CN213636290U - 天线结构体、包括该天线结构体的天线阵列及显示装置 - Google Patents

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CN213636290U CN202022419107.3U CN202022419107U CN213636290U CN 213636290 U CN213636290 U CN 213636290U CN 202022419107 U CN202022419107 U CN 202022419107U CN 213636290 U CN213636290 U CN 213636290U
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Abstract

本实用新型的一些实施例的天线结构体包括：电介质层；辐射图案，其配置于电介质层上；第一信号焊盘，其向辐射图案供给第一输入信号；第二信号焊盘，其向辐射图案选择性地供给第二输入信号；第一传输线路，其使第一信号焊盘连接于辐射图案；以及第二传输线路，其使第二信号焊盘连接于辐射图案。可以通过由一个辐射图案实现多个极化特性来提供提高了信号效率性及空间效率性的天线结构体。

Description

天线结构体、包括该天线结构体的天线阵列及显示装置
技术领域
本实用新型涉及一种天线结构体、包括该天线结构体的天线阵列及显示装置。更详细而言，涉及一种包括天线图案及电介质层的天线结构体、包括该天线结构体的天线阵列及显示装置。
背景技术
近来，随着信息化社会的发展，诸如Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)等的无线通信技术与显示装置结合而实现为例如智能电话的形式。在这种情况下，可以使天线结合于所述显示装置来执行通信功能。
近来，随着移动通信技术的发展，有必要将用于执行超高频带的通信的天线结合于所述显示装置。
此外，随着安装天线的显示装置更薄型化和轻量化，所述天线所占的空间也可能减少。因此，在有限的空间内同时实现高频、宽带信号的收发会受到限制。
因此，有必要开发一种天线，该天线以薄膜或贴片的形式插入于薄型的所述显示装置，且即使是薄型结构也可以确保辐射特性的可靠性。
例如，韩国公开专利第2013-0095451号公开了一种一体化于显示面板的天线，但却未能提供针对上述问题的应对方案。
实用新型内容
本实用新型的一课题在于，提供一种提高了信号效率性及空间效率性的天线结构体。
本实用新型的另一课题在于，提供一种包括提高了信号效率性及空间效率性的天线结构体的天线阵列及显示装置。
为了实现上述课题，本实用新型采用如下技术方案。
1.一种天线结构体，包括：电介质层；辐射图案，其配置于所述电介质层上；第一信号焊盘，其向所述辐射图案供给第一输入信号；第二信号焊盘，其向所述辐射图案选择性地供给第二输入信号；第一传输线路，其使所述第一信号焊盘连接于所述辐射图案；以及第二传输线路，其使所述第二信号焊盘连接于所述辐射图案。
2.根据上述1所述的天线结构体，所述第一传输线路的延伸方向与所述第二传输线路的延伸方向之间的角度为80至100°。
3.根据上述1所述的天线结构体，所述辐射图案具有正多边形形状，所述第一传输线路和所述第二传输线路分别连接于所述正多边形的相邻的两边。
4.根据上述1所述的天线结构体，所述第一传输线路和所述第二传输线路形成为平行于从所述辐射图案的中心分别向所述辐射图案的相邻的两个顶点方向延伸的虚拟的延长线。
5.根据上述4所述的天线结构体，所述第一传输线路和所述第二传输线路与所述辐射图案的长边方向或短边方向平行地弯曲。
6.根据上述1所述的天线结构体，所述辐射图案包括网格结构。
7.根据上述6所述的天线结构体，所述第一传输线路和所述第二传输线路包括实心(solid)结构。
8.根据上述6所述的天线结构体，在所述辐射图案中连接所述第一传输线路和所述第二传输线路的顶点部包括实心结构的阻抗匹配图案。
9.根据上述6所述的天线结构体，所述辐射图案中连接所述第一传输线路和所述第二传输线路的边包括定义所述辐射图案的一边缘的边缘图案。
10.根据上述6所述的天线结构体，所述网格结构包括相互交叉的第一单位线和第二单位线，所述第一单位线中的一部分配置于所述第一传输线路的延长线上，所述第二单位线中的一部分配置于所述第二传输线路的延长线上。
11.根据上述1所述的天线结构体，所述第一传输线路和所述第二传输线路的长度相同。
12.根据上述1所述的天线结构体，相对于所述辐射图案的中心线，所述第一信号焊盘及所述第一传输线路与所述第二信号焊盘及所述第二传输线路对称。
13.根据上述1所述的天线结构体，还包括：驱动集成电路芯片，其向所述第一信号焊盘及所述第二信号焊盘分别供给所述第一输入信号及所述第二输入信号。
14.根据上述13所述的天线结构体，还包括：柔性电路板，其包括与所述第一信号焊盘及所述第二信号焊盘电连接的电路配线，所述驱动集成电路芯片配置于所述柔性电路板上，且与所述电路配线电连接。
15.根据上述1所述的天线结构体，所述第一输入信号和所述第二输入信号分别单独地进行供应，通过所述第一输入信号实现垂直极化及水平极化中的一个，并通过所述第二输入信号实现所述垂直极化及所述水平极化中的其余一个。
16.根据上述1所述的天线结构体，还包括：天线接地层，其配置于所述电介质层的底面上。
17.一种显示装置，包括上述一些实施例的天线结构体。
18.一种天线结构体，包括：第一辐射图案；第二辐射图案，其从所述第一辐射图案向第一方向隔开而配置；第三辐射图案，其从所述第一辐射图案向第二方向隔开而配置；第一传输线路，其向所述第一方向延伸并连接第一信号焊盘和所述第一辐射图案；第二传输线路，其向所述第二方向延伸并连接第二信号焊盘和所述第一辐射图案；第三传输线路，其向所述第一方向延伸并连接所述第一辐射图案和所述第二辐射图案；以及第四传输线路，其向所述第二方向延伸并连接所述第一辐射图案和所述第三辐射图案。
19.一种天线阵列，包括多个根据上述18的天线结构体。
20.根据上述19所述的天线阵列，多个所述天线结构体相互隔开而排列，或至少一部分重叠而排列。
本实用新型的效果如下。
本实用新型的一些实施例的天线结构体可以包括向辐射图案独立地供给输入信号的第一信号焊盘及第二信号焊盘。从而，可以由一个辐射图案实现多个极化特性。
在一些实施例中，通过第一信号焊盘和第二信号焊盘交替地供给第一输入信号和第二输入信号，从而可以通过1个辐射图案同时实现水平极化特性和垂直极化特性。
在一些实施例中，可以通过将天线图案层的至少一部分形成为网格结构来提高天线结构体的透射率。例如，所述天线结构体被利用于包括高频或超高频 (例如，3G、4G、5G或更高)移动通信设备的显示装置、车辆、建筑物等多种对象结构物来一并改善诸如辐射特性及透射率的光学特性。
在一些实施例中，可以将多个辐射图案向各传输线路的延伸方向串联连接来提高天线增益。
附图说明
图1至图7是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。
图8是示出根据一些示例性的实施例排列有多个辐射图案的天线阵列的示意性的平面图。
图9和图10是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。
图11至图13是示出根据一些示例性的实施例排列有多个天线结构体的天线阵列的示意性的平面图。
图14是示出一些示例性的实施例的天线结构体的示意性的剖视图。
图15是示出一些示例性的实施例的天线结构体的示意性的剖视图。
图16是示出一些示例性的实施例的显示装置的示意性的平面图。
图17和图18是示出一些示例性的实施例的天线结构体工作时的辐射图案的示意图。
具体实施方式
本实用新型的一些示例性的实施例提供一种天线结构体，该天线结构体包括：辐射图案，其配置于电介质层上；第一信号焊盘及第二信号焊盘，其通过第一传输线路和第二传输线路向辐射图案分别供给第一输入信号和第二输入信号。可以通过由一个辐射图案实现多个极化特性来供提高的信号效率性及空间效率性的天线结构体。
所述天线结构体例如可以是以透明膜形式制作的微带贴片天线(microstrippatch antenna)。所述天线结构体例如可以应用于用于高频或超高频(例如，3G、 4G、5G或更高)移动通信、Wi-Fi、蓝牙、NFC(Near Field Communication，近场通信)、GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)等的通信设备。此外，所述天线结构体可以应用于车辆、建筑物等多样的对象结构物。
此外，本实用新型的一些实施例提供一种包括所述天线结构体的显示装置。
下面参考附图更详细地描述本实用新型的一些实施例。但是，附于本说明书的以下附图示例示本实用新型的优选实施例，并起到便于进一步理解本实用新型的内容以及本实用新型的技术思想的作用，因而本实用新型不应解释为仅限于这样的附图中记载的事项。
在下面的附图中，例如，将平行于电介质层110的上表面且相互交叉的两个方向定义为x方向和y方向。例如，所述x方向和y方向可以相互垂直地交叉。相对于电介质层110的上表面垂直的方向被定义为z方向。例如，所述x 方向可以相当于所述天线结构体的宽度方向，所述y方向可以相当于所述天线结构体的长度方向，所述z方向可以相当于所述天线结构体的厚度方向。所述方向的定义也可以相同等同地适用于其余附图。
图1是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。
参照图1，天线结构体可以包括电介质层110及配置于电介质层110上的天线图案层。所述天线图案层可以包括辐射图案121、以及与辐射图案121电连接的第一信号焊盘127、第二信号焊盘128。例如，辐射图案121可以通过第一传输线路123及第二传输线路124与第一信号焊盘127及第二信号焊盘 128相互电连接。
电介质层110例如可以包括透明树脂物质。例如，电介质层110可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂；二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素树脂；聚碳酸酯树脂；聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸树脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯树脂；聚乙烯、聚丙烯、具有环基或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃树脂；氯乙烯树脂；尼龙、芳香族聚酰胺等胺基树脂；酰亚胺树脂；聚醚砜树脂；砜树脂；聚醚醚酮树脂；聚亚苯基砜树脂；乙烯醇树脂；偏二氯乙烯树脂；乙烯醇缩丁醛树脂；丙烯酸酯树脂；聚甲醛树酯；环氧树脂等热塑性树脂。这些可以单独使用或组合两种以上而使用。
此外，也可以将由(甲基)丙烯酸基、尿烷基、丙烯酸聚氨酯基、环氧基、硅基等热固性树脂或紫外线硬化性树脂制成的透明膜用作电介质层110。在一些实施例中，还可以在电介质层110中包括诸如光学透明粘合剂(Optically clear Adhesive：OCA)、光学透明树脂(Optically Clear Resin:OCR)等的粘合膜。
在一些实施例中，电介质层110可以包括诸如硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物、玻璃等的无机绝缘物质。
在一实施例中，电介质层110实质上可以被设置为单层。在一实施例中，电介质层110也可以包括至少2层以上的多层结构。
通过电介质层110在所述天线图案层和/或天线接地层130之间形成电容(capacitance)或电感(inductance)，从而可以调节所述天线结构体能够驱动或感测的频带。在一些实施例中，电介质层110的介电常数可以被调节至约1.5至12的范围。当所述介电常数超过约12时，驱动频率过度减少，从而可能无法实现在期望的高频带中的驱动。
如上所述，所述天线图案层包括辐射图案121、第一信号焊盘127及第二信号焊盘128，辐射图案121可以通过第一传输线路123及第二传输线路124 与第一信号焊盘127及第二信号焊盘128相互电连接。
在一些示例性的实施例中，辐射图案121、第一信号焊盘127、第二信号焊盘128、第一传输线路123及第二传输线路124可以配置于电介质层110的上表面。辐射图案121、第一信号焊盘127、第二信号焊盘128、第一传输线路123及第二传输线路124可以配置于实质上同一水平上。
辐射图案121从第一信号焊盘127及第二信号焊盘128接收输入信号(电信号)，并辐射电磁波信号。此外，根据天线的对偶性(reciprocal)，可以接收电磁波信号并将其转换为电信号。
在一些示例性的实施例中，辐射图案121可以被设置为正多边形形状的薄膜。第一传输线路123及第二传输线路124可以连接于正多边形辐射图案121 的相邻的两个边(顶视图中正多边形的相邻的两个边)。例如，第一传输线路 123及第二传输线路124可以连接于所述两个边的中央。
通过辐射图案121并将辐射图案121划分为两个部分的虚拟线可以被定义为中心线CL。如图1所示，中心线CL可以向天线结构体的长度方向(所述y 方向)延伸。
在一些示例性的实施例中，第一传输线路123可以向第一方向延伸并连接于辐射图案121，第二传输线路124可以向第二方向延伸并连接于辐射图案121。此时，第一方向及第二方向相对于辐射图案121的中心线CL倾斜，第一方向与第二方向之间的角度可以为80至100°，优选为90°。
在一些示例性的实施例中，第一传输线路123及第二传输线路124可以与所述天线结构体的长度方向(所述y方向)形成倾斜。例如，当辐射图案121 如图1所示包括菱形形状时，第一传输线路123及第二传输线路124可以向从辐射图案121的倾斜的两个边垂直的方向延伸。在这种情况下，可以减少第一传输线路123及第二传输线路124的长度，且可以提高输入信号的传输速度和效率。
在一些示例性的实施例中，辐射图案121可以包括菱形形状。所述菱形形状可以包括一个边相对于所述天线结构体的长度方向(所述y方向)倾斜的形状。例如，所述菱形形状就可以以中心线CL为基准左右对称。
在一些实施例中，第一传输线路123及第二传输线路124可以连接于辐射图案121的各边的中心。例如，第一传输线路123及第二传输线路124可以从辐射图案121分歧并分别与第一信号焊盘127及第二信号焊盘128连接。在一实施例中，第一传输线路123及第二传输线路124可以从辐射图案121的各边的中心分歧。
在一些示例性的实施例中，第一传输线路123及第二传输线路124可以弯曲。例如，第一传输线路123可以从第一信号焊盘127向y方向延伸，而后向第一方向弯曲并连接于辐射图案121。此外，第二传输线路124可以从第二信号焊盘128向y方向延伸，而后向第二方向弯曲并连接于辐射图案121。
在一些示例性的实施例中，第一传输线路123和第二传输线路124对称地形成。例如，所述对称的基准可以包括辐射图案121的中心或中心线CL。
在一实施例中，第一传输线路123及第二传输线路124可以与辐射图案 121实质上一体地连接而被设置为单个部件。在一实施例中，第一传输线路123 及第二传输线路124中的每一个可以也与第一信号焊盘127及第二信号焊盘128实质上一体地连接而被设置为单个部件。
图2是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。对与参照图1描述的配置实质上相同的配置(例如，附图标记相同配置)的详细说明可能从略。
参照图2，一些示例性的实施例的天线结构体可以包括辐射图案122、第一传输线路125及第二传输线路126。
在一实施例中，辐射图案122的至少一个边可以与所述天线结构体的宽度方向(所述x方向)平行地排列。例如，辐射图案122可以包括正方形形状，正方形的一个边可以与所述天线结构体的长度方向(所述x方向)平行地排列。
在一实施例中，第一传输线路125及第二传输线路126可以从辐射图案 122的相邻的两个边分歧。分歧的第一传输线路125可以与第一信号焊盘127 直线连接，第二传输线路126可以弯曲并连接于第二信号焊盘128。在这种情况下，可以通过驱动IC芯片280调节通过第一传输线路125及第二传输线路 126供给至辐射图案122的所述第一输入信号及所述第二输入信号的相位差。
第一信号焊盘127及第二信号焊盘128可以从外部电路结构物接收电力并传输至辐射图案121。
在一些示例性的实施例中，第一信号焊盘127可以向辐射图案121供给具有第一相位的第一输入信号。第二信号焊盘128可以供给具有第二相位的第二输入信号。
在一些示例性的实施例中，所述第一输入信号和所述第二输入信号可以被交替地供给。在这种情况下，可以通过一个辐射图案121来实现垂直极化特性和水平极化特性。例如，当供给所述第一输入信号时，可以通过辐射图案121 来实现垂直极化特性及水平极化特性中的一个，而在供给所述第二输入信号时，可以实现其余一个。
在一些实施例中，所述第一输入信号的相位与所述第二输入信号的相位可以不同。可以同时供给与所述第一输入信号不同的相位的第二输入信号来实现圆极化或椭圆极化特性。具有所述相位差的所述第一输入信号和所述第二输入信号可以被同时供给至辐射图案121，从而通过辐射图案121实现多个极化特性。
例如，可以调节所述第一输入信号与所述第二输入信号的相位差或相互切换而逐个地供给第一输入信号和第二输入信号，从而通过一个辐射图案121 来实现多个极化特性。所述极化特性可以包括水平极化、垂直极化、右旋极化、左旋极化等。
在一些示例性的实施例中，当同时供给所述第一输入信号和所述第二输入信号时，所述第一输入信号与所述第二输入信号的所述相位差可以约为80至 100°(度)。在这种情况下，所述天线结构体可以有效地同时实现水平极化特性、垂直极化特性及圆极化特性。优选地，所述相位差可以为85至95°，更优选地可以为约90°。
在一些示例性的实施例中，辐射图案121的极化轴比(Axial ratio)可以是0至2。通过调节所述相位差和所述极化轴比，可以调节辐射信号的极化特性。优选地，所述极化轴比可以为0.8至1.2，更优选地，所述极化轴比可以为0.9至1.1。
例如，当所述相位差约为90°，辐射图案的轴比约为1时，所述天线结构体可以进一步实现圆极化(右旋极化及左旋极化)特性。
通过一个辐射图案121来实现多个极化特性，从而可以有效地收发多样的极化形态的信号。此外，由于可以将水平极化天线和垂直极化天线一体化，因而在将天线安装于显示装置等时能够提高空间利用率。
在一些示例性的实施例中，辐射图案121、第一信号焊盘127、第一传输线路123、第二信号焊盘128及第二传输线路124可以具有对称结构。
例如，辐射图案121可以具有以中心线CL为基准对称的形状。第一信号焊盘127和第二信号焊盘128可以以中心线CL为基准对称地形成，第一传输线路123和第二传输线路124也可以以中心线CL为基准对称地形成。
在一些示例性的实施例中，可以通过调节第一传输线路123及第二传输线路124的长度来调节所述第一输入信号与所述第二输入信号的相位差。例如，如图1所示，可以将第一传输线路123和第二传输线路124的长度调节为实质上相同；如图2所示，也可以将第一传输线路125和第二传输线路126的长度调节为彼此不同。
例如，在第一传输线路123和第二传输线路124的长度实质上相同的情况下，当从驱动集成电路芯片向第一信号焊盘127及第二信号焊盘128供给具有规定的相位差的输入信号时，所述规定的相位差可以实质上不发生变化地被供给至辐射图案121。在这种情况下，可以使所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的相位差的调节变得容易。例如，由所述驱动集成电路芯片供给的输入信号的相位差可以实质上照原样被传输至辐射图案121。
例如，当第一传输线路125和第二传输线路126具有长度差异时，即使向第一信号焊盘127及第二信号焊盘128供给相同相位的信号，由于所述长度差异，通过第一传输线路125及第二传输线路126供给至辐射图案122的输入信号之间仍可能出现相位差。
所述天线图案层还可以包括接地焊盘129。接地焊盘129可以与第一信号焊盘127及第二信号焊盘128电气上、物理上隔开而配置在第一信号焊盘127 及第二信号焊盘128的周边。例如，一对接地焊盘129可以配置为分别隔着第一信号焊盘127及第二信号焊盘128，并在所述第二方向上彼此相向。
在一些示例性的实施例中，接地焊盘129可以包括配置于第一信号焊盘 127与第二信号焊盘128之间的第一接地焊盘129a。
在一些示例性的实施例中，接地焊盘129可以包括隔着第一信号焊盘127 及第二信号焊盘128与第一接地焊盘129a相向地配置的第二接地焊盘129b。
接地焊盘129可以配置于与所述天线图案层相同的层或相同的水平(例如，电介质层110的上表面)上。在这种情况下，可以通过所述天线结构体来实现水平辐射特性。如待参照图9后述，所述天线结构体可以在电介质层110的底面上进一步包括天线接地层130。在这种情况下，可以通过所述天线结构体来实现垂直辐射特性。
在一些实施例中，考虑到天线信号的波束宽度(beam width)，也可以省略接地焊盘129。
所述天线图案层可以包括诸如银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、锡(Sn)、钼(Mo)、钙 (Ca)等的低电阻金属或含有这些中的至少一个的合金。这些可以单独地或组合2以上而使用。例如，为了实现低电阻，可以使用银(Ag)或银合金(例如，银-钯-铜(APC)合金)。
在一实施例中，考虑到低电阻及微细线宽图案化，所述天线图案层可以包括铜(Cu)或铜合金(例如，铜-钙(CuCa)合金)。
在一些实施例中，所述天线图案层也可以包括诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(ITZO)、锌氧化物(ZnOx)的透明金属氧化物。
在一些实施例中，所述天线图案层可以包括透明导电性氧化物层和金属层的层叠结构，也可以例如具有透明导电性化物层-金属层-透明导电性氧化物层的三层结构。在这种情况下，在通过所述金属层提高挠性特性的同时，降低电阻来提高信号传输速速，且可以通过所述透明导电性氧化物层来提高耐腐蚀性和透明性。
图3是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。
参照图3，辐射图案121可以包括网格结构。在这种情况下，提高辐射图案121的透射率，并且，当所述天线结构体被安装于显示装置时，可以抑制辐射图案121对用户视觉上可见。在一实施例中，第一传输线路123及第二传输线路124也可以与图案121一并图案化而包括网格结构。
在一些示例性的实施例中，当辐射图案121包括网格结构时，可以在辐射图案121的周边配置虚拟网格图案140。如参照图3所描述，辐射图案121包括所述网格结构，由此可以提高天线结构体的透射率。
在辐射图案121的周边配置虚拟网格图案140，由此使得辐射图案121的周边的图案排列均匀化，从而可以防止所述网格结构或其所包括的导电线对显示装置的用户视觉上可见。
例如，可以使网格金属层形成于电介质层110上，并使所述网格金属层沿规定的分离区域被切断，以使虚拟网格图案140从辐射图案121、第一传输线路123、第二传输线路124等电气上、物理上隔开。此时，辐射图案121、第一传输线路123及第二传输线路124可以如图3所示形成有边缘或边缘图案，以与虚拟网格图案140区分开，也可以仅通过与虚拟网格图案140隔开而没有边缘或边缘图案，以与虚拟网格图案140区分开。
当第一传输线路123及第二传输线路124也包括网格结构时，虚拟网格图案140也可以扩展至第一传输线路123及第二传输线路124的周边。在一实施例中，第一信号焊盘127、第二信号焊盘128和/或接地焊盘129也可以包括网格结构，在这种情况下，虚拟网格图案140也可以扩展至第一信号焊盘127、第二信号焊盘128和/或接地焊盘129的周边。
在一些实施例中，第一信号焊盘127及第二信号焊盘128可以具有实心 (solid)结构。在一实施例中，接地焊盘129也可以为了噪声吸收效率而具有实心结构。
图4至图7是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。对与参照图1至3描述的结构及配置实质上相同的内容的说明可能从略。
参照图4，第一传输线路1232和第二传输线路1242可以分别向第一方向和第二方向延伸而形成。第一方向及第二方向可以平行于从辐射图案1211的中心分别向彼此相邻的两个顶点方向延伸的虚拟延长线EL1、EL2。
例如，辐射图案1211可以具有一边与所述y方向平行的四边形(例如，矩形或正方形)形状。所述四边形可以包括第一顶点、以及与所述第一顶点相邻的第二顶点。
第一传输线路1232可以从所述第一顶点沿连接所述第一顶点和辐射图案 1211的中心的第一虚拟线EL1延伸。第二传输线路1242可以从所述第二顶点沿连接所述第二顶点和辐射图案1211的中心的第二虚拟线EL2延伸。
在这种情况下，可以通过第一传输线路1232及第二传输线路1242有效地实现天线的双极化特性。
在一些示例性的实施例中，第一传输线路1232的延伸方向(第一方向) 与第二传输线路1242的延伸方向(第二方向)之间的角度θ1可以为80至100°。在这种情况下，可以有效地实现多极化特性。
例如，辐射图案1211可以具有实质上正方形形状。第一传输线路1232或第一虚拟线EL1的延伸方向与辐射图案1211的中心线CL之间的角度θ2可以为40至50°，优选地，可以约为45°。
优选地，第一传输线路1232的延伸方向和第二传输线路1242的延伸方向可以实质上正交。
在一些实施例中，接地焊盘129a、129b与辐射图案1211之间的距离d可以约为1至2,000μm。
在一些实施例中，第一传输线路1232及第二传输线路1242中的每一个可以包括向与辐射图案1211的长边或短边方向平行的方向弯曲并延伸的平行部1231、1241。例如，平行部1231、1241可以形成为与所述y方向平行。
参照图5，辐射图案1211可以具有网格结构，第一传输线路1232及第二传输线路1242可以具有实心(solid)结构。在这种情况下，随着传输线路的电阻减小，可以改善天线的增益。
参照图6，可以在辐射图案1211与第一传输线路1232及第二传输线路 1242分别连接的所述第一顶点及所述第二顶点形成阻抗匹配图案1233、1243。阻抗匹配图案1233、1243可以具有实心结构。在这种情况下，可以改善天线的增益/辐射特性。
在一些实施例中，阻抗匹配图案1233、1243可以由形成辐射图案1211的金属或合金形成，并且，优选地，可以由与辐射图案1211及传输线路1232、 1242相同的材料形成。
在一些示例性的实施例中，配置于辐射图案1211的第一传输线路1232与第二传输线路1242之间的一边可以形成为边缘图案1235。边缘图案1235为辐射图案1211的一边，且可以定义辐射图案1211与其外部之间的边界。
边缘图案1235可以由形成辐射图案1211的金属或合金形成，并且，优选地，可以由与辐射图案1211及传输线路1232、1242相同的材料形成。
通过边缘图案1235，可以增加辐射图案1211和阻抗匹配图案1233、1243 的接触面积。从而，可以提高阻抗匹配图案1233、1243的馈电/信号效率性，并且还提高通过辐射图案1211的增益特性。
如上所述，辐射图案1211具有网格结构，所述网格结构可以包括由彼此交叉的导电线形成的多个单位格。在一些实施例中，边缘图案1235可以将排列在与阻抗匹配图案1233、1243相连的辐射图案1211的一侧或一边的单位格的顶点彼此连续地连接起来。
在一些示例性的实施例中，阻抗匹配图案1233、1243及边缘图案1235 可以配置于当天线结构体被安装于显示装置300时不显示图像的区域(例如，周边区域320)。
参照图7，辐射图案1211的所述网格结构可以包括单位网格线。所述单位网格线可以包括相互交叉的第一单位网格线和第二单位网格线。
在一些示例性的实施例中，所述第一单位网格线和所述第二单位网格线可以以约90°角度交叉。
在一些示例性的实施例中，所述第一单位网格线可以形成为与第一传输线路1232的延伸方向平行，所述第二单位网格线可以形成为与第二传输线路 1242的延伸方向平行。
在一些示例性的实施例中，所述第一单位网格线的一部分MUL1可以配置于第一传输线路1232的延长线上，所述第二单位网格线的一部分MUL2可以配置于第二传输线路1242的延长线上。在这种情况下，由于传输线路1232、 1242与所述单位网格线直线连接，从而可以提高天线的增益特性，且可以更确实地分离驱动垂直极化和水平极化。
图8是示出根据一些示例性的实施例排列有多个辐射图案的天线阵列的示意性的平面图。
参照图8，天线阵列可以包括多个辐射图案121。例如，多个辐射图案121 可以配置于电介质层110上的同一水平。
通过多个辐射图案121的排列，可以形成天线阵列。
因此，可以提高辐射信号的指向性。例如，多个辐射图案121中相邻的辐射图案121的中心线CL之间的距离可以为λ/2以上。
所述天线阵列可以收发约20GHz频带以及约30至40GHz频带的频率。例如，辐射图案121可以包括用于约20GHz频带的辐射图案以及用于约30至 40GHz频带的辐射图案。上述两种辐射图案可以一并配置于电介质层110上。
图9和图10是示出一些示例性的实施例的天线结构体的天线图案层的示意性的平面图。对于与参照图1至8描述的结构及配置实质上相同的内容的说明可能从略。
参照图9，所述天线图案层可以包括第一辐射图案1212、第二辐射图案 1213及第三辐射图案1214。
在一些示例性的实施例中，第一辐射图案1212、第二辐射图案1213及第三辐射图案1214可以具有矩形或正方形形状。
在一些示例性的实施例中，第一辐射图案1212、第二辐射图案1213及第三辐射图案1214的长度和/或宽度可以彼此相同，也可以彼此不同。
第二辐射图案1213可以从第一辐射图案1212向第一方向隔开规定间距而配置，并通过向第一方向延伸的第三传输线路1236与第一辐射图案1212连接。此时，第三传输线路1236可以将第一辐射图案1212和第二辐射图案1213的相向的两个顶点相互连接起来。由此，向第一方向延伸并连接于第一辐射图案 1212的第一传输线路1232、第一辐射图案1212、从第一辐射图案1212向第一方向延伸并连接于第二辐射图案1213的第三传输线路1236以及第二辐射图案1213可以形成一个串联馈电天线。
此外，第三辐射图案1214可以从第一辐射图案1212向第二方向隔开规定间距而配置，并通过向第二方向延伸的第四传输线路1246与第一辐射图案 1212连接。此时，第四传输线路1246可以将第一辐射图案1212和第三辐射图案1214的相向的两个顶点相互连接起来。由此，向第二方向延伸而连接于第一辐射图案1212的第二传输线路1242、第一辐射图案1212、从第一辐射图案1212向第二方向延伸并连接于第三辐射图案1214的第四传输线路1246以及第三辐射图案1214可以形成另一个串联馈电天线。
根据一实施例，第一辐射图案1212的中心与第二辐射图案1213的中心之间、以及第一辐射图案1212的中心与第三辐射图案1214的中心之间的间距a 可以为λ/2以上。
一些示例性的实施例的天线结构体可以通过各传输线路的延伸方向上串联连接多个辐射图案来提高天线增益。
参照图10，所述天线图案层还可以包括第四辐射图案1215及第五辐射图案1216。
在一些示例性的实施例中，第四辐射图案1215及第五辐射图案1216的长度和/或宽度与第一辐射图案1212、第二辐射图案1213或第三辐射图案1214 的长度和/或宽度可以彼此相同，也可以彼此不同。
第四辐射图案1215可以从第二辐射图案1213向第一方向隔开规定间距而配置，并通过向第一方向延伸的第五传输线路1237与第二辐射图案1213连接。此时，第五传输线路1237可以将第二辐射图案1213和第四辐射图案1215的相向的两个顶点相互连接起来。由此，第一传输线路1232、第一辐射图案1212、第三传输线路1236、第二辐射图案1213、第五传输线路1237及第四辐射图案 1215可以形成一个串联馈电天线。
此外，第五辐射图案1216可以从第三辐射图案1214向第二方向隔开规定间距而配置，并通过向第二方向延伸的第六传输线路1247与第三辐射图案 1214连接。此时，第六传输线路1247可以将第三辐射图案1214和第五辐射图案1216的相向的两个顶点相互连接起来。由此，第二传输线路1242、第一辐射图案1212、第四传输线路1246、第三辐射图案1214、第六传输线路1247 及第五辐射图案1216可以形成又一个串联馈电天线。
根据一实施例，第二辐射图案1213的中心与第四辐射图案1215的中心之间、以及第三辐射图案1214的中心与第五辐射图案1216的中心之间的间距b 可以为λ/2以上。
图9和图10的辐射图案1212、1213、1214、1215、1216和/或传输线路 1232、1236、1237、1242、1246、1247可以具有实心(solid)结构或网格结构。
此外，图9和图10的天线结构体可以包括参照图6前述的阻抗匹配图案 1233、1243及边缘图案1235。
另一方面，虽然图9和图10示出包括3个或5个辐射图案的示例，但这仅仅是一实施例，对辐射图案的个数不作特殊限定。
图11至图13是示出根据一些示例性的实施例排列有多个天线结构体的天线阵列的示意性的平面图。对于与参照图1至10描述的结构及配置实质上相同的内容的说明可能从略。
参照图11，天线阵列可以包括向x方向相互隔开而排列的多个天线结构体1100。这里，天线结构体1100可以是图9和图10的天线结构体。例如，多个天线结构体1100可以配置于电介质层110上的同一水平。
根据一实施例，天线结构体1100之间的间距c可以为0.5mm以上。
参照图12，天线阵列可以包括至少一部分在x方向上相互重叠的多个天线结构体1200。这里，天线结构体1200可以是图9的天线结构体。例如，多个天线结构体1200可以配置于电介质层110上的同一水平。
相邻的天线结构体1200a、1200b可以相互共用至少一个辐射图案1213、 1214。
参照图13，天线阵列可以包括至少一部分在x方向上相互重叠的多个天线结构体1300。这里，天线结构体1300可以是图10的天线结构体。例如，多个天线结构体1300可以配置于电介质层110上的同一水平。
相邻的天线结构体1300a、1300b可以相互共用至少一个辐射图案1213、 1214。
此外，天线结构体1300a的第三辐射图案1214a可以与相邻的天线结构体 1300b的第五辐射图案1216b通过传输线路1249相互连接。
在一些示例性的实施例的天线阵列中，可以通过将多个天线结构体相互隔开而排列或使至少一部分重叠而排列来提高天线增益。
图14是示出一些示例性的实施例的天线结构体的示意性的剖视图。对与参照图1至13描述的结构及配置实质上相同的内容的说明可能从略。
参照图14，所述天线图案层可以包括第一辐射图案1217、第二辐射图案 1218及第三辐射图案1219。
在一些示例性的实施例中，第一辐射图案1217、第二辐射图案1218及第三辐射图案1219可以具有菱形形状。
在一些示例性的实施例中，第一辐射图案1217、第二辐射图案1218及第三辐射图案1219的长度和/或宽度可以彼此相同，也可以彼此不同。
第二辐射图案1218可以从第一辐射图案1217向第一方向隔开规定间距而配置，并通过向第一方向延伸的第三传输线路1238与第一辐射图案1217连接。此时，第三传输线路1238可以将第一辐射图案1217和第二辐射图案1218的相向的两个边相互连接起来。由此，第一传输线路123、第一辐射图案1217、第三传输线路1238以及第二辐射图案1218可以形成一个串联馈电天线。
此外，第三辐射图案1219可以从第一辐射图案1217向第二方向隔开规定间距而配置，并通过向第二方向延伸的第四传输线路1248与第一辐射图案 1217。此时，第四传输线路1248可以将第一辐射图案1217和第三辐射图案1219的相向的两个边相互连接起来。由此，第二传输线路124、第一辐射图案 1217、第四传输线路1248以及第三辐射图案1219可以形成再一个串联馈电天线。
根据一实施例，第一辐射图案1217的中心与第二辐射图案1218的中心之间、以及第一辐射图案1217的中心与第三辐射图案1219的中心之间的间距e 可以为λ/2以上。
根据一实施例，与图10类似地，天线结构体还可以包括第四辐射图案及第五辐射图案。此外，多个天线结构体可以与图11、图12及图13类似地排列，以形成天线阵列。
图15是示出一些示例性的实施例的天线结构体的示意性的剖视图。
参照图15，所述天线结构体还可以包括柔性电路板200(FPCB)。所述天线结构体还可以包括通过柔性电路板200电连接的驱动集成电路(IC)芯片 280。
可以在电介质层110的上表面上配置天线图案层120。天线图案层120可以包括参照图1描述的辐射图案121、第一传输线路123、第二传输线路124、第一信号焊盘127及第二信号焊盘128，且还可以包括配置于第一信号焊盘127 及第二信号焊盘128的周边的接地焊盘129。
在一些实施例中，可以在电介质层110的底面上形成天线接地层130。天线接地层130可以被配置为在平面方向上与天线图案层120整体地重叠。
在一实施例中，可以将安装所述天线结构体的显示装置或显示面板的导电性部件设置为天线接地层130。例如，所述导电性部件可以包括薄膜晶体管 (TFT)阵列面板所包括的诸如栅电极、源/漏电极、像素电极、公共电极、数据线、扫描线等电极或配线。
在一实施例中，例如，可以设置包括配置于所述显示面板下方的导电性物质的各种结构物作为所述接地层。例如，可以设置金属板(例如，SUS板等不锈钢板)，压力传感器，指纹传感器，电磁波屏蔽层，散热片，数字转换器 (digitizer)等作为所述接地层。
所述天线结构体可以在焊接区域BA与外部电路结构物接合或焊接。例如，所述外部电路结构物可以包括柔性电路板200(FPCB)及导电性中间结构物。
柔性电路板200可以配置于天线图案层120上。柔性电路板200可以包括芯层210、电路配线220、以及馈电接地部230。可以在芯层210的上表面及下表面上分别形成用于保护配线的上部覆盖250(coverlay)膜及下部覆盖膜 240。
芯层210例如可以包括诸如聚酰亚胺、环氧树脂、聚酯、环烯烃聚合物 (COP)、液晶聚合物(LCP)等具有柔性的树脂物质。
电路配线220例如可以配置于芯层210的一面(例如，底面)上。电路配线220可以被设置为从驱动集成电路(IC)芯片280向天线图案层120或辐射图案121分配电力的配线。
根据一些示例性的实施例，电路配线220可以与天线图案层120的第一信号焊盘127及第二信号焊盘128电连接。例如，可以通过介于电路配线220 与信号焊盘127、128之间的导电性中间结构物电连接。
在一些示例性的实施例中，电路配线220可以包括第一电路配线及第二电路配线。所述第一电路配线可以使驱动集成电路芯片280和第一信号焊盘127 电连接。所述第二电路配线可以使驱动集成电路芯片280和第二信号焊盘128 电连接。通过调节所述第一电路配线和所述第二电路配线的长度，可以调节供给至辐射图案121、122的输入信号的相位差。例如，可以将所述第一电路配线形成为直线，将所述第二电路配线形成为具有一个以上的弯曲部，以产生长度差。
所述导电性中间结构物例如可以由各向异性导电膜(ACF)制成。在这种情况下，所述导电性中间结构物可以包括分散在树脂层内的导电性粒子(例如，银粒子、铜粒子、碳粒子等)。
例如，可以部分地切断或去除下部覆盖膜240，以使焊接区域BA中国待与天线图案层120接合的电路配线220的部分露出。通过导电性中间结构物可以对露出的电路配线220部分和天线图案层120加压来进行焊接。
可以在芯层210的上表面上配置馈电接地部230。馈电接地部230可以具有线形或板形。馈电接地部230可以作为屏蔽或抑制从电路配线220产生的噪声或自发辐射的屏障发挥功能。
电路配线220及馈电接地部230可以包括在天线图案层120中描述的金属和/或合金。
在一些实施例中，馈电接地部230可以通过贯通芯层210的接地过孔或接地触点(未图示)与天线图案层120的接地焊盘129(参照图1)电连接。
可以在柔性电路板200上配置驱动IC芯片280。可以从驱动IC芯片280 通过电路配线220向天线图案层120供给电力。例如，可以在柔性电路板200 内还包括使驱动IC芯片280和电路配线220电连接的电路或触点。
驱动IC芯片280可以通过电路配线220向第一信号焊盘127和第二信号焊盘128供给不同相位的输入信号。驱动IC芯片280可以调节所述第一输入信号和所述第二输入信号的相位。因此，可以通过辐射图案121实现多个极化特性。
在一些示例性的实施例中，驱动IC芯片280可以调节所述第一输入信号和所述第二输入信号的供给时序。例如，驱动IC芯片280可以依次交替地供给第一输入信号和第二输入信号。
在一些实施例中，驱动IC芯片280可以形成所述第一输入信号与所述第二输入信号的相位差。此外，可以以实质上固定所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的相位差的状态调节所述第一输入信号和所述第二输入信号的相位。由此，能够进行波束控制(Beam-steering)，从而可以调节天线的指向方向。
另一方面，虽然图15示出驱动IC芯片280被安装于柔性电路板200上的示例，但这仅仅是一实施例。即，驱动IC芯片280也可以被安装于与柔性电路板220连接的另一电路板。此时，另一电路板可以是安装所述天线结构体的显示装置或显示面板的电路板。
图16是示出一些示例性的实施例的显示装置的示意性的平面图。例如，图16示出包括显示装置的窗口的外部形状。
参照图16，显示装置300可以包括显示区域310及周边区域320。周边区域320例如可以配置于显示区域310的两侧部和/或两端部。
在一些实施例中，上述天线结构体中包括的天线图案层120可以以贴片形式插入于显示装置300的周边区域320。在一些实施例中，天线图案层120的信号焊盘127、128及接地焊盘129可以被配置为对应于显示装置300的周边区域320。
周边区域320例如可以相当于图像显示装置的遮光部或边框部。根据一些示例性的实施例，所述天线结构体的柔性电路板200可以配置于周边区域320，以防止显示装置300的显示区域310中的图像劣化。
此外，可以在周边区域320一并配置柔性电路板200上的驱动IC芯片280。通过将天线图案层120的信号焊盘127、128在周边区域320内配置为与柔性电路板200及驱动IC芯片280相邻，能够缩短信号收发路径来抑制信号损失。
天线图案层120的辐射图案121可以与显示区域310至少部分地重叠。例如，如图16所示，可以利用网格结构来减少辐射图案121对用户视觉上可见。
实施例1
如图8所示，通过在电介质层上形成网格结构的辐射图案和从辐射图案的两个顶点向相互正交的方向延伸的2个传输线路来制备天线结构体。
2个传输线路向相互平行的方向弯曲而形成平行部，2个平行部分别与2 个信号焊盘连接。
在2个信号焊盘之间及侧部形成接地焊盘。
2个信号焊盘通过柔性印刷电路板与驱动IC芯片连接。
实验例-确认极化特性
对实施例1的线结构体，由驱动IC芯片通过左侧信号焊盘向辐射图案供给驱动信号而分析电磁场来获得图17的左侧图。
由驱动IC芯片通过右侧信号焊盘向辐射图案供给驱动信号而分析电磁场来获得图17的右侧图。
图17的电磁场图是利用Ansys公司的HFSS Simulation(仿真)在频率约 24至29.5GHz及约37至40GHz条件下获取的。
参照图17，当通过左侧传输线路驱动天线结构体时以及通过右侧传输线路驱动天线结构体时，确认到出现左右对称的电磁场图案。
图18是通过左侧信号焊盘(端口1)及右侧信号焊盘(Port 2)驱动时天线结构体的E面和H面的辐射图案。
当通过左侧信号焊盘和右侧信号焊盘中的每一个驱动天线结构体时，确认到出现彼此整体上左右对称的辐射图案。观察辐射图案，可以确认的是，可以获得类似水准的增益(gain)。
具体地，端口1的E面上的Theta pol辐射图案及Phi pol辐射图案呈现出分别与Port 2的H面上的Phi pol辐射图案及Theta pol辐射图案实质上左右对称，端口1的H面上的Theta pol辐射图案及Phi pol辐射图案呈现出分别与 Port 2的E面上的Phi pol辐射图案及Theta pol辐射图案实质上左右对称。
此时，共极化电平(Theta pol；H-pol)与交叉极化电平(Phi pol；V-pol) 的差为10dBi以上，可以确认的是，通过左侧信号焊盘驱动时，对Theta pol 信号的增益较高；通过右侧信号焊盘驱动时，对Phi pol信号的增益较高。
实施例2和实施例3
通过如图8所示排列图4的天线结构体，形成天线阵列(实施例2)。此外，通过排列图4的天线结构体，形成如图12所示的天线阵列(实施例3)。
实验例-确认天线增益
经测量实施例2的天线阵列和实施例3的天线阵列的增益，可以获得表1。
[表1]
Figure DEST_PATH_GDA0003009474990000221
参照表1即可确认到实施例3的交叉极化增益(co-polarization gain)大于实施例2。

Claims (20)

1.一种天线结构体，其特征在于，包括：
电介质层；
辐射图案，其配置于所述电介质层上；
第一信号焊盘，其向所述辐射图案供给第一输入信号；
第二信号焊盘，其向所述辐射图案选择性地供给第二输入信号；
第一传输线路，其使所述第一信号焊盘连接于所述辐射图案；以及
第二传输线路，其使所述第二信号焊盘连接于所述辐射图案。
2.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
所述第一传输线路的延伸方向与所述第二传输线路的延伸方向之间的角度为80至100°。
3.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
所述辐射图案具有正多边形形状，所述第一传输线路和所述第二传输线路分别连接于所述正多边形的相邻的两边。
4.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
所述第一传输线路和所述第二传输线路形成为平行于从所述辐射图案的中心分别向所述辐射图案的相邻的两个顶点方向延伸的虚拟的延长线。
5.根据权利要求4所述的天线结构体，其特征在于，
所述第一传输线路和所述第二传输线路与所述辐射图案的长边方向或短边方向平行地弯曲。
6.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
所述辐射图案包括网格结构。
7.根据权利要求6所述的天线结构体，其特征在于，
所述第一传输线路和所述第二传输线路包括实心结构。
8.根据权利要求6所述的天线结构体，其特征在于，
在所述辐射图案中连接所述第一传输线路和所述第二传输线路的顶点部包括实心结构的阻抗匹配图案。
9.根据权利要求6所述的天线结构体，其特征在于，
所述辐射图案中连接所述第一传输线路和所述第二传输线路的边包括定义所述辐射图案的一边缘的边缘图案。
10.根据权利要求6所述的天线结构体，其特征在于，
所述网格结构包括相互交叉的第一单位线和第二单位线，
所述第一单位线中的一部分配置于所述第一传输线路的延长线上，所述第二单位线中的一部分配置于所述第二传输线路的延长线上。
11.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
所述第一传输线路和所述第二传输线路的长度相同。
12.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
相对于所述辐射图案的中心线，所述第一信号焊盘及所述第一传输线路与所述第二信号焊盘及所述第二传输线路对称。
13.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，还包括：
驱动集成电路芯片，其向所述第一信号焊盘及所述第二信号焊盘分别供给所述第一输入信号及所述第二输入信号。
14.根据权利要求13所述的天线结构体，其特征在于，还包括：
柔性电路板，其包括与所述第一信号焊盘及所述第二信号焊盘电连接的电路配线，
所述驱动集成电路芯片配置于所述柔性电路板上，且与所述电路配线电连接。
15.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，
所述第一输入信号和所述第二输入信号分别单独地进行供应，通过所述第一输入信号实现垂直极化及水平极化中的一个，并通过所述第二输入信号实现所述垂直极化及所述水平极化中的其余一个。
16.根据权利要求1所述的天线结构体，其特征在于，还包括：
天线接地层，其配置于所述电介质层的底面上。
17.一种显示装置，其特征在于，
包括权利要求1所述的天线结构体。
18.一种天线结构体，其特征在于，包括：
第一辐射图案；
第二辐射图案，其从所述第一辐射图案向第一方向隔开而配置；
第三辐射图案，其从所述第一辐射图案向第二方向隔开而配置；
第一传输线路，其向所述第一方向延伸并连接第一信号焊盘和所述第一辐射图案；
第二传输线路，其向所述第二方向延伸并连接第二信号焊盘和所述第一辐射图案；
第三传输线路，其向所述第一方向延伸并连接所述第一辐射图案和所述第二辐射图案；以及
第四传输线路，其向所述第二方向延伸并连接所述第一辐射图案和所述第三辐射图案。
19.一种天线阵列，其特征在于，
包括多个权利要求18的天线结构体。
20.根据权利要求19所述的天线阵列，其特征在于，
多个所述天线结构体相互隔开而排列，或至少一部分重叠而排列。
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