多频多天线阵列制造技术

本发明专利技术提供一种多频多天线阵列，由接地导体面以及包含第一天线与第二天线的天线阵列所组成，具有低相关系数特性的整合式多天线通信装置设计方式，能有效缩小多天线阵列应用于通信装置的整体尺寸，以满足未来高数据传输速度多天线通信装置的实际应用需求。

【技术实现步骤摘要】
多频多天线阵列
本专利技术所属的
涉及一种多频多天线阵列设计，特别涉及一种能提高通信装置不同通信频段的数据传输速度的缩小化多频多天线阵列设计架构。
技术介绍
由于无线通信信号质量与传输速度需求的不断提升，导致了终端通信装置多输入多输出天线(MIMO，Multi-InputMulti-OutputSystem)系统技术的快速发展。在终端通信装置内配置实现多输入多输出MIMO多天线系统，有机会能提高频谱效率，大幅增加信道容量及数据传输速率。并且有机会能提升终端通信装置的接收信号可靠度，因此成为未来下世代Multi-Gbps移动通信系统的发展技术重点之一。然而，如何在空间有限的手持式通信装置内整合实现MIMO多天线阵列系统，并且达成每一个天线均具有良好的天线辐射效率却是一项不易克服的挑战，也是目前有待解决的一项重要课题。因为当多个相同频段操作的天线共同设计于一空间有限的通信装置内，可能会造成多天线间封包相关系数(ECC，EnvelopCorrelationCoefficient)提高，从而导致天线辐射特性衰减的情形发生。因此，造成数据传输速度的下降，并增加了多天线整合设计的技术困难。除此之外，由于不同国家可能会采用不同的MIMO通信系统频段，再加上未来不同频段的MIMO无线通信网络以及MIMO移动通信网络，在手持式通信装置必须同时整合的实际应用需求。而且，手持式通信装置不同通信频段的载波聚合(CA，CarrierAggregation)功能整合实现的实际需求等，都更加提高了MIMO多天线阵列设计实现的技术困难度。是以，未来除了必须要克服高整合度MIMO多天线阵列设计的挑战之外，要如何才能够设计MIMO天线阵列达成多个不同通信频段操作，也已经成为有待解决的另一项重要课题。部分的现有技术文献已提出在相邻天线间接地面上设计突出或凹槽结构作为能量隔离器，来提升相邻天线间能量隔离度的设计方式。然而，这样的设计方法却有可能导致激发额外的耦合电流，进而造成相邻天线间的相关系数增加，如此会增加MIMO天线阵类多频段解耦合设计的技术复杂度。并且有机会增加多天线阵列的整体尺寸，因此较不易达成手持式通信装置必须同时具有高效能且缩小化优势的MIMO天线阵列设计需求，也不易克服多频段解耦合的技术困难。因此，需要一种可以解决上述这些问题的缩小化多频多天线阵列设计方式，以满足未来通信装置中多个不同通信频段的无线高速数据传输的实际应用需求。
技术实现思路
有鉴于此，本公开的实施范例公开一种多频多天线阵列设计架构，依据范例的一些实作例能解决上述技术问题。根据一实施范例，本公开提出一种多频多天线阵列。该多频多天线阵列包含一接地导体面以及一双天线阵列。该接地导体面分隔出一第一侧空间以及相对于该第一侧空间的一第二侧空间，并且该接地导体面具有一第一边缘。该双天线阵列位于该第一边缘，该双天线阵列具有一最大阵列长度沿着该第一边缘延伸。该双天线阵列并包含一第一天线以及一第二天线。该第一天线位于该第一侧空间，并包含一第一共振回路及一第一辐射导体线。该第一共振回路由一第一信号源、一第一馈入导体线、一第一电容性耦合部、一第一共振导体线、一第一电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成。该第一辐射导体线电气连接于该第一共振导体线，该第一共振导体线位于该第一电容性耦合部以及该第一电感性接地导体部之间。该第一共振回路激发该第一天线产生一第一共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生一第二共振模态，该第一共振模态的频率小于该第二共振模态的频率。该第二天线位于该第二侧空间，并包含一第二共振回路及一第二辐射导体线。该第二共振回路由一第二信号源、一第二馈入导体线、一第二电容性耦合部、一第二共振导体线、一第二电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成。该第二辐射导体线电气连接于该第二共振导体线，该第二共振导体线位于该第二电容性耦合部以及该第二电感性接地导体部之间。该第二共振回路激发该第一天线产生一第三共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生一第四共振模态，该第三共振模态的频率小于该第四共振模态的频率。该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线互相交错。该第一共振模态与该第三共振模态至少涵盖一相同的第一通信频段，该第二共振模态与该第四共振模态至少涵盖一相同的第二通信频段，该第一通信频段的频率小于该第二通信频段的频率。并且该双天线阵列沿着该第一边缘延伸的最大阵列长度介于该第一通信频段的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。为了对本申请的上述及其他内容有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：附图说明图1A为本公开一实施例多频多天线阵列1的结构图。图1B为本公开一实施例多频多天线阵列1的双天线阵列11的返回损失曲线图。图2A为本公开一实施例多频多天线阵列2的结构图。图2B为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的返回损失曲线图。图2C为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的隔离度曲线图。图2D为本公开一实施例多频多天线阵列2的双天线阵列21的辐射效率曲线图。图2E为本公开一实施例多天线通信装置2的双天线阵列21的封包相关系数曲线图。图3A为本公开一实施例多频多天线阵列3的结构图。图3B为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的返回损失曲线图。图3C为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的隔离度曲线图。图3D为本公开一实施例多频多天线阵列3的双天线阵列31的辐射效率曲线图。图3E为本公开一实施例多天线通信装置3的双天线阵列31的封包相关系数曲线图。图4A为本公开一实施例多频多天线阵列4的结构图。图4B为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的返回损失曲线图。图4C为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的隔离度曲线图。图4D为本公开一实施例多频多天线阵列4的双天线阵列41的辐射效率曲线图。图4E为本公开一实施例多天线通信装置4的双天线阵列41的封包相关系数曲线图。图5A为本公开一实施例多频多天线阵列5的结构图。图5B为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的返回损失曲线图。图5C为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的隔离度曲线图。图5D为本公开一实施例多频多天线阵列5的双天线阵列51的辐射效率曲线图。图5E为本公开一实施例多天线通信装置5的双天线阵列51的封包相关系数曲线图。符号说明1、2、3、4、5：多频多天线阵列10、20、30、40、50：接地导体面101、201、301、401、501：第一侧空间102、202、302、402、502：第二侧空间103、203、303、403、503：第一边缘104、204、304、404、504：第一共振导体线与第二共振导体线的路径中心点连线105、205、305、405、505：第一辐射导体线与第二辐射导体线的路径中心点连线11、21、31、41、51：双天线阵列111、211、311、411、511：第一天线1111、2111、3111、4111、5111：第一共振回路1112、2112、3112、4112、5112：第一辐射导体线1113、2113、3113、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多频多天线阵列，其特征在于，包含：接地导体面，其分隔出第一侧空间以及相对于该第一侧空间的第二侧空间，并且该接地导体面具有第一边缘；以及双天线阵列，其位于该第一边缘，该双天线阵列具有最大阵列长度沿着该第一边缘延伸，该双天线阵列包含：第一天线，位于该第一侧空间，并包含第一共振回路及第一辐射导体线，该第一共振回路由第一信号源、第一馈入导体线、第一电容性耦合部、第一共振导体线、第一电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成，该第一辐射导体线电气连接于该第一共振导体线，该第一共振导体线位于该第一电容性耦合部以及该第一电感性接地导体部之间，该第一共振回路激发该第一天线产生第一共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生第二共振模态，该第一共振模态的频率小于该第二共振模态的频率；及第二天线，位于该第二侧空间，并包含第二共振回路以及第二辐射导体线，该第二共振回路由第二信号源、第二馈入导体线、第二电容性耦合部、第二共振导体线、第二电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成，该第二辐射导体线电气连接于该第二共振导体线，该第二共振导体线位于该第二电容性耦合部以及该第二电感性接地导体部之间，该第二共振回路激发该第二天线产生第三共振模态，该第二辐射导体线激发该第二天线产生第四共振模态，该第三共振模态的频率小于该第四共振模态的频率；其中，该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线互相交错，该第一共振模态与该第三共振模态至少涵盖相同的第一通信频段，该第二共振模态与该第四共振模态至少涵盖相同的第二通信频段，该第一通信频段的频率小于该第二通信频段的频率，并且该双天线阵列沿着该第一边缘延伸的最大阵列长度介于该第一通信频段的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。...

【技术特征摘要】
2017.12.08 TW 1061431551.一种多频多天线阵列，其特征在于，包含：接地导体面，其分隔出第一侧空间以及相对于该第一侧空间的第二侧空间，并且该接地导体面具有第一边缘；以及双天线阵列，其位于该第一边缘，该双天线阵列具有最大阵列长度沿着该第一边缘延伸，该双天线阵列包含：第一天线，位于该第一侧空间，并包含第一共振回路及第一辐射导体线，该第一共振回路由第一信号源、第一馈入导体线、第一电容性耦合部、第一共振导体线、第一电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成，该第一辐射导体线电气连接于该第一共振导体线，该第一共振导体线位于该第一电容性耦合部以及该第一电感性接地导体部之间，该第一共振回路激发该第一天线产生第一共振模态，该第一辐射导体线激发该第一天线产生第二共振模态，该第一共振模态的频率小于该第二共振模态的频率；及第二天线，位于该第二侧空间，并包含第二共振回路以及第二辐射导体线，该第二共振回路由第二信号源、第二馈入导体线、第二电容性耦合部、第二共振导体线、第二电感性接地导体部以及该第一边缘所串接而成，该第二辐射导体线电气连接于该第二共振导体线，该第二共振导体线位于该第二电容性耦合部以及该第二电感性接地导体部之间，该第二共振回路激发该第二天线产生第三共振模态，该第二辐射导体线激发该第二天线产生第四共振模态，该第三共振模态的频率小于该第四共振模态的频率；其中，该第一共振导体线与该第二共振导体线的路径中心点连线、以及该第一辐射导体线与该第二辐射导体线的路径中心点连线互相交错，该第一共振模态与该第三共振模态至少涵盖相同的第一通信频段，该第二共振模态与该第四共振模态至少涵盖相同的第二通信频段，该第一通信频段的频率小于该第二通信频段的频率，并且该双天线阵列沿着该第一边缘延伸的最大阵列长度介于该第一通信频段的最低操作频率的0.1倍波长至0.33倍波长之间。2.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一共振回路的路径长度以及该第二共振回路的路径长度均介于该第一通信频段的最低操作频率的0.15倍波长至0.35倍波长之间。3.根据权利要求1所述的多频多天线阵列，其特征在于，该第一辐射导体线的路径长度以及该第二辐射导体线的路径长度均...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁金辂，李伟宇，蔡智宇，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71