相控阵天线面板大型集成用的带空气电介质的凸天线贴片的制作方法

本申请涉及于2016年8月1日提交的代理人案号为0640101且标题为“wirelessreceiverwithaxialratioandcross-polarizationcalibration(具有轴比和交叉极化校准的无线接收器)”的序列号为15/225,071的美国专利申请，以及于2016年8月1日提交的代理人案号为0640102且标题为“wirelessreceiverwithtrackingusinglocation,heading,andmotionsensorsandadaptivepowerdetection(使用位置、方位和运动传感器以及自适应功率检测进行跟踪的无线接收机)”的序列号为15/225,523的美国专利申请，以及于2016年8月2日提交的代理人案号为0640103且标题为“largescaleintegrationandcontrolofantennaswithmasterchipandfrontendchipsonasingleantennapanel(具有单天线面板上的主芯片和前端芯片的天线的大规模集成和控制)”的序列号为15/226,785的美国专利申请，以及于2016年9月2日提交的代理人案号为0640105且标题为“novelantennaarrangementsandroutingconfigurationsinlargescaleintegrationofantennaswithfrontendchipsinawirelessreceiver(无线接收机中的新颖天线布置和具有前端芯片的天线的大规模集成中的路由配置)”的序列号为15/255,656的美国专利申请，以及于2016年9月2日提交的代理人案号为0640106且标题为“transceiverusingnovelphasedarrayantennapanelforconcurrentlytransmittingandreceivingwirelesssignals(使用用于同时发射和接收无线信号的新型相控阵天线面板的收发器)”的序列号15/256,038的美国专利申请，以及于2016年9月2日提交的代理人案号为0640107且标题为“wirelesstransceiverhavingreceiveantennasandtransmitantennaswithorthogonalpolarizationsinaphasedarrayantennapanel(具有带有相控阵天线面板中的正交极化的接收天线和发射天线的无线收发器)”的序列号为15/256,222的美国专利申请，以及于2016年9月28日提交的代理人案号为0640108且标题为“low-costandlow-lossphasedarrayantennapanel(低成本和低损耗的相控阵天线面板)”的序列号为15/278,970的美国专利申请，以及于2016年9月28日提交的代理人案号为0640109且标题为“phasedarrayantennapanelhavingcavitieswithrfshieldsforantennaprobes(具有带有用于天线探头的rf屏蔽的空腔的相控阵列天线面板)”的序列号为15/279,171的美国专利申请，以及于2016年9月28日提交的代理人案号为0640110且标题为“phasedarrayantennapanelhavingquadsplitcavitiesdedicatedtovertical-polarizationandhorizontal-polarizationantennaprobes(具有专用于竖直极化和水平极化天线探头的四分离腔的相控阵天线面板)”的序列号为15/279,219的美国专利申请，以及于2016年10月26日提交的代理人案号为0640113且标题为“lens-enhancedphasedarrayantennapanel(镜头增强型相控阵天线面板)”的序列号为15/335,034的美国专利申请，以及于2016年10月26日提交的代理人案号为0640114且标题为“phasedarrayantennapanelwithconfigurableslantedantennarows(具有可构造的倾斜天线行的相控阵天线面板)”的序列号为15/335,179的美国专利申请，以及于2016年11月18日提交的代理人案号为0640115且标题为“phasedarrayantennapanelwithenhancedisolationandreducedloss(具有增大的隔离和降低损失的相控阵天线面板)”的序列号为15/355,967的美国专利申请，以及于2016年11月18日提交的代理人案号为0640116且标题为“phasedarrayantennapanelhavingreducedpassivelossofreceivedsignals(具有降低的所接收信号的被动损耗的相控阵天线面板)”的序列号为15/356,172的美国专利申请，以及于2017年2月14日提交的代理人案号为0640133且标题为“outphasingtransmitandreceivewirelesssystemshavingdual-polarizedantennas(具有双极化天线的异相发射和接收无线系统)”的序列号为15/432,018的美国专利申请，以及于2017年2月14日提交的代理人案号为0640134且标题为“outphasingtransmitterswithimprovedwirelesstransmissionperformanceandmanufacturability(具有改进的无线传输性能和制造性的异相发射器)”的序列号为15/432,091的美国专利申请，以及于2017年2月14日提交的代理人案号为0640135且标题为“multi-beamoutphasingtransmitters(多波束异相发射器)”的序列号为15/432,185的美国专利申请。所有这些相关申请的公开内容据此通过引用全部并入本申请中。背景考虑到在不断发展的5g无线通信(第5代移动网络或第5代无线系统)中使用更高的无线通信频率，正在开发具有集成在单个板上的大量的天线的相控阵天线面板。相控阵天线面板能够通过相移和幅度控制技术形成波束，并且不物理地改变相控阵天线面板的方向或定向，并且也不需要机械部分来实现这种在方向或定向上的变化。然而，在扫描或波束形成期间受损的天线阻抗匹配导致回波损耗增加，回波损耗界定为从天线返回的功率与输送到天线的功率的比。另外，对于相控阵天线面板，其需要具有大的带宽。然而，在印刷电路板(pcb)上形成天线引入了相互耦合，并且降低了带宽。用于增加带宽的当前已知的技术依赖于基片厚度增加，以提供上覆板和下面的接地层之间具有更大的高度(或分离)。较厚的基片更昂贵，并且也起波导结构的作用，不利地影响来自天线的射频(rf)波的辐射，导致辐射减小并因此降低效率。因此，在本领域中，需要使用相控阵天线面板来实现克服了本领域中的缺陷的无线通信系统。概述本公开涉及用于在相控阵天线面板的大规模集成中使用的具有空气电介质的凸起的天线贴片(raisedantennapatches)，大体上如结合附图中的至少一个所示和/或所描述的，以及如权利要求中所阐述的。附图说明图1图示了根据本申请的一个实施方式的相控阵天线面板的一部分的俯视平面图。图2a图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的透视图。图2b图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的透视图。图3图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的侧视图。图4a、图4b和图4c分别图示了根据本申请的一个实施方式的示例性凸起的天线贴片的透视图、侧视图和俯视图。图5a和图5b分别图示了根据本申请的一个实施方式的示例性匹配网络的俯视图和透视图。图6图示了根据本申请的一个实施方式的示例性框架。图7图示了根据本申请的一个实施方式的示例性相控阵天线面板的一部分的俯视图。图8a图示了与本申请的一个实施方式相关的示例性坐标系统的一部分的透视图。图8b图示了根据本申请的一个实施方式的示例性回波损耗曲线图的一部分。图9a、图9b、图9c和图9d图示了根据本申请的一个实施方式的以其基本模式操作的示例性天线单元的各种透视图和场分布。图10a至图10i图示了根据本申请的各种实施方式的示例性天线单元的透视图。图10j至图10r图示了根据本申请的各种实施方式的示例性天线单元的透视图。图11图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的透视图。图12图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的俯视图。详细描述以下描述包含了与本公开中的实施方式有关的特定信息。本申请中的附图及其附随的详细描述仅针对示例性实施方式。除非另外指出，否则附图中的相同或对应元件可以由相同或相应的附图标记表示。此外，本申请中的附图和图示一般不是按比例绘制的，并且不意图与实际的相应的尺寸相对应。图1图示了根据本申请的一个实施方式的相控阵天线面板的一部分的俯视平面图。如图1中所示，相控阵天线面板100包括多个天线102。在一个实施方式中，天线102可以与5g无线通信(第5代移动网络或第5代无线系统)结合使用。在另一个实施方式中，天线102可以与商业对地静止通信卫星或低地球轨道卫星结合使用。在一个实施方式中，对于以28.5ghz(即λ＝10.52mm)发射信号的无线发射器，每个天线102可能需要至少半波长(即λ/2＝5.26mm)乘半波长(即λ/2＝5.26mm)的面积。如图1中所示，相控阵天线面板100中的天线102各自可以具有例如尺寸为5.26mm乘5.26mm的正方形形状。在一个实施方式中，各相邻对的天线对102可以隔开更大的距离。实际上，例如，当与5g无线通信结合使用时，相控阵天线面板100可以具有一百四十四(144)个天线102。当与商业对地静止通信卫星或低地球轨道卫星结合使用时，相控阵天线面板100可以甚至更大，并且具有，例如两千至四千(2,000-4,000)个天线102。在其它示例中，相控阵天线面板可以具有任何其它数量的天线102。通常，相控阵天线面板100的增益随天线102的数量而改进。在本实施方式中，相控阵天线面板100是平坦面板阵列，其采用耦合到相关联的有源电路以形成用于传输的波束的天线102。在一个实施方式中，通过与天线102相关联的相位和振幅控制电路来完全电子地形成波束。在于2016年8月2日提交的第15/226,785号且标题为“largechipintegrationandcontrolofantennaswithmasterchipandfrontendchipsonasingleantennapanel”的美国专利申请中描述了使用相位和振幅控制电路形成波束的示例，该相位和振幅控制电路采用相控阵天线面板。该相关申请中的公开内容据此通过引用全部并入本申请中。因此，相控阵天线面板100可以提供完全电子波束形成，而不使用机械部分。图2a图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的透视图。如图2a中所示，天线单元200包括凸起的天线贴片202，天线贴片202具有带突出部206a、206b、206c和206d的顶板204，以及支撑腿208a、208b、208c和208d。天线单元200还包括基片210、接地板212和焊盘(pads)214a、214b、214c和214d。相控阵天线面板(例如，图1中的相控阵天线面板100)中的天线单元200的使用导致改进的匹配条件(matchingconditions)、扫描范围和带宽。在扫描角度、扫描范围和带宽上的改进的匹配条件归因于以下因素，例如凸起的天线贴片202的形状(例如突出部206a、206b、206c和206d)以及如下所讨论的，使用空气作为电介质以低成本地获得凸起的天线贴片202的所需要的高度。图2b图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的透视图。如图2b中所示，天线单元200包括凸起的天线贴片202，天线贴片202具有带有突出部206a、206b、206c和206d的顶板204，以及支撑腿208a、208b、208c和208d。天线单元200还包括基片210、接地板212、焊盘214a、214b、214c和214d以及屏蔽围栏216。除了图2b中的天线单元200包括容纳天线单元200的屏蔽围栏216之外，图2b中的天线单元200可以总体上对应于图2a中的天线单元200。任选地，包括屏蔽围栏216进一步改进了匹配条件，并且提供相邻天线单元之间增加的隔离(图2b中未示出)，如下面所讨论的。图3图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的侧视图。图3中的天线单元300可以总体上对应于图2b中的天线单元200。如图3中所示，天线单元300包括凸起的天线贴片302，天线贴片302具有支撑腿308a、308b和308d，顶板304具有突出部306a和306b。天线单元300还包括基片310、接地板312、焊盘314a、314b和314d、屏蔽围栏316以及导通孔(vias)318a、318b和318d。由图3提供的侧视图示出了穿过基片310和屏蔽围栏316看到的天线单元300的侧视图。天线单元300的其它特征(例如，附加的突出部和附加的支撑腿、焊盘和导通孔)在例如支撑腿206a后面，并且因此在图3所提供的侧视图中不可见。基片310可以是例如多层印刷电路板(pcb)。如图3中所示，支撑腿308a、308b和308d分别通过焊盘314a、314b和314d分别连接到基片310的上层中的导通孔318a、318b和318d。如下面所讨论的，导通孔318a、318b和318d可以连接到基片310的下层中的附加部件。图4a、图4b和图4c分别图示了根据本申请的一个实施方式的示例性凸起的天线贴片的透视图、侧视图和俯视图。凸起的天线贴片402可以总体对应于图2b中的凸起的天线贴片202或图3中凸起的天线贴片302。如图4a、图4b和图4c中所示，凸起的天线贴片402包括顶板404以及支撑腿408a、408b、408c和408d，顶板404具有突出部406a、406b、406c和406d。如图4a、图4b和图4c中所示，凸起的天线贴片402的支撑腿408a、408b、408c和408d位于一对相邻的突出部之间。例如，支撑腿408a位于相邻的突出部406a和相邻的突出部406b之间。支撑腿408a、408b、408c和408d从凸起的天线贴片402的顶板404延伸。当在天线单元(例如，图2b中的天线单元200)中使用时，支撑腿408a、408b、408c和408d可以在凸起的天线贴片402的顶板404与基片的下层中的部件之间传送射频(rf)信号210。凸起的天线贴片402可以是铜、不锈钢或具有良好导电性的任何其它合适的材料。凸起的天线贴片402可以通过在支撑腿408a、408b、408c和408d处使平坦的铜片弯曲来形成。平坦贴片可在突出部406a、406b、406c和406d与支撑腿408a、408b、408c和408d之间具有释放切口，以便有利于弯曲支撑腿408a、408b、408c和408d，而不弯曲顶板404。平坦贴片可以具有约0.15毫米的厚度。因此，如图4b中所示，顶板404和支撑腿408a、408b、408c和408d可以具有约0.15毫米的厚度t1。顶板404可以具有约3.6毫米的宽度w1，并且支撑腿408a、408b、408c和408d可以具有约0.8毫米的宽度w2。凸起的天线贴片可以具有约2.6毫米的高度h1。厚度t1、宽度w1和w2以及高度h1的近似尺寸仅仅是提供一个示例，并且本发明构思决不局限于所讨论的尺寸。如图4a、4b和4c中所示、突出部406a、406b、406c和406d位于一对相邻的支撑腿之间，并具有向外增大的宽度。例如，如图4c中所示，从相邻支撑腿408b和408c之间开始，突出部406c具有内部宽度w3。从顶板404的中心向外移动，突出部406c具有增大的外部宽度w4。外部宽度w4可以是，例如1.6毫米，而内部宽度w3可以是，例如0.6毫米。宽度w3和宽度w4的近似尺寸仅仅是提供一个示例，并且本发明构思绝不限于所讨论的尺寸。当用在天线单元(例如，图2b中的天线单元200)中时，凸起的天线贴片202/402使用空气作为顶板204/404和接地板212之间的电介质。使用空气作为电介质而不是使用固体材料(例如fr4)作为电介质的凸起的天线贴片202/402具有数个优点。例如，与典型的固体电介质不同，空气没有能量损失，并因此提高了效率。而且，由于顶板204/404可以具有增加的高度，因此可以在不增加制造成本的情况下显著提高具有空气电介质的凸起的天线贴片202/402的带宽。使用空气作为电介质是无成本的。另外，在扫描操作期间，空气不导致形成基片导波，因为当空气用作电介质时，rf波将不被捕获。因此，凸起的天线贴片202/402降低了损耗并提高了效率。图5a和图5b分别图示了根据本申请的一个实施方式的示例性匹配网络的俯视图和透视图。如图5a和图5b中所示，匹配网络500包括差分馈送端口520和522、差分传输线524a、524b、524c和524d、导通孔526a、526b、526c和526d、变压器528a、528b、528c和528d、导通孔518a、518b、518c和518d以及焊盘514a、514b、514c和514d，变压器528a、528b、528c和528d分别具有节段530a、530b、530c和530d以及节段532a、532b、532c和532d。当在天线单元(例如，图2b中的天线单元200)中使用时，匹配网络500可以位于基片210中的凸起的天线贴片202的下方。如图5a和图5b中所示，差分馈送端口520和522位于匹配网络500的两侧上的较低基片水平处。差分馈送端口520位于靠近焊盘514a的一侧，并且差分馈送端口522位于靠近焊盘514b的一侧。差分馈送端口520连接到差分传输线524a和524c，并且差分馈送端口522连接到差分传输线524b和524d。差分传输线524a、524b、524c和524d朝向匹配网络500的中心向内延伸经过焊盘514a、514b、514c和514d，并分别连接到导通孔526a、526b、526c和526d。导通孔526a，526b，526c和526d分别将差分传输线524a、524b、524c和524d在基片中升高到的较高水平，例如在图2b中的基片210中的较高水平。在图5b中所示的实施方式中，导通孔526b和526d将差分传输线524b和524d升高到比导通孔526a和526c将差分传输线524a和524c所升高到的水平高的水平。因此，传输线524b和524d可以位于上层中，而差分传输线524a和524c可以位于下层中。差分传输线524a、524b、524c和524d向内延伸到匹配网络500的近似中心，并分别连接到变压器528a、528b、528c和528d。变压器528b和528d位于上层中，而变压器528a和528c位于下层中。在本实施方式中，变压器528a、528b、528c和528d分别从传输线524a、524b、524c和524d朝向焊盘514a、514b、514c和514d以大体上的直角延伸，并且连接到导通孔518a、518b、518c和518d。图5a和5b中的导通孔518a、518b和518d可以总体对应于图3中的导通孔318a、318b和318d。导通孔518a、518b、518c和518d分别通过基片的上层中的焊盘514a、514b、514c和514d连接到上覆的凸起的天线贴片的支撑腿，例如图2b中凸起的天线贴片202的相应的支撑腿206a、206b、206c和206d。在本实施方式中，差分馈送端口520和522连接到，例如rf前端芯片(在图5a和图5b中未示出)中的功率放大器。因此差分馈送端口520和522可以在凸起的天线贴片的支撑腿和rf前端芯片之间传送rf信号。在各种实施方式中，差分传输线524a、524b、524c和524d以与图5a和图5b中所示的角度不同的角度朝向匹配网络500的中心向内延伸。在一个实施方式中，差分传输线524b和524d以及变压器528b和528d可以位于基片的下层中，而差分传输线524a和524c以及变压器528a和528c可以位于基片的上层中。在各种实施方式中，变压器528a、528b、528c和528d分别以不同于图5a和图5b中所示的角度从传输线524a、524b、524c和524d延伸。如图5a和图5b中进一步所示，变压器528a、528b、528c和528d具有两个节段。具体而言，变压器528a具有节段530a和532a，变压器528b具有节段530b和532b，变压器528c具有节段530c和532c，以及变压器528d具有段530d和532d。变压器528a、528b、528c和528d可以是例如两级阻抗变压器。节段530a、530b、530c和530d可对应于两级阻抗变换器的第一级。节段532a、532b、532c和532d可以对应于两级阻抗变换器的第二级。在本实施方式中，在变压器528a和528c中，节段530a和530c比节段532a和532c宽。相反，在变压器528b和528d中，节段530b和530d比节段532b和532d窄。节段530a、530b、530c、530d、532a、532b、532c和532d的宽度基于对应的变压器所处的基片的水平选择成补偿不同的寄生现象。节段530a、530b、530c、530d、532a、532b、532c和532d还被构造成将差分馈送端口520和522以所关注的频率(例如，5g频带中的射频)匹配到凸起的天线贴片的支撑腿。例如，在一个实施方式中，差分馈送端口520和522两者可以具有约100欧姆的差分阻抗，并且凸起的天线贴片可以具有28.5千兆赫的所关注的频率下的特性阻抗。尽管馈送端口520和522可以具有相同的差分阻抗，但是由于不同的相对节段宽度，变压器528a和528c可以具有与变压器528b和528d不同的中间阻抗，变压器528a和528c以及变压器528b和528d可以将差分阻抗(约100欧姆)与凸起的天线贴片的特性阻抗相匹配。在各种实施方式中，节段530a、530b、530c、530d、532a、532b、532c和532d可以具有除上面讨论的宽度外的宽度的组合。通过使用匹配网络500结合在大范围的扫描角度上具有改进的匹配的凸起的天线贴片202来提供阻抗匹配，天线单元200进一步降低了回波损耗。此外，使用具有节段530a、530b、530c和530d以及节段532a、532b、532c和532d的变压器528a、528b、528c和528d分别增加了带宽，特别是在5g频带中。另外，因为变压器528a、528b、528c和528d以及差分传输线524a、524b、524c和524d在不同的基片水平处向内延伸，使得匹配网络500使用两个差分馈送端口馈送凸起的天线贴片202的四个支撑腿，在各个相邻凸起的天线贴片202之间的基片210中的更多空间可用于放置诸如rf前端芯片、功率组合器和主芯片之类的附加部件，以及用于在其间提供路由。图6图示了根据本申请的一个实施方式的示例性框架。如图6中所示，框架600包括多个屏蔽围栏612。图6中的屏蔽围栏612中的每一个可以容纳天线单元，例如图2a中的天线单元200。在一个示例中，屏蔽围栏612中的每一个可以具有约6毫米乘6毫米的面积。在一个示例中，框架600可以具有约84毫米乘84毫米的面积。一定厚度的屏蔽围栏612和框架600的近似面积仅仅是提供一个示例，并且本发明构思绝不限于所讨论的尺寸。在各种实施方式中，并非框架600中的所有屏蔽围栏612都容纳天线单元。例如，外部屏蔽围栏612可以不容纳任何天线单元，而内部屏蔽围栏612中的每一个容纳天线单元，因此框架600可以容纳12×12阵列的天线单元。框架600可以通过布置由例如铜或任何其它合适的金属制成的多个长的相交节段来形成。任选地，使用具有围绕天线单元的屏蔽围栏612的框架600进一步有助于改进相控阵天线面板的扫描范围。例如，当图6中的框架600与图2a中的天线单元200结合使用时，相控阵天线面板可以在不降低匹配条件的情况下扫描高达约45度的扫描角θ。另外，框架600提供不同天线单元之间的隔离。图7图示了根据本申请的一个实施方式的示例性相控阵天线面板的一部分的俯视图。图7示出了相控阵天线面板，其中示例性的凸起的天线贴片放置在框架中，框架在基片的正面上具有屏蔽围栏。在图7的示例中，将一百四十四(144)个凸起的天线贴片集成在相控阵天线面板700中，布置成12行和12列。在图7所提供的俯视图中可以看到凸起的天线贴片的顶板704和支撑腿708a、708b、708c和708d。未示出相控阵天线面板700的各种其它特征以保持对本发明构思的关注。例如，在图7中未示出rf前端芯片、主芯片、布线迹线以及其它部件或特征。rf前端芯片和主芯片可以放置在基片的背面，并且通过导通孔和迹线连接到正面。凸起的天线贴片可以围绕中心点(例如，围绕rf前端芯片(图7中未示出))也以正方形格式布置，。值得注意的是，由于顶板704的相对较大的集合表面面积，所以具有空气介质的凸起的天线贴片也可以用作散热片来散发由例如rf前端芯片、主芯片、功率放大器和其它发热电路或部件产生的热。12乘以12阵列也特别适用于5g应用，提供约25dbi的增益。然而，可以使用其它阵列尺寸。在各种实施方式中，凸起的天线贴片可以以其它格式(例如六边形、交错排列的行或三角形格式(而不是图7中所示的正方形格式))布置。在一个实施方式中，rf前端芯片和主芯片(未示出)可以连同凸起的天线贴片一起位于基片的正面(而不是位于背面上)上。图8a图示了与本申请的一个实施方式相关的示例性坐标系统的一部分的透视图。如图8a中所示，坐标系统840包括x轴842、y轴844和z轴846。图7中的相控阵天线面板700位于图8a的由x轴842和y轴844界定的xy平面中。相控阵天线面板700构造成在由界定的方向848上发射rf波束。如本文中所使用的，θ表示从z轴846到所发射的或接收的rf波束的角度，并且表示从x轴842到所发射的或所接收的rf波束的角度。图8b图示了根据本申请的一个实线方案的示例性回波损耗曲线图的一部分。图8b中的回波损耗曲线图850表示相控阵天线面板(例如，图7中的相控阵天线面板700)中的每个天线元件的以分贝计的回波损耗与rf波束的以千兆赫兹计的频率之间的关系。出于说明的目的，图8b中所示的回波损耗和频率的相对尺寸可能被夸大。如图8b中所示，回波损耗曲线图850包括迹线852、854和856。迹线852、854、和856分别表示以θ和扫描角的不同组合和扫描或波束成形期间所测量的每个天线元件的回波损耗。对于相控阵天线面板设计，可能需要低于某个阈值的回波损耗。图8b示出了表示迹线852、854和856的回波损耗小于设计阈值(即，小于-10分贝)的频率范围的“-10db带宽”(vswr<2)。然而可以选择不同的设计阈值，-10db是常规的阈值并且对应于非常小的回波损耗。实践中，图8b中所示的宽的带宽表示根据本申请的各种实施方式的相控阵天线面板的显著改进的性能。图8b还示出了5g频带(5g技术中所关注的频带)，具有从27.5千兆赫到29.5千兆赫的频率范围。如图8b中所示，迹线852、854和856的-10db带宽包含5g频带。虽然图8b示出了分别对应于和的三种组合的迹线852、854和856，相控阵天线面板可以扫描θ和扫描角度的任何其它数目的组合，并且对于相控阵天线面板，迹线852可以对应于具有最高回波损耗的θ和扫描角度的组合。因此，通常θ和角度的所有组合在5g频带中导致非常小的回波损耗。回波损耗与天线的改进的匹配条件直接相关。本申请的改进的匹配条件、带宽和扫描范围归因于以下因素，比如凸起的天线贴片的形状，例如包括凸起的天线贴片的突出部，使用空气作为电介质以低成本获得所需高度，匹配网络以及容纳天线单元的屏蔽围栏。因此，本申请的各种实施方式实现了相控阵天线面板的改进的大规模集成，以用于在5g应用中使用。图9a、图9b、图9c和图9d图示了根据本申请的一个实施方式的以其基谐模式操作的示例性天线单元的透视图和场分布。图9a、图9b、图9c和图9d中的天线单元900可以总体对应于图2b中的天线单元200。如图9a、图9b、图9c和图9d中所示，天线单元900中的支撑腿908a、908b、908c和908d可以被不同地馈送以产生不同的极化，如由场分布960a、960b、960c和960d所示的。在图9a中，支撑腿908a和908c(对应于图5a和图5b中的差分馈送端口520)从支撑腿908b和908d(对应于图5a和图5b中的差分馈送端口522)被异相馈送九十度，并且场分布960a被圆形地极化。在图9b中，仅馈送支撑腿908a和908c(对应于图5a和图5b中的差分馈送端口520)，并且场分布960b被垂直地极化。在图9c中，仅馈送支撑腿908b和908d(对应于图5a和图5b中的差分馈送端口522)，并且场分布960c被水平地极化。在图9d中，支撑腿908a和908c(对应于图5a和图5b中的差分馈送端口520)从支撑腿908b和908d(对应于图5a和图5b中的差分馈送端口522)被异相馈送一百八十度，并且场分布960d以四十五度线性地极化。因此，具有支撑腿908a、908b、908c和908d的天线单元900容易地使用各种天线极化来支持通信。图10a至图10i图示了根据本申请的各种实施方式的示例性天线单元的透视图。图10a至图10i示出了天线单元，其具有凸起的天线贴片，凸起的天线贴片带有空气电介质以及各种构造和几何形状的突出部。图10a图示了天线单元，该天线单元具有带有“未切割”实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10b图示了天线单元，该天线单元具有带有“齿状物”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10c图示了天线单元，该天线单元具有带有“侧狭槽”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10d图示了天线单元，该天线单元具有带有“斜切”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10e示出了天线单元，该天线单元具有带有“狭缝”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10f图示了天线单元，该天线单元具有带有“狭缝和切口”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10g图示了天线单元，其具有带有“翼片”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10h图示了天线单元，该天线单元具有带有“双翼片”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10i图示了天线单元，该天线单元具有带有“环”的实施方式的突出部的凸起的天线贴片。图10a至图10i中所示的天线单元可以具有上面关于图2b中的天线单元200所讨论的优点中的任何一个，例如改进的匹配条件、带宽、散热和扫描范围。在图10a至图10i中所示的实施方式中，天线单元由屏蔽围栏1016所容纳。图10j至图10r图示了根据本申请的各种实施方式的示例性天线单元的透视图。图10j至图10r可以分别对应于图10a至图10i，除了在图10j至图10r中所示的实施方式中，天线单元可以在没有屏蔽围栏1016的情况下使用外。图10j至图10r中所示的天线单元可以具有以上关于图2a中的天线单元200所讨论的优点中的任一个，例如改进的匹配条件、带宽、散热和扫描范围。图11图示了根据本公开的一个实施方式的示例性天线单元的透视图。图11中的天线单元1100可以总体对应于图10c中所示的“侧狭槽”的实施方式。如图11中所示，天线单元1100包括凸起的天线贴片1102，凸起的天线贴片1102具有顶板1104以及支撑腿1108a、1108b、1108c和1108d，顶板1104具有突出部1106a、1106b、1106c和1106d。天线单元1100还包括基片1110、接地板1112、焊盘1114a、1114b、1114c和1114d、屏蔽围栏1116以及差分传输线1124a、1124b、1124c和1124d。在图11中，在支撑腿1108a、1108b、1108c和1108d下方的差分传输线1124a、1124b、1124c和1124d分别从顶板1104的中心向外延伸，而不是如同关于图5的情况那样向内延伸。同样在图11中，在突出部1106a、1106b、1106c和1106d在宽度上向外增大之后，突出部1106a、1106b、1106c和1106d在宽度上向外减小并汇聚成点。突出部1106a、1106b、1106c和1106d具有沿着每个突出部的一侧分别切穿它们的大体上矩形的狭槽1162a、1162b、1162c和1162d。每个狭槽相对于相邻突出部中的狭槽旋转九十度，使得狭槽1162a平行于狭槽1162c，并且狭槽1162b平行于狭槽1162d。图11中的天线单元1100可以具有上面关于图2a和图2b中的天线单元200所描述的任何其它实施方式和优点。图12图示了根据本申请的一个实施方式的示例性天线单元的俯视图。图12中的天线单元1200可以总体对应于图11中的天线单元1100。如图12中所示，天线单元1200包括凸起的天线贴片1202，凸起的天线贴片1202具有顶板1204以及支撑腿1208a、1208b、1208c和1208d，顶板1204具有突出部1206a、1206b、1206c和1206d。天线单元1200还包括接地板1212、焊盘1214a、1214b、1214c和1214d、屏蔽围栏1216以及差分传输线1224a、1224b、1224c和1224d。在一个实施方式中，天线单元1200具有在下面的表1中近似界定的尺寸d1至d10：d15.855mmd23.9mmd30.875mmd40.1mmd50.142mmd60.82mmd70.277mmd80.296mmd90.923mmd100.35mm表(1)厚度d1至d10的近似尺寸仅仅是提供一个示例，并且本发明构思决不局限于所讨论的尺寸。图12中的天线单元1200可以具有上面关于图11中的天线单元1100所描述的任何其它实施方式和优点。因此，本申请的各种实施方式实现了相控阵天线面板的改进的大规模集成，以用于在5g应用中使用。根据以上描述，明显的是，在不脱离这些构思的范围的情况下，可以使用各种技术来实现本申请中所描述的构思。此外，尽管已经参考某些实施方式描述了这些构思，但是本领域技术人员将认识到，可以在形式和细节上做出改变，而不脱离这些构思的精神和范围。因此，所描述的实施方式在所有方面都应理解为仅是说明性的而不是限制性的。还应该理解的是，本申请不限于上面所描述的具体实施方式，而是可以在不脱离本公开的范围的情况下进行许多重新安排、修改和替换。当前第1页12