[发明专利]多频带毫米波天线阵列

说明书

电子设备可设置有包括相控天线阵列的无线电路。阵列可包括位于电介质基板上的分别覆盖大于(10)GHz的相应第一通信频带、第二通信频带和第三通信频带的第一环天线、第二环天线和第三环天线。第二环天线可围绕第一环天线。第三环天线可形成在第二环天线上方。寄生元件可形成在第一环天线上方以拓宽第一环天线的带宽。波束导向电路可耦接至天线的环。控制电路可控制波束导向电路以对第一通信频带、第二通信频带和第三通信频带中的一者或多者中无线信号波束进行导向。无论波束被导向的方向如何，阵列均可表现出相对均匀的天线增益。

本专利申请要求于2017年7月14日提交的美国专利申请No.15/650,638的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。

背景技术

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

该电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。

可能需要支持毫米波和厘米波通信频带中的无线通信。毫米波通信(有时称为极高频(EHF)通信)和厘米波通信涉及频率约为10GHz-300GHz的通信。在这些频率下的操作可支持高带宽，但可能带来重大挑战。例如，毫米波通信常常是视距通信，并且可通过信号传播期间的显著衰减来表征。

因此，希望能够为电子设备提供改进的无线通信电路，诸如支持频率大于10GHz的通信的通信电路。

发明内容

本文公开了可提供有无线电路的电子设备。该无线电路可包括收发器电路诸如毫米波收发器电路和一个或多个天线。天线可组织成相控天线阵列。相控天线阵列可在介于10GHz和300GHz之间的频带中发射和接收无线信号波束。波束导向电路可耦接至相控天线阵列中的每个天线。电子设备中的控制电路可控制波束导向电路以对波束的方向(取向)进行导向。

相控天线阵列可包括电介质基板以及位于电介质基板上的第一组天线和第二组天线。第一组天线可在介于10GHz和300GHz之间的第一通信频带中发射和接收无线信号。第二组天线可在介于10GHz和300GHz之间的第二通信频带中发射和接收无线信号。第一组天线和第二组天线可例如包括具有对应的贴片天线谐振元件的贴片天线。第二通信频带可包括低于第一通信频带的频率。第二组天线可围绕电介质基板上的第一组天线。例如，第一组天线可被布置成第一环天线，并且第二组天线可被布置成围绕第一环的第二环天线。第一环中的每个天线可位于与电介质基板上的给定点相距第一距离的位置处。第二环中的每个天线可位于与给定点相距大于第一距离的第二距离的位置处。第一环中的天线可相对于第二环中的天线围绕电介质基板上的给定点成角度地偏移。

一组寄生天线谐振元件可形成在阵列中的第一组天线上方，并且可用于拓宽第一组天线的带宽。该组寄生天线谐振元件可包括具有与第一组天线上的天线馈电端子重叠的臂的十字形导电贴片。第三组天线可形成在电介质基板上并且可在介于10GHz和300GHz之间的第三通信频带中发射和接收无线信号。第三通信频带可包括高于第二通信频带并且低于第一通信频带的频率。例如，第一通信频带可包括从57GHz到71GHz的频率，第二通信频带可包括从27.5GHz到28.5GHz的频率，并且第三通信频带可包括从37GHz到41GHz的频率。第三组天线可包括形成在阵列中的第二组天线上方的贴片天线谐振元件。

控制电路可控制波束导向电路以使第一通信频带、第二通信频带和第三通信频带中的一者或多者中的无线信号波束导向特定方向。无论波束被导向的方向如何，相控天线阵列均可表现出均匀天线增益。

附图说明

图1为根据实施方案的具有无线通信电路的示例性电子设备的透视图。

图2为根据实施方案的具有无线通信电路的示例性电子设备的示意图。

图3为根据实施方案的例示性电子设备的后透视图，其示出了用于频率大于10GHz的通信的天线阵列可能位于的示例性位置。