天线模块和包括该天线模块的电子装置

对相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2019年8月1日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0093844号韩国专利申请的优先权，该申请的公开内容通过引用被完整地合并于此。

技术领域

本公开涉及一种调整天线模块的波束的技术。

背景技术

随着移动通信技术的发展，配备有天线的电子装置，诸如智能电话或可穿戴装置，正在被广泛供应。电子装置可以通过天线接收或发送包括数据(例如，消息、照片、视频、音乐文件或游戏)的信号。电子装置可以使用天线将接收到的信号递送到射频集成电路(RFIC)。

电子装置的天线使用多个天线元件来实现，以更有效地接收或发送信号。例如，电子装置可以包括一个或多个天线阵列，在每个天线阵列中，多个天线元件以规则形状排列。天线阵列可以具有大于一个天线元件的有效各向同性辐射功率(effectiveisotropically radiated power，EIRP)。因此，包括天线阵列的电子装置可以有效地接收或发送信号。

呈现上述信息作为背景技术信息，仅用于帮助理解本公开。关于上述内容中的任一项是否可适用于本公开的现有技术，尚未做出确定，也未做出断言。

发明内容

在第5代(5G)移动通信中，因为要求高数据传输速率，所以已经采用容易确保宽带宽度的毫米波(mmWave)频带通信作为标准。然而，由于毫米波频带中的高路径损耗、低衍射特征或半导体处理的限制，电子装置可以包括相控阵列系统。包括在RFIC中的放大器可以由互补金属氧化物半导体(CMOS)形成。然而，因为CMOS放大器具有低输出功率、由于低功率效率而降低的性能以及散热等问题，所以考虑其中将用CMOS实现的RFIC和用异质化合物半导体实现的射频前端(RFFE)分离成两个单独芯片的结构。然而，当先前集成在单个芯片中的电路被分离成两个芯片时，由于诸如芯片之间的最小预留距离和接口布线的原因，安装面积可能增加。

本公开的各方面旨在至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供下面描述的优点。因此，本公开的一个方面是提供一种包括RFIC芯片和单独的RFFE芯片(例如，包括放大器和移相器)的天线模块，以及包括该天线模块的电子装置。天线模块可以包括插置在RFIC芯片和RFFE芯片之间的移相接口。

另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，通过该描述，部分内容将是显而易见的，或者可以通过给出的实施例的实践而获知。

根据本公开的一个方面，提供了一种电子装置。所述电子装置包括：天线模块，所述天线模块包括天线阵列，所述天线阵列包括多个天线元件；和处理器，可操作地连接到所述天线模块。天线模块可以包括：印刷电路板；形成在印刷电路板上的导线，每根导线具有不同的长度；包括第一开关的通信电路，第一开关连接到导线一端；以及包括第二开关和移相器的前端，第二开关连接到导线的另一端，且移相器连接到第二开关。移相器可以连接到多个天线元件。基于由天线阵列形成的波束方向，处理器可以被配置为控制第一开关和第二开关以选择导线中的至少一根，并且基于所选择的导线的长度，来控制连接到所选择的导线的移相器中的至少一个移相器的相位值。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子装置。所述电子装置包括：天线模块，所述天线模块包括天线阵列，所述天线阵列包括多个天线元件；和处理器，可操作地连接到所述天线模块。天线模块可以包括：印刷电路板；安装在印刷电路板上并包括第一接入节点的通信电路；前端，安装在印刷电路板上，并包括第二接入节点和连接到从第二接入节点中选择的一个第二接入节点的移相器；以及移相接口，被插置在通信电路和前端之间并包括将第一接入节点连接到第二接入节点的导线，每根导线具有不同的长度。移相器可以连接到多个天线元件。基于由天线阵列形成的波束的方向，处理器可以被配置为选择导线中的至少一根，并且基于所选择的导线的长度，来控制连接到所选择的导线的移相器中的至少一个移相器的相位值。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子装置。所述电子装置包括：天线模块，所述天线模块包括天线阵列，所述天线阵列包括多个天线元件；和处理器，可操作地连接到所述天线模块。天线模块可以包括：印刷电路板；安装在印刷电路板上并包括第一接入节点的通信电路；安装在印刷电路板上的前端，包括第二接入节点和连接到第二接入节点的矢量调制器；以及移相接口，插置在通信电路和前端之间并包括导线，所述导线用于通过将第一接入节点连接到第二接入节点来实现至少一个相位差。矢量调制器可以向多个天线元件提供射频(RF)信号，基于依据至少一个相位差生成的差分同相和正交(I-Q)信号对射频(RF)信号执行移相。处理器可以被配置为基于由天线阵列形成的波束的方向来控制矢量调制器。

从下面结合附图的详细描述中，本公开的其他方面、优点和显著的特征对本领域技术人员将变得明显，其中，所述描述公开了本公开的各种实施例。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本公开的特定实施例的以上和其他方面、特征及优点将更加明显，在附图中：

图1是示出了根据本公开的实施例的网络环境中的电子装置的框图；

图2是根据本公开的实施例的用于支持传统网络通信和5G网络通信的电子装置的框图；

图3示出了根据本公开的实施例的参照图2描述的第三天线模块结构的实施例；

图4是示出了根据本公开的实施例的包括RFIC芯片和移相器的RFFE芯片的连接结构图；

图5是示出了根据本公开的实施例的包括RFIC芯片和移相器的RFFE芯片的连接结构图；以及

图6是示出了根据本公开的实施例的包括RFIC芯片和移相器的RFFE芯片的连接结构图。

贯穿附图，相同的附图标记将被理解为指代相同的部分、部件和结构。

具体实施方式

提供参照附图的以下描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。其包括各种具体细节以帮助该理解，但是这些将被认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，可以省略对公知功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书目含义，而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本公开。因此，对于本领域技术人员应当显而易见的是，提供本公开的各种实施例的以下描述仅是为了说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。

应当理解，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“部件表面”的引用包括对一个或多个这样的表面的引用。

图1是示出根据各种实施例的网络环境100中的电子装置101的框图。

参照图1，网络环境100中的电子装置101可经由第一网络198(例如，短距离无线通信网络)与电子装置102进行通信，或者经由第二网络199(例如，长距离无线通信网络)与电子装置104或服务器108进行通信。根据实施例，电子装置101可经由服务器108与电子装置104进行通信。根据实施例，电子装置101可包括处理器120、存储器130、输入装置150、声音输出装置155、显示装置160、音频模块170、传感器模块176、接口177、触觉模块179、相机模块180、电力管理模块188、电池189、通信模块190、用户识别模块(SIM)196或天线模块197。在一些实施例中，可从电子装置101中省略所述部件中的至少一个(例如，显示装置160或相机模块180)，或者可将一个或更多个其他部件添加到电子装置101中。在一些实施例中，可将所述部件中的一些部件实现为单个集成电路。例如，可将传感器模块176(例如，指纹传感器、虹膜传感器、或照度传感器)实现为嵌入在显示装置160(例如，显示器)中。

处理器120可运行例如软件(例如，程序140)来控制电子装置101的与处理器120连接的至少一个其他部件(例如，硬件部件或软件部件)，并可执行各种数据处理或计算。根据一个实施例，作为所述数据处理或计算的至少部分，处理器120可将从另一部件(例如，传感器模块176或通信模块190)接收到的命令或数据加载到易失性存储器132中，对存储在易失性存储器132中的命令或数据进行处理，并将结果数据存储在非易失性存储器134中。根据实施例，处理器120可包括主处理器121(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))以及与主处理器121在操作上独立的或者相结合的辅助处理器123(例如，图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器中枢处理器或通信处理器(CP))。另外地或者可选择地，辅助处理器123可被适配为比主处理器121耗电更少，或者被适配为具体用于指定的功能。可将辅助处理器123实现为与主处理器121分离，或者实现为主处理器121的部分。

在主处理器121处于未激活(例如，睡眠)状态时，辅助处理器123可控制与电子装置101(而非主处理器121)的部件之中的至少一个部件(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些，或者在主处理器121处于激活状态(例如，运行应用)时，辅助处理器123可与主处理器121一起来控制与电子装置#01101的部件之中的至少一个部件(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例，可将辅助处理器123(例如，图像信号处理器或通信处理器)实现为在功能上与辅助处理器123相关的另一部件(例如，相机模块180或通信模块190)的部分。

存储器130可存储由电子装置101的至少一个部件(例如，处理器120或传感器模块176)使用的各种数据。所述各种数据可包括例如软件(例如，程序140)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器130可包括易失性存储器132或非易失性存储器134。

可将程序140作为软件存储在存储器130中，并且程序140可包括例如操作系统(OS)142、中间件144或应用146。

输入装置150可从电子装置101的外部(例如，用户)接收将由电子装置101的其他部件(例如，处理器120)使用的命令或数据。输入装置150可包括例如麦克风、鼠标、键盘或数字笔(例如，手写笔)。

声音输出装置155可将声音信号输出到电子装置101的外部。声音输出装置155可包括例如扬声器或接收器。扬声器可用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的，接收器可用于呼入呼叫。根据实施例，可将接收器实现为与扬声器分离，或实现为扬声器的部分。

显示装置160可向电子装置101的外部(例如，用户)视觉地提供信息。显示装置160可包括例如显示器、全息装置或投影仪以及用于控制显示器、全息装置和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例，显示装置160可包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如，压力传感器)。

音频模块170可将声音转换为电信号，反之亦可。根据实施例，音频模块170可经由输入装置150获得声音，或者经由声音输出装置155或与电子装置101直接(例如，有线地)连接或无线连接的外部电子装置(例如，电子装置102)的耳机输出声音。

传感器模块176可检测电子装置101的操作状态(例如，功率或温度)或电子装置101外部的环境状态(例如，用户的状态)，然后产生与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例，传感器模块176可包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。

接口177可支持将用来使电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102)直接(例如，有线地)或无线连接的一个或更多个特定协议。根据实施例，接口177可包括例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。

连接端178可包括连接器，其中，电子装置101可经由所述连接器与外部电子装置(例如，电子装置102)物理连接。根据实施例，连接端178可包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如，耳机连接器)。

触觉模块179可将电信号转换为可被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如，振动或运动)或电刺激。根据实施例，触觉模块179可包括例如电机、压电元件或电刺激器。

相机模块180可捕获静止图像或运动图像。根据实施例，相机模块180可包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。

电力管理模块188可管理对电子装置101的供电。根据实施例，可将电力管理模块188实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少部分。

电池189可对电子装置101的至少一个部件供电。根据实施例，电池189可包括例如不可再充电的原电池、可再充电的蓄电池、或燃料电池。

通信模块190可支持在电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102、电子装置104或服务器108)之间建立直接(例如，有线)通信信道或无线通信信道，并经由建立的通信信道执行通信。通信模块190可包括能够与处理器120(例如，应用处理器(AP))独立操作的一个或更多个通信处理器，并支持直接(例如，有线)通信或无线通信。根据实施例，通信模块190可包括无线通信模块192(例如，蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)或有线通信模块194(例如，局域网(LAN)通信模块或电力线通信(PLC)模块)。这些通信模块中的相应一个可经由第一网络198(例如，短距离通信网络，诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA))或第二网络199(例如，长距离通信网络，诸如蜂窝网络、互联网、或计算机网络(例如，LAN或广域网(WAN)))与外部电子装置进行通信。可将这些各种类型的通信模块实现为单个部件(例如，单个芯片)，或可将这些各种类型的通信模块实现为彼此分离的多个部件(例如，多个芯片)。无线通信模块192可使用存储在用户识别模块196中的用户信息(例如，国际移动用户识别码(IMSI))识别并验证通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中的电子装置101。

天线模块197可将信号或电力发送到电子装置101的外部(例如，外部电子装置)或者从电子装置101的外部(例如，外部电子装置)接收信号或电力。根据实施例，天线模块197可包括天线，所述天线包括辐射元件，所述辐射元件由形成在基底(例如，PCB)中或形成在基底上的导电材料或导电图案构成。根据实施例，天线模块197可包括多个天线。在这种情况下，可由例如通信模块190(例如，无线通信模块192)从所述多个天线中选择适合于在通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中使用的通信方案的至少一个天线。随后可经由所选择的至少一个天线在通信模块190和外部电子装置之间发送或接收信号或电力。根据实施例，除了辐射元件之外的另外的部件(例如，射频集成电路(RFIC))可附加地形成为天线模块197的一部分。

上述部件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如，总线、通用输入输出(GPIO)、串行外设接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))相互连接并在它们之间通信地传送信号(例如，命令或数据)。

根据实施例，可经由与第二网络199连接的服务器108在电子装置101和外部电子装置104之间发送或接收命令或数据。电子装置102和电子装置104中的每一个可以是与电子装置101相同类型的装置，或者是与电子装置101不同类型的装置。根据实施例，将在电子装置101运行的全部操作或一些操作可在外部电子装置102、外部电子装置104或服务器108中的一个或更多个运行。例如，如果电子装置101应该自动执行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一装置的请求执行功能或服务，则电子装置101可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分，而不是运行所述功能或服务，或者电子装置101除了运行所述功能或服务以外，还可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分。接收到所述请求的所述一个或更多个外部电子装置可执行所述功能或服务中的所请求的所述至少部分，或者执行与所述请求相关的另外功能或另外服务，并将执行的结果传送到电子装置101。电子装置101可在对所述结果进行进一步处理的情况下或者在不对所述结果进行进一步处理的情况下将所述结果提供作为对所述请求的至少部分答复。为此，可使用例如云计算技术、分布式计算技术或客户机-服务器计算技术。

图2是根据本公开的实施例的用于支持传统网络通信和5G网络通信的电子装置的框图。

参照图2，电子装置101可以包括第一通信处理器212、第二通信处理器214、第一射频集成电路(RFIC)222、第二RFIC 224、第三RFIC 226、第四RFIC 228、第一射频前端(RFFE)232、第二RFFE 234、第三RFFE 236、第一天线模块242、第二天线模块244和第三天线模块246。电子装置101还可以包括处理器120和存储器130。第二网络199可以包括第一蜂窝网络292和第二蜂窝网络294。根据另一个实施例，电子装置101可以进一步包括图1中所示出的部件中的至少一个部件，且第二网络199可以进一步包括至少另一网络。根据实施例，第一通信处理器212、第二通信处理器214、第一RFIC222、第二RFIC 224、第四RFIC 228、第一RFFE 232和第二RFFE 234可以形成无线通信模块192的至少一部分。根据另一个实施例，第四RFIC 228可以被省略或者可以被包括作为第三RFIC 226的一部分。

第一通信处理器212可以支持与第一蜂窝网络292的无线通信所使用的波段的通信信道的建立，以及通过所建立的通信信道支持传统网络通信。根据各种实施例，第一蜂窝网络292可以是包括第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)和/或长期演进(LTE)网络的传统网络。第二通信处理器214可以支持与第二蜂窝网络294的无线通信所使用的波段中的指定波段(例如，约6GHz～约60GHz)相对应的通信信道的建立，以及经由所建立的通信信道支持5G网络通信。根据各种实施例，第二蜂窝网络294可以是在第三代合作伙伴计划(3GPP)中定义的5G网络。另外，根据实施例，第一通信处理器212或第二通信处理器214可以针对与第二蜂窝网络294的无线通信所使用波段中的指定波段(例如，大约6GHz或更低)建立通信信道，并且可以通过所建立的通信信道支持5G网络通信。根据实施例，第一通信处理器212和第二通信处理器214可以在单个芯片或单个封装内实现。根据各种实施例，第一通信处理器212或第二通信处理器214可以与图1中的处理器120、辅助处理器123或通信模块190一起实现在单个芯片或单个封装内。

在发送时，第一RFIC 222可以将由第一通信处理器212生成的基带信号转换为用于第一蜂窝网络292(例如，传统网络)的约700MHz至约3GHz的射频(RF)信号。在接收时，RF信号可以经由天线(例如，第一天线模块242)从第一蜂窝网络292(例如，传统网络)获得，并且可以经由第一RFFE 232被预处理。第一RFIC 222可以将预处理后的RF信号转换成基带信号，以便由第一通信处理器212处理。

在发送时，第二RFIC 224可以将由第一通信处理器212或第二通信处理器214生成的基带信号转换成在第二蜂窝网络294(例如，5G网络)中使用的Sub6波段(例如，大约6GHz或更低)中的RF信号(以下称为“5G Sub6RF信号”)。在接收时，5G Sub6 RF信号可以经由天线(例如，第二天线模块244)从第二蜂窝网络294(例如，5G网络)获得，并且可以经由第二RFFE234被预处理。第二RFIC 224可以将预处理后的5G Sub6 RF信号转换成基带信号，以便由第一通信处理器212或第二通信处理器214中的与5G Sub6RF信号相对应的通信处理器来处理。

第三RFIC 226可以将由第二通信处理器214生成的基带信号转换成要用于第二蜂窝网络294(例如，5G网络)的5G Above6波段(例如，约6GHz～约60GHz)的RF信号(以下称为“5G Above6 RF信号”)。在接收时，5G Above6RF信号可以经由天线(例如，天线248)从第二蜂窝网络294(例如，5G网络)获得，并且可以经由第三RFFE 236被预处理。例如，第三RFFE236可以使用移相器238来预处理信号。第三RFIC 226可以将预处理后的5G Above6RF信号转换成要由第二通信处理器214处理的基带信号。根据实施例，第三RFFE 236可以被形成为第三RFIC226的一部分；可替代地，第三RFFE 236和第三RFIC 226中的每一个可以形成为单独的芯片。

根据实施例，电子装置101可以包括第四RFIC 228，其独立于第三RFIC226或作为第三RFIC 226的至少一部分。在这种情况下，第四RFIC 228可以将由第二通信处理器214生成的基带信号转换成中频带(例如，大约9GHz～大约11GHz)的RF信号(以下称为中频(IF)信号)，然后可以将IF信号递送到第三RFIC 226。第三RFIC 226可以将IF信号转换为5GAbove6 RF信号。在接收时，可以经由天线(例如，天线248)从第二蜂窝网络294(例如，5G网络)接收5G Above6 RF信号，并且可以通过第三RFIC 226将5G Above6RF信号转换为IF信号。第四RFIC 228可以将IF信号转换成要由第二通信处理器214处理的基带信号。

根据实施例，第一RFIC 222和第二RFIC 224可以利用单个芯片或单个封装的至少一部分来实现。根据实施例，可以将第一RFFE 232和第二RFFE234实现为单个芯片或单个封装的至少一部分。根据实施例，第一天线模块242或第二天线模块244中的至少一个可以被省略，或者可以与任何其他天线模块组合以处理多个频带中的RF信号。

根据实施例，第三RFIC 226、第三RFFE 236和天线248可以被布置在同一基板(例如，印刷电路板(PCB))上以形成第三天线模块246。例如，无线通信模块192或处理器120可以被布置在第一基板(例如，主PCB)上。在这种情况下，第三RFIC 226和第三RFFE 236可以被布置在独立于第一基板的第二基板(例如，子PCB)的部分区域中(例如，在下表面上)，并且天线248可以被布置在第二基板的另一部分区域中(例如，在上表面上)。这样，可以形成第三天线模块246。根据实施例，天线248可以包括例如要用于波束成形的天线阵列。通过将第三RFIC 226、第三RFFE 236和天线248放置在同一基板上，可以减少第三RFIC 226、第三RFFE 236和天线248之间的传输线的长度。传输线的缩短可以使降低由于传输线而导致的用于5G网络通信的高频带(例如，大约6GHz至大约60GHz)中的信号损耗(或衰减)成为可能。为此，电子装置101可以提高与第二蜂窝网络294(例如，5G网络)的通信的质量或速度。

第二蜂窝网络294(例如，5G网络)可以独立于第一蜂窝网络292(例如，传统网络)使用(例如，单机(stand-along，SA))，或者可以结合第一蜂窝网络292使用(例如，非单机(NSA))。例如，5G网络中可以仅存在接入网络(例如，5G无线电接入网络(RAN)或下一代RAN(NG RAN))，并且5G网络中可以不存在核心网络(例如，下一代核心网(NGC))。在这种情况下，电子装置101可以接入5G网络的接入网络，然后可以在传统网络的核心网络(例如，演进分组核心网(EPC))的控制下接入外部网络(例如，互联网)。用于与传统网络通信的协议信息(例如，LTE协议信息)或用于与5G网络通信的协议信息(例如，新无线电(NR)协议信息)可以被存储在存储器130中，并且可以由另一部件(例如，处理器120、第一通信处理器212或第二通信处理器214)访问。

图3示出了根据本公开的实施例的参考图2描述的第三天线模块的实施例。

参照图3，透视图300a是从一侧观看时第三天线模块246的透视图，并且透视图300b是从另一侧观看时第三天线模块246的透视图。透视图300c是沿着线A-A'截取的第三天线模块246的横截面视图。

参考图3，在实施例中，第三天线模块246可以包括印刷电路板310、天线阵列330、RFIC 352、电力管理集成电路(PMIC)354、RFFE 356和模块接口(未示出)。选择性地，第三天线模块246还可以包括遮蔽构件390。在各种实施例中，可以省略上述部件中的至少一个，或者可以一体地形成上述部件中的至少两个。

印刷电路板310可以包括多个导电层和多个非导电层，并且导电层和非导电层可以交替地堆叠。印刷电路板310可以使用形成在导电层中的布线和导电通孔来提供布置在印刷电路板310上或布置在外部的各种电子部件之间的电连接。

天线阵列330(例如，图2的天线248)可以包括被布置为形成定向波束的多个天线元件332、334、336和338。如附图所示，天线元件可以形成在印刷电路板310的第一表面上，如图所示。根据各种实施例，天线阵列330可以形成在印刷电路板310内。根据实施例，天线阵列330可以包括形状或种类相同或不同的多个天线阵列(例如，偶极天线阵列和/或贴片天线阵列)。

RFIC 352(例如，图2的第三RFIC 226)可以被布置在印刷电路板310的另一区域(例如，背向第一表面的第二表面)上，以便与天线阵列330间隔开。RFIC 352可以被配置为处理通过天线阵列330发送/接收的所选频带中的信号。根据实施例，在发送时，RFIC 352可以将从通信处理器(例如，图2的第二通信处理器214)获得的基带信号转换成RF信号。在接收时，RFIC352可以将通过天线阵列330和RFFE 356接收的RF信号转换成基带信号，并且可以将基带信号递送到通信处理器。

根据另一实施例，在发送时，RFIC 352可以将从中频集成电路(IFIC)(例如，图2的第四RFIC 228)获得的IF信号(例如，大约9GHz至大约11GHz)上变频为RF信号。在接收时，RFIC 352可以将通过天线阵列330和RFFE 356获得的RF信号下变频为IF信号，并且可以将该IF信号递送到IFIC。

PMIC 354可以被布置在印刷电路板310的与天线阵列330间隔开的另一区域(例如，第二表面)上。例如，PMIC 354可以由主PCB(未示出)供应电压，并且可以提供天线模块上的各种部件(例如，RFIC 352和RFFE 356)所需的电力。

遮蔽构件390可以被布置在印刷电路板310的一部分处(例如，在第二表面上)，使得RFIC 352、RFFE 356或PMIC 354中的至少一个被电磁屏蔽。根据实施例，遮蔽构件390可以包括屏蔽罐。

虽然在附图中未示出，但是在各种实施例中，第三天线模块246可以通过模块接口与另一印刷电路板(例如，主PCB)电连接。模块接口可以包括连接构件，例如，同轴电缆连接器、板到板连接器、内插器或柔性印刷电路板(FPCB)。第三天线模块246的RFIC 352、RFFE356和/或PMIC 354可以通过连接构件与印刷电路板电连接。

图4是示出根据本公开的实施例的包括RFIC芯片和移相器的RFFE芯片的连接结构图。

参考图4，根据实施例，第三天线模块246可以包括印刷电路板310、RFIC 352、移相接口430和/或RFFE 356。RFIC 352和RFFE 356中的每一个可以由单个芯片形成。在实施例中，RFIC 352和/或RFFE 356可以被安装在印刷电路板310上。印刷电路板310可以包括天线元件(例如，图3的天线元件332、334、336或338)。

例如，当RFIC 352和RFFE 356被形成为单个芯片而没有移相接口430时，在第三天线模块246执行总共4比特的移相的情况下，移相电路470需要执行全部4比特的移相。例如，当天线元件以1×4阵列排列并且天线间隔是λ/2(例如，λ是通过天线发送和接收的信号的波长长度)时，第一移相器471至第四移相器474的相位值可以如表1所示设置，以确定发送(TX)波束和/或接收(RX)波束的方向(例如，波束角)。

参照表1，第一移相器471至第四移相器474中的每一个移相器可以被设置为0至360度之间的相位值中的一个相位值。例如，第一移相器471至第四移相器474可以使用用于第三天线模块246中的移相的总比特数(例如，4比特)来表示相位值。

表1

例如，可以将单个RFIC芯片(例如，包括RFIC 352和RFFE 356的功能的单个芯片)实现为互补金属氧化物半导体(CMOS)。然而，当用CMOS实现RFIC芯片时，包括在RFIC芯片中的放大器可能具有低输出功率和低功率效率的问题。因此，当放大器被单独地定位在单独的RFFE芯片(例如，RFFE 356)中、并且RFFE芯片利用异质化合物半导体(例如，GaAs或GaN)来实现时，可以增加放大器的输出功率和功率效率。然而，当RFIC芯片被分离成两个芯片(例如，RFIC 352+RFFE 356)时，由于芯片之间的最小备用距离和接口路由，安装面积可能增加。此外，当用异质化合物半导体实现RFFE356时，与用CMOS实现RFFE 356的情况相比，可能需要更大的面积。在下文中，在图4至图6中，两个芯片(例如，RFIC 352+RFFE 356)可以单独地形成；将描述与形成单个RFIC芯片的情况相比安装面积未增加的天线模块结构的实施例。

根据实施例，RFIC 352可以包括将基带信号(或IF信号)转换成指定波段中的RF信号RF0或将RF信号RF0转换成基带信号(或IF信号)的波段转换电路(未示出)、第一分割器(divider)410、第一开关420和/或第一至第四RFIC节点421至424。例如，第一分配线411或第二分配线412可以连接在第一分割器410与第一开关420之间。第一开关420可以将第一分配线411和第二分配线412中的一个连接到第一RFIC节点421至第四RFIC节点424中的一个。例如，第一开关420可以包括双刀四掷(DP4T)开关。

根据实施例，RFFE 356可以包括第一RFFE节点441至第四RFFE节点444、第二开关440、第二分割器461、第三分割器462和/或移相电路470(例如，图2的移相器238)。例如，移相电路470可以包括第一移相器471至第四移相器474。第一移相器471至第四移相器474可以连接到天线元件。放大器(未示出)可以插置在第一移相器471至第四移相器474与天线元件之间。在发送时，放大器可以包括功率放大器(PA)，其放大由第一移相器471至第四移相器474输出的第一RF信号RF1至第四RF信号RF4，然后将放大的信号提供给天线元件。可替代地，在接收时，放大器可以包括低噪声放大器(LNA)，其放大从天线元件接收的弱信号，并且将第一RF信号RF1至第四RF信号RF4递送到第一移相器471至第四移相器474。

根据实施例，第三分配线451可以连接在第二开关440与第二分割器461之间。第四分配线452可连接在第二开关440与第三分割器462之间。第二开关440可以将第三分配线451和第四分配线452中的一个连接到第一RFFE节点441至第四RFFE节点444中的一个。例如，第二开关440可以是双刀四掷(DP4T)开关。第二分割器461可以连接到第一移相器471和/或第二移相器472。第三分割器462可以连接到第三移相器473和/或第四移相器474。

根据实施例，移相接口430可以将第一RFIC节点421至第四RFIC节点424连接到第一RFFE节点441至第四RFFE节点444。例如，移相接口430可以包括第一移相线431至第四移相线434。第一移相线431可以将第一RFIC节点421连接到第一RFFE节点441。第二移相线432可以将第二RFIC节点422连接到第二RFFE节点442。第三移相线433可以将第三RFIC节点423连接到第三RFFE节点443。第四移相线434可以将第四RFIC节点424连接到第四RFFE节点444。

根据实施例，第一移相线431至第四移相线434可以具有彼此不同的长度。例如，第二移相线432至第四移相线434可以被形成为与第一移相线431具有指定相位差(例如，60度、120度或180度)。例如，当RF信号RF0的波长长度为λ并且RFIC节点421至424与RFFE节点441至444之间的距离为‘d’时，第一移相线431可以具有‘d+λ’的长度。第二移相线432可以具有‘d+λ/2’的长度。第三移相线433可以具有‘d+λ/4’的长度。第四移相线434可以具有‘d+λ/8’的长度。在实施例中，移相接口430可以被形成在印刷电路板310的一个导电层上。

根据实施例，移相接口430和移相电路470可以共享移相操作以执行移相操作。例如，移相接口430可以执行1比特的移相。移相电路470可以执行剩余比特的移相。例如，当第三天线模块246执行总共4比特的移相时，移相接口430可以执行1比特的移相，并且移相电路470可以执行3比特的移相。因此，当由第三天线模块246执行4比特的移相时，移相电路470仅需要执行3比特的移相，比4比特小1比特，并且因此移相电路470可以用比4比特移相器更小的面积来实现。例如，由移相接口430、第一开关420和第二开关440引起的面积增加可以被由于处理比特数量的减少而引起的移相电路470的面积减小抵消。例如，当天线元件被放置在1×4阵列中并且天线间隔是λ/2(例如，λ是通过天线发送和接收的信号的波长长度)时，参考表2，第三天线模块246可以通过移相接口430和移相电路470的组合来确定TX波束和/或RX波束的方向(例如，波束角)。

表2

根据实施例，在表2中，连接到第三分配线451或第四分配线452的移相接口430(例如，第一移相线431至第四移相线434中的一个)可以通过第一开关420和第二开关440的选择来确定。第一移相器471至第四移相器474中的每一个可以被设置为0至180度之间的相位值中的一个相位值。例如，第一移相器471至第四移相器474可以使用3比特来表示相位值。当没有移相接口仅使用移相器时，在表2的括号中指示的角度是需要在每个移相器中实现以在相同方向上生成TX波束和/或RX波束的相位值(例如，波束角度)。当没有移相接口时，移相器需要被实现为具有0至360度之间的相位值；另一方面，因为图4的移相电路470仅需要被实现为具有0至180度之间的相位值，所以可以用比使用4比特的移相器更小的面积来实现使用3比特的移相电路470。

根据实施例，处理器(例如，第二通信处理器214)可以根据要生成的TX波束和/或RX波束来选择移相接口430，并且可以控制移相电路470。例如，处理器可以依据基于表2确定的波束方向来控制第一开关420、第二开关440和移相电路470。例如，当所确定的波束方向是7.2度时，第一开关420可以被配置为将第一分配线411连接到第一RFIC节点421并且将第二分配线412连接到第二RFIC节点422。第二开关440可以被配置为将第三分配线451连接到第一RFFE节点441且将第四分配线452连接到第二RFFE节点442。此外，第一移相器471可以被设置为135度；第二移相器472可以被设置为157.5度；第三移相器473可以被设置为0度；并且第四移相器474可以被设置为22.5度。根据各种实施例，表2可以以查找表的形式被存储在存储器(例如，存储器130)中；处理器可以参照存储在存储器中的查找表来控制第一开关420、第二开关440和移相电路470。

图5是示出根据本公开的实施例的包括RFIC芯片和移相器的RFFE芯片的连接结构图。

参考图5，根据实施例，第三天线模块246可以包括印刷电路板310、RFIC 352、移相接口530和/或RFFE 356。RFIC 352和RFFE 356中的每一个可以由单个芯片形成。在实施例中，RFIC 352和RFFE 356可以被安装在印刷电路板310上。印刷电路板310可以包括天线元件(例如，图3的天线元件332、334、336或338)。图5的RFIC 352或RFFE 356的一些配置可以与图4的RFIC 352或RFFE 356的一些配置相同或类似。将省略对图5的RFIC352或RFFE 356的配置中与图4的RFIC 352或RFFE 356的配置相同或类似的配置的描述。

根据实施例，RFIC 352可以包括‘m’个(例如，‘m’是自然数)RFIC节点(例如，第一RFIC节点521至第m RFIC节点523)。例如，第一开关520可以将第一分配线511和第二分配线512中的一个连接到第一RFIC节点521至第m RFIC节点523中的一个。例如，第一开关520可以包括双刀m掷(DPmT)开关。第一分配线511和第二分配线512还连接到第一分割器510。

根据实施例，RFFE 356可以包括‘m’个RFFE节点(例如，第一RFFE节点541至第mRFFE节点543)。例如，第二开关540可以将第三分配线551和第四分配线552中的一个连接到第一RFFE节点541至第m RFFE节点543中的一个。例如，第二开关540可以包括双刀m掷(DPmT)开关。RFFE 356可包括第二分割器561和第三分割器562。

根据实施例，移相接口530可以将第一RFIC节点521至第mRFIC节点523连接到第一RFFE节点541至第m RFFE节点543。例如，移相接口530可以包括‘m’个移相线(例如，第一移相线531至第m移相线533)。第一移相线531可以将第一RFIC节点521连接到第一RFFE节点541。第二移相线532可以将第二RFIC节点522连接到第二RFFE节点542。第m移相线533可以将第m RFIC节点523连接到第m RFFE节点543。

根据实施例，第一移相线531至第m移相线533可以具有彼此不同的长度。例如，第二移相线532至第m移相线533可以被形成为与第一移相线531具有指定相位差。例如，当RF信号RF0的波长长度为λ、并且RFIC节点521至523与RFFE节点541至543之间的距离为‘d’时，第一移相线531可以具有‘d+λ’的长度。第二移相线532可以具有‘d+λ/2’的长度。第m移相线533可以具有

根据实施例，移相接口530和移相电路570可以共享移相操作以执行移相操作。例如，移相接口530可以执行至少1比特的移相。在各种实施例中，移相接口530可以执行‘k’比特的移相(例如，‘k’是自然数)。移相电路570可以执行‘n’比特的移相(例如，n是自然数)。例如，当移相接口530执行‘k’比特的移相并且移相电路570执行‘n’比特的移相时，第三天线模块246可以执行总共k+n比特的移相。因此，当由第三天线模块246执行总共k+n比特的移相时，移相电路570仅需要执行‘n’比特的移相，并且因此可以用比在没有移相接口的情况下需要处理k+n比特移相的移相器更小的面积来实现移相电路570。

图6是示出根据本公开的实施例的包括RFIC芯片和移相器的RFFE芯片的连接结构图。

参照图6，第三天线模块246可以包括印刷电路板310、RFIC 352、移相接口630和/或RFFE 356。RFIC 352和RFFE 356中的每一个可以由单个芯片形成。RFIC 352和RFFE 356可以被安装在印刷电路板310上。印刷电路板310可以包括天线元件(例如，图3的天线元件332、334、336或338)。

根据实施例，RFIC 352可以包括将基带信号(或IF信号)转换成指定波段中的RF信号RF0或将RF信号RF0转换成基带信号(或IF信号)的波段转换电路(未示出)、第一分割器610、第一RFIC节点621和第二RFIC节点622。例如，第一分割器610可以通过第一分配线611连接到第一RFIC节点621。此外，第一分割器610可以通过第二分配线612连接到第二RFIC节点622。

根据实施例，RFFE 356可以包括第一RFFE节点641、第二RFFE节点642和/或矢量调制器660。例如，矢量调制器660可以包括第二分割器661、第三分割器662、第一移相器671、第二移相器672、第一双向可变增益放大器(VGA)681、第二双向VGA 682和/或第一矢量加法器691至第四矢量加法器694。

根据实施例，第一RFFE节点641可以通过第三分配线651连接到第二分割器661。第二分割器661可以连接到第一移相器671。第一移相器671可以连接到第一双向VGA 681。第一双向VGA 681可以连接到第一矢量加法器691至第四矢量加法器694。第一矢量加法器691至第四矢量加法器694可以连接到天线元件。

根据实施例，第二RFFE节点642可以通过第四分配线652连接到第三分割器662。第三分割器662可以连接到第二移相器672。第二移相器672可以连接到第二双向VGA 682。第二双向VGA 682可以连接到第一矢量加法器691至第四矢量加法器694。

根据实施例，放大器(未示出)可以插置在第一矢量加法器至第四矢量加法器(691至694)与天线元件之间。例如，在发送时，放大器可以包括PA，该PA放大由第一矢量加法器691至第四矢量加法器694输出的第一RF信号RF1至第四RF信号RF4，然后将放大的信号提供给天线元件。对于另一示例，在接收时，放大器可以包括LNA，该LNA放大从天线元件接收的信号，然后将第一至第四RF信号RF1至RF4递送到第一至第四矢量加法器691至694。

根据实施例，移相接口630可以将RFIC节点621和622分别连接到RFFE节点641和642。例如，移相接口630可以包括第一移相线631和第二移相线632。第一移相线631可以将第一RFIC节点621连接到第一RFFE节点641。第二移相线632可以将第二RFIC节点622连接到第二RFFE节点642。

根据实施例，第一移相线631和第二移相线632可以具有彼此不同的长度。例如，第一移相线631和第二移相线632可以被形成为具有指定相位差(例如，90度)。可以通过第一移相线631和第二移相线632之间的相位差来获得生成差分I-Q信号的效果。例如，当RF信号RF0的波长长度为λ并且RFIC节点621和622与RFFE节点641和642之间的距离为‘d’时，第一移相线631可以具有‘d’的长度。第二移相线632可以具有‘d+λ/4’的长度。在实施例中，移相接口630可以被形成在印刷电路板310的一个导电层上。

根据实施例，移相接口630和矢量调制器660可以使用差分I-Q信号来执行移相操作。例如，移相接口630可以将RF信号RF0分离成具有90度相位差的差分I-Q信号。

根据实施例，第二分割器661、第一移相器671和第一双向VGA681可以处理差分I-Q信号当中的I信号。例如，第一移相器671可以对I信号执行1比特的移相。第一双向VGA 681可以将由第一移相器671移相的I信号的增益调整到指定幅度。

根据实施例，第三分割器662、第二移相器672和第二双向VGA682可以处理差分I-Q信号中的Q信号。例如，第二移相器672可以对Q信号执行1比特的移相。第二双向VGA 682可以将由第二移相器672移相的Q信号的增益调整到指定幅度。

根据实施例，第一矢量加法器691至第四矢量加法器694可以执行对应于第一双向VGA 681的I信号和对应于第二双向VGA 682的Q信号的矢量求和运算。例如，第一矢量加法器691可以对第一I信号a1和第一Q信号b1求和。第二矢量加法器692可以对第二I信号a2和第二Q信号b2求和。第三矢量加法器693可以对第三I信号a3和第三Q信号b3求和。第四矢量加法器694可以对第四I信号a4和第四Q信号b4求和。

根据实施例，处理器(例如，第二通信处理器214)可以根据要生成的TX波束和/或RX波束来控制矢量调制器430。

根据实施例，第一移相器671和第二移相器672中的每一个可以执行1比特的移相；因此，当第三天线模块246执行总共2比特或更多比特(例如，4比特)的移相时，可以用比需要执行2比特或更多比特(例如，4比特)移相的移相器更小的面积来实现矢量调制器660。由移相接口630、第一双向VGA 681、第二双向VGA 682和第一矢量加法器691至第四矢量加法器694造成的面积增加可以通过矢量调制器660(或第一移相器671和第二移相器672)的面积减小来抵消。

根据各种实施例的电子装置可以是各种类型的电子装置之一。电子装置可包括例如便携式通信装置(例如，智能电话)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗装置、相机、可穿戴装置或家用电器。根据本公开的实施例，电子装置不限于以上所述的那些电子装置。

应该理解的是，本公开的各种实施例以及其中使用的术语并不意图将在此阐述的技术特征限制于具体实施例，而是包括针对相应实施例的各种改变、等同形式或替换形式。对于附图的描述，相似的参考标号可用来指代相似或相关的元件。将理解的是，与术语相应的单数形式的名词可包括一个或更多个事物，除非相关上下文另有明确指示。如这里所使用的，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”的短语中的每一个短语可包括在与所述多个短语中的相应一个短语中一起列举出的项的任意一项或所有可能组合。如这里所使用的，诸如“第1”和“第2”或者“第一”和“第二”的术语可用于将相应部件与另一部件进行简单区分，并且不在其他方面(例如，重要性或顺序)限制所述部件。将理解的是，在使用了术语“可操作地”或“通信地”的情况下或者在不使用术语“可操作地”或“通信地”的情况下，如果一元件(例如，第一元件)被称为“与另一元件(例如，第二元件)结合”、“结合到另一元件(例如，第二元件)”、“与另一元件(例如，第二元件)连接”或“连接到另一元件(例如，第二元件)”，则意味着所述一元件可与所述另一元件直接(例如，有线地)连接、与所述另一元件无线连接、或经由第三元件与所述另一元件连接。

如这里所使用的，术语“模块”可包括以硬件、软件或固件实现的单元，并可与其他术语(例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部分”或“电路”)可互换地使用。模块可以是被适配为执行一个或更多个功能的单个集成部件或者是该单个集成部件的最小单元或部分。例如，根据实施例，可以以专用集成电路(ASIC)的形式来实现模块。

可将在此阐述的各种实施例实现为包括存储在存储介质(例如，内部存储器136或外部存储器138)中的可由机器(例如，电子装置101)读取的一个或更多个指令的软件(例如，程序140)。例如，在处理器的控制下，所述机器(例如，电子装置101)的处理器(例如，处理器120)可在使用或无需使用一个或更多个其他部件的情况下调用存储在存储介质中的所述一个或更多个指令中的至少一个指令并运行所述至少一个指令。这使得所述机器能够操作用于根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。所述一个或更多个指令可包括由编译器产生的代码或能够由解释器运行的代码。可以以非暂时性存储介质的形式来提供机器可读存储介质。其中，术语“非暂时性”仅意味着所述存储介质是有形装置，并且不包括信号(例如，电磁波)，但是该术语并不在数据被半永久性地存储在存储介质中与数据被临时存储在存储介质中之间进行区分。

根据实施例，可在计算机程序产品中包括和提供根据本公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可作为产品在销售者和购买者之间进行交易。可以以机器可读存储介质(例如，紧凑盘只读存储器(CD-ROM))的形式来发布计算机程序产品，或者可经由应用商店(例如，Play Store

根据各种实施例，上述部件中的每个部件(例如，模块或程序)可包括单个实体或多个实体。根据各种实施例，可省略上述部件中的一个或更多个部件，或者可添加一个或更多个其他部件。可选择地或者另外地，可将多个部件(例如，模块或程序)集成为单个部件。在这种情况下，根据各种实施例，该集成部件可仍旧按照与所述多个部件中的相应一个部件在集成之前执行一个或更多个功能相同或相似的方式，执行所述多个部件中的每一个部件的所述一个或更多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或另一部件所执行的操作可顺序地、并行地、重复地或以启发式方式来执行，或者所述操作中的一个或更多个操作可按照不同的顺序来运行或被省略，或者可添加一个或更多个其他操作。

根据本说明书中公开的各种实施例，包括在电子装置中的天线模块可以单独地使用利用CMOS实现的RFIC芯片和利用异质化合物半导体实现的RFFE芯片，从而通过将放大器放置在RFFE芯片上来提高放大器的输出功率效率。

根据本说明书中公开的各种实施例，在RFIC芯片和RFFE芯片之间插置移相接口，并且通过移相接口和RFFE芯片中包括的移相器的组合来执行移相，从而防止由于使用两个芯片而增加安装面积。

此外，可以提供通过本公开直接或间接理解的多种效果。

虽然已经参照本公开的各种实施例示出并描述了本公开，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求书及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，在此可以做出形式上和细节上的各种改变。