CN109873246B - 天线设备及天线模块 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种天线设备及天线模块，所述天线设备包括：馈线；第一接地层，包括设置在所述馈线的上方或下方并与所述馈线间隔开的表面；以及天线图案，电连接到所述馈线的端部并被配置为发送和/或接收射频(RF)信号，其中，所述第一接地层包括：第一突出区域，沿所述表面的第一纵向方向朝向所述天线图案突出并在所述馈线的上方或下方至少部分地与所述馈线重叠；第二突出区域和第三突出区域，从沿所述表面的相对的横向方向与所述第一突出区域分开的位置沿所述第一纵向方向突出。

Description

天线设备及天线模块

本申请要求分别于2017年12月28日、2018年6月4日和2017年12月1日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0183036号、第10-2018-0064245号和第10-2017-0164105号韩国专利申请的权益，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设备及天线模块。

背景技术

移动通信数据流量趋于每年快速增长。正在寻求技术开发以实时支持无线网络中快速增长的数据。例如，诸如从基于物联网(IoT)的数据、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、与社交网络服务(SNS)结合的实时VR/AR、自动驾驶、同步视图(使用紧凑型相机对用户视图进行实时图像传输)等生成内容的应用需要支持大量数据交换的通信(例如，第5代(5G)通信、毫米波(mmWave)通信等)。

因此，已经研究了包括5G通信的mmWave通信，并且已经执行了对能够平稳地实现mmWave通信的天线模块的商业化/标准化的研究。

高频带(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz、60GHz等)中的RF信号在传输过程中容易被吸收并导致损耗，使得通信质量会急剧降低。因此，用于高频带通信的天线可能需要与现有技术的天线技术的技术方法不同的技术方法，并且例如，诸如用于确保天线增益的单独功率放大器、集成天线和射频集成电路(RFIC)以及确保有效全向辐射功率的专门技术的开发会是有益的。

通常，提供mmWave通信环境的天线模块包括其中集成电路(IC)和天线设置在板上并通过同轴电缆连接的结构，以满足根据高频率的高水平的天线性能(例如，发送/接收比、增益、方向性等)。然而，该结构可能导致天线布局空间不足、天线形状自由度受限、天线与IC之间的干扰增加以及天线模块的尺寸和/或成本增加。

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限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总的方面，一种天线设备包括：馈线；第一接地层，包括设置在所述馈线的上方或下方并与所述馈线间隔开的表面；以及天线图案，电连接到所述馈线的端部并被配置为发送和/或接收射频(RF)信号，其中，所述第一接地层包括：第一突出区域，沿所述表面的第一纵向方向朝向所述天线图案突出并在所述馈线的上方或下方至少部分地与所述馈线重叠；第二突出区域和第三突出区域，从沿所述表面的相对的横向方向与所述第一突出区域分开的位置沿所述第一纵向方向突出。

所述天线设备还可包括：第二接地层，设置在所述第一接地层的上方或下方并与所述第一接地层间隔开，其中，所述第二接地层包括第四突出区域，所述第四突出区域沿所述第一纵向方向朝所述天线图案突出，以在所述馈线的上方或下方与所述馈线至少部分地重叠，所述第二接地层与沿与所述第一纵向方向相反的第二纵向方向凹陷并设置在所述第一接地层的第一突出区域和第二突出区域之间的第一凹陷区域重叠，并且所述第二接地层与沿所述第二纵向方向凹陷并设置在所述第一接地层的第一突出区域和第三突出区域之间的第二凹陷区域重叠。

所述天线设备还可包括：馈电过孔，被设置为将所述天线图案和所述馈线电连接，其中，所述天线图案通过所述馈电过孔与所述第二接地层间隔开。

所述天线设备还可包括：布线，电连接到所述馈线；以及第三接地层，设置在所述第一接地层的上方或下方，与所述第一接地层间隔开，并围绕所述布线，其中，所述第三接地层包括第三凹陷区域，所述第三凹陷区域沿与所述第一纵向方向相反的水平方向凹陷并设置在所述第一接地层的第二突出区域和第三突出区域之间。

所述天线设备还可包括：布线过孔，电连接到所述布线；以及第四接地层，设置在所述第一接地层的上方或下方，与所述第一接地层间隔开，并具有使所述布线过孔穿过的通孔，其中，所述第四接地层包括第四凹陷区域，所述第四凹陷区域沿所述水平方向凹陷并设置在所述第一接地层的所述第二突出区域和所述第三突出区域之间。

所述第一接地层的所述第一突出区域可在所述第一纵向方向上比所述第一接地层的所述第二突出区域和所述第三突出区域突出得更远。

所述天线图案与所述第一接地层的所述第一突出区域在所述第一纵向方向上的距离可短于所述第一接地层的所述第二突出区域或所述第三突出区域在所述第一纵向方向上的突出长度。

所述天线图案可具有偶极子的形式。所述偶极子的第一极子的长度可大于所述第一接地层的所述第一突出区域和所述第二突出区域之间的距离。所述偶极子的第二极子的长度可大于所述第一接地层的所述第一突出区域和所述第三突出区域之间的距离。

所述天线设备还可包括：导向体图案，与所述天线图案间隔开，其中，所述导向体图案在所述相对的横向方向中的横向方向上的长度小于所述第一接地层的所述第二突出区域与所述第三突出区域之间的距离并大于所述第一接地层的所述第一突出区域在所述横向方向上的长度。

所述天线设备还可包括：屏蔽过孔，电连接到所述第一接地层并沿着所述第一接地层的所述第二突出区域和所述第三突出区域之间的区域的边界布置。

在另一总的方面，一种天线模块包括：连接构件，包括第一接地层和第二接地层，所述第二接地层包括设置在所述第一接地层的上方或下方的表面；天线图案，天线图案中的每个天线图案与所述第一接地层和所述第二接地层间隔开，并被配置为发送和/或接收射频(RF)信号；馈线，所述馈线中的每个馈线电连接到所述天线图案中的对应的天线图案，并从所述对应的天线图案沿着与所述表面平行的第一纵向方向朝向所述连接构件延伸，突出接地图案，电连接到所述第一接地层并沿着与所述第一纵向方向相反的第二纵向方向从所述第一接地层突出，以在所述馈线的上方或下方至少部分地与所述馈线重叠，其中，所述第一接地层在与所述天线图案中的每个对应的区域沿所述第一纵向方向凹陷。

所述天线模块还可包括：馈电过孔，所述馈电过孔中的每个馈电过孔被设置为将所述天线图案中的对应的天线图案与所述馈线中的对应的馈线电连接，其中，所述突出接地图案在所述第一纵向方向上与所述馈电过孔间隔开。

所述馈线可设置在所述突出接地图案和所述第二接地层之间。所述突出接地图案中的每个可相对于所述第一接地层的对应的凹陷区域沿所述第二纵向方向突出。所述第二接地层可沿所述第二纵向方向朝向所述天线图案中的每个突出。

所述天线模块还可包括：集成电路(IC)，设置在所述连接构件的下方，其中，所述连接构件包括：布线，每个所述布线电连接到所述馈线中的对应的馈线；布线过孔，每个所述布线过孔的一端电连接到所述布线中的对应的布线，另一端电连接到所述IC。

所述天线模块还可包括：无源组件，设置在所述连接构件的下方；以及屏蔽构件，设置在所述连接构件的下方并围绕所述IC，其中，所述第一接地层和所述第二接地层电连接到所述无源组件和所述屏蔽构件。

所述天线模块还可包括：贴片天线图案，设置在所述连接构件的上方；以及第二馈电过孔，每个所述第二馈电过孔的一端电连接到所述贴片天线图案中的对应的贴片天线图案，其中，所述连接构件还包括：第二布线，每个所述第二布线电连接到所述第二馈电过孔中的对应的第二馈电过孔；第二布线过孔，每个所述第二布线过孔的一端电连接到所述第二布线中的对应的第二布线，另一端电连接到所述IC。

在另一总的方面，一种天线设备包括：连接构件，包括第一接地层和与所述第一接地层在竖直方向上分开的第二接地层；天线图案，与所述第一接地层和所述第二接地层在第一纵向方向上分开，并被配置为发送和/或接收射频(RF)信号；以及馈线，电连接到所述天线图案并从所述天线图案朝向所述第一接地层延伸。其中，所述第一接地层包括：第一凹陷部分，从所述第一接地层的端部沿与所述第一纵向方向相反的第二纵向方向凹陷，并与所述天线图案的第一极子对齐，及第二凹陷部分，从所述第一接地层的端部沿所述第二纵向方向凹陷，与所述第一凹陷部分在横向方向上分开，并与所述天线图案的第二极子对齐。

所述天线设备还可包括：第一腔，通过所述第二接地层和所述第一凹陷部分形成；以及第二腔，通过所述第二接地层和所述第二凹陷部分形成。

所述第一接地层还可包括第一中间突出部分和侧端突出部分，其中，所述第一中间突出部分和所述侧端突出部分在所述第一接地层的端部沿所述第一纵向方向突出并形成所述第一腔和所述第二腔的边界。

所述第二接地层可包括在所述第二接地层的端部沿所述第一纵向方向突出的第二中间突出部分。所述馈线可在所述竖直方向上设置在所述第一中间突出部分和所述第二中间突出部分之间。所述第一中间突出部分和所述第二中间突出部分可在所述第一纵向方向上至少部分地与所述馈线重叠。

在另一总的方面，一种天线设备包括：第一接地层，包括第一凹入部和与所述第一凹入部横向分开的第二凹入部；第二接地层，包括设置在所述第一接地层上方的纵向以及横向延伸的表面，以及位于所述表面的边缘处的侧边，其中，所述表面的部分通过所述第一凹入部和所述第二凹入部暴露；馈线，纵向地延伸远离所述第一接地层和所述第二接地层，并越过所述侧边；以及天线图案，电连接到所述馈线并被配置为发送和/或接收射频(RF)信号，其中，所述天线图案在所述侧边的外侧与所述第一接地层和所述第二接地层纵向分开，使得所述天线图案与所述第一凹入部和所述第二凹入部相对。

所述天线设备还可包括：馈电过孔，设置为使所述天线图案和所述馈线电连接，其中，所述天线图案通过所述馈电过孔在与所述表面垂直的方向上远离所述表面。

所述天线设备还可包括设置在所述第一接地层上方的所述第三接地层，其中，所述第三接地层包括使所述表面的所述部分暴露的第三凹入部。

所述表面和所述第一凹入部可限定第一腔。所述表面和所述第二凹入部可限定第二腔。

通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1是示出根据实施例的天线设备的透视图。

图2是示出图1中示出的天线设备的侧视图。

图3A至图3D是示出根据实施例的可被包括在天线设备和天线模块中的第一接地层至第四接地层的平面图。

图4A至图4C是示出根据实施例的天线设备的第一突出区域至第三突出区域的各种尺寸的平面图。

图4D是图4A中示出的天线设备的后视图。

图5是示出根据实施例的天线设备的透视图。

图6是示出图5中示出的天线设备的侧视图。

图7是示出根据实施例的RF信号根据天线设备的腔的发送方向的视图。

图8A至图8D是示出根据实施例的包括在天线模块中的天线设备的各种布置的平面图。

图9是示出根据实施例的包括在天线模块中的天线设备的布置的透视图。

图10A和图10B是示出根据实施例的包括在天线模块中的连接构件的下部结构的视图。

图11是示出根据实施例的天线模块的示意性结构的侧视图。

图12A和图12B是示出根据实施例的天线模块的各种结构的侧视图。

图13A和图13B是示出根据实施例的电子装置中的天线模块的布置的平面图。

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。例如，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可做出将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切的说，已经提供这里所描述的示例仅仅为了示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实现这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些可行方式。

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”、“在……下方”以及“下”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。这些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，如果附图中的装置翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下”。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，并且对这里使用的空间相对术语做出相应解释。

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、数字、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、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合。

这里，应注意，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。

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。

图1是示出根据实施例的天线设备100的透视图。图2是示出天线设备100的侧视图。

参照图1和图2，天线设备100可包括天线图案120a和连接构件200a。天线图案120a可经由馈线110a从连接构件200a接收射频(RF)信号并在x方向上远程发送RF信号，或者天线图案120a可在x方向上远程接收RF信号并且经由馈线110a将接收的RF信号发送到连接构件200a。例如，天线图案120a可具有偶极子形状，因此，天线图案120a可具有在xy平面上延伸的结构。

参照图1和图2，连接构件200a可包括第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少部分，并且还可包括设置在第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中相邻的接地层之间的绝缘层。第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a可在竖直方向(z方向)上彼此间隔开。

天线设备100可包括第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个。第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a的数量和垂直关系可根据天线设备100的设计而变化。

例如，第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a可分别包括在x方向和y方向上(例如，在xy平面中)延伸的表面。因此，第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的每个可以(间接地)设置在第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的相邻接地层的表面上。

第四接地层224a和第五接地层225a可提供在电路和/或集成电路(IC)的无源组件和/或无源组件中使用的地。另外，第四接地层224a和第五接地层225a可提供在IC和/或无源组件中使用的信号和电力的传输路径。因此，第四接地层224a和第五接地层225a可电连接到IC和/或无源组件。

可根据IC和/或无源组件的接地要求省略第四接地层224a和第五接地层225a。第四接地层224a和第五接地层225a可具有供布线过孔穿过的通孔。

第三接地层223a可设置在第四接地层224a和第五接地层225a上方，与第四接地层224a和第五接地层225a间隔开，并且可在与布线的高度相同的高度围绕布线，RF信号流过该布线。布线可经由布线过孔电连接到IC。

第一接地层221a和第二接地层222a可设置在第四接地层224a和第五接地层225a上方，与第四接地层224a和第五接地层225a间隔开，并且可分别设置在第三接地层223a的下方和上方。第一接地层221a可改善布线和IC之间的电磁隔离，并且为IC和/或无源组件提供地。第二接地层222a可增强布线和贴片天线图案之间的电磁隔离，为贴片天线图案提供边界条件，并且反射由贴片天线图案发送/接收的RF信号，以进一步集中贴片天线图案的发送/接收方向。

第二接地层222a可比第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a突出得更远。例如，第二接地层222a可在x方向上比第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a突出得更远。因此，第二接地层222a可使贴片天线图案和天线图案120a之间电磁屏蔽，因此，可改善贴片天线图案和天线图案120a之间的电磁隔离。

当在竖直方向(z方向)上观察时，第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a的边界可彼此重叠。也就是说，第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a的边界可在x方向和y方向上彼此重叠。边界可用作天线图案120a的反射器，因此，第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a与天线图案120a之间的有效距离可影响天线图案120a的天线性能。

例如，如果有效距离短于参考距离，则天线图案120a的增益可根据通过天线图案120a发送的RF信号的分散而劣化并且天线图案120a的谐振频率可能由于第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a与天线图案120a之间的电容增加而难以优化。

此外，如果天线图案120a远离第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a设置，则天线设备100的尺寸及包括该天线设备100的天线模块的尺寸会增大。

另外，如果连接构件200a小，则电力和信号的传输路径以及布线的设置空间可能不足，接地层221a、223a、224a和225a的接地稳定性可能劣化，并且贴片天线图案的设置空间可能不足。也就是说，天线设备100和天线模块的性能可能劣化。

天线设备100和天线模块可具有这样的结构：在该结构中，提供第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a与天线图案120之间的有效距离，同时天线图案120a靠近第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a设置。因此，天线设备100和天线模块可具有减小的尺寸和/或改善的性能。

参照图1和图2，与第二接地层222a相比，包括在连接构件200a中的第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个可具有：第一突出区域P1，沿着x方向朝向天线图案120a突出，以在竖直方向(z方向)上观察时与馈线110a中的至少一部分重叠；第二突出区域P2和第三突出区域P3，从分别沿第一横向方向和第二横向方向(例如，y方向和与y方向相反的方向)与第一突出区域P1分开的位置沿x方向突出。第一突出区域P1可在x方向和y方向上与馈线110a的至少一部分重叠。

由于第一突出区域P1、第二突出区域P2和第三突出区域P3，使得第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个面向天线图案120a的边界可具有凹凸结构。也就是说，可在第一突出区域P1和第二突出区域P2之间形成第一腔C1，可在第一突出区域P1和第三突出区域P3之间第二腔C2。第一腔C1和第二腔C2可提供有利于确保天线图案120a的天线性能的边界条件。

由于面向天线图案120a的第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个的边界可用作天线图案120a的反射器，因此通过天线图案120a发送的RF信号的一部分可从第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个的边界反射。

第一腔C1和第二腔C2可在天线图案120a的第一极子和第二极子的一端和另一端之间分别沿朝向第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个的方向(例如，与x方向相反的方向)凹陷。也就是说，第一腔C1和第二腔C2可以分别用作天线图案120a的第一极子和第二极子的反射器。

因此，在天线图案120a的位置没有实质改变的情况下，与不具有第一腔C1和第二腔C2的天线设备相比，可增大从天线图案120a的每个极子到第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少一个的有效距离。或者，在基本上不牺牲天线性能的情况下，与不具有第一腔C1和第二腔C2的天线设备相比，天线图案120a可被设置得更靠近第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a。

例如，与不存在第一腔C1和第二腔C2的情况相比，在通过天线图案120a的每个极子发送的RF信号中，朝向第一腔C1和第二腔C2移动的RF信号可进一步集中并在x方向上反射。因此，与不存在第一腔C1和第二腔C2的情况相比，可进一步改善天线图案120a的增益。

例如，与不存在第一腔C1和第二腔C2的情况相比，天线图案120a的每个极子与第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a之间的电容可更小。因此，可进一步容易地优化天线图案120a的谐振频率。

此外，第一突出区域P1可根据与天线图案120a的电磁耦合提供附加谐振点。谐振点可以取决于第一突出区域P1的形状(例如，宽度、长度、厚度、距第二突出区域P2和第三突出区域P3的距离、以及距天线图案120a的距离等)。

当由第一突出区域P1提供的附加谐振点接近天线图案120a的频带时，可扩展天线图案120a的带宽。此外，由第一突出区域P1提供的附加谐振点可支持天线图案120a的附加频带，以实现天线图案120a的多频带通信。因此，第一突出区域P1可加宽天线图案120a的带宽或者扩展天线图案120a的通信频带。

此外，第二突出区域P2和第三突出区域P3可使天线图案120a和相邻的天线设备之间电磁屏蔽。因此，与不存在第二突出区域P2和第三突出区域P3的天线模块相比，可进一步减小天线图案120a与相邻的天线设备之间的距离，并且可减小天线模块的尺寸。

参照图1和图2，连接构件200a还可包括屏蔽过孔245a，屏蔽过孔245a电连接到第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少两个并被布置成当在竖直方向(z方向)上观察时围绕第一腔C1和第二腔C2中的每个的至少一部分。也就是说，屏蔽过孔245a可在x方向和/或y方向上围绕第一腔C1和第二腔C2中的每个的至少一部分。

屏蔽过孔245a可反射在通过天线图案120a传输的RF信号中的泄漏到第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a之间的间隙的RF信号。因此，可进一步改善天线图案120a的增益，并且可改善天线图案120a和布线之间的电磁隔离。

仍参照图1和图2，天线设备100可包括馈线110a、馈电过孔111a、天线图案120a、导向体图案125a和连接构件200a中的至少一些。

由于馈线110a可电连接到第三接地层223a中的布线，因此馈线110a可用作RF信号的传输路径。馈线110a可被认为是包括在第三接地层223a中的组件。由于天线图案120a可与连接构件200a的侧面相邻地设置，因此馈线110a可具有从第三接地层223a的布线朝向天线图案120a延伸的结构。

馈线110a可设置在第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a的至少两个第一突出区域P1之间。因此，馈线110a可降低可从天线图案120a、相邻的天线设备以及贴片天线图案中的至少一者接收的电磁噪声。随着第一突出区域P1的宽度(y方向)和长度(x方向)增大，馈线110a的电磁噪声可进一步减小。

馈线110a可包括第一馈线和第二馈线。例如，第一馈线可将RF信号发送到天线图案120a，第二馈线可从天线图案120a接收RF信号。例如，第一馈线可从天线图案120a接收RF信号或者将RF信号发送到天线图案120a，第二馈线可向天线图案120a提供阻抗。

例如，第一馈线和第二馈线均可将RF信号发送到天线图案120a并从天线图案120a接收RF信号，并且可配置成差分馈送方式，以具有相位差(例如，180°和90°)。相位差可通过IC的移相器或第一馈线与第二馈线之间的电长度差来实现。

同时，根据设计，馈线110a可包括1/4波长转换器、平衡非平衡转换器或阻抗转换线，以提高RF信号传输效率。然而，根据设计，可省略1/4波长转换器、平衡非平衡转换器或阻抗转换线。

馈电过孔111a可设置为使天线图案120a和馈线110a电连接。馈电过孔111a可与天线图案120a和馈线110a垂直地设置。在天线图案120a和馈线110a在z方向上布置在相同高度的可替换示例中，可省略馈电过孔111a。

由于馈电过孔111a，使得天线图案120a可设置在比馈线110a高或比馈线110a低的位置处。天线图案120a的具体位置可根据馈电过孔111a的长度而改变，因此，天线图案120a的辐射图案方向可根据馈电过孔111a的长度而在竖直方向(z方向)上稍微倾斜。

例如，天线图案120a可设置在馈线110a下方，以通过馈电过孔111a与第二接地层222a竖直间隔开。因此，第二接地层222a可进一步改善天线图案120a和贴片天线图案之间的电磁隔离。

过孔图案112a可结合到馈电过孔111a并且可支撑馈电过孔111a的上部和下部中的每者。

天线图案120a可电连接到馈线110a并且发送或接收RF信号。天线图案120a的每个极子的一端可电连接到馈线110a的第一馈线和第二馈线。

天线图案120a可根据极子长度、极子厚度、极子之间的间隔、极子与连接构件的侧表面之间的距离以及绝缘层的介电常数中的至少一者而具有频带(例如，28GHz、60GHz)。

天线图案120a和导向体图案125a可被认为是包括在第四接地层224a中的组件。根据设计和性能考虑，在可替换实施例中可省略导向体图案125a。

导向体图案125a可在x方向上与天线图案120a横向间隔开。导向体图案125a可电磁耦合到天线图案120a，以改善天线图案120a的增益或带宽。由于导向体图案125a的长度短于天线图案120a的偶极子的总长度，因此可进一步改善天线图案120a的电磁耦合的集中度，因此，可进一步改善天线图案120a的增益和方向性。

图3A至3D是示出根据实施例的可被包括在天线设备100和天线模块中的第一接地层221a、第二接地层222a、第三接地层223a和第四接地层224a的平面图，其中，图3B是示出第二接地层222a的一部分的平面图。

参照图3A，第一接地层221a的第一突出区域P1可在x方向上比第二突出区域P2和第三突出区域P3突出得更多。因此，天线图案120a可进一步改善相对于第一突出区域P1的电磁耦合，同时更容易提供相对于第一接地层221a的有效距离。因此，可以进一步改善天线设备100的天线性能。

第一突出区域P1可包括在第一接地层221a中，并且根据视点，可被认为是作为单独的组件电连接到第一接地层221a的突出接地图案。

屏蔽过孔245a可电连接到第一接地层221a，并且可沿着第二突出区域P2和第三突出区域P3之间的区域的边界布置。另外，第一接地层221a可具有供第一布线过孔231a和第二布线过孔232a穿过的通孔。同时，根据视点，结合到馈电过孔111a的过孔图案112a可被认为是包括在第一接地层221a中的组件。

参照图3A和图3B，当在竖直方向(z方向)上观察时，第二接地层222a可具有第四突出区域P4，第二接地层222a与第一接地层221a的第一突出区域P1和第二突出区域P2之间的区域(第一腔)重叠并与第一接地层221a的第一突出区域P1和第三突出区域P3之间的区域(第二腔)重叠。也就是说，第四突出区域P4可在x方向和y方向上与第一接地层221a的第一突出区域P1和第二突出区域P2之间的第一腔重叠，并且第四突出区域P4可在x方向和y方向上与第一接地层221a的第一突出区域P1和第三突出区域P3之间的第二腔重叠。因此，天线图案120a可进一步改善相对于第四突出区域P4的电磁耦合并提供相对于设置在上侧的贴片天线图案的电磁隔离。因此，可进一步改善天线设备100和天线模块的天线性能。

此外，屏蔽过孔245a可电连接到第二接地层222a，并且可沿着第二接地层222a的边界布置。另外，第二接地层222a可具有供第二馈电过孔1120a穿过的通孔。第二馈电过孔1120a可使贴片天线图案和第二布线电连接。

参照图3C，天线设备100和天线模块可包括：第一布线212a，用于将馈线110a和第一布线过孔231a彼此电连接；以及第二布线214a，使第二馈电过孔1120a和第二布线过孔232a彼此电连接。

第三接地层223a可被设置为围绕第一布线212a和第二布线214a中的每个。因此，可降低第一布线212a和第二布线214a中的每个的电磁噪声。

屏蔽过孔245a可电连接到第三接地层223a，并且可沿着第三接地层223a以及第一布线212a和第二布线214a的边界布置。因此，可进一步降低第一布线212a和第二布线214a中的每个的电磁噪声。

参照图3A和图3C，第三接地层223a可被构造为使得当在竖直方向(z方向)上观察时，第三接地层223a的位于第一接地层221a的第二突出区域P2和第三突出区域P3之间的区域是凹陷的。换句话说，第三接地层223a的位于第一接地层221a的第二突出区域P2和第三突出区域P3之间的区域可沿与x方向相反的方向凹陷。也就是说，第三接地层223a可具有第二突出区域P2-2和第三突出区域P3-2。

参照图3A和图3D，第四接地层224a可被构造为使得当在竖直方向(z方向)上观察时，第四接地层224a的位于第一接地层221a的第二突出区域P2和第三突出区域P3之间的区域是凹陷的。换句话说，第四接地层224a的位于第一接地层221a的第二突出区域P2和第三突出区域P3之间的区域可沿与x方向相反的方向凹陷。也就是说，第四接地层224a可具有第二突出区域P2-3和第三突出区域P3-3。

屏蔽过孔245a可电连接到第四接地层224a并被布置成围绕第二突出区域P2-3和第三突出区域P3-3之间的区域。

第四接地层224a可具有供第一布线过孔231a和第二布线过孔232a穿过的通孔。第一布线过孔231a和第二布线过孔232a可电连接到设置在第四接地层224a下方的IC。

根据视点，天线图案120a和导向体图案125a可被认为是包括在第四接地层224a中的组件。

随着在第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中提供腔的接地层的数量增加，腔在竖直方向(z方向)上的长度可增大。腔在竖直方向(z方向)上的长度可影响天线图案120a的天线性能。在天线设备100和天线模块中，由于腔在z方向上的长度可通过调整提供腔的接地层的数量而容易调整，因此与传统天线设备相比，天线图案120a的天线性能会更容易调整。

第一接地层221a、第三接地层223a、第四接地层224a和第五接地层225a中的至少两个的凹陷区域可具有相同的矩形形状。因此，腔可形成长方体。当腔为长方体时，从腔的边界反射的RF信号的x矢量分量和y矢量分量之中的x矢量分量的比率可进一步增大。由于在腔中y矢量分量比x矢量分量更容易抵消，因此随着从腔的边界反射的RF信号的x矢量分量的比率增加，天线图案120a可具有更高的增益比。因此，腔被构造得越接近长方体，天线图案120a可越具有进一步改善的增益。

图4A至图4C是示出根据实施例的天线设备100-1、100-2和100-3的第一突出区域P1、第二突出区域P2和第三突出区域P3的各种尺寸的平面图。图4D是图4A中示出的天线设备100-1的后视图。

参照图4A至图4C，天线设备100-1及对应的天线模块可包括馈线110c、馈电过孔111c、天线图案120c、导向体图案125c、第一接地层221c和第二接地层222c，天线设备100-2及对应的天线模块可包括馈线110d、馈电过孔111d、天线图案120d、导向体图案125d、第一接地层221d和第二接地层222d，天线设备100-3及对应的天线模块可包括馈线110e、馈电过孔111e、天线图案120e、导向体图案125e、第一接地层221e和第二接地层222e。

参照图4A的天线设备100-1，第一接地层221c的第一突出区域P1可具有第一宽度w1和第一高度h1。参照图4B的天线设备100-2，第一接地层221d的第一突出区域P1可具有第二宽度w2和第一高度h1。参照图4C的天线设备100-3，第一接地层221e的第一突出区域P1可具有第一宽度w1和第二高度h2。

第二宽度w2可短于第一宽度w1。因此，可改变天线图案120c、120d和120e的频带位置和带宽。

第一突出区域P1的第一高度h1可长于第二突出区域P2和第三突出区域P3的突出长度，第二高度h2可短于第二突出区域P2和第三突出区域P3的突出长度。

天线图案120c、120d和120e与第一突出区域P1之间在x方向上的距离可短于第二突出区域P2和第三突出区域P3在x方向上的突出长度。因此，与传统的天线设备和天线模块相比，天线设备100-1、100-2和100-3以及相应的天线模块可在不显著地妨碍第一接地层221c、221d和221e的RF信号反射性能的情况下具有减小的尺寸。

天线图案120c和120e的第一极子在y方向上的长度可比第一接地层221c和221e的第一突出区域P1和第二突出区域P2之间(第一腔)在y方向上的距离长，并且天线图案120c和120e的第二极子在y方向上的长度可比第一接地层221c和221e在第一突出区域P1和第三突出区域P3之间(第二腔)在y方向上的距离长。因此，第一接地层221c和221e可分别反射天线图案120c和120e的RF信号，同时进一步将RF信号集中在特定方向(x方向)上。

此外，导向体图案125c和125e在导向体图案125c和125e的长度方向(y方向)上的长度可短于第一接地层221c和221e的第二突出区域P2和第三突出区域P3之间的空间在y方向上的长度，并长于第一接地层221c和221e的第一突出区域P1在第一接地层221c和221e的第一突出区域P1的宽度方向(y方向)上的长度。因此，天线设备100-1和100-3及相应的天线模块可具有减小的尺寸，同时确保天线性能(例如，带宽、方向性等)。

图5是示出根据实施例的天线设备100-4的透视图。图6是示出天线设备100-4的侧视图。

参照图5和图6，天线图案120b可具有折叠偶极子的形式，并且可省略馈电过孔和导向体图案。

馈线110b可在z方向上设置在与第四接地层224b相同的高度，并且可电连接到被第四接地层224b围绕的第一布线。

连接构件200b可包括第一接地层221b、第二接地层222b、第三接地层223b、第四接地层224b和第五接地层225b中的至少一者以及屏蔽过孔245b。可省略第二接地层222b的第四突出区域。

第一接地层221b可在馈线110b从天线图案120b延伸所沿的方向(例如，x方向)上凹陷，并且可包括突出接地图案P1-2。突出接地图案P1-2可对应于上面描述的第一突出区域。

根据设计，第五接地层225b可具有突出区域。突出区域和突出接地图案P1-2可电磁耦合到天线图案120b，并且可提供上面描述的第一腔和第二腔的边界。

图7是示出根据实施例的根据天线设备的腔的RF信号的传输方向的视图。

参照图7，通过布线过孔230，然后通过馈线110，之后通过馈电过孔111传输的RF信号可通过天线图案120的每个极子发送。通过天线图案120的每个极子发送的RF信号的一部分可通过导向体图案125向前辐射。

在通过天线图案120的每个极子发送的RF信号中，朝向第一接地层221传输的RF信号可通过第一接地层221的第一腔和第二腔进一步集中，并且可以从第一腔和第二腔的边界反射。反射的RF信号可进一步集中，以在天线图案120的前侧发送。因此，与传统的天线设备相比，可进一步提高天线设备的增益。

图8A至图8D是示出根据实施例的分别包括在天线模块1000、1000-1、1000-2和1000-3中的天线设备的各种布置的平面图。

参照图8A，天线模块1000可包括第一天线设备101e、第二天线设备102e和第一接地层221e。

参照图8B，天线模块1000-1可包括第一天线设备101f、第二天线设备102f、第三天线设备103f、第四天线设备104f和第一接地层221f。

参照图8C，天线模块1000-2可包括第一天线设备101g、第二天线设备102g、第三天线设备103g、第四天线设备104g和第一接地层221g。

在天线模块1000-1、1000-2和1000-3中，可省略天线封装件。

参照图8D，天线模块1000-3可包括第一天线设备101h、第二天线设备102h、第三天线设备103h、第四天线设备104h、第一接地层221h和IC 1300h。

第一接地层221e、221f、221g和221h改善了其中各个天线设备之间的隔离，并且可提供各个天线设备的特定布置位置。

图9是示出包括在天线模块1000-4中的天线设备100c和100d的布置的透视图。

参照图9，天线模块1000-4可包括天线设备100c和100d、贴片天线图案1110d、贴片天线腔1130d、介电层1140c和1140d、镀覆构件1160d、片式天线1170c和1170d以及偶极天线1175c和1175d。

天线设备100c和100d可与上面参照图1至图8描述的天线设备相似并且可与天线模块1000-4的侧面相邻地平行布置。因此，天线设备100c和100d中的一些天线设备可在x轴方向上发送和接收RF信号，并且天线设备100c和100d中的其他天线设备可在y轴方向上发送和接收RF信号。

贴片天线图案1110d可与天线模块1000-4的上侧相邻地设置并且可在竖直方向(z方向)上发送和接收RF信号。贴片天线图案1110d的数量、布置和形状不受限制。例如，贴片天线图案1110d可具有圆形形状或矩形形状并且可以以n×n的结构布置(其中n是2或更大的自然数)，并且贴片天线图案的数量可以是16。

贴片天线腔1130d可形成为分别覆盖贴片天线图案1110d的侧表面和下侧，并且可提供分别用于发送和接收贴片天线图案1110d的RF信号的边界条件。

片式天线1170c和1170d可包括彼此相对的两个电极，可设置在天线模块的上侧或下侧上，并且可被设置为通过两个电极中的一个在x轴方向上和/或在y轴方向上发送和接收RF信号。

偶极天线1175c和1175d可设置在天线模块1000-4的上侧或下侧上，并且可在z轴方向上发送和接收RF信号。也就是说，偶极天线1175c和1175d可在竖直方向(z方向)上竖立设置，以垂直于天线设备100c和100d。根据设计，偶极天线1175c和1175d中的至少一些可以由单极天线替代。

图10A和图10B是示出根据实施例的包括天线设备的天线模块的连接构件200的下部结构的视图。

参照图10A，天线模块可包括连接构件200、IC 310、粘合构件320、电连接结构330、包封剂340、无源组件350和子板410中的至少一些。

连接构件200可具有与上面参照图1至图8描述的连接构件200a和200b的结构相似的结构。

IC 310与上面描述的IC相同，并且可设置在连接构件200的下侧。IC 310可电连接到连接构件200的布线，以发送或接收RF信号，并且可电连接到连接构件200的接地层，以接地。例如，IC 310可执行频率转换、放大、滤波、相位控制和电力生成中的至少一些，以产生转换信号。

粘合构件320可将IC 310和连接构件200彼此粘合。

电连接结构330可使IC 310和连接构件200电连接。例如，电连接结构330可具有诸如焊球、引脚、焊盘或垫的结构。电连接结构330可具有比连接构件200的布线和接地层的熔点低的熔点，因此，电连接结构330可通过预定的工艺利用低熔点使IC 310和连接构件200电连接。

包封剂340可包封IC 310的至少一部分并且改善IC 310的散热性能和防震性能。例如，包封剂340可以是感光包封剂(PIE)、ABF(Ajinomoto build-up film)或环氧树脂成型化合物(EMC)。

无源组件350可设置在连接构件200的下表面上并且可通过电连接结构330电连接到连接构件200的布线和/或接地层。

子板410可设置在连接构件200下方，并且可电连接到连接构件200，以从外部接收中频(IF)信号或基带信号并将接收的信号发送到IC 310，或者从IC 310接收IF信号或基带信号，并将接收的信号发送到外部。例如，RF信号的频率(例如，24GHz、28GHz、36GHz、39GHz和60GHz)可高于IF信号的频率(例如，2GHz、5GHz、10GHz等)的频率。

例如，子板410可通过包括在连接构件200的IC接地层中的布线将IF信号或基带信号发送到IC 310或从IC 310接收IF信号或基带信号。由于连接构件200的第一接地层设置在IC接地层和布线之间，因此IF信号或基带信号以及RF信号可在天线模块中电隔离。

参照图10B，天线模块可包括屏蔽构件360、连接器420和片式天线430中的至少一些。

屏蔽构件360可设置在连接构件200下方并且将IC 310与连接构件200限制在一起。例如，屏蔽构件360可被设置为将IC 310和无源组件350一起覆盖(例如，共形屏蔽)或分别覆盖IC 310和无源元件350(例如，隔室屏蔽)。例如，屏蔽构件360可具有其一侧敞开的六面体的形状，并且可通过与连接构件200的结合形成六面体容纳空间。屏蔽构件360可利用诸如铜的具有高导电性的材料形成，可具有短的趋肤深度，并且可电连接到连接构件200的接地层。因此，屏蔽构件360可减小可以作用在IC 310和无源组件350上的电磁噪声。

连接器420可具有电缆(例如，同轴电缆或柔性PCB)的连接结构，可电连接到连接构件200的IC接地层，并且可具有与上面描述的子板的作用相似的作用。也就是说，连接器420可被提供有来自电缆的IF信号、基带信号和/或电力，或者可向电缆提供IF信号和/或基带信号。

根据实施例，片式天线430可发送或接收RF信号以辅助天线设备。例如，片式天线430可包括介电常数高于绝缘层的介电常数的介电块以及设置在介电块两侧上的多个电极。多个电极中的一个电极可电连接到连接构件200的布线，并且多个电极中的另一电极可电连接到连接构件200的接地层。

图11是示出根据实施例的包括天线设备100f的天线模块1000-5的示意性结构的侧视图。

参照图11，天线模块1000-5可包括集成在连接构件500f中的天线设备100f、贴片天线图案1110f、IC 310f和无源组件350f。

天线设备100f和贴片天线图案1110f可被设计为与上面描述的天线设备100c/100d和贴片天线图案1110d相同，并且可从IC 310f接收RF信号并发送所接收的RF信号，或将接收的RF信号发送到IC 310f。

连接构件500f可具有其中堆叠有至少一个导电层510f和至少一个绝缘层520f的结构(例如，印刷电路板(PCB)的结构)。导电层510f可包括上面描述的接地层和布线。

此外，天线模块1000-5还可包括柔性连接构件550f。当在竖直方向上观察时，柔性连接构件550f可包括与连接构件500f重叠的第一柔性区域570f和不与连接构件500f重叠的第二柔性区域580f。也就是说，第一柔性区域570f可在xy平面中与连接构件500f重叠，并且第二柔性区域580f可在xy平面中不与连接构件500f重叠。

第二柔性区域580f可在竖直方向上柔性弯曲。因此，第二柔性区域580f可柔性地连接到组板(set board)的相邻天线模块和/或连接器。

柔性连接构件550f可包括信号线560f。中频(IF)信号和/或基带信号可经由信号线560f发送到IC 310f或者发送到组板的相邻天线模块和/或连接器。

图12A和12B是示出根据实施例的分别包括天线设备100e和100f的天线模块1000-6和1000-7的各种结构的侧视图。

参照图12A，天线模块1000-6可具有天线封装件100e和连接构件结合的结构。

连接构件可包括至少一个导电层1210b和至少一个绝缘层1220b，可包括连接到至少一个导电层1210b的布线过孔1230b和连接到布线过孔1230b的连接焊盘1240b，并且连接构件可具有与铜重新分布层(RDL)的结构相似的结构。天线封装件可设置在连接构件的上表面上。

天线封装件可包括贴片天线图案1110b、上耦合图案1115b、贴片天线馈电过孔1120b、介电层1140b和包封构件1150b中的至少一些。

贴片天线馈电过孔1120b的第一端可分别电连接到贴片天线图案1110b，贴片天线馈电过孔1120b的第二端可各自电连接到连接构件的对应于至少一个导电层1210b的布线。

介电层1140b可设置为包围馈电过孔1120b的每个的侧表面。介电层1140b的高度可大于连接构件的至少一个绝缘层1220b的高度。在天线封装件中，介电层1140b的更大高度和/或宽度可在确保天线性能方面更有利，并且可提供有利于天线图案1115b的RF信号发送/接收操作的边界条件(例如，小制造公差、短的电长度、光滑表面、大尺寸的介电层、介电常数控制等)。

包封构件1150b可设置在介电层1140b上，并且可增强关于多个贴片天线图案1110b和/或多个上耦合图案1115b的冲击或氧化的耐久性。例如，包封构件1150b可实现为感光包封剂(PIE)、ABF(Ajinomoto build-up film)、环氧树脂成型化合物(EMC)，但不限于此。

IC 1301b、PMIC 1302b及多个无源组件1351b、1352b和1353b可设置在连接构件的下表面上，例如，无源组件1351b、1352b和1353b可通过焊球1260b与连接焊盘1240b电连接。

PMIC 1302b可产生电力并且通过连接构件的至少一个导电层1210b将所产生的电力传递到IC 1301b。

无源组件1351b、1352b和1353b可向IC 1301b和/或PMIC 1302b提供阻抗。例如，多个无源组件1351b、1352b和1353b可包括电容器(例如，多层陶瓷电容器(MLCC))、电感器和片式电阻器中的至少一些。

参照图12B，天线模块1000-7可以是IC封装件，该IC封装件包括：IC1300a；包封剂1305a，包封IC 1300a的至少一部分；支撑构件1355a，设置成使得其第一侧表面面向IC1300a。连接构件可包括电连接到IC 1300a和支撑构件1355a的至少一个导电层1310a和绝缘层1280a，并且IC封装件可结合到连接构件或天线封装件100f。

连接构件可包括至少一个导电层1210a、至少一个绝缘层1220a、布线过孔1230a、连接焊盘1240a和钝化层1250a。天线封装件可包括贴片天线图案1110a、1110b、1110c和1110d、上耦合图案1115a、1115b、1115c和1115d，贴片天线馈电过孔1120a、1120b、1120c和1120d、介电层1140a和包封构件1150a。

IC封装件可结合到上面描述的连接构件。在包括在IC封装件中的IC1300a中产生的RF信号可通过至少一个导电层1310a发送到天线封装件，并在朝向天线模块的上表面的方向上传输，并且由天线封装件接收的RF信号可通过至少一个导电层1310a发送到IC1300a。

IC封装件还可包括设置在IC 1300a的上表面和/或下表面上的连接焊盘1330a。设置在IC 1300a的上表面上的连接焊盘1330a可电连接到至少一个导电层1310a，并且设置在IC 1300a的下表面上的连接焊盘1330a可通过下导电层1320a连接到支撑构件1355a或芯镀覆构件1365a。芯镀覆构件1365a可向IC 1300a提供接地区域。

支撑构件1355a可包括：芯介电层1356a，与连接构件接触；芯导电层1359a，设置在芯介电层1356a的上表面和/或下表面上；至少一个芯过孔1360a，穿透芯介电层1356a、使芯导电层1359a和连接焊盘1330a电连接。至少一个芯过孔1360a可电连接到电连接结构1340a，诸如焊球、引脚或焊盘。

因此，支撑构件1355a可从其下表面接收基带信号或电力，并且通过连接构件的至少一个导电层1310a将基带信号和/或电力发送到IC 1300a。

IC 1300a可使用基带信号和/或电力生成毫米波(mmWave)频带的RF信号。例如，IC1300a可接收低频的基带信号，对基带信号执行频率转换、放大、滤波和相位控制以及电力生成。考虑到高频特性，IC 1300a可利用化合物半导体(例如，GaAs)或硅半导体形成。

IC封装件还可包括无源组件1350a，无源组件1350a电连接到至少一个导电层1310a的相应布线。无源组件1350a可设置在由支撑构件1355a提供的容纳空间1306a中。

IC封装件可包括设置在支撑构件1355a的侧表面上的芯镀覆构件1365a和1370a。芯镀覆构件1365a和1370a可为IC 1300a提供接地区域，并且可将热从IC 1300a散发到外部或者消除关于IC 1300a的噪声。

IC封装件和连接构件可独立地制造并彼此结合或者可根据设计一起制造。也就是说，可省略单独的结合封装的工艺。

IC封装件可通过电连接结构1290a和钝化层1285a结合到连接构件，但根据设计，可省略电连接结构1290a和钝化层1285a。

图13A和图13B是示出根据实施例的分别在电子设备700g和700h中的天线模块的布置的平面图。

参照图13A，包括天线设备100g、贴片天线图案1110g和介电层1140g的天线模块可与电子装置700g的侧边界相邻地安装在电子装置700g的组板600g上。

电子装置700g可以是智能电话、个人数字助理、数码摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、上网本、电视机、视频游戏机、智能手表或汽车系统，但不限于上述示例。

通信模块610g和基带电路620g可进一步设置在组板600g上。天线模块可经由同轴电缆630g电结合到通信模块610g和/或基带电路620g。

通信模块610g可包括以下芯片中的至少一些：存储芯片，诸如易失性存储器(例如，DRAM)、非易失性存储器(例如，ROM)、闪存等；应用处理器芯片，诸如中央处理器(例如，CPU)、图形处理器(例如，GPU)、数字信号处理器、加密处理器、微处理器、或微控制器；以及逻辑芯片，诸如模拟数字转换器(ADC)或专用集成电路(ASIC)。

基带电路620g可对模拟信号执行模数转换和放大、滤波和频率转换，以生成基带信号。从基带电路620g输入/输出的基带信号可经由电缆传输到天线模块。

例如，可通过电连接结构、芯过孔和布线将基带信号传输到IC。IC可将基带信号转换为毫米波(mmWave)频带的RF信号。

参照图13B，分别包括天线设备100h、贴片天线图案1110h和介电层1140h的天线模块与电子装置700h的一个边界和另一边界相邻地安装在电子装置700h的组板600h上，通信模块610h和基带电路620h可进一步设置在组板600h上。天线模块可经由同轴电缆630h电连接到通信模块610h和/或基带电路620h。

在本公开中描述的导电层、接地层、馈线、馈电过孔、天线图案、贴片天线图案、屏蔽过孔、导向体图案、电连接结构、镀覆构件和芯过孔可包括金属(例如，诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金的导电材料)并且可通过诸如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅射、减成、加成、半加成工艺(SAP)、改进的半加成工艺(MSAP)等的镀覆方法形成，但不限于上述示例。

本公开中描述的介电层和/或绝缘层可利用液晶聚合物(LCP)、低温共烧陶瓷(LTCC)、树脂(诸如例如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、通过将玻璃纤维、玻璃布、玻璃织物等的芯材料浸渍在这些树脂中获得的树脂(半固化片、ABF(Ajinomoto build-up film)、FR-4，双马来酰亚胺三嗪(BT)、感光介电(PID)树脂)、普通覆铜层压板(CCL)、或者玻璃或陶瓷基绝缘体等。绝缘层可填充在本公开中公开的天线设备和天线模块中未设置导电层、接地层、馈线、馈电过孔、天线图案、贴片天线图案、屏蔽过孔、导向体图案、电连接结构、镀覆构件或芯过孔的位置的至少一部分。

本公开中描述的RF信号可具有如下形式：诸如Wi-Fi(IEEE 802.11族等)、WiMAX(IEEE 802.16族等)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPS、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、3G、4G、5G以及根据某些指定的无线和有线协议的后续协议，但不限于这些示例。

如上所述，根据本公开的实施例的天线模块和/或天线设备可具有有利于小型化同时改善天线性能(例如，发送/接收比、增益、带宽、方向性等)的结构。

根据实施例的天线模块和/或天线设备可在通过以更加压缩的方式布置天线图案而具有减小的尺寸的同时保持天线性能，改善天线图案的反射器的自由度，以具有更精确调整的天线性能，并且改善天线设备之间的隔离。

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及范围的情况下，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类似的特征或方面。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 (24)

1.一种天线设备，包括：

馈线；

第一接地层，包括设置在所述馈线的上方或下方并与所述馈线间隔开的表面；以及

天线图案，电连接到所述馈线的端部并被配置为发送和/或接收射频信号，

其中，所述第一接地层包括：第一突出区域，沿所述表面的第一纵向方向朝向所述天线图案突出并在所述馈线的上方或下方至少部分地与所述馈线重叠；第二突出区域和第三突出区域，从沿所述表面的相对的横向方向与所述第一突出区域分开的位置沿所述第一纵向方向突出，

其中，当在竖直方向上看时，所述天线图案面对所述第一突出区域与所述第二突出区域之间的区域，以及所述第一突出区域与所述第三突出区域之间的区域。

2.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括：

第二接地层，设置在所述第一接地层的上方或下方并与所述第一接地层间隔开，

其中，所述第二接地层包括第四突出区域，所述第四突出区域沿所述第一纵向方向朝所述天线图案突出，以在所述馈线的上方或下方与所述馈线至少部分地重叠，所述第二接地层与沿与所述第一纵向方向相反的第二纵向方向凹陷并设置在所述第一接地层的第一突出区域和第二突出区域之间的第一凹陷区域重叠，并且所述第二接地层与沿所述第二纵向方向凹陷并设置在所述第一接地层的第一突出区域和第三突出区域之间的第二凹陷区域重叠。

3.根据权利要求2所述的天线设备，所述天线设备还包括：

馈电过孔，被设置为将所述天线图案和所述馈线电连接，

其中，所述天线图案通过所述馈电过孔与所述第二接地层间隔开。

4.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括：

布线，电连接到所述馈线；以及

第三接地层，设置在所述第一接地层的上方或下方，与所述第一接地层间隔开，并围绕所述布线，

其中，所述第三接地层包括第三凹陷区域，所述第三凹陷区域沿与所述第一纵向方向相反的水平方向凹陷并设置在所述第一接地层的第二突出区域和第三突出区域之间。

5.根据权利要求4所述的天线设备，所述天线设备还包括：

布线过孔，电连接到所述布线；以及

第四接地层，设置在所述第一接地层的上方或下方，与所述第一接地层间隔开，并具有使所述布线过孔穿过的通孔，

其中，所述第四接地层包括第四凹陷区域，所述第四凹陷区域沿所述水平方向凹陷并设置在所述第一接地层的所述第二突出区域和所述第三突出区域之间。

6.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述第一接地层的所述第一突出区域在所述第一纵向方向上比所述第一接地层的所述第二突出区域和所述第三突出区域突出得更远。

7.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线图案与所述第一接地层的所述第一突出区域在所述第一纵向方向上的距离短于所述第一接地层的所述第二突出区域或所述第三突出区域在所述第一纵向方向上的突出长度。

8.根据权利要求1所述的天线设备，其中，

所述天线图案具有偶极子的形式，

所述偶极子的第一极子的长度大于所述第一接地层的所述第一突出区域和所述第二突出区域之间的距离，并且

所述偶极子的第二极子的长度大于所述第一接地层的所述第一突出区域和所述第三突出区域之间的距离。

9.根据权利要求8所述的天线设备，所述天线设备还包括：

导向体图案，与所述天线图案间隔开，

其中，所述导向体图案在所述相对的横向方向中的横向方向上的长度小于所述第一接地层的所述第二突出区域与所述第三突出区域之间的距离并大于所述第一接地层的所述第一突出区域在所述横向方向上的长度。

10.根据权利要求1所述的天线设备，所述天线设备还包括：

屏蔽过孔，电连接到所述第一接地层并沿着所述第一接地层的所述第二突出区域和所述第三突出区域之间的区域的边界布置，当在竖直方向上看时，所述第一突出区域与所述天线图案不重叠，或者所述天线图案比所述第二突出区域和所述第三突出区域的前边界更靠前地设置，或者所述第一突出区域的宽度比所述馈线的宽度宽并且比所述天线图案的长度窄，或者当在所述竖直方向上看时，所述天线图案的至少一部分设置在所述第二突出区域或所述第三突出区域的正前方。

11.一种天线模块，包括：

连接构件，包括第一接地层和第二接地层，所述第二接地层包括设置在所述第一接地层的上方或下方的表面；

天线图案，天线图案中的每个天线图案与所述第一接地层和所述第二接地层间隔开，并被配置为发送和/或接收射频信号；

馈线，所述馈线中的每个馈线电连接到所述天线图案中的对应的天线图案，并从所述对应的天线图案沿着与所述表面平行的第一纵向方向朝向所述连接构件延伸；以及

突出接地图案，电连接到所述第一接地层并沿着与所述第一纵向方向相反的第二纵向方向从所述第一接地层突出，以在所述馈线的上方或下方至少部分地与所述馈线重叠，

其中，所述第一接地层在与所述天线图案中的每个对应的区域沿所述第一纵向方向凹陷。

12.根据权利要求11所述的天线模块，所述天线模块还包括：

馈电过孔，所述馈电过孔中的每个馈电过孔被设置为将所述天线图案中的对应的天线图案与所述馈线中的对应的馈线电连接，

其中，所述突出接地图案在所述第一纵向方向上与所述馈电过孔间隔开。

13.根据权利要求11所述的天线模块，其中，

所述馈线设置在所述突出接地图案和所述第二接地层之间，

所述突出接地图案中的每个相对于所述第一接地层的对应的凹陷区域沿所述第二纵向方向突出，并且

所述第二接地层沿所述第二纵向方向朝向所述天线图案中的每个突出。

14.根据权利要求11所述的天线模块，所述天线模块还包括：

集成电路，设置在所述连接构件的下方，

其中，所述连接构件包括：布线，每个所述布线电连接到所述馈线中的对应的馈线；布线过孔，每个所述布线过孔的一端电连接到所述布线中的对应的布线，另一端电连接到所述集成电路。

15.根据权利要求14所述的天线模块，所述天线模块还包括：

无源组件，设置在所述连接构件的下方；以及

屏蔽构件，设置在所述连接构件的下方并围绕所述集成电路，

其中，所述第一接地层和所述第二接地层电连接到所述无源组件和所述屏蔽构件。

16.根据权利要求14所述的天线模块，所述天线模块还包括：

贴片天线图案，设置在所述连接构件的上方；以及

第二馈电过孔，每个所述第二馈电过孔的一端电连接到所述贴片天线图案中的对应的贴片天线图案，

其中，所述连接构件还包括：第二布线，每个所述第二布线电连接到所述第二馈电过孔中的对应的第二馈电过孔；第二布线过孔，每个所述第二布线过孔的一端电连接到所述第二布线中的对应的第二布线，另一端电连接到所述集成电路，

其中，当在竖直方向上看时，所述突出接地图案与所述天线图案不重叠。

17.一种天线设备，包括：

连接构件，包括第一接地层和与所述第一接地层在竖直方向上分开的第二接地层；

天线图案，与所述第一接地层和所述第二接地层在第一纵向方向上分开，并被配置为发送和/或接收射频信号；以及

馈线，电连接到所述天线图案并从所述天线图案朝向所述第一接地层延伸，

其中，所述第一接地层包括：

第一凹陷部分，从所述第一接地层的端部沿与所述第一纵向方向相反的第二纵向方向凹陷，并与所述天线图案的第一极子对齐，及

第二凹陷部分，从所述第一接地层的端部沿所述第二纵向方向凹陷，与所述第一凹陷部分在横向方向上分开，并与所述天线图案的第二极子对齐。

18.根据权利要求17所述的天线设备，所述天线设备还包括：

第一腔，通过所述第二接地层和所述第一凹陷部分形成；以及

第二腔，通过所述第二接地层和所述第二凹陷部分形成。

19.根据权利要求18所述的天线设备，其中，所述第一接地层还包括第一中间突出部分和侧端突出部分，其中，所述第一中间突出部分和所述侧端突出部分在所述第一接地层的端部沿所述第一纵向方向突出并形成所述第一腔和所述第二腔的边界。

20.根据权利要求19所述的天线设备，其中，

所述第二接地层包括在所述第二接地层的端部沿所述第一纵向方向突出的第二中间突出部分，

所述馈线在所述竖直方向上设置在所述第一中间突出部分和所述第二中间突出部分之间，并且

所述第一中间突出部分和所述第二中间突出部分在所述第一纵向方向上至少部分地与所述馈线重叠，

其中，当在竖直方向上看时，所述第一中间突出部分与所述天线图案不重叠。

21.一种天线设备，包括：

第一接地层，包括第一突出区域、第一凹入部和与所述第一凹入部横向分开的第二凹入部；

第二接地层，包括设置在所述第一接地层上方的纵向以及横向延伸的表面，以及位于所述表面的边缘处的侧边，其中，所述表面的部分通过所述第一凹入部和所述第二凹入部暴露；

馈线，纵向地延伸远离所述第一接地层和所述第二接地层，并越过所述侧边；以及

天线图案，电连接到所述馈线并被配置为发送和/或接收射频信号，其中，所述天线图案在所述侧边的外侧与所述第一接地层和所述第二接地层纵向分开，使得所述天线图案与所述第一凹入部和所述第二凹入部相对，

其中，所述第一突出区域在所述馈线的上方或下方与所述馈线至少部分重叠。

22.根据权利要求21所述的天线设备，所述天线设备还包括：

馈电过孔，设置为使所述天线图案和所述馈线电连接，

其中，所述天线图案通过所述馈电过孔在与所述表面垂直的方向上远离所述表面。

23.根据权利要求21所述的天线设备，所述天线设备还包括设置在所述第一接地层上方的第三接地层，其中，所述第三接地层包括使所述表面的所述部分暴露的第三凹入部。

24.根据权利要求21所述的天线设备，其中，

所述表面和所述第一凹入部限定第一腔，并且

所述表面和所述第二凹入部限定第二腔，

其中，当在竖直方向上看时，所述第一突出区域与所述天线图案不重叠。

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