CN115603038A - 天线结构 - Google Patents

Abstract

一种天线结构。该天线结构包括接地元件、第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、以及介质基板；第一辐射部具有馈入点，其中第一辐射部耦接至接地元件上的第一接地点；第二辐射部耦接至馈入点；第三辐射部耦接至接地元件上的第二接地点，其中第三辐射部邻近于第二辐射部；接地元件、第一辐射部、第二辐射部、以及第三辐射部皆设置于介质基板上。与传统设计相比，本发明的天线结构至少具有小尺寸、宽频带、低姿势、以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各样的移动通信装置当中(特别是窄边框的装置)。

Description

天线结构

技术领域

本发明涉及一种天线结构，尤其涉及一种宽频带(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(长期演进技术，Long Term Evolution)***且其所使用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***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频宽(Bandwidth)不足，则很容易造成移动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来解决上述问题。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提出一种天线结构，该天线结构包括：一接地元件；一第一辐射部，该第一辐射部具有一馈入点，其中该第一辐射部耦接至该接地元件上的一第一接地点；一第二辐射部，该第二辐射部耦接至该馈入点；一第三辐射部，该第三辐射部耦接至该接地元件上的一第二接地点，其中该第三辐射部邻近于该第二辐射部；以及一介质基板，其中该接地元件、该第一辐射部、该第二辐射部、以及该第三辐射部皆设置于该介质基板上。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一低频频带、一第一高频频带、一第二高频频带、以及一第三高频频带。

在一些实施例中，该第一辐射部呈现一倒U字形，并至少部分包围住一槽孔区域。

在一些实施例中，该第二辐射部呈现一直条形。

在一些实施例中，该第三辐射部呈现一T字形。

在一些实施例中，该第三辐射部和该第二辐射部之间形成一耦合间隙。

在一些实施例中，该天线结构还包括：一第四辐射部，该第四辐射部耦接至该第一辐射部上的一第一连接点，并设置于该槽孔区域之内，其中该第四辐射部呈现一倒T字形。

在一些实施例中，该天线结构还包括：一第五辐射部，该第五辐射部耦接至该第一辐射部上的一第二连接点，并设置于该槽孔区域之内，其中该第五辐射部呈现一矩形。

在一些实施例中，该第一辐射部的长度大致等于该低频频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该第二辐射部和该第三辐射部的总长度大致等于该第一高频频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该第二辐射部的长度等于该第二高频频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第一辐射部包括一第一区段、一第二区段、以及一第三区段，其中该第二辐射部包括一第四区段和一第五区段，其中该第一区段和该第四区段皆耦接至该馈入点，而该第三区段耦接至该第一接地点。

在一些实施例中，该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面，其中该接地元件、该第一区段、该第三区段、该第四区段、以及该第三辐射部皆设置于该介质基板的该第一表面，而其中该第二区段和该第五区段皆设置于该介质基板的该第二表面。

在一些实施例中，该第四区段直接耦接至该第一区段，而该第五区段直接耦接至该第二区段。

在一些实施例中，该第三区段和该第一区段之间形成一耦合间隙。

在一些实施例中，该第二区段在该介质基板的该第一表面上具有一第一垂直投影，而该第一垂直投影与该第一区段和该第三区段皆至少部分重叠。

在一些实施例中，该第五区段在该介质基板的该第一表面上具有一第二垂直投影，而该第二垂直投影与该第四区段至少部分重叠。

在一些实施例中，该第四区段与该第三辐射部的间距大于或等于3mm。

在一些实施例中，该天线结构还包括：一个或更多个导电贯通元件，穿透该介质基板，并耦接于该第三区段和该第二区段之间。

在一些实施例中，该介质基板为一印刷电路板或一软性电路板。

与传统设计相比，本发明至少具有小尺寸、宽频带、低姿势，以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各样的移动通信装置当中(特别是窄边框的装置)。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例所述的天线结构的俯视图。

图2显示根据本发明一实施例所述的天线结构的电压驻波比图。

图3显示根据本发明一实施例所述的天线结构的辐射效率图。

图4A显示根据本发明一实施例所述的天线结构的俯视图。

图4B显示根据本发明一实施例所述的天线结构在介质基板的第一表面的一部分元件的俯视图。

图4C显示根据本发明一实施例所述的天线结构在介质基板的第二表面的另一部分元件的透视图。

图4D显示根据本发明一实施例所述的天线结构的剖面图。

图5显示根据本发明一实施例所述的天线结构的电压驻波比图。

图6显示根据本发明一实施例所述的天线结构的辐射效率图。

图7A显示根据本发明一实施例所述的天线结构的俯视图。

图7B显示根据本发明一实施例所述的天线结构在介质基板的第一表面的一部分元件的俯视图。

图7C显示根据本发明一实施例所述的天线结构在介质基板的第二表面的另一部分元件的透视图。

图7D显示根据本发明一实施例所述的天线结构的剖面图。

图8显示根据本发明一实施例所述的天线结构的电压驻波比图。

图9显示根据本发明一实施例所述的天线结构的辐射效率图。

主要组件符号说明：

100、400、700 天线结构

105、405、705 接地元件

106 ***接地

110、410、710 第一辐射部

111 第一辐射部的第一端

112 第一辐射部的第二端

115 槽孔区域

150、450、750 第二辐射部

151 第二辐射部的第一端

152 第二辐射部的第二端

160 第四辐射部

161 第四辐射部的第一端

162 第四辐射部的第二端

163 第四辐射部的第三端

170 第五辐射部

171 第五辐射部的第一端

172 第五辐射部的第二端

180、480、780 第三辐射部

181、481、781 第三辐射部的第一端

182、482、782 第三辐射部的第二端

183 第三辐射部的第三端

190、490、790 介质基板

199、499、799 信号源

420、720 第一区段

421、721 第一区段的第一端

422、722 第一区段的第二端

423 第一区段的第三端

430、730 第二区段

431、731 第二区段的第一端

432、732 第二区段的第二端

440、740 第三区段

441、741 第三区段的第一端

442、742 第三区段的第二端

445 第三区段的矩形增宽部分

460、760 第四区段

461、761 第四区段的第一端

462、762 第四区段的第二端

470、770 第五区段

471、771 第五区段的第一端

472、772 第五区段的第二端

495 导电贯通元件

735 第二区段的第一矩形增宽部分

745 第三区段的第二矩形增宽部分

746 第三区段的延伸支路

CP1 第一连接点

CP2 第二连接点

D1、D2 间距

E0 表面

E1、E3 第一表面

E2、E4 第二表面

FBL1、FBL2、FBL3 低频频带

FBH1、FBH4、FBH7 第一高频频带

FBH2、FBH5、FBH8 第二高频频带

FBH3、FBH6、FBH9 第三高频频带

FP1、FP2、FP3 馈入点

GC1、GC2、GC3 耦合间隙

GP1、GP3、GP5 第一接地点

GP2、GP4、GP6 第二接地点

H1、H2、H3 高度

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8 长度

LC1、LC2 剖面线

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的范围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的范围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的范围当中所提及的“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。

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本说明书叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下说明书不同范例可能重复使用相同的参考符号或(且)标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例或(且)结构之间有特定的关系。

此外，与空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

图1显示根据本发明一实施例所述的天线结构100的俯视图。天线结构100可以套用于一移动装置(Mobile Device)，例如：一智能型手机(Smart Phone)、一平板计算机(Tablet Computer)、或是一笔记本型计算机(Notebook Computer)。在图1的实施例中，天线结构100至少包括一接地元件(Ground Element)105、一第一辐射部(RadiationElement)110、一第二辐射部150、一第三辐射部180以及一介质基板(DielectricSubstrate)190，其中接地元件105、第一辐射部110、第二辐射部150，以及第三辐射部180皆可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁、或其合金。

介质基板190可以是一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。接地元件105、第一辐射部110、第二辐射部150、以及第三辐射部180皆可设置于介质基板190的同一表面E0。接地元件105可由一接地铜箔(Ground Copper Foil)来实施，其可延伸至介质基板190之外，并可耦接至一***接地(System Ground)106。

第一辐射部110可以大致呈现一倒U字形，并可至少部分包围住一槽孔区域(SlotRegion)115。详细而言，第一辐射部110具有一第一端111和一第二端112，其中一馈入点(Feeding Point)FP1位于第一辐射部110的第一端111处，而第一辐射部110的第二端112耦接至接地元件105上的一第一接地点GP1。馈入点FP1还可耦接至一信号源(Signal Source)199，例如：一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发天线结构100。在一些实施例中，第一辐射部110为一不等宽结构，以调整天线结构100的阻抗匹配(ImpedanceMatching)。在另一些实施例中，第一辐射部110亦可改为一等宽结构。

第二辐射部150可以大致呈现一直条形。详细而言，第二辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第二辐射部150的第一端151耦接至馈入点FP1，而第二辐射部150的第二端152为一开路端(Open End)。在一些实施例中，第二辐射部150为一不等宽结构，以调整天线结构100的阻抗匹配。在另一些实施例中，第二辐射部150亦可改为一等宽结构。

第三辐射部180可以大致呈现一T字形。详细而言，第三辐射部180具有一第一端181、一第二端182，以及一第三端183，其中第三辐射部180的第一端181耦接至接地元件105上的一第二接地点GP2，而第三辐射部180的第二端182和第三端183为两个开路端且朝互相远离的方向作延伸。第三辐射部180的第二端182邻近于第二辐射部150的第二端152。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的两个元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，但通常不包括对应的两个元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，第三辐射部180的第二端182和第二辐射部150的第二端152之间形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。

在一些实施例中，天线结构100还包括一第四辐射部160，其可由金属材质所制成并设置于介质基板190的表面E0。第四辐射部160可以大致呈现一倒T字形，并可设置于槽孔区域115之内。详细而言，第四辐射部160具有一第一端161、一第二端162，以及一第三端163，其中第四辐射部160的第一端161耦接至第一辐射部110上的一第一连接点CP1，而第四辐射部160的第二端162和第三端163为两个开路端且朝互相远离的方向作延伸。

在一些实施例中，天线结构100还包括一第五辐射部170，其可由金属材质所制成并设置于介质基板190的表面E0。第五辐射部170可以大致呈现一矩形，并可设置于槽孔区域115之内。详细而言，第五辐射部170具有一第一端171和一第二端172，其中第五辐射部170的第一端171耦接至第一辐射部110上的一第二连接点CP2，而第五辐射部170的第二端172为一开路端并邻近于第四辐射部160的第三端163。第二连接点CP2异于第一连接点CP1，并可邻近于馈入点FP1。必须理解的是，第四辐射部160和第五辐射部170两者皆为选用元件(Optional Component)，在其他实施例中亦可移除。

图2显示根据本发明一实施例所述的天线结构100的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图2的测量结果，当由信号源199所激发时，天线结构100可涵盖一低频频带FBL1、一第一高频频带FBH1、一第二高频频带FBH2，以及一第三高频频带FBH3。例如，低频频带FBL1可介于2300MHz至2600MHz之间，第一高频频带FBH1可介于4300MHz至5000MHz之间，第二高频频带FBH2可介于5000MHz至6800MHz之间，而第三高频频带FBH3可介于6800MHz至8000MHz之间。因此，天线结构100将至少可支持传统WLAN(Wireless Wide Area Network)及新世代Wi-Fi 6E的宽频操作。

在一些实施例中，天线结构100的操作原理可如下列所述。第一辐射部110可激发产生一基频共振模态(Fundamental Resonant Mode)，以形成前述的低频频带FBL1。第三辐射部180可由第二辐射部150所耦合激发，以形成前述的第一高频频带FBH1。第二辐射部150可自身单独激发，以形成前述的第二高频频带FBH2。第一辐射部110还可激发产生一高阶共振模态(Higher-Order Resonant Mode)，以形成前述的第三高频频带FBH3。另外，第四辐射部160和第五辐射部170则可用于微调天线结构100的阻抗匹配，以同时增加前述的低频频带FBL1、第一高频频带FBH1、第二高频频带FBH2，以及第三高频频带FBH3的操作频宽(Operation Bandwidth)。

图3显示根据本发明一实施例所述的天线结构100的辐射效率(RadiationEfficiency)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射效率(dB)。根据图3的测量结果，天线结构100在前述的低频频带FBL1、第一高频频带FBH1、第二高频频带FBH2，以及第三高频频带FBH3中的辐射效率皆可达-5dBi或更高，此已可满足WLAN和Wi-Fi 6E通信的实际应用需求。

在一些实施例中，天线结构100的元件尺寸可如下列所述。第一辐射部110的长度L1可以大致等于天线结构100的低频频带FBL1的0.5倍波长(λ/2)，或可大致等于天线结构100的第三高频频带FBH3的1.5倍波长(3λ/2)。第二辐射部150的长度L2和第三辐射部180的长度L3两者的总和(L2+L3)可以大致等于天线结构100的第一高频频带FBH1的0.5倍波长(λ/2)。第二辐射部150的长度L2可以大致等于天线结构100的第二高频频带FBH2的0.25倍波长(λ/4)。介质基板190的高度H1可小于或等于4mm。耦合间隙GC1的宽度可以小于或等于3mm。以上尺寸范围是根据多次实验结果而求出，其有助于优化天线结构100的操作频宽和阻抗匹配。

由于天线结构100具有宽频带、低姿势的特性，故其很适合应用于窄边框(NarrowBorder)的设计。以下实施例将介绍天线结构100的其他变化形态，其亦可发挥相似的功效。必须理解的是，这些附图和叙述仅为举例，并非用于限制本发明的范围。

图4A显示根据本发明一实施例所述的天线结构400的俯视图。在图4A的实施例中，天线结构400包括：一接地元件405、一第一辐射部410、一第二辐射部450、一第三辐射部480，以及一介质基板490，其中接地元件405、第一辐射部410、第二辐射部450，以及第三辐射部480皆可用金属材质制成。详细而言，第一辐射部410包括一第一区段(Segment)420、一第二区段430、以及一第三区段440，而第二辐射部450包括一第四区段460和一第五区段470，其中第四区段460直接耦接至第一区段420，而第五区段470直接耦接至第二区段430。

介质基板490可以是一印刷电路板。介质基板490具有相对的一第一表面E1和一第二表面E2，其中接地元件405、第一区段420、第三区段440、第四区段460、以及第三辐射部480皆设置于介质基板490的第一表面E1，而第二区段430和第五区段470皆设置于介质基板490的第二表面E2。图4B显示根据本发明一实施例所述的天线结构400在介质基板490的第一表面E1的一部分元件的俯视图。图4C显示根据本发明一实施例所述的天线结构400在介质基板490的第二表面E2的另一部分元件的透视图(亦即，将介质基板490视为一透明元件)。图4D显示根据本发明一实施例所述的天线结构400的剖面图(沿图4A的一剖面线LC1)。请一并参考图4A、图4B、图4C、图4D。

在第一辐射部410中，第一区段420可以大致呈现一较小倒U字形。详细而言，第一区段420具有一第一端421、一第二端422，以及一第三端423，其中一馈入点FP2位于第一区段420的第一端421处，而第一区段420的第二端422和第三端423为两个开路端，其可大致朝相同方向作延伸。馈入点FP2还可耦接至一信号源499，以激发天线结构400。第二区段430可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，第二区段430具有一第一端431和一第二端432，其中第二区段430的第一端431可与馈入点FP2大致互相对齐，而第二区段430的第二端432为一开路端。第二区段430的第一端431的宽度大于第二区段430的第二端432的宽度。在一些实施例中，第二区段430在介质基板490的第一表面E1上具有一第一垂直投影(VerticalProjection)，而此第一垂直投影可与第一区段420和第三区段440皆至少部分重叠。

在第一辐射部410中，第三区段440可以大致呈现一较大倒U字形。详细而言，第三区段440具有一第一端441和一第二端442，其中第三区段440的第一端441耦接至接地元件405上的一第一接地点GP3，而第三区段440的第二端442为一开路端。例如，第三区段440的第二端442和第一区段420的第二端422之间可形成一耦合间隙GC2。在一些实施例中，第三区段440还包括邻近于其第二端442的一矩形增宽部分445，以调整天线结构400的阻抗匹配。在一些实施例中，天线结构400还包括一个或更多个导电贯通元件(Conductive ViaElement)495，其可穿透介质基板490，并耦接于第三区段440和第二区段430之间。

在第二辐射部450中，第四区段460可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，第四区段460具有一第一端461和一第二端462，其中第四区段460的第一端461耦接至馈入点FP2，而第四区段462的第二端462为一开路端。第五区段470可以大致呈现一倒L字形。详细而言，第五区段470具有一第一端471和一第二端472，其中第五区段470的第一端471耦接至第二区段430的第一端431，而第五区段470的第二端472为一开路端。第五区段470的第二端472和第二区段430的第二端432可大致朝相反方向作延伸。在一些实施例中，第五区段470在介质基板490的第一表面E1上具有一第二垂直投影，而此第二垂直投影与第四区段460至少部分重叠。

第三辐射部480可以大致呈现一回路形状。详细而言，第三辐射部480具有一第一端481和一第二端482，其中第三辐射部480的第一端481耦接至接地元件405上的一第二接地点GP4，而第三辐射部480的第二端482为一开路端。在本实施例中，第三辐射部480的第二端482邻近于第二接地点GP4，但本发明不以此为限。

图5显示根据本发明一实施例所述的天线结构400的电压驻波比图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图5的测量结果，当由信号499所激发时，天线结构400可涵盖一低频频带FBL2、一第一高频频带FBH4、一第二高频频带FBH5，以及一第三高频频带FBH6。例如，低频频带FBL2可介于2350MHz至2700MHz之间，第一高频频带FBH4可介于4950MHz至5350MHz之间，第二高频频带FBH5可介于5350MHz至6100MHz之间，而第三高频频带FBH6可介于6100MHz至8000MHz之间。因此，天线结构400将至少可支持传统WLAN及新世代Wi-Fi 6E的宽频操作。

在一些实施例中，天线结构400的操作原理可如下列所述。第一辐射部410的第一区段420、第二区段430、以及第三区段440可共同激发产生一基频共振模态，以形成前述的低频频带FBL2。第一辐射部410的第二区段430和第三辐射部480可共同激发，以形成前述的第一高频频带FBH4。第二辐射部450的第四区段460和第五区段470可共同激发，以形成前述的第二高频频带FBH5。第一辐射部410的第一区段420、第二区段430、以及第三区段440还可共同激发产生一高阶共振模态，以形成前述的第三高频频带FBH6。根据实际测量结果，即使第一辐射部410和第二辐射部450为不连续结构且同时分布于介质基板490的第一表面E1和第二表面E2，其亦不致影响天线结构400的辐射性能。

图6显示根据本发明一实施例所述的天线结构400的辐射效率图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射效率(dB)。根据图6的测量结果，天线结构400在前述的低频频带FBL2、第一高频频带FBH4、第二高频频带FBH5，以及第三高频频带FBH6中的辐射效率皆可达-5dBi或更高，此已可满足WLAN和Wi-Fi 6E通信的实际应用需求。

在一些实施例中，天线结构400的元件尺寸可如下列所述。第二区段430的长度L4可以大致等于天线结构400的第一高频频带FBH4的0.25倍波长(λ/4)。第三辐射部480的长度L5可以大致等于天线结构400的第一高频频带FBH4的0.25倍波长(λ/4)。第四区段460的长度L6可以大致等于天线结构400的第二高频频带FBH5的0.25倍波长(λ/4)。介质基板490的高度H2可小于或等于4mm。第四区段460和第三辐射部480的间距D1可大于或等于3mm。以上尺寸范围是根据多次实验结果而求出，其有助于优化天线结构400的操作频宽和阻抗匹配。图4A、图4B、图4C、图4D的天线结构400的其余特征皆与图1的天线结构100类似，故此两个实施例均可达成相似的操作效果。

图7A显示根据本发明一实施例所述的天线结构700的俯视图。在图7A的实施例中，天线结构700包括：一接地元件705、一第一辐射部710、一第二辐射部750、一第三辐射部780，以及一介质基板790，其中接地元件705、第一辐射部710、第二辐射部750、以及第三辐射部780皆可用金属材质制成。详细而言，第一辐射部710包括一第一区段720、一第二区段730、以及一第三区段740，而第二辐射部750包括一第四区段760和一第五区段770，其中第四区段760直接耦接至第一区段720，而第五区段770直接耦接至第二区段730。

介质基板790可以是一软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，其具有相对较小的厚度(例如：仅约0.1mm)。介质基板790具有相对的一第一表面E3和一第二表面E4，其中接地元件705、第一区段720、第三区段740、第四区段760、以及第三辐射部780皆设置于介质基板790的第一表面E3，而第二区段730和第五区段770皆设置于介质基板790的第二表面E4。图7B显示根据本发明一实施例所述的天线结构700在介质基板790的第一表面E3的一部分元件的俯视图。图7C显示根据本发明一实施例所述的天线结构700在介质基板790的第二表面E4的另一部分元件的透视图(亦即，将介质基板790视为一透明元件)。图7D显示根据本发明一实施例所述的天线结构700的剖面图(沿图7A的一剖面线LC2)。请一并参考图7A、图7B、图7C、图7D。

在第一辐射部710中，第一区段720可以大致呈现一倒C字形。详细而言，第一区段720具有一第一端721和一第二端722，其中一馈入点FP3位于第一区段720的第一端721处，而第一区段720的第二端722为一开路端，其可朝靠近接地元件705的方向作延伸。馈入点FP3还可耦接至一信号源799，以激发天线结构700。第二区段730可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，第二区段730具有一第一端731和一第二端732，其中第二区段730的第一端731可与馈入点FP3大致互相对齐，而第二区段730的第二端732为一开路端。另外，第二区段730还可包括一第一矩形增宽部分735。在一些实施例中，第二区段730在介质基板790的第一表面E3上具有一第一垂直投影，而此第一垂直投影可与第一区段720和第三区段740皆至少部分重叠。

在第一辐射部710中，第三区段740可以大致呈现一较大倒U字形。详细而言，第三区段740具有一第一端741和一第二端742，其中第三区段740的第一端741耦接至接地元件705上的一第一接地点GP5，而第三区段740的第二端742为一开路端。例如，第三区段740的第二端742和第一区段720的第二端722之间可形成一耦合间隙GC3。在一些实施例中，第三区段740还包括一第二矩形增宽部分745和一延伸支路746，以调整天线结构700的阻抗匹配。

在第二辐射部750中，第四区段760可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，第四区段760具有一第一端761和一第二端762，其中第四区段760的第一端761耦接至馈入点FP3，而第四区段760的第二端762为一开路端，并可朝靠近第三辐射部780的方向作延伸。第五区段770可以大致呈现一倒L字形。详细而言，第五区段770具有一第一端771和一第二端772，其中第五区段770的第一端771耦接至第二区段730的第一端731，而第五区段770的第二端772为一开路端。第五区段770的第二端772和第二区段730的第二端732可大致朝相反方向作延伸。在一些实施例中，第五区段770在介质基板790的第一表面E3上具有一第二垂直投影，而此第二垂直投影与第四区段760至少部分重叠。

第三辐射部780可以大致呈现一回路形状。详细而言，第三辐射部780具有一第一端781和一第二端782，其中第三辐射部780的第一端781耦接至接地元件705上的一第二接地点GP6，而第三辐射部780的第二端782为一开路端。在本实施例中，第三辐射部780的第二端782邻近第二接地点GP6，但本发明不以此为限。

图8显示根据本发明一实施例所述的天线结构700的电压驻波比图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图8的测量结果，当由信号799所激发时，天线结构700可涵盖一低频频带FBL3、一第一高频频带FBH7、一第二高频频带FBH8，以及一第三高频频带FBH9。例如，低频频带FBL3可介于2300MHz至2600MHz之间，第一高频频带FBH7可介于4950MHz至6000MHz之间，第二高频频带FBH8可介于6000MHz至7500MHz之间，而第三高频频带FBH9可介于7500MHz至8000MHz之间。因此，天线结构700将至少可支持传统WLAN及新世代Wi-Fi 6E的宽频操作。

在一些实施例中，天线结构700的操作原理可如下列所述。第一辐射部710的第一区段720、第二区段730、以及第三区段740可共同激发产生一基频共振模态，以形成前述的低频频带FBL3。第二辐射部750的第四区段760和第五区段770与第三辐射部780可共同激发，以形成前述的第一高频频带FBH7。第一辐射部710的第一区段720、第二区段730、以及第三区段740还可共同激发产生一高阶共振模态，以形成前述的第二高频频带FBH8。第一辐射部710的第二区段730与第二辐射部750的第四区段760和第五区段770可共同激发，以形成前述的第三高频频带FBH9。根据实际测量结果，即使第一辐射部710和第二辐射部750为不连续结构且同时分布于介质基板790的第一表面E3和第二表面E4，其亦不致影响天线结构700的辐射性能。

图9显示根据本发明一实施例所述的天线结构700的辐射效率图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射效率(dB)。根据图9的测量结果，天线结构700在前述的低频频带FBL3、第一高频频带FBH7、第二高频频带FBH8，以及第三高频频带FBH9中的辐射效率皆可达-5dBi或更高，此已可满足WLAN和Wi-Fi 6E通信的实际应用需求。

在一些实施例中，天线结构700的元件尺寸可如下列所述。第四区段760的长度L7可以大致等于天线结构700的第一高频频带FBH7的0.25倍波长(λ/4)。第三辐射部780的长度L8可以大致等于天线结构700的第一高频频带FBH7的0.25倍波长(λ/4)。介质基板790的高度H3可小于或等于4mm。第四区段760和第三辐射部780的间距D2可大于或等于3mm。以上尺寸范围是根据多次实验结果而求出，其有助于优化天线结构400的操作频宽和阻抗匹配。图7A、图7B、图7C、图7D的天线结构700的其余特征皆与图1的天线结构100类似，故此两个实施例均可达成相似的操作效果。

本发明提出一种新颖的天线结构。与传统设计相比，本发明至少具有小尺寸、宽频带、低姿势，以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各样的移动通信装置当中(特别是窄边框的装置)。

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。本发明的天线结构并不仅限于图1-9所图示的状态。本发明可以仅包括图1-9的任何一个或更多个实施例的任何一项或更多项特征。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当中。

在本说明书以及权利要求书的范围中的序数，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，任何本领域技术人员，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当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种天线结构，该天线结构包括：

一接地元件；

一第一辐射部，该第一辐射部具有一馈入点，其中该第一辐射部耦接至该接地元件上的一第一接地点；

一第二辐射部，该第二辐射部耦接至该馈入点；

一第三辐射部，该第三辐射部耦接至该接地元件上的一第二接地点，其中该第三辐射部邻近于该第二辐射部；以及

一介质基板，其中该接地元件、该第一辐射部、该第二辐射部、以及该第三辐射部皆设置于该介质基板上。

2.如权利要求1所述的天线结构，其中该天线结构涵盖一低频频带、一第一高频频带、一第二高频频带、以及一第三高频频带。

3.如权利要求1所述的天线结构，其中该第一辐射部呈现一倒U字形，并至少部分包围住一槽孔区域。

4.如权利要求1所述的天线结构，其中该第二辐射部呈现一直条形。

5.如权利要求1所述的天线结构，其中该第三辐射部呈现一T字形。

6.如权利要求1所述的天线结构，其中该第三辐射部和该第二辐射部之间形成一耦合间隙。

7.如权利要求3所述的天线结构，该天线结构还包括：

一第四辐射部，该第四辐射部耦接至该第一辐射部上的一第一连接点，并设置于该槽孔区域之内，其中该第四辐射部呈现一倒T字形。

8.如权利要求7所述的天线结构，该天线结构还包括：

一第五辐射部，该第五辐射部耦接至该第一辐射部上的一第二连接点，并设置于该槽孔区域之内，其中该第五辐射部呈现一矩形。

9.如权利要求2所述的天线结构，其中该第一辐射部的长度大致等于该低频频带的0.5倍波长。

10.如权利要求2所述的天线结构，其中该第二辐射部和该第三辐射部的总长度大致等于该第一高频频带的0.5倍波长。

11.如权利要求2所述的天线结构，其中该第二辐射部的长度等于该第二高频频带的0.25倍波长。

12.如权利要求1所述的天线结构，其中该第一辐射部包括一第一区段、一第二区段、以及一第三区段，其中该第二辐射部包括一第四区段和一第五区段，其中该第一区段和该第四区段皆耦接至该馈入点，而该第三区段耦接至该第一接地点。

13.如权利要求12所述的天线结构，其中该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面，其中该接地元件、该第一区段、该第三区段、该第四区段、以及该第三辐射部皆设置于该介质基板的该第一表面，而其中该第二区段和该第五区段皆设置于该介质基板的该第二表面。

14.如权利要求12所述的天线结构，其中该第四区段直接耦接至该第一区段，而该第五区段直接耦接至该第二区段。

15.如权利要求12所述的天线结构，其中该第三区段和该第一区段之间形成一耦合间隙。

16.如权利要求12所述的天线结构，其中该第二区段在该介质基板的该第一表面上具有一第一垂直投影，而该第一垂直投影与该第一区段和该第三区段皆至少部分重叠。

17.如权利要求12所述的天线结构，其中该第五区段在该介质基板的该第一表面上具有一第二垂直投影，而该第二垂直投影与该第四区段至少部分重叠。

18.如权利要求12所述的天线结构，其中该第四区段与该第三辐射部的间距大于或等于3mm。

19.如权利要求12所述的天线结构，该天线结构还包括：

一个或更多个导电贯通元件，穿透该介质基板，并耦接于该第三区段和该第二区段之间。

20.如权利要求1所述的天线结构，其中该介质基板为一印刷电路板或一软性电路板。

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