TWI836864B - 複合式多天線裝置 - Google Patents

Abstract

本案提供一種複合式多天線裝置，包含一介質基座、一接地部、一第一天線模組至第六天線模組。介質基座包含一底板及其四側邊垂直連接第一側板至第四側板。接地部設置於底板之第二表面。第一天線模組包含一第一饋入傳輸線及一耦合饋入天線。第二天線模組包含一第二饋入傳輸線及一第一迴圈天線。第三天線模組包含一第三饋入傳輸線、一第一金屬支路及一第二金屬支路。第四天線模組包含一第四饋入傳輸線、一第一槽孔天線及一第二槽孔天線。第五天線模組包含一第五饋入傳輸線及一第三槽孔天線。第六天線模組包含一第六饋入傳輸線、一第三金屬支路及一第二迴圈天線。

Description

複合式多天線裝置

本案係有關一種無線通訊領域，特別是關於一種可同時支援5G（LB/MB）、GPS、5G-FR1及Wi-Fi 6E頻段之複合式多天線裝置。

隨著5G網路時代的來臨，物聯網的技術也蓬勃發展，穿戴式裝置也是其中的一部份，在早期指針式手錶只單純用來看時間，到現在智慧型電子手錶也開始發展起來，在行動電話上打電話以及上網的功能逐漸地在智慧型手錶上也能看見。且在未來更可能單純利用一支智慧型電子手錶就可以遠端控制家裡或公司內的電子設備。

然而，由於智慧型電子手錶的內部空間有限，使得天線設計的限制愈來愈多。因此，如何在智慧型電子手錶上設計出同時滿足手錶空間、天線縮小化及頻寬需求，為當前天線設計之重點。

本案提供一種複合式多天線裝置，包含一介質基座、一接地部、一第一天線模組、一第二天線模組、一第三天線模組、一第四天線模組、一第五天線模組以及一第六天線模組。

在複合式天線裝置中，介質基座包含一底板及其四側邊垂直連接之一第一側板、一第二側板、一第三側板及一第四側板，第一側板相對於第三側板，第二側板相對於第四側板，且第四側板外表面設有一金屬部，底板具有一第一表面及一第二表面。接地部設置於底板之第二表面。第一天線模組包含一第一饋入傳輸線及一耦合饋入天線，第一饋入傳輸線設置於第一表面上並延伸至第一側板之內表面，耦合饋入天線位於第一側板之內表面上並延伸至第一表面而連接至接地部，第一饋入傳輸線激發耦合饋入線以分別形成一平面倒F天線路徑及一迴圈路徑。第二天線模組包含一第二饋入傳輸線及一第一迴圈天線，第二饋入傳輸線設置於第一表面上並延伸至第三側板之內表面，第一迴圈天線設置於第三側板之內表面，以利用第二饋入傳輸線耦合第一迴圈天線。第三天線模組包含一第三饋入傳輸線、一第一金屬支路及一第二金屬支路，第三饋入傳輸線設置於第一表面上，第一金屬支路設置於第二側板之內表面，第二金屬支路設置於第二側板之外表面，以利用第三饋入傳輸線連接第一金屬支路並耦合第二金屬支路。第四天線模組包含一第四饋入傳輸線、一第一槽孔天線及一第二槽孔天線，第四饋入傳輸線設置於第一表面上並延伸至第四側板之內表面，第一槽孔天線位於第四側板之外表面及第二表面且開設於金屬部及接地部上，第二槽孔天線設置於第四側板之外表面且開設於金屬部上，以利用第四饋入傳輸線耦合第一槽孔天線及第二槽孔天線。第五天線模組包含一第五饋入傳輸線及一第三槽孔天線，第五饋入傳輸線設置於第一表面上並延伸至第四側板之內表面，第三槽孔天線設置於第四側板之外表面及第二表面且開設於金屬部及接地部上，以利用第五饋入傳輸線耦合第三槽孔天線。第六天線模組包含一第六饋入傳輸線、一第三金屬支路及一第二迴圈天線，第六饋入傳輸線設置於第一表面上，第三金屬支路設置於第二側板之內表面，第二迴圈天線設置於第二側板之內表面並位於第三金屬支路外側，以利用第六饋入傳輸線連接第三金屬支路並耦合第二迴圈天線。

在一實施例中，第一饋入傳輸線係由一第一饋入點延伸出，第二饋入傳輸線係由一第二饋入點延伸出，第三饋入傳輸線係由一第三饋入點延伸出，第四饋入傳輸線係由一第四饋入點延伸出，第五饋入傳輸線係由一第五饋入點延伸出，第六饋入傳輸線係由一第六饋入點延伸出。

如同前面實施例所述，本案提出一種複合式多天線裝置，其係利用複數組天線模組設置在介質基座上，以便在天線縮小化之前提下，增加天線可操作頻寬，使複合式多天線裝置可以同時支援5G（LB/MB）、GPS、5G-FR1及Wi-Fi 6E頻段，以符合新一代的通訊需求。因此，本案可以讓使用本案之複合式天線裝置的穿戴式裝置在使用上維持良好的傳輸性能和最佳的使用體驗。

以下將配合相關圖式來說明本案的實施例。此外，實施例中的圖式有省略部份元件或結構，以清楚顯示本案的技術特點。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或電路，必須瞭解的是，儘管術語“第一”、“第二”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域或功能，但是這些元件、部件、區域及/或功能不應受這些術語的限制，這些術語僅用於將一個元件、部件、區域或功能與另一個元件、部件、區域或功能區隔開來。

請同時參閱圖1、圖2及圖3所示，一複合式多天線裝置10係包含一介質基座12、一接地部14、一第一天線模組16、一第二天線模組18、一第三天線模組20、一第四天線模組22、一第五天線模組24以及一第六天線模組26。介質基座12包含一底板121及其四側邊垂直連接之四側板，四側板分別為一第一側板122、一第二側板123、一第三側板124及一第四側板125，第一側板122相對於第三側板124，第二側板123相對於第四側板125，且第一側板122之兩端分別連接第二側板123及第四側板125的同一側，第三側板124之兩端分別連接第二側板123及第四側板125的另一同側，其中第四側板125表面設有一金屬部28。底板121具有一第一表面121a及一第二表面121b，第一表面121a係為被第一側板122、第二側板123、第三側板124及第四側板125圍繞的內表面，第二表面121b則為相對於第一表面121a的另一外表面。接地部14係設置於底板121之第二表面121b，使接地部14大致覆蓋第二表面121b。

在本實施例中，第一天線模組16係設置在底板121之第一表面121a上且位於第一側板122之內表面。第二天線模組18係設置在底板121之第一表面121a上，且位於第三側板124之內表面。第三天線模組20係設置在底板121之第一表面121a上，且位於第二側板123之內表面及外表面。第四天線模組22係設置在底板121之第一表面121a及第二表面121b上，且位於第四側板125之內表面及外表面。第五天線模組24係設置在底板121之第一表面121a及第二表面121b上，且位於第四側板125之內表面及外表面上。第六天線模組26係設置在底板121之第一表面121a上，且位於第二側板123之內表面。本案利用第一天線模組16、第二天線模組18、第三天線模組20、第四天線模組22、第五天線模組24以及第六天線模組26環設在介質基座12周圍，使天線收訊更加且無死角，並可利用不同的天線組合來支援不同的頻段需求。

在一實施例中，複合式多天線裝置10係安裝於一智慧型電子手錶內，使智慧型電子手錶能夠無死角的接收、發射不同頻段的無線訊號，以有效支援5G（LB/MB）、GPS、5G-FR1及Wi-Fi 6E的頻段。

如圖1、圖2及圖3所示，第一天線模組16包含一第一饋入傳輸線161及一耦合饋入天線162。第一饋入傳輸線161設置於第一表面121a上，由一第一饋入點Port A開始延伸出，並延伸至第一側板122之內表面後再彎折延伸。耦合饋入天線162設置在第一側板122之內表面上並延伸至第一表面121a而連接至接地部14，第一饋入傳輸線161耦合激發此耦合饋入天線162以分別形成一平面倒F天線路徑及一迴圈路徑。在一實施例中，耦合饋入天線162更包含一長金屬支路163、一短金屬支路164及一延伸金屬支路165，皆設置在第一側板122之內表面上。長金屬支路163位於第一饋入傳輸線161之上方且於其一側連續彎折延伸至第一饋入傳輸線161的另一側，並彎折延伸至第一表面121a而連接至接地部14，以透過第一饋入傳輸線161及長金屬支路163形成平面倒F天線路徑。短金屬支路164位於第一饋入傳輸線161及長金屬支路163之間且與第一饋入傳輸線161間隔設置，短金屬支路164之一端連接長金屬支路163，以透過第一饋入傳輸線161及短金屬支路164與位於第一表面121a的部分長金屬支路163形成迴圈路徑。延伸金屬支路165位於長金屬支路163及第一饋入傳輸線161之間，且連接長金屬支路163及短金屬支路164，以利用延伸金屬支路165來調整頻寬。

在一實施例中，第一天線模組16更進一步包含一諧振電路166，諧振電路166的一端垂直連接第一饋入傳輸線161，另一端則連接至接地部（短路端）14，此諧振電路166包含串聯的一電感元件L1及一電容元件C1，以利用諧振電路166來調整頻寬，以提升低頻的頻寬。

在一實施例中，在第一天線模組16中，使用50Ω的微帶線作為第一饋入傳輸線161，長金屬支路163之電流路徑長度為70.95 mm，激發在0.91 GHz的頻段，長金屬支路163所形成之平面倒F天線路徑的共振路徑係為操作頻率0.22倍波長的長度。短金屬支路164與部分長金屬支路163所形成之電流路徑（迴圈路徑）長度為24.95 mm，激發在2.04 GHz的頻段，此迴圈路徑之共振路徑係為操作頻率0.17倍波長的長度。並且，長金屬支路163的二倍頻模態激發在1.9 GHz的頻段。基此，第一天線模組16可以有效支援5G（LB/MB）的頻段操作範圍。

如圖1及圖4所示，第二天線模組18包含一第二饋入傳輸線181及一第一迴圈天線182。第二饋入傳輸線181設置於第一表面121a上，由一第二饋入點Port B開始延伸出，並延伸至第三側板124之內表面。第一迴圈天線182設置於第三側板124之內表面，第一迴圈天線182的前段係與第二饋入傳輸線181平行間隔設置，然後由第二饋入傳輸線181的一側連續彎折延伸至第二饋入傳輸線181的另一側，以利用第二饋入傳輸線181耦合激發第一迴圈天線182。

在一實施例中，在第二天線模組18中，使用50Ω的微帶線作為第二饋入傳輸線181，第一迴圈天線182激發在1.575～1.602 GHz的頻段。基此，第二天線模組18可以有效支援GPS的頻段操作範圍。

如圖1、圖5及圖6所示，第三天線模組20包含一第三饋入傳輸線201、一第一金屬支路202及一第二金屬支路203，且第一金屬支路202及第二金屬支路203係為單極天線。第三饋入傳輸線201設置於第一表面121a上，由一第三饋入點Port 1開始延伸出，並延伸至第二側板123之邊緣。第一金屬支路202設置於第二側板123之內表面，第一金屬支路202之一端連接第三饋入傳輸線201，另一端朝向第三側板124的方向彎折延伸。第二金屬支路203設置於第二側板123之外表面，第二金屬支路203係由一反L型金屬段203a及一ㄇ型金屬段203b連接組合而成，以利用第三饋入傳輸線201將訊號傳輸至第一金屬支路202，再耦合激發第二金屬支路203，以激發n77/n78/n79模態。

在一實施例中，在第三天線模組20中，使用50Ω的微帶線作為第三饋入傳輸線201，第二金屬支路203激發在3.4 GHz的頻段，第二金屬支路203之共振路徑係為操作頻率0.2倍波長的長度。基此，第三天線模組20可以有效支援5G-FR1的頻段操作範圍。

如圖1、圖3及圖6所示，第四天線模組22包含一第四饋入傳輸線221、一第一槽孔天線222及一第二槽孔天線223。第四饋入傳輸線221設置於第一表面121a上，由邊緣之一第四饋入點Port 3開始延伸出，並延伸至第四側板125之內表面的外邊緣後再彎折朝向內邊緣的方向延伸。第一槽孔天線222設置於第四側板125之外表面及第二表面121b且開設於金屬部28及接地部14上，呈現一L型槽孔設計，第二槽孔天線223設置於第四側板125之外表面且開設於金屬部28上，呈現一反L型槽孔設計，使第四饋入傳輸線221之垂直投影係與第二槽孔天線223交錯，以利用第四饋入傳輸線221耦合激發第一槽孔天線222及第二槽孔天線223，以激發n77/n78/n79模態。在一實施例中，在作為匹配線段之第四饋入傳輸線221中更設置有一電容元件C2，以用來調整阻抗匹配。

在一實施例中，在第四天線模組22中，使用50Ω的微帶線作為第四饋入傳輸線221，第一槽孔天線222的寬度為1.2 mm，第一槽孔天線222之電流路徑長度為16.75 mm，第一槽孔天線222激發在3.34 GHz的頻段，第一槽孔天線222之共振路徑係為操作頻率0.18倍波長的長度。第二槽孔天線223的寬度為1.5 mm，第二槽孔天線223之電流路徑長度為11.2 mm，第二槽孔天線223激發在5.7 GHz的頻段，第二槽孔天線223之共振路徑係為操作頻率0.2倍波長的長度。基此，第四天線模組22可以有效支援5G-FR1的頻段操作範圍。

如圖1、圖3及圖6所示，第五天線模組24包含一第五饋入傳輸線241及一第三槽孔天線242。第五饋入傳輸線241設置於第一表面121a上，由一第五饋入點Port 2開始延伸出，並延伸至第四側板125之內表面而彎折成一迴圈狀。第三槽孔天線242設置於第四側板125之外表面及第二表面121b且開設於金屬部28及接地部14上，以呈現成一L型槽孔，使第五饋入傳輸線241之垂直投影係與第三槽孔天線242交錯，以利用第五饋入傳輸線241耦合激發第三槽孔天線242。在一實施例中，第五饋入傳輸線241之末端更具有一第一金屬段243及一第二金屬段244，第一金屬段243及第二金屬段244垂直連接第五饋入傳輸線241，並由第四側板125分別延伸至第一表面121a上而連接至接地部（短路端）14，且第二金屬段244之垂直投影係與第三槽孔天線242交錯。在作為匹配線段之第五饋入傳輸線241的前端中更設置有一電容元件C3，以用來調整阻抗匹配。

在一實施例中，在第五天線模組24中，使用50Ω的微帶線作為第五饋入傳輸線241，第三槽孔天線242之電流路徑長度為21.4 mm，第三槽孔天線242激發在2.4 GHz的頻段，第三槽孔天線242之共振路徑係為操作頻率0.17倍波長的長度。並且，第三槽孔天線242的二倍頻模態激發在5.8 GHz的頻段，第三槽孔天線242之二倍頻共振路徑係為操作頻率0.42倍波長的長度。基此，第五天線模組24可以有效支援Wi-Fi 6E的頻段操作範圍。

如圖1及圖5所示，第六天線模組26包含一第六饋入傳輸線261、一第三金屬支路262及一第二迴圈天線263。第六饋入傳輸線261設置於第一表面121a上，由一第六饋入點Port 4開始延伸出，並延伸至第二側板123之內表面。第三金屬支路262位於第二側板123之內表面，以形成一反ㄈ型結構，且第六饋入傳輸線261連接至第三金屬支路262。第二迴圈天線263設置於第二側板123之內表面，且位於第三金屬支路262的外側，使第二迴圈天線263之水平段263a係與第三金屬支路262平行間隔設置，第二迴圈天線263之垂直段263b連接水平段263a，並延伸至第一表面121a而連接至接地部（短路端）14，以利用第六饋入傳輸線261傳輸訊號給第三金屬支路262，再耦合激發第二迴圈天線263。在一實施例中，第三金屬支路262更連接有一電感元件L2，電感元件L2之一端垂直連接第三金屬支路262，另一端係連接至接地部14，以用來調整阻抗匹配。

在一實施例中，在第六天線模組26中，使用50Ω的微帶線作為第六饋入傳輸線261，將訊號傳至第三金屬支路262再耦合饋入至第二迴圈天線263。第二迴圈天線263之電流路徑長度為27.7 mm，在2.43 GHz的頻段，此第二迴圈天線263之共振路徑係為操作頻率0.22倍波長的長度。並且，第二迴圈天線263的二倍頻模態激發在5.7 GHz的頻段，此第二迴圈天線263之二倍頻共振路徑係為操作頻率0.53倍波長的長度。基此，第六天線模組26可以有效支援Wi-Fi 6E的頻段操作範圍。

在一實施例中，如圖1所示，接地部14、金屬部28、第一饋入傳輸線161、耦合饋入天線162（包含長金屬支路163、短金屬支路164及延伸金屬支路165）、第二饋入傳輸線181、第一迴圈天線182、第三饋入傳輸線201、第一金屬支路202、第二金屬支路203、第四饋入傳輸線221、第五饋入傳輸線241、第六饋入傳輸線261、第三金屬支路262及第二迴圈天線263等元件係由導電性金屬材料製成，例如銀、銅、鋁、鐵或是其合金等，但本案不以此為限。

以下為實際上複合式多天線裝置10的實作測試結果，其係分別對於5G（LB/MB）頻段、GPS頻段、5G-FR1頻段、Wi-Fi 6E頻段之S參數（回波損耗）、隔離度（Isolation）、天線增益及天線效率等進行測試。其中，如圖1所示，第一天線模組16具有第一饋入點Port A、第二天線模組18具有第二饋入點Port B、第三天線模組20具有第三饋入點Port 1、第四天線模組22具有第四饋入點Port 3、第五天線模組24具有第五饋入點Port 2及第六天線模組26具有第六饋入點Port 4，以分別自不同的饋入點饋入訊號。

圖7為根據本案一實施例之第一天線模組及第二天線模組於5G（LB/MB）頻段及GPS頻段產生的S參數（回波損耗）實作數據圖，從圖7可以看出，在低頻範圍及中頻範圍內皆有對應激發出不同模態，故可滿足5G（LB/MB）及GPS的頻段範圍。圖8為根據本案一實施例之第二天線模組（Port B）對其他天線模組（Port A、Port 1、Port 2、Port 3、Port 4）之間的隔離度實作數據圖，在此，隔離度是指對相鄰的兩個天線模組進行測試，如圖8所示，在5G（LB/MB）及GPS頻段內，大部分的隔離度曲線於頻段內皆小於-10 dB以下的規格標準，代表隔離度均高於10 dB，使各天線在應用中的互相影響較小。

圖9為根據本案一實施例之第三天線模組及第四天線模組於5G-FR1頻段產生的S參數（回波損耗）實作數據圖，圖10為根據本案一實施例之第五天線模組及第六天線模組於Wi-Fi 6E頻段產生的S參數（回波損耗）實作數據圖，從圖9及圖10可以看出，在Port 1～Port 4回波損耗（Return Loss）數據中，大部分的頻段範圍內都有滿足規格標準，故可滿足5G-FR1及Wi-Fi 6E的頻段範圍。圖11為根據本案一實施例之第三天線模組（Port 1）對第四天線模組（Port 3）與第五天線模組（Port 2）對第六天線模組（Port 4）之間的隔離度實作數據圖，在此，隔離度是指對兩個天線模組進行測試，如圖11所示，在5G-FR1及Wi-Fi 6E頻段內的隔離度曲線皆小於10 dB以下的規格標準，代表隔離度均高於10 dB，所以具有良好的隔離度。

圖12為根據本案一實施例之第一天線模組及第二天線模組產生的天線增益實作數據圖，圖13為根據本案一實施例之第一天線模組及第二天線模組產生的天線效率實作數據圖，從圖12及圖13可以看出，在5G（LB/MB）中之低頻在匹配較深的地方，其天線增益與天線效率分別接近-3 dBi及25％。在5G（LB/MB）中之中頻，其天線增益與天線效率平均都有接近2 dBi及45％左右。在GPS頻段也有差不多的表現。

圖14為根據本案一實施例之第三天線模組及第四天線模組產生的天線增益實作數據圖，圖15為根據本案一實施例之第三天線模組及第四天線模組產生的天線效率實作數據圖，從圖14及圖15可以看出，在第三天線模組（Port 1）中，在n77/n78頻段內的天線增益及天線效率平均有1.5 dBi及50％，在n79頻段內的天線增益及天線效率則有接近4 dBi及75％左右，整體而言表現良好。第四天線模組（Port 3）中，在各頻段之天線增益及天線效率平均有1.5 dBi及60％左右，整體而言亦表現良好。

圖16為根據本案一實施例之第五天線模組及第六天線模組產生的天線增益實作數據圖，圖17為根據本案一實施例之第五天線模組及第六天線模組產生的天線效率實作數據圖，從圖16及圖17可以看出，在第五天線模組（Port 2）中，在2.4 GHz頻段內的天線增益及天線效率平均有1 dBi及50％，表現良好，在5.925～7.125 GHz頻段內的天線增益及天線效率則平均有3 dBi及60％左右，整體而言表現良好。第六天線模組（Port 4）中，在2.4 GHz頻段內的天線增益及天線效率平均有3 dBi及75％，在5 GHz頻段內的天線增益及天線效率平均有3 dBi及70％，在5.925～7.125 GHz頻段內的天線增益及天線效率平均有3 dBi及75％，整體而言亦表現良好。

在本案之複合式多天線裝置10中，第一天線模組16主要在5G（LB/MB）頻段採用耦合饋入天線162分別形成平面倒F天線路徑來激發低頻模態及形成迴圈路徑來激發中頻模態，達到雙頻之效果。在第三天線模組20中，採用小尺寸結構的第一金屬支路202及第二金屬支路203，並達到更好的匹配。在第四天線模組22中，採用第一槽孔天線222及第二槽孔天線223互相搭配，以改善匹配並減少尺寸。在第五天線模組24中，利用第三槽孔天線242的設計，可以改善匹配並減少尺寸。且在第五天線模組24及第六天線模組26中，利用空間將第五天線模組24及第六天線模組26分別設計在兩個相對的第四側板125及第二側板123上，以提升其隔離度。並且，第三天線模組20及第四天線模組22為5G-FR1的兩組天線設計，第五天線模組24及第六天線模組26為Wi-Fi 6E的兩組天線設計，以達到更快的傳輸速度，可運用於要求傳輸大量資料的物聯網，符合未來趨勢。

綜上所述，本案係為一種複合式多天線裝置，其係利用複數組天線模組設置在介質基座上，以便在天線縮小化之前提下，增加天線可操作頻寬，使複合式多天線裝置可以同時支援5G（LB/MB）、GPS、5G-FR1及Wi-Fi 6E頻段，以符合新一代的通訊需求。因此，本案可以讓使用本案之複合式天線裝置的穿戴式裝置（智慧型電子手錶）在使用上維持良好的傳輸性能和最佳的使用體驗。

以上所述的實施例僅係為說明本案的技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案的內容並據以實施，當不能以之限定本案的專利範圍，即大凡依本案所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本案的申請專利範圍內。

10:複合式多天線裝置 12:介質基座 121:底板 121a:第一表面 121b:第二表面 122:第一側板 123:第二側板 124:第三側板 125:第四側板 14:接地部 16:第一天線模組 161:第一饋入傳輸線 162:耦合饋入天線 163:長金屬支路 164:短金屬支路 165:延伸金屬支路 166:諧振電路 18:第二天線模組 181:第二饋入傳輸線 182:第一迴圈天線 20:第三天線模組 201:第三饋入傳輸線 202:第一金屬支路 203:第二金屬支路 203a:反L型金屬段 203b:ㄇ型金屬段 22:第四天線模組 221:第四饋入傳輸線 222:第一槽孔天線 223:第二槽孔天線 24:第五天線模組 241:第五饋入傳輸線 242:第三槽孔天線 243:第一金屬段 244:第二金屬段 26:第六天線模組 261:第六饋入傳輸線 262:第三金屬支路 263:第二迴圈天線 263a:水平段 263b:垂直段 28:金屬部 C1,C2,C3:電容元件 L1,L2:電感元件 Port A:第一饋入點 Port B:第二饋入點 Port 1:第三饋入點 Port 2:第五饋入點 Port 3:第四饋入點 Port 4:第六饋入點

圖1為根據本案一實施例之複合式多天線裝置的平面配置示意圖。 圖2為根據本案一實施例之複合式多天線裝置中之第一天線模組的結構示意圖。 圖3為根據本案一實施例之複合式多天線裝置的另一視角示意圖。 圖4為根據本案一實施例之複合式多天線裝置中之第二天線模組的結構示意圖。 圖5為根據本案一實施例之複合式多天線裝置中之第三天線模組及第六天線模組的結構示意圖。 圖6為根據本案一實施例之複合式多天線裝置中之第四天線模組及第五天線模組的結構示意圖。 圖7為根據本案一實施例之第一天線模組及第二天線模組於5G（LB/MB）頻段及GPS頻段產生的S參數（回波損耗）實作數據圖。 圖8為根據本案一實施例之第二天線模組（Port B）對其他天線模組（Port A、Port 1、Port 2、Port 3、Port 4）之間的隔離度實作數據圖。 圖9為根據本案一實施例之第三天線模組及第四天線模組於5G-FR1頻段產生的S參數（回波損耗）實作數據圖。 圖10為根據本案一實施例之第五天線模組及第六天線模組於Wi-Fi 6E頻段產生的S參數（回波損耗）實作數據圖。 圖11為根據本案一實施例之第三天線模組（Port 1）對第四天線模組（Port 3）與第五天線模組（Port 2）對第六天線模組（Port 4）之間的隔離度實作數據圖。 圖12為根據本案一實施例之第一天線模組及第二天線模組產生的天線增益實作數據圖。 圖13為根據本案一實施例之第一天線模組及第二天線模組產生的天線效率實作數據圖。 圖14為根據本案一實施例之第三天線模組及第四天線模組產生的天線增益實作數據圖。 圖15為根據本案一實施例之第三天線模組及第四天線模組產生的天線效率實作數據圖。 圖16為根據本案一實施例之第五天線模組及第六天線模組產生的天線增益實作數據圖。 圖17為根據本案一實施例之第五天線模組及第六天線模組產生的天線效率實作數據圖。

10:複合式多天線裝置

12:介質基座

121:底板

121a:第一表面

122:第一側板

123:第二側板

124:第三側板

125:第四側板

16:第一天線模組

18:第二天線模組

20:第三天線模組

22:第四天線模組

24:第五天線模組

26:第六天線模組

Port A:第一饋入點

Port B:第二饋入點

Port 1:第三饋入點

Port 2:第五饋入點

Port 3:第四饋入點

Port 4:第六饋入點

Claims (21)

1. 一種複合式多天線裝置，包含： 一介質基座，包含一底板及其四側邊垂直連接之一第一側板、一第二側板、一第三側板及一第四側板，該第一側板相對於該第三側板，該第二側板相對於該第四側板，且該第四側板外表面設有一金屬部，該底板具有一第一表面及一第二表面； 一接地部，設置於該底板之該第二表面； 一第一天線模組，包含一第一饋入傳輸線及一耦合饋入天線，該第一饋入傳輸線設置於該第一表面上並延伸至該第一側板之內表面，該耦合饋入天線位於該第一側板之內表面上並延伸至該第一表面而連接至該接地部，該第一饋入傳輸線激發該耦合饋入天線以分別形成一平面倒F天線路徑及一迴圈路徑； 一第二天線模組，包含一第二饋入傳輸線及一第一迴圈天線，該第二饋入傳輸線設置於該第一表面上並延伸至該第三側板之內表面，該第一迴圈天線設置於該第三側板之內表面，以利用該第二饋入傳輸線耦合該第一迴圈天線； 一第三天線模組，包含一第三饋入傳輸線、一第一金屬支路及一第二金屬支路，該第三饋入傳輸線設置於該第一表面上，該第一金屬支路設置於該第二側板之內表面，該第二金屬支路設置於該第二側板之外表面，以利用該第三饋入傳輸線連接該第一金屬支路並耦合該第二金屬支路； 一第四天線模組，包含一第四饋入傳輸線、一第一槽孔天線及一第二槽孔天線，該第四饋入傳輸線設置於該第一表面上並延伸至該第四側板之內表面，該第一槽孔天線位於該第四側板之外表面及該第二表面且開設於該金屬部及該接地部上，該第二槽孔天線設置於該第四側板之外表面且開設於該金屬部上，以利用該第四饋入傳輸線耦合該第一槽孔天線及該第二槽孔天線； 一第五天線模組，包含一第五饋入傳輸線及一第三槽孔天線，該第五饋入傳輸線設置於該第一表面上並延伸至該第四側板之內表面，該第三槽孔天線設置於該第四側板之外表面及該第二表面且開設於該金屬部及該接地部上，以利用該第五饋入傳輸線耦合該第三槽孔天線；以及 一第六天線模組，包含一第六饋入傳輸線、一第三金屬支路及一第二迴圈天線，該第六饋入傳輸線設置於該第一表面上，該第三金屬支路設置於該第二側板之內表面，該第二迴圈天線設置於該第二側板之內表面並位於該第三金屬支路外側，以利用該第六饋入傳輸線連接該第三金屬支路並耦合該第二迴圈天線。
2. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中該第一饋入傳輸線係由一第一饋入點延伸出，該第二饋入傳輸線係由一第二饋入點延伸出，該第三饋入傳輸線係由一第三饋入點延伸出，該第四饋入傳輸線係由一第四饋入點延伸出，該第五饋入傳輸線係由一第五饋入點延伸出，該第六饋入傳輸線係由一第六饋入點延伸出。
3. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中該耦合饋入天線更包含一長金屬支路及一短金屬支路，該長金屬支路位於該第一饋入傳輸線之上方且於其一側連續彎折延伸至該第一饋入傳輸線的另一側，並彎折延伸至該第一表面而連接至該接地部，以透過該長金屬支路形成該平面倒F天線路徑，該短金屬支路位於該第一饋入傳輸線及該長金屬支路之間，且連接該長金屬支路，以透過該短金屬支路與位於該第一表面的部分該長金屬支路形成該迴圈路徑。
4. 如請求項3所述之複合式多天線裝置，其中該耦合饋入天線更包含一延伸金屬支路，位於該長金屬支路及該第一饋入傳輸線之間，且連接該長金屬支路及該短金屬支路。
5. 如請求項3所述之複合式多天線裝置，其中該第一饋入傳輸線更連接一諧振電路。
6. 如請求項5所述之複合式多天線裝置，其中在該第一天線模組中，該長金屬支路激發在0.91 GHz的頻段，該短金屬支路與部分該長金屬支路激發在2.04 GHz的頻段，且該長金屬支路的二倍頻模態激發在1.9 GHz的頻段。
7. 如請求項6所述之複合式多天線裝置，其中該平面倒F天線路徑之共振路徑係為操作頻率0.22倍波長的長度，該迴圈路徑之共振路徑係為操作頻率0.17倍波長的長度。
8. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中在該第二天線模組中，該第一迴圈天線激發在1.575～1.602 GHz的頻段。
9. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中在該第三天線模組中，該第二金屬支路激發在3.4 GHz的頻段。
10. 如請求項9所述之複合式多天線裝置，其中該第二金屬支路之共振路徑係為操作頻率0.2倍波長的長度。
11. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中該第四饋入傳輸線中更設置有一電容元件。
12. 如請求項11所述之複合式多天線裝置，其中在該第四天線模組中，該第一槽孔天線激發在3.34 GHz的頻段，該第二槽孔天線激發在5.7 GHz的頻段。
13. 如請求項12所述之複合式多天線裝置，其中該第一槽孔天線之共振路徑係為操作頻率0.18倍波長的長度，該第二槽孔天線之共振路徑係為操作頻率0.2倍波長的長度。
14. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中該第五饋入傳輸線之末端更具有一第一金屬段及一第二金屬段分別延伸至該第一表面上而連接至該接地部，且該第二金屬段之垂直投影係與該第三槽孔天線交錯。
15. 如請求項14所述之複合式多天線裝置，其中該第五饋入傳輸線之前端更設置有一電容元件。
16. 如請求項15所述之複合式多天線裝置，其中在該第五天線模組中，該第三槽孔天線激發在2.4 GHz的頻段，該第三槽孔天線的二倍頻模態激發在5.8 GHz的頻段。
17. 如請求項16所述之複合式多天線裝置，其中該第三槽孔天線之共振路徑係為操作頻率0.17倍波長的長度，該第三槽孔天線之二倍頻共振路徑係為操作頻率0.42倍波長的長度。
18. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其中該第三金屬支路更連接有一電感元件，且該電感元件係連接至該接地部。
19. 如請求項18所述之複合式多天線裝置，其中在該第六天線模組中，該第二迴圈天線激發在2.43 GHz的頻段，該第二迴圈天線的二倍頻模態激發在5.7 GHz的頻段。
20. 如請求項19所述之複合式多天線裝置，其中該第二迴圈天線之共振路徑係為操作頻率0.22倍波長的長度，該第二迴圈天線之二倍頻共振路徑係為操作頻率0.53倍波長的長度。
21. 如請求項1所述之複合式多天線裝置，其係安裝於一智慧型電子手錶內。

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