多极化天线元件的制作方法
【专利摘要】一种多极化天线元件，具有载板、第一辐射板、M个馈入部及N个接地部。载板具有导体层，第一辐射板设置于载板上方，与导体层之间具有第一共振间隙。M个馈入部设置于第一辐射板下方，每一个馈入部与导体层绝缘，且每一个馈入部的至少部分被遮蔽于第一辐射板下方，用以与第一辐射板传输信号，且M为大于2的正整数。N个接地部设置于载板上，每一个接地部电性连接于导体层，且N为大于1的正整数。
【专利说明】
多极化天线元件
技术领域
[0001]本实用新型涉及于一种多极化天线元件，特别涉及一种馈入部数量大于两个的多极化天线元件。
【背景技术】
[0002]天线辐射的电磁波是由电场与磁场所组成，其中电场的方向即为天线极化方向。不同极化特性的天线所能接收与辐射的电磁波会因天线极化方向的差异而有所不同。若天线的极化方向与天线接收的电磁波的方向不同，就会发生极化损失，天线接收到的信号能量较原本的电磁波的信号能量小。
[0003]为了降低极化损失发生的机会，天线元件开始设计成能够接收多种电场方向电磁波的样态，但随着现今通讯电子装置的规格越轻越薄的情况下，天线可以占据通讯电子装置的空间越来越小。在天线尺寸受限下，天线较难兼顾具有多种极化方向，又保持信号接收的隔离度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种多极化天线元件，藉以解决在天线尺寸受限下，天线难以兼顾具有多种极化方向，又保持隔离度的问题。
[0005]为达上述目的，本实用新型提供一种多极化天线元件，其包括:
[0006]—载板，具有一导体层；
[0007]—第一辐射板，设置于该载板上方，与该导体层之间具有一第一共振间隙；
[0008]M个馈入部，设置于该第一辐射板下方，每一该馈入部与该导体层绝缘，且每一该馈入部的至少部分被遮蔽于该第一辐射板下方，用以与该第一辐射板传输信号，其中M为大于2的正整数；以及
[0009]N个接地部，设置于该载板上，每一该接地部电性连接于该导体层，其中N为大于I的正整数。
[0010]上述的多极化天线元件，其中每一该馈入部被遮蔽于该第一辐射板下方的部分与该第一辐射板之间具有至少一耦合间隙。
[0011]上述的多极化天线元件，其中每一该馈入部具有一第一导体段、一第二导体段及一第三导体段，该第二导体段位于该第一导体段与该第三导体段之间，该第三导体段接触地设置于该载板，该第一导体段位于该第一辐射板与该载板之间，且与该载板相分离。
[0012]上述的多极化天线元件，其中该载板更具有一介电层，该介电层具有相对地一第一面及一第二面，当该导体层位于该介电层的该第一面时，该第三导体段位于该介电层的该第二面。
[0013]上述的多极化天线元件，其特征在于，中该第一导体段、该第二导体段及该第三导体段其中至少一被遮蔽于该第一辐射板下方，且该第一导体段与该第一辐射板平行。
[0014]上述的多极化天线元件，其中该第一导体段与该第一辐射板接触。
[0015]上述的多极化天线元件，其中至少部分的该第一导体段被遮蔽于该第一辐射板下方，且该第一导体段与该第一辐射板平行。
[0016]上述的多极化天线元件，其中该第一导体段与该第一辐射板接触。
[0017]上述的多极化天线元件，其中每一该馈入部具有一第一端及一第二端，该第二端接触地设置于该载板，该第一端与该第一辐射板接触，且至少部分的该第二端遮蔽于该第一福射板下方。
[0018]上述的多极化天线元件，其中该载板更具有一介电层，该介电层具有相对地一第一面及一第二面，当该导体层位于该介电层的该第一面时，该第二端位于该介电层的该第二面。
[0019]上述的多极化天线元件，其中该载板上更具有M个槽孔，且该M个槽孔遮蔽于该第一辐射板下方，每一该馈入部的至少部分与该些槽孔其中之一重叠，每一该馈入部与该槽孔重叠的部分藉由该槽孔与该第一辐射板传输信号。
[0020]上述的多极化天线元件，其中更包含一第二辐射板，设置于该第一辐射板上方，与该第一辐射板之间具有一第二共振间隙，该第二共振间隙的宽度小于或等于该第一共振间隙的宽度。
[0021]上述的多极化天线元件，其中更包含一第三辐射板，设置于该第二辐射板上方，与该第二辐射板之间具有一第三共振间隙，该第三共振间隙的宽度小于或等于该第一共振间隙的宽度。
[0022]上述的多极化天线元件，其中该第一辐射板、该第二辐射板及该第三辐射板的形状分别为对称形状。
[0023]上述的多极化天线元件，其中该N个接地部其中至少一连接于该第一辐射板，且连接于该第一辐射板的该至少一接地部更连接至该第二辐射板。
[0024]上述的多极化天线元件，其中更包含P个连接部，每一该连接部连接于该第一辐射板及该第二辐射板之间，其中该P为正整数。
[0025]上述的多极化天线元件，其中该N个接地部与该第一辐射板分离。
[0026]上述的多极化天线元件，其中每一该馈入部经由一馈入方向收发信号，当该多极化天线元件具有四个馈入部和四个接地部时，该四个馈入部其中之二馈入部的馈入方向分别朝向一第一预设方向的正方向和反方向，另二馈入部的馈入方向分别朝向一第二预设方向的正方向和反方向。
[0027]上述的多极化天线元件，其中该第一预设方向与该第二预设方向垂直。
[0028]上述的多极化天线元件，其中每一该接地部设置于该第一预设方向上的二个该馈入部之间或该第二预设方向上的二个该馈入部之间。
[0029]根据上述本实用新型所揭露的多极化天线元件，藉由大于两个以上的馈入部，使天线元件可以接收多种不同电场方向的电磁波，并藉由两个以上的接地部，增加天线元件的隔离度。
[0030]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0031]图1A根据本实用新型第一种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图。
[0032]图1B根据本实用新型第一种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图。
[0033]图1C根据本实用新型第一种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；
[0034]图2根据本实用新型第二种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图；
[0035]图3根据本实用新型第三种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图；
[0036]图4根据本实用新型第四种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图；
[0037]图5根据本实用新型第五种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图；
[0038]图6根据本实用新型第六种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图；
[0039]图7根据本实用新型第七种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图；
[0040]图8根据本实用新型第八种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；[0041 ]图9根据本实用新型第九种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；
[0042]图10根据本实用新型第十种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；
[0043]图11根据本实用新型第十一种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图；
[0044]图12根据本实用新型第十二种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图；
[0045]图13根据本实用新型第十三种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图；
[0046]图14根据本实用新型第十四种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；
[0047]图15根据本实用新型第十五种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；
[0048]图16根据本实用新型第十六种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图；
[0049]图17根据本实用新型第十七种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图；
[0050]图18根据本实用新型第十八种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图。[0051 ]1a?1k多极化天线元件
[0052]IIa?IIk 载板
[0053]Illa?lllg、lllk 介质层
[0054]112a?112k 导体层
[0055]113a?113g、113k 第一面
[0056]114a?114g、114k 第二面
[0057]115g 槽孔
[0058]13a?13k第一辐射板
[0059]15a?15k馈入部
[0060]151a、151b、151c、151d、151h、1511、151j 第一导体段[0061 ]152a、152b、152c、152d、152h、1521、152j 第二导体段
[0062]151a、153b、153c、153d、153h、1531、153j 第三导体段
[0063]17a、17b、17c、17d、17f、17g、171、17j、17k 接地部
[0064]171h第一接地部
[0065]172h第二接地部
[0066]173h第三接地部
[0067]174h第四接地部
[0068]20a?20f多极化天线元件
[0069]21a ?21f 载板
[0070]211a、211b、211f 介质层
[0071]212a?212f 导体层
[0072]23a?23f第一辐射板
[0073]25a?25f馈入部
[0074]251a?251f第一导体段
[0075]252a?252f第二导体段
[0076]253a?253f第三导体段
[0077]27a?27f接地部
[0078]28a?28f第二辐射板
[0079]29b、29c、29d、29e 连接部
[0080]30多极化天线元件[0081 ]31 载板
[0082]311介质层
[0083]312导体层
[0084]32第一辐射板
[0085]33馈入部
[0086]331第一导体段
[0087]332第二导体段
[0088]333第三导体段
[0089]34接地部
[0090]35第二辐射板[0091 ]36第一连接部
[0092]37第三辐射板
[0093]38第二连接部
[0094]Dl第一共振间隙
[0095]D2、D3耦合间隙
[0096]X第一预设方向
[0097]Y第二预设方向
【具体实施方式】
[0098]以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本实用新型的观点，但非以任何观点限制本实用新型的范畴。
[0099]请参照图1A至图1C，图1A根据本实用新型第一种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图，图1B根据本实用新型第一种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图，图1C根据本实用新型第一种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图。如图所示，多极化天线元件1a可应用于各种通讯装置，例如为:移动通讯装置、无线通讯装置、移动运算装置、电脑系统，或者可应用于电信设备、网络设备、电脑或网络的周边设备。
[0100]多极化天线元件1a具有载板11a、第一辐射板13a、4个馈入部15a及4个接地部17a。载板I Ia具有介质层11 Ia与导体层112a，其中介质层11 Ia具有相对地第一面113a和第二面114a，亦指介质层11 Ia的上下两平行表面，导体层112a设置于介质层11 Ia的第一面113a。载板Ila例如通讯装置的壳体、内部结构或其他合适的部位，以提供设置第一辐射板13a、馈入部15a及接地部17a。于本实施例中，载板11 a的材质例如为印刷电路板的绝缘机板材料、塑胶、陶瓷材料、或其他合适的材料，本实施例不予限制。
[0101 ]第一福射板13a设置于载板Ila上方，且靠近介质层Illa的第一面113a。第一福射板13a藉由接地部17a或其他绝缘材料的柱体，与导体层112a之间具有第一共振间隙D1。于一个实施例中，第一福射板13a与载板Ila为平板结构，且第一福射板13a与载板Ila的法向量大致上平行。第一共振间隙Dl的宽度例如为多极化天线元件1a的谐振频段对应的0.05倍波长，但不以此为限。
[0102]4个馈入部15a设置于第一辐射板13a的下方，且位于载板Ila的导体层112a上，且与导体层112a互相绝缘。于本实施例中，每一个馈入部15a具有第一导体段151a、第二导体段152a及第三导体段153a。第二导体段152a位于第一导体段151a及第三导体段153a之间。第三导体段153a接触且连接于载板Ila的导体层112a，第三导体段153a与导体层112a互相绝缘。第二导体段152a垂直地或倾斜地连接于第三导体段153a的一端，使第一导体段151a相对于第三导体段153a远离载板I Ia的导体层112a。换言之，第一导体段151a位于第一福射板13a与载板I Ia之间，且与载板I Ia相分离。第一导体段15Ia—端连接于第二导体段152a，另一端往相对远离第三导体段153a的方向延伸。从俯视图来看，第一导体段151a与第一福射板13a重叠，亦即第一导体段151a被遮蔽于第一辐射板13a下方。从侧视图来看，第二导体段152a与第一福射板13a之间具有親合间隙D2。
[0103]于附图的实施例中，第一导体段151a、第二导体段152a被遮蔽于第一福射板13a下方，而部分的第三导体段153a亦被遮蔽于第一辐射板13a下方。于其他实施例中，可以只有部分的第一导体段15Ia被遮蔽于第一福射板13a下方，而第二导体段152a和第三导体段153a未被遮蔽于第一福射板13a下方。又或于另一个实施例中，当第二导体段152a倾斜地设置于载板11 a上时，第一导体段15 Ia和部分的第二导体段152a被遮蔽于第一福射板13a下方，第三导体段153a和另一部分的第二导体段152a未被遮蔽于第一福射板13a下方，本实施例不予限制。
[0104]4个馈入部15a以相对于图面方向，可区分位于上方、下方、左方和右方的馈入部15a，上、下、左、右仅为方便说明之用，并非限制馈入部15a的位置。左方和右方的馈入部15a沿着第一预设方向X的正、反方向延伸，上方和下方的馈入部15a沿着第二预设方向Y的正、反方向延伸。于本实施例中，馈入部15a的延伸方向指第一导体段151a往第三导体段153a延伸的方向。于本实施例中，下方的馈入部15a沿着第二预设方向Y的正方向延伸，上方的馈入部15a沿着第二预设方向Y的反方向延伸，同理地，左方的馈入部15a沿着第一预设方向X的正方向延伸，右方的馈入部15a沿着第一预设方向X的反方向延伸。于一个实施例中，第一预设方向X与第二预设方向Y互相垂直，但不以此为限。
[0105]4个接地部17a设置于载板Ila上，且每一个接地部17a电性连接于载板11a。于本实施例中，接地部17a连接于第一辐射板13a，于其他实施例中，接地部17a不与第一辐射板13a连接，且接地部17a的顶部与第一辐射板13a之间具有间隙。4个接地部17a没有限制要皆连接于第一辐射板13a，4个接地部17a中可以只有三个以下的接地部17a连接于第一辐射板13a，而其他未连接于第一辐射板13a的接地部17a与第一辐射板13a之间具有间隙，本实施例不予限制。
[0106]4个接地部17a以相对于图面方向，可区分位于上方、下方、左方和右方的接地部17a，同理地，上、下、左、右仅为方便说明之用，并非限制接地部17a的位置。左方和右方的接地部17a设置于左方和右方的馈入部15a的连线上，位于左方和右方的馈入部15a之间，且左方的接地部17a相对右方的接地部17a靠近左方的馈入部15a。上方和下方的接地部17a设置于上方和下方的馈入部15a的连线上，位于上方和下方的馈入部15a之间，且上方的接地部17a相对下方的接地部17a靠近上方的馈入部15a。
[0107]在实际的操作中，馈入部15a藉由第三导体段153a电性连接信号源、信号处理模块或其他合适的元件。以信号处理模块来说，馈入部15a用以将自第一辐射板13a接收到的电磁波传递至信号处理模块，或将信号处理模块要输出的电磁波传递至第一辐射板13a。信号处理模块例如具有射频模块的芯片、射频芯片或其他合适的芯片，本实施例不予限制。
[0108]馈入部15a于第一导体段151a非连接于第二导体段152a的一端具有馈入点，馈入部15a于第三导体段153a连接信号处理模块的一端具有信号点，馈入点至信号点的方向为馈入方向。于本实施例中，上方馈入部15a的馈入方向与左方及右方馈入部15a的馈入方向相互垂直，使得上方馈入部15a和右方馈入部15a分别对应于多极化天线元件1a的水平极化工作模式和垂直极化工作模式，且上方馈入部15a和左方馈入部15a分别对应于多极化天线元件1a的水平极化工作模式和垂直极化工作模式。同理地，下方馈入部15a的馈入方向与左方及右方馈入部15a的馈入方向相互垂直，使得下方馈入部15a和右方馈入部15a分别对应于多极化天线元件1a的水平极化工作模式和垂直极化工作模式，且下方馈入部15a和左方馈入部15a分别对应于多极化天线元件1a的水平极化工作模式和垂直极化工作模式。
[0109]于多极化天线元件1a在收发电磁波时，馈入部15a的第一导体段151a与第一辐射板13a之间的耦合间隙D2可以导引馈入部15a的近场能量至第一辐射板13a，使馈入部15a的第一导体段15 la、第二导体段152a、第三导体段153a及第一福射板13a构成共振路径。共振路径的共振组态形成多极化天线元件1a的谐振频段，使信号处理模块藉由馈入部15a和第一辐射板13a收发于谐振频段内通讯装置的电磁波信号。谐振频段的频率与共振路径的长度相关，例如共振路径的长度为多极化天线元件1a的谐振频段对应的二分之一波长，但不以此为限。
[0110]于一个实施例中，多极化天线元件1a可以藉由馈入部15a的第一导体段151a、第二导体段152a和第三导体段153a的长度与第一辐射板13a的直径来调整共振路径的长度。此外，4个馈入部15a分别和第一辐射板13a形成的共振路径可以形成相同的谐振频段，或其中任2个馈入部15a的共振路径形成相同的谐振频段，或每一个馈入部15a的共振路径各别形成一个谐振频段，本实施例不予限制。于一个实施例中，当每一个馈入部15a各别形成一个谐振频段时，相邻的谐振频段之间至少涵盖一段相同的通讯系统频段。
[0111]4个接地部17a分别设置于4个馈入部15a之间，且电性连接于导体层112a，以电性连接至信号地端。接地部17a作为4个馈入部15a之间的隔离机制，以有效地降低4个馈入部15a分别与第一辐射板13a之间形成的共振路径及共振路径的共振模态干扰，据以改善4个馈入部15a在信号馈入上的隔离度。
[0112]接下来，将说明多极化天线元件的其他实施例，请参照图2，图2根据本实用新型第二种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图，如图2所示，多极化天线元件1b具有载板11b、第一辐射板13b、4个馈入部15b及4个接地部17b。载板Ilb具有介质层Illb及导体层112b，其中介质层11 Ib具有相对地第一面113b和第二面114b，亦即介质层11 Ia的上下两平行表面，导体层112b设置于介质层11 Ib的第一面113b。第一福射板13b藉由接地部17b或其他绝缘材料的柱体，设置于载板Ilb上方且靠近介质层Illb的第一面113b，使第一辐射板13b与导体层112b之间具有第一共振间隙。于一个实施例中，第一福射板13b与载板I Ib为平板结构，且第一辐射板13b与载板Ilb的法向量大致上平行。
[0113]4个馈入部15b设置于载板11b，且每一个馈入部15b具有第一导体段151b、第二导体段152b及第三导体段153b。第二导体段152b位于第一导体段151b及第三导体段153b之间。第一导体段151b设置于载板Ilb上方且靠近介质层Illb的第一面113b，第二导体段152b贯穿载板11b，第三导体段153b接触且连接于介质层Illb的第二面114b，第三导体段153b与导体层112b互相绝缘。与前一个实施例同样地，第一导体段151b、第二导体段152b被遮蔽于第一辐射板13b下方，而部分的第三导体段153b亦被遮蔽于第一辐射板13b下方，但不以此为限。从侧视图来看，第一导体段151b与第一辐射板13b之间具有耦合间隙。
[0114]4个接地部17b设置于载板I Ib上，且每一个接地部17b电性连接于导体层112b。于本实施例中，接地部17b连接于第一辐射板13b，然而，于其他实施例中，接地部17b可以不与第一辐射板13b连接，且接地部17b的顶部与第一辐射板13b之间具有间隙。4个接地部17b分别设置于4个馈入部15b之间，且电性连接于导体层112b，以作为4个馈入部15b之间的隔离机制，藉以降低4个馈入部15b分别与第一辐射板13b之间形成的共振路径及共振路径的共振模态干扰，改善4个馈入部15b在信号馈入上的隔尚度。
[0115]请参照图3，图3根据本实用新型第三种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图，如图3所示，多极化天线元件1c具有载板11c、第一福射板13c、4个馈入部15c及4个接地部17c。载板11c、第一辐射板13c、4个馈入部15c及4个接地部17c与第一种实施例大致上相同。与第一种实施例不同的是，导体层112c设置于介质层11 Ic的第二面114c上，而4个馈入部15c设置于介质层11 Ic的第一面113c，亦即藉由将导体层112c和馈入部15c设置于载板Ilc的相对两平面上，使导体层112c和馈入部15c互相绝缘。于本实施例中，4个接地部17c设置于介质层Illc的第一面113c上，以贯穿载板Ilc的方式电性连接于导体层112c。
[0116]请参照图4，图4根据本实用新型第四种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图，如图4所示，多极化天线元件1d具有载板lld、第一辐射板13d、4个馈入部15d及4个接地部17d。载板lld、第一辐射板13d、4个馈入部15d及4个接地部17d与第一种实施例大致上相同，与第一种实施例不同的是，馈入部15d的第一导体段151d与第一辐射板13d接触。
[0117]同理地，于前述第二种和第三种实施例中，第一导体段亦可以与第一辐射板接触，而形成另外两种实施例，于此不再加以赘述。当第一导体段151d与第一辐射板13d接触时，第一导体段151d可以藉由金属固定件、焊接或其他合适的固定方式与第一辐射板13d接触连接。据此，馈入部15d则可以藉由第一导体段151d与第一辐射板13d接触连接，将以直接馈入的方式与第一辐射板13d构成共振路径，藉以形成多极化天线元件1d的谐振频段，使信号处理模块藉由馈入部15d和第一辐射板13d收发于谐振频段内通讯装置的电磁波信号。
[0118]于第四种实施例中，亦可以取消第一导体段151d的设置。请参照图5，图5根据本实用新型第五种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图，如图5所示，多极化天线元件1e具有载板lie、第一辐射板13e、4个馈入部15e及4个接地部17e。载板lie具有介质层Ille与导体层112e，其中介质层1116具有相对地第一面1136和第二面1146，导体层1126设置于介质层11 Ie的第一面113e。
[0119]4个馈入部15e设置于第一辐射板13e的下方，且位于载板lie的导体层112e上，且与导体层112e互相绝缘。于本实施例中，每一个馈入部15e具有第一端151e和第二端152e。第二端152e接触且连接于载板lie的导体层112e，第二端152e与导体层112e互相绝缘。第一端151e相对于载板lie垂直地或倾斜地设置，且与第一辐射板13e接触。
[0120]于附图的实施例中，第一端151e和部分的第二端152e被遮蔽于第一福射板13e下方。于其他实施例中，当第二端152e倾斜地设置于载板Ile上时，可以部分的第一端151e被遮蔽于第一辐射板13e下方，而第二端152e未被遮蔽于第一辐射板13e下方，本实施例不予限制。
[0121]馈入部15e的第二端152e与导体层112e互相绝缘除了图5所示的方式，于所属技术领域具有通常知识者应可以从图2和图3所示的实施例而加以变化图5的第二端152e与导体层112e，不再加以赘述。
[0122]接下来，说明其它种馈入部的实施方式。请参照图6，图6根据本实用新型第六种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图。如图6所示，多极化天线元件1f具有载板Hf、第一辐射板13f、4个馈入部15f及4个接地部17f。载板Ilf具有介质层Illf与导体层112f，其中介质层11 If具有相对地第一面113f和第二面114f，导体层112f设置于介质层11 If的第一面113f。第一辐射板13f设置于载板Ilf上方，且靠近介质层Illf的第一面113f。第一辐射板13f藉由接地部17f或其他绝缘材料的柱体，与导体层112f之间具有第一共振间隙。于本实施例中，第一辐射板13f与载板Ilf为平板结构，且第一辐射板13f与载板Ilf的法向量大致上平行。
[0123]4个馈入部15f设置于第一辐射板13f的下方，且位于载板Ilf的导体层112f上，且与导体层112f互相绝缘。于本实施例中，部分的馈入部15f被遮蔽于第一辐射板13f下方，被第一辐射板13f遮蔽的部分馈入部15f与第一辐射板13f之间具有耦合间隙。当多极化天线元件1f收发电磁波时，馈入部15f与第一辐射板13f之间的耦合间隙可以导引馈入部15f的能量至第一辐射板13f，使馈入部15f及第一辐射板13f构成共振路径。共振路径的共振组态形成多极化天线元件1f的谐振频段，使信号处理模块藉由馈入部15f和第一辐射板13f收发于谐振频段内通讯装置的电磁波信号。馈入部15f与第一辐射板13f之间的耦合间隙与多极化天线元件1f的谐振频段相关。
[0124]4个接地部17f分别设置于4个馈入部15f之间，且电性连接于导体层112f，以电性连接至信号地端。接地部17f作为4个馈入部15f之间的隔离机制，以有效地降低4个馈入部15f分别与第一辐射板13f之间形成的共振路径及共振路径的共振模态干扰，据以改善4个馈入部15f在信号馈入上的隔离度。于本实施例中，4个接地部17f连接于第一辐射板13f，于另一实施例中，接地部17f亦可以与第一辐射板13分离，亦即接地部17f与第一辐射板13f之间具有间隙。于其他实施例中，可以一些接地部17f连接于第一辐射板13f，另一些接地部17f与第一辐射板13f之间具有间隙，本实施例不予限制。
[0125]请参照图7，图7根据本实用新型第七种实施例所绘示的多极化天线元件的侧视图。如图7所示，多极化天线元件1g具有载板llg、第一福射板13g、4个馈入部15g及4个接地部17g。载板Ilg具有介质层lllg、导体层112g及4个槽孔115g，其中介质层Illg具有相对地第一面113g和第二面114g，导体层112g设置于介质层111^的第一面1138。第一福射板138设置于载板I Ig上方，且靠近介质层11 Ig的第一面113g。第一福射板13g藉由接地部17g或其他绝缘材料的柱体，与导体层112g之间具有第一共振间隙。于本实施例中，第一辐射板13g与载板Ilg为平板结构，且第一辐射板13g与载板Ilg的法向量大致上平行。4个槽孔115g贯穿介质层11 Ig及导体层112g，且遮蔽于第一福射板13g下方。
[0126]4个馈入部15g设置于第一福射板13g的下方，且位于介质层Illg的第二面114g。每一个馈入部15g的至少部分与槽孔115g重叠。于本实施例中，馈入部15g与槽孔115g重叠的部分亦被遮蔽于第一辐射板13g下方。藉由槽孔115g，使得馈入部15g与第一辐射板13g之间具有耦合间隙D3。当多极化天线元件1g收发电磁波时，馈入部15g与第一辐射板13g之间的耦合间隙可以导引馈入部15g的能量至第一辐射板13g，使馈入部15g及第一辐射板13g构成共振路径，据以形成多极化天线元件1g的谐振频段，使信号处理模块藉由馈入部15g和第一辐射板13g收发于谐振频段内通讯装置的电磁波信号。
[0127]4个接地部17g分别设置于4个馈入部15g之间，且电性连接于导体层112g，以电性连接至信号地端，作为4个馈入部15g之间的隔离机制。与前一个实施例同样地，4个接地部17g可以依据实际的需求，设计成连接或不连接于第一辐射板13g，本实施例不予限制。
[0128]于前述的实施例中，馈入部和接地部的数量以4个为例。实务上馈入部的数量可以为M个，接地部的数量可以为N个，且M为大于2的正整数，N为大于I的正整数。此外，本实施例对于馈入部和接地部的数量和位置没有限制，以下将说明其他数量和接地部设置位置的实施例。
[0129]请参照图8，图8根据本实用新型第八种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图，如图8所示，多极化天线元件1h具有载板llh、第一辐射板13h、4个馈入部15h及4个接地部17h。载板llh、第一辐射板13h、4个馈入部15h可以依据前述的各种实施例实现。于本实施例中，4个馈入部15h以相对于图面方向，可区分位于上方、下方、左方和右方的馈入部15h，上、下、左、右仅为方便说明之用，并非限制馈入部15h的位置。左方和右方的馈入部15h沿着第一预设方向X的正、反方向延伸，上方和下方的馈入部15h沿着第二预设方向Y的正、反方向延伸。
[0130]4个接地部17h区分位于第一接地部171h、第二接地部172h、第三接地部173h及第四接地部174h ο第一接地部17 Ih、第二接地部172h、第三接地部173h及第四接地部174h被遮蔽于第一辐射板13h下方。第一接地部171h位于第一预设方向X的正方向和第二预设方向Y的正方向区域中，第二接地部172h位于第一预设方向X的正方向和第二预设方向Y的反方向区域中，第三接地部173h位于第一预设方向X的反方向和第二预设方向Y的反方向区域中，第四接地部174h位于第一预设方向X的反方向和第二预设方向Y的正方向区域中。
[0131]于一个实施例中，以第一辐射板13h的中心点为基准，且第一辐射板13h的中心点到上方的馈入部15h为0°来说，第一接地部17Ih位于往顺时钟方向旋转45°的位置，第二接地部172h位于往顺时钟方向旋转135°的位置，第四接地部174h位于往逆时钟方向旋转45°的位置，第三接地部173h位于往逆时钟方向旋转135°的位置，且第一接地部17Ih、第二接地部172h、第三接地部173h及第四接地部174h与中心的距离相同。前述的45°和135°为方便说明及附图显示，并非用以限制本实施例，于其他实施例中亦可以其他角度替换45°和135°，本实施例不予限制。
[0132]请一并参考图9至图11，图9根据本实用新型第九种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图，图10根据本实用新型第十种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图。图11根据本实用新型第十一种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图。如图所示，接地部的数量、接地部的形状、载板的形状、第一辐射板的形状亦可以依据实际需求加以变化，例如图9中接地部17 i的数量可以为两个以上，图10中，第一辐射板13k的形状例如为矩形，图11中接地部17k的形状可以弯折。
[0133]请参照图12至图13，图12根据本实用新型第十二种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图，图13根据本实用新型第十三种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图，如图所示，多极化天线元件20a具有载板21a、第一辐射板23a、M个馈入部25a、N个接地部27a及第二辐射板28a。载板21a、第一辐射板23a、M个馈入部25a、N个接地部27a可以依据前述的各种实施例实现。本实施例中，第二辐射板28a设置于第一辐射板23a上方，与第一辐射板23a之间具有第二共振间隙。
[0134]第二辐射板28a可以藉由接地部27a设置于第一辐射板23a上，亦即接地部27a贯穿第一辐射板23a，且连接于第二辐射板28a，如图12所示。于其他实施例中，如图13所示，多极化天线元件20b可更具有P个连接部29b，第二辐射板28b藉由P个连接部29b设置于第一辐射板23b上，其中P为正整数，且连接部29b的材料可以为金属导体或绝缘材料，本实施例不予限制。于一个实施例中，第二辐射板28b与第一辐射板23b之间的第二共振间隙宽度小于或等于第一辐射板23b与载板21b之间的第一共振间隙宽度。
[0135]于多极化天线元件在收发电磁波时，第二辐射板28b与第一辐射板23b之间的第二共振间隙可以耦合第一辐射板23b的近场能量至第二辐射板28b，使馈入部25b、第一辐射板23b和第二辐射板28b构成共振路径，据以形成多极化天线元件20b的谐振频段。于一个实施例中，第一辐射板23b和第二辐射板28b的直径与第一辐射板23b和第二辐射板28b的距离相关。于另一个实施例中，第一辐射板23b和第二辐射板28b的直径与N个接地部27b相关。于其他实施例中，第一辐射板23b和第二辐射板28b的直径可以是谐振频段对应的0.3?0.7个波长，但不以此为限。
[0136]多极化天线元件具有第二辐射板的其他实施例，请一并参考图14至图17，图14根据本实用新型第十四种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图，图15根据本实用新型第十五种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图，图16根据本实用新型第十六种实施例所绘示的多极化天线元件的俯视图，图17根据本实用新型第十七种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图。于图14至图17的实施例中，载板、第一辐射板、馈入部、接地部的形状、数量、位置，皆可以依据实际需求加以变化。如图14对于连接部29c和接地部27c相对位置的变化，如图15至图17对于第一辐射板和第二辐射板形状上的变化，本实施例不予限制。于一个实施例中，第一辐射板和第二辐射板的形状分别为对称形状，如圆形、四边形、五边形或六边形。
[0137]请参照图18，图18根据本实用新型第十八种实施例所绘示的多极化天线元件的立体图。如图18所示，多极化天线元件30具有载板31、第一辐射板32、M个馈入部33、N个接地部34、第二辐射板35、P个第一连接部36、第三辐射板37及R个第二连接部38，其中P和R皆为正整数。载板31、第一辐射板32、M个馈入部33、N个接地部34可以依据前述的各种实施例实现。于本实施例中，第三辐射板37藉由第二连接部38设置于第二辐射板35上，与第二辐射板35之间具有第三共振间隙。第二连接部38的数量例如为一个，且设置于第三辐射板37的中心点，第二连接部38的材质例如为塑胶或其他合适的绝缘材质。
[0138]于本实施例中，第三辐射板37与第二辐射板35之间的第三共振间隙宽度小于或等于第一辐射板32与载板31之间的第一共振间隙宽度，且藉由第三辐射板37的设置，可以增加多极化天线元件30的增益和指向性。
[0139]综合以上所述，本实用新型实施例提供一种多极化天线元件，藉由三个以上的馈入部，使多极化天线元件可以接收多种不同电场方向的电磁波，并藉由两个以上的接地部的隔离机制，藉以降低馈入部与第一辐射板之间形成的共振路径及共振路径的共振模态干扰，增加天线元件的隔离度。
[0140]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种多极化天线元件，其特征在于，包括: 一载板，具有一导体层； 一第一辐射板，设置于该载板上方，与该导体层之间具有一第一共振间隙； M个馈入部，设置于该第一辐射板下方，每一该馈入部与该导体层绝缘，且每一该馈入部的至少部分被遮蔽于该第一辐射板下方，用以与该第一辐射板传输信号，其中M为大于2的正整数；以及 N个接地部，设置于该载板上，每一该接地部电性连接于该导体层，其中N为大于I的正整数。2.根据权利要求1所述的多极化天线元件，其特征在于，每一该馈入部被遮蔽于该第一辐射板下方的部分与该第一辐射板之间具有至少一耦合间隙。3.根据权利要求2所述的多极化天线元件，其特征在于，每一该馈入部具有一第一导体段、一第二导体段及一第三导体段，该第二导体段位于该第一导体段与该第三导体段之间，该第三导体段接触地设置于该载板，该第一导体段位于该第一辐射板与该载板之间，且与该载板相分尚。4.根据权利要求3所述的多极化天线元件，其特征在于，该载板更具有一介电层，该介电层具有相对地一第一面及一第二面，当该导体层位于该介电层的该第一面时，该第三导体段位于该介电层的该第二面。5.根据权利要求3所述的多极化天线元件，其特征在于，该第一导体段、该第二导体段及该第三导体段其中至少一被遮蔽于该第一辐射板下方，且该第一导体段与该第一辐射板平行。6.根据权利要求5所述的多极化天线元件，其特征在于，该第一导体段与该第一辐射板接触。7.根据权利要求3所述的多极化天线元件，其特征在于，至少部分的该第一导体段被遮蔽于该第一辐射板下方，且该第一导体段与该第一辐射板平行。8.根据权利要求7所述的多极化天线元件，其特征在于，该第一导体段与该第一辐射板接触。9.根据权利要求2所述的多极化天线元件，其特征在于，每一该馈入部具有一第一端及一第二端，该第二端接触地设置于该载板，该第一端与该第一辐射板接触，且至少部分的该第二端遮蔽于该第一辐射板下方。10.根据权利要求9所述的多极化天线元件，其特征在于，该载板更具有一介电层，该介电层具有相对地一第一面及一第二面，当该导体层位于该介电层的该第一面时，该第二端位于该介电层的该第二面。11.根据权利要求1所述的多极化天线元件，其特征在于，该载板上更具有M个槽孔，且该M个槽孔遮蔽于该第一辐射板下方，每一该馈入部的至少部分与该些槽孔其中之一重叠，每一该馈入部与该槽孔重叠的部分藉由该槽孔与该第一辐射板传输信号。12.根据权利要求1所述的多极化天线元件，其特征在于，更包含一第二辐射板，设置于该第一辐射板上方，与该第一辐射板之间具有一第二共振间隙，该第二共振间隙的宽度小于或等于该第一共振间隙的宽度。13.根据权利要求12所述的多极化天线元件，其特征在于，更包含一第三辐射板，设置于该第二辐射板上方，与该第二辐射板之间具有一第三共振间隙，该第三共振间隙的宽度小于或等于该第一共振间隙的宽度。14.根据权利要求13所述的多极化天线元件，其特征在于，该第一辐射板、该第二辐射板及该第三辐射板的形状分别为对称形状。15.根据权利要求12所述的多极化天线元件，其特征在于，该N个接地部其中至少一连接于该第一辐射板，且连接于该第一辐射板的该至少一接地部更连接至该第二辐射板。16.根据权利要求12所述的多极化天线元件，其特征在于，更包含P个连接部，每一该连接部连接于该第一辐射板及该第二辐射板之间，其中该P为正整数。17.根据权利要求16所述的多极化天线元件，其特征在于，该N个接地部与该第一辐射板分离。18.根据权利要求1所述的多极化天线元件，其特征在于，每一该馈入部经由一馈入方向收发信号，当该多极化天线元件具有四个馈入部和四个接地部时，该四个馈入部其中之二馈入部的馈入方向分别朝向一第一预设方向的正方向和反方向，另二馈入部的馈入方向分别朝向一第二预设方向的正方向和反方向。19.根据权利要求18所述的多极化天线元件，其特征在于，该第一预设方向与该第二预设方向垂直。20.根据权利要求19所述的多极化天线元件，其特征在于，每一该接地部设置于该第一预设方向上的二个该馈入部之间或该第二预设方向上的二个该馈入部之间。
【文档编号】H01Q1/38GK205595456SQ201620388955
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】钱晓晴, 吴旭昇, 杨仲凱
【申请人】正文科技股份有限公司