CN110854505B - 整合式天线结构 - Google Patents

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Abstract

一种整合式天线结构，包含基板以及双极化天线单元。双极化天线单元设置于基板中且靠近基板的侧边。双极化天线单元包含水平极化天线和垂直极化天线，其中水平极化天线用以产生水平极化波束，而垂直极化天线用以产生垂直极化波束。本发明的整合式天线结构在其基板的边缘处配置有双极化天线单元，以在基板的侧边产生双极化辐射场型，增加天线传输及接收效果。

Description

整合式天线结构
技术领域
本发明是指一种天线结构，且特别涉及一种整合式天线结构。
背景技术
随着通信技术的蓬勃发展，商用移动通信系统已可实现在高速数据传输，且利于网络服务业者提供各式各样的服务，例如多媒体影音串流、实时路况报导和行车导航以及实时网络通信等需要庞大数据传输量的网络服务。对于硬件方面而言，天线的设计影响无线信号的传输和接收效能。因此，如何设计出高效能的天线，为相关产业所致力的其中一个目标。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种整合式天线结构，其在基板的边缘处配置有双极化天线单元，以在基板的侧边产生双极化辐射场型，增加天线传输及接收效果。
本发明的一方面涉及一种整合式天线结构，其包含基板和双极化(dual-polarized)天线单元。双极化天线单元设置于基板中且靠近基板的侧边，且其包含水平极化天线和垂直极化天线，其中水平极化天线的极化方向与基板的厚度方向垂直，而垂直极化天线的极化方向与基板的厚度方向平行。
依据本发明的一或多个实施例，上述水平极化天线为单极天线。
依据本发明的一或多个实施例，上述垂直极化天线为单极天线。
依据本发明的一或多个实施例，上述水平极化天线为偶极天线。
依据本发明的一或多个实施例，上述垂直极化天线为偶极天线。
依据本发明的一或多个实施例，上述垂直极化天线是由至少一导电性的导孔结构所形成。
依据本发明的一或多个实施例，上述双极化天线单元电性耦接至少一馈入线，此至少一馈入线电性连接至上述基板的中央区中的元件。
依据本发明的一或多个实施例，上述整合式天线结构还包含宽频天线单元，其设置于上述基板的中央区中。
依据本发明的一或多个实施例，上述整合式天线结构还包含介质透镜，其设置于上述基板中且靠近上述侧边，且其是由至少一导孔结构所形成。
依据本发明的一或多个实施例，上述介质透镜在横向上设置于上述水平极化天线与上述垂直极化天线之间。
依据本发明的一或多个实施例，上述介质透镜在横向上较上述双极化天线单元靠近上述侧边。
依据本发明的一或多个实施例，上述整合式天线结构还包含射频芯片和反射结构。射频芯片设置于上述基板的中央区中。反射结构在横向上设置于上述射频芯片与上述双极化天线单元之间，且其是由至少一导电性的导孔结构所形成。
本发明的另一方面涉及一种整合式天线结构，其包含基板和多个天线单元。此些天线单元设置于基板中且靠近基板的至少一侧边。此些天线单元彼此相隔，且每一此些天线单元包含水平极化天线和垂直极化天线，其中水平极化天线的极化方向与基板的厚度方向垂直，而垂直极化天线的极化方向与基板的厚度方向平行。
依据本发明的一或多个实施例，上述整合式天线结构还包含多个介质透镜，其设置于上述基板中且靠近上述至少一侧边，其与上述天线单元沿上述至少一侧边交替设置，且其是由多个导孔结构所形成。
依据本发明的一或多个实施例，上述天线单元和上述介质透镜在横向上包围上述基板的一中央区。
本发明的另一方面涉及一种整合式天线结构，其包含基板、第一天线单元和多个第二天线单元。第一天线单元设置于基板的中央区中。此些第二天线单元设置于基板中且靠近基板的至少一侧边。此些天线单元彼此相隔，且在横向上围绕第一天线单元。
依据本发明的一或多个实施例，上述整合式天线结构还包含射频芯片和反射结构。射频芯片设置于上述基板的中央区中且与上述第一天线单元为相对设置。反射结构在横向上设置于射频芯片与上述第二天线单元之间，且其是由至少一导电性的导孔结构所形成。
依据本发明的一或多个实施例，上述整合式天线结构还包含多个介质透镜，其设置于上述基板中且靠近上述至少一侧边，其与上述天线单元沿上述至少一侧边交替设置，且其是由多个导孔结构所形成。
依据本发明的一或多个实施例，上述第一天线单元为相位阵列天线。
依据本发明的一或多个实施例，每一上述第二天线单元包含水平极化天线和垂直极化天线。
本发明的优点至少在于，通过在整合式天线结构的基板的边缘处配置双极化天线单元，可基板的侧边产生双极化辐射场型，进而增加天线传输及接收效果。
附图说明
为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合附图所做的下列描述，其中：
图1A和图1B分别为本发明实施例的整合式天线结构的立体图和上视图；
图2为图1A的整合式天线结构的剖视图；
图3为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图4为图3的整合式天线结构的局部结构示意图；
图5A和图5B分别为图4的部分导孔结构及馈入线的上方透视图和侧面透视图；
图6A和图6B分别为垂直极化天线的变化实施例的上方透视图和侧面透视图；
图7A和图7B分别为垂直极化天线的又一变化实施例的上方透视图和侧面透视图；
图8为图3的反射墙的局部剖面图；
图9A至图9C分别为图3的反射子结构区的变化实施例的平面图案；
图10A至图10C分别为图9A至图9C的反射子结构区的剖面透视图；
图11为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图12为图11的整合式天线结构的局部结构示意图；
图13为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图14为图13的整合式天线结构的局部结构示意图；
图15为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图16为图15的整合式天线结构的局部结构示意图；
图17为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图18为图17的整合式天线结构的局部结构示意图；
图19A至图19C分别为图17的介质透镜区的各种变化实施方式的剖面图；
图20为图17的介质透镜区的上视图；
图21为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图22为图21的整合式天线结构的局部结构示意图；
图23为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图24为图23的整合式天线结构的局部结构示意图；
图25为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；
图26为图25的整合式天线结构的局部结构示意图；
图27为本发明实施例的整合式天线结构的配置示意图；以及
图28A和图28B分别为图27的整合式天线结构产生的波束的上视图和侧视图。
具体实施方式
以下将以附图及详细叙述清楚说明本公开内容的构思，任何所属技术领域中技术人员在了解本公开内容的优选实施例后，当可由本公开内容启示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本公开内容的构思与范围。
另外，在本文中可能会使用空间相对用语，例如“上方(over)”、“上(on)”、“下方(under)”、“下(below)”等等，以方便说明如附图所示出的一元件或一特征与另一元件或特征的关系。除了在附图中所示出的方向外，这些空间相对用词意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。结构可能以不同方式定位(旋转90度或在其他方位上)，因此可利用同样的方式来解释在此所使用的空间相对描述符号。
请参照图1A和图1B，图1A和图1B分别为本发明实施例的整合式天线结构100的立体图和上视图。整合式天线结构100至少包含基板110和设置在基板110上或基板110中的元件，例如辐射元件、导线、开关和/或其他元件。基板110具有中央区110A和边缘区110B，其中在边缘区110B具有多个双极化天线单元，其将以各实施例在后续段落中说明。
图2为图1A的整合式天线结构100的剖视图。如图1B所示，基板110为多层板结构，其可由多个介电层112a～112k和多个金属层114a～114l交互堆叠而成。介电层112a～112k可由FR4材料、玻璃、陶瓷、环氧树脂或硅形成。金属层114a～114l分别位于最上层介电层112a之上、两相邻介电层112a～112k之间和最下层介电层112k之下。金属层114a～114l可由铜、铝、镍和/或其他金属形成。每一金属层114a～114l可包含辐射元件、导线、开关或其他形成天线结构所需的元件。依据在金属层114a～114l中形成的元件，金属层114a～114l可具有不同的图案。此外，依据介电层112a～112k的材料种类，基板110可通过不同由低温陶瓷共烧(low-temperature cofired ceramic；LTCC)、集成无源元件(整合被动元件integrated passive device；IPD)、多层薄膜、多层印刷电路板或其他多层工艺来形成。
图3为本发明实施例的整合式天线结构200的配置示意图。整合式天线结构200包含基板210、多个双极化(dual-polarized)天线单元220、反射结构230和芯片240。
如图3所示，基板210具有和中央区210A和边缘区210B。基板210可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。
双极化天线单元220主要配置于基板210的边缘区210B。双极化天线单元220包含水平极化天线222和垂直极化天线224，其中水平极化天线222用以产生水平极化波束，而垂直极化天线224用以产生垂直极化波束。其中，天线单元220的增益、频宽及其分别产生的水平/垂直极化波束的半功率波束宽(half-power baam width；HPBW)均与水平极化天线222和垂直极化天线224的种类和形状相关。水平极化天线222和垂直极化天线224分别经由馈入线226A/226B、228A/228B电性耦接至位于基板210中且在中央区210A的元件。水平极化天线222可位于金属层中的一层，而垂直极化天线224可上下横跨多层介电层。此外，馈入线226A/226B、228A/228B亦可位于金属层中的一或多层。水平极化天线222和垂直极化天线224的各实施例将于后续段落中说明。
反射结构230主要用于增加天线单元220的指向性，并用以阻隔辐射波对在中央区210A中的元件产生干扰。反射结构230包含反射墙232和多个反射子结构区234，其中每一反射子结构区234可由多个反射子结构234A所构成。反射墙232和反射子结构234A可上下横跨多层介电层。此外，反射墙232和反射子结构234A可由铜、铝、镍和/或其他金属形成。
芯片240具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。芯片240可通过例如球栅阵列(ball grid array；BGA)封装、晶粒尺寸封装(chipscale packaging；CSP)、覆晶(filp chip)封装、晶圆级封装(wafer-level packaging)或其他合适的封装方式接合至基板210，使得在芯片240中的元件与在基板210中和/或在基板210上的元件彼此电性连接。在其他实施例中，整合式天线结构200可仅包含基板210、多个双极化天线单元220和反射结构230，但不包含芯片240。
应注意的是，双极化天线单元220的个数和配置位置等可依据应用需求对应调整，其不以为图3所示的内容为限。图3所示的实施例具有十六个双极化天线单元，其中四个双极化天线单元220是分别配置在基板210的四个角落，而其余双极化天线单元220则是平均配置在基板210的四个侧边。而在其他实施例中，依据应用需求，双极化天线单元220可仅配置在基板210的四个角落、四个侧边或是若干角落和/或若干侧边，且双极化天线单元220的数量也可对应调整。举例而言，整合式天线结构200可仅包含四个双极化天线单元220，其分别配置在基板210的四个侧边。此外，基板210的形状及其中央区210A和边缘区210B的范围也可依据设计而对应变更。举例而言，基板210的形状可依据设计而变更为八边形、圆形或是其他形状。本发明的其他实施例中双极化天线单元的个数和配置位置亦可依据上述说明对应调整。
图4为图3的整合式天线结构200的局部结构示意图。在图4所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元220(包含水平极化天线222和垂直极化天线224)配置在基板210的边缘区210B，其中垂直极化天线224较水平极化天线222接近基板210的侧边210E。反射墙232配置在双极化天线单元220与基板210的中央区210A之间，而芯片240配置在基板210上且位于基板210的中央区210A。在其他实施例中，水平极化天线222可较垂直极化天线224接近基板210的侧边210E，或者水平极化天线222与基板210的侧边210E之间的距离近似于垂直极化天线224与基板210的侧边210E之间的距离。
如图4所示，水平极化天线222为微带型偶极(dipole)天线。水平极化天线222具有两偶极臂222A、222B，其分别耦接馈入线226A、226B。馈入线226A和226B可穿越反射墙232而分别电性耦接至位于中央区210A的元件，使得偶极臂222A、222B分别与位于中央区210A的导线212、导孔结构214和/或其他元件电性连接。垂直极化天线224包含导孔结构224A、224B，其分别电性耦接馈入线228A、228B。馈入线228A和228B可穿越反射墙232而分别电性耦接至位于中央区210A的元件，使得导孔结构224A、224B分别与位于中央区210A的导线212、导孔结构214和/或其他元件电性连接。偶极臂222A、222B、馈入线226A、226B、228A、228B可以是位于基板210的金属层中的同一层或分别位于金属层中的两个或以上的层，且每一馈入线226A、226B、228A、228B可通过穿过介电层的导孔结构而电性连接至位于不同层的导线或其他元件，其中反射墙与导孔结构可由基板贯孔(through substrate via；TSV)导体所形成。实作上，导孔结构可通过工艺上涂布导电液/漆或镀上导电金属，而令其具有导电的效果，如反射墙是由多个具导电性的导孔结构所形成，效果上可形成类似反射体的效果。相反地，导孔结构亦可不涂布、不镀上任何导电材料，结构上仅以空气当作介电质而存在于孔洞中。换言之，非导电性的导孔结构的介电常数便不同于基板的介电常数，也因此具有介质透镜的效果，相关实施例及结构特征如后再详述。
水平极化天线222和垂直极化天线224的共振频率是由偶极臂222A、222B和导孔结构224A、224B的长度决定。水平极化天线222在水平极化方向上的长度和垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度，学理上可依以下的公式来做估算，实作上约略为电磁波在基板210中的半个等效波长。学理上，电磁波在基板210中的等效波长λ210与电磁波在空气中的等效波长λ0的关系如下式：
Figure BDA0001780772710000081
其中ε210为基板210的相对介电常数。也就是说，电磁波在空气中的等效波长近似于电磁波在基板210中的等效波长的
Figure BDA0001780772710000082
倍。因此，水平极化天线222在水平极化方向上的长度L222可大约为：
Figure BDA0001780772710000083
其中c0为电磁波在空气中的速率，且f222为水平极化天线222的共振频率。垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度L224可大约为：
Figure BDA0001780772710000084
其中f224为垂直极化天线224的共振频率。由上述可知，水平极化天线222在水平极化方向上的长度和垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度可依据其共振频率和基板210的相对介电常数来决定。由上述可知，水平极化天线222在水平极化方向上的长度L222可依据水平极化天线222的共振频率f222和基板210的相对介电常数ε210来决定，且垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度L224可依据垂直极化天线224的共振频率f224和基板210的相对介电常数ε210来决定。同理，若是水平极化天线222和垂直极化天线224的配置位置接近于基板210的表面，同样可依上述公式启示的内容与原理来进行估算。
每一偶极臂222A、222B的长度可大约为或略小于水平极化天线222在水平极化方向上的长度的一半，且每一导孔结构224A、224B的长度可大约为或略小于垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度的一半。在其他实施例中，水平极化天线222和垂直极化天线224可具有不同的共振频率，即水平极化天线222在水平极化方向上的长度与垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度可不相同。此外，基板210的厚度T210可等于或大于垂直极化天线224在垂直极化方向上的长度。
芯片240的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块242。通过将金属凸块242接合至在基板210上的接合垫216，可使芯片240安装在基板210上，且可使在芯片240中的元件与在基板210中的导线212、导孔结构214和/或其他元件彼此电性连接。金属凸块242可以是金凸块、锡凸块或由其他金属或合金形成的凸块。
图5A和图5B分别为垂直极化天线224的导孔结构224A、224B及馈入线228A、228B的上方透视图和侧面透视图。如图5A所示，导孔结构224A接近基板210的侧边210E，且馈入线228A连接至导孔结构224A并以远离基板210的侧边210E的方向延伸。由于导孔结构224B和馈入线228B分别位于导孔结构224A和馈入线228A的正下方，故图5A未示出导孔结构224B和馈入线228B。此外，如图5B所示，导孔结构224B亦接近基板210的侧边210E，且馈入线228B连接至导孔结构224B并以远离基板210的侧边210E的方向延伸。导孔结构224A、224B分别为垂直极化天线224的上半部和下半部且彼此为上下对称。
图6A和图6B分别为垂直极化天线224的变化实施例的上方透视图和侧面透视图。在图6A和图6B所示的垂直极化天线224的变化实施例中，垂直极化天线224的上半部和下半部彼此为上下对称且分别具有多个呈三角形排列状的导孔结构224A’、224B’。导孔结构224A’、224B’接近基板210的侧边210E，且馈入线228A、228B分别连接至其中一个导孔结构224A’和其中一个导孔结构224B’，并以远离基板210的侧边210E的方向延伸。在图6A和图6B所示的垂直极化天线224的变化实施例中，导孔结构224A’的长度可不相等、导孔结构224B’的长度可不相等，且在基板210的上半部的导孔结构224A’及在基板210的下半部的导孔结构224B’可分别通过基板210的金属层中的片状结构和/或导线彼此电性连接。如此一来，可进一步增加垂直极化天线224的共振频宽。
图7A和图7B分别为垂直极化天线224的又一变化实施例的上方透视图和侧面透视图。在图7A和图7B所示的垂直极化天线224的变化实施例中，垂直极化天线224的上半部和下半部彼此为上下对称且分别具有多个呈条形排列状的导孔结构224A”、224B”。导孔结构224A’、224B’接近基板210的侧边210E，且馈入线228A、228B分别连接至其中一个导孔结构224A”和其中一个导孔结构224B”，并以远离基板210的侧边210E的方向延伸。此外，如图7B所示，导孔结构224A”在平面条形结构方向上为前后对称，且导孔结构224B”在平面条形结构方向上亦为前后对称。在图7A和图7B所示的垂直极化天线224的变化实施例，导孔结构224A”的长度可不相等、导孔结构224B”的长度可不相等，且在基板210的上半部的导孔结构224A”及在基板210的下半部的导孔结构224B”可分别通过基板210的金属层中的片状结构和/或导线彼此电性连接。如此一来，相似地，可进一步增加垂直极化天线224的共振频宽。
图8为图3的反射墙232的局部剖面图。如图8所示，在同一反射墙232中具有多个导孔结构232A。导孔结构232A的排列方向可大致和基板210的中央区210A与边缘区210B的边界平行，且导孔结构232A可通过基板210的金属层中的片状结构彼此电性连接。此外，相邻的导孔结构232A之间还可具有导线218。此些导线218可属于基板210的金属层中的一或多层，且其与反射墙232为电性分离。水平极化天线222和/或垂直极化天线224可通过导线218而电性连接至基板210的中央区210A的元件。也就是说，导线218可作为水平极化天线222和/或垂直极化天线224穿越反射墙232而电性连接至基板210的中央区210A的元件的途径。
图9A至图9C分别为图3的反射子结构区234的变化实施例的平面图案。反射子结构区234’、234”、234”’分别为图3的反射子结构区234的不同变化实施例，其可具有不同的反射子结构234A的排列方式。此外，在反射子结构区234’、234”、234”’中的反射子结构234A也可具有不同的高度。图10A至图10C分别为图9A至图9C的反射子结构区234’、234”、234”’的剖面透视图。在图10A至图10C的反射子结构区234’、234”、234”’中，反射子结构234A可具有不同的长度，且最长的反射子结构234A大约与基板210的厚度相等。此外，反射子结构234A可分别通过基板210的金属层中的片状结构和/或导线彼此电性连接。图9A至图10C所示的反射子结构区234的变化实施例(即反射子结构区234’、234”、234”’)均具有特定的电磁波反射角度及方向，其可分别应用于不同的使用需求。
整合式天线结构200中的导孔结构214、224A、224B、232A可由一或多种类型所组成。如图4和图8所示，导孔结构214包含盲孔(blind via)结构和埋孔(buried via)结构，导孔结构224A、224B均为盲孔结构，而导孔结构232A为通孔(through via)结构。然而，本发明实施例并不以此为限。举例而言，在其他实施例中，导孔结构214和导孔结构232A可包含盲孔结构、埋孔结构和/或通孔结构，而导孔结构224A、224B可以是埋孔结构，其可依据设计需求而决定。
此外，如图4和图8所示，导孔结构214、224A、224B、232A为电镀(plated)导孔结构，其在导孔的孔壁上镀有导电材料，例如铜、金、铝、镍或其他金属等，而在剩余之间隙中可填充或塞入导电材料或绝缘材料(例如空气或环氧树脂)，或者是塞入导电材料或绝缘材料而形成塞孔(plugged via)结构，或者是在间隙的顶部和/或底部布上防焊层(solder mask)而形成掩孔(tented via)结构。在其他实施例中，导孔结构214、224A、224B、232A可以是非电镀(non-plated)导孔结构，其在导孔中直接填充导电材料，例如铜、金、铝、镍等金属，但不限于此。
本发明其他整合式天线结构实施例的有关导孔结构的类型说明可与上述整合式天线结构200的导孔结构214、224A、224B、232A的类型说明，故在其他整合式天线结构的说明中不再赘述有关导孔结构(包含反射墙和垂直极化天线中的导孔结构)的类型说明。
图11为本发明实施例的整合式天线结构300的配置示意图。整合式天线结构300包含基板310、多个双极化天线单元320、反射结构330和芯片340。如图11所示，双极化天线单元320、反射结构330和芯片340在基板310中的配置与图3所示的双极化天线单元320、反射结构330和芯片340在基板310中的配置相似。基板310可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。双极化天线单元320包含水平极化天线322和垂直极化天线324，其中水平极化天线322用以产生水平极化波束，而垂直极化天线324用以产生垂直极化波束。水平极化天线322和垂直极化天线324分别经由馈入线326、328耦接至位于基板310中且在基板310的中央区310A的元件。反射结构330包含反射墙332和多个反射子结构区334，其中每一反射子结构区334可由多个反射子结构334A所构成。芯片340具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片340中的元件与在基板310中和/或在基板310上的元件可通过基板310的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图12为图11的整合式天线结构300的局部结构示意图。在图12所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元320(包含水平极化天线322和垂直极化天线324)配置在基板310的边缘区310B，反射墙332配置在双极化天线单元320与基板310的中央区310A之间，而芯片340配置在基板310上且位于基板310的中央区310A。
如图12所示，水平极化天线322为单极(monopole)天线。水平极化天线322为单极臂，其耦接馈入线326，且馈入线326可穿越反射墙332而电性耦接至位于中央区310A的元件，以电性连接水平极化天线322与位于中央区310A的导线312、导孔结构314和/或其他元件电性连接。垂直极化天线324为导孔结构，其电性耦接馈入线328，且馈入线328可穿越反射墙332而电性耦接至位于中央区310A的元件，以电性连接垂直极化天线324与位于中央区310A的导线312、导孔结构314和/或其他元件。双极化天线单元320位于基板310的侧边310E与反射墙332之间，其中垂直极化天线324较水平极化天线322接近基板310的侧边310E。在其他实施例中，水平极化天线322可较垂直极化天线324接近基板310的侧边310E，或者水平极化天线322与基板310的侧边310E之间的距离近似于垂直极化天线324与基板310的侧边310E之间的距离。
芯片340的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块342。通过将金属凸块342接合至在基板310上的接合垫316，可使芯片340安装在基板310上，且可使在芯片340中的元件与在基板310中的导线312、导孔结构314和/或其他元件彼此电性连接。接地面318设置于基板310的远离芯片340的一侧上。通过接地面318提供的镜像效应，水平极化天线322和/或垂直极化天线324可产生与偶极天线相似的电流分布及辐射场型。
根据前揭的内容，水平极化天线322在水平极化方向上的长度和垂直极化天线324在垂直极化方向上的长度可大约为电磁波在基板310中的四分之一四分之一个等效波长。水平极化天线322在水平极化方向上的长度L322可大约为：
Figure BDA0001780772710000131
其中c0为电磁波在空气中的速率，f322为水平极化天线322的共振频率，且ε310为基板310的相对介电常数。垂直极化天线324在垂直极化方向上的长度L324可大约为：
Figure BDA0001780772710000132
其中f324为垂直极化天线324的共振频率。由上述可知，水平极化天线322在水平极化方向上的长度和垂直极化天线324在垂直极化方向上的长度可依据其共振频率和基板310的相对介电常数来决定。由上述可知，水平极化天线322在水平极化方向上的长度L322可依据水平极化天线322的共振频率f322和基板310的相对介电常数ε310来决定，且垂直极化天线324在垂直极化方向上的长度L324可依据垂直极化天线324的共振频率f324和基板310的相对介电常数ε310来决定。
在其他实施例中，水平极化天线322和垂直极化天线324可具有不同的共振频率，即水平极化天线322在水平极化方向上的长度与垂直极化天线324在垂直极化方向上的长度可不相同。此外，基板310的厚度T310可等于或大于垂直极化天线324在垂直极化方向上的长度。
除了基板310、接地面318、水平极化天线322、垂直极化天线324和馈入线326、328以外，在整合式天线结构300中的其他元件可分别相似于在图3、图4的整合式天线结构200中除了基板210、水平极化天线222、垂直极化天线224和馈入线226A、226B、228A、228B以外的其他元件，故相关说明请参照前述段落，在此不赘述。
图13为本发明实施例的整合式天线结构400的配置示意图。整合式天线结构400包含基板410、多个双极化天线单元420、反射结构430和芯片440。如图13所示，反射结构430和芯片440在基板410中的配置位置与图3所示的反射结构230和芯片240在基板210中的配置位置相似。基板410可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。双极化天线单元420包含水平极化天线422和垂直极化天线424，其中水平极化天线422用以产生水平极化波束，而垂直极化天线424用以产生垂直极化波束。水平极化天线422和垂直极化天线424分别经由馈入线426A、426B、428A、428B电性耦接至位于基板410中且在基板410的中央区410A的元件。反射结构430包含反射墙432和多个反射子结构区434，其中每一反射子结构区434可由多个反射子结构434A所构成。芯片440具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片440中的元件与在基板410中和/或在基板410上的元件可通过基板410的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图14为图13的整合式天线结构400的局部结构示意图。在图14所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元420(包含水平极化天线422和垂直极化天线424)配置在基板410的边缘区410B，其中垂直极化天线424位于基板410的侧边410E上，而水平极化天线422位于基板410的侧边410E与反射墙432之间。反射墙432配置在双极化天线单元420与基板410的中央区410A之间，而芯片440配置在基板410上且位于基板410的中央区410A。
如图14所示，水平极化天线422和垂直极化天线424均为微带型偶极天线。水平极化天线422具有两偶极臂422A、422B，其分别电性耦接馈入线426A、426B。垂直极化天线424包含两偶极臂424A、424B，其分别电性耦接馈入线428A、428B。馈入线426A、426B、428A、428B可穿越反射墙432而分别电性耦接至位于中央区410A的元件，使得偶极臂422A、422B、424A、424B分别与位于中央区410A的导线412、导孔结构414和/或其他元件电性连接。
学理上，垂直极化天线424的共振频率是由偶极臂424A、424B的长度决定。垂直极化天线424在垂直极化方向上的长度可大约为电磁波在基板410中的半个等效波长，且其可依据垂直极化天线424在垂直极化方向上的长度可依据其共振频率和基板410的相对介电常数来决定。垂直极化天线424在垂直极化方向上的长度、垂直极化天线424的共振频率和基板410的相对介电常数之间的关系相似于式(2)，在此不再重复说明。每一偶极臂424A、424B的长度可大约为或略小于垂直极化天线424在垂直极化方向上的长度的一半。水平极化天线422与垂直极化天线424可具有相同的共振频率，或者可具有不同的共振频率。此外，基板410的厚度T410可等于或大于垂直极化天线424在垂直极化方向上的长度。
芯片440的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块442。通过将金属凸块442接合至在基板410上的接合垫416，可使芯片440安装在基板410上，且可使在芯片440中的元件与在基板410中的导线412、导孔结构414和/或其他元件彼此电性连接。
除了垂直极化天线424和馈入线428A、428B以外，在整合式天线结构400中的其他元件可分别相似于在图3、图4的整合式天线结构200中除了垂直极化天线224和馈入线228A、228B以外的其他元件，故相关说明请参照前述段落，在此不赘述。
图15为本发明实施例的整合式天线结构500的配置示意图。整合式天线结构500包含基板510、多个双极化天线单元520、反射结构530和芯片540。如图15所示，双极化天线单元520、反射结构530和芯片540在基板510中的配置位置与图13所示的双极化天线单元420、反射结构430和芯片440在基板410中的配置位置相似。基板510可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。双极化天线单元520包含水平极化天线522和垂直极化天线524，其中水平极化天线522用以产生水平极化波束，而垂直极化天线524用以产生垂直极化波束。水平极化天线522和垂直极化天线524分别经由馈入线526、528电性耦接至位于基板510中且在基板510的中央区510A的元件。反射结构530包含反射墙532和多个反射子结构区534，其中每一反射子结构区534可由多个反射子结构534A所构成。芯片540具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片540中的元件与在基板510中和/或在基板510上的元件可通过基板510的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图16为图15的整合式天线结构500的局部结构示意图。在图16所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元520(包含水平极化天线522和垂直极化天线524)配置在基板510的边缘区510B，其中垂直极化天线524位于基板510的侧边510E上，而水平极化天线522位于基板510的侧边510E与反射墙532之间。反射墙532配置在双极化天线单元520与基板510的中央区510A之间，而芯片540配置在基板510上且位于基板510的中央区510A。
如图16所示，水平极化天线522和垂直极化天线524均为微带型单极天线，其分别电性耦接馈入线526、528。馈入线526、528可穿越反射墙532而分别电性耦接至位于中央区510A的元件，使得水平极化天线522和垂直极化天线524分别与位于中央区510A的导线512、导孔结构514和/或其他元件电性连接。
芯片540的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块542。通过将金属凸块542接合至在基板510上的接合垫516，可使芯片540安装在基板510上，且可使在芯片540中的元件与在基板510中的导线512、导孔结构514和/或其他元件彼此电性连接。接地面518设置于基板510的远离芯片540的一侧上。通过接地面518提供的镜像效应，水平极化天线522和/或垂直极化天线524可产生与偶极天线相似的电流分布及辐射场型。
学理上，垂直极化天线524在垂直极化方向上的长度可大约为电磁波在基板510中的四分之一个等效波长，且其可依据垂直极化天线524在垂直极化方向上的长度可依据其共振频率和基板510的相对介电常数来决定。垂直极化天线524在垂直极化方向上的长度、垂直极化天线524的共振频率和基板510的相对介电常数之间的关系相似于式(4)，在此不再重复说明。水平极化天线522与垂直极化天线524可具有相同的共振频率，或者可具有不同的共振频率。此外，基板510的厚度T510可等于或大于垂直极化天线524在垂直极化方向上的长度。
除了垂直极化天线524和馈入线528以外，在整合式天线结构500中的其他元件可分别相似于在图11、图12的整合式天线结构300中除了垂直极化天线324和馈入线328A、328B以外的其他元件，且除了基板510、水平极化天线522、垂直极化天线524和馈入线526、528以外，在整合式天线结构500中的其他元件可分别相似于在图13、图14的整合式天线结构400中除了基板410、水平极化天线422、垂直极化天线424和馈入线426A、426B、428A、428B以外的其他元件，故相关说明请参照前述段落，在此不赘述。
图17为本发明实施例的整合式天线结构600的配置示意图。整合式天线结构600包含基板610、多个双极化天线单元620、反射墙632和芯片640。
如图17所示，基板610具有和中央区610A和边缘区610B。基板610可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。在基板610的边缘区610B中具有介质透镜区610R1和610R2，其中每一介质透镜区610R1位于对应的两个相邻的双极化天线单元620之间，而每一介质透镜区610R2位于对应的双极化天线单元620与反射墙632之间。
双极化天线单元620配置于基板610中且位于基板610的边缘区610B。双极化天线单元620包含水平极化天线622和垂直极化天线624，其中水平极化天线622用以产生水平极化波束，而垂直极化天线624用以产生垂直极化波束。其中，天线单元的增益、频宽及其分别产生的水平/垂直极化波束的半功率波束宽都与水平极化天线622和垂直极化天线624的种类和形状相关。水平极化天线622和垂直极化天线624分别经由馈入线626A/626B、628A/628B电性耦接至位于基板610中且在中央区610A的元件。水平极化天线622可位于金属层中的一层，而垂直极化天线624可上下横跨多层介电层。此外，馈入线626A/626B、628A/628B亦可位于金属层中的一或多层。水平极化天线622和垂直极化天线624的各实施例将于后续段落中说明。
反射墙632可用于增加天线单元的指向性，并用以阻隔辐射波对在中央区610A中的元件产生干扰。反射墙632可上下横跨多层介电层，且可由铜、铝、镍和/或其他金属形成。
芯片640具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片640中的元件与在基板610中和/或在基板610上的元件可通过基板610的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图18为图17的整合式天线结构600的局部结构示意图。在图18所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元620(包含水平极化天线622和垂直极化天线624)配置在基板610的边缘区610B，其中垂直极化天线624较水平极化天线622接近基板610的侧边610E。在其他实施例中，水平极化天线622可较垂直极化天线624接近基板610的侧边610E，或者水平极化天线622与基板610的侧边610E之间的距离近似于垂直极化天线624与基板610的侧边610E之间的距离。
反射墙632配置在介质透镜650与基板610的中央区610A之间，而芯片640配置在基板610上且位于基板610的中央区610A。在基板610的边缘区610B中，介质透镜650配置在基板610的侧边610E与垂直极化天线624之间，而介质透镜660配置在水平极化天线622与反射墙632之间。
如图18所示，水平极化天线622为微带型偶极天线。水平极化天线622具有两偶极臂622A、622B，其分别电性耦接馈入线626A、226B。垂直极化天线624包含导孔结构624A、624B，其分别电性耦接馈入线628A、628B。馈入线626A、626B、628A、628B可穿越反射墙632和介质透镜660的配置区域而分别耦接至位于中央区610A的元件，使得偶极臂622A、622B分别与位于中央区610A的导线612、导孔结构614和/或其他元件电性连接。偶极臂622A、622B、馈入线626A、626B、628A、628B可以是位于基板610的金属层中的同一层或分别位于金属层中的两个或以上的层，且每一馈入线626A、626B、628A、628B可通过穿过介电层的导孔结构而电性连接至位于不同层的导线或其他元件。
水平极化天线622和垂直极化天线624的共振频率是由偶极臂622A、622B和导孔结构624A、624B的长度决定。偶极臂622A、622B和导孔结构624A、624B的长度设计可参照前述整合式天线结构200的偶极臂222A、222B和导孔结构224A、224B的相关说明，在此不赘述。水平极化天线622与垂直极化天线624可具有相同的共振频率，或者可具有不同的共振频率。此外，基板610的厚度T610可等于或大于垂直极化天线624在垂直极化方向上的长度。
芯片640的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块642。通过将金属凸块642接合至在基板610上的接合垫616，可使芯片640安装在基板610上，且可使在芯片640中的元件与在基板610中的导线612、导孔结构614和/或其他元件彼此电性连接。
介质透镜650用以改变水平极化天线622产生的水平极化波束和垂直极化天线624产生的垂直极化波束，使得水平极化波束和垂直极化波束的强度分布可更为集中，即增强水平极化波束和垂直极化波束的指向性。此外，介质透镜650位于图17所示的介质透镜区610R1中。
介质透镜660用以改变水平极化天线622产生的水平极化波束和垂直极化天线624产生的垂直极化波束，且用以阻隔辐射波对在中央区610A中的元件产生干扰。此外，介质透镜660位于图17所示的介质透镜区610R2中。在其他实施例中，整合式天线结构600可仅包含介质透镜660而不包含反射墙632。
图19A至图19C分别为图17的介质透镜区610R1的各种变化实施方式的剖面图。在图19A中，介质透镜区652具有贯穿基板610的介质透镜650。在图19B中，介质透镜区654具有由基板610的下侧向上延伸但未贯穿基板610且长度不一的介质透镜650’。在图19C中，介质透镜区656具有由基板610的上侧向下延伸但未贯穿基板610且长度不一的介质透镜650A和由基板610的下侧向上延伸但未贯穿基板610且长度不一的介质透镜650B。图19A至图19C所示的介质透镜区610R1的变化实施例(即介质透镜区652、654、656)可决定特定的电磁波折射角度及方向，其可分别应用于不同的使用需求。
图20为图17的介质透镜区610R1的上视图。如图20所示，介质透镜650均匀分布在介质透镜区610R1中。在其他实施例中，介质透镜650在介质透镜区610R1中可以是不规则配置，其可依据双极化天线单元620的配置而对应变更。
图21为本发明实施例的整合式天线结构700的配置示意图。整合式天线结构700包含基板710、多个双极化天线单元720、反射墙732和芯片740。如图21所示，双极化天线单元720、反射墙732和芯片740在基板710中的配置与图17所示的双极化天线单元620、反射墙632和芯片640在基板610中的配置相似。基板710可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。在基板710的边缘区710B中具有介质透镜区710R1和710R2，其中每一介质透镜区710R1位于对应的两个相邻的双极化天线单元720之间，而每一介质透镜区710R2位于对应的双极化天线单元720与反射墙732之间。双极化天线单元720包含水平极化天线722和垂直极化天线724，其中水平极化天线722用以产生水平极化波束，而垂直极化天线724用以产生垂直极化波束。水平极化天线722和垂直极化天线724分别经由馈入线726、728电性耦接至位于基板710中且在基板710的中央区710A的元件。芯片740具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片740中的元件与在基板710中和/或在基板710上的元件可通过基板710的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图22为图21的整合式天线结构700的局部结构示意图。在图22所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元720(包含水平极化天线722和垂直极化天线724)配置在基板710的边缘区710B，反射墙732配置在介质透镜750与基板710的中央区710A之间，而芯片740配置在基板710上且位于基板710的中央区710A。在基板710的边缘区710B中，介质透镜750配置在基板710的侧边710E与垂直极化天线724之间，而介质透镜760配置在水平极化天线722与反射墙732之间。
如图22所示，水平极化天线722为单极天线。水平极化天线722为单极臂，其电性耦接馈入线726，且馈入线726可穿越反射墙732和介质透镜760的配置区域而电性耦接至位于中央区710A的元件，以电性连接水平极化天线722与位于中央区710A的导线712、导孔结构714和/或其他元件电性连接。垂直极化天线724为导孔结构，其电性耦接馈入线728，且馈入线728可穿越反射墙732和介质透镜760的配置区域而电性耦接至位于中央区710A的元件，以电性连接垂直极化天线724与位于中央区710A的导线712、导孔结构714和/或其他元件。双极化天线单元720位于基板710的侧边710E与反射墙732之间，其中垂直极化天线724较水平极化天线722接近基板710的侧边710E。在其他实施例中，水平极化天线722较垂直极化天线724可接近基板710的侧边710E，或者水平极化天线722与基板710的侧边710E之间的距离近似于垂直极化天线724与基板310的侧边710E之间的距离。
芯片740的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块742。通过将金属凸块742接合至在基板710上的接合垫716，可使芯片740安装在基板710上，且可使在芯片740中的元件与在基板710中的导线712、导孔结构714和/或其他元件彼此电性连接。接地面718设置于基板710的远离芯片740的一侧上。通过接地面718提供的镜像效应，水平极化天线722和/或垂直极化天线724可产生与偶极天线相似的电流分布及辐射场型。
学理上，水平极化天线722在水平极化方向上的长度和垂直极化天线724在垂直极化方向上的长度可大约为电磁波在基板710中的四分之一个等效波长。水平极化天线722和垂直极化天线724的长度设计可参照前述整合式天线结构300的水平极化天线322和垂直极化天线324的相关说明，在此不赘述。水平极化天线722与垂直极化天线724可具有相同的共振频率，或者可具有不同的共振频率。此外，基板710的厚度T710可等于或大于垂直极化天线724在垂直极化方向上的长度。
介质透镜750用以改变水平极化天线722产生的水平极化波束和垂直极化天线724产生的垂直极化波束，使得水平极化波束和垂直极化波束的强度分布可更为集中，即增强水平极化波束和垂直极化波束的指向性。此外，介质透镜750位于图21所示的介质透镜区710R1中。
介质透镜760用以改变水平极化天线722产生的水平极化波束和垂直极化天线724产生的垂直极化波束，且用以阻隔辐射波对在中央区710A中的元件产生干扰。此外，介质透镜760位于图21所示的介质透镜区710R2中。在其他实施例中，整合式天线结构700可仅包含介质透镜760而不包含反射墙732。
除了基板710、接地面718、水平极化天线722、垂直极化天线724和馈入线726、728以外，在整合式天线结构700中的其他元件可分别相似于在图17、图18的整合式天线结构600中，故相关说明请参照前述段落，在此不赘述。
图23为本发明实施例的整合式天线结构800的配置示意图。整合式天线结构800包含基板810、多个双极化天线单元820、反射墙832和芯片840。如图23所示，反射墙832和芯片840在基板810中的配置位置与图17所示的反射墙632和芯片640在基板610中的配置位置相似。基板810可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。双极化天线单元820包含水平极化天线822和垂直极化天线824，其中水平极化天线822用以产生水平极化波束，而垂直极化天线824用以产生垂直极化波束。水平极化天线822和垂直极化天线824分别经由馈入线826A、826B、828A、828B电性耦接至位于基板810中且在基板810的中央区810A的元件。芯片840具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片840中的元件与在基板810中和/或在基板810上的元件可通过基板810的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图24为图23的整合式天线结构800的局部结构示意图。在图24所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元820(包含水平极化天线822和垂直极化天线824)配置在基板810的边缘区810B，其中垂直极化天线824位于基板810的侧边810E上，而水平极化天线822位于介质透镜850与介质透镜860之间。反射墙832配置在介质透镜860与基板810的中央区810A之间，而芯片840配置在基板810上且位于基板810的中央区810A。在基板810的边缘区810B中，介质透镜850配置在基板810的侧边810E与水平极化天线822之间，而介质透镜860配置在水平极化天线822与反射墙832之间。
如图24所示，水平极化天线822和垂直极化天线824均为微带型偶极天线。水平极化天线822具有两偶极臂822A、822B，其分别电性耦接馈入线826A、826B。垂直极化天线824包含两偶极臂824A、824B，其分别电性耦接馈入线828A、828B。馈入线826A、826B可穿越反射墙832和介质透镜860的配置区域而分别电性耦接至位于中央区810A的元件，且馈入线828A、828B可穿越反射墙832和介质透镜850、860的配置区域而分别电性耦接至位于中央区810A的元件，使得偶极臂822A、822B、824A、824B分别与位于中央区810A的导线812、导孔结构814和/或其他元件电性连接。
水平极化天线822和垂直极化天线824的共振频率是由偶极臂822A、822B、824A、824B的长度决定。偶极臂822A、822B、824A、824B的长度设计可参照前述整合式天线结构400的偶极臂422A、422B、424A、424B的相关说明，在此不赘述。水平极化天线822与垂直极化天线824可具有相同的共振频率，或者可具有不同的共振频率。此外，基板810的厚度T810可等于或大于垂直极化天线824在垂直极化方向上的长度。
芯片840的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块842。通过将金属凸块842接合至在基板810上的接合垫816，可使芯片840安装在基板810上，且可使在芯片840中的元件与在基板810中的导线812、导孔结构814和/或其他元件彼此电性连接。
介质透镜850用以改变水平极化天线822产生的水平极化波束和垂直极化天线824产生的垂直极化波束，使得水平极化波束和垂直极化波束的强度分布可更为集中，即增强水平极化波束和垂直极化波束的指向性。介质透镜860用以改变水平极化天线822产生的水平极化波束和垂直极化天线824产生的垂直极化波束，且用以阻隔辐射波对在中央区810A中的元件产生干扰。此外，介质透镜850、860位于图23所示的介质透镜区810R中。在其他实施例中，整合式天线结构800可仅包含介质透镜850、860而不包含反射墙832。
除了水平极化天线822、垂直极化天线824、馈入线828A、828B和介质透镜850以外，在整合式天线结构800中的其他元件可分别相似于在图17、图18的整合式天线结构600，故相关说明请参照前述段落，在此不赘述。
图25为本发明实施例的整合式天线结构900的配置示意图。整合式天线结构900包含基板910、多个双极化天线单元920、反射墙932和芯片940。如图25所示，双极化天线单元920、反射结构930和芯片940在基板910中的配置位置与图23所示的双极化天线单元820、反射墙832和芯片840在基板810中的配置位置相似。基板910可以是多层板结构，其具有如图2所示以介电层和金属层交互堆叠而层的结构。双极化天线单元920包含水平极化天线922和垂直极化天线924，其中水平极化天线922用以产生水平极化波束，而垂直极化天线924用以产生垂直极化波束。水平极化天线922和垂直极化天线924分别经由馈入线926、928电性耦接至位于基板910中且在基板910的中央区910A的元件。芯片940具有射频集成电路和/或其他构成传输和/或接收电路的主动和/或被动元件。在芯片940中的元件与在基板910中和/或在基板910上的元件可通过基板910的侧面上的多个接合垫彼此电性连接。
图26为图25的整合式天线结构900的局部结构示意图。在图26所示的局部结构示意图中，一组双极化天线单元920(包含水平极化天线922和垂直极化天线924)配置在基板910的边缘区910B，其中垂直极化天线924位于基板910的侧边910E上，而水平极化天线922位于介质透镜950与介质透镜960之间。反射墙932配置在介质透镜960与基板910的中央区910A之间，而芯片940配置在基板910上且位于基板910的中央区910A。在基板910的边缘区910B中，介质透镜950配置在基板910的侧边910E与水平极化天线922之间，而介质透镜960配置在水平极化天线922与反射墙932之间。
如图26所示，水平极化天线922和垂直极化天线924均为微带型单极天线，其分别电性耦接馈入线926、928。馈入线926可穿越反射墙932和介质透镜960的配置区域而耦接至位于中央区910A的元件，且馈入线928可穿越反射墙932和介质透镜950、960的配置区域而电性耦接至位于中央区910A的元件，使得水平极化天线922和垂直极化天线924分别与位于中央区910A的导线912、导孔结构914和/或其他元件电性连接。
芯片940的朝向基板的侧面上具有多个金属凸块942。通过将金属凸块942接合至在基板910上的接合垫916，可使芯片940安装在基板910上，且可使在芯片940中的元件与在基板910中的导线912、导孔结构914和/或其他元件彼此电性连接。接地面918设置于基板910的远离芯片940的一侧上。通过接地面918提供的镜像效应，水平极化天线922和/或垂直极化天线924可产生与偶极天线相似的电流分布及辐射场型。
学理上，水平极化天线922在水平极化方向上的长度和垂直极化天线924在垂直极化方向上的长度可大约为电磁波在基板910中的四分之一个等效波长。水平极化天线922和垂直极化天线924的长度设计可参照前述整合式天线结构500的水平极化天线522和垂直极化天线524的相关说明，在此不赘述。水平极化天线922与垂直极化天线924可具有相同的共振频率，或者可具有不同的共振频率。此外，基板910的厚度T910可等于或大于垂直极化天线924在垂直极化方向上的长度。
介质透镜950用以改变水平极化天线922产生的水平极化波束和垂直极化天线924产生的垂直极化波束，使得水平极化波束和垂直极化波束的强度分布可更为集中，即增强水平极化波束和垂直极化波束的指向性。介质透镜960用以改变水平极化天线922产生的水平极化波束和垂直极化天线924产生的垂直极化波束，且用以阻隔辐射波对在中央区910A中的元件产生干扰。此外，介质透镜950、960位于图23所示的介质透镜区910R中。在其他实施例中，整合式天线结构900可仅包含介质透镜950、960而不包含反射墙932。
除了水平极化天线922、垂直极化天线924、馈入线928和介质透镜950以外，在整合式天线结构900中的其他元件可分别相似于在图21、图22的整合式天线结构700。以外，在整合式天线结构900中的其他元件可分别相似于在图23、图24的整合式天线结构800，故相关说明请参照前述段落，在此不赘述。
图27为本发明实施例的整合式天线结构1000的配置示意图。整合式天线结构1000包含基板1010、双极化天线单元1020、宽频天线单元1030、芯片1040、导电元件1050和反射结构1060。基板1010、双极化天线单元1020、芯片1040、导电元件1050和反射结构1060可分别对应前述实施例的基板、双极化天线单元、芯片、导线、导孔结构和反射结构/反射墙。宽频天线单元1030可以是由相位阵列(phased array)天线组成，设置在基板1010的远离芯片1040的一侧，其用以产生与基板1010的平面方向之间具有角度的多波束阵列。且宽频天线单元1030与远离芯片1040之间具有反射结构1060。宽频天线单元1030可通过穿越反射结构1060的馈入线与导电元件1050电性连接。
图28A和图28B分别为图27的整合式天线结构1000产生的波束的上视图和侧视图。如图28A和图28B所示，整合式天线结构1000除了在顶面上产生正向波束RB1外，在侧面上亦产生侧向的双极化波束PB2，此侧向的双极化波束PB2具有侧向全向性的双极化辐射场型。此外，在本发明实施例中，介电透镜的配置可增强天线增益和波束指向性等。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求为准。

Claims (19)

1.一种整合式天线结构，其特征在于，包含：
一基板；
一双极化天线单元，设置于该基板中且靠近该基板的一侧边，该双极化天线单元包含一水平极化天线和一垂直极化天线，该水平极化天线与该垂直极化天线在垂直该侧边的方向上为前后配置；以及
一介质透镜，设置于该基板中且靠近该侧边，其中该介质透镜是由至少一非导电性的导孔结构所形成。
2.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该水平极化天线是一单极天线。
3.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该垂直极化天线是一单极天线。
4.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该水平极化天线是一偶极天线。
5.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该垂直极化天线是一偶极天线。
6.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该垂直极化天线是由至少一导电性的导孔结构所形成。
7.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该双极化天线单元电性耦接至少一馈入线，该至少一馈入线电性连接至该基板的一中央区中的元件。
8.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，还包含：
一宽频天线单元，设置于该基板的一中央区中。
9.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该介质透镜与该双极化天线单元是沿该侧边彼此相邻。
10.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该介质透镜在横向上设置于该水平极化天线与该垂直极化天线之间。
11.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，该介质透镜在横向上较该双极化天线单元靠近该侧边。
12.如权利要求1所述的整合式天线结构，其特征在于，还包含：
一射频芯片，设置于该基板的一中央区中；以及
一反射结构，在横向上设置于该射频芯片与该双极化天线单元之间，其中该反射结构是由至少一导电性的导孔结构所形成。
13.一种整合式天线结构，其特征在于，包含：
一基板；
多个天线单元，设置于该基板中且靠近该基板的至少一侧边，该些天线单元彼此相隔，且每一该些天线单元包含一水平极化天线和一垂直极化天线，在每一该些天线单元中，该水平极化天线与该垂直极化天线在垂直该至少一侧边中对应的侧边的方向上为前后配置；以及
多个介质透镜，设置于该基板中且靠近该至少一侧边，其中该介质透镜是由多个非导电性的导孔结构所形成。
14.如权利要求13所述的整合式天线结构，其特征在于，该些介质透镜与该些天线单元沿该至少一侧边交替设置。
15.如权利要求13所述的整合式天线结构，其特征在于，该些天线单元和该些介质透镜在横向上包围该基板的一中央区。
16.一种整合式天线结构，其特征在于，包含：
一基板；
一第一天线单元，设置于该基板的一中央区中；
多个第二天线单元，设置于该基板中且靠近该基板的至少一侧边且彼此相隔，该些第二天线单元在横向上围绕该第一天线单元，每一该些第二天线单元包含一水平极化天线和一垂直极化天线，在每一该些天线单元中，该水平极化天线与该垂直极化天线在垂直该至少一侧边中对应的侧边的方向上为前后配置；以及
多个介质透镜，设置于该基板中且靠近该至少一侧边，其中该介质透镜是由多个非导电性的导孔结构所形成。
17.如权利要求16所述的整合式天线结构，其特征在于，还包含：
一射频芯片，设置于该基板的中央区中且与该第一天线单元为相对设置；以及
一反射结构，在横向上设置于该射频芯片与该些第二天线单元之间，其中该反射结构是由至少一导电性的导孔结构所形成。
18.如权利要求16所述的整合式天线结构，其特征在于，该些介质透镜与该些第二天线单元沿该至少一侧边交替设置。
19.如权利要求16所述的整合式天线结构，其特征在于，该第一天线单元是一相位阵列天线。
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