TWI704726B

TWI704726B - 共構式天線模組

Info

Publication number: TWI704726B
Application number: TW108112511A
Authority: TW
Inventors: 樊宸綱; 鄭大福
Original assignee: 佳邦科技股份有限公司
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2020-09-11
Also published as: TW202038508A; US20200328534A1; US10923832B2

Abstract

本發明公開一種共構式天線模組，其包括載體、第一貼片天線組、第二貼片天線組、第一偶極天線組及第二偶極天線組。載體包括第一承載面、第二承載面及環繞側邊。第一貼片天線組至少設置在第一承載面及第二承載面中的其中之一。第二貼片天線組至少設置在第一承載面及第二承載面中的其中之一。第一偶極天線組及第二偶極天線組設置設置在載體中。第一偶極天線組較第一貼片天線組或者第二貼片天線組更靠近於環繞側邊，且第二偶極天線組較第一貼片天線組或者第二貼片天線組更靠近於環繞側邊。貼片天線組的頻率可以相異，偶極天線組的頻率可相異，且貼片天線組及偶極天線組都能應用於毫米波頻段。

Description

共構式天線模組

本發明涉及一種天線模組，特別是涉及一種共構式天線模組。

首先，隨著通訊技術的發展，各種應用無線通訊技術之電子產品相繼誕生，例如手機、無線上網裝置、個人數位助理等等。而消費者對該些無線通訊裝置之效能、外觀設計及尺寸大小之要求亦不斷增加。

接著，現有技術雖然有揭露貼片天線(Patch Antenna)及偶極天線(Dipole Antenna)的架構，然而，現有技術的天線結構大多僅能提供單一頻率，且其輻射效率不彰。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種共構式天線模組。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種共構式天線模組，其包括：一載體、一第一貼片天線組、一第二貼片天線組、一第一偶極天線組以及一第二偶極天線組。所述載體包括一第一承載面、一相對於所述第一承載面的第二承載面以及一連接於所述第一承載面與所述第二承載面之間的環繞側邊。所述第一貼片天線組包括多個設置在所述載體上的第一貼片天線，多個所述第一貼片天線至少設置在所述第一承載面及所述第二承載面中的其中之一。所述第二貼片天線組包括多個設置在所述載體上的第二貼片天線，多個所述第二貼片天線至少設置在所述第一承載面及所述第二承載面中的其中之一。所述第一偶極天線組設置在所述載體中。所述第二偶極天線組設置在所述載體中。其中，所述第一偶極天線組較所述第一貼片天線組或者所述第二貼片天線組更靠近於所述環繞側邊，且所述第二偶極天線組較所述第一貼片天線組或者所述第二貼片天線組更靠近於所述環繞側邊。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的共構式天線模組，其能通過“多個所述第一貼片天線至少設置在所述第一承載面及所述第二承載面中的其中之一”、“多個所述第二貼片天線至少設置在所述第一承載面及所述第二承載面中的其中之一”以及“所述第一偶極天線組較所述第一貼片天線組或者所述第二貼片天線組更靠近於所述環繞側邊，且所述第二偶極天線組較所述第一貼片天線組或者所述第二貼片天線組更靠近於所述環繞側邊”的技術方案，以提高天線的輻射效率。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“共構式天線模組”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

首先，參閱圖1至圖3所示，圖1及圖2分別為本發明第一實施例的共構式天線模組的立體示意圖，圖3為本發明第一實施例的共構式天線模組的俯視示意圖。本發明第一實施例提供一種共構式天線模組U，其包括：一載體1、一第一貼片天線組2、一第二貼片天線組3、一第一偶極天線組4以及一第二偶極天線組5。優選地，載體1可為多層低溫共燒陶瓷基板(Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC)，此外，在其他實施方式中，載體1可為低介電常數與低損耗的PCB板，例如但不限於多層環氧樹脂玻璃纖維基板(FR-4)所構成。藉此，本發明所提供的共構式天線模組U可利用低溫共燒陶瓷技術將第一貼片天線組2、第二貼片天線組3、第一偶極天線組4以及第二偶極天線組5共構在由多層低溫共燒陶瓷基板所形成的載體1之中。換句話說，第一貼片天線組2、第二貼片天線組3、第一偶極天線組4以及第二偶極天線組5能形成一體式的共燒陶瓷天線。

接著，請復參閱圖1及圖2所示，載體1可包括一第一承載面11、一相對於第一承載面11的第二承載面12以及一連接於第一承載面11與第二承載面12之間的環繞側邊13。第一貼片天線組2可包括多個設置在載體1上的第一貼片天線20(Patch Antenna)，多個第一貼片天線20至少設置在第一承載面11及第二承載面12中的其中之一。第二貼片天線組3可包括多個設置在載體1上的第二貼片天線30(Patch Antenna)，多個第二貼片天線30至少設置在第一承載面11及第二承載面12中的其中之一。進一步來說，以本發明第一實施例而言，多個第一貼片天線20可設置在第一承載面11上，且多個第二貼片天線30可設置在第一承載面11上，然本發明不以此為限。藉此，由於第一實施例中的第一貼片天線20及第二貼片天線30都是設置在第一承載面11上，因此，第一貼片天線20及第二貼片天線30所產生的輻射場型可為Z方向。

接著，請參閱圖4所示，並請復參閱圖3所示，圖4為本發明第一實施例的共構式天線模組的側視示意圖。第一偶極天線組4可設置在載體1中，第二偶極天線組5可設置在載體1中。舉例來說，當載體1為多層低溫共燒陶瓷基板時，第一偶極天線組4及第二偶極天線組5可設置在多層低溫共燒陶瓷基板中的其中一層。進一步來說，第一偶極天線組4與第二偶極天線組5可位於相同層的低溫共燒陶瓷基板上，或者是第一偶極天線組4與第二偶極天線組5位於不同層的低溫共燒陶瓷基板上，本發明不以此為限。值得說明的是，以圖4的實施態樣來說，第一偶極天線組4與第二偶極天線組5可位於相同層的低溫共燒陶瓷基板上。

承上述，舉例來說，第一偶極天線組4可包括多個第一偶極天線41(Dipole Antenna)以及多個第二偶極天線42(Dipole Antenna)，第二偶極天線組5可包括多個第三偶極天線51(Dipole Antenna)以及多個第四偶極天線52(Dipole Antenna)。多個第一偶極天線41、多個第二偶極天線42、多個第三偶極天線51以及多個第四偶極天線52可鄰近於載體1的環繞側邊13設置。進一步來說，第一貼片天線組2具有一第一操作頻帶，第二貼片天線組3具有一第二操作頻帶，第一偶極天線組4具有一第三操作頻帶，第二偶極天線組5具有一第四操作頻帶。更進一步來說，第一操作頻帶的頻率可小於第二操作頻帶的頻率，第三操作頻帶的頻率可小於第四操作頻帶的頻率。此外，舉例來說，第一操作頻帶可為毫米波低頻，第二操作頻帶可為毫米波高頻，第三操作頻帶可為毫米波低頻，第四操作頻帶可為毫米波高頻。舉例來說，以本發明而言，第一貼片天線組2可具有一頻率為28GHz的第一操作頻帶，第二貼片天線組3可具有一頻率為39GHz的第二操作頻帶，第一偶極天線組4可具有一頻率為28GHz的第三操作頻帶，第二偶極天線組5可具有一頻率為39GHz的第四操作頻帶，然本發明不以此為限。藉此，本發明所提供的貼片天線及偶極天線可以分別適用於兩種不同的操作頻帶。

接著，請復參閱圖3所示，以本發明而言，第一偶極天線組4較第一貼片天線組2或者第二貼片天線組3更靠近於環繞側邊13，且第二偶極天線組5較第一貼片天線組2或者第二貼片天線組3更靠近於環繞側邊13。此外，第一貼片天線組2在載體1的第二承載面12上的垂直投影能形成一第一投影區域，第二貼片天線組3在載體1的第二承載面12上的垂直投影能形成一第二投影區域，第一偶極天線組4在載體1的第二承載面12上的垂直投影能形成一第三投影區域，第二偶極天線組5在載體1的第二承載面12上的垂直投影能形成一第四投影區域。舉例來說，第一投影區域與第三投影區域及/或第四投影區域互不重疊，且第二投影區域與第三投影區域及/或第四投影區域互不重疊，然本發明不以此為限。

承上述，請復參閱圖3所示，舉例來說，載體1的環繞側邊13可呈矩形狀，且環繞側邊13可包括一第一側邊131、一連接於第一側邊131的第二側邊132、一連接於第二側邊132的第三側邊133以及一連接於第三側邊133與第一側邊131之間的第四側邊134。以本發明第一實施例而言，多個第一偶極天線41可沿著第一側邊131排列設置，多個第二偶極天線42可沿著第二側邊132排列設置，多個第三偶極天線51可沿著第三側邊133排列設置，多個第四偶極天線52沿著第四側邊134排列設置。

藉此，以本發明第一實施例而言，可通過第一貼片天線組2及第二貼片天線組3產生Z方向的輻射場型，可通過第一偶極天線41及第二偶極天線42分別產生X方向及Y方向的輻射場型，並可通過第三偶極天線51及第四偶極天線52分別產生負X方向及負Y方向的輻射場型。

接著，請參閱圖5所示，圖5為本發明第一實施例的共構式天線模組的第一貼片天線的立體示意圖。第一貼片天線20可包括一第一輻射體201以及一連接於第一輻射體201的第一饋入引腳202，以利用第一饋入引腳202饋入訊號至第一輻射體201。然而，須說明的是，在圖5的實施態樣中，第一貼片天線20可包括第一輻射體201以及兩個連接於第一輻射體201的第一饋入引腳202，本發明不以第一輻射體201的訊號饋入方式為限制。

接著，請參閱圖6所示，圖6為本發明第一實施例的共構式天線模組的第二貼片天線的立體示意圖。第二貼片天線30可包括一第二輻射體以及一連接於第二輻射體301的第二饋入引腳302，以利用第二饋入引腳302饋入訊號至第二輻射體301。然而，須說明的是，在圖6的實施態樣中，第二貼片天線30可包括第二輻射體301以及兩個連接於第二輻射體301的第二饋入引腳302，本發明不以第二輻射體301的訊號饋入方式為限制。

[第二實施例]

首先，請參閱圖7至圖9所示，圖7及圖8分別為本發明第二實施例的共構式天線模組的立體示意圖，圖9為本發明第二實施例的共構式天線模組的俯視示意圖。本發明第二實施例提供一種共構式天線模組U，由圖7至圖9與圖1至圖3的比較可知，本發明第二實施例與第一實施例最大的差別在於：第二實施例所提供的共構式天線模組U的第一貼片天線組2、第二貼片天線組3、第一偶極天線組4及/或第二偶極天線組5的配置位置不同。此外，須說明的是，第二實施例所提供的共構式天線模組U的其他架構都與前述實施例相仿，在此不再贅述。

承上述，請復參閱圖9所示，以本發明第二實施例而言，多個第一貼片天線20可設置在第一承載面11上，且多個第二貼片天線30可設置在第二承載面12上，然本發明不以此為限。藉此，由於第二實施例中的第一貼片天線20是設置在第一承載面11上，且第二貼片天線30是設置在第二承載面12上，因此，第一貼片天線20及第二貼片天線30所產生的輻射場型可為Z方向。此外，以本發明第二實施例而言，多個第一偶極天線41可沿著第一側邊131排列設置，多個第二偶極天線42可沿著第三側邊133排列設置，多個第三偶極天線51可沿著第二側邊132排列設置，多個第四偶極天線52可沿著第四側邊134排列設置。

藉此，以本發明第二實施例而言，可通過第一貼片天線組2及第二貼片天線組3產生Z方向的輻射場型，可通過第一偶極天線41及第二偶極天線42分別產生X方向及負X方向的輻射場型，並可通過第三偶極天線51及第四偶極天線52分別產生Y方向及負Y方向的輻射場型。

接著，請參閱圖10所示，圖10為本發明第二實施例的共構式天線模組的側視示意圖。進一步來說，以圖10的實施態樣來說，第一偶極天線組4與第二偶極天線組5可位於相同層的低溫共燒陶瓷基板上，然本發明不以此為限。

[第三實施例]

首先，請參閱圖11及圖12所示，圖11為本發明第三實施例的共構式天線模組的立體示意圖，圖12為本發明第三實施例的共構式天線模組的俯視示意圖。本發明第三實施例提供一種共構式天線模組U，由圖11及圖12與圖1至圖3的比較可知，本發明第三實施例與第一實施例最大的差別在於：第三實施例所提供的共構式天線模組U的第一貼片天線組2、第二貼片天線組3、第一偶極天線組4及/或第二偶極天線組5的配置位置不同。此外，須說明的是，第三實施例所提供的共構式天線模組U的其他架構都與前述實施例相仿，在此不再贅述。此外，以本發明第三實施例而言，第一偶極天線組4還可進一步包括多個第五偶極天線43，第二偶極天線組5還可進一步包括多個第六偶極天線53。

承上述，請復參閱圖12所示，以本發明第三實施例而言，多個第一偶極天線41可沿著第一側邊131排列設置，多個第二偶極天線42可沿著第二側邊132排列設置，多個第五偶極天線43可沿著第四側邊134排列設置，多個第三偶極天線51可沿著第三側邊133排列設置，多個第四偶極天線52可沿著第四側邊134排列設置，多個第六偶極天線53可沿著第二側邊132排列設置。換句話說，通過第五偶極天線43及第六偶極天線53的設置，可增加第一偶極天線組4及第二偶極天線組5的輻射場形方向。

藉此，以本發明第三實施例而言，可通過第一貼片天線組2及第二貼片天線組3產生Z方向的輻射場型，可通過第一偶極天線41、第二偶極天線42及第五偶極天線43分別產生X方向、Y方向及負Y方向的輻射場型，並可通過第三偶極天線51、第四偶極天線52及第六偶極天線53分別產生負X方向、Y方向及負Y方向的輻射場型。

接著，請參閱圖13所示，圖13為本發明第三實施例的共構式天線模組的側視示意圖。進一步來說，以圖13的實施態樣來說，第一偶極天線組4與第二偶極天線組5可位於不同層的低溫共燒陶瓷基板上，然本發明不以此為限。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的共構式天線模組U，其能通過“多個第一貼片天線20至少設置在第一承載面11及第二承載面12中的其中之一”、“多個第二貼片天線30至少設置在第一承載面11及第二承載面12中的其中之一”以及“第一偶極天線組4較第一貼片天線組2或者第二貼片天線組3更靠近於環繞側邊13，且第二偶極天線組5較第一貼片天線組2或者第二貼片天線組3更靠近於環繞側邊13”的技術方案，以提高共構式天線模組U的輻射效率。

更進一步地，可通過載體1為低溫共燒陶瓷基板，而利用低溫共燒陶瓷技術將第一貼片天線組2、第二貼片天線組3、第一偶極天線組4以及第二偶極天線組5共構在由多層低溫共燒陶瓷基板所形成的載體1之中。藉此，第一貼片天線組2、第二貼片天線組3、第一偶極天線組4以及第二偶極天線組5能形成一體式的共燒陶瓷天線。同時，共構式天線模組U能將毫米波低頻及毫米波高頻的天線共構在同一個架構之下，而適用於不同頻帶的場合。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

U:共構式天線模組

1:載體

11:第一承載面

12:第二承載面

13:環繞側邊

131:第一側邊

132:第二側邊

133:第三側邊

134:第四側邊

2:第一貼片天線組

20:第一貼片天線

201:第一輻射體

202:第一餚入引腳

3:第二貼片天線組

30:第二貼片天線

301:第二輻射體

302:第二餚入引腳

4:第一偶極天線組

41:第一偶極天線

42:第二偶極天線

43:第五偶極天線

5:第二偶極天線組

51:第三偶極天線

52:第四偶極天線

53:第六偶極天線

X、Y、Z:方向

圖1為本發明第一實施例的共構式天線模組的其中一立體示意圖。

圖2為本發明第一實施例的共構式天線模組的另外一立體示意圖。

圖3為本發明第一實施例的共構式天線模組的俯視示意圖。

圖4為本發明第一實施例的共構式天線模組的側視示意圖。

圖5為本發明第一實施例的共構式天線模組的第一貼片天線的立體示意圖。

圖6為本發明第一實施例的共構式天線模組的第二貼片天線的立體示意圖。

圖7為本發明第二實施例的共構式天線模組的其中一立體示意圖。

圖8為本發明第二實施例的共構式天線模組的另外一立體示意圖。

圖9為本發明第二實施例的共構式天線模組的俯視示意圖。

圖10為本發明第二實施例的共構式天線模組的側視示意圖。

圖11為本發明第三實施例的共構式天線模組的立體示意圖。

圖12為本發明第三實施例的共構式天線模組的俯視示意圖。

圖13為本發明第三實施例的共構式天線模組的側視示意圖。