CN111106428B - 天线结构和电子装置 - Google Patents

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Abstract

天线结构和电子装置。天线结构包括：介质基板、接地面及主辐射部；介质基板具有相对的二表面；主辐射部和接地面分别设置于介质基板的相对二表面上；主辐射部具有第一和第二环形槽孔，第一环形槽孔位于第二环形槽孔之内；第一环形槽孔包括第一至第四槽孔、一对第一分隔槽孔、一对第二分隔槽孔、一对第三分隔槽孔，以及一对第四分隔槽孔；第一槽孔、第二槽孔、第三槽孔，以及第四槽孔与该等第一分隔槽孔、该等第二分隔槽孔、该等第三分隔槽孔，以及该等第四分隔槽孔交错排列；天线结构的第一、第二馈入点分别位于多个第一分隔槽孔之间、多个第二分隔槽孔之间。本发明可提供良好的圆极化特性及足够的操作带宽，适合应用于各种各式的移动通信装置中。

Description

天线结构和电子装置
技术领域
本发明涉及一种天线结构(Antenna Structure)，特别涉及一种宽频带(Wideband)的天线结构。
背景技术
随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)***及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth***使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。
天线(Antenna)为无线通信领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其带宽(Bandwidth)不足，则很容易造成移动通信装置的通信质量下降。因此，如何设计出小尺寸、宽频带的天线元件，对天线设计者而言是一项重要课题。
因此，需要提供一种天线结构和电子装置来解决上述问题。
发明内容
在较佳实施例中，本发明提供一种天线结构，该天线结构包括：一介质基板，该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面；一接地面，该接地面设置于该介质基板的该第二表面上；以及一主辐射部，该主辐射部设置于该介质基板的该第一表面上，其中该主辐射部具有一第一环形槽孔和一第二环形槽孔，而该第一环形槽孔位于该第二环形槽孔之内；其中该第一环形槽孔包括一第一槽孔、一第二槽孔、一第三槽孔、一第四槽孔、一对第一分隔槽孔、一对第二分隔槽孔、一对第三分隔槽孔，以及一对第四分隔槽孔；其中该第一槽孔、该第二槽孔、该第三槽孔，以及该第四槽孔与该等第一分隔槽孔、该等第二分隔槽孔、该等第三分隔槽孔，以及该等第四分隔槽孔作交错排列；其中该天线结构的一第一馈入点位于该等第一分隔槽孔之间，而该天线结构的一第二馈入点位于该等第二分隔槽孔之间。
在一些实施例中，该第一槽孔、该第二槽孔、该第三槽孔，以及该第四槽孔彼此分离且皆排列于一同心圆的一第一圆周上。
在一些实施例中，该第一槽孔对应于一第一圆心角，该第二槽孔对应于一第二圆心角，该第三槽孔对应于一第三圆心角，该第四槽孔对应于一第四圆心角，而该第一圆心角、该第二圆心角、该第三圆心角，以及该第四圆心角皆介于70度至89.5度之间。
在一些实施例中，该第二环形槽孔排列于该同心圆的一第二圆周上，该第二圆周的长度大于该第一圆周的长度。
在一些实施例中，该等第一分隔槽孔的一者连接至该第四槽孔，该等第一分隔槽孔的另一者连接至该第一槽孔，该等第二分隔槽孔的一者连接至该第一槽孔，该等第二分隔槽孔的另一者连接至该第二槽孔，该等第三分隔槽孔的一者连接至该第二槽孔，该等第三分隔槽孔的另一者连接至该第三槽孔，该等第四分隔槽孔的一者连接至该第三槽孔，而该等第四分隔槽孔的另一者连接至该第四槽孔。
在一些实施例中，该等第一分隔槽孔之间具有一第一夹角，该等第二分隔槽孔之间具有一第二夹角，该等第三分隔槽孔之间具有一第三夹角，该等第四分隔槽孔之间具有一第四夹角，而该第一夹角、该第二夹角、该第三夹角，以及该第四夹角皆介于0.5度至20度之间。
在一些实施例中，该主辐射部由该第一环形槽孔和该第二环形槽孔分割为一中心辐射部、一环形辐射部，以及一接地辐射部，该中心辐射部至少部分耦接至该环形辐射部，而该环形辐射部与该接地辐射部分离。
在一些实施例中，该中心辐射部位于该第一环形槽孔之内，该环形辐射部位于该第一环形槽孔和该第二环形槽孔之间，而该接地辐射部位于该第二环形槽孔之外。
在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于1166MHz至1186MHz之间或介于1217MHz至1237MHz之间，该第二频带介于1565MHz至1585MHz之间，该环形辐射部激发产生该第一频带，而该中心辐射部激发产生该第二频带。
在一些实施例中，该第二环形槽孔和该第一环形槽孔的间距介于该第一频带的1/140至1/40倍波长之间。
在一些实施例中，该第二环形槽孔的宽度和该第一环形槽孔的宽度皆介于该第一频带的1/350至1/250倍波长之间。
在一些实施例中，该介质基板包括彼此平行的一第一层和一第二层，该第一层邻近于该介质基板的该第一表面，该第二层邻近于该介质基板的该第二表面，而该第一层的一第一介电常数不同于该第二层的一第二介电常数。
在一些实施例中，该第一介电常数至少为该第二介电常数的3倍。
在一些实施例中，该接地面的面积大于该主辐射部的面积，使得该主辐射部在该介质基板的该第二表面上的一垂直投影完全位于该接地面的内部。
在一些实施例中，该天线结构还包括：一寄生辐射部，该寄生辐射部为浮接状态并邻近于该主辐射部。
在一些实施例中，该寄生辐射部具有一中心槽孔、一第三环形槽孔，以及一第四环形槽孔，而该第三环形槽孔介于该中心槽孔和该第四环形槽孔之间。
在一些实施例中，该等第一分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第一附加槽孔，该等第二分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第二附加槽孔，该等第三分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第三附加槽孔，而该等第四分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第四附加槽孔。
在一些实施例中，该等第一分隔槽孔还分别连接至一对第一交叉槽孔，该等第二分隔槽孔还分别连接至一对第二交叉槽孔，该等第三分隔槽孔还分别连接至一对第三交叉槽孔，而该等第四分隔槽孔还分别连接至一对第四交叉槽孔。
在一些实施例中，该天线结构的一第三馈入点位于该等第三分隔槽孔之间，而该天线结构的一第四馈入点位于该等第四分隔槽孔之间。
在另一较佳实施例中，本发明提供一种电子装置，该电子装置包括：一壳体；以及一天线结构，结构如前所述，其中该天线结构位于该壳体之内。
本发明提出一种新颖的天线结构和电子装置，藉由在主辐射部上适当地开设槽孔，所述天线结构可提供良好的圆极化特性及足够的操作带宽。因此，本发明很适合应用于各种各式的移动通信装置当中。
附图说明
图1A显示根据本发明一实施例所述的天线结构的侧视图。
图1B显示根据本发明一实施例所述的主辐射部的俯视图。
图2显示根据本发明一实施例所述的天线结构的轴比图。
图3显示根据本发明另一实施例所述的天线结构的侧视图。
图4A显示根据本发明另一实施例所述的天线结构的侧视图。
图4B显示根据本发明另一实施例所述的主辐射部的俯视图。
图4C显示根据本发明另一实施例所述的寄生辐射部的俯视图。
图5A显示根据本发明另一实施例所述的天线结构的侧视图。
图5B显示根据本发明另一实施例所述的主辐射部的俯视图。
图6显示根据本发明一实施例所述的电子装置的示意图。
主要组件符号说明：
100、300、400、500、620 天线结构
110、310 介质基板
120 接地面
130、430、530 主辐射部
131、431、531 中心辐射部
132、432、532 环形辐射部
133、433、533 接地辐射部
150、450、550 第一环形槽孔
151、551 第一槽孔
152、552 第二槽孔
153、553 第三槽孔
154、554 第四槽孔
161、162、461、462、561、562 第一分隔槽孔
163、164、463、464、563、564 第二分隔槽孔
165、166、465、466、565、566 第三分隔槽孔
167、168、467、468、567、568 第四分隔槽孔
170、570 第二环形槽孔
181、481 第一分隔槽孔的第一部分
182、482 第二分隔槽孔的第二部分
311 介质基板的第一层
312 介质基板的第二层
440 非导体支撑元件
450 寄生辐射部
460 中心槽孔
470 第三环形槽孔
480 第四环形槽孔
581、582 第一附加槽孔
583、584 第二附加槽孔
585、586 第三附加槽孔
587、588 第四附加槽孔
591、592 第一交叉槽孔
593、594 第二交叉槽孔
595、596 第三交叉槽孔
597、598 第四交叉槽孔
600 电子装置
610 壳体
CT1、CT2 圆心
D1、D2、D3、D4、D5、D6 间距
E1 介质基板的第一表面
E2 介质基板的第二表面
FP1 第一馈入点
FP2 第二馈入点
FP3 第三馈入点
FP4 第四馈入点
L1、L2、L3、L4 长度
R1、R2、R3、R4、R5 半径
W1、W2、W3、W4 宽度
X X轴
Y Y轴
Z Z轴
εr1 第一介电常数
εr2 第二介电常数
θ1 第一圆心角
θ2 第二圆心角
θ3 第三圆心角
θ4 第四圆心角
Φ1、Φ5 第一夹角
Φ2、Φ6 第二夹角
Φ3、Φ7 第三夹角
Φ4、Φ8 第四夹角
具体实施方式
为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其他装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。
图1A显示根据本发明一实施例所述的天线结构(Antenna Structure)100的侧视图。如图1A所示，天线结构100包括一介质基板(Dielectric Substrate)110、一接地面(Ground Plane)120，以及一主辐射部(Main Radiation Element)130。介质基板110可由一非导体材质所制成，并具有一第一介电常数(Dielectric Constant)εr1，其大于或等于1。例如，介质基板110可为一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(Printed CircuitBoard，PCB)、一软性电路板(Flexible Circuit Board，FCB)，或是一复合电路板(CompoundCircuit Board)。主辐射部130和接地面120皆可为由金属材质所制成的平面式结构。介质基板110具有相对且互相平行的一第一表面E1和一第二表面E2，其中主辐射部130位于介质基板110的第一表面E1上，而接地面120位于介质基板110的第二表面E2上。在一些实施例中，接地面120的面积大于主辐射部130的面积，使得主辐射部130在介质基板110的第二表面E2上的一垂直投影(Vertical Projection)完全位于接地面120的内部。
图1B显示根据本发明一实施例所述的主辐射部130的俯视图。请一并参考图1A、图1B以理解本发明。主辐射部130可以大致呈现一正方形或一长方形。主辐射部130具有一第一环形槽孔(Loop-shaped Slot)150和一第二环形槽孔170，其中第一环形槽孔150完全位于第二环形槽孔170之内。第一环形槽孔150包括一第一槽孔(Slot)151、一第二槽孔152、一第三槽孔153、一第四槽孔154、一对(A Pair Of)第一分隔槽孔(Partition Slots)161、162、一对第二分隔槽孔163、164、一对第三分隔槽孔165、166，以及一对第四分隔槽孔167、168，其中第一槽孔151、第二槽孔152、第三槽孔153，以及第四槽孔154与该等第一分隔槽孔161、162、该等第二分隔槽孔163、164、该等第三分隔槽孔165、166，以及该等第四分隔槽孔167、168呈现互相交错排列。
主辐射部130由第一环形槽孔150和第二环形槽孔170分割为一中心辐射部(Central Radiation Element)131、一环形辐射部(Loop-shaped Radiation Element)132，以及一接地辐射部(Grounding Radiation Element)133。详细而言，中心辐射部131至少部分耦接至环形辐射部132，而环形辐射部132与接地辐射部133完全分离。中心辐射部131位于第一环形槽孔150之内，环形辐射部132位于第一环形槽孔150和第二环形槽孔170之间，而接地辐射部133位于第二环形槽孔170之外。在一些实施例中，接地辐射部133为浮接状态(Floating)。在另一些实施例中，接地辐射部133经由一个或多个导体贯通元件(Conductive Via Element)(未显示)耦接至接地面120，其中前述导体贯通元件穿透过介质基板110。
在一些实施例中，第一槽孔151、第二槽孔152、第三槽孔153，以及第四槽孔154彼此分离且皆排列于一同心圆(Concentric Circle)的一第一圆周(Circumference)上，而第二环形槽孔170排列于前述同心圆的一第二圆周上，其中第一圆周的半径(Radius)R1小于第二圆周的半径R2，而第二圆周的长度大于第一圆周的长度。详细而言，第一槽孔151、第二槽孔152、第三槽孔153，以及第四槽孔154可各自呈现一圆弧形。根据此同心圆的一圆心CT1，第一槽孔151对应于一第一圆心角(Central Angle)θ1，第二槽孔152对应于一第二圆心角θ2，第三槽孔153对应于一第三圆心角θ3，而第四槽孔154对应于一第四圆心角θ4，其中第一圆心角θ1、第二圆心角θ2、第三圆心角θ3，以及第四圆心角θ4可以彼此相等或是不等。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一槽孔151、第二槽孔152、第三槽孔153，以及第四槽孔154皆排列于一第一几何图形(Geometric Pattern)的***上，而第二环形槽孔170排列于一第二几何图形的***上，其中第一几何图形和第二几何图形可具有各种形状，例如：正方形、长方形、六边形，或是椭圆形。
前述每一对分隔槽孔皆各自包括完全分离的二个直条形槽孔，其可彼此平行或是彼此不平行。该等第一分隔槽孔161、162之间具有一第一夹角Φ1，该等第二分隔槽孔163、164之间具有一第二夹角Φ2，该等第三分隔槽孔165、166之间具有一第三夹角Φ3，而该等第四分隔槽孔167、168之间具有一第四夹角Φ4，其中第一夹角Φ1、第二夹角Φ2、第三夹角Φ3，以及第四夹角Φ4可以彼此相等或是不等。详细而言，第一分隔槽孔161连接至第四槽孔154的一端并与第四槽孔154至少部分垂直，第一分隔槽孔162连接至第一槽孔151的一端并与第一槽孔151至少部分垂直，第二分隔槽孔163连接至第一槽孔151的另一端并与第一槽孔151至少部分垂直，第二分隔槽孔164连接至第二槽孔152的一端并与第二槽孔152至少部分垂直，第三分隔槽孔165连接至第二槽孔152的另一端并与第二槽孔152至少部分垂直，第三分隔槽孔166连接至第三槽孔153的一端并与第三槽孔153至少部分垂直，第四分隔槽孔167连接至第三槽孔153的另一端并与第三槽孔153至少部分垂直，而第四分隔槽孔168连接至第四槽孔154的另一端并与第四槽孔154至少部分垂直。
在一些实施例中，该等第一分隔槽孔161、162包括一第一部分181和一第二部分182，其中第一部分181指该等第一分隔槽孔161、162延伸进入中心辐射部131的一部分，而第二部分182指该等第一分隔槽孔161、162延伸进入环形辐射部132的另一部分。亦即，该等第一分隔槽孔161、162的第一部分181和第二部分182可朝相反方向作延伸。该等第一分隔槽孔161、162的第一部分181的长度L1可大于该等第一分隔槽孔161、162的第二部分182的长度L2(例如：长度L1可为长度L2的至少5倍)。另外，关于该等第一分隔槽孔161、162的第一部分181的间距D2(例如：第一部分181的二个闭口端的间距D2)可小于或等于关于该等第一分隔槽孔161、162的第二部分182的间距D3(例如：第二部分182的二个闭口端的间距D3)。根据实际测量结果，此种设计有助于改善天线结构100的低频阻抗匹配(ImpedanceMatching)。虽然此处仅以该等第一分隔槽孔161、162作举例，但必须理解的是，该等第二分隔槽孔163、164、该等第三分隔槽孔165、166，以及该等第四分隔槽孔167、168皆具有与该等第一分隔槽孔161、162相似的结构，故在此不再重复说明。
天线结构100的一第一馈入点(Feeding Point)FP1位于该等第一分隔槽孔161、162之间，或位于该等第一分隔槽孔161、162的二条延伸线之间。天线结构100的一第二馈入点FP2位于该等第二分隔槽孔163、164之间，或位于该等第二分隔槽孔163、164的二条延伸线之间。在一些实施例中，第一馈入点FP1和第二馈入点FP2之间的一馈入相位差(FeedingPhase Difference)可约等于90度，使得天线结构100可产生圆极化(Circularly-Polarized，CP)的辐射场型(Radiation Pattern)。根据实际测量结果，前述的槽孔配置方式可有效增加第一馈入点FP1和第二馈入点FP2之间的隔离度(Isolation)。
在一些实施例中，天线结构100涵盖一第一频带(Frequency Band)和一第二频带，其中第一频带可介于1166MHz至1186MHz之间或介于1217MHz至1237MHz之间，而第二频带可介于1565MHz至1585MHz之间。在天线原理方面，环形辐射部132激发产生第一频带，而中心辐射部131激发产生第二频带。因此，天线结构100至少可支持GPS(Global PositioningSystem)频带的双频操作。
图2显示根据本发明一实施例所述的天线结构100的轴比(Axial Ratio)图，其中横轴代表天线结构100的天顶角(Zenith Angle)(以+Z轴为0度)，而纵轴代表天线结构100的轴比。根据图2的测量结果可知，若以轴比等于3dB作为标准，则天线结构100的波束宽度(Beam Width)可达到约200度，此已可满足一般圆极化天线的实际应用需求。
在一些实施例中，天线结构100的元件尺寸可如下列所述。第二环形槽孔170和第一环形槽孔150的间距D1(或第二环形槽孔170和第一槽孔151、第二槽孔152、第三槽孔153，以及第四槽孔154的任一者的间距D1)可介于第一频带的1/140至1/40倍波长之间(λ/140～λ/40)。第二环形槽孔170的宽度W2和第一环形槽孔150的宽度W1(或第一槽孔151、第二槽孔152、第三槽孔153，以及第四槽孔154的任一者的宽度W1)皆可介于第一频带的1/350至1/250倍波长之间(λ/350～λ/250)。第一圆心角θ1、第二圆心角θ2、第三圆心角θ3，以及第四圆心角θ4皆可介于70度至89.5度之间。若第一圆心角θ1、第二圆心角θ2、第三圆心角θ3，以及第四圆心角θ4变大，则可增加天线结构100的第一频带的操作带宽。第一夹角Φ1、第二夹角Φ2、第三夹角Φ3，以及第四夹角Φ4皆可介于0.5度至20度之间。若第一夹角Φ1、第二夹角Φ2、第三夹角Φ3，以及第四夹角Φ4变大，则可增加天线结构100的第二频带的操作带宽。由圆心CT1至中心辐射部131的外缘处的半径R1可介于第一频带的0.07至0.1倍波长之间(0.07λ～0.1λ)。由圆心CT1至环形辐射部132的外缘处的半径R2可介于第一频带的0.09至0.125倍波长之间(0.09λ～0.125λ)。该等第一分隔槽孔161、162的第一部分181的长度L1可介于第一频带的0.035至0.057倍波长之间(0.035λ～0.057λ)，其可用于微调天线结构100的第二频带的阻抗匹配。该等第一分隔槽孔161、162的第二部分182的长度L2可介于第一频带的0.005至0.018倍波长之间(0.005λ～0.018λ)，其可用于微调天线结构100的第一频带的阻抗匹配。以上尺寸范围根据多次实验结果而得出，其有助于优化天线结构100的操作带宽和圆极化的波束宽度。
图3显示根据本发明另一实施例所述的天线结构300的侧视图。图3和图1A相似。在图3的实施例中，天线结构300的一介质基板310包括彼此平行的一第一层311和一第二层312，其中第一层311邻近于介质基板310的一第一表面E1，而第二层312邻近于介质基板310的一第二表面E2。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二个元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，亦可包括对应的二个元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。第一层311的一第一介电常数εr1不同于第二层312的一第二介电常数εr2。例如，第一介电常数εr1可以大于第二介电常数εr2。在一些实施例中，第一介电常数εr1为第二介电常数εr2的3倍至5倍。根据测量结果，此种设计有助于提升天线结构300的操作带宽。图3的天线结构300的其余特征皆与图1A、图1B的天线结构100类似，故此二个实施例均可达成相似的操作效果。
图4A显示根据本发明另一实施例所述的天线结构400的侧视图。图4A和图1A相似。在图4A的实施例中，天线结构400还包括一寄生辐射部(Parasitic Radiation Element)450，其可为由金属材质所制成的平面式结构。寄生辐射部450为浮接状态并邻近于天线结构400的一主辐射部430。在一些实施例中，天线结构400还可包括一非导体支撑元件440，其设置于主辐射部430上并用于支撑及固定寄生辐射部450。
图4B显示根据本发明另一实施例所述的主辐射部430的俯视图。在图4B的实施例中，主辐射部430具有一第一环形槽孔450和一第二环形槽孔170。主辐射部430由第一环形槽孔450和第二环形槽孔170分割为一中心辐射部431、一环形辐射部432，以及一接地辐射部433。第一环形槽孔450包括一第一槽孔151、一第二槽孔152、一第三槽孔153、一第四槽孔154、一对第一分隔槽孔461、462、一对第二分隔槽孔463、464、一对第三分隔槽孔465、466，以及一对第四分隔槽孔467、468。前述每一对分隔槽孔皆各自包括完全分离的二个直条形槽孔，其可彼此平行或是彼此不平行。必须注意的是，若图1B的主辐射部130的每一对分隔槽孔的间距为外宽内窄，则图4B的主辐射部430的每一对分隔槽孔的间距为外窄内宽。该等第一分隔槽孔461、462之间具有一第一夹角Φ5，该等第二分隔槽孔463、464之间具有一第二夹角Φ6，该等第三分隔槽孔465、466之间具有一第三夹角Φ7，而该等第四分隔槽孔467、468之间具有一第四夹角Φ8，其中第一夹角Φ5、第二夹角Φ6、第三夹角Φ7，以及第四夹角Φ8可以彼此相等或是不等。例如，第一夹角Φ5、第二夹角Φ6、第三夹角Φ7，以及第四夹角Φ8皆可介于0.5度至20度之间。在一些实施例中，该等第一分隔槽孔461、462包括一第一部分481和一第二部分482，其中第一部分481指该等第一分隔槽孔461、462延伸进入中心辐射部431的一部分，而第二部分482指该等第一分隔槽孔461、462延伸进入环形辐射部432的另一部分。该等第一分隔槽孔461、462的第一部分481的长度L3可大于该等第一分隔槽孔461、462的第二部分482的长度L4(例如：长度L3可为长度L4的至少5倍)。关于该等第一分隔槽孔461、462的第一部分481的间距D4(例如：第一部分481的二个闭口端的间距D4)可大于或等于关于该等第一分隔槽孔461、462的第二部分482的间距D5(例如：第二部分482的二个闭口端的间距D5)。根据实际测量结果，此种设计有助于改善天线结构400的高频阻抗匹配。虽然此处仅以该等第一分隔槽孔461、462作举例，但必须理解的是，该等第二分隔槽孔463、464、该等第三分隔槽孔465、466，以及该等第四分隔槽孔467、468皆具有与该等第一分隔槽孔461、462相似的结构，故在此不再重复说明。
图4C显示根据本发明另一实施例所述的寄生辐射部450的俯视图。寄生辐射部450可以大致呈现一正方形或一长方形，其中寄生辐射部450的面积可大致等同于主辐射部430的面积。在图4C的实施例中，寄生辐射部450具有一中心槽孔460、一第三环形槽孔470，以及一第四环形槽孔480，其中第三环形槽孔470介于中心槽孔460和第四环形槽孔480之间，而中心槽孔460、第三环形槽孔470，以及第四环形槽孔480彼此完全分离。详细而言，中心槽孔460可具有一第三圆周并位于另一同心圆的一圆心CT2处，第三环形槽孔470排列于前述同心圆的一第四圆周上，而第四环形槽孔480排列于前述同心圆的一第五圆周上，其中第三圆周的半径R3小于第四圆周的半径R4，而第四圆周的半径R4小于第五圆周的半径R5。在元件尺寸方面，第四环形槽孔480的宽度W4远大于第三环形槽孔470的宽度W3(例如：宽度W4可为宽度W3的至少5倍以上)。由圆心CT2至中心槽孔460的外缘处的半径R3可介于天线结构400的第一频带的0.032至0.052倍波长之间(0.032λ～0.052λ)。由圆心CT2至第三环形槽孔470的内缘处的半径R4可介于天线结构400的第一频带的0.08至0.12倍波长之间(0.08λ～0.12λ)。由圆心CT2至第四环形槽孔480的内缘处的半径R5可介于天线结构400的第一频带的0.09至0.125倍波长之间(0.09λ～0.125λ)。第三环形槽孔470和第四环形槽孔480之间距D6可介于天线结构400的第一频带的0.0008至0.001倍波长之间(0.0008～0.001λ)。根据实际测量结果，寄生辐射部450与主辐射部430之间可产生交互耦合效应，此有助于增加天线结构400的操作带宽。图4A、图4B、图4C的天线结构400的其余特征皆与图1A、图1B的天线结构100类似，故此二个实施例均可达成相似的操作效果。
图5A显示根据本发明另一实施例所述的天线结构500的侧视图。在图5A的实施例中，天线结构500的一主辐射部530位于一介质基板110的一第一表面E1上。图5B显示根据本发明另一实施例所述的主辐射部530的俯视图。在图5B的实施例中，主辐射部530具有一第一环形槽孔550和一第二环形槽孔570。主辐射部530由第一环形槽孔550和第二环形槽孔570分割为一中心辐射部531、一环形辐射部532，以及一接地辐射部533。第一环形槽孔550包括一第一槽孔551、一第二槽孔552、一第三槽孔553、一第四槽孔554、一对第一分隔槽孔561、562、一对第二分隔槽孔563、564、一对第三分隔槽孔565、566、一对第四分隔槽孔567、568、一对第一附加槽孔(Additional Slot)581、582、一对第二附加槽孔583、584、一对第三附加槽孔585、586、一对第四附加槽孔587、588、一对第一交叉槽孔(Crossing Slot)591、592、一对第二交叉槽孔593、594、一对第三交叉槽孔595、596，以及一对第四交叉槽孔597、598。
天线结构500的一第一馈入点FP1位于该等第一分隔槽孔561、562之间，天线结构500的一第二馈入点FP2位于该等第二分隔槽孔563、564之间，天线结构500的一第三馈入点FP3位于该等第三分隔槽孔565、566之间，而天线结构500的一第四馈入点FP4位于该等第四分隔槽孔567、568之间。在一些实施例中，第一馈入点FP1、第二馈入点FP2、第三馈入点FP3，以及第四馈入点FP4的任意相邻二者之间的一馈入相位差可约等于90度，使得天线结构500可产生圆极化的辐射场型。例如，第一馈入点FP1的一馈入相位角可约等于0度，第二馈入点FP2的一馈入相位角可约等于90度，第三馈入点FP3的一馈入相位角可约等于180度，而第四馈入点FP4的一馈入相位角可约等于270度，但亦不仅限于此。根据实际测量结果，前述的槽孔配置方式可有效增加第一馈入点FP1、第二馈入点FP2、第三馈入点FP3，以及第四馈入点FP4之间的隔离度。另外，藉由使用更多馈入点来激发天线结构500亦可强化天线结构500的圆极化特性。
前述每一对附加槽孔皆各自包括完全分离的二个较长圆弧形槽孔。第一附加槽孔581连接至第一分隔槽孔561的一端，而第一附加槽孔582连接至第一分隔槽孔562的一端，其中该等第一附加槽孔581、582的二个闭口端(Closed End)彼此延伸远离。第二附加槽孔583连接至第二分隔槽孔563的一端，而第二附加槽孔584连接至第二分隔槽孔564的一端，其中该等第二附加槽孔583、584的二个闭口端彼此延伸远离。第三附加槽孔585连接至第三分隔槽孔565的一端，而第三附加槽孔586连接至第三分隔槽孔566的一端，其中该等第三附加槽孔585、586的二个闭口端彼此延伸远离。第四附加槽孔587连接至第四分隔槽孔567的一端，而第四附加槽孔588连接至第四分隔槽孔568的一端，其中该等第四附加槽孔587、588的二个闭口端彼此延伸远离。第一附加槽孔582和第二附加槽孔583皆介于第一槽孔551和第二环形槽孔570之间。第二附加槽孔584和第三附加槽孔585皆介于第二槽孔552和第二环形槽孔570之间。第三附加槽孔586和第四附加槽孔587皆介于第三槽孔553和第二环形槽孔570之间。第四附加槽孔588和第一附加槽孔581皆介于第四槽孔554和第二环形槽孔570之间。
前述每一对交叉槽孔皆各自包括完全分离的二个较短圆弧形槽孔。第一交叉槽孔591连接至第一分隔槽孔561，其中第一交叉槽孔591延伸跨越第一分隔槽孔561的一中间部分。第一交叉槽孔592连接至第一分隔槽孔562，其中第一交叉槽孔592延伸跨越第一分隔槽孔562的一中间部分。第二交叉槽孔593连接至第二分隔槽孔563，其中第二交叉槽孔593延伸跨越第二分隔槽孔563的一中间部分。第二交叉槽孔594连接至第二分隔槽孔564，其中第二交叉槽孔594延伸跨越第二分隔槽孔564的一中间部分。第三交叉槽孔595连接至第三分隔槽孔565，其中第三交叉槽孔595延伸跨越第三分隔槽孔565的一中间部分。第三交叉槽孔596连接至第三分隔槽孔566，其中第三交叉槽孔596延伸跨越第三分隔槽孔566的一中间部分。第四交叉槽孔597连接至第四分隔槽孔567，其中第四交叉槽孔597延伸跨越第四分隔槽孔567的一中间部分。第四交叉槽孔598连接至第四分隔槽孔568，其中第四交叉槽孔598延伸跨越第四分隔槽孔568的一中间部分。该等第一交叉槽孔591、592、该等第二交叉槽孔593、594、该等第三交叉槽孔595、596，以及该等第四交叉槽孔597、598皆位于该第一槽孔551、该第二槽孔552、该第三槽孔553，以及该第四槽孔554所包围的一第六圆周之内。根据实际测量结果，藉由使用具有蜿蜒形状(Meandering Shape)的前述附加槽孔和前述交叉槽孔可以进一步微缩天线结构500的整体尺寸(例如，相较于图4B，主辐射部530的面积再可缩小约20％)。图5A、图5B的天线结构500的其余特征皆与图1A、图1B的天线结构100和图4A、图4B的天线结构400类似，故这些实施例均可达成相似的操作效果。
图6显示根据本发明一实施例所述的电子装置(Electronic Device)600的示意图。如图6所示，电子装置600至少包括一壳体(Housing)610和一天线结构620，其中天线结构620位于壳体610之内。例如，电子装置600可为一无线分享器(Wireless Access Point)或是一移动装置。壳体610可以至少部分由非导体材质所制成，以便利天线结构620的电磁波能够传递。举例而言，天线结构620可为图1A、图1B的实施例所述的天线结构100、图3的实施例所述的天线结构300、图4A、图4B、图4C的实施例所述的天线结构400，或是图5A、图5B的实施例所述的天线结构500，其结构和功能在此不再重复说明。必须理解的是，虽然未显示于图6中，但电子装置600还可包括其他元件，例如：一处理器(Processor)、一储存装置(Storage Device)、一扬声器(Speaker)、一电池模块(Battery Module)，或(且)一触控面板(Touch Control Panel)。
本发明提出一种新颖的天线结构和电子装置，藉由在主辐射部上适当地开设槽孔，所提供的天线结构可提供良好的圆极化特性及足够的操作带宽。因此，本发明很适合应用于各种各式的移动通信装置当中。
值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的天线结构和电子装置并不仅限于图1A-图6所图示的状态。本发明可以仅包括图1A-图6的任何一个或多个实施例的任何一项或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的天线结构和电子装置当中。
在本说明书以及权利要求书中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。
本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何所属领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (19)

1.一种天线结构，该天线结构包括：
一介质基板，该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面；
一接地面，该接地面设置于该介质基板的该第二表面上；以及
一主辐射部，该主辐射部设置于该介质基板的该第一表面上，其中该主辐射部具有一第一环形槽孔和一第二环形槽孔，而该第一环形槽孔位于该第二环形槽孔之内；
其中该第一环形槽孔包括一第一槽孔、一第二槽孔、一第三槽孔、一第四槽孔、一对第一分隔槽孔、一对第二分隔槽孔、一对第三分隔槽孔，以及一对第四分隔槽孔；
其中该对第一分隔槽孔、该对第二分隔槽孔、该对第三分隔槽孔以及该对第四分隔槽孔中的每一对分隔槽孔皆各自包括完全分离的二个直条形槽孔；该对第一分隔槽孔的一者连接至该第四槽孔，该对第一分隔槽孔的另一者连接至该第一槽孔，该对第二分隔槽孔的一者连接至该第一槽孔，该对第二分隔槽孔的另一者连接至该第二槽孔，该对第三分隔槽孔的一者连接至该第二槽孔，该对第三分隔槽孔的另一者连接至该第三槽孔，该对第四分隔槽孔的一者连接至该第三槽孔，而该对第四分隔槽孔的另一者连接至该第四槽孔；
其中该天线结构的一第一馈入点位于该对第一分隔槽孔之间，而该天线结构的一第二馈入点位于该对第二分隔槽孔之间。
2.如权利要求1所述的天线结构，其中该第一槽孔、该第二槽孔、该第三槽孔，以及该第四槽孔彼此分离且皆排列于一同心圆的一第一圆周上。
3.如权利要求2所述的天线结构，其中该第一槽孔对应于一第一圆心角，该第二槽孔对应于一第二圆心角，该第三槽孔对应于一第三圆心角，该第四槽孔对应于一第四圆心角，而该第一圆心角、该第二圆心角、该第三圆心角，以及该第四圆心角皆介于70度至89.5度之间。
4.如权利要求2所述的天线结构，其中该第二环形槽孔排列于该同心圆的一第二圆周上，该第二圆周的长度大于该第一圆周的长度。
5.如权利要求1所述的天线结构，其中该对第一分隔槽孔之间具有一第一夹角，该对第二分隔槽孔之间具有一第二夹角，该对第三分隔槽孔之间具有一第三夹角，该对第四分隔槽孔之间具有一第四夹角，而该第一夹角、该第二夹角、该第三夹角，以及该第四夹角皆介于0.5度至20度之间。
6.如权利要求1所述的天线结构，其中该主辐射部由该第一环形槽孔和该第二环形槽孔分割为一中心辐射部、一环形辐射部，以及一接地辐射部，该中心辐射部至少部分耦接至该环形辐射部，而该环形辐射部与该接地辐射部分离。
7.如权利要求6所述的天线结构，其中该中心辐射部位于该第一环形槽孔之内，该环形辐射部位于该第一环形槽孔和该第二环形槽孔之间，而该接地辐射部位于该第二环形槽孔之外。
8.如权利要求6所述的天线结构，其中该天线结构涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于1166MHz至1186MHz之间或介于1217MHz至1237MHz之间，该第二频带介于1565MHz至1585MHz之间，该环形辐射部激发产生该第一频带，而该中心辐射部激发产生该第二频带。
9.如权利要求8所述的天线结构，其中该第二环形槽孔和该第一环形槽孔的间距介于该第一频带的1/140至1/40倍波长之间。
10.如权利要求8所述的天线结构，其中该第二环形槽孔的宽度和该第一环形槽孔的宽度皆介于该第一频带的1/350至1/250倍波长之间。
11.如权利要求1所述的天线结构，其中该介质基板包括彼此平行的一第一层和一第二层，该第一层邻近于该介质基板的该第一表面，该第二层邻近于该介质基板的该第二表面，而该第一层的一第一介电常数不同于该第二层的一第二介电常数。
12.如权利要求11所述的天线结构，其中该第一介电常数至少为该第二介电常数的3倍。
13.如权利要求1所述的天线结构，其中该接地面的面积大于该主辐射部的面积，使得该主辐射部在该介质基板的该第二表面上的一垂直投影完全位于该接地面的内部。
14.如权利要求1所述的天线结构，该天线结构还包括：
一寄生辐射部，该寄生辐射部为浮接状态并邻近于该主辐射部。
15.如权利要求14所述的天线结构，其中该寄生辐射部具有一中心槽孔、一第三环形槽孔，以及一第四环形槽孔，而该第三环形槽孔介于该中心槽孔和该第四环形槽孔之间。
16.如权利要求1所述的天线结构，其中该对第一分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第一附加槽孔，该对第二分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第二附加槽孔，该对第三分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第三附加槽孔，而该对第四分隔槽孔还分别连接至互相延伸远离的一对第四附加槽孔。
17.如权利要求1所述的天线结构，其中该对第一分隔槽孔还分别连接至一对第一交叉槽孔，该对第二分隔槽孔还分别连接至一对第二交叉槽孔，该对第三分隔槽孔还分别连接至一对第三交叉槽孔，而该对第四分隔槽孔还分别连接至一对第四交叉槽孔。
18.如权利要求1所述的天线结构，其中该天线结构的一第三馈入点位于该对第三分隔槽孔之间，而该天线结构的一第四馈入点位于该对第四分隔槽孔之间。
19.一种电子装置，该电子装置包括：
一壳体；以及
一天线结构，该天线结构位于该壳体之内，其中该天线结构包括：
一介质基板，该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面；
一接地面，该接地面设置于该介质基板的该第二表面上；以及
一主辐射部，该主辐射部设置于该介质基板的该第一表面上，其中该主辐射部具有一第一环形槽孔和一第二环形槽孔，而该第一环形槽孔位于该第二环形槽孔之内；
其中该第一环形槽孔包括一第一槽孔、一第二槽孔、一第三槽孔、一第四槽孔、一对第一分隔槽孔、一对第二分隔槽孔、一对第三分隔槽孔，以及一对第四分隔槽孔；
其中该对第一分隔槽孔、该对第二分隔槽孔、该对第三分隔槽孔以及该对第四分隔槽孔中的每一对分隔槽孔皆各自包括完全分离的二个直条形槽孔；该对第一分隔槽孔的一者连接至该第四槽孔，该对第一分隔槽孔的另一者连接至该第一槽孔，该对第二分隔槽孔的一者连接至该第一槽孔，该对第二分隔槽孔的另一者连接至该第二槽孔，该对第三分隔槽孔的一者连接至该第二槽孔，该对第三分隔槽孔的另一者连接至该第三槽孔，该对第四分隔槽孔的一者连接至该第三槽孔，而该对第四分隔槽孔的另一者连接至该第四槽孔；
其中该天线结构的一第一馈入点位于该对第一分隔槽孔之间，而该天线结构的一第二馈入点位于该对第二分隔槽孔之间。
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