过从技术设计步骤出发采用AI和端到端AI支持功能的内在化来实现系统优化；以及下一代分布式计算技术，用于通过使用超高性能通信和计算资源(移动边缘计算(MEC)、云等)来实现具有超过UE计算能力限制的复杂度的服务。此外，通过设计用于6G通信系统的新协议、开发用于实现基于硬件的安全环境和数据的安全使用的机制、以及开发用于隐私维护方法的技术，已经不断地尝试进一步增强设备之间的连接性，进一步优化网络，促进网络实体的软件实现，以及增加无线通信的开路性。

预期6G通信系统的这种研究和开发将通过6G通信系统的超连通性实现新维度中的下一个超连接体验，所述超连通性覆盖事物之间的连接和人与事物之间的连接。特别地，期望可以通过6G通信系统提供诸如真正沉浸式XR、高保真度移动全息图和数字复制品的服务。此外，利用增强的安全性和可靠性，将通过6G通信系统提供诸如远程手术、工业自动化和紧急响应的服务，并且因此这些服务将被应用于包括工业、医疗、汽车和家用电器领域的各种领域。

通信系统可以包括用于生成Tx/RX信号的发射/接收(Tx/Rx)集成电路、以及用于将其作为无线电波发射的天线元件。随着天线所使用的频率的增加，近来的发展已经针对组合天线和通信电路(例如，射频集成电路(RFIC))，以便减少Tx线路损耗。

上述信息仅作为背景信息来呈现，以帮助理解本公开。关于上述任何内容是否可以作为关于本公开的现有技术适用，没有作出任何确定，也没有作出断言。

发明内容

[技术问题]

使用超高频带的天线结构可以被设计成具有包括天线元件和无线通信电路(例如，RF电路)的多个基板的堆叠。当设计设置在多个基板内的Tx线时，天线结构可以采用与基板平行设置的带状线型结构，以及在层之间进行连接的垂直Tx通孔。

由于天线结构使用两种不同类型的Tx线(例如，带状线和Tx通孔)，因此在两种类型的Tx线之间可能发生不连续，并且如果两种类型的Tx线具有不同的阻抗，则损耗可能由于不匹配而增加。因此，需要一种能够解决该问题的改进结构。

本公开的各个方面将解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本公开的一方面是提供一种天线模块，其使用超高频频带并采用其中堆叠了多个基板的结构，可以设计开路截线(stub)结构和/或短截线结构以减少不同类型的Tx线之间的失配。

另外的方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过所呈现的实施例的实践来获知。

[技术方案]

根据本公开的一个方面，提供了一种天线模块。天线模块包括:通信电路、包括构成子阵列的多个天线元件的天线部分、以及在多个层中设置在天线部分下方的网络部分。该网络部分包括：被配置为分支到多个天线元件的位置的至少一个传输线、延伸穿过多层的通孔、以及设置在与通孔相邻的区域中的短截线结构。被构造成在多个层中的形成接地平面的第一层上设计的开路截线结构可以包括：邻近通孔设置的第一通孔焊盘、沿第一方向从第一通孔焊盘延伸的第一开路截线、以及形成为围绕第一通孔焊盘和第一开路截线的边缘的第一槽部分。设计在不同于第一层的第二层上的短截线结构可以包括：邻近通孔设置的第二通孔焊盘，从第二通孔焊盘沿第二方向延伸的短截线，从第二通孔焊盘沿不同于第二方向的第三方向延伸并连接到至少一个传输线的变压器，以及形成为围绕第二通孔焊盘、短截线和变压器的边缘的至少一部分的第二槽部分。

根据本公开的另一方面，提供了一种天线模块。天线模块包括：通信电路、包括构成子阵列的多个天线元件的天线部分、以及包括堆叠在通信电路和天线部分之间的多个基板的网络部分。在多个基板中的被配置为形成接地平面的至少一个层上设计开路截线结构。开路截线结构可以包括：沿着通孔的边缘形成的第一通孔焊盘、从第一通孔焊盘沿第一方向延伸的第一开路截线、以及形成为围绕第一通孔焊盘和第一开路截线的边缘以便将第一通孔焊盘和第一开路截线与接地平面分开的第一槽部分。

根据本公开的另一方面，提供了一种天线模块。天线模块包括：通信电路、包括构成子阵列的多个天线元件的天线部分、以及包括堆叠在通信电路和天线部分之间的多个基板的网络部分。在多个基板中的具有设置在其上的带状线的传输线的至少一个层上设计短截线结构。短截线结构可以包括：沿着通孔的边缘形成的第一通孔焊盘，从第一通孔焊盘沿第一方向延伸的短截线，从第一通孔焊盘沿不同于第一方向的第二方向延伸以连接到带状线的传输线的变压器，以及形成为围绕第一通孔焊盘、短截线和变压器的边缘的至少一部分的第一槽部分。

[有益效果]

本公开的各种实施例可以结合具有多个堆叠基板的天线模块来提供用于减少设置在基板内部或其表面上的Tx线的失配的结构。

根据本公开的各种实施例的天线模块可以具有在基板的区域中设计的改进的开路截线结构和/或短截线结构，从而实现不同类型的Tx线之间的阻抗匹配。

根据本公开的各种实施例的天线模块可以具有在基板的区域中设计的改进的开路截线结构和/或短截线结构，从而最大化物理空间可用性并最小化信号Tx线损耗。

可以设计根据本公开的各种实施例的天线模块，以便优化模块内部结构，使得各个层具有指定的功能且具有独立性，从而提供模块开发效率。

通过下面结合附图的公开了本公开的各种实施例的详细描述，本公开的其它方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其它方面、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的电子设备的结构的实施例；

图2是根据本公开的实施例的沿着图1中的轴线A-A’截取的横截面视图；

图3是根据本公开的实施例的沿着图1中的轴线B-B’截取的横截面视图；

图4是根据本公开的实施例的沿着图1中的轴线C-C’截取的横截面视图；

图5是根据本公开的实施例的设置在电子设备中的天线模块的横截面视图；

图6是示出根据本公开的实施例的天线模块的网络单元中的传输线之间的匹配结构的横截面视图；

图7是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的透视图；

图8是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图9是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的透视图；

图10是描述根据本公开的实施例的在天线模块的布线单元中设计开路截线结构时，传输线的属性与在天线模块的布线单元中排除开路截线结构时，传输线的属性之间的比较的图；

图11A是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11B是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11C是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11D是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11E是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11F是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11G是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图11H是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图12是描绘根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元上实现不同的开路截线时，开路截线之间的传输线的属性的图；

图13是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的透视图；

图14是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图；

图15是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的横截面；

图16A是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图；

图16B是示出根据本公开的实施例的从传输线结构中排除短截线结构以与图16A进行比较的传输线结构的平面图；

图17A是描述根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计短截线结构时，传输线的属性的图；

图17B是描述根据本公开的实施例的在排除短截线结构以与图17A进行比较时，传输线的属性的图；

图18A是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图；

图18B是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图；

图19是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图；

图20是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图；

图21是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的带状线的通孔和传输线的布置关系的视图；以及

图22是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的带状线的通孔和传输线的布置关系的视图。

具体实施方式

提供以下参考附图的描述以帮助全面理解如由权利要求书及其等同物界定的本公开的各种实施例。它包括各种具体细节以帮助理解，但是这些仅被认为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对这里描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，可以省略对众所周知的功能和结构的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词不限于书目含义，而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，本领域的技术人员应当清楚，提供本公开的各种实施例的以下描述仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的公开。

应当理解，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。因此，例如，提及“部件表面”包括提及一个或多个这样的表面。

根据本文所揭示的各种实施例的电子设备可为各种类型的电子设备中的一者。电子设备可以包括，例如，便携式通信设备(例如，智能电话)、计算机设备、便携式多媒体设备、便携式医疗设备、照相机、可佩戴设备或家用电器。根据本公开的实施例的电子设备不限于上述那些。

应当理解，本公开的各种实施例和其中使用的术语不旨在将本文所述的技术特征限制为特定实施例，并且包括相应实施例的各种改变、等同物或替代方案。关于附图的描述，类似的附图标记可用于表示类似或相关的元件。应当理解，除非相关的上下文另外清楚地指出，否则对应于项目的名词的单数形式可以包括一个或多个项目。如本文所用，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”和“A、B或C中的至少一个”等短语中的每一者可包括在相应的一个短语中一起列举的项目的所有可能的组合。如本文所用，诸如“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”的术语可用于简单地将相应的元件与另一个元件区分开来，并且在其它方面(例如，重要性或次序)不限制所述元件。应当理解，如果元件(例如，第一元件)被称为(使用或不使用术语“可操作地”或“通信地”)“与另一元件(例如，第二元件)联接”、“联接到另一元件(例如，第二元件)”、“与另一元件连接(例如，第二元件)”、或“连接到另一元件(例如，第二元件)”，则这意味着该元件可以直接(例如，有线地)、无线地、或通过第三元件与另一元件联接/连接。

如本文所使用的，术语“模块”可包括以硬件、软件或固件实施的单元，且可与其它术语(例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部件”或“电路”)互换使用。“模块”可以是适于执行一个或多个功能的单个集成部件的最小单元，或其一部分。例如，根据实施例，“模块”可以以专用集成电路(ASIC)的形式实现。

在此阐述的各种实施例可以被实现为软件(例如，程序140)，其包括存储在机器(例如，电子设备101)可读的存储介质(例如，内部存储器136或外部存储器138)中的一个或多个指令。例如，机器(例如，电子设备101)的处理器(例如，处理器120)可以调用存储在存储介质中的一个或多个指令中的至少一个，并执行它。这允许根据所调用的至少一个指令来操作机器以执行至少一个功能。所述一个或多个指令可以包括由编译器生成的代码或由解释器执行的代码。机器可读存储介质可以以非暂时性存储介质的形式提供。这里，术语“非暂时性”仅意味着存储介质是有形设备，并且不包括信号(例如，电磁波)，但是该术语不区分数据被半永久地存储在存储介质中的位置和数据被临时地存储在存储介质中的位置。

根据实施例，根据本公开的各种实施例的方法可以被包括并提供在计算机程序产品中。计算机程序产品可以作为卖方和买方之间的产品进行交易。计算机程序产品可以以机器可读存储介质(例如，光盘只读存储器(CD-ROM))的形式分发，或者经由应用商店(例如，Play Store^TM)在线分发(例如，下载或上载)，或者直接在两个用户设备(例如，智能电话)之间分发。如果在线分发，则计算机程序产品的至少一部分可以被临时生成或至少临时存储在机器可读存储介质中，例如制造商服务器的存储器、应用商店服务器的存储器或中继服务器的存储器。

根据各种实施例，上述元件的每个元件(例如，模块或程序)可以包括单个实体或多个实体。根据各种实施例，可以省略一个或多个上述元件，或者可以添加一个或多个其它元件。可替换地或附加地，多个元件(例如，模块或程序)可以被集成到单个元件中。在这种情况下，根据各种实施例，集成元件仍然可以以与在集成之前由多个元件中的相应一个执行相同或相似的方式来执行多个元件中的每一个的一个或多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或另一元件执行的操作可以顺序地、并行地、重复地、或试探地执行，或者一个或多个操作可以以不同的顺序执行或被省略，或者可以添加一个或多个其它操作。

图1是根据本公开的实施例的电子设备的结构的实施例。

图2是根据本公开的实施例的沿着图1中的轴线A-A’截取的横截面视图。

图3是根据本公开的实施例的沿着图1中的轴线B-B’截取的横截面视图。

图4是根据本公开的实施例的沿着图1中的轴线C-C’截取的横截面视图。

参照图1-图4，电子设备101可以包括外壳110，外壳110包括第一板220(例如，前板)，与第一板220间隔开并面向与第一板相对的方向的第二板230(例如，后板或后玻璃)，以及围绕第一板220和第二板230之间的空间的横向构件240。

根据实施例，第一板220可以包括透明材料，该透明材料包括玻璃板。第二板230可以包括非导电和/或导电材料。横向构件240可以包括导电材料和/或非导电材料。在实施例中，横向构件240的至少一部分可以与第二板230一体地形成。在实施例中，横向构件240可以包括第一至第三绝缘单元241、243和245和/或第一至第三传导单元251、253和255。在另一实施例中，横向构件240可以省略第一至第三绝缘单元241、243和245和/或第一至第三传导单元251、253和255中的一者。例如，当省略第一至第三绝缘单元241、243和245时，对应于第一至第三绝缘单元241、243和245的部分可以由导电单元形成。对于另一示例，当省略第一至第三传导单元251、253和255时，对应于第一至第三绝缘单元251、253和255的部分可以由绝缘单元形成。

根据实施例，电子设备101可以包括通过第一板220示出的显示器、主印刷电路板(PCB)271、和/或空间中的中间板(未示出)，并且可以选择性地包括除此之外的其它部件。

根据实施例，电子设备101可以包括外壳110的空间中和/或一部分(例如，横向构件240)中的第一天线(例如，第一传导单元251)、第二天线(例如，第二传导单元253)、或第三天线(例如，第三传导单元255)。例如，第一至第三天线可以用作支持例如蜂窝通信(例如，第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)或长期演进(LTE))、近场通信(例如，Wi-Fi、蓝牙或NFC)和/或全球导航卫星系统(GNSS)的天线辐射器。

根据实施例，电子设备101可以包括用于形成定向波束的第一天线模块261、第二天线模块263和/或第三天线模块265。例如，天线模块261、263和265可以用于5G网络通信、毫米波通信、60GHz通信，无线吉比特(WiGig)通信、或6G网络通信。在实施例中，天线模块261、263和265可以设置在与电子设备101的金属构件(例如，外壳110、内部部件273和/或第一至第三天线)隔开的空间中。在另一实施例中，天线模块261、263和265可以设置在与电子设备101的金属构件(例如，外壳110、和/或第一至第三传导单元251、253和255)接触的空间中。

参照图1，在实施例中，第一天线模块261可以设置在左(-Y轴)上端，第二天线模块263可以设置在上(X轴)中端，并且第三天线模块265可以设置在右(Y轴)中间。在另一实施例中，电子设备101可以包括处于附加位置(例如，中间的下(-X轴))的附加天线模块，或者可以省略第一到第三天线模块261、263和265的一部分。根据实施例，第一到第三天线模块261、263和265可以通过使用导线281(例如，同轴电缆或柔性PCB(FPCB))电连接到设置在PCB 271上的至少一个通信处理器120。

参照示出沿图1中的轴A-A’截取的横截面视图的图2，在包括第一天线阵列(未示出)或第二天线阵列(未示出)的第一天线模块261中，第一天线阵列可以被设置为执行朝向第二板230方向的辐射，并且第二天线阵列可以被设置为执行穿过第一绝缘单元241的辐射。

参照图3，图3示出了沿图1中的轴B-B’截取的横截面视图，第二天线模块263的第一天线阵列可以被设置为执行朝向第二板230方向的辐射，并且其第二天线阵列可以被设置为执行穿过第二绝缘单元243的辐射。在实施例中，第一天线阵列或第二天线阵列可以包括偶极天线、贴片天线、单极天线、缝隙天线或环形天线。

在实施例中，第二天线模块263可以包括第一印刷电路板和电连接到第一印刷电路板的第二印刷电路板。第一天线阵列可以设置在第一印刷电路板上。第二天线阵列可以设置在第二印刷电路板上。根据实施例，第一印刷电路板和第二印刷电路板可以通过柔性电路板或同轴电缆连接。柔性电路板和同轴电缆可以设置在电子元件(例如，接收器、扬声器、传感器、照相机、耳塞或按钮)周围。

参照图4，图4示出了沿图1中的轴线C-C’截取的横截面视图，第三天线模块265可以被设置为执行朝向外壳110的横向构件240的辐射。例如，第三天线模块265的天线阵列可以设置为通过第三绝缘单元245执行辐射。

图5是根据本公开的实施例的设置在电子设备中的天线模块的横截面。

根据各种实施例，电子设备(例如，图1-图4中的电子设备101)可以包括天线模块300。

参照图5，天线模块300可以具有可应用于超高频的封装结构中的天线，并且设置在天线模块300上的天线可以形成子阵列(例如，子阵列结构)。根据实施例，构成天线模块300的各个层的组(以下称为天线单元301、网络单元302和通信电路单元303)被设计成彼此独立，以便通过优化模块的内部结构来最小化线路损耗并提高空间效率。

根据各种实施例，天线模块300可以包括天线单元301，在天线单元301中，天线元件301a(例如，导电板)形成指定阵列，并且天线单元301由多个层组成。在天线模块300中，网络单元302和通信电路单元303相对于天线单元301在向下的方向上堆叠。根据实施例，网络单元302可以包括馈送网络单元320和布线单元330。

根据各种实施例，天线模块300可以被设计成具有由多个层组成的高密度互连(HDI)PCB结构。例如，天线单元301、馈电网络单元320、布线单元330和通信电路单元303中的每一个都可以通过层叠多层来形成。

根据各种实施例，天线单元301可以被设计成具有包括天线元件301a的特定布置(例如，子阵列)的子阵列结构。天线元件301a可以是天线辐射器，并且可以包括例如贴片型辐射导体或具有在一个方向上延伸的偶极结构的导电板型。对于另一示例，贴片型天线元件301a可以有效地使用天线模块300的物理空间，并提供宽边辐射图案，因此在增益和波束控制方面是有利的。

根据各种实施例，天线单元301可以被设计成具有子阵列结构，其中连接到馈电网络单元320的电源线的主辐射器(例如，天线元件301a)被布置在包括暴露于外部的表面的第一层的一个表面上或者在第一层中。在子阵列结构中，可在天线模块300中部署的辐射器的数量根据所使用的频带来确定，子阵列结构可以被不同地设计为对应于所确定的辐射器的数量。例如，基于贴片类型，子阵列结构可以不同地排列，例如排列在2×1、2×2、4×1或4×2的阵列中。对于另一示例，贴片类型的形状可以是诸如正方形、圆形、矩形或椭圆形的各种形状中的一种。根据另一实施例，子阵列结构的布置和形状可以根据半功率波束宽度和波束扫描范围的要求来确定。

根据各种实施例，网络单元302可以设置在天线单元301的下方并且由多个层形成。网络单元302可以将从通信电路(例如，RFIC)341传送的发送信号和/或接收信号电连接到天线单元301的天线元件301a。根据实施例，在网络单元302中，与天线单元301相邻的馈电网络单元320和与通信电路单元303相邻的布线单元330可以相互堆叠。用于超高频的天线模块由于物理空间的不足而导致传输线的集成度的增加，并且为了根据这一点进行设计，网络单元302可以被设计成具有两个分离的堆叠组(每组由多个层组成)。例如，用于最小损耗和最大效率的最佳路径可以通过分离各个组的功能来设计，使得一个组被用作馈送网络单元320，而另一个组被用作布线单元330，检查考虑由通信电路341提供的传输信号和/或接收传输线(例如，隆起图)的位置以及形成子阵列结构的天线元件的馈送位置而分析的空间拓扑，并优化每一层之间的邻接性和连通性。

根据各种实施例，网络单元302的馈电网络单元320可以由多个层形成，并且可以通过使用具有功率分配器形式的第一传输线315将从通信电路341传送的信号传送到天线单元301的天线元件301a(或连接到天线元件301a的馈电线)。当形成子阵列结构的天线元件301a中的每一个被提供相同的功率和相位值时，天线元件可以使其性能最大化，并且为此，馈电网络单元320的第一传输线315可以被不同地设计。

根据实施例，馈送网络单元320的第一传输线315可以分别形成从连接到布线单元330的第一点P1分支为面对多个第一天线元件的位置的多个第二点P2的带状传输线。第一传输线315的第一点P1和至少一个第二点P2可以形成相同的传输线。根据另一实施例，第一传输线315的第一点P1和多个第二点P2可以设置在同一层上或不同的层上。

根据各种实施例，网络单元302的布线单元330可以由多个层形成，并且可以将通信电路341的输出位置电连接到馈送网络单元320的输入位置。例如，布线单元330可以包括带状第二传输线316和第二通孔318，以经由布线单元330向馈送网络单元320提供从通信电路341提供的信号。布线单元330的第二传输线316可以从作为起点的连接到通信电路单元303的第一通孔317的第三点P3延伸到面向一层上的馈电网络单元320的第一点P1的第四点P4。根据实施例，布线单元330的第二通孔318可以是用于信号流的通孔，并且可以连接馈送网络单元320的第一点和布线单元330的第四点。

根据实施例，位于天线模块300的下表面上的通信电路341的位置和位于其上表面上的子阵列结构的天线元件301a的位置可以具有固定值，并且连接到天线元件301a的馈电网络单元320的第一传输线315的输出位置(例如，第二点P2)可以具有固定值。馈电网络单元320可以被形成为功率分配器形式的传输线，并且因此布线单元330可以被形成为具有考虑馈电网络单元320的第一传输线315的输入位置(例如，第一点P1)和通信电路341的输出位置(例如，通信电路341的Tx端子/Rx端子的位置)而连接两个点的最佳路径。

根据各种实施例，通信电路单元303可以位于网络单元302之下，并且包括通信电路341。通信电路单元303可以包括多个第一通孔317以向布线单元330提供通信电路341的发送和/或接收输出，并且多个第一通孔317中的每一个可以被设计成穿过多个导电层(和电介质层)。根据实施例，通信电路单元303可以包括没有传输线的通孔(例如，第一通孔317)。

根据实施例，通信电路单元303可以包括RF信号线，用于发送和/或接收通信电路341的RF信号、输入和输出在通信电路341中使用的中频(IF)信号、输入和输出逻辑电路、控制信号和电源/地线。通信电路单元303的厚度可以被设计为对应于通信电路341的输入和输出信号的数量。

图6是示出根据本公开的实施例的天线模块的网络单元中的传输线之间的匹配结构的横截面。

参照图6，根据各种实施例，电子设备(例如，图1-图4中的电子设备101)可以包括天线模块(例如，图5中的天线模块300)。天线模块300可以具有可应用于超高频的封装结构中的天线，并且设置在天线模块300上的天线可以形成子阵列。构成天线模块300的各个层组被设计成彼此独立，以便通过优化模块的内部结构来最小化线路损耗并提高空间效率。

图6中的天线模块的网络单元302的配置可以完全或部分地与图5中的天线模块的网络单元302的配置相同。

根据各种实施例，天线模块300的网络单元302可以包括相互堆叠的馈电网络单元320和布线单元330。馈电网络单元320和/或布线单元330可以具有其中多个电路板彼此堆叠的结构，并且多个电路板的至少一部分可以包括用于发送和/或接收信号的传输线。

根据各种实施例，传输线可以被设计成布置在电路板上和/或电路板中，并且可以包括在水平方向上延伸并且在垂直方向上延伸以穿过多个电路板的传输线。例如，水平延伸的传输线可以是带状线，而垂直延伸的传输线可以是通孔。根据实施例，为了减小可能由可在水平传输线(以下称为带状线的传输线)和垂直传输线(以下称为传输通孔)之间产生的不匹配阻抗引起的损耗，天线模块300可以被设计成具有与传输线相邻的开路截线结构500和/或短截线结构600。

根据各种实施例，可以在馈电网络单元320和/或布线单元330中设计开路截线结构500和/或短截线结构600。例如，参考图5，类似于由虚线环绕的区域，开路截线结构500和/或短截线结构600可以被设计成水平传输线和垂直传输线所放置的部分。

根据各种实施例，在构成馈电网络单元320和/或布线单元330的堆叠电路板中，第二层L2、第三层L3、第四层L4和第五层L5可以相对于设置在顶部上的第一层L1沿着-Z轴方向顺序布置。开路截线结构500和/或短截线结构600可邻近延伸穿过电路板的通孔410a设置。根据实施例，作为用于提供信号的一种类型的传输线(例如，传输通孔)的通孔410可以穿过第二层L2、第三层L3和第四层L4，并且可以电连接到设置在第二层L2和第四层L4上的带状线420a。根据实施例，开路截线结构500可以设置在与形成接地平面的第三层L3相同的层上。开路截线结构500可以被设计成包括通孔焊盘、开路截线和槽部分。根据实施例，短截线结构600可以形成在与第二层L2和/或第四层L4相同的、设置有带状线420的层上。短截线结构600可以被设计成包括通孔焊盘、短截线、变压器和槽部分。

在下文中，将详细描述开路截线结构和短截线结构。

图7是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的透视图。

图8是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图9是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的透视图。

根据各种实施例，电子设备(例如，图1-图4中的电子设备101)可以包括天线模块(例如，图5中的天线模块300)。天线模块300可以具有可应用于超高频的封装结构中的天线，并且设置在天线模块300上的天线可以形成子阵列。构成天线模块300的网络单元302可以在窄空间中提供传输线的有效匹配设计，以提供高频。因此，可以提高空间效率，并且可以通过优化模块的内部结构来最小化线路损耗。

图7至图9中的天线模块的网络单元302的配置可以完全或部分地与图5和图6中的天线模块的网络单元302的配置相同。

根据各种实施例，天线模块300的网络单元302可以包括相互堆叠的馈电网络单元320和布线单元330。馈送网络单元320和布线单元330每个可以包括多个层。可以在馈送网络单元320和/或布线单元330的一个区域中设计开路截线结构500。在下文中，将描述在布线单元330中设计的开路截线结构500，并且所描述的开路截线结构500也可以同样地应用于馈电网络单元320。

参照根据实施例的图7，布线单元330可以包括在-Z轴方向上的第二层L2和第三层L3，该第二层L2和第三层L3参照与馈电网络单元320相邻堆叠的第一层L1。开路截线结构500可以被设计在布线单元330的一层上，并且开路截线结构500可以改善窄空间内的传输线(例如，图6中的带状线420a和通孔410a)之间的阻抗匹配性能。根据实施例，可以在第一层L1和第三层L3上设计带状线的传输线420，并且插入在第一层L1和第三层L3之间的第二层L2可以形成接地平面。开路截线结构500可以被设计在作为第二层L2的接地平面上，并且可以使用与第一层L1和第三层L3相比相对空间大的空间。

参照根据实施例的图9，公开了一种与图7中堆叠电路板的结构相比堆叠了更多基板的结构。布线单元330可以包括相对于与馈电网络单元320相邻堆叠的第一层在-Z轴方向上的第二层、第三层、第四层和第五层，并且开路截线结构500可以被设计在包括接地平面的一个层上。根据实施例，传输通孔410可以穿过堆叠基板的总共五层，开路截线结构500可以被设计在接地平面和第四层上，并且带状线的传输线420可以被设计在第一层和第五层上。根据实施例，开路截线结构500可以被设计在不同于接地平面的不同表面上。

在下文中，将参考图7中的开路截线结构500进行描述。

根据各种实施例，开路截线结构500可被设计成邻近于延伸穿过第一层L1、第二层L2和第三层L3的传输通孔410的一部分(例如，第二层)。例如，开路截线结构500可以包括邻近通孔411设置的第一通孔焊盘510、从第一通孔焊盘510延伸的开路截线520、以及槽部分530。对于另一示例，开路截线结构500可被设计成包括通过形成接地平面450的第二层L2的区域而形成的开口、形成在通孔焊盘510的区域中且沿着开口延伸的开路截线520。

根据实施例，第一通孔焊盘510可以形成为围绕通孔411的周边。例如，第一通孔焊盘510可以以闭环形状提供，并且槽部分530的至少一部分可以沿着第一通孔焊盘510的周边设计。开路截线520可以是从第一通孔焊盘510延伸的区域，并且可以包括朝向第一方向(+X轴方向)延伸的第一开路截线521和朝向与第一方向相对的第二方向(-X轴方向)延伸的第二开路截线522。第一开路截线521和第二开路截线522可以包括导电材料，并且可以被设计成平行于第二层L2的接地平面450的条形。通过将第一开路截线521和第二开路截线522设计成具有彼此对应的相同长度的形状，可以提供稳定的属性。然而，考虑到空间和性能，所示实施例相当于一个结构，并且开路截线可以被设计和改变成除了条形之外的各种形状。

根据实施例，第一开路截线521和第二开路截线522可以形成为具有大约0.02mm至0.06mm的厚度。例如，第一开路截线521和第二开路截线522可以形成为具有大约0.04mm的厚度。根据另一实施例，每个形成在第二层L2上的第一开路截线521和第二开路截线521可以沿垂直于其中设置了形成在第一层L1和/或第三层L3上的带状线420的方向(第三方向(+Y轴方向或-Y轴方向))的方向设置。

根据实施例，开路截线结构500的槽部分530可以形成为围绕第一开路截线521和第二开路截线522以及通孔焊盘510的至少一部分。例如，槽部分530可以包括：第一槽部分531，其形成为闭环形状以围绕设置为环形的通孔焊盘510；第二槽部分532，其连接到第一槽部分531并形成为围绕第一开路截线521；以及第三槽部分533，其连接到第一槽部分531并形成为围绕第二开路截线522。对于另一示例，槽部分530可以包括：第一槽部分531，其被设置为与通孔焊盘510相对应的形状，并且将通孔焊盘510与接地平面分开；第二槽部分532，其被连接到第一槽部分531，并且沿着第一开路截线521的端部和相对的横向表面形成；以及第三槽部分533，其被连接到第一槽部分531，并且沿着第二开路截线522的端部和相对的横向表面形成。对于另一示例，当从第二层L2上方观察时，通孔焊盘510和第一开路截线521以及第二开路截线522中的每一个都从通孔焊盘510延伸，可以通过槽部分530被设计成浮在空间中的岛的形状。

图10是描绘根据本公开的实施例的在天线模块的布线单元中设计开路截线结构时，传输线的属性与在天线模块的布线单元中排除开路截线结构时，传输线的属性之间的比较的图。

在图10的曲线图中限定的天线模块的开路截线结构500可以部分或完全与图7和图8中的开路截线结构500相同。

根据各种实施例，可以假定，在其中堆叠有多个电路板的天线模块的网络单元中，用于通过通孔发送信号的带状线的传输线可以相对于形成接地平面的层设置在上层和/或下层上，并且开路截线结构被设计在形成接地平面的层上。通过应用预定的理想开路截线结构作为等效电路并对其进行分析，可以匹配与短截线的长度或厚度相对应的特定阻抗。例如，可以获得接近50欧姆的通孔阻抗，并且根据实验结果的数据，可以导出图10中的曲线图的结果。

参照图10，线1A1和线2A2(例如，虚线)示出了当不存在开路截线结构时的传输线的属性，并且线3A3和线4D(实线)示出了当根据实施例设计了开路截线结构时的传输线的属性。线1A1和线3A3是S11曲线，线2A2和线4A4是S21曲线。

根据实施例的包括开路截线结构的情况(例如，线3A3)与排除开路截线结构的情况(例如，线1A1)的比较证实了：包括开路截线结构的情况在特定带宽中具有相对降低的反射率。根据实施例的包括开路截线结构的情况(例如，线4)与排除开路截线结构的情况(例如，线2)的比较证实了：包括开路截线结构的情况在特定带宽内具有相对提高的导磁性。例如，证实S21属性在通过开路截线结构的特定带宽中改善了至少约1dB或更高。

图11A是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11B是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11C是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11D是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11E是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11F是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11G是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图11H是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

图12是描绘根据本公开的实施例的当在天线模块的网络单元上实现不同的开路截线时，开路截线之间的传输线的属性的图。

根据各种实施例，电子设备(例如，图1-图4中的电子设备101)可以包括天线模块(例如，图5中的天线模块300)。天线模块300的网络单元302可以在窄空间中提供传输线的有效匹配设计，以提供高频。因此，可以提高空间效率，并且可以通过优化模块的内部结构来最小化线路损耗。

图11A、图11B、图11C、图11D、图11E、图11F、图11G和图11H中的天线模块的开路截线结构500可以部分或完全与图5至图10中的天线模块的开路截线结构500相同。

根据各种实施例，从开路截线结构中的通孔焊盘延伸的开路截线可以设计和改变成各种形状。例如，可以通过包括在彼此不同的方向(例如，相对的方向)上从通孔焊盘延伸的开路截线的结构来将天线设计成具有稳定的属性。对于另一示例，包括仅在一个方向上从通孔焊盘延伸的开路截线的结构可以被设计成提供空间优势并且对于与包括根据其长度和厚度的调节的双向延伸部分的结构相对应的天线具有稳定的属性。

根据各种实施例，开路截线结构的开路截线可以被设计成各种形状，例如条形、辐射状、T形和曲折线形状，并且在通孔穿过的接地平面上被选择性地构造，以便匹配传输线之间的阻抗。根据实施例，开路截线结构可以被设计在与提供接地平面的层相同的层上。

参照图11A，开路截线结构501可以被设计成包括：形成为围绕通孔周边的通孔焊盘501a、从通孔焊盘501a延伸的一个开路截线501b、以及形成为围绕通孔焊盘501a和开路截线501b的槽部分501c。开路截线501b中的一个可以具有条形形状。

参考图11B，另一个开路截线结构502可以被设计成包括：形成为围绕通孔的周边的通孔焊盘502a、从通孔焊盘502a延伸的一个开路截线502b、以及形成为围绕通孔焊盘502a和开路截线502b的槽部分502c。开路截线502b中的一个可以具有辐射状。例如，开路截线502b可以被设计成辐射状，其从通孔焊盘502a向外的面积增加，以具有有利于宽带的结构。

参考图11C，另一种开路截线结构503可以被设计成包括：形成为围绕通孔的周边的通孔焊盘503a、从通孔焊盘503a延伸的一个开路截线503b、以及形成为围绕通孔焊盘503a和开路截线503b的槽部分503c。开路截线503b中的一个可以具有T形。例如，开路截线503b可以被设计成具有包括从通孔焊盘503a延伸的条形和在垂直于条形的方向上从条形端部延伸的部分的结构。

参考图11D，又一种开路截线结构504可以被设计成包括：形成为围绕通孔的周边的通孔焊盘504a、从通孔焊盘504a延伸的一个开路截线504b、以及形成为围绕通孔焊盘504a和开路截线504b的槽部分504c。开路截线504b中的一个可以具有曲折线形状。例如，开路截线504b可以设计成从通孔焊盘504a向外延伸的细长的曲折结构。

参考图11E，另一个开路截线结构505可以采用图11A中的开路截线结构501。图11E中的开路截线结构505可以是包括开路截线501b和501d的结构，所述开路截线501b和501d布置在与通孔焊盘501a相对的方向上，并且两个开路截线501b和501d可以被设计成面向相对的方向并且具有彼此对应的条形。

参考图11F，另一个开路截线结构506可以采用图11B中的开路截线结构502。图11F中的开路截线结构506可以是包括开路截线502b和502d的结构，所述开路截线502b和502d布置在与通孔焊盘502a相对的方向上，并且两个开路截线502b和502d可以被设计成面向相对的方向并且具有彼此对应的辐射状。

参考图11G，另一个开路截线结构507可以采用图11C中的开路截线结构503。图11G中的开路截线结构507可以是包括开路截线503b和503d的结构，所述开路截线503b和503d布置在与通孔焊盘503a相对的方向上，并且两个开路截线503b和503d可以被设计成面向相对的方向并且具有彼此对应的T形。

参考图11H，另一个开路截线结构508可以采用图11D中的开路截线结构504。图11H中的开路截线结构508可以是包括开路截线504b和504d的结构，所述开路截线504b和504d布置在与通孔焊盘504a相对的方向上，并且两个开路截线504b和504d可以被设计成面对相对的方向并且具有彼此对应的曲折线形状。

然而，天线模块的开路截线结构不限于所示的实施例，并且可以在各种结构中被设计和改变以匹配传输线之间的阻抗。

参照图12，可以将诸如图11B或图11F的辐射状的短截线结构设计在与形成接地平面的层相同的层上，以便实现在宽带中有利的开路截线结构，并且与图11A或图11E中的条形短截线结构相比，辐射状的短截线结构被证实显示出改进的传输线性能。

在图12所示的图中，线1B1示出了条形状短截线结构中的传输线的属性，而线2B2示出了辐射状短截线结构中的传输线的属性。线1B1和线2B2表示S21曲线。

根据实施例，与条形状短截线结构相比，辐射状的短截线结构被证实在特定带宽中显示出相对较高的磁导率。然而，曲线图中的传输线的属性等同于在相同条件下比较条形短截线结构和辐射状短截线结构的宽带属性中的传输线属性的一个示例，并且条形短截线结构可以根据周围结构的条件示出更有利的传输线属性。

图13是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的透视图。图14是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图。图15是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的横截面。

根据各种实施例，电子设备(例如，图1-图4中的电子设备101)可以包括天线模块(例如，图5中的天线模块300)。天线模块300可以具有可应用于超高频的封装结构中的天线，并且设置在天线模块300上的天线可以形成子阵列。天线模块300的网络单元302可以在窄空间中提供传输线的有效匹配设计，以提供高频。因此，可以提高空间效率，并且可以通过优化模块的内部结构来最小化线路损耗。

图13至图15中的天线模块的网络单元302的配置可以完全或部分地与图5和图6中的天线模块的网络单元302的配置相同。

根据各种实施例，天线模块300的网络单元302可以包括相互堆叠的馈电网络单元(例如，图6中的馈电网络单元320)和布线单元(例如，图6中的布线单元330)。馈送网络单元320和布线单元330每个可以包括多个层。短截线结构600可以被设计在馈送网络单元320和/或布线单元330的一个区域中。在下文中，将描述在布线单元330中设计的短截线结构600，并且所描述的短截线结构600也可以同样地应用于馈电网络单元320。

根据各种实施例，短截线结构600可以包括在布线单元330的至少一个层中，并且短截线结构600可以改善狭窄空间内的传输线之间的阻抗匹配性能。根据实施例，短截线结构600可以被设计在第一层L1上，位于第一层L1之上或之下的第二层L2可以包括接地平面，并且第二层L2可以通过通孔410(包括通孔411和通孔焊盘510)电连接到第一层L1。对于另一示例，在邻近第二层L2的通孔的区域中，开路截线结构(例如，图7到图9中的开路截线结构500)可被设计成从通孔沿第一方向(+X轴方向)(或第二方向(-X轴方向))延伸。

根据各种实施例，短截线结构600可以形成在与形成带状线的传输线420相同的层中。传输线420可以通过短截线结构600接收由通孔410发出的传输信号。例如，短截线结构600可以包括邻近通孔411形成的第二通孔焊盘610、沿第三方向(+Y轴方向)从第二通孔焊盘610延伸的短截线620、沿不同于第三方向的方向延伸的变压器630、以及槽部分640。对于另一示例，开路截线结构500可以被设计成包括邻近其中设置有传输线420的一个基板层的通孔411形成的开口、在第二通孔焊盘610的区域中的短截线620、以及形成在不同区域上并沿着该开口延伸的变压器630。

根据实施例，第二通孔焊盘610可以形成为围绕通孔411的周边。例如，第二通孔焊盘610可以以闭环形状提供，并且槽部分640可以沿着第二通孔焊盘610的周边设计。在沿第三方向(+Y轴方向)从第二通孔焊盘610延伸的短截线620中，其面向第三方向(+Y轴方向)的一端可设置为与同一层的基板的区域接触，沿垂直于第三方向(+Y轴方向)的方向(例如，+X、-X轴方向)形成的相对的侧表面可通过槽部分640的至少一部分(例如，第二槽部分642)与基板隔开。根据实施例，与短截线620的一端接触的基板的一个区域可以提供接地平面。根据实施例，短截线620可以包括导电材料，并且可以被设计成平行于基板设置的条形。短截线620被设计成与提供与带状线相同表面的接地平面接触，并且因此不会增加通孔的尺寸并且实现物理上狭窄空间内的传输线之间的阻抗匹配。

根据实施例，从第二通孔焊盘610沿与第三方向(+Y轴方向)相对的第四方向(-Y轴方向)延伸的变压器630可以被设计成延伸到传输线420。变压器630可以通过与传输线420的电连接来提供通过通孔410传送到传输线420的信号。变压器630可以形成为具有与短截线620的厚度不同的厚度。例如，短截线620可以具有在第一方向(+X轴方向)(或第二方向(-X轴方向))上延伸的第一长度的宽度d1，并且变压器630可以具有在第一方向(+X轴方向)(或第二方向(-X轴方向))上延伸的第二长度的宽度d2。第二长度的宽度d2可以被设计成大于第一长度的宽度d1。对于另一示例，第二长度的宽度d2可以被设计成两倍或大于第一长度的宽度d1。根据实施例，变压器630可以包括导电材料，并且可以被设计成平行于基板设置的条形。槽部分640可以沿着变压器630的边缘形成，并且变压器630的面向第四方向(-Y轴方向)的端部和相对横向侧的至少一部分可以设置为与相邻基板间隔开。根据实施例，变压器630可以被设计成具有指定的阻抗并且由厚度较薄的单个级组成。因此，可以在物理上狭窄的空间中实现传输线之间的阻抗匹配。

根据实施例，短截线结构600的槽部分640可以形成为围绕第二通孔焊盘610、短截线620和变压器630的至少一部分。例如，槽部分640可以包括：第一槽部分641，其形成为闭环形状以围绕设置为环形的第二通孔焊盘610；第二槽部分642，其连接到第一槽部分641并形成为围绕短截线620；以及第三槽部分643，其连接到第一槽部分641并形成为围绕变压器630。对于另一示例，槽部分640可以包括：第一槽部分641、第二槽部分642和第三槽部分643，第一槽部分641形成为与第二通孔焊盘610相对应的形状并将第二通孔焊盘610与基板区域分开，第二槽部分642连接到第一槽部分641并沿着短截线620的端部和相对的横向表面形成，第三槽部分643连接到第一槽部分641并沿着变压器630的相对的横向表面形成。

图16A是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图。

图16B是示出根据本公开的实施例的从传输线结构中排除短截线结构以用于与图16A进行比较的传输线结构的平面图。

图17A是描述根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计短截线结构时，传输线的属性的图。

图17B是描述根据本公开的实施例的在排除短截线结构以与图17A进行比较时，传输线的属性的图。

根据各种实施例，在其中堆叠有多个电路板的天线模块的网络单元中，传输线420可以被设计成设置在被配置成传送信号的第一通孔V1和第二通孔V2之间。由于基板上的各种部件(例如，接地通孔)，传输线420可以在第一通孔V1和第二通孔V2之间的路径中包括弯曲或曲线部分。

参照图16A，短截线结构600可以被设计成邻近第一通孔V1和第二通孔V2中的每一个。例如，第一短截线结构600a可以被设计成邻近第一通孔V1，然后被连接到第一通孔V1和传输线420的一端。对于另一示例，第二短截线结构600b可以被设计成邻近第二通孔V2，然后被连接到第二通孔V2和传输线420的另一端。图16A所示的第一短截线结构600a和第二短截线结构600b可以部分或完全与图13至图15中的短截线结构600相同。

与图16A不同，图16B示出了没有第一短截线结构600a和/或第二短截线结构600b的结构，并且简单地具有设置在第一通孔V1和第二通孔V2之间的传输线420。

图17A示出了描绘具有诸如图16A所示结构的短截线结构600的传输线420的属性的图，而图17B示出了描绘没有诸如图16B所示结构的短截线结构的传输线420的属性的图。

参考图17A，根据实施例，线1C1和线2C2示出了设计短截线结构600时的传输线的属性，并且参考图17B，线3C3和线4C4示出了不存在短截线结构时的传输线的属性。线1C1和线3C3是S11曲线，线2C2和线4C4是S21曲线。

根据实施例的包括短截线结构600的情况(例如，线1C1)与排除短截线结构的情况(例如，线3C3)的比较证实了：包括开路截线结构的情况在特定带宽内具有相对减小的反射率。根据实施例的包括短截线结构600的情况(例如，线2C2)与排除短截线结构的情况(例如，线4C4)的比较证实了：包括短截线结构的情况在特定带宽内具有相对高的磁导率。

图18A是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图。

图18B是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图。

构成天线模块300的网络单元(例如，图5中的网络单元302)可以在窄空间中提供传输线的有效匹配设计，以提供高频。因此，可以提高空间效率，并且可以通过优化模块的内部结构来最小化线路损耗。

图18A和图18B中的天线模块的短截线结构601和602可以部分或完全与图13至图15中的天线模块的短截线结构600相同。

根据各种实施例，从开路截线结构中的通孔焊盘延伸的短截线和变压器可以设计和改变成各种形状。短截线的结构和形状可能受到物理空间的性能和充分性的影响。例如，在设计短截线结构时，可以在接近通孔的可用空间的方向上增加槽，该通孔被配置为传递信号以确保空间，然后将短截线接地(短路)到基板的一个区域。对于另一示例，除了从通孔面向带状线(例如，通孔到带状线)的结构之外，短截线结构的设计可以反向改变为从带状线面向通孔(例如，带状线到通孔)的结构。

参照图18A，一个开路截线结构601可以被设计成包括：形成为围绕通孔的周边的通孔焊盘601a，沿第三方向从通孔焊盘601a延伸的短截线601b，沿不同于第三方向的第四方向延伸的变压器601c，以及形成为围绕通孔焊盘601a、短截线601b、变压器601c的槽部分601d。第三方向和第四方向可以被限定和设计成处于指定的角度，例如大于90度和小于180度。

参照图18B，一个开路截线结构602可以被设计成包括：形成为围绕通孔的周边的通孔焊盘602a，在第三方向上从通孔焊盘602a延伸的第一短截线602b，在不同于第三方向的第四方向上从通孔焊盘602a延伸的第二短截线602c，在不同于第三和第四方向的第五方向上从通孔焊盘602a延伸的变压器602d，以及形成为围绕通孔焊盘602a、第一短截线602b、第二短截线602c和变压器602d的槽部分602e。第三方向和第四方向可以彼此相对，并且第五方向可以垂直于第三方向(或第四方向)。

图19是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的短截线结构的平面图。

图20是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的开路截线结构的平面图。

根据各种实施例，天线模块可以包括作为形成子阵列的天线元件的、在多个堆叠的基板上分支用以发送和/或接收信号的传输线。在实施例中，阻抗失配可能发生在多个堆叠基板的传输结构的过渡点处，并且为了解决该失配，可以在该过渡点处选择性地设计开路截线结构和短截线结构。例如，如上所述，可以选择和匹配开路截线结构或短截线结构中的一个，或者可以选择和匹配两个结构(例如，开路截线结构和短截线结构)。

图19和图20中的短截线结构701和开路截线结构702可以部分或完全与图7至图9中的开路截线结构500和图13至图15中的短截线结构600相同。

参照图19，可以设计类似于图7至图9中的开路截线结构500的短截线结构600。可获得的阻抗电抗根据短截线类型而变化，因此，在可以解决失配的结构中，短截线结构701可以被设计在与通孔穿过的接地平面相同的层中。例如，短截线结构701可以包括邻近通孔形成的通孔焊盘701a、从通孔焊盘701a延伸的短截线701b、以及槽部分701c。多个短截线701b可以从通孔焊盘701a延伸，并且被设置为与形成接地平面的基板701h接触。

参照图20，可以设计与图13至图15中的短截线结构600类似的开路截线结构702。可获得的阻抗电抗根据短截线类型而变化，因此，在可以解决失配的结构中，开路截线结构702可以被设计在布置有传输线420的同一层中，以便连接到传输线420。例如，开路截线结构702可包括邻近通孔形成的通孔焊盘702a、从通孔焊盘702a延伸并与基板间隔开的开路截线702b、面向与开路截线702b相对的方向并连接到传输线420的变压器702c、以及槽部分702d。

图21是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的带状线的通孔和传输线的布置关系的视图。图22是示出根据本公开的实施例的在天线模块的网络单元中设计的带状线的通孔和传输线的布置关系的视图。

根据各种实施例，天线模块可以包括作为形成子阵列的天线元件的、在多个堆叠的基板上分支用以发送和/或接收信号的传输线。在实施例中，阻抗失配可能发生在多个堆叠基板的传输结构的过渡点处，并且为了解决该失配，可以在该过渡点处选择性地设计开路截线结构和/或短截线结构。短截线结构和/或短截线结构可能受到形成在网络单元上的带状线的通孔和传输线的阻抗的影响。在下文中，将描述确定通孔的阻抗和带状线的传输线的参数。

参照图21，在基板的一个区域中，被配置为发送和/或接收信号的通孔(以下称为垂直传输线810)可以被设计为与外围区域上的多个接地通孔(820)隔开。根据实施例，通过调整垂直传输线810的直径t和从垂直传输线810的中心到接地通孔820的中心的距离r，垂直传输线810的阻抗可以被控制为在设计上具有有利的值而不是特定值。

参考图22，在基板的另一个区域中，被配置成发送和/或接收信号的带状线的传输线(以下称为水平传输线830)可以被设计成具有多个接地通孔840，接地通孔840被布置在水平传输线830的相对横向侧，同时彼此间隔开。根据实施例，通过调整水平传输线830的线厚W和从水平传输线830的中心到接地通孔840的中心的距离d，可以控制水平传输线830的阻抗在设计上具有有利的值而不是特定值。

根据各种实施例，垂直传输线810和水平传输线830的过渡部分可以在通过应用上述的开路截线结构和/或短截线结构而在多基板结构中利用最小空间的同时实现垂直传输线810和水平传输线830的过渡部分之间的阻抗匹配。

根据各种实施例的天线模块(例如，图5和图6中的天线模块300)可以包括：通信电路(例如，图5中的通信电路341)、包括构成子阵列的多个天线元件的天线部分(例如，图5中的天线单元301)、以及在多个层中布置在天线部分下方的网络部分(例如，图5中的网络单元302)，该网络部分包括被配置为分支到多个天线元件的位置的至少一条传输线、延伸穿过多个层的通孔、以及邻近通孔设置的短截线结构。在多层中的第一层上设计的形成接地平面的开路截线结构(例如，图6中的开路截线结构500)可以包括：邻近通孔设置的第一通孔焊盘(例如，图7中的第一通孔焊盘510)、沿第一方向从第一通孔焊盘延伸的第一开路截线(例如，图7中的第一开路截线521)、以及被配置为围绕第一通孔焊盘和第一开路截线的边缘的第一槽部分(例如，图7中的槽部分530)。在不同于第一层的第二层上设计的短截线结构(例如，图6中的短截线结构600)可以包括：邻近通孔设置的第二通孔焊盘(例如，图13中的第二通孔焊盘610)，沿第二方向从第二通孔焊盘延伸的短截线(例如，图13中的短截线620)，在不同于第二方向的第三方向上从第二通孔焊盘延伸以便连接到至少一条传输线的变压器(例如，图13中的变压器630)，以及被配置为围绕第二通孔焊盘、短截线和变压器的边缘的至少一部分的第二槽部分(例如，图13中的槽部分640)。

根据各种实施例，开路截线结构还可以包括第二开路截线(例如，图7中的第二开路截线522)，其在不同于第一方向的第四方向上从第一通孔焊盘延伸。

根据各种实施例，在开路截线结构中，第一方向和第四方向可以彼此相对(opposite)。

根据各种实施例，在开路截线结构中，第一通孔焊盘可以设置为闭环形状以围绕通孔的周边，并且第一开路截线或第二开路截线可以设置为与接地平面间隔开。

根据各种实施例，槽部分可以包括：第(1-1)槽部分(例如，图7中的第一槽部分531)，其被设置为对应于第一通孔焊盘的形状并且被配置为将第一通孔焊盘与接地平面分离；第(1-2)槽部分(例如，图7中的第二槽部分532)，其连接到第(1-1)槽并且沿着第一开路截线的端部和相对的侧表面形成；以及第(1-3)槽部分(例如，图7中的第三槽部分533)，其连接到第(1-1)槽部分，并沿着第二开路截线的端部和相对的侧表面形成。

根据各种实施例，第一开路截线和/或第二开路截线可以被设计成条形、辐射状、T形和曲折线形状中的至少一种。

根据各种实施例，在短截线结构中，第二通孔焊盘可以设置为闭环形状以围绕通孔的周边，并且短截线可以设置为与第二层的基板的区域接触。

根据各种实施例，在短截线结构中，第二方向和第三方向可以彼此相对(opposite)。

根据各种实施例，开路截线结构的第一开路截线延伸的第一方向和短截线结构的短截线延伸的第二方向可以彼此垂直。

根据各种实施例，第二槽部分可以包括：第(2-1)槽部分(例如，图13中的第一槽部分641)，其被设置为与第二通孔焊盘相对应的形状，并且被配置为将第二通孔焊盘与相邻基板分离；第(2-2)槽部分(例如，图13中的第二槽部分642)，其被连接到第(2-1)槽部分，并且沿着短截线的相对的侧表面形成；以及第(2-3)槽部分(例如，图13中的第三槽部分643)，其连接到第(2-1)槽并沿着变压器的相对的侧表面形成。

根据各种实施例，可以设计变压器在垂直于延伸方向的方向上具有第一长度的宽度，短截线在垂直于延伸方向的方向上具有第二长度的宽度，并且第一长度的宽度被设计成大于第二长度的宽度。

根据各种实施例，与短截线的一端接触的基板的一个区域可以提供接地平面。

根据各个实施例，网络部分可以包括：馈电网络部分320，其设置在天线部分下方，并且包括第一传输通孔和第一传输线，第一传输线分支到多个天线元件的位置中，使得多个天线元件形成相同的相位；以及布线部分，其设置在馈电网络部分和通信电路之间，并且包括第二传输通孔和第二传输线，第二传输线在至少一个层上从对应于通信电路的输出端子的位置向对应于馈电网络部分的输入端子的位置延伸。

根据各种实施例，可以在馈电网络部分的第一传输线和第一传输通孔之间的过渡区域中设计开路截线结构或短截线结构，或者可以在布线部分的第二传输线和第二传输通孔之间的过渡区域中设计开路截线结构或短截线结构。

根据本公开的各种实施例的天线模块可以包括：通信电路、包括构成子阵列的多个天线元件的天线部分、以及包括堆叠在通信电路和天线部分之间的多个基板的网络部分，其中在多个基板中的至少一个层上设计开路截线结构，其被配置为形成接地平面。开路截线结构可以包括：沿着通孔的边缘形成的第一通孔焊盘、在第一方向上从第一通孔焊盘延伸的第一开路截线、以及形成为围绕第一通孔焊盘和第一开路截线的边缘以便将第一通孔焊盘和第一开路截线与接地平面分开的第一槽部分。

根据各种实施例，开路截线结构还可包括在不同于第一方向的方向上从第一通孔焊盘延伸的第二开路截线。

根据各种实施例，设计在与其上设计有开路截线结构的层不同的层上的短截线结构可以包括：设置为与通孔相邻的第二通孔焊盘；在垂直于第一方向的第二方向上从第二通孔焊盘延伸的短截线；在与第二方向不同的第三方向上从第二通孔焊盘延伸以便连接到至少一条传输线的变压器；以及被配置为围绕第二通孔焊盘、短截线和变压器的边缘的至少一部分的第二槽部分。

根据本公开的各种实施例的天线模块可以包括：通信电路、包括构成子阵列的多个天线元件的天线部分、以及包括堆叠在通信电路和天线部分之间的多个基板的网络部分，其中在多个基板中的至少一个层上设计短截线结构，该短截线结构具有设置在其上的带状线的传输线。短截线结构可以包括：沿着通孔的边缘形成的第一通孔焊盘；在第一方向上从第一通孔焊盘延伸的短截线；在不同于第一方向的第二方向上从第一通孔焊盘延伸以连接到带状线的传输线的变压器；以及被配置为围绕第一通孔焊盘、短截线和变压器的边缘的至少一部分的第一槽部分。

根据各种实施例，第二方向和第三方向可以彼此相对(opposite)。

根据各种实施例，可以设计变压器在垂直于延伸方向的方向上具有第一长度的宽度，短截线在垂直于延伸方向的方向上具有第二长度的宽度，并且第一长度的宽度大于第二长度的宽度。

对于本公开所属技术领域的普通技术人员来说，显而易见的是，根据本公开的各种实施例的天线模块和包括该天线模块的电子设备不受上述实施例和附图的限制，并且可以在本公开的技术范围内进行各种替换、修改和改变。

虽然已经参考本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (14)

1.一种天线模块，包括：

通信电路；

天线部分，包括构成子阵列的多个天线元件；以及

网络部分，在多个层中被布置在所述天线部分的下方，所述网络部分包括：至少一个传输线，被配置为分支到所述多个天线元件的位置；通孔，延伸穿过所述多个层；以及短截线结构，被布置在邻近所述通孔的区域中，

其中，在所述多个层中的被配置为形成接地平面的第一层上设计的开路截线结构包括：

第一通孔焊盘，被设置为邻近所述通孔，

第一开路截线，从所述第一通孔焊盘沿第一方向延伸，

第一槽部分，被形成为围绕所述第一通孔焊盘和所述第一开路截线的边缘，以及

其中，在不同于所述第一层的第二层上设计的短截线结构包括：

第二通孔焊盘，被设置为邻近所述通孔，

短截线，从所述第二通孔焊盘沿第二方向延伸，

变压器，从所述第二通孔焊盘沿不同于所述第二方向的第三方向延伸并连接到所述至少一个传输线，

第二槽部分，被形成为围绕所述第二通孔焊盘、所述短截线和所述变压器的边缘的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述开路截线结构还包括第二开路截线，所述第二开路截线从所述第一通孔焊盘沿不同于所述第一方向的第四方向延伸。

3.根据权利要求2所述的天线模块，其中，在所述开路截线结构中，所述第一方向和所述第四方向彼此相反。

4.根据权利要求2所述的天线模块，

其中，在所述开路截线结构中，所述第一通孔焊盘被设置为闭环形状以围绕所述通孔的周边，

其中，所述第一开路截线或所述第二开路截线被设置为与所述接地平面间隔开。

5.根据权利要求2所述的天线模块，其中，所述第一槽部分包括：

第1-1槽部分，被设置为与所述第一通孔焊盘相对应的形状，并且被配置为将所述第一通孔焊盘与接地平面分开；

第1-2槽部分，连接到所述第1-1槽部分并且沿着所述第一开路截线的端部和相对的侧表面形成；以及

第1-3槽部分，连接到所述第1-1槽并且沿着所述第二开路截线的端部和相对的侧表面形成。

6.根据权利要求2所述的天线模块，其中，所述第一开路截线或所述第二开路截线中的至少一者被设计成条形、辐射状、T形或曲折线形状中的至少一者。

7.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，在所述短截线结构中，所述第二通孔焊盘被设置为闭环形状以围绕所述通孔的周边，

其中，所述短截线被设置为与所述第二层的基板的区域接触。

8.根据权利要求7所述的天线模块，其中，在所述短截线结构中，所述第二方向和所述第三方向彼此相反。

9.根据权利要求7所述的天线模块，其中，所述开路截线结构的所述第一开路截线延伸的所述第一方向和所述短截线结构的所述短截线延伸的所述第二方向彼此垂直。

10.根据权利要求9所述的天线模块，其中，所述第二槽部分包括：

第2-1槽部分，被设置为与所述第二通孔焊盘相对应的形状，并且被配置为将所述第二通孔焊盘与相邻基板分离；

第2-2槽部分，连接到所述第2-1槽部分并沿着所述短截线的相对的侧表面形成；以及

第2-3槽部分，连接到所述第2-1槽并沿着所述变压器的相对的侧表面形成。

11.根据权利要求7所述的天线模块，

其中，所述变压器在垂直于延伸方向的方向上具有第一长度的宽度，

其中，所述短截线在垂直于延伸方向的方向上具有第二长度的宽度，以及

其中，所述第一长度的宽度大于所述第二长度的宽度。

12.根据权利要求7所述的天线模块，其中，所述基板的与所述短截线的端部接触的区域提供接地平面。

13.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述网络部分包括：

馈电网络部分，被设置在所述天线部分的下方，并且包括第一传输通孔和第一传输线，所述第一传输线分支到所述多个天线元件的位置，使得所述多个天线元件形成相同的相位；以及

布线部分，被设置在所述馈电网络部分和所述通信电路之间，并且包括第二传输通孔和第二传输线，所述第二传输线在至少一个层上从与所述通信电路的输出端子相对应的位置向与所述馈电网络部分的输入端子相对应的位置延伸。

14.根据权利要求13所述的天线模块，

其中，所述开路截线结构或所述短截线结构被设计在所述馈电网络部分的所述第一传输线和所述第一传输通孔之间的过渡区域中，或

其中，所述开路截线结构或所述短截线结构被设计在所述布线部分的所述第二传输线和所述第二传输通孔之间的过渡区域中。