TW201622235A - 波束天線 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種波束天線，包括第一介質層、第二介質層、至少一第一輻射導體單元以及能量傳輸導體結構。第一介質層具有訊號源以及第一導體層。第二介質層具有至少一第一薄膜層，第一薄膜層附著於第二介質層之表面上。第一薄膜層並包含絕緣膠體以及複數個觸發粒子。第一輻射導體單元附著於第一薄膜層之表面上，第一薄膜層位於第一輻射導體單元以及第二介質層之間。能量傳輸導體結構位於第一以及第二介質層之間，具有第一端點以及第二端點，第一端點電氣耦接或電氣連接於訊號源，第二端點電氣耦接或電氣連接於第一輻射導體單元。

Description

波束天線

本發明是有關於一種天線設計，特別是關於一種提升天線輻射能量的天線設計。

隨著無線通訊技術的快速蓬勃發展，越來越多的無線通訊功能必須被要求同時整合設計實現於單一手持通訊裝置當中。例如：無線廣域網路(Wireless Wide Area Network，簡稱為WWAN)系統、無線個人網路(Wireless Personal Area Network，簡稱為WPAN)、無線區域網路(Wireless Local Area Network，簡稱為WLAN)系統、多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，簡稱為MIMO)系統、數位電視廣播(Digital Television Broadcasting，簡稱為DTV)系統、全球衛星定位系統(Global Positioning System，簡稱為GPS)、衛星通訊系統(Satellite Communication System)以及波束成形天線陣列系統(Beamforming Antenna Array System)等。

當不同無線通訊系統的天線設計都必須被整合於內部空 間狹小的單一手持通訊裝置當中時，將可能會導致天線輻射特性衰減的情形發生。例如：天線遠場輻射效率下降、天線場型最大增益變小、天線儲能增加以及天線介質與歐姆損耗增加等問題。故此大幅增加了手持通訊裝置多天線整合設計的技術困難與挑戰。

習知可能的技術解決方法，主要為利用在天線元件間設計突出或凹槽金屬結構、或者增加天線元件間距離來降低多天線間的能量耦合程度。然而，這些做法均可能會導致必須額外增加多天線系統的整體尺寸。

有鑑於此，本發明提供一種波束天線，能有效減少介質與歐姆損耗的天線架構，來提升單一天線設計的遠場輻射特性。

本揭露提出一種波束天線。此波束天線包含第一介質層、第二介質層、至少一第一輻射導體單元以及能量傳輸導體結構。第一介質層具有訊號源以及第一導體層，第一導體層附著於第一介質層之表面上，並且訊號源電氣耦接或電氣連接於第一導體層。第二介質層具有至少一第一薄膜層，第一薄膜層附著於第二介質層之表面上。第一薄膜層包含絕緣膠體以及複數個觸發粒子。絕緣膠體為高分子材料。複數個觸發粒子包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3電子伏特(eV)的半導體材料至少其中之一。觸發粒子可受雷射光能量照射活化，其中雷射光能 量之波長介於430~1080毫微米(nm)之間。至少一第一輻射導體單元附著於第一薄膜層之表面上，第一薄膜層位於第一輻射導體單元以及第二介質層之間。能量傳輸導體結構位於第一以及第二介質層之間，具有第一端點以及第二端點。第一端點電氣耦接或電氣連接於訊號源，第二端點電氣耦接或電氣連接於第一輻射導體單元，並激發波束天線產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

從另一觀點來看，本揭露提出一種波束天線。此波束天線包含第一介質層、第二介質層、至少一第一輻射導體單元、至少一第二輻射導體單元以及能量傳輸導體結構。第一介質層具有訊號源以及第一導體層，第一導體層附著於第一介質層之表面上，並且訊號源電氣耦接或電氣連接於第一導體層。第二介質層具有第一薄膜層以及第二薄膜層分別附著於第二介質層之不同表面上，並且第二介質層位於第一薄膜層以及第二薄膜層之間。第一與第二薄膜層均包含絕緣膠體以及複數個觸發粒子。絕緣膠體為高分子材料。複數個觸發粒子包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子可受雷射光能量照射活化，雷射光能量之波長介於430至1080nm之間。至少一第一輻射導體單元附著於第一薄膜層之表面上，第一薄膜層位於第一輻射導體單元以及第二介質層之間。至少一第二輻射導體單元附著於第二薄膜層之表面上，第二薄膜層位於第二介質層以及第二輻射導體單元之間，第一輻射導體單元電氣耦接 或電氣連接於第二輻射導體單元。能量傳輸導體結構位於第一介質層以及第二介質層之間，並具有第一端點以及第二端點，第一端點電氣耦接或電氣連接於訊號源，第二端點電氣耦接或電氣連接於第一輻射導體單元，並激發波束天線產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

為了對本案之上述及其他內容有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

1、2、3、4、5、6、7、8‧‧‧波束天線

11、21、31、41、51、61、71、81‧‧‧第一介質層

111、211、311、411、511、611、711、811‧‧‧訊號源

112、212、312、412、512、612、712、812‧‧‧第一導體層

213、313‧‧‧微帶傳輸線結構

12、22、32、42、52、62、72、82‧‧‧第二介質層

121、221、321、421、521、621、721、821‧‧‧第一薄膜層

222、322、522‧‧‧第二薄膜層

1211、2211、2221、3211、3221、4211、5211、5221、6211、 7211、8211‧‧‧絕緣膠體

1212、2212、2222、3212、3222、4212、5212、5222、6212、7212、8212‧‧‧觸發粒子

13、23、33、43、53、63、73、83‧‧‧第一輻射導體單元

331、531‧‧‧共面波導結構

332‧‧‧灌孔導通結構

24、341、342、343、344、54‧‧‧第二輻射導體單元

14、25、35、44、55、64、74、84‧‧‧能量傳輸導體結構

141、251、351、441、551、641、741、841‧‧‧第一端點

142、252、352、442、552、642、742、842‧‧‧第二端點

631、831‧‧‧槽縫結構

731、732、832‧‧‧蜿蜒結構

56‧‧‧匹配電路

57、85、86‧‧‧共振模態

58‧‧‧主波束輻射場型

t‧‧‧第二介質層之厚度

d1‧‧‧第一薄膜層之厚度

d2‧‧‧第二薄膜層之厚度

s‧‧‧第一與第二介質層之間的距離

圖1是依據本發明之一實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖2是依據本發明之另一實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖3是依據本發明之又一實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖4是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖5A是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖5B是依據圖5A繪示之波束天線的返回損圖。

圖5C是依據圖5A繪示之波束天線的主波束輻射場型圖。

圖6是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖7是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖8A是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。

圖8B是依據圖8A繪示之波束天線的返回損圖。

本揭露提供一波束天線的實施範例。此波束天線藉由設計特殊的薄膜層以及導體層來提升天線遠場輻射效率，進而改善天線最大增益。此波束天線並藉由設計特殊的薄膜層觸發粒子，來有效減少天線雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升天線遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

圖1是依據本發明之一實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖1所示，波束天線1包括第一介質層11、第一導體層112、第二介質層12、至少一第一薄膜層121、至少一第一輻射導體單元13以及能量傳輸導體結構14。第一介質層11具有訊號源111以及第一導體層112，第一導體層112附著於第一介質層11之表面上，並且訊號源111電氣耦接或電氣連接於第一導體層112。第二介質層12具有至少一第一薄膜層121，第一薄膜層121附著於該第二介質層12之表面上。並且第一薄膜層121包含絕緣 膠體1211以及複數個觸發粒子1212。絕緣膠體1211為高分子材料。複數個觸發粒子1212包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子1212可受雷射光能量照射活化，其中雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元13附著於該第一薄膜層121之表面上，第一薄膜層121位於第一輻射導體單元13及第二介質層12之間。能量傳輸導體結構14位於第一介質層11以及第二12介質層之間，並具有第一端點141及第二端點142，第一端點141電氣耦接或電氣連接於該訊號源111，第二端點142電氣耦接或電氣連接於第一輻射導體單元13，並激發波束天線1產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

波束天線1藉由設計特殊的第一薄膜層121以及第一導體層112來提升第一輻射導體單元13遠場輻射效率，進而改善該波束天線1最大增益。波束天線1並藉由設計第一薄膜層121中特殊觸發粒子1212與絕緣膠體1211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元13雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升該波束天線1遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。波束天線1之第一薄膜層121所包含觸發粒子1212佔絕緣膠體0.1~28重量百分比。並且第一薄膜層121所包含絕緣膠體1211之黏滯係數小於9000厘泊(centipoise，cP)。第二介質層12之厚度t介於波束天線1所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一薄膜層121之厚度d1介於10~290微米(μm)之間。如此能夠 有效減少該第一輻射導體單元13雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線1整體輻射效率，進而有效的增加波束天線1遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層11與第二介質層12之間的距離s小於波束天線1所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線1之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構14所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線1之最大增益。

波束天線1中第一薄膜層121所包含觸發粒子1212可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵(GaNgallium nitride，GaN)、二氧化鈦(titanium dioxide，TiO2)、氮化鋁(aluminum nitride，AlN)、二氧化矽(silicon dioxide，SiO2)、硫化鋅(zinc sulfide，ZnS)、氧化鋅(zinc oxide，ZnO)、碳化矽(silicon carbide，SiC)、氮化鋁鎵(aluminum gallium nitride，AlGaN)、氧化鋁(aluminum oxide，Al2O3)、氮化硼(boron nitride，BN)及氮化矽(silicon nitride，Si3N4)其一或其所組成的群組。此外，波束天線1之第一薄膜層121所包含觸發粒子1212可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷(cycloalkyl group)、烷基(alkyl group)、雜環(heterocycle group)或羧酸(carboxylic acid group)、鹵烷(alkyl halide group)、芳香烴(aromatic hydrocarbon group)，X為鹵素化合物(halogen compound)或胺類(amine group)。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如 此能夠有效減少第一輻射導體單元13雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線1輻射效率，進而有效的增加波束天線1遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線1中第一薄膜層121所包含觸發粒子1212也可為金屬螯合物，並且其係為由螯合劑螯合金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(Ammonium Pyrrolidine Dithiocarbamate,APDC)、乙二胺四乙酸(Ehtylenediaminetetraacetic Acid,EDTA)、NTA(Nitrilotri Actiate)或二乙烯三胺五乙酸(Diethylenetriamine pentaacetic Acid,DTPA)至少其中之一。並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元13雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線1輻射效率，進而有效的增加波束天線1遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線1中能量傳輸導體結構14為頂針饋入結構，能量傳輸導體結構14能有效激發波束天線1產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構14也可為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構。均同樣能達成與波束天線1相同之功效。

此外，波束天線1中訊號源111也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組 合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構14之第一端點141。均同樣能達成與波束天線1相同之功效。

並且，波束天線1中第一輻射導體單元13也可具有平板結構、短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構。均同樣能達成與波束天線1相同之功效。

波束天線1所產生之共振模態，可以是設計用來涵蓋無線廣域網路(Wireless Wide Area Network，WWAN)系統、無線個人網路(Wireless Personal Area Network，WPAN)系統、無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)系統、多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)系統、數位電視廣播(Digital Television Broadcasting，DTV)系統、全球衛星定位系統(Global Positioning System，GPS)、衛星通訊系統(Satellite Communication System)以及波束成形天線陣列系統(Beamforming Antenna Array System)或者其他無線或行動通訊系統頻帶之操作。

圖2是依據本發明之另一實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖2所示，波束天線2包含第一介質層21、第一導體層212、第二介質層22、第一薄膜層221、第二薄膜層222、至少一第一輻射導體單元23、至少一第二輻射導體單元24以及能量傳輸導體結構25。第一介質層21具有訊號源211以及第一導體層212，第一導體層212附著於第一介質層21之一表面上，並且訊號源211電氣耦接或電氣連接於第一導體層212。第二介質層22 具有第一薄膜層221以及第二薄膜層222分別附著於第二介質層22之不同表面上，並且第二介質層22位於第一薄膜層221以及第二薄膜層222之間。第一221與第二222薄膜層均包含絕緣膠體2211、2221以及複數個觸發粒子2212、2222。絕緣膠體2211、2221為高分子材料。複數個觸發粒子2212、2222包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子2212、2222可受雷射光能量照射活化，雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元23附著於第一薄膜層221之表面上，第一薄膜層221位於第一輻射導體單元23以及第二介質層22之間。至少一第二輻射導體單元24附著於第二薄膜層222之表面上，第二薄膜層222位於第二介質層22以及第二輻射導體單元24之間。第一輻射導體單元23藉由開槽孔結構231電氣耦接於第二輻射導體單元24。能量傳輸導體結構25為波導結構，其位於第一介質層21以及第二介質層22之間，並具有第一端點251以及第二端點252，第一端點251藉由一微帶傳輸線結構213電氣耦接於訊號源211，第二端點252電氣耦接於第一輻射導體單元23之開槽孔結構231，並激發波束天線2產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

波束天線2藉由設計特殊的第一與第二薄膜層221、222以及第一導體層212來提升第一與第二輻射導體單元23、24之遠場輻射效率，進而改善波束天線2最大增益。波束天線2並藉由設計第一與第二薄膜層221、222中特殊觸發粒子2212、2222與 絕緣膠體2211、2221之重量百分比，來有效減少第一與第二輻射導體單元23、24雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升波束天線2遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。波束天線2之第一與第二薄膜層221、222所包含觸發粒子2212、2222佔絕緣膠體2211、2221之0.1~28重量百分比。並且第一與第二薄膜層221、222所包含絕緣膠體2211、2221之黏滯係數小於9000cP。第二介質層22之厚度t介於波束天線2所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一與第二薄膜層221、222之厚度d1與d2均介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一與第二輻射導體單元23、24雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線2整體輻射效率，進而有效的增加波束天線2遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層21與第二介質層22之間的距離s小於波束天線2所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線2之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構25所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線2之最大增益。

該波束天線2，其中第一與第二薄膜層221、222所包含該些觸發粒子2212、2222可為能隙大於等於3電子伏特eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線2之第一與第二薄膜層221、222所包含觸發粒子2212、2222可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環 烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一與第二輻射導體單元23、24雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線2輻射效率，進而有效的增加波束天線2遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

該波束天線2中第一與第二薄膜層221、222所包含觸發粒子2212、2222也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一與第二輻射導體單元23、24雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線2輻射效率，進而有效的增加波束天線2遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於該波束天線1，波束天線2雖然在第二介質層22之另一表面配置了另第二薄膜層222以及第二輻射導體單元24。然而，波束天線2同樣藉由設計第一與第二薄膜層221、222中特殊觸發粒子2212、2222與絕緣膠體2211、2221之重量百分比，來有效減少第一與第二輻射導體單元23、24雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升該波束天線2遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線2同樣藉由第一與第二薄膜層221、222之厚度d1與d2，來有效減少第一與第二輻射導體單元23、24雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線2整體輻射效率。並且波 束天線2同樣藉由第一介質層21與第二介質層22之間的距離s，來增加波束天線2之指向特性，進而有效減少該能量傳輸導體結構25所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線2之最大增益。因此波束天線2同樣能夠達成類同於波束天線1之功效。

波束天線2中能量傳輸導體結構25為波導結構，能量傳輸導體結構25能有效激發波束天線2產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構25也可為頂針饋入結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構。均同樣能達成與波束天線2相同之功效。

波束天線2中訊號源211藉由一微帶傳輸線結構213電氣耦接於該能量傳輸導體結構25之第一端點251。然而，訊號源211也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構25之第一端點251，均同樣能達成與波束天線2相同之功效。

波束天線2中第一輻射導體單元23藉由一開槽孔結構231電氣耦接於第二輻射導體單元24。然而，第一輻射導體單元23也可藉由波導結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、灌孔導通結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於第二輻射導體單元24，均同樣能達成與波束天線2相同之功效。

波束天線2中第一與第二輻射導體單元23、24也可具有平板結構、短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線2相同之功效。

波束天線2所產生之共振模態，可以是設計用來涵蓋無線廣域網路系統、無線個人網路系統、無線區域網路系統、多輸入多輸出系統、數位電視廣播系統、全球衛星定位系統、衛星通訊系統以及波束成形天線陣列系統或者其他無線或行動通訊系統頻帶之操作。

圖3是依據本發明之又一實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖3所示，波束天線3包含第一介質層31、第一導體層312、第二介質層32、第一薄膜層321、第二薄膜層322、至少一第一輻射導體單元33、複數個第二輻射導體單元341、342、343、344以及能量傳輸導體結構35。第一介質層31具有訊號源311以及第一導體層312，第一導體層312附著於第一介質層31之一表面上，並且訊號源311電氣耦接或電氣連接於第一導體層312。第二介質層32具有第一薄膜層321以及第二薄膜層322分別附著於第二介質層32之不同表面上，並且第二介質層32位於第一薄膜層321以及第二薄膜層322之間。第一與第二薄膜層321、322均包含絕緣膠體3211、3221以及複數個觸發粒子3212、3222。絕緣膠體3211、3221為高分子材料。複數個觸發粒子3212、3222包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材 料至少其中之一，觸發粒子3212、3222可受雷射光能量照射活化，雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元33附著於第一薄膜層321之表面上，第一薄膜層321位於第一輻射導體單元33以及第二介質層32之間。複數個第二輻射導體單元341、342、343、344附著於第二薄膜層322之表面上，第二薄膜層322位於第二介質層32以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344。第一輻射導體單元33藉由共面波導結構331以及灌孔導通結構332電氣連接於複數個第二輻射導體單元341、342、343、344。複數個第二輻射導體單元341、342、343、344彼此互相電氣連接。能量傳輸導體結構35為雙線傳輸線結構，其位於第一介質層31以及第二介質層32之間，並具有第一端點351以及第二端點352，第一端點351藉由微帶傳輸線313電氣連接於訊號源311，第二端點352電氣連接於第一輻射導體單元33之共面波導結構331，並激發波束天線3產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

波束天線3藉由設計特殊的第一與第二薄膜層321、322以及第一導體層312來提升第一輻射導體單元33以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344之遠場輻射效率，進而改善波束天線3最大增益。波束天線3並藉由設計第一與第二薄膜層321、322中特殊觸發粒子3212、3222與絕緣膠體3211、3221之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元33以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344雜散的寄生介質與歐姆損耗，因 此能夠有效的提升波束天線3遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。其中波束天線3之第一與第二薄膜層321、322所包含觸發粒子3212、3222佔絕緣膠體3211、3221之0.1~28重量百分比。並且第一與第二薄膜層321、322所包含絕緣膠體3211、3221之黏滯係數小於9000cP。第二介質層32之厚度t介於波束天線3所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一與第二薄膜層321、322之厚度d1與d2均介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一輻射導體單元33以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線3整體輻射效率，進而有效的增加波束天線3遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層31與第二介質層32之間的距離s小於波束天線3所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線3之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構35所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線3之最大增益。

波束天線3中第一與第二薄膜層321、322所包含觸發粒子3212、3222可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線3之第一與第二薄膜層321、322所包含觸發粒子3212、3222可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、 錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元33以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線3輻射效率，進而有效的增加波束天線3遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線3中第一與第二薄膜層321、322所包含觸發粒子3212、3222也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元33以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線2輻射效率，進而有效的增加波束天線3遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於波束天線2，波束天線3配置了複數個第二輻射導體單元341、342、343、344。然而，波束天線3同樣藉由設計第一與第二薄膜層321、322中特殊觸發粒子3212、3222與絕緣膠體3211、3221之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元33以及複數個第二輻射導體單元341、342、343、344雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升波束天線3遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線3同樣藉由第一與第二薄膜層321、322之厚度d1與d2，來有效減少第一與第二輻射導體單元33、34雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線3整體輻射效率。並 且波束天線3同樣藉由第一介質層31與第二介質層32之間的距離s，來增加波束天線3之指向特性，進而有效減少該能量傳輸導體結構35所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線3之最大增益。因此波束天線3同樣能夠達成類同於波束天線2之功效。

波束天線3中能量傳輸導體結構35為雙線傳輸線結構，能量傳輸導體結構35能有效激發波束天線3產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構35也可為頂針饋入結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、波導結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線3相同之功效。

波束天線3中訊號源311藉由微帶傳輸線結構313電氣耦接於能量傳輸導體結構35之第一端點351。然而，訊號源311也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構35之第一端點351，均同樣能達成與波束天線3相同之功效。

波束天線3中第一輻射導體單元33藉由共面波導結構331以及灌孔導通結構332電氣耦接於複數個第二輻射導體單元341、342、343、344。然而，第一輻射導體單元33也可藉由波導結構、微帶傳輸線結構、開槽孔結構、雙線傳輸線結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於複數個第二輻射導體單元341、342、343、344，均同樣能達成與波束天線 3相同之功效。

波束天線3中第一輻射導體單元33與複數個第二輻射導體單元341、342、343、344也可具有平板結構、短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構。均同樣能達成與波束天線3相同之功效。

圖4是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖4所示，波束天線4包括第一介質層41、第一導體層412、第二介質層42、至少一第一薄膜層421、至少一第一輻射導體單元43以及能量傳輸導體結構44。第一介質層41，其具有訊號源411以及第一導體層412，第一導體層412附著於第一介質層41之表面上，並且訊號源411電氣耦接或電氣連接於第一導體層412。第二介質層42具有至少一第一薄膜層421，第一薄膜層421附著於第二介質層42之表面上。並且第一薄膜層421包含絕緣膠體4211以及複數個觸發粒子4212。絕緣膠體4211為高分子材料。複數個觸發粒子4212包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子4212可受雷射光能量照射活化，其中雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元43附著於第一薄膜層421之表面上，第一薄膜層421位於第一輻射導體單元43以及第二介質層42之間。能量傳輸導體結構44為一頂針饋入結構，其位於第一41以及第二42介質層之間，並具有第一端點441以及第二端點442，第一端點441電氣連接於訊號源411，第二端點442電氣 連接於第一輻射導體單元43，並激發波束天線4產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

波束天線4藉由設計特殊的該第一薄膜層421以及第一導體層412來提升第一輻射導體單元43遠場輻射效率，進而改善波束天線4最大增益。波束天線4並藉由設計第一薄膜層421中特殊觸發粒子4212與絕緣膠體4211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元43雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升波束天線4遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。其中波束天線4之第一薄膜層421所包含觸發粒子4212佔該絕緣膠體0.1~28重量百分比。並且第一薄膜層421所包含絕緣膠體4211之黏滯係數小於9000cP。第二介質層42之厚度t介於波束天線4所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一薄膜層421之厚度d1介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一輻射導體單元43雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線4整體輻射效率，進而有效的增加波束天線4遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層41與第二介質層42之間的距離s小於波束天線4所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線4之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構44所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線4之最大增益。

波束天線4中第一薄膜層421所包含觸發粒子4212可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、 氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線4之第一薄膜層421所包含觸發粒子4212可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元43雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線4輻射效率，進而有效的增加波束天線4遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線4中第一薄膜層421所包含觸發粒子4212也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元43雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線4輻射效率，進而有效的增加波束天線4遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於波束天線1，波束天線4雖然其第二介質層42、第一薄膜層421以及第一輻射導體單元43的配置方向與波束天線1有所差異。然而，波束天線4同樣藉由設計第一薄膜層421中特殊觸發粒子4212與絕緣膠體4211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元43雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升波束天線4遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線4同樣藉 由第一薄膜層4214之厚度d1，來有效減少第一輻射導體單元43雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線4整體輻射效率。並且波束天線4同樣藉由第一介質層41與第二介質層42之間的距離s，來增加波束天線4之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構44所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線4之最大增益。因此波束天線4同樣能夠達成類同於波束天線1之功效。

波束天線4中能量傳輸導體結構44為頂針饋入結構，能量傳輸導體結構44能有效激發波束天線4產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構44也可為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線4相同之功效。

此外，波束天線4中訊號源411也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構44之第一端點441，均同樣能達成與波束天線4相同之功效。

並且，波束天線4中第一輻射導體單元43也可具有平板結構、短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線4相同之功效。

圖5A是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結 構示意圖。如圖5A所示，波束天線5包含第一介質層51、第一導體層512、第二介質層52、第一薄膜層521、第二薄膜層522、至少一第一輻射導體單元53、至少一第二輻射導體單元54以及一能量傳輸導體結構55。第一介質層51具有訊號源511以及第一導體層512，第一導體層512附著於第一介質層51之一表面上，並且該訊號源511電氣耦接或電氣連接於第一導體層512。第二介質層52具有該第一薄膜層521以及該第二薄膜層522分別附著於第二介質層52之不同表面上，並且第二介質層52位於第一薄膜層521以及第二薄膜層522之間。第一與該第二薄膜層521、522均包含一絕緣膠體5211、5221以及複數個觸發粒子5212、5222。絕緣膠體5211、5221為高分子材料。複數個觸發粒子5212、5222包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子5212、5222可受雷射光能量照射活化，雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元53附著於第一薄膜層521之表面上，第一薄膜層521位於第一輻射導體單元53以及第二介質層52之間。至少一第二輻射導體單元54附著於第二薄膜層522之表面上，第二薄膜層522位於第二介質層52以及第二輻射導體單元54之間。第一輻射導體單元53藉由共面波導結構531電氣耦接於第二輻射導體單元54。能量傳輸導體結構55位於第一介質層51以及第二介質層52之間，並具有第一端點551以及第二端點552，第一端點551藉由匹配電路56電氣連接於訊號源511，第二端點5525電氣連接於第 一輻射導體單元53之共面波導結構531，並激發波束天線5產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

圖5B是依據圖5A繪示之波束天線的返回損圖。如圖5B所示，波束天線5產生至少一共振模態57來涵蓋11GHz頻段之通訊系統頻段操作。圖5C是依據圖5A繪示之波束天線的主波束輻射場型58圖。然而圖5B僅為說明該波束天線5所產生至少一共振模態可涵蓋至少一通訊系統頻段操作之範例，並非用來限定本發明的可實施方式。波束天線5所產生之共振模態，也可以是設計用來涵蓋無線廣域網路系統、無線個人網路系統、無線區域網路系統、多輸入多輸出系統、數位電視廣播系統、全球衛星定位系統、衛星通訊系統以及波束成形天線陣列系統或者其他無線或行動通訊系統頻帶之操作。

波束天線5藉由設計特殊的第一與第二薄膜層521、522以及第一導體層512來提升第一與第二輻射導體單元53、54之遠場輻射效率，進而改善波束天線5之最大增益。波束天線5並藉由設計該第一與第二薄膜層521、522中特殊觸發粒子5212、5222與絕緣膠體5211、5221之重量百分比，來有效減少第一與第二輻射導體單元53、54雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升波束天線5遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。其中波束天線5之第一與第二薄膜層521、522所包含觸發粒子5212、5222佔絕緣膠體5211、5221之0.1~28重量百分比。並且第一與第二薄膜層521、522所包含絕緣膠體5211、5221之黏滯係數小於9000cP。 第二介質層52之厚度t介於波束天線5所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一與第二薄膜層521、522之厚度d1與d2均介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一與第二輻射導體單元53、54雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線5整體輻射效率，進而有效的增加波束天線5遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層51與該第二介質層52之間的距離s小於波束天線5所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線5之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構55所造成的傳輸損耗，進而提該波束天線5之最大增益。

波束天線5中第一與第二薄膜層521、522所包含觸發粒子5212、5222可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線5之第一與第二薄膜層521、522所包含些觸發粒子5212、5222可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一與第二輻射導體單元53、54雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線5輻射效率，進而有效的增加波束天線5遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線5中第一與第二薄膜層521、522所包含觸發粒 子5212、5222也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一與第二輻射導體單元53、54雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線5輻射效率，進而有效的增加波束天線5遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於波束天線2，波束天線5雖然其第二介質層52、第一與第二薄膜層521、522以及第一與第二輻射導體單元53、54的配置方向與波束天線2有所差異。並且第一與第二輻射導體單元53、54的形狀與波束天線2有所差異。然而，波束天線5同樣藉由設計第一與第二薄膜層521、522中特殊觸發粒子5212、5222與絕緣膠體5211、5221之重量百分比，來有效減少第一與第二輻射導體單元53、54雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升波束天線5遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線5同樣藉由第一與第二薄膜層521、522之厚度d1與d2，來有效減少第一與第二輻射導體單元53、54雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線5整體輻射效率。並且波束天線5同樣藉由該第一介質層51與第二介質層52之間的距離s，來增加波束天線5之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構55所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線5之最大增益。因此波束天線5同樣能夠達成類同於波束天線2之功效。

波束天線5，其中能量傳輸導體結構55為雙線傳輸線結構，能量傳輸導體結構55能有效激發波束天線5產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構55也可為頂針饋入結構、波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線5相同之功效。

波束天線5中訊號源511藉由匹配電路56電氣連接於能量傳輸導體結構55之第一端點551。然而，訊號源511也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或微帶傳輸線結構其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構55之第一端點551，均同樣能達成與波束天線2相同之功效。

波束天線5中第一輻射導體單元53藉由共面波導結構531電氣耦接於第二輻射導體單元54。然而，第一輻射導體單元53也可藉由波導結構、微帶傳輸線結構、開槽孔結構、雙線傳輸線結構、灌孔導通結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於第二輻射導體單元54，均同樣能達成與波束天線5相同之功效。

波束天線5中第一與第二輻射導體單元53、54也可具有平板結構、短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線5相同之功效。

圖6是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖6所示，波束天線6包括第一介質層61、第一導體層612、第二介質層62、至少一第一薄膜層621、至少一第一輻射導體單元63以及能量傳輸導體結構64。第一介質層61，其具有訊號源611以及第一導體層612，第一導體層612附著於第一介質層61之表面上，並且訊號源611電氣耦接或電氣連接於第一導體層612。第二介質層62具有至少一第一薄膜層621，第一薄膜層621附著於第二介質層62之表面上。並且第一薄膜層621包含絕緣膠體6211以及複數個觸發粒子6212。絕緣膠體6211為高分子材料。複數個觸發粒子6212包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子6212可受雷射光能量照射活化，其中雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元63附著於第一薄膜層621之表面上，第一薄膜層621位於第一輻射導體單元63以及第二介質層62之間。至少一第一輻射導體單元63為一平板結構，並具有一槽縫結構631。能量傳輸導體結構64為一頂針饋入結構，其位於第一61以及第二62介質層之間，並具有第一端點641以及第二端點642，第一端點641電氣連接於訊號源611，第二端點642電氣連接於第一輻射導體單元63，並激發波束天線6產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。槽縫結構631的間隙距離小於波束天線6產生共振模態最低操作頻率的0.19倍波長之間。

波束天線6藉由設計特殊的該第一薄膜層621以及第一導體層612來提升第一輻射導體單元63遠場輻射效率，進而改善波束天線6最大增益。波束天線6並藉由設計第一薄膜層621中特殊觸發粒子6212與絕緣膠體6211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元63雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升波束天線6遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。其中波束天線6之第一薄膜層621所包含觸發粒子6212佔該絕緣膠體0.1~28重量百分比。並且第一薄膜層621所包含絕緣膠體6211之黏滯係數小於9000cP。第二介質層62之厚度t介於波束天線6所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一薄膜層621之厚度d1介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一輻射導體單元63雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線6整體輻射效率，進而有效的增加波束天線6遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層61與第二介質層62之間的距離s小於波束天線6所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線6之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構64所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線6之最大增益。

波束天線6中第一薄膜層621所包含觸發粒子6212可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線6之第一薄膜層621所包含觸發粒子6212可為有機金屬粒子。 有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元63雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線6輻射效率，進而有效的增加波束天線6遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線6中第一薄膜層621所包含觸發粒子6212也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元63雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線6輻射效率，進而有效的增加波束天線6遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於波束天線4，波束天線6中第一輻射導體單元63為一平板結構，並具有一槽縫結構631。然而，波束天線6同樣藉由設計第一薄膜層621中特殊觸發粒子6212與絕緣膠體6211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元63雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升波束天線6遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線6同樣藉由第一薄膜層6214之厚度d1，來有效減少第一輻射導體單元63雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線6整體輻射效率。並且波束天線6同樣藉由第一介質層 61與第二介質層62之間的距離s，來增加波束天線6之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構64所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線6之最大增益。因此波束天線6同樣能夠達成類同於波束天線4之功效。

波束天線6中能量傳輸導體結構64為頂針饋入結構，能量傳輸導體結構64能有效激發波束天線6產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構64也可為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線6相同之功效。

此外，波束天線6中訊號源611也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構64之第一端點641，均同樣能達成與波束天線6相同之功效。

並且，波束天線6中第一輻射導體單元63也可具有短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線6相同之功效。

圖7是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖7所示，波束天線7包括第一介質層71、第一導體層712、第二介質層72、至少一第一薄膜層721、至少一第一輻射導體單元73以及能量傳輸導體結構74。第一介質層71，其具有 訊號源711以及第一導體層712，第一導體層712附著於第一介質層71之表面上，並且訊號源711電氣耦接或電氣連接於第一導體層712。第二介質層72具有至少一第一薄膜層721，第一薄膜層721附著於第二介質層72之表面上。並且第一薄膜層721包含絕緣膠體7211以及複數個觸發粒子7212。絕緣膠體7211為高分子材料。複數個觸發粒子7212包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子7212可受雷射光能量照射活化，其中雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元73附著於第一薄膜層721之表面上，第一薄膜層721位於第一輻射導體單元73以及第二介質層72之間。至少一第一輻射導體單元73具有一蜿蜒結構731以及蜿蜒結構732。能量傳輸導體結構74為一頂針饋入結構，其位於第一71以及第二72介質層之間，並具有第一端點741以及第二端點742，第一端點741電氣連接於訊號源711，第二端點742電氣連接於第一輻射導體單元73，並激發波束天線7產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。蜿蜒結構731以及蜿蜒結構732的路徑長度小於波束天線7產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長之間。

波束天線7藉由設計特殊的該第一薄膜層721以及第一導體層712來提升第一輻射導體單元73遠場輻射效率，進而改善波束天線7最大增益。波束天線7並藉由設計第一薄膜層721中特殊觸發粒子7212與絕緣膠體7211之重量百分比，來有效減少 第一輻射導體單元73雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升波束天線7遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。其中波束天線7之第一薄膜層721所包含觸發粒子7212佔該絕緣膠體0.1~28重量百分比。並且第一薄膜層721所包含絕緣膠體7211之黏滯係數小於9000cP。第二介質層72之厚度t介於波束天線7所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一薄膜層721之厚度d1介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一輻射導體單元73雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線7整體輻射效率，進而有效的增加波束天線7遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層71與第二介質層72之間的距離s小於波束天線7所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線7之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構74所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線7之最大增益。

波束天線7中第一薄膜層721所包含觸發粒子7212可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線7之第一薄膜層721所包含觸發粒子7212可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元73雜散的寄生介 質與歐姆損耗，提升波束天線7輻射效率，進而有效的增加波束天線7遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線7中第一薄膜層721所包含觸發粒子7212也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元73雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線7輻射效率，進而有效的增加波束天線7遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於波束天線4，波束天線7中第一輻射導體單元73具有一蜿蜒結構731以及蜿蜒結構732。然而，波束天線7同樣藉由設計第一薄膜層721中特殊觸發粒子7212與絕緣膠體7211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元73雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升波束天線7遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線7同樣藉由第一薄膜層7214之厚度d1，來有效減少第一輻射導體單元73雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線7整體輻射效率。並且波束天線7同樣藉由第一介質層71與第二介質層72之間的距離s，來增加波束天線7之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構74所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線7之最大增益。因此波束天線7同樣能夠達成類同於波束天線4之功效。

波束天線7中能量傳輸導體結構74為頂針饋入結構，能量傳輸導體結構74能有效激發波束天線7產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構74也可為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線7相同之功效。

此外，波束天線7中訊號源711也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構74之第一端點741，均同樣能達成與波束天線7相同之功效。

並且，波束天線7中第一輻射導體單元73也可具有平板結構、短路結構、槽孔結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線7相同之功效。

波束天線7所產生之共振模態，可以是設計用來涵蓋無線廣域網路系統、無線個人網路系統、無線區域網路系統、多輸入多輸出系統、數位電視廣播系統、全球衛星定位系統、衛星通訊系統以及波束成形天線陣列系統或者其他無線或行動通訊系統頻帶之操作。

圖8A是依據本發明之其他實施例繪示之波束天線的結構示意圖。如圖8A所示，波束天線8包括第一介質層81、第一導體層812、第二介質層82、至少一第一薄膜層821、至少一第一 輻射導體單元83以及能量傳輸導體結構84。第一介質層81，其具有訊號源811以及第一導體層812，第一導體層812附著於第一介質層81之表面上，並且訊號源811電氣耦接或電氣連接於第一導體層812。第二介質層82具有至少一第一薄膜層821，第一薄膜層821附著於第二介質層82之表面上。並且第一薄膜層821包含絕緣膠體8211以及複數個觸發粒子8212。絕緣膠體8211為高分子材料。複數個觸發粒子8212包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3eV的半導體材料至少其中之一，觸發粒子8212可受雷射光能量照射活化，其中雷射光能量之波長介於430~1080nm之間。至少一第一輻射導體單元83附著於第一薄膜層821之表面上，第一薄膜層821位於第一輻射導體單元83以及第二介質層82之間。至少一第一輻射導體單元83具有一槽縫結構831以及一蜿蜒結構832。能量傳輸導體結構84為一雙頂針饋入結構，其位於第一81以及第二82介質層之間，並具有第一端點841以及第二端點842，第一端點841電氣連接於訊號源811，第二端點842電氣連接於第一輻射導體單元83，並激發波束天線8產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。

圖8B是依據圖8A繪示之波束天線的返回損圖。如圖8B所示，波束天線8產生共振模態85以及共振模態86，來分別涵蓋GSM850(Global System for Mobile Communications 850)以及GSM1800/1900通訊系統頻段操作。然而圖8B僅為說明該波束天線8所產生共振模態可涵蓋至少一通訊系統頻段操作之範例， 並非用來限定本發明的可實施方式。波束天線8所產生之共振模態，也可以是設計用來涵蓋無線廣域網路系統、無線個人網路系統、無線區域網路系統、多輸入多輸出系統、數位電視廣播系統、全球衛星定位系統、衛星通訊系統以及波束成形天線陣列系統或者其他無線或行動通訊系統頻帶之操作。

波束天線8藉由設計特殊的該第一薄膜層821以及第一導體層812來提升第一輻射導體單元83遠場輻射效率，進而改善波束天線8最大增益。波束天線8並藉由設計第一薄膜層821中特殊觸發粒子8212與絕緣膠體8211之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元83雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升波束天線8遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。其中波束天線8之第一薄膜層821所包含觸發粒子8212佔該絕緣膠體0.1~28重量百分比。並且第一薄膜層821所包含絕緣膠體8211之黏滯係數小於9000cP。第二介質層82之厚度t介於波束天線8所產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。第一薄膜層821之厚度d1介於10~290μm之間。如此能夠有效減少第一輻射導體單元83雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線8整體輻射效率，進而有效的增加波束天線8遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。第一介質層81與第二介質層82之間的距離s小於波束天線8所產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。如此能夠增加波束天線8之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構84所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線8之最大增益。

波束天線8中第一薄膜層821所包含觸發粒子8212可為能隙大於等於3eV的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼及氮化矽其一或其所組成的群組。此外，波束天線8之第一薄膜層821所包含觸發粒子8212可為有機金屬粒子。有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類。並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元83雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線8輻射效率，進而有效的增加波束天線8遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

波束天線8中第一薄膜層821所包含觸發粒子8212也可為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成。螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨、乙二胺四乙酸、NTA或二乙烯三胺五乙酸至少其中之一。並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。如此能夠有效減少第一輻射導體單元83雜散的寄生介質與歐姆損耗，提升波束天線8輻射效率，進而有效的增加波束天線7遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

相較於波束天線4，波束天線8中第一輻射導體單元83具有一槽縫結構831以及一蜿蜒結構832。然而，波束天線8同樣藉由設計第一薄膜層821中特殊觸發粒子8212與絕緣膠體8211 之重量百分比，來有效減少第一輻射導體單元83雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此有效提升波束天線8遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。並且波束天線8同樣藉由第一薄膜層8214之厚度d1，來有效減少第一輻射導體單元83雜散的寄生介質與歐姆損耗。進而提升波束天線8整體輻射效率。並且波束天線8同樣藉由第一介質層81與第二介質層82之間的距離s，來增加波束天線8之指向特性，進而有效減少能量傳輸導體結構84所造成的傳輸損耗，進而提升波束天線8之最大增益。因此波束天線8同樣能夠達成類同於波束天線4之功效。

波束天線8中能量傳輸導體結構84為雙頂針饋入結構，能量傳輸導體結構84能有效激發波束天線8產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。量傳輸結構84也可為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，均同樣能達成與波束天線8相同之功效。

此外，波束天線8中訊號源811也可藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於能量傳輸導體結構84之第一端點841，均同樣能達成與波束天線8相同之功效。

並且，波束天線8中第一輻射導體單元83也可具有平板結構、短路結構、槽孔結構其中之一或其所組合之結構，均同樣 能達成與波束天線8相同之功效。

綜上所述，本揭露實施例之波束天線，能藉由設計特殊的薄膜層以及導體層來提升天線遠場輻射效率，進而改善天線最大增益。波束天線並藉由設計特殊的薄膜層觸發粒子，來有效減少天線雜散的寄生介質與歐姆損耗，因此能夠有效的提升天線遠場輻射波束的場型覆蓋範圍。

雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧波束天線

11‧‧‧第一介質層

111‧‧‧訊號源

112‧‧‧第一導體層

12‧‧‧第二介質層

121‧‧‧第一薄膜層

1211‧‧‧絕緣膠體

1212‧‧‧觸發粒子

13‧‧‧第一輻射導體單元

14‧‧‧能量傳輸導體結構

141‧‧‧第一端點

142‧‧‧第二端點

t‧‧‧第二介質層之厚度

d1‧‧‧第一薄膜層之厚度

s‧‧‧第一與第二介質層之間的距離

Claims (23)

1. 一種波束天線，包含：一第一介質層，其具有一訊號源以及一第一導體層，該第一導體層附著於該第一介質層之一表面上，並且該訊號源電氣耦接或電氣連接於該第一導體層；一第二介質層，其具有至少一第一薄膜層，該第一薄膜層附著於該第二介質層之一表面上，並且該第一薄膜層包含：一絕緣膠體，其為高分子材料；以及複數個觸發粒子，其包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3電子伏特(eV)的半導體材料至少其中之一，該些觸發粒子可受雷射光能量照射活化，其中該雷射光能量之波長介於430至1080毫微米(nm)之間；至少一第一輻射導體單元，其附著於該第一薄膜層之一表面上，該第一薄膜層位於該第一輻射導體單元以及該第二介質層之間；以及一能量傳輸導體結構，其位於該第一介質層以及該第二介質層之間，並具有一第一端點以及一第二端點，該第一端點電氣耦接或電氣連接於該訊號源，該第二端點電氣耦接或電氣連接於該第一輻射導體單元，並激發該波束天線產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一薄膜層包含的該些觸發粒子為能隙大於等於3電子伏特(eV)的半導 體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼或氮化矽其中之一或其所組成的群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一薄膜層包含的該些觸發粒子為有機金屬粒子，該有機金屬粒子結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷、芳香烴，X為鹵素化合物或胺類，並且M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一薄膜層包含的該些觸發粒子為金屬螯合物，並且其係為由一螯合劑螯合一金屬組成，該螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(Ammonium Pyrrolidine Dithiocarbamate,APDC)、乙二胺四乙酸(Ehtylenediaminetetraacetic Acid,EDTA)、NTA(Nitrilotri Actiate)或二乙烯三胺五乙酸(Diethylenetriamine pentaacetic Acid,DTPA)至少其中之一，並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該量傳輸結構為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一薄膜層包含的該絕緣膠體之黏滯係數小於9000厘泊(cP)。並且該第 一薄膜層包含的該些觸發粒子佔該絕緣膠體0.1~28重量百分比。
7. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一介質層與該第二介質層之間的距離小於該波束天線產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。
8. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第二介質層之厚度介於該波束天線產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一薄膜層之厚度介於10~290微米(μm)之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該訊號源藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於該能量傳輸導體結構之該第一端點。
11. 如申請專利範圍第1項所述之波束天線，其中該第一輻射導體單元具有平板結構、短路結構、蜿蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構。
12. 一種波束天線，包含：一第一介質層，其具有一訊號源以及一第一導體層，該第一導體層附著於該第一介質層之一表面上，並且該訊號源電氣耦接或電氣連接於該第一導體層；一第二介質層，其具有一第一薄膜層以及一第二薄膜層分別 附著於該第二介質層之不同表面上，並且該第二介質層位於該第一薄膜層以及該第二薄膜層之間，該第一薄膜層與該第二薄膜層均包含：一絕緣膠體，其為高分子材料；以及複數個觸發粒子，其包含有機金屬粒子、金屬螯合物，與能隙大於等於3電子伏特(eV)的半導體材料至少其中之一，該些觸發粒子可受雷射光能量照射活化，該雷射光能量之波長介於430至1080毫微米(nm)之間；至少一第一輻射導體單元，其附著於該第一薄膜層之一表面上，該第一薄膜層位於該第一輻射導體單元以及該第二介質層之間；至少一第二輻射導體單元，其附著於該第二薄膜層之一表面上，該第二薄膜層位於該第二介質層以及該第二輻射導體單元之間，該第一輻射導體單元電氣耦接或電氣連接於該第二輻射導體單元；以及一能量傳輸導體結構，其位於該第一介質層以及該第二介質層之間，並具有一第一端點以及一第二端點，該第一端點電氣耦接或電氣連接於該訊號源，該第二端點電氣耦接或電氣連接於該第一輻射導體單元，並激發該波束天線產生至少一共振模態來涵蓋至少一通訊系統頻段操作。
13. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一薄膜層與該第二薄膜層包含的該些觸發粒子為能隙大於等於3電子 伏特(eV)的半導體材料，並且其係選自由氮化鎵、二氧化鈦、氮化鋁、二氧化矽、硫化鋅、氧化鋅、碳化矽、氮化鋁鎵、氧化鋁、氮化硼或氮化矽其中之一或其所組成的群組。
14. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一薄膜層與該第二薄膜層包含的該些觸發粒子為有機金屬粒子，該有機金屬粒子其結構為R-M-X或R-M-R，其中M為金屬，R為環烷、烷基、雜環或羧酸、鹵烷或芳香烴，X為鹵素化合物或胺類，並且其中M係選自由金、鎳、錫、銅、鈀、銀或鋁其中之一或其所組成的群組。
15. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一薄膜層與該第二薄膜層包含的該些觸發粒子為金屬螯合物，其係為由一螯合劑螯合一金屬所組成，該螯合劑係為吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(Ammonium Pyrrolidine Dithiocarbamate,APDC)、乙二胺四乙酸(Ehtylenediaminetetraacetic Acid,EDTA)、NTA(Nitrilotri Actiate)或二乙烯三胺五乙酸(Diethylenetriamine pentaacetic Acid,DTPA)至少其中之一，並且該金屬選自由金、銀、銅、錫、鋁、鎳或鈀其中之一或其所組成的群組。
16. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該量傳輸結構為波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構。
17. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一薄 膜層與該第二薄膜層包含的該絕緣膠體之黏滯係數小於9000厘泊(cP)，並且該第一薄膜層與該第二薄膜層包含的該些觸發粒子佔該絕緣膠體0.1~28重量百分比。
18. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一介質層與該第二介質層之間的距離小於該波束天線產生共振模態最低操作頻率的0.39倍波長。
19. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第二介質層之厚度介於該波束天線產生共振模態最低操作頻率的0.001~0.15倍波長之間。
20. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一薄膜層與該第二薄膜層之厚度介於10~290微米(μm)之間。
21. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該訊號源藉由波導結構、同軸傳輸線結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、頂針饋入結構、導體彈片結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於該能量傳輸導體結構之該第一端點。
22. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一輻射導體單元藉由波導結構、微帶傳輸線結構、共面波導結構、雙線傳輸線結構、開槽孔結構、灌孔導通結構或匹配電路其中之一或其所組合之結構，電氣耦接或電氣連接於該第二輻射導體單元。
23. 如申請專利範圍第12項所述之波束天線，其中該第一輻射導體單元與該第二輻射導體單元具有平板結構、短路結構、蜿 蜒結構、槽孔結構、槽縫結構或間隙結構其中之一或其所組合之結構。