具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性 可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并 不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施 例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其 他实施例相结合。

本申请提供了一种滤波器及采用其的天线装置和电子设备，该滤波器可以 对四端口网络的自输入端口到输出端口的传输系数进行精确自定义，进而可将 四端口网络的传输系数限定为0，以产生多个传输零点，实现多频带滤波。在 本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明 确具体的限定。

该电子设备可以是手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人 数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑、CPE(Customer Premise Equipment，客户前置设备)等终端设备。以下以手机作为示例对本申 请进行介绍。

如图1所示，手机100可以包括：RF(Radio Frequency，射频)电路101、 存储器102、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)103、外设接口104、 音频电路105、扬声器106、电源管理芯片107、输入/输出(I/O)子系统108、 触摸屏109、其他输入/控制设备110以及外部端口111，这些部件通过一个或 多个通信总线或信号线112来通信。

应该理解的是，图示手机仅仅是电子设备的一个范例，并且手机100可以 具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或 者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信 号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。

下面结合图1对手机100的各个构成部件进行具体的介绍。

射频(RF)电路101主要用于建立手机与无线网络(即网络侧)的通信， 实现手机与无线网络的数据接收和发送。例如收发短信息、电子邮件等。具体 地，RF电路101接收并发送RF信号，RF信号也称为电磁信号，RF电路101 将电信号转换为电磁信号或将电磁信号转换为电信号，并且通过该电磁信号与 通信网络以及其他设备进行通信。RF电路101可以包括用于执行这些功能的已 知电路，其包括但不限于具有天线阵列的天线系统、RF收发机、一个或多个 放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、CODEC(COder-DECoder，编译码器)芯片组、用户标识模块(Subscriber Identity Module， SIM)等等。

存储器102可以被CPU 103、外设接口104等访问，所述存储器102可以 包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘 存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

中央处理器103通过运行存储在存储器102的软件程序以及模块，从而执 行电子设备的各种功能应用以及数据处理。

外设接口104可以将设备的输入和输出外设连接到CPU 103和存储器102。

I/O子系统108可以将设备上的输入输出外设，例如触摸屏109和其他输 入/控制设备110，连接到外设接口104。I/O子系统108可以包括显示控制器 1081和用于控制其他输入/控制设备110的一个或多个输入控制器1082。其中， 一个或多个输入控制器1082从其他输入/控制设备110接收电信号或者向其他 输入/控制设备110发送电信号，其他输入/控制设备110可以包括物理按钮 (按压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、操纵杆、点击滚轮。值得说 明的是，输入控制器1082可以与以下任一个连接：键盘、红外端口、USB接 口以及诸如鼠标的指示设备。

触摸屏109是用户终端与用户之间的输入接口和输出接口，将可视输出显 示给用户，可视输出可以包括图形、文本、图标、视频等。

I/O子系统108中的显示控制器1081从触摸屏109接收电信号或者向触摸 屏109发送电信号。触摸屏109检测触摸屏上的接触，显示控制器1081将检测 到的接触转换为与显示在触摸屏109上的用户界面对象的交互，即实现人机交 互，显示在触摸屏109上的用户界面对象可以是运行游戏的图标、联网到相应 网络的图标等。值得说明的是，设备还可以包括光鼠，光鼠是不显示可视输出 的触摸敏感表面，或者是由触摸屏形成的触摸敏感表面的延伸。

音频电路105主要用于从外设接口104接收音频数据，将该音频数据转换 为电信号，并且将该电信号发送给扬声器106。

扬声器106用于将手机100通过RF电路101从无线网络接收的语音信号， 还原为声音并向用户播放该声音。

电源管理芯片107用于为CPU 103、I/O子系统108及外设接口104所连接 的硬件进行供电及电源管理。

以下针对该电子设备的RF电路101的天线系统中的阵列天线进行介绍。 该阵列天线通常包括多个紧密布置的天线单元。在至少两个相邻的天线单元中， 每个天线单元与馈源之间均通过去耦网络连接。本申请的描述中，“多个”的含 义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本实施例以两个相邻的天线单元10和20作为示例来对本申请进行介绍。 如图2所示，其是本申请实施例的用于阵列天线的滤波原理示意图，该阵列天 线包括相邻的天线单元10和天线单元20。天线单元10和天线单元20的辐射 特性可以相同也可以不同。天线单元10可以从电子设备的馈源(射频收发器) 接收激励电流，经放大、滤波后激励天线单元10谐振于对应频率，从而产生 对应频率的电磁波信号，与自由空间相同频率的电磁波信号耦合实现信号发射。 天线单元10还可以在激励信号的激励下谐振于对应频率的天线单元耦合来自 自由空间相同频率的电磁波信号，从而在天线单元10上形成感应电流，该感 应电流经滤波、放大后进入射频收发器。

相邻的两个天线单元10和20所对应的去耦网络之间相互连接，其中天线 单元10对应的是第一去耦网络31，天线单元20对应的是第二去耦网络31’。 第一去耦网络31和第二去耦网络31’均为四端口网络。第一去耦网络31具有 连接馈源的输入端口(a₁,b₁)、连接天线单元10的输出端口(a₂,b₂)以及用 于连接第二去耦网络31’的第一连接端口(a₃,b₃)和第二连接端口(a₄,b₄)。 第二去耦网络31’具有连接馈源的输入端口(a’₁,b’₁)、连接天线单元20的输 出端口(a’₂,b’₂)以及用于连接第一去耦网络31的第一连接端口(a’₃,b’₃)和 第二连接端口(a’₄,b’₄)。长度为d₁的传输线可形成输出端口(a₂,b₂)，并且 具有特性阻抗Z₀；长度为d₂的传输线可形成输出端口(a’₂,b’₂)，并且具有特 性阻抗Z₀。长度为d₃的第一去耦传输线连接第一去耦网络31的第一连接端口(a₃,b₃)与第二去耦网络31’的第一连接端口(a’₃,b’₃)，并且具有特性阻抗Z₃； 长度为d₄的第二去耦传输线连接第一去耦网络31的第二连接端口(a₄,b₄)与 第二去耦网络31’的第二连接端口(a’₄,b’₄)，并且具有特性阻抗Z₄。另外，a₁， a₂，a’₁，a’₂，a₃，a₄，a’₃，a’₄是入射电压波振幅，b₁，b₂，b’₁，b’₂，b₃，b₄， b’₃，b’₄是反射电压波振幅。值得一提的是，本申请实施例中的“输入端口” 和“输出端口”均只是从天线单元10发射信号的角度进行命名。可以理解地， 天线单元10还可以接收信号，此时，上述“输出端口”可以作为输入端口， 上述“输入端口”则可以作为输出端口，即，本申请的“输入端口”和“输出 端口”的命名并不对端口的属性构成限定。还需要指出的是，图2中长度为d₁的传输线一侧还显示了具有特性阻抗Z₀的传输线，但这两条传输线在实物上对 应的是同一条导线；同样地，长度为d₂的传输线、长度为d₃的第一去耦传输 线和长度为d₄的第二去耦传输线也应如此理解。特性阻抗Z₃、特性阻抗Z₄可 设置成与特性阻抗Z₀相等。另外，该特性阻抗Z₀通常是预先设定的，例如设 定成50Ω。

如图3所示，其是本申请实施例的用于阵列天线的滤波器的结构示意图， 其中至少第一去耦网络31、第二去耦网络31’以及连接在其间的第一去耦传输 线33和第二去耦传输线34可组成本申请用于阵列天线的滤波器。第一去耦传 输线33和第二去耦传输线34用于传输信号以抵消第一去耦网络31和第二去耦 网络31’之间的互耦。另外，该滤波器和与之连接的阵列天线也可形成本申请 的天线装置。

下文对图3和图4中天线单元10对应的第一去耦网络31的示例进行具体 介绍。可以理解的是，天线单元20对应的第二去耦网络31’可以与天线单元10 对应的第一去耦网络31相同，例如具有相同的结构和/或散射参数(即，S参 数)。容易明白的是，当第一去耦网络31和第二去耦网络31’采用相同的结构 时，他们的S参数也是相同的；反之，当第一去耦网络31和第二去耦网络31’ 具有相同的S参数时，他们的结构(例如，尺寸)可不相同。

具体地，如图3和图4所示，第一去耦网络31为四端口网络。在一实施例 中，该四端口网络为定向耦合器，其可包括定向耦合器主体310和从该定向耦 合器主体310伸出的四条传输线。这四条传输线包括第一传输线311、第二传 输线312、第三传输线313和第四传输线314。另外，该定向耦合器的第一连 接端口(a₃,b₃)可为耦合端口或隔离端口；相应地，该定向耦合器的第二连接 端口(a₄,b₄)可为隔离端口或耦合端口。

该定向耦合器主体310可包括第五传输线315、第六传输线316、第七传 输线317和第八传输线318。该第五传输线315、第六传输线316、第七传输线 317和第八传输线318首尾顺次连接成多边形，以形成一回路。

其中，第一传输线311的第一端与第五传输线315的第一端连接，第一传 输线311的第二端形成与馈源40连接的输入端口。第二传输线312的第一端与 第五传输线315的第二端连接，第二传输线312的第二端形成与天线单元10连 接的输出端口。第三传输线313的第一端与第七传输线317的第一端连接，第 三传输线313的第二端形成与第一去耦传输线33的第一端连接的第一连接端 口。第四传输线314的第一端与第七传输线317的第二端连接，第四传输线 314的第二端形成与第二去耦传输线34的第一端连接的第二连接端口。在此指 出，文中所述的某一传输线的第一端和第二端指的是该传输线的两个相对末端。

第三传输线313和第四传输线314可设计成具有较短长度，例如，第三传 输线313和第四传输线314的长度仅能与第一去耦传输线33和第二去耦传输线 34连接即可，而不再具有冗余长度。这可降低对第一去耦传输线33和第二去 耦传输线34的长度设计的影响。

第五传输线315和第七传输线317的特性阻抗可设计为Z₁，第六传输线 316和第八传输线318的特性阻抗可设计为Z₂。另外，第五传输线315、第六 传输线316、第七传输线317和第八传输线318的长度均可设置为(1/4)λ，其中 λ为波长。

如图3和图5所示，天线单元20对应的第二去耦网络31’可以与上述的第 一去耦网络31相同。具体而言，第二去耦网络31’为四端口网络。在一实施例 中，该四端口网络为定向耦合器，其可包括定向耦合器主体310’和从该定向耦 合器主体310’伸出的四条传输线。这四条传输线包括第一传输线311’、第二传 输线312’、第三传输线313’和第四传输线314’。另外，该定向耦合器的第一连 接端口(a’₃,b’₃)可为耦合端口或隔离端口；相应地，该定向耦合器的第二连 接端口(a’₄,b’₄)可为隔离端口或耦合端口。

该定向耦合器主体310’可包括第五传输线315’、第六传输线316’、第七传 输线317’和第八传输线318’。该第五传输线315’、第六传输线316’、第七传输 线317’和第八传输线318’首尾顺次连接，以形成一回路。

其中，第一传输线311’的第一端与第五传输线315’的第一端连接，第一传 输线311’的第二端形成与馈源40’连接的输入端口。第二传输线312’的第一端 与第五传输线315’的第二端连接，第二传输线312’的第二端形成与天线单元 20连接的输出端口。第三传输线313’的第一端与第七传输线317’的第一端连接， 第三传输线313’的第二端形成与第一去耦传输线33的第二端连接的第一连接 端口。第四传输线314’的第一端与第七传输线317’的第二端连接，第四传输线 314’的第二端形成与第二去耦传输线34的第二端连接的第二连接端口。馈源 40和馈源40’可是同一个馈源。

第三传输线313’和第四传输线314’可设计成具有较短长度，例如，第三传 输线313’和第四传输线314’的长度仅能与第一去耦传输线33和第二去耦传输 线34连接即可，而不再具有冗余长度。这可降低对第一去耦传输线33和第二 去耦传输线34的长度设计的影响。

第五传输线315’和第七传输线317’的特性阻抗可设计为Z₁，第六传输线 316’和第八传输线318’的特性阻抗可设计为Z₂。另外，第五传输线315’、第六 传输线316’、第七传输线317’和第八传输线318’的长度均可设置为(1/4)λ。

再结合图3所示，第一去耦传输线33和第二去耦传输线34均连接在第一 去耦网络31和第二去耦网络31’之间。具体而言，第一去耦传输线33的第一 端连接第一去耦网络31的第一连接端口，也就是连接第三传输线313的第二 端；第一去耦传输线33的第二端连接第二去耦网络31’的第一连接端口，也就 是连接第三传输线313’的第二端。类似地，第二去耦传输线34的第一端连接 第一去耦网络31的第二连接端口，也就是连接第四传输线314的第二端；第 二去耦传输线34的第二端连接第二去耦网络31’的第二连接端口，也就是连接第四传输线314’的第二端。

在图3至图5中，第一传输线311、第二传输线312、第三传输线313、第 四传输线314、第一传输线311’、第二传输线312’、第三传输线313’、第四传 输线314’、第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的特性阻抗可设计为Z₀。 另外，第一去耦传输线33的长度可设为d₃，第二去耦传输线34的长度可设为 d₄。

在此指出，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由 此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个 该特征。

容易明白的是，当第一去耦网络31和第二去耦网络31’采用相同的结构时， 他们的S参数也是相同的。从而，所述第一去耦网络31的自所述输入端口到 所述输出端口的传输系数与所述第一去耦传输线33的第一长度、所述第二去 耦传输线34的第二长度以及所述第一去耦网络31的S参数之间的关系可以通 过以下方式获得。

参照图2所示，第一去耦网络31为定向耦合器时的S参数的矩阵S₀为：

其中，S₁₂、S₁₃、S₃₁是定向耦合器的其中三个S参数，具体而言，这三个 S参数均是互耦系数，又可称耦合系数。

令该互耦系数S₁₃＝D，且D为定向耦合器的耦合度，则定向耦合器的特性 阻抗Z₁和Z₂为：

其中，第一传输线311、第二传输线312、第三传输线313、第四传输线 314、第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的特性阻抗Z₀通常是预先设定 的，例如设定成50Ω。因此，先计算出定向耦合器的耦合度D，再依据式(2)和 式(3)，就能够确定如图2所示的定向耦合器各枝节的特性阻抗，也就是：第五 传输线315和第七传输线317的特性阻抗Z₁，以及第六传输线316和第八传输 线318的特性阻抗Z₂。进而，能够计算出对应特性阻抗的传输线的线宽，以便 制作出定向耦合器。

另外，对于图3所示的滤波器，由于第一去耦网络31和第二去耦网络31’ 之间通过第一去耦传输线33和第二去耦传输线34连接，因此该滤波器可以看 做是一个新的四端口网络，该新的四端口网络的S参数的矩阵S_Four-port为：

其中，e为自然常数，j为虚数的表示符号，k为波数，且式(1)中的S₃₁等 于式(4)中的S₁₃。

由式(4)与图1可知，所述第一去耦网络31的自所述输入端口到所述输出 端口的传输系数由所述第一去耦传输线33的第一长度、所述第二去耦传输线 34的第二长度以及所述第一去耦网络31的S参数来限定。

在一实施例中，定义所述传输系数为T，定义所述第一去耦传输线33的第 一长度为d₃、定义所述第二去耦传输线34的第二长度为d₄以及定义所述第一 去耦网络31的S参数为S₁₂和S₁₃，这些参数之间满足以下关系：

进一步地，当第一去耦网络31的输入端口到输出端口的传输系数为0时， 所述第一去耦网络31中会出现传输零点，即：

进一步数学运算可得：

代入S参数的幅度与相位，由上式(6)中分子为0可得：

其中，φ₁₂为S参数S₁₂的相位，|S₁₂|和|S₁₃|表示S参数S₁₂和S₁₃的幅度。

分析可知，上式(6)中分子为0需要满足下列两个条件：

由式(8)可知，四端口网络的传输零点出现的位置为耦合器参数S₁₂相位的 两倍对应的曲线与第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的长度d₃、d₄对应 相位的交点(参见图17)。

一些实施例中，可以通过配置传输线的线宽来使传输线的特性阻抗满足要 求。例如，按照上述关系式获得第一传输线311、第二传输线312、第三传输 线313、第四传输线314、第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的特性阻 抗Z₀之后，可以将这些传输线的线宽配置为使其特性阻抗满足上述特性阻抗 Z₀。举例而言，确定所需的第一传输线311、第二传输线312、第三传输线313、 第四传输线314、第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的厚度、PCB板材 的相对介电常数以及介质层厚度等因素后，根据特性阻抗和线宽之间的关系以 及所需的特性阻抗Z₀，即可计算出这些传输线的线宽。因此，根据该计算结果 来配置第一传输线311、第二传输线312、第三传输线313、第四传输线314、 第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的线宽，从而获得具有上述特性阻抗 Z₀的多个传输线。

类似地，可以通过配置第五传输线315和第七传输线317的线宽来使他们 满足上述所需的特性阻抗Z₁。第六传输线316和第八传输线318的线宽则可以 根据特性阻抗和线宽之间的关系以及所需的特性阻抗Z₂来计算。因此，根据该 计算结果来配置第五传输线315和第七传输线317以及第六传输线316和第八 传输线318的线宽，从而获得具有上述特性阻抗Z₁和Z₂的多个传输线。

可以理解地，上述四端口网络还可以是其他形式的定向耦合器，例如耦合 线定向耦合器、小型化定向耦合器，宽带化定向耦合器。

在一些实施例中，本申请的电子设备可以是如图6所示的手机100a，该手 机100a包括但不限于以下结构：壳体41以及与壳体41连接的显示屏组件50。 其中，壳体41和显示屏组件50之间形成容置空间。手机的其他电子元器件， 例如，主板、电池和天线装置60等均设置在容置空间内。

具体而言，壳体41可以由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例 如，不锈钢，铝等)或者其他合适的材料制成。图6所示的壳体41大体为具 有圆角的矩形。当然，壳体41也可以具有其他形状，例如圆形，长圆形和椭 圆形等。

显示屏组件50包括显示屏盖板51以及显示模组52。显示模组52贴设于 显示屏盖板51的内表面。壳体41与显示屏组件50的显示屏盖板51连接。其 中，显示屏盖板51可以为玻璃材质；显示模组52可以为OLED柔性显示屏结 构，具体可以包括基板、显示面板(Panel)以及辅料层等，另外，显示模组 52与显示屏盖板51之间还可以夹设偏光膜片等结构，关于显示模组52的详细 层叠结构此处不做限定。

天线装置60可以完全收容在壳体41内部，或者，也可以嵌设在壳体41 上，并且，天线装置60的一部分可暴露在壳体41外表面上。

天线装置60可以包括多个天线单元，例如，图7至图10所示的第一实施 例的天线模60为四元直线阵，即，具有四个沿直线排列的天线单元10a、20a、 10b和20b。具体地，结合图15，该天线装置60包括依次叠层设置的第一基板 61、第二基板62、第三基板63和射频芯片64，以及形成在第一基板61上的 多个天线单元(图15仅示出两个天线单元10a、20a)，形成在第一基板61和 第三基板63上的多个金属层661-668(其中，金属层665为接地层665)、穿 设在第三基板63和第二基板62内的馈线以及设置在第三基板63上的第一去耦 网络31和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二 去耦传输线34。其中，馈线与天线单元10a、20a一一对应，分别用于将对应 的天线单元10a、20a与射频芯片64连接。第一去耦网络31和第二去耦网络 31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二去耦传输线34则用于将相 邻的天线单元10a、20a对应的馈线连接在一起，用以在一定程度上抵消天线单 元10a、20a之间的耦合，且可起到滤波作用。所述第一去耦传输线33和第二 去耦传输线34可均在同一平面层内，例如设置在第三基板63内；另外，所述 第一去耦传输线33和第二去耦传输线34可呈弯折布置，以满足长度设计。可 以理接地，天线装置60还可以包括其他信号传输线。

天线单元10a、20a用于收发射频信号。如图15所示，两个天线单元10a、 20a相互间隔设置。天线单元10a、20a为双层贴片天线，包括相互隔离且一一 对应的表层辐射片11a、21a和内层辐射片12a、22a。

第一基板61包括相对设置的第一外表面611和第一内表面612。表层辐射 片11a、21a设置在第一外表面611，内层辐射片12a、22a设置在第一内表面 612。通过第一基板61将内层辐射片12a、22a和表层辐射片11a、21a隔离， 使得表层辐射片11a、21a和内层辐射片12a、22a之间间隔一定的距离，从而 满足天线频段的性能要求。表层辐射片11a、21a和内层辐射片12a、22a在第 一基板61的垂直投影至少部分重合。

第一基板61可以由诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺树脂的热 塑性树脂、包括诸如玻璃纤维(或玻璃布，或玻璃织物)和/或无机填料的增强 材料以及热固性树脂和热塑性树脂的绝缘材料(例如，半固化片、ABF (Ajinomoto Build-up Film)、感光电介质(PID)等)制成。然而，第一基板 61的材料不限于此。也就是说，玻璃板或陶瓷板也可用作第一基板61的材料。 可选地，具有低的介电损耗的液晶聚合物(LCP)也可用作第一基板61的材料， 以减小信号损耗。

在一些实施例中，第一基板61可以是半固化片，如图15所示，第一基板 61包括叠设的三层半固化片。第一基板61的三层半固化片中，相邻的半固化 片之间分别设有金属层662和663。第一基板61的第一外表面还设有金属层 661，该金属层661与表层辐射片11a、21a位于同一层，且相互绝缘。第一基 板61的第一内表面612设有金属层664，该金属层664与内层辐射片12a、22a 位于同一层，且相互绝缘。金属层661、662、663和664可以由金属铜、铝、 银、锡、金、镍、铅、钛或他们的合金等导电材料制成。本实施例中，金属层 661、662、663和664均为铜层。

金属层661的设置使得第一基板61的第一外表面611的铺铜率与第一基板 61的其他半固化片的表面的铺铜率差异减少，在第一基板61制造的过程中， 铺铜率差异减少能够减少气泡的产生，从而提升第一基板61的制造良率。同 理，金属层664的设置也使得第一基板61的第一内表面612的铺铜率与第一基 板61的其他半固化片的表面的铺铜率差异减少，以减少第一基板61制造过程 中气泡的产生，从而提升第一基板61的制造良率。

第一基板61上还设有贯穿第一内表面612和第一外表面611接地过孔613， 以使不同的金属层661、662、663和664彼此连接，并进一步连接到接地层 665。具体地，可以将导电材料完全填充接地过孔613，或者可以将导电材料沿 着接地过孔613的孔壁形成导电层。其中，导电材料可以是铜、铝、银、锡、 金、镍、铅、钛或他们的合金等。接地过孔613可以具有圆柱状、沙漏状或者 锥体状等。

第二基板62包括第一侧表面621和第二侧表面622，其中，第一侧表面 621叠设在第一基板61的第一内表面612上。第二基板62可以为PCB板的核 层，由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等材料制成。 第二基板62上设有贯穿第一侧表面621和第二侧表面622的接地过孔623和馈 线过孔624。

接地层665夹设在第二基板62和第三基板63之间。接地层665上开设有 馈线过孔665a。

第三基板63包括相对设置的第二外表面631和第二内表面632。第三基板 63的第二内表面632叠设于第二基板62的第二侧表面622，接地层665夹设在 第二侧表面622和第二内表面632之间。

第三基板63的形成材料可以与第一基板61的材料相同。在一些实施例中， 第三基板63可以是半固化片，如图15所示，第三基板63包括三层半固化片。 第三基板63的三层半固化片中，相邻的半固化片之间设有金属层666和667， 分别作为馈电网络和控制线布线层。第三基板63的第二外表面631上设有金 属层668，金属层668与射频芯片64焊接在一起。其中，金属层666、667和 668可以由金属铜、铝、银、锡、金、镍、铅、钛或他们的合金等导电材料制 成。本实施例中，金属层666、667和668均为铜层。

第三基板63上开设有布线过孔。布线过孔包括接地过孔633，以使不同的 金属层666、667和668彼此连接，并进一步连接到接地层665。布线过孔还包 括供馈线穿过的馈线过孔634和供控制线穿过的信号过孔635等。与第一基板 61上的接地过孔613类似，第三基板63上的布线过孔内可以完全填充导电材 料，也可以在孔壁上形成导电层。各种布线过孔的形状可以是圆柱状、沙漏状 或者锥体状。

一馈线的一端连接在射频芯片64上，另一端穿入第三基板63的馈线过孔 634而与第一去耦网络31。另一馈线的一端连接第一去耦网络31，另一端穿入 接地层665的馈线过孔665a以及第二基板62的馈线过孔624而与内层辐射片 12a、22a连接，以在天线单元10a、20a和射频芯片64之间传输信号。具体地， 馈线包括通过去耦网络连接的第一馈线31a和第二馈线32a。其中，第一馈线 31a与射频芯片64连接，第二馈线32a则与内层辐射片12a、22a连接。馈线与 各金属层，例如本实施例的金属层666、667、668以及接地层相互绝缘。在此指出，图15中的第一馈线31a可连接图3中的第一传输线311，并且第二馈线 32a可连接图3中的第二传输线312。。

此外，第三基板63上还设有其他信号传输线，例如控制线68和电源线69 等。如图15所示，电源线69设置在第三基板63的第二外表面631上，并焊接 在射频芯片64上。控制线68设置在第三基板63靠近射频芯片64的半固化片 和与其相邻的半固化片之间，并穿过半固化层上的信号过孔635而与射频芯片 64连接。

此外，第三基板63还用于承载第一去耦网络31和第二去耦网络31’以及 连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二去耦传输线34。如图15所示，第 一去耦网络31和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33 和第二去耦传输线34连接在相邻的天线10a、20a所对应的馈线之间。第一去 耦网络31连接在一个天线单元10a对应的第一馈线31a和第二馈线32a的连接 处；具体地，第一去耦网络31的第一传输线311(参见图3)与第一馈线31a 连接，第一去耦网络31的第二传输线312与第二馈线32a连接。类似地，第二 去耦网络31’连接在相邻的天线单元20a所对应的第一馈线31a和第二馈线32a 的连接处；也就是，第二去耦网络31’的第一传输线311’(参见图5)与天线 单元20a所对应的第一馈线31a连接，第二去耦网络31’的第二传输线312’与 天线单元20a所对应的第二馈线32a连接。

由于在天线装置的两个相邻天线单元之间设置了第一去耦网络31和第二 去耦网络31’，并且第一去耦传输线33和第二去耦传输线34在第一去耦网络 31和第二去耦网络31’之间连接，因此从射频芯片64发出的信号经过第一馈线 31a之后，一部分经第一去耦网络31以及第二馈线32a传输至天线单元的内层 辐射片12a，另一部分经第一去耦网络31以及第一去耦传输线33和第二去耦 传输线34传输至第二去耦网络31’以到达相邻的天线单元20a，从而在一定程 度上抵消两个天线单元10a、20a之间的耦合，且可起到滤波作用。

如图10所示，其是图9的天线装置的局部示意图，主要显示了第一去耦 网络31和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二 去耦传输线34的布置。在此实施例中，第一去耦传输线33和第二去耦传输线 34呈不同的弯折布置，其中第一去耦传输线33的长度d₃包括多个弯折段，也 就是d₃＝L1*2+L2*2+L3。第二去耦传输线34的长度d₄包括多个弯折段，也就 是d₄＝L4*2+L5*2+L6。

另外，如图9和图10以及图4和图5所示，第一去耦传输线33可位于定 向耦合器主体310和定向耦合器主体310’的同一侧，也就是位于第三传输线 313和第三传输线313’远离定向耦合器主体310和定向耦合器主体310’的一侧； 换句话说，第一去耦传输线33可位于第六传输线316的远离第八传输线318的 一侧。第二去耦传输线34可位于定向耦合器主体310和定向耦合器主体310’ 之间，也就是位于第七传输线317和第七传输线317’之间。

在其他实施例中，第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的位置可互换 设置。例如，第二去耦传输线34可位于定向耦合器主体310和定向耦合器主 体310’的同一侧，也就是位于第四传输线314和第四传输线314’远离定向耦合 器主体310和定向耦合器主体310’的一侧；换句话说，第二去耦传输线34可 位于第八传输线318的远离第六传输线316的一侧。第一去耦传输线33可位于 定向耦合器主体310和定向耦合器主体310’之间，也就是位于第七传输线317 和第七传输线317’之间。

由于第二去耦网络31’可以第一去耦网络31相同，因此第二去耦网络31’ 的传输线的布置可与第一去耦网络31中的传输线的弯折布置相同。

一些实施例中，根据所计算出的定向耦合器的耦合度D，就能够确定定向 耦合器各枝节的特性阻抗，也就是：第一传输线311、第二传输线312、第三 传输线313、第四传输线314、第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的特 性阻抗Z₀，第五传输线315和第七传输线317的特性阻抗Z₁，以及第六传输线 316和第八传输线318的特性阻抗Z₂，具体参见前述的公式(2)和(3)。进 而，能够计算出对应特性阻抗的传输线的线宽，以便制作出定向耦合器。

如上述天线阵列的实施例所述，可以通过配置传输线的线宽来使传输线的 特性阻抗满足要求。例如，第一传输线311、第二传输线312、第三传输线313、 第四传输线314、第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的线宽配置为使其 特性阻抗满足上述特性阻抗Z₀。第五传输线315和第七传输线317的线宽配置 为使其特性阻抗满足上述特性阻抗Z₁。第六传输线316和第八传输线318的线 宽配置为使其特性阻抗满足上述特性阻抗Z₂。

因此，可以在金属层666所在层上形成长度满足上述所需长度第一去耦网 络31和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二去 耦传输线34。可以理解地，相邻的天线单元10a、20a所对应的馈线之间的直 线距离较小时，第一去耦传输线33和第二去耦传输线34可以形成弯折的图案， 以满足长度的要求(如图9和图10所示)。在其他一些实施例中，第一去耦 传输线33也可以呈弯曲的图案，只要满足长度要求即可。

第一去耦网络31和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输 线33和第二去耦传输线34与表层辐射片11a、21a和内层辐射片12a、22a位 于不同的层。如图15所示，第一去耦网络31和第二去耦网络31’以及连接在 他们之间的第一去耦传输线33和第二去耦传输线34设置在天线单元10a、20a 的下方，例如第三基板63内。图15所示的第一去耦网络31和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二去耦传输线34与金属层 666位于同一层，即，设置在第三基板63的最靠近接地层665的半固化片及其相邻的半固化片之间。可以理解地，在其他一些实施例中，第一去耦网络31 和第二去耦网络31’以及连接在他们之间的第一去耦传输线33和第二去耦传输 线34也可以与金属层667或者668同层。

以上针对两个天线单元10a和20a、第一去耦网络31和第二去耦网络31’ 以及第一去耦传输线33与第二去耦传输线34进行了介绍。然而，容易理解的 是，如图9所示，还可以为天线单元20a和10b以及天线单元10b和20b同样 地设置本申请的滤波器。举例而言，可为天线单元20a和10b设置第三去耦网 络35和第四去耦网络35’以及连接在第三去耦网络35和第四去耦网络35’之间 的第三去耦传输线33’与第四去耦传输线34’；该第三去耦网络35可与上述的 第一去耦网络31相同或相类似，该第四去耦网络35’可与上述的第二去耦网络31’相同或相类似；第三去耦传输线33’可与上述的第一去耦传输线33相同或相 类似，第四去耦传输线34’可与上述的第二去耦传输线34相同或相类似。另外， 所述第二去耦网络31’和所述第三去耦网络35可共用部分传输线，例如共用第 二去耦网络31’的第一传输线311’、第二传输线312’和第五传输线315’(参见 图5)。

当采用如图9所示的三个以上的天线单元时，这些去耦网络和去耦传输线 也可以分布在不同的层。例如，第一去耦网络31和第二去耦网络31’以及连接 在他们之间的第一去耦传输线33和第二去耦传输线34可分布在图15所示的金 属层666所在层，而第三去耦网络35和第四去耦网络35’以及连接在第三去耦 网络35和第四去耦网络35’之间的第三去耦传输线33’与第四去耦传输线34’可 分布在图15所示的金属层667所在层。

参见图11，其是本申请第二实施例的天线装置60的仰视图。此实施例中 的天线装置60与图7至图10所示实施例的天线装置60基本相同，不同之处在 于：该第二实施例的天线装置60中的去耦网络中包括开路枝节319。例如，该 第一去耦网络31和第二去耦网络31’中的至少一个包括开路枝节319。在此指 出，本文中所述的“开路枝节319”与前述的“定向耦合器各枝节”(例如， 第一传输线311、第二传输线312、第三传输线313、第四传输线314、第五传 输线315、第六传输线316、第七传输线317、第八传输线318、第一去耦传输 线33和第二去耦传输线34这些枝节)有所区别，具体在于：开路枝节是具有 自由端的枝节，该自由端在实际应用中不与其他传输线连接，从而不将电流/信 号进行传输；而所述的定向耦合器各枝节的两端则在实际应用中会与其他传输 线连接，以进行电流/信号的传输。

结合图12所示，在一实施例中，所述第一去耦网络31的第五传输线315、 第六传输线316、第七传输线317和第八传输线318中的至少一个上连接有两 个开路枝节319。例如，可在第六传输线316上连接两个开路枝节319。进一 步地，还可在与该第六传输线316相对的第八传输线318上连接两个开路枝节 319。

在一实施例中，所述第一去耦网络31的第五传输线315上连接有两个开 路枝节319。进一步地，还可在与该第五传输线315相对的第七传输线317上 连接两个开路枝节319。

结合图13所示，其是将直线型传输线等效为π型传输线的示意图。在该 等效方法中，具有特性阻抗Z₀和相移θ₀的直线型传输线70被等效为具有特性 阻抗Z_a和相移θ_a的传输线71和两条具有特性阻抗Z_b和相移θ_b的传输线72， 这两条传输线72连接在传输线71的两侧。该特性阻抗Z₀通常是预先设定的， 例如设定成50Ω；相移θ₀，θ_a，θ_b也可预先设定。

其中，直线型传输线70的传输矩阵可表示为：

经上述等效后，直线型传输线70的传输矩阵的等效矩阵可表示为：

进一步地，通过上述传输矩阵和等效矩阵建立参数关系后，可得到以下结 果：

从而，由式(11)和(12)可知，若给定直线型传输线70的特性阻抗Z₀和相移 θ_a，θ_b，即可求出π型传输线中的传输线71和传输线72的特性阻抗Z_a，Z_b。 进而，能够计算出对应特性阻抗的传输线的线宽，以便制作出第一去耦网络31。

通过这种等效方法，π型传输线中的传输线71的长度可以小于直线型传输 线70的长度，从而降低设计尺寸。具体可参照图12，在此实施例中，第一去 耦传输线33和第二去耦传输线34呈不同的弯折布置，其中第一去耦传输线33 的长度d₃包括多个弯折段，也就是d₃＝L1*2+L2*2+L3+L4*2。第二去耦传输线 34的长度d₄包括多个弯折段，也就是d₄＝L5*2+L6*2+L7。

另外，如图11和图12以及图4和图5所示，第二实施例的天线装置60中 的第一去耦传输线33和第二去耦传输线34的位置设置可类似于图7至图10所 示实施例的天线装置60。

具体而言，在第二实施例的天线装置60中，第一去耦传输线33可位于定 向耦合器主体310和定向耦合器主体310’的同一侧，也就是位于第三传输线 313和第三传输线313’远离定向耦合器主体310和定向耦合器主体310’的一侧； 换句话说，第一去耦传输线33可位于第六传输线316的远离第八传输线318的 一侧。第二去耦传输线34可位于定向耦合器主体310和定向耦合器主体310’ 之间，也就是位于第七传输线317和第七传输线317’之间。或者，第一去耦传 输线33和第二去耦传输线34的位置可互换设置。

由于第二实施例的天线装置60中的第二去耦网络31’可以第一去耦网络31 相同，因此第二去耦网络31’的传输线的布置可与第一去耦网络31中的传输线 的弯折布置相同。

与图10所示的第一实施例的天线装置60进行对比，在图12所示的第二实 施例的天线装置60中，通过在去耦网络中加载开路枝节，该第二实施例的天 线装置60中的第一去耦网络31的第五传输线315和第七传输线317以及第六 传输线316和第八传输线318的长度均可减小，进而使得该第二实施例的天线 装置60中的第一去耦网络31的第五传输线315和第七传输线317以及第六传 输线316和第八传输线318所围成的方形的面积也可减小，这可减小整个滤波 器的尺寸，从而适用于滤波器及天线装置的小型化。

再结合图12所示，在一实施例中，所述第一去耦网络31的第五传输线 315、第六传输线316、第七传输线317和第八传输线318连接成方形。所述方 形的各个角落连接一个开路枝节319。

在一实施例中，所述开路枝节319可包括连接线3191和连接在所述连接 线3191的末端的方形块3192。在其他实施例中，所述开路枝节319形状、位 置和尺寸均可不同，具体可根据实际采用的网络的特性进行设置。

在一实施例中，所述开路枝节319可位于所述第一去耦网络31的内部。 或者，根据空间的实际情况，所述开路枝节319也可位于所述第一去耦网络31 的外部。另外，当所述第一去耦网络31具有多个开路枝节319时，其中一部 分开路枝节319可位于所述第一去耦网络31的外部，另一部分开路枝节319可 位于所述第一去耦网络31的内部。

在一实施例中，第二实施例的天线装置60中的其他去耦网络可与所述第 一去耦网络31具有相同的结构。也就是说，第二实施例的天线装置60的其他 去耦网络中也可设置上述开路枝节319。

参见图14，其是本申请第三实施例的天线装置60的仰视图。此实施例中 的天线装置60与图11和图12所示实施例的天线装置60基本相同，不同之处 在于：该第三实施例的天线装置60中的开路枝节319为宽度一致的直线型； 而且，第一去耦传输线33和第二去耦传输线34分别位于定向耦合器主体310 和定向耦合器主体310’(参见图4和图5)的两相对侧，也就是第一去耦传输 线33可位于第六传输线316的远离第八传输线318的一侧，第二去耦传输线 34可位于第八传输线318的远离第六传输线316的一侧。

另外，在第三实施例的天线装置60中，天线单元20a和10b之间可不设置 去耦网络。而是在天线单元20b和10b之间设置第三去耦网络35和第四去耦网 络35’以及连接在第三去耦网络35和第四去耦网络35’之间的第三去耦传输线 33a与第四去耦传输线34a；该第三去耦网络35可与上述的第一去耦网络31相 同或相类似，该第四去耦网络35’可与上述的第二去耦网络31’相同或相类似； 第三去耦传输线33a可与上述的第一去耦传输线33相同或相类似，第四去耦传 输线34a可与上述的第二去耦传输线34相同或相类似。

在此指出，图11和图14所示的小型化后的滤波器同样可应用于图15所示 的天线装置60。

参见图16，其是本申请第四实施例的天线装置的示意图。在此实施例的天 线装置60中，可将例如手机的中框42的顶端部分通过缝隙44分割为两段，这 两段可分别作为第一天线10a和第二天线20a。该中框42中可设置一电路板43， 本申请上述的第一去耦网络31和第二去耦网络31’以及第一去耦传输线33与 第二去耦传输线34(参见图3)可布置在该电路板43上。馈源40和馈源40’ 可与该电路板43连接，该电路板43又与该第一天线10a和第二天线20a连接。 缝隙44通常可非居中设置，例如靠近中框42的左侧或右侧设置。

图18为本申请上述实施例的天线装置中四端口网络的传输特性仿真结果， 可见传输零点的位置与图17中的理论计算结果基本一致，验证了本申请对传 输零点位置预估的正确性。因此，本申请可用来精确设计多通带滤波器与耦合 自定义网络。

如图17和图18所示，本申请提出的滤波器的中心工作频率约为30GHz。 根据3GPPTS 38.101协议的规定，处在24.25GHz至52.6GHz之间的频率通常 称为毫米波(mm Wave)；因此，本申请提出的滤波器可为一种毫米波多通带滤 波器。

综上所述，本申请用第一去耦传输线和第二去耦传输线连接第一四端口网 络与第二四端口网络，进而可通过设计所述第一去耦传输线的第一长度、所述 第二去耦传输线的第二长度以及四端口网络的S参数来限定所述四端口网络的 自输入端口到输出端口的传输系数，实现滤波器中四端口网络的传输系数的可 调化。特别是，可将该传输系数设计为0，使本申请四端口网络中会出现多个 传输零点，进而实现滤波器的多频带滤波。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利 用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。