[发明专利]具有独立RFIC芯片和天线元件栅格几何形状的天线阵列

权利要求书

1.一种天线设备，所述天线设备包括：

第一部件层，所述第一部件层包括以第一栅格几何形状布置在第一平面中的多个射频集成电路芯片(RFIC)，每个RFIC包括波束形成电路；和

第二部件层，所述第二部件层覆盖所述第一部件层并且包括以不同的第二栅格几何形状布置在平行于所述第一平面的第二平面中的多个天线元件，所述天线元件具有各自耦合到RFIC的输入/输出(I/O)焊盘的相应馈电点，每个I/O焊盘沿着正交于所述第一平面和所述第二平面的轴线与耦合到所述I/O焊盘的所述馈电点对准。

2.根据权利要求1所述的天线设备，其中所述第一栅格几何形状是矩形并且所述第二栅格几何形状是三角形。

3.根据权利要求1所述的天线设备，还包括在所述第一部件层和所述第二部件层之间的天线基板，以及延伸穿过所述天线基板的多个通孔，所述通孔中的每个通孔将所述天线元件中的一个天线元件耦合到所述RFIC的多个I/O焊盘中的一个I/O焊盘。

4.根据权利要求3所述的天线设备，其中所述多个I/O焊盘是倒装芯片I/O焊盘，每个倒装芯片I/O焊盘通过倒装芯片电连接接头电连接到所述通孔中的一个通孔，其中每个RFIC的有源管芯侧面向所述天线基板。

5.根据权利要求4所述的天线设备，其中所述倒装芯片电连接接头由所述天线基板与所述第二部件层之间的底部填充层围绕；并且

所述天线设备还包括在所述第二部件层与所述底部填充层之间的聚合物外覆层。

6.根据权利要求3所述的天线设备，其中每个IC芯片的有源管芯侧面对所述天线基板。

7.根据权利要求6所述的天线设备，其中：

所述多个通孔是多个第一通孔；

所述天线设备还包括：

多个第二通孔，所述多个第二通孔各自从RFIC的无源侧延伸到所述RFIC的有源侧；和

多个电连接接头，所述多个电连接接头各自将第一通孔的端部耦合到第二通孔的端部。

8.根据权利要求7所述的天线设备，其中所述多个电连接接头各自由所述天线基板与所述第二部件层之间的底部填充层围绕。

9.根据权利要求1所述的天线设备，其中所述RFIC中的每个RFIC包括耦合到所述天线元件中的N个天线元件的对应多个馈电点的多个N个I/O焊盘。

10.根据权利要求9所述的天线设备，其中：

所述天线元件中的每个天线元件是圆极化贴片天线元件；并且

所述多个天线元件中的第一天线元件具有在第一方向上从所述第一天线元件的中心偏移的至少一个馈电点，并且所述多个天线元件中的第二天线元件具有在不同于所述第一方向的第二方向上从所述第二天线元件的中心偏移的至少一个馈电点，所述第一方向和所述第二方向是相对于公共坐标系定义的。

11.根据权利要求9所述的天线设备，其中所述天线元件被布置成耦合到单个IC芯片的四个天线元件的组，并且在每个所述组中，所述四个天线元件中的每个天线元件具有相对于公共坐标系在与所述四个天线元件中的其他天线元件中的任一者的方向不同的方向上从所述相应天线元件的中心偏移的馈电点。

12.根据权利要求11所述的天线设备，其中：

一组中的所述天线元件中的每个天线元件具有相同的设计配置，其具有狭缝和从所述狭缝的边缘侧向地偏移的至少一个馈电点，以产生用于发射和/或接收操作的圆极化；

一组中的所述四个天线元件中的第二天线元件至第四天线元件中的每个天线元件相对于所述组中的第一天线元件旋转K x 90°，其中K在一至三的范围内，并且对于所述第二天线元件至所述第四天线元件中的每个天线元件是不同的。

13.根据权利要求1所述的天线设备，还包括在所述第一部件层与所述第二部件层之间的接地层。