[发明专利]天线装置和通信装置

说明书

本发明涉及天线装置和通信装置。多层电路结构(110)具有沿着竖直方向层叠的多个层。此外，至少一个腔体区域(120)形成在多层电路结构(110)的边缘处。所述至少一个腔体区域(120)是由被去除了多层电路结构(120)的介电衬底材料的多个不导电过孔形成的。此外，该装置包括布置在所述至少一个腔体区域(120)中的至少一个竖直天线贴片(130)。

技术领域

本发明涉及天线装置以及配备有一个或更多个这种天线装置的通信装置。

背景技术

在无线通信技术中，利用各种频带来传送通信信号。为了满足不断增加的带宽需求，还考虑了与约10GHz至约100GHz范围内的频率对应的毫米波长范围内的频带。例如，毫米波长范围内的频带被视为5G(第5代)蜂窝无线电技术的候选。然而，利用这样的高频而产生的问题在于天线尺寸需要足够小以匹配波长。此外，为了实现足够的性能，在诸如移动电话、智能电话或类似通信装置的小型通信装置中可能需要多个天线(例如，天线阵列的形式)。

此外，由于线缆或通信装置内的其它有线连接上的损耗通常随着频率增加而变大，所以可能还期望具有能够将天线放置得非常靠近无线电前端电路的天线设计。

因此，需要能够有效地集成在通信装置中的紧凑尺寸天线。

发明内容

根据实施方式，提供了一种装置。该装置包括多层电路结构，该多层电路结构具有沿着竖直方向层叠的多个层。此外，该装置包括形成在多层电路结构的边缘处的至少一个腔体区域。所述至少一个腔体区域由被去除了多层电路结构的介电衬底材料的多个不导电过孔形成。此外，该装置包括布置在所述至少一个腔体区域中的至少一个竖直天线贴片。这在具有高介电常数的衬底材料(例如，陶瓷基材料)的情况下特别有益。在一些场景中，衬底材料的介电常数可大于3，例如在3至20的范围内，通常在5至8的范围内。通过腔体区域，可避免衬底材料对天线贴片的传输特性的不利影响(例如，通过使无线电信号衰减或失真)。此外，腔体区域可允许减少沿着多层电路结构的边缘的表面波的传播。

通过使用不导电过孔来形成腔体区域，腔体区域中的衬底材料的总体密度减小，导致较低的有效介电常数。由于不需要将腔体区域形成为多层电路结构内的连续孔隙，所以剩余的衬底材料可承载所述至少一个天线贴片，其因此可有效地集成在腔体区域内(例如，通过形成至少一个天线贴片形式导电条以及连接导电条的导电过孔)。

根据实施方式，腔体区域的不导电过孔被布置为在腔体区域中形成衬底材料的网状网格。例如，不导电过孔可根据一维、二维或三维点阵布置，以在衬底材料内形成细孔或孔隙。这样，可有效地减小腔体区域中的衬底材料的密度，同时维持承载所述至少一个天线贴片的剩余衬底材料的良好稳定性。根据实施方式，利用具有比多层电路结构的衬底材料低的介电常数的介电材料来填充腔体区域的不导电过孔。例如，如果衬底材料是陶瓷材料，则用于填充不导电过孔的介电材料可以是树脂。在一些场景中，也可利用空气来填充不导电过孔。

根据实施方式，多层电路结构的衬底材料包括陶瓷材料。衬底材料还可包括一种或更多种陶瓷材料与一种或更多种其它材料的组合(例如，陶瓷材料与玻璃材料的组合)。当使用这些类型的材料时，衬底材料可具有高介电常数，这有助于在多层电路结构内提供对约10GHz至约100GHz范围内的高频信号具有有利传输特性的信号连接。多层电路结构的层可通过低温共烧组装。因此，多层电路结构可以是LTCC(低温共烧陶瓷)。然而，也可使用形成多层电路结构的其它技术。例如，多层电路结构可以是印刷电路板(PCB)。

根据实施方式，腔体区域包括：至少一个第一导电条，其形成在所述多个层中的一个或更多个层中并限定腔体区域的第一水平边缘；至少一个第二导电条，其形成在所述多个层中的一个或更多个层中并限定腔体区域的第二水平边缘；以及导电过孔，其在所述至少一个第一导电条与所述至少一个第二导电条之间延伸并限定腔体区域的竖直外边缘。这样，可沿着腔体区域的边缘形成导电屏蔽。例如，这可有助于进一步减少沿着多层电路结构的边缘的表面波传播。