專利名稱：：用于行動裝置的天線單元、天線陣列及天線模組的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明關于一種用于行動裝置的天線模組，尤其指具有不對稱輻射場型的天線模組。
背景技術：
：FullHD1080p影音高速傳輸的應用，例如Wig1、WirelessHD…等，其操作頻率為60GHz且具有高達20Gbit/s資料傳輸率，是未來第四代行動通訊中必備的傳輸模組，同時也被納入IEEE802.1lad規(guī)范中，與其他802.ll(b、g、n)系列并駕齊驅。由于60GHz的訊號在大氣中容易被氧氣吸收而產生大量衰減，所以只能進行短距離傳輸(<10m)，故其傳輸設備中的天線輻射型態(tài)與效率就格外重要，這將影響資料傳輸率(datarate)與應用環(huán)境。一般現有的60GHz天線模組(如siliconimage>sony)皆使用天線陣列配合波束合成演算法(beamformingalgorithm)來達到高增益且追蹤目標物的目的,但演算法需消耗龐大的電量，不適合用在一般可攜式(portable)行動裝置。此外，在毫米波應用中，介質基板的厚度往往大于操作頻率的四分之一波長，如此會導致介電損耗，使天線輻射效率不佳。由上述可知，天線模組在傳輸上及輻射上的效率仍有待改善。
發(fā)明內容為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于行動裝置的天線單元及其模組，不需搭配任何演算法，即可形成不同方向的波束，不僅達到省電的效果，還可不受配置面積的限制而設置在電子產品中。根據本發(fā)明的一實施例，提供一種用于行動裝置的天線單元，包括一本體，該本體具有一饋入端、一輻射端及兩外側邊緣，該饋入端用以接收一輸入訊號，該兩外側邊緣分別具有由外往本體內延伸的數個第一狹縫及數個第二狹縫，該些第一狹縫的個數與該些第二狹縫的個數相異，以控制該輻射端的輻射場型。根據本發(fā)明的另一個實施例，提供一種用于行動裝置的天線模組，包括一基板及至少一個天線單元，該基板包括一介質層及一導體層，其中該介質層形成于該導體層上，且該介質層具有數個穿孔，該些穿孔從該導體層往該介質層的上表面延伸。該天線單元設置于該介質層上，該天線單元的兩外側邊緣具有相異個數的數個狹縫。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于行動裝置的天線陣列，包括數個天線單元，該些天線單元中的至少一個的兩外側邊緣具有相異個數的數個狹縫，且該些天線單元彼此分散地排列。是故，由上述中可以得知，藉由本發(fā)明的天線陣列不需要經過特定方向的排列即可形成各種方向的輻射場型，可在有限的機構空間內具有高增益且寬波數的電氣特性，在IOm以內可有超過90度的高增益覆蓋范圍，且不需追蹤目標物，進而達到省電且維持天線微小化的優(yōu)勢。圖1A顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線單元的一實施例的示意圖。圖1B顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線單元的另一實施例的示意2A顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線陣列的一實施例的示意圖。圖2B顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線陣列的一實施例的輻射場圖。圖3A顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線模組的一實施例的示意圖。圖3B顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線系統(tǒng)的一實施例的示意圖。具體實施例方式為進一步說明各實施例，本發(fā)明乃提供有附圖。此些圖乃為本發(fā)明揭露內容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點。圖中的元件并未按比例繪制，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。需說明的是，所有的圖皆為上視圖。首先請參考圖1A，其顯示依據本發(fā)明用于行動裝置的天線單元的一實施例的示意圖。如圖1A所示，天線單元IOa為一種平板結構，天線單元IOa的本體100包括一第一導體101及一第二導體103，本體100具有一饋入端102及一輻射端104，第一導體101及第二導體103彼此互相間隔地設置，且第一導體101的內側邊緣S3與第二導體103的內側邊緣S4之間具有一間隙g，此間隙g從饋入端102往輻射端104方向逐漸地擴大，使得第一導體101及第二導體103在輻射端104呈現出分叉的兩尖端。然本發(fā)明的第一導體101及第二導體103的形狀不限于此。行動裝置可為平板電腦(Tabletcomputer)、行動電話(Mobilephone)或個人數位化助理(personaldigitalassistant,PDA)。第一導體101的外側邊緣S1具有數個由外往本體100內延伸的第一狹縫111，第二導體103的外側邊緣S2具有數個由外往本體100內延伸的第二狹縫113，此外，第一導體101的饋入端102具有由外往本體100內延伸的倒鉤槽115，用以接收一輸入訊號(圖未示)。多個第一狹縫111可彼此互相平行地設置，且多個第二狹縫113可互相平行地設置。本發(fā)明的技術特點在于，天線單元IOa的兩外側邊緣SpS2的狹縫111、113由狹縫內往外看時，其電氣特性可等效為短路負載(shortload)，不同的狹縫個數會造成不同的電流路徑及相位。也就是說，本發(fā)明可依照欲達到的輻射方向來設計多個第一狹縫111的個數與多個第二狹縫113的個數。如圖1A所示，第一狹縫111的個數小于第二狹縫113的個數，使得第二導體103的外側邊緣S2的電流相位落后第一導體101的外側邊緣S1的電流相位，導致天線單元IOa的輻射場型120往右邊偏向。同理，根據另一個實施例，天線單元IOb的第一狹縫111’的個數大于第二狹縫113’的個數，使得第一導體101的外側邊緣S1的電流相位落后第二導體103的外側邊緣S2的電流相位，導致天線單元IOb的輻射場型124往左邊偏向，如圖1B所示。具體地說，本發(fā)明的天線單元10a、10b藉由設計不對稱分布的多個狹縫111、111’、113、113’，來改變輻射波束的方向，以產生不對稱的輻射場型。除此之外，本發(fā)明的另一個技術特點在于，多個狹縫111、111’、113、113’的長度L可較佳地設計為\、2N+1)倍的等效波長，其中N為O或任何正整數，即四分之一或奇數倍的四分之一等效波長，使得由天線單元10a、10b的兩外側邊緣SpS2往狹縫111、111’、113、113’內部看時，其電氣特性可等效為開路負載(openload)，當多個天線單元10a、IOb同時使用時，可抑制多個天線單元10a、10b彼此間的雜散稱合能量和介質表面波(surfacewave)的干擾。藉此多個天線單元10a、10b可合成高增益且寬輻射波束的天線陣列，以下將進一步說明天線陣列的實施例。請參考圖2A，其顯示依據本發(fā)明用于行動裝置的天線陣列的一實施例的示意圖。如圖2A所示，天線陣列2包括一第一天線單元20a、一第二天線單元20b及一第三天線單元20c，多個天線單元20a、20b、20c彼此間隔地設置，第三天線單元20c介于第一天線單元20a與第二天線單元20b之間。其中第一天線單元20a及第二天線單元20b的兩外側邊緣具有非對稱的狹縫，例如第一天線單元IOa的第一狹縫211的個數大于第二狹縫213的個數，可產生向左偏向的輻射場型220，第二天線單元IOb的第一狹縫211’的個數小于第二狹縫213’的個數，可產生向右偏向的輻射場型240。而第三天線單元IOc的兩外側邊緣具有對稱的狹縫，即第三天線單元IOc的第一狹縫212的個數等于第二狹縫214的個數，可產生對稱的輻射場型260。須注意的是，本實施例僅為舉例而已，天線陣列2包含的天線單元20a、20b、20c的個數不限，可以是兩個或兩個以上，且狹縫的個數與天線單元20a、20b、20c的排列方式可依實際需要的輻射場型作設計。根據本發(fā)明的實施例，多個天線單元20a、20b、20c可彼此平行排列或彼此夾一個角度Θ，舉例來說角度Θ可為O45度，即可達到在IOm以內可具有超過90度的高增益覆蓋范圍效果。藉此，可降低天線陣列2所需的配置面積，以符合電子裝置縮小化的需求。天線陣列2的多個天線單元20a、20b、20c的夾角在不同角度下可合成不同場型的輻射場，如圖2B所示，其顯示本發(fā)明用于行動裝置的天線陣列2的一實施例的輻射場圖，分別為多個天線單元20a、20b、20c彼此夾的角度Θ等于O度、10度、20度、30度、40度所合成的福射場型。接著，請參考圖3A，其顯示依據本發(fā)明用于行動裝置的天線模組的一實施例的示意圖。如圖3A所示，天線模組3包括一基板32及至少一天線單元30，天線單元30設置在基板32上。天線單元30可以是上述天線陣列2中的多個天線單元20a、20b、20c中的一個或多個組合。基板包括一導體層321及一介質層323,介質層323形成于導體層321上。根據本發(fā)明的一實施例，基板32的厚度t可大于四分之一的等效波長，為了避免介電損耗，介質層323中具有數個穿孔(viahole)325，多個穿孔325可以是藉由低溫燒結陶瓷(lowtemperaturecofiredceramic,LTCC)制程所形成的實心導電柱,且多個穿孔325彼此互相間隔且周期性地排列，每個穿孔325從導體層321往介質層323連接天線單元30的表面延伸，且穿孔325的一端可連接至導體層321，如此，當電磁波由介質層323表面往下傳遞時，將會看到許多開路負載，其介質阻抗近似無窮大，讓電磁波無法貫穿，因此多個穿孔325可視為電磁能隙并創(chuàng)造磁墻(magneticwall)。穿孔325的個數與長度不限，然較佳地實施方式為，穿孔325的長度h為四分之一或奇數倍四分之一等效波長，以有效抑制電磁波往介質層323擴散并散射。最后，請參考圖3B，其顯示依據本發(fā)明用于行動裝置的天線系統(tǒng)的一實施例的示意圖。如圖3B所示,天線系統(tǒng)300包括三個如圖3A的天線模組3a、3b、3c,天線模組3a、3b、3c的個數不限，在此舉三個天線模組3a、3b、3c作說明，實際實施時可為兩個或兩個以上。多個天線模組3a、3b、3c的天線單元30a、30b、30c可分別設置在不同片基板32或同一片基板32上，若天線單元30a、30b、30c設置在不同的基板32上，天線模組3a、3b、3c可彼此互相間隔設置，且互相平行或夾一角度。若天線單元30a、30b、30c設置在同一基板32上，則天線單元30a、30b、30c可彼此互相間隔設置，且互相平行或夾一角度。兩種實施方式皆可合成高增益且寬波束的輻射場型。是故，由上述可以得知，本發(fā)明天線系統(tǒng)及其天線模組、天線單元、天線陣列具有不對稱的狹縫，可不受波束成形演算法控制，即達到較佳的輻射指向性及輻射涵蓋率，且設計電磁能隙結構，可有效地抑制介電損耗。以上描述依據本發(fā)明多個不同實施例，其中各項特征可以單一或不同結合方式實施。因此，本發(fā)明實施方式的揭露為闡明本發(fā)明原則的具體實施例，應不拘限本發(fā)明于所揭示的實施例。進一步言之，先前敘述及其附圖僅為本發(fā)明示范之用，并不受其限囿。其他元件的變化或組合皆可能，且不悖于本發(fā)明的精神與范圍。主要符號名稱列表10a、IOb天線單元100本體101第一導體103第二導體102饋入端104輻射端111、111’第一狹縫113、113’第二狹縫115倒鉤槽120、124、220、240、260輻射場型S1外側邊緣S2外側邊緣S3內側邊緣S4內側邊緣L長度g間隙2天線陣列20a第一天線單元20b第二天線單元20c第三天線單元211、211’第一狹縫213、213’第二狹縫212第一狹縫214第二狹縫Θ夾角3天線模組30天線單元32基板321導體層323介質層325穿孔h長度t厚度300天線系統(tǒng)3a、3b、3c天線模組30a、30b、30c天線單元。權利要求1.一種用于行動裝置的天線單元，其特征在于，包括:一本體，具有一饋入端、一輻射端及兩外側邊緣，該饋入端用以接收一輸入訊號，該兩外側邊緣分別具有由外往本體內延伸的數個第一狹縫及數個第二狹縫，該些第一狹縫的個數與該些第二狹縫的個數相異，以控制該輻射端的輻射場型。2.如權利要求1所述的天線單元，其特征在于，該些第一狹縫及該些第二狹縫的長度為四分之一或奇數倍的四分之一等效波長。3.如權利要求1所述的天線單元，其特征在于，該本體包括一第一導體及一第二導體，該第一導體與該第二導體之間具有一間隙，該間隙的寬度延該饋入端往該輻射端方向逐漸擴大。4.如權利要求1所述的天線單元，其特征在于，該些第一狹縫的個數大于該第二狹縫的個數。5.如權利要求1所述的天線單元，其特征在于，該些第一狹縫的個數小于該些第二狹縫的個數。6.一種用于行動裝置的天線陣列，其特征在于，包括:數個天線單元，該些天線單元中的至少一個的兩外側邊緣具有相異個數的數個狹縫，且該些天線單元彼此分散地排列。7.如權利要求6所述的天線陣列，其特征在于，該些狹縫的長度為四分之一或奇數倍的四分之一等效波長。8.如權利要求6所述的天線陣列，其特征在于，該些天線單元彼此互相平行。9.如權利要求6所述的天線陣列，其特征在于，該些天線單元彼此夾一個預設角度。10.如權利要求9所述的天線陣列，其特征在于，該預設角度介于O45度。11.一種用于行動裝置的天線模組，其特征在于，包括:一基板，包括一介質層及一導體層，其中該介質層形成于該導體層上，且該介質層具有數個穿孔，該些穿孔從該導體層往該介質層的上表面延伸；及至少一天線，設置于該介質層上，該天線的兩外側邊緣具有相異個數的數個狹縫。12.如權利要求11所述的天線模組，其特征在于，該基板的厚度大于四分之一等效波長。13.如權利要求12所述的天線模組，其特征在于，該些穿孔的長度為四分之一或奇數倍的四分之一等效波長。14.如權利要求13所述的天線模組，其特征在于，該些穿孔彼此周期性排列。全文摘要一種用于行動裝置的天線單元，包括一本體，該本體具有一饋入端、一輻射端及兩外側邊緣，該饋入端用以接收一輸入訊號，該兩外側邊緣分別具有由外往本體內延伸的數個第一狹縫及數個第二狹縫，該些第一狹縫的個數與該些第二狹縫的個數相異，以控制該輻射端的輻射場型。文檔編號H01Q1/36GK103107411SQ201110364568公開日2013年5月15日申請日期2011年11月11日優(yōu)先權日2011年11月11日發(fā)明者游雅仲申請人:巽晨國際股份有限公司