TWI632736B - 多天線通訊裝置 - Google Patents

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TWI632736B
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盧俊諭
錢德明
李偉宇
蔡智宇
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財團法人工業技術研究院
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Abstract

本發明提供一種多天線通訊裝置，包含：一接地導體面以及一四天線陣列。該接地導體面分隔出第一側空間以及相對於該第一側空間的一第二側空間，並且該接地導體面具有一第一邊緣。該四天線陣列，位於該第一邊緣，其具有一最大陣列長度沿著該第一邊緣延伸。該四天線陣列之一第一天線與一第二天線位於該第一側空間，該四天線陣列之一第三天線與一第四天線位於該第二側空間。每一個上述天線，均包含一輻射導體部，其具有一饋入導體線以及一接地導體線，該輻射導體部經由該饋入導體線電氣連接至一訊號源以及經由該接地導體線電氣連接至該第一邊緣，形成環圈路徑，產生至少一共振模態，上述輻射導體部在該第一邊緣具有相應之投影線段。其第一投影線段與第三投影線段部分重疊，第二投影線段與第四投影線段部分重疊，上述共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段，並且該四天線陣的最大陣列長度介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。

Description

多天線通訊裝置
本發明所屬之技術領域係關於一種通訊裝置，特別是關於一種能提高資料傳輸速度的多天線通訊裝置設計架構。
由於無線通訊訊號品質與傳輸速度需求的不斷提升，導致了多天線陣列技術應用於通訊裝置的快術發展。例如多輸入多輸出天線(MIMO,Multi-Input Multi-Output System)系統或波束成型(Beam-Forming)天線陣列系統技術等。多輸入多輸出多天線系統(MIMO)有機會能提高頻譜效率，大幅增加通道容量及數據傳輸速率。並且有機會能提升終端通訊裝置的接收訊號可靠度，因此成為未來第五代(5G)行動通訊系統的發展技術重點之一。例如在8 x 8 MIMO系統操作下，頻譜效率可以達到約37bps/Hz(20dB訊雜比條件)，其約為2 x 2 MIMO系統的4倍。
然而如何於空間有限的通訊裝置內實現多天線陣列系統，並且達成每一個天線具有良好的輻射特性以及天線效率卻是一個不易克服的挑戰，也是目前有待解決的一項重要課題。因為然而當複數個相同頻段操作的天線，共同 設計於一空間有限的通訊裝置內，可能會造成多天線間封包相關係數(ECC,Envelop Correlation Coefficient)提高，而導致天線輻射特性衰減的情形發生。因此造成資料傳輸速度的下降，並增加了多天線整合設計的技術困難。
部分的先前技術文獻已提出在多天線間接地面上設計突出或凹槽結構作為能量隔離器，來提升多天線間能量隔離度的設計方式。然而這樣的設計方法，卻有可能導致激發額外的耦合電流，進而造成多天線間的相關係數增加。並且有機會增加多天線陣列的整體尺寸，因此較不易達成商用終端通訊裝置所要求，同時具有高效能且縮小化的多天線陣列設計需求。
因此需要一種可以解決上述這些問題的設計方式，以滿足未來高資料傳輸速度多天線通訊裝置的實際應用需求。
有鑑於此，本揭露的實施範例揭露一種多天線通訊裝置設計架構。依據範例之一些實作例能解決上述等技術問題。
根據一實施範例，本揭露提出一種多天線通訊裝置。該多天線通訊裝置，包含一接地導體面以及一四天線陣列。該接地導體面，分隔出一第一側空間以及相對於該第一側空間的一第二側空間，並且該接地導體面具有一第一邊緣。該四天線陣列，其位於該第一邊緣，該四天線陣列具有一最大陣列長度沿著該第一邊緣延伸。該四天線陣 列，並包含一第一天線、一第二天線、一第三天線以及一第四天線。該第一天線，位於該第一側空間，並包含一第一輻射導體部，其具有一第一饋入導體線以及一第一接地導體線。該第一輻射導體部經由該第一饋入導體線電氣連接至一第一訊號源以及經由該第一接地導體線電氣連接至該第一邊緣，形成一第一環圈路徑，產生至少一第一共振模態，該第一輻射導體部在該第一邊緣具有一第一投影線段。該第二天線，位於該第一側空間，並包含一第二輻射導體部，具有一第二饋入導體線以及一第二接地導體線。該第二輻射導體部經由該第二饋入導體線電氣連接至一第二訊號源以及經由該第二接地導體線電氣連接至該第一邊緣，形成一第二環圈路徑，產生至少一第二共振模態，該第二輻射導體部在該第一邊緣具有一第二投影線段。該第三天線，位於該第二側空間，並包含一第三輻射導體部，具有一第三饋入導體線以及一第三接地導體線。該第三輻射導體部經由該第三饋入導體線電氣連接至一第三訊號源以及經由該第三接地導體線電氣連接至該第一邊緣，形成一第三環圈路徑，產生至少一第三共振模態，該第三輻射導體部在該第一邊緣具有一第三投影線段。該第四天線，位於該第二側空間，並包含一第四輻射導體部，具有一第四饋入導體線以及一第四接地導體線，該第四輻射導體部經由該第四饋入導體線電氣連接至一第四訊號源以及經由該第四接地導體線電氣連接至該第一邊緣，形成一第四環圈路徑，產生至少一第四共振模態，該第四輻射導體部在 該第一邊緣具有一第四投影線段。該第一投影線段與該第三投影線段部分重疊，該第二投影線段與該第四投影線段部分重疊。該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段，並且該四天線陣列沿著該第一邊緣延伸的該最大陣列長度介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。
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‧‧‧多天線通訊裝置
10、20、30、40、50、60‧‧‧接地導體面
101、201、301、401、501、601‧‧‧第一側空間
102、202、302、402、502、602‧‧‧第二側空間
103、203、303、403、503、603‧‧‧第一邊緣
11、21、31、41、51、61‧‧‧四天線陣列
111、211、311、411、511、611‧‧‧第一天線
1111、2111、3111、4111、5111、6111‧‧‧第一輻射導體部
1112、2112、3112、4112、5112、6112‧‧‧第一饋入導體線
1113、2113、3113、4113、5113、6113‧‧‧第一接地導體線
1114、2114、3114、4114、5114、6114‧‧‧第一訊號源
1115、2115、3115、4115、5115、6115‧‧‧第一環圈路徑
1116、2116、3116、4116、5116、6116‧‧‧第一投影線段
1117、2117、6117‧‧‧第一耦合間隙
1118、2118、3118、4118‧‧‧第一共振模態
1119、2119、3119、4119‧‧‧第一共振模態輻射效率曲線
112、212、312、412、512、612‧‧‧第二天線
1121、2121、3121、4121、5121、6121‧‧‧第二輻射導體部
1122、2122、3122、4122、5122、6122‧‧‧第二饋入導體線
1123、2123、3123、4123、5123、6123‧‧‧第二接地導體線
1124、2124、3124、4124、5124、6124‧‧‧第二訊號源
1125、2125、3125、4125、5125、6125‧‧‧第二環圈路徑
1126、2126、3126、4126、5126、6126‧‧‧第二投影線段
1127、3127、5127、6127‧‧‧第二耦合間隙
1128、2128、3128、4128‧‧‧第二共振模態
1129、2129、3129、4129‧‧‧第二共振模態輻射效率曲線
113、213、313、413、513、613‧‧‧第三天線
1131、2131、3131、4131、5131、6131‧‧‧第三輻射導體部
1132、2132、3132、4132、5132、6132‧‧‧第三饋入導體線
1133、2133、3133、4133、5133、6133‧‧‧第三接地導體線
1134、2134、3134、4134、5134、6134‧‧‧第三訊號源
1135、2135、3135、4135、5135、6135‧‧‧第三環圈路徑
1136、2136、3136、4136、5136、6136‧‧‧第三投影線段
1137、3137、5137、6137‧‧‧第三耦合間隙
1138、2138、3138、4138‧‧‧第三共振模態
1139、2139、3139、4139‧‧‧第三共振模態輻射效率曲線
114、214、314、414、514、614‧‧‧第四天線
1141、2141、3141、4141、5141、6141‧‧‧第四輻射導體部
1142、2142、3142、4142、5142、6142‧‧‧第四饋入導體線
1143、2143、3143、4143、5143、6143‧‧‧第四接地導體線
1144、2144、3144、4144、5144、6144‧‧‧第四訊號源
1145、2145、3145、4145、5145、6145‧‧‧第四環圈路徑
1146、2146、3146、4146、5146、6146‧‧‧第四投影線段
1147、2147、6147‧‧‧第四耦合間隙
1148、2148、3148、4148‧‧‧第四共振模態
1149、2149、3149、4149‧‧‧第四共振模態輻射效率線
12‧‧‧第一通訊頻段
1424‧‧‧第一天線與第二天線間隔離度曲線
14241‧‧‧第一天線與第二天線間封包相關係數曲線
1434‧‧‧第一天線與第三天線間隔離度曲線
14341‧‧‧第一天線與第三天線間封包相關係數曲線
1444‧‧‧第一天線與第四天線間隔離度曲線
14441‧‧‧第一天線與第四天線間封包相關係數曲線
2434‧‧‧第二天線與第三天線間隔離度曲線
24341‧‧‧第二天線與第三天線間封包相關係數曲線
d‧‧‧最大陣列長度
d1‧‧‧第一耦合間隙之間距
d2‧‧‧第二耦合間隙之間距
d3‧‧‧第三耦合間隙之間距
d4‧‧‧第四耦合間隙之間距
第1A圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之結構圖。
第1B圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11結構圖。
第1C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之反回損失曲線圖。
第1D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之隔離度曲線圖。
第1E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之輻射效率曲線圖。
第1F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之封包相關係數曲線圖。
第2A圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之結構圖。
第2B圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21結構圖。
第2C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之反回損失曲線圖。
第2D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之隔離度曲線圖。
第2E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之輻射效率曲線圖。
第2F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之封包相關係數曲線圖。
第3A圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之結構圖。
第3B圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31結構圖。
第3C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之反回損失曲線圖。
第3D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之隔離度曲線圖。
第3E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之輻射效率曲線圖。
第3F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之封包相關係數曲線圖。
第4A圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之結構圖。
第4B圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41結構圖。
第4C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之反回損失曲線圖。
第4D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之隔離度曲線圖。
第4E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之輻射效率曲線圖。
第4F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之封包相關係數曲線圖。
第5A圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置5之結構圖。
第5B圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置5之四天線陣列51結構圖。
第6A圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置6之結構圖。
第6B圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置6之四天線陣列61結構圖。
本揭露提供一多天線通訊裝置的實施範例。該多天線訊裝置，包含一接地導體面以及一四天線陣列。該接地導體面，分隔出一第一側空間以及相對於該第一側空間的一第二側空間，並且該接地導體面具有一第一邊緣。該四天線陣列，其位於該第一邊緣，該四天線陣列具有一最大陣 列長度沿著該第一邊緣延伸。該四天線陣列，藉由該第一邊緣設計四個彼此相鄰並且縮小化的環圈路徑。所設計四個縮小化的環圈路徑，能夠有效激發該接地導體面產生更均勻的強電流分佈，因此產生各自的輻射共振模態，並且能有效減緩該四天線陣列輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自輻射共振模態的操作頻寬。該四天線陣列並且設計其中兩個縮小化的環圈路徑位於該第一側空間，以及設計另外兩個縮小化的環圈路徑位於該第二側空間。該四天線陣列，設計位於該第一側空間的兩個相鄰縮小化的環圈路徑，能有效於該第一邊緣激發相反的電流分佈。位於該第二側空間的兩個相鄰縮小化的環圈路徑，能有效於該第一邊緣激發相反的電流分佈。如此可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列沿著該第一邊緣延伸的最大陣列長度。該四天線陣列，藉由該第一邊緣所設計四個彼此相鄰並且縮小化的環圈路徑，分別在該第一邊緣上具有相對應的投影線段。該四天線陣列，藉由設計分別位於該第一與第二不同側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑相對應投影線段的不完全重疊狀態，能夠有效降低該第一與第二不同側空間相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度。因此能更加減少該四天線陣列的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。而本揭露提出一種具有低相關係數特性的整合式多天線通訊裝置設計方式，其能有效縮小多天線陣列應用於通訊裝 置的整體尺寸，能來滿足未來高資料傳輸速度多天線通訊裝置的實際應用需求。
第1A圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置1結構圖。第1B圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置1之四天線陣列11結構圖。第1C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之反回損失曲線圖。如第1A圖所示，該多天線通訊裝置1，包含一接地導體面10以及一四天線陣列11。該接地導體面10，分隔出一第一側空間101以及相對於該第一側空間101的一第二側空間102，並且該接地導體面10具有一第一邊緣103。該四天線陣列11，其位於該第一邊緣103，該四天線陣列11具有一最大陣列長度d沿著該第一邊緣103延伸。如第1A圖與第1B圖所示，該四天線陣列11，並包含一第一天線111、一第二天線112、一第三天線113以及一第四天線114。如第1B圖所示，該第一天線111，位於該第一側空間101，並包含一第一輻射導體部1111，其具有一第一饋入導體線1112以及一第一接地導體線1113。該第一輻射導體部1111經由該第一饋入導體線1112電氣連接至一第一訊號源1114以及經由該第一接地導體線1113電氣連接至該第一邊緣103，形成一第一環圈路徑1115，產生至少一第一共振模態1118(如第1C圖所示)，該第一輻射導體部1111在該第一邊緣103具有一第一投影線段1116。該第一環圈路徑1115從該第一訊號源1114，經過該第一饋入導體線1112，經過該第一輻射導體部1111，經過該第一接地導體 線1113，再經過該第一邊緣103回到該第一訊號源1114。該第二天線112，位於該第一側空間101，並包含一第二輻射導體部1121，具有一第二饋入導體線1122以及一第二接地導體線1123。該第二輻射導體部1121經由該第二饋入導體線1122電氣連接至一第二訊號源1124以及經由該第二接地導體線1123電氣連接至該第一邊緣103，形成一第二環圈路徑1125，產生至少一第二共振模態1128(如第1C圖所示)，該第二輻射導體部1121在該第一邊緣103具有一第二投影線段1126。該第二環圈路徑1125從該第二訊號源1124，經過該第二饋入導體線1122，經過該第二輻射導體部1121，經過該第二接地導體線1123，再經過該第一邊緣103回到該第二訊號源1124。該第三天線113，位於該第二側空間102，並包含一第三輻射導體部1131，具有一第三饋入導體線1132以及一第三接地導體線1133。該第三輻射導體部1131經由該第三饋入導體線1132電氣連接至一第三訊號源1134以及經由該第三接地導體線1133電氣連接至該第一邊緣103，形成一第三環圈路徑1135，產生至少一第三共振模態1138(如第1C圖所示)，該第三輻射導體部1131在該第一邊緣103具有一第三投影線段1136。該第三環圈路徑1135從該第三訊號源1134，經過該第三饋入導體線1132，經過該第三輻射導體部1131，經過該第三接地導體線1133，再經過該第一邊緣103回到該第三訊號源1134。該第四天線114，位於該第二側空間102，並包含一第四輻射導體部1141，具有一第四饋入導 體線1142以及一第四接地導體線1143，該第四輻射導體部1141經由該第四饋入導體線1142電氣連接至一第四訊號源1144以及經由該第四接地導體線1143電氣連接至該第一邊緣103，形成一第四環圈路徑1145，產生至少一第四共振模態1148(如第1C圖所示)，該第四輻射導體部1141在該第一邊緣103具有一第四投影線段1146。該第四環圈路徑1145從該第四訊號源1144，經過該第四饋入導體線1142，經過該第四輻射導體部1141，經過該第四接地導體線1143，再經過該第一邊緣103回到該第四訊號源1144。該第一投影線段1116與該第三投影線段1136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段1126與該第四投影線段1146部分重疊但不會完全重疊。該第一1118、第二1128、第三1138與第四共振模態1148涵蓋至少一相同的第一通訊頻段12(如第1C圖所示)，並且該四天線陣列11沿著該第一邊緣103延伸的該最大陣列長度d介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。該第一環圈路徑1115、該第二環圈路徑1125、該第三環圈路徑1135與該第四環圈路徑1145之長度均介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。其中該第一饋入導體線1112與該第一輻射導體部1111之間具有一第一耦合間隙1117，該第一耦合間隙1117之間距d1小於或等於該第一通訊頻段12(如第1C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第一接地導體線1113電氣連接至該第一輻射導體部1111。藉由該第一耦合間隙1117，能夠 產生電容性阻抗，有效補償該第一環圈路徑1115的電感性，因此能成功減少該第一環圈路徑1115之長度。該第二饋入導體線1122與該第二輻射導體部1121之間具有一第二耦合間隙1127，該第二耦合間隙1127之間距d2小於或等於該第一通訊頻段12(如第1C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第二接地導體線1123電氣連接至該第二輻射導體部1121。藉由該第二耦合間隙1127，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第二環圈路徑1125的電感性，因此能成功減少該第二環圈路徑1125之長度。該第三饋入導體線1132與該第三輻射導體部1131之間具有一第三耦合間隙1137，該第三耦合間隙1137之間距d3小於或等於該第一通訊頻段12(如第1C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第三接地導體線1133電氣連接至該第三輻射導體部1131。藉由該第三耦合間隙1137，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第三環圈路徑1135的電感性，因此能成功減少該第三環圈路徑1135之長度。該第四饋入導體線1142該第四輻射導體部1141之間具有一第四耦合間隙1147，該第四耦合間隙1147之間距d4小於或等於該第一通訊頻段12(如第1C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第四接地導體線1143電氣連接至該第四輻射導體部1141。藉由該第四耦合間隙1147，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第四環圈路徑1145的電感性，因此能成功減少該第四環圈路徑1145之長度。該第一輻射導體部1111、該第二輻射導體部1121、該第三輻射導體部1131與該第四輻射導 體部1141之長度均介於該第一通訊頻段12(如第1C圖所示)最低操作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。該第一投影線段1116、該第二投影線段1126、該第三投影線段1136與該第四投影線段1146之長度均介於該第一通訊頻段12(如第1C圖所示)最低操作頻率的0.01倍波長至0.22倍波長之間。其中該第一訊號源1114、該第二訊號源1124、該第三訊號源1134與該第四訊號源1144為射頻電路模組、射頻積體電路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
該多天線通訊裝置1中的該四天線陣列11，藉由在該第一邊緣103設計四個彼此相鄰並且縮小化的該第一環圈路徑1115、該第二環圈路徑1125、該第三環圈路徑1135與該第四環圈路徑1145，能夠有效激發該接地導體面10產生更均勻的強電流分佈，因此各自產生該第一共振模態1118、該第二共振模態1128、該第三共振模態1138與該第四共振模態1148。並且能有效減緩該四天線陣列11輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自該第一共振模態1118、該第二共振模態1128、該第三共振模態1138與該第四共振模態1148的操作頻寬。該四天線陣列11並且設計該縮小化的該第一環圈路徑1115與該第二環圈路徑1125位於該第一側空間101，以及設計該縮小化的該第三環圈路徑1135與該第四環圈路徑1145位於該第二側空間102。位於該第一側空間101的該第一環圈路徑1115與該第二環 圈路徑1125，能有效於該第一邊緣103激發相反的電流分佈。位於該第二側空間102的該第三環圈路徑1135與該第四環圈路徑1145，能有效於該第一邊緣103激發相反的電流分佈。如此可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列11沿著該第一邊緣延伸103的最大陣列長度d。設計該第一投影線段1116與該第三投影線段1136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段1126與該第四投影線段1146部分重疊但不會完全重疊。能夠有效降低該第一側空間101與第二側空間102的相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度，因此能更加減少該四天線陣列11的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。
第1C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之反回損失曲線圖。其選擇下列尺寸進行實驗：該接地導體面11之長度約為150mm、寬度約為75mm；該第一邊緣長度103約為150mm；該第一環圈路徑1115之長度約為26mm、該第二環圈路徑1125之長度約為27mm、該第三環圈路徑1135之長度約為25mm、該第四環圈路徑1145之長度約為26.5mm；該四天線陣列11之最大陣列長度d約為36mm；該第一耦合間隙1117之間距d1約為0.3mm、該第二耦合間隙1127之間距d2約為0.5mm、該第三耦合間隙1137之間距d3約為0.3mm、該第四耦合間隙1147之間距d4約為0.35mm；該第一輻射導體部1111 之長度約為10mm、該第二輻射導體部1121之長度約為10.5mm、該第三輻射導體部1131之長度約為11mm、該第四輻射導體部1141之長度約為10.5mm；該四天線陣列11之最大陣列長度d約為36mm；該第一投影線段1116之長度約為10mm、該第二投影線段1126之長度約為10.5mm、該第三投影線段1136之長度約為11mm、該第四投影線段1146之長度約為10.5mm。如第1C圖所示，該第一環圈路徑1115產生至少一第一共振模態1118，該第二環圈路徑1125產生至少一第二共振模態1128，該第三環圈路徑1135產生至少一第三共振模態1138，該第四環圈路徑1145產生至少一第四共振模態1148。在本實施例中，該第一共振模態1118、該第二共振模態1128、該第三共振模態1138與該第四共振模態1148涵蓋一相同的第一通訊頻段12(3400MHz~3600MHz)。該第一通訊頻段12之最低操作頻率約為3400MHz。
第1D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之隔離度曲線圖。該第一天線111與該第二天線112間隔離度曲線為1424，該第一天線111與該第三天線113間隔離度曲線為1434，該第一天線111與該第四天線114間隔離度曲線為1444，該第二天線112與該第三天線113間隔離度曲線為2434。如第1D圖所示，該四天線陣列11之隔離度曲線在該第一通訊頻段12中均高於10dB。第1E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之輻射效率曲線圖。該第一天線111之輻射效率曲線為 1119，該第二天線112之輻射效率曲線為1129，該第三天線113之輻射效率曲線為1139，該第四天線114之輻射效率曲線為1149。如第1E圖所示，該四天線陣列11之輻射效率曲線在該第一通訊頻段12中均高於40%。第1F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置1之四天線陣列11之封包相關係數曲線圖。該第一天線111與該第二天線112間封包相關係數曲線為14241，該第一天線111與該第三天線113間封包相關係數曲線為14341，該第一天線111與該第四天線114間封包相關係數曲線為14441，該第二天線112與該第三天線113間封包相關係數曲線為24341。如第1F圖所示，該四天線陣列11之封包相關係數曲線在該第一通訊頻段12中均低於0.2。
第1C圖、第1D圖、第1E圖與第1F圖所涵蓋之通訊系統頻段操作與實驗數據，僅是為了實驗證明第1A圖與第1B圖中本揭露一實施多天線通訊裝置1之技術功效。並未用來限制本揭露多天線通訊裝置於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露多天線通訊裝置1可以是設計用來涵蓋廣域無線網路系統(WWAN,Wireless Wide Area Network)、多輸入多輸出天線系統(MIMO System,Multi-input Multi-output System)、長程演進系統(LTE,Long Term Evolution)、場型切換天線系統(Pattern Switchable Antenna System)、無線個人網路系統(WLPN,Wireless Personal Network)、無線通訊區域網路系統(WLAN,Wireless Local Area Network)、波束成型天線系 統(Beam-Forming Antenna System)、近場通訊傳輸系統(NFC,Near Field Communication)、數位電視廣播系統(DTV,Digital Television Broadcasting System)或衛星定位導航系統(GPS,Global Positioning System)的系統頻段操作。本揭露多天線通訊裝置1，其中該四天線陣列11可以單一組四天線陣列11或多組四天線陣列11實現於多天線通訊裝置1當中，該多天線通訊裝置1為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
第2A圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置2結構圖。第2B圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置2之四天線陣列21結構圖。第2C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之反回損失曲線圖。如第2A圖所示，該多天線通訊裝置2，包含一接地導體面20以及一四天線陣列21。該接地導體面20，分隔出一第一側空間201以及相對於該第一側空間201的一第二側空間202，並且該接地導體面20具有一第一邊緣203。該四天線陣列21，其位於該第一邊緣203，該四天線陣列21具有一最大陣列長度d沿著該第一邊緣203延伸。如第2A圖與第2B圖所示，該四天線陣列21，並包含一第一天線211、一第二天線212、一第三天線213以及一第四天線214。如第2B圖所示，該第一天線211，位於該第一側空間201，並包含一第一輻射導體部2111，其具有一第一饋入導體線2112以及一第一接地導體線2113。該第一輻射導體部2111 經由該第一饋入導體線2112電氣連接至一第一訊號源2114以及經由該第一接地導體線2113電氣連接至該第一邊緣203，形成一第一環圈路徑2115，產生至少一第一共振模態2118(如第2C圖所示)，該第一輻射導體部2111在該第一邊緣203具有一第一投影線段2116。該第一環圈路徑2115從該第一訊號源2114，經過該第一饋入導體線2112，經過該第一輻射導體部2111，經過該第一接地導體線2113，再經過該第一邊緣203回到該第一訊號源2114。該第二天線212，位於該第一側空間201，並包含一第二輻射導體部2121，具有一第二饋入導體線2122以及一第二接地導體線2123。該第二輻射導體部2121經由該第二饋入導體線2122電氣連接至一第二訊號源2124以及經由該第二接地導體線2123電氣連接至該第一邊緣203，形成一第二環圈路徑2125，產生至少一第二共振模態2128(如第2C圖所示)，該第二輻射導體部2121在該第一邊緣203具有一第二投影線段2126。該第二環圈路徑2125從該第二訊號源2124，經過該第二饋入導體線2122，經過該第二輻射導體部2121，經過該第二接地導體線2123，再經過該第一邊緣203回到該第二訊號源2124。該第三天線213，位於該第二側空間202，並包含一第三輻射導體部2131，具有一第三饋入導體線2132以及一第三接地導體線2133。該第三輻射導體部2131經由該第三饋入導體線2132電氣連接至一第三訊號源2134以及經由該第三接地導體線2133電氣連接至該第一邊緣203，形成一第三環圈路徑 2135，產生至少一第三共振模態2138(如第2C圖所示)，該第三輻射導體部2131在該第一邊緣203具有一第三投影線段2136。該第三環圈路徑2135從該第三訊號源2134，經過該第三饋入導體線2132，經過該第三輻射導體部2131，經過該第三接地導體線2133，再經過該第一邊緣203回到該第三訊號源2134。該第四天線214，位於該第二側空間202，並包含一第四輻射導體部2141，具有一第四饋入導體線2142以及一第四接地導體線2143，該第四輻射導體部2141經由該第四饋入導體線2142電氣連接至一第四訊號源2144以及經由該第四接地導體線2143電氣連接至該第一邊緣203，形成一第四環圈路徑2145，產生至少一第四共振模態2148(如第2C圖所示)，該第四輻射導體部2141在該第一邊緣203具有一第四投影線段2146。該第四環圈路徑2145從該第四訊號源2144，經過該第四饋入導體線2142，經過該第四輻射導體部2141，經過該第四接地導體線2143，再經過該第一邊緣203回到該第四訊號源2144。該第一投影線段2116與該第三投影線段2136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段2126與該第四投影線段2146部分重疊但不會完全重疊。該第一2118、第二2128、第三2138與第四共振模態2148涵蓋至少一相同的第一通訊頻段12(如第2C圖所示)，並且該四天線陣列21沿著該第一邊緣203延伸的該最大陣列長度d介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。該第一2115、第二2125、第三2135與第四環圈路徑2145之 長度均介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。其中該第一饋入導體線2112與該第一輻射導體部2111之間具有一第一耦合間隙2117，該第一耦合間隙2117之間距d1小於或等於該第一通訊頻段12(如第2C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第一接地導體線2113電氣連接至該第一輻射導體部2111。藉由該第一耦合間隙2117，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第一環圈路徑2115的電感性，因此能成功減少該第一環圈路徑2115之長度。該第二饋入導體線2122與該第二接地導體線2123電氣連接至該第二輻射導體部2121。該第三饋入導體線2132與該第三接地導體線2133電氣連接至該第三輻射導體部2131。該第四饋入導體線2142與該第四輻射導體部2141之間具有一第四耦合間隙2147，該第四耦合間隙2147之間距d4小於或等於該第一通訊頻段12(如第2C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第四接地導體線2143電氣連接至該第四輻射導體部2141。藉由該第四耦合間隙2147，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第四環圈路徑2145的電感性，因此能成功減少該第四環圈路徑2145之長度。該第一輻射導體部2111、該第二輻射導體部2121、該第三輻射導體部2131與該第四輻射導體部2141之長度均介於該第一通訊頻段12(如第2C圖所示)最低操作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。該第一投影線段2116、該第二投影線段2126、該第三投影線段2136與該第四2146投影線段之長度均介於該第一通訊頻段12(如 第2C圖所示)最低操作頻率的0.01倍波長至0.22倍波長之間。其中該第一訊號源2114、該第二訊號源2124、該第三訊號源2134與該第四訊號源2144為射頻電路模組、射頻積體電路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
該多天線通訊裝置2中的該四天線陣列21，雖然其第二輻射導體部2121與該多天線通訊裝置1中該第二輻射導體部1121形狀有所不同，並且其第二饋入導體線2122電氣連接至該第二輻射導體部2121。並且雖然其第三輻射導體部2131與該多天線通訊裝置1中該第三輻射導體部1131形狀有所不同，並且其第三饋入導體線2132電氣連接至該第三輻射導體部2131。然而當該第二訊號源2124以及該第三訊號源2134為射頻電容匹配電路時，同樣能夠產生電容性阻抗，有效補償該第二環圈路徑2125以及該第三環圈路徑2135的電感性，因此能成功減少該第二環圈路徑2125以及該第三環圈路徑2135之長度。因此該多天線通訊裝置2同樣藉由在該第一邊緣203設計四個彼此相鄰並且縮小化的該第一環圈路徑2115、第二環圈路徑2125、第三環圈路徑2135與第四環圈路徑2145，能夠有效激發該接地導體面20產生更均勻的強電流分佈，因此各自產生該第一共振模態2118、該第二共振模態2128、該第三共振模態2138與該第四共振模態2148。並且能有效減緩該四天線陣列21輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自該第一共振模態 2118、該第二共振模態2128、該第三共振模態2138與該第四共振模態2148的操作頻寬。該四天線陣列21並且同樣設計該縮小化的第一環圈路徑2115與該第二環圈路徑2125位於該第一側空間201，以及同樣設計該縮小化的第三環圈路徑2135與該第四環圈路徑2145位於該第二側空間202。位於該第一側空間201的該第一環圈路徑2115與該第二環圈路徑2125，同樣能有效於該第一邊緣203激發相反的電流分佈。位於該第二側空間202的該第三環圈路徑2135與該第四環圈路徑2145，同樣能有效於該第一邊緣203激發相反的電流分佈。如此同樣可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列21沿著該第一邊緣延伸203的最大陣列長度d。並且設計該第一投影線段2116與該第三投影線段2136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段2126與該第四投影線段2146部分重疊但不會完全重疊。能夠有效降低該第一側空間201與該第二側空間202的相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度，因此能更加減少該四天線陣列21的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。因此該多天線通訊裝置2能達成與該多天線通訊裝置1類似的技術功效。
第2C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之反回損失曲線圖。其選擇下列尺寸進行實驗：該第一邊緣203長度約為160mm；該第一環圈路徑2115 之長度約為26mm、該第二環圈路徑2125之長度約為18mm、該第三環圈路徑2135之長度約為17.5mm、該第四環圈路徑2145之長度約為26mm；該四天線陣列21之最大陣列長度d約為40mm；該第一耦合間隙2117之間距d1約為0.3mm、該第四耦合間隙2147之間距d4約為0.3mm；該第一輻射導體部2111之長度約為11mm、該第二輻射導體部2121之長度約為16mm、該第三輻射導體部2131之長度約為17mm、該第四輻射導體部2141之長度約為10.5mm；該四天線陣列11之最大陣列長度d約為36mm；該第一投影線段2116之長度約為11mm、該第二投影線段2126之長度約為16mm、該第三投影線段2136之長度約為17mm、該第四投影線段2146之長度約為10.5mm。如第2C圖所示，該第一環圈路徑2115產生至少一第一共振模態2118，該第二環圈路徑2125產生至少一第二共振模態2128，該第三環圈路徑2135產生至少一第三共振模態2138，該第四環圈路徑2145產生至少一第四共振模態2148。在本實施例中，該第一共振模態2118、該第二共振模態2128、該第三共振模態2138與該第四共振模態2148涵蓋一相同的第一通訊頻段12(3400~3600MHz)。該第一通訊頻段12之最低操作頻率約為3400MHz。
第2D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之隔離度曲線圖。該第一天線211與該第二天線212間隔離度曲線為1424，該第一天線211與該第三天線213間隔離度曲線為1434，該第一天線211與該第四天線 214間隔離度曲線為1444，該第二天線212與該第三天線213間隔離度曲線為2434。如第2D圖所示，該四天線陣列21之隔離度曲線在該第一通訊頻段12中均高於10dB。第2E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之輻射效率曲線圖。該第一天線211之輻射效率曲線為2119，該第二天線212之輻射效率曲線為2129，該第三天線213之輻射效率曲線為2139，該第四天線214之輻射效率曲線為2149。如第2E圖所示，該四天線陣列21之輻射效率曲線在該第一通訊頻段12中均高於40%。第2F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置2之四天線陣列21之封包相關係數曲線圖。該第一天線211與該第二天線212間封包相關係數曲線為14241，該第一天線211與該第三天線213間封包相關係數曲線為14341，該第一天線211與該第四天線214間封包相關係數曲線為14441，該第二天線212與該第三天線213間封包相關係數曲線為24341。如第2F圖所示，該四天線陣列21之封包相關係數曲線在該第一通訊頻段12中均低於0.2。
第2C圖、第2D圖、第2E圖與第2F圖所涵蓋之通訊系統頻段操作與實驗數據，僅是為了實驗證明第2A圖與第2B圖中本揭露一實施多天線通訊裝置2之技術功效。並未用來限制本揭露多天線通訊裝置於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露多天線通訊裝置2可以是設計用來涵蓋廣域無線網路系統(WWAN,Wireless Wide Area Network)、多輸入多輸出天線系統 (MIMO System,Multi-input Multi-output System)、長程演進系統(LTE,Long Term Evolution)、場型切換天線系統(Pattern Switchable Antenna System)、無線個人網路系統(WLPN,Wireless Personal Network)、無線通訊區域網路系統(WLAN,Wireless Local Area Network)、波束成型天線系統(Beam-Forming Antenna System)、近場通訊傳輸系統(NFC,Near Field Communication)、數位電視廣播系統(DTV,Digital Television Broadcasting System)或衛星定位導航系統(GPS,Global Positioning System)的系統頻段操作。本揭露多天線通訊裝置2，其中該四天線陣列21可以單一組四天線陣列21或多組四天線陣列21實現於多天線通訊裝置2當中，該多天線通訊裝置2為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
第3A圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置3結構圖。第3B圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置3之四天線陣列31結構圖。第3C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之反回損失曲線圖。如第3A圖所示，該多天線通訊裝置3，包含一接地導體面30以及一四天線陣列31。該接地導體面30，分隔出一第一側空間301以及相對於該第一側空間301的一第二側空間302，並且該接地導體面30具有一第一邊緣303。該四天線陣列31，其位於該第一邊緣303，該四天線陣列31具有一最大陣列長度d沿著該第一邊緣303延伸。如第3A圖與第3B 圖所示，該四天線陣列31，並包含一第一天線311、一第二天線312、一第三天線313以及一第四天線314。如第3B圖所示，該第一天線311，位於該第一側空間301，並包含一第一輻射導體部3111，其具有一第一饋入導體線3112以及一第一接地導體線3113。該第一輻射導體部3111經由該第一饋入導體線3112電氣連接至一第一訊號源3114以及經由該第一接地導體線3113電氣連接至該第一邊緣303，形成一第一環圈路徑3115，產生至少一第一共振模態3118(如第3C圖所示)，該第一輻射導體部3111在該第一邊緣303具有一第一投影線段3116。該第一環圈路徑3115從該第一訊號源3114，經過該第一饋入導體線3112，經過該第一輻射導體部3111，經過該第一接地導體線3113，再經過該第一邊緣303回到該第一訊號源3114。該第二天線312，位於該第一側空間301，並包含一第二輻射導體部3121，具有一第二饋入導體線3122以及一第二接地導體線3123。該第二輻射導體部3121經由該第二饋入導體線3122電氣連接至一第二訊號源3124以及經由該第二接地導體線3123電氣連接至該第一邊緣303，形成一第二環圈路徑3125，產生至少一第二共振模態3128(如第3C圖所示)，該第二輻射導體部3121在該第一邊緣303具有一第二投影線段3126。該第二環圈路徑3125從該第二訊號源3124，經過該第二饋入導體線3122，經過該第二輻射導體部3121，經過該第二接地導體線3123，再經過該第一邊緣303回到該第二訊號源3124。該第三天線313，位 於該第二側空間302，並包含一第三輻射導體部3131，具有一第三饋入導體線3132以及一第三接地導體線3133。該第三輻射導體部3131經由該第三饋入導體線3132電氣連接至一第三訊號源3134以及經由該第三接地導體線3133電氣連接至該第一邊緣303，形成一第三環圈路徑3135，產生至少一第三共振模態3138(如第3C圖所示)，該第三輻射導體部3131在該第一邊緣303具有一第三投影線段3136。該第三環圈路徑3135從該第三訊號源3134，經過該第三饋入導體線3132，經過該第三輻射導體部3131，經過該第三接地導體線3133，再經過該第一邊緣303回到該第三訊號源3134。該第四天線314，位於該第二側空間302，並包含一第四輻射導體部3141，具有一第四饋入導體線3142以及一第四接地導體線3143，該第四輻射導體部3141經由該第四饋入導體線3142電氣連接至一第四訊號源3144以及經由該第四接地導體線3143電氣連接至該第一邊緣303，形成一第四環圈路徑3145，產生至少一第四共振模態3148(如第3C圖所示)，該第四輻射導體部3141在該第一邊緣303具有一第四投影線段3146。該第四環圈路徑3145從該第四訊號源3144，經過該第四饋入導體線3142，經過該第四輻射導體部3141，經過該第四接地導體線3143，再經過該第一邊緣303回到該第四訊號源3144。該第一投影線段3116與該第三投影線段3136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段3126與該第四投影線段3146部分重疊但不會完全重疊。該第一共振模態3118、該 第二共振模態3128、該第三共振模態3138與該第四共振模態3148涵蓋至少一相同的第一通訊頻段12(如第3C圖所示)，並且該四天線陣列31沿著該第一邊緣303延伸的該最大陣列長度d介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。該第一環圈路徑3115、該第二環圈路徑3125、該第三環圈路徑3135與該第四環圈路徑2145之長度均介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。其中該第一饋入導體線3112與該第一接地導體線3113電氣連接至該第一輻射導體部3111。該第二饋入導體線3122與該第二輻射導體部3121之間具有一第二耦合間隙3127，該第二耦合間隙3127之間距d2小於或等於該第一通訊頻段12(如第3C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第二接地導體線3123電氣連接至該第二輻射導體部3121。藉由該第二耦合間隙3127，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第二環圈路徑3125的電感性，因此能成功減少該第二環圈路徑3125之長度。該第三饋入導體線3132與該第三輻射導體部3131之間具有一第三耦合間隙3137，該第三耦合間隙3137之間距d3小於或等於該第一通訊頻段12(如第3C圖所示)最低操作頻率的0.023倍波長。該第三接地導體線3133電氣連接至該第三輻射導體部3131。藉由該第三耦合間隙3137，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第三環圈路徑3135的電感性，因此能成功減少該第三環圈路徑3135之長度。該第四饋入導體線3142與該第四接地導體線3143電氣連接至該 第四輻射導體部3141。該第一輻射導體部3111、該第二輻射導體部3121、該第三輻射導體部3131與該第四輻射導體部3141之長度均介於該第一通訊頻段12(如第3C圖所示)最低操作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。該第一投影線段3116、該第二投影線段3126、該第三投影線段3136與該第四投影線段3146之長度均介於該第一通訊頻段12(如第3C圖所示)最低操作頻率的0.01倍波長至0.22倍波長之間。其中該第一訊號源3114、該第二訊號源3124、該第三訊號源3134與該第四訊號源3144為射頻電路模組、射頻積體電路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
該多天線通訊裝置3中的該四天線陣列31，雖然其第一饋入導體線3112電氣連接至該第一輻射導體部3111，並且其第四饋入導體線3142電氣連接至該第四輻射導體部3141，與該多天線通訊裝置1有些微差異。然而當該第一訊號源3114以及該第四訊號源3144為射頻電容匹配電路時，同樣能夠產生電容性阻抗，有效補償該第一環圈路徑3115以及該第四環圈路徑3145的電感性，因此能成功減少該第一環圈路徑3115以及該第四環圈路徑3145之長度。因此該多天線通訊裝置3同樣藉由在該第一邊緣303設計四個彼此相鄰並且縮小化的該第一環圈路徑3115、該第二環圈路徑3125、該第三環圈路徑3135與該第四環圈路徑3145，能夠有效激發該接地導體面30產生更均勻的 強電流分佈，因此各自產生該第一共振模態3118、該第二共振模態3128、該第三共振模態3138與該第四共振模態3148(如第3C圖所示)。並且能有效減緩該四天線陣列31輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自該第一共振模態3118、該第二共振模態3128、該第三共振模態3138與該第四共振模態3148的操作頻寬。該四天線陣列31並且同樣設計該縮小化的第一環圈路徑3115與該第二環圈路徑3125位於該第一側空間301，以及同樣設計該縮小化的第三環圈路徑3135與該第四環圈路徑3145位於該第二側空間302。位於該第一側空間301的該第一環圈路徑3115與該第二環圈路徑2125，同樣能有效於該第一邊緣303激發相反的電流分佈。位於該第二側空間302的該第三環圈路徑3135與該第四環圈路徑3145，同樣能有效於該第一邊緣303激發相反的電流分佈。如此同樣可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列31沿著該第一邊緣延伸303的最大陣列長度d。並且設計該第一投影線段3116與該第三投影線段3136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段3126與該第四投影線段3146部分重疊但不會完全重疊。能夠有效降低該第一側空間301與該第二側空間302的相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度，因此能更加減少該四天線陣列31的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。因此該多天線通訊裝置3能達成與該多天線通訊裝置1類似的 技術功效。
第3C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之反回損失曲線圖。其選擇下列尺寸進行實驗：該第一邊緣303長度約為180mm；該第一環圈路徑3115之長度約為26mm、該第二環圈路徑3125之長度約為27mm、該第三環圈路徑3135之長度約為25mm、該第四環圈路徑3145之長度約為26.5mm；該四天線陣列31之最大陣列長度d約為36mm；該第二耦合間隙3127之間距d2約為0.5mm、該第三耦合間隙3137之間距d3約為0.3mm；該第一輻射導體部3111之長度約為10mm、該第二輻射導體部3121之長度約為10.5mm、該第三輻射導體部3131之長度約為11mm、該第四輻射導體部3141之長度約為10.5mm；該四天線陣列31之最大陣列長度d約為36mm；該第一投影線段3116之長度約為10mm、該第二投影線段3126之長度約為10.5mm、該第三投影線段3136之長度約為11mm、該第四投影線段3146之長度約為10.5mm。如第3C圖所示，該第一環圈路徑3115產生至少一第一共振模態3118，該第二環圈路徑3125產生至少一第二共振模態3128，該第三環圈路徑3135產生至少一第三共振模態3138，該第四環圈路徑3145產生至少一第四共振模態3148。在本實施例中，該第一共振模態3118、該第二共振模態3128、該第三共振模態3138與該第四共振模態3148涵蓋一相同的第一通訊頻段12(3400~3600MHz)。該第一通訊頻段12之最低操作頻率約為3400MHz。
第3D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之隔離度曲線圖。該第一天線311與該第二天線312間隔離度曲線為1424，該第一天線311與該第三天線313間隔離度曲線為1434，該第一天線311與該第四天線314間隔離度曲線為1444，該第二天線312與該第三天線313間隔離度曲線為2434。如第3D圖所示，該四天線陣列31之隔離度曲線在該第一通訊頻段12中均高於10dB。第3E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之輻射效率曲線圖。該第一天線311之輻射效率曲線為3119，該第二天線312之輻射效率曲線為3129，該第三天線313之輻射效率曲線為3139，該第四天線314之輻射效率曲線為3149。如第3E圖所示，該四天線陣列31之輻射效率曲線在該第一通訊頻段12中均高於40%。第3F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置3之四天線陣列31之封包相關係數曲線圖。該第一天線311與該第二天線312間封包相關係數曲線為14241，該第一天線311與該第三天線313間封包相關係數曲線為14341，該第一天線311與該第四天線314間封包相關係數曲線為14441，該第二天線312與該第三天線313間封包相關係數曲線為24341。如第3F圖所示，該四天線陣列31之封包相關係數曲線在該第一通訊頻段12中均低於0.2。
第3C圖、第3D圖、第3E圖與第3F圖所涵蓋之通訊系統頻段操作與實驗數據，僅是為了實驗證明第3A圖與第3B圖中本揭露一實施多天線通訊裝置3之技術功效。 並未用來限制本揭露多天線通訊裝置於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露多天線通訊裝置3可以是設計用來涵蓋廣域無線網路系統(WWAN,Wireless Wide Area Network)、多輸入多輸出天線系統(MIMO System,Multi-input Multi-output System)、長程演進系統(LTE,Long Term Evolution)、場型切換天線系統(Pattern Switchable Antenna System)、無線個人網路系統(WLPN,Wireless Personal Network)、無線通訊區域網路系統(WLAN,Wireless Local Area Network)、波束成型天線系統(Beam-Forming Antenna System)、近場通訊傳輸系統(NFC,Near Field Communication)、數位電視廣播系統(DTV,Digital Television Broadcasting System)或衛星定位導航系統(GPS,Global Positioning System)的系統頻段操作。本揭露多天線通訊裝置3，其中該四天線陣列31可以單一組四天線陣列31或多組四天線陣列31實現於多天線通訊裝置3當中，該多天線通訊裝置3為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
第4A圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置4結構圖。第4B圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置4之四天線陣列41結構圖。第4C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之反回損失曲線圖。如第4A圖所示，該多天線通訊裝置4，包含一接地導體面40以及一四天線陣列41。該接地導體面40，分隔出一第一側空間 401以及相對於該第一側空間401的一第二側空間402，並且該接地導體面40具有一第一邊緣403。該四天線陣列41，其位於該第一邊緣403，該四天線陣列41具有一最大陣列長度d沿著該第一邊緣403延伸。如第4A圖與第4B圖所示，該四天線陣列41，並包含一第一天線411、一第二天線412、一第三天線413以及一第四天線414。如第4B圖所示，該第一天線411，位於該第一側空間401，並包含一第一輻射導體部4111，其具有一第一饋入導體線4112以及一第一接地導體線4113。該第一輻射導體部4111經由該第一饋入導體線4112電氣連接至一第一訊號源4114以及經由該第一接地導體線4113電氣連接至該第一邊緣403，形成一第一環圈路徑4115，產生至少一第一共振模態4118(如第4C圖所示)，該第一輻射導體部4111在該第一邊緣403具有一第一投影線段4116。該第一環圈路徑4115從該第一訊號源4114，經過該第一饋入導體線4112，經過該第一輻射導體部4111，經過該第一接地導體線4113，再經過該第一邊緣403回到該第一訊號源4114。該第二天線412，位於該第一側空間401，並包含一第二輻射導體部4121，具有一第二饋入導體線4122以及一第二接地導體線4123。該第二輻射導體部4121經由該第二饋入導體線4122電氣連接至一第二訊號源4124以及經由該第二接地導體線4123電氣連接至該第一邊緣403，形成一第二環圈路徑4125，產生至少一第二共振模態4128(如第4C圖所示)，該第二輻射導體部4121在該第一邊緣403具 有一第二投影線段4126。該第二環圈路徑4125從該第二訊號源4124，經過該第二饋入導體線4122，經過該第二輻射導體部4121，經過該第二接地導體線4123，再經過該第一邊緣403回到該第二訊號源4124。該第三天線413，位於該第二側空間402，並包含一第三輻射導體部4131，具有一第三饋入導體線4132以及一第三接地導體線4133。該第三輻射導體部4131經由該第三饋入導體線4132電氣連接至一第三訊號源4134以及經由該第三接地導體線4133電氣連接至該第一邊緣403，形成一第三環圈路徑4135，產生至少一第三共振模態4138(如第4C圖所示)，該第三輻射導體部4131在該第一邊緣403具有一第三投影線段4136。該第三環圈路徑4135從該第三訊號源4134，經過該第三饋入導體線4132，經過該第三輻射導體部4131，經過該第三接地導體線4133，再經過該第一邊緣403回到該第三訊號源4134。該第四天線414，位於該第二側空間402，並包含一第四輻射導體部4141，具有一第四饋入導體線4142以及一第四接地導體線4143，該第四輻射導體部4141經由該第四饋入導體線4142電氣連接至一第四訊號源4144以及經由該第四接地導體線4143電氣連接至該第一邊緣403，形成一第四環圈路徑4145，產生至少一第四共振模態4148(如第4C圖所示)，該第四輻射導體部4141在該第一邊緣403具有一第四投影線段4146。該第四環圈路徑4145從該第四訊號源4144，經過該第四饋入導體線4142，經過該第四輻射導體部4141，經過該第四接地導體 線4143，再經過該第一邊緣403回到該第四訊號源4144。該第一投影線段4116與該第三投影線段4136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段4126與該第四投影線段4146部分重疊但不會完全重疊。該第一共振模態4118、該第二共振模態4128、該第三共振模態4138與該第四共振模態4148涵蓋至少一相同的第一通訊頻段12(如第4C圖所示)，並且該四天線陣列41沿著該第一邊緣403延伸的該最大陣列長度d介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。該第一環圈路徑4115、該第二環圈路徑4125、該第三環圈路徑4135與該第四環圈路徑4145之長度均介於該第一通訊頻段12最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。其中該第一饋入導體線4112與該第一接地導體線4113電氣連接至該第一輻射導體部4111。該第二饋入導體線4122與該第二接地導體線4123電氣連接至該第二輻射導體部4121。該第三饋入導體線4132與該第三接地導體線4133電氣連接至該第三輻射導體部4131。該第四饋入導體線4142與該第四接地導體線4143電氣連接至該第四輻射導體部4141。該第一輻射導體部4111、該第二輻射導體部4121、該第三輻射導體部4131與該第四輻射導體部4141之長度均介於該第一通訊頻段12(如第4C圖所示)最低操作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。該第一投影線段4116、該第二投影線段4126、該第三投影線段4136與該第四投影線段4146之長度均介於該第一通訊頻段12(如第4C圖所示)最低操作頻率的0.01 倍波長至0.22倍波長之間。其中該第一訊號源4114、該第二訊號源4124、該第三訊號源4134與該第四訊號源4144為射頻電路模組、射頻積體電路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
該多天線通訊裝置4中的該四天線陣列41，雖然其第二饋入導體線4122電氣連接至該第二輻射導體部4121，並且其第三饋入導體線4132電氣連接至該第三輻射導體部4131，與該多天線通訊裝置3有些微差異。然而當該第二訊號源4124以及該第三訊號源4134為射頻電容匹配電路時，同樣能夠產生電容性阻抗，有效補償該第二環圈路徑4125以及該第三環圈路徑4135的電感性，因此能成功減少該第二環圈路徑4125以及該第三環圈路徑4135之長度。因此該多天線通訊裝置4同樣藉由在該第一邊緣403設計四個彼此相鄰並且縮小化的該第一環圈路徑4115、該第二環圈路徑4125、該第三環圈路徑4135與該第四環圈路徑4145，能夠有效激發該接地導體面40產生更均勻的強電流分佈，因此各自產生該第一共振模態4118、該第二共振模態4128、該第三共振模態4138與該第四共振模態4148(如第4C圖所示)。並且能有效減緩該四天線陣列41輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自該第一共振模態4118、該第二共振模態4128、該第三共振模態4138與該第四共振模態4148的操作頻寬。該四天線陣列41並且同樣設計該縮小化的第一環圈路徑4115與該第二環圈路徑 4125位於該第一側空間401，以及同樣設計該縮小化的第三環圈路徑4135與該第四環圈路徑4145位於該第二側空間402。位於該第一側空間401的該第一環圈路徑4115與該第二環圈路徑4125，同樣能有效於該第一邊緣403激發相反的電流分佈。位於該第二側空間402的該第三環圈路徑4135與該第四環圈路徑4145，同樣能有效於該第一邊緣403激發相反的電流分佈。如此同樣可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列41沿著該第一邊緣延伸403的最大陣列長度d。並且設計該第一投影線段4116與該第三投影線段4136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段4126與該第四投影線段4146部分重疊但不會完全重疊。能夠有效降低該第一側空間401與該第二側空間402的相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度，因此能更加減少該四天線陣列41的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。因此該多天線通訊裝置4能達成與該多天線通訊裝置3類似的技術功效。
第4C圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之反回損失曲線圖。其選擇下列尺寸進行實驗：該第一邊緣403長度約為160mm；該第一環圈路徑4115之長度約為26mm、該第二環圈路徑4125之長度約為27mm、該第三環圈路徑4135之長度約為25mm、該第四環圈路徑4145之長度約為26.5mm；該四天線陣列41之 最大陣列長度d約為36mm；該第一輻射導體部4111之長度約為10mm、該第二輻射導體部4121之長度約為10.5mm、該第三輻射導體部4131之長度約為11mm、該第四輻射導體部4141之長度約為10.5mm；該四天線陣列41之最大陣列長度d約為36mm；該第一投影線段4116之長度約為10mm、該第二投影線段4126之長度約為10.5mm、該第三投影線段4136之長度約為11mm、該第四投影線段4146之長度約為10.5mm。如第4C圖所示，該第一環圈路徑4115產生至少一第一共振模態4118，該第二環圈路徑4125產生至少一第二共振模態4128，該第三環圈路徑4135產生至少一第三共振模態4138，該第四環圈路徑4145產生至少一第四共振模態4148。在本實施例中，該第一共振模態4118、該第二共振模態4128、該第三共振模態4138與該第四共振模態4148涵蓋一相同的第一通訊頻段12(3400~3600MHz)。該第一通訊頻段12之最低操作頻率約為3400MHz。
第4D圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之隔離度曲線圖。該第一天線411與該第二天線412間隔離度曲線為1424，該第一天線411與該第三天線413間隔離度曲線為1434，該第一天線411與該第四天線414間隔離度曲線為1444，該第二天線412與該第三天線413間隔離度曲線為2434。如第4D圖所示，該四天線陣列41之隔離度曲線在該第一通訊頻段12中均高於10dB。第4E圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41 之輻射效率曲線圖。該第一天線411之輻射效率曲線為4119，該第二天線412之輻射效率曲線為4129，該第三天線413之輻射效率曲線為4139，該第四天線414之輻射效率曲線為4149。如第4E圖所示，該四天線陣列41之輻射效率曲線在該第一通訊頻段12中均高於40%。第4F圖為本揭露一實施例多天線通訊裝置4之四天線陣列41之封包相關係數曲線圖。該第一天線411與該第二天線412間封包相關係數曲線為14241，該第一天線411與該第三天線413間封包相關係數曲線為14341，該第一天線411與該第四天線414間封包相關係數曲線為14441，該第二天線412與該第三天線413間封包相關係數曲線為24341。如第4F圖所示，該四天線陣列41之封包相關係數曲線在該第一通訊頻段12中均低於0.2。
第4C圖、第4D圖、第4E圖與第4F圖所涵蓋之通訊系統頻段操作與實驗數據，僅是為了實驗證明第4A圖與第4B圖中本揭露一實施多天線通訊裝置4之技術功效。並未用來限制本揭露多天線通訊裝置於實際應用情況所能涵蓋的通訊頻段操作、應用與規格。本揭露多天線通訊裝置4可以是設計用來涵蓋廣域無線網路系統(WWAN,Wireless Wide Area Network)、多輸入多輸出天線系統(MIMO System,Multi-input Multi-output System)、長程演進系統(LTE,Long Term Evolution)、場型切換天線系統(Pattern Switchable Antenna System)、無線個人網路系統(WLPN,Wireless Personal Network)、無線通訊區域網路系 統(WLAN,Wireless Local Area Network)、波束成型天線系統(Beam-Forming Antenna System)、近場通訊傳輸系統(NFC,Near Field Communication)、數位電視廣播系統(DTV,Digital Television Broadcasting System)或衛星定位導航系統(GPS,Global Positioning System)的系統頻段操作。本揭露多天線通訊裝置4，其中該四天線陣列41可以單一組四天線陣列41或多組四天線陣列41實現於多天線通訊裝置4當中，該多天線通訊裝置4為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
第5A圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置5結構圖。第5B圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置5之四天線陣列51結構圖。如第5A圖所示，該多天線通訊裝置5，包含一接地導體面50以及一四天線陣列51。該接地導體面50，分隔出一第一側空間501以及相對於該第一側空間501的一第二側空間502，並且該接地導體面50具有一第一邊緣503。該四天線陣列51，其位於該第一邊緣503，該四天線陣列51具有一最大陣列長度d沿著該第一邊緣503延伸。如第5A圖與第5B圖所示，該四天線陣列51，並包含一第一天線511、一第二天線512、一第三天線513以及一第四天線514。如第5B圖所示，該第一天線511，位於該第一側空間501，並包含一第一輻射導體部5111，其具有一第一饋入導體線5112以及一第一接地導體線5113。該第一輻射導體部5111經由該第一饋入導體線5112 電氣連接至一第一訊號源5114以及經由該第一接地導體線5113電氣連接至該第一邊緣503，形成一第一環圈路徑5115，產生至少一第一共振模態，該第一輻射導體部5111在該第一邊緣503具有一第一投影線段5116。該第一環圈路徑5115從該第一訊號源5114，經過該第一饋入導體線5112，經過該第一輻射導體部5111，經過該第一接地導體線5113，再經過該第一邊緣503回到該第一訊號源5114。該第二天線512，位於該第一側空間501，並包含一第二輻射導體部5121，具有一第二饋入導體線5122以及一第二接地導體線5123。該第二輻射導體部5121經由該第二饋入導體線5122電氣連接至一第二訊號源5124以及經由該第二接地導體線5123電氣連接至該第一邊緣503，形成一第二環圈路徑5125，產生至少一第二共振模態，該第二輻射導體部5121在該第一邊緣503具有一第二投影線段5126。該第二環圈路徑5125從該第二訊號源5124，經過該第二饋入導體線5122，經過該第二輻射導體部5121，經過該第二接地導體線5123，再經過該第一邊緣503回到該第二訊號源5124。該第三天線513，位於該第二側空間502，並包含一第三輻射導體部5131，具有一第三饋入導體線5132以及一第三接地導體線5133。該第三輻射導體部5131經由該第三饋入導體線5132電氣連接至一第三訊號源5134以及經由該第三接地導體線5133電氣連接至該第一邊緣503，形成一第三環圈路徑5135，產生至少一第三共振模態，該第三輻射導體部5131在該第一邊緣503具有一 第三投影線段5136。該第三環圈路徑5135從該第三訊號源5134，經過該第三饋入導體線5132，經過該第三輻射導體部5131，經過該第三接地導體線5133，再經過該第一邊緣503回到該第三訊號源5134。該第四天線514，位於該第二側空間502，並包含一第四輻射導體部5141，具有一第四饋入導體線5142以及一第四接地導體線5143，該第四輻射導體部5141經由該第四饋入導體線5142電氣連接至一第四訊號源5144以及經由該第四接地導體線5143電氣連接至該第一邊緣503，形成一第四環圈路徑5145，產生至少一第四共振模態，該第四輻射導體部5141在該第一邊緣503具有一第四投影線段5146。該第四環圈路徑5145從該第四訊號源5144，經過該第四饋入導體線5142，經過該第四輻射導體部5141，經過該第四接地導體線5143，再經過該第一邊緣503回到該第四訊號源5144。該第一投影線段5116與該第三投影線段5136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段5126與該第四投影線段5146部分重疊但不會完全重疊。該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段，並且該四天線陣列51沿著該第一邊緣503延伸的該最大陣列長度d介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。該第一環圈路徑5115、該第二環圈路徑5125、該第三環圈路徑5135與該第四環圈路徑5145之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。其中該第一饋入導體線5112 與該第一接地導體線5113電氣連接至該第一輻射導體部5111。該第二饋入導體線5122與該第二輻射導體部5121之間具有一第二耦合間隙5127，該第二耦合間隙5127之間距d2小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。該第二接地導體線5123電氣連接至該第二輻射導體部5121。藉由該第二耦合間隙5127，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第二環圈路徑5125的電感性，因此能成功減少該第二環圈路徑5125之長度。該第三饋入導體線5132與該第三輻射導體部5131之間具有一第三耦合間隙5137，該第三耦合間隙5137之間距d3小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。該第三接地導體線5133電氣連接至該第三輻射導體部5131。藉由該第三耦合間隙5137，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第三環圈路徑5135的電感性，因此能成功減少該第三環圈路徑5135之長度。該第四饋入導體線5142與該第四接地導體線5143電氣連接至該第四輻射導體部5141。該第一輻射導體部5111、該第二輻射導體部5121、該第三輻射導體部5131與該第四輻射導體部5141之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。該第一投影線段5116、該第二投影線段5126、該第三投影線段5136與該第四投影線段5146之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.01倍波長至0.22倍波長之間。其中該第一訊號源5114、該第二訊號源5124、該第三訊號源5134與該第四訊號源5144為射頻電路模組、射頻積體電 路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
該多天線通訊裝置5中的該四天線陣列51，雖然其第一請入導體線5112電氣連接至該第一輻射導體部5111，並且其第四饋入導體線5142電氣連接至該第四輻射導體部5141，與該多天線通訊裝置1有些微差異。然而當該第一訊號源5114以及該第四訊號源5144為射頻電容匹配電路時，同樣能夠產生電容性阻抗，有效補償該第一環圈路徑5115以及該第四環圈路徑5145的電感性，因此能成功減少該第一環圈路徑5115以及該第四環圈路徑5145之長度。因此該多天線通訊裝置5同樣藉由在該第一邊緣503設計四個彼此相鄰並且縮小化的該第一環圈路徑5115、該第二環圈路徑5125、該第三環圈路徑5135與該第四環圈路徑5145，能夠有效激發該接地導體面50產生更均勻的強電流分佈，因此各自產生該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態。並且能有效減緩該四天線陣列51輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態的操作頻寬。該四天線陣列51並且同樣設計該縮小化的第一環圈路徑5115與該第二環圈路徑5125位於該第一側空間501，以及同樣設計該縮小化的第三環圈路徑5135與該第四環圈路徑5145位於該第二側空間502。位於該第一側空間501的該第一環圈路徑5115與該第二環圈路徑5125，同樣能有效於該第一邊緣503激發相 反的電流分佈。位於該第二側空間502的該第三環圈路徑5135與該第四環圈路徑5145，同樣能有效於該第一邊緣503激發相反的電流分佈。如此同樣可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列51沿著該第一邊緣延伸503的最大陣列長度d。並且設計該第一投影線段5116與該第三投影線段5136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段5126與該第四投影線段5146部分重疊但不會完全重疊。能夠有效降低該第一側空間501與該第二側空間502的相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度，因此能更加減少該四天線陣列51的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。因此該多天線通訊裝置5能達成與該多天線通訊裝置1類似的技術功效。
本揭露多天線通訊裝置5可以是設計用來涵蓋廣域無線網路系統(WWAN,Wireless Wide Area Network)、多輸入多輸出天線系統(MIMO System,Multi-input Multi-output System)、長程演進系統(LTE,Long Term Evolution)、場型切換天線系統(Pattern Switchable Antenna System)、無線個人網路系統(WLPN,Wireless Personal Network)、無線通訊區域網路系統(WLAN,Wireless Local Area Network)、波束成型天線系統(Beam-Forming Antenna System)、近場通訊傳輸系統(NFC,Near Field Communication)、數位電視廣播系統(DTV,Digital Television Broadcasting System)或衛星定 位導航系統(GPS,Global Positioning System)的系統頻段操作。本揭露多天線通訊裝置5，其中該四天線陣列51可以單一組四天線陣列51或多組四天線陣列51實現於多天線通訊裝置5當中，該多天線通訊裝置5為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
第6A圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置6結構圖。第6B圖為本揭露一實施例之多天線通訊裝置6之四天線陣列61結構圖。如第6A圖所示，該多天線通訊裝置6，包含一接地導體面60以及一四天線陣列61。該接地導體面60，分隔出一第一側空間601以及相對於該第一側空間601的一第二側空間602，並且該接地導體面60具有一第一邊緣603。該四天線陣列61，其位於該第一邊緣603，該四天線陣列61具有一最大陣列長度d沿著該第一邊緣603延伸。如第6A圖與第6B圖所示，該四天線陣列61，並包含一第一天線611、一第二天線612、一第三天線613以及一第四天線614。如第6B圖所示，該第一天線611，位於該第一側空間601，並包含一第一輻射導體部6111，其具有一第一饋入導體線6112以及一第一接地導體線6113。該第一輻射導體部6111經由該第一饋入導體線6112電氣連接至一第一訊號源6114以及經由該第一接地導體線6113電氣連接至該第一邊緣603，形成一第一環圈路徑6115，產生至少一第一共振模態，該第一輻射導體部6111在該第一邊緣603具有一第一投影線段6116。該第一環圈 路徑6115從該第一訊號源6114，經過該第一饋入導體線6112，經過該第一輻射導體部6111，經過該第一接地導體線6113，再經過該第一邊緣603回到該第一訊號源6114。該第二天線612，位於該第一側空間601，並包含一第二輻射導體部6121，具有一第二饋入導體線6122以及一第二接地導體線6123。該第二輻射導體部6121經由該第二饋入導體線6122電氣連接至一第二訊號源6124以及經由該第二接地導體線6123電氣連接至該第一邊緣603，形成一第二環圈路徑6125，產生至少一第二共振模態，該第二輻射導體部6121在該第一邊緣603具有一第二投影線段6126。該第二環圈路徑6125從該第二訊號源6124，經過該第二饋入導體線6122，經過該第二輻射導體部6121，經過該第二接地導體線6123，再經過該第一邊緣603回到該第二訊號源6124。該第三天線613，位於該第二側空間602，並包含一第三輻射導體部6131，具有一第三饋入導體線6132以及一第三接地導體線6133。該第三輻射導體部6131經由該第三饋入導體線6132電氣連接至一第三訊號源6134以及經由該第三接地導體線6133電氣連接至該第一邊緣603，形成一第三環圈路徑6135，產生至少一第三共振模態，該第三輻射導體部6131在該第一邊緣603具有一第三投影線段6136。該第三環圈路徑6135從該第三訊號源6134，經過該第三饋入導體線6132，經過該第三輻射導體部6131，經過該第三接地導體線6133，再經過該第一邊緣603回到該第三訊號源6134。該第四天線614，位於該 第二側空間602，並包含一第四輻射導體部6141，具有一第四饋入導體線6142以及一第四接地導體線6143，該第四輻射導體部6141經由該第四饋入導體線6142電氣連接至一第四訊號源6144以及經由該第四接地導體線6143電氣連接至該第一邊緣603，形成一第四環圈路徑6145，產生至少一第四共振模態，該第四輻射導體部6141在該第一邊緣603具有一第四投影線段6146。該第四環圈路徑6145從該第四訊號源6144，經過該第四饋入導體線6142，經過該第四輻射導體部6141，經過該第四接地導體線6143，再經過該第一邊緣603回到該第四訊號源6144。該第一投影線段6116與該第三投影線段6136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段6126與該第四投影線段6146部分重疊但不會完全重疊。該第一6118、第二6128、第三6138與第四共振模態6148涵蓋至少一相同的第一通訊頻段，並且該四天線陣列61沿著該第一邊緣603延伸的該最大陣列長度d介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。該第一環圈路徑6115、該第二環圈路徑6125、該第三環圈路徑6135與該第四環圈路徑1145之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。其中該第一接地導體線6113與該第一輻射導體部6111之間具有一第一耦合間隙6117，該第一耦合間隙6117之間距d1小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。該第一饋入導體線6112電氣連接至該第一輻射導體部6111。藉由該第一耦合間隙6117，能夠 產生電容性阻抗，有效補償該第一環圈路徑6115的電感性，因此能成功減少該第一環圈路徑6115之長度。該第二饋入導體線6122與該第二輻射導體部6121之間具有一第二耦合間隙6127，該第二耦合間隙6127之間距d2小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。該第二接地導體線6123電氣連接至該第二輻射導體部6121。藉由該第二耦合間隙6127，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第二環圈路徑6125的電感性，因此能成功減少該第二環圈路徑6125之長度。該第三饋入導體線6132與該第三輻射導體部6131之間具有一第三耦合間隙6137，該第三耦合間隙6137之間距d3小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。該第三接地導體線6133電氣連接至該第三輻射導體部6131。藉由該第三耦合間隙6137，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第三環圈路徑6135的電感性，因此能成功減少該第三環圈路徑6135之長度。該第四接地導體線6143與該第四輻射導體部6141之間具有一第四耦合間隙6147，該第四耦合間隙6147之間距d4小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。該第四饋入導體線6142電氣連接至該第四輻射導體部6141。藉由該第四耦合間隙6147，能夠產生電容性阻抗，有效補償該第四環圈路徑6145的電感性，因此能成功減少該第四環圈路徑6145之長度。該第一輻射導體部6111、該第二輻射導體部6121、該第三輻射導體部6131與該第四輻射導體部6141之長度均介於該第一通訊頻段最低操 作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。該第一投影線段6116、該第二投影線段6126、該第三投影線段6136與該第四投影線段6146之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.01倍波長至0.22倍波長之間。其中該第一訊號源6114、該第二訊號源6124、該第三訊號源6134與該第四訊號源6144為射頻電路模組、射頻積體電路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
該多天線通訊裝置6中的該四天線陣列61，雖然其第一饋入導體線6112電氣連接至該第一輻射導體部6111，並且其第四饋入導體線6142電氣連接至該第四輻射導體部6141，與該多天線通訊裝置1有些微差異。然而當該第一耦合間隙6117以及該第四耦合間隙6147同樣能夠產生電容性阻抗，有效補償該第一環圈路徑6115以及該第四環圈路徑6145的電感性，因此能成功減少該第一環圈路徑6115以及該第四環圈路徑6145之長度。因此該多天線通訊裝置6同樣藉由在該第一邊緣603設計四個彼此相鄰並且縮小化的該第一環圈路徑6115、該第二環圈路徑6125、該第三環圈路徑6135與該第四環圈路徑6145，能夠有效激發該接地導體面60產生更均勻的強電流分佈，因此各自產生該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態。並且能有效減緩該四天線陣列61輸入阻抗隨頻率的變化程度，來增加各自該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態的操作 頻寬。該四天線陣列61並且同樣設計該縮小化的第一環圈路徑6115與該第二環圈路徑6125位於該第一側空間601，以及同樣設計該縮小化的第三環圈路徑6135與該第四環圈路徑6145位於該第二側空間602。位於該第一側空間601的該第一環圈路徑6115與該第二環圈路徑6125，同樣能有效於該第一邊緣603激發相反的電流分佈。位於該第二側空間602的該第三環圈路徑6135與該第四環圈路徑6145，同樣能有效於該第一邊緣603激發相反的電流分佈。如此同樣可以有效降低位於同一側空間兩個相鄰縮小化環圈路徑的封包相關係數，因此能夠有效減少兩個相鄰縮小化環圈路徑的間隔距離，來更加縮小該四天線陣列61沿著該第一邊緣延伸603的最大陣列長度d。並且設計該第一投影線段6116與該第三投影線段6136部分重疊但不會完全重疊，該第二投影線段6126與該第四投影線段6146部分重疊但不會完全重疊。能夠有效降低該第一側空間601與該第二側空間602的相鄰縮小化環圈路徑的空間波能量耦合程度，因此能更加減少該四天線陣列61的整體尺寸，並同時提升天線輻射特性。因此該多天線通訊裝置6能達成與該多天線通訊裝置1類似的技術功效。
本揭露多天線通訊裝置6可以是設計用來涵蓋廣域無線網路系統(WWAN,Wireless Wide Area Network)、多輸入多輸出天線系統(MIMO System,Multi-input Multi-output System)、長程演進系統(LTE,Long Term Evolution)、場型切換天線系統(Pattern Switchable Antenna System)、無線個 人網路系統(WLPN,Wireless Personal Network)、無線通訊區域網路系統(WLAN,Wireless Local Area Network)、波束成型天線系統(Beam-Forming Antenna System)、近場通訊傳輸系統(NFC,Near Field Communication)、數位電視廣播系統(DTV,Digital Television Broadcasting System)或衛星定位導航系統(GPS,Global Positioning System)的系統頻段操作。本揭露多天線通訊裝置6，其中該四天線陣列61可以單一組四天線陣列61或多組四天線陣列61實現於多天線通訊裝置6當中，該多天線通訊裝置6為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
本揭露提出一種具有低相關係數特性的整合式多天線通訊裝置設計方式，其能有效縮小多天線陣列應用於通訊裝置的整體尺寸，能來滿足未來高資料傳輸速度多天線通訊裝置的實際應用需求。
綜上所述，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。

Claims (19)

  1. 一種多天線通訊裝置，包含：一接地導體面，該接地導體面分隔出一第一側空間以及相對於該第一側空間的一第二側空間，並且該接地導體面具有一第一邊緣；以及一四天線陣列，其位於該第一邊緣，該四天線陣列具有一最大陣列長度沿著該第一邊緣延伸，該四天線陣列包含：一第一天線，位於該第一側空間，並包含一第一輻射導體部，其具有一第一饋入導體線以及一第一接地導體線，該第一輻射導體部經由該第一饋入導體線電氣連接至一第一訊號源以及經由該第一接地導體線電氣連接至該第一邊緣，其中，從該第一訊號源開始，經過該第一饋入導體線、該第一輻射導體部、該第一接地導體線、該第一邊緣並回到該第一訊號源以形成一第一環圈路徑，產生至少一第一共振模態，該第一輻射導體部在該第一邊緣具有一第一投影線段；一第二天線，位於該第一側空間，並包含一第二輻射導體部，具有一第二饋入導體線以及一第二接地導體線，該第二輻射導體部經由該第二饋入導體線電氣連接至一第二訊號源以及經由該第二接地導體線電氣連接至該第一邊緣，其中，從該第二訊號源開始，經過該第二饋入導體線、該第二輻射導體部、該第二接地導體線、該第一邊緣並回到該第二訊號源以形成一第二環圈路徑，產生至少一第二共振模態，該第二輻射導體部在該第一邊緣具有一第二投影線段；一第三天線，位於該第二側空間，並包含一第三輻射導體部，具有一第三饋入導體線以及一第三接地導體線，該第三輻射導體部經由該第三饋入導體線電氣連接至一第三訊號源以及經由該第三接地導體線電氣連接至該第一邊緣，其中，從該第三訊號源開始，經過該第三饋入導體線、該第三輻射導體部、該第三接地導體線、該第一邊緣並回到該第三訊號源以形成一第三環圈路徑，產生至少一第三共振模態，該第三輻射導體部在該第一邊緣具有一第三投影線段；及一第四天線，位於該第二側空間，並包含一第四輻射導體部，具有一第四饋入導體線以及一第四接地導體線，該第四輻射導體部經由該第四饋入導體線電氣連接至一第四訊號源以及經由該第四接地導體線電氣連接至該第一邊緣，其中，從該第四訊號源開始，經過該第四饋入導體線、該第四輻射導體部、該第四接地導體線、該第一邊緣並回到該第四訊號源以形成一第四環圈路徑，產生至少一第四共振模態，該第四輻射導體部在該第一邊緣具有一第四投影線段；其中，該第一投影線段與該第三投影線段部分重疊，該第二投影線段與該第四投影線段部分重疊，該第一共振模態、該第二共振模態、該第三共振模態與該第四共振模態涵蓋至少一相同的第一通訊頻段，並且該四天線陣列沿著該第一邊緣延伸的該最大陣列長度介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.25倍波長至0.49倍波長之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一環圈路徑、該第二環圈路徑、該第三環圈路徑與該第四環圈路徑之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.1倍波長至0.369倍波長。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多天線通訊裝置，其中該第一環圈路徑從該第一訊號源，經過該第一饋入導體線，經過該第一輻射導體部，經過該第一接地導體線，再經過該第一邊緣回到該第一訊號源。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之多天線通訊裝置，其中該第二環圈路徑從該第二訊號源，經過該第二饋入導體線，經過該第二輻射導體部，經過該第二接地導體線，再經過該第一邊緣回到該第二訊號源。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之多天線通訊裝置，其中該第三環圈路徑從該第三訊號源，經過該第三饋入導體線，經過該第三輻射導體部，經過該第三接地導體線，再經過該第一邊緣回到該第三訊號源。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之多天線通訊裝置，其中該第四環圈路徑從該第四訊號源，經過該第四饋入導體線，經過該第四輻射導體部，經過該第四接地導體線，再經過該第一邊緣回到該第四訊號源。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一投影線段與該第三投影線段部分重疊但不會完全重疊，並且該第二投影線段與該第四投影線段部分重疊但不會完全重疊。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一饋入導體線或者該第一接地導體線與該第一輻射導體部之間可具有一第一耦合間隙，該第一耦合間隙之間距小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第二饋入導體線或者該第二接地導體線與該第二輻射導體部之間可具有一第二耦合間隙，該第二耦合間隙之間距小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第三饋入導體線或者該第三接地導體線與該第三輻射導體部之間可具有一第三耦合間隙，該第三耦合間隙之間距小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第四饋入導體線或者該第四接地導體線與該第四輻射導體部之間可具有一第四耦合間隙，該第四耦合間隙之間距小於或等於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.023倍波長。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一饋入導體線與該第一接地導體線電氣連接至該第一輻射導體部。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第二饋入導體線與該第二接地導體線電氣連接至該第二輻射導體部。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第三饋入導體線與該第三接地導體線電氣連接至該第三輻射導體部。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第四饋入導體線與該第四接地導體線電氣連接至該第四輻射導體部。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一輻射導體部、該第二輻射導體部、該第三輻射導體部與該第四輻射導體部之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.05倍波長至0.233倍波長之間。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一投影線段、該第二投影線段、該第三投影線段與該第四投影線段之長度均介於該第一通訊頻段最低操作頻率的0.01倍波長至0.22倍波長之間。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該四天線陣列可以單一組四天線陣列或多組四天線陣列實現於該多天線通訊裝置當中，該多天線通訊裝置為行動通訊裝置、無線通訊裝置、行動運算裝置、電腦系統、電信設備、網路設備或電腦或網路的週邊設備。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之多天線通訊裝置，其中該第一訊號源、該第二訊號源、該第三訊號源與該第四訊號源為射頻電路模組、射頻積體電路晶片、射頻電路開關、射頻濾波器電路、射頻雙工器電路、射頻傳輸線電路或射頻電容、電感、電阻匹配電路。
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