TWI737354B

TWI737354B - 微型雙頻帶天線系統

Info

Publication number: TWI737354B
Application number: TW109120282A
Authority: TW
Inventors: 陳淑娟; 利聖民
Original assignee: 國防大學
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-08-21
Also published as: TW202201853A

Abstract

本發明提供一種微型雙頻帶天線系統，包含：連接於一接地面的複數個天線單元。每個天線單元包含一基板、一饋入部及一迴圈結構。饋入部設置於基板上；迴圈結構設置於基板上，並包圍饋入部，其中迴圈結構包含一外圍延伸部；其中，外圍延伸部與饋入部之間的具有一耦合距離，且耦合距離關聯於天線單元的一第一共振模態及一第二共振模態，或者饋入部連接外圍延伸部，並包含電子元件，且電子元件的電性數值關聯於第一共振模態及第二共振模態。

Description

微型雙頻帶天線系統

本發明是關於一種天線，特別是一種微型雙頻帶天線系統。

目前行動通訊已進入第五代行動通訊技術(fifth generation mobile networks，5G)的時代，因此各種電子裝置內的天線設計也必須符合5G通訊的規格。然而5G天線設計具有困難度。為了因應5G通訊的高速傳輸需求，5G天線設計通常將支援多輸入多輸出(multi-input multi-output，MIMO)技術，這表示電子裝置中需要複數個5G天線單元來形成MIMO系統，而在電子裝置高屏占比的需求增加的情況下，電子裝置內部的天線放置空間也越來越小，也因此該等5G天線的間距必須變小，且天線本身的尺寸也必須縮小，如此將對5G天線單元之間的隔離度將造成極大影響。

有鑑於此，本發明提供一種新的微型雙頻天線結構，其具備多個天線單元形成MIMO系統，不僅可因應5G傳輸之需求，天線單元之間亦可具備良好的隔離度。

本發明的一目的是提供一種應用於電子裝置上的微型雙頻帶天線系統，包含：複數個天線單元。天線單元各自連接於接地面，並沿著第一方向排列。每個天線單元包含一基板、一饋入部及一迴圈結構。饋入部設置於基板上。迴圈結構設置於基板上，並包圍饋入部，其中迴圈結構包含沿著第一方向延伸的外圍延伸部。其中，外圍延伸部與饋入部之間具備一耦合距離，且耦合距離關聯於天線單元的第一共振模態及第二共振模態，或者饋入部連接外圍延伸部，並包含電子元件，且電子元件的電性數值關聯於第一共振模態及第二共振模態。藉此，本發明的微型雙頻帶天線系統可具備微型體積，適用於窄邊框之電子裝置，且天線單元之間可具備良好的隔離度。

1:微型雙頻帶天線系統

2:電子裝置

3:接地面

4:鍵盤

10、Ant1~Ant8:天線單元

11:基板

12:饋入部

121:饋入端

122:饋入部頂部

13:迴圈結構

131:外圍延伸部

132:第一短路部

133:第一延伸部

134:第二延伸部

135:第二短路部

136:第三延伸部

137:第四延伸部

50:第一天線群組

60:第二天線群組

3a:長邊

3b:第一側邊

3c:第二側邊

d1:第一間距

d2:第二間距

d3:第三間距

d4:第四間距

L1:第一長度

L2:第二長度

L3:第三長度

L4:第四長度

L5:第五長度

L6:第六長度

L7:第七長度

L8:第八長度

L9:第九長度

L10:第十長度

W1:第一寬度

W2:第二寬度

W3:第三寬度

W4:第四寬度

W5:第五寬度

W6:第六寬度

W7:第七寬度

W8:第八寬度

W9:第九寬度

W10:第十寬度

D1:第一短路點

D2:第二短路點

g1:耦合距離

A:電流饋入點

Y:第一方向

Z:第二方向

X:第三方向

123:電子元件

圖1是本發明第一型態的微型雙頻帶天線系統應用於電子裝置上之示意圖。

圖2是本發明一實施例的天線單元的結構示意圖。

圖3是本發明一實施例的天線單元的結構尺寸示意圖。

圖4是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統的反射係數的實驗結果圖。

圖5(A)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統的傳輸係數的第一實驗結果圖。

圖5(B)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統的傳輸係數的第二實驗結果圖。

圖6(A)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統的封包係數的第一實驗結果圖。

圖6(B)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統的封包係數的第二實驗結果圖。

圖7是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系的天線效率的實驗結果圖。

圖8是本發明一實施例的天線單元的第一參數對應反射係數的實驗結果圖。

圖9是本發明一實施例的天線單元的第二參數對應反射係數的實驗結果圖。

圖10是本發明第二型態的微型雙頻帶天線系統應用於電子裝置上的示意圖。

圖11是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統的反射係數實驗結果圖。

圖12是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統的傳輸係數實驗結果圖。

圖13是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統的封包係數實驗結果圖。

圖14是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統的天線效率實驗結果圖。

圖15是本發明另一實施例的天線單元的結構示意圖。

本文提供本發明的不同實施例，這些實施例是用於說明本發明的技術內容，而非用於限制本發明的權利範圍。一實施例的特徵可透過合適的修飾、置換、組合、分離以應用於其他實施例。應注意的是，在本文中，除了特別指明者之外，具備「一」元件不限於具備單一的該元件，而可具備一或更多的該元件。此外，在本文中，除了特別指明者之外，「第一」、「第二」等序數，只是用於區別具有相同名稱的多個元件，並不表示它們之間存在位階、層級、執行順序、或製程順序，例如一「第一」元件與一「第二」元件可能一起出現在同一構件中，或分別出現在不同構件中，且序數較大的一元件的存在不必然表示序數較小的另一元件的存在。另外，在本文中，除了特別指明者之外，所謂的特徵甲「或」(or)或「及/或」(and/or)特徵乙，是指甲單獨存在、乙單獨存在、或甲與乙同時存在；所謂的特徵甲「及」(and)或「與」(and)或「且」(and)特徵乙，是指甲與乙同時存在；所謂的「包括」、「包含」、「具有」、「含有」，是指包括但不限於此。再者，由於人為誤差、量測環境不同等因素，在本文中，除了特別指明者之外，一數值可涵蓋該數值的±10%的範圍，特別是該數值±5%的範圍。除了特別指明者之外，一數值範圍是由較小端點數、較小四分位數、中位數、較大四分位數、及較大端點數所定義的多個子範圍所組成。

圖1是本發明第一型態的一微型雙頻帶天線系統1用於一電子裝置2上之示意圖。如圖1所示，微型雙頻帶天線系統1包含複數個天線單元10，其中部分天線單元10可組成一第一天線群組50，第一天線群組50以外的至少一部分天線單元10可組成一第二天線群組60。電子裝置2包含一接地面3，其中接地面3可以是電子裝置2的一機板，例如顯示螢幕的機板，且在一些實施例中，接地面3可為一金屬接地面。該等天線單元10各自連接於接地面3，並沿著一第一方向(Y)延伸排列，其中第一天線群組50及第二天線群組60分別鄰近於接地面3的相對二側邊3b、3c。此外，每個天線單元10可具備相同或相似(例如差異不多於五個)的結構及大小，而為方便說明，本文皆以每個天線單元10皆相同的態樣來舉例。

在一實施例中，天線單元10具有一第一共振模態及一第二共振模態，其中第一共振模態定義為至少可涵蓋3300MHz至3600MHz，第二共振模態定義為至少可涵蓋4800MHz至5000MHz，符合5G傳輸之所需，但不限於此。

在此說明電子裝置1。電子裝置1可以是各種具備機板的裝置，例如筆記型電腦、平板電腦、手機、桌上型電腦、各種觸控裝置等，且不限於此；為方便說明，本文皆以電子裝置1為筆記型電腦做為舉例。當電子裝置1是筆記型電腦時，其可具備一鍵盤4。鍵盤4與接地面3可具備相同大小，但並非限定。在一實施例中，電子裝置1是以市售13吋(例如約300×200mm²)筆記型電腦的大小為依據，但本發明亦可用於其它尺寸的筆記型電腦上。在一實施例中，當電子裝置1放置於桌面且為正常使用狀態時(例如接地面3與鍵盤4之間具備至少90度的夾角時)，天線單元10是連接於接地面3的遠離桌面的一長邊3a上。

在此說明第一天線群組50及第二天線群組60。第一天線群組50與第二天線群組60之間可具有一間距(第一間距d1)。在一實施例中，第一間距d1可介於80至100毫米(millimeter，mm)之間(亦即80mm≦d1≦100mm)，但不限於此。需注意的是，後續段落中所指之「介於某上限及下限之間」亦涵蓋了等於該上限及該下限之態樣。在一實施例中，第一間距(d1)可介於85mm至95mm之間。在一實施例中，第一間距(d1)為90mm，並可增減0至1mm。此外，在一實施例中，第一天線群組50可鄰近於接地面3的側邊(第一側邊3b)，第二天線群組60可鄰近於另一側邊(第二側邊3c)，其中第一天線群組50與第一側邊3b之間可具備一間距(第二間距d2)，其中，在一實施例中，第二間距d2可介於5至15mm之間。在一實施例中，第一間距為10mm，並可增減0至1mm。另外，在一實施例中，第二天線群組60與第二側邊3c之間亦具有間距，且該間距可等同於第二間距d2，但並非限定。

第一天線群組50或第二天線群組60可由至少二天線單元10以一固定間距(第三間距d3)間隔排列而組成。在一實施例中，固定間距d3實質上小於或等於第一共振模態(例如3300MHz~3600MHz)所能涵蓋的最小頻率(例如3300MHz)所對應的波長的0.055倍(d3≦0.055 λ，其中λ為第一共振模態所能涵蓋的最小頻率所對應的波長)。在一實施例中，第三間距d3可介於0.5至1.5mm之間。在一實施例中，第三間距d3可為1mm，並可增減0至0.1mm。在一實施例中，相鄰的二天線單元10之間的第三間距d3可被填補一金屬片(圖未顯示)，即相鄰二天線單元以該金屬片而隔開，但並非限定。為方便說明，本文皆以第一天線群組50及第二天線群組60皆由四個天線單元10(Ant1~Ant4、Ant5~Ant8)以第三間距d3間隔排列而組成之態樣來舉例。

另外，第一天線群組50具備在第一方向(Y)上延伸的一長度(第一長度L1)，其中第一長度L1可介於90至100mm之間；在一實施例中，第一長度L1可為95mm，並可增減0至1mm。第一天線群組50亦具備在一第二方向(Z)上延伸的一高度(定義為第一寬度W1)，其中第二方向(Z)可實質上正交於第一方向(Y)，但並非限定。在一實施例中，第一寬度W1實質上小於或等於第一共振模態所能涵蓋的最小頻率所對應的波長的0.055倍(W1≦0.055 λ)。在一實施例中，第一寬度W1可介於1至3mm之間。在一實施例中，第一寬度W1可為2mm，並可增減0至0.1mm。在一實施例中，第二天線群組亦具備第一長度L1及第一寬度W1，但並非限定。據此，天線單元10自接地面3延伸出來的寬度僅在3mm以下，故適用於各種窄邊框設計的電子裝置1。

接著說明天線單元10，並請同時參考圖1至圖3，其中圖2是本發明一實施例的天線單元10的結構示意圖，圖3是本發明一實施例的天線單元10的結構尺寸示意圖。由於每個天線單元10的結構與大小可相同，因此本文僅以單一個單天線元件10的結構來舉例說明。

如圖2所示，天線單元10可包含一基板11、一饋入部12及一迴圈結構13，其中饋入部12及迴圈結構13為金屬。饋入部12設置於基板11上，亦即以一第三方向(X)觀之，饋入部12與基板11重疊，其中第三方向(X)實質上與第一方向(Y)及第二方向(Z)正交。饋入部12包含沿著第二方向(Z)延伸的一饋入端121以及沿著第一方向(Y)延伸的一饋入部頂部122。此外，迴圈結構13亦設置於基板11上。此外，迴圈結構13包圍饋入部12，使饋入部12位於接地面3及迴圈結構13之間。在一實施例中，饋入部12的形狀可以是T型或類似T型，且饋入部頂部122可以是沿著第一方向(Y)延伸的T型頂部或類T型頂部，但在另一實施例中，饋入部12亦可具備其他形狀，只要該形狀能讓饋入部12與外圍延伸部131透過耦合來產生所需的共振模態即可。為方便說明，下文中是以饋入部12為T型饋入部的態樣來舉例說明。

在一實施例中，基板11為FR4玻璃纖維基板，且其相對介電常數(relative dielectric constant)實質上為4.4，其正切損耗(loss tangent)實質上為0.02，但本發明不限於此，只要合理，基板11的相對介電常數及正切損耗可視需求而調整為其它適當值。

在一實施例中，饋入端121連接於饋入部頂部122的非中心處，因此饋入部12可為非對稱結構，但並非限定，在另一實施例中，饋入端121亦連接於饋入部頂部122的中心處。在一實施例中，饋入端121具有一電流饋入點A，用以供電流饋入，而當電流饋入後，天線單元10可激發出複數個共振模態。該電流饋入點A可鄰近接地面3並遠離饋入部頂部122。此外，接地面3上具有一接地點G，其位置可與電流饋入點A的位置相對應。在一實施例中，電流饋入點A及接地點G可連接至一50歐姆(50ohm)的同軸傳輸線。

在一實施例中，迴圈結構13包含一外圍延伸部131、一第一短路部132、一第一延伸部133、一第二延伸部134、一第二短路部135、一第三延伸部136及一第四延伸部137。外圍延伸部131鄰近於饋入部頂部122，並與基板11的最外側貼齊。第一短路部132與接地面3連接，並沿著第二方向(Z)延伸。第一延伸部133連接第一短路部132並沿著第一方向(Y)的反方向延伸，其中第一延伸部133與第一短路部132之間形成一彎折。第二延伸部134連接第一延伸部133及外圍延伸部131，其自第一延伸部133沿著第二方向(Z)延伸至外圍延伸部131，因此第二延伸部134與第一延伸部133之間以及與外圍延伸部131之間皆形成一彎折。第二短路部135與接地面3連接，並沿著第二方向(Z)延伸。第三延伸部136連接第二短路部135，並沿著第一方向(Y)延伸，因此第三延伸部136與第二短路部135之間形成彎折。第四延伸部137連接第三延伸部136及外圍延伸部131，並自第三延伸部136沿著第二方向(Z)延伸至外圍延伸部131，因此第四延伸部137與第三延伸部136之間形成彎折，並與外圍延伸部131之間形成彎折。此外，第一短路部132比第二延伸部134鄰近饋入部12，第二短路部135比第四延伸部137鄰近饋入部12。在一實施例中，饋入端121鄰近第二短路部136，並遠離第一短路部132。

在一實施例中，第一短路部132連接於接地面3處形成一第一短路點D1。第二短路部135連接於接地面3處形成一第二短路點D2，因此迴圈結構13可形成一雙短路迴圈金屬結構。

又如圖3所示，饋入端121具有在第二方向(Z)上延伸的一長度(第三長度L3)，在一實施例中，第三長度L3可為0.7mm，並可增減0至0.1mm。饋入端121亦具有在第一方向(Y)上延伸的一寬度(第三寬度W3)，在一實施例中，第三寬度W3可為0.5mm，並可增減0至0.1mm。此外，饋入部頂部122具有在第二方向(Z)上延伸的一寬度(第四寬度W4)，在一實施例中，第四寬度W4可為0.4mm，並可增減0至0.1mm。饋入部頂部122亦具有在第一方向(Y)上延伸的一長度(第四長度L4)，在一實施例中，第四長度L4可為6.5mm，並可增減0至0.1mm。另外，饋入部頂部122與接地面3之間具有一最短距離(第四間距d4)，在一實施例中，第四間距d4可為1mm，並可增減0至0.1mm。

外圍延伸部131具有在第一方向(Y)上延伸的一長度(第二長度L2)。在一實施例中，第二長度L2實質上小於或等於第一共振模態(例如3300MHz~3600MHz)所能涵蓋的最小頻率(例如3300MHz)所對應的波長的0.33倍(L2≦0.33 λ)。在一實施例中，第二長度L2為23mm，並可增減0至1mm。外圍延伸部131亦具有在第二方向(Z)上延伸的一寬度(第二寬度W2)，在一實施例中，第二寬度W2為0.4mm，並可增減0至0.1mm。此外，外圍延伸部131與饋入部12的饋入部頂部122之間具有一最短距離(耦合距離g1)。在一實施例中，耦合距離 g1實質上小於或等於第一共振模態所能涵蓋的最小頻率所對應的波長的0.011倍(g1≦0.011 λ)。在一實施例中，耦合距離g1可介於0.1至0.3mm之間。在一實施例中，耦合距離g1可為0.2mm，並可增減0至0.1mm。

第一短路部132具有在第一方向(Y)上延伸的一寬度(第五寬度W5)，在一實施例中，第五寬度W5為0.5mm，並可增減0至0.1mm。第一短路部133亦具有在第二方向(Z)上延伸的一長度(第五長度L5)，第五長度L5亦可視為第一延伸部133與接地面3之有的一最短距離。在一實施例中，第五長度L5為0.8mm，並可增減0至0.1mm。

第一延伸部133具有在第一方向(Y)上延伸的一長度(第六長度L6)，在一實施例中，第六長度L6為2mm，並可增減0至0.1mm。第一延伸部133亦具有在第二方向(Z)上延伸的一寬度(第六寬度W6)。此外，第二延伸部134具有在第一方向(Y)上延伸的一長度(第七長度L7)，在一實施例中，第七長度L7為0.5mm，並可增減0至0.1mm。第二延伸部134亦具有在第二方向(Z)上延伸的一寬度(第七寬度W7)，第一寬度W7亦可視為外圍延伸部131與第一延伸部133之間的最短距離。在一實施例中，第七寬度W7為0.3mm，並可增減0至0.1mm。

第二短路部135具有在第一方向(Y)上延伸的一寬度(第八寬度W8)，在一實施例中，第八寬度W8為0.5mm，並可增減0至0.1mm。第二短路部135亦具有在第二方向(Z)上延伸的一長度(第八長度L8)，第八長度L8亦可視為第三延伸部136與接地面3之間的最短距離。在一實施例中，第八長度L8為1mm，並可增減0至0.1mm。

第三延伸部136具有在第一方向(Y)上延伸的一長度(第九長度L9)以及在第二方向(Z)上延伸的一寬度(第九寬度W9)，在一實施例中，第九長度L9為11.4mm，並可增減0至1mm。

第四延伸部137具有在第一方向(Y)上延伸的一長度(第十長度L10)，並且具有在第二方向(Z)上延伸的一寬度(第十寬度W10)。在一實施例中，第十長度L10為0.5mm，並可增減0至0.1mm。在一實施例中，第十寬度W10為0.3mm，並可增減0至0.1mm。此外，第十寬度W10可視為外圍延伸部131與第三延伸部136之間的最短距離。

由此可知，天線單元10是透過饋入部12耦合激發迴圈結構13的平衡式共振模態設計，因此能產生5G傳輸所需的第一共振模態及第二共振模態。

接著將針對微型雙頻帶天線系統1的實驗結果進行說明；需注意的是，此處「實驗」可例如是利用天線模擬軟體(例如ANSYSHFSS軟體)所進行的模擬實驗，或者是利用天線實品進行的實體量測實驗，且不限於此。

首先針對微型雙頻帶天線系統1的操作頻帶進行說明。圖4是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第一型態)的反射係數(reflection coefficient)的實驗結果圖。圖4是以業界常用的反射係數小於-6dB之條件做為微型雙頻帶天線系統1的操作頻帶之依據，此外S11表示為天線單元Ant1的反射係數，S22表示為天線單元Ant2的反射係數，並依此類推。如圖4所示，微型雙頻帶天線系統1中的每個天線單元10在5G傳輸所需的操作頻段(3300至3600MHz及4800至5000MHz)皆具備低於-6dB的反射係數，因此每個天線單元10皆可產生兩個適用5G傳輸的共振模態。

接著針對微型雙頻帶天線系統1的隔離度進行說明。圖5(A)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第一型態)的傳輸係數(transmission coefficient)的第一實驗結果圖，圖5(B)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第一型態)的傳輸係數的第二實驗結果圖，其中圖5(A)用於說明第一天線群組50中的各天線單元10之間的隔離度，圖5(B)用於說明第一天線群組50與第二天線群組60之間的隔離度。在圖5(A)及圖5(B)中，S12表示天線單元Ant1與天線單元Ant2之間的傳輸係數，S23表示天線單元Ant2及天線單元Ant3之間的傳輸係數，並依此類推。由於在業界的慣例中，若二天線元件之間的傳輸係數小於-10dB表示該二天線元件之間具備良好的隔離度，因此本文亦以傳輸係數小於-10dB做為隔離度是否符合需求的依據。另外，由於第一天線群組50與第一天線群組60可具備相同大小及數量的天線單元10，且二群組中的天線單元10的排列方式亦可相同，因此圖5(A)的內容亦可用於說明第二天線群組60中各天線單元10之間的隔離度。

如圖5(A)所示，傳輸係數S12、S13、S14、S23、S24、S34在3300至3600MHz的頻段及4800至5000的頻段皆低於-10dB，表示天線單元Ant1~Ant4之間皆可具備良好的隔離度。由於第二天線群組60中各天線單元10的配置與第一天線群組50相同，故可直接適用圖5(A)的結果。又如圖5(B)所示，傳輸係數S45、S46、S47、S48在3300至3600MHz的頻段及4800至5000的頻段皆低於-10dB，表示第一天線群組50中最接近第二天線群組60的天線單元Ant4與第二天線群組60中的各天線單元Ant5~Ant8之間皆具備良好的隔離度，亦即第一天線群組50與第二天線群組60之間具備良好的隔離度。此外，由於天線單元Ant4與第二天線群組60之間的第一距離d1遠大於第一天線群組50中各天線單元10之間的間距，因此傳輸係數S45~S48會具備比傳輸係數S12~S34更好的隔離度。各天線單元10之間具備良好隔離度的原因之一在於，每個天線單元10採用了透過饋入部12耦合迴圈結構13的平衡式共振模態設計，大部分的電流會在迴圈結構13之中流動而不會或少量(例如流入相鄰天線單元10的電流僅是迴圈結構13中的電流的50%以下)流入相鄰的天線單元10，也因此各天線單元10之間可具備良好的隔離度。

接著針對微型雙頻帶天線系統1的封包係數(envelope correlation coefficient，ECC)進行說明。圖6(A)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第一型態)的封包係數的第一實驗結果圖，圖6(B)是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第一型態)的封包係數的第二實驗結果圖，其中圖6(A)用於說明第一天線群組50中的各天線單元10之間的封包係數，圖6(B)用於說明第一天線群組50與第二天線群組60之間的封包係數。對於MIMO天線系統而言，封包係數小於0.5將可符合業界使用的標準，其中封包係數關聯於各天線之間的通道獨立性。此外在圖6(A)及6(B)中，二天線單元10之間的封包係數是在二天線單元10之間加入橫線符號，例如Ant1-Ant2即是表示天線單元Ant1與Ant2之間的封包係數，並依此類推。

如圖6(A)所示，第一天線群組50中的各天線單元10之間的封包係數皆小於0.5，表示第一天線群組50中的各天線之間的通道獨立性可符合業界需求。由於第二天線群組60中各天線單元10的配置與第一天線群組50相同，故可直接適用圖6(A)的結果。又如圖6(B)所示，第一天線群組50中的天線單元Ant4與第二天線群組60中的各天線單元Ant5~Ant8之間的封包係數亦皆小於0.5，因此表示第一天線群組50與第二天線群組60之間的通道獨立性亦符合業界需求。

接著針對微型雙頻帶天線系統1的天線效率進行說明。圖7是本發明一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第一型態)的天線效率的實驗結果圖。圖7是以業界常用的天線效率高於35%之條件做為評估依據。如圖7所示，每個天線單元10在5G傳輸所需的操作頻段(3300至3600MHz及4800至5000MHz)皆具備高於35%的天線效率，因此微型雙頻帶天線系統1能符合業界的需求。

接著針對微型雙頻帶天線系統1的設計機制進行說明。圖8是本發明一實施例的天線單元10的一第一參數對應反射係數之實驗結果圖，其用於顯示天線單元10的第一參數調整時，反射係數的變化情形，其中第一參數是定義為外圍延伸部131與該饋入部頂部122之間的耦合距離g1。如圖8所示，當耦合距離g1由0.3mm縮小至0.1mm時，第一共振模態及第二共振模態皆有明顯的降頻趨勢，因此可知第一共振模態及第二共振模態會受到耦合距離g1的影響，其中當耦合距離g1越小，饋入部12與迴圈結構13之間的耦合能量將越大，進而使第一共振模態及第二共振模態發生降頻的趨勢。

圖9是本發明一實施例的天線單元10的一第二參數對應反射係數之實驗結果圖，其用於顯示天線單元10的第二參數調整時，反射係數的變化情形，其中第二參數是定義為外圍延伸部131於第一方向(Y)上的長度(即第二長度L2)。如圖9所示，當第二長度L2由25mm縮小至21mm時，第一共振模態及第二共振模態皆有明顯的升頻趨勢，因此可知第一共振模態及第二共振模態會受到第二長度L2的影響，換言之，迴圈結構13的尺寸將會對第一共振模態及第二共振模態產生影響。

由圖8及圖9可知，耦合距離g1及第二長度L2將會影響第一共振模態及第二共振模態，因此本發明之設計將可透過耦合距離g1及第二長度L2來調整所需的共振模態及共振頻率點。

此外，本發明的第一天線群組50及第二天線群組60之間亦可有不同的配置方式。圖10是本發明第二型態的微型雙頻帶天線系統1(應用於電子裝置上)的示意圖。本實施例的各種細節(例如天線單元10的結構等)與圖1實施例大致相同，故以下僅針對差異進行說明。本實施例與圖1實施例的差異在於，圖1實施例的第一天線群組50及第二天線群組60之間具有較大間距，而本實施例的第一天線群組50及第二天線群組60之間的間距可較小，在本實施例中，第一天線群組50及第二天線群組60之間的間距(第一間距d1)最小相等於固定間距d3，換言之，本實施例的第一間距d1至少等於固定間距d3，並且本實施例的第一間距d1小於圖1實施例的第一間距d1(例如本實施例的第一間距d1至多為圖1實施例的第一間距d1的一半，甚至更小)。此外，在本實施例中，第一天線群組50及第二天現群組60皆鄰近第一側邊3b及第二側邊3c的其中一者，並遠離另一者。

圖11是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第二型態)的反射係數之實驗結果圖。如圖11所示，每個天線單元10在5G傳輸所需的操作頻段皆具備低於-6dB的反射係數，因此每個天線單元10皆可產生兩個適用5G傳輸的共振模態。

圖12是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第二型態)的傳輸係數實驗結果圖。如圖12所示，相鄰的天線單元10之間的傳輸係數皆小於-10dB，亦即，各天線單元10之間具備良好的隔離度。

圖13是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第二型態)的封包係數實驗結果圖。如圖13所示，相鄰的天線單元10之間的封包係數皆小於0.5，亦即，各天線單元10之間的通道獨立性皆能符合業界需求。

圖14是本發明另一實施例的微型雙頻帶天線系統1(第二型態)的天線效率實驗結果圖。如圖14所示，每個天線單元10在5G傳輸所需的操作頻段皆具備高於35%的天線效率，因此能符合業界的需求。

此外，本發明的天線單元10的結構亦可具備不同實施例。圖15是本發明另一實施例的天線單元10的結構示意圖。本實施例的各種細節與圖2實施例大致相同，故以下僅針對差異進行說明。本實施例與圖2實施例的差異在於，本實施例的饋入部12與外圍延伸部131之間不具備間距，饋入部12連接外圍延伸部131，且饋入部12包含一電子元件123，其中該電子元件123的一電性數值關聯於第一共振模態及第二共振模態。

電子元件123可例如是各種被動元件，例如但不限於為晶片電容、晶片電感、晶片電阻等，而電性數值亦隨著被動元件的類型而改變，例如晶片電容的電性數值為電容值，晶片電阻的電性數值為電阻值等，本發明不限於此；為方便說明，下文皆以晶片電容來舉例說明。在一實施例中，當晶片電容的電容值越大時，第一共振模態及第二共振模態的中心頻率亦會變低。在一實施例中，當第一共振模態及第二共振模態為5G的操作模態時，晶片電容所對應的電容值大約為0.2pF皮法拉(picofarad，pF)，但不限於此。因此，晶片電容的設置可取代其它實施例所需的耦合距離(g1)。需注意的是，上述電子元件123的態樣僅是舉例而非限定。

藉此，本發明提供了一種微型雙頻帶天線系統1的多種實施態樣，其天線單元10不僅體積小可適用於窄邊框設計的電子裝置上，亦可符合5G傳輸所需的需求，並且天線單元10之間能具備良好的隔離度，進而達成現有產品所無法提供的功效。此外，本文中的實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於該等實施例。