CN109962334A - 天线模块及包括该天线模块的电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种天线模块及包括该天线模块的电子设备，所述天线模块包括：基板，具有包括接地区域和馈线区域的第一表面；片式天线，安装在所述基板的所述第一表面上；以及至少一个贴片天线，设置在所述基板的内部或至少部分地设置在所述基板的第二表面上。所述片式天线包括：主体部；接地部，结合到所述主体部的第一表面；以及辐射部，结合到主体部的第二表面。每个片式天线的接地部安装在所述接地区域上，并且每个片式天线的所述辐射部安装在所述馈线区域上。

Description

天线模块及包括该天线模块的电子设备

本申请要求于2017年12月14日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0172322号韩国专利申请和于2018年5月30日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0061995号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种天线模块及包括该天线模块的电子设备。

背景技术

正在开发增强的第五代(5G)通信系统或预5G通信系统，以满足在部署诸如长期演进技术(LTE)的第四代(4G)通信系统后，对增加无线数据传输的需求。

考虑到5G通信系统在更高的频带(例如，10GHz至100GHz频带)中实现以获得更高的数据速率。为了减少无线电波的传输损耗并增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束形成技术、大规模的多输入多输出(MIMO)技术、全维度MIMO(FD-MIMO)技术、阵列天线技术、模拟波束形成技术和大规模的天线技术。

同时，已经在诸如蜂窝电话、PDA、导航系统和支持无线通信的笔记本电脑的移动通信终端中实现了码分多址(CDMA)功能、无线局域网(LAN)功能、数字媒体广播(DMB)功能和NFC(近场通信)功能。使这些功能成为可能的一个重要元件是天线。

然而，在5G通信系统应用的毫米波通信频带中，由于波长减小到数毫米，因此难以使用常规天线。因此，存在对具有超小尺寸、可安装在移动通信终端上并且适用于毫米波通信频带的天线模块的需求。

发明内容

提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并在以下具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总的方面，一种天线模块，包括：基板，具有包括接地区域和馈线区域的第一表面；多个片式天线，安装在所述基板的所述第一表面上；以及至少一个贴片天线，设置在所述基板的内部或至少部分地设置在所述基板的第二表面上。所述多个片式天线中的每个包括主体部、结合到所述主体部的第一表面的接地部以及结合到主体部的第二表面的辐射部。每个片式天线的所述接地部安装在所述接地区域上，并且每个片式天线的所述辐射部安装在所述馈线区域上。

所述多个片式天线可成对安装在所述基板上。

所述基板的所述第一表面可包括元件安装部，电子元件安装在所述元件安装部上，并且所述元件安装部可设置在所述接地区域的内部。

所述基板可包括设置在所述馈线区域中的多个馈线焊盘，所述多个馈线焊盘中的每个可结合到相应的片式天线的所述辐射部，并且所述多个馈线焊盘可电连接到所述电子元件。

所述多个馈线焊盘可成对布置，并且所述多个馈线焊盘中的每个的表面面积可以小于与每个馈线焊盘结合的相应的辐射部的下表面的表面面积的一半。

所述多个片式天线中的每个可安装在所述基板的所述第一表面上，以在垂直于所述基板的所述第一表面的方向上不与所述至少一个贴片天线重叠。

所述多个馈线焊盘中的至少两个可直线地形成并彼此分开，使得所述至少两个馈线焊盘的端部彼此面对，多个馈线过孔可分别连接到所述至少两个馈线焊盘，并且所述多个馈线过孔可分别设置在所述馈线焊盘的彼此面对的所述端部处。

所述至少两个馈线焊盘之间的距离可以为大于等于0.2mm且小于等于0.5mm。

所述馈线区域可沿所述基板的边缘设置。

所述馈线区域可包括沿所述基板的边缘分开的多个区域。

所述馈线区域可部分地延伸到所述接地区域中，以减小所述馈线区域和所述元件安装部之间的距离。

对于所述多个片式天线中的每个，所述辐射部与所述接地区域之间的距离可以为大于等于0.2mm且小于等于1.0mm。

所述多个片式天线可被配置为用于千兆赫频带中的无线通信，并且可被配置为从信号处理元件接收馈线信号并将所述馈线信号辐射到外部，每个片式天线的所述主体部可形成为六面体形状，所述主体部具有介电常数并且所述第一表面和所述第二表面可以是所述主体部的相对表面，所述辐射部可形成为六面体形状，并且所述接地部可形成为六面体形状。

对于所述多个片式天线中的每个，沿长边的总宽度可小于等于2mm，并且所述辐射部的沿长边的宽度与所述主体部的沿所述长边的宽度的比可大于等于0.10。

对于所述多个片式天线中的每个，所述主体部可以为具有大于等于3.5且小于等于25的介电常数的电介质物质。

对于所述多个片式天线中的每个，所述辐射部的宽度可以为所述主体部的宽度的50％或更小，并且所述接地部的宽度可以为所述主体部的宽度的50％或更小。

所述至少一个贴片天线可包括：馈线电极，设置在所述基板的内部；以及非馈线电极，设置为与所述馈线电极分开预定距离。

所述基板可包括呈容器的形式的接地结构，所述接地结构设置为围绕所述至少一个所述贴片天线以容纳所述至少一个贴片天线。

所述接地结构可包括沿所述至少一个贴片天线的周围设置的接地过孔。

在另一总的方面，一种天线模块包括：基板，具有包括接地区域和馈线区域的表面；以及多个片式天线，安装在所述基板的所述表面上。所述多个片式天线中的每个包括主体部、结合到所述主体部的第一表面的接地部以及结合到所述主体部的第二表面的辐射部。对于每个片式天线，所述接地部安装在所述接地区域上并且所述辐射部设置在所述接地区域的外部，并且所述辐射部和所述接地区域之间的距离大于等于0.2mm且小于或等于1mm。

所述馈线区域可包括沿所述基板的边缘分开的多个区域。

所述片式天线可用于千兆赫兹频带中的无线通信，并可被配置为从信号处理元件接收馈线信号并将所述馈线信号辐射到外部。每个片式天线的所述主体部可形成为六面体形状，所述主体部具有介电常数并且所述第一表面和所述第二表面可以为所述主体部的相对表面。所述辐射部可形成为六面体形状，并且所述接地部可形成为六面体形状。

在另一总的方面，一种设备包括：包括基板的天线模块；片式天线，安装在所述基板的第一表面上；贴片天线，设置在所述基板的内部或至少部分地设置在所述基板的第二表面上。所述片式天线的辐射部结合到所述基板的所述第一表面上的馈线区域，并且所述馈线区域设置为与所述设备的边缘相邻。

所述天线模块可设置在所述设备中，使得所述片式天线与所述设备的拐角相邻。

所述天线模块可包括安装在所述基板的所述第一表面上的两个或更多个所述片式天线，并且两个或更多个所述片式天线可成对安装。

成对的所述片式天线中的每个的所述辐射部可设置为彼此相邻。

附图说明

图1是根据示例的天线模块的平面图。

图2是图1中所示的天线模块的分解透视图。

图3是图1中所示的天线模块的仰视图。

图4是沿图1的线I-I'截取的截面图。

图5是图1中所示的片式天线的放大透视图。

图6是沿图5的线II-II'截取的截面图。

图7至图10是示出根据示例的片式天线的透视图。

图11是根据示例的天线模块的透视图。

图12是图11的截面图。

图13是根据示例的天线模块的分解透视图。

图14是示意性示出配备有根据示例的天线模块的便携式终端的透视图。

图15是示出图5中所示的片式天线的辐射效率的曲线图。

在整个附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。

这里，注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施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或实施例，但所有示例和实施例不限于此。

在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”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“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”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，可能不存在介于两者之间的其他元件。

如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。

虽然可在这里使用诸如“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、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，这里可使用诸如“在……上方”、“上部”、“在……下方”以及“下部”的空间相对术语来描述附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意图包含除了附图中所描绘的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上部”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下部”。因而，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。装置也可以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并且这里使用的空间相对术语将被相应地解释。

这里使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”指定存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添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。

由于制造技术和/或公差，会发生附图中所示的形状的变型。因而，这里所描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状上的变化。

这里所描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开内容后将是显而易见的其他构造是可行的。

在此描述的天线模块的示例可在高频范围中操作并且在毫米波通信频带中操作。例如，片式天线模块可在20GHz和60GHz之间的频带中操作。在此描述的天线模块的示例还可安装在被配置为接收或发送无线信号的电子装置上。例如，片式天线可安装在便携式电话、便携式笔记本电脑、无人机等上。

图1是根据示例的天线模块1的平面图。图2是图1中所示的天线模块1的分解透视图。图3是图1中所示的天线模块1的仰视图。图4是沿图1的线I-I'截取的截面图。

参照图1至图4，天线模块1包括基板10、电子元件50和片式天线100。

基板10可以是电路板，在该电路板上安装有对于无线天线是必要的电路或电子部件。例如，基板10可以是在其中容纳一个或更多个电子部件或者一个或更多个电子部件安装在表面上的PCB。因此，基板10可设置有电连接电子部件的电路布线。

基板10可以是多个绝缘层17和多个布线层16在其中重复堆叠的多层基板。然而，使用具有形成在一个绝缘层17的两侧上的布线层16的双面板也是可行的。

绝缘层17的材料不被具体地限制。例如，可使用诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂或者将这些树脂和诸如玻璃纤维(玻璃布或玻璃织物)的芯材料与无机填料浸在一起的树脂(例如，诸如半固化片、味之素积聚膜(Ajinomoto Build-upFilm，ABF)、FR-4或双马来酰亚胺三嗪(BT)的绝缘材料)。如果需要，可使用感光介电(PID)树脂。

布线层16电连接电子元件50以及天线90和100。另外，布线层16使电子元件50或天线90和100电连接到外部。

铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或者诸如它们的合金的导电材料可用作布线层16的材料。

用于使堆叠的布线层16互相连接的层间连接导体18布置在绝缘层17的内部。

绝缘保护层19也可设置在基板10的表面上。绝缘保护层19设置为覆盖绝缘层17和在绝缘层17的上表面和下表面上的布线层16两者。因此，绝缘保护层19保护设置在绝缘层17的上表面和/或下表面上的布线层16。

绝缘保护层19可具有使布线层16的至少一部分暴露的开口。绝缘保护层19包括绝缘树脂和无机填料，但是可不包括玻璃纤维。例如，可使用阻焊剂作为绝缘保护层19，但是本公开不限于这种构造。

本领域公知的各种类型的基板(例如，印刷电路板、柔性基板、陶瓷基板、玻璃基板等)也可用作基板10。

第一表面(基板10的上表面)可被划分为元件安装部11a、接地区域11b和馈线区域11c。

元件安装部11a设置在接地区域11b的内部作为安装电子元件50的区域。电子元件50电连接到其的多个连接焊盘12a布置在元件安装部11a中。

接地区域11b是其中设置有接地层16a的区域，并且被设置为围绕元件安装部11a。因此，元件安装部11a设置在接地区域11b的内部。

这里，基板10的布线层16中的一个可用作接地层16a。因此，接地层16a可设置在绝缘层17的上表面上或两个堆叠的绝缘层17之间。

在本示例中，元件安装部11a形成为矩形形状。因此，接地区域11b设置为以方形环的形式围绕元件安装部11a。然而，本公开不限于这样的构造。

由于接地区域11b沿元件安装部11a的周围设置，因此元件安装部11a的连接焊盘12a通过穿过基板10的绝缘层17的层间连接导体18电连接到外部或其他组件。

多个接地焊盘12b形成在接地区域11b中。当接地层16a设置在绝缘层17的上表面上时，可通过对覆盖接地层16a的绝缘保护层19部分地开孔来形成接地焊盘12b。因此，在这种情况下，接地焊盘12b被构造为接地层16a的一部分。然而，本公开不限于这种构造。当接地层16a设置在两个绝缘层17之间时，接地焊盘12b可设置在绝缘层17的上表面上，并且接地焊盘12b和接地层16a可通过层间连接导体18连接。

接地焊盘12b设置为与馈线焊盘12c成对。因此，接地焊盘12b设置在与馈线焊盘12c相邻的位置处。

馈线区域11c设置在接地区域11b的外部。在本示例中，馈线区域11c形成在由接地区域11b形成的两侧的外部。因此，馈线区域11c沿基板10的边缘设置。然而，本公开不限于这种构造。

多个馈线焊盘12c设置在馈线区域11c中。馈线焊盘12c设置在绝缘层17的上表面上，并且片式天线100的辐射部130a结合到馈线焊盘12c。

馈线焊盘12c经由贯穿基板10的绝缘层17的层间连接导体18和布线层16电连接到电子元件50和其他组件。

在如上构造的元件安装部11a、接地区域11b和馈线区域11c中，各个区域根据接地层16a的形状和位置在上部中进行分类。连接焊盘12a、接地焊盘12b和馈线焊盘12c通过绝缘保护层19从其移除的开口以焊盘的形式向外地暴露。

另外，在本示例中，馈线焊盘12c形成为具有比片式天线100的辐射部130a的下表面(或结合表面)小的面积(表面面积)。例如，馈线焊盘12c的面积(表面面积)可小于片式天线100的辐射部130a的下表面(或结合表面)的面积(表面面积)的一半。因此，馈线焊盘12c不结合到辐射部130a的整个下表面，而是仅结合到辐射部130a的下表面的一部分。

同时，当馈线焊盘12c被构造为具有过小的面积时，会降低片式天线100与基板10之间的结合可靠性。因此，本示例的馈线焊盘12c形成为矩形形状，并且最长边形成为具有等于或大于辐射部130a的宽度W2的长度。

在本示例中，馈线焊盘12c中的每两个也成对布置。参照图2，总共四个馈线焊盘12c分别两两成对布置。然而，本公开不限于这种构造。由馈线焊盘12c形成的对的数量可根据模块的尺寸等而改变。

成对的馈线焊盘12c彼此相邻地设置。因此，结合到成对的馈线焊盘12c的两个片式天线100分别在辐射部130a的端部处结合到馈线焊盘12c。

因此，设置在两个相邻的片式天线100中的两个辐射部130a布置成行，并且被布置为在结合到馈线焊盘12c的部分处尽可能相邻地布置。

同时，馈线焊盘12c不限于上述构造，并且各种变型是可行的。例如，馈线焊盘12c可具有与片式天线100的辐射部130a的下表面的面积(表面面积)相同或相似的面积(表面面积)。在这种情况下，可改善片式天线100与基板10之间的结合可靠性。

馈线焊盘12c经由层间连接导体18电连接到电子元件50。为此，层间连接导体18在基板10的内部沿着垂直于馈线焊盘12c的方向延伸并连接到基板10内部的布线层16。

贴片天线90设置在第二表面(基板10的内侧或下表面)上。

贴片天线90可由设置在基板10上的布线层16构造。然而，本公开不限于这种构造。

如图3和图4中所示，贴片天线90包括馈线部91，馈线部91包括馈线电极92和非馈线电极94。

在本示例中，贴片天线90包括分散地布置在基板10的第二表面侧上的多个馈线部91。在本示例中，设置了四个馈线部91，但是本公开不限于这种构造。

在本示例中，贴片天线90被构造为使得贴片天线90的一部分(例如，非馈线电极)设置在基板10的第二表面上。然而，本公开不限于这种构造，并且诸如将整个贴片天线90设置在基板10内部的各种构造是可行的。

馈线电极92是具有平板形状的金属层并且被构造为一个导体板。馈线电极92可具有多边形结构，并且在本示例中形成为矩形形状。然而，诸如馈线电极92可形成为圆形形状的各种构造是可行的。

馈线电极92可通过层间连接导体18连接到电子元件50。层间连接导体18可通过贯穿第二接地层97b而连接到电子元件50。

非馈线电极94设置为与馈线电极92分开一定距离，并形成为单个的平导电板。非馈线电极94具有与馈线电极92的面积(表面面积)相同或相似的面积(表面面积)。例如，非馈线电极94可形成为具有比馈线电极92的面积(表面面积)大的面积(表面面积)并且被设置为面对整个馈线电极92。

非馈线电极94设置在基板10的表面侧上并用作导向器。因此，非馈线电极94可设置在设置在基板10的最下部处的布线层16上。在这种情况下，非馈线电极94由设置在绝缘层17的下表面上的绝缘保护层19保护。

本示例的基板10还包括接地结构95。接地结构95设置为围绕馈线部91，并且以在其中容纳馈线部91的容器的形式构造。为此，接地结构95包括第一接地层97a、第二接地层97b和接地过孔18a。

参照图4，第一接地层97a设置在与非馈线电极94的平面相同的平面上，并且以围绕非馈线电极94这种方式设置在非馈线电极94的周围。第一接地层97a与非馈线电极94分开一定的距离。

第二接地层97b设置在与第一接地层97a不同的布线层16中。例如，第二接地层97b可设置在馈线电极92和基板10的第一表面之间。在这种情况下，馈线电极92设置在非馈线电极94和第二接地层97b之间。

第二接地层97b可完全地设置在相应的布线层16上，并且可仅部分地去除设置有连接到馈线电极92的层间连接导体18的部分。

接地过孔18a是电连接第一接地层97a和第二接地层97b的层间连接导体，并且以沿馈线部91的周围围绕馈线部91的这种方式布置为多个接地过孔。在本示例中，接地过孔18a布置为单排。然而，诸如接地过孔18a布置为多排的各种构造是可行的。

根据上述构造，馈线部91设置在由第一接地层97a、第二接地层97b和接地过孔18a以容器的形状形成的接地结构95中。成排布置的多个接地过孔18a限定了容器的形状的侧表面。

本示例的馈线部91中的每个设置为容器的形状。因此，馈线部91之间的干扰被接地结构95阻挡。例如，沿基板10的水平方向传输的噪声可被由多个接地过孔18a构造的容器的形状的侧表面阻挡。

当接地过孔18a形成腔的侧表面时，馈线部91与相邻的其他馈线部91隔离。此外，由于呈容器的形状的接地结构95用作反射器，因此可增强贴片天线90的辐射特性。

贴片天线90的馈线部91沿基板10的厚度方向(例如，下方向)发射无线电信号。

同时，参照图3，本示例中的第一接地层97a和第二接地层97b没有设置在面对在基板10的第一表面上限定的馈线区域(图2中的11c)的区域中。这是为了使从片式天线辐射的无线电信号与接地结构95之间的干扰最小化的目的，但不限于此。

此外，在本示例中，贴片天线90包括馈线电极92和非馈线电极94。然而，各种构造是可行的，并且贴片天线90可被构造为仅包括馈线电极92。

电子元件50安装在基板10的元件安装部11a上。电子元件50可经由导电粘合剂结合到元件安装部11a的连接焊盘12a。

在本示例中，在元件安装部11a上安装一个电子元件50。然而，可在元件安装部11a上安装多个电子元件50。

电子元件50包括至少一个有源元件，并且可包括例如将馈线信号施加到天线的辐射部130a的信号处理元件。电子元件50还可包括无源元件。

片式天线100用在千兆赫兹频带的无线通信中，并安装在基板10上以接收来自电子元件50的馈线信号并将该馈线信号辐射到外部。

片式天线100整体上形成为六面体形状，并且具有经由诸如焊料的导电粘合剂分别连接到基板10的馈线焊盘12c和接地焊盘12b并安装在基板10上的两端。

图5是图1中所示的片式天线100的放大透视图。图6是沿图5的线I-I'截取的截面图。

参照图5和图6，片式天线100包括主体部120、辐射部130a和接地部130b。

主体部120具有六面体形状并且利用电介质物质形成。例如，主体部120可利用具有介电常数的聚合物或陶瓷烧结主体形成。

根据本示例的片式天线100是在3GHz至30GHz频带中使用的片式天线。

从3GHz到30GHz的电磁波的波长λ是100mm到0.75mm，并且理论上，天线的长度是λ、λ/2和λ/4。因此，辐射天线的长度应约为50mm至25mm。然而，当主体部120利用具有高于空气的介电常数的介电常数的材料形成时，可显著地减小主体部120的长度。

本示例的片式天线100构造主体部120，主体部120利用具有3.5至25的介电常数的材料形成。在这种情况下，片式天线100的最大长度可在0.5mm至2mm的范围内制造。

当主体部120的介电常数小于3.5时，必须增大辐射部130a和接地部130b之间的距离，以使片式天线100正常操作。

作为测试的结果，当主体部120的介电常数小于3.5时，片式天线100被测量为仅在2mm或更大的最大宽度W时，在3GHz至30GHz频带中正常运行。然而，在这种情况下，由于片式天线100的整体尺寸增大，因此难以将片式天线100安装在薄的便携式装置上。

因此，考虑到波长长度和安装尺寸，本示例的片式天线100的最长边的长度是2mm或更小。例如，为了调整上述频带中的谐振频率，根据本示例的片式天线100可具有0.5mm至2mm的最长边的长度。

此外，当主体部120的介电常数超过25时，片式天线100的尺寸应减小到0.3mm或更小。在这种情况下，天线的性能被测量为严重劣化。

因此，根据本示例的片式天线100的主体部120利用具有大于等于3.5且小于等于25的介电常数的电介质形成。

辐射部130a结合到主体部120的第一表面。接地部130b结合到主体部120的第二表面。这里，第一表面和第二表面指在形成为六面体的主体部120中的彼此面对的两个表面。

在本示例中，主体部120的宽度W1被定义为第一表面和第二表面之间的距离。从主体部120的第一表面朝向第二表面的方向(或从主体部120的第二表面朝向第一表面的方向)被定义为主体部120或片式天线100的宽度方向。

就此而言，辐射部130a的宽度W2和接地部130b的宽度W3被定义为在片式天线100的宽度方向上的距离。因此，辐射部130a的宽度W2表示从辐射部130a的结合到主体部120的第一表面的结合表面到该结合表面的相对表面的最短距离，并且接地部130b的宽度W3表示从接地部130b的结合到主体部120的第二表面的结合表面到该结合表面的相对表面的最短距离。

辐射部130a仅与主体部120的六个表面中的一个表面接触并且结合到主体部120。类似地，接地部130b仅与主体部120的六个表面中的一个表面接触并且结合到主体部120。

辐射部130a和接地部130b没有设置在主体部120的除了第一表面和第二表面之外的表面上，而是彼此平行地布置，并且主体部120介于辐射部130a和接地部130b之间。

在用于低频带的传统片式天线中，辐射部和接地部以薄膜的形式布置在主体部的下表面上。在这种传统的情况下，由于辐射部和接地部之间的距离小，并且因此辐射部和接地部彼此靠近，发生由电感引起的损耗。另外，由于在制造工艺中难以精确地控制辐射部和接地部之间的距离，因此可能无法预测准确的电容，并且难以调整谐振点，这使得阻抗的调谐变得困难。

然而，在根据本示例的片式天线100中，辐射部130a和接地部130b形成为块形状并且分别结合到主体部120的第一表面和第二表面。在本示例中，辐射部130a和接地部130b均形成为六面体形状，并且六面体的一个表面结合到主体部120的第一表面和第二表面中的每个。

这样，当辐射部130a和接地部130b仅结合到主体部120的第一表面和第二表面时，由于辐射部130a和接地部130b之间的分开距离仅由主体部120的尺寸限定，因此可解决上面讨论的传统的片式天线的所有问题。

此外，由于本公开的片式天线100由于辐射部130a和接地部130b之间的电介质物质(例如，主体部)而具有电容，因此设计结合天线或者通过使用电容调整谐振频率是可行的。

辐射部130a和接地部130b可利用相同的材料形成。辐射部130a和接地部130b可形成为具有相同的形状和相同的结构。在这种情况下，辐射部130a和接地部130b可根据当安装在基板10上时将结合的焊盘的类型进行分类。

例如，在根据本示例的片式天线100中，基板10的结合到基板10的馈线焊盘12c的部分可用作辐射部130a，并且基板10的结合到接地焊盘12b的部分可用作接地部130b。然而，本公开不限于这种构造。

辐射部130a和接地部130b包括第一导体131和第二导体132。

第一导体131是直接结合到主体部120的导体并且形成为块形状。第二导体132沿第一导体131的表面以层的形式形成。

第一导体131通过印刷工艺或镀覆工艺形成在主体部120的一个表面上，并且可利用从由Ag、Au、Cu、Al、Pt、Ti、Mo、Ni和W组成的组中选择的一种或者两种或更多种的合金形成。第一导体131也可利用导电膏或导电环氧树脂形成，其中，诸如聚合物或玻璃的有机材料包含在金属中。

第二导体132可通过镀覆工艺形成在第一导体131的表面上。第二导体132可通过顺序地堆叠镍(Ni)层和锡(Sn)层或通过顺序地堆叠锌(Zn)层和锡(Sn)层来形成。

参照图5和图6，辐射部130a和接地部130b的厚度t2形成为大于主体部120的厚度t1。辐射部130a和接地部130b的长度d2也大于主体部120的长度d1。

然而，第一导体131形成为具有与主体部120的厚度t1和长度d1相同的厚度和相同的长度。

因此，由于形成在第一导体131的表面上的第二导体132，辐射部130a和接地部130b形成为比主体部120长。

图15是示出图5中所示的片式天线的辐射效率的曲线图。其中，在28GHz频带中增大辐射部130a的宽度W2和接地部130b的宽度W3，并且测量片式天线的反射损耗S11。

用于测量的片式天线通过下面的方式进行测量：将主体部120的宽度W1固定为1mm，将辐射部130a和接地部130b的厚度t2固定为0.6mm，将辐射部130a和接地部130b的长度d2固定为1.3mm，并且仅改变宽度W2和W3。

参照图15，随着辐射部130a的宽度W2和接地部130b的宽度W3的增大，根据示例的片式天线的反射损耗S11减小。测量到：在辐射部130a的宽度W2和接地部130b的宽度W3小于或等于100μm的区间中，反射损耗S11以高的减小率减小，并且在宽度W2和W3超过100μm的区间中，反射损耗S11以相对低的减小率减小。

因此，当在示例中主体部120的宽度W1是1mm时，辐射部130a的宽度W2和接地部130b的宽度W3被限定为等于或大于100μm。

因此，根据示例的片式天线满足下面关于主体部120的宽度W1和辐射部130a的宽度W2的式1。

(式1)W2/W1≥1/10

同时，当辐射部130a的宽度W2和接地部130b的宽度W3大于主体部120的宽度W1时，由于外部的冲击或当安装在基板上时，辐射部130a或接地部130b会与主体部120分开。因此，在本示例中，辐射部130a的最大宽度和接地部130b的最大宽度被限定为主体部120的宽度W1的50％或更小。

由于根据本示例的片式天线的最大长度是2mm，因此当辐射部130a和接地部130b形成为具有相同的宽度时，辐射部130a或接地部130b的最大宽度可限定为500μm。然而，本公开不限于这种构造，并且当辐射部130a和接地部130b的宽度彼此不同时，最大宽度可改变。

根据示例的片式天线可在大于等于3GHz且小于等于30GHz的高频带中使用，并且可具有长边，该长边具有小于等于2mm的尺寸并且可容易地安装在薄的便携式装置上。

另外，由于辐射部130a和接地部130b仅与主体部120的一个表面接触，因此容易调谐谐振频率，并且可通过调节天线体积使天线辐射效率最大化。

同时，根据本公开的片式天线不限于上述构造，并且各种构造是可行的。

图7至图10是示出根据其他示例的片式天线的透视图。

图7至9示出了接地部130b的形状的各种变型的片式天线。具体地，在图7中所示的片式天线中，两个接地部130b被设置为彼此分开。因此，在两个接地部130b之间设置有空的空间，并且接地部130b的总尺寸(长度)形成为小于辐射部130a的总尺寸(长度)。

在图8中所示的片式天线中，接地部130b的长度约为辐射部130a的长度的一半，并且接地部130b设置在主体部120的第二表面上的趋向于一侧的位置处。如图9中所示的片式天线中，接地部130b的长度小于辐射部130a的长度的一半，并且接地部130b在主体部120的第二表面上居中。

同时，尽管在以上示例中修改了接地部130b的构造，但是本公开不限于此。可修改辐射部130a的形状而不是接地部130b的形状。

在图10中，接地部130b具有比辐射部130a大的体积。在本示例中，接地部130b的宽度W3形成为是辐射部130a的宽度W2的两倍。例如，辐射部130a的宽度W2可比接地部130b的宽度W3小50μm或更多。然而，本公开不限于这种构造。

根据示例的天线模块使用片式天线辐射水平极化并使用贴片天线辐射垂直极化。也就是说，片式天线设置在与基板的边缘相邻的位置，以在与基板水平的方向(例如，平面方向)上辐射无线电波，并且贴片天线设置在基板的第二表面上以在垂直于基板的方向(例如，厚度方向)上辐射无线电波。因此，可增大无线电波的辐射效率。

尽管在示例中贴片天线设置在基板的第二表面上，但是诸如贴片天线被设置在基板的第一表面上并且元件安装部和片式天线被设置在基板的第二表面上的各种变型是可行的。

根据示例的两个片式天线100成对并分别结合到两个馈线焊盘12c。两个辐射部130a布置为在结合到馈线焊盘12c的部分处彼此尽可能相邻，因此两个片式天线100是偶极天线的结构。这里，两个片式天线100分开的距离(或两个馈线焊盘12c分开的距离)可限定为0.2mm至0.5mm。当距离小于0.2mm时，在两个片式天线100之间可能发生干扰。当距离为0.5mm或更大时，可能使作为偶极天线的两个片式天线100的功能劣化。

同时，还可考虑通过使用基板10的布线层16而不是片式天线100来构造具有电路布线的偶极天线。然而，由于辐射部130a的长度应该是相应频率的半波长，因此如果通过使用基板10的布线层16形成偶极天线，那么基板10的由偶极天线占据的面积相对大。

当在Ghz频带中发送/接收无线电波时，波长由于主体部120的介电常数减小。因此，当如在示例中使用片式天线100时，辐射部130a和接地区域11b之间的距离(图2的P)可通过主体部120的介电常数(例如，10或更大)减小。因此，可使馈线区域11c或片式天线100安装在基板10上的面积最小化。

例如，当偶极天线形成为在基板10的第一表面上的布线层时，偶极天线的馈线线路应与接地区域分开1mm或更大。同时，当应用示例的片式天线100时，辐射部130a和接地区域11b之间的距离P可设计为1mm或更小。

因此，与使用偶极天线的情况相比，可减小馈线区域11c的尺寸，因此可使天线模块的总尺寸最小化。

同时，当片式天线100的辐射部130a与接地区域11b之间的距离P小于0.2mm时，可改变片式天线100的谐振频率。因此，在示例中，片式天线100的辐射部130a和基板10的接地区域11b可彼此分开大于等于0.2mm且小于等于1mm的范围。

另外，片式天线100设置在在基板10的垂直方向上不面对贴片天线的位置处。在描述本公开时，片式天线100在基板10的垂直方向上不面对贴片天线的位置意味着当片式天线100沿基板10的垂直方向投影到基板10的第二表面上时，片式天线100设置为不与贴片天线重叠的位置。

在示例中，片式天线100也设置为不面对接地结构95。然而，本公开不限于此，并且片式天线可设置为部分地面对接地结构95。

利用上述构造，根据本示例的天线模块使片式天线100和贴片天线90之间的干扰最小化。

图11是根据另一示例的天线模块的透视图。图12是图11的截面图并且示出了与图4对应的截面。

参照图11和图12，根据本示例的天线模块包括基板10、电子元件50和片式天线100。这里，电子元件50和片式天线100与上述示例的电子元件50和片式天线100相似，因此省略其详细描述。

本示例的基板10与上述示例的基板10相似，并且在设置在第一表面(基板10的上表面)上的接地区域11b和馈线区域11c的形状方面具有差异。

接地区域11b设置在基板10的第一表面上以覆盖除元件安装部11a之外的整个区域。馈线区域11c设置为使得馈线区域11c部分地延伸到接地区域11b中以减小接地区域11b的宽度。这里，接地区域11b的宽度意味着接地区域在元件安装部11a和馈线区域11c之间的距离。

另外，馈线区域11c没有形成为连续的线性形状，而是被构造为使得多个区域沿基板10的边缘分开。

因此，接地区域11b的轮廓被设置为在没有设置馈线区域11c的部分处与基板10的轮廓相邻。然而，接地区域11b的轮廓可按照与基板10的轮廓相同的方式布置。

同时，如上所述，当片式天线100的辐射部130a与接地区域11b之间的距离P小于0.2mm时，可改变片式天线100的谐振频率。因此，片式天线的辐射部130a与基板10的接地区域11b之间的距离P被限定为0.2mm或更大。为了使天线模块的尺寸最小化，辐射部130a与基板10的接地区域11b之间的距离P可限定为1mm或更小。

在本示例中，由于接地区域11b也位于片式天线100的第三表面(辐射部和接地区域均可见的表面)上，因此片式天线100的第三表面的辐射部130a和接地区域11b也在大于等于0.2mm且小于等于1mm的范围内分开。

本示例中的馈线区域11c的尺寸被限定为与片式天线100的尺寸对应。

同时，贴片天线90不依赖于馈线区域11c的尺寸或形状。因此，可在不考虑馈线区域11c的位置的情况下设置本示例的贴片天线90。

根据本示例的天线模块可使馈线区域11c的尺寸最小化并且可减小天线模块的总尺寸。

图13是根据另一示例的天线模块的分解透视图。

参照图13，根据本示例的天线模块被构造为与图2中所示的天线基板相似，并且在馈线焊盘12c的结构方面具有差异。

本示例的馈线焊盘12c形成为具有与片式天线100的辐射部130a的下表面的面积(表面面积)相同或相似的面积(表面面积)。例如，馈线焊盘12c的面积(表面面积)可在片式天线100的辐射部130a的下表面的面积(表面面积)的80％至120％的范围内。然而，本公开不限于这种构造。

因此，成对的两个馈线焊盘12c直线地形成并且分开，使得两个馈线焊盘12c的端部彼此面对。

当馈线焊盘12c的面积(表面面积)被构造为与片式天线100的辐射部130a的下表面的面积相似时，可增大片式天线100与基板10之间结合可靠性。

另外，在本示例中连接到馈线焊盘12c的层间连接导体18b(在下文中，馈线过孔)分别设置在馈线焊盘12c的端部处。馈线过孔18b沿垂直于馈线焊盘12c的方向延伸到基板10中并且连接到基板10内部的布线层16。

两个馈线焊盘12c成对布置。因此，连接到馈线焊盘12c的两个馈线过孔18b也成对布置。

成对的两个馈线过孔18b设置在成对的两个馈线焊盘12c彼此面对的端部处。例如，馈线过孔18b可布置为尽可能地靠近。在这种情况下，两个馈线过孔18b之间的距离可与成对的两个馈线焊盘12c之间的距离相同或相似。

图14是示意性示出配备有示例的天线模块1的便携式终端200的透视图。

参照图14，天线模块1设置在便携式终端200的拐角处。天线模块1设置为使得片式天线100与便携式终端200的拐角相邻。

天线模块1设置在便携式终端200的所有四个拐角处。然而，本公开不限于此。可对天线模块1的布置结构进行各种修改，诸如当便携式终端200的内部空间不足时，仅在便携式终端200的对角线方向上布置两个天线模块1。

另外，天线模块1结合到便携式终端200使得馈线区域设置为与便携式终端200的边缘相邻。因此，通过天线模块1的片式天线辐射的无线电波沿便携式终端200的表面方向朝向便携式终端200的外部辐射。通过天线模块1的贴片天线辐射的无线电波沿便携式终端200的厚度方向辐射。

如以上所阐述的，本公开的天线模块使用片式天线代替布线型偶极天线，因此可使模块尺寸最小化。另外，可改善发送/接收效率。

虽然以上已经示出并且描述了示例，但是对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离如由所附的权利要求限定的本公开的范围的情况下，可做出修改和变型。

在此描述的特征可按照不同的形式实现，并且将不被解释为局限于在此所描述的示例。更确切地说，已经提供这里所描述的示例，仅为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里所描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。

虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义，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理解为可适用于其他示例中的相似的特征或方面。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和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不通过具体实施方式限定而是通过权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被理解为包括在本公开中。

Claims (26)

1.一种天线模块，包括：

基板，具有包括接地区域和馈线区域的第一表面；

多个片式天线，安装在所述基板的所述第一表面上；以及

至少一个贴片天线，设置在所述基板的内部或至少部分地设置在所述基板的第二表面上，

其中，所述多个片式天线中的每个包括主体部、结合到所述主体部的第一表面的接地部以及结合到主体部的第二表面的辐射部，并且

其中，所述多个片式天线中的每个的所述接地部安装在所述接地区域上，并且所述多个片式天线中的每个的所述辐射部安装在所述馈线区域上。

2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述多个片式天线成对安装在所述基板上。

3.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述基板的所述第一表面还包括元件安装部，电子元件安装在所述元件安装部上，并且

其中，所述元件安装部设置在所述接地区域的内部。

4.根据权利要求3所述的天线模块，其中，所述基板包括设置在所述馈线区域中的多个馈线焊盘，所述多个馈线焊盘中的每个结合到相应的片式天线的所述辐射部，并且

其中，所述多个馈线焊盘电连接到所述电子元件。

5.根据权利要求4所述的天线模块，

其中，所述多个馈线焊盘成对布置，并且

其中，所述多个馈线焊盘中的每个的表面面积小于与每个馈线焊盘结合的相应的辐射部的下表面的表面面积的一半。

6.根据权利要求4所述的天线模块，其中，所述多个片式天线中的每个安装在所述基板的所述第一表面上，以在垂直于所述基板的所述第一表面的方向上不与所述至少一个贴片天线重叠。

7.根据权利要求4所述的天线模块，

其中，所述多个馈线焊盘中的至少两个馈线焊盘直线地形成并彼此分开，使得所述至少两个馈线焊盘的端部彼此面对，

其中，多个馈线过孔分别连接到所述至少两个馈线焊盘，并且

其中，所述多个馈线过孔分别设置在所述馈线焊盘的彼此面对的所述端部处。

8.根据权利要求7所述的天线模块，其中，所述至少两个馈线焊盘之间的距离为大于等于0.2mm且小于等于0.5mm。

9.根据权利要求3所述的天线模块，其中，所述馈线区域沿所述基板的边缘设置。

10.根据权利要求3所述的天线模块，其中，所述馈线区域包括沿所述基板的边缘分开的多个区域。

11.根据权利要求10所述的天线模块，其中，所述馈线区域部分地延伸到所述接地区域中，以减小所述馈线区域和所述元件安装部之间的距离。

12.根据权利要求1所述的天线模块，其中，对于所述多个片式天线中的每个，所述辐射部与所述接地区域之间的距离大于等于0.2mm且小于等于1.0mm。

13.根据权利要求1所述的天线模块，

其中，所述多个片式天线被配置为用于千兆赫频带中的无线通信，并且被配置为从信号处理元件接收馈线信号并将所述馈线信号辐射到外部，

其中，每个片式天线的所述主体部形成为六面体形状，所述主体部具有介电常数并且所述第一表面和所述第二表面是所述主体部的相对表面，

其中，所述辐射部形成为六面体形状，并且

其中，所述接地部形成为六面体形状。

14.根据权利要求13所述的天线模块，其中，对于所述多个片式天线中的每个，沿长边的总宽度小于等于2mm，并且所述辐射部的沿所述长边的宽度与所述主体部的沿所述长边的宽度的比大于等于0.10。

15.根据权利要求14所述的天线模块，其中，对于所述多个片式天线中的每个，所述主体部为具有大于等于3.5且小于等于25的介电常数的电介质物质。

16.根据权利要求13所述的天线模块，其中，对于所述多个片式天线中的每个，所述辐射部的宽度是所述主体部的宽度的50％或更小，并且所述接地部的宽度是所述主体部的宽度的50％或更小。

17.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述至少一个贴片天线包括：

馈线电极，设置在所述基板的内部；以及

非馈线电极，设置为与所述馈线电极分开预定距离。

18.根据权利要求17所述的天线模块，其中，所述基板包括呈容器的形式的接地结构，所述接地结构设置为围绕所述至少一个贴片天线以容纳所述至少一个贴片天线。

19.根据权利要求18所述的天线模块，其中，所述接地结构包括沿所述至少一个贴片天线的周围设置的接地过孔。

20.一种天线模块，包括：

基板，具有包括接地区域和馈线区域的表面；以及

多个片式天线，安装在所述基板的所述表面上，

其中，所述多个片式天线中的每个包括主体部、结合到所述主体部的第一表面的接地部以及结合到所述主体部的第二表面的辐射部，

其中，对于每个片式天线，所述接地部安装在所述接地区域上并且所述辐射部设置在所述接地区域的外部，并且

其中，对于每个片式天线，所述辐射部和所述接地区域之间的距离大于等于0.2mm且小于等于1mm。

21.根据权利要求20所述的天线模块，其中，所述馈线区域包括沿所述基板的边缘分开的多个区域。

22.根据权利要求20所述的天线模块，

其中，所述片式天线用于千兆赫兹频带中的无线通信，并被配置为从信号处理元件接收馈线信号并将所述馈线信号辐射到外部，

其中，每个片式天线的所述主体部形成为六面体形状，所述主体部具有介电常数并且所述第一表面和所述第二表面是所述主体部的相对表面，

其中，所述辐射部形成为六面体形状，并且

其中，所述接地部形成为六面体形状。

23.一种电子设备，包括：

天线模块，包括：

基板，

片式天线，安装在所述基板的第一表面上，

贴片天线，设置在所述基板的内部或至少部分地设置在所述基板的第二表面上，

其中，所述片式天线的辐射部结合到所述基板的所述第一表面上的馈线区域，并且所述馈线区域设置为与所述电子设备的边缘相邻。

24.根据权利要求23所述的电子设备，其中，所述天线模块设置在所述电子设备中，使得所述片式天线与所述电子设备的拐角相邻。

25.根据权利要求23所述的电子设备，其中，所述天线模块包括安装在所述基板的所述第一表面上的两个或更多个所述片式天线，并且两个或更多个所述片式天线成对安装。

26.根据权利要求25所述的电子设备，其中，成对的所述片式天线中的每个的所述辐射部设置为彼此相邻。