TWI663777B - 天線結構 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種天線結構，其包括一基板、一第一輻射件、一第二輻射件、一耦合件、一接地件以及一饋入件。第一輻射件設置在基板上，第一輻射件包括一第一輻射部、一第二輻射部以及一連接於第一輻射部與第二輻射部之間的饋入部。第二輻射件設置在基板上，第二輻射件包括一第三輻射部以及一連接於第三輻射部的耦合部。第三輻射部與第一輻射部之間具有一間隙。耦合件設置在基板上，耦合件與耦合部彼此分離且相互耦合。接地件耦接於耦合件。饋入件耦接於饋入部與接地件之間。

Description

天線結構
本發明涉及一種天線結構，特別是涉及一種具有耦合結構的天線結構。
首先，隨著可攜式電子裝置(例如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦)的使用率日益提高，使得近年來可攜式電子裝置的無線通訊技術更加被重視，而無線通訊品質需視可攜式電子裝置中的天線效率而定。因此，如何提升天線的輻射效率及易於調整整體頻率，已變的相當重要。
另外，由於天線所發出的電磁波會對人體造成影響，因此，目前國際非游離輻射防護委員會(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection，ICNIRP)建議生物體單位質量對電磁波能量比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)之值不應超過2.0W/Kg，而美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission，FCC)則建議SAR值不超過1.6W/Kg。然而，目前現有技術為提升天線效率多會導致SAR值提高。
隨著近年來陸續開發出筆記型電腦與平板電腦相互結合的產品，例如二合一式的筆記型電腦(Hybrid laptops或2-in-1 laptops)，也就是說，筆記型電腦具有一般操作模式及平板模式，但現有的天線架構在平板電腦模式時，SAR值並無法達到法規之規範。雖然目前如美國專利公告第8,577,289號專利案，公開了一種「具有用於基於近接射頻功率控制的整合近接感測器之天線」，其能通過判斷人體訊號，以調整天線的發射功率。然而，由於上述專利案 中主要利用設置在饋入端與收發器之間的兩顆接地電容而使得天線具有感測功能，但是，這兩顆接地電容將會導致天線特性及感測距離較差的情形產生。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種天線系統及其天線結構，不僅能夠提升天線性能還能同時避免SAR值過高的問題產生。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種天線結構，其包括一基板、一第一輻射件、一第二輻射件、一耦合件、一接地件以及一饋入件。該第一輻射件設置在該基板上，該第一輻射件包括一第一輻射部、一第二輻射部以及一連接於該第一輻射部與該第二輻射部之間的饋入部。該第二輻射件設置在該基板上，該第二輻射件包括一第三輻射部以及一連接於該第三輻射部的耦合部，其中，該第三輻射部與該第一輻射部之間具有一間隙。該耦合件設置在該基板上，該耦合件與該耦合部彼此分離且相互耦合。該接地件耦接於該耦合件。該饋入件耦接於該饋入部與該接地件之間。
本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種天線結構，其包括一基板、一第一輻射件、一第二輻射件、一系統級封裝元件、一接地件以及一饋入件。該第一輻射件設置在該基板上，該第一輻射件包括一第一輻射部、一第二輻射部以及一連接於該第一輻射部與該第二輻射部之間的饋入部。該第二輻射件設置在該基板上，該第二輻射件包括一第三輻射部，其中，該第三輻射部與該第一輻射部之間具有一間隙。該系統級封裝元件設置在該基板上，該系統級封裝元件具有一多層金屬層，該多層金屬層中的一第一金屬層可作為一耦合部，該多層金屬層中的一第二金屬層可作為一耦合件，其中，該系統級封裝元件具有一感測電路，設置在該多層金屬層中的一第三金屬層，其中，該耦合部連接於該第 三輻射部，該耦合件與該耦合部彼此分離且相互耦合，其中，該感測電路包括一近接感測電路以及一連接於該耦合部的電感器，其中，該耦合部作為一感測電極以供該近接感測電路量測電容值。該接地件耦接於該耦合件，且該感測電路通過該耦合件而電性連接於該接地件。該饋入件耦接於該饋入部與該接地件之間。
本發明的其中一有益效果在於，本發明實施例所提供的天線結構不僅能夠提升天線性能，而且還能同時避免使用者接近時SAR值過高的問題。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所提供的附圖僅用於提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
U、U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12、U12’‧‧‧天線結構
1‧‧‧基板
11‧‧‧第一表面
12‧‧‧第二表面
13‧‧‧接地導孔
2‧‧‧第一輻射件
21‧‧‧第一輻射部
22‧‧‧第二輻射部
23‧‧‧饋入部
231‧‧‧第一耦合區段
232‧‧‧第二耦合區段
3‧‧‧第二輻射件
31‧‧‧第三輻射部
32‧‧‧耦合部
321‧‧‧第一耦合段
322‧‧‧第二耦合段
4‧‧‧耦合件
41‧‧‧第一耦合臂
42‧‧‧第二耦合臂
5‧‧‧接地件
6‧‧‧饋入件
61‧‧‧饋入端
62‧‧‧接地端
7‧‧‧橋接件
8‧‧‧連接件
81‧‧‧第一耦合區塊
82‧‧‧第二耦合區塊
83‧‧‧連接導孔
P‧‧‧感測電路
P1‧‧‧近接感測電路
P2‧‧‧電感器
L‧‧‧電感元件
F‧‧‧控制電路
E‧‧‧金屬導體
S‧‧‧線路層
V‧‧‧連通導孔
Q‧‧‧系統級封裝元件
D1、D2‧‧‧焊錫
R1、R2‧‧‧接合區
Z1‧‧‧第一耦合區域
Z2‧‧‧第二耦合區域
W‧‧‧間隙
G‧‧‧耦合狹縫
M1~M5‧‧‧節點
X、Y‧‧‧方向
圖1為本發明第一實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖2為本發明第一實施例天線結構的仰視透視示意圖。
圖3為圖1的III部分的局部放大示意圖。
圖4為本發明第二實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖5為本發明第二實施例的天線結構在不同頻率下的電壓駐波比的曲線圖。
圖6為本發明第三實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖7為本發明第四實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖8為本發明第五實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖9為本發明第六實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖10為圖9的X部分的局部放大示意圖。
圖11為本發明第七實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖12為本發明第八實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖13為本發明第九實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖14為本發明第十實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖15為本發明第十一實施例天線結構的俯視透視示意圖。
圖16為本發明第十二實施例天線結構的其中一俯視透視示意圖。
圖17為本發明第十二實施例天線結構的其中一功能方塊示意圖。
圖18為圖16的XVIII-XVIII剖線的側視剖面示意圖。
圖19為本發明第十二實施例天線結構的另外一功能方塊示意圖。
圖20為本發明第十二實施例天線結構的另外一側視剖面示意圖。
圖21為本發明第十二實施例天線結構的另外一俯視透視示意圖。
以下是通過特定的具體實例來說明本發明所公開有關“天線結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，予以聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的技術範圍。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等，但這些元件或信號不應受這些術語限制。這些術語乃用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，如本文中所使用，術語“或”視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的所有組合。
[第一實施例]
首先，請參閱圖1及圖2所示，圖1及圖2分別為第一實施 例天線結構的俯視透視示意圖及仰視透視示意圖。本發明第一實施例提供一種天線結構U1，其包括一基板1、一第一輻射件2、一第二輻射件3、一耦合件4、一接地件5以及一饋入件6。第一輻射件2、第二輻射件3以及耦合件4可設置在基板1上，且接地件5可耦接於耦合件4並與第一輻射件2及第二輻射件3分離。另外，饋入件6可耦接於第一輻射件2的一饋入部23與接地件5之間，且饋入件6用來饋入一訊號。
承上述，值得說明的是，基板1、第一輻射件2、第二輻射件3、耦合件4、接地件5以及饋入件6的材質可以使用任何種類的導電材質，並且上述元件也可以使用任何的成形方法製作，在此容不再贅述。舉例來說，第一輻射件2、第二輻射件3、及耦合件4可以為一金屬片、一金屬導線或者是其他具有導電效果的導電體。另外，基板1可為一印刷電路板(Printed circuit board，PCB)。再者，饋入件6可以為一同軸電纜(Coaxial cable)，但不限於此。須說明的是，本發明不以上述舉例為限。另外，請一併參閱圖3所示，舉例來說，饋入件6可以為一同軸電纜(Coaxial cable)，其具有一饋入端61與一接地端62，饋入端61可電性連接於第一輻射件2的饋入部23，接地端62可電性連接於接地件5。須說明的是，為使得圖式能易於了解，在其他的圖式中，以替代符號作為如圖3所示之同軸電纜的架構。
承上述，請復參閱圖1及圖2所示，基板1可包括一第一表面11(上表面)以及一相對於第一表面11的第二表面12(下表面)，以第一實施例而言，第一輻射件2及耦合件4可設置於基板1的第一表面11上，第二輻射件3可設置於基板1的第二表面12上，藉此，耦合件4可以與第二輻射件3的一耦合部32彼此分離且相互耦合。然而，在其他實施方式中第一輻射件2、第二輻射件3及耦合件4也可以設置在同一個表面(第一表面11)上，或者是在另一實施方式中，耦合件4可設置在第一表面11上且第一輻射件 2及第二輻射件3可設置在第二表面12上，以使得耦合件4與第一輻射件2及第二輻射件3分別設置在基板1的兩相反表面，本發明不以此為限制。另外，饋入件6的接地端62可電性連接於接地件5的其中一側，接地件5的另外一側可電性連接於一金屬導體E，而金屬導體E可與基板1彼此相互分離。
承上述，請復參閱圖1及圖2所示，第一輻射件2可包括一第一輻射部21、一第二輻射部22以及一連接於第一輻射部21與第二輻射部22之間的饋入部23。第二輻射件3可包括一第三輻射部31以及一連接於第三輻射部31的耦合部32，此外，第三輻射部31與第一輻射部21之間可具有一間隙W，即，第二輻射件3的第三輻射部31與第一輻射部21在第一表面11的一垂直投影方向具有間隙W。
進一步來說，耦合件4與第二輻射件3的耦合部32彼此分離且相互耦合，且接地件5與耦合部32彼此分離。以第一實施例而言，耦合件4設置在第一表面11上，第二輻射件3的耦合部32設置在第二表面12，且耦合件4與耦合部32在第一表面11上的一垂直投影方向上至少部分重疊，耦合件4與耦合部32相互重疊的區域可定義為一第一耦合區域Z1。另外，須注意的是，為便於了解圖式上的內容，圖式中以耦合部32的區域小於耦合件4的區域表示，然而，在其他實施方式中，耦合部32的區域也可以是大於或者是等於耦合件4的區域。再者，也可以通過調整耦合部32與耦合件4之間的相對位置或者是調整耦合部32與耦合件4的大小而調整第一耦合區域Z1的面積大小。
承上述，請復參閱圖1及圖2所示，天線結構U1在X-Y平面上時，第一輻射部21可相對於饋入部23朝向一第一方向(正X方向)延伸，而第二輻射部22可相對於饋入部23朝向一第二方向(負X方向)延伸，第一方向(正X方向)與第二方向(負X方向)彼此相異，舉例來說，以圖1及圖2的實施方式而言，第一方向(正X 方向)與第二方向(負X方向)彼此相反。換句話說，第一輻射部21與第二輻射部22分別從饋入部23的兩相反側端向外延伸而出。另外，第三輻射部31可相對於耦合部32朝向第一方向(正X方向)延伸，以使得第二輻射件3的第三輻射部31與第一輻射部21在第一表面11的一垂直投影方向具有間隙W。
承上述，值得說明的是，以本發明實施例而言，一第一操作頻帶可由第一輻射部21所產生，一第二操作頻帶可由第二輻射部22所產生，一第三操作頻帶可由第三輻射部31與第一輻射部21彼此共振所產生。舉例來說，第一操作頻帶的頻率範圍(頻寬，bandwidth)可介於1425MHz至2170MHz之間，第二操作頻帶的頻率範圍可介於2170MHz至2690MHz之間，第三操作頻帶的頻率範圍可介於698MHz至960MHz之間，以適用於不同的LTE(Long Term Evolution)頻帶(Band)，然本發明不以此為限。換句話說，第一輻射件2所提供的操作頻帶的頻率範圍可介於1425MHz至2690MHz之間，且第一輻射件2的第一輻射部21與第二輻射件3的第三輻射部31所提供的操作頻帶的頻率範圍可介於698MHz至960MHz之間。
承上述，進一步來說，請復參閱圖1及圖2所示，耦合件4與耦合部32之間的第一耦合區域Z1(耦合件4在X-Y平面上之正投影與耦合部32在X-Y平面上之正投影所相互重疊的區域)的面積大小(耦合件4與耦合部32之間的耦合程度大小)愈大時，天線結構U1所產生的第三操作頻帶(即低頻的操作頻帶)的阻抗匹配愈好(天線結構U1所產生的第三操作頻帶的中心頻率所對應的阻抗值愈接近一預設阻抗值，例如：50歐姆)，但是，當第一耦合區域Z1的大小大於一預定值時，則第三操作頻帶的中心頻率所對應的阻抗值將不再改變。另外，耦合件4與耦合部32之間的第一耦合區域Z1的面積愈小時，第三操作頻帶的中心頻率所對應的阻抗值將愈遠離預設阻抗值。
附帶一提，第三輻射部31與第一輻射部21在第一表面11的一垂直投影方向所具有的間隙W大小與天線結構U1的第一操作頻帶及第二操作頻帶(即較高頻的操作頻帶)阻抗匹配效果成正比，且第三輻射部31與第一輻射部21在第一表面11的一垂直投影方向所具有的間隙W大小與天線結構U1的第三操作頻帶的阻抗匹配效果成反比。也就是說，間隙W愈小時，天線結構U1的第三操作頻帶的阻抗匹配愈好，但第一及第二操作頻帶的阻抗匹配愈差(即中心頻率所對應的阻抗值愈遠離預設阻抗值)。反之，間隙W愈大時，天線結構U1的第一及第二操作頻帶的阻抗匹配愈好，但第三操作頻帶的阻抗匹配愈差。
[第二實施例]
首先，請參閱圖4所示，圖4為本發明第二實施例天線結構的俯視透視示意圖。由圖4與圖1的比較可以了解，第二實施例與第一實施例最大的差別在於：第二實施例中所提供的天線結構U2進一步包括了一橋接件7。詳細來說，橋接件7可設置於基板1的第一表面11上，且橋接件7可連接(或耦接)於接地件5與耦合件4之間，且橋接件7也可連接於接地件5與饋入件6之間，使得饋入件6通過橋接件7而耦接於接地件5。換句話說，耦合件4的本體(圖中未標號)可與第二輻射件3的耦合部32相互耦合，且耦合件4的其中一端可連接於橋接件7，以使得耦合件4通過橋接件7而耦接於接地件5。此外，饋入件6的饋入端61可耦接於饋入部23，饋入件6的接地端62可耦接於橋接件7，以使得饋入件6通過橋接件7而耦接於接地件5。須說明的是，圖4中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
承上述，值得說明的是，以圖4的實施方式而言，耦合件4及橋接件7可以一體成型，然本發明不以此為限。須特別說明的 是，橋接件7設置的目的為使得接地件5能易於貼附於基板1上，雖然圖4的實施方式中有說明可進一步設置橋接件7，然而，在其他實施方式中，也可以不用設置橋接件7。另外，值得一提的是，舉例來說，橋接件7的材質可以為錫，接地件5的材質可以為銅，然本發明不以此為限。
接著，請同時參閱圖5及下表一所示，圖5為本發明第二實施例的天線結構在不同頻率下的電壓駐波比(Voltage standing wave ratio，VSWR)的曲線圖。
[第三實施例]
請參閱圖6所示，圖6為本發明第三實施例天線結構的俯視透視示意圖。由圖6與圖4的比較可以了解，第三實施例與第二實施例最大的差別在於：第三實施例中所提供的天線結構U3的第二輻射件3還可進一步包括一設置於第三輻射部31與耦合部32之間的電感元件L。另外，可通過更換不同的電感元件L，以調整電感值的大小，進而改變天線結構U3的操作頻帶(第一、第二及第三操作頻帶)的頻率範圍及操作頻帶之中心頻率。再者，在其他實施方式中，饋入件6的設置位置也可以鄰近於第一輻射件2的第一輻射部21，然本發明不以饋入件6的設置位置為限。須說明的是，圖6中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前 述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第四實施例]
首先，請參閱圖7所示，圖7為本發明第四實施例天線結構的俯視透視示意圖。由圖7與圖4的比較可以了解，第四實施例與第二實施例最大的差別在於：第四實施例中所提供的天線結構U4還可進一步包括一連接件8，且連接件8可連接於饋入部23，饋入件6可通過連接件8而耦接於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。此外，以第四實施例而言，連接件8、耦合件4及橋接件7可設置在基板1的第一表面11上，第一輻射件2的第一輻射部21、第二輻射部22及饋入部23以及第二輻射件3可設置在基板1的第二表面12上。也就是說，第一輻射件2以及第二輻射件3可設置在第二表面12上，且第二輻射件3的第三輻射部31與第一輻射件2的第一輻射部21在第二表面12的一垂直投影方向具有間隙W。
承上述，以第四實施例而言，連接件8可連接於饋入部23，進一步來說，連接件8還可進一步包括一連接於饋入件6與饋入部23之間的連接導孔83，以使饋入件6耦接於饋入部23。也就是說，饋入件6及連接件8可通過連接導孔83中的導電體(圖中未示出)而電性連接於饋入部23，另外，在連接導孔83中設置導電體，以使得分別設置在兩相反表面上的元件電性連接，為所屬技術領域人員所熟知之技術，在此不再贅述。須說明的是，在其他實施方式中，連接件8可為連接導孔83的一部份，也就是說，饋入件6可連接於連接導孔83上，以使饋入件6耦接於饋入部23。
藉此，相較於前述第二實施例，第四實施例中可通過連接件8及連接導孔83的設置而改變饋入件6饋入訊號的方式。換句話說，可通過連接件8或/及連接導孔83的設置，而能依需求而選擇 性地將第一輻射件2與第二輻射件3設置在基板1的相同表面。另外，須說明的是，圖7中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第五實施例]
首先，請參閱圖8所示，圖8為本發明第五實施例天線結構的俯視透視示意圖。由圖8與圖4的比較可以了解，第五實施例與第二實施例最大的差別在於：第五實施例中所提供的天線結構U5還可進一步包括一連接件8，且連接件8可耦合於饋入部23，饋入件6可通過連接件8將一訊號耦合於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。此外，以第五實施例而言，連接件8、耦合件4及橋接件7可設置在基板1的第一表面11上，第一輻射件2的第一輻射部21、第二輻射部22及饋入部23以及第二輻射件3可設置在基板1的第二表面12上。
承上述，以第五實施例而言，連接件8可耦合於饋入部23，藉此，連接件8與饋入部23在第一表面11上的一垂直投影方向上至少部分重疊，且連接件8與饋入部23相互重疊的區域可定義為一第二耦合區域Z2。換句話說，相較於前述第二實施例及第四實施例，第五實施例中可通過連接件8的設置而改變饋入件6饋入訊號的方式。即，饋入件6可通過連接件8耦合至饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。換句話說，可通過連接件8的設置，而能依需求而選擇性地將第一輻射件2與第二輻射件3設置在基板1的相同表面。另外，須說明的是，圖8中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第六實施例]
首先，請參閱圖9及圖10所示，圖9為本發明第六實施例天線結構的俯視透視示意圖，圖10為圖9的X部分的局部放大示意圖。由圖9與圖4的比較可以了解，第六實施例與第二實施例最大的差別在於：第六實施例中所提供的天線結構U6還可進一步包括一連接件8，且連接件8可耦合於饋入部23，饋入件6可通過連接件8而耦合於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。此外，以第六實施例而言，連接件8、第一輻射部21、第二輻射部22、饋入部23、耦合件4及橋接件7可設置在基板1的第一表面11上，第二輻射件3可設置在基板1的第二表面12上。
承上述，如圖10所示，以第六實施例而言，連接件8可耦合於饋入部23，舉例來說，連接件8可具有多個耦合區塊(第一耦合區塊81或/及第二耦合區塊82)，饋入部23可具有多個耦合區段(第一耦合區段231或/及第二耦合區段232)，多個耦合區塊與多個耦合區段彼此交錯設置，以相互耦合而形成一耦合區域。換句話說，相較於前述第二實施例及第四實施例，第六實施例可通過連接件8的設置而改變饋入件6饋入訊號的方式。即，饋入件6可通過連接件8耦合至饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。換句話說，可通過連接件8的設置，而能依需求而選擇性地將第一輻射件2與第二輻射件3設置在基板1的相同表面。另外，須說明的是，圖9中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第七實施例]
首先，請參閱圖11所示，圖11為本發明第七實施例天線結構的俯視透視示意圖。由圖11與圖4的比較可以了解，第七實施 例與第二實施例最大的差別在於：第七實施例中所提供的天線結構U7的第一輻射件2以及第二輻射件3可設置在第一表面11上，且第二輻射件3的第三輻射部31與第一輻射件2的第一輻射部21在該第一表面11的一垂直投影方向具有間隙W。換句話說，第二輻射件3的第三輻射部31及耦合部32可設置於基板1的第一表面11上，且連接件8、第一輻射部21、第二輻射部22、饋入部23、耦合件4及橋接件7也可設置在基板1的第一表面11上。
承上述，以第七實施例而言，耦合件4可具有多個耦合臂(第一耦合臂41或/及第二耦合臂42)，耦合部32可具有多個耦合段(第一耦合段321或/及第二耦合段322)，多個耦合臂與多個耦合段可彼此交錯設置，以使得多個耦合臂與多個耦合段相互耦合而形成第一耦合區域Z1。耦合段與耦合臂之間可具有至少一個或多個耦合狹縫G，須特別說明的是，耦合段與耦合臂之間的耦合程度(即耦合量，也就是，耦合段與耦合臂彼此耦合的長度)愈大時，天線結構U7所產生的第三操作頻帶的阻抗匹配愈好(天線結構U所產生的操作頻帶的中心頻率所對應的阻抗值愈接近一預設阻抗值)，但是，當第一耦合區域Z1的大小大於一預定值時，則阻抗匹配之阻抗值將不再改變。另外，當耦合段與耦合臂之間的耦合程度愈小時，天線結構U7的第三操作頻帶的阻抗匹配愈差。換句話說，相較於前述第二實施例，第七實施例中可通過多個耦合臂及多個耦合段的設置而改變耦合件4與耦合部32之間的耦合方式。另外，須說明的是，圖11中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第八實施例]
首先，請參閱圖12所示，由圖12與圖11的比較可知，第八實施例與第七實施例最大的差別在於：第八實施例中所提供的天 線結構U8還可進一步包括一連接件8，且連接件8可耦合於饋入部23，饋入件6可通過連接件8而耦合於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。換句話說，以第八實施例而言，饋入件6、連接件8以及饋入部23的連接方式可以如同前述第六實施例中所述。
詳細來說，請復參閱圖12及圖10所示，第二輻射件3的第三輻射部31及耦合部32可設置於基板1的第一表面11上，且連接件8、第一輻射部21、第二輻射部22、饋入部23、耦合件4及橋接件7也可設置在基板1的第一表面11上。舉例來說，連接件8可具有多個耦合區塊(第一耦合區塊81或/及第二耦合區塊82)，饋入部23可具有多個耦合區段(第一耦合區段231或/及第二耦合區段232)，多個耦合區塊與多個耦合區段彼此交錯設置，藉此，連接件8可耦合於饋入部23以形成一耦合區域。換句話說，可通過連接件8的設置而改變饋入件6饋入訊號的方式。即，饋入件6可通過連接件8而耦合於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。換句話說，可通過連接件8、耦合件4及耦合部32的設置，而能依需求而選擇性地將第一輻射件2、第二輻射件3與耦合件4設置在基板1的相同表面。另外，須說明的是，圖12中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第九實施例]
首先，請參閱圖13所示，圖13為本發明第九實施例天線結構的俯視透視示意圖。由圖13與圖4的比較可以了解，第九實施例與第二實施例最大的差別在於：第九實施例中所提供的天線結構U9的基板1上還可還進一步包括一接地導孔13，且接地導孔13連接(耦接)於耦合件4與接地件5之間，以使耦合件4通過接 地導孔13而連接於接地件5。
承上述，以第九實施例而言，第一輻射件2、第二輻射件3的耦合部32、接地件5及第三輻射部31可設置在基板1的第一表面11上，耦合件4可設置在基板1的第二表面12上，且耦合件4與耦合部32在第一表面11上的一垂直投影方向上至少部分重疊，耦合件4與耦合部32相互重疊的區域可定義為一第一耦合區域Z1。此外，接地導孔13連接於耦合件4與接地件5之間，且耦合件4可通過接地導孔13中的導電體(圖中未示出)而電性連接於橋接件7，進而使得耦合件4通過接地導孔13及橋接件7而連接於接地件5。換句話說，在第九實施例中，第一輻射件2、第二輻射件3以及接地件5可設置在相同表面，僅耦合件4設置在相異表面。另外，須說明的是，在接地導孔13中設置導電體，以使得分別設置在兩相反表面上的元件電性連接，為所屬技術領域人員所熟知之技術，在此不再贅述。進一步來說，圖13中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第十實施例]
首先，請參閱圖14所示，圖14為本發明第十實施例天線結構的其中一俯視透視示意圖。由圖14與圖11的比較可以了解，第十實施例與第七實施例最大的差別在於：第十實施例中所提供的天線結構U10還可進一步包括一連接件8，且連接件8可設置於基板1的第一表面11上，而第一輻射件2的第一輻射部21、第二輻射部22以及饋入部23可設置於基板1的第二表面12。也就是說，第一輻射件2可設置在第二表面12上，第二輻射件3可設置在第一表面11上，且第二輻射件3的第三輻射部31與第一輻射件2的第一輻射部21在第一表面11的一垂直投影方向具有間隙W。
詳細來說，由於連接件8設置於第一表面11，饋入部23設置於第二表面12，因此，連接件8可耦接於饋入部23，饋入件6可通過連接件8而耦接於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。以圖14的實施方式來說，如同第四實施中所說明之內容，可通過一連接於連接件8與饋入部23之間的連接導孔83，以使連接件8耦接於饋入部23。另外，值得一提的是，在其他實施方式中，連接件8與饋入部23之間可不具有連接導孔83，而是以如同第五實施中所說明之內容，利用連接件8耦合於饋入部23。藉此，連接件8與饋入部23在第一表面11上的一垂直投影方向上至少部分重疊，且連接件8與饋入部23相互重疊的區域可定義為一第二耦合區域Z2，且饋入件6可通過連接件8而耦合於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。須說明的是，圖14中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第十一實施例]
首先，請參閱圖15所示，圖15為本發明第十一實施例天線結構的另外一俯視透視示意圖。誠如上述對第十實施例的說明，在第十一實施例中，饋入件6可通過連接件8而耦合於饋入部23，使一訊號通過連接件8而饋入至饋入部23。此外，由圖15與圖13的比較可知，圖15的實施方式與圖13的實施方式最大的差別在於：第十一實施例中所提供的天線結構U11還可進一步包括一連接件8，且連接件8可設置於基板1的第一表面11上，而第一輻射件2的第一輻射部21、第二輻射部22以及饋入部23可設置於基板1的第二表面12。進一步來說，基板1上還可還進一步包括一接地導孔13，且接地導孔13連接於耦合件4與接地件5之間，以使耦合件4通過接地導孔13而耦接於接地件5。
承上述，請復參閱圖14及圖15所示，換句話說，在其他實施方式中，可依據需求而選擇性的設置連接件8，以使得連接件8通過耦合方式與饋入部23相互耦合，或者是使得連接件8通過連接導孔83而耦接於饋入部23。再者，也可依據需求而選擇性地將耦合件4設置在基板1的第一表面11或第二表面12。藉此，當耦合件4及第二輻射件3的耦合部32設置在基板1的第一表面11時，可利用耦合件4上的多個耦合臂(第一耦合臂41或/及第二耦合臂42)以及耦合部32上的多個耦合段(第一耦合段321或/及第二耦合段322)的相互耦合而形成第一耦合區域Z1。另外，當耦合件4設置在基板1的第二表面12，且第二輻射件3的耦合部32及接地件5設置在第一表面11時，可利用連接於耦合件4與接地件5之間的接地導孔13，以使耦合件4通過接地導孔13而耦接於接地件5。
承上述，換句話說，可依據需求而選擇性地配置饋入件6饋入訊號至饋入部23的方式，或是選擇性地配置耦合件4與耦合部32之間的耦合方式。進一步來說，圖15中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。
[第十二實施例]
首先，請參閱圖16至圖18所示，圖16為本發明第十二實施例天線結構的俯視透視示意圖，圖17為本發明第十二實施例天線結構的功能方塊示意圖，圖18為圖16的XVIII-XVIII剖線的側視剖面示意圖。由圖16與圖4的比較可以了解，第十二實施例與第二實施例最大的差別在於：第十二實施例所提供的天線結構U12還可以與一感測電路P配合使用，須說明的是，前述實施例所提供的天線結構(天線結構U1~U12，以下簡稱天線結構U，如圖17所示)也可以與感測電路P配合使用。另外，舉例來說，以本發明 實施例而言，感測電路P可包括一近接感測電路P1及一電感器P2。藉此，通過近接感測電路P1及電感器P2的設置，天線結構U可具有一感測人體是否接近該天線結構U的功能，進而調整天線結構U的發射功率。另外，舉例來說，天線結構U可以應用於二合一式的筆記型電腦(Hybrid laptops或2-in-1 laptops)，然本發明不以此為限。
承上述，請復參閱圖16至圖18所示，詳細來說，耦合件4可設置於基板1的第一表面11，第二輻射件3的耦合部32可設置於基板1的第二表面12。另外，電感器P2可耦接於耦合部32與近接感測電路P1之間，且近接感測電路P1可電性連接於電感器P2與接地件5之間。也就是說，近接感測電路P1及電感器P2可設置於基板1上且電性連接於第二輻射件3與金屬導體E之間，或者是近接感測電路P1及電感器P2可電性連接於第二輻射件3與接地件5之間，以形成一導電迴路。舉例來說，電感器P2可為一低通濾波器(Low-pass filter)，近接感測電路P1可為一電容值感測電路，且通過電容值感測電路及低通濾波器的設置後，天線結構U的第二輻射件3的耦合部32可作為一感測電極以供近接感測電路P1量測電容值。另外，舉例來說，當天線結構U應用於二合一式的筆記型電腦時，金屬導體E可以為筆記型電腦的背蓋結構，然本發明不以此為限。須說明的是，雖然圖式中近接感測電路P1是通過金屬導體E而間接電性連接於接地件5，但是，在其他實施方式中，近接感測電路P1也可以是直接電性連接於接地件5或者是其他的接地迴路，本發明不以此為限制。
接著，如圖17所示，舉例來說，近接感測電路P1及電感器P2，可電性連接於天線結構U及一控制電路F之間，且控制電路F電性連接於天線結構U。因此，控制電路F能夠依據近接感測電路P1所感測到的一訊號而調整天線結構U的發射功率。換句話說，近接感測電路P1可用於感測第二輻射件3的耦合部32金屬 導體E之間的寄生電容值，進而能夠依據寄生電容值來判斷物體(例如使用者的腿部或是其他部位)與近接感測電路P1之間的距離。值得說明的是，控制電路F的電路也可以整合在近接感測電路P1中，然本發明不以此為限。須說明的是，為便於理解，圖16中不示出控制電路F。
藉此，天線結構U的第二輻射件3可視為一感測電極(sensor electrode或sensor pad)，控制電路F可以通過近接感測電路P1所感測到的電容值變化而判斷使用者的腿部或是其他部位是否位於一鄰近天線結構U的預定偵測範圍內。當使用者的腿部或其他部位位於預定偵測範圍內時，控制電路F可以調降天線結構U的發射功率，以避免SAR值過高。當使用者的腿部或其他部位位於預定偵測範圍外時，控制電路F可以調升天線結構U的發射功率，以維持天線結構U的整體效率。須注意的是，本發明實施例中所提及的電感器P2非屬近接感測電路P1(Proximity Sensor，P-Sensor)。進一步來說，圖16中所示的其他結構特徵或其操作頻帶的頻率範圍與前述實施例相仿，且其他元件的特性或應用方式也與前述實施例相仿，在此不再贅述。也就是說，圖16是以圖4的配置方式進行說明，然而，第一輻射件2、第二輻射件3以及耦合件4的配置方式，也可以如同前述其他實施例所述而選擇性地配置，本發明不以此為限制。
接著，請參閱圖19至圖21所示，在其他實施方式中，天線結構U12’還進一步包括一設置在基板1上的系統級封裝元件Q，耦合部32、耦合件4以及感測電路P可通過系統級封裝(System in Package，SiP)整合，並通過系統級封裝而形成所述系統級封裝元件Q。換句話說，耦合部32、耦合件4以及感測電路P通過系統級封裝後可形成一系統級封裝元件Q。即，系統級封裝元件Q可具有一多層金屬層，耦合部32、耦合件4以及感測電路P可分別設置於不同金屬層。以本發明第十二實施例而言，系統級封裝元 件Q為一多層板結構，於一實施例中，系統級封裝元件Q可具有四層金屬層及三層基板，第二輻射件3的耦合部32以及耦合件4可以設置於系統級封裝元件Q之中，且感測電路P可設置於系統級封裝元件Q上，以使得感測電路P耦接於耦合部32與接地件5之間。
此外，請一併參閱圖20及圖21所示，感測電路P(近接感測電路P1及電感器P2)可設置於一系統級封裝元件Q的上方的金屬層，即一線路層S(或可稱多層金屬層中的一第三金屬層)上，系統級封裝元件Q之其中一金屬層(或可稱多層金屬層中的一第二金屬層)可作為耦合件4，且耦合件4耦接至接地件5，系統級封裝元件Q之另外一金屬層(或可稱多層金屬層中的一第一金屬層)可作為耦合部32，系統級封裝元件Q之底層金屬層(或可稱多層金屬層中的一第四金屬層)具有焊錫(D1、D2)以用來電性連接接地件4及第二輻射件3。
進一步來說，感測電路P可通過連通導孔V而電性連接於耦合部32及耦合件4之間，同時，通過耦合件4而電性連接於接地件5，然而，本發明不以此為限。另外，耦合部32也可以通過連通導孔V而電性連接於焊錫D1，且焊錫D1可電性連接於第二輻射件3的一接合區R1上，此外，耦合件4也可以通過連通導孔V而電性連接於焊錫D2，且焊錫D2可電性連接於橋接件7上的一接合區R2上。藉此，通過系統級封裝所形成的系統級封裝元件Q，可縮小天線結構U12’的面積。值得說明的是，在其他實施方式中也可以利用系統級封裝而選擇性地使得第一輻射件2、第二輻射件3以及耦合件4的配置方式如同前述其他實施例所述，本發明不以此為限制。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果可以在於，本發明實施例所提供的 天線結構U(天線結構U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12、U12’)不僅能夠提升天線性能，而且還能同時避免使用者接近時SAR值過高的問題。另外，須說明的是，前面實施例中所說明的天線結構U，其第一輻射件2、第二輻射件3、橋接件7、耦合件4以及饋入件6的配置方式皆可以交互應用於不同的實施例中。藉此，本發明能夠任意搭配上述不同的元件，以調整所需要的天線特性。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

Claims (17)

  1. 一種天線結構，其包括：一基板；一第一輻射件，設置在該基板上，該第一輻射件包括一第一輻射部、一第二輻射部以及一連接於該第一輻射部與該第二輻射部之間的饋入部；一第二輻射件，設置在該基板上，該第二輻射件包括一第三輻射部以及一連接於該第三輻射部的耦合部，其中，該第三輻射部與該第一輻射部之間具有一間隙；一耦合件，設置在該基板上，該耦合件與該耦合部彼此分離且相互耦合；一接地件，耦接於該耦合件，且該接地件與該第二輻射件彼此分離；以及一饋入件，耦接於該饋入部與該接地件之間。
  2. 如請求項1所述的天線結構，其中，該第一輻射部朝向一第一方向延伸，該第二輻射部朝向一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向彼此相異。
  3. 如請求項1所述的天線結構，還進一步包括一連接件，其中，該基板包括一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該連接件耦合或連接於該饋入部，該饋入件通過該連接件而耦合或耦接於該饋入部。
  4. 如請求項3所述的天線結構，其中，該連接件設置在該第一表面上，該第一輻射件的該第一輻射部、該第二輻射部以及該饋入部設置在該第二表面上，且該連接件與該饋入部在該第一表面上的一垂直投影方向上至少部分重疊。
  5. 如請求項3所述的天線結構，其中，該連接件、該第一輻射部、該第二輻射部以及該饋入部設置在該第一表面上。
  6. 如請求項4或5所述的天線結構，其中，該耦合件設置在該第一表面上，該第二輻射件的該耦合部設置在該第二表面，且該耦合件與該耦合部在該第一表面上的一垂直投影方向上至少部分重疊。
  7. 如請求項4或5所述的天線結構，其中，該耦合件以及該第二輻射件的該耦合部都設置在該第一表面上，該耦合件具有多個耦合臂，該耦合部具有多個耦合段，多個該耦合臂與多個該耦合段彼此交錯設置。
  8. 如請求項4或5所述的天線結構，其中，該第二輻射件的該耦合部設置在該第一表面，該耦合件設置在該第二表面上，且該耦合件與該耦合部在該第一表面上的一垂直投影方向上至少部分重疊，其中，該基板還進一步包括一接地導孔，該接地導孔連接於該耦合件與該接地件之間，以使該耦合件通過該接地導孔而連接於該接地件。
  9. 如請求項1所述的天線結構，其中，該基板包括一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面上，該耦合件設置在該第一表面上，該第二輻射件的該耦合部設置在該第二表面，且該耦合件與該耦合部在該第一表面上的一垂直投影方向上至少部分重疊。
  10. 如請求項1所述的天線結構，其中，該基板包括一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該耦合件以及該第二輻射件的該耦合部都設置在該第一表面上，該耦合件具有多個耦合臂，該耦合部具有多個耦合段，多個該耦合臂與多個該耦合段彼此交錯設置。
  11. 如請求項1所述的天線結構，其中，該基板包括一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面上，該第二輻射件的該耦合部設置在該第一表面，該耦合件設置在該第二表面上，且該耦合件與該耦合部在該第一表面上的一垂直投影方向上至少部分重疊，其中，該基板還進一步包括一接地導孔，該接地導孔連接於該耦合件與該接地件之間，以使該耦合件通過該接地導孔而連接於該接地件。
  12. 如請求項1所述的天線結構，其中，該基板包括一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該第一輻射件設置在該第一表面上，該第二輻射件設置在該第二表面上，且該第二輻射件的該第三輻射部與該第一輻射件的該第一輻射部在該第一表面的一垂直投影方向具有該間隙。
  13. 如請求項1所述的天線結構，其中，該基板包括一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面，該第一輻射件以及該第二輻射件設置在該第一表面上，且該第二輻射件的該第三輻射部與該第一輻射件的該第一輻射部在該第一表面的一垂直投影方向具有該間隙。
  14. 如請求項1所述的天線結構，還進一步包括一橋接件，該橋接件設置在該基板上，其中，該橋接件連接於該耦合件與該接地件之間，且該饋入件通過該橋接件而耦接於該接地件。
  15. 如請求項1所述的天線結構，還進一步包括一感測電路，該感測電路包括一近接感測電路以及一連接於該耦合部與該近接感測電路之間的電感器，其中，該耦合部作為一感測電極以供該近接感測電路量測電容值。
  16. 如請求項1所述的天線結構，其中，一第一操作頻帶由該第一輻射部所產生，一第二操作頻帶由該第二輻射部所產生，一第三操作頻帶由該第三輻射部與該第一輻射部彼此共振所產生。
  17. 一種天線結構，其包括：一基板；一第一輻射件，設置在該基板上，該第一輻射件包括一第一輻射部、一第二輻射部以及一連接於該第一輻射部與該第二輻射部之間的饋入部；一第二輻射件，設置在該基板上，該第二輻射件包括一第三輻射部，其中，該第三輻射部與該第一輻射部之間具有一間隙；一系統級封裝元件，設置在該基板上，該系統級封裝元件具有一多層金屬層，該多層金屬層中的一第一金屬層可作為一耦合部，該多層金屬層中的一第二金屬層可作為一耦合件，其中，該系統級封裝元件具有一感測電路，設置在該多層金屬層中的一第三金屬層，其中，該耦合部連接於該第三輻射部，該耦合件與該耦合部彼此分離且相互耦合，其中，該感測電路包括一近接感測電路以及一連接於該耦合部的電感器，其中，該耦合部作為一感測電極以供該近接感測電路量測電容值；一接地件，耦接於該耦合件，該接地件與該第二輻射件及該耦合部彼此分離，且該感測電路通過該耦合件而電性連接於該接地件；以及一饋入件，耦接於該饋入部與該接地件之間。
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