[發明專利]混合式多頻天線陣列

有效

• 申請號: 201811628521.6
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN111384589B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李偉宇;鐘蔿;翁金輅
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/20;H01Q21/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種混合式多頻天線陣列，能有效縮小多頻多波束天線陣列應用于通訊裝置的整體尺寸，以滿足高數據傳輸速度多天線通訊裝置的實際應用需求。

技術領域

本發明涉及一種多頻天線陣列設計，特別是涉及一種能提高通訊裝置不同通訊頻段數據傳輸速度的縮小化高整合度多頻天線陣列設計架構。

背景技術

由于無線通訊信號品質與傳輸速度需求的不斷提升，導致了毫米波頻段通訊技術的快速發展。毫米波頻段通訊技術有機會能夠利用較多的頻寬資源來提高無線數據傳輸速率，因此已成為下世代Multi-Gbps通訊系統的發展重點之一。然而由于毫米波頻段通訊應用相較于6GHz以下商用頻段，會具有較高的無線傳輸路徑損耗。所以能夠具有高增益與高指向性特性并且可達成多樣場型變化功能的波束成型天線陣列(Beamforming AntennaArray)架構，就成為了毫米波頻段通訊的關鍵天線技術實現手段。除此之外，由于不同國家可能會采用不同的毫米波通訊系統頻段，因此如何達成多頻段操作的波束成型天線陣列架構也成為重要的技術研究課題。

在現有文獻中，針對毫米波頻段通訊應用，已有許多可達成單頻段操作功能的高整合度波束成型天線陣列架構被發表。也有部分現有文獻，提出設計單一波束成型天線陣列激發寬頻共振模態，來達成多個不同的通訊頻段操作。然而在不同的毫米波通訊頻段，在理論上其所相對應較佳化的天線陣列單元間距并不相同。因此在現有文獻中，設計單一天線陣列激發寬頻模態來達成多個不同通訊頻段操作的做法，在不同操作頻率會有光柵波瓣(Grating)的問題產生。

若針對不同的毫米波頻段，分別設計相應不同頻段操作的波束成型天線陣列，能夠有效避免光柵波瓣(Grating Lobe)的問題產生。但是不同頻段操作的波束成型天線陣列，卻必須配置適當的間隔距離，才能夠避免不同天線陣列之間因為交錯配置，而產生相互耦合而造成不同頻段遠場輻射場型的破壞。然而作法這樣會導致空間利用性不佳的問題產生。

所以如何于空間有限的通訊裝置內，針對不同的毫米波頻段，實現多組不同頻段操作波束成型天線陣列架構，也是目前有待解決的一項重要課題。因此需要一種可以解決上述這些問題的高整合度多頻天線陣列設計方式，以滿足未來通訊裝置多個不同毫米波通訊頻段，無線高速數據傳輸的實際應用需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施范例公開一種混合式多頻天線陣列。依據范例的一些實作例能解決上述技術問題。

根據一實施范例，本發明提出一種混合式多頻天線陣列。該混合式多頻天線陣列，包含一多層介質基板、一第一天線陣列以及一第二天線陣列。該多層介質基板具有一接地導體結構，并且該接地導體結構具有一第一邊緣。該第一天線陣列包含多個折疊環圈天線。該多個折疊環圈天線均整合于該多層介質基板，并沿著該第一邊緣延伸排列。其中，各該折疊環圈天線均各自具有一蜿蜒金屬共振路徑。各該蜿蜒金屬共振路徑均各自具有一環圈短路點以及一環圈饋入點，各該環圈短路點均電氣連接于該接地導體結構，相鄰各該環圈饋入點之間均具有各自的一第一間距。該第一天線陣列激發產生一第一共振模態，該第一共振模態涵蓋至少一第一通訊頻段。該第二天線陣列包含多個并聯槽孔天線。該多個并聯槽孔天線均整合于該多層介質基板，并沿著該第一邊緣延伸排列。其中，各該并聯槽孔天線均各自具有一第一槽孔與一第二槽孔，以及各自具有一信號耦合線橫跨該第一槽孔與該第二槽孔。該多個第一槽孔以及該多個第二槽孔均位于該接地導體結構上。并且該多個信號耦合線均各自具有一槽孔饋入點，相鄰各該槽孔饋入點之間均具有各自的一第二間距。該第二天線陣列激發產生一第二共振模態，該第二共振模態涵蓋至少一第二通訊頻段，且該第二共振模態的頻率小于該第一共振模態的頻率。

為了對本發明的上述及其他內容有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附的附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1為本發明一實施例混合式多頻天線陣列1的結構圖；

圖2A為本發明一實施例混合式多頻天線陣列2的結構圖；