CN113725594A - 天线结构 - Google Patents

Abstract

一种天线结构，包含一反射器、一水平极化天线与一垂直极化天线位于该反射器的前侧，其中该水平极化天线由一对偶极天线所构成，且每个该偶极天线包含彼此重叠的一正接地件与一负接地件，而该垂直极化天线由彼此重叠的一上接地件与一下接地件所构成，且该上接地件位于该对偶极天线中的上偶极天线之上而该下接地件位于该对偶极天线中的下偶极天线之下，一第一信号源与一第二信号源从该反射器的后侧延伸到前侧来分别激发该水平极化天线与该垂直极化天线。

Description

天线结构

技术领域

本发明涉及一种天线结，更具体言，尤其涉及一种具有整合的水平极化天线与垂直极化天线的天线结构。

背景技术

随着无线通信技术的发展，装设有天线模块的电子装置如智能智能手机、可穿戴式装置等已在市面上被广泛的提供。这类电子装置可以通过天线来接收或发送含有数据(如信息、相片、影片、音档、游戏等)的信号。

这类电子装置的天线模块会使用多个天线元件来实作，以更有效地接收或发送信号。举例言之，电子装置可以含有一或多个天线阵列，其每个阵列都具有多个天线元件排列成规律的形状。电子装置所接收到的信号可能是在某特定方向受到极化的。为了要接收或发送垂直极化信号或水平极化信号，电子装置可能要根据信号极化的方向来物理分隔出多个传送/接收路径。

下一代的无线通信技术，如5G移动网络或无线系统，其可能会使用频率实质上大于或等于20GHz的毫米波(mmWave)。为了克服频带特性所带来的空间路径损耗问题并增加天线的增益，装置会需要专用的水平极化天线与专用的垂直极化天线来分别接收并传送水平极化信号或垂直极化信号。此外，为了确保毫米波通信能有360°全面的覆盖范围，天线元件最好能够装在电子装置的边缘部位，如其电路板的角落部位。然而，随着电子装置变得越来越轻薄，其超薄的厚度与其长边尺寸相比可能已经无法或不易提供足够的长度来实作垂直极化天线并以此设计出所需的运作频率，且天线模块与电路模块至少会有某些区域重叠或靠得太近。当多个天线模块沿着基板的周边装设时，可以预期相邻天线模块之间的干扰所带来的极化损失会是非常严重的，故在装设天线模块时，天线模块之间需要彼此分隔一段距离，但此举无可避免地会降低天线模块的整合度。

上述信息仅作为背景信息来帮助阅者了解本发明的公开内容，其中并未确定或断言任何上述信息对于本发明公开而言是否为现有技术。

故此，目前业界仍需对现有天线结构进行改良，以提供良好整合的水平与垂直极化天线设置，以在有限的装置空间中提供双极化传输并避免邻近天线模块之间的互相干扰。

发明内容

为了满足下一代的无线通信需求，本发明于此提出了一种天线结构，其具有整合良好的水平极化天线模块与垂直极化天线模块，在不互相干扰的情况下尽量利用电子装置内部紧密的有限空间，以双极化方式提供最佳的辐射性能。

本发明的面向在于提供一种天线结构，其包含一反射器将该天线结构分为前侧与后侧、一水平极化天线位于该反射器的前侧，其中该水平极化天线包含一对至少部分彼此重叠的偶极天线，且每个该偶极天线包含由一狭缝所分隔的一正接地件与一负接地件、一第一信号源从该反射器的该后侧经由该反射器的一第一开口延伸到该前侧，其中该第一信号源在该对偶极天线间延伸并从该对正接地件之间的一重叠区间延伸穿过该狭缝到该对负接地件之间的另一重叠间隔，以激发该水平极化天线、一垂直极化天线，位于该反射器的该前侧，其中该垂直极化天线包含至少部分彼此重叠的一上接地件与一下接地件，且该上接地件位于该对偶极天线中的上偶极天线之上而该下接地件位于该对偶极天线中的下偶极天线之下、以及一第二信号源，从该反射器的该后侧经由该反射器的一第二开口延伸到该前侧，其中该第二信号源在该上接地件与该下接地件之间延伸并朝该上接地件与该下接地件的其中一个垂直延伸，以激发该垂直极化天线。

本发明的有益效果在于，本发明所提供的多层叠构天线结构在有限的空间中有效地整合了水平极化天线模块与垂直极化天线模块，其回波损耗与透射系数都反映出此整合天线结构，就算是排成阵列，都具有优化的辐射性能，以满足下一代的无线通信技术的需求。

本发明的这类目的与其他目的在阅者读过下文中以多种图示与绘图来描述的较佳实施例的细节说明后应可变得更为明了显见。

附图说明

本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，以使阅者对本发明实施例有进一步的了解。多个所述图示描绘了本发明一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在多个所述图示中：

图1为根据本发明一实施例中一水平极化天线模块的立体示意图；

图2为根据本发明一实施例中一水平极化天线模块的俯视示意图；

图3为根据本发明一实施例中一水平极化天线模块的截面示意图；

图4为根据本发明一实施例中一垂直极化天线模块的立体示意图；

图5为根据本发明一实施例中一垂直极化天线模块的俯视示意图；

图6为根据本发明一实施例中一垂直极化天线模块的截面示意图；

图7为根据本发明一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的立体示意图；

图8为根据本发明一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的俯视示意图；

图9为根据本发明一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的截面示意图；

图10为根据本发明另一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的立体示意图；

图11为根据本发明又一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的立体示意图；

图12为根据本发明又一实施例中一具有多个天线结构排列而成的天线阵列的立体示意图；

图13为根据本发明实施例一电子装置内含的天线结构在运作频率下的反射率(即回波损耗)对隔离度的图形；以及

图14为根据本发明实施例中图12所示的1x4天线阵列的反射率对隔离度的图形。

须注意本说明书中的所有图示皆为图例性质，为了清楚与方便图示说明之故，图示中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现，一般而言，图中相同的参考符号会用来标示修改后或不同实施例中对应或类似的元件特征。

附图标记如下：

100 水平极化天线结构

101 基板

101a 前侧部位

101b 后侧部位

103 反射器

103a 第一开口

103b 第二开口

105 金属层

107 第一导孔件

109 正接地件

110 负接地件

111 狭缝

113 (上)偶极天线

115 (下)偶极天线

117 第一信号源

119 第一屏蔽空间

119a 垂直部位

120 垂直极化天线结构

121 上接地件

123 下接地件

125 第二信号源

125a 垂直部位

127 第二屏蔽空间

128 接地垫与馈入垫

129 辅助接地件

130 天线结构

131 第二导孔件

132 电路模块

133 第三导孔件

135 导波柱

137 第四导孔件

具体实施方式

下文中本发明将参照随附的图示来进行详细的说明，这些图示构成了本发明的一部分并以绘图以及可据以施行本发明的特定实施例方式来展示。这些实施例中会描述足够的细节让本领域中的一般技术人士得以施作本发明。为了简明与方便之故，图示中某些部位的尺度与比例可能会刻意缩小或是以夸大的方式来表现。在不背离本发明范畴的前提下，发明中还可以采用其他的实施例，或是具有在结构上、逻辑上以及电性方面的变化。故此，下文的详细说明不应以局限的方式来看待，而本发明的范畴将由随附的权利要求来界定。

当用于本公开书的多种实施例中时，“包括”、“可包括”以及其它同义词表示了其对应的功能、操作或组成元件的存在，但其并未限制其它额外的一或多个功能、操作或组成元件的存在。再者，当用于本公开书的多种实施例中时，术语“包括”、“具有”、以及它们的同义词仅是要用来表示某一特征、数字、步骤、操作、元件、部件、或它们的组合，它们不应被理解成是初步排除了一或多个其它的特征、数字、步骤、操作、元件、部件、或它们的组合的存在性或可能性。

空间相关的术语，如“在...之下”、“低于”、“较低”、“在...之上”、“较高”等词，其在文中常被用来描述如图中所示出的一个元件或特征对于另一个元件或特征的相对关系。阅者应可轻易了解到，本公开书中这类“上”、“之上”、“在...之上”的用词是要以最广义的方式来解读的，如此，“上”将不只是“直接”位于某物之上的意思，它也包含了在其间介有中介特征或层结构的情况下位于某物之上的意思，而“之上”与“在...之上”不只是位于某物“上”或“之上”的意思，它也可包含了在其间没有任何中介特征或层结构的情况下位于某物“上”或“之上”的意思(即直接在某物上)。

当含有序数的用词用于本公开书的多种实施例时，如“第一”与“第二”，其是可以变更其中的多种组成元件的，如此这些组成元件将不会被上述的用词所局限。举例言之，上述用词不会限制多个元件的顺序与/或重要性，其仅用来达成区别多个元件的目的。举例言之，尽管都是使用者装置，一第一使用者装置与一第二使用者装置指的会是不同的使用者装置。再举例言之，一第一元件也可被称为一第二元件，同样地，一第二元件在不悖离本公开书的多种实施例范畴的前提下也可被称为一第一元件。

须注意，如果一个元件被描述成“联结”或“连接”至另一元件，其可能是一第一元件直接联结或连接至一第二元件，而一第三元件也可能“联结”或“连接”在该第一元件和该第二元件之间。反之，当一个元件“直接联结”或“直接连接”至另一元件时，其可理解为一第一元件与一第二元件之间不存在有第三元件。

根据本公开书的多种实施方式，一电子装置可以具有根据该电子装置的状态所发出的多种颜色来提供的功能，或是具有感测手势或生命信号的功能。例如，此电子装置可包含至少一种下列装置：智能智能手机、平板电脑、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式电脑、膝上型电脑、小型笔记本电脑(netbook)、个人数字助理(PDA)、可携式多媒体播放机(PMP)、MP3播放机、移动式医疗装置、照相机、可穿戴式装置(如电子眼镜的头戴式装置)、电子衣、电子腕带、电子项链、电子饰品、电子纹身、或是智能型手表)。

下文将参照图1-图12开始说明根据本公开书的多种实施例中一天线结构的概念，其中图1-图3示意性地示出了此天线结构中的一水平极化天线部分，图4-图6示意性示出了此天线结构中的一垂直极化天线部分，而图7-图9图则示意性示出了具有整合的该水平极化天线部分与该垂直极化天线部分的整个天线结构。

请参照图1-图3，其分别提出了根据本发明较佳实施例中一水平极化天线结构100的立体图、俯视图以及截面图。本公开书中的水平极化天线结构100可以通过一般的光刻工艺、印刷电路板工艺、或是低温共烧陶瓷(LTCC)工艺形成在一基板101中。基板101提供来支撑、固定并保护水平极化天线结构100上的元件，其具有低介电损耗与合适的相对电容率来满足天线微型化的需求，并使得在基板101介质中的传导波达到所欲的波长与传播速度。基板101可以是软性印刷电路板或介电板，其使用电性绝缘的材料所制成，其包含但不限定是FR4板材、聚氧二甲苯(PPO)、BT树脂、复合环氧树脂材料、玻璃纤维、陶瓷、以及聚四氟乙烯等。本发明的整合天线结构施作成非多层叠构的形态或是多层叠构的形态。例如，实作中，可以先制作出其每个部件，之后再将其组装或是模固在一支撑结构(如手机外壳)上头或是内部。

复参照图1-图3。基板101中形成有一墙形态的反射器103。反射器103用来反射发射器所发出的电磁波，以增进一给定方向上的增益。本发明实施例中的反射器103是由多层通过第一导孔件(via)107连接的堆叠金属层105所构成的。堆叠金属层105可以是常见的铜箔，其与绝缘层交互层压而形成铜箔基板(CCL)的形态。包含前置导孔，每层金属层105的图案都可通过光光刻、钻孔、或是网印工艺来各别界定形成。通过将导孔垂直穿过每层金属层105并在其中填入铜等类的导电材料，其可形成多个规律且紧密的第一导孔件107连接每层堆叠的金属层105，进而共构出一墙体结构来反射发射器所发出的波。在一些实施例中，反射器103可含有一个以上的上述墙体结构，其间具有第一导孔件107交互排列设置并连接。在一些实施例中，反射器103也可以是垂直延伸、不具有导孔件的平面、曲面、或是不规则形态的墙体结构。

在实施例中，基板101被反射器103分成天线模块用的前侧部位101a以及电路模块用的后侧部位101b。天线模块的发射器是从堆叠的金属层105中形成的。关于前侧部位101a，本发明较佳实施例中的水平极化天线结构100是偶极天线(dipole antenna)，其以带状线(stripline)类型的导电及微波收发结构来获得较佳的频带。发射器是由一对偶极天线113,115所构成的，其包含至少彼此部分重叠且垂直间隔一预定间距的一上偶极天线113与一下偶极天线115，让信号源可以在其间延伸以激发发射器。再者，每个偶极天线113与115更可包含一正接地件109与一负接地件110，其水平分隔并以一位于反射器103中央的狭缝111为中线呈侧向对称。

如图3所示，正接地件109与负接地件110可以是从反射器103水平延伸而出的堆叠金属层105的一部分(如其水平延伸部位)，其图案会与反射器103一同在光光刻或网印工艺中界定出来。偶极天线113与115较佳设置在反射器103一半的水平高度处，以确保反射器103能够有效地反射能量。在实施例中，偶极天线的图案并未局限在图2所示的形状。正接地件109与负接地件110在水平延伸方向上分别具有相对的延伸结构，使得从第一信号源117发出的电磁波在传播方向/水平方向具有170度到190度之间的相位差特性，借以生成水平极化形式的辐射能量在正Y轴方向与负Y轴方向上传播。正接地件109与负接地件110可为平板形或多边形。当正接地件109与负接地件110水平对称时，其较佳能产生180度的相位差来达到最佳的天线特性。垂直重叠设置的偶极天线113与115可以减少垂直极化源与水平极化源之间的不良相互影响，故此这两种不同的天线可以3D(三维空间)整合在基板101中的同一空间或位置。

仍参照图1-图3。除了偶极天线113与115以外，天线模块中还具有用于水平极化的一第一信号源117。如图2所示，第一信号源117从基板101的后侧部位101b经由反射器103上的一第一开口103a延伸到前侧部位101a。更具体言之，第一信号源117的路径会从正接地件109或负接地件110其中一个开始，完全沿着上偶极天线113与下偶极天线115之间的图形延伸并到达该正接地件109或负接地件110邻近狭缝111的边缘处。第一信号源117较佳在偶极天线对113,115之间平行延伸穿过狭缝111，并停在上偶极天线113与下偶极天线115的另一接地件之间。当穿过狭缝111时，从第一信号源117所发出的能量会耦合到偶极天线(即发射器)并传输到该处的上偶极天线113与下偶极天线115，如此产生共振与辐射效应。故此，其电磁波的能量是在水平极化的方向上传播的。如图3所示，在本发明实施例中，第一信号源117可以是从反射器103处水平延伸而出的金属层105的一部分，其图案会与反射器103一同以光光刻或网印工艺来界定。

仍参照图1-图3。关于后侧部位101b，多层叠构的金属层105与第一导孔件107会围绕形成一第一屏蔽空间119。在实施例中，第一信号源117具有一垂直部位119a从第一屏蔽空间119的底部向上垂直延伸。第一信号源117的垂直部位119a与周围的多层叠构金属层105可产生类似同轴缆线的传输功能，其具有较佳的屏蔽与抗噪特性。垂直部位119a的一端经由第一开口103a水平延伸至基板101的前侧部位101a，垂直部位119a的另一端则可电性连接至天线的电路模块，如位于天线的背侧的射频集成电路或是位于天线的背侧的一电子通信装置的印刷电路板上的射频集成电路。第一信号源117的垂直部位119a可以由多个堆叠的导孔件所构成，其在与第一导孔件107相同的工艺中形成。

上述实施例是本发明天线结构中水平极化天线的概念。现在，请参照图4-图6，其分别示出了根据本发明较佳实施例中一垂直极化天线结构120的立体图、俯视图以及截面图。

与水平极化天线结构100类似，本公开书中的垂直极化天线结构120可以通过一般的半导体工艺来像水平极化天线结构100一样形成在相同基板101中。基板101中形成有相同的墙形多层叠构反射器103来反射信号源发出的电磁波，以增进一给定方向上的增益。垂直极化天线模块的发射器也可以从金属层105中形成，然而相较于水平极化天线，其会具有不同的形状与排列设置。

复参照图4-图6，本发明较佳实施例中的垂直极化天线结构120是一磁电(magnetoelectric,ME)天线，有别于前一实施例中所示的偶极天线，其发射器是由彼此部分或完全重叠且形状相同，例如矩形的上接地件121与下接地件123所构成。上接地件121与下接地件123垂直间隔一段间距，让信号源可以在其间延伸以激发发射器。

如图6所示，上接地件121与下接地件123(即发射器)可以是从反射器103水平延伸的堆叠金属层105的一部分，其图案会与反射器103一同以光光刻或网印工艺来界定。上接地件121与下接地件123之间的间距必须够大，以提供信号源足够的垂直延伸空间来达到垂直极化。上接地件121与下接地件123最好分别设置在堆叠金属层105的顶金属层与底金属层中，而一第二信号源125可朝上接地件121与下接地件123的其中一个垂直延伸，以此激发该垂直极化天线。

在实施例中，上接地件121与下接地件123的图案并未局限在图5所示的长方形形状。任何符合0度与180度相位，具有170度至190度相位差或是180度相位差的合适图案都可以在本发明中采用，只要它们是上下对称的，让辐射能量可以在上接地件121与下接地件123之间极薄的间距中沿着正Z轴方向与负Z轴方向传播，以达成垂直极化。

仍参照图4-图6。天线模块中具有垂直极化用的第二信号源125。如图5所示，第二信号源125从基板101的后侧部位101b经由反射器103上的一第二开口103b延伸到前侧部位101a。更具体言之，第二信号源125的路径会从中央开始，其较佳会垂直延伸到很接近另一个接地面的一端。整个第二信号源125必须完全在上接地件121与下接地件123之间延伸，不能超出其范围。第二信号源125所发出的能量会耦合到发射器并传输到该处的上接地件121与下接地件123，如此产生共振与辐射效应。故此，其电磁波的能量是在垂直极化的方向上传播的。如图6所示，在本发明实施例中，第二信号源125可以是从反射器103水平延伸而出的金属层105的一部分，其图案会与反射器103一同以光光刻或网印工艺来界定，且第二信号源125的形状可改变来增加其阻抗匹配。

仍参照图4-图6。关于后侧部位101b，同样地，多层叠构金属层105与第一导孔件107会围绕形成一第二屏蔽空间127。在实施例中，第二信号源125具有一垂直部位125a从第二屏蔽空间127的底部向上垂直延伸并在上接地件121与下接地件123之间延伸。第二信号源125的垂直部位125a与周围的层叠金属层105可产生类似同轴缆线的传输功效，其具有较佳的屏蔽与抗噪特性。垂直部位125a的一端经由第二开口103b水平延伸至基板101的前侧部位101a，垂直部位125a的另一端则可电性连接到天线的电路模块，如后侧部位101b上的射频集成电路或是位于天线的背侧的一电子通信装置的印刷电路板上的射频集成电路。第二信号源125的垂直部位125a同样地可以由多个堆叠的导孔件所构成，其在与第一导孔件107相同的工艺中形成。

除了上接地件121、下接地件123、以及第二信号源125，上接地件121与下接地件123之间位于第二信号源125正下方的位置处可以设置一个辅助接地件129(如果信号源是向下延伸的话则其会位于信号源正上方的位置)。辅助接地件129的面积较佳稍微大于该第二信号源125位于前侧部位101a中的部位面积，以调整阻抗匹配。

在一些实施例中，请参照图6，天线结构可进一步含有端子(或连接器，未图示)与电路模块设置在后侧部位101b。每个天线的接地垫与馈入垫128可被电性连接到一电路模块132，如一移相器IC。电路模块可以再电性连接到端子来与一外部通信装置的通信单元电性连接，以施作无线通信。在天线阵列的应用中，移相器IC的作用为调整整个天线的场形与方向，以达到较佳的通信效率。

上述实施例是本发明天线结构中垂直极化天线的概念。现在，请参照图7-图9，其分别示出了根据本公开书较佳实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构130的立体图、俯视图以及截面图。本发明的主要目的为提出一种具有整合良好的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构，其充分利用电子装置有限的紧密空间，以双极化方式提供最佳的辐射性能并避免互相干扰。这个天线结构130将前述的水平极化天线结构100与垂直极化天线结构120整合在一体积空间与前述水平极化天线模块以及垂直极化天线模块的实施例相同的基板101中，如此有效地加倍了单位体积下的天线密度。

请参照图7-图9。整合水平极化天线模块与垂直极化天线模块的天线结构130会具有图1-图3以及图4-图6的实施例中所述的所有组件，包含墙形反射器103、由正接地件109与负接地件110构成的偶极天线对、上接地件121与下接地件123、第一信号源117以及第二信号源125。具体来说，如图9所示，由于垂直极化用的第二信号源需要足够的垂直延伸空间，水平极化天线模块的上偶极天线113与下偶极天线115最好设置在上接地件121与下接地件123之间。更特定言之，偶极天线对113,115会设置在反射器103一半的水平高度处，以确保反射器103能够有效地反射能量，而上接地件121与下接地件123则最好分别设置在堆叠金属层105的顶金属层与底金属层中，以提供足够的垂直延伸空间。

仍参照图7-图9。由于水平极化天线用的第一信号源117需要延伸穿过偶极天线对113,115的正接地件109与负接地件110之间的狭缝111，水平极化天线的偶极天线最好要从反射器103远离地延伸到比垂直极化天线的上接地件121与下接地件123还远的位置处，以在不干扰垂直极化天线用的第二信号源125的情况下提供可穿过狭缝111的适合路径。如图所示，可选择性地设置多个第二导孔件131，其沿着邻近狭缝111的边缘地设置在偶极天线对113,115的正接地件109之间、或/及在偶极天线对113,115的负接地件110之间，以分别电性连接上偶极天线113与下偶极天线115的正接地件109与负接地件110，第二信号源125则设置在狭缝111中且位于偶极天线对113,115上的两排第二导孔件131之间。第一信号源117会从反射器103处远离延伸，并在比该排第二导孔件131还远的位置处穿过狭缝111。位于第一信号源117与第二信号源125之间的该排第二导孔件131可起到屏蔽作用，来避免垂直极化源与水平极化源之间互相干扰，进而获得更佳的隔离度。相似地，第一信号源117与第二信号源125会分别从后侧部位101b的第一屏蔽空间119与第二屏蔽空间127延伸穿过其第一开口103a与第二开口103b。

接下来请参照图10，其示出了根据本发明另一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的立体图。此天线结构中可以加入一些部件来进一步改进其辐射波的传播性能。如图10所示，天线结构130可具有两排第三导孔件133分别位在其中一个或/及两个偶极天线对113,115的正接地件109与负接地件110上。具体来说，本实施例中的第三导孔件133设置在上偶极天线113的正接地件(板状件)109与上接地件121之间、在上偶极天线113的负接地件(板状件)110与上接地件121之间、在下偶极天线115的正接地件(板状件)109与下接地件123之间或/及设置在下偶极天线115的负接地件(板状件)110与下接地件123之间，而该两排第三导孔件133之间的间距S可以从第二开口103b处开始往发射器的另一端逐渐变大，以产生如图中所示导孔件的喇叭形排列设置。这样位于接地面之间的喇叭结构可以使特定方向的辐射波增幅，以这个例子来说，其方向为反射器103对向的X轴方向。第三导孔件133最好不要设置在上偶极天线113与下偶极天线115之间，以避免挡到第一信号源117的延伸路径。相似地，第三导孔件133可以由多个堆叠的导孔件所构成，其在与第一导孔件107相同的工艺中形成。

接下来请参照图11，其示意性地示出了根据本发明另一实施例中一具有整合的水平极化天线模块与垂直极化天线模块的多层叠构天线结构的立体图，此例中具有一排垂直延伸的导波柱135位于偶极天线对的正接地件(板状件)109与负接地件(板状件)110之间并与第二信号源125对齐。这些导波柱135可改善垂直极化天线模块的增益。相似地，导波柱135可以由多个堆叠的导孔件所构成，其与第一导孔件107在相同的工艺中形成。

接下来请参照图12，其示意性地示出了根据本发明又一实施例中一具有多个天线结构排列而成的天线阵列的立体图。在本发明中，具有整合的水平极化天线与垂直极化天线的天线结构130可以排列成相位阵列的形式来实行5G移动网络或无线系统的波束成型、多输入多输出(MIMO)以及毫米波(mmWave)技术。位于每个天线结构130之间的第四导孔件137可起到屏蔽的作用，避免天线结构130之间互相干扰并改善其隔离度。相似地，第四导孔件137可以由多个堆叠的导孔件所构成，其与前述导孔件结构在相同的工艺中形成。

请参照图13，其示出了根据本发明实施例中在天线结构130的频率下一双端口网络电路的反射率(即回波损耗(Return Loss))对隔离度的图形。图中的实线10代表了电路中端口一与端口二匹配时的反射率dB(S(1,1))，虚线20代表了端口二与端口一匹配时的反射率dB(S(2,2))，炼线30则代表了当与端口二匹配时，从端口一到端口二的前向透射系数dB(S(2,1))。从图中可以看出其反射率dB(S(1,1))与反射率dB(S(2,2))在约26.5-29.5GHz的目标频率下皆小于-10dB，如此可验证此具有水平与垂直极化天线模块的天线结构130的性能足以在目标频率下发出可靠的信号。此外，从图中也可看出，在目标频率下其前向透射系数dB(S(2,1))是小于-25dB的，如此可验证水平极化天线结构100与垂直极化天线结构120彼此在电性上有足够的隔离度的。

请参照图14，其示意性地示出了根据本发明实施例中图13所示的1x4天线阵列的反射率(即回波损耗)对隔离度的图形。在此图中，dB(S(H1,H1))至dB(S(H4,H4))代表了四个天线结构130中的水平极化天线的反射率，而dB(S(V1,V1))至dB(S(V4,V4))则代表了四个天线结构130中垂直极化天线的反射率。从图中可以看出，八个有关于水平与垂直极化天线的反射率在约26.5-29.5GHz的目标频率下都小于-10dB，如此可验证此具有水平与垂直极化天线模块的天线结构130的性能足以在目标频率发出可靠的信号。

根据前述实施例中所描述的结构与图形数据，本发明所提供的多层叠构天线结构在有限的空间中有效地整合了水平极化天线模块与垂直极化天线模块，其回波损耗与透射系数都反映出此整合天线结构，就算是排成阵列，都具有优化的辐射性能，以满足下一代的无线通信技术的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种天线结构，包含：

一反射器，将该天线结构分为前侧与后侧；

一水平极化天线，位于该反射器的前侧，其中该水平极化天线包含一对至少部分彼此重叠的偶极天线，且每个该偶极天线包含由一狭缝所分隔的一正接地件与一负接地件；

一第一信号源，从该反射器的该后侧经由该反射器的一第一开口延伸到该前侧，其中该第一信号源在该对偶极天线间延伸并从该对正接地件之间的一重叠区间延伸穿过该狭缝到该对负接地件之间的另一重叠间隔，以激发该水平极化天线；

一垂直极化天线，位于该反射器的该前侧，其中该垂直极化天线包含至少部分彼此重叠的一上接地件与一下接地件，且该上接地件位于该对偶极天线中的上偶极天线之上而该下接地件位于该对偶极天线中的下偶极天线之下；以及

一第二信号源，从该反射器的该后侧经由该反射器的一第二开口延伸到该前侧，其中该第二信号源在该上接地件与该下接地件之间延伸并朝该上接地件与该下接地件的其中一个垂直延伸，以激发该垂直极化天线。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其中该反射器包含多个第一导孔件，该多个第一导孔件连接而构成多层堆叠金属层。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其中该水平极化天线与该垂直极化天线包含该反射器的该多层堆叠金属层的水平延伸部分。

4.根据权利要求1所述的天线结构，其中该对偶极天线以该狭缝为中线呈对称形态并被该狭缝水平地分隔。

5.根据权利要求1所述的天线结构，还包含一辅助接地件位于该上接地件与该下接地件之间并位于该第二信号源的正上方或正下方。

6.根据权利要求2所述的天线结构，其中该反射器还包含由该多层堆叠金属层以及多个所述第一导孔件所围出的一第一空间，该第一空间位于该后侧并与该第一开口连通，且该第一信号源在该第一空间中垂直延伸并穿过该第一开口到该反射器的该前侧。

7.根据权利要求2所述的天线结构，其中该反射器还包含由该多层堆叠金属层以及该第一导孔件所围出的一第二空间，该第二空间位于该后侧并与该第二开口连通，且该第二信号源在该第二空间中垂直延伸并穿过该第二开口到该反射器的该前侧。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其中该第一信号源与该第二信号源电性连接到位于该反射器的该后侧的一电路模块。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其中该第一信号源与该第二信号源的垂直延伸部分由导孔件所构成。

10.根据权利要求1所述的天线结构，其中该第二开口与该狭缝连通。

11.根据权利要求10所述的天线结构，还包含多个第二导孔件沿着邻近该狭缝的该偶极天线的边缘设置并电性连接该正接地件或电性连接该负接地件。

12.根据权利要求11所述的天线结构，其中该第二导孔件同时设置在该正接地件之间以及在该负接地件之间，且该第二信号源设置在该对偶极天线处的两排该第二导孔件之间。

13.根据权利要求11所述的天线结构，其中该第二信号源与该第一信号源被该第二导孔件所分隔并去耦合。

14.根据权利要求10所述的天线结构，还包含两排第三导孔件分别位在该对偶极天线处，其中多个所述第三导孔件设置在该对偶极天线中的上偶极天线与该上接地件之间或/及设置在该对偶极天线中的下偶极天线与该下接地件之间，且该两排第三导孔件之间的间距从该第二开口处开始逐渐增大，形成一喇叭形的导孔件设置。

15.根据权利要求1所述的天线结构，其中该第二信号源设置在该狭缝中。

16.根据权利要求1所述的天线结构，还包含一排垂直延伸的导波柱位于该对偶极天线之间并与该第二信号源对齐。

17.根据权利要求1所述的天线结构，其中该对偶极天线呈对称形态，且该正接地件与该负接地件是接地板状件。

18.根据权利要求1所述的天线结构，其中该正接地件与该负接地件在水平延伸方向上分别具有相对的延伸结构。

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