无线通信系统中的天线滤波器和包括其的电子装置的制作方法

1.本公开总体上涉及无线通信系统，更具体地说，涉及一种无线通信系统中的天线滤波器和包括该天线滤波器的电子装置。


背景技术：

2.为了满足自4g通信系统的部署以来增加的对无线数据业务的需求，已经致力于开发改进的5g或预5g通信系统。因此，5g或预5g通信系统也被称为“超4g网络”通信系统或“后长期演进(后lte)系统”。
3.5g通信系统被认为是在6g以下频段(即与第三代合作伙伴项目(3gpp)频率范围1相对应的fr1(例如，3.5ghz频段))和超高频(mmwave)频段(即与3gpp频率范围2相对应的fr2(例如，28ghz和60ghz频段))中实施的，以实现更高的数据速率。在超高频带中，为了降低无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5g通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(mimo)、全维mimo(fd-mimo)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。
4.此外，在5g通信系统中，基于先进的小小区、云无线接入网络(ran)、超密集网络、设备到设备(d2d)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(comp)、接收端干扰消除等，正在进行着对系统网络改进的开发。
5.在5g系统中，已经开发了作为先进编码调制(acm)的混合fsk和qam调制(fqam)和滑动窗口叠加编码(swsc)，以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(fbmc)、非正交多址(noma)和稀疏码多址(scma)。
6.为了提高通信性能，正在开发配备有多个天线的产品，预计的是，通过利用大规模mimo技术来使用天线数量大得多的设备。随着通信装置中天线元件数量的增加，rf组件(例如，滤波器等)的数量不可避免地相应增加。


技术实现要素：

7.技术问题
8.基于上述描述，本公开提供了一种用于无线通信系统中的滤波器模块的装置和方法。
9.此外，本公开提供了一种无线通信系统中的滤波器模块的结构，包括用于在滤波器板(其上布置有多个滤波器)与射频(rf)滤波器之间进行缓冲的印刷电路板(pcb)。
10.此外，本公开还提供了一种无线通信系统中的用于在滤波器板与射频(rf)滤波器之间进行缓冲的pcb上实现了无源电路的装置，以及实现该装置的方法。
11.技术方案
12.一种天线滤波器模块可以包括：滤波器，所述滤波器用于对射频(rf)信号进行滤波；以及子印刷电路板(pcb)，其中，所述子pcb包括被配置为处理所述rf信号的无源电路，并且所述子pcb耦接到所述滤波器，以便在所述滤波器耦接到滤波器板时作为缓冲器运行。
13.一种无线通信系统中的大规模多输入多输出(大规模mimo)单元(mmu)装置，所述
mmu装置可以包括：至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为处理信号；多个射频(rf)滤波器模块，所述多个rf滤波器模块被配置为对信号进行滤波；以及天线阵列，所述天线阵列被配置为辐射信号；其中，所述多个rf滤波器模块中的rf滤波器模块包括：被配置为对rf信号进行滤波的滤波器，以及耦接到所述滤波器的子印刷电路板(pcb)；所述子pcb包括被配置为处理所述rf信号的无源电路，并且所述子pcb耦接到所述滤波器，以便在所述滤波器耦接到滤波器板时作为缓冲器运行。
14.本发明的有益效果
15.根据本公开的各种实施例的装置和方法可以减少滤波器板的面积，同时防止由于通过滤波器模块的耦接而产生的裂纹，所述滤波器模块包括射频(rf)滤波器和用于在滤波器板与rf滤波器之间进行缓冲的pcb。
16.从本公开中可获得的有益效果可以不限于上述效果，通过以下描述，本公开所属领域的技术人员可以清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
17.图1a示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统。
18.图1b示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的天线阵列的示例。
19.图2示出了根据本公开的实施例的用于波束成形的校准网络pcb的电路的示例。
20.图3示出了根据本公开的实施例的天线模块的结构的示例。
21.图4示出了根据本公开的实施例的滤波器模块的示例。
22.图5a至图5d示出了根据本公开的实施例的设置在滤波器模块的缓冲器pcb上的无源电路的示例。
23.图6示出了根据本公开的实施例的由于滤波器模块而减小滤波器板的面积的效果。
24.图7a至图7c示出了根据本公开的实施例的滤波器模块与滤波器板的连接结构的示例。
25.图8示出了根据本公开的实施例的滤波器模块的通孔端口的示例。
26.图9示出了根据本公开的各种实施例的包括滤波器模块的电子装置的功能元件。
具体实施方式
27.本公开中使用的术语仅用于描述具体的实施例，而不是为了限制本公开。单数表达可以包括复数表达，除非它们在上下文中是绝对不同的。除非另有定义，否则本文使用的所有术语，包括技术和科学术语，都具有与本公开所涉及的技术领域的熟练人员通常理解的相同含义。在一般使用的词典中定义的这些术语可以被解释为具有与相关领域的上下文含义相同的含义，并且除非在本公开中明确定义，否则不应被解释为有理想的或过于正式的含义。在一些情况下，甚至本公开中定义的术语也不应被解释为排除本公开的实施例。
28.下面，将根据硬件的方法来描述本公开的各种实施例。然而，本公开的各种实施例包括使用硬件和软件二者的技术，因此，本公开的各种实施例可能不排除软件的方面。
29.如在以下描述中所使用的，方便描述而举例说明指的是电子装置的组件的术语(例如，基板、板、印刷电路板(pcb)、柔性pcb(fpcb)、模块、天线、天线元件、电路、处理器、芯
片、元件和装置)、指的是组件的形状的术语(例如，调谐构件、调谐结构、调谐结构体、结构、支持单元、接触单元、突起、开口)、指的是结构间的连接单元的术语(例如，连接单元、接触单元、支持单元、接触结构、导电构件和组件)，以及指的是电路的术语(例如，发送线路、pcb、fpcb、信号线、馈电线、数据线、rf信号线、天线线路、rf路径、rf模块和rf电路)。因此，本公开不限于以下描述的术语，也可以使用具有同等技术含义的其他术语。此外，下面使用的诸如“......单元”、“......装置”、“......材料”或“......体”等术语可以意味着至少有一个用于处理功能的形状结构或单元。
30.如本公开所使用的，表述“大于”或“小于”被用来确定特定条件是否被满足或达到，但这只是为了说明一个示例，并不排除“大于或等于”或“等于或小于”。由表述“大于或等于”表示的条件可以被替换为由“大于”表示的条件，由表述“等于或小于”表示的条件可以被替换为由“小于”表示的条件，由“大于并等于或小于”表示的条件可以被替换为由“大于并小于”表示的条件。
31.此外，在本公开中，将使用一些通信标准(例如，第三代伙伴关系项目(3gpp)和电气和电子工程学院(ieee))中采用的术语来描述各种实施例，但它们只是为了说明目的。本公开的实施例也可以通过修改而容易地应用于其他通信系统。
32.下面，本公开涉及一种天线滤波器和一种无线通信系统中包括该滤波器的电子装置。具体而言，本公开描述了一种在无线通信系统中通过在pcb上实现无源电路来实现滤波器板的小型化的技术，该pcb作为滤波器板与rf滤波器之间的缓冲器。根据实施例，滤波器板可以包括用于天线滤波器单元(afu)的pcb。根据实施例，滤波器板可以包括用于校准波束成形的pcb。
33.图1a示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统。在图1a的无线通信环境100中，基站110和终端120被示出为使用无线信道的一些节点。
34.基站110是为终端120提供无线接入的网络基础设施。基站110的覆盖范围被定义为基于信号能够被传输的距离而预先确定的地理区域。基站110除了被称为基站外，还可以被称为“多输入多输出(大规模mimo)单元(mmu)”、“接入点(ap)”、“enodeb(enb)”和“第五代节点(5g节点)”、“5g nodeb(nb)”。“无线点”、“发送/接收点(trp)”、“接入单元”、“分布式单元(du)”、“发送/接收点(trp)”、“无线电单元(ru)”、“远程无线电头(rrh)”或具有同等技术含义的其他术语。基站110可以发送下行信号，也可以接收上行信号。
35.终端120是用户使用的装置，并通过无线信道与基站110进行通信。在某些情况下，终端120可以在没有用户干预的情况下运行。也就是说，终端120是执行机器型通信(mtc)的装置，可以不由用户携带。终端120除了被称为终端外，还可以被称为“用户设备(ue)”、“移动站”、“用户站”、“客户驻地设备(cpe”)、“远程终端”、“无线终端”、“电子装置”、“车辆终端”、“用户装置”或具有同等技术含义的其他术语。
36.图1b示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的天线阵列的示例。波束成形被用作减轻无线电波的传播路径损失和增加无线电波的传播距离的技术之一。一般来说，波束成形使用多个天线来集中无线电波的到达区域或增强特定方向的接收灵敏度的方向性。因此，为了形成波束成形覆盖区域，而不是通过使用单个天线形成各向同性图案中的信号，基站110可以具有多个天线。下面，描述具有多个天线的天线阵列。图1b中示出的天线阵列只是描述本公开的实施例的示例，而不被解释为限制本公开的其他实施例。
37.参照图1b，基站110可以包括天线阵列130。根据实施例，基站110可以包括包含天线阵列130的大规模mimo单元(mmu)。包括在天线阵列130中的每个天线可以被称为阵列元件或天线元件。在图1b中，天线阵列130被示出为二维平面阵列，但这只是示例，而不是限制本公开的其他实施例。根据另一个实施例，天线阵列130可以配置成各种形式，例如线性阵列。该天线阵列可以被称为大规模天线阵列。
38.为了提高通信性能，用于执行无线通信的装置(例如，基站110)的天线(或天线元件)数量正在增加。此外，用于处理通过天线元件接收或发送的rf信号的rf元件(例如，放大器或滤波器)和组件的数量也在增加，因此，空间增益和成本效率以及通信性能的满意度对于配置通信装置至关重要。当路径的数量增加时，每个天线元件中用于处理信号的滤波器的数量也会增加。
39.rf滤波器可以包括通过形成共振来执行滤波以发送所需频率的无线电信号的电路。也就是说，rf滤波器可以执行选择性识别频率的功能。rf滤波器是对频率进行选择和衰减的重要部件，在大多数通信装置中使用。由于每条路径中都包括rf滤波器，所以rf滤波器的重量和尺寸与产品竞争力密切相关。
40.由于金属腔体滤波器在功率处理和容量/插入损耗/衰减性能方面表现出色，所以金属腔体滤波器被用于许多通信装置中。然而，由于成本限制、产品尺寸等原因，金属腔体滤波器不容易大规模生产，所以无法满足性能要求。根据本公开的各种实施例，可以使用陶瓷波导滤波器(以下简称陶瓷滤波器)作为rf滤波器。腔体可以用陶瓷和电镀来实现，并且在每个腔体中配置了谐振器。滤波器的整体尺寸可以通过减小每个腔体的尺寸来减小。与现有的金属腔体滤波器相比，重量和体积可以减小，因此，mmu的尺寸也可以减小(大约8％)。
41.陶瓷波导滤波器可以被设置在板上(以下简称为滤波器板)，在该滤波器板上可以设置一个或更多个滤波器。当利用表面安装技术(smt)设置陶瓷波导滤波器和滤波器板时，rf特性(例如，回波损耗)和相位可能会发生变化。由于上述rf特性的变化，一般来说，为了确保陶瓷波导滤波器的rf特性，还需要单独的调谐过程(例如，通过匹配电路进行调谐处理)。因此，本公开的各种实施例提供了一种最小化调谐程序的方法。
42.陶瓷波导滤波器通过电介质而不是空气来传输信号。由于陶瓷波导滤波器的内部充满了电介质，所以陶瓷波导滤波器的小型化与介电常数成反比。由于使用了电介质，所以受影响的谐波共振频率可以被降低。谐波共振频率意味着频率分量是共振频率的倍数。例如，在金属腔体滤波器的情况下，谐波频率一般在3至3.5倍产生，但通过使用各种形状的滤波器，谐波共振频率可以调整到13至14ghz。然而，在陶瓷波导滤波器的情况下，谐波分量一般在2至2.5倍左右产生。当陶瓷波导滤波器的谐波共振频率在预定范围内形成时，还额外需要低通滤波器来满足要求(例如，在12.75ghz以下，根据3gpp标准需要为-25db)。本公开的各种实施例提供了一种通过在通信装置中部署无源电路(例如，低通滤波器)来设计高效天线装置的方法。
43.图2示出了根据本公开的实施例的用于波束成形的校准网络pcb的电路的示例。多个天线被用来实现波束成形。通过多个天线，可以增加波束成形的增益，并且可以利用多输入多输出(mimo)技术。在发送和接收两端或其中一端使用两个或更多个天线，通信装置可以获得诸如减少衰减效应、大容量、高速和增加覆盖范围等效果。此外，在不增加频率带宽
和发送功率的情况下，可以增加信道容量。为了实现上述效果，通信装置可以包括校准网络电路。根据实施例，校准网络电路可以用于每个天线的相位控制。
44.参照图2，描述了连接到天线的校准网络200的示例。为了在天线中提供波束成形，每条发送(tx)路径和每条接收(rx)路径中的振幅和相位需要保持不变。然而，由于每条发送路径或每条接收路径在实际的无线模块中都存在着偏差，因此需要对该偏差进行补偿。对这种偏差的补偿可以被称为波束成形校准。根据实施例，分别需要包括组合器230和能够确定每条路径的特性的耦合器的bf校准网络。rf振幅和相位通过校准网络200被连续监测，即使环境发生了变化，校准网络的特性变化也会被最小化。根据实施例，校准网络200可以包括32条发送路径和32条接收路径。
45.根据每条发送路径或每条接收路径可以有输入/输出端口。从输入端口到输出端口的每条路径可以被称为主路径210。校准网络200可以包括路径220，用于将每条发送路径的发送信号反馈给校准处理器，该发送信号通过耦接到每条发送路径的输出端的双向耦合器获得。对于发送路径的校准，校准处理器可以测量每条发送路径之间的rf特性(相位/振幅/延迟等)偏差，并且可以执行用于补偿测量出的偏差的tx校准。用于补偿测量出的偏差的tx校准可以基于反馈信号(在发送路径的后端使用磁发送信号获得)与发送信号之间的相关操作来执行。对于接收路径的校准，校准处理器可以测量每条接收路径之间的rf特性(相位/振幅/延迟等)偏差，并且可以执行用于补偿测量出的偏差的tx校准。通过在每条接收路径中插入先导信号，可以基于先导信号与从接收路径后端输出的信号之间的相关操作来执行用于补偿测量出的偏差的rx校准。
46.尽管已经参照图2描述了校准网络的示例，但图2中示出的校准网络200的结构只是示例，本公开的实施例不限于特定的结构或特定的布置。此外，校准网络只是作为执行控制波束成形装置特性的功能的电路的示例，在此，不言而喻的是本公开的实施例中描述的校准网络可以用无源元件和其他起类似作用的电路来代替。
47.如上所述，由于为波束成形提供了多条rf路径，因此用于控制rf特性的校准网络对于波束成形装置来说是必不可少的。下面，本公开的各种实施例提供了一种通过校准网络的rf组件之间或相关rf组件与滤波器之间的布置来设计高效波束成形装置的方法。
48.图3示出了根据本公开的实施例的天线模块300的结构的示例。天线模块300可以指包括用于通过天线元件将输入的rf信号辐射到空气中的电路的模块。根据实施例，天线模块300可以被称为天线滤波器单元。
49.参照图3，天线模块300可以包括天线元件301。尽管在图3中已经示例性地描述了根据一个天线元件的天线元件结构，但天线模块300可以包括多个天线元件。每个天线元件可以被设置在天线pcb 303上。天线pcb 303、金属板305和校准网络pcb 307可以依次堆叠和设置。根据实施例，校准网络pcb 307可以包括用于补偿每条rf路径的偏差的电路(例如，校准网络200)。金属板305可以设置在天线pcb 303与校准网络pcb307之间，以防止天线pcb 303或校准网络pcb 307由于外部或内部因素而被弯曲。
50.天线模块300可以包括用于天线pcb 303与校准网络pcb 307之间的电连接的连接单元311。虽然图3示出了针式(pin-type)连接单元，但不言而喻的是该连接单元可以用执行相同或类似功能的元件代替。此外，铆钉313可以通过三层布置，用于连接天线pcb 303、金属板305和校准网络pcb 307。
51.用于每条rf路径的滤波器320和功率放大器330可以被设置在校准网络pcb 307上。根据实施例，滤波器320可以通过使用表面安装技术(smt)安装在校准网络pcb 307上。然而，由于面积大和异质性，存在着裂开的风险。
52.下面，在本公开中，描述了一种在滤波器与滤波器板之间设置相对较小的pcb以防止裂开的方法。在此，为了便于描述，为防止裂开而设置的pcb可以被称为子pcb或缓冲器pcb，但也可以用表示相同或相似功能的各种术语代替，例如，组合pcb、缓冲pcb和重叠pcb。
53.根据实施例，作为缓冲器的子pcb可以包括用于处理rf信号的元件(以下简称rf元件)。随着天线元件数量的增加，用于处理每个天线元件的rf组件的数量也在增加。将rf元件安装在滤波器板的一个表面上，增加了pcb面积，同时也增加了元件之间的距离。在发送信号时，如果发送线路的长度增加，阻抗也会增加，而增加的阻抗会影响回波损耗。因此，在一个滤波器板上设置的rf元件越多，损耗就会越大。因此，根据本公开的各种实施例，rf元件被包括在滤波器模块的子pcb中，以便rf元件可以靠近其他信号处理元件(例如，天线元件、滤波器、馈电线、rf处理电路等)。当滤波器板的面积减小，天线模块中的rf元件的信号处理损失减少时，性能下降(例如，特性阻抗的变化，或由于电源馈电而产生的插入损失)可以被最小化。因此，根据本公开的各种实施例，子pcb不仅可以提供缓冲功能，而且还可以通过电路布置使损耗劣化最小化，从而提高处理效率。下面，作为rf组件的示例，介绍了谐波消除电路(例如lpf)、耦合器或连接器，但本公开的实施例不限于此。包括在通往天线元件的rf信号处理路径中的任何元件都可以被包括在本公开的子pcb中。
54.图4示出了根据本公开的实施例的滤波器模块400的示例。在本公开中，滤波器模块400可以指其中rf滤波器410被耦接到缓冲器pcb 420的结构。
55.参照图4，滤波器模块400可以包括rf滤波器410。rf滤波器410可以包括多个谐振器区域。例如，rf滤波器410的一个滤波器块可以包括六个谐振器区域。谐振器区域可以包括第一谐振器区域411、第二谐振器区域412、第三谐振器区域413、第四谐振器区域414、第五谐振器区域415和第六谐振器区域416。每个谐振器区域可以对应于在滤波器块中形成的腔体。根据实施例，rf滤波器410可以是陶瓷波导滤波器。滤波器块可以由陶瓷材料制成。滤波器块中可以包括电介质。此外，根据实施例，导电金属层可以形成在滤波器块的表面上。导电金属层可以为特定的功能而被部分移除。例如，导电金属层可以从输入/输出谐振器区域部分移除，以用于在输入/输出沟槽的边界表面周围进行电镀和电路断开，并且特定部分的导电金属层可以被移除，用于对频率和耦合量进行调谐。
56.滤波器模块400可以包括缓冲器pcb 420。下面，本公开的各种实施例提出了一种滤波器模块，其中无源电路被插入到缓冲器pcb中以减小滤波器板的尺寸。当包括在滤波器模块中的滤波器是陶瓷滤波器时，滤波器模块可以被称为陶瓷波导滤波器模块结构。如上所述，由于滤波器(例如，图3中的滤波器320)与滤波器板(例如，图3中的校准网络pcb 307)之间的终端膨胀系数(cte)的差异，可能会发生裂开。缓冲器pcb 420可以用于防止裂开。
57.根据各种实施例，至少一个无源电路可以被包括在缓冲器pcb中。根据实施例，至少一个无源电路可以包括lpf。根据实施例，至少一个无源电路可以包括耦合器。根据实施例，至少一个无源电路可以包括连接器。例如，缓冲器pcb可以与针(pin)集成配置。这种集成结构可以被称为陶瓷滤波器模块。根据每个无源电路的缓冲器pcb的多层结构将参照图5a至图5d进行描述。
570上。图5a至图5c示出了其中无源电路被设置在缓冲器pcb的两层上的结构，但本公开的实施例不限于此。该结构可以被设置在各个无源电路的不同层上。根据实施例，缓冲器pcb 570可以包括包含三层的基板580。lpf 573可以被安装在缓冲器pcb 570的第一层上。耦合器576可以安装在缓冲器pcb 570的第二层上。连接器579可以安装在缓冲器pcb 570的第三层上。虽然在图5d中没有示出，但不言而喻的是缓冲器pcb的每一层的布置可以改变，或者可以在缓冲器pcb中包括另一个无源电路的附加层。
65.图6示出了根据本公开的实施例的由于滤波器模块而减小滤波器板的面积的效果。用于每条rf路径的滤波器(或滤波器模块)被设置在滤波器板上。随着设置在滤波器板表面的rf组件的增加，所需的滤波器板的面积也随之增加。下面，在图6中，以32t32r(32条发送路径和32条接收路径)的天线模块的滤波器板为例进行描述。具体来说，将根据用于处理rf信号的无源电路(例如，lpf、耦合器或连接器)是设置在滤波器板上还是设置在缓冲器pcb上进行结构比较说明。
66.参照图6，根据现有的结构610，陶瓷波导滤波器、缓冲器pcb和用于处理rf信号的无源电路可以设置在滤波器板611的一个表面上。例如，滤波器板611的尺寸可以是788毫米
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316毫米。具体来说，用于滤波器板611的每条rf路径的结构613可以包括陶瓷波导滤波器613a、缓冲器pcb 613b、lpf 613c和耦合器613d，它们被布置在单个表面上。
67.根据建议的结构660，陶瓷波导滤波器和缓冲器pcb被设置在滤波器板661的一个表面上，并且用于处理rf信号的至少一个无源电路可以被设置在缓冲器pcb上。例如，滤波器板661的尺寸可以是530毫米
×
316毫米。对于32t32r的单个天线模块，滤波器板661的面积可以减小约35％。根据实施例，当两个天线模块663a和663b交替布置成“c”形时，滤波器板663的面积可以减小约50％。具体地说，用于滤波器板661或滤波器板663的每条rf路径的结构665可以包括以堆叠的形式布置的陶瓷波导滤波器665a、lpf 665b、耦合器665c和连接器665d。在这种情况下，lpf665b、耦合器665c和连接器665d可以实现在陶瓷波导滤波器665a与滤波器板之间的缓冲器pcb的一层中。每个rf组件都可以设置在滤波器板上，即校准网络pcb。由于主无源电路被实现为堆叠在陶瓷波导滤波器模块上，所以可以减小滤波器板的面积。滤波器板面积的减小提供了到天线元件的rf信号处理路径的长度的减小。当rf信号处理路径的长度减小时，由于阻抗造成的回波损耗或由于电路插入造成的馈电损耗就会减少。因此，滤波器板面积的减小可以提供rf信号处理的增益增强。
68.图7a至图7c示出了根据本公开的实施例的滤波器模块与滤波器板的连接结构的示例。用于连接结构的组件可以被称为连接器。连接器可以包括用于处理rf信号的rf接口。根据实施例，滤波器板可以包括图3中的校准网络pcb 307。根据另一个实施例，滤波器板可以包括具有其上设置有多个滤波器的一个表面的pcb(例如，afu pcb)。可以在缓冲器pcb上实现用于校准的至少一些无源电路，而至少其他无源电路可以设置在天线模块的一个单独位置。配置了其中添加有连接器的结构以及该结构的输入/输出端口，因此，由于smt公差造成的特性恶化(例如，回波损耗或相位)很低，并且不需要额外的调谐过程。由于这个原因，大规模生产的成本可能会降低。
69.参照图7a，滤波器模块可以包括rf滤波器710、缓冲器pcb 720、和滤波器板730。根据实施例，rf滤波器710可以包括陶瓷波导滤波器。缓冲器pcb 720可以被设置在rf滤波器710与滤波器板730之间。此时，缓冲器pcb 720可以包括用于将缓冲器pcb 720连接到滤波
器板730的结构。缓冲器pcb 720可以包括用于输入端口711的连接结构。根据实施例，该连接结构可以包括用于输入端口711的直接匹配连接单元。该直接匹配连接单元可以包括针式插座(pin-socket)结构。例如，缓冲器pcb 720可以包括针式结构。作为对应方的滤波器板730可以包括插座结构。因此，缓冲器pcb 720的结构可以被布置用于将滤波器模块720紧固到滤波器板730上。为了在连接单元的尺寸和成本方面的有效设计，可以包括直接匹配连接单元。缓冲器pcb 720可以包括用于输出端口713的连接结构。根据实施例，该连接结构可以包括用于输出端口713的盲匹配连接单元。为了在组装每个滤波器和rf组件时有较宽的允许公差，可以使用盲匹配连接单元。
70.参照图7b，滤波器模块可以包括rf滤波器710、缓冲器pcb 720和滤波器板730。根据实施例，rf滤波器710可以包括陶瓷波导滤波器。缓冲器pcb 720可以被设置在rf滤波器710与滤波器板730之间。缓冲器pcb 720可以包括用于将缓冲器pcb 720连接到滤波器板730的结构。此时，针对比图7a中示出的连接单元更宽的允许公差，可以对输入和输出端口使用盲匹配连接单元。滤波器模块可以包括分别用于输入端口和输出端口的第一盲匹配连接单元745和第二盲匹配连接单元746。
71.参照图7c，滤波器模块可以包括rf滤波器710、缓冲器pcb 720和滤波器板730。根据实施例，rf滤波器710可以包括陶瓷波导滤波器。缓冲器pcb 720可以被设置在rf滤波器710与滤波器板730之间。缓冲器pcb 720可以包括用于将缓冲器pcb 720连接到滤波器板730的结构。在这种情况下，可以使用直接匹配连接单元来使滤波器模块比图7a或图7b中示出的滤波器模块小。滤波器模块可以包括分别用于输入端口和输出端口的第一直接匹配连接单元771和第二直接匹配连接单元772。
72.图8示出了根据本公开的实施例的滤波器模块的通孔端口的示例。图4中的滤波器模块400被示出为滤波器模块。
73.参照图8，滤波器模块400可以包括rf滤波器410和缓冲器pcb 420。根据实施例，缓冲器pcb 420可以包括用于将缓冲器pcb 420连接到滤波器板的结构831。该结构831示出了缓冲器pcbv的一层被移除的形式。根据实施例，缓冲器pcb 420可以包括无源电路840。该无源电路840可以包括lpf、耦合器或连接器中的至少一者。根据实施例，缓冲器pcb 420可以包括通孔端口。通孔端口是指以通孔形式形成的输入端口或输出端口。由于该端口被集成配置在缓冲器pcb 420中，构成滤波器模块的组件数量也减少了，从而可以实现组件工艺的简化。
74.图9示出了根据本公开的各种实施例的包括滤波器模块的电子装置的功能元件。电子装置910可以是图1a中的基站110或终端120之一。根据实施例，电子装置910可以是mmu。除了通过图1a至图8描述的天线结构本身外，在本公开的实施例中还包括包含该天线结构的电子装置。
75.参照图9，示出了电子装置910的示例性功能元件。电子装置910可包括天线单元911、滤波器单元912、射频(rf)处理单元913和控制器914。
76.天线单元911可以包括多个天线。天线执行通过无线通道发送和接收信号的功能。天线可以包括形成在基板(例如，pcb)上的导体或形成为导电图案的辐射器。天线可以在无线信道上辐射上变频的信号，或获取另一装置辐射出的信号。每个天线可以被称为天线元件或天线装置。在一些实施例中，天线单元911可以包括排列了多个天线元件的天线阵列。
天线单元911可以通过rf信号线与滤波器单元912电连接。天线单元911可以安装在包括了多个天线元件的pcb上。pcb可以包括多个rf信号线，该多个rf信号线将每个天线元件连接到滤波器单元912的滤波器。rf信号线可以被称为馈电网络。天线单元911可以向滤波器单元912提供接收信号，或者可以将从滤波器单元912提供的信号辐射到空气中。
77.滤波器单元912可以进行滤波以发送所需频率的信号。滤波器单元912可以形成共振以执行选择性识别频率的功能。根据各种实施例，滤波器单元912可以包括滤波器模块，根据本公开的各种实施例的滤波器和缓冲器pcb被耦接到该滤波器模块。滤波器单元912可以包括滤波器模块，其包括腔体滤波器(例如，具有包括在陶瓷腔体中的电介质的滤波器)和缓冲器pcb。根据实施例，该滤波器模块可以包括lpf电路，用于移除由于高介电常数而在相对低的域中产生的谐波分量。此外，根据实施例，滤波器模块可以包括用于波束成形处理的无源电路。例如，该无源电路可以包括用于波束成形校准的耦合器(或组合器)。此外，根据实施例，滤波器模块可以包括用于天线pcb与滤波器板之间的rf接口的连接器。
78.滤波器单元912可以包括带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器或带拒滤波器中的至少一者。也就是说，滤波器单元912可以包括rf电路，用于获得用于发送的频段信号或用于接收的频段信号。根据各种实施例的滤波器单元912可以电连接天线单元911和rf处理单元913。
79.rf处理单元913可以包括多条rf路径。每条rf路径可以是路径的单元，通过天线接收的信号或通过天线辐射的信号通过该路径。至少一个rf路径可以被称为rf链。rf链可以包括多个rf元件。rf元件可以包括放大器、混频器、振荡器、dac、adc等。例如，rf处理单元913可以包括上变频器和数模转换器(dac)，上变频器用于将基带的数字发送信号上变频为发送频率，dac用于将经过上变频的数字发送信号转换为模拟rf发送信号。上变频器和dac构成发送路径的一部分。发送路径还可以包括功率放大器(pa)或耦合器(或组合器)。另外，例如，rf处理单元913可以包括用于将模拟rf接收信号转换为数字接收信号的模数转换器(adc)，以及用于将数字接收信号转换为基带数字接收信号的下变频器。adc和下变频器构成接收路径的一部分。该接收路径还可以包括低噪声放大器(lna)或耦合器(或分频器)。rf处理单元的rf组件可以在pcb上实现。基站910可以包括按天线单元911-滤波器单元912-rf处理单元913的顺序堆叠的结构。rf处理单元的天线和rf组件可以在pcb上实现，可以在pcb与pcb之间重复紧固滤波器，以形成多个层。根据实施例，rf处理单元的一些无源电路元件可以安装在滤波器单元912的缓冲器pcb的一个层上。
80.控制器914可以控制电子装置910的整体操作。控制单元914可以包括用于执行通信的各种模块。控制器914可以包括至少一个处理器，如调制解调器。控制器914可以包括用于数字信号处理的模块。例如，控制器914可以包括调制解调器。当发送数据时，控制器914通过对发送的比特流进行编码和调制来生成复杂符号。此外，例如，当接收数据时，控制器914通过解调和解码基带信号来恢复接收的比特流。控制器914可以执行通信标准所要求的协议栈的功能。
81.在图9中，已经对作为可以使用本公开的天线结构的装置的电子装置910的功能元件进行了描述。然而，图9中示出的示例只是用于根据参照图1a至图8描述的本公开的各种实施例的rf滤波器结构的示例元件，并且本公开的实施例不限于图9中示出的装置的元件。相应地，包括天线结构的天线模块、具有不同配置的通信装置以及天线结构本身也可以被
理解为本公开的实施例。
82.根据实施例，作为缓冲器的子pcb可以包括被包括在rf处理单元中的rf组件(例如，能够被设置在一个rf处理链中的元件)。该rf组件可与天线元件相关联。在发送信号时，如果发送线路的长度增加，则阻抗会增加，这就会影响回波损耗。此外，如图3所示，由于天线模块被布置在堆叠的结构中，每当馈电线通过各层时，性能劣化可能是由于馈电线的长度所造成的损失。为了最小化性能劣化(例如，由于电源供应造成的特性阻抗的变化或插入损耗)，与天线元件密切相关的rf元件需要设置成更靠近天线元件。例如，在具有堆叠结构的天线模块中，可以通过将rf元件布置在滤波器的子pcb上来增强性能效果。子pcb可以通过提供缓冲功能来增加天线增益，同时最小化损耗的退化。
83.根据本公开的各种实施例的滤波器模块可以包括缓冲器pcb和rf滤波器。滤波器模块可以被设置在滤波器板上。根据实施例，滤波器板可以包括校准网络pcb。另外，根据实施例，滤波器板可以包括天线滤波器单元(afu)pcb。缓冲器pcb可以包括传统上在滤波器板上实现的耦合器、分频器、连接器和lpf中的至少一者。根据实施例，缓冲器pcb可以具有多层结构。至少一个无源电路可以在缓冲器pcb的每一层中实现，从而减小滤波器板的尺寸。此外，缓冲器pcb被设置在滤波器板与rf滤波器之间，从而可以防止smt性能劣化。通过实现缓冲器pcb，可以防止在使用陶瓷滤波器进行smt过程中出现裂缝，并且可以减小滤波器板的面积(大约50％)。换句话说，根据本公开的各种实施例，滤波器模块可以包括其中通过使用具有堆叠结构的缓冲器pcb可以减小主pcb的尺寸的结构。如参照图6所述，可以通过减小pcb尺寸的面积来降低单位成本。由于缓冲器pcb的布置，在组装滤波器模块和滤波器板时，由于相位分量的变化或回波损耗导致的特性恶化相对较低。此外，在制造滤波器板时不需要单独的调谐过程，从而可以降低单位成本。
84.根据本公开的实施例，天线滤波器模块可以包括被配置为对射频(rf)信号进行滤波的滤波器，以及子印刷电路板(pcb)，其中子pcb包括被配置为处理rf信号的无源电路，并且子pcb耦接到滤波器，以便在滤波器耦接到滤波器板时作为缓冲器运行。
85.根据本公开的实施例，在滤波器模块中，滤波器可以是陶瓷波导滤波器。
86.根据本公开的实施例，无源电路可以包括低通滤波器(lpf)。
87.根据本公开的实施例，无源电路可以包括用于对rf信号波束成形的耦合器。
88.根据本公开的实施例，无源电路可以包括用于rf接口的连接器。
89.根据本公开的实施例，子pcb可以形成为具有多个层，无源电路可包括低通滤波器(lpf)、连接器和耦合器中的至少一者。
90.根据本公开的实施例，lpf可以被安装在多个层中的第一层上，而连接器可以被安装在多个层中的第二层上。
91.根据本公开的实施例，子pcb可以包括用于形成为通孔的端口的结构。
92.根据本公开的实施例，子pcb可以包括用于直接匹配连接单元或盲匹配连接单元的沟槽结构。
93.根据本公开的实施例，滤波器板可以包括用于rf信号的波束成形处理的校准网络pcb。
94.根据本公开的实施例，无线通信系统中的大规模多输入多输出(大规模mimo)单元(mmu)装置可以包括至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为处理信号；多个射频(rf)
滤波器模块，该多个rf滤波器模块被配置为对信号进行滤波；以及被配置为辐射信号的天线阵列，其中多个rf滤波器模块中的rf滤波器模块包括被配置为对rf信号进行滤波的滤波器，以及耦接到滤波器的子印刷电路板(pcb)，该子pcb包括被配置为处理rf信号的无源电路，并且该子pcb耦接到该滤波器，以便在该滤波器耦接到滤波器板时作为缓冲器运行。
95.根据本公开的实施例，滤波器可以是陶瓷波导滤波器。
96.根据本公开的实施例，无源电路可以包括低通滤波器(lpf)。
97.根据本公开的实施例，无源电路可以包括用于对rf信号波束成形的耦合器。
98.根据本公开的实施例，无源电路可以包括用于rf接口的连接器。
99.根据本公开的实施例，子pcb可以在多个层中形成，无源电路可以包括低通滤波器(lpf)、连接器和耦合器中的至少一者。
100.根据本公开的实施例，lpf可以安装在多个层中的第一层上，而连接器可以安装在多个层中的第二层上。
101.根据本公开的实施例，子pcb可以包括形成为通孔的端口的结构。
102.根据本公开的实施例，子pcb可以包括用于直接匹配连接单元或盲匹配连接单元的沟槽结构。
103.根据本公开的实施例，滤波器板可以包括用于rf信号的波束成形处理的校准网络pcb。
104.根据本公开的权利要求或说明书中描述的实施例的方法可以通过硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
105.当该方法由软件实现时，可以提供用于存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。存储在计算机可读存储介质中的一个或更多个程序可以被配置为由电子装置内的一个或更多个处理器执行。该至少一个程序可以包括指令，该指令使电子装置根据所附权利要求书和/或本文所公开的本公开的各种实施例来执行该方法。
106.程序(软件模块或软件)可以存储在非易失性存储器中，包括随机存取存储器和闪存、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、磁光盘存储设备、光盘(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他类型的光学存储设备或磁带。此外，它们中的一些或全部的任何组合可以构成存储程序的存储器。此外，在电子装置中可以包括多个这样的存储器。
107.此外，程序可以存储在可附接的存储装置中，该存储装置可以通过通信网络(例如，互联网、内联网、局域网(lan)、广域网(wlan)和存储区域网络(san)或其组合)来访问电子装置。这样的存储装置可以通过外部端口访问该电子装置。此外，通信网络上的独立存储装置可以访问便携式电子装置。
108.在以上描述的本公开的详细实施例中，根据提出的详细实施例，本公开所包括的一个元件以单数或复数表示。然而，为了描述的方便，单数形式或复数形式是根据提出的情况适当选择的，并且本公开不受以单数或复数表示的元件的限制。因此，以复数表示的元件也可以包括单个元件，或者以单数表示的元件也可以包括多个元件。
109.尽管在本公开的详细描述中已经描述了具体的实施例，但在不偏离本公开的范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，本公开的范围不应被定义为局限于该实施例，而应由所附的权利要求书及其等同形式来定义。