腔体区域中的竖直天线贴片制造技术

多层电路结构(110)具有沿着竖直方向层叠的多个层。此外，至少一个腔体区域(120)形成在多层电路结构(110)的边缘处。所述至少一个腔体区域(120)是由被去除了多层电路结构(120)的介电衬底材料的多个不导电过孔形成的。此外，该装置包括布置在所述至少一个腔体区域(120)中的至少一个竖直天线贴片(130)。

Vertical Antenna Patch in Cavity Region

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】腔体区域中的竖直天线贴片
本专利技术涉及天线装置以及配备有一个或更多个这种天线装置的通信装置。
技术介绍
在无线通信技术中，利用各种频带来传送通信信号。为了满足不断增加的带宽需求，还考虑了与约10GHz至约100GHz范围内的频率对应的毫米波长范围内的频带。例如，毫米波长范围内的频带被视为5G(第5代)蜂窝无线电技术的候选。然而，利用这样的高频而产生的问题在于天线尺寸需要足够小以匹配波长。此外，为了实现足够的性能，在诸如移动电话、智能电话或类似通信装置的小型通信装置中可能需要多个天线(例如，天线阵列的形式)。此外，由于线缆或通信装置内的其它有线连接上的损耗通常随着频率增加而变大，所以可能还期望具有能够将天线放置得非常靠近无线电前端电路的天线设计。因此，需要能够有效地集成在通信装置中的紧凑尺寸天线。
技术实现思路
根据实施方式，提供了一种装置。该装置包括多层电路结构，该多层电路结构具有沿着竖直方向层叠的多个层。此外，该装置包括形成在多层电路结构的边缘处的至少一个腔体区域。所述至少一个腔体区域由被去除了多层电路结构的介电衬底材料的多个不导电过孔形成。此外，该装置包括布置在所述至少一个腔体区域中的至少一个竖直天线贴片。这在具有高介电常数的衬底材料(例如，陶瓷基材料)的情况下特别有益。在一些场景中，衬底材料的介电常数可大于3，例如在3至20的范围内，通常在5至8的范围内。通过腔体区域，可避免衬底材料对天线贴片的传输特性的不利影响(例如，通过使无线电信号衰减或失真)。此外，腔体区域可允许减少沿着多层电路结构的边缘的表面波的传播。通过使用不导电过孔来形成腔体区域，腔体区域中的衬底材料的总体密度减小，导致较低的有效介电常数。由于不需要将腔体区域形成为多层电路结构内的连续孔隙，所以剩余的衬底材料可承载所述至少一个天线贴片，其因此可有效地集成在腔体区域内(例如，通过形成至少一个天线贴片形式导电条以及连接导电条的导电过孔)。根据实施方式，腔体区域的不导电过孔被布置为在腔体区域中形成衬底材料的网状网格。例如，不导电过孔可根据一维、二维或三维点阵布置，以在衬底材料内形成细孔或孔隙。这样，可有效地减小腔体区域中的衬底材料的密度，同时维持承载所述至少一个天线贴片的剩余衬底材料的良好稳定性。根据实施方式，利用具有比多层电路结构的衬底材料低的介电常数的介电材料来填充腔体区域的不导电过孔。例如，如果衬底材料是陶瓷材料，则用于填充不导电过孔的介电材料可以是树脂。在一些场景中，也可利用空气来填充不导电过孔。根据实施方式，多层电路结构的衬底材料包括陶瓷材料。衬底材料还可包括一种或更多种陶瓷材料与一种或更多种其它材料的组合(例如，陶瓷材料与玻璃材料的组合)。当使用这些类型的材料时，衬底材料可具有高介电常数，这有助于在多层电路结构内提供对约10GHz至约100GHz范围内的高频信号具有有利传输特性的信号连接。多层电路结构的层可通过低温共烧组装。因此，多层电路结构可以是LTCC(低温共烧陶瓷)。然而，也可使用形成多层电路结构的其它技术。例如，多层电路结构可以是印刷电路板(PCB)。根据实施方式，腔体区域包括：至少一个第一导电条，其形成在所述多个层中的一个或更多个层中并限定腔体区域的第一水平边缘；至少一个第二导电条，其形成在所述多个层中的一个或更多个层中并限定腔体区域的第二水平边缘；以及导电过孔，其在所述至少一个第一导电条与所述至少一个第二导电条之间延伸并限定腔体区域的竖直外边缘。这样，可沿着腔体区域的边缘形成导电屏蔽。例如，这可有助于进一步减少沿着多层电路结构的边缘的表面波传播。根据实施方式，竖直天线贴片是由形成在所述多个层中的一个或更多个层中的多个导电条形成的，并且竖直天线贴片的这些导电条通过在布置在多层电路结构的不同层上的两个或更多个导电条带之间延伸的导电过孔彼此电连接。例如，竖直天线贴片的导电条和导电过孔可被布置为形成网状图案(例如，在由水平方向和竖直方向限定的平面中延伸的规则网格的形式)。这样，竖直天线贴片可被有效地集成在多层电路结构内。然而，也可使用形成竖直天线贴片的其它形式(例如，通过在多层电路结构的边缘上作为竖直导电条形成天线贴片)。所述至少一个天线贴片可被配置用于传输具有大于1mm且小于3cm的波长(与10GHz至300GHz范围内的无线电信号的频率对应)的无线电信号。所述至少一个天线贴片可被配置用于传输具有水平极化(即，沿着水平方向的线性极化)的无线电信号。此外，所述至少一个天线贴片可被配置用于传输具有垂直极化(即，沿着竖直方向的线性极化)的无线电信号。在一些实施方式中，该装置还可提供混合配置，其中一个或更多个天线贴片被配置用于传输具有水平极化的无线电信号并且一个或更多个天线贴片被配置用于传输具有垂直极化的无线电信号。根据实施方式，该装置包括电容耦合到所述至少一个天线贴片的至少一个电浮置贴片，即，仅仅电容耦合到天线贴片而没有导电耦合到地或一些其它固定电位的导电贴片。电浮置贴片被布置在相对于所述至少一个天线贴片在朝着多层电路结构的外围的方向上偏移的平面中。通过引入电浮置贴片，与没有电浮置贴片的构造相比，可增加由天线贴片发送的无线电信号的有用带宽。通过选择电浮置贴片的尺寸和/或天线贴片与电浮置贴片之间的距离，可将带宽调谐至期望的范围。根据实施方式，电浮置贴片是由所述多个层中的一个或更多个层中的多个导电条形成的，并且电浮置贴片的导电条通过在布置在多层电路结构的不同层上的电浮置贴片的两个或更多个导电条之间延伸的导电过孔彼此电连接。例如，电浮置贴片的导电条和导电过孔可被布置为形成网状图案(例如，在由水平方向和竖直方向限定的平面中延伸的规则网格的形式)。这样，电浮置贴片可被有效地集成在多层电路结构内。然而，也可使用形成竖直天线贴片的其它形式(例如，通过在多层电路结构的边缘上作为竖直导电条形成天线贴片)。另选地，电浮置贴片可由形成在布置有多层电路结构的壳体元件上的竖直导电条形成。这可允许提供简化的总体组装。例如，在期望电浮置贴片与天线贴片之间的距离相当大的场景中，这允许在不增加多层电路结构的总体尺寸的情况下提供电浮置贴片。此外，在壳体元件上形成电浮置贴片允许通过气隙来分离天线贴片和电浮置贴片，这可有助于避免发送的无线电信号的失真或衰减。壳体元件可以是围绕多层电路结构的外围形成的框架。此外，壳体元件可以是布置有该装置的通信装置的外壳的一部分。根据实施方式，该装置包括布置有多层电路结构的壳体元件以及在面向所述至少一个天线贴片的平面中布置在壳体元件上的至少一个介电贴片。介电贴片被构造了具有介电常数的变化图案。这样，介电贴片可用于补偿从天线贴片发送的无线电信号的失真。这种失真可由壳体元件的介电材料导致，并且通常导致无线电信号在穿过壳体元件之后的发散。通过变化图案，介电贴片可被配置为充当无线电信号的会聚透镜，从而补偿由壳体元件引入的发散。例如，这可通过配置变化图案以限定介电常数朝着介电贴片的中心增加来实现。根据实施方式，所述至少一个介电贴片包括被去除了介电贴片的介电衬底材料的不导电过孔。然后，可通过设定介电贴片的不导电过孔的密度和/或通过设定介电贴片的不导电过孔的尺寸而以有效的方式构造变化图案。根据实施方式，该装置包括至少一个馈电贴片，其被布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置(100；101；102)，该装置包括：‑具有沿着竖直方向层叠的多个层的多层电路结构(110)；‑形成在所述多层电路结构(110)的边缘处的至少一个腔体区域(120)，所述至少一个腔体区域(120)是由被去除了所述多层电路结构(110)的介电衬底材料的多个不导电过孔(121)形成的；以及‑布置在所述至少一个腔体区域(120)中的至少一个竖直天线贴片(130)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置(100；101；102)，该装置包括：-具有沿着竖直方向层叠的多个层的多层电路结构(110)；-形成在所述多层电路结构(110)的边缘处的至少一个腔体区域(120)，所述至少一个腔体区域(120)是由被去除了所述多层电路结构(110)的介电衬底材料的多个不导电过孔(121)形成的；以及-布置在所述至少一个腔体区域(120)中的至少一个竖直天线贴片(130)。2.根据权利要求1所述的装置(100；101；102)，其中，所述腔体区域(120)包括：-形成在所述多个层中的一个或更多个层中并限定所述腔体区域(120)的第一水平边缘的至少一个第一导电条(122)；-形成在所述多个层中的一个或更多个层中并限定所述腔体区域(120)的第二水平边缘的至少一个第二导电条(123)；以及-在所述至少一个第一导电条(122)与所述至少一个第二导电条(123)之间延伸并限定所述腔体区域(120)的竖直外边缘的导电过孔(124)。3.根据权利要求1或2所述的装置(100；101；102)，其中，所述腔体区域(120)的所述不导电过孔(121)被布置为在所述腔体区域(120)中形成衬底材料的网状网格。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100；101；102)，其中，所述竖直天线贴片(130)是由形成在所述多个层中的一个或更多个层中的多个导电条(131)形成的，所述竖直天线贴片(130)的导电条(131)通过在布置在所述多层电路结构(110)的不同层上的导电条(131)中的两个或更多个导电条之间延伸的导电过孔(132)彼此电连接。5.根据权利要求4所述的装置(100；101；102)，其中，所述天线贴片(130)的导电条(131)和所述导电过孔(132)被布置为形成网状图案。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100；101；102)，其中，形成所述腔体区域(120)的所述不导电过孔(121)被具有比所述多层电路结构(110)的衬底材料低的介电常数的介电材料填充。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100；101；102)，其中，形成所述腔体区域(120)的所述不导电过孔(121)被空气填充。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(102)，该装置包括：-至少一个电浮置贴片(140)，所述至少一个电浮置贴片被电容耦合到所述至少一个天线贴片(130)，并且被布置在相对于所述至少一个天线贴片(130)在朝着所述多层电路结构(110)的外围的方向上偏移的平面中。9.根据权利要求8所述的装置(102)，其中，所述电浮置贴片(140)是由所述多个层中的一个或更多个层中的多个导电条(141)形成的，所述电浮置贴片(140)的导电条(141)通过在布置在所述多层电路结构(110)的不同层上的所述电浮置贴片(141)的导电条(141)中的两个或更多个导电条之间延伸的导电过孔(142)...

【专利技术属性】
技术研发人员：应志农，赵坤，
申请(专利权)人：索尼移动通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP