TWI860595B

TWI860595B - 無線通訊裝置

Info

Publication number: TWI860595B
Application number: TW111148848A
Authority: TW
Inventors: 鄭凱鴻; 古光原
Original assignee: 啟碁科技股份有限公司
Priority date: 2022-12-20
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2024-11-01
Also published as: US12401124B2; TW202427852A; US20240204421A1

Abstract

本發明公開一種無線通訊裝置，其包括載板、第一天線陣列以及第一功率分配器。第一天線陣列包括兩個第一天線元件及兩個第二天線元件。兩個第二天線元件分別對應兩個第一天線元件。每一第二天線元件與相對應的第一天線元件彼此分離且相互耦合。第一功率分配器包括一第一延伸段與兩個第一耦合段。第一延伸段連接在兩個第一耦合段之間。兩個第一耦合段與兩個第一天線元件之間不相互接觸。兩個第一耦合段分別饋入兩個第一天線元件，使第一天線陣列用於產生一具有一第一極化方向的輻射場型。

Description

無線通訊裝置

本發明涉及一種無線通訊裝置，特別是涉及一種具有堆疊式天線結構的無線通訊裝置。

應用於5G的用戶前置設備(Customer Premises Equipment，CPE) 主要用於接收基站發出的5G訊號並將其轉換為WI-FI ^®訊號或有線訊號，以供終端的使用者設備(例如手機、平板電腦或筆記型電腦)使用。現有技術中，CPE產品內的天線結構具有較大的尺寸，因此在結構設計上仍有可改善的空間。此外，隨著5G的普及，使用者對於CPE產品的頻寬需求亦日漸增加。

故，如何通過結構設計的改良，來縮小天線結構的尺寸並且滿足客戶對於頻寬的需求，已成為該領域所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種無線通訊裝置，以解決現有的CPE產品無法同時滿足縮小尺寸並且提升頻寬的技術問題。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種無線通訊裝置，其包括載板、第一天線陣列以及第一功率分配器。載板具有相對的第一表面與第二表面。第一天線陣列設置於載板。第一天線陣列包括兩個第一天線元件及兩個第二天線元件。第一功率分配器設置於載板。第一功率分配器包括一第一延伸段與兩個第一耦合段。第一延伸段連接在兩個第一耦合段之間，兩個第一耦合段與兩個第一天線元件之間不相互接觸。兩個第一耦合段分別耦合兩個第一天線元件，使第一天線陣列用於產生一具有一第一極化方向的輻射場型。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的無線通訊裝置，其能通過“兩個第二天線元件分別對應兩個第一天線元件，每一第二天線元件與相對應的第一天線元件彼此分離且相互耦合”以及“兩個第一耦合段分別耦合兩個第一天線元件，使第一天線陣列用於產生具有一第一極化方向的一輻射場型”的技術方案，以組成堆疊式天線陣列結構，來達到縮小尺寸且提升頻寬的功效。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“無線通訊裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件，但這些元件不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。另外，本發明全文中的「連接(connect)」是兩個元件之間有實體連接且為直接連接或者是間接連接，且本發明全文中的「耦合(couple)」是兩個元件之間彼此分離且無實體連接，而是藉由一元件之電流所產生的電場能量(electric field energy)激發另一元件的電場能量。

[第一實施例]

參閱圖1與圖2所示，圖1為本發明第一實施例的無線通訊裝置的示意圖，圖2為本發明第一實施例的無線通訊裝置的分解示意圖。本發明第一實施例提供一種無線通訊裝置W，其主要包括載板1、第一天線陣列T1以及第一功率分配器P1。載板1具有相對的第一表面11與第二表面12。第一天線陣列T1設置於載板1，第一天線陣列T1包括兩個第一天線元件T11以及兩個第二天線元件T12。兩個第一天線元件T11設置於第一表面11，兩個第二天線元件T12設置於載板1，舉例來說，每一第二天線元件T12可由一中心柱及與周圍的支撐柱而固定在載板1。此外，兩個第二天線元件T12分別對應兩個第一天線元件T11。藉此，每一第二天線元件T12與相對應的第一天線元件T11彼此分離且相互耦合。

參閱圖3與圖4所示，圖4為圖3的IV部分的放大示意圖。第一功率分配器P1設置於載板1。第一功率分配器P1包括一第一延伸段P11與兩個第一耦合段P12。第一延伸段P11連接在兩個第一耦合段P12之間，兩個第一耦合段P12與兩個第一天線元件T11之間不相互接觸。無線通訊裝置W還包括第二功率分配器P2。第二功率分配器P2設置於載板1，第二功率分配器P2包括一第二延伸段P21與兩個第二耦合段P22，第二延伸段P21連接在兩個第二耦合段P22之間，兩個第二耦合段P22與兩個第一天線元件T11之間不相互接觸。

進一步來說，兩個第一耦合段P12分別具有兩個第一耦合部P121，兩個第二耦合段P22分別具有兩個第二耦合部P221。每一第一天線元件T11具有兩個缺口C，而其中一第一耦合部P121與其中一第二耦合部P221分別伸入兩個缺口C。每一缺口C與相對應的第一耦合部P121及第二耦合部P121之間具有一耦合間隙G。較佳地，耦合間隙G介於0.2 mm與2 mm之間。兩個第一耦合段P12分別耦合兩個第一天線元件T11，兩個第一耦合段P12分別透過兩個第一耦合部P121耦合兩個第一天線元件T11。因此，訊號可由兩個第一耦合段P12分別耦合饋入兩個第一天線元件T11，而兩個第一天線元件T11分別耦合第二天線元件T12，使第一天線陣列T1用於產生一具有一第一極化方向的第一輻射場型。同樣地，兩個第二耦合段P22分別透過兩個第二耦合部P221耦合兩個第一天線元件T11。訊號可由兩個第二耦合段P22分別耦合饋入兩個第一天線元件T11，而兩個第一天線元件T11分別耦合第二天線元件T12，使第一天線陣列T1用於產生一具有一第二極化方向的第二輻射場型。舉例來說，第一極化方向可為水平極化方向，第二極化方向可為垂直極化方向，第一極化方向與第二極化方向相互正交。

繼續參閱圖2及圖3，無線通訊裝置W還包括第二天線陣列T2、第三功率分配器P3及第四功率分配器P4。第二天線陣列T2設置於載板1並且與第一天線陣列T1並排設置，第二天線陣列T2包括兩個第三天線元件T21及兩個第四天線元件T22，兩個第三天線元件T21設置於載板1的第一表面11上，兩個第四天線元件T22設置於載板1。兩個第四天線元件T22固定在載板1的方式與第二天線元件T12相同，在此不在贅述。兩個第四天線元件T22分別對應兩個第三天線元件T21。每一第三天線元件T21與相對應的第四天線元件T22彼此分離且相互耦合，第三天線元件T21的結構與第一天線元件T11的結構(包含形狀及尺寸)相同，第四天線元件T22的結構與第二天線元件T12的結構(包含形狀及尺寸)相同。

進一步來說，每一第二天線元件T12投影在載板1上的投影面積大於相對應的第一天線元件T11投影在載板1上的投影面積。更進一步來說，每一第二天線元件T12投影在載板1上的投影面積完全重疊於相對應的第一天線元件T11投影在載板上的投影面積。每一第四天線元件T22投影在載板1上的投影面積大於相對應的第三天線元件T21投影在載板1上的投影面積。每一第四天線元件T22投影在載板1上的垂直投影面積完全重疊於相對應的第三天線元件T21投影在載板1上的投影面積。藉由上述的結構配置，本發明可調整及優化天線結構(第一天線陣列T1與第二天線陣列T2)的阻抗匹配，並且能夠提供較為穩定的天線性能。另外，在本發明中，第一天線元件T11至第四天線元件T22的形狀為圓形，但本發明不以為限。

第三功率分配器P3包括一第三延伸段P31與兩個第三耦合段P32，第三延伸段P31連接在兩個第三耦合段P32之間，兩個第三耦合段P32與兩個第三天線元件T21之間不相互接觸。第四功率分配器P4包括一第四延伸段P41與兩個第四耦合段P42，第四延伸段P41連接在兩個第四耦合段P42之間，兩個第四耦合段P42與兩個第三天線元件T21之間不相互接觸。

兩個第三耦合段P32分別具有兩個第三耦合部P321，兩個第四耦合段P42分別具有兩個第四耦合部P421。每一第三天線元件T21具有兩個缺口C，而其中一第三耦合部P321與其中一第四耦合部P421分別伸入兩個缺口C。每一缺口C與相對應的第三耦合部P321及第二耦合部P421之間具有耦合間隙G。

因此，兩個第三耦合段P32分別透過兩個第三耦合部P321來耦合兩個第三天線元件T21。訊號可透過兩個第三耦合部P321而耦合饋入兩個第三天線元件T21，而兩個第三天線元件T21分別耦合第四天線元件T22，使第二天線陣列T2用於產生具有一第三極化方向的第三輻射場型。同樣地，兩個第四耦合段P42分別透過兩個第四耦合部P421來耦合兩個第三天線元件T21。訊號可透過兩個第四耦合部P421而耦合饋入兩個第三天線元件T21，而兩個第三天線元件T21分別耦合第四天線元件T22，使第二天線陣列T2用於產生具有一第四極化方向的第四輻射場型。舉例來說，第三極化方向可為水平極化方向，第四極化方向可為垂直極化方向，第三極化方向與第四極化方向相互正交。

在本發明中，第一天線陣列T1與第二天線陣列T2用以操作於一操作頻帶。舉例來說，在本發明中，該操作頻帶的頻率範圍介於3300MHz~4200MHz。兩個第一天線元件T11的中心點之間或兩個第二天線元件T12的中心點之間具有一第一預定距離N1，第一預定距離N1大於操作頻帶的一中心頻率(3750MHz)的二分之一波長。同樣地，兩個第三天線元件T21的中心點之間或兩個第四天線元件T22的中心點之間具有一第二預定距離N2，第二預定距離N2大於操作頻帶的一中心頻率(3750MHz)的二分之一波長。

值得一提的是，如圖2所示，第一功率分配器P1的第一延伸段P11及第三功率分配器P3的第三延伸段P31的長度相較於第二功率分配器P2的第二延伸段P21與第四功率分配器P4的第四延伸段P41的長度還要更長，且第一功率分配器P1的第一延伸段P11及第三功率分配器P3的第三延伸段P31呈彎折狀。透過第一延伸段P11與第三延伸段P31的設計，能使第一功率分配器P1與第二功率分配器P2耦合饋入第一天線陣列T1時的相位一致，以及使第三功率分配器P3與第四功率分配器P4耦合饋入第二天線陣列T2時的相位一致。

在本發明中，第一天線元件T11、第三天線元件T21，第一功率分配器P1、第二功率分配器P2、第三功率分配器P3及第四功率分配器P4是以雷射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)的方式成形於載板1上，但本發明不限於此。通過LDS的成型方式，可將天線元件(第一天線元件T11及第三天線元件T21)與功率分配器(第一功率分配器P1至第四功率分配器P4)集成在同一載板1上，使耦合間隙G保持固定，不會出現短路連接。

參閱圖3與圖5所示，圖5為本發明第一實施例的無線通訊裝置的同軸電纜的連接示意圖。在本實施例中，第一功率分配器P1、第二功率分配器P2、第三功率分配器P3及第四功率分配器P4交錯配置，第一功率分配器P1與第二功率分配器P2分別配置在第一天線陣列T1的兩側，第三功率分配器P3與第四功率分配器P4分別配置在第二天線陣列T2的兩側，且第二功率分配器P2與第三功率分配器P3配置在第一天線陣列T1與第二天線陣列T2之間。此外，在本實施例中，兩個第一耦合段P12、兩個第二耦合段P22、兩個第三耦合段P32以及兩個第四耦合段P42設置於載板1的第一表面11。第一延伸段P11、第二延伸段P21、第三延伸段P31以及第四延伸段P41設置於載板1的第二表面12。本發明透過將第一延伸段P11、第二延伸段P21、第三延伸段P31以及第四延伸段P41設置於第二表面12，能夠減少訊號傳輸時產生洩漏(leakage)，進而維持穩定的天線特性。

在本實施例中，第一延伸段P11包括一第一輸入段P111與兩個第一輸出段P112。第二延伸段P21包括一第二輸入段P211與兩個第二輸出段P212。第三延伸段P31包括一第三輸入段P311與兩個第三輸出段P312。第四延伸段P41包括一第四輸入段P411與兩個第四輸出段P412。兩個第一輸出段P112分別對應兩個第一耦合段P12。兩個第二輸出段P212分別對應兩個第二耦合段P22。兩個第三輸出段P312分別對應兩個第三耦合段P32。兩個第四輸出段P412分別對應兩個第四耦合段P42。舉例來說，載板1上可形成若干個導電通孔V，該些導電通孔V可配置在每一功率分配器(第一功率分配器P1至第四功率分配器P4)的兩個輸出段與相對應的兩個耦合段之間，使每一功率分配器的延伸段與兩個耦合段之間電性連接。然而，本發明不以為限。

繼續參閱圖3與圖4所示，以第一天線元件T11為例，每一第一耦合部P121及每一第二耦合部P221可沿著第一天線元件T11的輪廓定義出一邊界線B。同樣地，每一第三耦合部P321及每一第四耦合部P421可沿著第一天線元件T11的輪廓定義出邊界線B。以第一耦合部P121與第一天線元件T11為例來說明，邊界線B與第一耦合部P121的端部E之間具有一最大距離L，最大距離L為第一耦合部P121的饋入長度。最大距離L會隨著第一天線元件T11的尺寸改變，而第一天線元件T11的尺寸會隨著該操作頻帶的範圍調整。舉例來說，若第一天線元件T11的直徑Ø為30 mm，較佳地，最大距離L與第一天線元件T11的直徑Ø的比值介於0.1與0.24之間。在該範圍內，第一耦合部P121與第一天線元件T11之間能達到較佳的阻抗匹配以及耦合效果。

在本發明中，耦合部(第一耦合部P121、第二耦合部P221、第三耦合部P321及第四耦合部P421)的形狀可例如為梯形(邊界線B的長度小於端部E的長度)、倒梯形(邊界線B的長度大於端部E的長度)或矩形(邊界線B的長度等於端部E的長度)，但本發明不以耦合部的形狀為限。進一步來說，在一較佳實施例中，耦合部的形狀為梯形。相較於倒梯形的耦合部及矩形的耦合部，梯形的耦合部的饋入長度(即最大距離L)可達到較佳的阻抗匹配。此外，倒梯形的耦合部及矩形的耦合部需要具有更長的饋入長度才能達到與梯形的耦合部相同的耦合效果。然而，如圖3與圖4所示，以第一耦合部P121與第二耦合部P221為例來說明，第一耦合部P121與第二耦合部P221具有更長的饋入長度將會使兩者更加靠近，導致透過第一功率分配器P1耦合饋入第一天線陣列T1而產生的第一電場與透過第二功率分配器P2耦合饋入第一天線陣列T1而產生的第二電場之間的隔離效能變差。

參閱圖2與圖6所示，圖6為本發明的無線通訊裝置的部分剖視示意圖。無線通訊裝置W還包括一接地板件2，接地板件2設置靠近載板1的第二表面12的一側。為方便示意，圖6只顯示出接地板件2、載板1以及天線元件(第一天線元件T11至第四天線元件T22)。如圖6所示，接地板件2與載板1的第二表面12之間具有一第一空氣間隙H1，每一第一天線元件T11與相對應的第二天線元件T12之間，以及每一第三天線元件T21與相對應的第四天線元件T22之間具有一第二空氣間隙H2，第二空氣間隙H2大於第一空氣間隙H1。較佳地，第一空氣間隙H1為1.5 mm，第二空氣間隙H2為3 mm，載板1的厚度為1.5mm。由於本發明可通過LDS的方式製作第一天線元件T11、第三天線元件T21，第一功率分配器P1、第二功率分配器P2、第三功率分配器P3及第四功率分配器P4，因此透過該方式，本發明能夠彈性調整第一空氣間隙H1與第二空氣間隙H2的尺寸，達到高增益的天線特性。

參閱圖2與圖7所示，圖7為本發明的無線通訊裝置的電路連接的示意圖。無線通訊裝置W還可包括一主電路板(Mainboard)3以及一環形框架4。主電路板3可包括射頻模組31以及其他的電子元件。主電路板3與載板1分別設置於接地板件2的相對兩側，而環形框架4圍繞在接地板件2的周圍並且用於固定接地板件2與主電路板3。在本實施例中，環形框架4的輪廓大致上是呈一橢圓狀，且環形框架4是由兩個框架件組成，然而本發明不限於此，環形框架4的輪廓可為任意形狀且不限於數量。

接地板件2還具有一凸起區域21，凸起區域21是朝著主電路板3的方向延伸。更進一步來說，凸起區域21是朝著主電路板3之一熱源，也就是射頻模組31延伸。當環形框架4固定接地板件2與主電路板3時，接地板件2的凸起區域21會接觸主電路板3即其上的電子元件，例如但不限於射頻模組31，使得主電路板3上的電子元件所產生的熱可透過接地板件2進行傳導，以達到散熱效果。此外，接地板件2的配置亦可幫助第一天線陣列T1與第二天線陣列T2能夠提供較為穩定的指向輻射特性，以及協助調整天線增益。另外，須說明的是，圖7中所示的射頻模組31實際上是設置於主電路板3上，在此為方便示出射頻模組31與接地板件2之間的相對位置而將主電路板3省略。另外，圖7中所示出的射頻模組31與接地板件2之間的相對位置僅為參考，並不代表射頻模組31的實際位置(射頻模組31的實際位置可參考圖2所示)，射頻模組31的實際位置可與凸起區域21接觸，或者可依照射頻模組31周邊的電路佈線需求而調整。

參閱圖5與圖7所示，接地板件2開設出分別對應四個貫穿孔20。射頻模組31可透過另外四條同軸電纜8分別穿過四個貫穿孔20而電性連接至第一輸入段P111、第二輸入段P211、第三輸入段P311以及第四輸入段P411。如圖5所示，載板1的第二表面12可設有四個接地區6，且每一接地區6的兩側分別配置兩個導電墊(Gasket)5。載板1可透過該些導電墊5來電性連接於接地板件2，因此每一接地區6可透過電性連接其兩側的導電墊5來接地。每一同軸電纜8的訊號線80電性連接相對應的輸入段上。另外，須說明的是，接地區6及導電墊5皆不與功率分配器(第一功率分配器P1至第四功率分配器P4)相接觸。

繼續參閱圖7所示，舉例來說，無線通訊裝置W還包括一設置於環形框架4上的全向天線結構7，其能夠提供涵蓋700~960MHz、1710~2170MHz、2300~2700MHz的操作頻帶。全向天線結構7包括五個輻射件71與五個對應的接地件72，其平均地分佈在環形框架4中。輻射件71與接地件72可為金屬片、柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)或者是其他具有導電效果的導電體。本發明並不以全向天線結構7的形狀、材質其設置於環形框架上的方式為限。本發明亦不以輻射件71及接地件72的數量為限。射頻模組31可透過五條同軸電纜(Coaxial cable)8分別電性連接五個輻射件71。接地件72電性連接於接地板件2。此外，輻射件71投影在一平面上的垂直投影與接地板件2投影在該平面上的垂直投影沒有重疊，亦即至少一輻射件71位在天線淨空區內(未被接地板件2等金屬元件覆蓋)。

[第二實施例]

參閱圖8與圖9所示，圖8為本發明第二實施例的無線通訊裝置的天線元件與功率分配器的示意圖，圖9為本發明第二實施例的無線通訊裝置的同軸電纜的連接示意圖。本實施例的無線通訊裝置與第一實施例的無線通訊裝置W具有相仿的結構，其相仿之處不在贅述。在本實施例中，第一功率分配器P1的兩個第一耦合段P12、第二功率分配器P2的兩個第二耦合段P22、第三功率分配器P3的兩個第三耦合段P32以及第四功率分配器P4的兩個第四耦合段P42設置於載板1的第一表面11，而第一功率分配器P1的第一延伸段P11、第二功率分配器P2的第二延伸段P21、第三功率分配器P3的第三延伸段P31以及第四功率分配器P4的第四延伸段P41也是設置於載板1的第一表面11。另外，需說明的是，在本實施例中，第一功率分配器P1的第一輸入段P111、第二功率分配器P2的第二輸入段P211、第三功率分配器P3的第三輸入段P311以及第四功率分配器P4的第四輸入段P411皆是透過導電通孔V來電性連接至位於載板1的第二表面12的訊號線80。

[第三實施例]

參閱圖10與圖11所示，圖10為本發明第三實施例的無線通訊裝置的其中一天線陣列的示意圖，圖11為圖10的XI-XI剖面的剖視示意圖。本實施例的無線通訊裝置與第一實施例的無線通訊裝置W具有相仿的結構，其相仿之處不在贅述。

本實施例的無線通訊裝置與第一實施例的無線通訊裝置W的主要不同在於，本實施例的無線通訊裝置的天線元件沒有缺口，且功率分配器的耦合段是設置於載板1的第二表面12。例如以第一實施例的圖2來說，將圖2中的兩個第一耦合段P12、兩個第二耦合段P22、兩個第三耦合段P32以及兩個第四耦合段P42從載板1的第一表面11移至第二表面12，便形成本實施例的天線結構。圖10與圖11僅示出單一個第一天線元件來做說明，當功率分配器的耦合段是設置於載板1的第二表面12時，第一耦合部P121以及第二耦合部P221同樣設置於載板1的第二表面12。如圖11所示，第一耦合部P121與第二耦合部P221投影在第二表面12的投影面積部分重疊於第一天線元件T11投影在第二表面12的投影面積。藉此，本實施例的無線通訊裝置中的天線陣列，可透過功率分配器的耦合部(第一耦合部P121與第二耦合部P221)與第一天線元件T11之間的重疊投影面積以及距離(即載板1的厚度)來調整匹配。

[實施例的有益效果]

本發明所提供的無線通訊裝置W通過兩個第二天線元件T12與相對應的兩個第一天線元件T11，以及兩個第四天線元件T22與相對應的兩個第三天線元件T21，來組成堆疊式天線陣列結構。此外，本發明所提供的無線通訊裝置W通過第一功率分配器P1及第二功率分配器P2來耦合饋入兩個第一天線元件T11，以及通過第三功率分配器P3及第四功率分配器P4來耦合饋入兩個第三天線元件T21。藉此，本發明所提供的無線通訊裝置W能夠達到縮小尺寸且提升頻寬(3300MHz~4200MHz)的功效，並且維持良好的天線特性。

進一步來說，本發明的無線通訊裝置W是利用雷射直接成型(LDS)的方式將天線元件及功率分配器集成在同一載板1上。通過LDS的成型方式，可將天線元件(第一天線元件T11及第三天線元件T21)與功率分配器(第一功率分配器P1至第四功率分配器P4)集成在同一載板1上，使耦合間隙G保持固定，不會出現短路連接。

更進一步來說，本發明所提供的無線通訊裝置W是利用梯形的耦合部來進行耦合饋入，且本發明通過耦合間隙G的設計以及雷射直接成型(LDS)的製程優化，來達到較佳的阻抗匹配及耦合效果。此外，本發明通過第一空氣間隙H1與第二空氣間隙H2的設計，達到高增益的天線特性。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

W:無線通訊裝置 1:載板 11:第一表面 12:第二表面 2:接地板件 20:貫穿孔 21:凸起區域 3:主電路板 31:射頻模組 4:環形框架 5:導電墊 6:接地區 7:全向天線結構 71:輻射件 72:接地件 8:同軸電纜 80:訊號線 T1:第一天線陣列 T11:第一天線元件 T12:第二天線元件 T2:第二天線陣列 T21:第三天線元件 T22:第四天線元件 P1:第一功率分配器 P11:第一延伸段 P111:第一輸入段 P112:第一輸出段 P12:第一耦合段 P121:第一耦合部 P2:第二功率分配器 P21:第二延伸段 P211:第二輸入段 P212:第二輸出段 P22:第二耦合段 P221:第二耦合部 P3:第三功率分配器 P31:第三延伸段 P311:第三輸入段 P312:第三輸出段 P32:第三耦合段 P321:第三耦合部 P4:第四功率分配器 P41:第四延伸段 P411:第四輸入段 P412:第四輸出段 P42:第四耦合段 P421:第四耦合部 B:邊界線 C:缺口 E:端部 G:耦合間隙 L:最大距離 V:導電通孔 H1:第一空氣間隙 H2:第二空氣間隙 N1:第一預定距離 N2:第二預定距離 Ø:直徑

圖1為本發明第一實施例的無線通訊裝置的示意圖。

圖2為本發明第一實施例的無線通訊裝置的分解示意圖。

圖3為本發明第一實施例的無線通訊裝置的天線元件與功率分配器的示意圖。

圖4為圖3的IV部分的放大示意圖。

圖5為本發明第一實施例的無線通訊裝置的同軸電纜的連接示意圖。

圖6為本發明的無線通訊裝置的部分剖視示意圖。

圖7為本發明的無線通訊裝置的電路連接的示意圖。

圖8為本發明第二實施例的無線通訊裝置的天線元件與功率分配器的示意圖。

圖9為本發明第二實施例的無線通訊裝置的同軸電纜的連接示意圖。

圖10為本發明第三實施例的無線通訊裝置的其中一天線陣列的示意圖。

圖11為圖10的XI-XI剖面的剖視示意圖。

W:無線通訊裝置

1:載板

2:接地板件

4:環形框架

T1:第一天線陣列

T2:第二天線陣列

Claims

一種無線通訊裝置，其包括：一載板，具有相對的一第一表面與一第二表面; 一第一天線陣列，設置於該載板，該第一天線陣列包括: 兩個第一天線元件，設置於該第一表面；以及兩個第二天線元件，設置於該載板且分別對應兩個該第一天線元件，每一該第二天線元件與相對應的該第一天線元件彼此分離且相互耦合；以及一第一功率分配器，設置於該載板，該第一功率分配器包括一第一延伸段與兩個第一耦合段，該第一延伸段連接在兩個該第一耦合段之間，兩個該第一耦合段與兩個該第一天線元件之間不相互接觸；其中，兩個該第一耦合段分別耦合兩個該第一天線元件，使該第一天線陣列用於產生一具有一第一極化方向的輻射場型。
如請求項1所述的無線通訊裝置，還包括一第二功率分配器，該第二功率分配器設置於該載板，該第二功率分配器包括一第二延伸段與兩個第二耦合段，該第二延伸段連接在兩個該第二耦合段之間，兩個該第二耦合段與兩個該第一天線元件之間不相互接觸；其中，兩個該第二耦合段分別耦合兩個該第一天線元件，使該第一天線陣列用於產生一具有一第二極化方向的輻射場型，且該第一極化方向與該第二極化方向相互正交。
如請求項2所述的無線通訊裝置，其中，兩個該第一耦合段分別具有兩個第一耦合部，兩個該第二耦合段分別具有兩個第二耦合部，每一該第一天線元件具有兩個缺口，其中一第一耦合部與其中一第二耦合部分別伸入兩個該缺口；其中，每一該缺口的邊緣與相對應的該第一耦合部及該第二耦合部之間具有一耦合間隙，該耦合間隙介於0.2 mm與2 mm之間。
如請求項3所述的無線通訊裝置，其中，每一該第一耦合部及每一該第二耦合部的形狀為梯形、倒梯形或矩形。
如請求項3所述的無線通訊裝置，其中，每一該第一耦合部與每一該第二耦合部沿著該第一天線元件的輪廓定義出一邊界線，每一該邊界線與相對應的該第一耦合部及該第二耦合部的端部之間具有一最大距離，該最大距離與該第一天線元件的直徑的比值介於0.1與0.24之間。
如請求項2所述的無線通訊裝置，還包括一第二天線陣列、一第三功率分配器及一第四功率分配器，該第二天線陣列設置於該載板並且與該第一天線陣列並排設置，該第二天線陣列包括兩個第三天線元件及兩個第四天線元件，兩個該第三天線元件設置於該載板的該第一表面上，兩個該第四天線元件設置於該載板且分別對應兩個該第三天線元件，每一該第三天線元件與相對應的該第四天線元件彼此分離且相互耦合，該第三功率分配器包括一第三延伸段與兩個第三耦合段，該第三延伸段連接在兩個該第三耦合段之間，兩個該第三延伸段與兩個該第三天線元件之間不相互接觸，該第四功率分配器包括一第四延伸段與兩個第四耦合段，該第四延伸段連接在兩個該第四耦合段之間，兩個該第四耦合段與兩個該第三天線元件之間不相互接觸；其中，兩個該第三耦合段分別耦合兩個該第三天線元件，使該第二天線陣列用於產生具有一第三極化方向的輻射場型，兩個該第四耦合段分別耦合兩個該第三天線元件，使該第二天線陣列用於產生一具有一第四極化方向的輻射場型，該第三極化方向與該第四極化方向相互正交。
如請求項6所述的無線通訊裝置，其中，該第一功率分配器、該第二功率分配器、該第三功率分配器及該第四功率分配器是呈交錯配置，該第一功率分配器與該第二功率分配器分別配置在第一天線陣列的兩側，該第三功率分配器與該第四功率分配器分別配置在該第二天線陣列的兩側，且該第二功率分配器與該第三功率分配器配置在該第一天線陣列與該第二天線陣列之間。
如請求項6所述的無線通訊裝置，其中，每一該第二天線元件投影在該載板上的投影面積完全重疊於相對應的該第一天線元件投影在該載板上的投影面積，每一該第四天線元件投影在該載板上的垂直投影面積完全重疊於相對應的該第三天線元件投影在該載板上的投影面積。
如請求項6所述的無線通訊裝置，其中，每一該第二天線元件投影在該載板上的投影面積大於相對應的該第一天線元件投影在該載板上的投影面積，每一該第四天線元件投影在該載板上的投影面積大於相對應的該第三天線元件投影在該載板上的投影面積。
如請求項6所述的無線通訊裝置，其中，該第一天線陣列與該第二天線陣列用以操作於一操作頻帶，兩個該第一天線元件的中心點之間或兩個該第二天線元件的中心點之間具有一第一預定距離，該第一預定距離大於該操作頻帶的一中心頻率的二分之一波長，兩個該第三天線元件的中心點之間或兩個該第四天線元件的中心點之間具有一第二預定距離，該第二預定距離大於該操作頻帶的一中心頻率的二分之一波長。
如請求項1所述的無線通訊裝置，其中，兩個該第一耦合段及兩個該第二耦合段設置於該載板的該第二表面。
如請求項1所述的無線通訊裝置，其中，兩個該第一耦合段及兩個該第二耦合段設置於該載板的該第一表面。
如請求項1所述的無線通訊裝置，其中，該第一延伸段及該第二延伸段設置於該載板的該第一表面。
如請求項1所述的無線通訊裝置，其中，該第一延伸段及該第二延伸段設置於該載板的該第二表面。
如請求項1所述的無線通訊裝置，還包括一接地板件，該接地板件設置於該載板的一側，該接地板件與該載板的該第二表面之間具有一第一空氣間隙，每一該第一天線元件與相對應的該第二天線元件之間具有一第二空氣間隙，該第二空氣間隙大於該第一空氣間隙。
如請求項15所述的無線通訊裝置，還包括一主電路板，該主電路板與該載板分別設置於該接地板件的相對兩側，且該主電路板包括一射頻模組，該射頻模組電性連接於該第一功率分配器的該第一延伸段。