天线模块及其设计方法技术

本公开提供一种天线模块及其设计方法。所述天线模块包含堆叠于第一方向上的多个导电层，所述天线模块包含：第一贴片天线，包含设置于至少一个导电层中的至少一个辐射器；以及电磁带隙(EBG)结构，包含在垂直于第一方向的方向上与至少一个辐射器间隔开的多个柱，多个柱围绕至少一个辐射器，其中多个柱中的每一个包含分别在两个或大于两个导电层中彼此平行设置的两个或大于两个板，以及连接两个或大于两个板的至少一个通孔。本公开的天线模块可具有改进的性能和高利用率的特点。

【技术实现步骤摘要】
天线模块及其设计方法相关申请的交叉参考本申请案主张2019年6月10日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0068268号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请全文通过引用的方式并入本文中。
本专利技术的示例性实施例涉及无线通信，且更确切地说涉及宽带天线(widebandantenna)和包含宽带天线的天线模块。
技术介绍
为增加无线通信的吞吐量(throughput)，可使用高频带。举例来说，无线通信系统如第5代(5G)指定毫米波(mmWave)频带的使用。因此，可需要用于无线通信的天线以提供宽频带宽。另外，包含多个天线的天线阵列可用于波束成形(beamforming)，且可需要天线阵列以提供良好光束覆盖度。然而，就便携式无线通信装置(例如移动电话)而言，用于天线的空间会受限，且因此，可需要尽管空间有限且存在与其邻近的其它组件但仍提供良好性能的天线。
技术实现思路
一个或多个示例性实施例提供一种即使在有限空间内仍提供改进的性能和高利用率的宽带天线，以及包含宽带天线的天线模块。根据示例性实施例的一方面，提供一种天线模块，包含堆叠于第一方向上的多个导电层，所述天线模块包含：第一贴片天线，包含设置于至少一个导电层中的至少一个辐射器(radiator)；以及电磁带隙(electromagneticbandgap；EBG)结构，包含在垂直于所述第一方向的方向上与至少一个辐射器间隔开的多个柱(pillar)，多个柱围绕至少一个辐射器，其中多个柱中的每一个包含分别在两个或更多个导电层中彼此平行设置的两个或更多个板(plate)，以及连接板的至少一个通孔。根据示例性实施例的另一方面，提供一种天线模块，包含堆叠于第一方向上的多个导电层，所述天线模块包含端射天线(endfireantenna)，所述端射天线包含具有彼此对称形状的第一图案和第二图案，第一图案和第二图案配置成自在第二方向上彼此邻近的馈线(feedline)接收差分信号(differentialsignal)，其中第一图案和第二图案分别设置于不同导电层中，且分别包含在第一方向上的交叠部分。根据示例性实施例的另一方面，提供一种天线模块，包含堆叠于第一方向上的多个导电层，所述天线模块包含：模制部分，包含在垂直于第一方向的第二方向上彼此邻接的第一区域和第二区域，模制部分包含环氧树脂模制化合物(epoxymoldingcompound；EMC)；第一贴片天线，包含在第一区域上方设置于至少一个导电层中的至少一个辐射器；以及端射天线，包含具有彼此对称形状的第一图案和第二图案，所述端射天线设置于第二区域上方，且第一图案和第二图案配置成接收差分信号。根据示例性实施例的另一方面，提供一种包含贴片天线的天线模块的设计方法，所述设计方法包含：基于贴片天线的阻抗来决定在围绕贴片天线的辐射器的电磁带隙(EBG)结构中包含的多个柱的间距；以及基于贴片天线的阻抗来决定彼此平行的、多个柱中的每一个中包含的板的数量和尺寸。附图说明根据结合附图进行的以下详细描述可更加清楚地理解上述和其它方面以及特征，在附图中：图1为根据示例性实施例的天线模块的透视图；图2A和图2B为根据示例性实施例的天线模块的示例的平面图；图3为根据示例性实施例的天线模块的侧视图；图4A和图4B为根据示例性实施例的柱的侧视图；图5为示出根据示例性实施例的天线模块的特性的曲线图；图6为根据示例性实施例的天线模块的平面图；图7为根据示例性实施例的天线模块的侧视图；图8为根据本专利技术概念的示例性实施例的端射天线的图案的平面图；图9A和图9B为根据本专利技术概念的示例性实施例的天线模块的特性的曲线图；图10为根据示例性实施例的端射天线的平面图；图11示出根据示例性实施例的天线模块的特性的曲线图；图12为根据本专利技术概念的示例性实施例的天线模块的平面图；图13A、图13B以及图13C为示出根据示例性实施例的天线模块的特性的曲线图；图14为根据示例性实施例的天线模块的透视图；图15A和图15B为根据示例性实施例的天线模块的示例的侧视图；图16为根据示例性实施例的天线的设计方法的流程图；图17为根据示例性实施例的天线的设计方法的流程图；图18为根据示例性实施例的天线的设计方法的流程图；图19为根据示例性实施例的天线的设计方法的流程图。具体实施方式在本说明书中，Z轴方向可称为第一方向，所述第一方向为堆叠多个导电层的方向，相对于其它组件布置在+Z方向上的组件可称为位于其它组件上或上方，且相对于其它组件布置在-Z方向上的组件可称为位于其它组件下或下方。Y轴方向和X轴方向可分别称为第二方向和第三方向，通过X轴和Y轴形成的平面可称为水平面，且垂直于X轴或Y轴的平面可称为组件的侧表面。除非在本说明书中另行说明，否则组件的面积可称为组件在平行于水平面的平面中占据的大小，且为便于说明起见，在本说明书中的附图中可仅说明一些层。图1为根据示例性实施例的天线模块10的透视图。如图1中所示，天线模块10可包含贴片天线11、接地平面12以及电磁带隙(EBG)结构13，且可包含多个导电层。天线模块10可为天线或贴片天线，且也可为天线阵列的单元件(singleelement)。天线模块10可输出和接收用于无线通信的信号。举例来说，天线模块10可包含在无线通信装置中，所述无线通信装置包含在无线通信系统中。无线通信系统可包含(例如)使用蜂窝式网络例如第5代(5G)无线系统的无线通信系统、长期演进(LongTermEvolution；LTE)、LTE-高级系统、码分多址(codedivisionmultipleaccess；CDMA)系统以及全球移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunications；GSM)系统、无线局域网(wirelesslocalareanetwork；WLAN)系统或任何其它无线通信系统。在下文中，主要参考使用蜂窝式网络的无线通信系统描述无线通信系统，但示例性实施例并不限于此。在示例性实施例中，天线模块10可作为无线通信系统中包含的无线通信装置被包含在用户设备(userequipment；UE)中。UE可为静止的或移动的，且可为能够与基站通信以收发数据和/或控制信息的任一装置。举例来说，UE可包含终端、终端设备、移动站(mobilestation；MS)、移动终端(mobileterminal；MT)、用户终端(userterminal；UT)、订户站(subscriberstation；SS)、无线装置、手持装置等。为增加吞吐量，无线通信可使用高频带。举例来说，第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject；3GPP)可在新无线电(newradio；NR)中提出大于24千兆赫的毫米波(mmWave)频带。对于这种高频带，可需要天线模块10以提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线模块，包括堆叠于第一方向上的多个导电层，所述天线模块包括：/n第一贴片天线，包括设置于至少一个导电层中的至少一个辐射器；以及/n电磁带隙结构，包括在垂直于所述第一方向的方向上与所述至少一个辐射器间隔开的多个柱，所述多个柱围绕所述至少一个辐射器，/n其中所述多个柱中的每一个包括分别在两个或大于两个导电层中彼此平行设置的两个或大于两个板，以及连接所述两个或大于两个板的至少一个通孔。/n

【技术特征摘要】
20190610 KR 10-2019-00682681.一种天线模块，包括堆叠于第一方向上的多个导电层，所述天线模块包括：
第一贴片天线，包括设置于至少一个导电层中的至少一个辐射器；以及
电磁带隙结构，包括在垂直于所述第一方向的方向上与所述至少一个辐射器间隔开的多个柱，所述多个柱围绕所述至少一个辐射器，
其中所述多个柱中的每一个包括分别在两个或大于两个导电层中彼此平行设置的两个或大于两个板，以及连接所述两个或大于两个板的至少一个通孔。


2.根据权利要求1所述的天线模块，其中所述两个或大于两个板设置于与其中设置所述至少一个辐射器的所述至少一个导电层不同的所述两个或大于两个导电层中。


3.根据权利要求1所述的天线模块，其中所述第一贴片天线还包括与所述至少一个辐射器平行设置的接地平面，所述接地平面配置成接收地电势，且
其中所述多个柱中的每一个包括连接到所述接地平面的通孔。


4.根据权利要求1所述的天线模块，其中所述多个柱中的每一个还包括：
至少一个通孔衬垫，设置于其中设置所述至少一个辐射器的所述至少一个导电层中；以及
至少一个通孔，连接到所述至少一个通孔衬垫。


5.根据权利要求1所述的天线模块，其中所述第一贴片天线包括：
包含于所述至少一个辐射器中的第一辐射器、第二辐射器以及第三辐射器，在不同导电层中依次彼此平行地设置；以及
至少一个馈线，包括连接到所述第三辐射器的通孔。


6.根据权利要求5所述的天线模块，其中所述至少一个馈线包括：
第一馈线，包括连接到在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第三辐射器的中心间隔开的第一馈点的第一通孔；以及
第二馈线，包括连接到在分别垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上与所述第三辐射器的中心间隔开的第二馈点的第二通孔。


7.根据权利要求5所述的天线模块，其中所述多个导电层包括依次设置的第一导电层、第二导电层、第三导电层、第四导电层、第五导电层、第六导电层以及第七导电层，
其中所述第一辐射器、所述第二辐射器以及所述第三辐射器分别设置于所述第一导电层、所述第六导电层以及所述第七导电层中，
其中所述多个柱中的每一个包括：
包含于所述两个或大于两个板中的第一板、第二板、第三板以及第四板，分别彼此平行地设置在所述第二导电层、所述第三导电层、所述第四导电层以及所述第五导电层中；以及
设置于所述第一板与所述第二板之间的第一通孔、设置于所述第二板与所述第三板之间的第二通孔以及设置于所述第三板与所述第四板之间的第三通孔。


8.根据权利要求1所述的天线模块，还包括：
第一端射天线，在垂直于所述第一方向的第二方向上邻近于所述电磁带隙结构，
其中所述第一端射天线包括具有彼此对称形状的第一图案和第二图案，所述第一图案和所述第二图案配置成接收差分信号。


9.根据权利要求8所述的天线模块，其中所述第一图案和所述第二图案分别设置于不同的导电层中且在所述第一方向上至少部分地彼此交叠。


10.根据权利要求9所述的天线模块，其中所述第一图案具有远离在所述第一方向上与所述第二图案交叠的部分在所述第二方向上扩展的叶部分，且
其中所述第二图案具有远离在所述第一方向上与所述第一图案交叠的部分在所述第二方向上扩展的叶部分。


11.根据权利要求9所述的天线模块，其中所述第一图案和所述第二图案分别设置于与其中设置所述至少一个辐射器的所述至少一个导电层不同的导电层中。


12.根据权利要求8所述的天线模块，还包括：
包括多个通孔的通孔壁，其中，所述多个通孔设置在分别垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上，
其中所述通孔壁设置于所述第一端射天线与所述电磁带隙结构之间，且所述多个通孔配置成接收地电势。

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣起，李宣旴，崔斗硕，许丞璨，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR