提高隔离度的第五代移动通信天线模块

摘要

本发明公开一种提高隔离度的第五代移动通信天线模块，包括基底、第一主天线、第二主天线以及辅助天线。第一主天线和第二主天线设置于基底的两端，辅助天线位于两者之间，第一主天线具有第一、第二辐射部，第一辐射部具有第一馈入端，第二辐射部具有第一接地端。第一馈入端与第一馈线不接触且构成耦合馈入，第二辐射部耦合第一辐射部。第二主天线具有第三、第四辐射部，第三辐射部具有第二馈入端，第四辐射部具有第二接地端。第二馈入端与第二馈线不接触且构成耦合馈入，第一、第二接地端连接接地，第四辐射部耦合第三辐射部。辅助天线具有第三馈入端，第三馈入端与第三馈线不接触且构成耦合馈入。本发明提高三种天线彼此之间的隔离度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线模块，特别涉及一种提高隔离度的第五代移动通信天线模块。

背景技术

现有可移动式装置的无线通信技术包括在无线局域网络(WLAN)与无线广域网(WWAN)的范畴内。无线局域网络是现有笔记本电脑必备的无线通信规格，另外，无线广域网则包含2G、3G、4G LTE以及5G，在笔记本电脑品牌商进一步使用5G的性能规格的情况，天线的操作带宽进一步增大。

笔记本电脑的5G通信规格目前暂时以5G sub-6频带为主流，然而，现有设计在未包括5G sub-6频带的情况下，天线模块需要用于多输入多输出(MIMO)的情况下已经对于天线隔离度要求相当高，并对于内藏式天线产生很大的设计难度，若新增了5G sub-6频带，在天线尺寸的维持相同限制情况，增加带宽和维持隔离度要求，是十分严苛的挑战。

发明内容

针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种提高隔离度的第五代移动通信天线模块，在传统笔记本电脑的单一内藏式模块天线的尺寸限制下，达到模块中的三个天线彼此的隔离度需求。

本发明技术方案如下：一种提高隔离度的第五代移动通信天线模块，包括：

基底，具有彼此相对的第一端与第二端；

第一主天线，设置于所述基底，且靠近于所述第一端，具有第一辐射部与第二辐射部，所述第一辐射部具有第一馈入端，所述第二辐射部具有第一接地端，其中所述第一馈入端与第一馈线不接触且构成耦合馈入，所述第一接地端连接一接地，所述第二辐射部耦合所述第一辐射部；

第二主天线，设置于所述基底，且靠近于所述第二端，具有第三辐射部与第四辐射部，所述第三辐射部具有第二馈入端，所述第四辐射部具有第二接地端，其中所述第二馈入端与第二馈线不接触且构成耦合馈入，所述第二接地端连接所述接地，所述第四辐射部耦合所述第三辐射部；以及

辅助天线，设置于所述基底，且位于所述第一主天线与所述第二主天线之间，具有第三馈入端，所述第三馈入端与第三馈线不接触且构成耦合馈入。

进一步地，所述基底是一长条形状，所述第一端与所述第二端彼此相对的距离是所述基底的长边的长度。

进一步地，所述第一辐射部更包括第一分支与第二分支，所述第一分支与所述第二分支分别连接所述第一馈入端。

进一步地，所述第四辐射部更包括第三接地端，所述第三接地端连接所述接地，所述第二接地端与所述第三接地端彼此平行。

进一步地，所述第一馈入端构成的耦合馈入与所述第三馈入端构成的耦合馈入用以提高所述第一主天线与所述辅助天线两者之间的隔离度。

进一步地，所述第一辐射部位于所述第二辐射部的所述第一接地端与所述辅助天线之间。

进一步地，所述第二辐射部具有延伸末段，所述延伸末段位于所述第一辐射部与所述辅助天线之间，用以提高所述第一主天线与所述辅助天线两者之间的隔离度。

进一步地，所述第四辐射部的所述第二接地端位于所述第三辐射部与所述辅助天线之间。

进一步地，所述第三辐射部比所述第四辐射部更靠近所述接地，所述第三辐射部与所述第四辐射部彼此以相反方向延伸。

进一步地，所述辅助天线更具有第五辐射部，所述第五辐射部与所述第四辐射部彼此以相同方向延伸，所述第五辐射部与所述第三辐射部彼此以相反方向延伸，用以提高所述第二主天线与所述辅助天线两者之间的隔离度。

进一步地，所述第二馈线与所述第三馈线皆连接接地导体，所述接地导体具有开槽，其中所述第二接地端与所述接地导体的连接处设于所述开槽的右侧，所述辅助天线的接地部与所述接地导体的连接处设于所述开槽的左侧，用以提高所述第二主天线与所述辅助天线两者之间的隔离度。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明的提高隔离度的第五代移动通信天线模块，利用耦合馈入及天线结构配置的手段以提高第一主天线、第二主天线及辅助天线以上三者之间的隔离度，具有很高的产业应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块的立体示意图。

图2是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块的前视角的示意图。

图3是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块的后视角的示意图。

图4是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块的上视角的示意图。

图5是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块的下视角的示意图。

图6A是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块以同轴电缆线馈入的前视角的示意图。

图6B是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块以同轴电缆线馈入的立体示意图。

图6C是本发明实施例提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块以同轴电缆线馈入的另一立体示意图。

图7是本发明实施例提供的第一主天线及第一馈线的局部放大图。

图8是本发明实施例提供的第二主天线、辅助天线、第二馈线及第三馈线的局部放大图。

图9是本发明实施例提供的第一主天线的增益曲线图。

图10是本发明实施例提供的第二主天线的增益曲线图。

图11是本发明实施例提供的辅助天线的增益曲线图。

图12是本发明实施例提供的第一主天线与辅助天线的隔离度曲线图。

图13是本发明实施例提供的第一主天线与第二主天线的隔离度曲线图。

图14是本发明实施例提供的辅助天线与第二主天线的隔离度曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请参照图1至图5，本发明实施例提供一种提高隔离度的第五代移动通信天线模块，包括基底100、第一主天线1、第二主天线2以及辅助天线3。基底100具有彼此相对的第一端101与第二端102。基底100大致是一长条形状，第一端101与第二端102彼此相对的距离是基底100的长边的长度。长条状的基底100使第一主天线1、第二主天线2以及辅助天线3为排成一列的配置。此天线模块用于设置于笔记本电脑的屏幕上部的机壳空间内，作为内藏式天线模块。上述的笔记本电脑其屏幕上部的机壳空间是内藏式天线模块常用的摆放位置。图中的长条状结构有部分结构有做内切(凹陷)，或者长条的剖面略为类似于梯形，皆是使天线模块与笔记本电脑内部结构能便于紧密组装，更适用于实际应用的机种，并不影响天线模块的主要特性。

参照图2，前视角显示基底100的正面100a的天线配置。参照图3，后视角显示基底100的背面100b的天线配置。参照图4，上视角显示基底100的上面100c的天线配置。参照图5，下视角显示基底100的底面100d的天线配置。第一主天线1设置于所述基底100，且靠近于第一端101，具有第一辐射部11与第二辐射部12，所述第一辐射部11具有第一馈入端11a，所述第二辐射部12具有第一接地端12a，其中所述第一馈入端11a与第一馈线F1不接触且构成耦合馈入，所述第一接地端12a连接接地G。图6A、图6B、图6C显示了馈线及铜箔的配置，馈线包括三个，分别是第一馈线F1、第二馈线F2与第三馈线F3。铜箔主要分成两个大区块，分别为第一铜箔C1与第二铜箔C2，用于让天线模块接地的功能，第一铜箔C1在第一主天线1的下方，且于底面100d连接基底100。第二铜箔C2在第二主天线2与辅助天线3的下方，且于底面100d连接基底100。在图中，以位于各天线下方的铜箔表示接地G，后续不再赘述接地的连接方式。再一并参照图5的下视角与图6B的立体图，由于上述的第一馈线F1是设置在基底100的底面100d，第一馈入端11a延伸到基底100的底面100d，以与位于底面100d的第一馈线F1达到最佳的耦合。

一并参照图7所示的局部放大图，第一辐射部11更包括第一分支111与第二分支112，第一分支111与第二分支112分别连接第一馈入端11a。第一分支111与第二分支112彼此以相反方向延伸。在图式中，第一辐射部11大部分是位于正面100a，第一分支111朝向靠近辅助天线3的方向延伸，第二分支112朝向远离辅助天线3的方向延伸。第二分支112包括一个U形弯折，使第二分支112的路径反转，使第二分支112的末端靠近第一分支111且与第一分支111加强耦合，以激发更多操作模态。

所述第二辐射部12耦合所述第一辐射部11，第二辐射部12有一大部分是位于背面100b。第一辐射部11位于第二辐射部12的第一接地端12a与辅助天线3之间。第二辐射部12具有主段121、弯折段122与延伸末段123，在背面100b的主段121连接第一接地端12a，在上面100c的弯折段122连接主段121，在正面100a的延伸末段123连接弯折段122。延伸末段123位于第一辐射部11与辅助天线3之间，用以提高第一主天线1与辅助天线3两者之间的隔离度。在图中，延伸末段123并非靠近辅助天线3，而是更靠近于第一辐射部11的第一分支111，以帮助第二辐射部12耦合第一辐射部11。

第二主天线2设置于所述基底100，且靠近于所述第二端102，具有第三辐射部21与第四辐射部22，所述第三辐射部21具有第二馈入端21a，所述第四辐射部22具有第二接地端22a，其中所述第二馈入端21a与第二馈线F2不接触且构成耦合馈入，所述第二接地端22a连接所述接地G。参照图5的下视角与图6B的立体图，由于上述的第二馈线F2是设置在基底100的底面100d，第二馈入端21a延伸到基底100的底面100d，以与位于底面100d的第二馈线F2达到最佳的耦合。

再者，一并参照图8的局部放大图，第四辐射部22更包括第三接地端22b，第三接地端22b连接接地G，第二接地端22a与第三接地端22b彼此平行。所述第四辐射部22耦合所述第三辐射部21。进一步，第四辐射部22的第二接地端22a位于第三辐射部21与辅助天线3之间。再者，第三辐射部21比第四辐射部22更靠近接地G，第三辐射部21与第四辐射部22彼此以相反方向延伸。

辅助天线3设置于所述基底100，且位于所述第一主天线1与所述第二主天线2之间，具有第三馈入端3a，所述第三馈入端3a与第三馈线F3不接触且构成耦合馈入。第一馈入端11a构成的耦合馈入与第三馈入端3a构成的耦合馈入用以提高第一主天线1与辅助天线3两者之间的隔离度。

辅助天线3更具有第五辐射部31，由于上述的第三馈线F3是设置在基底100的底面100d，第三馈入端3a延伸到基底100的底面100d，以与位于底面100d的第三馈线F3达到最佳的耦合。除此之外，第五辐射部31最主要设置于背面100b，在图中，第五辐射部31具有两个分支。

再者，辅助天线3的第五辐射部31与第四辐射部22彼此以相同方向延伸(也就是朝向第二端102延伸)，第五辐射部31与第三辐射部21彼此以相反方向延伸，用以提高第二主天线2与辅助天线3两者之间的隔离度。换句话说，对第二天线2与辅助天线3两者而言，馈点是尽量远离(第二馈入端21a与第三馈入端3a彼此远离)，且接地的第四辐射部22位于第三辐射部21(第二主天线2的部分)与第五辐射部31(辅助天线3的部分)之间，并且利用第四辐射部22与第五辐射部31以相同方向延伸的方式，以在当第五辐射部31与第三辐射部21彼此相向延伸靠近时能提供更佳的隔离度。而第五辐射部31与第三辐射部21彼此互相靠近延伸的目的是为了缩小天线的体积，在本发明实施例的设计情况，既能缩小天线体积也能提高隔离度。(反之，在传统的较低困难度的设计情况，若使第五辐射部31与第三辐射部21彼此背向的延伸而互相远离，将使天线体积增大，则对于隔离度的设计是容易达到的，并没有挑战性。)

再者，第二馈线F2与第三馈线F3皆连接接地导体4，接地导体4是第二铜箔C2的一部分，接地导体4具有一开槽41，且接地导体4是直接连接接地G。辅助天线3更具有接地部32，第二接地端22a与接地导体4的连接处设于开槽41的右侧(较靠近第二端102)，辅助天线3的接地部32与接地导体4的连接处设于开槽41的左侧(较远离第二端102)，用以提高第二主天线2与辅助天线3两者之间的隔离度。

基于以上天线配置的最佳排布，天线的可应用频段包括于现有的无线局域网络频段、长期演进技术的包括第三代移动通信(3G)至第四代移动通信(4G)的频段，以及5G sub-6频带。参考图9、图10、图11，图9显示第一主天线1的增益曲线，第一主天线1主要用于LTE主天线(LTE是长期演进技术的缩写，简称为LTE MAIN)。图10显示第二主天线2的增益曲线，第二主天线2是LTE MIMO的主天线(MIMO是多输入多输出的缩写，简称为LTE MIMO MAIN)。图11显示辅助天线3的增益曲线，辅助天线3是LTE MIMO的辅助天线(简称为LTE MIMO AUX)。

当以基底100体积的大小做为天线尺寸的限制，只需要使用基底100的尺寸为长102毫米(mm)、宽8.5毫米及厚度是2.5毫米，则可以实现上述无线通信系统的操作需求。参照图12的第一主天线1与辅助天线3的隔离度曲线图，图13的第一主天线1与第二主天线2的隔离度曲线图，以及图14的辅助天线3与第二主天线2的隔离度曲线图，本发明实施例的天线模块相比于传统天线模块具有更佳的隔离度，能满足笔记本电脑制造商的需求。尤其，对于频率在1710MHz至4900MHz范围之内的隔离度设计，能提供比传统天线设计更佳的表现。

综上所述，本发明实施例所提供的提高隔离度的第五代移动通信天线模块，利用耦合馈入及天线结构配置的手段以提高第一主天线、第二主天线及辅助天线以上三者之间的隔离度，具有很高的产业应用价值。