圆极化阵列天线和圆极化阵列天线模块的制作方法

文档序号:30252697发布日期:2022-06-02 01:48阅读:143来源:国知局
圆极化阵列天线和圆极化阵列天线模块的制作方法

1.以下描述涉及一种圆极化阵列天线和圆极化阵列天线模块。


背景技术:

2.随着无线电通信市场的持续发展,数据消耗非常急剧地增长。为了满足根据不断增长的无线电通信流量的需求,可用于更宽带宽的毫米波带宽已经成为技术发展的焦点。根据无线电波特性,毫米波具有短波长,可缩小天线和装置的尺寸,并且可使用宽带宽。因此,毫米波具有以下益处:具有发送大量信息的能力。
3.特别地,正在开发无线千兆比特(wigig)技术。wigig是可在60ghz的频带中操作的极快近场通信标准,并且被优化用于数字图像服务的装置之间的短程传输。wigig是一种用于替代现有wi-fi由于无线方案中的传输速率的限制而未能覆盖的装置之间的高速率图像传输领域的hdmi线缆(光缆)的方法。随着使用高传输速率的未压缩大容量视频传输变得可用,wigig将在未来用于各种多媒体装置。
4.最近的天线技术专注于缩小尺寸以实现装置的重量轻、薄、短和紧凑性,提高无线电波的效率,以及改善波束成形。为了实现这些目标,对障碍物噪声和多次反射干扰具有鲁棒性的圆极化天线受到显著的发展关注。然而,常规的圆极化天线在用于有效和精确的波束成形的馈电方法和配置方面有限制。特别地,难以在尺寸减小的装置中实现包括多个单元天线的常规的圆极化阵列天线。
5.在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解,因此可包含不形成现有技术的信息。


技术实现要素:

6.提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思,并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
7.在一个总体方面,一种圆极化阵列天线包括:介电材料基板;以及至少一个单元天线,所述至少一个单元天线中的每个包括多个辐射器,所述多个辐射器在旋向方向上顺序地布置在所述介电材料基板上,使得所述多个辐射器的馈电部具有相位差。所述多个辐射器相对于彼此交叉的第一方向和第二方向在倾斜方向上布置。所述多个辐射器中的在所述第一方向或所述第二方向上彼此相邻的辐射器间隔开至少为在所述第一方向或所述第二方向上彼此相邻的所述辐射器的宽度的间隙。
8.所述多个辐射器可包括第一辐射器、第二辐射器、第三辐射器和第四辐射器,所述第一辐射器、所述第二辐射器、所述第三辐射器和所述第四辐射器沿顺时针方向布置,并且被配置为被馈电以使得所述第二辐射器、所述第三辐射器和所述第四辐射器相对于所述第一辐射器的相位差分别为90
°
、180
°
和270
°

9.所述多个辐射器可包括以三角形布置的第一辐射器、第二辐射器和第三辐射器,
并且被配置为被馈电以使得所述第二辐射器和所述第三辐射器相对于所述第一辐射器的相位差分别为120
°
和240
°

10.所述多个辐射器可包括第一辐射器和第二辐射器,所述第一辐射器和所述第二辐射器被配置为被馈电以使得所述第二辐射器相对于所述第一辐射器的相位差为180
°

11.所述至少一个单元天线可包括在所述第一方向或所述第二方向上布置在所述介电材料基板上的多个单元天线。
12.所述多个单元天线中的每个的所述多个辐射器可布置成至少两行。在所述多个单元天线中的每个单元天线的所述多个辐射器中,相对于彼此位于不同行中的辐射器相对于彼此交错地设置。
13.所述多个单元天线中的每个单元天线的所述多个辐射器中的在所述第一方向上彼此相邻的不同单元天线的辐射器可以以间隙间隔开,所述间隙等于或大于所述不同单元天线的所述辐射器中的每个辐射器在所述第一方向上测量的最大宽度。
14.所述多个单元天线中的每个单元天线的所述多个辐射器中的在所述第二方向上彼此相邻的不同单元天线的辐射器可以以间隙间隔开,所述间隙等于或大于所述不同单元天线的所述辐射器中的每个辐射器在所述第二方向上测量的最大宽度。
15.在所述第一方向上彼此相邻的所述辐射器的至少一部分辐射器可相对于所述介电材料基板的厚度方向位于不同的层上。
16.所述多个辐射器中的每个辐射器可包括驱动贴片和耦合贴片,所述驱动贴片连接到所述馈电部中的相应馈电部,所述耦合贴片在所述介电材料基板的厚度方向上与所述驱动贴片间隔开。
17.在所述第一方向上彼此相邻的所述辐射器中的一个辐射器的耦合贴片可位于与彼此相邻的所述辐射器中的另一辐射器的驱动贴片相同的层上。
18.所述多个辐射器可分别连接到彼此分离的馈线。
19.在另一总体方面,一种圆极化阵列天线包括:介电材料基板;以及单元天线,包括多个辐射器,所述多个辐射器在旋向方向上顺序地布置在所述介电材料基板上,使得多个辐射器的馈电部存在相位差。在所述多个辐射器中,在与所述介电材料基板的边平行的第一方向上彼此相邻的辐射器的至少一部分辐射器相对于所述介电材料基板的厚度方向位于不同的层上。
20.所述多个辐射器中的每个辐射器可包括驱动贴片和耦合贴片,所述驱动贴片连接到所述馈电部中的相应馈电部,所述耦合贴片在所述介电材料基板的所述厚度方向上与所述驱动贴片间隔开。
21.在所述第一方向上彼此相邻的所述辐射器中的一个辐射器的耦合贴片可位于与彼此相邻的所述辐射器中的另一辐射器的驱动贴片相同的层上。
22.在另一总体方面,一种圆极化阵列天线模块包括:基板;至少一个圆极化阵列天线,设置在所述基板的一侧上;以及至少一个电子元件,安装在所述基板的另一侧上。所述至少一个圆极化阵列天线包括至少一个单元天线,所述至少一个单元天线包括在旋向方向上顺序布置的多个辐射器,使得所述多个辐射器的馈电部存在相位差。所述多个辐射器相对于彼此交叉的第一方向和第二方向在倾斜方向上布置。所述多个辐射器中的在所述第一方向或所述第二方向上彼此相邻的辐射器间隔开至少为在所述第一方向或所述第二方向
上彼此相邻的辐射器的宽度的间隙。
23.在所述第一方向上彼此相邻的辐射器可以以间隙间隔开,所述间隙等于或大于在所述第一方向上彼此相邻的辐射器在所述第一方向上的最大宽度。
24.所述至少一个单元天线可包括在所述第一方向或所述第二方向上布置在所述介电材料基板上的多个单元天线。所述多个单元天线中的每个单元天线的所述多个辐射器中的在所述第一方向上彼此相邻的不同单元天线的辐射器可以以间隙间隔开,所述间隙等于或大于在所述第一方向上测量的所述不同单元天线的所述辐射器的最大宽度。
25.所述至少一个单元天线可包括在所述第一方向或所述第二方向上布置在所述介电材料基板上的多个单元天线。所述多个单元天线中的每个单元天线的所述多个辐射器中的在所述第二方向上彼此相邻的不同单元天线的辐射器可以以间隙间隔开,所述间隙等于或大于所述不同单元天线的所述辐射器在所述第二方向上测量的最大宽度。
26.在所述第一方向上彼此相邻的所述辐射器的至少一部分辐射器相对于所述介电材料基板的厚度方向可位于不同的层上。
27.所述多个辐射器可分别连接到彼此分离的馈线。
28.通过以下具体实施方式和附图,其他特征和方面将是易于理解的。
附图说明
29.图1是根据实施例的圆极化阵列天线的辐射器和馈线的俯视平面图。
30.图2是相对于图1的线a-a'的截面图。
31.图3是相对于图1的线b-b'的截面图。
32.图4是根据实施例的圆极化阵列天线的俯视平面图,并且示出了辐射器、馈线和接地部。
33.图5是根据实施例的顺序布置的共同馈电结构的示意图。
34.图6是根据实施例的顺序布置的单独馈电结构的示意图。
35.图7是根据另一实施例的圆极化阵列天线的辐射器和馈线的俯视平面图。
36.图8是根据另一实施例的圆极化阵列天线的辐射器和馈线的俯视平面图。
37.图9示出了根据实施例的安装有圆极化阵列天线的电子装置的俯视平面图。
38.图10示出了根据实施例的安装有圆极化阵列天线的电子装置的侧视图。
39.在所有的附图和具体实施方式中,相同的附图标记指代相同的元件。附图可不按比例绘制,并且为了清楚、说明和便利起见,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
40.《符号说明》
41.100、200、300:圆极化阵列天线
42.110:介电材料基板
43.120、220、220'、320:单元天线
44.121、221、321:第一辐射器
45.122、222、322:第二辐射器
46.123、223:第三辐射器
47.124:第四辐射器
48.121a、122a、123a、124a、221a、222a、223a、321a、322a:馈电部
49.121b、122b、123b、124b:驱动贴片
50.121c、122c、123c、124c:耦合贴片
51.131,132,133,134、231、232、233、331、332:馈线
52.140:接地部
53.150:ic芯片
具体实施方式
54.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本公开之后,在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同方案将是易于理解的。例如,在此描述的操作的顺序仅仅是示例,并且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外,可做出在理解本公开之后将是易于理解的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略本领域中已知的特征的描述。
55.在此描述的特征可以以不同的形式实施,并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说,已经提供在此描述的示例,仅仅为了示出在理解本公开之后将是易于理解的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。在下文中,虽然将参照附图详细描述本公开的实施例,但注意,示例不限于此。
56.在整个说明书中,当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件,或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下,当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,不存在介于它们之间的其他元件。如在此使用的,元件的“部分”可包括整个元件或者整个元件的一部分。
57.如在此使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项或者任意两项或更多项的任意组合;同样地,
“……
中的至少一个”包括相关所列项中的任意一项或者任意两项或更多项的任意组合。
58.尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分,但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说,这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离示例的教导的情况下,在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
59.在此使用的术语仅用于描述各种示例,并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出,否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但不排除存在或增加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
60.将进一步理解的是,在本具体实施方式中使用的术语“包括”或“具有”指定所陈述的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或它们的组合的存在,但不排除存在或增加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、部件或它们的组合。除非明确相反地描述,否则词语“包括”和诸如“包括”或“包含”的变型将被理解为暗示包括所陈述的元件但不排除任何其他元件。
61.由于制造技术和/或公差,可能发生附图中所示的形状的变化。因此,在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状,而是包括在制造期间发生的形状变化。
62.在此描述的示例的特征可以以在理解本公开之后将易于理解的各种方式进行组合。此外,虽然在此描述的示例具有多种构造,但在理解本公开之后将易于理解的其他构造是可行的。
63.在此,注意,关于示例的术语“可”的使用(例如,关于示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例,并不限于所有示例或实施例包括或实现这样的特征。
64.图1是根据实施例的圆极化阵列天线100的辐射器和馈线的俯视平面图。
65.参照图1,圆极化阵列天线100可包括例如单元天线120,单元天线120包括多个辐射器。多个辐射器可包括例如在介电材料基板110上在环向或旋向方向上顺序布置的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124。介电材料基板110可例如具有矩形形状的平面侧。在本公开中,与介电材料基板110的长边平行的方向可被认为是第一方向(图中的x轴方向),并且与介电材料基板110的短边平行的方向可被认为是第二方向(图中的y轴方向)。因此,第一方向和第二方向是彼此交叉的方向。
66.形成单元天线120的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可布置在与彼此交叉的第一方向和第二方向成倾斜的倾斜方向上。此外,第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可布置成两行,并且可移位和布置成使得位于不同行中的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可交替布置。也就是说,第一辐射器121可在第二方向上与第三辐射器123和第四辐射器124之间的区域相邻,并且第三辐射器123可在第二方向上与第一辐射器121和第二辐射器122之间的区域相邻。虽然附图中示出了辐射器被布置为两行,但是辐射器也可被布置为至少两行。如附图中所示,在多个单元天线中的每个单元天线的多个辐射器中,相对于彼此位于不同行中的辐射器可相对于彼此交错地设置。
67.单元天线120的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124中的在第一方向上彼此相邻的辐射器可间隔开至少为单元天线120的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124中的每个在第一方向上测量的宽度的间隙。也就是说,第一辐射器121与第二辐射器122之间的距离d1可等于或大于第一辐射器121与第二辐射器122中的任意一个在第一方向上的最大宽度w1,并且第三辐射器123与第四辐射器124之间的距离d2可等于或大于第三辐射器123和第四辐射器124中的任意一个在第一方向上的最大宽度w1。第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可在环向方向或旋向方向上顺序地布置,以使得第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124的相应馈电部121a、122a、123a和124a具有相位差。也就是说,第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可沿顺时针方向布置,并且可被馈电使得它们相应的相位差为0
°
、90
°
、180
°
和270
°
。因此,当第一辐射器121的馈电部121a的相位被给定为0
°
时,第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124的相应馈电部122a、123a和124a的相位可形成为相对于第一辐射器121的馈电部121a具有90
°
、180
°
和270
°
的相应相位差。因此,可配置单元天线120,以顺序旋向地向相应的辐射器121、122、123和124馈电。馈线部具有相位差是指供应到馈线部的信号具有相位差。
68.第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可利用相应的导体贴片制成。相应的导体贴片可具有其中彼此面对的一对边从四边形切角的形状。也就是说,第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可具有六边形平面形状。第一辐射器121和第三辐射器123可彼此点对称,并且第二辐射器122和第四辐射器124也可彼此点对称。然而,除了上述形状之外,第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可具有执行辐射操作的各种形状。
69.在示例中,圆极化阵列天线100可包括在第一方向和/或第二方向上布置在介电材料基板110上的多个单元天线120。例如,如图1中所示,圆极化阵列天线100可包括以4
×
2阵列布置的八个单元天线120。
70.圆极化阵列天线100中的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可设置成使得在第一方向和第二方向上彼此相邻的辐射器之间设置至少为第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124中的每个的宽度的间隙。因此,分别属于彼此不同的相邻单元天线120的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可通过它们之间的间隙间隔开。例如,第二辐射器122可在第一方向上与相邻的不同单元天线120的第一辐射器121间隔开一间隙,并且第三辐射器123可在第一方向上与相邻的不同单元天线120的第四辐射器124间隔开一间隙。
71.此外,关于不同单元天线120的相应的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124,在第二方向上彼此相邻的辐射器可间隔开至少为在第二方向上测量的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124的宽度的间隙。也就是说,一个天线单元120的第二辐射器122(或第一辐射器121)与在第二方向上相邻的不同单元天线120的第二辐射器122(或第一辐射器121)之间的距离d3、以及所述一个天线单元120的第四辐射器124(或第三辐射器123)与在第二方向上相邻的不同单元天线120的第四辐射器124(或第三辐射器123)之间的距离d4可等于或大于相邻辐射器中的每个在第二方向上的最大宽度w2。
72.由微带天线的辐射器产生的电场在馈电部的位置处在竖直或水平方向上强烈产生。因此,在圆极化阵列天线100中,第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124相对于第一方向和第二方向(水平方向和竖直方向)设置在倾斜方向上,因此电场的方向可不彼此重叠并且可减少它们之间的干扰。也就是说,在水平方向和竖直方向上彼此相邻的辐射器121、122、123和124间隔开至少为相邻辐射器中的每个的宽度的间隙,使得辐射器的端部可保持在自由空间中,并且可减小所需面积,同时减少彼此相邻的辐射器之间的干扰。
73.包括在圆极化阵列天线100中的辐射器121、122、123和124可分别连接到相应的馈电部121a、122a、123a和124a中的馈线131、132、133和134。馈线131、132、133和134可连接到集成电路(ic)芯片150,并且可接收用于驱动圆极化阵列天线100的信号。
74.图2示出了相对于图1的线a-a'的截面图,并且图3示出了相对于图1的线b-b'的截面图。
75.参照图2和图3,在圆极化阵列天线100中,第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124中的在第一方向上彼此相邻的辐射器的至少一部分可相对于介电材料基板110的厚度方向(图中的z轴方向)位于介电材料基板110的不同层上。也就是说,
第一辐射器121的至少一部分和在第一方向上与第一辐射器121相邻的第二辐射器122的至少一部分可位于不同的层上。例如,第一辐射器121的一部分层可位于比第二辐射器122的一部分层低的位置。此外,第三辐射器123的至少一部分和在第一方向上与第三辐射器123相邻的第四辐射器124的至少一部分可位于不同的层上。例如,第三辐射器123的一部分层可位于比第四辐射器124的一部分层低的位置。
76.第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可分别包括分别直接连接到馈电部121a、122a、123a和124a的驱动贴片121b、122b、123b和124b、以及在介电材料基板110的厚度方向上分别与驱动贴片121b、122b、123b和124b间隔开的耦合贴片121c、122c、123c和124c。驱动贴片121b、122b、123b和124b与相应的耦合贴片121c、122c、123c和124c不通过导体彼此连接,而是可在介电层位于其间的情况下彼此电耦合。
77.因此,在第一方向上彼此相邻的辐射器121、122、123和124之中的耦合贴片121c、122c、123c和124c中的一个可位于与驱动贴片121b、122b、123b和124b中的另一个相同的层上。
78.例如,第一辐射器121的耦合贴片121c可位于与第二辐射器122的驱动贴片122b相同的层上。在这种情况下,第一辐射器121的驱动贴片121b可定位成低于第二辐射器122的驱动贴片122b,并且第二辐射器122的耦合贴片122c可定位成高于第一辐射器121的耦合贴片121c。此外,第三辐射器123的耦合贴片123c可位于与第四辐射器124的驱动贴片124b相同的层上。在这种情况下,第三辐射器123的驱动贴片123b可定位成低于第四辐射器124的驱动贴片124b,并且第四辐射器124的耦合贴片124c可定位成高于第三辐射器123的耦合贴片123c。
79.在相对于第一方向和第二方向倾斜延伸的倾斜方向上彼此相邻的辐射器121、122、123和124可相对于介电材料基板110的厚度方向位于不同的层上。也就是说,在倾斜方向上彼此相邻的第一辐射器121和第四辐射器124可位于不同的层上,并且在倾斜方向上彼此相邻的第二辐射器122和第三辐射器123可位于不同的层上。例如,第一辐射器121可定位成低于第四辐射器124,并且第二辐射器122可定位成高于第三辐射器123。
80.因此,在倾斜方向上彼此相邻的辐射器121、122、123和124中的耦合贴片121c、122c、123c和124c中的一个可位于与驱动贴片121b、122b、123b和124b中的另一个相同的层上。
81.例如,第一辐射器121的耦合贴片121c可位于与第四辐射器124的驱动贴片124b相同的层上。在这种情况下,第一辐射器121的驱动贴片121b可定位成低于第四辐射器124的驱动贴片124b,并且第四辐射器124的耦合贴片124c可定位成高于第一辐射器121的耦合贴片121c。此外,第三辐射器123的耦合贴片123c可位于与第二辐射器122的驱动贴片122b相同的层上。在这种情况下,第三辐射器123的驱动贴片123b可定位成低于第二辐射器122的驱动贴片122b,并且第二辐射器122的耦合贴片122c可定位成高于第三辐射器123的耦合贴片123c。
82.在另一个示例中,第一辐射器121可定位成低于第四辐射器124,并且第二辐射器122可定位成低于第三辐射器123。例如,第一辐射器121的耦合贴片121c可位于与第四辐射器124的驱动贴片124b相同的层上。在这种情况下,第一辐射器121的驱动贴片121b可定位成低于第四辐射器124的驱动贴片124b,并且第四辐射器124的耦合贴片124c可定位成高于
第一辐射器121的耦合贴片121c。此外,第二辐射器122的耦合贴片122c可位于与第三辐射器123的驱动贴片123b相同的层上。在这种情况下,第二辐射器122的驱动贴片122b可定位成低于第三辐射器123的驱动贴片123b,并且第三辐射器123的耦合贴片123c可定位成高于第二辐射器122的耦合贴片122c。
83.辐射器121、122、123和124的驱动贴片121b、122b、123b和124b分别连接到馈电部121a、122a、123a和124a,通过馈电形成初始电场,并且可保持圆极化阵列天线100的刚性。因此,如上所述,通过将在第一方向或倾斜方向上彼此相邻的辐射器121、122、123和124的驱动贴片121b、122b、123b和124b设置在不同的层上,可减少相互干扰。
84.图4是根据实施例的圆极化阵列天线100的俯视平面图,并且示出了辐射器121、122、123和124、馈线131、132、133和134、以及接地部140。
85.参照图4,圆极化阵列天线100可包括接地部140以及在介电材料基板110的下层上的馈线131、132、133和134。馈线131、132、133和134被图案化以与接地部140绝缘,并且可设置在与接地部140相同的平面上。
86.辐射器121、122、123和124可分别连接到馈电部121a、122a、123a和124a中的馈线131、132、133和134。也就是说,馈电过孔可位于介电材料基板110上以分别对应于馈电部121a、122a、123a和124a,并且馈电过孔可分别连接到馈线131、132、133和134,并且可配置电连接。此外,馈线131、132、133和134可被图案化以在介电材料基板110的下层处延伸,并且可连接到与集成电路(ic)芯片150连接的导电焊盘。
87.圆极化阵列天线100设置在基板的一侧上,并且包括集成电路(ic)芯片150(参照图1)的电子元件可设置在基板的另一侧上,从而构成圆极化阵列天线模块。接地部140和电路线可布置在基板的其上设置有电子元件的一侧上。基板可以是介电材料基板110。
88.图5是根据实施例的顺序布置的共同馈电结构的示意图。图6是顺序布置的单独馈电结构的示意图。
89.与线性极化相比,轴比是圆极化天线的重要因素,因此当组合单元天线时,使用顺序馈电方法来改善轴比。与此一起,共同馈电用于子阵列。
90.参照图5和图6,共同馈电结构是其中连接到各个天线(或辐射器)的馈线在预定点处合并以形成从该预定点连接到ic芯片的单个馈线的结构。相比之下,单独馈电结构是其中连接到各个天线(或辐射器)的馈线单独延伸以连接到ic芯片的结构。
91.当在顺序布置中使用共同馈电时,施加到单元天线的信号的幅度是相同的,并且在顺序布置的共同馈电结构中使用共同馈电时单元天线的相位差可根据顺序布置来确定。阵列天线可使用用于将权重应用于单元天线并改变幅度以便减小副瓣的方法,这不能用于共同馈电方法。此外,当精确波束成形需要校正的相位时,合并到单个馈电中的多个馈电具有不能被单独控制的限制。
92.圆极化阵列天线100可具有单独的馈电结构,其中形成单元天线120的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124分别连接到彼此分离的馈线131、132、133和134。构成单元天线120中的每个的第一辐射器121、第二辐射器122、第三辐射器123和第四辐射器124可通过彼此分离的馈线131、132、133和134连接到同一ic芯片150。因此,子阵列可应用于ic芯片150。
93.通过应用如上所述的单独馈电结构,圆极化阵列天线100可单独地控制辐射器
121、122、123和124的幅度和相位,从而执行精确且有效的波束成形。
94.图7是根据另一实施例的圆极化阵列天线200的辐射器和馈线的俯视平面图。
95.参照图7,圆极化阵列天线200可包括例如单元天线220/220',单元天线220/220'包括多个辐射器。多个辐射器可包括在介电材料基板110上以环向方向顺序布置的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223。介电材料基板110可例如被制成具有矩形平面形状。与介电材料基板110的长边平行的方向可被认为是第一方向(图中的x轴方向),并且与介电材料基板110的短边平行的方向可被认为是第二方向(图中的y轴方向)。
96.多个单元天线220/220'可在第一方向或第二方向上布置在介电材料基板110上。例如,如图7中所示,圆极化阵列天线200可包括以5
×
2阵列布置的十个单元天线220/220'。
97.形成单元天线220/220'的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223可布置在相对于彼此交叉的第一方向和第二方向倾斜的倾斜方向上。此外,第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223可布置成两行,并且可移位和布置成使得位于不同行中的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223可交替布置。
98.单元天线220/220'的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223中的在第一方向上彼此相邻的辐射器可间隔开至少为第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223中的每个在第一方向上测量的宽度的间隙。单元天线220/220'的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223中的在第二方向上彼此相邻的辐射器可间隔开至少为单元天线220/220'的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223中的每个在第二方向上测量的宽度的间隙。
99.单元天线220/220'的第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223可在环向方向或旋向方向上顺序地布置,使得第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223的相应馈电部221a、222a和223a之间可存在相位差。也就是说,第一辐射器221、第二辐射器222和第三辐射器223可布置成三角形,并且可被馈电使得它们各自的相位差为0
°
、120
°
和240
°
。因此,当第一辐射器221的馈电部221a的相位被设置为0
°
时,第二辐射器222和第三辐射器223的相应馈电部222a和223a的相位可被设置为相对于第一辐射器221的馈电部221a具有120
°
和240
°
的差。因此,可配置单元天线220/220',以顺序旋向地向相应的辐射器221、222和223馈电。馈线231、232和233的描述可与上面实施例中的馈线131、132、133和134的描述类似,并且馈线231、232和233也可根据设计而布置。
100.图8是根据另一实施例的圆极化阵列天线300的辐射器和馈线的俯视平面图。
101.参照图8,圆极化阵列天线300可包括例如单元天线320,单元天线320包括多个辐射器。多个辐射器可包括在介电材料基板110上沿环向方向或旋向方向顺序布置的第一辐射器321和第二辐射器322。介电材料基板110可例如具有矩形平面形状。与介电材料基板110的长边平行的方向可被认为是第一方向(图中的x轴方向),并且与介电材料基板110的短边平行的方向可被认为是第二方向(图中的y轴方向)。
102.多个单元天线320可在第一方向或第二方向上布置在介电材料基板110上。例如,如图8中所示,圆极化阵列天线300可包括以7
×
2阵列布置的十四个单元天线320。
103.形成单元天线320的辐射器321和322可布置在相对于彼此交叉的第一方向和第二方向倾斜的倾斜方向上。此外,辐射器321和322可布置成两行,并且可移位和布置成使得位于不同行中的辐射器321和322可交替布置。
104.在单元天线320中的辐射器321和322中,在第一方向上彼此相邻的辐射器可间隔开至少为单元天线320的第一辐射器321和第二辐射器322中的每个在第一方向上测量的宽度的间隙。在第二方向上彼此相邻的不同单元天线320的辐射器321和322中的辐射器可间隔开并设置有至少为辐射器321和322中的每个在第二方向上测量的宽度的间隙。
105.单元天线320的辐射器321和322可在环向方向或旋向方向上顺序地布置,使得辐射器321和322的相应馈电部321a和322a可存在相位差。也就是说,第一辐射器321和第二辐射器322可沿顺时针方向布置,并且可被馈电使得它们相应的相位差可以是0
°
和180
°
。因此,可配置单元天线320,以顺序旋向地向相应的辐射器321和322馈电。馈线331和332的描述可与上面实施例中的馈线131、132、133和134的描述类似,并且馈线331和332也可根据设计而布置。
106.图9是根据实施例的包括圆极化阵列天线100的电子装置50的俯视平面图。图10是根据实施例的安装有圆极化阵列天线100的电子装置50的侧视图。
107.可通过将一个或更多个圆极化阵列天线100设置在例如安装的设置基板上来配置电子装置50。电子装置50可包括多边形侧面,并且圆极化阵列天线100可设置在电子装置50的多个侧面中的至少一些侧面附近。作为示例,现将描述用于设置根据参照图1描述的实施例的圆极化阵列天线100的示例。虽然在图9的实施例中示出和描述了圆极化阵列天线100,但是将理解的是,图7的圆极化阵列天线200或图8的圆极化阵列天线300可替代圆极化阵列天线100。
108.参照图9,两个圆极化阵列天线100可例如分别设置在电子装置50的左上角附近和右下角附近,并且圆极化阵列天线100可例如通过柔性印刷电路(fpc)板54彼此电连接。
109.参照图10,圆极化阵列天线100(可选地,圆极化阵列天线200或圆极化阵列天线300)可安装在电子装置50的内横向侧。圆极化阵列天线100具有窄的宽度并且在一个方向上延伸,因此它可合适地安装在薄的电子装置50的侧面上。
110.电子装置50可以是例如但不限于智能电话、个人数字助理、数字摄像机、数字照相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、上网本、电视、视频游戏机、智能手表或汽车部件。
111.虽然本公开包括具体示例,但是在理解本技术的公开内容之后将易于理解的是,在不脱离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下,可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义,而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术,和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件,和/或由其他组件或其等同组件来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同方案限定,并且在权利要求及其等同方案的范围内的全部变型将被解释为被包括在本公开中。
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