天线模块及包括其的电子设备的制作方法

本说明书涉及天线模块及包括其的电子设备。具体实现涉及一种在多层基板上实现的天线模块及包括其的电子设备。

背景技术：

1、随着电子设备(electronic devices)的功能多样化，可以实现为具有音乐或视频文件的播放、游戏、广播接收等组合功能的多媒体设备(multi media player)等图像显示装置。

2、图像显示装置是播放图像内容的设备，从多种源接收并播放图像。图像显示装置由pc(personal computer：个人计算机)、智能手机、平板pc、笔记本电脑、tv(电视)等多种设备实现。智能tv等图像显示装置中可以提供网络浏览器等用于提供网络内容的应用程序。

3、这种图像显示装置等电子设备为了与周边的电子设备执行通信，可以具有包括天线的通信模块。另一方面，近来，随着图像显示装置的显示区域扩大，包括天线的通信模块的配置空间减小。由此，在实现通信模块的多层电路基板的内部配置天线的必要性正在增加。

4、另一方面，作为用于电子设备之间通信服务的接口，可以考虑wifi无线接口。在利用这种wifi无线接口的情况下，为了电子设备之间的高速数据传送，可以利用毫米波频段(mmwave)。尤其，可以利用诸如802.11ay的无线接口在电子设备之间实现高速数据传送。

5、关于此，能够在毫米波(mmwave)频段中动作的阵列天线可以安装在天线模块内。但是，配置于这种天线模块的天线和收发部电路等电子部件构成为电连接。为此，收发部电路与天线模块可动作地结合，天线模块可以由多层基板(multi-layer)构成。

6、这种多层基板形式的天线模块中，在天线元件由单层实现的情况下，存在天线元件的带宽受限的问题。另一方面，在将复数个天线元件层叠(stack)在彼此不同的层的情况下，复数个天线元件之间的耦合变化可以敏感地响应于频率变化。

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本说明书的目的在于，解决前述的问题和其他问题。另外，另一目的在于，提供一种在毫米波频段动作的宽带天线模块及具有其的电子设备。

3、本说明书的另一目的在于，通过提高在毫米波频段动作的天线元件的效率来提高天线增益。

4、本说明书的另一目的在于，通过减小在毫米波频段动作的天线元件的不期望的方向上的电流分量来降低实现双极化天线时的相互干扰水平。

5、本说明书的另一目的在于，用于使rfic和天线元件通过馈电线在多层基板形式的pcb内部连接时的天线性能最优化。

6、解决问题的技术方案

7、为了实现上述或其他目的，提供一种由实施例的多层基板(multi-layersubstrate)实现的天线模块。所述天线模块包括：第一辐射体，配置在多层基板的内部区域或上部区域上，由第一导电层(conductive layer)形成以辐射无线信号；第二辐射体，在所述第一辐射体的下部区域与所述第一辐射体的中心偏移(offset)配置，由第二导电层形成以辐射无线信号；以及馈电线(feed line)，构成为通过信号过孔(signal via)与所述第二辐射体连接，所述第一辐射体和所述第二辐射体在一轴上重叠配置，所述第一辐射体在一轴上的长度和所述第二辐射体在一轴上的长度可以形成为彼此不同。所述第一辐射体和所述第二辐射体可以构成为在不同的频段操作。

8、在实施例中，所述第一辐射体和所述第二辐射体由配置在彼此不同的介电层(dielectric layer)上的第一贴片天线和第二贴片天线实现，所述第二贴片天线可以通过信号过孔(signal via)与馈电线(feed line)连接。所述信号过孔可以在一轴上与所述第二贴片天线的中心偏移的部位处与所述第二贴片天线连接。

9、在实施例中，所述第二贴片天线在一轴上的长度b与所述第一贴片天线在一轴上的长度a的比例b/a可以设定为0.35至0.9之间的范围，所述第一贴片天线和所述第二贴片天线之间重叠的长度c与所述第二贴片天线在一轴上的长度b的比例c/b可以设定为小于0.7的范围。

10、在实施例中，所述信号过孔可以在一轴上与所述第二贴片天线的中心偏移的部位处与所述第二贴片天线连接。

11、在实施例中，在接地层形成有槽区域，以使所述信号过孔的复数个焊盘中的第一焊盘配置在与所述接地层相同的层，所述信号过孔可以通过所述槽区域与所述接地层的下部的所述馈电线垂直地连接。

12、在实施例中，所述天线模块还可以包括第二下部导电层，所述第二下部导电层与所述馈电线的一端部和另一端部隔开规定间隔，配置在与所述馈电线相同的层。所述第二下部导电层的与所述馈电线的一端部隔开的一端部可以为所述第二贴片天线的下部区域的内部部位。

13、在实施例中，所述天线模块还可以包括第三下部导电层，所述第三下部导电层配置在所述馈电线的下部。所述第三下部导电层可以包括在与所述第二贴片天线的下部区域对应的区域去除导电层的第三槽区域，所述第三槽区域在一轴上的长度可以形成为长于所述信号过孔的复数个焊盘在一轴上的长度。

14、在实施例中，所述天线模块还可以包括接地过孔壁，所述接地过孔壁在所述接地层的上部由复数个焊盘构成，所述接地过孔壁可以包括在所述多层基板在一轴上配置于两侧的第一接地过孔壁和第二接地过孔壁。

15、在实施例中，所述接地过孔壁包括垂直连接部和复数个焊盘，所述接地过孔壁的复数个所述焊盘中至少一个相邻的焊盘可以构成为，不由垂直连接部连接。

16、在实施例中，从所述第二贴片天线的一端部到连接有所述馈电线的部位的长度d与所述第二贴片天线在一轴上的长度b的比例d/b可以设定为0.5至1之间的范围。

17、在实施例中，所述第一贴片天线和所述第二贴片天线之间的垂直距离e与所述第一贴片天线和所述馈电线上部的接地层之间的垂直距离f的比例e/f可以设定为0.1至0.5之间的范围。

18、在实施例中，连接有所述馈电线的部位和所述第二接地过孔壁之间的距离g可以设定为与基于所述第一贴片天线和所述第二贴片天线的天线元件的操作频率相当的波长的0.25倍以下。

19、在实施例中，所述第一贴片天线可以由具有第一长度和第一宽度的四角贴片天线构成，所述第二贴片天线可以由具有第二长度和第二宽度的四角贴片天线构成。所述第一贴片天线和所述第二贴片天线可以配置成在长度方向上重叠第三长度。

20、在实施例中，所述第一贴片天线可以由具有第一直径的圆形贴片天线构成，所述第二贴片天线可以由具有第二直径的圆形贴片天线构成。所述第一贴片天线和所述第二贴片天线可以配置成在沿一轴方向重叠第四长度的弧区域(arc region)上重叠。

21、在实施例中，所述第二贴片天线可以在沿一轴方向偏移的第一部位处通过所述信号过孔与所述馈电线连接。所述天线模块还可以包括第三贴片天线，所述第三贴片天线在沿与所述一轴方向正交的另一轴方向偏移的第二部位处通过第二信号过孔与第二馈电线连接。所述第二贴片天线和所述第三贴片天线可以在所述多层基板的同一层沿所述一轴方向和所述另一轴方向配置。

22、在实施例中，所述天线模块还可以包括收发部电路(transceiver circuit)，所述收发部电路配置在由多层基板构成的所述天线模块。所述收发部电路配置在所述多层基板的下部，通过复数个连接端子与所述多层基板电连接，复数个所述连接端子中的一个连接端子可以通过下部信号过孔(lower signal via)与所述馈电线连接。所述下部信号过孔可以通过复数个焊盘和垂直连接部与所述馈电线的另一端部垂直地连接。

23、提供一种本发明另一方面的具有天线模块的电子设备。所述电子设备可以包括：收发部电路(transceiver circuit)，配置于由多层基板(multi-layer substrate)构成的所述天线模块；主pcb，配置在所述电子设备的内部，与所述多层基板可操作地结合；以及天线模块，包括第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体配置在所述多层基板的内部区域或上部区域上，由第一导电层(conductive layer)形成以辐射无线信号，所述第二辐射体在所述第一辐射体的下部区域与所述第一辐射体的中心偏移(offset)配置，由第二导电层形成以辐射无线信号。

24、在实施例中，所述第一辐射体和所述第二辐射体可以由配置在彼此不同的介电层(dielectric layer)上的第一贴片天线和第二贴片天线实现。所述第二贴片天线可以通过信号过孔(signal via)与馈电线(feed line)连接。所述信号过孔可以在一轴上与所述第二贴片天线的中心偏移的部位处与所述第二贴片天线连接。

25、在实施例中，所述第二贴片天线在一轴上的长度b与所述第一贴片天线在一轴上的长度a的比例b/a可以设定为0.35至0.9之间的范围，所述第一贴片天线和所述第二贴片天线之间重叠的长度c与第二贴片天线在一轴上的长度b的比例c/b可以设定为小于0.7的范围。

26、在实施例中，所述天线模块还可以包括所述馈电线，所述馈电线构成为通过所述信号过孔与所述第二贴片天线连接。所述第一辐射体和所述第二辐射体在一轴上重叠配置，所述第一辐射体在一轴上的长度和所述第二辐射体在一轴上的长度形成为彼此不同，从而所述第一辐射体和所述第二辐射体可以构成为在不同的频段操作。

27、在实施例中，在接地层可以形成有槽区域，以使所述信号过孔的复数个焊盘中的第一焊盘配置在与所述接地层相同的层。所述信号过孔可以通过所述槽区域与所述接地层的下部的所述馈电线垂直地连接。

28、在实施例中，所述天线模块还可以包括：第二下部导电层，与所述馈电线的一端部和另一端部隔开规定间隔，配置在与所述馈电线相同的层；以及第三下部导电层，配置在所述馈电线的下部。所述第二下部导电层的与所述馈电线的一端部隔开的一端部可以为所述第二贴片天线的下部区域的内部部位。所述第三下部导电层可以包括在与所述第二贴片天线的下部区域对应的区域去除导电层的第三槽区域。所述第三槽区域在一轴上的长度可以形成为长于所述信号过孔的复数个焊盘在一轴上的长度。

29、在实施例中，在接地层可以形成有槽区域，以使所述信号过孔的复数个焊盘中的第一焊盘配置在与所述接地层相同的层，所述信号过孔可以通过所述槽区域与所述接地层的下部的所述馈电线垂直地连接。

30、在实施例中，所述天线模块还可以包括：第二下部导电层，与所述馈电线的一端部和另一端部隔开规定间隔，配置在与所述馈电线相同的层；以及第三下部导电层，配置在所述馈电线的下部。

31、在实施例中，所述第三下部导电层包括在与所述第二贴片天线的下部区域对应的区域去除导电层的第三槽区域，所述第三槽区域在一轴上的长度可以形成为长于所述信号过孔的复数个焊盘在一轴上的长度。

32、在实施例中，所述天线模块可以由阵列天线构成，所述阵列天线由包括所述第一辐射体和所述第二辐射体的复数个天线元件形成。配置于所述主pcb的处理器可以控制所述收发部电路，以使所述阵列天线向其他电子设备辐射无线信号。

33、在实施例中，所述处理器可以将所述收发部电路控制为，利用通过所述阵列天线中的所述第一辐射体辐射的第一频段的第一无线信号来执行无线通信。若所述第一无线信号的质量为临界值以下，则可以将所述收发部电路控制为，利用通过所述阵列天线中的所述第二辐射体辐射的第二频段的第二无线信号来执行无线通信。所述收发部电路可以通过所述馈电线向所述阵列天线施加所述第二频段的所述第二无线信号。

34、发明效果

35、如上所述的在毫米波频段动作的宽带天线模块及包括其的电子设备的技术效果的说明如下。

36、根据实施例，可以提供一种通过使复数个层叠的辐射体独立地动作而在毫米波频段动作的宽带天线模块及具有其的电子设备。

37、根据实施例，在下部辐射体适用偏移馈电结构，从而能够通过提高在毫米波频段动作的天线元件的效率来提高天线增益。

38、根据实施例，在馈电线下部配置槽区域等开放空间，从而能够通过提高天线元件的效率来提高天线增益。

39、根据实施例，在下部辐射体适用偏移馈电结构，从而能够减小在毫米波频段动作的天线元件的不期望的方向上的电流分量。

40、根据实施例，通过在下部辐射体适用偏移馈电结构，可以降低在实现双极化天线时的相互干扰水平。

41、根据实施例，在rfic和天线元件通过馈电线在多层基板形式的pcb内部连接的情况下，能够通过最优化馈电过孔结构的形状和连接部位来使天线性能最优化。

42、通过以下的详细说明，会进一步清楚可应用本说明书的追加范围。但是，由于本领域普通技术人员可以清楚理解在本说明书的思想以及范围内的多种变更和修正，因此应该理解为如详细说明和本说明书的优选实施例的特定实施例仅为示例。