TWI699040B

TWI699040B - 天線結構

Info

Publication number: TWI699040B
Application number: TW108115320A
Authority: TW
Inventors: 蕭安廷; 游上賢; 詹長庚
Original assignee: 啓碁科技股份有限公司
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2020-07-11
Also published as: US11011849B2; US20200350690A1; TW202042440A

Abstract

一種天線結構，包括：一輻射金屬部、一第一饋入金屬部、一第二饋入金屬部、一金屬環、一接地金屬部、一第一介質層、一第二介質層，以及一貫通金屬部。輻射金屬部具有一第一槽孔、一第二槽孔、一第三槽孔、一第四槽孔，其共同包圍住一第一開孔、一第二開孔、一第三開孔，以及一第四開孔。第一饋入金屬部係延伸進入第一開孔。第二饋入金屬部係延伸進入第二開孔。第一介質層係設置於輻射金屬部和金屬環之間。第二介質層係設置於金屬環和接地金屬部之間。貫通金屬部係將輻射金屬部上之一第一連接點耦接至接地金屬部上之一第二連接點。

Description

天線結構

本發明係關於一種天線結構(Antenna Structure)，特別係一種多頻帶(Multiband)之天線結構。

隨著行動通訊技術的發達，行動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如：行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850 MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

天線(Antenna)為無線通訊領域中不可缺少之元件。倘若用於接收或發射信號之天線其頻寬(Bandwidth)不足，則很容易造成行動通訊裝置之通訊品質下降。因此，如何設計出小尺寸、多頻帶之天線元件，對天線設計者而言是一項重要課題。

在較佳實施例中，本發明提出一種天線結構，包括：一輻射金屬部，具有一第一槽孔、一第二槽孔、一第三槽孔、一第四槽孔、一第一開孔、一第二開孔、一第三開孔，以及一第四開孔，其中該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔之一組合係包圍住該第一開孔、該第二開孔、該第三開孔，以及該第四開孔；一第一饋入金屬部，耦接至一第一饋入點，並延伸進入該第一開孔；一第二饋入金屬部，耦接至一第二饋入點，並延伸進入該第二開孔；一金屬環；一接地金屬部；一第一介質層，設置於該輻射金屬部和該金屬環之間；一第二介質層，設置於該金屬環和該接地金屬部之間；以及一貫通金屬部，將該輻射金屬部上之一第一連接點耦接至該接地金屬部上之一第二連接點，其中該第一介質層與該第二介質層兩者之介電常數不同。

在一些實施例中，該第一連接點係位於該輻射金屬部之中心處，而該第二連接點係位於該接地金屬部之中心處。

在一些實施例中，該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔係彼此完全分離。

在一些實施例中，該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔之每一者皆呈現一圓弧形或一倒U字形。

在一些實施例中，該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔皆排列於一特定圓周上，而該特定圓周之中心係位於該第一連接點處。

在一些實施例中，該第一槽孔對應於一第一圓心角，該第二槽孔對應於一第二圓心角，該第三槽孔對應於一第三圓心角，該第四槽孔對應於一第四圓心角，而該第一圓心角、該第二圓心角、該第三圓心角，以及該第四圓心角皆介於30度至80度之間。

在一些實施例中，該第一開孔、該第二開孔、該第三開孔，以及該第四開孔之每一者皆呈現一圓形。

在一些實施例中，該第一開孔、該第二開孔、該第三開孔，以及該第四開孔係分別位於一特定正方形之四個頂點上，而該特定正方形之中心係位於該第一連接點處。

在一些實施例中，該金屬環於該輻射金屬部上具有一垂直投影，而該金屬環之該垂直投影係大致與該特定圓周互相重合。

在一些實施例中，該天線結構之一操作頻帶係涵蓋介於1117MHz至1137MHz之間之一第一頻率區間、介於1166MHz至1186MHz之間之一第二頻率區間，或(且)介於1565MHz至1585MHz之間之一第三頻率區間。

在一些實施例中，該輻射金屬部為圓形且其直徑係介於該操作頻帶之0.36倍至0.69倍波長之間。

在一些實施例中，該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔之每一者之徑向寬度皆介於該操作頻帶之0.003倍至0.02倍波長之間。

在一些實施例中，該金屬環為圓形且其直徑係介於該操作頻帶之0.294倍至0.525倍波長之間。

在一些實施例中，該金屬環之寬度係介於該操作頻帶之0.008倍至0.015倍波長之間。

在一些實施例中，該貫通金屬部為圓柱形且其直徑係介於該操作頻帶之0.002倍至0.058倍波長之間。

在一些實施例中，該第一介質層具有一第一介電常數，該第二介質層具有一第二介電常數，而該第一介電常數和該第二介電常數之比值係介於3至10之間。

在一些實施例中，該第一介質層具有一第一厚度，該第二介質層具有一第二厚度，而該第一厚度和該第二厚度之比值係介於3至13之間。

在一些實施例中，該第一饋入金屬部包括：一第一饋入圓盤，設置於該輻射金屬部之該第一開孔內，其中該第一饋入圓盤和該輻射金屬部之間形成一第一耦合間隙；以及一第一連接部，其中該第一饋入圓盤係經由該第一連接部耦接至該第一饋入點。

在一些實施例中，該第二饋入金屬部包括：一第二饋入圓盤，設置於該輻射金屬部之該第二開孔內，其中該第二饋入圓盤和該輻射金屬部之間形成一第二耦合間隙；以及一第二連接部，其中該第二饋入圓盤係經由該第二連接部耦接至該第二饋入點。

在一些實施例中，該天線結構更包括：一電路層；一第三介質層，設置於該接地金屬部和該電路層之間；以及一參考接地金屬部，其中該貫通金屬部更將該接地金屬部上之該第二連接點耦接至該參考接地金屬部上之一第三連接點。

為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構(Antenna Structure)100之分解圖。第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構100之俯視圖。如第1、2圖所示，天線結構100至少包括：一輻射金屬部(Radiation Metal Element)110、一第一饋入金屬部(Feeding Metal Element)120、一第二饋入金屬部130、一金屬環(Metal Loop)140、一接地金屬部(Ground Metal Element)150、一第一介質層(Dielectric Layer)161、一第二介質層162，以及一貫通金屬部(Via Metal Element)170。第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之輻射金屬部110之俯視圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之金屬環140之俯視圖。請一併參考第1、2、3、4圖以理解本發明。

貫通金屬部170可以是一螺絲柱(Screw Column)。貫通金屬部170係穿透第一介質層161和第二介質層162，並將輻射金屬部110上之一第一連接點(Connection Point)CP1耦接至接地金屬部150上之一第二連接點CP2。例如，第一連接點CP1可位於輻射金屬部110之中心處，而第二連接點CP2可位於接地金屬部150之中心處，但亦不僅限於此。

輻射金屬部110具有一第一槽孔(Slot)111、一第二槽孔112、一第三槽孔113、一第四槽孔114、一第一開孔(Opening)115、一第二開孔116、一第三開孔117，以及一第四開孔118，其中第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114之一組合係包圍住第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118。在一些實施例中，第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114之每一者皆呈現一圓弧形(Arc-Shape)。第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114係彼此完全分離。詳細而言，第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114可皆排列於一特定圓周(Circumference)RC上，而此特定圓周RC之中心可位於第一連接點CP1處。根據特定圓周RC之中心，第一槽孔111係對應於一第一圓心角(Central Angle)θ1，第二槽孔112係對應於一第二圓心角θ2，第三槽孔113係對應於一第三圓心角θ3，而第四槽孔114係對應於一第四圓心角θ4，其中第一圓心角θ1、第二圓心角θ2、第三圓心角θ3，以及第四圓心角θ4可以彼此相等或是不等。在一些實施例中，第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118之每一者皆呈現一圓形。第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118係彼此完全分離。詳細而言，第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118可分別位於一特定正方形SC之四個頂點上，而此特定正方形SC之中心亦可位於第一連接點CP1處。換言之，第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114可沿第一連接點CP1而呈現點對稱排列，而第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118亦可沿第一連接點CP1而呈現點對稱排列。

第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113、第四槽孔114、第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118之前述形狀皆可根據不同需求進行調整，其可呈現任意之幾何形狀。在另一些實施例中，第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114皆排列於一第一幾何圖形(Geometric Pattern)之外圍上，而第一開孔115、第二開孔116、第三開孔117，以及第四開孔118皆排列於一第二幾何圖形之外圍上，其中第一幾何圖形和第二幾何圖形可具有各種形狀，例如：正方形、長方形、八邊形，或是橢圓形，但亦不僅限於此。

第一饋入金屬部120係耦接至一第一饋入點(Feeding Point)FP1，並延伸進入輻射金屬部110之第一開孔115。詳細而言，第一饋入金屬部120包括一第一饋入圓盤(Feeding Disc)121和一第一連接部(Connection Element)122，其中第一饋入圓盤121係經由第一連接部122耦接至第一饋入點FP1。第一饋入圓盤121可與輻射金屬部110位於同一平面上。第一饋入圓盤121係設置於輻射金屬部110之第一開孔115內，其中第一饋入圓盤121和輻射金屬部110之間形成一第一耦合間隙(Coupling Gap)GC1。第一連接部122可與第一饋入圓盤121大致互相垂直，其中第一連接部122可穿透過第一介質層161和第二介質層162再耦接至第一饋入圓盤121。

第二饋入金屬部130係耦接至一第二饋入點FP2，並延伸進入輻射金屬部110之第二開孔116。詳細而言，第二饋入金屬部130包括一第二饋入圓盤131和一第二連接部132，其中第二饋入圓盤131係經由第二連接部132耦接至第二饋入點FP2。第二饋入圓盤131可與輻射金屬部110位於同一平面上。第二饋入圓盤131係設置於輻射金屬部110之第二開孔116內，其中第二饋入圓盤131和輻射金屬部110之間形成一第二耦合間隙GC2。第二連接部132可與第二饋入圓盤131大致互相垂直，其中第二連接部132可穿透過第一介質層161和第二介質層162再耦接至第二饋入圓盤131。

在一些實施例中，用於容納第一饋入圓盤121和第二饋入圓盤131之輻射金屬部110之第一開孔115和第二開孔116係彼此相鄰，而非彼此相對。第一饋入圓盤121和第二饋入圓盤131亦可改為分別設置於輻射金屬部110之其他任意二個相鄰開孔之內，而不影響本發明之效果。第一饋入點FP1和第二饋入點FP2可耦接至同一信號源(Signal Source)或是不同二個信號源。若第一饋入點FP1和第二饋入點FP2之間之一饋入相位差(Feeding Phase Difference)設定為大致等於90度，則天線結構100將可提供圓極化(Circularly-Polarized)之輻射場型(Radiation Pattern)，以利於傳送或接收各種方向之無線信號。

金屬環140係處於浮接狀態(Floating)，其不直接耦接至其他任何金屬元件。輻射金屬部110、金屬環140，以及接地金屬部150三者可大致互相平行。金屬環140於輻射金屬部110上具有一垂直投影(Vertical Projection)，其中金屬環140之垂直投影可大致與前述之特定圓周RC互相重合。換言之，金屬環140可與輻射金屬部110之第一槽孔111、第二槽孔112、第三槽孔113，以及第四槽孔114皆大致互相對齊。根據實際量測結果，金屬環140係由輻射金屬部110所耦合激發，從而可增加天線結構100之操作頻寬(Operation Bandwidth)並強化天線結構100之隔離度(Isolation)。接地金屬部150可用於提供一接地電位(Ground Voltage)。在另一些實施例中，金屬環140和接地金屬部150之形狀皆可根據不同需求進行調整，其可呈現任意之幾何形狀。

第一介質層161係設置於輻射金屬部110和金屬環140之間。第二介質層162係設置於金屬環140和接地金屬部150之間。詳細而言，第一介質層161具有相對之一第一表面E1和一第二表面E2，而第二介質層162具有相對之一第三表面E3和一第四表面E4，其中輻射金屬部110係設置於第一介質層161之第一表面E1上，金屬環140係設置於第一介質層161之第二表面E2和第二介質層162之第三表面E3之間，而接地金屬部150係設置於第二介質層162之第四表面E4上。

在一些實施例中，天線結構100之一操作頻帶(Operation Frequency Band)係涵蓋下列頻率區間(Frequency Interval)之任一或複數者：介於1117MHz至1137MHz之間之一第一頻率區間、介於1166MHz至1186MHz之間之一第二頻率區間，或(且)介於1565MHz至1585MHz之間之一第三頻率區間。因此，天線結構100至少可支援GPS(Global Positioning System)之多頻帶操作。

在一些實施例中，天線結構100之元件尺寸和元件參數可如下列所述。輻射金屬部110可為圓形且其直徑(Diameter)DE1可介於天線結構100之操作頻帶之0.36倍至0.69倍波長之間(0.36λ～0.69λ)。例如，天線結構100之操作頻帶可指第一頻率區間、第二頻率區間，以及第三頻率區間其中之頻率最低者，但亦不僅限於此。第一槽孔111之第一圓心角θ1、第二槽孔112之第二圓心角θ2、第三槽孔113之第三圓心角θ3，以及第四槽孔114之第四圓心角θ4可皆介於30度至80度之間，較佳可皆大致等於57.4度。第一槽孔111之(徑向)寬度W1、第二槽孔112之(徑向)寬度W2、第三槽孔113之(徑向)寬度W3，以及第四槽孔114之(徑向)寬度W4皆可介於天線結構100之操作頻帶之0.003倍至0.02倍波長之間(0.003λ～0.02λ)。第一饋入圓盤121之中心至輻射金屬部110之中心之間距DF1可介於天線結構100之操作頻帶之0.064倍至0.123倍波長之間(0.064λ～0.123λ)。第二饋入圓盤131之中心至輻射金屬部110之中心之間距DF2可介於天線結構100之操作頻帶之0.064倍至0.123倍波長之間(0.064λ～0.123λ)。金屬環140可為圓形且其直徑DE2(其最外圍之直徑)可介於天線結構之操作頻帶之0.294倍至0.525倍波長之間(0.294λ～0.525λ)。金屬環140之寬度W5可介於天線結構100之操作頻帶之0.008倍至0.015倍波長之間(0.008λ～0.015λ)。特定圓周RC之直徑可以大致等於金屬環140之直徑DE2。第一耦合間隙GC1之寬度可介於天線結構100之操作頻帶之0.006倍至0.012倍波長之間(0.006λ～0.012λ)。第二耦合間隙GC2之寬度可介於天線結構100之操作頻帶之0.006倍至0.012倍波長之間(0.006λ～0.012λ)。貫通金屬部170可為圓柱形且其直徑DE3可介於天線結構100之操作頻帶之0.002倍至0.058倍波長之間(0.002λ～0.058λ)。第一介質層161具有一第一介電常數(Dielectric Substrate)εr1，而第二介質層162具有一第二介電常數εr2，其中第一介電常數和第二介電常數之比值(εr1/εr2)可介於3至10之間，較佳可介於4.5至6.5之間。第一介質層161具有一第一厚度H1，而第二介質層162具有一第二厚度H2，其中第一厚度H1和第二厚度H2之比值(H1/H2)可介於3至13之間，較佳可介於9至11之間。以上元件尺寸和元件參數之範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化天線結構100之操作頻寬和阻抗匹配(Impedance Matching)。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構500之分解圖。第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構500之組合圖。第5、6圖和第1圖相似。在第5、6圖之實施例中，天線結構500包括：一輻射金屬部510、一第一饋入金屬部120、一第二饋入金屬部130、一金屬環140、一接地金屬部150、一第一介質層161、一第二介質層162、一第三介質層163、一貫通金屬部170、一電路層(Circuit Layer)180，以及一參考接地金屬部(Reference Metal Element)190。

輻射金屬部510具有一第一槽孔511、一第二槽孔512、一第三槽孔513、一第四槽孔514、一第一開孔515、一第二開孔516、一第三開孔517，以及一第四開孔518。第一饋入金屬部120係耦接至一第一饋入點FP1，並延伸進入第一開孔515。第二饋入金屬部130係耦接至一第二饋入點FP2，並延伸進入第二開孔516。在第5、6圖之實施例中，第一槽孔511、第二槽孔512、第三槽孔513，以及第四槽孔514之每一者皆具有二個末端彎折，故其可大致呈現一倒U字形。根據實際量測結果，此種設計可用於微調天線結構500之阻抗匹配。

第三介質層163係設置於接地金屬部150和電路層180之間。詳細而言，第三介質層163具有相對之一第五表面E5和一第六表面E6，其中接地金屬部150係設置於第三介質層163之第五表面E5上，而電路層180係設置於第三介質層163之第六表面E6上。在一些實施例中，天線結構500更包括一控制電路及其相關走線(未顯示)，其皆可與電路層180互相整合，以微縮整體天線尺寸。參考接地金屬部190可用於提供一系統接地電位(System Ground Voltage)。參考接地金屬部190可以大致呈現一矩形、一正方形，或其他幾何圖形。貫通金屬部170更穿透接地金屬部150、第三介質層163，以及電路層180，並將接地金屬部150上之一第二連接點CP2耦接至參考接地金屬部190上之一第三連接點CP3，以強化天線結構500之接地穩定度。例如，第三連接點CP3可位於參考接地金屬部190之中心處，但亦不僅限於此。

第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構500之S參數(S-Parameter)圖，其中第一饋入點FP1可作為天線結構500之一第一埠(Port 1)，而第二饋入點FP2可作為天線結構500之一第二埠(Port 2)。第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構500之輻射效率(Radiation Efficiency)圖。根據第7圖之S11參數，天線結構500之一操作頻帶可涵蓋介於1166MHz至1186MHz之間之一第二頻率區間，以及介於1565MHz至1585MHz之間之一第三頻率區間。在前述操作頻帶內，天線結構500之隔離度(亦即，S21參數之絕對值)皆可大於30dB，而天線結構500之輻射效率皆可高於70%，此已可滿足一般通訊裝置之實際應用需求。

在一些實施例中，天線結構500之元件尺寸和元件參數可如下列所述。接地金屬部150至參考接地金屬部190之間距可介於天線結構500之操作頻帶之0.031倍至0.089倍波長之間(0.031λ～0.089λ)。參考接地金屬部190之長度L6可大於天線結構500之操作頻帶之0.5倍波長(＞0.5λ)。參考接地金屬部190之寬度W6可大於天線結構500之操作頻帶之0.5倍波長(＞0.5λ)。以上元件尺寸和元件參數之範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化天線結構500之操作頻寬和阻抗匹配。第5、6圖之天線結構500之其餘特徵皆與第1、2、3、4圖之天線結構100類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

本發明提出一種新穎之天線結構。相較於傳統設計，本發明之天線結構至少具有小尺寸(Small Size)、寬頻帶(Wide Bandwidth)、圓極化(Circular Polarization)，以及低製造成本(Low Manufacturing Cost)等優勢，故其很適合應用於各種各式之通訊裝置當中。

值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件形狀、元件參數，以及頻率範圍皆非為本發明之限制條件。天線設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之天線結構並不僅限於第1-8圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-8圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之天線結構當中。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、500:天線結構 110、510:輻射金屬部 111、511:第一槽孔 112、512:第二槽孔 113、513:第三槽孔 114、514:第四槽孔 115、515:第一開孔 116、516:第二開孔 117、517:第三開孔 118、518:第四開孔 120:第一饋入金屬部 121:第一饋入圓盤 122:第一連接部 130:第二饋入金屬部 131:第二饋入圓盤 132:第二連接部 140:金屬環 150:接地金屬部 161:第一介質層 162:第二介質層 163:第三介質層 170:貫通金屬部 180:電路層 190:參考接地金屬部 CP1:第一連接點 CP2:第二連接點 CP3:第三連接點 DE1、DE2、DE3:直徑 DF1、DF2:間距 E1:第一表面 E2:第二表面 E3:第三表面 E4:第四表面 E5:第五表面 E6:第六表面 FP1:第一饋入點 FP2:第二饋入點 GC1:第一耦合間隙 GC2:第二耦合間隙 H1:第一厚度 H2:第二厚度 L6:長度 RC:特定圓周 S11:S11參數 S21:S21參數 SC:特定正方形 W1、W2、W3、W4、W5、W6:寬度 θ1:第一圓心角 θ2:第二圓心角 θ3:第三圓心角 θ4:第四圓心角

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之分解圖。第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之俯視圖。第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之輻射金屬部之俯視圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之金屬環之俯視圖。第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之分解圖。第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之組合圖。第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之S參數圖。第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之輻射效率圖。

100:天線結構

110:輻射金屬部

120:第一饋入金屬部

121:第一饋入圓盤

122:第一連接部

130:第二饋入金屬部

131:第二饋入圓盤

132:第二連接部

140:金屬環

150:接地金屬部

161:第一介質層

162:第二介質層

170:貫通金屬部

CP1:第一連接點

CP2:第二連接點

E1:第一表面

E2:第二表面

E3:第三表面

E4:第四表面

FP1:第一饋入點

FP2:第二饋入點

H1:第一厚度

H2:第二厚度

Claims

一種天線結構，包括：一輻射金屬部，具有一第一槽孔、一第二槽孔、一第三槽孔、一第四槽孔、一第一開孔、一第二開孔、一第三開孔，以及一第四開孔，其中該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔之一組合係包圍住該第一開孔、該第二開孔、該第三開孔，以及該第四開孔；一第一饋入金屬部，耦接至一第一饋入點，並延伸進入該第一開孔；一第二饋入金屬部，耦接至一第二饋入點，並延伸進入該第二開孔；一金屬環；一接地金屬部；一第一介質層，設置於該輻射金屬部和該金屬環之間；一第二介質層，設置於該金屬環和該接地金屬部之間；以及一貫通金屬部，將該輻射金屬部上之一第一連接點耦接至該接地金屬部上之一第二連接點，其中該第一介質層與該第二介質層兩者之介電常數不同。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一連接點係位於該輻射金屬部之中心處，而該第二連接點係位於該接地金屬部之中心處。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔係彼此完全分離。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔之每一者皆呈現一圓弧形或一倒U字形。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔皆排列於一特定圓周上，而該特定圓周之中心係位於該第一連接點處。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一槽孔對應於一第一圓心角，該第二槽孔對應於一第二圓心角，該第三槽孔對應於一第三圓心角，該第四槽孔對應於一第四圓心角，而該第一圓心角、該第二圓心角、該第三圓心角，以及該第四圓心角皆介於30度至80度之間。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一開孔、該第二開孔、該第三開孔，以及該第四開孔之每一者皆呈現一圓形。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一開孔、該第二開孔、該第三開孔，以及該第四開孔係分別位於一特定正方形之四個頂點上，而該特定正方形之中心係位於該第一連接點處。
如申請專利範圍第5項所述之天線結構，其中該金屬環於該輻射金屬部上具有一垂直投影，而該金屬環之該垂直投影係大致與該特定圓周互相重合。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該天線結構之一操作頻帶係涵蓋介於1117MHz至1137MHz之間之一第一頻率區間、介於1166MHz至1186MHz之間之一第二頻率區間，或(且)介於1565MHz至1585MHz之間之一第三頻率區間。
如申請專利範圍第10項所述之天線結構，其中該輻射金屬部為圓形且其直徑係介於該操作頻帶之0.36倍至0.69倍波長之間。
如申請專利範圍第10項所述之天線結構，其中該第一槽孔、該第二槽孔、該第三槽孔，以及該第四槽孔之每一者之徑向寬度皆介於該操作頻帶之0.003倍至0.02倍波長之間。
如申請專利範圍第10項所述之天線結構，其中該金屬環為圓形且其直徑係介於該操作頻帶之0.294倍至0.525倍波長之間。
如申請專利範圍第10項所述之天線結構，其中該金屬環之寬度係介於該操作頻帶之0.008倍至0.015倍波長之間。
如申請專利範圍第10項所述之天線結構，其中該貫通金屬部為圓柱形且其直徑係介於該操作頻帶之0.002倍至0.058倍波長之間。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一介質層具有一第一介電常數，該第二介質層具有一第二介電常數，而該第一介電常數和該第二介電常數之比值係介於3至10之間。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一介質層具有一第一厚度，該第二介質層具有一第二厚度，而該第一厚度和該第二厚度之比值係介於3至13之間。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一饋入金屬部包括：一第一饋入圓盤，設置於該輻射金屬部之該第一開孔內，其中該第一饋入圓盤和該輻射金屬部之間形成一第一耦合間隙；以及一第一連接部，其中該第一饋入圓盤係經由該第一連接部耦接至該第一饋入點。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第二饋入金屬部包括：一第二饋入圓盤，設置於該輻射金屬部之該第二開孔內，其中該第二饋入圓盤和該輻射金屬部之間形成一第二耦合間隙；以及一第二連接部，其中該第二饋入圓盤係經由該第二連接部耦接至該第二饋入點。
如申請專利範圍第1項所述之天線結構，更包括：一電路層；一第三介質層，設置於該接地金屬部和該電路層之間；以及一參考接地金屬部，其中該貫通金屬部更將該接地金屬部上之該第二連接點耦接至該參考接地金屬部上之一第三連接點。