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无线通信系统的天线模块和包括该天线模块的电子设备


技术摘要:
本公开涉及一种用于将用于支持超过第四代(4G)系统的更高的数据速率的第五代(5G)通信系统与物联网(IoT)技术相融合的无线通信系统的天线模块和包括该天线模块的电子设备。本公开可以被应用于基于5G通信技术和IoT相关技术的智能服务,诸如智能家居、智能建筑、智能城市、  全部
背景技术:
为了满足对自第四代(4G)通信系统的部署以来已增加的无线数据业务的需求,已 做出努力来开发改进的第五代(5G)或准5G通信系统。因此,5G或pre-5G通信系统也被称作 “超越第四代(4G)网络”或“后长期演进(LTE)系统”。5G通信系统被认为实现在更高频率 (mmWave)频带(例如,60GHz频带)中,以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播 损耗并增加传输距离,在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(MIMO)、全维 MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。另外,在5G通信系统中,基于高 级小型小区、云无线电接入网(RAN)、超密集网络、设备对设备(D2D)通信、无线回程、移动网 络、协作通信、协调多点(CoMP)、接收端干扰消除等正在进行对系统网络改进的开发。在5G 系统中,已开发了作为高级编码调制(ACM)的混合频移键控(FSK)和正交振幅调制(QAM) (FQAM)及滑动窗口叠加编码(SWSC)以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正 交多址接入(NOMA)和稀疏码多址接入(SCMA)。 作为人类生成并消费信息的以人类为中心的连接网络的因特网现在正演进为物 联网(IoT),其中分布式实体(诸如事物)在没有人类干预的情况下交换并处理信息。作为通 过与云服务器连接的物联网技术和大数据处理技术的组合的万物网(IoE)已出现。随着IoT 实施方式已经要求诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和 “安全性技术”这样的技术要素,最近已研究了传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类 型通信(MTC)等。这样的IoT环境可以提供智能因特网技术服务,该智能因特网技术服务通 过收集并分析在连接的事物之间生成的数据来为人类生活创造新价值。通过现有信息技术 (IT)与各种工业应用之间的融合和组合,IoT可以被应用于各种领域,包括智能家庭、智能 建筑、智能城市、智能汽车或连网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和高级医疗服务。 本着这,已做出各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如,可以通过波束形 成、MIMO和阵列天线来实现诸如传感器网络、MTC和M2M通信这样的技术。云RAN作为上述大 数据处理技术的应用也可以被认为是5G技术与IoT技术之间的融合的示例。 以上信息仅作为背景信息被呈现以帮助理解本公开。关于以上所述的任何内容是 否可能可作为关于本公开的现有技术应用,尚未做出确定,并且未做出断言。
技术实现要素:
本公开的各方面是为了解决至少以上提及的问题和/或缺点并且提供至少下述优 点。因此,本公开的一个方面是为了提供一种用于在电子设备内部的有限空间中高效地部 署天线的结构。 在5G移动通信系统中,可以操作波束形成技术以减轻高频带中的无线电波的路径 损耗并且增加无线电波的传输距离。同时,为了在各个方向上形成波束,应当增加部署在电 5 CN 111600113 A 说 明 书 2/26 页 子设备内部的天线的数量。 进一步地,可以在电子设备内部包括可以使无线电波劣化的各种结构(例如,金 属)。因此,为了在电子设备中的各个方向上形成波束,有必要在电子设备内部的多个位置 中部署天线。 附加方面将部分地在下面的描述中被阐述,并且部分地将从说明书中显而易见, 或者可以通过实践所呈现的实施例来学习。 根据本公开的一个方面,提供了一种天线模块。所述天线模块包括:柔性印刷电路 板(FPCB),所述柔性印刷电路板包括定向在第一方向上的第一表面和定向在第二方向上的 第二表面,第二方向相对于第一方向形成预定第一角度;第一天线,所述第一天线被部署在 所述第一表面的一个表面上并且被配置为在第三方向上形成第一辐射区域;以及第二天 线,所述第二天线被部署在所述第二表面的一个表面上并且被配置为在第四方向上形成第 二辐射区域。 根据本公开的另一方面,提供了一种电子设备。所述电子设备包括:前构件,所述 前构件被定向在第一方向上;后构件,所述后构件被定向在与所述第一方向相反的第二方 向上;侧构件,所述侧构件围绕所述前构件与所述后构件之间的空间;以及天线模块,所述 天线模块被部署在由所述前构件、所述后构件和所述侧构件所形成的封闭空间中,其中,所 述天线模块包括:柔性印刷电路板(FPCB),所述柔性印刷电路板包括面对所述前构件的第 一表面和面对所述侧构件的第二表面;第一天线,所述第一天线被部署在所述第一表面的 一个表面上并且被配置为在第三方向上形成第一辐射区域;以及第二天线,所述第二天线 被部署在所述第二表面的一个表面上并且被配置为在第四方向上形成第二辐射区域。 根据本公开的另一方面,提供了一种天线模块。所述天线模块包括:柔性印刷电路 板(FPCB),所述柔性印刷电路板包括定向在第一方向上的第一表面和定向在第二方向上的 第二表面,第二方向相对于第一方向形成预定第一角度;第一天线,所述第一天线被部署在 所述第一表面的一个表面上并且被配置为在第三方向上形成第一辐射区域;第二天线,所 述第二天线被部署在所述第二表面的一个表面上并且被配置为在第四方向上形成第二辐 射区域;无线通信芯片,所述无线通信芯片被部署在所述柔性印刷电路板的另一个表面上 并且被配置为向所述第一天线和所述第二天线供应射频信号;以及调制解调器,所述调制 解调器被配置为向所述无线通信芯片发送基带信号,其中,所述调制解调器被配置为向所 述无线通信芯片发送用于波束形成的控制信号,并且所述无线通信芯片被配置为基于所述 控制信号来向所述第一天线和所述第二天线发送射频信号。 从结合附图公开了本公开的各种实施例的以下具体描述中,本公开的其它方面、 优点和显著特征对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。 附图说明 从结合附图的以下描述中,本公开的某些实施例的以上及具他方面、特征和优点 将更显而易见,在附图中: 图1是例示了根据本公开的实施例的天线模块的结构的图; 图2是例示了根据本公开的实施例的部署在电子设备内的天线模块的图; 图3是例示了根据本公开的实施例的天线被部署在柔性印刷电路板上的天线模块 6 CN 111600113 A 说 明 书 3/26 页 的结构的图; 图4A是例示了根据本公开的实施例的天线和馈电焊盘被部署在柔性印刷电路板 上的天线模块的侧截面的图; 图4B是例示了根据本公开的实施例的天线被部署在柔性印刷电路板的第一表面 和第二表面上的天线模块的结构的图; 图5A是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板和无线通 信芯片的天线模块的结构的图; 图5B是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板和无线通 信芯片的天线模块的结构的图; 图5C是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板和无线通 信芯片的天线模块的结构的图; 图5D是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板和无线通信芯片的天 线模块的结构的图; 图6A是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板、无线通 信芯片和薄膜层的天线模块的结构的图; 图6B是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板、无线通 信芯片和薄膜层的天线模块的结构的图; 图6C是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板、无线通 信芯片和薄膜层的天线模块的结构的图; 图6D是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、无线通信芯片和薄膜 层的天线模块的结构的图; 图7A是例示了根据本公开的实施例的包括柔性印刷电路板、印刷电路板、第一天 线和第二天线的天线模块的侧截面的图; 图7B是例示了根据本公开的实施例的包括多个天线的天线模块的结构的图; 图7C是例示了根据本公开的实施例的包括多个天线的天线模块的结构的图; 图8是根据本公开的实施例的天线模块的s参数的曲线图; 图9A是例示了根据本公开的实施例的增益值的劣化程度随着天线模块结构中的 耦合焊盘之间的距离变化的曲线图; 图9B是例示了根据本公开的实施例的增益值的劣化程度随着包括粘合层的天线 模块结构中的耦合焊盘之间的距离变化的曲线图; 图9C是例示了根据本公开的实施例的增益值的劣化程度随着包括第一介电层的 天线模块结构中的耦合焊盘之间的距离变化的曲线图; 图9D是例示了根据本公开的实施例的增益值的劣化程度随着包括第二介电层的 天线模块结构中的耦合焊盘之间的距离变化的曲线图; 图10A是例示了根据本公开的实施例的应用了耦合方法的印刷电路板的图; 图10B是例示了根据本公开的实施例的应用了耦合方法的印刷电路板的图; 图10C是例示了根据本公开的实施例的应用了耦合方法的印刷电路板的图; 图11是说明了在根据本公开的实施例的天线模块结构中执行的波束形成操作的 图;以及 7 CN 111600113 A 说 明 书 4/26 页 图12是例示了根据本公开的实施例的包括无线通信芯片和调制解调器的天线模 块的结构的图。 在整个附图中,应当注意的是,相似的附图标记用于描绘相同或类似的元件、特征 和结构。
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