[發明專利]多層貼片天線

在審

• 申請號: 201980063230.3
• 申請日: 2019-09-13
• 公開（公告）號: CN112753133A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: J·法布里加·桑切斯;A·莫哈瑪迪安;M·A·塔索吉;A·哈維夫
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01Q5/378
• 分類號: H01Q5/378;H01Q5/385;H01Q9/04;H01Q1/24;H01Q21/06;H01Q25/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 郭星

一種天線系統包括：導電的并且被配置為在第一頻帶和不同于第一頻帶的第二頻帶中輻射能量的貼片輻射器；與貼片輻射器重疊的寄生貼片輻射器，寄生貼片輻射器是導電的并且被配置為在第一頻帶中輻射能量；以及包括導體的至少一個寄生元件，導體相對于寄生貼片輻射器被定尺寸和設置，使得寄生貼片輻射器和至少一個寄生元件的組合在第二頻帶中輻射能量。

優先權

本專利申請要求于2018年9月28日提交的題為“MULTI-LAYER PATCH ANTENNA”的非臨時申請No.16/147,232的優先權，該臨時申請已經轉讓給本專利申請的受讓人并且由此通過引用明確地并入本文。

背景技術

無線通信設備越來越流行并且越來越復雜。例如，移動電信設備已經從簡單的電話發展到具有多種通信能力(例如，多種蜂窩通信協議、Wi-Fi、和其他短距離通信協議)的智能電話、超級計算處理器、相機等。無線通信設備具有天線，以支持在一定頻率范圍內的無線通信。

隨著無線通信技術的發展，移動通信設備可以被配置為使用多個毫米波(例如，25GHz以上)波束進行通信。例如，5G設備可以被配置為在28GHz頻帶(26.5-29.5GHz)和39GHz頻帶(37-40GHz)中操作。毫米波接收(Rx)波束可以與5G基站的發射(Tx)波束對準，該5G基站可以稱為gNodeB或gNB、或WLAN接入點或其他通信信號源。接收波束可以來自具有相對較大波束寬度的偽歐姆尼(PO)碼本(即，轉向角的范圍和粒度)，或者可以來自具有相對較小波束寬度的窄碼本。為了形成波束寬度變化的波束(例如，用于數據傳輸的更窄的波束寬度)，可以使用不同的天線陣列元件類型和布置。通過改變輻射器陣列元件的權重(信號幅度和/或輸入饋送信號相位)，波束可以被轉向到各種不同掃描角度和/或在PO波束與較窄波束之間切換。

發明內容

一種天線系統的示例包括：導電的并且被配置為在第一頻帶和不同于第一頻帶的第二頻帶中輻射能量的貼片輻射器；與貼片輻射器重疊的寄生貼片輻射器，寄生貼片輻射器是導電的并且被配置為在第一頻帶中輻射能量；以及包括導體的至少一個寄生元件，導體被定尺寸并且相對于寄生貼片輻射器設置，使得寄生貼片輻射器和至少一個寄生元件的組合在第二頻帶中輻射能量。

這樣的系統的實現可以包括以下特征中的一個或多個。第一頻帶中的最低頻率比第二頻帶中的最高頻率高至少10％。至少一個寄生元件包括鄰近寄生貼片輻射器的每個邊緣設置的至少一個導體。寄生貼片輻射器是正方形的，被配置為在第一頻帶中以兩個正交極化中的至少一個正交極化輻射能量，并且相對于貼片輻射器居中，并且至少一個寄生元件相對于寄生貼片輻射器對稱地設置和配置，使得寄生貼片輻射器和至少一個寄生元件的組合在第二頻帶中以兩個正交極化中的至少一個正交極化輻射能量。至少一個寄生元件還包括設置在與寄生貼片輻射器的每個拐角對角地相鄰的區域中的另外的導體。至少一個寄生元件包括圍繞寄生貼片輻射器設置的導電回路。

同樣或備選地，這樣的系統的實現可以包括以下特征中的一個或多個。貼片輻射器設置在該系統的第一層中，并且寄生貼片輻射器和至少一個寄生元件設置在不同于該系統的第一層的該系統的第二層中。寄生貼片輻射器是第一寄生貼片輻射器，該系統還包括設置在該系統的第三層中的第二寄生貼片輻射器，第三層不同于第一層和第二層，并且第二寄生貼片輻射器被配置為在第二頻帶中輻射能量。第一寄生貼片輻射器設置在貼片輻射器的第一側，并且第二寄生貼片輻射器設置在貼片輻射器第二側并且與貼片輻射器重疊。該系統包括多個寄生元件，其中寄生貼片輻射器和多個寄生元件關于中心點對稱地設置。貼片輻射器是設置成陣列的多個貼片輻射器之一，寄生貼片輻射器和至少一個寄生元件是陣列的被配置和設置為寄生地耦合到多個貼片輻射器的組件，并且與陣列中的貼片輻射器相比，寄生貼片更多。