TWI533522B - 小型化天線及相關天線模組 - Google Patents

Description

小型化天線及相關天線模組

本發明係指一種小型化天線及相關天線模組，尤指一種具全指向性輻射場型之小型化天線及相關天線模組。

具有無線通訊功能的電子產品係透過天線來發射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電訊號，進而存取無線網路。因此，為了讓使用者能更方便地存取無線通訊網路，理想天線的頻寬應在許可範圍內儘可能地增加，而尺寸則應儘量減小，以配合電子產品體積縮小之趨勢。除此之外，隨著無線通訊技術不斷演進，電子產品所配置的天線數量可能增加。舉例來說，無線區域網路標準IEEE 802.11n支援多輸入多輸出(Multi-input Multi-output，MIMO)通訊技術，亦即相關電子產品可透過多重(或多組)天線同步收發無線訊號，以在不增加頻寬或總發射功率耗損(Transmit Power Expenditure)的情況下，大幅地增加系統的資料吞吐量(Throughput)及傳送距離，進而有效提升無線通訊系統之頻譜效率及傳輸速率，改善通訊品質。

由上述可知，要實現多輸入多輸出功能中空間多工、多樣技術，先決條件必需搭配多組天線，以將空間分成許多通道，進而提供多個天線場型。當同一電子產品在有限空間下配置多組天線時，通訊上的基本需求之一是這些天線都是獨立，彼此不會相互影響，且具有良好的隔離度。然而，在有限空間下，要提高天線隔離度同時又要維持多輸入多輸出之資料吞吐量，勢必增加許多設計難度。因此，如何設計符合傳輸需求的天線，同時兼顧尺寸及功能，已成為業界所努力的目標之一。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種具全指向性之小型化天線及相關天線模組，以符合應用需求。

本發明揭露一種天線，包含有一基板，包含有一第一面及一第二面；一饋入段，形成於該基板之該第一面，用來收發一射頻訊號；一第一輻射體，電性連接於該饋入段，形成於該基板之該第一面，包含有一第一支臂，其一端電性連接於該饋入段，另一端電性連接於一第一分支以及一第二分支，其中該第一支臂從與該饋入段之連接處朝一第一方向延伸，該第一分支從該第一支臂朝一第二方向延伸，以及該第二分支從該第一支臂朝一第三方向延伸；以及一第二支臂，其一端電性連接於該饋入段及該第一支臂，另一端電性連接於一第三分支以及一第四分支，其中該第二支臂從與該饋入段及該第一支臂之連接處朝該第一方向之反方向延伸，該第三分支從該第二支臂朝該第二方向之反方向延伸，以及該第四分支從該第二支臂朝該第三方向之反方向延伸；以及一第二輻射體，電性連接於該饋入段，形成於該基板之該第二面，包含有一第三支臂，其一端電性連接於該饋入段，另一端電性連接於一第五分支以及一第六分支，其中該第三支臂從與該饋入段之連接處朝該第一方向延伸，該第五分支從該第三支臂朝該第三方向延伸，以及該第六分支從該第三支臂朝該第二方向延伸；以及一第四支臂，其一端電性連接於該饋入段及該第三支臂，另一端電性連接於一第七分支以及一第八分支，其中該第四支臂從與該饋入段及該第三支臂之連接處朝該第一方向之反方向延伸，該第七分支從該第四支臂朝該第三方向之反方向延伸，以及該第八分支從該第四支臂朝該第二方向之反方向延伸；其中，該第二方向與該第三方向垂直，且該第一方向為該第二方向順時針旋轉一百三十五度之方向。

本發明另揭露一種天線模組，用來收發對應於一操作頻段的射頻訊號，包含有至少一電偶極天線；以及至少一磁環天線，其中該至少一磁環天線之一者相鄰於該至少一電偶極天線之一者；其中該至少一電偶極天線以及該至少一磁環天線設置於該射頻訊號的一個波長以內區域，且該至少一磁 環天線之一第一極化方向垂直於該至少一電偶極天線之一第二極化方向。

1、6‧‧‧天線模組

PCB1、PCB2‧‧‧基板

ANT_1~ANT_6、ANT_1’~ANT_6’‧‧‧天線

MCH1、MCH2‧‧‧機構件

10、20‧‧‧輻射體

11、12、23、24‧‧‧支臂

111、112、123、124、235、236、247、248‧‧‧分支

15、55‧‧‧饋入段

151‧‧‧饋入端

16‧‧‧貫孔

RF_1、RF_2‧‧‧射頻訊號

D1、D2‧‧‧距離

L1、L2‧‧‧長度

X、Y、Z‧‧‧方向

第1圖為本發明實施例一天線模組之示意圖。

第2圖至第4圖分別為第1圖之天線之透視圖、上視圖以及下視圖。

第5圖為第1圖之另一天線之透視圖。

第6圖為本發明實施例另一天線模組之示意圖。

第7圖繪示了第6圖之所有天線之電壓駐波比示意圖。

第8圖繪示了第6圖之其中三天線於2.4GHz頻段之隔離度。

第9圖繪示了第6圖之另外三天線於5GHz頻段之隔離度。

第10圖繪示了第6圖之所有天線於2.4GHz至5GHz頻段之隔離度。

第圖至第13圖分別繪示了第6圖之其中三天線於2.4GHz頻段之輻射場型圖。

第14圖至第16圖分別繪示了第6圖之另外三天線於5GHz頻段之輻射場型圖。

天線的感應電場靈敏度(electric field sensitivity)以及感應磁場靈敏度(magnetic field sensitivity)的比值稱為場阻抗(filed impedance)，其中，如環形天線、單極天線以及偶極天線等小型天線的場阻抗在遠場區域中(大約為其操作訊號的一個波長以外區域)幾乎沒有區別；相對地，在近場區域中(大約為其操作訊號的一個波長以內區域)，小型天線的場阻抗會隨著傳輸的距離、方向以及角度而改變。

值得注意的是，依據在近場區域的場阻抗特性(主要依據在操作訊號的十分之一波長以內區域)，小型天線可區分為感應磁場靈敏度較大的磁環天線(Magnetic loop antenna)以及感應電場靈敏度較大的電單極(Electric monopole)天線及電偶極(Electric dipole)天線等二類，而此二類天線在近 場區域中感應電磁場的靈敏度恰好為互補關係。舉例來說，電偶極天線在操作訊號的十分之一波長以內區域的感應電場靈敏度較大(electric field dominant)。另一方面，磁環天線在操作訊號的十分之一波長以內區域的感應磁場靈敏度較大(magnetic field dominant)。

根據上述特性，同時將磁環天線以及電偶極天線設置在近場區域中，且極化方向互為垂直的情況下，電偶極天線以及磁環天線可分別感應電磁波的電、磁場分量，不受彼此干擾而具有良好的隔離度。

因此，為了在有限空間下，降低多個天線之間的干擾並提升隔離度，本發明根據感應電、磁場靈敏度的不同之特性，在近場區域中適當地配置不同類型的小型天線，如此可使多個天線之間的干擾程度降至最低，以維持多輸入多輸出之資料吞吐量。

具體而言，請參考第1圖，其為本發明實施例一天線模組1之示意圖。天線模組1適用於一支援多輸入多輸出技術之無線通訊系統，例如IEEE 802.11n系統，但不限於此。天線模組1包含有二基板PCB1及PCB2、天線ANT_1~ANT_6以及二機構件MCH1及MCH2。

在結構上，機構件MCH1及MCH2較佳地為一面開放之空心立方體，使部分之基板PCB1及PCB2可設置於空心立方體內部，並透過卡勾設計而將基板PCB1及PCB2固定於機構件MCH1及MCH2之間，以提升彼此的結合穩定度。除此之外，機構件MCH1及MCH2與基板PCB1及PCB2的固定方式不限於此，亦可透過焊接、黏貼或是鎖螺絲等方式而固定。天線ANT_1、ANT_4較佳地為一磁環天線，並具有水平極化方向。而天線ANT_2、ANT_3、ANT_5、ANT_6較佳地為一電偶極天線，並具有垂直極化方向。當然，磁環天線ANT_1、ANT_4以及電偶極天線ANT_2、ANT_3、ANT_5、ANT_6的極化方向不限，只要其極化方向相互垂直即可。此外，天線ANT_1及ANT_4可透過印刷技術分別形成於基板PCB1及PCB2上，而天線ANT_2、ANT_5以及天線ANT_3、ANT_6可透過一雷射直接成型(Laser Direct Structuring)技術分別形成於機構件MCH1、MCH2上。然而，天線的成型方式不限於此。

在空間配置上，天線ANT_1~ANT_3可視為一子天線模組，用來收發對應於一操作頻段的射頻訊號，以支援3X3之多輸入多輸出系統，例如IEEE 802.11n系統之2.4GHz頻段。而天線ANT_4~ANT_6可視為另一子天線模組，用來收發對應於另一操作頻段的射頻訊號，以支援另一3X3之多輸入多輸出系統，例如IEEE 802.11n系統之5GHz頻段。由於二子天線模組之操作頻段不同，如此亦可避免同頻干擾的情況。在此架構下，天線模組1可同時支援兩組3X3之多輸入多輸出系統，以提高資料吞吐量。

請注意，於本實施例中，單一子天線模組選用了單一磁環天線搭配二電偶極天線之天線配置(antenna configuration)，此乃由於實地量測上電偶極天線相較於磁環天線的傳輸距離較遠。因此，相較於二磁環天線搭配單一電偶極天線之天線配置，若選用單一磁環天線搭配二電偶極天線之天線配置，整體上天線模組可達到較遠的傳輸距離。

進一步地，由於天線ANT_2及ANT_3為同類型之電偶極天線，因此較佳地配置在相距最遠之處，即斜對角處，以將彼此的干擾程度降至最低。同時，由於天線ANT_1為磁環天線與天線ANT_2及ANT_3不同類型，故可將天線ANT_1設置於天線ANT_2及ANT_3之間，對相鄰天線的干擾較低。同理，由於天線ANT_5及ANT_6為同類型之電偶極天線，因此較佳地配置在相距最遠之處，即另一斜對角處，以將彼此的干擾程度降至最低。同時，由於天線ANT_4為磁環天線與天線ANT_5及ANT_6不同類型，故可將天線ANT_4設置於天線ANT_5及ANT_6之間，對相鄰天線的干擾較低。

由於電偶極天線ANT_2、ANT_3、ANT_5及ANT_6之結構設計與操作原理廣為本領域所熟知，故於此不贅述。以下僅針對磁環天線ANT_1及ANT_4之結構設計與操作原理進行詳細說明。

請同時參考第2圖至第4圖，第2圖為天線ANT_1之透視圖，第 3圖為天線ANT_1之上視圖，而第4圖為天線ANT_1之下視圖，其中第3、4圖的視角方向相同。如第2圖所示，天線ANT_1包含有一饋入段15、一輻射體10(以點圖樣表示)及一輻射體20(以空白表示)。饋入段15的一端電性連接於一饋入端151，用來饋入一射頻訊號RF_1至天線ANT_1。輻射體10電性連接於饋入段15的另一端，形成於基板PCB1之一第一面(即上視圖)。輻射體20電性連接於饋入段15的另一端，形成於基板PCB1之一第二面(即下視圖)。其中一貫孔16形成於基板PCB1中，用來電性連接輻射體10、20以及體入段15。

如第3圖所示，輻射體10包含有支臂11、12以及分支111、112、123、124。在結構上，支臂11的一端電性連接於饋入段15，另一端電性連接於分支111及112，其中支臂11從饋入段15朝方向X順時針旋轉一百三十五度之方向延伸，分支111從支臂11朝方向X延伸，以及分支112從支臂11朝方向Y延伸。支臂12的一端電性連接於饋入段15，另一端電性連接於分支123及124，其中支臂12從饋入段15朝方向X逆時針旋轉四十五度之方向延伸，分支123從支臂12朝方向X之反方向延伸，以及分支124從支臂12朝方向Y之反方向延伸。饋入段15從支臂11、12的連接處朝方向X順時針旋轉四十五度之方向延伸至饋入端151，以饋入射頻訊號RF_1。

如第4圖所示，輻射體20包含有支臂23、24以及分支235、236、247、248。在結構上，支臂23的一端可透過貫孔16電性連接於饋入段15，另一端電性連接於分支235及236，其中支臂23從貫孔16朝方向X順時針旋轉一百三十五度之方向延伸，分支235從支臂23朝方向Y延伸，以及分支236由支臂23朝方向X延伸。支臂24的一端亦可透過貫孔16電性連接於饋入段15，另一端電性連接於分支247及248，其中支臂24從貫孔16朝方向X逆時針旋轉四十五度之方向延伸，分支247從支臂24朝方向Y之反方向延伸，以及分支248從支臂24朝方向X之反方向延伸。

於一投影平面上，分支111平行於分支236，分支112平行於分 支235，分支123平行於分支248，分支124平行於分支247，且上述兩兩平行的分支之間於該投影平面上分別相距一距離D1(繪示於第2圖)；分支123與235以及分支111與247之末端於該投影平面上分別相距一距離D2(繪示於第2圖)；而分支111、236、247、124以方向X逆時針旋轉四十五度之方向為一對稱軸，分別對稱於分支235、112、123、248。

支臂11、12、23、24分別具有一長度L1，分支111、123、235、247分別具有一長度L2，且長度L1、L2之總和大致等於射頻訊號RF_1的四分之一波長。如此一來，天線ANT_1可共振射頻訊號RF_1，以將射頻訊號RF_1輻射至空中。

在操作上，當射頻訊號RF_1饋入至天線ANT_1時，射頻電流由饋入段15饋入後分為兩路徑，其中一路徑沿著支臂11流往分支111的末端，接著透過耦合效應將射頻電流耦合至分支247，最後沿著支臂24回返至饋入段15。另一路徑則沿著支臂12流往分支123的末端，接著透過耦合效應將射頻電流耦合至分支235，最後沿著支臂23回返至饋入段15。同時，在適當距離D1下，分支111、247、123、235可透過耦合效應將射頻電流耦合分別至分支236、124、248、112，因而激發出另一共振模態，以增加天線ANT_1之操作頻寬。

支臂11投影於基板PCB1之第二面的結果與支臂23重疊，支臂12投影於基板PCB1之第二面的結果與支臂24重疊，且流經支臂11、12、23、24的射頻電流為大小相等、方向相反之關係，故可相互抵銷其射頻電流之感應磁場。

在上述操作下，分支111、247、123、235可形成一外部電流迴圈，而分支236、124、248、112可形成一內部電流迴圈，其中兩電流迴圈具有相同的電流方向(例如，逆時針方向)。分支彼此對稱之結構可使兩電流迴圈的電流大小呈均勻分布。此外，由於支臂11、12、23、24射頻電流之感應磁場已相互抵銷，故分支所環繞之區域中的感應磁場僅由兩電流迴圈所提供。因 此，天線ANT_1可視為一磁環天線，用來與電偶極天線同時設置於近場區域中，不受彼此干擾而具有良好的隔離度。

須注意的是，為了使磁環天線ANT_1之兩電流迴圈具有相同的電流方向，單一支臂所電性連接之二分支須分別形成於該支臂的相異兩側。或者，換一角度而言，若以支臂所延伸的方向為一對稱軸，則於該支臂形成的平面上，該支臂所電性連接之二分支分別形成於該對稱軸的相異兩側。以支臂11為例，於基板PCB1的第一面上，支臂11電性連接之分支111、112分別形成於以方向X順時針旋轉一百三十五度之對稱軸的相異兩側。反之，若單一支臂所電性連接之二分支形成於該支臂的同一側，將反轉內部電流迴圈之電流方向(例如，轉為順時針方向)。在此情況下，將使兩電流迴圈具有相反的電流方向，導致其感應磁場彼此相互抵銷，因而降低磁環天線ANT_1之輻射效率。

請參考第5圖，其為天線ANT_4之透視圖。如第5圖所示，在結 構上，天線ANT_4包含有一饋入段55、分別形成於基板PCB2之上下二面的二輻射體(分別以點圖樣以及空白表示)。饋入段55用來饋入一射頻訊號RF_2至天線ANT_4。每一輻射體包含有三支臂以及三分支，兩兩相鄰的支臂之間夾角為一百二十度。天線ANT_1與ANT_4的操作方式相近，當射頻訊號RF_2至天線ANT_4時，射頻電流由饋入段55饋入第一面之輻射體後分為三路徑(點圖樣表示區域)，每一路徑沿著支臂流往分支的末端，接著透過耦合效應將射頻電流耦合至第二面之分支(空白表示區域)，最後沿著第二面之支臂回返至饋入段55。

由於形成於基板PCB2之上下二面的支臂彼此重疊，且流經支臂的射頻電流為大小相等、方向相反之關係，故可相互抵銷其射頻電流之感應磁場。

在上述操作下，天線ANT_4的三分支可形成一電流迴圈，其中該電流迴圈的電流方向可根據分支的走向而設計，本實施例為順時針方向。天 線ANT_4的三分支以三支臂集合的中心點對稱，如此可使該電流迴圈的電流大小呈均勻分布。此外，由於天線ANT_4的支臂的射頻電流之感應磁場可互相抵銷，故三分支所環繞之區域中的感應磁場僅由該電流迴圈所提供。因此，天線ANT_4亦可視為一磁環天線，用來與電偶極天線同時設置於近場區域中，不受彼此干擾而具有良好的隔離度。

簡言之，本發明之天線模組1係根據小型天線感應磁場靈敏度的不同之特性，在近場區域中配置磁環天線以及電偶極天線，在搭配適當的天線空間配置的情況下，可使多個天線之間的干擾程度降至最低，因此本發明可在有限空間下，降低多個天線之間的干擾並提升隔離度，以維持多輸入多輸出之資料吞吐量，舉凡符合上述架構之天線模組皆屬本發明之範疇，本領域具通常知識者可據以修飾變化，而不限於本實施例。

舉例來說，天線模組包含的天線數量不限，只要配置至少一磁環天線以及至少一電偶極天線即可，例如可配置單一磁環天線以及單一電偶極天線，以支援2X2之多輸入多輸出系統，如IEEE 802.11a/b/g系統。於較佳實施例中，電偶極天線的數量大於或等於磁環天線的數量。較佳地，至少一磁環天線之一者相鄰於至少一電偶極天線之每一者，例如於天線模組1之實施例中，磁環天線ANT_1相鄰於電偶極天線ANT_2、ANT_3之每一者，而電偶極天線ANT_2、ANT_3之每一者彼此不相鄰。

此外，天線模組使用的天線圖樣(pattern)無特定限制，只要符合本發明之天線空間配置即可。例如，天線模組之電偶極天線可選用一偶極天線、一摺疊式偶極(folded dipole)天線以及一並聯饋入式(shunt-fed)偶極天線之中的一者或多者，如天線ANT_5、ANT_6為摺疊式偶極天線，而天線ANT_2、ANT_3為並聯饋入偶極天線。另一方面，天線模組之磁環天線可選用單一輻射體具有二支臂、三支臂以及四支臂的磁環天線之中的一者或多者，如天線ANT_1為單一輻射體具有二支臂的磁環天線，而ANT_4為單一輻射體具有三支臂的磁環天線。

請參考第6圖，其為本發明實施例另一天線模組6之示意圖。如第6圖所示，天線模組6與1的天線空間配置相似，其可分為二子天線模組，每一子天線模組具有一磁環天線搭配二電偶極天線之配置，因此天線模組6可同時支援兩組3X3之多輸入多輸出系統，以提高資料吞吐量。天線模組1與6的差異在於，天線模組6選用了單一輻射體具有四支臂的磁環天線ANT_1’及ANT_4’，此架構亦稱之為奧爾福德環形(Alford loop)天線，用來分別收發射頻訊號RF_1及RF_2，例如IEEE 802.11n系統之2.4GHz以及5GHz頻段，但不限於此。此外，天線模組6選用了偶極天線ANT_5’及ANT_6’以及摺疊式偶極天線ANT_2’及ANT_3’。其中，天線模組6的整體天線空間之長度為73毫米，高度為22.6毫米，以及寬度為32.7毫米。

請參考第7圖至第10圖，第7圖繪示了天線ANT_1’~ANT_6’之電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，以下簡稱VSWR)示意圖，第8圖繪示了天線ANT_1’~ANT_3’於2.4GHz頻段之隔離度；第9圖繪示了天線ANT_4’~ANT_6’於5GHz頻段之隔離度；第10圖繪示了天線ANT_1’~ANT_6’於2.4GHz至5GHz頻段之隔離度。

於第7圖中，天線ANT_1’~ANT_3’於2.4GHz頻段的VSWR分別以虛線、點線以及細實線表示；天線ANT_4’~ANT_6’於5GHz頻段的VSWR分別以虛線、點線以及細實線表示。由第7圖可看出，於2.4GHz以及5GHz頻段之VSWR波形皆小於2，因此天線ANT_1’~ANT_6’可分別操作於2.4GHz以及5GHz頻段。

於第8圖中，天線ANT_1’與ANT_2’的隔離度以虛線表示；天線ANT_2’與ANT_3’的隔離度以點線表示；天線ANT_1’與ANT_3’的隔離度以細實線表示。由第8圖可看出，屬於同一子天線模組之天線ANT_1’~ANT_3’於2.4GHz頻段之隔離度波形皆小於-20dB，因此天線ANT_1’~ANT_3’可於2.4GHz頻段具有良好的隔離度。

於第9圖中，天線ANT_4’與ANT_5’的隔離度以虛線表示；天線 ANT_5’與ANT_6’的隔離度以點線表示；天線ANT_4’與ANT_6’的隔離度以細實線表示。由第9圖可看出，屬於同一子天線模組之天線ANT_4’~ANT_6’於5GHz頻段之隔離度波形皆小於-18dB，因此天線ANT_4’~ANT_6’可於5GHz頻段具有良好的隔離度。

第10圖繪示之隔離度波形大致上可歸納為四組波形，如下表格1所示：

以第一組之天線ANT_3’與ANT_6’為例(以粗實線表示)，二者皆屬相同類型的電偶極天線，且彼此之間距離較近，故於2.4GHz及5GHz頻段之隔離度為四組天線中最差。以第二組之天線ANT_3’與ANT_5’為例(以細實線表示)，雖然二者皆屬相同類型的電偶極天線，但彼此之間距離較遠，故於2.4GHz及5GHz頻段之隔離度優於天線ANT_3’與ANT_6’之隔離度。以第三組之天線ANT_2’與ANT_4’為例(以點線表示)，二者屬不同類型之電偶極及磁環天線，因此雖然二者距離相近但隔離度仍優於同類型之電偶極天線ANT_3’與ANT_6’之隔離度。以第四組之天線ANT_1’與ANT_5’為例(以虛線表示)，二者屬不同類型之電偶極及磁環天線，且其主要操作頻段不同(天線ANT_1’的主要操作頻段為2.4GHz，而天線ANT_5’的主要操作頻段為5GHz)，因此雖然二者距離相近但隔離度為四組天線中最佳。

因此，由第7圖至第10圖的量測結果可知，本發明之天線模組6在近場區域中配置磁環天線以及電偶極天線，在搭配適當的天線空間配置的 情況下，可使多個天線之間的干擾程度降至最低，因此天線模組6可在有限空間下，同時支援兩組3X3之多輸入多輸出系統，以提高資料吞吐量。

進一步地，請參考第11圖至第13圖，其分別繪示了天線ANT_1’~ANT_3’於2.4GHz頻段之輻射場型圖，其中天線ANT_1’~ANT_3’之輻射場型分別以粗虛線、點線、細實線表示，而天線ANT_1’~ANT_3’之複合(composite)輻射場型以粗實線表示。由第11圖至第13圖可看出，電偶極天線ANT_2’及ANT_3’在垂直平面(即X-Y平面)及水平平面(即YZ平面、X-Z平面)上大致呈全指向性(omnidirectional)之輻射場型，而磁環天線ANT_1’在垂直平面上亦具有全指向性之輻射場型。以天線ANT_1’~ANT_3’為單一子天線模組整體來看，其在垂直及水平平面上具有全指向性之複合輻射場型，以具有良好輻射效能。

請參考第14圖至第16圖，其繪示了天線ANT_4’~ANT_6’於5GHz頻段之輻射場型圖，其中天線ANT_4’~ANT_6’之輻射場型分別以粗虛線、點線、細實線表示，而天線ANT_4’~ANT_6’之複合輻射場型以粗實線表示。由第14圖至第16圖可看出，電偶極天線ANT_5’及ANT_6’在垂直平面及水平平面上大致呈全指向性之輻射場型，而磁環天線ANT_4’在垂直平面上亦具有全指向性之輻射場型。以天線ANT_4’~ANT_6’為單一子天線模組整體來看，其在垂直及水平平面上具有全指向性之複合輻射場型，以具有良好輻射效能。

根據第11圖至第16圖的量測結果，天線ANT_1’~ANT_6’的平均增益(即，輻射效率)及峰值增益可歸納如下表格2：

綜上所述，本發明之天線模組係根據小型天線感應磁場靈敏度的不同之特性，在近場區域中配置磁環天線以及電偶極天線，在搭配適當的天線空間配置的情況下，可使多個天線之間的干擾程度降至最低，因此本發明可在有限空間下，降低多個天線之間的干擾並提升隔離度，以提升多輸入多輸出之資料吞吐量。此外，本發明提出單一輻射體具有二支臂之磁環天線，以應用於上述天線模組中。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

ANT_1‧‧‧天線

PCB1‧‧‧基板

RF_1‧‧‧射頻訊號

10、20‧‧‧輻射體

15‧‧‧饋入段

151‧‧‧饋入端

16‧‧‧貫孔

D1、D2‧‧‧距離

X、Y‧‧‧方向

Claims (19)

1. 一種天線，包含有：一基板，包含有一第一面及一第二面；一饋入段，形成於該基板之該第一面，用來傳遞一射頻訊號；一第一輻射體，電性連接於該饋入段，形成於該基板之該第一面，包含有：一第一支臂，其一端電性連接於該饋入段，另一端電性連接於一第一分支以及一第二分支，其中該第一支臂從與該饋入段之連接處朝一第一方向延伸，該第一分支從該第一支臂朝一第二方向延伸，以及該第二分支從該第一支臂朝一第三方向延伸；以及一第二支臂，其一端電性連接於該饋入段及該第一支臂，另一端電性連接於一第三分支以及一第四分支，其中該第二支臂從與該饋入段及該第一支臂之連接處朝該第一方向之反方向延伸，該第三分支從該第二支臂朝該第二方向之反方向延伸，以及該第四分支從該第二支臂朝該第三方向之反方向延伸；以及一第二輻射體，電性連接於該饋入段，形成於該基板之該第二面，包含有：一第三支臂，其一端電性連接於該饋入段，另一端電性連接於一第五分支以及一第六分支，其中該第三支臂從與該饋入段之連接處朝該第一方向延伸，該第五分支從該第三支臂朝該第三方向延伸，以及該第六分支從該第三支臂朝該第二方向延伸；以及一第四支臂，其一端電性連接於該饋入段及該第三支臂，另一端電性連接於一第七分支以及一第八分支，其中該第四支臂從與該饋入段及該第三支臂之連接處朝該第一方向之反方向延伸，該第七分支從該第四支臂朝該第三方向之反方向延伸，以及該第八分支從 該第四支臂朝該第二方向之反方向延伸；其中，該第二方向與該第三方向垂直，且該第一方向為該第二方向順時針旋轉一百三十五度之方向。
2. 如請求項1所述的天線，其中該第一支臂投影於該基板之該第二面與該第三支臂重疊，該第二支臂投影於該基板之該第二面與該第四支臂重疊。
3. 如請求項1所述的天線，其中於一投影平面上，該第一分支平行於該第三、第六及第八分支，該第二分支平行於該第四、第五及第七分支。
4. 如請求項3所述的天線，其中該第一、第六分支，該第二、第五分支，該第三、第八分支，以及該第四、第七分支之間於該投影平面上分別相距一第一距離。
5. 如請求項3所述的天線，其中於該投影平面上，該第一、第七分支之末端，以及該第三、第五分支之末端分別相距一第二距離。
6. 如請求項3所述的天線，其中於該投影平面上，該第一、第六、第七、第四分支以該第一方向為一對稱軸，分別對稱於該第五、第二、第三、第八分支。
7. 如請求項6所述的天線，其中於該基板之該第一面上，該第一、第二分支，該第三、第四分支分別形成於該對稱軸的相異兩側；且於該基板之該第二面上，該第五、第六分支，以及該第七、第八分支分別形成於該對稱軸的相異兩側。
8. 如請求項1所述的天線，其中該饋入段由該第一、第二支臂朝一第四方向延伸至一饋入端，其中該第四方向為該第二方向順時針旋轉四十五度之方向，且該第四方向垂直於該第一方向。
9. 如請求項1所述的天線，其中該第一至第四支臂分別具有一第一長度，該第一、第三、第五、第七分支分別具有一第二長度，且該第一及第二長度之總和大致等於該射頻訊號的四分之一波長。
10. 如請求項1所述的天線，其中一貫孔形成於該基板中，用來電性連接該第一、第二輻射體以及該饋入段。
11. 如請求項1所述的天線，其為一磁環天線。
12. 一種天線模組，用來收發對應於一操作頻段的射頻訊號，包含有：至少一電偶極天線；以及至少一磁環天線，其中該至少一磁環天線之一者相鄰於該至少一電偶極天線之一者；其中該至少一電偶極天線以及該至少一磁環天線設置於該射頻訊號的一個波長以內區域，且該至少一磁環天線之一第一極化方向垂直於該至少一電偶極天線之一第二極化方向。
13. 如請求項12所述的天線模組，其中該磁環天線為一奧爾福德環形天線，或如請求項1所述之天線。
14. 如請求項12所述的天線模組，其中該電偶極天線為一偶極天線、一摺疊式偶極天線或一並聯饋入偶極天線。
15. 如請求項12所述的天線模組，另包含有：至少一機構件，形成有該至少一電偶極天線；以及至少一基板，其中該至少一基板之一者形成有該至少一磁環天線之一者。
16. 如請求項15所述的天線模組，其中該至少一機構件係一面開放之空心立方體，部分之該至少一基板設置於該空心立方體內部。
17. 如請求項16所述的天線模組，包含二個該機構件，其中該至少一基板固定於該二個該機構件之間。
18. 如請求項16所述的天線模組，其中該至少一機構件以及至少一基板透過卡勾設計、焊接、黏貼或鎖螺絲等方式而固定。
19. 如請求項12所述的天線模組，其中該至少一電偶極天線的數量大於或等於該至少一磁環天線的數量。