天线阵列的制作方法

本发明涉及一种多天线阵列设计，特别是涉及一种能提高数据传输速度的多天线阵列设计技术。

背景技术：

随着通讯技术的进步，越来越多的无线通讯功能已能够同时被整合实现于单一手持通讯装置当中。目前能整合于手持通讯装置的系统，包括广域无线网络系统(Wireless Wide Area Network，WWAN)、长程演进系统(Long Term Evolution，LTE)、无线个人网络系统(Wireless Personal Network，WLPN)、无线通讯区域网络系统(Wireless Local Area Network，WLAN)、近场通讯传输系统(Near Field Communication，NFC)、数字电视广播系统(Digital Television Broadcasting System，DTV)以及卫星定位导航系统(Global Positioning System，GPS)等应用。

并且由于无线通讯信号品质、可靠度与传输速度需求的不断提升，也同时导致了多天线系统技术的快速发展。例如多输入多输出天线系统(Multi-Input Multi-Output System，MIMO System)、场型切换天线(Pattern Switchable)系统或波束成型(Beam-Steering/Beam-Forming)天线系统技术等。然而在多天线系统中，当多个相同频段操作的天线，共同设计于一空间有限的通讯装置内。将可能会造成多天线间封包相关系数(Envelop Correlation Coefficient，ECC)提高，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。

部分的现有技术文献已提出在多天线间接地面上设计突出或凹槽结构作为能量隔离器，来提升多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，而造成多天线间的相关系数增加。

为了解决上述的这些问题，本发明提出一种具有低相关系数特性的多天线阵列设计方式。来满足未来高数据传输速度多天线系统的实际应用需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多天线阵列设计，以解决上述等技术问题。

为达上述问题，本发明提出一种天线阵列。该天线阵列，包含一接地导体部、一第一天线以及一第二天线。该接地导体部，其具有至少一第一边缘以及一第二边缘。该第一天线，其包含一第一无接地面辐射区间以及一第一馈入导体部。该第一无接地面辐射区间，其由一第一接地导体结构、一第二接地导体结构以及该第一边缘所包围而成。该第一与该第二接地导体结构均电气连接于该接地导体部且相邻于该第一边缘，并且该第一与该第二接地导体结构之间形成一第一耦合间距。该第一耦合间距致使该第一无接地面辐射区间形成一第一缺口。该第一馈入导体部，其具有一第一耦合导体结构以及一第一信号馈入导体线。该第一耦合导体结构位于该第一无接地面辐射区间上，该第一耦合导体结构并通过该第一信号馈入导体线电气耦接或电气连接于一第一信号源。该第一信号源激发该第一天线产生至少一第一共振模态。该第二天线，其包含一第二无接地面辐射区间以及一第二馈入导体部。该第二无接地面辐射区间，其由一第三接地导体结构、一第四接地导体结构以及该第二边缘所包围而成。该第三与该第四接地导体结构均电气连接于该接地导体部且相邻于该第二边缘，并且该第三与该第四接地导体结构之间形成一第二耦合间距。该第二耦合间距致使该第二无接地面辐射区间形成一第二缺口。该第二馈入导体部，其具有一第二耦合导体结构以及一第二信号馈入导体线。该第二耦合导体结构位于该第二无接地面辐射区间上，该第二耦合导体结构并通过该第二信号馈入导体线电气耦接或电气连接于一第二信号源。该第二信号源激发该第二天线产生至少一第二共振模态，该第一与第二共振模态涵盖至少一相同的通讯系统频段。

为了对本案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为本发明一实施例天线阵列1的结构图；

图2为本发明一实施例天线阵列2的结构图；

图3A为本发明一实施例天线阵列3的结构图；

图3B为本发明一实施例天线阵列3的实测天线返回损失曲线图；

图3C为本发明一实施例天线阵列3的实测天线辐射效率曲线图；

图3D为本发明一实施例天线阵列3的实测天线封包相关系数曲线图；

图4为本发明一实施例天线阵列4的结构图；

图5A为同时实现所公开的天线阵列1与天线阵列2的结构图；

图5B为同时实现两组所公开的天线阵列1的结构图；

图6为本发明一实施例天线阵列6的结构图；

图7为本发明一实施例天线阵列7的结构图；

图8A为本发明一实施例天线阵列8的结构图；

图8B为本发明一实施例天线阵列8的实测天线返回损失曲线图；

图8C为本发明一实施例天线阵列8的实测天线辐射效率曲线图；

图8D为本发明一实施例天线阵列8的实测天线封包相关系数曲线图；

图9为同时实现两组所公开的天线阵列7的结构图。

主要元件符号说明

1、2、3、4、6、7、8：天线阵列

11、21、31、41、81：接地导体部

111、211、311、411、811：第一边缘

112、212、312、412、812：第二边缘

12、22、32、42、82：第一天线

121、221、321、421、821：第一无接地面辐射区间

1211、2211、3211、4211、8211：第一接地导体结构

1212、2212、3212、4212、8212：第二接地导体结构

1213、2213、3213、4213、8213：第一缺口

d1：第一耦合间距

122、222、322、422、822：第一馈入导体部

1221、2221、3221、4221、8221：第一耦合导体结构

1222、2222、3222、4222、8222：第一信号馈入导体线

1223、2223、3223、4223、8223：第一信号源

13、23、33、43、83：第二天线

131、231、331、431、831：第二无接地面辐射区间

1311、2311、3311、4311、8311：第三接地导体结构

1312、2312、3312、4312、8312：第四接地导体结构

1313、2313、3313、4313、8313：第二缺口

d2：第二耦合间距

132、232、332、432、832：第二馈入导体部

1321、2321、3321、4321、8321：第二耦合导体结构

1322、2322、3322、4322、8322：第二信号馈入导体线

1323、2323、3323、4323、8323：第二信号源

32121、33111、33121：贯孔导通结构

d3：第一与第二缺口中心位置之间的距离

55、99：连接导体线

551、991：连接导体线的路径

60：匹配电路

992：芯片电感

75、85：耦合导体线

751、851：连接导体线的路径

752、852：第一耦合间隙

753、853：第一耦合间隙

具体实施方式

本发明提供一天线阵列的实施范例。该天线阵列中的天线先通过设计特殊的接地导体结构来构成无接地面辐射区间，并通过设计馈入导体部来有效激发该无接地面辐射区间产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于该无接地面辐射区间周围，因而有效降低阵列相邻天线间的相关系数，进而提升天线效率。本发明所设计无接地面辐射区间并设计具有缺口，通过调整该缺口的耦合间距以及无接地面辐射区间的面积能够有效改善天线所激发共振模态的阻抗匹配程度。此外调整该缺口的耦合间距以及调整其与相邻其他无接地面辐射区的缺口间的距离，能够导引天线辐射场型，进而降低相邻天线间的能量耦合程度。调整相邻无接地面辐射区间缺口之间的距离，能有效减少所设计该无接地面辐射区间的宽度，进而减少天线阵列Q质(Quality Factor)，提升天线辐射特性。

图1为本发明一实施例的天线阵列1结构图。如图1所示，该天线阵列1，包含一接地导体部11、一第一天线12以及一第二天线13。该接地导体 部11，其具有至少一第一边缘111以及一第二边缘112。该第一天线12，其包含一第一无接地面辐射区间121以及一第一馈入导体部122。该第一无接地面辐射区间121，其由一第一接地导体结构1211、一第二接地导体结构1212以及该第一边缘111所包围而成。该第一边缘111的宽度为w1。该第一与该第二接地导体结构1211、1212均电气连接于该接地导体部11且相邻于该第一边缘111，并且该第一与该第二接地导体结构1211、1212之间形成一第一耦合间距d1。该第一耦合间距d1致使该第一无接地面辐射区间121形成一第一缺口1213。该第一馈入导体部122，其具有一第一耦合导体结构1221以及一第一信号馈入导体线1222。该第一耦合导体结构1221位于该第一无接地面辐射区间121上，该第一耦合导体结构1221并通过该第一信号馈入导体线1222电气耦接或电气连接于一第一信号源1223。该第一信号源1223激发该第一天线12产生至少一第一共振模态。该第二天线13，其包含一第二无接地面辐射区间131以及一第二馈入导体部132。该第二无接地面辐射区间131，其由一第三接地导体结构1311、一第四接地导体结构1312以及该第二边缘112所包围而成。该第二边缘112的宽度为w2。该第三与该第四接地导体结构1311、1312均电气连接该接地导体部11且相邻于该第二边缘112，并且该第三与该第四接地导体结构1311、1312之间形成一第二耦合间距d2。该第二耦合间距d2致使该第二无接地面辐射区间131形成一第二缺口1313。该第二馈入导体部132，其具有一第二耦合导体结构1321以及一第二信号馈入导体线1322。该第二耦合导体结构1321位于该第二无接地面辐射区间131上，该第二耦合导体结构1321并通过该第二信号馈入导体线1322电气耦接或电气连接于一第二信号源1323。该第二信号源1323激发该第二天线13产生至少一第二共振模态，该第一与第二共振模态涵盖至少一相同的通讯系统频段。

该天线阵列1中的该第一与第二天线12、13，通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间121、131。并通过设计该第一与第二馈入导体部122、132来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间121、131产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于该第一与第二无接地面辐射区间121、131周围，因此有效降低该第一与第二天线12、13间的封包相关系数，进而提升天线辐射效率。该天线阵列1所设计该第一与第二无接地面辐射区间121、131并分别具有第一与第二缺口1213、1313。通过 调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间121、131的面积，能够有效改善该第一与第二天线12、13所激发共振模态的阻抗匹配程度。其中该第一与第二无接地面辐射区间121、131的面积，小于或等于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.19倍波长的平方((0.19λ)²)。然而其中该第一d1与第二耦合间距d2小于或等于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.059倍波长。

该天线阵列1并通过调整该第一缺口1213中心位置与该第二缺口1313中心位置之间的距离d3，能有效减少所设计该第一与第二边缘111、112的宽度w1与w2，进而减少天线阵列Q质，提升天线辐射特性。其中该第一与第二边缘111、112的宽度w1、w2，小于或等于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.21倍波长。此外该天线阵列1通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及调整该第一缺口1213中心位置与该第二缺口1313中心位置之间的距离d3，能够导引天线辐射场型，进而降低该第一与第二天线12、13间的能量耦合程度。其中该第一缺口1213中心位置与该第二缺口1313中心位置之间的距离d3，介于该第一与第二天线所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.09倍波长到0.46倍波长之间。

图2为本发明一实施例的天线阵列2结构图。如图2所示，该天线阵列2，包含一接地导体部21、一第一天线22以及一第二天线23。该接地导体部21，其具有至少一第一边缘211以及一第二边缘212。该第一天线22，其包含一第一无接地面辐射区间221以及一第一馈入导体部222。该第一无接地面辐射区间221，其由一第一接地导体结构2211、一第二接地导体结构2212以及该第一边缘211所包围而成。该第一边缘211的宽度为w1。该第一与该第二接地导体结构2211、2212均电气连接于该接地导体部21且相邻于该第一边缘211，并且该第一与该第二接地导体结构2211、2212之间形成一第一耦合间距d1。该第一耦合间距d1致使该第一无接地面辐射区间221形成一第一缺口2213。该第一馈入导体部222，其具有一第一耦合导体结构2221以及一第一信号馈入导体线2222。该第一耦合导体结构2221位于该第一无接地面辐射区间221上，该第一耦合导体结构2221并通过该第一信号馈入导体线2222电气耦接或电气连接于一第一信号源2223。该第一信号源 2223激发该第一天线22产生至少一第一共振模态。该第二天线23，其包含一第二无接地面辐射区间231以及一第二馈入导体部232。该第二无接地面辐射区间231，其由一第三接地导体结构2311、一第四接地导体结构2312以及该第二边缘212所包围而成。该第二边缘212的宽度为w2。该第三与该第四接地导体结构2311、2312均电气连接于该接地导体部21且相邻于该第二边缘212，并且该第三与该第四接地导体结构2311、2312之间形成一第二耦合间距d2。该第二耦合间距d2致使该第二无接地面辐射区间231形成一第二缺口2313。该第二馈入导体部232，其具有一第二耦合导体结构2321以及一第二信号馈入导体线2322。该第二耦合导体结构2321位于该第二无接地面辐射区间231上，该第二耦合导体结构2321并通过该第二信号馈入导体线2322电气耦接或电气连接于一第二信号源2323。该第二信号源2323激发该第二天线23产生至少一第二共振模态，该第一与第二共振模态涵盖至少一相同的通讯系统频段。

该天线阵列2中的该第一与第二天线22、23，通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间221、231。并通过设计该第一与第二馈入导体部222、232来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间221、231产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于该第一与第二无接地面辐射区间221、231周围，因此有效降低该第一与第二天线22、23间的相关系数，进而提升天线辐射效率。该天线阵列2所设计该第一与第二无接地面辐射区间221、231并分别具有第一与第二缺口2213、2313。通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间221、231的面积，能够有效改善该第一与第二天线22、23所激发共振模态的阻抗匹配程度。其中该第一与第二无接地面辐射区间221、231的面积，小于或等于该第一与第二天线22、23所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.19倍波长的平方((0.19λ)²)。然而其中该第一与第二耦合间距d1、d2小于或等于该第一与第二天线22、23所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.059倍波长。

该天线阵列2通过调整该第一缺口2213中心位置与该第二缺口2313中心位置之间的距离d3，能有效减少所设计该第一与第二边缘211、212的宽度w1与w2，进而减少天线阵列Q质，提升天线辐射特性。其中该第一与第二边缘211、212的宽度w1、w2，小于或等于该第一与第二天线22、23 所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.21倍波长。此外该天线阵列2通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及调整该第一缺口2213中心位置与该第二缺口2313中心位置之间的距离d3，能够导引天线辐射场型，进而降低该第一与第二天线22、23间的能量耦合程度。其中该第一缺口2213中心位置与该第二缺口2313中心位置之间的距离d3，介于该第一与第二天线22、23所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.09倍波长到0.46倍波长之间。

相较于该天线阵列1，虽然该天线阵列2其第一与第二接地导体结构2211、2212以及其第三与第四接地导体结构2311、2312的形状与该天线阵列1不同。以及该天线阵列2其第一与第二馈入导体部222、232与该天线阵列1不同。然而该天线阵列2同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间221、231。并通过设计该第一与第二馈入导体部222、232来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间221、231产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间221、231的面积，来有效改善该第一与第二天线22、23所激发共振模态的阻抗匹配程度。以及通过调整该第一缺口2213中心位置与该第二缺口2313中心位置之间的距离d3，来减少所需该第一与第二边缘211、212的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线22、23间的能量耦合程度。因此该天线阵列2同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

图3A为本发明一实施例的天线阵列3结构图。如图3A所示，该天线阵列3位于一介质基板34上，其包含一接地导体部31、一第一天线32以及一第二天线33。该介质基板34可为通讯装置的系统电路板、印刷电路板或可绕式印刷电路板。该接地导体部31，其位于该介质基板34的一背表面上，且其具有至少一第一边缘311以及一第二边缘312。该第一天线32，其包含一第一无接地面辐射区间321以及一第一馈入导体部322。该第一无接地面辐射区间321，其由一第一接地导体结构3211、一第二接地导体结构3212以及该第一边缘311所包围而成。该第一边缘311的宽度为w1。该第一与该第二接地导体结构3211、3212均电气连接于该接地导体部31且相邻于该第一边缘311，并且该第一与该第二接地导体结构3211、3212之间形成一第一耦合间距d1。该第一耦合间距d1致使该第一无接地面辐射区间321形成 一第一缺口3213。该第一接地导体结构3211位于该介质基板34的该背表面上，该第二接地导体结构3212与该第一馈入导体部322均位于该介质基板34的前表面上。该第二接地导体结构3212通过一贯孔导通结构32121电气连接于该接地导体部31。该第一馈入导体部322，其具有一第一耦合导体结构3221以及一第一信号馈入导体线3222。该第一耦合导体结构3221位于该第一无接地面辐射区间321上，该第一耦合导体结构3221并通过该第一信号馈入导体线3222电气耦接或电气连接于一第一信号源3223。该第一信号源3223激发该第一天线32产生至少一第一共振模态35(如图3B所示)。该第二天线33，其包含一第二无接地面辐射区间331以及一第二馈入导体部332。该第二无接地面辐射区间331，其由一第三接地导体结构3311、一第四接地导体结构3312以及该第二边缘312所包围而成。该第二边缘312的宽度为w2。该第三与该第四接地导体结构3311、3312均电气连接于该接地导体部31且相邻于该第二边缘312，并且该第三与该第四接地导体结构3311、3312之间形成一第二耦合间距d2。该第二耦合间距d2致使该第二无接地面辐射区间331形成一第二缺口3313。该第三与该第四接地导体结构3311、3312，均位于该介质基板34的该前表面上。该第三接地导体结构3311通过一贯孔导通结构33111电气连接于该接地导体部31，该第四接地导体结构3312通过一贯孔导通结构33121电气连接于该接地导体部31。该第二馈入导体部332，同样位于该介质基板34的该前表面上。其具有一第二耦合导体结构3321以及一第二信号馈入导体线3322。该第二耦合导体结构3321位于该第二无接地面辐射区间331上，该第二耦合导体结构3321并通过该第二信号馈入导体线3322电气耦接或电气连接于一第二信号源3323。该第二信号源3323激发该第二天线33产生至少一第二共振模态36(如图3B所示)，该第一与第二共振模态35、36涵盖至少一相同的通讯系统频段。

该天线阵列3中的该第一与第二天线32、33，通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间321、331。并通过设计该第一与第二馈入导体部322、332来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间321、331产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于该第一与第二无接地面辐射区间321、331周围，因此有效降低该第一与第二天线32、33间的相关系数，进而提升天线辐射效率。该天线阵列3所设计该第一与第二无接地面辐射区间321、331并分别具有第一与第二缺口3213、3313。通过调整 该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间321、331的面积，能够有效改善该第一与第二天线32、33所激发共振模态的阻抗匹配程度。其中该第一321与第二无接地面辐射区间331的面积，小于或等于该第一与第二天线32、33所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.19倍波长的平方((0.19λ)²)。然而其中该第一d1与第二耦合间距d2小于或等于该第一与第二天线32、33所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.059倍波长。

该天线阵列3通过调整该第一缺口3213中心位置与该第二缺口3313中心位置之间的距离d3，能有效减少所设计该第一与第二边缘311、312的宽度w1与w2，进而减少天线阵列Q质，提升天线辐射特性。其中该第一与第二边缘311、312的宽度w1、w2，小于或等于该第一与第二天线32、33所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.21倍波长。此外该天线阵列3通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及调整该第一缺口3213中心位置与该第二缺口3313中心位置之间的距离d3，能够导引天线辐射场型，进而降低该第一与第二天线32、33间的能量耦合程度。其中该第一缺口3213中心位置与该第二缺口3313中心位置之间的距离d3，介于该第一与第二天线32、33所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.09倍波长到0.46倍波长之间。

相较于该天线阵列1，虽然该天线阵列3形成于一介质基板34上，并且其接地导体结构以及馈入导体部的形状与该天线阵列1不同。然而该天线阵列3同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间321、331。并通过设计该第一与第二馈入导体部322、332来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间321、331产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间321、331的面积，来有效改善该第一与第二天线32、33所激发共振模态的阻抗匹配程度。以及通过调整该第一缺口3213中心位置与该第二缺口3313中心位置之间的距离d3，来减少所需该第一与第二边缘311、312的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线32、33间的能量耦合程度。因此该天线阵列3同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

图3B为图3A的天线阵列3的实测天线返回损失曲线图。其选择下列尺寸进行实验：该介质基板34的厚度约为1mm；该第一无接地面辐射区间 321的面积约为63mm²；该第二无接地面辐射区间331的面积约为69mm²；该第一耦合间距d1约为1.9mm；该第二耦合间距d2约为1.6mm；该第一边缘311的宽度w1约为9mm；该第二边缘312的宽度w2约为9.8mm；该第一缺口3213中心位置与该第二缺口3313中心位置之间的距离d3约为23mm。如图3B所示，该第一天线32产生一第一共振模态35，而该第二天线33产生一第二共振模态36。在本实施例中，该天线阵列3的该第一与第二共振模态35、36涵盖一相同的3.6GHz频段的通讯系统操作。该3.6GHz通讯系统频段的最低操作频率约为3.3GHz。图3C为本发明一实施例天线阵列3的实测天线辐射效率曲线图。如图3C所示，该第一天线32产生的该第一共振模态35的天线辐射效率曲线351数值均高于50％，该第二天线33产生的该第二共振模态36的天线辐射效率曲线361数值均高于60％。图3D为本发明一实施例天线阵列3的实测天线封包相关系数(Envelop Correlation Coefficient，ECC)曲线图。如图3D所示，该第一天线32与该第二天线33的封包相关系数曲线3233数值均小于0.1。

图3B、图3C、图3D所涵盖的通讯系统频段操作与实验数据，仅是为了实验证明图3A中本发明一实施例天线阵列3的技术功效。并未用来限制本发明天线阵列于实际应用情况所能涵盖的通讯系统频段操作、应用与规格。本发明天线阵列可以是设计用来涵盖广域无线网络系统(Wireless Wide Area Network，WWAN)、长程演进系统(Long Term Evolution，LTE MIMO)、无线个人网络系统(Wireless Personal Network，WLPN)、无线通讯区域网络系统(Wireless Local Area Network，WLAN)、近场通讯传输系统(Near Field Communication，NFC)、数字电视广播系统(Digital Television Broadcasting System，DTV)、卫星定位导航系统(Global Positioning System，GPS)、多输入多输出天线系统(Multi-input Multi-output System，MIMO System)、场型切换天线系统(Pattern Switchable Antenna System)或波束成型天线系统(Beam-Steering/Beam-Forming Antenna System)的系统频段操作。

图4为本发明一实施例的天线阵列4结构图。如图4所示，该天线阵列4位于一介质基板44上，其包含一接地导体部41、一第一天线42以及一第二天线43。该介质基板44可为通讯装置的系统电路板、印刷电路板或可绕式印刷电路板。该接地导体部41，其位于该介质基板44的一背表面上，且其具有至少一第一边缘411以及一第二边缘412。该第一天线42，其包含一 第一无接地面辐射区间421以及一第一馈入导体部422。该第一无接地面辐射区间421，其由一第一接地导体结构4211、一第二接地导体结构4212以及该第一边缘411所包围而成。该第一边缘411的宽度为w1。该第一与该第二接地导体结构4211、4212均电气连接于该接地导体部41且相邻于该第一边缘411，并且该第一与该第二接地导体结构4211、4212之间形成一第一耦合间距d1。该第一耦合间距d1致使该第一无接地面辐射区间421形成一第一缺口4213。该第一接地导体结构4211以及该第二接地导体结构3212均位于该介质基板44的该背表面上，该第一馈入导体部422位于该介质基板44的前表面上。该第一馈入导体部422，其具有一第一耦合导体结构4221以及一第一信号馈入导体线4222。该第一耦合导体结构4221位于该第一无接地面辐射区间421上，该第一耦合导体结构4221并通过该第一信号馈入导体线4222电气耦接或电气连接于一第一信号源4223。该第一信号源4223激发该第一天线产生至少一第一共振模态。该第二天线43，其包含一第二无接地面辐射区间431以及一第二馈入导体部432。该第二无接地面辐射区间431，其由一第三接地导体结构4311、一第四接地导体结构4312以及该第二边缘412所包围而成。该第二边缘412的宽度为w2。该第三与该第四接地导体结构4311、4312均电气连接于该接地导体部41且相邻于该第二边缘412，并且该第三与该第四接地导体结构4311、4312之间形成一第二耦合间距d2。该第二耦合间距d2致使该第二无接地面辐射区间431形成一第二缺口4313。该第三与该第四接地导体结构4311、4312，均位于该介质基板44的该背表面上。该第二馈入导体部432，位于该介质基板44的该前表面上。其具有一第二耦合导体结构4321以及一第二信号馈入导体线4322。该第二耦合导体结构4321位于该第二无接地面辐射区间431上，该第二耦合导体结构4321并通过该第二信号馈入导体线4322电气耦接或电气连接于一第二信号源4323。该第二信号源4323激发该第二天线43产生至少一第二共振模态，该第一与第二共振模态涵盖至少一相同的通讯系统频段。

该天线阵列4中的该第一与第二天线42、43，通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间421、431。并通过设计该第一与第二馈入导体部422、432来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间421、431产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于该第一与第二无接地面辐射区间421、431周围，因此有效降低该第一与第二天线42、43间的 封包相关系数，进而提升天线辐射效率。该天线阵列4所设计该第一与第二无接地面辐射区间421、431并分别具有第一与第二缺口4213、4313。通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间421、431的面积，能够有效改善该第一与第二天线42、43所激发共振模态的阻抗匹配程度。其中该第一与第二无接地面辐射区间421、431的面积，小于或等于该第一与第二天线42、43所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.19倍波长的平方((0.19λ)²)。然而其中该第一d1与第二耦合间距d2小于或等于该第一与第二天线42、43所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.059倍波长。

该天线阵列4通过调整该第一缺口4213中心位置与该第二缺口4313中心位置之间的距离d3，能有效减少该第一与第二边缘411、412的宽度w1与w2，进而减少天线阵列Q质，提升天线辐射特性。其中该第一与第二边缘411、412的宽度w1、w2，小于或等于该第一与第二天线42、43所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.21倍波长。此外该天线阵列4通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及调整该第一缺口4213中心位置与该第二缺口4313中心位置之间的距离d3，能够导引天线辐射场型，进而降低该第一与第二天线42、43间的能量耦合程度。其中该第一缺口4213中心位置与该第二缺口4313中心位置之间的距离d3，介于该第一与第二天线42、43所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.09倍波长到0.46倍波长之间。

相较于该天线阵列1，虽然该天线阵列4形成于一介质基板44上，并且其接地导体结构以及馈入导体部的形状与该天线阵列1不同。然而该天线阵列4同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间421、431。并通过设计该第一与第二馈入导体部422、432来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间421、431产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间421、431的面积，来有效改善该第一与第二天线42、43所激发共振模态的阻抗匹配程度。以及通过调整该第一缺口4213中心位置与该第二缺口4313中心位置之间的距离d3，来减少所需该第一与第二边缘411、412的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线42、43间的能量耦合程度。因此该天线阵列4同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

本发明所提出的天线阵列的多个示范实施例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等。并且在实际应用时，该通讯装置可以同时设置或实现一组或多组本发明所提出的天线阵列实施范例。图5A与图5B为在一通讯装置内，实现二组本发明所提出的天线阵列的实施范例结构图。请参照图5A，在本实施例中，在同一通讯装置内同时实现图1中所公开的天线阵列1以及图2中所公开的天线阵列2的结构图。另外请参照图5B，在本实施例中，在同一通讯装置内同时实现两组图1中所公开的天线阵列1的结构图。此外在图5B中，第一组该天线阵列1的该第二信号源1323与第二组该天线阵列1的该第一信号源1223之间具有一连接导体线51。该连接导体线51的路径511长度，介于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的五分之一波长至二分之一波长之间。连接导体线51可用来调整相邻天线阵列之间的阻抗匹配与能量耦合程度。

图6为本发明一实施例的天线阵列6结构图。该天线阵列6与该天线阵列1之间的主要的差异，在于该天线阵列6在该第一信号馈入导体线1222与该第一信号源之间配置了一匹配电路60。该匹配电路60可用以调整该第一天线12所激发共振模态的阻抗匹配。相较于该天线阵列1，该天线阵列6虽然多配置了一匹配电路60。然而该天线阵列6同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间121、131。并通过设计该第一与第二馈入导体部122、132来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间121、131产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间121、131的面积，来有效改善该第一与第二天线12、13所激发共振模态的阻抗匹配程度。以及通过调整该第一缺口1213中心位置与该第二缺口1313中心位置之间的距离d3，来效减少所需该第一与第二边缘111、112的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线12、13间的能量耦合程度。因此该天线阵列6同样能够达成类同于天线阵列1的功效。该第一或第二信号馈入导体线分别与该第一或第二信号源之间也可具有切换开关电路、滤波器电路、双工器电路或电容、电感、电阻与传输线所组成的电路、元件、芯片或模块。均同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

图7为本发明一实施例的天线阵列7结构图。该天线阵列7与该天线阵列1之间的主要的差异，在于该第一天线12与第二天线13之间配置了一耦合导体线75，该耦合导体线75与该第一天线12以及该第二天线13之间分别具有一第一耦合间隙752以及一第二耦合间隙753。该耦合导体线75的路径751长度，介于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的三分之一波长至四分之三波长之间。该第一耦合间隙752与该第二耦合间隙753的间隙宽度，小于或等于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.063倍波长。该耦合导体线75可用以调整该第一天线12以及该第二天线13之间的阻抗匹配与封包相关系数。相较于该天线阵列1，该天线阵列7虽然多配置了一耦合导体线75。然而该天线阵列7同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间121、131。并通过设计该第一与第二馈入导体部122、132来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间121、131产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间121、131的面积，来有效改善该第一与第二天线12、13所激发共振模态的阻抗匹配程度。以及通过调整该第一缺口1213中心位置与该第二缺口1313中心位置之间的距离d3，来减少所需该第一与第二边缘111、112的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线12、13间的能量耦合程度。因此该天线阵列7同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

图8A为本发明一实施例的天线阵列8结构图。如图8A所示，该天线阵列8位于一介质基板84上，其包含一接地导体部81、一第一天线82以及一第二天线83。该介质基板84可为通讯装置的系统电路板、印刷电路板或可绕式印刷电路板。该接地导体部81，其位于该介质基板84的一背表面上，且其具有至少一第一边缘811以及一第二边缘812。该第一天线82，其包含一第一无接地面辐射区间821以及一第一馈入导体部822。该第一无接地面辐射区间821，其由一第一接地导体结构8211、一第二接地导体结构8212以及该第一边缘811所包围而成。该第一边缘811的宽度为w1。该第一与该第二接地导体结构8211、8212均电气连接于该接地导体部81且相邻于该第一边缘811，并且该第一与该第二接地导体结构8211、8212之间形成一第一耦合间距d1。该第一耦合间距d1致使该第一无接地面辐射区间821形成 一第一缺口8213。该第一接地导体结构8211以及该第二接地导体结构8212均位于该介质基板84的该背表面上，该第一馈入导体部822位于该介质基板84的前表面上。该第一馈入导体部822，其具有一第一耦合导体结构8221以及一第一信号馈入导体线8222。该第一耦合导体结构8221位于该第一无接地面辐射区间821上，该第一耦合导体结构8221并通过该第一信号馈入导体线8222电气耦接或电气连接于一第一信号源8223。该第一信号源8223激发该第一天线产生至少一第一共振模态。该第二天线83，其包含一第二无接地面辐射区间831以及一第二馈入导体部832。该第二无接地面辐射区间831，其由一第三接地导体结构8311、一第四接地导体结构8312以及该第二边缘812所包围而成。该第二边缘812的宽度为w2。该第三与该第四接地导体结构8311、8312均电气连接于该接地导体部81且相邻于该第二边缘812，并且该第三与该第四接地导体结构8311、8312之间形成一第二耦合间距d2。该第二耦合间距d2致使该第二无接地面辐射区间831形成一第二缺口8313。该第三与该第四接地导体结构8311、8312，均位于该介质基板84的该背表面上。该第二馈入导体部832，位于该介质基板84的该前表面上。其具有一第二耦合导体结构8321以及一第二信号馈入导体线8322。该第二耦合导体结构8321位于该第二无接地面辐射区间831上，该第二耦合导体结构8321并通过该第二信号馈入导体线8322电气耦接或电气连接于一第二信号源8323。该第二信号源8323激发该第二天线83产生至少一第二共振模态，该第一与第二共振模态涵盖至少一相同的通讯系统频段。如图8A所示，该第一天线82与第二天线83之间配置了一耦合导体线85，该耦合导体线85位于该介质基板84的前表面上。该耦合导体线85与该第一天线82以及该第二天线83之间分别具有一第一耦合间隙852以及一第二耦合间隙853。该耦合导体线85的路径851长度，介于该第一与第二天线82、83所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的三分之一波长至四分之三波长之间。该第一耦合间隙852与该第二耦合间隙853的间隙宽度，小于或等于该第一与第二天线82、83所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.063倍波长。该耦合导体线85可用以调整该第一天线82以及该第二天线83之间的阻抗匹配与封包相关系数。

该天线阵列8中的该第一与第二天线82、83，通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间821、831。并通过设计该第一与 第二馈入导体部822、832来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间821、831产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于该第一与第二无接地面辐射区间821、831周围，因此有效降低该第一与第二天线82、83间的封包相关系数，进而提升天线辐射效率。该天线阵列8所设计该第一与第二无接地面辐射区间821、831并分别具有第一与第二缺口8213、8313。通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间821、831的面积，能够有效改善该第一与第二天线82、83所激发共振模态的阻抗匹配程度。其中该第一与第二无接地面辐射区间821、831的面积，小于或等于该第一与第二天线82、83所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.19倍波长的平方((0.19λ)²)。然而其中该第一d1与第二耦合间距d2小于或等于该第一与第二天线82、83所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.059倍波长。

该天线阵列8通过调整该第一缺口8213中心位置与该第二缺口8313中心位置之间的距离d3，能有效减少所需该第一与第二边缘811、812的宽度w1与w2，进而减少天线阵列Q质，提升天线辐射特性。其中该第一与第二边缘811、812的宽度w1、w2，小于或等于该第一与第二天线82、83所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.21倍波长。此外该天线阵列8通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及调整该第一缺口8213中心位置与该第二缺口8313中心位置之间的距离d3，能够导引天线辐射场型，进而降低该第一与第二天线82、83间的能量耦合程度。其中该第一缺口8213中心位置与该第二缺口8313中心位置之间的距离d3，介于该第一与第二天线82、83所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的0.09倍波长到0.46倍波长之间。

相较于该天线阵列1，虽然该天线阵列8形成于一介质基板84上，并且其接地导体结构以及馈入导体部的形状与该天线阵列1不同。此外该第一天线82与第二天线83之间配置了一耦合导体线85。然而该天线阵列8同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间821、831。并通过设计该第一与第二馈入导体部822、832来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间821、831产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间821、831的面积，来有效改善该第一与第二天线82、83所激发共振模态的阻抗匹配程度。以 及通过调整该第一缺口8213中心位置与该第二缺口8313中心位置之间的距离d3，来减少所需该第一与第二边缘811、812的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线82、83间的能量耦合程度。因此该天线阵列8同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

图8B为图8A的天线阵列8的实测天线返回损失曲线图。其选择下列尺寸进行实验：该介质基板84的厚度约为0.8mm；该第一无接地面辐射区间821的面积约为59mm²；该第二无接地面辐射区间831的面积约为69mm²；该第一耦合间距d1约为1.6mm；该第二耦合间距d2约为1.3mm；该第一边缘811的宽度w1约为11mm；该第二边缘812的宽度w2约为13mm；该第一缺口8213中心位置与该第二缺口8313中心位置之间的距离d3约为29mm。该耦合导体线85的路径851长度约为23mm。该第一耦合间隙852以及该第二耦合间隙853的间隙宽度约为0.8mm。如图8B所示，该第一天线82产生一第一共振模态85，而该第二天线83产生一第二共振模态86。在本实施例中，该天线阵列8的该第一与第二共振模态85、86涵盖一相同的3.5GHz频段的通讯系统操作。该3.5GHz通讯系统频段的最低操作频率约为3.3GHz。图8C为本发明一实施例天线阵列8的实测天线辐射效率曲线图。如图8C所示，该第一天线82产生的该第一共振模态85的天线辐射效率曲线851数值均高于53％，该第二天线83产生的该第二共振模态86的天线辐射效率曲线861数值均高于63％。图8D为本发明一实施例天线阵列8的实测天线封包相关系数(Envelop Correlation Coefficient，ECC)曲线图。如图8D所示，该第一天线82与该第二天线83的封包相关系数曲线8283数值均小于0.1。

图8B、图8C、图8D所涵盖的通讯系统频段操作与实验数据，仅是为了实验证明图8A中本发明一实施例天线阵列8的技术功效。并未用来限制本发明天线阵列于实际应用情况所能涵盖的通讯系统频段操作、应用与规格。本发明天线阵列可以是设计用来涵盖广域无线网络系统(Wireless Wide Area Network，WWAN)、长程演进系统(Long Term Evolution，LTE MIMO)、无线个人网络系统(Wireless Personal Network，WLPN)、无线通讯区域网络系统(Wireless Local Area Network，WLAN)、近场通讯传输系统(Near Field Communication，NFC)、数字电视广播系统(Digital Television Broadcasting System，DTV)、卫星定位导航系统(Global Positioning System，GPS)、多输 入多输出天线系统(Multi-input Multi-output System，MIMO System)、场型切换天线系统(Pattern Switchable Antenna System)或波束成型天线系统(Beam-Steering/Beam-Forming Antenna System)的系统频段操作。

本发明所提出的天线阵列的多个示范实施例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等。并且在实际应用时，该通讯装置可以同时设置或实现一组或多组本发明所提出的天线阵列实施范例。图9为在一通讯装置内，实现二组本发明所提出的天线阵列的实施范例结构图。请参照图9，在本实施例中，在同一通讯装置内同时实现两组图7中所公开的天线阵列7的结构图。此外在图9中，第一组该天线阵列7的该第二信号源1323与第二组该天线阵列7的该第一信号源1223之间具有一连接导体线99。该连接导体线99的路径991长度，介于该第一与第二天线12、13所涵盖至少一相同通讯系统频段其最低操作频率的五分之一波长至二分之一波长之间。并且该连接导体线99具有一芯片电感元件992。该连接导体线99以及该芯片电感元件992可用来调整相邻天线阵列之间的阻抗匹配与能量耦合程度。该连接导体线99也可配置具有一芯片电容元件。在图9的实施范例中，虽然在同一通装置中配置了两组图7中所公开的天线阵列7。然而每组该天线阵列7同样可通过设计特殊的接地导体结构来构成该第一与第二无接地面辐射区间121、131。并通过设计该第一与第二馈入导体部122、132来分别有效激发该第一与第二无接地面辐射区间121、131产生辐射能量。并通过调整该第一与第二耦合间距d1、d2以及该第一与第二无接地面辐射区间121、131的面积，来有效改善该第一与第二天线12、13所激发共振模态的阻抗匹配程度。以及通过调整该第一缺口1213中心位置与该第二缺口1313中心位置之间的距离d3，来减少所需该第一与第二边缘111、112的宽度w1与w2，以及导引天线辐射场型，降低该第一与第二天线12、13间的能量耦合程度。因此图9中的每组该天线阵列7，均同样能够达成类同于天线阵列1的功效。

由上述可知，本发明实施例的天线阵列中的天线通过设计特殊的接地导体结构来构成无接地面辐射区间，并通过设计馈入导体部来有效激发该无接地面辐射区间产生辐射能量。如此可以将激发电流主要局限于所设计无接地面辐射区间周围，因此有效降低相邻天线间的相关系数，进而提升天线辐射 效率。本发明所设计无接地面辐射区间并设计具有缺口，通过调整该缺口的耦合间距以及无接地面辐射区间的面积能够有效改善天线所激发共振模态的阻抗匹配程度。此外调整该缺口的耦合间距以及调整其与相邻其他无接地面辐射区的缺口间的距离，能够导引天线辐射场型，进而降低相邻天线间的能量耦合程度。调整相邻无接地面辐射区间缺口之间的距离，能有效减少所设计该无接地面辐射区间的宽度，进而减少天线阵列Q质，提升天线辐射特性。

综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本案。本案所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本案的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本案的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。