[发明专利]混合式多频天线阵列

说明书

本发明公开一种混合式多频天线阵列，能有效缩小多频多波束天线阵列应用于通讯装置的整体尺寸，以满足高数据传输速度多天线通讯装置的实际应用需求。

技术领域

本发明涉及一种多频天线阵列设计，特别是涉及一种能提高通讯装置不同通讯频段数据传输速度的缩小化高整合度多频天线阵列设计架构。

背景技术

由于无线通讯信号品质与传输速度需求的不断提升，导致了毫米波频段通讯技术的快速发展。毫米波频段通讯技术有机会能够利用较多的频宽资源来提高无线数据传输速率，因此已成为下世代Multi-Gbps通讯系统的发展重点之一。然而由于毫米波频段通讯应用相较于6GHz以下商用频段，会具有较高的无线传输路径损耗。所以能够具有高增益与高指向性特性并且可达成多样场型变化功能的波束成型天线阵列(Beamforming AntennaArray)架构，就成为了毫米波频段通讯的关键天线技术实现手段。除此之外，由于不同国家可能会采用不同的毫米波通讯系统频段，因此如何达成多频段操作的波束成型天线阵列架构也成为重要的技术研究课题。

在现有文献中，针对毫米波频段通讯应用，已有许多可达成单频段操作功能的高整合度波束成型天线阵列架构被发表。也有部分现有文献，提出设计单一波束成型天线阵列激发宽频共振模态，来达成多个不同的通讯频段操作。然而在不同的毫米波通讯频段，在理论上其所相对应较佳化的天线阵列单元间距并不相同。因此在现有文献中，设计单一天线阵列激发宽频模态来达成多个不同通讯频段操作的做法，在不同操作频率会有光栅波瓣(Grating)的问题产生。

若针对不同的毫米波频段，分别设计相应不同频段操作的波束成型天线阵列，能够有效避免光栅波瓣(Grating Lobe)的问题产生。但是不同频段操作的波束成型天线阵列，却必须配置适当的间隔距离，才能够避免不同天线阵列之间因为交错配置，而产生相互耦合而造成不同频段远场辐射场型的破坏。然而作法这样会导致空间利用性不佳的问题产生。

所以如何于空间有限的通讯装置内，针对不同的毫米波频段，实现多组不同频段操作波束成型天线阵列架构，也是目前有待解决的一项重要课题。因此需要一种可以解决上述这些问题的高整合度多频天线阵列设计方式，以满足未来通讯装置多个不同毫米波通讯频段，无线高速数据传输的实际应用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施范例公开一种混合式多频天线阵列。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，本发明提出一种混合式多频天线阵列。该混合式多频天线阵列，包含一多层介质基板、一第一天线阵列以及一第二天线阵列。该多层介质基板具有一接地导体结构，并且该接地导体结构具有一第一边缘。该第一天线阵列包含多个折叠环圈天线。该多个折叠环圈天线均整合于该多层介质基板，并沿着该第一边缘延伸排列。其中，各该折叠环圈天线均各自具有一蜿蜒金属共振路径。各该蜿蜒金属共振路径均各自具有一环圈短路点以及一环圈馈入点，各该环圈短路点均电气连接于该接地导体结构，相邻各该环圈馈入点之间均具有各自的一第一间距。该第一天线阵列激发产生一第一共振模态，该第一共振模态涵盖至少一第一通讯频段。该第二天线阵列包含多个并联槽孔天线。该多个并联槽孔天线均整合于该多层介质基板，并沿着该第一边缘延伸排列。其中，各该并联槽孔天线均各自具有一第一槽孔与一第二槽孔，以及各自具有一信号耦合线横跨该第一槽孔与该第二槽孔。该多个第一槽孔以及该多个第二槽孔均位于该接地导体结构上。并且该多个信号耦合线均各自具有一槽孔馈入点，相邻各该槽孔馈入点之间均具有各自的一第二间距。该第二天线阵列激发产生一第二共振模态，该第二共振模态涵盖至少一第二通讯频段，且该第二共振模态的频率小于该第一共振模态的频率。

为了对本发明的上述及其他内容有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明一实施例混合式多频天线阵列1的结构图；

图2A为本发明一实施例混合式多频天线阵列2的结构图；