組合LTE和WIGig天線(xiàn)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]諸如膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、智能電話(huà)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)之類(lèi)的移動(dòng)通信設(shè)備通常采用多個(gè)天線(xiàn)來(lái)提供不同形式的無(wú)線(xiàn)通信。在這樣的移動(dòng)設(shè)備的情況下，設(shè)備殼體內(nèi)的空間是珍貴的用品，并且在其中容納各種天線(xiàn)以提供期望的功能性是顯著的挑占戈。
【附圖說(shuō)明】
[0002]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的包括耦合的饋送(feed)天線(xiàn)和毫米波相控陣天線(xiàn)的所組合的天線(xiàn)設(shè)備的平面視圖。
[0003]圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的所組合的天線(xiàn)設(shè)備的兩個(gè)組件、即耦合的饋送天線(xiàn)和毫米波相控陣天線(xiàn)，以及它們可以被集成所按的方式的平面視圖。
[0004]圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的在具有集成電路封裝的RF前端模塊中的毫米波相控陣天線(xiàn)的透視圖。
[0005]圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的圖示出所組合的天線(xiàn)設(shè)備對(duì)照LTE規(guī)范的LTE帶天線(xiàn)效率的圖表。
[0006]圖5是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的圖示出構(gòu)造所組合的天線(xiàn)設(shè)備的方法的流程圖。
[0007]圖6是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的圖示出處于一個(gè)形成階段的所組合天線(xiàn)設(shè)備的一部分的平面視圖，包括耦合的饋送天線(xiàn)。
[0008]圖7是根據(jù)構(gòu)造所組合天線(xiàn)設(shè)備的方法的一方面的圖示出處于另一格式階段的所組合天線(xiàn)設(shè)備的另一部分的平面視圖，包括耦合的饋送天線(xiàn)和毫米波相控陣天線(xiàn)，所述毫米波相控陣天線(xiàn)具有包括耦合的饋送天線(xiàn)的第一接地的耦合元件的一部分的接地平面(ground plane)結(jié)構(gòu)。
[0009]圖8是根據(jù)構(gòu)造所組合天線(xiàn)設(shè)備的方法的仍另一方面的示出完整的所組合天線(xiàn)設(shè)備并且圖示出連接器的平面視圖，所述連接器通過(guò)沿著接地元件與接地平面結(jié)構(gòu)之間的第一接地跡線(xiàn)(trace)的一部分延伸并與之電接觸而將接地平面結(jié)構(gòu)連接到地電位。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本公開(kāi)的系統(tǒng)和方法參考附圖各圖進(jìn)行描述，其中遍及全文同樣的參考標(biāo)號(hào)用于指代同樣的元件，并且其中所圖示的結(jié)構(gòu)和設(shè)備并不一定按比例繪制。
[0011]公開(kāi)了一種設(shè)備和方法，其目的在于組合的天線(xiàn)設(shè)備和相關(guān)聯(lián)的制造方法。
[0012]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到各圖，圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例的組合的天線(xiàn)設(shè)備100的平面視圖。組合的天線(xiàn)設(shè)備100包括耦合的饋送天線(xiàn)102和毫米波相控陣天線(xiàn)104。在一個(gè)示例中，耦合的饋送天線(xiàn)102包括主輻射器元件106和第一接地的耦合元件108。另外，毫米波相控陣天線(xiàn)104具有接地平面結(jié)構(gòu)，所述接地平面結(jié)構(gòu)包括第一接地的耦合元件108的一部分，如將在下面更充分領(lǐng)會(huì)的。
[0013]圖1的所組合的天線(xiàn)設(shè)備100通過(guò)將兩個(gè)天線(xiàn)一起組合或集成到單個(gè)、集成結(jié)構(gòu)中，有利地減小了對(duì)于先前是兩個(gè)分離的、不同的天線(xiàn)的事物所需的覆蓋區(qū)(footprint)。更特別地，圖1的所組合的天線(xiàn)設(shè)備100集成兩個(gè)天線(xiàn)，這通過(guò)提供至少具有第一接地的耦合元件108的親合的饋送天線(xiàn)102并形成具有接地平面結(jié)構(gòu)(例如諸如夾層Pwd/gnd平面、屏蔽等)的毫米波相控陣天線(xiàn)104，所述接地平面結(jié)構(gòu)包括耦合的饋送天線(xiàn)102的第一接地的耦合元件108的一部分。因此，第一接地的耦合元件108形成兩個(gè)天線(xiàn)的一部分，因而將兩個(gè)天線(xiàn)集成到所組合的天線(xiàn)設(shè)備中，所組合的天線(xiàn)設(shè)備與采用兩個(gè)分離的、不同的布置的常規(guī)布置相比具有減小的覆蓋區(qū)。
[0014]在一個(gè)示例中，圖1的耦合的饋送天線(xiàn)102操作為提供698MHz到2.7GHz的頻率范圍的LTE天線(xiàn)。主輻射器元件106并不通常提供完整所期望的LTE頻率范圍，并且因而一個(gè)或多個(gè)接地的耦合元件(諸如圖1的第一接地的耦合元件108和第二接地的耦合元件120)進(jìn)行操作以將耦合的饋送天線(xiàn)102的操作擴(kuò)展到完全所期望的頻率范圍。更特別地，例如，第一接地的親合元件108操作以將主福射器元件106的低帶帶寬往下擴(kuò)展到698MHz，而同時(shí)第二接地的耦合元件120操作以將主輻射器元件106的高帶帶寬往上擴(kuò)展到2.7GHzο
[0015]第一和第二接地的耦合元件108、120進(jìn)行操作以通過(guò)提供寄生諧振來(lái)擴(kuò)展主輻射器元件106的頻率范圍。例如，如圖2中所圖示，第一接地的耦合元件108在區(qū)118處相對(duì)于主輻射器元件106的第一部分110進(jìn)行空間定位。兩個(gè)元件106、108的空間布置形成第一電容性耦合。另外，第一接地跡線(xiàn)114將第一接地的耦合元件108耦合到DC接地元件112以建立DC接地。然而，第一接地跡線(xiàn)114具有限定(define)第一電感的幾何結(jié)構(gòu)(geometry) 116，所述第一電感與第一電容性親合一起限定了擴(kuò)展主福射器元件106的低帶帶寬的第一寄生諧振。如可以領(lǐng)會(huì)的，通過(guò)調(diào)整元件106和108以及第一接地跡線(xiàn)114的尺寸，電容性親合和電感的范圍(extent)可以分別被調(diào)諧，以實(shí)現(xiàn)所期望的低帶帶寬擴(kuò)展量。在圖1中以及在后續(xù)各圖中，根據(jù)一個(gè)示例，在區(qū)106和區(qū)112之間的點(diǎn)線(xiàn)圓圈構(gòu)成耦合的饋送天線(xiàn)102的饋送點(diǎn)。
[0016]類(lèi)似地，第二接地的耦合元件120在區(qū)124(見(jiàn)圖2)處相對(duì)于主輻射器元件106的第二部分122 (見(jiàn)圖1)進(jìn)行空間定位。兩個(gè)元件106、120的空間布置形成第二電容性耦合。另外，第二接地跡線(xiàn)126將第二接地的耦合元件120耦合到DC接地元件112以建立DC接地。第二接地跡線(xiàn)126具有限定第二電感的幾何結(jié)構(gòu)128，所述第二電感與第二電容性耦合一起限定了擴(kuò)展主福射器元件106的高帶帶寬的第二寄生諧振。如可以進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)的，可以調(diào)整元件106、120以及第二接地跡線(xiàn)126的尺寸來(lái)調(diào)諧所期望的高帶帶寬擴(kuò)展量。
[0017]圖2圖示出將毫米波相控陣天線(xiàn)104集成為耦合的饋送天線(xiàn)102的第一接地的耦合元件108的一部分是如何用來(lái)減小用于所期望的天線(xiàn)功能性的總覆蓋區(qū)。在一個(gè)非限制性示例中，如果耦合的饋送天線(xiàn)102的長(zhǎng)度130大約是70mm，并且毫米波相控陣天線(xiàn)104的長(zhǎng)度132大約是25_，那之間具有大約5_的間隔(當(dāng)相對(duì)于彼此橫向布置時(shí))，具有元件作為不同的、分離的元件的常規(guī)布置將會(huì)需要大約10mm的覆蓋區(qū)。然而，根據(jù)本公開(kāi)，通過(guò)將毫米波相控陣天線(xiàn)104集成到耦合的饋送天線(xiàn)102中，通過(guò)使其成為第一接地的耦合元件108的一部分，總覆蓋區(qū)大約是70mm，由此提供了大約30%的覆蓋區(qū)減小。
[0018]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，提供了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例的毫米波相控陣天線(xiàn)104的透視/平面視圖。毫米波天線(xiàn)陣列104具有接地平面結(jié)構(gòu)140，襯底(substrate) 142可以駐留在所述接地平面結(jié)構(gòu)140上(見(jiàn)圖2)。在襯底142上形成天線(xiàn)元件144的陣列，如圖2中所示。屏蔽結(jié)構(gòu)146形成在襯底142上并進(jìn)行操作以覆蓋天線(xiàn)元件144，如圖3的示例中所圖示。在一個(gè)示例中，接地平面結(jié)構(gòu)140包括端口 148，其中端口 148被配置為接收同軸線(xiàn)纜或其它類(lèi)型線(xiàn)纜以在RFEM和WiGig模塊之間建立RF連接，而同時(shí)其還與所組合的天線(xiàn)設(shè)備100駐留在其內(nèi)的無(wú)論什么類(lèi)型的殼體形成DC接地連接。在一個(gè)示例中，所組合的天線(xiàn)設(shè)備100駐留在膝上型計(jì)算機(jī)內(nèi)，并且端口 148接收同軸線(xiàn)纜，所述同軸線(xiàn)纜經(jīng)由同軸線(xiàn)纜的外導(dǎo)體將接地平面結(jié)構(gòu)140耦合到膝上型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)接地。
[0019]如圖2和3中所示，接地平面導(dǎo)體140在一個(gè)示例中包括第一接地的耦合元件108的一部分150。在一個(gè)示例中，毫米波相控陣天線(xiàn)104包括WiGig天線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)電前端模塊(RFEM)，其操作為短程(例如幾米)、60GHz (即短波長(zhǎng))、高數(shù)據(jù)速率(例如6Gbit/s)天線(xiàn)。在一個(gè)示例中，這樣的天線(xiàn)104是高增益、窄射束寬度、高定向天線(xiàn)，其提供諸如用于使用在無(wú)線(xiàn)顯示器中的功能性(例如無(wú)線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)到電視顯示器)或其它所期望的功能。該方法可以實(shí)現(xiàn)用于除了 60GHz相控陣天線(xiàn)之外的具有集成天線(xiàn)和RFIC的任意RFEM設(shè)計(jì)，以節(jié)省空間而一般沒(méi)有同時(shí)操作，并且所有這樣的變型和置換都被預(yù)期為落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)。
[0020]參考回圖1，在一個(gè)示例中，連接器136耦合到圖3的端口 148和同軸線(xiàn)纜138