CN108183324A - 天线及天线模块 - Google Patents

Abstract

天线及天线模块。天线包括基板，该基板包括第一面及第二面；馈入段，该馈入段形成于基板的第一面，用来传递射频信号；第一辐射体，该第一辐射体电性连接于馈入段，形成于基板的第一面，该第一辐射体包括第一支臂，该第一支臂电性连接于馈入段、第一分支以及第二分支；以及第二支臂，该第二支臂电性连接于馈入段、第一支臂、第三分支以及第四分支；以及第二辐射体，该第二辐射体电性连接于馈入段，形成于基板的第二面，该第二辐射体包括第三支臂，该第三支臂电性连接于馈入段、第五分支以及第六分支；以及第四支臂，该第四支臂电性连接于馈入段、第三支臂、第七分支以及第八分支。本发明可在有限空间下提升多输入多输出的数据吞吐量。

Description

天线及天线模块

本申请是2014年08月12日递交的申请号为2014103944698、发明名称为“天线及天线模块”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种天线及天线模块，尤指一种具有全指向性辐射场型的天线及天线模块。

背景技术

具有无线通信功能的电子产品通过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号，进而访问无线网络。因此，为了让使用者能更方便地访问无线通信网络，理想天线的带宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合电子产品体积缩小的趋势。除此之外，随着无线通信技术不断演进，电子产品所配置的天线数量可能增加。举例来说，无线局域网络标准IEEE 802.11n支持多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)通信技术，亦即相关电子产品可通过多重(或多组)天线同步收发无线信号，以在不增加带宽或总发射功率耗损(Transmit Power Expenditure)的情况下，大幅地增加系统的数据吞吐量(Throughput)及传送距离，进而有效提升无线通信系统的频谱效率及传输速率，改善通信质量。

由上述可知，要实现多输入多输出功能中空间多路复用、多样技术，先决条件必需搭配多组天线，以将空间分成许多通道，进而提供多个天线场型。当同一电子产品在有限空间下配置多组天线时，通信上的基本需求之一是这些天线都是独立的，彼此不会相互影响，且具有良好的隔离度。然而，在有限空间下，要提高天线隔离度同时又要维持多输入多输出的数据吞吐量，势必增加许多设计难度。因此，如何设计符合传输需求的天线，同时兼顾尺寸及功能，已成为业界所努力的目标之一。

因此，需要提供一种天线及天线模块来解决上述问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种具有全指向性的小型化天线及相关天线模块，以符合应用需求。

本发明公开一种天线，包含有一基板，包含有一第一面及一第二面；一馈入段，形成于该基板的该第一面，用来收发一射频信号；一第一辐射体，电性连接于该馈入段，形成于该基板的该第一面，包含有一第一支臂，其一端电性连接于该馈入段，另一端电性连接于一第一分支以及一第二分支，其中该第一支臂从与该馈入段的连接处朝一第一方向延伸，该第一分支从该第一支臂朝一第二方向延伸，以及该第二分支从该第一支臂朝一第三方向延伸；以及一第二支臂，其一端电性连接于该馈入段及该第一支臂，另一端电性连接于一第三分支以及一第四分支，其中该第二支臂从与该馈入段及该第一支臂的连接处朝该第一方向的反方向延伸，该第三分支从该第二支臂朝该第二方向的反方向延伸，以及该第四分支从该第二支臂朝该第三方向的反方向延伸；以及一第二辐射体，电性连接于该馈入段，形成于该基板的该第二面，包含有一第三支臂，其一端电性连接于该馈入段，另一端电性连接于一第五分支以及一第六分支，其中该第三支臂从与该馈入段的连接处朝该第一方向延伸，该第五分支从该第三支臂朝该第三方向延伸，以及该第六分支从该第三支臂朝该第二方向延伸；以及一第四支臂，其一端电性连接于该馈入段及该第三支臂，另一端电性连接于一第七分支以及一第八分支，其中该第四支臂从与该馈入段及该第三支臂的连接处朝该第一方向的反方向延伸，该第七分支从该第四支臂朝该第三方向的反方向延伸，以及该第八分支从该第四支臂朝该第二方向的反方向延伸；其中，该第二方向与该第三方向垂直，且该第一方向为该第二方向顺时针旋转一百三十五度的方向。

本发明还公开一种天线，该天线包括：一基板，该基板包括一第一面及一第二面；一馈入段，该馈入段形成于该基板的该第一面，用来传递一射频信号；一第一辐射体，该第一辐射体电性连接于该馈入段，形成于该基板的该第一面，该第一辐射体包括：一第一支臂，该第一支臂的一端电性连接于该馈入段，另一端电性连接于一第一分支以及一第二分支，其中该第一支臂从与该馈入段的连接处朝一第一方向延伸，该第一分支从该第一支臂朝一第二方向延伸，以及该第二分支从该第一支臂朝一第三方向延伸；以及一第二支臂，该第二支臂的一端电性连接于该馈入段及该第一支臂，另一端电性连接于一第三分支以及一第四分支，其中该第二支臂从与该馈入段及该第一支臂的连接处朝该第一方向的反方向延伸，该第三分支从该第二支臂朝该第二方向的反方向延伸，以及该第四分支从该第二支臂朝该第三方向的反方向延伸；以及一第二辐射体，该第二辐射体电性连接于该馈入段，形成于该基板的该第二面，该第二辐射体包括：一第三支臂，该第三支臂的一端电性连接于该馈入段，另一端电性连接于一第五分支以及一第六分支，其中该第三支臂从与该馈入段的连接处朝该第一方向延伸，该第五分支从该第三支臂朝该第三方向延伸，以及该第六分支从该第三支臂朝该第二方向延伸；以及一第四支臂，该第四支臂的一端电性连接于该馈入段及该第三支臂，另一端电性连接于一第七分支以及一第八分支，其中该第四支臂从与该馈入段及该第三支臂的连接处朝该第一方向的反方向延伸，该第七分支从该第四支臂朝该第三方向的反方向延伸，以及该第八分支从该第四支臂朝该第二方向的反方向延伸；其中，该第二方向与该第三方向垂直，且该第一方向为该第二方向顺时针旋转一百三十五度的方向。

本发明还公开一种天线模块，该天线模块用来收发对应于一工作频段的射频信号，该天线模块包括：至少一电偶极天线；以及至少一磁环天线，其中该至少一磁环天线中的一个相邻于该至少一电偶极天线中的一个；其中该至少一电偶极天线以及该至少一磁环天线设置于该射频信号的一个波长以内区域，且该至少一磁环天线的一第一极化方向垂直于该至少一电偶极天线的一第二极化方向。

本发明的天线模块根据小型天线感应磁场灵敏度的不同的特性，在近场区域中配置磁环天线以及电偶极天线，在搭配适当的天线空间配置的情况下，可使多个天线之间的干扰程度降至最低，因此本发明可在有限空间下，降低多个天线之间的干扰并提升隔离度，以提升多输入多输出的数据吞吐量。

附图说明

图1为本发明实施例的一天线模块的示意图。

图2至图4分别为图1的天线的透视图、俯视图以及仰视图。

图5为图1的另一天线的透视图。

图6为本发明实施例的另一天线模块的示意图。

图7绘示了图6的所有天线的电压驻波比示意图。

图8绘示了图6的其中三天线在2.4GHz频段的隔离度。

图9绘示了图6的另外三天线在5GHz频段的隔离度。

图10绘示了图6的所有天线在2.4GHz至5GHz频段的隔离度。

图11至图13分别绘示了图6的其中三天线在2.4GHz频段的辐射场型图。

图14至图16分别绘示了图6的另外三天线在5GHz频段的辐射场型图。

主要组件符号说明：

1、6 天线模块

PCB1、PCB2 基板

ANT_1～ANT_6、 天线

ANT_1'～ANT_6'

MCH1、MCH2 机构件

10、20 辐射体

11、12、23、24 支臂

111、112、123、124、235、236、247、 分支

248

15、55 馈入段

151 馈入端

16 贯孔

RF_1、RF_2 射频信号

D1、D2 距离

L1、L2 长度

X、Y、Z 方向

具体实施方式

天线的感应电场灵敏度(electric field sensitivity)以及感应磁场灵敏度(magnetic field sensitivity)的比值称为场阻抗(filed impedance)，其中，如环形天线、单极天线以及偶极天线等小型天线的场阻抗在远场区域中(大约为其操作信号的一个波长以外区域)几乎没有区别；相对地，在近场区域中(大约为其操作信号的一个波长以内区域)，小型天线的场阻抗会随着传输的距离、方向以及角度而改变。

值得注意的是，依据在近场区域的场阻抗特性(主要依据在操作信号的十分之一波长以内区域)，小型天线可区分为感应磁场灵敏度较大的磁环天线(Magnetic loopantenna)以及感应电场灵敏度较大的电单极(Electric monopole)天线及电偶极(Electric dipole)天线等二类，而这二类天线在近场区域中感应电磁场的灵敏度恰好为互补关系。举例来说，电偶极天线在操作信号的十分之一波长以内区域的感应电场灵敏度较大(electric field sensitivity dominant)。另一方面，磁环天线在操作信号的十分之一波长以内区域的感应磁场灵敏度较大(magnetic field sensitivity dominant)。

根据上述特性，同时将磁环天线以及电偶极天线设置在近场区域中，且极化方向互为垂直的情况下，电偶极天线以及磁环天线可分别感应电磁波的电、磁场分量，不受彼此干扰而具有良好的隔离度。

因此，为了在有限空间下，降低多个天线之间的干扰并提升隔离度，本发明根据感应电、磁场灵敏度的不同的特性，在近场区域中适当地配置不同类型的小型天线，如此可使多个天线之间的干扰程度降至最低，以维持多输入多输出的数据吞吐量。

具体而言，请参考图1，其为本发明实施例的一天线模块1的示意图。天线模块1适用于一支持多输入多输出技术的无线通信系统，例如IEEE 802.11n系统，但不限于此。天线模块1包含有二基板PCB1及PCB2、天线ANT_1～ANT_6以及二机构件MCH1及MCH2。

在结构上，机构件MCH1及MCH2较佳地为一面开放的空心立方体，使部分的基板PCB1及PCB2可设置于空心立方体内部，并通过卡钩设计而将基板PCB1及PCB2固定于机构件MCH1及MCH2之间，以提升彼此的结合稳定度。除此之外，机构件MCH1及MCH2与基板PCB1及PCB2的固定方式不限于此，亦可通过焊接、黏贴或是锁螺丝等方式而固定。天线ANT_1、ANT_4较佳地为一磁环天线，并具有水平极化方向。而天线ANT_2、ANT_3、ANT_5、ANT_6较佳地为一电偶极天线，并具有垂直极化方向。当然，磁环天线ANT_1、ANT_4以及电偶极天线ANT_2、ANT_3、ANT_5、ANT_6的极化方向不限，只要其极化方向相互垂直即可。此外，天线ANT_1及ANT_4可通过印刷技术分别形成于基板PCB1及PCB2上，而天线ANT_2、ANT_5以及天线ANT_3、ANT_6可通过一激光直接成型(Laser Direct Structuring)技术分别形成于机构件MCH1、MCH2上。然而，天线的成型方式不限于此。

在空间配置上，天线ANT_1～ANT_3可视为一子天线模块，用来收发对应于一工作频段的射频信号，以支持3X3的多输入多输出系统，例如IEEE 802.11n系统的2.4GHz频段。而天线ANT_4～ANT_6可视为另一子天线模块，用来收发对应于另一工作频段的射频信号，以支持另一3X3的多输入多输出系统，例如IEEE 802.11n系统的5GHz频段。由于二子天线模块的工作频段不同，如此亦可避免同频干扰的情况。在此架构下，天线模块1可同时支持两组3X3的多输入多输出系统，以提高数据吞吐量。

请注意，在本实施例中，单一子天线模块选用了单一磁环天线搭配二电偶极天线的天线配置(antenna configuration)，这是由于实地量测上电偶极天线相比磁环天线的传输距离较远。因此，相比二磁环天线搭配单一电偶极天线的天线配置，若选用单一磁环天线搭配二电偶极天线的天线配置，整体上天线模块可达到较远的传输距离。

进一步地，由于天线ANT_2及ANT_3为同类型的电偶极天线，因此较佳地配置在相距最远之处，即斜对角处，以将彼此的干扰程度降至最低。同时，由于天线ANT_1为磁环天线，与天线ANT_2及ANT_3为不同类型，故可将天线ANT_1设置于天线ANT_2及ANT_3之间，对相邻天线的干扰较低。同理，由于天线ANT_5及ANT_6为同类型的电偶极天线，因此较佳地配置在相距最远之处，即另一斜对角处，以将彼此的干扰程度降至最低。同时，由于天线ANT_4为磁环天线，与天线ANT_5及ANT_6为不同类型，故可将天线ANT_4设置于天线ANT_5及ANT_6之间，对相邻天线的干扰较低。

由于电偶极天线ANT_2、ANT_3、ANT_5及ANT_6的结构设计与操作原理广为本领域所熟知，故在此不赘述。以下仅针对磁环天线ANT_1及ANT_4的结构设计与操作原理进行详细说明。

请同时参考图2至图4，图2为天线ANT_1的透视图，图3为天线ANT_1的俯视图，而图4为天线ANT_1的仰视图，其中图3、图4的视角方向相同。如图2所示，天线ANT_1包含有一馈入段15、一辐射体10(以点图样表示)及一辐射体20(以空白表示)。馈入段15的一端电性连接于一馈入端151，用来馈入一射频信号RF_1至天线ANT_1。辐射体10电性连接于馈入段15的另一端，形成于基板PCB1的一第一面(即俯视图)。辐射体20电性连接于馈入段15的另一端，形成于基板PCB1的一第二面(即仰视图)。其中一贯孔16形成于基板PCB1中，用来电性连接辐射体10、20以及馈入段15。

如图3所示，辐射体10包含有支臂11、12以及分支111、112、123、124。在结构上，支臂11的一端电性连接于馈入段15，另一端电性连接于分支111及112，其中支臂11从馈入段15朝方向X顺时针旋转一百三十五度的方向延伸，分支111从支臂11朝方向X延伸，以及分支112从支臂11朝方向Y延伸。支臂12的一端电性连接于馈入段15，另一端电性连接于分支123及124，其中支臂12从馈入段15朝方向X逆时针旋转四十五度的方向延伸，分支123从支臂12朝方向X的反方向延伸，以及分支124从支臂12朝方向Y的反方向延伸。馈入段15从支臂11、12的连接处朝方向X顺时针旋转四十五度的方向延伸至馈入端151，以馈入射频信号RF_1。

如图4所示，辐射体20包含有支臂23、24以及分支235、236、247、248。在结构上，支臂23的一端可通过贯孔16电性连接于馈入段15，另一端电性连接于分支235及236，其中支臂23从贯孔16朝方向X顺时针旋转一百三十五度的方向延伸，分支235从支臂23朝方向Y延伸，以及分支236由支臂23朝方向X延伸。支臂24的一端亦可通过贯孔16电性连接于馈入段15，另一端电性连接于分支247及248，其中支臂24从贯孔16朝方向X逆时针旋转四十五度的方向延伸，分支247从支臂24朝方向Y的反方向延伸，以及分支248从支臂24朝方向X的反方向延伸。

在一投影平面上，分支111平行于分支236，分支112平行于分支235，分支123平行于分支248，分支124平行于分支247，且上述两两平行的分支之间在该投影平面上分别相距一距离D1(绘示于图2)；分支123与235以及分支111与247的末端在该投影平面上分别相距一距离D2(绘示于图2)；而分支111、236、247、124以方向X逆时针旋转四十五度的方向为一对称轴，分别对称于分支235、112、123、248。

支臂11、12、23、24分别具有一长度L1，分支111、123、235、247分别具有一长度L2，且长度L1、L2的总和大致等于射频信号RF_1的四分之一波长。如此一来，天线ANT_1可共振射频信号RF_1，以将射频信号RF_1辐射至空中。

在操作上，当射频信号RF_1馈入至天线ANT_1时，射频电流由馈入段15馈入后分为两路径，其中一路径沿着支臂11流往分支111的末端，接着通过耦合效应将射频电流耦合至分支247，最后沿着支臂24返回至馈入段15。另一路径则沿着支臂12流往分支123的末端，接着通过耦合效应将射频电流耦合至分支235，最后沿着支臂23返回至馈入段15。同时，在适当距离D1下，分支111、247、123、235可通过耦合效应将射频电流分别耦合至分支236、124、248、112，因而激发出另一共振模态，以增加天线ANT_1的工作带宽。

支臂11投影于基板PCB1的第二面的结果与支臂23重叠，支臂12投影于基板PCB1的第二面的结果与支臂24重叠，且流经支臂11、12、23、24的射频电流为大小相等、方向相反的关系，故可相互抵消其射频电流的感应磁场。

在上述操作下，分支111、247、123、235可形成一外部电流循环，而分支236、124、248、112可形成一内部电流循环，其中两电流循环具有相同的电流方向(例如，逆时针方向)。分支彼此对称的结构可使两电流循环的电流大小呈均匀分布。此外，由于支臂11、12、23、24射频电流的感应磁场已相互抵消，故分支所环绕的区域中的感应磁场仅由两电流循环所提供。因此，天线ANT_1可视为一磁环天线，用来与电偶极天线同时设置于近场区域中，不受彼此干扰而具有良好的隔离度。

须注意的是，为了使磁环天线ANT_1的两电流循环具有相同的电流方向，单一支臂所电性连接的二分支须分别形成于该支臂的相异两侧。或者，换一角度而言，若以支臂所延伸的方向为一对称轴，则在该支臂形成的平面上，该支臂所电性连接的二分支分别形成于该对称轴的相异两侧。以支臂11为例，在基板PCB1的第一面上，支臂11电性连接的分支111、112分别形成于以方向X顺时针旋转一百三十五度的对称轴的相异两侧。反之，若单一支臂所电性连接的二分支形成于该支臂的同一侧，将反转内部电流循环的电流方向(例如，转为顺时针方向)。在此情况下，将使两电流循环具有相反的电流方向，导致其感应磁场彼此相互抵消，因而降低磁环天线ANT_1的辐射效率。

请参考图5，其为天线ANT_4的透视图。如图5所示，在结构上，天线ANT_4包含有一馈入段55、分别形成于基板PCB2的上下二面的二辐射体(分别以点图样以及空白表示)。馈入段55用来馈入一射频信号RF_2至天线ANT_4。每一辐射体包含有三支臂以及三分支，两两相邻的支臂之间夹角为一百二十度。天线ANT_1与ANT_4的操作方式相近，当射频信号RF_2至天线ANT_4时，射频电流由馈入段55馈入第一面的辐射体后分为三路径(点图样表示区域)，每一路径沿着支臂流往分支的末端，接着通过耦合效应将射频电流耦合至第二面的分支(空白表示区域)，最后沿着第二面的支臂返回至馈入段55。

由于形成于基板PCB2的上下二面的支臂彼此重叠，且流经支臂的射频电流为大小相等、方向相反的关系，故可相互抵消其射频电流的感应磁场。

在上述操作下，天线ANT_4的三分支可形成一电流循环，其中该电流循环的电流方向可根据分支的走向而设计，本实施例为顺时针方向。天线ANT_4的三分支以三支臂集合的中心点对称，如此可使该电流循环的电流大小呈均匀分布。此外，由于天线ANT_4的支臂的射频电流的感应磁场可互相抵消，故三分支所环绕的区域中的感应磁场仅由该电流循环所提供。因此，天线ANT_4亦可视为一磁环天线，用来与电偶极天线同时设置于近场区域中，不受彼此干扰而具有良好的隔离度。

简言之，本发明的天线模块1根据小型天线感应磁场灵敏度的不同的特性，在近场区域中配置磁环天线以及电偶极天线，在搭配适当的天线空间配置的情况下，可使多个天线之间的干扰程度降至最低，因此本发明可在有限空间下，降低多个天线之间的干扰并提升隔离度，以维持多输入多输出的数据吞吐量，凡是符合上述架构的天线模块皆属本发明的范畴，本领域的普通技术人员可据以修饰变化，而不限于本实施例。

举例来说，天线模块包含的天线数量不限，只要配置至少一磁环天线以及至少一电偶极天线即可，例如可配置单一磁环天线以及单一电偶极天线，以支持2X2的多输入多输出系统，如IEEE 802.11a/b/g系统。在较佳实施例中，电偶极天线的数量大于或等于磁环天线的数量。较佳地，至少一磁环天线中的一个相邻于至少一电偶极天线的每一者，例如在天线模块1的实施例中，磁环天线ANT_1相邻于电偶极天线ANT_2、ANT_3的每一者，而电偶极天线ANT_2、ANT_3的每一者彼此不相邻。

此外，天线模块使用的天线图样(pattern)无特定限制，只要符合本发明的天线空间配置即可。例如，天线模块的电偶极天线可选用一偶极天线、一折叠式偶极(foldeddipole)天线以及一并联馈入式(shunt-fed)偶极天线之中的一者或多者，如天线ANT_5、ANT_6为折叠式偶极天线，而天线ANT_2、ANT_3为并联馈入偶极天线。另一方面，天线模块的磁环天线可选用单一辐射体具有二支臂、三支臂以及四支臂的磁环天线之中的一者或多者，如天线ANT_1为单一辐射体具有二支臂的磁环天线，而ANT_4为单一辐射体具有三支臂的磁环天线。

请参考图6，其为本发明实施例的另一天线模块6的示意图。如图6所示，天线模块6与1的天线空间配置相似，其可分为二子天线模块，每一子天线模块具有一磁环天线搭配二电偶极天线的配置，因此天线模块6可同时支持两组3X3的多输入多输出系统，以提高数据吞吐量。天线模块1与6的差异在于，天线模块6选用了单一辐射体具有四支臂的磁环天线ANT_1'及ANT_4'，此架构亦称之为奥尔福德环形(Alford loop)天线，用来分别收发射频信号RF_1及RF_2，例如IEEE 802.11n系统的2.4GHz以及5GHz频段，但不限于此。此外，天线模块6选用了偶极天线ANT_5'及ANT_6'以及折叠式偶极天线ANT_2'及ANT_3'。其中，天线模块6的整体天线空间的长度为73毫米，高度为22.6毫米，以及宽度为32.7毫米。

请参考图7至图10，图7绘示了天线ANT_1'～ANT_6'的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，以下简称VSWR)示意图，图8绘示了天线ANT_1'～ANT_3'在2.4GHz频段的隔离度；图9绘示了天线ANT_4'～ANT_6'在5GHz频段的隔离度；图10绘示了天线ANT_1'～ANT_6'在2.4GHz至5GHz频段的隔离度。

在图7中，天线ANT_1'～ANT_3'在2.4GHz频段的VSWR分别以虚线、点线以及细实线表示；天线ANT_4'～ANT_6'在5GHz频段的VSWR分别以虚线、点线以及细实线表示。由图7可看出，在2.4GHz以及5GHz频段的VSWR波形皆小于2，因此天线ANT_1'～ANT_6'可分别工作于2.4GHz以及5GHz频段。

在图8中，天线ANT_1'与ANT_2'的隔离度以虚线表示；天线ANT_2'与ANT_3'的隔离度以点线表示；天线ANT_1'与ANT_3'的隔离度以细实线表示。由图8可看出，属于同一子天线模块的天线ANT_1'～ANT_3'在2.4GHz频段的隔离度波形皆小于-20dB，因此天线ANT_1'～ANT_3'可在2.4GHz频段具有良好的隔离度。

在图9中，天线ANT_4'与ANT_5'的隔离度以虚线表示；天线ANT_5'与ANT_6'的隔离度以点线表示；天线ANT_4'与ANT_6'的隔离度以细实线表示。由图9可看出，属于同一子天线模块的天线ANT_4'～ANT_6'在5GHz频段的隔离度波形皆小于-18dB，因此天线ANT_4'～ANT_6'可在5GHz频段具有良好的隔离度。

图10绘示的隔离度波形大致上可归纳为四组波形，如下表格1所示：

表格1

以第一组的天线ANT_3'与ANT_6'为例(以粗实线表示)，二者皆属相同类型的电偶极天线，且彼此之间距离较近，故在2.4GHz及5GHz频段的隔离度为四组天线中最差。以第二组的天线ANT_3'与ANT_5'为例(以细实线表示)，虽然二者皆属相同类型的电偶极天线，但彼此之间距离较远，故在2.4GHz及5GHz频段的隔离度优于天线ANT_3'与ANT_6'的隔离度。以第三组的天线ANT_2'与ANT_4'为例(以点线表示)，二者属不同类型的电偶极及磁环天线，因此虽然二者距离相近但隔离度仍优于同类型的电偶极天线ANT_3'与ANT_6'的隔离度。以第四组的天线ANT_1'与ANT_5'为例(以虚线表示)，二者属不同类型的电偶极及磁环天线，且其主要工作频段不同(天线ANT_1'的主要工作频段为2.4GHz，而天线ANT_5'的主要工作频段为5GHz)，因此虽然二者距离相近但隔离度为四组天线中最佳。

因此，由图7至图10的量测结果可知，本发明的天线模块6在近场区域中配置磁环天线以及电偶极天线，在搭配适当的天线空间配置的情况下，可使多个天线之间的干扰程度降至最低，因此天线模块6可在有限空间下，同时支持两组3X3的多输入多输出系统，以提高数据吞吐量。

进一步地，请参考图11至图13，其分别绘示了天线ANT_1'～ANT_3'在2.4GHz频段的辐射场型图，其中天线ANT_1'～ANT_3'的辐射场型分别以粗虚线、点线、细实线表示，而天线ANT_1'～ANT_3'的复合(composite)辐射场型以粗实线表示。由图11至图13可看出，电偶极天线ANT_2'及ANT_3'在垂直平面(即X-Y平面)及水平平面(即Y-Z平面、X-Z平面)上大致呈全指向性(omnidirectional)的辐射场型，而磁环天线ANT_1'在垂直平面上亦具有全指向性的辐射场型。以天线ANT_1'～ANT_3'为单一子天线模块整体来看，其在垂直及水平平面上具有全指向性的复合辐射场型，以具有良好辐射效能。

请参考图14至图16，其绘示了天线ANT_4'～ANT_6'在5GHz频段的辐射场型图，其中天线ANT_4'～ANT_6'的辐射场型分别以粗虚线、点线、细实线表示，而天线ANT_4'～ANT_6'的复合辐射场型以粗实线表示。由图14至图16可看出，电偶极天线ANT_5'及ANT_6'在垂直平面及水平平面上大致呈全指向性的辐射场型，而磁环天线ANT_4'在垂直平面上亦具有全指向性的辐射场型。以天线ANT_4'～ANT_6'为单一子天线模块整体来看，其在垂直及水平平面上具有全指向性的复合辐射场型，以具有良好辐射效能。

根据图11至图16的量测结果，天线ANT_1'～ANT_6'的平均增益(即，辐射效率)及峰值增益可归纳如下表格2：

表格2

综上所述，本发明的天线模块根据小型天线感应磁场灵敏度的不同的特性，在近场区域中配置磁环天线以及电偶极天线，在搭配适当的天线空间配置的情况下，可使多个天线之间的干扰程度降至最低，因此本发明可在有限空间下，降低多个天线之间的干扰并提升隔离度，以提升多输入多输出的数据吞吐量。此外，本发明提出单一辐射体具有二支臂的磁环天线，以应用于上述天线模块中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种天线，该天线包括：

一基板，该基板包括一第一面及一第二面；

一馈入段，该馈入段形成于该基板的该第一面，用来传递一射频信号；

一第一辐射体，该第一辐射体电性连接于该馈入段，形成于该基板的该第一面，该第一辐射体包括：

一第一支臂，该第一支臂的一端电性连接于该馈入段，另一端电性连接于一第一分支以及一第二分支，其中该第一支臂从与该馈入段的连接处朝一第一方向延伸，该第一分支从该第一支臂朝一第二方向延伸，以及该第二分支从该第一支臂朝一第三方向延伸；以及

一第二支臂，该第二支臂的一端电性连接于该馈入段及该第一支臂，另一端电性连接于一第三分支以及一第四分支，其中该第二支臂从与该馈入段及该第一支臂的连接处朝该第一方向的反方向延伸，该第三分支从该第二支臂朝该第二方向的反方向延伸，以及该第四分支从该第二支臂朝该第三方向的反方向延伸；以及

一第二辐射体，该第二辐射体电性连接于该馈入段，形成于该基板的该第二面，该第二辐射体包括：

一第三支臂，该第三支臂的一端电性连接于该馈入段，另一端电性连接于一第五分支以及一第六分支，其中该第三支臂从与该馈入段的连接处朝该第一方向延伸，该第五分支从该第三支臂朝该第三方向延伸，以及该第六分支从该第三支臂朝该第二方向延伸；以及

一第四支臂，该第四支臂的一端电性连接于该馈入段及该第三支臂，另一端电性连接于一第七分支以及一第八分支，其中该第四支臂从与该馈入段及该第三支臂的连接处朝该第一方向的反方向延伸，该第七分支从该第四支臂朝该第三方向的反方向延伸，以及该第八分支从该第四支臂朝该第二方向的反方向延伸；

其中，该第二方向与该第三方向垂直，且该第一方向为该第二方向顺时针旋转一百三十五度的方向。

2.如权利要求1所述的天线，其中该第一支臂投影于该基板的该第二面与该第三支臂重叠，该第二支臂投影于该基板的该第二面与该第四支臂重叠。

3.如权利要求1所述的天线，其中在一投影平面上，该第一分支平行于该第三、第六及第八分支，该第二分支平行于该第四、第五及第七分支。

4.如权利要求3所述的天线，其中该第一、第六分支，该第二、第五分支，该第三、第八分支，以及该第四、第七分支之间在该投影平面上分别相距一第一距离。

5.如权利要求3所述的天线，其中在该投影平面上，该第一、第七分支的末端，以及该第三、第五分支的末端分别相距一第二距离。

6.如权利要求3所述的天线，其中在该投影平面上，该第一、第六、第七、第四分支以该第一方向为一对称轴，分别对称于该第五、第二、第三、第八分支。

7.如权利要求6所述的天线，其中在该基板的该第一面上，该第一、第二分支，该第三、第四分支分别形成于该对称轴的相异两侧；且在该基板的该第二面上，该第五、第六分支，以及该第七、第八分支分别形成于该对称轴的相异两侧。

8.如权利要求1所述的天线，其中该馈入段由该第一、第二支臂朝一第四方向延伸至一馈入端，其中该第四方向为该第二方向顺时针旋转四十五度的方向，且该第四方向垂直于该第一方向。

9.如权利要求1所述的天线，其中该第一至第四支臂分别具有一第一长度，该第一、第三、第五、第七分支分别具有一第二长度，且该第一及第二长度的总和大致等于该射频信号的四分之一波长。

10.如权利要求1所述的天线，其中一贯孔形成于该基板中，用来电性连接该第一、第二辐射体以及该馈入段。

11.如权利要求1所述的天线，该天线为一磁环天线。