CN116130933A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种天线装置，其包括第一绝缘层、缺陷金属层、第二绝缘层及多个辐射体。缺陷金属层设置于第一绝缘层上，缺陷金属层具有周期性排列的多个沟槽特征。第二绝缘层设置于第一绝缘层及缺陷金属层上。多个辐射体设置于第二绝缘层上，其中每一辐射体具有馈入部及接地部。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及一种天线装置，特别是一种多接收多发射(Multi-input Multi-output；MIMO)的天线装置。
背景技术
第五代移动通讯(5th generation mobile networks；5G)近年来蓬勃发展，应用于智能手机、笔记型电脑、平板电脑的多输入多输出天线系统成为各界争相布局目标。如何于有限空间中置入多天线装置，使多天线装置具有良好性能且制程简易，甚至天线装置的模组化也成为商品贩售重要的课题。
因此，如何能提供一种兼具体积小、制程简易并能涵盖多频段的天线装置，已经成为民营企业及学术单位投注大量资金、人力和时间的研究标的。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可有解决上述问题的一种天线装置，其包括第一绝缘层、缺陷金属层、第二绝缘层及多个辐射体。缺陷金属层设置于第一绝缘层上，缺陷金属层具有周期性排列的多个沟槽特征。第二绝缘层设置于第一绝缘层及缺陷金属层上。多个辐射体设置于第二绝缘层上，其中每一辐射体具有馈入部及接地部。
在本发明的一个或多个实施方式中，多个沟槽特征包括线性的多个第一沟槽及线性的多个第二沟槽，多个第一沟槽沿着第一方向延伸且彼此分离，多个第二沟槽沿着第二方向延伸且彼此分离，其中多个第一沟槽与多个第二沟槽格状交叉。
在本发明的一个或多个实施方式中，多个第一沟槽具有第一宽度，且多个第二沟槽具有第二宽度，其中第一宽度与第二宽度的比值介于1至5之间。
在本发明的一个或多个实施方式中，第一宽度介于0.15毫米至0.25毫米之间，且第二宽度介于0.05毫米至0.15毫米之间。
在本发明的一个或多个实施方式中，辐射体的接地部延伸穿过第一沟槽与第二沟槽的交叉处。
在本发明的一个或多个实施方式中，天线装置更包括接地金属层，其中接地金属层设置于该第一绝缘层之下，辐射体的接地部电性连接接地金属层。
在本发明的一个或多个实施方式中，其中辐射体的接地部穿过第一绝缘层及第二绝缘层。
在本发明的一个或多个实施方式中，其中多个辐射体包括多个第一F形辐射体，第一F形辐射体更包括第一自由端，其中该些第一F形辐射体的两者的第一自由端及第一F形辐射体的另外两者的第一自由端分别朝向第一轴向上的相反方向。
在本发明的一个或多个实施方式中，其中多个辐射体包括多个第二F形辐射体，其中第二F形辐射体更包括自由端，其中多个第二F形辐射体中的两个的自由端及多个第二F形辐射体中的另外两个的自由端分别朝向第二轴向上的相反方向，其中第一轴向垂直于第二轴向。
在本发明的一个或多个实施方式中，其中多个第一F形辐射体位于多个第二F形辐射体之间。
综上所述，天线装置的多个辐射体之间具有优异的隔离度，例如多个辐射体之间具有至少-15dB的隔离度并可适用于约3.5Ghz的频段。此外，缺陷金属层更能避免多个辐射体受到周围的金属导体影响，因此天线装置能在各种环境下运作于多个频带。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。
附图说明
为达成上述的优点和特征，将参考实施方式对上述简要描述的原理进行更具体的阐释，而具体实施方式被展现在附图中。这些附图仅例示性地描述本发明，因此不限制发明的范围。通过附图，将清楚解释本发明的原理，且附加的特征和细节将被完整描述，其中：
图1根据本发明一些实施方式绘示天线装置的立体示意图。
图2根据本发明一些实施方式绘示天线装置的上视图。
图3根据本发明一些实施方式绘示天线装置的第一绝缘层及缺陷金属层的示意图。
图4绘示为图3中虚线框处的放大图。
图5根据本发明一些实施方式绘示天线装置的部分示意图。
图6根据图1中剖面线6-6绘制剖面图。
图7根据本发明一些实施方式绘示天线装置的立体示意图。
图8根据本发明一些实施方式绘示天线装置的部分示意图。
图9绘示为本发明一些实施方式中天线装置的回波损耗图。
符号说明：
100:天线装置
110:第一绝缘层
130:缺陷金属层
131:沟槽特征
131a:第一沟槽
131b:第二沟槽
150:第二绝缘层
170:辐射体
170a:第一F形辐射体
170b:第二F形辐射体
171:馈入部
173:接地部
175:自由端
190:接地金属层
E:虚线框
W1:第一宽度
W2:第二宽度
S1,S2:曲线
X:第一轴向
Y:第二轴向
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。除此的外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
请参考图1至图5。图1绘示天线装置100的立体示意图，天线装置100包括第一绝缘层110、缺陷金属层130、第二绝缘层150及多个辐射体170。图2绘示天线装置100的上视图。图3绘示天线装置100的第一绝缘层110及缺陷金属层130。图4绘示为图3中虚线框E处的放大图。图5绘示天线装置100的缺陷金属层130及多个辐射体170从上往下看的相对位置关系图，第二绝缘层150则被省略。在本发明的一些实施方式中，缺陷金属层130设置于第一绝缘层110上，缺陷金属层130具有周期性排列的多个沟槽特征131。此外，第二绝缘层150设置于第一绝缘层110及缺陷金属层130上，多个辐射体170设置于第二绝缘层150上，其中每一辐射体170具有馈入部171及接地部173。缺陷金属层130配置以影响多个辐射体170的电流路径并避免辐射体170受到周围金属导体或彼此的影响，使得天线装置100能在各种环境下运作于多个频带，但本发明并不以此为限。
具体而言，第一绝缘层110及第二绝缘层150包括绝缘材料，例如绝缘材料为环氧树脂(epoxy)和/或玻璃纤维(glass fiber)，但本发明并不以此为限。此外，缺陷金属层130、辐射体170包括金属材料，金属材料例如为铜或铜合金。缺陷金属层130可以由金属箔通过雷射切割、蚀刻或切削所制成，且辐射体170包括F形金属平面结构的天线，但本发明并不以此为限。
在本发明的一些实施方式中，缺陷金属层130的多个沟槽特征131包括线性的多个第一沟槽131a及线性的多个第二沟槽131b，多个第一沟槽131a沿着第一轴向X准直延伸且彼此分离，多个第一沟槽131a是等间隔排列，多个第二沟槽131b沿着第二轴向Y(第一轴向X垂直于第二轴向Y)准直延伸且彼此分离，多个第二沟槽131b是等间隔排列，其中多个第一沟槽131a与多个第二沟槽131b呈现格状交叉的网状图案。在本发明的一些实施方式中，辐射体170的馈入部171电性连接信号馈入源，辐射体170的接地部173电性连接接地源。请参考图6，图6根据图1中剖面线6-6绘制剖面图。辐射体170的接地部173延伸穿过第一沟槽131a和/或第二沟槽131b，例如辐射体170的接地部173设置于第一沟槽131a与第二沟槽131b的交叉处，且辐射体170的接地部173是延伸穿过第一绝缘层110及第二绝缘层150并接触接地金属层190。
在本发明的一些实施方式中，第一沟槽131a具有第一宽度W1，且第二沟槽131b具有第二宽度W2，其中第一宽度W1大于第二宽度W2，第一宽度W1与第二宽度W2的比值介于1至5之间。较佳地，第一宽度W1与第二宽度W2的比值介于1.5至3.5之间，例如第一宽度W1与第二宽度W2的比值为2。在本发明的一些实施方式中，第一宽度W1是介于0.15毫米至0.25毫米之间，且第二宽度W2是介于0.05毫米至0.15毫米之间。较佳地，第一宽度W1大致为0.2毫米，第二宽度W2大致为0.1毫米，但本发明并不以此为限。
在本发明的一些实施方式中，多个辐射体170包括四个F形辐射体170，F形辐射体170更包括自由端175，两个F形辐射体170的自由端175及另外两个F形辐射体170的自由端175分别朝向第一轴向X上的相反方向。此外，四个F形辐射体170的两者沿着第一轴向X对齐，四个F形辐射体170的两者也沿着第二轴向Y上对齐，四个F形辐射体170呈现出镜像对称，但本发明并不以此为限。具体而言，多个辐射体170的接地部馈入部171及接地部173朝向相同方向延伸，自由端175则朝向不同于馈入部171及接地部173的延伸方向延伸，例如自由端175垂直于馈入部171及接地部173的延伸方向延伸。
在本发明的另外一些实施方式中，天线装置100更包括接地金属层190，接地金属层190设置于第一绝缘层110的下，且接地金属层190电性连接至辐射体170以提供接地效果。此外，天线装置100更包括导电路径，导电路径设置于第一绝缘层110及第二绝缘层150内，其中导电路径可以为金属导线(例如为铜导线)，金属导线穿过第一绝缘层110及第二绝缘层150，以便于F形辐射体170的接地部173接触导电路径并透过导电路径电性连接至接地金属层190。具体而言，接地金属层190可以是平整的金属箔体，因此接地金属层190包括金属材料，其中金属材料例如为铜或铜合金，但本发明并不以此为限。
请参考图7及图8。图7绘示天线装置100的立体示意图。图8绘示缺陷金属层130及多个辐射体170相对位置关系图并省略第二绝缘层150。在本发明的一些实施方式中，其中多个辐射体170包括四个第一F形辐射体170a及四个第二F形辐射体170b，其中多个第一F形辐射体170a位于多个第二F形辐射体170b之间，多个第二F形辐射体170b环绕多个第一F形辐射体170a。此外，两个第一F形辐射体170a的自由端175及另外两个第一F形辐射体170a的自由端175分别朝向第一轴向X上的相反方向。第二F形辐射体170b更包括自由端175，其中两个第二F形辐射体170b的自由端175及另外两个第二F形辐射体170b的自由端175分别朝向第二轴向Y上的相反方向但本发明并不以此为限。
在本发明的一些实施方式中，四个第一F形辐射体170a的两个沿着第一轴向X对齐，四个第一F形辐射体170a的另两个也沿着第二轴向Y上对齐，因此四个第一F形辐射体170a呈现出镜像对称。此外，四个第二F形辐射体170b中的两个沿着第一轴向X对齐，四个第二F形辐射体170b中的另两个也沿着第二轴向Y上对齐，因此四个第二F形辐射体170b也呈现出镜像对称。具体而言，四个第一F形辐射体170a及四个第二F形辐射体170b会共同呈现出镜像对称，但本发明并不以此为限。
请参考图9。图9绘示为图7及图8中天线装置100的返回损失比较图，其中曲线S1及曲线S2可分别表示第一F形辐射体170a及第二F形辐射体170b。由图中可知，天线装置100可良好地适用于约3.5Ghz的频段。此外，多个第一F形辐射体170a及多个第二F形辐射体170b之间具有约-15dB的隔离度，因此第一F形辐射体170a及第二F形辐射体170b之间不会互相干扰，甚至本发明的天线装置100能避免被周围的金属导体影响或干扰。
综上所述，天线装置的多个辐射体之间具有优异的隔离度，例如多个辐射体之间具有至少-15dB的隔离度并可适用于约3.5Ghz的频段。此外，缺陷金属层更能避免多个辐射体受周围的金属导体影响，因此天线装置能在各种环境下运作于多个频带。
本发明不同实施方式已描述如上，应可理解的是不同实施方式仅作为实例来呈现，而不作为限定。在不脱离本发明的精神和范围下，可根据本文的公开对本申请的实施方式做许多更动。因此，本发明的广度和范围不应受上述描述的实施例所限制。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
第一绝缘层；
缺陷金属层，设置于所述第一绝缘层上，所述缺陷金属层具有周期性排列的多个沟槽特征；
第二绝缘层，设置于所述第一绝缘层及所述缺陷金属层上；以及
多个辐射体，设置于所述第二绝缘层上，其中每一所述多个辐射体具有馈入部及接地部。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个沟槽特征包括线性的多个第一沟槽及线性的多个第二沟槽，所述多个第一沟槽沿着第一方向延伸且彼此分离，所述多个第二沟槽沿着第二方向延伸且彼此分离，其中所述多个第一沟槽与所述多个第二沟槽格状交叉。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个第一沟槽具有第一宽度，且所述多个第二沟槽具有第二宽度，其中所述第一宽度与所述第二宽度的比值介于1至5之间。
4.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，其中所述第一宽度介于0.15毫米至0.25毫米之间，且所述第二宽度介于0.05毫米至0.15毫米之间。
5.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个辐射体的所述接地部延伸穿过所述多个第一沟槽与所述多个第二沟槽的交叉处。
6.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，更包括接地金属层，其中所述接地金属层设置于所述第一绝缘层之下，所述多个辐射体的所述接地部电性连接所述接地金属层。
7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个辐射体的接地部穿过所述第一绝缘层及所述第二绝缘层。
8.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个辐射体包括多个第一F形辐射体，其中所述多个第一F形辐射体更包括自由端，其中所述多个第一F形辐射体中的两个的所述多个自由端及所述多个第一F形辐射体中的另外两个的所述多个自由端分别朝向第一轴向上的相反方向。
9.如权利要求8所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个辐射体包括多个第二F形辐射体，其中所述多个第二F形辐射体更包括自由端，其中所述多个第二F形辐射体中的两个的所述多个自由端及所述多个第二F形辐射体中的另外两个的所述多个自由端分别朝向第二轴向上的相反方向，其中所述第一轴向垂直于所述第二轴向。
10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，其中所述多个第一F形辐射体位于所述多个第二F形辐射体之间。
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