介电谐振器天线和介电谐振器天线模块的制作方法

1.以下描述涉及一种介电谐振器天线和包括介电谐振器天线的天线模块。


背景技术：

2.在过去20年中，无线通信系统的发展极大地改变了生活方式。需要具有每秒千兆位数据速率的高级移动系统来支持潜在的无线应用(诸如多媒体装置、物联网(iot)和智能运输系统)。由于4g通信系统中带宽有限，导致当前不可能实现高级移动系统所要求的数据速率。为了克服带宽限制的问题，国际电信联盟已经许可毫米波(mmwave)频谱用于潜在的第五代(5g)应用范围。
3.最近，需要减小用于移动系统的mmwave 5g天线模块的尺寸。由于辐射特性，5g天线可设置在移动电话的最外侧。因此，随着移动电话结构变薄，当在移动电话中实现大屏幕时，天线模块的一侧的长度逐渐减小。随着天线模块的尺寸减小，诸如天线增益和带宽的性能可能劣化。
4.另外，使用具有高介电常数的板以便设计小型mmwave 5g天线是有利的，但是存在金属贴片的导体损耗增加导致使用高介电常数板的传统贴片天线中的天线辐射效率降低和窄带宽的问题。
5.因此，期望提供一种使mmwave 5g天线模块中的性能劣化最小化的结构。
6.在该背景技术部分中公开的上述信息，仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可能包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

7.提供本发明内容以简化的形式介绍所选择的构思，并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
8.在一个总体方面，一种介电谐振器天线包括：第一介电块；至少一个第二介电块，在第一方向上堆叠在所述第一介电块上；以及馈电单元，设置在所述第一介电块中。所述第一介电块的面向第二方向的侧表面暴露于所述介电谐振器天线的外部，所述第二方向与所述第一方向交叉。
9.所述第一介电块和所述第二介电块可与介于所述第一介电块和所述第二介电块之间的聚合物层结合。
10.所述第一介电块和所述至少一个第二介电块中的与所述第一介电块相邻的第二介电块彼此对准，使得所述第一介电块和所述第二介电块的至少一对侧表面位于同一平面上。
11.所述至少一个第二介电块的堆叠平面具有相同的形状并且在所述第一方向上与所述第一介电块的堆叠平面重叠。
12.所述第一介电块和所述至少一个第二介电块可具有不同的介电常数。
13.所述馈电单元可包括馈电过孔，所述馈电过孔在所述第一介电块内在所述第一方向上延伸。
14.所述馈电过孔可包括在所述第一介电块中彼此间隔开的第一馈电过孔和第二馈电过孔。
15.所述馈电单元可包括馈电带，所述馈电带在所述第一介电块的外表面上在所述第一方向上延伸。
16.所述介电谐振器天线还可包括金属过孔，所述金属过孔在所述至少一个第二介电块中的第二介电块中在所述第一方向上延伸。
17.所述金属过孔可包括设置在所述第二介电块内部的多个金属过孔。所述多个金属过孔可沿着所述第二介电块的内周布置以形成过孔壁。
18.所述介电谐振器天线还可包括金属壁，所述金属壁沿着所述至少一个第二介电块中的第二介电块的外周形成，以覆盖所述第二介电块的外侧表面。
19.所述介电谐振器天线还可包括金属贴片，所述金属贴片连接到所述馈电单元并且设置在所述第一介电块的上表面上。
20.所述至少一个第二介电块可仅在所述第一方向上堆叠在所述第一介电块上。
21.在另一总体方面，一种介电谐振器天线模块包括：板；第一介电块，设置在所述板上；至少一个第二介电块，在第一方向上堆叠在所述第一介电块上；以及馈电单元，设置在所述第一介电块中。所述第一介电块的面向第二方向的侧表面可暴露于所述介电谐振器天线模块的外部，所述第二方向与所述第一方向交叉。
22.所述板可包括堆叠平面，并且所述第一方向可以是与所述堆叠平面垂直的方向。
23.聚合物层可设置在所述第一介电块和所述至少一个第二介电块之间。
24.所述馈电单元可包括馈电过孔，所述馈电过孔连接到位于所述板上的馈电线并且在所述第一介电块内在所述第一方向上延伸。
25.所述至少一个第二介电块可仅在所述第一方向上堆叠在所述第一介电块上。
26.在另一总体方面，一种介电谐振器天线包括：第一介电块；第二介电块，竖直地堆叠在所述第一介电块上；以及馈电单元，包括馈电过孔和馈电带中的任意一者，所述馈电过孔在所述第一介电块内部竖直地延伸，所述馈电带在所述第一介电块的侧表面上竖直地延伸。所述第一介电块的所述侧表面竖直地延伸并暴露于所述介电谐振器天线的外部。
27.所述介电谐振器天线还可包括金属过孔，所述金属过孔设置在所述第二介电块中并且竖直地延伸。
28.所述金属过孔可进一步设置在所述第一介电块中并且竖直地延伸，并且所述馈电过孔可由在所述第一介电块中延伸的所述金属过孔形成。
29.所述介电谐振器天线还可包括聚合物层，所述聚合物层设置在所述第一介电块和所述第二介电块之间。
30.所述介电谐振器天线还可包括第三介电块，所述第三介电块竖直地堆叠在所述第一介电块上，并且设置在所述第一介电块和所述第二介电块之间。
31.所述介电谐振器天线还可包括：金属过孔，设置在所述第二介电块中并且竖直地延伸。所述第三介电块可不包括任何金属过孔。
32.所述介电谐振器天线还可包括：金属过孔，设置在所述第三介电块中并且竖直地
延伸。所述第二介电块可不包括任何金属过孔。
33.通过以下具体实施方式、附图，其他特征和方面将是易于理解的。
附图说明
34.图1是示出根据实施例的介电谐振器天线的立体图。
35.图2是示出根据另一实施例的介电谐振器天线的立体图。
36.图3是示出根据实施例的介电谐振器天线模块的立体图，在介电谐振器天线模块中，图2所示的介电谐振器天线安装在板上。
37.图4是示出图3所示的介电谐振器天线模块的俯视平面图。
38.图5是沿图4中的线v-v截取的截面图。
39.图6是根据另一实施例的介电谐振器天线模块的截面图，该介电谐振器天线模块是图3所示的介电谐振器天线模块的变型。
40.图7示出了示出作为图3所示的介电谐振器天线模块的仿真结果的小信号反射特性的曲线图。
41.图8是示出作为图3所示的介电谐振器天线模块的仿真结果的辐射特性的曲线图。
42.图9是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的截面图。
43.图10是示出图9所示的介电谐振器天线模块的俯视平面图。
44.图11是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的截面图。
45.图12是示出图11所示的介电谐振器天线模块的俯视平面图。
46.图13是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的立体图。
47.图14是沿着图13中的线xiv-xiv截取的截面图。
48.图15是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的俯视平面图。
49.图16是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的立体图。
50.图17是示出图16所示的介电谐振器天线模块的侧视图。
51.图18是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的侧视图。
52.图19是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的立体图。
53.图20是示出图19所示的介电谐振器天线模块的侧视图。
54.图21是示出根据另一实施例的介电谐振器天线模块的截面图。
55.图22是示出图21所示的介电谐振器天线的俯视图。
56.图23至图33是示出根据其他实施例的介电谐振器天线模块的截面图。
57.图34至图39是示出根据其他实施例的介电谐振器天线模块的截面图。
58.图40是根据实施例的包括天线模块的电子装置的示意图。
59.在所有的附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
60.《附图标记说明》
61.50：板
62.60：接地电极
63.65：馈电线
64.90、100：介电谐振器天线
65.91、101、201：第一介电块
66.92、102、132、142、202：第二介电块
67.93、103、153、203、209、213、219：聚合物层
68.107、307：第一馈电过孔
69.108、308：第二馈电过孔
70.107a，108a：连接垫
71.110、130、140、150、160、200、220、240：介电谐振器天线模块
72.310、320、330、340、410、420、430、440、510、520、530、550：介电谐振器天线模块
73.610、620、630、640、650、660：介电谐振器天线模块
74.136：金属过孔
75.146：金属壁
76.156、226：金属贴片
77.167：第一贴片；168：第二贴片
78.205、245：第一馈电带
79.206、246：第二馈电带
80.205a，206a：连接垫
具体实施方式
81.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本公开之后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同方案将是易于理解的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照预定顺序发生的操作之外，可做出在获得对本公开的理解之后将是易于理解的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
82.在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达本公开的范围。
83.在此，注意的是，关于实施例或示例的术语“可”的使用(例如，关于实施例或示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实施例或示例，并不限于全部示例或实施例包括或实现这样的特征。
84.在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”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“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”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，不存在介于它们之间的其他元件。
85.如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任何一项或任何两项或更多项的任何组合。
86.尽管在此可使用诸如“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、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
87.为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式(例如，旋转90度或者处于其他方位)定位，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
88.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
89.由于制造技术和/或公差，附图中所示出的形状可能发生变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
90.在此描述的示例的特征可以以在获得对本技术的公开内容的理解之后将是易于理解的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在获得对本技术的公开内容的理解之后将是易于理解的其他构造是可行的。
91.图1是示出根据实施例的介电谐振器天线90的立体图。
92.参照图1，介电谐振器天线(dra)90可通过在第一介电块91上堆叠第二介电块92来形成。馈电过孔97(馈电单元)形成在第一介电块91中，以便在第一方向(图1中的z轴方向)上延伸，第一方向垂直于堆叠平面(图1中的x-y平面)，并且馈电过孔97可被构造为在第一介电块91内延伸预定长度或穿过第一介电块91。例如，馈电过孔97可形成为单个过孔。
93.第一介电块91可具有例如长方体形状，并且可具有通路孔，馈电过孔97可嵌入该通路孔中。通路孔可在垂直于堆叠平面的方向上在第一介电块91内延伸预定长度，并且可形成为从第一介电块91的下表面朝向第一介电块91的上表面穿透第一介电块91。
94.第二介电块92可具有例如与第一介电块91的形状类似的长方体形状，并且可堆叠在第一介电块91上或者可通过聚合物层93结合到第一介电块91。这里，第二介电块92可具有形状与第一介电块91的平面形状相同的平面，以在平面上与第一介电块91重叠。因此，当第二介电块92堆叠在第一介电块91上以结合到第一介电块91时，第二介电块92的每个侧表面可无台阶地平滑地连接到第一介电块91的对应的侧表面，使得第二介电块92的每个侧表面与第一介电块91的对应的侧表面位于同一平面上。
95.聚合物层93可设置在第一介电块91和第二介电块92之间，以将第一介电块91和第二介电块92结合在一起。
96.第一介电块91和第二介电块92可在第一方向(图1中的z轴方向)的单个方向上堆叠。也就是说，当第一介电块91安装在板上时，第一介电块91和第二介电块92的结合表面可位于平行于板的方向上。
97.当以这种方式堆叠时，第一介电块91可包括上表面和侧表面，上表面面向第二介电块92，侧表面面向与第一方向交叉的第二方向，并且侧表面可暴露于外部。这里，第一介电块91的侧表面可以是不面向第二介电块92且与上表面共享边缘的表面。
98.当dra 90在空气中时，第一介电块91的侧表面可设置为接触空气。另外，由于第二介电块92在单个方向上堆叠在第一介电块91上，因此第二介电块92的侧表面也可暴露于外部，并且当在空气中时，第二介电块92可被设置为使得第二介电块92的侧表面与空气接触。
99.第一介电块91和第二介电块92可利用陶瓷材料制成。聚合物层93可以是pi(polyimide，聚酰亚胺)、pmma(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、ptfe(poly tetra fluoro ethylene，聚四氟乙烯)、ppe(polypheylene ether，对聚苯醚和其改性共混聚合物)、bcb(benzocyclobutene，苯并环丁烯)和lcp(liquid crystal polymer，液晶聚合物)基聚合物中的任何一种或者任何两种或更多种的任何组合。另外，第二介电块92和第一介电块91可具有相同的介电常数或不同的介电常数，例如，第二介电块92可具有比第一介电块91的介电常数更低的介电常数。另外，聚合物层93可具有比第一介电块91的介电常数或第二介电块92的介电常数更低的介电常数。
100.图2是示出根据另一实施例的dra 100的立体图。
101.dra 100可通过在第一介电块101上堆叠第二介电块102来构造。馈电过孔107和108(构成馈电单元)形成在第一介电块101中，以便在垂直于堆叠平面(附图中的x-y平面)的第一方向(图2中的z轴方向)上延伸，并且馈电过孔107和108可被构造为在第一介电块101内延伸预定长度或穿过第一介电块101。
102.第一介电块101可具有例如长方体形状，并且可具有通路孔，馈电过孔107和108可分别嵌入该通路孔中。通路孔可在垂直于堆叠平面的方向上在第一介电块101内延伸预定长度，并且可形成为从第一介电块101的下表面穿透到第一介电块101的上表面。
103.第二介电块102可形成为具有与第一介电块101的形状类似的形状，例如长方体形状，并且可堆叠在第一介电块101上或者可通过聚合物层103结合到第一介电块101。第二介电块102可具有形状与第一介电块101的平面形状相同的平面，以在平面上与第一介电块101重叠。因此，当第二介电块102堆叠在第一介电块101上以结合到第一介电块101时，第二介电块102的每个侧表面可无台阶地平滑地连接到第一介电块101的对应的侧表面，以便与第一介电块101的对应的侧表面定位在同一平面上。
104.聚合物层103可设置在第一介电块101和第二介电块102之间，以将第一介电块101和第二介电块102结合在一起。
105.第一介电块101和第二介电块102可在第一方向(图2中的z轴方向)的单个方向上堆叠。第一介电块101包括上表面和侧表面，上表面面向第二介电块102，侧表面面向与第一方向交叉的第二方向。这里，第一介电块101的侧表面可以是不面向第二介电块102且与上表面共享边缘的表面。当以这种方式堆叠时，第一介电块101的侧表面可暴露于外部。
106.因此，当dra 100在空气中时，第一介电块101的侧表面可被设置为接触空气。另外，由于第二介电块102在单个方向上堆叠在第一介电块101上，因此第二介电块102的侧表面也可暴露于外部，并且当在空气中时，第二介电块102可被设置为使得第二介电块102的侧表面与空气接触。
107.具有第一介电块101和第二介电块102在单个方向上堆叠的结构的dra 100可具有
在一个方向上延伸的结构。因此，容易将dra 100设置在电子装置的边缘附近并沿着电子装置的边缘设置。
108.另外，当第一介电块101和第二介电块102在单个方向上堆叠时，可提供制造优势。也就是说，在用于制造第一介电块101的介电板中形成多个通路孔以形成馈电过孔107和108，并且用于制造第二介电块102的另一介电板可堆叠在第一介电块101上以制备多层介电板。通过切割每个天线单元的多层介电板，可一次制造多个dra 100。在这种情况下，每个dra 100具有其中第一介电块101和第二介电块102在单个方向上堆叠的结构。
109.馈电过孔107和108可通过根据设计条件来改变它们在第一介电块101的平面上的位置来形成，从而提供设计自由度。
110.图3是示出根据另一实施例的介电谐振器天线(dra)模块110的立体图。
111.dra模块110可通过将第二介电块102和第一介电块101堆叠在板50上来构造。馈电过孔107和108可形成在第一介电块101中，以便在垂直于板50的上表面的方向上延伸，并且可穿过第一介电块101并电连接到板50上的馈电线65。
112.板50可通过在印刷电路板(pcb)上图案化接地电极60和馈电线65以使接地电极60和馈电线65彼此绝缘来形成。也就是说，被构造为供应天线的馈电信号的馈电线65位于板50上，并且接地电极60可从馈电线65的周边延伸到板50的边缘附近。
113.例如，第一介电块101可形成为长方体形状，并且可具有通路孔，馈电过孔107和108可嵌入通路孔中。这里，当第一介电块101安装在板50上时，通路孔可在垂直于板50的上表面的方向上延伸，并且可形成为从第一介电块101的下表面穿透到第一介电块101的上表面。
114.例如，第二介电块102可形成为具有与第一介电块101的形状类似的长方体形状，并且可堆叠在第一介电块101上或者可通过聚合物层103结合到第一介电块101。这里，第二介电块102可具有形状与第一介电块101的平面形状相同的平面，以在平面上与第一介电块101重叠。因此，当第二介电块102堆叠在第一介电块101上以结合到第一介电块101时，第二介电块102的每个侧表面可无台阶地平滑地连接到第一介电块101的对应的侧表面，以便与第一介电块101的对应的侧表面定位在同一平面上。
115.聚合物层103可设置在第一介电块101和第二介电块102之间，以将两个介电块结合在一起。
116.第一介电块101和第二介电块102可在第一方向(图3中的z轴方向)的单个方向上堆叠。也就是说，当第一介电块101安装在板50上时，第一介电块101和第二介电块102的结合表面可在平行于板50的上表面的方向上定位。
117.当以这种方式堆叠时，第一介电块101可包括上表面和侧表面，上表面面向第二介电块102，侧表面面向与第一方向交叉的第二方向，并且侧表面可暴露于外部。这里，第一介电块101的侧表面可以是不面向第二介电块102且与上表面共享边缘的表面。
118.当dra模块110在空气中时，第一介电块101的侧表面可被设置为接触空气。另外，由于第二介电块102在单个方向上堆叠在第一介电块101上，因此第二介电块102的侧表面也可暴露于外部，并且当在空气中时，第二介电块102可被设置为使得第二介电块102的侧表面与空气接触。
119.图4是示出dra模块110的俯视平面图，图5是示出沿着图4的线v-v截取的dra模块
110的截面图。
120.参照图4和图5，馈电单元可包括第一馈电过孔107和第二馈电过孔108。第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可在第一介电块101中彼此间隔开以彼此平行地延伸。也就是说，馈电单元可形成为具有v-h极化结构。例如，第一馈电过孔107可传输具有第一极化的第一rf信号，第二馈电过孔108可传输具有第二极化的第二rf信号。第一rf信号可以是在x方向和y方向上分别形成电场和磁场的信号，第二rf信号可以是在x方向和y方向上分别形成磁场和电场的信号，x方向和y方向彼此垂直且垂直于传播方向(例如，z方向)。
121.第一介电块101可包括具有圆柱形形状的通路孔，以便形成第一馈电过孔107和第二馈电过孔108。当第一介电块101安装在板50上时，通路孔可在垂直于板50的上表面的方向上延伸，并且可形成为从第一介电块101的下表面朝向第一介电块101的上表面穿透第一介电块101。第一馈电过孔107和第二馈电过孔108通过利用金属材料填充对应的通路孔来形成，因此它们均可形成为具有圆柱形形状，并且可从第一介电块101的下表面朝向第一介电块101的上表面延伸。
122.第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可从第一介电块101的下表面暴露，并且连接垫107a可形成在第一馈电过孔107的暴露的端部处，连接垫108a可形成在第二馈电过孔108的暴露的端部处。连接垫107a和108a可通过焊料球80连接到板50的馈电线65，使得第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可电连接到板50。
123.当将第一介电块101安装在板50上时，在将第一馈电过孔107的连接垫107a和第二馈电过孔108的连接垫108a连接到馈电线65之后，可利用底部填充材料70来填充第一介电块101和板50之间的间隙并且使底部填充材料70固化。固化的底部填充材料70可形成为围绕其中连接垫107a和108a通过焊料球80连接到板50的馈电线65的部分，从而支撑第一介电块101以稳固地固定在板50上。另外，底部填充材料70可填充第一介电块101和板50之间的空间，以防止灰尘或水分从外部渗入，从而防止连接部处的绝缘性被破坏或出现故障。
124.在堆叠板环境中，在高介电常数板和空气之间的界面处产生大的反射波。dra模块110具有利用界面本身的大的反射波来谐振的结构。dra的介电块和空气之间的界面的反射是由介电块和空气的两种材料的介电常数的差异引起的，并且需要能够使用不同介电常数材料进行阻抗变换的天线结构，以便消除介电界面的反射。
125.图6是图3所示的介电谐振器天线模块的示例性变型的截面图。
126.参照图6，根据本示例性变型的dra模块110'可包括作为馈电单元的第一馈电过孔107'和第二馈电过孔108'。第一馈电过孔107'和第二馈电过孔108'可在第一介电块101'中彼此间隔开以彼此平行地延伸。
127.第一介电块101'可包括通路孔，以便形成第一馈电过孔107'和第二馈电过孔108'。当第一介电块101'安装在板50上时，通路孔可在垂直于板50的上表面的方向上延伸，并且可形成为从第一介电块101'的下表面向上延伸预定长度。因此，第一馈电过孔107'和第二馈电过孔108'可通过利用金属材料填充相应的通路孔来形成，从而从第一介电块101'的下表面向上延伸预定长度。在这种情况下，第一馈电过孔107'和第二馈电过孔108'可形成为具有预定的长度，以在设计天线时满足期望的阻抗，并且第一馈电过孔107'的长度和第二馈电过孔108'的长度可小于第一介电块101'的竖直高度。
128.下面将描述图3至图5所示的dra模块110的设计过程。
129.首先，可通过使用第一介电块101的尺寸(在x轴方向、y轴方向和z轴方向上的每侧的长度)和馈电过孔107和108的电感分量来形成50欧姆阻抗匹配和第一谐振。接下来，由于需要考虑第一介电块101和空气两者的接触表面来设计天线，因此可通过使用聚合物层103和第二介电块102执行阻抗变换来进一步执行阻抗匹配，第二介电块102的介电常数与第一介电块101的介电常数不同。另外，可通过使用第二介电块102的尺寸(在x轴方向、y轴方向和z轴方向上的每侧的长度)来产生第二谐振，以获得宽带宽。
130.在介电谐振器天线模块110中，第一介电块101和第二介电块102可利用陶瓷材料制成。聚合物层103可包括pi、pmma、ptfe、ppe、bcb和lcp基聚合物中的任何一种或任何两种或更多种的任何组合。此外，第二介电块102可具有与第一介电块101的介电常数相同的介电常数。另外，聚合物层103可具有比第一介电块101的介电常数或第二介电块102的介电常数低的介电常数。然而，在此的公开不限于上述示例，并且根据其他实施例，第二介电块102和第一介电块101可具有不同的介电常数，例如，第二介电块102可具有比第一介电块101的介电常数低的介电常数。
131.图7是示出作为图3所示的dra模块110的仿真结果的小信号反射特性的曲线图。
132.图7示出了图3所示的dra模块110的小信号反射特性(实线)与其中仅包括图3的实施例的第一介电块101的单层dra模块的小信号反射特性(虚线)的比较结果。
133.在单层dra(仅dra 1)模块的情况下，在35ghz附近出现单谐振，但是在图3所示的dra模块110(dra 1+聚合物层+dra 2)的情况下，可以看出，在27ghz附近和31ghz附近出现双谐振，因此，带宽得到改善。
134.图8示出了示出作为图3所示的dra模块110的仿真结果的辐射特性的曲线图。
135.图8还示出了图3所示的dra模块110的辐射特性(实线)与其中仅包括图3的实施例的第一介电块101的单层dra模块的辐射特性(虚线)的比较结果。
136.在单层dra(仅dra 1)模块的情况下，在0度附近出现约2db的最大值，但是在图3所示的dra模块110(dra 1+聚合物层+dra 2)的情况下，在0度附近出现约5db的最大值。
137.图9是示出根据另一实施例的dra模块130的截面图。图10是示出的dra模块130的介电谐振器天线的俯视平面图。
138.dra模块130具有与图3的dra模块110的构造类似的构造，不同之处在于dra模块130包括第二介电块132而不是dra模块110的第二介电块102。也就是说，第一介电块101和第二介电块132可通过聚合物层103堆叠在板50上，并且馈电单元可形成在第一介电块101中以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。馈电单元可包括在第一介电块101中设置为彼此间隔开的第一馈电过孔107和第二馈电过孔108，并且第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可穿过第一介电块101并且可电连接到板50上的馈电线65。
139.在dra模块130中，在平面图中，多个金属过孔136可沿着第二介电块132的内周在第二介电块132内彼此间隔开地设置。也就是说，第二介电块132可具有近似矩形或正方形的平面形状，并且金属过孔136可以靠近第二介电块132的四个边缘中的每个边缘的内侧相邻地间隔布置，以在矩形图案或正方形图案中形成过孔壁。
140.通过在第二介电块132中形成金属过孔136，可改善由于板模式引起的损耗(由从第一介电块101辐射的能量辐射到第二介电块132的侧面引起的能量损耗)以及当第二介电块132的介电常数和厚度增加时产生的辐射图案的变化。
141.在截面上，金属过孔136可形成为在垂直方向上穿透第二介电块132。因此，金属过孔136可从第二介电块132的与聚合物层103接触的下表面延伸到第二介电块132的上表面。
142.第二介电块132可具有圆柱形形状的通路孔，以便形成金属过孔136，并且当第二介电块132堆叠在第一介电块101上时，这样的通路孔可在垂直于板50的上表面的方向上延伸。由于通过利用金属材料填充通路孔的内部来形成金属过孔136，因此每个金属过孔136可形成为具有圆柱形形状，并且可形成为从第二介电块132的下表面朝向第二介电块132的上表面穿透第二介电块132。
143.尽管已经示出了金属过孔136沿着第二介电块132的内周在内部布置的结构，但是金属过孔136的布置不限于前述描述，并且金属过孔136可布置在第二介电块132内的其他位置处。
144.图11是示出根据另一实施例的dra模块140的截面图。图12是示出dra模块140的俯视平面图。
145.图11的dra模块140具有与图3的dra模块110的构造类似的构造，不同之处在于dra模块140包括第二介电块142而不是dra模块110的第二介电块102。也就是说，第一介电块101和第二介电块142可通过聚合物层103堆叠在板50上，并且馈电单元可形成在第一介电块101中以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。馈电单元可包括在第一介电块101中设置为彼此间隔开的第一馈电过孔107和第二馈电过孔108，并且第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可穿过第一介电块101并且可电连接到板50上的馈电线65。
146.在dra模块140中，在平面图中，金属壁146可沿着第二介电块142的外周形成在第二介电块142的外侧表面上。也就是说，第二介电块142可具有近似矩形或正方形的平面形状，并且金属壁146可沿着第二介电块142的四个边缘中的每个边缘的外侧表面形成以具有矩形或正方形的平面形状。
147.另外，在截面上，金属壁146可形成为围绕第二介电块142。因此，金属壁146可在竖直方向上从第二介电块142的下表面延伸到第二介电块142的上表面。
148.可通过图案化金属材料而在第二介电块142的表面上形成金属壁146，因此除非形成阻挡图案，否则可在包括第二介电块142和聚合物层103的六面体上的任何地方通过图案化金属材料形成金属壁，从而改善辐射图案，而对带宽没有大的改变。
149.图13是示出根据另一实施例的dra模块150的立体图。图14是沿着图13的线xiv-xiv截取的截面图。
150.图13和图14的dra模块150具有与图3所示的dra模块110的构造类似的构造，不同之处在于dra模块150包括聚合物层153而不是dra模块110的聚合物层103，并且dra模块150还包括金属贴片156。也就是说，在dra模块150中，第一介电块101和第二介电块102可通过聚合物层153堆叠在板50上，并且馈电单元可形成在第一介电块101中以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。馈电单元可包括第一馈电过孔107和第二馈电过孔108，第一馈电过孔107和第二馈电过孔108位于第一介电块101中以彼此间隔开，并且可穿过第一介电块101并且可电连接到板50上的馈电线65。
151.金属贴片156可附着到第一介电块101的上表面。因此，金属贴片156可位于第二介电块102和聚合物层153下方。金属贴片156可形成为具有例如矩形或正方形的平面形状，并且可具有小于第一介电块101的平面面积的平面面积。
152.金属贴片156可被设置为与第一馈电过孔107和第二馈电过孔108接触以电连接到第一馈电过孔107和第二馈电过孔108。也就是说，第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可通过穿透第一介电块101而从第一介电块101的下表面延伸到上表面，并且可与位于第一介电块101的上表面上的金属贴片156接触。因此，第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可接触金属贴片156的下表面。
153.金属贴片156可与第一馈电过孔107和第二馈电过孔108组合，并且可改变金属贴片156的尺寸和形状，以提高设计天线的自由度。
154.图15是示出根据另一实施例的dra模块160的俯视平面图。
155.dra模块160具有与图13和图14的dra模块150的构造类似的构造，但是dra模块160包括第一贴片167和第二贴片168而不是dra模块150的金属贴片156。也就是说，第一介电块101和第二介电块102可通过聚合物层153堆叠在板50上，并且馈电单元可形成在第一介电块101中以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。馈电单元可包括第一馈电过孔107和第二馈电过孔108，第一馈电过孔107和第二馈电过孔108位于第一介电块101中以彼此间隔开，并且第一馈电过孔107和第二馈电过孔108可穿过第一介电块101并且可电连接到板50上的馈电线65。
156.在dra模块160中，连接到第一馈电过孔107的第一贴片167和连接到第二馈电过孔108的第二贴片168可形成在第一介电块101的上表面上。因此，第一贴片167和第二贴片168可利用金属制成，并且可位于第二介电块102和聚合物层153下方，例如，可在x-y平面内具有矩形平面形状。
157.第一贴片167和第二贴片168可通过改变第一贴片167和第二贴片168的长度或方向来另外调节阻抗变化，而不改变馈电过孔107和108的位置。
158.图16是示出根据另一实施例的dra模块200的立体图。图17是示出dra模块200的侧视图。
159.在dra模块200中，第一介电块201和第二介电块202可经由聚合物层203堆叠在板50上，并且馈电单元可包括设置在第一介电块201的侧表面上的第一馈电带205和第二馈电带206。第一馈电带205和第二馈电带206可在垂直于板50的上表面的方向上延伸。
160.第一馈电带205和第二馈电带206可位于第一介电块201的外表面上。第一馈电带205和第二馈电带206可位于第一介电块201的不同侧表面处，并且可彼此平行地延伸。例如，第一馈电带205可传输具有第一极化的第一rf信号，第二馈电带206可传输具有第二极化的第二rf信号。第一rf信号是在x方向和y方向上分别形成电场和磁场的信号，第二rf信号可以是分别在x方向和y方向上形成磁场和电场的信号，x方向和y方向彼此垂直且垂直于传播方向(例如，z方向)。
161.连接垫205a可形成在第一馈电带205的在第一介电块201的下表面上的端部处，连接垫206a可形成在第二馈电带206的在第一介电块201的下表面上的端部处。连接垫205a和206a可通过焊料球80连接到板50的馈电线65，使得第一馈电带205和第二馈电带206可电连接到板50。
162.当第一介电块201安装在板50上时，在将连接垫205a和206a连接到馈电线65之后，可利用底部填充材料70填充第一介电块201和板50之间的间隙并使底部填充材料70固化。固化的底部填充材料70可围绕其中连接垫205a和206a通过焊料球80连接到板50的馈电线
65的部分，从而支撑第一介电块201以稳固地固定在板50上。另外，底部填充材料70可填充第一介电块201和板50之间的空间，以防止灰尘或水分从外部渗入，从而防止连接部处的绝缘性被破坏或出现故障。
163.图18是示出根据另一实施例的dra模块220的侧视图。
164.dra模块220具有与图17的dra模块200的构造类似的构造，不同之处在于dra模块220包括聚合物层223而不是dra模块200的聚合物层203，并且dra模块220还包括金属贴片226。也就是说，在dra模块220中，第一介电块201和第二介电块202可经由聚合物层223堆叠在板50上，并且第一馈电带205和第二馈电带206可设置在第一介电块201的侧表面处，以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。
165.金属贴片226可附着到第一介电块201的上表面。因此，金属贴片226可位于第二介电块202和聚合物层223下方。金属贴片226可具有例如矩形或正方形的平面形状，并且可具有小于第一介电块201的平面面积的平面面积。
166.金属贴片226可被设置为与第一馈电带205和第二馈电带206接触以电连接到第一馈电带205和第二馈电带206。例如，当第一馈电带205和第二馈电带206位于第一介电块201的彼此相邻的两个侧表面处时，金属贴片226可被定位为使得第一介电块201的两个侧表面的边缘被暴露。第一馈电带205和第二馈电带206可形成为延伸并接触位于第一介电块201的上表面上的金属贴片226。
167.上面已经描述了第二介电块202经由聚合物层223堆叠在第一介电块201上的结构，但是也可提供通过在单个方向上堆叠n个介电块(其中n是大于2的整数)而构造的dra模块。在制造具有n个介电块的dra模块的每个步骤中，聚合物层可设置在堆叠的介电块之间，以形成n-1个聚合物层。在下文中，将描述用于形成金属过孔的各种结构，金属过孔用于与如上所述通过堆叠n个介电块和n-1个聚合物层而形成的dra模块中的馈电单元进行阻抗匹配。
168.图19是示出根据另一实施例的dra模块240的立体图。图20是示出dra模块240的侧视图。
169.参照图19和图20，dra模块240可通过在单个方向上在板50上堆叠五个介电块201、202、211、212和221来构造，并且聚合物层203可设置在介电块201和202之间的区域处，聚合物层209可设置在介电块202和211之间的区域处，聚合物层213可设置介电块211和212之间的区域处，聚合物层219可设置在介电块212和221之间的区域处。
170.第一馈电带245和第二馈电带246可设置在五个介电块201、202、211、212和221的侧表面上，以便在垂直于板50的上表面的方向上延伸。第一馈电带245和第二馈电带246可位于五个介电块201、202、211、212和221的外表面上。第一馈电带245和第二馈电带246可设置在五个介电块201、202、211、212和221的不同侧表面上以彼此平行地延伸，并且可从最下介电块201的底部边缘延伸到最上介电块221的侧表面。
171.已经参照图19描述了堆叠五个介电块的结构，但是dra模块可包括n个介电块和设置在n个介电块中的相邻介电块之间的n-1个聚合物层(其中n是大于2的整数)。在这种情况下，dra模块可包括在垂直于板50的上表面的方向上从n个介电块的侧表面延伸的馈电带。
172.图21至图33示出了根据其他实施例的dra模块310、320、330、340、410、420、430、440、510、520、530和550的截面图。图21和图23至图33是dra模块310、320、330、340、410、
420、430、440、510、520、530和550的截面图，图22示出了图21所示的dra模块310的俯视图。
173.参照图21至图33，dra模块310、320、330、340、410、420、430、440、510、520、530和550可通过在单个方向上在板50上堆叠n个介电块来构造，并且n-1个聚合物层可分别设置在n个介电块中的相邻介电块之间的区域处(其中n是大于2的整数)。也就是说，介电块可包括固定在板50上的最下介电块、位于最上层上的最上介电块、以及堆叠在最下介电块和最上介电块之间的n-2个中间层介电块。
174.馈电过孔可形成在最下介电块中，以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。馈电过孔可包括在最下介电块中彼此间隔开的第一馈电过孔和第二馈电过孔。馈电过孔可穿过最下介电块，使得其上端与最下聚合物层的下表面接触，其下端可电连接到板上的馈电线65。
175.根据图21至图25所示的实施例，可在介电谐振器天线模块310、320、330和340中的中间层介电块或最上介电块中形成金属过孔。
176.参照图21，在dra模块310中，第一金属过孔315和第二金属过孔316形成在第一中间层介电块311_2中，而不形成在第二中间层介电块311_3、第三中间层介电块311_4和第n-2中间层介电块311_n-1以及最上介电块311_n中。第一馈电过孔307和第二馈电过孔308可形成在最下介电块311_1中，以在垂直于板50的上表面的方向上延伸。第一馈电过孔307和第二馈电过孔308可在最下介电块311_1中彼此间隔开。第一馈电过孔307和第二馈电过孔308可穿过最下介电块311_1，使得第一馈电过孔307的上端和第二馈电过孔308的上端与聚合物层313_1至313_n-1中的最下聚合物层313_1的下表面接触，并且第一馈电过孔307的下端和第二馈电过孔308的下端可电连接到板50上的馈电线65。参照图22，第一金属过孔315和第二金属过孔316可位于中间层介电块311_2的平面上的任何位置，并且可根据阻抗匹配设计来定位。
177.第一金属过孔315和第二金属过孔316可在垂直于板50的上表面的方向上延伸，并且可彼此间隔开。另外，第一金属过孔315和第二金属过孔316可形成为穿透第一中间层介电块311_2以分别接触相邻的聚合物层313_1的上表面和聚合物层313_2的下表面。
178.参照图23，在dra模块320中，第一金属过孔325和第二金属过孔326形成在第二中间层介电块321_3中，并且不形成在剩余的中间层介电块321_2、321_4和321_5至最上介电块321_n中。
179.dra模块320包括聚合物层323_1至323_n-1。第一金属过孔325和第二金属过孔326可形成为穿透第二中间层介电块321_3以分别接触相邻的聚合物层323_2的上表面和聚合物层323_3的下表面。
180.另外，第一馈电过孔307和第二馈电过孔308可穿过最下介电块321_1。
181.参照图24，在dra模块330中，第一金属过孔335和第二金属过孔336形成在第三中间层介电块331_4中，并且不形成在剩余的中间层介电块331_2、331_3和331_5至最上介电块331_n中。
182.第一金属过孔335和第二金属过孔336可形成为穿透第三中间层介电块331_4以分别接触相邻的聚合物层333_3的上表面和聚合物层333_4的下表面。
183.另外，第一馈电过孔307和第二馈电过孔308可穿过最下介电块331_1。
184.参照图25，在dra模块340中，第一金属过孔345和第二金属过孔346形成在最上介
电块341_n中。第一金属过孔345和第二金属过孔346可在垂直于板50的上表面的方向上延伸，并且可彼此间隔开。另外，第一金属过孔345和第二金属过孔346可形成为使得第一金属过孔345的下端和第二金属过孔346的下端穿透最上介电块341_n，以与聚合物层343_1至343_n-1中的相邻的聚合物层343_n-1的上表面接触。金属过孔345和346不形成在中间层介电块341_2、341_3、341_4至341_n-1中。
185.另外，第一馈电过孔307和第二馈电过孔308可穿过最下介电块341_1。
186.在根据实施例的如图26至图29所示的dra模块410、420、430和440中，第一馈电过孔407和第二馈电过孔408二者形成在相应的最下介电块411_1、421_1、431_1和441_1中。此外，在dra模块410、420、430和440中，可在中间层介电块411_2、421_3或431_4或最上介电块441_n中形成金属过孔，以穿透在dra模块410、420、430和440中与其相邻的聚合物层。
187.参照图26，在dra模块410中，第一金属过孔415和第二金属过孔416可形成在第一中间层介电块411_2中，并且可延伸以穿透聚合物层413_1至413_n-1中的第二聚合物层413_2。
188.参照图27，在dra模块420中，第一金属过孔425和第二金属过孔426可形成在第二中间层介电块421_3中，并且可延伸以穿透第三聚合物层423_3。
189.参照图28，在dra模块430中，第一金属过孔435和第二金属过孔436可形成在第三中间层介电块431_4中，并且可延伸以穿透第四聚合物层433_4。
190.参照图29，第一金属过孔445和第二金属过孔446可形成在最上介电块441_n中，并且可延伸以穿透紧邻其下方的聚合物层443_n-1。
191.在根据实施例的如图30至图33所示的dra模块510、520、530和550中，金属过孔可形成在多个中间层介电块或中间层介电块和最上介电块中，并且金属过孔可延伸以穿透设置在介电块之间的聚合物层。
192.参照图30，在dra模块510中，第一金属过孔515和第二金属过孔516可形成在介电块511_1至511_n中的第一中间层介电块511_2和第二中间层介电块511_3中。第一金属过孔515和第二金属过孔516可延伸以穿透聚合物层513_1至513_n-1中的设置在第一中间层介电块511_2和第二中间层介电块511_3之间的聚合物层513_2。
193.另外，第一馈电过孔507和第二馈电过孔508可穿过最下介电块511_1。
194.参照图31，在dra模块520中，第一金属过孔525和第二金属过孔526可形成在介电块521_1至521_n中的第二中间层介电块521_3和第三中间层介电块521_4中。第一金属过孔525和第二金属过孔526可延伸以穿透聚合物层523_1至523_n-1中的设置在第二中间层介电块521_3与第三中间层介电块521_4之间的聚合物层523_3。
195.另外，第一馈电过孔507和第二馈电过孔508可穿过最下介电块521_1。
196.参照图32，在dra模块530中，第一金属过孔535和第二金属过孔536可形成在介电块531_1至531_n中的最上介电块531_n和中间层介电块531_n-1中。第一金属过孔535和第二金属过孔536可延伸以穿透聚合物层533_1至533_n-1中的设置在最上介电块531_n和最上介电块531_n下方的中间层介电块531_n-1之间的聚合物层533_n-1。
197.另外，第一馈电过孔507和第二馈电过孔508可穿过最下介电块531_1。
198.参照图33，在dra模块550中，第一金属过孔557和第二金属过孔558可形成在介电块551_1至551_n中。第一金属过孔557和第二金属过孔558可延伸以穿透插设在介电块551_
1至551_n中的相邻介电块之间的聚合物层553_1至553_n-1。金属过孔557和558的形成在最下介电块551_1中的部分可用作馈电过孔。
199.图34至图39是分别示出根据其他实施例的dra模块610、620、630、640、650和660的截面图。
200.在dra模块610、620、630、640、650和660中，下介电块601和上介电块612、622、632、642、652或662可经由聚合物层603堆叠在板50上。第一馈电过孔607和第二馈电过孔608可形成在下介电块601中，以便在垂直于板50的上表面的方向上延伸，可穿透下介电块601，并且可电连接到板50上的馈电线65。
201.上介电块612、622、632、642、652和662的下表面可通过聚合物层603结合到下介电块601的上表面。上介电块612、622、632、642、652及662可形成为具有各种形状，这将在下文参照相应附图进行详细描述。
202.在图34所示的dra模块610中，上介电块612可具有大体上半球形形状，该半球形形状具有向上凸出的弯曲表面。
203.在图35所示的dra模块620中，上介电块622可具有具备向上渐缩的多个尖端或锯齿部分622a的形状。
204.在图36所示的dra模块630中，上介电块632可具有向上减缩的四角锥的形状。
205.在图37所示的dra模块640中，上介电块642可具有在上介电块642的左侧及右侧处具有弯曲尖端部分642a及642b且在上介电块642的中心处具有弯曲凹形部分的形状。
206.在图38所示的dra模块650中，上介电块652的横截面的面积在从下到上的方向上逐渐增大。
207.在图39所示的dra模块660中，上介电块662可具有多面体形状，该多面体形状在长度方向上的截面上具有五边形。
208.当图34到图39中所示的实施例中的上介电块612、622、632、642、652及662的形状应用于阻抗匹配时，可改善天线的带宽及增益，并且可改善直线度。
209.图40示出了根据实施例的包括dra模块20的电子装置30的示意图。
210.参照图40，电子装置30可包括dra模块20，并且dra模块20可设置在电子装置30的组板35上。电子装置30可具有多边形侧，并且dra模块20可与电子装置30的至少一些侧相邻地设置。
211.例如，电子装置30可以是智能电话、个人数字助理、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板电脑、膝上型电脑、网络设备、电视、视频游戏机、智能手表、汽车装置等，但不限于此。
212.dra模块20可包括其中多个介电块通过一个或更多个聚合物层在单个方向上堆叠在板上，并且馈电过孔形成在与板相邻的介电块中。也就是说，dra模块20可对应于上述dra模块中的任何一个。
213.因此，dra模块20可具有在一个方向上延伸的结构，因此易于沿着与电子装置30的边缘相邻的边缘布置dra模块20。
214.在此描述了其中多层介电块安装在板的上表面上的介电谐振器天线(dra)模块的示例，但是其中在板中形成腔并且至少一个介电块位于腔中并嵌入板中的结构也是可能的。
215.虽然上面已经示出并且描述了具体示例，但是在理解本公开之后将易于理解的是，在不脱离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义，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认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。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所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或由其他组件或其等同组件来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案的范围内的全部变型将被解释为被包含在本公开中。