CN204947073U - 天线设备 - Google Patents

天线设备 Download PDF

Info

Publication number
CN204947073U
CN204947073U CN201520691635.0U CN201520691635U CN204947073U CN 204947073 U CN204947073 U CN 204947073U CN 201520691635 U CN201520691635 U CN 201520691635U CN 204947073 U CN204947073 U CN 204947073U
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
polarized antenna
patch
horizontally
radiation patch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520691635.0U
Other languages
English (en)
Inventor
高胜台
金润建
白光铉
洪源斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN204947073U publication Critical patent/CN204947073U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/245—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction provided with means for varying the polarisation 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/30—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/32—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being end-fed and elongated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/067—Two dimensional planar arrays using endfire radiating aerial units transverse to the plane of the array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/001—Crossed polarisation dual antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H01Q3/247—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching by switching different parts of a primary active element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface

Abstract

本申请提供一种天线设备。所述天线设备包括：水平极化天线，实施在多层电路板中的第一层上；以及垂直极化天线，实施在多层电路板中不同于第一层的多个第二层上，其中，水平极化天线和垂直极化天线在多层电路板的一侧的边缘上彼此间隔开地堆叠。

Description

天线设备
技术领域
本公开的各种实施方案涉及一种天线设备，例如一种用于毫米波(mmWave)通信的天线设备和一种用于操作所述天线设备的方法。
背景技术
无线通信技术有多种实施方式，从商业化的移动通信网络连接到最近以无线保真(Wi-Fi)、蓝牙、近场通信(NFC)等为代表的无线局域网(WLAN)。移动通信服务已经从以面向语音通信的移动通信服务逐渐演变成超高速和高容量服务(例如，高品质视频流服务)。将来走向商业化的下一代移动通信服务预期会在数十GHz的超高速频带上提供。
为了在商业化无线通信网络中提供稳定的服务品质，必须满足天线设备的高增益和宽波束覆盖范围。下一代移动通信服务可能是在数十GHz的超高频带中提供的(例如，在30-300GHz的范围内，并且谐振频率波长大约为1-10mm)，因此，与以前的商业化移动通信服务中使用的天线设备相比，可能需要更高的性能。
一般来说，在更高的工作频带中，天线设备(例如，无线电波)的线性更强且衍射更弱，从而使障碍物(例如，建筑物或地形)所致的损耗增加。为了保证通信稳定性，可能需要天线设备有全向性，但是对于高工作频带而言，可能由于线性更强，所以很难保证全向性。因此，具有在高频带中操作的通信设备的电子设备，其天线设备可具有包含多个辐射器的阵列天线结构。
当实施毫米波(mmWave)通信时，波长是在大约1-10mm的范围内，并且天线设备的辐射器的电气长度可以是谐振频率波长的大约1/4。毫米波通信天线设备在电路板上设有多个辐射器组成的阵列以保证全向性，并且还在电路板上设有通信电路芯片，因而改善通信芯片与辐射器之间的传输损耗。
虽然用这种方式可以保证全向性，但是如果发射侧与接收侧之间的极化(或极化波)分量未能谐调，则发射侧与接收侧之间的通信可能不顺畅。因此，必须以不同方式调节和控制无线电波的极化分量。
在电路板中形成的辐射器中保证无线电波的水平极化分量可能相对比较容易，但是对于垂直极化分量可能并非如此。例如，对于厚度大约1mm的电路板，在垂直方向上固定接地表面方面存在限制，这导致难以保证电路板厚度方向上的极化分量(例如，垂直极化分量)。
以上信息作为背景信息提供，仅为帮助理解本公开。关于以上任意内容是否能适宜作为为本公开的现有技术，既不做确定，也不做断言。
发明内容
本公开的作出是为了至少部分地解决、减轻或消除上文说明的问题和/或缺点中的至少一个。
因此，本公开的各种实施方案提供一种天线设备，在该天线设备安装在电路板的厚度范围内时，能够容易地在电路板的厚度方向上保证极化(或极化波)分量(例如，垂直极化分量)，并且提供一种用于操作所述天线设备的方法。
而且，本公开的各种实施方案提供一种天线设备，其能够以各种形式产生极化，该天线设备具有辐射器，所述辐射器中具有水平极化天线和垂直极化天线的组合以保证全向性，并且提供一种用于操作所述天线设备的方法。
此外，本公开的各种实施方案提供一种天线设备，其能够通过以各种形式产生极化而在毫米波通信中维持稳定的传输和接收灵敏度。
通过下文说明的实施方案，可以理解本公开中提供的其它目的。
根据本公开的一方面，提供一种天线设备，其包括：水平极化天线，实施在多层电路板中的第一层上；以及垂直极化天线，实施在所述多层电路板中不同于所述第一层的多个第二层上，其中，所述水平极化天线和所述垂直极化天线在所述多层电路板的一侧的边缘上彼此间隔开地堆叠。
所述垂直极化天线可以使用0度模谐振器实施，其中，形成在多个第二层其中之一的表面上的辐射贴片与形成在另一层上的接地贴片通过通孔连接。
根据本公开的另一个方面，提供一种用于操作天线设备的方法，所述天线设备包括水平极化天线与垂直极化天线的组合，所述方法包括：发现操作：发现外围设备；选择操作：从所发现的外围设备中选择将要与其建立通信连接的外围设备；扫描操作：在使用所述水平极化天线和所述垂直极化天线改变极化时尝试与所选择的外围设备通信；评估操作：评估对应于与所选择的外围设备的通信中的极化的信噪比；以及建立操作：根据所评估的信噪比选择最佳极化并且建立通信的。
通过下面的详细说明，本公开的其它方面、优点和显著特征将对本领域技术人员变得显而易见，所述详细说明结合附图揭示了本公开的示例性实施方案。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细说明，本公开的某些实施方案的以上和其它方面、特征和优点将变得更加明显，附图中：
图1示出根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备；
图2示出根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备；
图3示出根据本公开各种实施方案的天线设备的水平极化天线；
图4示出根据本公开各种实施方案的天线设备的水平极化天线的变型实施例；
图5示出根据本公开各种实施方案的天线设备的垂直极化天线；
图6示出根据本公开各种实施方案的天线设备的垂直极化天线的变型实施例；
图7是说明根据本公开各种实施方案的天线设备的垂直极化天线的操作的图；
图8是示出根据本公开各种实施方案的天线设备的垂直极化天线中方向性测量值相对于感应贴片数目的图；
图9是示出根据本公开各种实施方案的天线设备的垂直极化天线的辐射特性的测量值的图；
图10是示出典型的0度模谐振器的电场特性的图；
图11是示出典型的0度模谐振器的辐射特性的图；
图12是根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备的结构图；
图13是根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备的结构图；
图14是根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备的变型实施例的结构图；
图15是根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备的变型实施例的结构图；
图16是示出根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备的垂直极化天线与水平极化天线之间的隔离程度或隔离度的测量值的图；
图17是示出根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备的垂直极化天线与水平极化天线之间的隔离度的测量值的图；
图18是示出布置在一个电路板上的多个水平极化天线之间的隔离度的测量值的图；
图19示出根据本公开各种实施方案的天线设备的实现方式示例；
图20示出根据本公开各种实施方案的天线设备的另一实现方式示例；
图21至图24示出根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备的各种实现方式示例；
图25示出根据本公开各种实施方案的天线设备，其用于说明操作所述天线设备的方法；
图26示出根据本公开各种实施方案的电子设备上安装的天线设备；
图27是用于操作根据本公开各种实施方案的天线设备的方法的实施例的流程图；以及
图28是用于操作根据本公开各种实施方案的天线设备的方法的另一实施例的流程图。
各图中，相同的元件符号将理解为指代相同的部分、部件和结构。
具体实施方式
本公开的各种实施方案可以用不同的方式改变，并且可以有多种实施方案，从而使得图中图解了特定实施方案，并且下文将提供对特定实施方案的相关详细说明。然而，这并不意在将各种实施方案限于特定实施方案，并且应当理解，本公开的精神和技术范围中包含的所有改变、等效物或替换都包含在本公开的范围内。
虽然将使用诸如“第一”、“第二”等等的序数词来描述本公开的各种部件，但是那些部件不受这些术语的限制。这些术语只是用来将一个部件与另一个部件区分开。例如，在不背离本发明概念的教导的情况下，第一部件可以称为第二部件，同样，第二部件也可以称为第一部件。本文中使用的术语“和/或”包含相关联的列举项中的一个或多个的任何和所有组合。
基于图中的图解使用的相对术语，诸如“前侧”、“后侧”、“顶面”、“底面”等等，可以替换成诸如“第一”、“第二”等等序数词。诸如“第一”、“第二”等等序数词的顺序是所提到的顺序或者任意设置的顺序，并且可以按照需要改变。
本文中使用的术语只是为了说明实施方案，并不希望限制实施方案。本文中使用的单数形式意在也包含复数形式，除非上下文另有清楚地表示。还将理解，术语“包括”和/或“具有”在本说明书中使用时，是指明存在所陈述的特征、数目、步骤、操作、部件、元件或其组合，但是并不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、部件、元件或其组合的存在或添加。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语的意思与具有本公开所属技术领域的普通知识的人总体上理解的意思相同。辞典中一般使用和定义的术语应当解释为意思符合相关技术上下文中理解的意思，并且不应解释为具有理想的或过于正式的意思，除非本申请中有明确定义。
在本公开的各种实施方案中，电子设备可以是具有触摸面板的任意设备，并且可以称为终端、便携式终端、移动终端、通信终端、便携式通信终端、便携式移动终端、显示器等等。
例如，电子设备可以是智能手机、蜂窝电话、导航设备、游戏控制台、电视机(TV)、车辆音响主机、膝上型计算机、平板计算机、个人媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)等等。电子设备可以实施成具有带无线通信功能的袖珍型便携式通信终端。电子设备可以是柔性设备或柔性显示器。
所述电子设备可以与诸如服务器的外部电子设备通信，或者可以与外部电子设备协作工作。例如，所述电子设备可以通过网络将相机捕获的图像和/或传感器单元检测到的位置信息传输给服务器。所述网络可以是但不限于：移动或蜂窝通信网络、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、因特网或小区网络(SAN)。
图1是根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备100的立体图。图2是根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备100’的立体图。
参照图1和图2，根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’可以包含至少一个水平极化(或极化波)天线102和/或102’和垂直极化天线103，水平极化天线102和/或102’实施在多层电路板101中，垂直极化天线103与水平极化天线102和102’间隔开地堆叠。当设置多个水平极化天线102和102’时，垂直极化天线103可以设置在多个水平极化天线102和102’之间。设置在多个水平极化天线102和102’之间的垂直极化天线103可以用作屏蔽构件，其向多个水平极化天线102和102’独立地辐射无线电波，并且将多个水平极化天线102和102’彼此分开。水平极化天线102和102’和垂直极化天线103可以设置在多层电路板101的边缘或侧部。应当注意，当说明本公开的详细实施方案时，为了图解起来简短起见，并未分开示出多层电路板101的各个层。
将参照图3更具体地说明水平极化天线102和102’的结构。
图3示出根据本公开各种实施方案的天线设备100(图1)和100’(图2)的水平极化天线102。
水平极化天线102实施在多层电路板101的第一层上，并且可以具有八木天线结构。水平极化天线102产生平行于多层电路板101的表面的极化(例如，水平极化)。可以通过沿着无线电波的辐射方向布置辐射构件121和多个感应构件123而实施水平极化天线102。辐射构件121和多个感应构件123可以包括在形成多层电路板101的电介质层表面上形成的导体图案。
图4示出根据本公开各种实施方案的天线设备(例如，图1和图2的天线设备100、100’)的水平极化天线的变型实施例。
根据本公开的各种实施方案，天线设备100和100’(图1和图2)水平极化天线102”可以实施为多层电路板101上具有网格结构的辐射器。例如，可以通过布置通过通孔123”接合的多个贴片121”来形成水平极化天线102”。贴片121”布置在多层电路板101的每一层上，并且相邻层上的贴片121”彼此连接，以形成水平极化天线102”。可以基于水平极化天线102”的馈入位置和贴片121”的长度来确定水平极化天线102”的谐振频率。
根据本公开的各种实施方案，本领域普通技术人员可容易理解，天线设备100和100’的水平极化天线102、102’和102”也可以用诸如偶极子天线结构的其它天线结构实施。
图5示出根据本公开各种实施方案的天线设备100的垂直极化天线103。
参照图5，垂直极化天线103可以实施在多层电路板101不同于第一层(如上所述)的多个第二层上。在多个第二层上，可以设置辐射贴片131a、反射贴片135a和至少一个感应贴片133a，并且在一个方向上延伸的多个接地贴片131b、133b和135b可以布置在多个第二层中任一个的表面上。接地贴片131b、133b和135b可以垂直于垂直极化天线103的延伸方向布置。例如，接地贴片131b、133b和135b可以沿着垂直极化天线103辐射无线电波的方向R布置，并且可以垂直于方向R延伸。接地贴片131b、133b和135b布置成对应于辐射贴片131a、感应贴片133a和反射贴片135a以形成垂直极化天线103。辐射贴片131a、感应贴片133a和反射贴片135a可以分别通过通孔131c、133c和135c连接至对应的接地贴片131b、133b和135b。接地贴片131b、133b和135b可以延伸得比对应的辐射贴片131a、对应的感应贴片133a和对应的反射贴片135a更长，并且可以设置成平行于对应的辐射贴片131a、对应的感应贴片133a和对应的反射贴片135a。
辐射贴片131a可以通过通孔131c与对应的接地贴片131b连接，以形成辐射器或0度模谐振器131。以此方式，可以在0度模谐振器131的辐射贴片131a与接地贴片131b之间形成电场。0度模谐振器131形成的电场可以形成为垂直于多层电路板101的表面。因此，0度模谐振器131辐射的无线电波可以具有垂直极化元素，并且感应贴片133a和反射贴片135a可以强化辐射的无线电波的垂直极化分量并且改善方向性。根据感应贴片133a的数目，可以进一步强化垂直极化天线103的方向性。垂直极化天线103的谐振频率可以由辐射贴片131a的面积确定。例如，通过调节辐射贴片131a的长度，同时维持辐射贴片131a的宽度，可以调节垂直极化天线103的谐振频率。
感应贴片133a可以通过通孔133c连接至对应的接地贴片133b以形成感应器133。感应器133可以加强从0度模谐振器131辐射的无线电波的方向性。感应贴片133a布置在从辐射贴片131a辐射无线电波的方向R上。辐射贴片131a和感应贴片133a可以设置在以天线设备100和100’的谐振频率波长的预定比例(例如1/3)间隔开的位置上。感应贴片133a平行于辐射贴片131a延伸，并且在一些实施方案中，感应贴片133a的长度可以比辐射贴片131a短。而且，感应贴片133a与其对应接地贴片133b之间的高度可以等于或小于辐射贴片131a与其对应接地贴片131b之间的高度(例如，0度模谐振器131的高度)。例如，辐射贴片131a及其对应接地贴片131b可以设置在多层电路板101的多个层之间，并且感应贴片133a及其对应接地贴片133b可以设置在多层电路板101的较少数目的层之间。在一个实施方案中，辐射贴片131a与其对应接地贴片131b之间的间隔可以设置成大约0.3mm。由于感应贴片133a的位置低于辐射贴片131a，所以从辐射贴片131a辐射的无线电波可以在感应贴片133a上留下表面电流。以此方式，垂直极化天线103加强了垂直极化分量，并且进一步改善了方向性。
反射贴片135a通过通孔135c连接至其对应接地贴片135b以形成反射体135。反射体135在至少一个感应器133的布置方向上反射从辐射器(例如，0度模谐振器131)辐射的无线电波中的一些。反射贴片135a可以位于与从辐射贴片131a辐射无线电波的方向R相反的方向上。反射贴片135a平行于辐射贴片131a延伸，并且反射贴片135a的长度可以比辐射贴片131a长。反射贴片135a与其对应接地贴片135b之间的高度可以比辐射贴片131a与其对应接地贴片131b之间的高度高。例如，辐射贴片131a及其对应接地贴片131b可以设置成其间有多层电路板101各层中的多个层，并且反射贴片135a及其对应接地贴片135b可以设置成其间有更多数目的层。由于反射贴片135a形成为比辐射贴片131a长并且设置得比辐射贴片131a高，所以从辐射贴片131a辐射的无线电波中的一些可以在辐射贴片131a辐射无线电波的方向R上被反射。例如，虽然从辐射贴片131a辐射的一些无线电波可以在与方向R相反的方向上辐射，但是无线电波也可以被反射贴片135a反射。
反射贴片135a可以设置在与辐射贴片131a间隔开天线设备100和100’的谐振频率波长的预定比例(例如1/4)的位置上。从辐射贴片131a朝感应贴片133a辐射的无线电波和从辐射贴片131a朝反射贴片135a辐射的无线电波可以具有例如180度的相位差。通过将反射贴片135a与辐射贴片131a之间的间隔设置成谐振频率波长的1/4，反射贴片135a反射的无线电波的相位可以与从辐射贴片131a朝感应贴片133a辐射的无线电波相同。因此，可以进一步加强垂直极化天线103的垂直极化分量和方向性。
图6示出根据本公开各种实施方案的天线设备100(图1)和100’(图2)的垂直极化天线103’的变型实施例。
参照图6，当实施天线设备100和100’的垂直极化天线103’时，可以用具有通孔阵列结构的反射表面135’来替代根据前一个实施方案的反射体135。当说明当前实施方案时，与前一个实施方案的部件相同或者可以容易从前一个实施方案理解的部件将以相同元件符号引用，或者省略，并且也不对其予以赘述。
垂直极化天线103’可以包含0度模谐振器131、感应器133和反射表面135’。可以通过垂直于无线电波的辐射方向R布置穿过多层电路板101两个表面的多个通孔137而形成反射表面135’。通过通孔137的布置，例如，反射表面135’可以反射0度模谐振器131辐射的无线电波。当形成反射表面135’时，反射表面135’的高度(多层电路板101的厚度)和反射表面135’的长度(辐射贴片131a延伸方向上的长度)可以大于0度模谐振器131的高度和长度。因此，可以进一步稳定反射表面135’的辐射性能。反射表面135’可以设置在与0度模谐振器131间隔开天线设备100和100’的谐振频率波长的预定比例(例如1/4)的位置上。
图7是说明根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的垂直极化天线的操作的图。图8是示出天线设备100和100’的垂直极化天线中方向性测量值相对于感应贴片的数目的图。图9是示出根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的垂直极化天线的辐射特性的测量值的图。
在根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’中，0度模谐振器131辐射具有垂直极化分量的无线电波。感应器133可以设置在与0度模谐振器131或另一个相邻感应器133间隔开距离d1的位置上，距离d1例如是天线设备100和100’的谐振频率波长(例如，垂直极化天线103和103’的谐振频率波长)的1/3。反射体135和135’可以设置在与0度模谐振器131间隔开距离d2的位置上，距离d2例如是天线设备100和100’的谐振频率波长(例如，垂直极化天线103和103’的谐振频率波长)的1/4。通过用这种方式设置感应器133和反射体135和135’，垂直极化天线103和103’可以加强垂直极化分量和方向性。
参照图8，依据垂直极化天线103和103’中设置的感应器133的数目，可以改善垂直极化天线103和103’的方向性。然而，垂直极化天线103和103’的方向性并不完全与感应器133的数目成比例，并且在图解的实施方案中可以看出，通过设置三个感应器133，对方向性的改善程度大概达到阈值。
参照图9，当0度模谐振器131位于正交坐标系的三个轴线(X，Y，Z)的原点处时，垂直极化天线103和103’的辐射方向R可以沿着Y轴取向，并且垂直极化天线103和103’可以辐射具有垂直极化分量的无线电波。
图10是示出示例性的0度模谐振器的电场特性的图，并且图11是示出示例性的0度模谐振器的辐射特性的图。
参照图10和图11，0度模谐振器(例如，图5的0度模谐振器131)可以形成全向性辐射图案，其中接地G和正方形辐射贴片P通过通孔连接。根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的垂直极化天线103和103’包含具有在一个方向上延伸的形式的辐射贴片131a，并且这种形式的辐射贴片131a可以形成具有沿Y方向的方向性并且相对于Z轴(或X轴)对称的辐射图案。本文中，当实施垂直极化天线103和103’时，根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’包含感应器133和反射体135(或反射表面135’)，因此形成图9中示出的形式的辐射图案(例如，具有垂直极化分量和方向性的形式)。
图12是根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备100的结构图，并且图13是根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备100’的结构图。
参照图12，在根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备100中，上述包含0度模谐振器131的垂直极化天线103和具有八木天线结构的水平极化天线102可以设置成与多层电路板101侧部的边缘相邻。水平极化天线102和垂直极化天线103具有不同的特性，因此辐射的无线电波不会相互干扰，如果馈入信号同时施加于水平极化天线102和垂直极化天线103，则可能根据馈入信号之间的相位差而产生圆极化。如果给水平极化天线102和垂直极化天线103提供同相馈入信号，则天线设备100可以产生相对于垂直极化或水平极化的具有倾斜极化表面的极化，下文将更具体地对此予以说明。
参照图13，根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备100’可以具有设置在多个水平极化天线102和102’之间的垂直极化天线103。水平极化天线102和102’可以设置为八木天线结构，并且垂直极化天线103可以包含上述0度模谐振器131。垂直极化天线103可以相对于水平极化天线102和102’具有独立的操作特性，并且可以用作屏蔽构件以将水平极化天线102和102’彼此分开。根据分别施加于水平极化天线102和102’和垂直极化天线103的馈入信号，天线设备100’可以产生垂直极化、水平极化、圆极化或倾斜极化。
图14是根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备100的变型实施例的结构图，并且图15是根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备100’的变型实施例的结构图。
图14和图15中示出的天线设备100和100’可以将水平极化天线102’实施为具有网格结构的辐射器。水平极化天线102’可以实施为图4中示出的辐射器。图14和图15中示出的天线设备100和100’可以根据是否向水平极化天线102’和垂直极化天线103施加馈入信号以及馈入信号之间的相位差，产生水平极化、垂直极化、圆极化和倾斜极化。
图16是示出根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备100的垂直极化天线103与水平极化天线102之间的隔离程度或隔离度的测量值的图。图17是示出根据本公开各种实施方案中的另一个实施方案的天线设备100’的垂直极化天线103和103’与水平极化天线102之间的隔离度的测量值的图。
图16示出根据本公开各种实施方案，以一个水平极化天线102和一个垂直极化天线103实施的天线设备100中的水平极化天线102与垂直极化天线103之间的隔离度的测量结果。如图16中示出的，当用一个水平极化天线102和一个垂直极化天线103实施根据本公开各种实施方案的天线设备时，在测量频带(例如，50-65GHz)中，可在水平极化天线102与垂直极化天线103之间保证大约-23dB或更大的隔离度。
图17示出根据本公开各种实施方案，以一对水平极化天线102和102’和垂直极化天线103实施的天线设备100’中的水平极化天线102和102’与垂直极化天线103之间的隔离度的测量结果。通过102-102’表示的曲线图表示图2示出的水平极化天线102和102’之间隔离度的测量值，从中可以看出，可以在测量频带(例如，50-65GHz)中保证至少-10dB和最大-25dB。通过曲线图102-103表示图2中示出的水平极化天线当中的第一水平极化天线102与垂直极化天线103之间的隔离度，并且通过曲线图102’-103表示第二水平极化天线102’与垂直极化天线103之间的隔离度。可以看出，水平极化天线102和102’与垂直极化天线103之间的隔离程度可以保证整个测量频带上有至少-15dB的隔离度。
图18是示出当多个水平极化天线设置在一个电路板上时，多个水平极化天线之间隔离度的测量值的图。
典型地，当实施用于毫米波通信的天线设备时，在电路板中安装水平极化天线可能比在电路板中安装垂直极化天线更容易。当在电路板中堆叠多个水平极化天线时，天线设备的性能可能由于水平极化天线之间的干涉而降低。参照图18，可以看出，当在电路板中堆叠多个水平极化天线时，在测量频带(例如，50-65GHz)中，隔离度可能会降低到-7dB。
另一方面，从图17可以看出，根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’在多个水平极化天线102和102’之间设置垂直极化天线103以改善水平极化天线102和102’之间的隔离度，从而实施更多种类型的极化。因此，根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’可以根据无线电波环境的变化而自适应地产生极化，由此设置稳定的通信连接。
图19示出根据本公开各种实施方案的天线设备100的实现方式示例。
图19中示出的天线设备100的结构被构造成：水平极化天线102和垂直极化天线103的多个组合沿着多层电路板101的周边布置。如上所述，通信电路芯片105可以安装在多层电路板101上。由于通信电路芯片105与水平极化天线102和垂直极化天线103一起安装在一个多层电路板101上，所以可以解决通信电路芯片105与水平极化天线102和垂直极化天线103之间的传输损耗。在天线设备100的上述结构中，表1中示出了水平极化天线102和垂直极化天线103的开/关(例如，向其施加或未施加馈入信号)或者施加于水平极化天线102或垂直极化天线103的无线电波的极化分量的开/关。
[表1]
当产生倾斜极化时，对水平极化天线102和垂直极化天线103都执行同相馈入，但是通过关闭一些水平极化天线102和垂直极化天线103，可以产生倾斜度不同于前述倾斜极化的新的倾斜极化。另外，通过打开一些水平极化天线102和垂直极化天线103以产生特定极化，天线设备100辐射的无线电波的指向方向可以不同地改变。
在天线设备100中，水平极化天线102和垂直极化天线103可以在不同的方向上产生和辐射不同的极化。另外，水平极化天线102和垂直极化天线103的组合沿着多层电路板101的周边布置，并且馈入信号顺序地或任意地施加于水平极化天线102和垂直极化天线103的组合，从而保证天线设备100的全向性。
图20示出根据本公开各种实施方案的天线设备100’的另一个实现方式示例。
参照图20，可以通过沿多层电路板101的周边布置成对的水平极化天线102和102’与垂直极化天线103的组合来实施天线设备100’。根据向水平极化天线102和102’和垂直极化天线103施加或未施加馈入信号或者根据分别施加于水平极化天线102和102’以及垂直极化天线103的馈入信号之间的相位差，根据本公开当前实施方案的天线设备100’还可以产生各种形式的极化。
图21至图24示出根据本公开各种实施方案中的一个实施方案的天线设备100的各种实现方式示例。
虽然在图19中示出的实施方案中，垂直极化天线103布置在水平极化天线102上方，但是根据图21至图24中示出的实施方案，可以用不同方式实施这种布置。例如，参照图22，可以按顺序颠倒水平极化天线102和垂直极化天线103的布置。另外，如图23和图24中示出的，在某个部分中，垂直极化天线103可以设置在水平极化天线102上方，并且在另一个部分中，水平极化天线102可以设置在垂直极化天线103上方。图25用于用表2至表4说明本公开各种实施方案的天线设备的操作方法的实施方案。
图25示出根据本公开各种实施方案的天线设备，其用于说明所述天线设备的操作方法。图26示出安装在电子设备10上的根据本公开各种实施方案的天线设备100。
参照图25和图26，可以通过沿多层电路板101的相邻两侧布置水平极化天线102与垂直极化天线103的组合来实施天线设备100。如上所述构造的天线设备100可以根据分别施加于水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号而在各种方向上产生各种形式的极化。例如，当天线设备100安装在电子设备10上时，天线设备100可以在以下方向上辐射无线电波：电子设备10的侧面方向(下文中称为“第一方向R1”)，相对于第一方向R1的倾斜方向(下文中称为“第二方向R2”)，或者向上的方向(下文中称为“第三方向R3”)。如果水平极化天线102与垂直极化天线103的组合设置在多层电路板101的另一侧上，则可以在其它更多方向(例如，与第一方向相反的方向)上辐射无线电波。
电子设备10可以通过包含显示器11和扬声器模块15而输出图像或音频信息。显示器11具有安装其上的触摸屏功能以用作输入设备，并且可以包含至少一个物理按键13或输入设备，诸如麦克风(未图示)。
在天线设备100中，表2至表4中示出根据分别施加于水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号产生的无线电波及其辐射方向。在表2至表4中，“–”表示未向水平极化天线102或垂直极化天线103施加馈入信号，并且数字、符号和等式表示所施加的馈入信号之间的相位差。
首先，表2示出了当在第一方向R1上辐射无线电波时施加于水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号。
[表2]
水平极化 垂直极化 圆极化 倾斜极化
1 - - - -
A - - - -
2 - - - -
B - - - -
3 - - - -
C - - - -
4 - 0 0 0
D 0 - 90 0
5 - 0 0 0
E 0 - 90 0
在表2中，可以通过分别向布置在多层电路板101的一侧上的水平极化天线102和垂直极化天线103(例如4、5、D和E)馈入共相电而产生倾斜极化。。在这种情况下，倾斜极化通常可形成为相对于水平极化或垂直极化倾斜大约45°。在一个实施方案中，如果未向水平极化天线102(或垂直极化天线103)中的一个馈电，则可产生相对于水平极化或垂直极化具有不同倾斜度的新的倾斜极化。
表3示出了当在第二方向R2上辐射无线电波时施加于水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号。
[表3]
水平极化 垂直极化 圆极化 倾斜极化
1 - 0 0 0
A 0 - 90 0
2 - a a a
B a - 90+a a
3 - 2a 2a 2a
C 2a - 90+2a 2a
4 - a+b a+b a+b
D a+b - 90+a+b a+b
5 - b b b
E b 90+b b
在表3中，a和b表示分别施加于天线设备100中的水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号之间的相位差。在表3中，根据馈入信号之间的相位差a和b，可以不同地设置第二方向R2相对于第一方向R1的倾斜度。
表4示出了当在第三方向R3上辐射无线电波时施加于水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号。
[表4]
水平极化 垂直极化 圆极化 倾斜极化
1 - 0 0 0
A 0 - 90 0
2 - 0 0 0
B 0 - 90 0
3 - 0 0 0
C 0 - 90 0
4 - - - -
D - - - -
5 - - - -
E - - - -
如上所述，根据本公开各种实施例的天线设备包括实施在多层电路板中第一层上的水平极化天线和实施在多层电路板中不同于第一层的多个第二层上的垂直极化天线，其中，水平极化天线和垂直极化天线在多层电路板一侧的边缘上彼此间隔开地堆叠。
根据本公开的各种实施方案，垂直极化天线可包括形成在多个第二层中的一个的表面上的辐射贴片、形成在多个第二层中的一个的另一个表面上的接地贴片、以及形成为穿过一个或多个第二层并且连接辐射贴片与接地贴片的通孔。
根据本公开的各种实施方案，辐射贴片可以在一个方向上延伸，并且接地贴片可以平行于辐射贴片延伸，且比辐射贴片长。
根据本公开的各种实施方案，垂直极化天线可以包含：至少一对感应贴片，形成在多个第二层中的一个的表面上，并且平行于辐射贴片延伸；至少一对第二接地贴片，在多个第二层中的一个的另一个表面上平行于接地贴片延伸；以及第二通孔，形成为穿过一个或多个第二层，并且分别连接感应贴片与第二接地贴片。
根据本公开的各种实施方案，感应贴片中的每一个可以比辐射贴片短，感应贴片与第二接地贴片之间的高度可以等于或小于辐射贴片与接地贴片之间的高度。
根据本公开的各种实施方案，可以在感应贴片的布置方向上从辐射贴片辐射无线电波。
根据本公开的各种实施方案，感应贴片可以设置在与辐射贴片间隔开天线设备谐振频率波长的预定比例(例如1/3)的距离的位置中。
根据本公开的各种实施方案，天线设备还可以包含由通孔构成的阵列(称为通孔阵列)，其形成为穿过多层电路板的至少一部分，其中辐射贴片置于通孔阵列与感应贴片之间，从辐射贴片辐射的无线电波中的一些在感应贴片的布置方向上被通孔阵列反射以及从辐射贴片辐射。
根据本公开的各种实施方案，通孔阵列可以设置在与辐射贴片间隔开天线设备的谐振频率波长的预定比例(例如1/4)的距离的位置中。
根据本公开的各种实施方案，垂直极化天线可以包括：反射贴片，形成在多个第二层中的一个的表面上，并且平行于辐射贴片延伸；第三接地贴片，在多个第二层中的一个的另一个表面上平行于接地贴片延伸；以及第三通孔，形成为穿过一个或多个第二层，并且连接感应贴片与第三接地贴片。
根据本公开的各种实施方案，反射贴片可以比辐射贴片长，并且反射贴片与第三接地贴片之间的高度可以大于辐射贴片与接地贴片之间的高度。
根据本公开的各种实施方案，从辐射贴片辐射的无线电波中的一些可以在辐射贴片的布置方向上通过反射贴片反射以及从辐射贴片辐射。
根据本公开的各种实施方案，反射贴片可以设置在与辐射贴片间隔开天线设备谐振频率波长的预定比例(例如1/4)的距离的位置中。
根据本公开的各种实施方案，天线设备还可以包括第二水平极化天线，实施在多层电路板中不同于第一层和第二层的第三层上，其中垂直极化天线在水平极化天线和第二水平极化天线之间设置成与第二水平极化天线间隔开。
根据本公开的各种实施方案，彼此堆叠的水平极化天线和垂直极化天线的多个组合可以沿着多层电路板的周边布置。
下文中，将参照图27和图28说明根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的操作方法。
图27是根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的操作方法的流程图。图28是根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的操作方法的另一个示例的流程图。
根据本公开各种实施方案的天线设备100和100’的操作方法可以包含第一方法S1和第二方法S2，第一方法S1用于与初始外围设备建立通信连接，第二方法S2用于在建立通信连接时传输和接收灵敏度降低的情况下，或者在通信连接断掉的情况下，重新建立和维持稳定的通信连接。所述方法还可以通过组合第一方法S1与第二方法S2来操作天线设备100和100’。
参照图27，第一方法S1可以包括发现操作S10、选择操作S20、扫描操作S30、评估操作S40和建立操作S50。
发现操作S10发现安装有天线设备100和100’的电子设备将要连接到的外围设备，所述外围设备可以包含另一个电子设备或附近的移动通信基站。
选择操作S20从所发现的外围设备当中选择将与其建立通信连接的设备，例如，如果电子设备10要输出音频，则可选择可以通过天线设备100和100’连接的附近的扬声器设备或耳机。如果电子设备10要输出图像，则电子设备可选择可以通过天线设备100和100’连接的监视器或电视机。
扫描操作S30反复地尝试与所选择的外围设备通信，同时使用水平极化天线和垂直极化天线改变极化。在扫描操作S30中，可以使用天线设备(例如图1和图2的天线设备100、100’)的水平极化天线102和垂直极化天线103的开/关或施加于天线设备(例如图1和图2的天线设备100、100’)的水平极化天线102和垂直极化天线103的馈入信号之间的相位差来产生不同的极化。
在评估操作S40中，在执行扫描操作S30的同时检测允许较高品质通信的极化，其中可以基于天线设备100和100’产生的极化来计算与所选择的外围设备通信的品质，例如，信噪比。
在建立操作S50中，电子设备10基于评估的通信品质，从可使用天线设备100和100’产生的极化当中选择和产生最佳极化，并且与所选择的外围设备建立通信。
通过这个过程，天线设备100和100’可以在电子设备10与外围设备之间建立通信连接。
同时，如果天线设备100和100’安装在无线电波环境频繁改变的环境中使用的电子设备上(例如，在移动通信终端上)，则由于无线电波环境的改变，通信连接状态(例如传输和接收灵敏度)可能会降低，甚至通信可能会断掉。在这种情况下，可以使用第二方法S2重新建立和维持与所选择的外围设备的通信连接。
参照图28，第二方法S2可以包含灵敏度监测操作S10’，扫描与评估操作S20’，决定操作S30’和重新建立操作S50’。
灵敏度监测操作S10’监测与外围设备的通信状态，并且通过与外围设备的传输和接收灵敏度或传输或接收信号的信噪比来检测通信连接的稳定性。
如果在灵敏度监测操作S10’中检测到传输和接收灵敏度的明显降低，则在扫描与评估操作S20’中，在尝试与外围设备通信的同时，天线设备100和100’产生不同的各种极化，并且评估根据每一极化的传输和接收灵敏度或信噪比。
决定操作S30’根据扫描与评估操作S20’的评估结果确定是否提取到最佳极化(允许稳定的通信连接的极化)，并且如果提取到最佳极化，则可以在重新建立操作S50’中使用最佳极化来重新建立和维持与外围设备的通信。如果在决定操作S30’中未提取到适当的极化，则可以在操作S40’中重复扫描与评估操作S20’和决定操作S30’，直到提取到最佳极化为止。
根据本公开的各种实施方案，如果在灵敏度监测操作S10’中检测到传输和接收灵敏度的降低，则可以通过再次执行第一方法S1的扫描操作S30、评估操作S40和建立操作S50来实施第二方法S2。
如上所述，根据本公开各种实施方案的包含水平极化天线与垂直极化天线组合的天线设备的操作方法可以包括：发现外围设备的发现操作(例如，图27的步骤S10)，从所发现的外围设备当中选择要与其建立通信连接的外围设备的选择操作(例如，图27的步骤S20)，尝试与所选择的外围设备通信的同时使用水平极化天线和垂直极化天线改变极化的扫描操作(例如，图27的步骤S30)，评估对应于与所选择的外围设备的通信中的极化的信噪比的评估操作(例如，图27的步骤S40)，以及从评估的信噪比选择最佳极化和建立通信的建立操作(例如，图27的步骤S50)。
根据本公开的各种实施方案，水平极化天线与垂直极化天线的多个组合可以沿多层电路板的周边布置，并且扫描操作可以包含使用水平极化天线和垂直极化天线的开/关或分别施加于水平极化天线和垂直极化天线的馈入信号之间的相位差来产生不同的极化以尝试与所选择的外围设备通信。
根据本公开的各种实施方案，如果在建立操作之后通信灵敏度降低，则可以再次执行扫描操作、评估操作和建立操作。
根据本公开的各种实施方案，天线设备可以包含至少一对水平极化天线，垂直极化天线设置在所述一对水平极化天线之间，并且扫描操作可以包含使用水平极化天线和垂直极化天线的开/关或分别施加于水平极化天线和垂直极化天线的馈入信号之间的相位差来产生不同的极化以尝试与所选择的外围设备通信。
从前面的说明中明显看出，根据本公开各种实施方案的天线设备通过使用0度模谐振器在多层电路板中形成垂直极化天线，从而使得容易保证多层电路板厚度方向上的极化分量(例如，垂直极化分量)。另外，通过实施包含垂直极化天线与水平极化天线组合的辐射器，实现诸如圆极化以及垂直/水平极化的各种形式的极化，从而稳定地维持与外围设备的传输和接收灵敏度。而且，根据本公开各种实施方案的天线设备可以通过布置包含垂直极化天线与水平极化天线的组合以保证全向性的辐射器来保证全向性，并且当安装在用于频繁改变的无线电波环境的电子设备(诸如移动通信终端)上时，天线设备可以提供稳定的通信。当实施包含垂直极化天线与水平极化天线组合的辐射器时，天线设备在一对水平极化天线之间设置垂直极化天线以改善水平极化天线之间的隔离度，因而进一步改善天线设备的性能。
虽然已经参照本公开的示例性实施方案具体图解和说明了本公开，但是在不背离本公开范围的情况下，可以进行各种修改或改变。

Claims (15)

1.一种天线设备，其特征在于，包括：
水平极化天线，实施在多层电路板中的第一层上；以及
垂直极化天线，实施在所述多层电路板中不同于所述第一层的多个第二层上，
其中，所述水平极化天线和所述垂直极化天线在所述多层电路板的一侧彼此间隔开地堆叠。
2.根据权利要求1所述的天线设备，其特征在于，所述垂直极化天线包括：
辐射贴片，形成在多个第二层的其中之一的表面上；
接地贴片，形成在多个第二层的其中之一的另一个表面上；以及
通孔，形成为穿过多个第二层的至少一个，并且连接所述辐射贴片与所述接地贴片。
3.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述辐射贴片在一个方向上延伸，所述接地贴片平行于所述辐射贴片延伸且比所述辐射贴片长。
4.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述垂直极化天线包括：
至少一对感应贴片，形成在多个第二层的其中之一的表面上，且平行于所述辐射贴片延伸；
至少一对第二接地贴片，在多个第二层的其中之一的另一个表面上平行于所述接地贴片延伸；以及
第二通孔，形成为穿过所述第二层的至少一个，并且分别连接所述感应贴片与所述第二接地贴片。
5.根据权利要求4所述的天线设备，其特征在于，所述感应贴片中的每一个比所述辐射贴片短，所述感应贴片与所述第二接地贴片之间的高度等于或小于所述辐射贴片与所述接地贴片之间的高度。
6.根据权利要求4所述的天线设备，其特征在于，无线电波在所述感应贴片的布置方向上从所述辐射贴片辐射。
7.根据权利要求4所述的天线设备，其特征在于，所述感应贴片设置在与所述辐射贴片间隔开所述天线设备的谐振频率波长的1/3的距离的位置中。
8.根据权利要求4所述的天线设备，其特征在于，还包括通孔阵列，所述通孔阵列包括由通孔形成的阵列，所述通孔阵列形成为穿过所述多层电路板的至少一部分，
其中，所述辐射贴片置于所述通孔阵列与所述感应贴片之间，从所述辐射贴片辐射的无线电波的一部分在所述感应贴片的布置方向上被所述通孔阵列反射以及从所述辐射贴片辐射。
9.根据权利要求8所述的天线设备，其特征在于，所述通孔阵列设置在与所述辐射贴片间隔开所述天线设备的谐振频率波长的1/4的距离的位置中。
10.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述垂直极化天线包括：
反射贴片，形成在多个第二层的其中之一的表面上，并且平行于所述辐射贴片延伸；
第三接地贴片，在多个第二层的其中之一的另一个表面上平行于所述接地贴片延伸；以及
第三通孔，形成为穿过多个第二层的至少一个，并且连接所述反射贴片与所述第三接地贴片。
11.根据权利要求10所述的天线设备，其特征在于，所述反射贴片比所述辐射贴片长，所述反射贴片与所述第三接地贴片之间的高度大于所述辐射贴片与所述接地贴片之间的高度。
12.根据权利要求10所述的天线设备，其特征在于，从所述辐射贴片辐射的无线电波的一部分在所述辐射贴片的布置方向上被所述反射贴片反射以及从所述辐射贴片辐射。
13.根据权利要求10所述的天线设备，其特征在于，所述反射贴片设置在与所述辐射贴片间隔开所述天线设备的谐振频率波长的1/4的距离的位置中。
14.根据权利要求1所述的天线设备，其特征在于，还包括第二水平极化天线，所述第二水平极化天线实施在所述多层电路板中不同于所述第一层和所述第二层的第三层上，
其中，所述垂直极化天线设置成在所述水平极化天线与所述第二水平极化天线之间与所述第二水平极化天线间隔开。
15.根据权利要求1所述的天线设备，其特征在于，彼此堆叠的所述水平极化天线和所述垂直极化天线的多个组合沿所述多层电路板的周边布置。
CN201520691635.0U 2014-09-19 2015-09-08 天线设备 Expired - Fee Related CN204947073U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140124998A KR102138909B1 (ko) 2014-09-19 2014-09-19 안테나 장치 및 그의 운용 방법
KR10-2014-0124998 2014-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204947073U true CN204947073U (zh) 2016-01-06

Family

ID=55014471

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510566426.8A Active CN105449345B (zh) 2014-09-19 2015-09-08 天线设备及其操作方法
CN201520691635.0U Expired - Fee Related CN204947073U (zh) 2014-09-19 2015-09-08 天线设备

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510566426.8A Active CN105449345B (zh) 2014-09-19 2015-09-08 天线设备及其操作方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9666954B2 (zh)
KR (1) KR102138909B1 (zh)
CN (2) CN105449345B (zh)
WO (1) WO2016043450A1 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449345A (zh) * 2014-09-19 2016-03-30 三星电子株式会社 天线设备及其操作方法
CN106159464A (zh) * 2016-08-26 2016-11-23 深圳前海科蓝通信有限公司 一种定向窄波选择智能天线系统
CN108886202A (zh) * 2016-04-11 2018-11-23 三星电子株式会社 包含变极化相控阵列天线的无线通信系统
CN109478721A (zh) * 2016-06-06 2019-03-15 索尼移动通讯有限公司 形成在多层印刷电路板边缘上的c馈电天线
CN109565118A (zh) * 2016-08-10 2019-04-02 三星电子株式会社 天线器件以及包括该天线器件的电子装置
CN110178267A (zh) * 2016-11-25 2019-08-27 索尼移动通讯有限公司 腔体区域中的竖直天线贴片
CN110383583A (zh) * 2017-03-15 2019-10-25 索尼移动通信株式会社 通信装置
CN111542967A (zh) * 2017-10-19 2020-08-14 索尼公司 天线设备
CN111670546A (zh) * 2017-11-15 2020-09-15 华为技术有限公司 一种用于无线通信设备的天线系统
WO2020237692A1 (zh) * 2019-05-31 2020-12-03 华为技术有限公司 一种封装天线装置及终端设备
US11050140B2 (en) 2016-04-11 2021-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless communication system including polarization-agile phased-array antenna

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3455907B1 (en) * 2016-05-10 2020-06-24 Sony Mobile Communications Inc. C-fed antenna formed on multi-layer printed circuit board edge
KR102402411B1 (ko) * 2017-06-28 2022-05-27 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 안테나를 포함하는 전자 장치
US10939305B2 (en) * 2017-07-24 2021-03-02 Motorola Solutions, Inc. Passive radio-frequency redirector device
KR102415591B1 (ko) 2017-11-24 2022-07-04 삼성전자주식회사 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
KR102426656B1 (ko) 2017-11-28 2022-07-28 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
CN108199128A (zh) * 2017-12-13 2018-06-22 瑞声科技（南京）有限公司 一种天线系统和移动终端
KR102486593B1 (ko) * 2017-12-19 2023-01-10 삼성전자 주식회사 수직편파 방사를 지원하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자장치
WO2019120519A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Huawei Technologies Co., Ltd. A communication device and a method in a communication device
KR101985686B1 (ko) 2018-01-19 2019-06-04 에스케이텔레콤 주식회사 수직 편파 안테나
KR102511737B1 (ko) * 2018-01-24 2023-03-20 삼성전자주식회사 안테나 구조체 및 안테나 구조체를 포함하는 전자 장치
CN111615777B (zh) * 2018-01-26 2023-02-17 索尼公司 天线设备
US11018418B2 (en) * 2018-01-31 2021-05-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip antenna and chip antenna module including the same
KR101898242B1 (ko) 2018-04-12 2018-09-13 한화시스템(주) 피아식별 안테나의 고장판단 시스템
KR101909684B1 (ko) 2018-05-09 2018-10-18 한화시스템(주) 피아식별 안테나의 고장판단 시스템의 안테나의 운용여부 결정방법
US10910730B2 (en) * 2018-06-07 2021-02-02 Helmuth G. Bachmann Attachable antenna field director for omnidirectional drone antennas
US10862211B2 (en) 2018-08-21 2020-12-08 Htc Corporation Integrated antenna structure
US10931014B2 (en) 2018-08-29 2021-02-23 Samsung Electronics Co., Ltd. High gain and large bandwidth antenna incorporating a built-in differential feeding scheme
CN114639945A (zh) 2018-10-26 2022-06-17 华为技术有限公司 一种高带宽的封装天线装置
KR102331458B1 (ko) * 2018-11-20 2021-11-25 주식회사 엘지에너지솔루션 엣지 안테나가 적용된 pcb, 엣지 안테나가 적용된 pcb를 포함하는 배터리
US11005184B2 (en) 2018-11-29 2021-05-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna apparatus
CN112201938B (zh) * 2018-11-29 2024-05-03 三星电机株式会社 天线设备和电子装置
US11588237B2 (en) 2018-12-13 2023-02-21 Htc Corporation Antenna structure
KR102608773B1 (ko) * 2019-02-14 2023-12-04 삼성전자주식회사 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
US10854996B2 (en) * 2019-03-06 2020-12-01 Huawei Technologies Co., Ltd. Dual-polarized substrate-integrated beam steering antenna
CN110174649A (zh) * 2019-05-07 2019-08-27 加特兰微电子科技(上海)有限公司 射频前端收发装置、车载雷达收发系统
US11171408B2 (en) * 2019-05-23 2021-11-09 Htc Corporation Communication device
WO2020262745A1 (ko) * 2019-06-28 2020-12-30 엘지전자 주식회사 밀리미터파 대역 안테나를 구비하는 전자 기기
US11476591B2 (en) * 2019-07-22 2022-10-18 Benchmark Electronics, Inc. Multi-port multi-beam antenna system on printed circuit board with low correlation for MIMO applications and method therefor
JP6977754B2 (ja) * 2019-11-13 2021-12-08 Tdk株式会社 アンテナ装置及びこれを備える回路基板
CN114846695A (zh) * 2019-12-19 2022-08-02 华为技术有限公司 双极化连接天线阵列
CN111193107B (zh) * 2020-01-07 2022-08-26 中山大学 一种端射折叠缝隙天线阵
KR102345402B1 (ko) * 2020-04-13 2021-12-30 크리모 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 안테나 장치
CN113555698A (zh) * 2020-04-24 2021-10-26 佛山市南海微波通讯设备有限公司 一种叠加结构宽带对称振子双极化天线
US11769948B2 (en) * 2020-05-16 2023-09-26 The Regents Of The University Of Michigan Dual-band dual-polarized antenna for 5G applications
WO2021251515A1 (ko) * 2020-06-10 2021-12-16 엘지전자 주식회사 안테나를 구비하는 전자 기기
EP4205286A1 (en) 2020-08-28 2023-07-05 ISCO International, LLC Method and system for mitigating passive intermodulation (pim) by performing polarization adjusting
US11431102B2 (en) * 2020-09-04 2022-08-30 Dell Products L.P. Pattern reflector network for a dual slot antenna
CN112737716B (zh) * 2020-12-18 2022-03-15 中兴通讯股份有限公司 毫米波抗干扰方法、装置、终端及存储介质
CN113629404A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 深圳市道通智能汽车有限公司 天线系统控制方法、装置及计算机可读存储介质
US11476574B1 (en) 2022-03-31 2022-10-18 Isco International, Llc Method and system for driving polarization shifting to mitigate interference
US11476585B1 (en) 2022-03-31 2022-10-18 Isco International, Llc Polarization shifting devices and systems for interference mitigation
US11949489B1 (en) 2022-10-17 2024-04-02 Isco International, Llc Method and system for improving multiple-input-multiple-output (MIMO) beam isolation via alternating polarization
US11956058B1 (en) * 2022-10-17 2024-04-09 Isco International, Llc Method and system for mobile device signal to interference plus noise ratio (SINR) improvement via polarization adjusting/optimization

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762661B1 (en) * 2000-09-29 2004-07-13 Rockwell Scientific Licensing, Llc Shutter switch for millimeter wave beams and method for switching
US20050104791A1 (en) * 2001-04-13 2005-05-19 Sun Liang Q. Two-layer wide-band meander-line polarizer
KR100587964B1 (ko) * 2001-04-13 2006-06-09 콤샛 코퍼레이션 미앤들 라인 편파기의 다층구조를 이용한 2중 원평광 평판 안테나
US8031129B2 (en) * 2004-08-18 2011-10-04 Ruckus Wireless, Inc. Dual band dual polarization antenna array
EP2079128A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-15 Michael Salewski Jammer antenna system
US8818457B2 (en) * 2011-09-21 2014-08-26 Broadcom Corporation Antenna having polarization diversity
KR20130076291A (ko) * 2011-12-28 2013-07-08 삼성전기주식회사 측면 방사 안테나 및 무선통신 모듈
US9306291B2 (en) 2012-03-30 2016-04-05 Htc Corporation Mobile device and antenna array therein
KR20140059552A (ko) * 2012-11-08 2014-05-16 삼성전자주식회사 수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기
KR102138909B1 (ko) * 2014-09-19 2020-07-28 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그의 운용 방법

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449345A (zh) * 2014-09-19 2016-03-30 三星电子株式会社 天线设备及其操作方法
CN108886202A (zh) * 2016-04-11 2018-11-23 三星电子株式会社 包含变极化相控阵列天线的无线通信系统
US11050140B2 (en) 2016-04-11 2021-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless communication system including polarization-agile phased-array antenna
CN109478721A (zh) * 2016-06-06 2019-03-15 索尼移动通讯有限公司 形成在多层印刷电路板边缘上的c馈电天线
US10833425B2 (en) 2016-08-10 2020-11-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device and electronic device including the same
CN109565118A (zh) * 2016-08-10 2019-04-02 三星电子株式会社 天线器件以及包括该天线器件的电子装置
US11114771B2 (en) 2016-08-10 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device and electronic device including the same
CN106159464A (zh) * 2016-08-26 2016-11-23 深圳前海科蓝通信有限公司 一种定向窄波选择智能天线系统
CN110178267B (zh) * 2016-11-25 2021-07-13 索尼移动通讯有限公司 天线装置和通信装置
CN110178267A (zh) * 2016-11-25 2019-08-27 索尼移动通讯有限公司 腔体区域中的竖直天线贴片
US11894604B2 (en) 2017-03-15 2024-02-06 Sony Mobile Communications Inc. Communication apparatus
US11329364B2 (en) 2017-03-15 2022-05-10 Sony Mobile Communications Inc. Communication apparatus
CN110383583B (zh) * 2017-03-15 2022-03-11 索尼移动通信株式会社 通信装置
CN110383583A (zh) * 2017-03-15 2019-10-25 索尼移动通信株式会社 通信装置
CN111542967A (zh) * 2017-10-19 2020-08-14 索尼公司 天线设备
CN111542967B (zh) * 2017-10-19 2022-03-29 索尼公司 天线设备
US11239571B2 (en) 2017-10-19 2022-02-01 Sony Corporation Antenna device
US11217903B2 (en) 2017-11-15 2022-01-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna system for a wireless communication device
CN111670546B (zh) * 2017-11-15 2021-12-24 华为技术有限公司 一种用于移动设备的天线系统以及移动设备
CN111670546A (zh) * 2017-11-15 2020-09-15 华为技术有限公司 一种用于无线通信设备的天线系统
WO2020237692A1 (zh) * 2019-05-31 2020-12-03 华为技术有限公司 一种封装天线装置及终端设备

Also Published As

Publication number Publication date
US9666954B2 (en) 2017-05-30
US20160087348A1 (en) 2016-03-24
KR20160034011A (ko) 2016-03-29
CN105449345B (zh) 2020-07-14
CN105449345A (zh) 2016-03-30
WO2016043450A1 (en) 2016-03-24
KR102138909B1 (ko) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204947073U (zh) 天线设备
US8564484B2 (en) Planar dual polarization antenna
US10714810B2 (en) Antenna apparatus for use in wireless devices
US9742070B2 (en) Open end antenna, antenna array, and related system and method
US9722324B2 (en) Method and apparatus to control mutual coupling and correlation for multi-antenna applications
US9319155B2 (en) Multiple input multiple output antenna module and associated method
KR101760823B1 (ko) 다중 안테나 시스템 및 이동 단말
Li et al. Metal‐frame‐integrated eight‐element multiple‐input multiple‐output antenna array in the long term evolution bands 41/42/43 for fifth generation smartphones
US20170033461A1 (en) Low-profile antenna with high isolation for bluetooth and wifi coexistence
KR20210063338A (ko) 다중층 패치 안테나
KR20120024908A (ko) 이중 급전 이중 대역 안테나 어셈블리 및 연관 방법
EP2650969B1 (en) Compact broadband antenna
KR20140118388A (ko) 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기
EP2408062A1 (en) Multiple input - multiple output antenna module
EP2688146B1 (en) Dual-band LTE MIMO antenna
Zou et al. A dual‐band eight‐antenna multi‐input multi‐output array for 5G metal‐framed smartphones
US20120299784A1 (en) Mobile wireless communications device including an antenna having a shorting plate
CN107565226A (zh) 一种天线机构
JP2016146564A (ja) ダイバーシティアンテナ装置
US11056781B2 (en) Antenna and mobile terminal
US11967770B2 (en) Electronic devices with polarization management capabilities
US20220247074A1 (en) Antenna array pattern enhancement using aperture tuning technique
US11057894B2 (en) Apparatus, method and computer program for non-stand-alone wireless communications
JP2009212592A (ja) 高周波電子機器
JP2013017008A (ja) 無線通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160106

Termination date: 20200908