TWI708434B - 高整合度多天線陣列 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種高整合度多天線陣列,包含一第一導體層、一第二導體層、複數個連體導通結構、複數個槽孔天線以及一連體槽孔結構。該第二導體層與該第一導體層之間具有一第一間距。該複數個連體導通結構均電氣連接該第一導體層以及該第二導體層。各該槽孔天線均各自具有一輻射槽孔結構與一訊號耦合線。各該輻射槽孔結構與該訊號耦合線均彼此部分重疊或交錯。該複數個輻射槽孔結構均形成於該第二導體層。該複數個訊號耦合線均各自與該第二導體層之間具有一耦合間距,並且該複數個訊號耦合線均各自具有一訊號饋入端。各該槽孔天線均各自被激發產生至少一共振模態,該複數個共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段。該連體槽孔結構形成於該第二導體層,並且其連通該複數個輻射槽孔結構。
Description
本發明所屬之技術領域係關於一種高整合度多天線設計,特別是關於一種能提高資料傳輸速度的高整合度多天線陣列設計架構。
由於無線通訊訊號品質與傳輸速度需求的不斷提升,導致了多輸入多輸出(MIMO, Multi-Input Multi-Output System)多天線技術的的快速發展。多輸入多輸出多(MIMO)天線技術有機會能提高頻譜效率,增加通道容量及數據傳輸速率,並且有機會能提升通訊的接收訊號可靠度,因此成為多倍Gbps傳輸速率通訊系統的發展技術重點之一。
然而,要如何才能夠成功將多天線陣列技術應用於各種不同的無線通訊裝置或設備當中,並且將多天線陣列設計達成具有良好匹配、高整合度、薄型化以及抵抗鄰近環境耦合干擾的優勢,卻是一項不易克服的技術挑戰,也是目前有待解決的一項重要課題。因為複數個相鄰相同頻段操作的天線,可能會產生相互耦合干擾以及鄰近環境耦合干擾的問題,因此可能會造成多天線間封包相關係數(ECC, Envelop Correlation Coefficient)提高,而導致天線輻射特性衰減的情形發生。因此,造成資料傳輸速度的下降,並增加了多天線整合設計的技術困難。
部分的先前技術文獻已提出在多天線間接地面上設計週期性結構作為能量隔離器,來提升多天線間能量隔離度以及抗鄰近環境干擾能力的設計方式。然而這樣的設計方法,卻有可能造成製程不穩定因素,進而可能造成量產成本提高。並且可能導致激發額外的耦合電流,進而造成多天線間的相關係數增加。此外也有可能增加多天線陣列的整體尺寸,因此較不易應用實現於各種不同的無線裝置或設備當中。
因此需要一種可以解決上述這些問題的設計方式,以滿足未來高資料傳輸速度多天線通訊裝置或設備的實際應用需求。
有鑑於此,本揭露的實施範例揭露一種高整合度多天線陣列。依據範例之一些實作例能解決上述等技術問題。
根據一實施範例,本揭露提出一種高整合度多天線陣列。該高整合度多天線陣列,包含一第一導體層、一第二導體層、複數個連體導通結構、複數個槽孔天線以及一連體槽孔結構。該第二導體層與該第一導體層之間具有一第一間距。該複數個連體導通結構電氣連接該第一導體層以及該第二導體層。其中,各該槽孔天線均各自具有一輻射槽孔結構與一訊號耦合線。各該輻射槽孔結構與該訊號耦合線均彼此部分重疊或交錯。該複數個輻射槽孔結構均形成於該第二導體層。該複數個訊號耦合線均各自與該第二導體層之間具有一耦合間距,並且該複數個訊號耦合線均各自具有一訊號饋入端。各該槽孔天線均各自被激發產生至少一共振模態,該複數個共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段。該連體槽孔結構形成於該第二導體層,並且其連通該複數個輻射槽孔結構。
為了對本案之上述及其他內容有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
本揭露提供一高整合度多天線陣列的實施範例。該高整合度多天線陣列,包含一第一導體層、一第二導體層、複數個連體導通結構、複數個槽孔天線以及一連體槽孔結構。該第二導體層與該第一導體層之間具有一第一間距。該複數個連體導通結構電氣連接該第一導體層以及該第二導體層。其中,各該槽孔天線均各自具有一輻射槽孔結構與一訊號耦合線。各該輻射槽孔結構與該訊號耦合線均彼此部分重疊或交錯。該複數個輻射槽孔結構均形成於該第二導體層。該複數個訊號耦合線均各自與該第二導體層之間具有一耦合間距,並且該複數個訊號耦合線均各自具有一訊號饋入端。各該槽孔天線均各自被激發產生至少一共振模態,該複數個共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段。該連體槽孔結構形成於該第二導體層,並且其連通該複數個輻射槽孔結構。
為了能夠成功達成高整合度以及薄型化的功效。本發明所提出該高整合度多天線陣列,其藉由設計該複數個輻射槽孔結構均形成於該第二導體層,並設計該複數個連體導通結構均電氣連接該第一導體層以及該第二導體層,來致使該第一導體層成功同時等效形成一多天線陣列輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構與該訊號耦合線均彼此部分重疊或交錯,以及設計該複數個訊號耦合線均各自與該第二導體層之間具有一耦合間距,該耦合間距之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構形成於該第二導體層,該連體槽孔結構連通該複數個輻射槽孔結構。如此該連體槽孔結構能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層與該第二導體層之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段,並且該第一間距之距離僅需介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明能成功達成良好匹配與高整合度以及薄型化的功效。
第1A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列1之結構圖。如第1A圖所示,該高整合度多天線陣列1,包含一第一導體層11、一第二導體層12、複數個連體導通結構111、112、113、114、115、116、117、118與複數個槽孔天線13、14以及一連體槽孔結構121。該第二導體層12與該第一導體層11之間具有一第一間距d1。該複數個連體導通結構111、112、113、114、115、116、117、118均電氣連接該第一導體層11以及該第二導體層12。該複數個連體導通結構111、112、113、114、115、116、117、118係為導體線。其中,各該槽孔天線13、14均各自具有一輻射槽孔結構131、141與一訊號耦合線132、142。該輻射槽孔結構131與該訊號耦合線132彼此交錯,該輻射槽孔結構141與該訊號耦合線142彼此部分重疊。該複數個輻射槽孔結構131、141均形成於該第二導體層12。該複數個訊號耦合線132、142均各自與該第二導體層12之間具有一耦合間距d3132、d4142。該複數個訊號耦合線132、142均各自具有一訊號饋入端1321、1421。該訊號饋入端1321、1421均各自電氣耦接於一訊號源13211、14211,該訊號源13211、14211可為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。各該槽孔天線13、14均各自被激發產生至少一共振模態133、143(如第1B圖所示),該複數個共振模態133、143涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段17(如第1B圖所示)。該連體槽孔結構121形成於該第二導體層12,並且其連通該複數個輻射槽孔結構131、141。該連體槽孔結構121係為多線形槽孔結構,其係由兩個彎折的線形槽孔以及一個直線形槽孔所組成。該第一間距d1之距離介於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。該輻射槽孔結構131形成於該第二導體層12,該訊號耦合線132形成於該第一導體層11,該輻射槽孔結構131與該訊號耦合線132彼此交錯,該訊號耦合線132與該第二導體層12之間具有一耦合間距d3132。該輻射槽孔結構141形成於該第二導體層12,該訊號耦合線142同樣形成於該第二導體層12,該輻射槽孔結構141與該該訊號耦合線142彼此部分重疊,該訊號耦合線142與該第二導體層12之間具有一耦合間距d4142。該耦合間距d3132、d4142之距離介於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。該輻射槽孔結構131具有一開口端1311位於該第二導體層12之一邊緣1221,該開口端1311至該輻射槽孔結構131與該連體槽孔結構121交接處12113具有一開槽孔間距d1331,該開槽孔間距d1331之距離介於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.01波長到0.29波長之間。該輻射槽孔結構141具有一閉口端1412位於該第二導體層12之一邊緣1222,該閉口端1412至該輻射槽孔結構141與該連體槽孔結構121交接處12114具有一閉槽孔間距d1441,該閉槽孔間距d1441之介於或等於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.05波長到0.59波長之間。該訊號耦合線132、142之長度介於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。該第二導體層12與該第一導體層11之間可具有一介質基板或具有一多層介質基板。該連體槽孔結構121也可為線形槽孔結構、方環形槽孔結構、圓環形槽孔結構、橢圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、方形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構、多邊形槽孔結構或其組合。
為了能夠成功達成高整合度以及薄型化的功效。本發明所提出該高整合度多天線陣列1,其藉由設計該複數個輻射槽孔結構131、141均形成於該第二導體層12,並設計該複數個連體導通結構111、112、113、114、115、116、117、118均電氣連接該第一導體層11以及該第二導體層12,來致使該第一導體層11成功同時等效形成一多天線陣列之輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層11能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構131、141與該訊號耦合線132、142均彼此部分重疊或交錯,以及設計該複數個訊號耦合線132、142均各自與該第二導體層12之間具有一耦合間距d3132、d4142,該耦合間距d3132、d4142之距離介於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構121形成於該第二導體層12,該連體槽孔結構121連通該複數個輻射槽孔結構131、141。如此該連體槽孔結構121能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層11與該第二導體層12之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線13、14均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態133、143涵蓋至少一相同的第一通訊頻段17,並且該第一間距d1之距離僅需介於該第一通訊頻段17最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明能成功達成良好匹配以及高整合度與薄型化的功效。
第1B圖為本揭露實施例高整合度多天線陣列1之返回損失與隔離度曲線圖。其中,該槽孔天線13之返回損失曲線為1332,該槽孔天線14之返回損失曲線為1432,該槽孔天線13與槽孔天線14之隔離度曲線為1314。其選擇下列尺寸進行實驗:該第一間距d1之距離約為1.6mm;該開槽孔間距d1331之距離約為10.3 mm;該閉槽孔間距d1441之距離約為21.3mm;該耦合間距d3132之距離約為1.6mm;該耦合間距d4142之距離約為0.6mm;該訊號耦合線132之長度約為13mm;該訊號耦合線142之長度約為10 mm;該連體槽孔結構121之該彎折線形槽孔之長度約為23mm;該連體槽孔結構121之該直線形槽孔之長度約為14mm。如第1B圖所示,該槽孔天線13激發產生一匹配良好的共振模態133,該槽孔天線14激發產生一匹配良好的共振模態143,該共振模態133與共振模態143涵蓋至少一相同的第一通訊頻段17。在本實施例中,該第一通訊頻段17之頻段範圍為3400MHz~3600MHz,該第一通訊頻段17之最低操作頻率為3400MHz。如第1B圖所示,該槽孔天線13與槽孔天線14之隔離度曲線1314,於該第一通訊頻段17中均高於10dB,驗證能達成不錯的阻抗匹配與隔離度表現。
第1B圖所涵蓋之通訊系統頻段操作、實驗數據,僅是為了實驗證明第1A圖中本揭露一實施例高整合度多天線陣列1之技術功效。並未用來限制本揭露高整合度多天線陣列1於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露高整合度多天線陣列1可以單一組或多組實現於通訊裝置當中,該通訊裝置可為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦裝置、電信設備、基地台設備、無線橋接器設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備等。
第2A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列2之結構圖。如第2A圖所示,該高整合度多天線陣列2,包含一第一導體層21、一第二導體層22、複數個連體導通結構211、212、213、214、215、216、217、218、219與複數個槽孔天線23、24以及一連體槽孔結構221。該第二導體層22與該第一導體層21之間具有一第一間距d1。該第二導體層22與該第一導體層21之間具有一多層介質基板29。該複數個連體導通結構211、212、213、214、215、216、217、218、219均電氣連接該第一導體層21以及該第二導體層22。該複數個連體導通結構211、212、213、214、215、216、217、218、219係為導體通孔。其中,各該槽孔天線23、24均各自具有一輻射槽孔結構231、241與一訊號耦合線232、242。各該輻射槽孔結構231、241與該訊號耦合線232、242均彼此交錯。該複數個輻射槽孔結構231、241均形成於該第二導體層22。該複數個訊號耦合線232、242均各自與該第二導體層22之間具有一耦合間距d3132、d4142。該複數個訊號耦合線232、242均各自具有一訊號饋入端2321、2421。該訊號饋入端2321、2421均各自電氣耦接於一訊號源23211、24211,該訊號源23211、24211可為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。各該槽孔天線23、24均各自被激發產生至少一共振模態233、243(如第2B圖所示),該複數個共振模態233、243涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段27(如第2B圖所示)。該連體槽孔結構221形成於該第二導體層22,並且其連通該複數個輻射槽孔結構231、241。該連體槽孔結構221係為方形槽孔結構。該第一間距d1之距離介於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。該輻射槽孔結構231形成於該第二導體層22,該訊號耦合線232整合於該多層介質基板29並位於該第一導體層21與該第二導體層22之間。該輻射槽孔結構231與該訊號耦合線232彼此交錯,該訊號耦合線232與該第二導體層22之間具有一耦合間距d3132。該輻射槽孔結構241形成於該第二導體層22,該訊號耦合線242同樣整合於該多層介質基板29並位於該第一導體層21與該第二導體層22之間。該輻射槽孔結構241與該訊號耦合線242彼此交錯,該訊號耦合線242與該第二導體層22之間具有一耦合間距d4142。該耦合間距d3132、d4142之距離介於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。該輻射槽孔結構231具有一開口端2311位於該第二導體層22之一邊緣2221,該開口端2311至該輻射槽孔結構231與該連體槽孔結構221交接處22113具有一開槽孔間距d2331,該開槽孔間距d2331之距離介於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.01波長到0.29波長之間。該輻射槽孔結構241具有一開口端2411位於該第二導體層22之一邊緣2222,該開口端2411至該輻射槽孔結構241與該連體槽孔結構221交接處22114具有一開槽孔間距d2431,該開槽孔間距d2431之距離介等於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.01波長到0.29波長之間。該訊號耦合線232、242之長度介於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。該第二導體層22上方可具有一介質基板,該第一導體層21下方也可具有一介質基板。該連體槽孔結構221也可為線形槽孔結構、多線形槽孔結構、方環形槽孔結構、圓環形槽孔結構、橢圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構、多邊形槽孔結構或其組合。
第2A圖中本揭露一實施例該高整合度多天線陣列2,雖然其各部分的結構形狀與位置安排與該高整合度多天線陣列1並不完相同。然而該高整合度多天線陣列2,其同樣藉由設計該複數個輻射槽孔結構231、241均形成於該第二導體層22,並設計該複數個連體導通結構211、212、213、214、215、216、217、218、219均電氣連接該第一導體層21以及該第二導體層22,來致使該第一導體層21成功同時等效形成一多天線陣列之輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層21能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構231、241與該訊號耦合線232、242均彼此交錯,以及設計該複數個訊號耦合線232、242均各自與該第二導體層22之間具有一耦合間距d3132、d4142,該耦合間距d3132、d4142之距離介於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構221形成於該第二導體層22,該連體槽孔結構221連通該複數個輻射槽孔結構231、241。如此該連體槽孔結構221能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層21與該第二導體層22之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線23、24均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態233、243涵蓋至少一相同的第一通訊頻段27(如第2B圖所示),並且該第一間距d1之距離僅需介於該第一通訊頻段27最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明多天線陣列2能成功達成良好匹配以及高整合度與薄型化的功效。
第2B圖為本揭露實施例高整合度多天線陣列2之返回損失與隔離度曲線圖。其中,該槽孔天線23之返回損失曲線為2332,該槽孔天線24之返回損失曲線為2432,該槽孔天線23與槽孔天線24之隔離度曲線為2324。其選擇下列尺寸進行實驗:該第一間距d1之距離約為1mm;該開槽孔間距d2331之距離約為8.2 mm;該開槽孔間距d2431之距離約為8.2mm;該耦合間距d3132之距離約為0.3mm;該耦合間距d4142之距離約為0.3mm;該訊號耦合線232之長度約為15mm;該訊號耦合線242之長度約為15 mm;該連體槽孔結構221之該矩形槽孔結構之面積約為327.6 mm2。如第2B圖所示,該槽孔天線23激發產生一匹配良好的共振模態233,該槽孔天線24激發產生一匹配良好的共振模態243,該共振模態233與共振模態243涵蓋至少一相同的第一通訊頻段27。在本實施例中,該第一通訊頻段27之頻段範圍為3300MHz~3800 MHz,該第一通訊頻段27之最低操作頻率為3300MHz。如第2B圖所示,該槽孔天線23與槽孔天線24之隔離度曲線2324,於該第一通訊頻段27中均高於11dB,驗證能達成不錯的阻抗匹配與隔離度表現。
第2B圖所涵蓋之通訊系統頻段操作、實驗數據,僅是為了實驗證明第2A圖中本揭露一實施例高整合度多天線陣列2之技術功效。並未用來限制本揭露高整合度多天線陣列2於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露高整合度多天線陣列2可以單一組或多組實現於通訊裝置當中,該通訊裝置可為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦裝置、電信設備、基地台設備、無線橋接器設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備等。
第3A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列3之結構圖。如第3A圖所示,該高整合度多天線陣列3,包含一第一導體層31、一第二導體層32、複數個連體導通結構311、312、313、314、315、316、317、318、319、319、3110與複數個槽孔天線33、34以及一連體槽孔結構321。該第二導體層32與該第一導體層31之間具有一第一間距d1。該第二導體層32與該第一導體層31之間具有一多層介質基板39。該複數個連體導通結構311、312、313、314、315、316、317、318、319、3110均電氣連接該第一導體層31以及該第二導體層32。該複數個連體導通結構311、312、313、314、315、316、317、318、319、3110係為導體通孔。其中,各該槽孔天線33、34均各自具有一輻射槽孔結構331、341與一訊號耦合線332、342。該輻射槽孔結構331與該訊號耦合線332彼此交錯,該輻射槽孔結構341與該訊號耦合線342彼此部分重疊。該複數個輻射槽孔結構331、341均形成於該第二導體層32。該複數個訊號耦合線332、342均各自與該第二導體層32之間具有一耦合間距d3132、d4142。該複數個訊號耦合線332、342均各自具有一訊號饋入端3321、3421。該訊號饋入端3321、3421均各自電氣耦接於一訊號源33211、34211,該訊號源33211、34211可為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。各該槽孔天線33、34均各自被激發產生至少一共振模態333、343(如第3B圖所示),該複數個共振模態333、343涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段37(如第3B圖所示)。該連體槽孔結構321形成於該第二導體層32,並且其連通該複數個輻射槽孔結構331、341。該連體槽孔結構321係為一橢圓環形槽孔結構。該橢圓環形槽孔結構於該第二導體層32包圍形成一橢圓形導體區域,該橢圓形導體區域也可電氣耦接其他訊號源或電路。該第一間距d1之距離介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。該輻射槽孔結構331形成於該第二導體層32,該訊號耦合線332整合於該多層介質基板39並位於該第一導體層31與該第二導體層32之間。該輻射槽孔結構331與該訊號耦合線332彼此交錯,該訊號耦合線332與該第二導體層32之間具有一耦合間距d3132。該輻射槽孔結構341形成於該第二導體層32,該訊號耦合線342同樣形成於該第二導體層32。該輻射槽孔結構341與該訊號耦合線342部分重疊,該訊號耦合線342與該第二導體層32之間具有一耦合間距d4142。該耦合間距d3132、d4142之距離介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。該輻射槽孔結構331具有一開口端3311位於該第二導體層32之一邊緣3221,該開口端3311至該輻射槽孔結構331與該連體槽孔結構321交接處32113具有一開槽孔間距d3331,該開槽孔間距d3331之距離介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.01波長到0.29波長之間。該輻射槽孔結構341具有一開口端3411位於該第二導體層32之一邊緣3222,該開口端3411至該輻射槽孔結構341與該連體槽孔結構321交接處32114具有一開槽孔間距d3431,該開槽孔間距d3431之距離介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.01波長到0.29波長之間。該訊號耦合線332、342之長度介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。該第二導體層32上方可具有一介質基板,該第一導體層31下方也可具有一介質基板。該連體槽孔結構321也可為線形槽孔結構、多線形槽孔結構、方環形槽孔結構、圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、方形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構、多邊形槽孔結構或其組合。
第3A圖中本揭露一實施例該高整合度多天線陣列3,雖然其各部分的結構形狀與位置安排與該高整合度多天線陣列1並不完相同。然而該高整合度多天線陣列3,其同樣藉由設計該複數個輻射槽孔結構331、341均形成於該第二導體層32,並設計該複數個連體導通結構311、312、313、314、315、316、317、318、319、3110均電氣連接該第一導體層31以及該第二導體層32,來致使該第一導體層31成功同時等效形成一多天線陣列之輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層31能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構331、341與該訊號耦合線332、342均彼此交錯或部分重疊,以及設計該複數個訊號耦合線332、342均各自與該第二導體層32之間具有一耦合間距d3132、d4142,該耦合間距d3132、d4142之距離介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構321形成於該第二導體層32,該連體槽孔結構321連通該複數個輻射槽孔結構331、241。如此該連體槽孔結構321能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層31與該第二導體層32之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線33、34均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態333、343涵蓋至少一相同的第一通訊頻段37(如第3B圖所示),並且該第一間距d1之距離僅需介於該第一通訊頻段37最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明多天線陣列3也能成功達成良好匹配以及高整合度與薄型化的功效。
第3B圖為本揭露實施例高整合度多天線陣列3之返回損失與隔離度曲線圖。其中,該槽孔天線33之返回損失曲線為3332,該槽孔天線34之返回損失曲線為3432,該槽孔天線33與槽孔天線34之隔離度曲線為3334。其選擇下列尺寸進行實驗:該第一間距d1之距離約為1.6mm;該開槽孔間距d3331之距離約為8.5 mm;該開槽孔間距d3431之距離約為9.3mm;該耦合間距d3132之距離約為0.8mm;該耦合間距d4142之距離約為0.9mm;該訊號耦合線332之長度約為15mm;該訊號耦合線342之長度約為10 mm;該連體槽孔結構321之該橢圓環形槽孔結構之槽孔環長度約為62.24mm。如第3B圖所示,該槽孔天線33激發產生一匹配良好的共振模態333,該槽孔天線34激發產生一匹配良好的共振模態343,該共振模態333與共振模態343涵蓋至少一相同的第一通訊頻段37。在本實施例中,該第一通訊頻段37之頻段範圍為3300 MHz~3800MHz,該第一通訊頻段37之最低操作頻率為3300 MHz。如第3B圖所示,該槽孔天線33與槽孔天線34之隔離度曲線3324,於該第一通訊頻段37中均高於10dB,驗證能達成不錯的阻抗匹配與隔離度表現。
第3B圖所涵蓋之通訊系統頻段操作、實驗數據,僅是為了實驗證明第3A圖中本揭露一實施例高整合度多天線陣列3之技術功效。並未用來限制本揭露高整合度多天線陣列3於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露高整合度多天線陣列3可以單一組或多組實現於通訊裝置當中,該通訊裝置可為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦裝置、電信設備、基地台設備、無線橋接器設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備等。
第4A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列4之結構圖。如第4A圖所示,該高整合度多天線陣列4,包含一第一導體層41、一第二導體層42、複數個連體導通結構411、412、413、414、415、416、417與複數個槽孔天線43、44、45、46以及一連體槽孔結構421。該第二導體層42與該第一導體層41之間具有一第一間距d1。該第二導體層42與該第一導體層41之間具有一多層介質基板49。該複數個連體導通結構411、412、413、414、415、416、417均電氣連接該第一導體層41以及該第二導體層42。該複數個連體導通結構411、412、413、414、415、416、417係為導體通孔。其中,各該槽孔天線43、44、45、46均各自具有一輻射槽孔結構431、441、451、461與一訊號耦合線432、442、452、462。各該輻射槽孔結構431、441、451、461與該訊號耦合線432、442、452、462均彼此交錯。該複數個輻射槽孔結構431、441、451、461均形成於該第二導體層42。該複數個訊號耦合線432、442、452、462均各自與該第二導體層42之間具有一耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162。該複數個訊號耦合線432、442、452、462均各自具有一訊號饋入端4321、4421、4521、4621。該訊號饋入端4321、4421、4521、4621均各自電氣耦接於一訊號源43211、44211、45211、46211,該訊號源43211、44211、45211、46211可為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。各該槽孔天線43、44、45、46均各自被激發產生至少一共振模態433、443、453、463(如第4B圖所示),該複數個共振模態433、443、453、463涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段47(如第4B圖所示)。該連體槽孔結構421形成於該第二導體層42,並且其連通該複數個輻射槽孔結構431、441、451、461。該連體槽孔結構421係為一圓環形槽孔結構。該圓環形槽孔結構於該第二導體層42包圍形成一圓形導體區域,該圓形導體區域也可電氣耦接其他訊號源或電路。該第一間距d1之距離介於該第一通訊頻段47最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。該複數個輻射槽孔結構431、441、451、461均形成於該第二導體層42,該複數個訊號耦合線432、442、452、462均整合於該多層介質基板49並位於該第一導體層41與該第二導體層42之間。該輻射槽孔結構431與該訊號耦合線432彼此交錯,該訊號耦合線432與該第二導體層42之間具有一耦合間距d3132。該輻射槽孔結構441與該訊號耦合線442彼此交錯,該訊號耦合線442與該第二導體層42之間具有一耦合間距d4142。該輻射槽孔結構451與該訊號耦合線452彼此交錯,該訊號耦合線452與該第二導體層42之間具有一耦合間距d5152。該輻射槽孔結構461與該訊號耦合線462彼此交錯,該訊號耦合線462與該第二導體層42之間具有一耦合間距d6162。該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離介於該第一通訊頻段47最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。該輻射槽孔結構431具有一開口端4311位於該第二導體層42之一邊緣4221,該開口端4311至該輻射槽孔結構431與該連體槽孔結構421交接處42113具有一開槽孔間距d4331。該輻射槽孔結構441具有一開口端4411位於該第二導體層42之一邊緣4222,該開口端4411至該輻射槽孔結構441與該連體槽孔結構421交接處42114具有一開槽孔間距d4431。該輻射槽孔結構451具有一開口端4511位於該第二導體層42之一邊緣4223,該開口端4511至該輻射槽孔結構451與該連體槽孔結構421交接處42115具有一開槽孔間距d4531。該輻射槽孔結構461具有一開口端4611位於該第二導體層42之一邊緣4224,該開口端4611至該輻射槽孔結構461與該連體槽孔結構421交會處42116具有一開槽孔間距d4631。各該開槽孔間距d4331、d4431、d4531、d4631之距離介於該第一通訊頻段47最低操作頻率之0.01波長到0.29波長。該訊號耦合線432、442、452、462之長度介於該第一通訊頻段47最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。該第二導體層42上方可具有一介質基板,該第一導體層41下方也可具有一介質基板。該連體槽孔結構421也可為線形槽孔結構、多線形槽孔結構、方環形槽孔結構、橢圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、方形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構、多邊形槽孔結構或其組合。
第4A圖中本揭露一實施例該高整合度多天線陣列4,雖然其槽孔天線數目、各部分的結構形狀與位置安排與該高整合度多天線陣列1並不完相同。然而該高整合度多天線陣列4,其同樣藉由設計該複數個輻射槽孔結構431、441、451、461均形成於該第二導體層42,並設計該複數個連體導通結構411、412、413、414、415、416、417均電氣連接該第一導體層41以及該第二導體層42,來致使該第一導體層41成功同時等效形成一多天線陣列之輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層41能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構431、441、451、461與該訊號耦合線432、442、452、462均彼此交錯,以及設計該複數個訊號耦合線432、442、452、462均各自與該第二導體層42之間具有一耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162,該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離介於該第一通訊頻段47最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構421形成於該第二導體層42,該連體槽孔結構421連通該複數個輻射槽孔結構431、441、451、461。如此該連體槽孔結構421能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層41與該第二導體層42之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線43、44、45、46均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態433、443、453、463涵蓋至少一相同的第一通訊頻段47(如第4B圖所示),並且該第一間距d1之距離僅需介於該第一通訊頻段47最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明多天線陣列4也能成功達成良好匹配以及高整合度與薄型化的功效。
第4B圖為本揭露實施例高整合度多天線陣列4之返回損失與隔離度曲線圖。其中,該槽孔天線43之返回損失曲線為4332,該槽孔天線44之返回損失曲線為4432,該槽孔天線45之返回損失曲線為4532,該槽孔天線46之返回損失曲線為4632。該槽孔天線43與槽孔天線44之隔離度曲線為4344,該槽孔天線44與槽孔天線45之隔離度曲線為4445,該槽孔天線45與槽孔天線46之隔離度曲線為4546,該槽孔天線43與槽孔天線46之隔離度曲線為4346。其選擇下列尺寸進行實驗:該第一間距d1之距離約為1 mm;該開槽孔間距d4331、d4431、d4531、d4631之距離均約為8.15 mm;該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離均約為0.3 mm;該訊號耦合線432、442、452、462之長度均約為15mm;該連體槽孔結構421之該圓環形槽孔結構之槽孔環長度約為79.64 mm。如第4B圖所示,該槽孔天線43激發產生一匹配良好的共振模態433,該槽孔天線44激發產生一匹配良好的共振模態443,該槽孔天線45激發產生一匹配良好的共振模態453,該槽孔天線46激發產生一匹配良好的共振模態463。該複數個共振模態433、443、453、463涵蓋至少一相同的第一通訊頻段47。在本實施例中,該第一通訊頻段47之頻段範圍為3300MHz~4200MHz,該第一通訊頻段47之最低操作頻率為3300MHz。如第4B圖所示,該複數個槽孔天線43、44、45、46間之隔離度曲線4344、4445、4546、4346,於該第一通訊頻段47中均高於10dB,驗證能達成不錯的阻抗匹配與隔離度表現。
第4B圖所涵蓋之通訊系統頻段操作、實驗數據,僅是為了實驗證明第4A圖中本揭露一實施例高整合度多天線陣列4之技術功效。並未用來限制本揭露高整合度多天線陣列4於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露高整合度多天線陣列4可以單一組或多組實現於通訊裝置當中,該通訊裝置可為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦裝置、電信設備、基地台設備、無線橋接器設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備等。
第5A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列5之結構圖。如第5A圖所示,該高整合度多天線陣列5,包含一第一導體層51、一第二導體層52、複數個連體導通結構511、512、513、514、515、516、517、518、519、5110、5111與複數個槽孔天線53、54、55、56以及一連體槽孔結構521。該第二導體層52與該第一導體層51之間具有一第一間距d1。該第二導體層52與該第一導體層51之間具有一介質基板58。該複數個連體導通結構511、512、513、514、515、516、517、518、519、5110、5111均電氣連接該第一導體層51以及該第二導體層52。該複數個連體導通結構511、512、513、514、515、516、517、518、519、5110、5111係為導體通孔。其中,各該槽孔天線53、54、55、56均各自具有一輻射槽孔結構531、541、551、561與一訊號耦合線532、542、552、562。各該輻射槽孔結構531、541、551、561與該訊號耦合線532、542、552、562均彼此部分重疊。該複數個輻射槽孔結構531、541、551、561均形成於該第二導體層52。該複數個訊號耦合線532、542、552、562均各自與該第二導體層52之間具有一耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162。該複數個訊號耦合線532、542、552、562均各自具有一訊號饋入端5321、5421、5521、5621。該訊號饋入端5321、5421、5521、5621均各自電氣耦接於一訊號源53211、54211、55211、56211,該訊號源53211、54211、55211、56211可為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。各該槽孔天線53、54、55、56均各自被激發產生至少一共振模態533、543、553、563(如第5B圖所示),該複數個共振模態533、543、553、563涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段57(如第5B圖所示)。該連體槽孔結構521形成於該第二導體層52,並且其連通該複數個輻射槽孔結構531、541、551、561。該連體槽孔結構521係為一方形槽孔結構。該第一間距d1之距離介於該第一通訊頻段57最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。該複數個輻射槽孔結構531、541、551、561均形成於該第二導體層52。該複數個訊號耦合線532、542、552、562同樣形成於該第二導體層52。該輻射槽孔結構531與該訊號耦合線532彼此部分重疊,該訊號耦合線532與該第二導體層52之間具有一耦合間距d3132。該輻射槽孔結構541與該訊號耦合線542彼此部分重疊,該訊號耦合線542與該第二導體層52之間具有一耦合間距d4142。該輻射槽孔結構551與該訊號耦合線552彼此部分重疊,該訊號耦合線552與該第二導體層52之間具有一耦合間距d5152。該輻射槽孔結構561與該訊號耦合線562彼此部分重疊,該訊號耦合線562與該第二導體層52之間具有一耦合間距d6162。該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離介於該第一通訊頻段57最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。該輻射槽孔結構531具有一閉口端5312位於該第二導體層52之一邊緣5221,該閉口端5312至該輻射槽孔結構531與該連體槽孔結構521交接處52113具有一閉槽孔間距d5341。該輻射槽孔結構541具有一閉口端5412位於該第二導體層52之一邊緣5222,該閉口端5412至該輻射槽孔結構541與該連體槽孔結構521交接處52114具有一閉槽孔間距d5441。該輻射槽孔結構551具有一閉口端5512位於該第二導體層52之一邊緣5223,該閉口端5512至該輻射槽孔結構551與該連體槽孔結構521交接處52115具有一閉槽孔間距d5541。該輻射槽孔結構561具有一閉口端5612位於該第二導體層52之一邊緣5224,該閉口端5612至該輻射槽孔結構561與該連體槽孔結構521交接處52116具有一閉槽孔間距d5641。各該閉槽孔間距d5341、d5441、d5541、d5641之距離均介於該第一通訊頻段57最低操作頻率之0.05波長到0.59波長。該訊號耦合線532、542、552、562之長度介於該第一通訊頻段57最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。該第二導體層52上方可具有一介質基板,該第一導體層51下方也可具有一介質基板。該連體槽孔結構521也可為線形槽孔結構、多線形槽孔結構、方環形槽孔結構、圓環形槽孔結構、橢圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構、多邊形槽孔結構或其組合。
第5A圖中本揭露一實施例該高整合度多天線陣列5,雖然其槽孔天線數目、各部分的結構形狀與位置安排與該高整合度多天線陣列1並不完相同。然而該高整合度多天線陣列5,其同樣藉由設計該複數個輻射槽孔結構531、541、551、561均形成於該第二導體層52,並設計該複數個連體導通結構511、512、513、514、515、516、517、518、519、5110、5111均電氣連接該第一導體層51以及該第二導體層52,來致使該第一導體層51成功同時等效形成一多天線陣列之輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層51能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構531、541、551、561與該訊號耦合線532、542、552、562均彼此部分重疊,以及設計該複數個訊號耦合線532、542、552、562均各自與該第二導體層52之間具有一耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162,該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離介於該第一通訊頻段57最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構521形成於該第二導體層52,該連體槽孔結構521連通該複數個輻射槽孔結構531、541、551、561。如此該連體槽孔結構521能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層51與該第二導體層52之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線53、54、55、56均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態533、543、553、563涵蓋至少一相同的第一通訊頻段57(如第5B圖所示),並且該第一間距d1之距離僅需介於該第一通訊頻段57最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明多天線陣列5也能成功達成良好匹配以及高整合度與薄型化的功效。
第5B圖為本揭露實施例高整合度多天線陣列5之返回損失與隔離度曲線圖。其中,該槽孔天線53之返回損失曲線為5332,該槽孔天線54之返回損失曲線為5432,該槽孔天線55之返回損失曲線為5532,該槽孔天線56之返回損失曲線為5632。該槽孔天線53與槽孔天線54之隔離度曲線為5354,該槽孔天線54與槽孔天線55之隔離度曲線為5455,該槽孔天線55與槽孔天線56之隔離度曲線為5556,該槽孔天線53與槽孔天線56之隔離度曲線為5356。其選擇下列尺寸進行實驗:該第一間距d1之距離約為1.6 mm;該閉槽孔間距d5341、d5441、d5541、d5641之距離均約為17.5 mm;該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離均約為0.5 mm;該訊號耦合線532、542、552、562之長度均約為15mm;該連體槽孔結構521之該矩形槽孔結構之面積約為106.1mm2。如第5B圖所示,該槽孔天線53激發產生一匹配良好的共振模態533,該槽孔天線54激發產生一匹配良好的共振模態543,該槽孔天線55激發產生一匹配良好的共振模態553,該槽孔天線56激發產生一匹配良好的共振模態563。該複數個共振模態533、543、553、563涵蓋至少一相同的第一通訊頻段57。在本實施例中,該第一通訊頻段57之頻段範圍為3400MHz~3600MHz,該第一通訊頻段57之最低操作頻率為3400MHz。如第5B圖所示,該複數個槽孔天線53、54、55、56間之隔離度曲線5354、5455、5556、5356,於該第一通訊頻段57中均高於9.5dB,驗證能達成不錯的阻抗匹配與隔離度表現。
第5B圖所涵蓋之通訊系統頻段操作、實驗數據,僅是為了實驗證明第5A圖中本揭露一實施例高整合度多天線陣列5之技術功效。並未用來限制本揭露高整合度多天線陣列5於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露高整合度多天線陣列5可以單一組或多組實現於通訊裝置當中,該通訊裝置可為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦裝置、電信設備、基地台設備、無線橋接器設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備等。
第6圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列6之結構圖。如第6圖所示,該高整合度多天線陣列6,包含一第一導體層61、一第二導體層62、複數個連體導通結構611、612、613、614、615、616、617、618與複數個槽孔天線63、64、65、66以及一連體槽孔結構621。該第二導體層62與該第一導體層61之間具有一第一間距d1。該第二導體層62與該第一導體層61之間具有一介質基板68。該複數個連體導通結構611、612、613、614、615、616、617、618均電氣連接該第一導體層61以及該第二導體層62。該複數個連體導通結構611、612、613、614、615、616、617、618係為導體通孔。其中,各該槽孔天線63、64、65、66均各自具有一輻射槽孔結構631、641、651、661與一訊號耦合線632、642、652、662。各該輻射槽孔結構631、641、651、661與該訊號耦合線632、642、652、662均彼此部分重疊。該複數個輻射槽孔結構631、641、651、661均形成於該第二導體層62。該複數個訊號耦合線632、642、652、662均各自與該第二導體層62之間具有一耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162。該複數個訊號耦合線632、642、652、662均各自具有一訊號饋入端6321、6421、6521、6621。該訊號饋入端6321、6421、6521、6621均各自電氣耦接於一訊號源63211、64211、65211、66211,該訊號源63211、64211、65211、66211可為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。各該槽孔天線63、64、65、66均各自被激發產生至少一共振模態,該複數個共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊系統頻段。該連體槽孔結構621形成於該第二導體層62,並且其連通該複數個輻射槽孔結構631、641、651、661。該連體槽孔結構621係為一多邊形槽孔結構。該第一間距d1之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。該複數個輻射槽孔結構631、641、651、661均形成於該第二導體層62。該複數個訊號耦合線632、642、652、662同樣形成於該第二導體層62。該輻射槽孔結構631與該訊號耦合線632彼此部分重疊,該訊號耦合線632與該第二導體層62之間具有一耦合間距d3132。該輻射槽孔結構641與該訊號耦合線642彼此部分重疊,該訊號耦合線642與該第二導體層62之間具有一耦合間距d4142。該輻射槽孔結構651與該訊號耦合線652彼此部分重疊,該訊號耦合線652與該第二導體層62之間具有一耦合間距d5152。該輻射槽孔結構661與該訊號耦合線662彼此部分重疊,該訊號耦合線662與該第二導體層62之間具有一耦合間距d6162。該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。該輻射槽孔結構631具有一閉口端6312位於該第二導體層62之一邊緣6221,該閉口端6312至該輻射槽孔結構631與該連體槽孔結構621交接處62113具有一閉槽孔間距d6341。該輻射槽孔結構641具有一開口端6411位於該第二導體層62之一邊緣6222,該開口端6411至該輻射槽孔結構641與該連體槽孔結構621交接處62114具有一開槽孔間距d6431。該輻射槽孔結構651具有一閉口端6512位於該第二導體層62之一邊緣6223,該閉口端6512至該輻射槽孔結構651與該連體槽孔結構621交接處62115具有一閉槽孔間距d6541。該輻射槽孔結構661具有一開口端6611位於該第二導體層62之一邊緣6224,該開口端6611至該輻射槽孔結構661與該連體槽孔結構621交接處62116具有一開槽孔間距d6631。各該開槽孔間距d6431、d6631之距離均介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.01波長到0.29波長。各該閉槽孔間距d6341、d6541之距離均介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.05波長到0.59波長。該訊號耦合線632、642、652、662之長度介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。該第二導體層62上方可具有一介質基板,該第一導體層61下方也可具有一介質基板。該連體槽孔結構621也可為線形槽孔結構、多線形槽孔結構、方環形槽孔結構、圓環形槽孔結構、橢圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、方形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構或其組合。
第6圖中本揭露一實施例該高整合度多天線陣列6,雖然其槽孔天線數目、各部分的結構形狀與位置安排與該高整合度多天線陣列1並不完相同。然而該高整合度多天線陣列6,其同樣藉由設計該複數個輻射槽孔結構631、641、651、661均形成於該第二導體層62,並設計該複數個連體導通結構611、612、613、614、615、616、617、618均電氣連接該第一導體層61以及該第二導體層62,來致使該第一導體層61成功同時等效形成一多天線陣列之輻射能量反射層以及一鄰近耦合能量屏蔽層,因此該第一導體層61能夠成功導引多天線陣列輻射能量遠離鄰近耦合能量干擾。除此之外,其藉由設計各該輻射槽孔結構631、641、651、661與該訊號耦合線632、642、652、662均彼此部分重疊,以及設計該複數個訊號耦合線632、642、652、662均各自與該第二導體層62之間具有一耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162,該耦合間距d3132、d4142、d5152、d6162之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。並且設計一連體槽孔結構621形成於該第二導體層62,該連體槽孔結構621連通該複數個輻射槽孔結構631、641、651、661。如此該連體槽孔結構621能夠有效降低該多天線陣列之等效寄生電容效應,成功補償藉該第一導體層61與該第二導體層62之間產生的耦合電容效應。因此各該槽孔天線63、64、65、66均能成功被激發產生至少一匹配良好的共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段,並且該第一間距d1之距離僅需介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。因此本發明多天線陣列6也能成功達成良好匹配以及高整合度與薄型化的功效。
本揭露高整合度多天線陣列6可以單一組或多組實現於通訊裝置當中,該通訊裝置可為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦裝置、電信設備、基地台設備、無線橋接器設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備等。
綜上所述,雖然本案已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本案之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、2、3、4、5、6:高整合度多天線陣列
11、21、31、41、51、61:第一導體層
111、112、113、114、115、116、117、118、211、212、213、214、215、216、217、218、219、311、312、313、314、315、316、317、318、319、3110、411、412、413、414、415、416、417、511、512、513、514、515、516、517、518、519、5110、5111、611、612、613、614、615、616、617、618:連體導通結構
12、22、32、42、52、62:第二導體層
121、221、321、421、521、621:連體槽孔結構
1221、1222、2221、2222、3221、3222、4221、4222、4223、4224、5221、5222、5223、5224、6221、6222、6223、6224:第二導體層之邊緣
13、14、23、24、33、34、43、44、45、46、53、54、55、56、63、64、65、66:槽孔天線
131、141、231、241、331、341、431、441、451、461、531、541、551、561、631、641、651、661:輻射槽孔結構
132、142、232、242、332、342、432、442、452、462、532、542、552、562、632、642、652、662:訊號耦合線
1321、1421、2321、2421、3321、3421、4321、4421、4521、4621、5321、5421、5521、5621、6321、6421、6521、6621:訊號饋入端
13211、14211、23211、24211、33211、34211、43211、44211、45211、46211、53211、54211、55211、56211、63211、64211、65211、66211:訊號源
133、143、233、243、333、343、433、443、453、463、533、543、553、563:共振模態
1311、2311、2411、3311、3411、4311、4411、4511、4611、6411、6611:開口端
1412、5312、5412、5512、5612、6312、6512:閉口端
12113、12114、22113、22114、32113、32114、42113、42114、42115、42116、52113、52114、52115、52116、62113、62114、62115、62116:輻射槽孔結構與連體槽孔結構之交接處
d1:第一間距
d3132、d4142、d5152、d6162:耦合間距
d1331、d2331、d2431、d3331、d3431、d4331、d4431、d4531、d4631、d6431、d6631:開槽孔間距
d1441、d5341、d5441、d5541、d5641、d6341、d6541:閉槽孔間距
1332、1432、2332、2432、3332、3432、4332、4432、4532、4632、5332、5432、5532、5632:槽孔天線之返回損失曲線
1314、2324、3334、4344、4445、4546、4346、5354、5455、5556、5356:槽孔天線之隔離度曲線
17、27、37、47、57:第一通訊頻段
58、68:介質基板
29、39、49:多層介質基板
第1A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列1之結構圖。
第1B圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列1之返回損失與隔離度曲線圖。
第2A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列2之結構圖。
第2B圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列2之返回損失與隔離度曲線圖。
第3A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列3之結構圖。
第3B圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列3之返回損失與隔離度曲線圖。
第4A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列4之結構圖。
第4B圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列4之返回損失與隔離度曲線圖。
第5A圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列5之結構圖。
第5B圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列5之返回損失與隔離度曲線圖。
第6圖為本揭露一實施例高整合度多天線陣列6之結構圖。
1:高整合度多天線陣列
11:第一導體層
111、112、113、114、115、116、117、118:連體導通結構
12:第二導體層
121:連體槽孔結構
1221、1222:第二導體層之邊緣
13、14:槽孔天線
131、141:輻射槽孔結構
132、142:訊號耦合線
1321、1421:訊號饋入端
13211、14211:訊號源
1311:開口端
1412:閉口端
12113、12114:輻射槽孔結構與連體槽孔結構之交接處
d1:第一間距
d3132、d4142:耦合間距
d1331:開槽孔間距
d1441:閉槽孔間距
Claims (14)
- 一種高整合度多天線陣列,包含: 一第一導體層; 一第二導體層,其與該第一導體層之間具有一第一間距; 複數個連體導通結構,其均電氣連接該第一導體層以及該第二導體層; 複數個槽孔天線,其中,各該槽孔天線均各自具有一輻射槽孔結構與一訊號耦合線,各該輻射槽孔結構與該訊號耦合線均彼此部分重疊或交錯,該複數個輻射槽孔結構均形成於該第二導體層,該複數個訊號耦合線均各自與該第二導體層之間具有一耦合間距,並且該複數個訊號耦合線均各自具有一訊號饋入端,各該槽孔天線均各自被激發產生至少一共振模態,該複數個共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段;以及 一連體槽孔結構,其形成於該第二導體層,並且該連體槽孔結構連通該複數個輻射槽孔結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該第一間距之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.038波長之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該訊號耦合線係形成於該第一導體層、該第二導體層或位於該第一導體層與該第二導體層之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該耦合間距之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.001波長到0.035波長之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該第二導體層與該第一導體層之間具有一介質基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該第二導體層與該第一導體層之間具有一多層介質基板。
- 如申請專利範圍第6項所述之高整合度多天線陣列,其中,該訊號耦合線整合於該多層介質基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該輻射槽孔結構具有一開口端位於該第二導體層之一邊緣,該開口端至該輻射槽孔結構與該連體槽孔結構之交接處具有一開槽孔間距,該開槽孔間距之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.01波長到0.29波長之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該輻射槽孔結構具有一閉口端位於該第二導體層之一邊緣,該閉口端至該輻射槽孔結構與該連體槽孔結構之交接處具有一閉槽孔間距,該閉槽孔間距之距離介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.05波長到0.59波長之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該訊號耦合線之長度介於該第一通訊頻段最低操作頻率之0.03波長到0.33波長之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該連體槽孔結構係為線形槽孔結構、多線形槽孔結構、方環形槽孔結構、圓環形槽孔結構、橢圓環形槽孔結構、菱環形槽孔結構、圓形槽孔結構、半圓形槽孔結構、橢圓形槽孔結構、半橢圓形槽孔結構、方形槽孔結構、矩形槽孔結構、菱形槽孔結構、平行四邊形槽孔結構、多邊形槽孔結構或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該連體導通結構係為導體線或導體通孔。
- 如申請專利範圍第1項所述之高整合度多天線陣列,其中,該訊號饋入端均各自電氣耦接於一訊號源。
- 如申請專利範圍第13項所述之高整合度多天線陣列,其中,該訊號源係為阻抗匹配電路、傳輸線、微帶傳輸線、夾心帶線、基板整合波導、共面波導、放大器電路、積體電路晶片或射頻模組。
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