CN109904598A - 多频多天线阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多频多天线阵列，由接地导体面以及包含第一天线与第二天线的天线阵列所组成，具有低相关系数特性的整合式多天线通信装置设计方式，能有效缩小多天线阵列应用于通信装置的整体尺寸，以满足未来高数据传输速度多天线通信装置的实际应用需求。

Description

多频多天线阵列
技术领域
本发明所属的技术领域涉及一种多频多天线阵列设计，特别涉及一种能提高通信装置不同通信频段的数据传输速度的缩小化多频多天线阵列设计架构。
背景技术
由于无线通信信号质量与传输速度需求的不断提升，导致了终端通信装置多输入多输出天线(MIMO，Multi-Input Multi-Output System)系统技术的快速发展。在终端通信装置内配置实现多输入多输出MIMO多天线系统，有机会能提高频谱效率，大幅增加信道容量及数据传输速率。并且有机会能提升终端通信装置的接收信号可靠度，因此成为未来下世代Multi-Gbps移动通信系统的发展技术重点之一。
然而，如何在空间有限的手持式通信装置内整合实现MIMO多天线阵列系统，并且达成每一个天线均具有良好的天线辐射效率却是一项不易克服的挑战，也是目前有待解决的一项重要课题。因为当多个相同频段操作的天线共同设计于一空间有限的通信装置内，可能会造成多天线间封包相关系数(ECC，Envelop Correlation Coefficient)提高，从而导致天线辐射特性衰减的情形发生。因此，造成数据传输速度的下降，并增加了多天线整合设计的技术困难。除此之外，由于不同国家可能会采用不同的MIMO通信系统频段，再加上未来不同频段的MIMO无线通信网络以及MIMO移动通信网络，在手持式通信装置必须同时整合的实际应用需求。而且，手持式通信装置不同通信频段的载波聚合(CA，CarrierAggregation)功能整合实现的实际需求等，都更加提高了MIMO多天线阵列设计实现的技术困难度。是以，未来除了必须要克服高整合度MIMO多天线阵列设计的挑战之外，要如何才能够设计MIMO天线阵列达成多个不同通信频段操作，也已经成为有待解决的另一项重要课题。
部分的现有技术文献已提出在相邻天线间接地面上设计突出或凹槽结构作为能量隔离器，来提升相邻天线间能量隔离度的设计方式。然而，这样的设计方法却有可能导致激发额外的耦合电流，进而造成相邻天线间的相关系数增加，如此会增加MIMO天线阵类多频段解耦合设计的技术复杂度。并且有机会增加多天线阵列的整体尺寸，因此较不易达成手持式通信装置必须同时具有高效能且缩小化优势的MIMO天线阵列设计需求，也不易克服多频段解耦合的技术困难。
因此，需要一种可以解决上述这些问题的缩小化多频多天线阵列设计方式，以满足未来通信装置中多个不同通信频段的无线高速数据传输的实际应用需求。
发明内容
有鉴于此，本公开的实施范例公开一种多频多天线阵列设计架构，依据范例的一些实作例能解决上述技术问题。
根据一实施范例，本公开提出一种多频多天线阵列。该多频多天线阵列包含一接地导体面以及一双天线阵列。该接地导体面分隔出一第一侧空间以及相对于该第一侧空间的一第二侧空间，并且该接地导体面具有一第一边缘。该双天线阵列位于该第一边缘，该双天线阵列具有一最大阵列长度沿着该第一边缘延伸。该双天线阵列并包含一第一天线以及一第二天线。该第一天线位于该第一侧空间，并包含一第一共振回路及一第一辐射导体线。该第一共振回路由一第一信号源、一第一馈入导体线、一第一电容性耦合部、一第一共振导体线、一第一电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成。该第一辐射导体线电气连接于该第一共振导体线，该第一共振导体线位于该第一电容性耦合部以及该第一电感性接地导体部之间。该第一共振回路激发该第一天线产生一第一共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生一第二共振模态，该第一共振模态的频率小于该第二共振模态的频率。该第二天线位于该第二侧空间，并包含一第二共振回路及一第二辐射导体线。该第二共振回路由一第二信号源、一第二馈入导体线、一第二电容性耦合部、一第二共振导体线、一第二电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成。该第二辐射导体线电气连接于该第二共振导体线，该第二共振导体线位于该第二电容性耦合部以及该第二电感性接地导体部之间。该第二共振回路激发该第一天线产生一第三共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生一第四共振模态，该第三共振模态的频率小于该第四共振模态的频率。该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线互相交错。该第一共振模态与该第三共振模态至少涵盖一相同的第一通信频段，该第二共振模态与该第四共振模态至少涵盖一相同的第二通信频段，该第一通信频段的频率小于该第二通信频段的频率。并且该双天线阵列沿着该第一边缘延伸的最大阵列长度介于该第一通信频段的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。
为了对本申请的上述及其他内容有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1A为本公开一实施例多频多天线阵列1的结构图。
图1B为本公开一实施例多频多天线阵列1的双天线阵列11的返回损失曲线图。
图2A为本公开一实施例多频多天线阵列2的结构图。
图2B为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的返回损失曲线图。
图2C为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的隔离度曲线图。
图2D为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的辐射效率曲线图。
图2E为本公开一实施例多天线通信装置2的双天线阵列21的封包相关系数曲线图。
图3A为本公开一实施例多频多天线阵列3的结构图。
图3B为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的返回损失曲线图。
图3C为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的隔离度曲线图。
图3D为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的辐射效率曲线图。
图3E为本公开一实施例多天线通信装置3的双天线阵列31的封包相关系数曲线图。
图4A为本公开一实施例多频多天线阵列4的结构图。
图4B为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的返回损失曲线图。
图4C为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的隔离度曲线图。
图4D为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的辐射效率曲线图。
图4E为本公开一实施例多天线通信装置4的双天线阵列41的封包相关系数曲线图。
图5A为本公开一实施例多频多天线阵列5的结构图。
图5B为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的返回损失曲线图。
图5C为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的隔离度曲线图。
图5D为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的辐射效率曲线图。
图5E为本公开一实施例多天线通信装置5的双天线阵列51的封包相关系数曲线图。
符号说明
1、2、3、4、5：多频多天线阵列
10、20、30、40、50：接地导体面
101、201、301、401、501：第一侧空间
102、202、302、402、502：第二侧空间
103、203、303、403、503：第一边缘
104、204、304、404、504：第一共振导体线与第二共振导体线的路径中心点连线
105、205、305、405、505：第一辐射导体线与第二辐射导体线的路径中心点连线
11、21、31、41、51：双天线阵列
111、211、311、411、511：第一天线
1111、2111、3111、4111、5111：第一共振回路
1112、2112、3112、4112、5112：第一辐射导体线
1113、2113、3113、4113、5113：第一信号源
1114、2114、3114、4114、5114：第一馈入导体线
1115、2115、3115、4115、5115：第一电容性耦合部
21151、31151：第一耦合间隙
1116、2116、3116、4116、5116：第一共振导体线
1117、2117、3117、4117、5117：第一电感性接地导体部
1118、2118、3118、4118、5118：第一共振模态
1119、2119、3119、4119、5119：第二共振模态
112、212、312、412、512：第二天线
1121、2121、3121、4121、5121：第二共振回路
1122、2122、3122、4122、5122：第二辐射导体线
1123、2123、3123、4123、5123：第二信号源
1124、2124、3124、4124、5124：第二馈入导体线
1125、2125、3125、4125、5125：第二电容性耦合部
21251、31251、41251：第二耦合间隙
1126、2126、3126、4126、5126：第二共振导体线
1127、2127、3127、4127、5127：第二电感性接地导体部
1128、2128、3128、4128、5128：第三共振模态
1129、2129、3129、4129、5129：第四共振模态
41271：芯片电感元件
12、22、32、42、52：第一通信频段
13、23、33、43、53：第二通信频段
21323、31323、41323、51323：第一天线与第二天线间的隔离度曲线
21181、31181、41181、51181：第一天线在第一通信频段内的辐射效率曲线
21191、31191、41191、51191：第一天线在第二通信频段内的辐射效率曲线
21281、31281、41281、51281：第一天线在第一通信频段内的辐射效率曲线
21291、31291、41291、51291：第一天线在第二通信频段内的辐射效率曲线
21828、31282、41828、51828：第一天线与第二天线之间在第一通信频段内的封包相关系数曲线
21929、31929、41929、51929：第一天线与第二天线之间在第二通信频段内的封包相关系数曲线
d：最大阵列长度
d1：第一耦合间隙的间距
d2：第二耦合间隙的间距
f1:第一通信频段的中心频率
f2:第二通信频段的中心频率。
具体实施方式
本公开提供一多频多天线阵列的实施范例。该多频多天线阵列包含一接地导体面以及一双天线阵列。该接地导体面分隔出一第一侧空间以及相对于该第一侧空间的一第二侧空间，并且该接地导体面具有一第一边缘。该双天线阵列位于该第一边缘，该双天线阵列具有一最大阵列长度沿着该第一边缘延伸。该双天线阵列并包含一第一天线以及一第二天线。该第一天线位于该第一侧空间，并包含一第一共振回路及一第一辐射导体线。该第一共振回路由一第一信号源、一第一馈入导体线、一第一电容性耦合部、一第一共振导体线、一第一电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成。该第一辐射导体线电气连接于该第一共振导体线，该第一共振导体线位于该第一电容性耦合部以及该第一电感性接地导体部之间。该第一共振回路激发该第一天线产生一第一共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生一第二共振模态，该第一共振模态的频率小于该第二共振模态的频率。该第二天线位于该第二侧空间，并包含一第二共振回路及一第二辐射导体线。该第二共振回路由一第二信号源、一第二馈入导体线、一第二电容性耦合部、一第二共振导体线、一第二电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成。该第二辐射导体线电气连接于该第二共振导体线，该第二共振导体线位于该第二电容性耦合部以及该第二电感性接地导体部之间。该第二共振回路激发该第一天线产生一第三共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生一第四共振模态，该第三共振模态的频率小于该第四共振模态的频率。该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线互相交错。该第一共振模态与该第三共振模态至少涵盖一相同的第一通信频段，该第二共振模态与该第四共振模态至少涵盖一相同的第二通信频段，该第一通信频段的频率小于该第二通信频段的频率。
为了能够成功达成缩小化与高整合度的技术效果，本发明所提出该多频多天线阵列设计架构，藉由设计该第一共振回路与该第二共振回路分别激发产生较低频段的第一共振模态与第三共振模态，来成功涵盖较低的第一通信频段操作。并且所设计该第一电容性耦合部与该第二电容性耦合部，能够使得该第一共振回路与该第二共振回路的路径长度，均介于该第一通信频段的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间，达成缩小化的技术效果。本发明所设计该第一电容性耦合部与该第二电容性耦合部、以及该第一电感性接地导体部与该第二电感性接地导体部，能够于较高频段分别形成该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的等效馈入匹配电路。如此能够分别成功激发产生较高频段的第二共振模态与第四共振模态，来成功涵盖较高的第二通信频段操作，因此成功达成多频段操作。并且所设计形成该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的等效馈入匹配电路，能够有效的缩小该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径长度，使其均介于该较高第二通信频段的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。本发明多频多天线阵列，并藉由设计该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线必互相交错的方式。来成功使得该第一共振回路与该第二共振回路于接地导体面的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较低频段的第一共振模态与第三共振模态的能量耦合程度。并且同样成功使得该第一辐射导体线与该第二辐射导体线于接地导体面的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较高频段的第二共振模态与第四共振模态的能量耦合程度。如此，可以有效减少该双天线阵列沿着该第一边缘延伸的最大阵列长度，使其介于该第一通信频段的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。
图1A为本公开一实施例多频多天线阵列1的结构图。图1B为本公开一实施例多频多天线阵列1的双天线阵列11的返回损失曲线图。如图1A以及图1B所示，该多频多天线阵列1包含一接地导体面10以及一双天线阵列11。该接地导体面10分隔出一第一侧空间101以及相对于该第一侧空间101的一第二侧空间102，并且该接地导体面10具有一第一边缘103。该双天线阵列11位于该第一边缘103，该双天线阵列11具有一最大阵列长度d沿着该第一边缘103延伸。该双天线阵列11包含一第一天线111以及一第二天线112。该第一天线111位于该第一侧空间101，并包含一第一共振回路1111及一第一辐射导体线1112。该第一共振回路1111由一第一信号源1113、一第一馈入导体线1114、一第一电容性耦合部1115、一第一共振导体线1116、一第一电感性接地导体部1117以及该第一边缘103所串接而成。该第一辐射导体线1112电气连接于该第一共振导体线1116，并且该第一共振导体线1116位于该第一电容性耦合部1115以及该第一电感性接地导体部1117之间。该第一电容性耦合部1115可为一芯片电容元件，或者该第一电容性耦合部1115可由该第一馈入导体线1114以及该第一共振导体线1116相互耦合所组成。该第一电感性接地导体部1117可为一蜿蜒的导体线段，或者为一导体线段并具有一芯片电感元件。该第一共振导体线1116的路径长度介于该第一共振导体线1116与该第一辐射导体线1112的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第一共振回路1111激发该第一天线111产生一第一共振模态1118(如图1B所示)，该第一辐射导体线1112激发该第一天线111产生一第二共振模态1119(如图1B所示)，该第一共振模态1118的频率小于该第二共振模态1119的频率。该第二天线112位于该第二侧空间102，并包含一第二共振回路1121以及一第二辐射导体线1122。该第二共振回路1121由一第二信号源1123、一第二馈入导体线1124、一第二电容性耦合部1125、一第二共振导体线1126、一第二电感性接地导体部1127以及该第一边缘103所串接而成。该第二辐射导体线1122电气连接于该第二共振导体线1126，并且该第二共振导体线1126位于该第二电容性耦合部1125以及该第二电感性接地导体部1127之间。该第二电容性耦合部1125可为一芯片电容元件，或者该第二电容性耦合部1125可由该第二馈入导体线1124以及该第二共振导体线1126相互耦合所组成。该第二电感性接地导体部1127可为一蜿蜒的导体线段，或者为一导体线段并具有一芯片电感元件。该第二共振导体线1126的路径长度介于该第二共振导体线1126与该第二辐射导体线1122的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第二共振回路1121激发该第二天线112产生一第三共振模态1128(如图1B所示)，该第二辐射导体线1122激发该第二天线112产生一第四共振模态1129(如图1B所示)，该第三共振模态1128的频率小于该第四共振模态1129的频率。该第一共振导体线1116与该第二共振导体线1126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线1112与该第二辐射导体线1122的路径中心点连线必互相交错。该第一共振模态1118与该第三共振模态1128至少涵盖一相同的第一通信频段12(如图1B所示)，该第二共振模态1119与该第四共振模态1129至少涵盖一相同的第二通信频段13(如图1B所示)，该第一通信频段12的频率小于该第二通信频段13的频率，并且该双天线阵列11沿着该第一边缘延伸103的最大阵列长度d介于该第一通信频段12的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。并且该第一共振回路1111的路径长度以及该第二共振回路1121的路径长度，均介于该第一通信频段12的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。该第一辐射导体线1112的路径长度以及该第二辐射导体线1122的路径长度，均介于该第二通信频段13的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。该第一信号源1113与该第二信号源1123可为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路等。
为了能够成功达成缩小化与高整合度的技术效果，本发明所提出该多频多天线阵列1，藉由设计该第一共振回路1111与该第二共振回路1121分别激发产生较低频段的第一共振模态1118与第三共振模态1128，来成功涵盖较低的第一通信频段12操作(如图1B所示)。并且所设计该第一电容性耦合部1115与该第二电容性耦合部1125，能够使得该第一共振回路1111与该第二共振回路1121的路径长度，均介于该第一通信频段12的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间，达成缩小化的技术效果。本发明所设计该第一电容性耦合部1115与该第二电容性耦合部1125、以及该第一电感性接地导体部1117与该第二电感性接地导体部1127，能够在较高频段分别形成该第一辐射导体线1112与该第二辐射导体线1122的等效馈入匹配电路。如此能够分别成功激发产生较高频段的第二共振模态1119与第四共振模态1129，来成功涵盖较高的第二通信频段13操作，因此成功达成多频段操作。并且所设计形成该第一辐射导体线1112与该第二辐射导体线1122的等效馈入匹配电路，能够有效的缩小该第一辐射导体线1112与该第二辐射导体线1122的路径长度，使其均介于该较高第二通信频段13的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。本发明多频多天线阵列，并藉由设计该第一共振导体线1116与该第二共振导体线1126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线1112与该第二辐射导体线1122的路径中心点连线必互相交错的方式。来成功使得该第一共振回路1111与该第二共振回路1121在接地导体面10的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较低频段的第一共振模态1118与第三共振模态1128的能量耦合程度。并且同样成功使得该第一辐射导体线1112与该第二辐射导体线1122在接地导体面10的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较高频段的第二共振模态1119与第四共振模态1129的能量耦合程度。如此可以有效减少该双天线阵列11沿着该第一边缘103延伸的最大阵列长度d，使其介于该第一通信频段12的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。
图2A为本公开一实施例多频多天线阵列2的结构图。图2B为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的返回损失曲线图。如图2A以及图2B所示，该多频多天线阵列2包含一接地导体面20以及一双天线阵列21。该接地导体面20分隔出一第一侧空间201以及相对于该第一侧空间201的一第二侧空间202，并且该接地导体面20具有一第一边缘203。该双天线阵列21位于该第一边缘203，该双天线阵列21具有一最大阵列长度d沿着该第一边缘203延伸。该双天线阵列21包含一第一天线211以及一第二天线212。该第一天线211位于该第一侧空间201，并包含一第一共振回路2111及一第一辐射导体线2112。该第一共振回路2111由一第一信号源2113、一第一馈入导体线2114、一第一电容性耦合部2115、一第一共振导体线2116、一第一电感性接地导体部2117以及该第一边缘203所串接而成。该第一辐射导体线2112电气连接于该第一共振导体线2116，并且该第一共振导体线2116位于该第一电容性耦合部2115以及该第一电感性接地导体部2117之间。该第一电容性耦合部2115由该第一馈入导体线2114以及该第一共振导体线2116相互耦合所组成，并且该第一馈入导体线2114以及该第一共振导体线2116之间具有一第一耦合间隙21151。该第一电感性接地导体部2117为一蜿蜒的导体线段。该第一共振导体线2116的路径长度介于该第一共振导体线2116与该第一辐射导体线2112的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第一共振回路2111激发该第一天线211产生一第一共振模态2118(如图2B所示)，该第一辐射导体线2112激发该第一天线211产生一第二共振模态2119(如图2B所示)，该第一共振模态2118的频率小于该第二共振模态2119的频率。该第二天线212位于该第二侧空间202，并包含一第二共振回路2121以及一第二辐射导体线2122。该第二共振回路2121由一第二信号源2123、一第二馈入导体线2124、一第二电容性耦合部2125、一第二共振导体线2126、一第二电感性接地导体部2127以及该第一边缘203所串接而成。该第二辐射导体线2122电气连接于该第二共振导体线2126，并且该第二共振导体线2126位于该第二电容性耦合部2125以及该第二电感性接地导体部2127之间。该第二电容性耦合部2125由该第二馈入导体线2124以及该第二共振导体线2126相互耦合所组成，并且该第二馈入导体线2124以及该第二共振导体线2126之间具有一第二耦合间隙21251。该第二电感性接地导体部2127为一蜿蜒的导体线段。该第二共振导体线2126的路径长度介于该第二共振导体线2126与该第二辐射导体线2122的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第二共振回路2121激发该第二天线212产生一第三共振模态2128(如图2B所示)，该第二辐射导体线2122激发该第二天线212产生一第四共振模态2129(如图2B所示)，该第三共振模态2128的频率小于该第四共振模态2129的频率。该第一共振导体线2116与该第二共振导体线2126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线2112与该第二辐射导体线2122的路径中心点连线必互相交错。该第一共振模态2118与该第三共振模态2128至少涵盖一相同的第一通信频段22(如图2B所示)，该第二共振模态2119与该第四共振模态2129至少涵盖一相同的第二通信频段23(如图2B所示)，该第一通信频段22的频率小于该第二通信频段23的频率，并且该双天线阵列21沿着该第一边缘延伸203的最大阵列长度d介于该第一通信频段22的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。该第一耦合间隙21151的间距d1介于该第一通信频段22的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间，该第二耦合间隙21251的间距d2同样介于该第一通信频段22的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间。并且该第一共振回路2111的路径长度以及该第二共振回路2121的路径长度，均介于该第一通信频段22的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。该第一辐射导体线2112的路径长度以及该第二辐射导体线2122的路径长度，均介于该第二通信频段23的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。该第一信号源2113与该第二信号源2123可为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路等。
为了能够成功达成缩小化与高整合度的技术效果，本发明所提出该多频多天线阵列2，藉由设计该第一共振回路2111与该第二共振回路2121分别激发产生较低频段的第一共振模态2118与第三共振模态2128，来成功涵盖较低的第一通信频段22操作(如图2B所示)。并且所设计该第一电容性耦合部2115与该第二电容性耦合部2125，能够使得该第一共振回路2111与该第二共振回路2121的路径长度，均介于该第一通信频段22的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间，达成缩小化的技术效果。本发明所设计该第一电容性耦合部2115与该第二电容性耦合部2125、以及该第一电感性接地导体部2117与该第二电感性接地导体部2127，能够在较高频段分别形成该第一辐射导体线2112与该第二辐射导体线2122的等效馈入匹配电路。如此能够分别成功激发产生较高频段的第二共振模态2119与第四共振模态2129，来成功涵盖较高的第二通信频段23操作，因此成功达成多频段操作。并且所设计形成该第一辐射导体线2112与该第二辐射导体线2122的等效馈入匹配电路，能够有效的缩小该第一辐射导体线2112与该第二辐射导体线2122的路径长度，使其均介于该较高第二通信频段23的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。本发明多频多天线阵列，并藉由设计该第一共振导体线2116与该第二共振导体线2126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线2112与该第二辐射导体线2122的路径中心点连线必互相交错的方式，来成功使得该第一共振回路2111与该第二共振回路2121在接地导体面20的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较低频段的第一共振模态2118与第三共振模态2128的能量耦合程度。并且同样成功使得该第一辐射导体线2112与该第二辐射导体线2122在接地导体面20的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较高频段的第二共振模态2119与第四共振模态2129的能量耦合程度。如此可以有效减少该双天线阵列21沿着该第一边缘203延伸的最大阵列长度d，使其介于该第一通信频段22的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。
图2B为本公开实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的返回损失曲线图。其选择下列尺寸进行实验：该接地导体面20的该第一边缘203长度约为160mm、接地导体面20的宽度约为80mm；该双天线阵列21沿着该第一边缘203延伸的最大阵列长度d约为15.9mm；该第一共振回路2111的路径长度约为22.9mm，该第二共振回路2121的路径长度约为22.3mm；该第一辐射导体线2112的路径长度约为8.5mm，该第二辐射导体线2122的路径长度约为8.2mm；该第一共振导体线2116的路径长度约为7.4mm，该第二共振导体线2126的路径长度约为7.7mm；该第一电感性接地导体部2117的路径长度约为4.6mm，该第二电感性接地导体部2127的路径长度约为4.8mm；该第一耦合间隙21151的间距d1约为0.36mm，该第二耦合间隙21251的间距d2约为0.42mm。如图2B所示，该第一共振回路2111激发该第一天线211产生一第一共振模态2118，该第一辐射导体线2112激发该第一天线211产生一第二共振模态2119，该第一共振模态2118的频率小于该第二共振模态2119的频率；该第二共振回路2121激发该第二天线212产生一第三共振模态2128，该第二辐射导体线2122激发该第二天线212产生一第四共振模态2129，该第三共振模态2128的频率小于该第四共振模态2129的频率。在本实施例中，该第一共振模态2118与该第三共振模态2128涵盖一相同的第一通信频段22(3400MHz～3600MHz)，该第二共振模态2119与该第四共振模态2129至少涵盖一相同的第二通信频段23(5725MHz～5875MHz)，该第一通信频段22的频率小于该第二通信频段23的频率。该第一通信频段22的最低操作频率约为3400MHz，该第二通信频段23的最低操作频率约为5725MHz。
图2C为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的隔离度曲线图。该第一天线211与该第二天线212间的隔离度曲线为21323。如图2C所示，该双天线阵列21的隔离度曲线21323，在该第一通信频段22中均高于10dB，并且在该第二通信频段23中也均高于10dB，验证能具有不错的隔离度表现。图2D为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的辐射效率曲线图。该第一天线211在该第一通信频段22与该第二通信频段23的辐射效率曲线分别为21181与21191，该第二天线212在该第一通信频段22与该第二通信频段23的辐射效率曲线分别为21281与21291。如图2D所示，该第一天线211在该第一通信频段22中的辐射效率曲线21181均高于50％，在该第二通信频段23中的辐射效率曲线21191均高于80％。该第二天线212在该第一通信频段22中的辐射效率曲线21281均高于45％，在该第二通信频段23中的辐射效率曲线21291均高于75％。图2E为本公开一实施例多天线通信装置2的双天线阵列21的封包相关系数曲线图。该第一天线211与该第二天线212，在该第一通信频段22的封包相关系数曲线为21828，在该第二通信频段23的封包相关系数曲线为21929。如图2E所示，该双天线阵列21的封包相关系数曲线，在该第一通信频段22中均低于0.15，在该第二通信频段23中均低于0.05。
图2B、图2C、图2D与图2E所涵盖的通信系统频段操作与实验数据，仅是为了实验证明图2A中本公开一实施例多频多天线阵列2的技术效果。并未用来限制本公开多频多天线阵列2在实际应用情况所能涵盖的通信频段操作、应用与规格。本公开多频多天线阵列2可以是设计用来涵盖广域无线网络系统(WWAN，Wireless Wide Area Network)、多输入多输出系统(MIMO System，Multi-input Multi-output System)、长期演进系统(LTE，LongTerm Evolution)、场型切换天线系统(Pattern Switchable Antenna System)、无线个人网络系统(WLPN，Wireless Personal Network)、无线局域网系统(WLAN，Wireless LocalArea Network)、波束成形天线系统(Beam-Forming Antenna System)、近场通信传输系统(NFC，Near Field Communication)、数字电视广播系统(DTV，Digital TelevisionBroadcasting System)或全球定位系统(GPS，Global Positioning System)的系统频段操作。本公开多频多天线阵列2，其中该双天线阵列21可以单一组双天线阵列21或多组双天线阵列21实现多天线通信装置当中，该多天线通信装置可为移动通信装置、无线通信装置、移动运算装置、计算机系统、电信设备、网络设备或计算机或网络的周边设备等。
图3A为本公开一实施例多频多天线阵列3的结构图。图3B为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的返回损失曲线图。如图3A以及图3B所示，该多频多天线阵列3包含一接地导体面30以及一双天线阵列31。该接地导体面30分隔出一第一侧空间301以及相对于该第一侧空间301的一第二侧空间302，并且该接地导体面30具有一第一边缘303。该双天线阵列31位于该第一边缘303，该双天线阵列31具有一最大阵列长度d沿着该第一边缘303延伸。该双天线阵列31包含一第一天线311以及一第二天线312。该第一天线311位于该第一侧空间301，并包含一第一共振回路3111及一第一辐射导体线3112。该第一共振回路3111由一第一信号源3113、一第一馈入导体线3114、一第一电容性耦合部3115、一第一共振导体线3116、一第一电感性接地导体部3117以及该第一边缘303所串接而成。该第一辐射导体线3112电气连接于该第一共振导体线3116，并且该第一共振导体线3116位于该第一电容性耦合部3115以及该第一电感性接地导体部3117之间。该第一电容性耦合部3115由该第一馈入导体线3114以及该第一共振导体线3116相互耦合所组成，并且该第一馈入导体线3114以及该第一共振导体线3116之间具有一第一耦合间隙31151。该第一电感性接地导体部3117为一蜿蜒的导体线段。该第一共振导体线3116的路径长度介于该第一共振导体线3116与该第一辐射导体线3112的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第一共振回路3111激发该第一天线311产生一第一共振模态3118(如图3B所示)，该第一辐射导体线3112激发该第一天线311产生一第二共振模态3119(如图3B所示)，该第一共振模态3118的频率小于该第二共振模态3119的频率。该第二天线312位于该第二侧空间302，并包含一第二共振回路3121以及一第二辐射导体线3122。该第二共振回路3121由一第二信号源3123、一第二馈入导体线3124、一第二电容性耦合部3125、一第二共振导体线3126、一第二电感性接地导体部3127以及该第一边缘303所串接而成。该第二辐射导体线3122电气连接于该第二共振导体线3126，并且该第二共振导体线3126位于该第二电容性耦合部3125以及该第二电感性接地导体部3127之间。该第二电容性耦合部3125由该第二馈入导体线3124以及该第二共振导体线3126相互耦合所组成，并且该第二馈入导体线3124以及该第二共振导体线3126之间具有一第二耦合间隙31251。该第二电感性接地导体部3127为一蜿蜒的导体线段。该第二共振导体线3126的路径长度介于该第二共振导体线3126与该第二辐射导体线3122的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第二共振回路3121激发该第二天线312产生一第三共振模态3128(如图3B所示)，该第二辐射导体线3122激发该第二天线312产生一第四共振模态3129(如图3B所示)，该第三共振模态3128的频率小于该第四共振模态3129的频率。该第一共振导体线3116与该第二共振导体线3126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线3112与该第二辐射导体线3122的路径中心点连线必互相交错。该第一共振模态3118与该第三共振模态3128至少涵盖一相同的第一通信频段32(如图3B所示)，该第二共振模态3119与该第四共振模态3129至少涵盖一相同的第二通信频段33(如图3B所示)，该第一通信频段32的频率小于该第二通信频段33的频率，并且该双天线阵列31沿着该第一边缘延伸303的最大阵列长度d介于该第一通信频段32的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。该第一耦合间隙31151的间距d1介于该第一通信频段32的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间，该第二耦合间隙31251的间距d2同样介于该第一通信频段32的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间。并且该第一共振回路3111的路径长度以及该第二共振回路3121的路径长度，均介于该第一通信频段32的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。该第一辐射导体线3112的路径长度以及该第二辐射导体线3122的路径长度，均介于该第二通信频段33的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。该第一信号源3113与该第二信号源3123可为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路等。
该双天线阵列31，虽然其第一辐射导体线3112与该双天线阵列21中该第一辐射导体线2112的形状有所不同。并且其第一电感性接地导体部3117，与该双天线阵列21中该第一电感性接地导体部2117的形状也有所不同。但是本实施例该双天线阵列31，同样藉由设计该第一共振回路3111与该第二共振回路3121分别激发产生较低频段的第一共振模态3118与第三共振模态3128，来成功涵盖较低的第一通信频段32操作(如图3B所示)。并且所设计该第一电容性耦合部3115与该第二电容性耦合部3125，同样能够使得该第一共振回路3111与该第二共振回路3121的路径长度，均介于该第一通信频段32的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间，来达成缩小化的技术效果。本实施例所设计该第一电容性耦合部3115与该第二电容性耦合部3125以及该第一电感性接地导体部3117与该第二电感性接地导体部3127，同样能够在较高频段分别形成该第一辐射导体线3112与该第二辐射导体线3122的等效馈入匹配电路。如此也能够分别成功激发产生较高频段的第二共振模态3119与第四共振模态3129，来成功涵盖较高的第二通信频段33操作，成功达成多频段操作。并且所设计形成该第一辐射导体线3112与该第二辐射导体线3122的等效馈入匹配电路，也能够有效的缩小该第一辐射导体线3112与该第二辐射导体线3122的路径长度，使其均介于该较高第二通信频段23的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。本实施例多频多天线阵列3，并同样藉由设计该第一共振导体线3116与该第二共振导体线3126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线3112与该第二辐射导体线3122的路径中心点连线必互相交错的方式。来成功使得该第一共振回路3111与该第二共振回路3121在接地导体面30的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较低频段的第一共振模态3118与第三共振模态3128的能量耦合程度。并且同样成功使得该第一辐射导体线3112与该第二辐射导体线3122在接地导体面30的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较高频段的第二共振模态3119与第四共振模态3129的能量耦合程度。如此可以有效减少该双天线阵列31沿着该第一边缘303延伸的最大阵列长度d，使其介于该第一通信频段32的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。因此本实施例多频多天线阵列3，同样能够达成类同于实施例多频多天线阵列2缩小化与高整合度的技术效果。
图3B为本公开实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的返回损失曲线图。其选择下列尺寸进行实验：该接地导体面30的该第一边缘303长度约为168mm、接地导体面30的宽度约为83mm；该双天线阵列31沿着该第一边缘303延伸的最大阵列长度d约为16.8mm；该第一共振回路3111的路径长度约为22.6mm，该第二共振回路3121的路径长度约为22.7mm；该第一辐射导体线3112的路径长度约为8.2mm，该第二辐射导体线3122的路径长度约为8mm；该第一共振导体线3116的路径长度约为7.3mm，该第二共振导体线3126的路径长度约为8.8mm；该第一电感性接地导体部3117的路径长度约为4.05mm，该第二电感性接地导体部3127的路径长度约为4.8mm；该第一耦合间隙31151的间距d1约为0.33mm，该第二耦合间隙31251的间距d2约为0.39mm。如图3B所示，该第一共振回路3111激发该第一天线311产生一第一共振模态3118，该第一辐射导体线3112激发该第一天线311产生一第二共振模态3119，该第一共振模态3118的频率小于该第二共振模态3119的频率；该第二共振回路3121激发该第二天线312产生一第三共振模态3128，该第二辐射导体线3122激发该第二天线312产生一第四共振模态3129，该第三共振模态3128的频率小于该第四共振模态3129的频率。在本实施例中，该第一共振模态3118与该第三共振模态3128涵盖一相同的第一通信频段32(3400MHz～3600MHz)，该第二共振模态3119与该第四共振模态3129至少涵盖一相同的第二通信频段33(5725MHz～5875MHz)，该第一通信频段32的频率小于该第二通信频段33的频率。该第一通信频段32的最低操作频率约为3400MHz，该第二通信频段33的最低操作频率约为5725MHz。
图3C为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的隔离度曲线图。该第一天线311与该第二天线312间的隔离度曲线为31323。如图3C所示，该双天线阵列31的隔离度曲线31323，在该第一通信频段32中均高于12dB，并且在该第二通信频段33中也均高于12dB，验证能具有不错的隔离度表现。图3D为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的辐射效率曲线图。该第一天线311在该第一通信频段32与该第二通信频段33的辐射效率曲线分别为31181与31191，该第二天线312在该第一通信频段32与该第二通信频段33的辐射效率曲线分别为31281与31291。如图3D所示，该第一天线311在该第一通信频段32中的辐射效率曲线31181均高于45％，在该第二通信频段33中的辐射效率曲线31191均高于70％。该第二天线312在该第一通信频段32中的辐射效率曲线31281均高于50％，在该第二通信频段33中的辐射效率曲线31291均高于80％。图3E为本公开一实施例多天线通信装置3的双天线阵列31的封包相关系数曲线图。该第一天线311与该第二天线312，在该第一通信频段32的封包相关系数曲线为31828，在该第二通信频段33的封包相关系数曲线为31929。如图3E所示，该双天线阵列31的封包相关系数曲线，在该第一通信频段32中均低于0.15，在该第二通信频段33中均低于0.05。
图3B、图3C、图3D与图3E所涵盖的通信系统频段操作与实验数据，仅是为了实验证明图3A中本公开一实施例多频多天线阵列3的技术效果。并未用来限制本公开多频多天线阵列3于实际应用情况所能涵盖的通信频段操作、应用与规格。本公开多频多天线阵列3可以是设计用来涵盖广域无线网络系统(WWAN，Wireless Wide Area Network)、多输入多输出系统(MIMO System，Multi-input Multi-output System)、长期演进系统(LTE，LongTerm Evolution)、场型切换天线系统(Pattern Switchable Antenna System)、无线个人网络系统(WLPN，Wireless Personal Network)、无线局域网系统(WLAN，Wireless LocalArea Network)、波束成形天线系统(Beam-Forming Antenna System)、近场通信传输系统(NFC，Near Field Communication)、数字电视广播系统(DTV，Digital TelevisionBroadcasting System)或全球定位系统(GPS，Global Positioning System)的系统频段操作。本公开多频多天线阵列3，其中该双天线阵列31并且可以单一组双天线阵列31或多组双天线阵列31实现于多天线通信装置当中，该多天线通信装置可为移动通信装置、无线通信装置、移动运算装置、计算机系统、电信设备、网络设备或计算机或网络的周边设备等。
图4A为本公开一实施例多频多天线阵列4的结构图。图4B为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的返回损失曲线图。如图4A以及图4B所示，该多频多天线阵列4包含一接地导体面40以及一双天线阵列41。该接地导体面40分隔出一第一侧空间401以及相对于该第一侧空间401的一第二侧空间402，并且该接地导体面40具有一第一边缘403。该双天线阵列41位于该第一边缘403，该双天线阵列41具有一最大阵列长度d沿着该第一边缘403延伸。该双天线阵列41包含一第一天线411以及一第二天线412。该第一天线411位于该第一侧空间401，并包含一第一共振回路4111及一第一辐射导体线4112。该第一共振回路4111由一第一信号源4113、一第一馈入导体线4114、一第一电容性耦合部4115、一第一共振导体线4116、一第一电感性接地导体部4117以及该第一边缘403所串接而成。该第一辐射导体线4112电气连接于该第一共振导体线4116，并且该第一共振导体线4116位于该第一电容性耦合部4115以及该第一电感性接地导体部4117之间。该第一电容性耦合部4115为一芯片电容元件。该第一电感性接地导体部4117为一蜿蜒的导体线段。该第一共振导体线4116的路径长度介于该第一共振导体线4116与该第一辐射导体线4112的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第一共振回路4111激发该第一天线411产生一第一共振模态4118(如图4B所示)，该第一辐射导体线4112激发该第一天线411产生一第二共振模态4119(如图4B所示)，该第一共振模态4118的频率小于该第二共振模态4119的频率。该第二天线412位于该第二侧空间402，并包含一第二共振回路4121以及一第二辐射导体线4122。该第二共振回路4121由一第二信号源4123、一第二馈入导体线4124、一第二电容性耦合部4125、一第二共振导体线4126、一第二电感性接地导体部4127以及该第一边缘403所串接而成。该第二辐射导体线4122电气连接于该第二共振导体线4126，并且该第二共振导体线4126位于该第二电容性耦合部4125以及该第二电感性接地导体部4127之间。该第二电容性耦合部4125由该第二馈入导体线4124以及该第二共振导体线4126相互耦合所组成，并且该第二馈入导体线4124以及该第二共振导体线4126之间具有一第二耦合间隙41251。该第二电感性接地导体部4127为一导体线段并具有一芯片电感元件41271。该第二共振导体线4126的路径长度介于该第二共振导体线4126与该第二辐射导体线4122的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第二共振回路4121激发该第二天线412产生一第三共振模态4128(如图4B所示)，该第二辐射导体线4122激发该第二天线412产生一第四共振模态4129(如图4B所示)，该第三共振模态4128的频率小于该第四共振模态4129的频率。该第一共振导体线4116与该第二共振导体线4126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线4112与该第二辐射导体线4122的路径中心点连线必互相交错。该第一共振模态4118与该第三共振模态4128至少涵盖一相同的第一通信频段42(如图4B所示)，该第二共振模态4119与该第四共振模态4129至少涵盖一相同的第二通信频段43(如图4B所示)，该第一通信频段42的频率小于该第二通信频段43的频率，并且该双天线阵列41沿着该第一边缘延伸403的最大阵列长度d介于该第一通信频段42的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。该第二耦合间隙41251的间距d2同样介于该第一通信频段42的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间。并且该第一共振回路4111的路径长度以及该第二共振回路4121的路径长度，均介于该第一通信频段42的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。该第一辐射导体线4112的路径长度以及该第二辐射导体线4122的路径长度，均介于该第二通信频段43的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。该第一信号源4113与该第二信号源4123可为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路等。
该双天线阵列41，虽然其第一辐射导体线4112与第二辐射导体线4122与该双天线阵列31中该第一辐射导体线3112与第二辐射导体线3122的形状有所不同，并且其第一电容性耦合部4115改用一芯片电容元件实现，其第二电感性接地导体部4127改用一导体线段并具有一芯片电感元件41271实现，其与双天线阵列31的实施方式也有所不同。但是本实施例该双天线阵列41，其同样藉由设计该第一共振回路4111与该第二共振回路4121分别激发产生较低频段的第一共振模态4118与第三共振模态4128，来成功涵盖较低的第一通信频段42操作(如图4B所示)，并且所设计该第一电容性耦合部4115与该第二电容性耦合部4125，同样能够使得该第一共振回路4111与该第二共振回路4121的路径长度，均介于该第一通信频段42的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间，来达成缩小化的技术效果。本实施例所设计该第一电容性耦合部4115与该第二电容性耦合部4125、以及该第一电感性接地导体部4117与该第二电感性接地导体部4127，同样能够在较高频段分别形成该第一辐射导体线4112与该第二辐射导体线4122的等效馈入匹配电路。如此也能够分别成功激发产生较高频段的第二共振模态4119与第四共振模态4129，来成功涵盖较高的第二通信频段43操作，成功达成多频段操作。并且所设计形成该第一辐射导体线4112与该第二辐射导体线4122的等效馈入匹配电路，也能够有效的缩小该第一辐射导体线4112与该第二辐射导体线4122的路径长度，使其均介于该较高第二通信频段43的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。本实施例多频多天线阵列4，并同样藉由设计该第一共振导体线4116与该第二共振导体线4126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线4112与该第二辐射导体线4122的路径中心点连线必互相交错的方式。来成功使得该第一共振回路4111与该第二共振回路4121于接地导体面40的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较低频段的第一共振模态4118与第三共振模态4128的能量耦合程度。并且同样成功使得该第一辐射导体线4112与该第二辐射导体线4122在接地导体面40的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较高频段的第二共振模态4119与第四共振模态4129的能量耦合程度。如此可以有效减少该双天线阵列41沿着该第一边缘403延伸的最大阵列长度d，使其介于该第一通信频段42的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。因此本实施例多频多天线阵列4，同样能够达成类同于实施例多频多天线阵列3缩小化与高整合度的技术效果。
图4B为本公开实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的返回损失曲线图。其选择下列尺寸进行实验：该接地导体面40的该第一边缘403长度约为156mm、接地导体面40的宽度约为75mm；该双天线阵列41沿着该第一边缘403延伸的最大阵列长度d约为16.6mm；该第一共振回路4111的路径长度约为22.2mm，该第二共振回路4121的路径长度约为21.3mm；该第一辐射导体线4112的路径长度约为8.6mm，该第二辐射导体线4122的路径长度约为9.3mm；该第一共振导体线4116的路径长度约为7.3mm，该第二共振导体线4126的路径长度约为7.2mm；该第一电感性接地导体部4117的路径长度约为4.05mm；该第二电感性接地导体部4127的路径长度约为3.1mm，该芯片电感元件41271值约为1.8nH；该第一电容性耦合部4115的芯片电容元件值约为1.5pF，该第二耦合间隙41251的间距d2约为0.39mm。如图4B所示，该第一共振回路4111激发该第一天线411产生一第一共振模态4118，该第一辐射导体线4112激发该第一天线411产生一第二共振模态4119，该第一共振模态4118的频率小于该第二共振模态4119的频率；该第二共振回路4121激发该第二天线412产生一第三共振模态4128，该第二辐射导体线4122激发该第二天线412产生一第四共振模态4129，该第三共振模态4128的频率小于该第四共振模态4129的频率。在本实施例中，该第一共振模态4118与该第三共振模态4128涵盖一相同的第一通信频段42(3400MHz～3600MHz)，该第二共振模态4119与该第四共振模态4129至少涵盖一相同的第二通信频段43(5725MHz～5875MHz)，该第一通信频段42的频率小于该第二通信频段43的频率。该第一通信频段42的最低操作频率约为3400MHz，该第二通信频段43的最低操作频率约为5725MHz。
图4C为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的隔离度曲线图。该第一天线411与该第二天线412间的隔离度曲线为41323。如图4C所示，该双天线阵列41的隔离度曲线41323，在该第一通信频段42中均高于13dB，并且在该第二通信频段43中也均高于11dB，验证能具有不错的隔离度表现。图4D为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的辐射效率曲线图。该第一天线411在该第一通信频段42与该第二通信频段43的辐射效率曲线分别为41181与41191，该第二天线412在该第一通信频段42与该第二通信频段43的辐射效率曲线分别为41281与41291。如图4D所示，该第一天线411在该第一通信频段42中的辐射效率曲线41181均高于50％，在该第二通信频段43中的辐射效率曲线41191均高于68％。该第二天线412在该第一通信频段42中的辐射效率曲线41281均高于48％，在该第二通信频段43中的辐射效率曲线41291均高于67％。图4E为本公开一实施例多天线通信装置4的双天线阵列41的封包相关系数曲线图。该第一天线411与该第二天线412，在该第一通信频段42的封包相关系数曲线为41828，在该第二通信频段43的封包相关系数曲线为41929。如图4E所示，该双天线阵列41的封包相关系数曲线，在该第一通信频段42中均低于0.12，在该第二通信频段43中均低于0.03。
图4B、图4C、图4D与图4E所涵盖的通信系统频段操作与实验数据，仅是为了实验证明图4A中本公开一实施例多频多天线阵列4的技术效果。并未用来限制本公开多频多天线阵列4于实际应用情况所能涵盖的通信频段操作、应用与规格。本公开多频多天线阵列4可以是设计用来涵盖广域无线网络系统(WWAN，Wireless Wide Area Network)、多输入多输出系统(MIMO System，Multi-input Multi-output System)、长期演进系统(LTE，LongTerm Evolution)、场型切换天线系统(Pattern Switchable Antenna System)、无线个人网络系统(WLPN，Wireless Personal Network)、无线局域网系统(WLAN，Wireless LocalArea Network)、波束成形天线系统(Beam-Forming Antenna System)、近场通信传输系统(NFC，Near Field Communication)、数字电视广播系统(DTV，Digital TelevisionBroadcasting System)或全球定位系统(GPS，Global Positioning System)的系统频段操作。本公开多频多天线阵列4，其中该双天线阵列41并且可以单一组双天线阵列41或多组双天线阵列41实现于多天线通信装置当中，该多天线通信装置可为移动通信装置、无线通信装置、移动运算装置、计算机系统、电信设备、网络设备或计算机或网络的周边设备等。
图5A为本公开一实施例多频多天线阵列5的结构图。图5B为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的返回损失曲线图。如图5A以及图5B所示，该多频多天线阵列5包含一接地导体面50以及一双天线阵列51。该接地导体面50分隔出一第一侧空间501以及相对于该第一侧空间501的一第二侧空间502，并且该接地导体面50具有一第一边缘503。该双天线阵列51位于该第一边缘503，该双天线阵列51具有一最大阵列长度d沿着该第一边缘503延伸。该双天线阵列51包含一第一天线511以及一第二天线512。该第一天线511位于该第一侧空间501，并包含一第一共振回路5111及一第一辐射导体线5112。该第一共振回路5111由一第一信号源5113、一第一馈入导体线5114、一第一电容性耦合部5115、一第一共振导体线5116、一第一电感性接地导体部5117以及该第一边缘503所串接而成。该第一辐射导体线5112电气连接于该第一共振导体线5116，并且该第一共振导体线5116位于该第一电容性耦合部5115以及该第一电感性接地导体部5117之间。该第一电容性耦合部5115为一芯片电容元件。该第一电感性接地导体部5117为一导体线段并具有一芯片电感元件51171。该第一共振导体线5116的路径长度介于该第一共振导体线5116与该第一辐射导体线5112的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第一共振回路5111激发该第一天线511产生一第一共振模态5118(如图5B所示)，该第一辐射导体线5112激发该第一天线511产生一第二共振模态5119(如图5B所示)，该第一共振模态5118的频率小于该第二共振模态5119的频率。该第二天线512位于该第二侧空间502，并包含一第二共振回路5121以及一第二辐射导体线5122。该第二共振回路5121由一第二信号源5123、一第二馈入导体线5124、一第二电容性耦合部5125、一第二共振导体线5126、一第二电感性接地导体部5127以及该第一边缘503所串接而成。该第二辐射导体线5122电气连接于该第二共振导体线5126，并且该第二共振导体线5126位于该第二电容性耦合部5125以及该第二电感性接地导体部5127之间。该第二电容性耦合部5125为一芯片电容元件。该第二电感性接地导体部5127为一蜿蜒导体线段。该第二共振导体线5126的路径长度介于该第二共振导体线5126与该第二辐射导体线5122的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。该第二共振回路5121激发该第二天线512产生一第三共振模态5128(如图5B所示)，该第二辐射导体线5122激发该第二天线512产生一第四共振模态5129(如图5B所示)，该第三共振模态5128的频率小于该第四共振模态5129的频率。该第一共振导体线5116与该第二共振导体线5126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线5112与该第二辐射导体线5122的路径中心点连线必互相交错。该第一共振模态5118与该第三共振模态5128至少涵盖一相同的第一通信频段52(如图5B所示)，该第二共振模态5119与该第四共振模态5129至少涵盖一相同的第二通信频段53(如图5B所示)，该第一通信频段52的频率小于该第二通信频段53的频率，并且该双天线阵列51沿着该第一边缘延伸503的最大阵列长度d介于该第一通信频段52的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。该第一共振回路5111的路径长度以及该第二共振回路5121的路径长度，均介于该第一通信频段52的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。该第一辐射导体线5112的路径长度以及该第二辐射导体线5122的路径长度，均介于该第二通信频段53的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。该第一信号源5113与该第二信号源5123可为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路等。
该双天线阵列51，虽然其第一辐射导体线5112及第二辐射导体线5122与该双天线阵列21中该第一辐射导体线2112及第二辐射导体线2122的形状有所不同，其第一电容性耦合部5115与第二电容性耦合部5125均改用芯片电容元件实现，并且其第一电感性接地导体部5117改用一导体线段并具有一芯片电感元件51171实现，其与双天线阵列21的做法也有所不同。但是本实施例该双天线阵列51，其同样藉由设计该第一共振回路5111与该第二共振回路5121分别激发产生较低频段的第一共振模态5118与第三共振模态5128，来成功涵盖较低的第一通信频段52操作(如图5B所示)，并且所设计该第一电容性耦合部5115与该第二电容性耦合部5125，同样能够使得该第一共振回路5111与该第二共振回路5121的路径长度，均介于该第一通信频段52的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间，来达成缩小化的技术效果。本实施例所设计该第一电容性耦合部5115与该第二电容性耦合部5125、以及该第一电感性接地导体部5117与该第二电感性接地导体部5127，同样能够于较高频段分别形成该第一辐射导体线5112与该第二辐射导体线5122的等效馈入匹配电路。如此也能够分别成功激发产生较高频段的第二共振模态5119与第四共振模态5129，来成功涵盖较高的第二通信频段53操作，成功达成多频段操作。并且所设计形成该第一辐射导体线5112与该第二辐射导体线5122的等效馈入匹配电路，也能够有效的缩小该第一辐射导体线5112与该第二辐射导体线5122的路径长度，使其均介于该较高第二通信频段43的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。本实施例多频多天线阵列5，并同样藉由设计该第一共振导体线5116与该第二共振导体线5126的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线5112与该第二辐射导体线5122的路径中心点连线必互相交错的方式，来成功使得该第一共振回路5111与该第二共振回路5121于接地导体面50的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效地降低该较低频段的第一共振模态5118与第三共振模态5128的能量耦合程度。并且同样成功使得该第一辐射导体线5112与该第二辐射导体线5122于接地导体面50的两侧形成错位排列而不完全重迭，如此能够有效的降低该较高频段的第二共振模态5119与第四共振模态5129的能量耦合程度。如此可以有效减少该双天线阵列51沿着该第一边缘503延伸的最大阵列长度d，使其介于该第一通信频段52的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。因此本实施例多频多天线阵列5，同样能够达成类同于实施例多频多天线阵列2缩小化与高整合度的技术效果。
图5B为本公开实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的返回损失曲线图。其选择下列尺寸进行实验：该接地导体面50的该第一边缘503长度约为150mm、接地导体面50的宽度约为73mm；该双天线阵列51沿着该第一边缘503延伸的最大阵列长度d约为16.6mm；该第一共振回路5111的路径长度约为21.7mm，该第二共振回路5121的路径长度约为21.6mm；该第一辐射导体线5112的路径长度约为8.3mm，该第二辐射导体线5122的路径长度约为9.3mm；该第一共振导体线5116的路径长度约为7.3mm，该第二共振导体线5126的路径长度约为7.2mm；该第一电感性接地导体部5117的路径长度约为3.7mm，该芯片电感元件51171值约为1.2nH；该第二电感性接地导体部5127的路径长度约为3.5mm；该第一电容性耦合部5115的芯片电容元件值约为1.2pF，该第二电容性耦合部5125的芯片电容元件值约为1.8pF。如图5B所示，该第一共振回路5111激发该第一天线511产生一第一共振模态5118，该第一辐射导体线5112激发该第一天线511产生一第二共振模态5119，该第一共振模态5118的频率小于该第二共振模态5119的频率；该第二共振回路5121激发该第二天线512产生一第三共振模态5128，该第二辐射导体线5122激发该第二天线512产生一第四共振模态5129，该第三共振模态5128的频率小于该第四共振模态5129的频率。在本实施例中，该第一共振模态5118与该第三共振模态5128涵盖一相同的第一通信频段52(3400MHz～3600MHz)，该第二共振模态5119与该第四共振模态5129至少涵盖一相同的第二通信频段53(5725MHz～5875MHz)，该第一通信频段52的频率小于该第二通信频段53的频率。该第一通信频段52的最低操作频率约为3400MHz，该第二通信频段53的最低操作频率约为5725MHz。
图5C为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的隔离度曲线图。该第一天线511与该第二天线512间的隔离度曲线为51323。如图5C所示，该双天线阵列51的隔离度曲线51323，在该第一通信频段52中均高于13dB，并且在该第二通信频段53中也均高于13dB，验证能具有不错的隔离度表现。图5D为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的辐射效率曲线图。该第一天线511在该第一通信频段52与该第二通信频段53的辐射效率曲线分别为51181与51191，该第二天线512在该第一通信频段52与该第二通信频段53的辐射效率曲线分别为51281与51291。如图5D所示，该第一天线511在该第一通信频段52中的辐射效率曲线51181均高于46％，在该第二通信频段53中的辐射效率曲线51191均高于65％。该第二天线512在该第一通信频段52中的辐射效率曲线51281均高于45％，在该第二通信频段53中的辐射效率曲线51291均高于65％。图5E为本公开一实施例多天线通信装置5的双天线阵列51的封包相关系数曲线图。该第一天线511与该第二天线512，在该第一通信频段52的封包相关系数曲线为51828，在该第二通信频段53的封包相关系数曲线为51929。如图5E所示，该双天线阵列51的封包相关系数曲线，在该第一通信频段52中均低于0.13，在该第二通信频段53中均低于0.03。
图5B、图5C、图5D与图5E所涵盖的通信系统频段操作与实验数据，仅是为了实验证明图5A中本公开一实施例多频多天线阵列5的技术效果。并未用来限制本公开多频多天线阵列5在实际应用情况所能涵盖的通信频段操作、应用与规格。本公开多频多天线阵列5可以是设计用来涵盖广域无线网络系统(WWAN，Wireless Wide Area Network)、多输入多输出系统(MIMO System，Multi-input Multi-output System)、长期演进系统(LTE，LongTerm Evolution)、场型切换天线系统(Pattern Switchable Antenna System)、无线个人网络系统(WLPN，Wireless Personal Network)、无线局域网系统(WLAN，Wireless LocalArea Network)、波束成形天线系统(Beam-Forming Antenna System)、近场通信传输系统(NFC，Near Field Communication)、数字电视广播系统(DTV，Digital TelevisionBroadcasting System)或全球定位系统(GPS，Global Positioning System)的系统频段操作。本公开多频多天线阵列5，其中该双天线阵列51并且可以单一组双天线阵列51或多组双天线阵列51实现于多天线通信装置当中，该多天线通信装置可为移动通信装置、无线通信装置、移动运算装置、计算机系统、电信设备、网络设备或计算机或网络的周边设备等。
本公开提出一种具有低相关系数特性的整合式多天线通信装置设计方式，其能有效缩小多天线阵列应用于通信装置的整体尺寸，能来满足未来高数据传输速度多天线通信装置的实际应用需求。
综上所述，虽然本申请已以实施例公开如上，然其并非用以限定本申请。本申请所属领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本申请的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (15)

1.一种多频多天线阵列，其特征在于，包含：
接地导体面，其分隔出第一侧空间以及相对于该第一侧空间的第二侧空间，并且该接地导体面具有第一边缘；以及
双天线阵列，其位于该第一边缘，该双天线阵列具有最大阵列长度沿着该第一边缘延伸，该双天线阵列包含：
第一天线，位于该第一侧空间，并包含第一共振回路及第一辐射导体线，该第一共振回路由第一信号源、第一馈入导体线、第一电容性耦合部、第一共振导体线、第一电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成，该第一辐射导体线电气连接于该第一共振导体线，该第一共振导体线位于该第一电容性耦合部以及该第一电感性接地导体部之间，该第一共振回路激发该第一天线产生第一共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生第二共振模态，该第一共振模态的频率小于该第二共振模态的频率；及
第二天线，位于该第二侧空间，并包含第二共振回路以及第二辐射导体线，该第二共振回路由第二信号源、第二馈入导体线、第二电容性耦合部、第二共振导体线、第二电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成，该第二辐射导体线电气连接于该第二共振导体线，该第二共振导体线位于该第二电容性耦合部以及该第二电感性接地导体部之间，该第二共振回路激发该第二天线产生第三共振模态，该第二辐射导体线激发该第二天线产生第四共振模态，该第三共振模态的频率小于该第四共振模态的频率；
其中，该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线互相交错，该第一共振模态与该第三共振模态至少涵盖相同的第一通信频段，该第二共振模态与该第四共振模态至少涵盖相同的第二通信频段，该第一通信频段的频率小于该第二通信频段的频率，并且该双天线阵列沿着该第一边缘延伸的最大阵列长度介于该第一通信频段的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。
2.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一共振回路的路径长度以及该第二共振回路的路径长度均介于该第一通信频段的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。
3.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一辐射导体线的路径长度以及该第二辐射导体线的路径长度均介于该第二通信频段的最低操作频率的0.06倍波长至0.21倍波长之间。
4.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一共振导体线的路径长度介于该第一共振导体线与该第一辐射导体线的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。
5.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第二共振导体线的路径长度介于该第二共振导体线与该第二辐射导体线的路径长度总和的0.33倍至0.68倍之间。
6.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一电容性耦合部由该第一馈入导体线以及该第一共振导体线相互耦合所组成，并且该第一馈入导体线以及该第一共振导体线之间具有第一耦合间隙，该第一耦合间隙之间距介于该第一通信频段的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间。
7.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第二电容性耦合部由该第二馈入导体线以及该第二共振导体线相互耦合所组成，并且该第二馈入导体线以及该第二共振导体线之间具有第二耦合间隙，该第二耦合间隙之间距介于该第一通信频段的最低操作频率的0.001倍波长至0.039倍波长之间。
8.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一电容性耦合部为芯片电容元件。
9.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第二电容性耦合部为芯片电容元件。
10.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一电感性接地导体部为蜿蜒的导体线段。
11.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第二电感性接地导体部为蜿蜒的导体线段。
12.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一电感性接地导体部为导体线段并具有芯片电感元件。
13.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第二电感性接地导体部为导体线段并具有芯片电感元件。
14.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一信号源为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路。
15.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第二信号源为射频电路模块、射频集成电路芯片、射频电路开关、射频滤波器电路、射频双工器电路、射频传输线电路或射频电容、电感、电阻匹配电路。
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