TWM545375U - 天線結構 - Google Patents

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TWM545375U
TWM545375U TW105219746U TW105219746U TWM545375U TW M545375 U TWM545375 U TW M545375U TW 105219746 U TW105219746 U TW 105219746U TW 105219746 U TW105219746 U TW 105219746U TW M545375 U TWM545375 U TW M545375U
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reflector
radiating
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古光原
黃俊哲
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啓碁科技股份有限公司
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Description

天線結構
本創作係關於一種天線結構，特別係關於一種寬頻天線結構。
隨著行動通訊技術的發達，行動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如：行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。
天線為無線通訊領域中不可缺少之元件。倘若用於接收或發射信號之天線其頻寬(Bandwidth)不足，則很容易造成行動裝置之通訊品質下降。因此，如何設計出小尺寸、寬頻帶之天線元件，對天線設計者而言是一項重要課題。
在較佳實施例中，本創作提供一種天線結構，包括：一介質基板，具有一上表面和一下表面；一第一輻射部， 具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中一正饋入點係位於該第一輻射部之該第一端；一第二輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中該第二輻射部之該第二端係朝向該第一輻射部之該第二端；一第三輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該下表面，其中該第三輻射部之該第一端係耦接至該第一輻射部之該第一端，而該第三輻射部之該第二端係耦接至該第二輻射部之該第一端；一第四輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中一負饋入點係位於該第四輻射部之該第一端；一第五輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中該第五輻射部之該第二端係朝向該第四輻射部之該第二端；以及一第六輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該下表面，其中該第六輻射部之該第一端係耦接至該第四輻射部之該第一端，而該第六輻射部之該第二端係耦接至該第五輻射部之該第一端。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第一穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第一輻射部之該第一端和該第三輻射部之該第一端之間；一第二穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第二輻射部之該第一端和該第三輻射部之該第二端之間；一第三穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第四輻射部之該第一端和該第六輻射部之該第一端之間；以及一第四穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第五輻射部之該第一端和該第六輻射部之該第二端之 間。
在一些實施例中，該第一輻射部、該第二輻射部、該第四輻射部，以及該第五輻射部之每一者大致為一矩形，其中該第三輻射部和該第六輻射部之每一者大致為一直條形，而其中該矩形之寬度係大於或等於該直條形之寬度。
在一些實施例中，該天線結構涵蓋一低頻頻帶和一高頻頻帶，該低頻頻帶約介於2400MHz至2484MHz之間，而該高頻頻帶約介於5150MHz至5850MHz之間。
在一些實施例中，該第一輻射部和該第四輻射部之每一者之長度係大致等於該高頻頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中，該第三輻射部和該第二輻射部之總長度，以及該第六輻射部和該第五輻射部之總長度皆大致等於該低頻頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一信號源，具有一正極和一負極，並用於產生一射頻信號和一直流控制信號，其中該信號源之該正極係耦接至該正饋入點，該信號源之該負極係耦接至該負饋入點。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第一反射器，設置於該天線結構的一側，並包括一第一部份和一第二部份；以及一第一二極體，串聯耦接於該第一反射器之該第一部份和該第二部份之間，其中該第一二極體係根據該直流控制信號而選擇性地導通或斷開。
在一些實施例中，該第一反射器之總長度係大於或等於該高頻頻帶之0.5倍波長。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第一電感器，耦接於該第一反射器之該第一部份和一第一連接點之間，其中該第一連接點係位於該第一輻射部、該第二輻射部，或該第三輻射部；以及一第二電感器，耦接於該第一反射器之該第二部份和一第二連接點之間，其中該第二連接點係位於該第四輻射部、該第五輻射部，或該第六輻射部。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第二反射器，設置於該天線結構之另一側，並包括一第一部份和一第二部份；以及一第二二極體，串聯耦接於該第二反射器之該第一部份和該第二部份之間，其中該第二二極體係根據該直流控制信號而選擇性地導通或斷開。
在一些實施例中，該第二反射器之總長度係大於或等於該高頻頻帶之0.5倍波長。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第三電感器，耦接於該第二反射器之該第一部份和一第三連接點之間，其中該第三連接點係位於該第一輻射部、該第二輻射部，或該第三輻射部；以及一第四電感器，耦接於該第二反射器之該第二部份和一第四連接點之間，其中該第四連接點係位於該第四輻射部、該第五輻射部，或該第六輻射部。
在另一較佳實施例中，本創作係關於一種天線結構，包括□一介質基板，具有一上表面和一下表面；一第一輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中一正饋入點係位於該第一輻射部之該第一端；一第二輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之 該上表面，其中該第二輻射部之該第二端係朝向該第一輻射部之該第二端；一第三輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該下表面，其中該第三輻射部之該第一端係耦接至該第一輻射部之該第一端，而該第三輻射部之該第二端係耦接至該第二輻射部之該第一端；以及一接地面，鄰近於該介質基板，其中一負饋入點係位於該接地面上。
在一些實施例中，該接地面係用於產生該天線結構之一鏡像電流。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第一反射器，設置於該天線結構之一側，並包括一第一部份和一第二部份；一第一二極體，串聯耦接於該第一反射器之該第一部份和該第二部份之間；以及一第一電感器，耦接於該第一反射器之該第一部份和一第一偏壓電位之間，其中該第一二極體係根據該第一偏壓電位而選擇性地導通或斷開。
在一些實施例中，該第一反射器之該第二部份係耦接至該接地面。
在一些實施例中，該天線結構更包括：一第二反射器，設置於該天線結構之另一側，並包括一第一部份和一第二部份；一第二二極體，串聯耦接於該第二反射器之該第一部份和該第二部份之間；以及一第二電感器，耦接於該第二反射器之該第一部份和一第二偏壓電位之間，其中該第二二極體係根據該第二偏壓電位而選擇性地導通或斷開。
在一些實施例中，該第二反射器之該第二部份係耦接至該接地面。
100、200、500、600‧‧‧天線結構
110、510‧‧‧介質基板
120‧‧‧第一輻射部
121‧‧‧第一輻射部之第一端
122‧‧‧第一輻射部之第二端
130‧‧‧第二輻射部
131‧‧‧第二輻射部之第一端
132‧‧‧第二輻射部之第二端
140‧‧‧第三輻射部
141‧‧‧第三輻射部之第一端
142‧‧‧第三輻射部之第二端
150‧‧‧第四輻射部
151‧‧‧第四輻射部之第一端
152‧‧‧第四輻射部之第二端
160‧‧‧第五輻射部
161‧‧‧第五輻射部之第一端
162‧‧‧第五輻射部之第二端
170‧‧‧第六輻射部
171‧‧‧第六輻射部之第一端
172‧‧‧第六輻射部之第二端
181‧‧‧第一穿透元件
182‧‧‧第二穿透元件
183‧‧‧第三穿透元件
184‧‧‧第四穿透元件
190‧‧‧信號源
210‧‧‧第一反射器
211‧‧‧第一反射器之第一部份
212‧‧‧第一反射器之第二部份
220‧‧‧第一二極體
231‧‧‧第一電感器
232‧‧‧第二電感器
233‧‧‧第三電感器
234‧‧‧第四電感器
240‧‧‧第二反射器
241‧‧‧第二反射器之第一部份
242‧‧‧第二反射器之第二部份
250‧‧‧第二二極體
261‧‧‧第一子電感器
262‧‧‧第二子電感器
263‧‧‧第三子電感器
264‧‧‧第四子電感器
265‧‧‧第五子電感器
266‧‧‧第六子電感器
267‧‧‧第七子電感器
268‧‧‧第八子電感器
550‧‧‧接地面
CP1‧‧‧第一連接點
CP2‧‧‧第二連接點
CP3‧‧‧第三連接點
CP4‧‧‧第四連接點
E1‧‧‧介質基板之上表面
E2‧‧‧介質基板之下表面
FP‧‧‧正饋入點
FN‧‧‧負饋入點
GC1‧‧‧第一耦合間隙
GC2‧‧‧第二耦合間隙
L1、L2、L3‧‧‧長度
LC‧‧‧剖面線
VB1‧‧‧第一偏壓電位
VB2‧‧‧第二偏壓電位
W1、W2‧‧‧寬度
X‧‧‧X軸
Y‧‧‧Y軸
Z‧‧‧Z軸
第1A圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之立體圖；第1B圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之俯視圖；第1C圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之剖面圖；第2圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之俯視圖；第3A圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之輻射場型圖；第3B圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之輻射場型圖；第4A圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之輻射場型圖；第4B圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之輻射場型圖；第4C圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之輻射場型圖；第5圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之立體圖；以及第6圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構之前視圖。
為讓本創作之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本創作之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
第1A圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構100之立體圖。第1B圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構100之俯視圖。第1C圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構100之剖面圖(沿第1B圖之一剖面線LC)。請一併參考第1A、1B、1C圖。天線結構100可應用於一行動裝置，例如：一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)，或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。如第1A、1B、1C圖 所示，天線結構100至少包括：一介質基板(Dielectric Substrate)110、一第一輻射部120、一第二輻射部130、一第三輻射部140、一第四輻射部150、一第五輻射部160，以及一第六輻射部170。介質基板110可以是一FR4(Flame Retardant 4)基板或是一系統電路板(System Circuit Board)。第一輻射部120、第二輻射部130、第三輻射部140、第四輻射部150、第五輻射部160，以及第六輻射部170可用金屬材質製成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。
介質基板110具有一上表面E1和一下表面E2，其中第一輻射部120、第二輻射部130、第四輻射部150，以及第五輻射部160係設置於介質基板110之上表面E1，而第三輻射部140和第六輻射部170係設置於介質基板110之下表面E2。第一輻射部120、第二輻射部130、第四輻射部150，以及第五輻射部160之每一者皆可大致為一矩形。第三輻射部140和第六輻射部170之每一者皆可大致為一直條形。第一輻射部120具有一第一端121和一第二端122，其中一正饋入點FP係位於第一輻射部120之第一端121，而第一輻射部120之第二端122為一開路端(Open End)。第二輻射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第二輻射部130之第二端132為一開路端並朝向第一輻射部120之第二端122。第二輻射部130之第二端132和第一輻射部120之第二端122之間可形成一第一耦合間隙(Coupling Gap)GC1。第三輻射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第三輻射部140之第一端141係耦接至第一輻射部120之第一端121，而第三輻射部140之第二端142係耦接至第二輻射部 130之第一端131。第四輻射部150具有一第一端151和一第二端152，其中一負饋入點FN係位於第四輻射部150之第一端151，而第四輻射部150之第二端152為一開路端。第五輻射部160具有一第一端161和一第二端162，其中第五輻射部160之第二端162為一開路端並朝向第四輻射部150之第二端152。第五輻射部160之第二端162和第四輻射部150之第二端152之間可形成一第二耦合間隙GC2。第六輻射部170具有一第一端171和一第二端172，其中第六輻射部170之第一端171係耦接至第四輻射部150之第一端151，而第六輻射部170之第二端172係耦接至第五輻射部160之第一端161。天線結構100更可包括一信號源190。信號源190具有一正極和一負極，並用於產生一射頻(Radio Frequency，RF)信號，其中信號源190之正極係耦接至正饋入點FP，而信號源190之負極係耦接至負饋入點FN，從而可藉由信號源190之射頻信號來激發天線結構100。
在一些實施例中，天線結構100更包括一第一穿透元件(Via Element)181、一第二穿透元件182、一第三穿透元件183，以及一第四穿透元件184。第一穿透元件181、第二穿透元件182、第三穿透元件183，以及第四穿透元件184皆形成於介質基板110中，並可用金屬材質製成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。每一穿透元件可以大致為一圓柱形或一四角柱形，但不僅限於此。第一穿透元件181係耦接於第一輻射部120之第一端121和第三輻射部140之第一端141之間。第二穿透元件182係耦接於第二輻射部130之第一端131和第三輻射部140之第二端142之間。第三穿透元件183係耦接於第四輻射部 150之第一端151和第六輻射部170之第一端171之間。第四穿透元件184係耦接於第五輻射部160之第一端161和第六輻射部170之第二端172之間。
根據實際量測結果，天線結構100可以涵蓋一低頻頻帶和一高頻頻帶，其中前述低頻頻帶約介於2400MHz至2484MHz之間，而前述高頻頻帶約介於5150MHz至5850MHz之間。因此，天線結構100至少可支援WLAN(Wireless Local Area Network)2.4GHz/5GHz之雙頻操作。
天線結構100之操作原理可如下列所述。前述低頻頻帶主要係由第一穿透元件181、第三輻射部140、第二穿透元件182，以及第二輻射部130所激發產生；另外前述低頻頻帶更可由第三穿透元件183、第六輻射部170、第四穿透元件184，以及第五輻射部160所激發產生。前述高頻頻帶主要係由第一輻射部120和第四輻射部150所激發產生。第二輻射部130和第五輻射部160則可分別與第一輻射部120和第四輻射部150產生交互耦合效應(Mutual Coupling)，從而可增加前述高頻頻帶之操作頻寬。
天線結構100之元件尺寸可如下列所述。第一輻射部120和第四輻射部150之每一者之長度L1可以大致等於前述高頻頻帶之0.25倍波長(λ/4)。第三輻射部140和第六輻射部170之每一者之長度L2可以小於前述低頻頻帶之0.25倍波長(λ/4)。由正饋入點FP經第一穿透元件181、第三輻射部140、第二穿透元件182延伸至第二輻射部130之第二端132之總長度(由於穿透元件181及182的長度非常小，故前述總長度約等於第三輻射 部140和第二輻射部130之長度總和)可以大致等於前述低頻頻帶之0.25倍波長(λ/4)。由負饋入點FN經第三穿透元件183、第六輻射部170、第四穿透元件184延伸至第五輻射部160之第二端162之總長度(由於穿透元件183及184的長度非常小，故前述總長度約等於第六輻射部170和第五輻射部160之長度總和)可以大致等於前述低頻頻帶之0.25倍波長(λ/4)。第一輻射部120、第二輻射部130、第四輻射部150，以及第五輻射部160之每一者皆具有一寬度W1，而第三輻射部140和第六輻射部170之每一者皆具有一寬度W2，其中前述寬度W1係大於或等於前述寬度W2。舉例而言，前述寬度W1可至少為前述寬度W2之2倍或3倍大。第一耦合間隙GC1和第二耦合間隙GC2之每一者之寬度皆可小於5mm。以上元件尺寸係根據多次實驗結果得出，其有助於最佳化天線結構100之阻抗匹配(Impedance Matching)及操作頻帶。
第2圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構200之俯視圖。第2圖和第1A、1B、1C圖相似，兩者之差異在於，第2圖之天線結構200更包括：一第一反射器(Reflector)210、一第一二極體(Diode)220、一第一電感器231、一第二電感器232、一第二反射器240、一第二二極體250、一第三電感器233，以及一第四電感器234。第一反射器210和第二反射器240皆為直條形導體，並可用於選擇性地反射前述高頻頻帶之電磁波。第一反射器210和第二反射器240之每一者之總長度L3皆大於或等於前述高頻頻帶之0.5倍波長(λ/2)。前述第一反射器210及第二反射器240可分別位於天線結構200之二 側，並大致平行於第一輻射部120朝向第二輻射部130之延伸方向，同時也大致平行於第四輻射部150朝向第五輻射部160之延伸方向。除了射頻信號以外，信號源190更可產生一直流(Direct Current，DC)控制信號，以控制第一二極體220和第二二極體250之切換狀態。第一電感器231、第二電感器232、第三電感器233，以及第四電感器234係用於阻斷射頻信號，並僅使直流控制信號通過。例如，第一電感器231、第二電感器232、第三電感器233，以及第四電感器234之每一者之電感值皆可約介於1nH至10nH之間。
天線結構200之前述元件可以下列方式作配置。第一反射器210包括一第一部份211和一第二部份212。第一二極體220係串聯耦接於第一反射器210之第一部份211和第二部份212之間，其中第一二極體220係根據信號源190之直流控制信號而選擇性地導通或斷開。第一電感器231係耦接於第一反射器210之第一部份211和一第一連接點CP1之間，其中第一連接點CP1可位於第一輻射部120上，亦可位於第二輻射部130上或第三輻射部140上。在一些實施例中，第一電感器231可包括獨立且互相串聯之一第一子電感器261和一第二子電感器262，其中第一子電感器261係鄰近於第一反射器210之第一部份211，而第二子電感器262係鄰近於第一連接點CP1。第二電感器232係耦接於第一反射器210之第二部份212和一第二連接點CP2之間，其中第二連接點CP2可位於第四輻射部150上，亦可位於第五輻射部160上或第六輻射部170上。在一些實施例中，第二電感器232可包括獨立且互相串聯之一第三子電感器263和一第 四子電感器264，其中第三子電感器263係鄰近於第一反射器210之第二部份212，而第四子電感器264係鄰近於第二連接點CP2。第二反射器240包括一第一部份241和一第二部份242。第二二極體250係串聯耦接於第二反射器240之第一部份241和第二部份242之間，其中第二二極體250係根據信號源190之直流控制信號而選擇性地導通或斷開。第三電感器233係耦接於第二反射器240之第一部份241和一第三連接點CP3之間，其中第三連接點CP3可位於第一輻射部120上，亦可位於第二輻射部130上或第三輻射部140上。在一些實施例中，第三電感器233可包括獨立且互相串聯之一第五子電感器265和一第六子電感器266，其中第五子電感器265係鄰近於第二反射器240之第一部份241，而第六子電感器266係鄰近於第三連接點CP3。第四電感器234係耦接於第二反射器240之第二部份242和一第四連接點CP4之間，其中第四連接點CP4可位於第四輻射部150上，亦可位於第五輻射部160上或第六輻射部170上。在一些實施例中，第四電感器234可包括獨立且互相串聯之一第七子電感器267和一第八子電感器268，其中第七子電感器267係鄰近於第二反射器240之第二部份242，而第八子電感器268係鄰近於第四連接點CP4。根據實際量測結果，前述每一電感器包括二個獨立子電感器之設計可更加強化阻斷射頻信號之效果。
舉例而言，信號源190之直流控制信號可具有+3V、0V、-3V三種電位位準。當直流控制信號之電位位準為+3V時，第一二極體220將斷開，以禁能(Disable)第一反射器210；而第二二極體250將導通，以致能(Enable)第二反射器240。當直流 控制信號之電位位準為0V時，第一二極體220和第二二極體250皆將斷開，以同時禁能第一反射器210和第二反射器240。當直流控制信號之電位位準為-3V時，第一二極體220將導通，以致能第一反射器210；而第二二極體250將斷開，以禁能第二反射器240。亦即，第一二極體220和第二二極體250可同時斷開，抑或僅有第一二極體220和第二二極體250其中之一者導通。
第3A圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構200之輻射場型圖，其係於YZ平面上所量測之天線增益(dBi)。在第3A圖之實施例中，天線結構200係操作於前述低頻頻帶，而第一二極體220和第二二極體250皆斷開。第3B圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構200之輻射場型圖，其係於YZ平面上所量測之天線增益(dBi)。在第3B圖之實施例中，天線結構200係操作於前述低頻頻帶，而第一二極體220和第二二極體250之其中一者係導通，但另一者係斷開。根據第3A、3B圖之量測結果可知，天線結構200於前述低頻頻帶中可具有全向性(Omni-directional)之輻射場型，而不受第一反射器210和第二反射器240之致能、禁能狀態所影響。
第4A圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構200之輻射場型圖，其係於YZ平面上所量測之天線增益(dBi)。在第4A圖之實施例中，天線結構200係操作於前述高頻頻帶，而第一二極體220和第二二極體250皆斷開。因為沒有反射器被致能，天線結構200將可具有全向性之輻射場型。第4B圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構200之輻射場型圖，其係於YZ平面上所量測之天線增益(dBi)。在第4B圖之實施例中， 天線結構200係操作於前述高頻頻帶，而第一二極體220係斷開但第二二極體250係導通。因為僅有第二反射器240被致能，天線結構200之主波束(Main Beam)將被反射並集中指向-Y軸之方向。第4C圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構200之輻射場型圖，其係於YZ平面上所量測之天線增益(dBi)。在第4C圖之實施例中，天線結構200係操作於前述高頻頻帶，而第一二極體220係導通但第二二極體250係斷開。因為僅有第一反射器210被致能，天線結構200之主波束將被反射並集中指向+Y軸之方向。根據第4A、4B、4C圖之量測結果可知，天線結構200於前述高頻頻帶中可具有全向性或指向性之輻射場型，其係根據第一反射器210和第二反射器240之致能、禁能狀態所決定。
第5圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構500之立體圖。第5圖和第1A、1B、1C圖相似，兩者之差異在於，第5圖之天線結構500可僅包括一介質基板510、第一輻射部120、第二輻射部130、第三輻射部140，以及一接地面550(亦即，第5圖之實施例可移除第四輻射部150、第五輻射部160，以及第六輻射部170，而以接地面550來作替代)。在第5圖之實施例中，接地面550係鄰近於介質基板510並大致與介質基板510互相垂直，而一負饋入點FN係位於接地面550上。接地面550係用於產生天線結構500之一鏡像電流(Mirror Current)，並發揮與天線結構500所省略之部份相似之功效。在此設計下，天線結構500之總體積將能縮小為原先之一半。第5圖之天線結構500之其餘特徵皆與第1A、1B、1C圖之天線結構100相似， 故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第6圖係顯示根據本創作一實施例所述之天線結構600之前視圖。第6圖和第2圖相似，兩者之差異在於，第6圖之天線結構600可僅更包括：第一反射器210、第一二極體220、第一電感器231、第二反射器240、第二二極體250，以及第二電感器232(亦即，第6圖之實施例可移除第三電感器233和第四電感器234)。第一二極體220係串聯耦接於第一反射器210之第一部份211和第二部份212之間。第一電感器231係耦接於第一反射器210之第一部份211和一第一偏壓電位VB1之間，其中第一二極體220係根據第一偏壓電位VB1而選擇性地導通或斷開。例如，當第一偏壓電位VB1為一高電位時(例如：+3V)，第一二極體220將導通，以致能(Enable)第一反射器220；而當第一偏壓電位VB1為一低電位時(例如：0V)，而第一二極體220將斷開，以禁能(Disable)第一反射器220。第二二極體250係串聯耦接於第二反射器240之第一部份241和第二部份242之間。第二電感器232係耦接於第二反射器240之第一部份241和一第二偏壓電位VB2之間，其中第二二極體250係根據第二偏壓電位VB2而選擇性地導通或斷開。例如，當第二偏壓電位VB2為一高電位時(例如：+3V)，第二二極體250將導通，以致能第二反射器240；而當第二偏壓電位VB2為一低電位時(例如：0V)，而第二二極體250將斷開，以禁能第二反射器240。第一反射器210之第二部份212和第二反射器240之第二部份242皆耦接至接地面550。接地面550係用於產生天線結構600之一鏡像電流，並發揮與天線結構600所省略之部份相似之功效。在此設計下，天線結構 600之總體積將能縮小為原先之一半。第6圖之天線結構600之其餘特徵皆與第2圖之天線結構200相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
本創作提供一種新穎之天線結構，相較於傳統天線設計，其至少具有下列優勢：(1)小型化之整體尺寸；(2)易於大量生產製造；(3)足以涵蓋WLAN全頻帶；(4)製造成本低廉；以及(5)可搭配反射器及二極體產生全向性或指向性之輻射場型。因此，本創作之天線結構很適合應用於現今各種小型化之行動通訊裝置當中。
值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件參數、元件形狀，以及頻率範圍皆非為本創作之限制條件。天線設計者可以根據不同需要調整這些設定值。另外，本創作之天線結構並不僅限於第1-6圖所圖示之狀態。本創作可以僅包括第1-6圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本創作之天線結構中。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本創作雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧天線結構
110‧‧‧介質基板
120‧‧‧第一輻射部
121‧‧‧第一輻射部之第一端
122‧‧‧第一輻射部之第二端
130‧‧‧第二輻射部
131‧‧‧第二輻射部之第一端
132‧‧‧第二輻射部之第二端
140‧‧‧第三輻射部
141‧‧‧第三輻射部之第一端
142‧‧‧第三輻射部之第二端
150‧‧‧第四輻射部
151‧‧‧第四輻射部之第一端
152‧‧‧第四輻射部之第二端
160‧‧‧第五輻射部
161‧‧‧第五輻射部之第一端
162‧‧‧第五輻射部之第二端
170‧‧‧第六輻射部
171‧‧‧第六輻射部之第一端
172‧‧‧第六輻射部之第二端
181‧‧‧第一穿透元件
182‧‧‧第二穿透元件
183‧‧‧第三穿透元件
184‧‧‧第四穿透元件
190‧‧‧信號源
E1‧‧‧介質基板之上表面
E2‧‧‧介質基板之下表面
FP‧‧‧正饋入點
FN‧‧‧負饋入點
X‧‧‧X軸
Y‧‧‧Y軸
Z‧‧‧Z軸

Claims (19)

  1. 一種天線結構，包括：一介質基板，具有一上表面和一下表面；一第一輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中一正饋入點係位於該第一輻射部之該第一端；一第二輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中該第二輻射部之該第二端係朝向該第一輻射部之該第二端；一第三輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該下表面，其中該第三輻射部之該第一端係耦接至該第一輻射部之該第一端，而該第三輻射部之該第二端係耦接至該第二輻射部之該第一端；一第四輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中一負饋入點係位於該第四輻射部之該第一端；一第五輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中該第五輻射部之該第二端係朝向該第四輻射部之該第二端；以及一第六輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該下表面，其中該第六輻射部之該第一端係耦接至該第四輻射部之該第一端，而該第六輻射部之該第二端係耦接至該第五輻射部之該第一端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，更包括： 一第一穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第一輻射部之該第一端和該第三輻射部之該第一端之間；一第二穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第二輻射部之該第一端和該第三輻射部之該第二端之間；一第三穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第四輻射部之該第一端和該第六輻射部之該第一端之間；以及一第四穿透元件，形成於該介質基板中，並耦接於該第五輻射部之該第一端和該第六輻射部之該第二端之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第四輻射部，以及該第五輻射部之每一者大致為一矩形，其中該第三輻射部和該第六輻射部之每一者大致為一直條形，而其中該矩形之寬度係大於或等於該直條形之寬度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該天線結構涵蓋一低頻頻帶和一高頻頻帶，該低頻頻帶約介於2400MHz至2484MHz之間，而該高頻頻帶約介於5150MHz至5850MHz之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中該第一輻射部和該第四輻射部之每一者之長度係大致等於該高頻頻帶之0.25倍波長。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中該第三輻射部和該第二輻射部之總長度，以及該第六輻射部和該第五輻射部之總長度皆大致等於該低頻頻帶之0.25倍波長。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，更包括： 一信號源，具有一正極和一負極，並用於產生一射頻信號和一直流控制信號，其中該信號源之該正極係耦接至該正饋入點，該信號源之該負極係耦接至該負饋入點。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，更包括：一第一反射器，設置於該天線結構的一側，並包括一第一部份和一第二部份；以及一第一二極體，串聯耦接於該第一反射器之該第一部份和該第二部份之間，其中該第一二極體係根據該直流控制信號而選擇性地導通或斷開。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中該第一反射器之總長度係大於或等於該高頻頻帶之0.5倍波長。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，更包括：一第一電感器，耦接於該第一反射器之該第一部份和一第一連接點之間，其中該第一連接點係位於該第一輻射部、該第二輻射部，或該第三輻射部；以及一第二電感器，耦接於該第一反射器之該第二部份和一第二連接點之間，其中該第二連接點係位於該第四輻射部、該第五輻射部，或該第六輻射部。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，更包括：一第二反射器，設置於該天線結構之另一側，並包括一第一部份和一第二部份；以及一第二二極體，串聯耦接於該第二反射器之該第一部份和該第二部份之間，其中該第二二極體係根據該直流控制信號而選擇性地導通或斷開。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之天線結構，其中該第二反射器之總長度係大於或等於該高頻頻帶之0.5倍波長。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之天線結構，更包括：一第三電感器，耦接於該第二反射器之該第一部份和一第三連接點之間，其中該第三連接點係位於該第一輻射部、該第二輻射部，或該第三輻射部；以及一第四電感器，耦接於該第二反射器之該第二部份和一第四連接點之間，其中該第四連接點係位於該第四輻射部、該第五輻射部，或該第六輻射部。
  14. 一種天線結構，包括：一介質基板，具有一上表面和一下表面；一第一輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中一正饋入點係位於該第一輻射部之該第一端；一第二輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該上表面，其中該第二輻射部之該第二端係朝向該第一輻射部之該第二端；一第三輻射部，具有一第一端和一第二端，並設置於該介質基板之該下表面，其中該第三輻射部之該第一端係耦接至該第一輻射部之該第一端，而該第三輻射部之該第二端係耦接至該第二輻射部之該第一端；以及一接地面，鄰近於該介質基板，其中一負饋入點係位於該接地面上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之天線結構，其中該接地面係 用於產生該天線結構之一鏡像電流。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之天線結構，更包括：一第一反射器，設置於該天線結構之一側，並包括一第一部份和一第二部份；一第一二極體，串聯耦接於該第一反射器之該第一部份和該第二部份之間；以及一第一電感器，耦接於該第一反射器之該第一部份和一第一偏壓電位之間，其中該第一二極體係根據該第一偏壓電位而選擇性地導通或斷開。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之天線結構，其中該第一反射器之該第二部份係耦接至該接地面。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之天線結構，更包括：一第二反射器，設置於該天線結構之另一側，並包括一第一部份和一第二部份；一第二二極體，串聯耦接於該第二反射器之該第一部份和該第二部份之間；以及一第二電感器，耦接於該第二反射器之該第一部份和一第二偏壓電位之間，其中該第二二極體係根據該第二偏壓電位而選擇性地導通或斷開。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之天線結構，其中該第二反射器之該第二部份係耦接至該接地面。
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