(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-21
(54)【発明の名称】アンテナモジュール及び電子機器
(51)【国際特許分類】
H01Q 23/00 20060101AFI20221014BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20221014BHJP
H01Q 9/16 20060101ALI20221014BHJP
H01Q 21/08 20060101ALI20221014BHJP
【FI】
H01Q23/00
H01Q13/08
H01Q9/16
H01Q21/08
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022510177
(86)(22)【出願日】2020-08-05
(85)【翻訳文提出日】2022-04-11
(86)【国際出願番号】 CN2020107089
(87)【国際公開番号】W WO2021031854
(87)【国際公開日】2021-02-25
(31)【優先権主張番号】201910760335.6
(32)【優先日】2019-08-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】517372494
【氏名又は名称】維沃移動通信有限公司
【氏名又は名称原語表記】VIVO MOBILE COMMUNICATION CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】No.1, vivo Road, Chang’an, Dongguan,Guangdong 523863, China
(74)【代理人】
【識別番号】110001151
【氏名又は名称】あいわ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】黄 ▲ファン▼衢
(72)【発明者】
【氏名】簡 憲靜
(72)【発明者】
【氏名】馬 栄傑
(72)【発明者】
【氏名】王 義金
【テーマコード(参考)】
5J021
5J045
【Fターム(参考)】
5J021AA07
5J021AB03
5J021AB04
5J021AB06
5J021HA05
5J021JA03
5J021JA08
5J045AA03
5J045AB05
5J045DA10
5J045NA03
(57)【要約】
本開示は、アンテナモジュール及び電子機器を提供する。アンテナモジュールは、グランド板、それぞれ前記グランド板の両側に位置する第一の誘電体層及び第二の誘電体層を含む基板と、N個のダイポールアンテナユニットを含み、前記N個のダイポールアンテナユニットが前記基板に沿って前記基板内に順に間隔を置いて設置され、Nが1よりも大きい整数であるミリ波アンテナアレイと、前記第一の誘電体層に設置され、前記N個のダイポールアンテナユニットの給電構造に接続される無線周波数集積回路と、前記第二の誘電体層に設置される非ミリ波アンテナとを含む。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンテナモジュールであって、
グランド板、それぞれ前記グランド板の両側に位置する第一の誘電体層及び第二の誘電体層を含む基板と、
N個のダイポールアンテナユニットを含み、前記N個のダイポールアンテナユニットが前記基板に沿って順に間隔を置いて設置され、Nが1よりも大きい整数であるミリ波アンテナアレイと、
前記第一の誘電体層に設置され、前記N個のダイポールアンテナユニットの給電構造に接続される無線周波数集積回路と、
前記第二の誘電体層に設置される非ミリ波アンテナとを含む、アンテナモジュール。
【請求項2】
前記非ミリ波アンテナは、前記第二の誘電体層の外面と面一である、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項3】
前記非ミリ波アンテナのタイプは、パッチアンテナ又は平板逆Fアンテナ又はループアンテナである、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項4】
前記第一の誘電体層に設置される電源管理集積回路をさらに含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項5】
前記非ミリ波アンテナ及び前記無線周波数集積回路に接続されるコネクタをさらに含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項6】
前記第一の誘電体層の長さは、前記グランド板の長さよりも小さく、前記コネクタは、前記グランド板に設置される、請求項5に記載のアンテナモジュール。
【請求項7】
前記ダイポールアンテナユニットは、
第一のアンテナブランチと第二のアンテナブランチを含み、前記第一のアンテナブランチと前記第二のアンテナブランチが前記基板内に間隔を置いて設置され、前記第一のアンテナブランチと前記第二のアンテナブランチが前記グランド板と間隔を置いて設置され、前記第一のアンテナブランチと前記第二のアンテナブランチが第一の給電構造により前記無線周波数集積回路に接続される垂直偏波ダイポールアンテナと、
放物線に沿って前記基板に間隔を置いて配列される複数の反射柱を含むリフレクターとを含み、
前記第一のアンテナブランチ及び前記第二のアンテナブランチは、いずれも放物線の焦点が位置する側に位置する、請求項1~6のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
【請求項8】
前記ダイポールアンテナユニットは、
第三のアンテナブランチ及び第四のアンテナブランチを含み、前記第三のアンテナブランチ及び前記第四のアンテナブランチが前記基板内に間隔を置いて設置され、前記第三のアンテナブランチと前記第四のアンテナブランチが、いずれも前記グランド板が位置する平面に位置し、前記第三のアンテナブランチ及び前記第四のアンテナブランチが前記グランド板と間隔を置いて設置され、前記第三のアンテナブランチ及び前記第四のアンテナブランチが第二の給電構造により前記無線周波数集積回路に接続される水平偏波ダイポールアンテナをさらに含み、
前記第三のアンテナブランチと前記第四のアンテナブランチは、いずれも前記放物線の焦点が位置する側に位置し、
前記第一のアンテナブランチと前記第二のアンテナブランチは、それぞれ前記第三のアンテナブランチと前記第四のアンテナブランチが位置する平面の両側に位置し、前記第三のアンテナブランチと前記第四のアンテナブランチは、それぞれ前記第一のアンテナブランチと前記第二のアンテナブランチの両側に位置する、請求項7に記載のアンテナモジュール。
【請求項9】
前記第一の給電構造は、
第一の給電線であって、前記第一のアンテナブランチが前記第一の給電線により前記無線周波数集積回路に接続される第一の給電線と、
第二の給電線であって、前記第二のアンテナブランチが前記第二の給電線により前記無線周波数集積回路ピンに接続される第二の給電線とを含み、
前記第二の給電構造は、
第三の給電線であって、前記第三のアンテナブランチが前記第三の給電線により前記無線周波数集積回路ピンに接続される第三の給電線と、
第四の給電線であって、前記第四のアンテナブランチが前記第四の給電線により前記無線周波数集積回路ピンに接続される第四の給電線とを含む、請求項8に記載のアンテナモジュール。
【請求項10】
前記グランド板の前記第三のアンテナブランチと前記第四のアンテナブランチに向かう側辺は、凹側辺である、請求項9に記載のアンテナモジュール。
【請求項11】
前記凹側辺の形状は、弧状であり、又は、
前記凹側辺は、中間領域に位置する第一の直線セグメント及び両側領域に位置する第二の直線セグメント及び第三の直線セグメントを含み、前記第二の直線セグメントと前記第一の直線セグメントとにより挟まれている角は鈍角であり、前記第三の直線セグメントと前記第一の直線セグメントとにより挟まれている角は鈍角である、請求項10に記載のアンテナモジュール。
【請求項12】
前記グランド板に第一の給電線溝及び第二の給電線溝が開設されており、
前記第三の給電線は、前記第一の給電線溝を介して延び、且つ前記無線周波数集積回路に接続され、前記第四の給電線は、前記第二の給電線溝を介して延び、且つ前記無線周波数集積回路に接続され、前記第三の給電線及び前記第四の給電線と前記グランド板との間に隙間がある、請求項11に記載のアンテナモジュール。
【請求項13】
前記第三の給電線は、前記第一の給電線溝に位置する第一のセグメントと前記第三のアンテナブランチと前記グランド板との間に位置する第二のセグメントを含み、前記第一のセグメントの幅は、前記第二のセグメントの幅よりも小さく、且つ前記第二のセグメントの前記第一のセグメントに隣接する部位に第一のコーナーカットが設置されており、
前記第四の給電線は、前記第二の給電線溝に位置する第三のセグメントと前記第四のアンテナブランチと前記グランド板との間に位置する第四のセグメントを含み、前記第三のセグメントの幅は、前記第四のセグメントの幅よりも小さく、且つ前記第四のセグメントの前記第三のセグメントに隣接する部位に第二のコーナーカットが設置される、請求項9に記載のアンテナモジュール。
【請求項14】
前記第二のセグメントの前記第三のアンテナブランチに隣接する部位には第三のコーナーカットが設置されており、
前記第四のセグメントの前記第四のアンテナブランチに隣接する部位には第四のコーナーカットが設置される、請求項13に記載のアンテナモジュール。
【請求項15】
前記第三のアンテナブランチの形状は、二等辺三角形であり、前記第三のアンテナブランチの頂角は、前記第三の給電線に接続され、
前記第四のアンテナブランチの形状は、二等辺三角形であり、前記第四のアンテナブランチの頂角は、前記第四の給電線に接続される、請求項9に記載のアンテナモジュール。
【請求項16】
前記アンテナモジュールは、N個の導波器をさらに含み、前記N個の導波器は、前記基板内に設置され、前記N個のダイポールアンテナユニットは、前記N個の導波器と一対一に対応して設置される、請求項8に記載のアンテナモジュール。
【請求項17】
前記導波器は、第一の垂直導波ブランチ、第二の垂直導波ブランチ、第一の水平導波ブランチ及び第二の水平導波ブランチを含み、前記第一の垂直導波ブランチ、前記第二の垂直導波ブランチ、前記第一の水平導波ブランチ及び前記第二の水平導波ブランチは、互いに間隔を置いて設置される、請求項16に記載のアンテナモジュール。
【請求項18】
電子機器であって、請求項1~17のいずれか一項に記載のアンテナモジュールを含み、前記アンテナモジュールのコネクタが、前記電子機器のマザーボードに接続される、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、2019年8月16日に中国で提出された中国特許出願番号No.201910760335.6の優先権を主張しており、同出願の内容の全ては、ここに参照として取り込まれる。
【0002】
本開示は、アンテナ技術分野に関し、特にアンテナモジュール及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0003】
5G(5th-Generation)は、二つの周波数バンドに分けられ、FR1(Frequency Range 1、周波数バンド1)でカバーされた周波数範囲は、450MHz-7.125GHzであり、FR2(Frequency Range 2、周波数バンド2)でカバーされた周波数範囲は、24.25GHz-43GHzである。FR1は、非ミリ波周波数バンドであり、FR2は、ミリ波(mmWave)周波数バンドである。5Gは、非ミリ波アンテナとミリ波アンテナが個別に設計されるため、アンテナ全体の占有体積が大きい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の実施例は、関連するアンテナの占有体積が大きいという問題を解決するためのアンテナモジュール及び電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、以下のように実現される。
【0006】
第一の方面によれば、本開示の幾つかの実施例は、アンテナモジュールをさらに提供する。前記アンテナモジュールは、
グランド板、それぞれ前記グランド板の両側に位置する第一の誘電体層及び第二の誘電体層を含む基板と、
N個のダイポールアンテナユニットを含み、前記N個のダイポールアンテナユニットが前記基板の長手方向に沿って順に前記基板内に間隔を置いて設置され、Nが1よりも大きい整数であるミリ波アンテナアレイと、
前記第一の誘電体層に設置され、前記N個のダイポールアンテナユニットの給電構造に接続される無線周波数集積回路と、
前記第二の誘電体層に設置される非ミリ波アンテナとを含む。
【0007】
第二の方面によれば、本開示の幾つかの実施例は、電子機器を提供する。前記電子機器は、本開示の幾つかの実施例の第一の方面に記載のアンテナモジュールを含み、前記アンテナモジュールのコネクタは、前記電子機器のマザーボードに接続される。
【発明の効果】
【0008】
本開示の幾つかの実施例では、ミリ波ダイポールアンテナアレイと非ミリ波アンテナを一体的に設置することによって、アンテナモジュールの集積度を向上させ、アンテナの占有空間を省く。
【0009】
本開示の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本開示の実施例の記述において使用される必要がある添付図面を簡単に紹介する。以下の記述における添付図面は、ただ本開示の幾つかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、それらの添付図面に基づき、他の添付図面を取得することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールの背面が上を向いている立体構造図である。
【
図2】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールの正面が上を向いている立体構造図である。
【
図3】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールの側面図である。
【
図4】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールの底面図である。
【
図5】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールの平面図である。
【
図6】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールから誘電体層が除去される構造概略図のうちの一つである。
【
図7】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールの誘電体層を除去する構造概略図のその二である。
【
図8】本開示の幾つかの実施例によるループ(loop)アンテナのアンテナモジュールの構造概略図のその一である。
【
図9】本開示の幾つかの実施例によるloopアンテナのアンテナモジュールの構造概略図のその二である。
【
図10】本開示の幾つかの実施例によるダイポールアンテナユニットの立体構造図である。
【
図11】
図10に対応するダイポールアンテナユニットの平面図である。
【
図12】本開示の幾つかの実施例によるグランド板の構造概略図である。
【
図13】
図10のダイポールアンテナユニットを採用するアンテナモジュールの構造概略図である。
【
図14】
図10のダイポールアンテナユニットを採用するアンテナモジュールの構造概略図である。
【
図15】
図10のダイポールアンテナユニットを採用するアンテナモジュールの構造概略図である。
【
図16】本開示の幾つかの実施例による導波器が設置されているアンテナモジュールの構造概略図である。
【
図17】本開示の幾つかの実施例による導波器が設置されているダイポールアンテナユニットの立体構造図である。
【
図18】本開示の幾つかの実施例によるアンテナモジュールにおけるダイポールアンテナユニットの反射係数のシミュレーション結果図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下は、本開示の実施例における添付図面を結び付けながら、本開示の実施例における技術案を明瞭且つ完全に記述する。明らかに、記述された実施例は、本開示の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。本開示における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
【0012】
図1~
図15に示すように、本開示の幾つかの実施例は、アンテナモジュールを提供する。前記アンテナモジュールは、
グランド板11、それぞれグランド板11の両側に位置する第一の誘電体層12及び第二の誘電体層13を含む基板1と、
N個のダイポールアンテナユニット2を含み、N個のダイポールアンテナユニット2が基板1に沿って順に基板1内に間隔をおいて設置され、Nが1よりも大きい整数であるミリ波アンテナアレイと、
第一の誘電体層12に設置され、N個のダイポールアンテナユニット2の給電構造に接続される無線周波数集積回路3と、
第二の誘電体層13に設置される非ミリ波アンテナ4とを含む。
【0013】
第一の誘電体層12と第二の誘電体層13は、それぞれグランド板11の両側に位置しており、第一の誘電体層12と第二の誘電体層13が、それぞれグランド板11が位置する平面の反対となる両側に位置し、又は、第一の誘電体層12、グランド板11及び第二の誘電体層13が順次積み重ねて設置され、グランド板11が第一の誘電体層12と第二の誘電体層13との間に設置されると理解されてもよい。
【0014】
上記N個のダイポールアンテナユニット2は、基板1の長手方向に沿って順に基板1に間隔を置いて設置されてもよい。
【0015】
上記各ダイポールアンテナユニット2は、単一偏波ダイポールアンテナ、例えば、垂直偏波ダイポールアンテナ又は水平偏波ダイポールアンテナを含んでもよいし、垂直偏波ダイポールアンテナと水平偏波ダイポールアンテナで構成された二重偏波ダイポールアンテナを含んでもよい。上記N個のダイポールアンテナユニット2は、アンテナモジュールのミリ波アンテナアレイを構成することから分かるように、各ダイポールアンテナユニット2のアンテナは、いずれもミリ波アンテナであり、より具体的には、各ダイポールアンテナユニット2のアンテナブランチの長さは、ミリ波の波長に応じて設定することができる。ダイポールアンテナユニット2の具体的な構造形態は、様々な実施の形態を採用することができ、ダイポールアンテナユニット2の関連方案について、具体的に後述する。
【0016】
上記無線周波数集積回路(Radio Frequency Integrated Circuits、RFIC)3は、無線周波数集積チップとも呼ばれ、ミリ波アンテナアレイ(即ち各ダイポールアンテナユニット2)に信号源を提供するために用いられる。即ち、無線周波数集積回路3は、ミリ波アンテナアレイのフィードとし、各ダイポールアンテナユニット2の給電構造は、いずれも無線周波数集積回路3に接続される。無線周波数集積回路3とミリ波アンテナアレイを一体に集積し、アンテナモジュールの集積度を向上させることに有利であることだけでなく、無線周波数集積回路3と各ダイポールアンテナユニット2との距離を短縮することができ、それにより、各ダイポールアンテナユニット2の給電距離を短縮し、それにより、各ダイポールアンテナユニット2の通信特性を向上させることに有利であり、ミリ波アンテナアレイ全体の通信特性を向上させることに役立つ。
【0017】
説明すべきことは、無線周波数集積回路3は、各ダイポールアンテナユニット2の給電構造に接続される他、グランド板11に接続する必要があり、それにより、無線周波数集積回路3の接地を実現することである。具体的には、無線周波数集積回路3の信号ピンは、第一の誘電体層12に埋め込まれた伝送線(又は信号線)により、各ダイポールアンテナユニット2の給電構造に接続され、無線周波数集積回路3の接地ピンは、グランド板11に接続される。
【0018】
5Gにおいて、非ミリ波周波数バンドがFR1であり、即ち、周波数範囲が450MHz-7.125GHzである場合、上記非ミリ波アンテナ4は、FR1アンテナとも呼ばれてもよい。ミリ波周波数バンドがFR2であり、即ち周波数範囲が24.25GHz-43GHzであれば、上記ミリ波アンテナアレイは、FR2アンテナアレイとも呼ばれてもよい。上記非ミリ波アンテナ4のタイプは、パッチアンテナであってもよく、
図1、
図4、
図6及び
図13に示すような平板逆Fアンテナ(Planar Inverted-F Antenna、PIFA)であってもよく、
図8、
図9及び
図15に示すようなループアンテナ(又はloopアンテナとも呼ばれる)であってもよく、パッチアンテナであれば、接地のためのビア(via)を設置する必要がない。
【0019】
非ミリ波アンテナ4が平板逆Fアンテナである場合、非ミリ波アンテナ4の全体寸法が大きく、非ミリ波アンテナ4がループアンテナである場合、非ミリ波アンテナ4の全体寸法が小さい。非ミリ波アンテナ4に接地点41及び給電点42を設置することができ、非ミリ波アンテナ4がループアンテナである場合、ループアンテナの両端部に接地点41及び給電点42をそれぞれ設置することができる。
【0020】
本開示の幾つかの実施例では、無線周波数集積回路3と非ミリ波アンテナ4を第一の誘電体層12と第二の誘電体層13にそれぞれ設置する。このようにすると、無線周波数集積回路3と非ミリ波アンテナ4をグランド板11で分離することができ、FR1周波数バンドの信号とFR2周波数バンドのミリ波信号との相互干渉を防止することに有利である。さらに、無線周波数集積回路3及び電源管理集積回路にシールドカバーを設置してもよく、それによって、FR1周波数バンドの信号とFR2周波数バンドのミリ波信号が互いに干渉することをさらに防止し、アンテナモジュールの通信性能を向上させる。また、このシールドカバーも、ミリ波アンテナのリフレクターとしても機能することができ、それによって、ミリ波アンテナの放射方向は、エンドファイア方向である。
【0021】
一般的に、アンテナの帯域幅は、アンテナの体積と正の相関を有し、非ミリ波アンテナ4の帯域幅を向上させるために、非ミリ波アンテナ4の高さは、適切に増大することができ、非ミリ波アンテナ4とグランド板11との間の距離は、それに伴って増大してもよい。したがって、非ミリ波アンテナ4とグランド板11との間の距離を、無線周波数集積回路3とグランド板11との間の距離よりも大きくしてもよい。非ミリ波アンテナ4の高さに対する需要を満たすために、第一の誘電体層12と第二の誘電体層13の厚さを、異ならせて設定してもよく、例えば、第二の誘電体層13の厚さを、第一の誘電体層12の厚さよりも大きくしてもよい。
【0022】
さらに、非ミリ波アンテナ4は、第二の誘電体層13の外表面と面一であってもよく、又は、非ミリ波アンテナ4は、第二の誘電体層13のバックグランド板11の表面と面一であってもよく、又は、非ミリ波アンテナ4のバックグランド板11の表面は、第二の誘電体層13のバックグランド板11の表面と面一であってもよく、それによって、アンテナモジュールの一体性及びコンパクト性を向上させる。
【0023】
非ミリ波アンテナ4の波長が長いため、その信号エネルギーが減衰しにくく、したがって、非ミリ波アンテナ4の信号源距離に対する要件が相対的に低い。これに基づいて、上記非ミリ波アンテナ4の信号源は、アンテナモジュール内に集積される必要がなく、一般的に、非ミリ波アンテナ4の信号源は、電子機器のマザーボードに設置されてもよく、この電子機器は、上記アンテナモジュールを取り付ける電子機器であり、例えば、携帯電話、タブレットコンピュータ、コンピュータなどである。
【0024】
一般的に、ミリ波アンテナの寸法が小さく、即ち、ダイポールアンテナユニット2の寸法が小さいが、非ミリ波アンテナ4の寸法が大きく(特に、非ミリ波アンテナ4の長さが大きい)、そのため、上記N個のダイポールアンテナユニット2を基板1の長手方向に沿って順に間隔を置いて設置することは、ミリ波アンテナアレイを形成することに有利であることだけでなく、非ミリ波アンテナ4に十分な長さ空間を提供することに有利である。例えば、4つのダイポールアンテナユニット2で1×4のミリ波アンテナアレイを構成することができる。それに応じて、非ミリ波アンテナ4の長手方向は、基板1の長手方向と同じであってもよく、それによって、基板1の空間での合理的な利用に有利である。
【0025】
ミリ波アンテナアレイを形成した後、無線周波数集積回路3における位相シフタ(phase shifter)の位相を制御することによって、各ダイポールアンテナユニット2は、それぞれ、異なる方向の複数のビームを生成することによって、ビームフォーミング(beamforming)を形成する。
【0026】
選択的に、非ミリ波アンテナ4の数は、1以上であり、非ミリ波アンテナ4の数が1よりも大きい場合、例えば、非ミリ波アンテナ4の数が2である場合、各非ミリ波アンテナ4は、基板1の長手方向に沿って順に配列される。このようにすると、一方、アンテナモジュールに多入力多出力(Multiple-Input Multiple-Output、MIMO)を形成させ、アンテナモジュールのスループットを向上させ、アンテナモジュールの無線接続能力を向上させることに有利であり、他方、アンテナモジュールの集積度をさらに向上させ、各アンテナの占有する全体的な空間を省く。例えば、アンテナモジュールの長手方向に二本の非ミリ波アンテナ4を配置してもよい。
【0027】
選択的に、アンテナモジュールは、電源管理集積回路5をさらに含み、電源管理集積回路5は、第一の誘電体層12に設置され、電源管理集積回路5は、無線周波数集積回路3に電源を提供するか又は電源管理を提供する。
【0028】
上記電源管理集積回路(Power Management Integrated Circuits、PMIC)5は、無線周波数集積回路3に電源又は電源管理を提供するために用いられる。電源管理集積回路5及び無線周波数集積回路3をいずれも基板内に集積することは、アンテナモジュールの集積度を向上させることに有利である。
【0029】
このようにすると、ミリ波アンテナアレイ、無線周波数集積回路3及び電源管理集積回路5を同一のアンテナモジュール内に集積し、即ち、アンテナインパッケージ(Antenna in package、AiP)のアンテナ構造が形成され、そのため、本開示の幾つかの実施例のアンテナモジュールは、ミリ波のアンテナインパッケージのアンテナ構造を形成することができる。
【0030】
選択的に、アンテナモジュールは、コネクタ6をさらに含み、コネクタ6は、非ミリ波アンテナ4の給電点に接続される。具体的には、非ミリ波アンテナ4の給電線(又は給電信号線と呼ばれる)は、第二の誘電体層13に埋め込まれた伝送線(又は信号線)によりコネクタ6の信号ピンに接続される。コネクタ6の信号ピンは、さらに、伝送線を介して電子機器のマザーボード上の信号源に接続され、具体的には、アンテナモジュールは、LCP又はMPI材質のFPCを使用してコネクタ6により電子機器のマザーボードに接続される。このコネクタ6は、基板対基板コネクタ(BTBコネクタ)を使用することができる。
【0031】
このコネクタ6は、非ミリ波アンテナ4に信号を伝送するために用いられる信号ピン以外に、アンテナモジュールの接地を実現するために用いられる接地ピンを有してもよく、このコネクタ6の接地ピンは、グランド板11に接続されてもよい。
【0032】
また、このコネクタ6には、さらに、電源管理集積回路5に接続されたピンを設置してもよく、このコネクタ6は、電源管理集積回路5に接続され、それによって、電子機器の電気エネルギーを電源管理集積回路5に伝送することによって、無線周波数集積回路3への給電を実現する。
【0033】
以上から分かるように、アンテナモジュールにコネクタ6を設置することによって、信号伝達、接地及び電源伝送等の機能を実現することができ、これは、アンテナモジュールの集積度を向上させることに有利である。
【0034】
本開示の幾つかの実施例では、コネクタ6は、アンテナモジュールの任意の適切な位置に設置されてもよく、コネクタ6が無線周波数集積回路3、非ミリ波アンテナ4及び電源管理集積回路5などの各部材の共通接地を実現するために用いられることを考慮に入れるため、コネクタ6をグランド板11に適切に近接して設置することによって、コネクタ6とグランド板11との間の接続を容易にする。本開示の幾つかの実施例は、コネクタ6の設置に便利な接地条件を提供する以下の少なくとも二種類の選択可能な実施の形態がある。
【0035】
第一は、第二の誘電体層13の長さがグランド板11の長さよりも小さく、コネクタ6がグランド板11に設置される。具体的には、コネクタ6は、グランド板11の第二の誘電体層13から伸びる部分に設置される。ここで、第二の誘電体層13の長さについて、ミリ波アンテナアレイに必要な長さの空間を満たすことは、好ましいが、グランド板11及び第一の誘電体層12の長さを、ミリ波アンテナアレイに必要な長さよりも大きくしてもよい。さらに、第一の誘電体層12の長さを、グランド板11の長さに等しくしてもよい。
【0036】
第二は、第一の誘電体層12の長さがグランド板11の長さより小さく、コネクタ6がグランド板11に設置される。具体的には、コネクタ6は、グランド板11の第一の誘電体層12から伸びる部分に設置される。ここで、第一の誘電体層12の長さについて、ミリ波アンテナアレイに必要な長さの空間を満たすことは、好ましいが、グランド板11及び第二の誘電体層13の長さを、ミリ波アンテナアレイに必要な長さよりも大きくしてもよい。さらに、第二の誘電体層13の長さを、グランド板11の長さに等しくしてもよい。
【0037】
また、非ミリ波アンテナ4が第二の誘電体層13に設置され、非ミリ波アンテナ4の長さ寸法は、一般的に大きく、特に、アンテナモジュールに複数の非ミリ波アンテナ4を設置することを考慮に入れた場合、非ミリ波アンテナ4のためのより多くの取付空間をできるだけ提供するために、本開示の幾つかの実施例は、上記第二の実施の形態を選択することができる。
【0038】
説明すべきことは、コネクタ6が、接地されたピンとグランド板11との接続を実現する以外に、コネクタ6の他のピンは、グランド板11に接触せず、具体的には、グランド板11に孔又は溝を開けることによって、コネクタ6の他のピンの伝送線は、グランド板11上の孔又は溝を通ってアンテナの給電点又は集積回路のピンに接続されることである。
【0039】
上記各実施の形態を結合し、ミリ波ダイポールアンテナアレイと非ミリ波アンテナを一体的に設置することによって、アンテナモジュールの集積度を向上させ、アンテナの占有する全体的な空間を効果的に減少させる。本開示の幾つかの実施例のアンテナモジュールは、電子機器のミリ波アンテナ設計に応用されてもよい。
【0040】
以下、上記ミリ波アンテナアレイを構成するダイポールアンテナユニットの関連方案について具体的に説明する。
【0041】
選択的に、
図10~
図11に示すように、ダイポールアンテナユニット2は、
第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212を含み、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212が基板1内に間隔を置いて設置され、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212がグランド板11と間隔を置いて設置され、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212が第一の給電構造24により無線周波数集積回路3に接続される垂直偏波ダイポールアンテナ21と、
放物線に沿って基板1内に間隔を置いて配列される複数の反射柱22を含むリフレクターとを含む。
【0042】
第一のアンテナブランチ211及び第二のアンテナブランチ212は、いずれも放物線の焦点が位置する側に位置する。
【0043】
第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212は、基板1内に間隔を置いて設置され、理解すべきことは、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212が接触せず、両者の間に間隔があることである。ここで、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212は、グランド板11と間隔を置いて設置されており、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212がいずれもグランド板11と接触せず、第一のアンテナブランチ211とグランド板11との間に間隔があり、第二のアンテナブランチ212もグランド板11との間に間隔があると理解されてもよい。
【0044】
説明すべきことは、基板1の幅方向において、第一の誘電体層12及び第二の誘電体層13の幅がいずれもグランド板11の幅より大きく、第一のアンテナブランチ211及び第二のアンテナブランチ212がグランド板11と間隔を置いて設置されており、第一のアンテナブランチ211及び第二のアンテナブランチ212が、基板1の非グランド板領域、即ち基板1のクリアランス領域に間隔を置いて設置され、第一の給電構造24は、基板のクリアランス領域から基板のグランド板11が位置する領域に延びると理解されてもよいことである。
【0045】
上記垂直偏波ダイポールアンテナ21の第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212は、いずれも、基板1内に縦方向に設置される。具体的には、第一のアンテナブランチ211及び第二のアンテナブランチ212は、基板1内に垂直で、基板1内に設置されてもよく、垂直方向から僅かにずれて基板1内に設置されてもよい。第一のアンテナブランチ211の中心軸線と第二のアンテナブランチ212の中心軸線とは、完全に重なってもよく、僅かに互いに一定の角度だけずれてもよく、又は、僅かに一定の距離だけずれてもよい。第一のアンテナブランチ211の長さを第二のアンテナブランチ212の長さと等しくしてもよく、ほぼ等しくしてもよく、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212の長さは、誘電体の波長の約四分の一である。
【0046】
上記リフレクターは、垂直偏波ダイポールアンテナ21のリフレクターとして、各反射柱22の基板1における設置方向は、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212とマッチングすべきであり、このようにすると、各反射柱22も、基板1に縦方向に設置する必要がある。具体的には、各反射柱22は、基板1に垂直で、基板1内に設置されてもよく、垂直方向から僅かにずれて基板1に設置されてもよい。
【0047】
ミリ波アンテナインパッケージの主流において、アンテナ層は、一般的に、パッチアンテナ(即ちpatchアンテナ)であり、パッチアンテナは、一般的に、ブロードサイド(broadside)の放射を生成し、エンドファイア(end-fire)の放射を生成しにくい。本開示の幾つかの実施例では、基板1に垂直偏波ダイポールアンテナ21及び放物線に沿って配列されたリフレクターを設置し、且つ垂直偏波ダイポールアンテナ21を放物線の焦点が位置する側に設置することによって、垂直偏波ダイポールアンテナ21の大部分のビームが先端に向けて放射し、逆放射を減少させ、それによって、ダイポールアンテナユニット2がエンドファイアの放射を生成し、ダイポールアンテナユニット2のエンドファイア性能を向上させることができる。
【0048】
説明すべきことは、垂直偏波ダイポールアンテナ21の各アンテナブランチ及び各反射柱22がいずれも一定の高さ空間(又は厚さ空間)を占める必要があるため、非ミリ波アンテナ4の帯域幅性能を向上させるために、非ミリ波アンテナ4も一定の高さ空間を占める必要があることである。したがって、垂直偏波ダイポールアンテナ21をダイポールアンテナユニット2として採用することは、アンテナモジュール全体の空間利用率を向上させることに有利である。
【0049】
選択的に、第一のアンテナブランチ211の中心軸線と第二のアンテナブランチ212の中心軸線は、いずれも放物線の焦点を通る。このようにすると、垂直偏波ダイポールアンテナ21の利得を向上させ、そのパターンの前後比率を改善することができる。
【0050】
基板1がグランド板11、第一の誘電体層12及び第二の誘電体層13を含む構造で、第一のアンテナブランチ211は、第一の誘電体層12内に設置されてもよく、第二のアンテナブランチ212は、第二の誘電体層13内に設置されてもよく、反射柱22は、第一の誘電体層12、グランド板11及び第二の誘電体層13を順に貫通することができる。
【0051】
第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212との間に一定の距離を隔てる必要があるため、第一の誘電体層12及び第二の誘電体層13は、いずれも少なくとも二層の誘電体板を積層して形成されてもよい。
【0052】
例えば、第一の誘電体層12は、二層の誘電体板を含み、第二の誘電体層13は、二層の誘電体板を含み、即ち基板1は、四層の誘電体板を含む。第一のアンテナブランチ211は、第一層の誘電体板a内に設置され、且つ第一層の誘電体板aを貫通し、グランド板11は、第三層の誘電体板cの第二層の誘電体板bに近い表面に設置され、第二のアンテナブランチ212は、第四層の誘電体板d内に設置され、且つ第四層の誘電体板dを貫通し、反射柱22は、四層の誘電体板を貫通し、即ち、反射柱22は、第一層の誘電体板a~第四層の誘電体板dを貫通する。
【0053】
このようにすると、対応する誘電体板とグランド板11を単独で加工処理することによって、第一のアンテナブランチ211、第二のアンテナブランチ212及び反射柱22を形成することができる。一方、アンテナユニットの製造プロセスを簡略化することができ、他方、第一のアンテナブランチ211、第二のアンテナブランチ212及び反射柱22の長さ、及び第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212との間の間隔を容易に制御することができ、特に第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212の長さをより正確に制御することができ、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212の長さをできるだけ誘電体の波長の四分の一に近づけ、それによって、アンテナユニットの性能を向上させる。また、各層の誘電体板の厚さを制御すれば垂直偏波ダイポールアンテナ21に高い対称性を備えさせ、プロセスが簡単であり、実現しやすい。
【0054】
選択的に、第一のアンテナブランチ211及び第二のアンテナブランチ212は、それぞれ対応する誘電体板を貫通する金属柱で形成され、反射柱22は、N層の誘電体板を貫通する複数の金属柱で形成される。
【0055】
具体的には、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212に対応する誘電体板においていずれも誘電体板を垂直に貫通する貫通孔(図示せず)が開設されており、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212は、貫通孔に充填された金属柱で形成される。全ての層の誘電体板には、放物線に沿って各層の誘電体板を垂直に貫通する複数の貫通孔が間隔を置いて開設され、リフレクターの各反射柱22は、複数の貫通孔に充填された金属柱で形成される。
【0056】
誘電体板にパンクチャし且つ孔内に金属柱を入れることで、第一のアンテナブランチ211、第二のアンテナブランチ212及び反射柱22をそれぞれ形成し、プロセスが簡単で成熟し、ほとんど追加の製造コストを増加させない。
【0057】
本開示の幾つかの実施例のアンテナユニットには、垂直偏波ダイポールアンテナのみを単一偏波ダイポールアンテナとして設置してもよい。本開示の幾つかの実施例のアンテナユニットは、さらに、二重偏波ダイポールアンテナとして設置されてもよい。
【0058】
選択的に、
図10~
図11に示すように、ダイポールアンテナユニット2は、
第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232を含み、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232が基板1内に間隔を置いて設置され、且つ、第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232が、いずれもグランド板11が位置する平面に位置し、グランド板11が第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232と間隔を置いて設置され、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232が第二の給電構造25により無線周波数集積回路3に接続される水平偏波ダイポールアンテナ23をさらに含み、
第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232は、いずれも放物線の焦点が位置する側に位置し、
第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212は、それぞれ、第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232が位置する平面の両側に位置し、第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232は、それぞれ、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212の両側に位置する。
【0059】
上記水平偏波ダイポールアンテナ23の第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232は、いずれも、基板1に横方向(又は水平)に設置される。具体的には、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232は、基板1に平行で、基板1に設置されてもよく、平行方向から僅かにずれて基板1内に設置されてもよい。第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232の中心軸線は、完全に重なってもよく、僅かに互いに一定の角度だけずれてもよく、又は、僅かに一定の距離だけずれてもよい。第三のアンテナブランチ231の長さを第四のアンテナブランチ232の長さと等しくしてもよく、ほぼ等しくしてもよく、第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232の長さは、誘電体の波長の約四分の一である。
【0060】
上記第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232は、いずれもグランド板11が位置する平面に位置し、このようにすると、グランド板11は、水平偏波ダイポールアンテナ23のリフレクターとすることができ、水平偏波ダイポールアンテナ23のビームを反射することができ、それによって、水平偏波ダイポールアンテナ23がエンドファイアの放射を生成し、ダイポールアンテナユニット2のエンドファイア性能をさらに向上させることができる。
【0061】
グランド板11は、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232と間隔を置いて設置されており、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232が基板1の非グランド板領域、即ち基板1のクリアランス領域に設置され、第二の給電構造25は、基板のクリアランス領域から基板のグランド板11が位置する領域に延びると理解されてもよい。
【0062】
本開示の幾つかの実施例では、垂直偏波ダイポールアンテナ21と水平偏波ダイポールアンテナ23を結合し、二重偏波ダイポールアンテナの設計を実現する。一方、多入力多出力機能を実現することによって、データの伝送速度を向上させることができ、他方、アンテナの無線接続能力を増加させ、通信切断の確率を低下させ、通信効果及びユーザー体験を向上させることができる。
【0063】
選択的に、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212は、第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232が位置する平面に対して対称であり、
第三のアンテナブランチ231と第四のアンテナブランチ232は、第一のアンテナブランチ211と第二のアンテナブランチ212に対して対称である。
【0064】
全体的な構造から見れば、水平偏波ダイポールアンテナ23の二つのアンテナブランチは、垂直偏波ダイポールアンテナ21の二つのアンテナブランチの間の中間位置に挿入され、垂直偏波ダイポールアンテナ21の二つのアンテナブランチは、水平偏波ダイポールアンテナ23の二つのアンテナブランチの間の中間位置に挿入され、全体的な構造が水平と垂直方向での厳密な対称を保持することによって、パターンの主射方向の角度ずれを防止することができる。
【0065】
選択的に、第一の給電構造24は、
第一の給電線241であって、第一のアンテナブランチ211が第一の給電線241により無線周波数集積回路3に接続される第一の給電線241と、
第二の給電線242であって、第二のアンテナブランチ212が第二の給電線242により無線周波数集積回路3に接続される第二の給電線242とを含み、
第二の給電構造25は、
第三の給電線251であって、第三のアンテナブランチ231が第三の給電線251により無線周波数集積回路3に接続される第三の給電線251と、
第四の給電線252であって、第四のアンテナブランチ232が第四の給電線252により無線周波数集積回路3に接続される第四の給電線252とを含む。
【0066】
上記垂直偏波ダイポールアンテナ21と水平偏波ダイポールアンテナ23の給電構造、即ち第一の給電構造24と第二の給電構造25は、いずれも両端給電を採用し、各組の給電構造の二本の給電線に接続された信号源の振幅値が等しく、位相の差が180°であり、つまり、垂直偏波ダイポールアンテナ21と水平偏波ダイポールアンテナ23は、いずれも差動給電方式を採用する。差動給電を採用することによりアンテナのコモンモード抑制能力及び抗干渉能力を向上させることができ、且つ差動のエンドツーエンドの分離度(isolation)を向上させて偏波の純度を向上させることができる。また、片端給電の構造に対して、アンテナの放射電力を向上させることができる。
【0067】
説明すべきことは、垂直偏波ダイポールアンテナ21のみを含むアンテナユニットに対して、第一の給電構造24は、上記両端給電の構造を採用してもよいことである。理解しやすいため、説明の繰り返しを回避するために、これ以上説明しない。
【0068】
第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232は、いずれもグランド板11が位置する平面に位置するため、第三の給電線251及び第四の給電線252が無線周波数集積回路3に接続される時、グランド板11が位置する平面に延び、さらに、グランド板11が位置する平面から無線周波数集積回路3まで下向きに延びる必要がある。したがって、第三の給電線251及び第四の給電線252が通過する経路において、グランド板11には、溝又は孔を開ける必要があり、第三の給電線251及び第四の給電線252とグランド板11との間に隙間がある。
【0069】
選択的に、垂直偏波ダイポールアンテナ21の二つのアンテナブランチは、いずれも同軸線差動給電を採用し、水平偏波ダイポールアンテナ23の二つのアンテナブランチは、いずれも同軸線差動給電を採用する。
【0070】
第三の給電線251及び第四の給電線252の主な構成は、共平面導波路(CoPlanar Waveguide、CPWと略称する)を同軸線に接続し、次に、それぞれ第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232に接続することである。
【0071】
第一の誘電体層12は、二層の誘電体板を含み、第二の誘電体層13は、二層の誘電体板を含み、即ち基板1は、四層の誘電体板の構造を含むことによって、第一のアンテナブランチ211は、第一層の誘電体板a内に設置され、且つ第一層の誘電体板aを貫通し、第一の給電線241は、第二層の誘電体板bの第一層の誘電体板aに近い表面に設置され、第三のアンテナブランチ231、第四のアンテナブランチ232、第三の給電線251、第四の給電線252及びグランド板11は、いずれも第三層の誘電体板cの第二層の誘電体板bに近い表面に設置され、第二の給電線242は、第四層の誘電体板dの第三層の誘電体板cに近い表面に設置され、第二のアンテナブランチ212は、第四層の誘電体板d内に設置され、且つ第四層の誘電体板dを貫通し、反射柱22は、四層の誘電体板を貫通し、即ち、反射柱22は、第一層の誘電体板a~第四層の誘電体板dを貫通する。
【0072】
選択的に、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232に向かうグランド板11の側辺は、凹側辺である。
【0073】
本開示の幾つかの実施例では、グランド板11の水平偏波ダイポールアンテナ23に近い側辺を内側に凹んだ構造のように設置することにより、グランド板11の水平偏波ダイポールアンテナ23に近い側辺に内側に凹んだ反射面を形成することができ、内側に凹んだ反射面の作用で、水平偏波ダイポールアンテナ23の大部分のビームが先端に向けて放射することができ、それによって、グランド板11のアンテナ信号に対する反射効果が向上し、水平偏波ダイポールアンテナ23のビーム伝送性能が高まり、それによって、水平偏波ダイポールアンテナ23が高い指向性の放射要件を達成することができる。
【0074】
また、グランド板11は、一定の厚さを有するため、グランド板11の凹側辺11aは、内側に凹んだ反射面を形成することができ、それによって、アンテナモジュールの構造は、よりコンパクトになり、水平偏波ダイポールアンテナ23の先端の誘電体基板の寸法は、比較的に小さい。同時に、グランド板11の内側に凹んだ反射面は、キャビティ構造のように囲まれて、このようなキャビティ構造により、水平偏波ダイポールアンテナ23に共振を発生させることによって、別の周波数点を生成することができる。
【0075】
選択的に、グランド板11の凹側辺11aの形状は、弧状であり、例えば放物線形、双曲線形、楕円弧形又は円弧形などであり、又は、
図12に示すように、グランド板11の凹側辺11aは、中間領域に位置する第一の直線セグメントAと両側領域に位置する第二の直線セグメントBと第三の直線セグメントCを含み、第二の直線セグメントBと第一の直線セグメントAとにより挟まれている角は鈍角であり、第三の直線セグメントCと第一の直線セグメントAとにより挟まれている角は鈍角である。さらに、第二の直線セグメントBと第三の直線セグメントCは、第一の直線セグメントAに対して対称的に設置される。
【0076】
選択的に、
図12に示すように、グランド板11には、凹側辺11aに連通する第一の給電線溝11c及び第二の給電線溝11dが開設され、
第三の給電線251は、第一の給電線溝11cを介して延び、且つ無線周波数集積回路3に接続され、第四の給電線252は、第二の給電線溝11dを介して延び、且つ無線周波数集積回路3に接続され、第三の給電線251及び第四の給電線252とグランド板11との間に隙間11bがある。
【0077】
第三の給電線251及び第四の給電線252は、共平面導波路の伝送線として、第三の給電線251、第四の給電線252とグランド板11との間の隙間11bは、一般的に、それぞれ、共平面導波路伝送線のインピーダンスを調整するために用いられ、例えば、共平面導波路伝送線全体のインピーダンスを50オームに近いように調整する。共平面導波路伝送線のインピーダンスを調整することにより、信号の反射を低減して、より多くのエネルギーをアンテナに送信して給電することに有利である。隙間11bの寸法は、基板1の誘電体層の厚さ、誘電体層の誘電率及び共平面導波路伝送線の信号線幅(即ち、第三の給電線251及び第四の給電線252の幅)等の要素により決定される。
【0078】
しかしながら、本開示の幾つかの実施例では、グランド板11の凹側辺11aが中間領域に位置する第一の直線セグメントA及び両側領域に位置する第二の直線セグメントB及び第三の直線セグメントCを含むことを例とし、第二の直線セグメントB及び第三の直線セグメントCは、いずれも第一の直線セグメントAから水平偏波ダイポールアンテナ23が位置する側の方向に徐々に延び、それによって、第二の直線セグメントB及び第三の直線セグメントCは、共平面導波路伝送線のインピーダンスとして参照しないため、第三の給電線251及び第四の給電線252の一部のエネルギーは、隙間11bを介して第二の直線セグメントB及び第三の直線セグメントCにそれぞれ結合することができ、このようにすると、第二の直線セグメントB及び第三の直線セグメントCは、それぞれ、電流経路Dを形成し、
図2に示すように、それによって、水平偏波ダイポールアンテナ23に共振を発生させることによって、別の周波数点を生成することができることにもっと有利である。
【0079】
選択的に、第三の給電線251は、第一の給電線溝11cに位置する第一のセグメントと第三のアンテナブランチ231とグランド板11との間に位置する第二のセグメントを含み、第一のセグメントの幅は、第二のセグメントの幅よりも小さく、且つ第二のセグメントの第一のセグメントに隣接する部位に第一のコーナーカット251a(
図11における破線楕円で示される部位)が設置されており、
第四の給電線252は、第二の給電線溝11dに位置する第三のセグメントと第四のアンテナブランチ232とグランド板11との間に位置する第四のセグメントを含み、第三のセグメントの幅は、第四のセグメントの幅よりも小さく、且つ第四のセグメントの第三のセグメントに隣接する部位に第二のコーナーカット252a(
図11における破線楕円で示される部位)が設置される。
【0080】
第三の給電線251及び第四の給電線252の上記部位をコーナーカットすることにより、第三の給電線251及び第四の給電線252のインピーダンス変化がより緩やかになり、水平偏波ダイポールアンテナ23の帯域幅を拡張することに有利である。
【0081】
選択的に、第二のセグメントの第三のアンテナブランチ231に隣接する部位には第三のコーナーカット251b(
図11における破線楕円で示される部位)が設置されており、
第四のセグメントの第四のアンテナブランチ232に隣接する部位には第四のコーナーカット252b(
図11における破線楕円で示される部位)が設置されている。
【0082】
第三の給電線251及び第四の給電線252の上記部位をコーナーカットすることにより、第三の給電線251及び第四の給電線252のインピーダンス変化がより緩やかになり、水平偏波ダイポールアンテナ23の帯域幅をさらに拡張することに有利である。
【0083】
選択的に、第三のアンテナブランチ231の形状は、二等辺三角形であり、第三のアンテナブランチ231の頂角は、第三の給電線251に接続され、
第四のアンテナブランチ232の形状は、二等辺三角形であり、第四のアンテナブランチ232の頂角は、第四の給電線252に接続される。
【0084】
第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232は、二等辺三角形のグラデーションの構造を採用するため、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232のインピーダンスが急変しないようにし、これは、水平偏波ダイポールアンテナ23の帯域幅を拡張することに有利である。
【0085】
また、第三のアンテナブランチ231及び第四のアンテナブランチ232の形状は、矩形又は楕円形であってもよく、楕円形を採用する場合、その形状変化が緩やかであるため、アンテナのインピーダンス変化をより緩やかにすることができ、これは、水平偏波ダイポールアンテナ23の帯域幅を拡張することに有利である。
【0086】
選択的に、
図16~
図17に示すように、アンテナモジュールは、N個の導波器7をさらに含み、N個の導波器7は、基板1内に設置され、N個のダイポールアンテナユニット2において、N個のダイポールアンテナユニット2は、N個の導波器7と一対一に対応して設置される。
【0087】
具体的には、各ダイポールアンテナユニット2の前方に一つの導波器7が設置されており、各ダイポールアンテナユニット2の前方に導波器7を設置することにより、ミリ波アンテナの指向性をさらに向上させることによって、アンテナモジュールの通信性能を向上させることができる。説明すべきことは、ダイポールアンテナユニット2の前方とは、ダイポールアンテナユニット2のビーム発射の方向を指すことである。さらに、導波器7の導波性能を向上させるために、導波器7をダイポールアンテナユニット2の直前に設置することができる。
【0088】
選択的に、導波器7は、第一の垂直導波ブランチ71、第二の垂直導波ブランチ72、第一の水平導波ブランチ73及び第二の水平導波ブランチ74を含み、第一の垂直導波ブランチ71、第二の垂直導波ブランチ72、第一の水平導波ブランチ73及び第二の水平導波ブランチ74は、互いに間隔を置いて設置される。
【0089】
第一の垂直導波ブランチ71は、基板1の第一の誘電体層12に設置されてもよく、第二の垂直導波ブランチ72は、基板1の第二の誘電体層13に設置されてもよく、第一の水平導波ブランチ73及び第二の水平導波ブランチ74は、グランド板11が位置する平面に位置してもよい。
【0090】
さらに、第一の垂直導波ブランチ71及び第二の垂直導波ブランチ72は、グランド板11の位置する平面に対して対称的に設置されてもよく、第一の水平導波ブランチ73及び第二の水平導波ブランチ74は、第一の垂直導波ブランチ71及び第二の垂直導波ブランチ72に対して対称的に設置されてもよい。全体的に見ると、導波器7の各ブランチの設置方式は、ダイポールアンテナユニット2の設置方式に対応し、それによって、導波器7の性能が最適な状態に達する。
【0091】
図18は、シミュレートされたダイポールアンテナユニット2の反射係数図であり、曲線aaは、垂直偏波ダイポールアンテナ21の反射係数曲線であり、曲線bbは、水平偏波ダイポールアンテナ23の反射係数曲線である。水平偏波ダイポールアンテナ23と垂直偏波ダイポールアンテナ21の-10dBのSパラメータは、24.25GHz-29.5GHz、37GHz-40GHzをカバーすることができ、3GPPで定義された全世界での主流となる5Gミリ波周波数バンドn257、n258、n260及びn261を基本的にカバーする。
【0092】
また、隣接するダイポールアンテナユニット2の間にアイソレータ(図示せず)が設置されてもよく、隣接するダイポールアンテナユニット2の間の相互結合を減少させ、ミリ波アンテナアレイの動作性能を保証する。具体的には、アイソレータは、間隔を置いて配列された複数の隔離柱を含み、隔離柱は、基板1に垂直であり、且つ基板1を貫通することができるものである。
【0093】
本開示の幾つかの実施例のアンテナモジュールは、無線メトロポリタンエリアネットワーク(Wireless Metropolitan Area Network、WMAN)、無線ワイドエリアネットワーク(Wireless Wide Area Network、WWAN)、無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network、WLAN)、無線パーソナルエリアネットワーク(Wireless Personal Area Network、WPAN)、多入力多出力(MIMO)、無線周波数識別(Radio Frequency Identification、RFID)などの無線通信シーンに用いることができる。
【0094】
本開示の幾つかの実施例は、さらに、電子機器に関し、電子機器は、本開示の幾つかの実施例のいずれか一項のアンテナモジュールを含み、上記アンテナモジュールのコネクタ6は、電子機器のマザーボードに接続される。
【0095】
電子機器におけるアンテナモジュールの具体的な実施の形態は、いずれも上記説明を参照することができ、且つ同じ技術的効果を達成することができ、繰り返しを回避するために、これについては、これ以上説明しない。
【0096】
上記電子機器は、コンピュータ(Computer)、携帯電話、タブレットコンピュータ(Tablet Personal Computer)、ラップトップコンピュータ(Laptop Computer)、パーソナルデジタルアシスタント(personal digital assistant、PDA)、モバイルインターネットデバイス(Mobile Internet Device、MID)、ウェアラブルデバイス(Wearable Device)、電子リーダー、ナビゲータ、デジタルカメラなどであってもよい。
【0097】
以上に記載の内容は、本開示の具体的な実施の形態に過ぎず、本開示の保護範囲は、それに限らない。いかなる当業者が、本開示に掲示される技術的範囲内に、容易に想到できる変形又は置換は、いずれも、本開示の保護範囲内に含まれるべきである。そのため、本開示の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲を基準とすべきである。
【手続補正書】
【提出日】2022-04-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正方法】変更
【補正の内容】
【国際調査報告】