阅读说明：本技术 改良性能的天线模块 (Antenna module with improved performance ) 是由 江忠信 叶世晃 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种改良性能的天线模块。该天线模块包含：用于在第一频带发讯的多个第一天线；以及用于在第二频带发讯的多个第二天线,其中,该第一频带不同于该第二频带。该多个第一天线的每一个包含在第一模式频率以及第二模式频率谐振的一主辐射体,其中,该第二模式频率不同于该第一模式频率；以及配置该主辐射体,从而使得该第一模式频率位于该第一频带并且该第二模式频率不位于该第一频带与该第二频带。(The invention provides an antenna module with improved performance. The antenna module includes: a plurality of first antennas for transmitting in a first frequency band; and a plurality of second antennas for transmitting signals in a second frequency band, wherein the first frequency band is different from the second frequency band. Each of the plurality of first antennas comprises a main radiator resonating at a first mode frequency and a second mode frequency, wherein the second mode frequency is different from the first mode frequency; and configuring the main radiator so that the first mode frequency is located in the first frequency band and the second mode frequency is not located in the first frequency band and the second frequency band.)

改良性能的天线模块

交叉引用

本发明要求如下优先权：2018年9月4日提交的专利申请号为62/726,476的美国临时专利申请。上述美国临时专利申请在此一并作为参考。

技术领域

本发明涉及一种改良性能的天线模块。特别地，本发明涉及包含高频天线阵列与低频天线阵列用于分别在高频与低频发讯的多频天线模块，并且可通过配置每个低频天线改善该高频天线阵列的性能，其中，每个低频天线可引起每个低频天线的高阶谐振频率(high-order resonance frequency)不位于高频频带信。

背景技术

对于需要无线电功能的电子装置，天线模块是必需的，例如，需要移动电信的移动手机。现代先进无线电功能，例如，5G(第五代)移动电信，需要多频天线模块，以在不同频率的多个无线电频带发讯(发送及/或接收)。此外，现代电子装置的有限因素限制了天线模块的大小。

图1描述了传统多频天线模块100，其包含形成2*2低频天线阵列102的低频天线pa[1]至pa[4]，用于在频率fB11与频率fB12之间预定低频频带B1上发讯，以及其包含形成2*2高频天线阵列104的高频天线pb[1]至pb[4]，用于在频率fB21与频率fB22之间预定高频频带B2上发讯。低频天线pa[n](n为1至4)的每一个是平面正方形的贴片天线(patchantenna)。为了简洁，交错安排低频天线pa[1]至pa[4]与高频天线pb[1]至pb[4]的位置。

然而，可以发现天线模块100的高频天线阵列104遭受性能退化。如图1所示，曲线12描述了每个高频天线pb[k](k为1至4)的s参数(s-parameter)，并且曲线14描述了高频天线阵列104的阵列增益。既然预计高频天线阵列104在预定高频频带B2发讯，因此期望每个高频天线pb[k]的s参数曲线12具有跨越高频频带B2的凹槽。然而，如图1所示，s参数曲线12具有频率fd0处的不同于凹槽的意外凸起。相似地，在频率fd0处，天线阵列104的阵列增益曲线14在跨越高频频带B2具有不同于期待凸块的意外增益下降。

发明内容

因此，本发明提出一种改良性能的天线模块。

依据本发明实施例，提出一种改良性能的天线模块。该天线模块包含：用于在第一频带发讯的多个第一天线；以及用于在第二频带发讯的多个第二天线，其中，该第一频带不同于该第二频带。该多个第一天线的每一个包含在第一模式频率以及第二模式频率谐振的主辐射体，其中，该第二模式频率不同于该第一模式频率；以及配置该主辐射体，从而使得该第一模式频率位于该第一频带并且该第二模式频率不位于该第一频带与该第二频带。

依据本发明另一实施例，提出一种改良性能的天线模块，包括：用于在第一频带发讯的多个第一天线；以及用于在第二频带发讯的多个第二天线，其中，该第一频带不同于该第二频带；其中，该多个第一天线的每一个在第一模式频率以及第二模式频率中谐振，其中，该第二模式频率不同于该第一模式频率；该第一模式频率位于该第一频带，并且该多个第一天线的每一个至少包含***特征，用于将该第二模式频率调谐至该第二频带之外。

本发明提出的改良性能的天线模块可实现性能改善。

其它实施方式和优点在下面的详细描述中描述。该发明内容并不打算限定本发明。本发明由权利要求书限定。

附图说明

附图说明通过示例而非限制的方式描述本发明，其中，相同的附图标记标识相似组件。应当注意的是，本发明中对一个实施例的不同参考并不一定是相同实施例，并且这种参考意味着至少一个。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，主张本领域技术人员获知结合其他实施例的该特征、结构或特性。

图1描述了传统天线模块。

图2a与图2b依据本发明实施例描述了天线模块。

图3、图4a-4d、图5a-5d以及图6依据本发明不同实施例描述了天线模块。

具体实施方式

当调查到图1中传统天线模块100的性能退化时，本发明发明人发现每个低频天线pa[n]的高阶谐振引起高频天线阵列104的退化。对于在低频带B1发讯，设计每个低频天线pa[n]的基础模式(例如，具有横向磁场TM的TM01或TM10)，以沿着每个天线pa[n]的一个边谐振(resonate)；然而，也存在其他高阶模式(high-order mode)，例如，沿着每个天线pa[n]的对角线谐振的高阶模式(例如，TM11)。在这种情况下，基础模式的基础谐振频率将涉及每个天线pa[n]的边长，并且该高阶模式的高阶谐振频率将涉及每个天线pa[n]的对角线长。

对于在低频带B1发讯的每个低频天线pa[n]，通过控制每个天线pa[n]的尺寸(边长)，设计每个天线pa[n]的基础谐振频率位于低频频带B1；然而，由于每个天线pa[n]的平面正方形，当天线模块100需要遵循电信标准，其中，预定频带B2与B1之间的频率比接近每个天线pa[n]的对角线长与边长之间比率，每个天线pa[n]的对角线长将必然导致每个低频天线pa[n]的高阶谐振频率位于高频频带B2。因此，当高频天线阵列104在高频频带B2发讯时，也将诱导邻近低频天线pa[1]至pa[4]在每个天线pa[n]的高阶谐振频率上进行谐振，并且因此干扰并降低每个天线pa[n]高阶谐振频率附近(图1频率fd0所示)的高频天线阵列104的预期性能。因此，可以理解的是，在每个传统低频天线pa[n]的平面正方形设计下，每个天线pa[n]的对角线长将激发高阶模式，以引起每个高频天线pb[k]与高频天线阵列104的性能退化。

图2a依据本发明实施例描述了天线模块200的上视图。天线模块200可为多频(例如，双频)天线模块，并且可包含分布于x-y平面的多个低频天线，例如，a[1]至a[4]，以及多个高频天线，例如，b[1]至b[4]。低频天线a[1]至a[4]可形成在频率fB11与fB12之间预定低频频带B1发讯的低频天线阵列202，并且高频天线b[1]至b[4]可形成在频率fB21与fB22之间不同预定高频频带B2发讯的高频天线阵列204。在实施例中，高频频带B2可高于低频频带B1，并且低频频带B1与高频频带B2不重叠；即，高频频带B2的较低边界频率fB21高于低频频带B1的较高边界频率fB12。例如，在实施例中，低频频带B1可位于24.25GHz至29.5GHz之间，并且高频频带B2可位于37.0GHz与43.5GHz之间。为了简化天线模块200，可交错安排低频天线a[1]至a[4]以及高频天线b[1]至b[4]的位置；例如，低频天线与其最近高频天线(例如，a[1]与b[1])之间距离短于两个最近低频天线(例如，a[1]与a[2])之间距离；并且也可短于两个最近高频天线(例如，b[1]与b[2])。

在实施例中，每个高频天线b[k](k为1至4)可为贴片天线；如图2a所示，每个高频天线b[k]可至少包含一个贴片(patch)M2；贴片M2可为平行于x-y平面的平面导体。在实施例中，每个高频天线b[k]可在位于高频频带B2的频率fH1处谐振，因此高频天线阵列204可在高频频带B2进行发讯用于通信。在实施例中，每个高频天线b[k]可为双极化贴片天线，并且每个高频天线b[k]的每个贴片(例如，M2)的形状可为正方形。

顺着图2a，图2b描述每个低频天线a[n](n为1至4)的上视图。低频天线a[n]可至少包含主辐射体(main radiator)M1。主辐射体M1可在第一模式频率fL1以及高于第一模式频率fL1的第二模式频率fL2处进行谐振。例如，在主辐射体M1的基础模式中，较低第一模式频率fL1可为基础谐振频率，并且在主辐射体M1的一种高阶模式中，较高第二模式频率fL2可为高阶谐振频率。在低频频带B1发讯中，可配置主辐射体M1，从而使得频率fL1可位于低频频带B1；此外，为了避免传统天线模块100的高频天线阵列104(图1)的性能退化，可进一步配置本发明的主辐射体M1，从而使得第二模式频率fL2不位于频带B1与B2。例如，可配置主辐射体M1，从而使得第二模式频率fL2可位于频带B1与B2之间；即，如图2b所示，在低频频带B1的较高边界频率fB12与高频频带B2的较低边界频率fB21。

如图2b所示，主辐射体M1可包含导电基础贴片A1以及处于基础贴片A1的边界处的至少一个***特征(peripheral feature)，例如，e[1]、e[2]、e[3]与e[4]，用于将第二模式频率fL2调谐出高频频带B2。基础贴片A1的形状可为具有顶点p1、p2、p3与p4的多边形，并且在基础贴片A1的对应拐角安排每个***贴片e[i](i为1至4)；例如，***特征e[1]可位于基础贴片A1的左上角(点p1)。在图2b所示实施例中，每个***特征e[i]可为延伸到基础贴片A1边界外的导电延长贴片，并且每个***特征e[i]的形状可为多边形；例如，***特征e[1]的形状可为具有顶点p11、p12、p13、p1、p14与p15的多边形，***特征e[2]的形状可为具有顶点p21、p22、p23、p2、p24与p25的多边形，***特征e[3]的形状可为具有顶点p31、p32、p33、p3、p34与p35的多边形，并且***特征e[4]的形状可为具有顶点p41、p42、p43、p4、p44与p45的多边形，其中，点p13与p25可位于基础贴片A1的边界片段p1-p2(即，点p1与p2之间线段)，点p24与p31可位于基础贴片A1的边界片段p2-p3，点p35与p43可位于基础贴片A1的边界片段p3-p4，以及点p14与p42可位于基础贴片A1的边界片段p1-p4。对于电性连接在一起的基础贴片A1与***特征e[1]至e[4]，主辐射体M1可为平行于x-y平面的平面贴片，并且主辐射体M1的形状可为具有顶点p11、p12、p13、p25、p21、p22、p23、p24、p31、p32、p33、p34、p35、p43、p44、p45、p41、p42、p14与p15的复杂多边形。

在实施例中，每个天线a[n]可为双极化天线，基础贴片A1的形状可为正方形，并且可设计***特征e[1]至e[4]的形状，从而使得主辐射体M1的形状可90度旋转情况下旋转对称；例如，每个***特征e[i]可为具有小正方形裁剪拐角的较小正方形，例如，通过在小正方形的角(点p0)处从小正方形(具有顶点p11、p12、p0与p15)裁剪微小正方形(具有顶点p1、p13、p0与p14)，形成***特征e[1]，其中，小正方形p11-p12-p0-p15可小于基础贴片A1。在实施例中，***特征e[1]的边界片段p11-p12与***特征e[2]的边界片段p21-p22可在同一直在线，***特征e[2]的边界片段p22-p23与***特征e[3]的边界片段p32-p33可在同一直在线，***特征e[3]的边界片段p33-p34与***特征e[4]的边界片段p44-p45可在同一直在线，并且***特征e[4]的边界片段p41-p45与***特征e[1]的边界片段p11-p15可在同一直在线；以及在实施例中，具有顶点p11、p22、p33、p45的几何多边形可为包围基础贴片A1的大正方形。从一个方面，具有折线p12-p13-p25-p21、p23-p24-p31-p32、p34-p35-p43-p44与p41-p42-p14-p15定义的四个缺口的多边形p11-p22-p33-p45形成主辐射体M1的形状。

通过主辐射体M1之***特征e[1]至e[4]，可将主辐射体M1的高阶谐振频率fL2配置在高频频带B2之外。频率fL2涉及主辐射体M1的对角线长。如果低频天线a[n]的主辐射体M1仅包含不具有***特征e[1]至e[4]的基础贴片A1，并且因此与传统低频天线pa[n]的平面正方形(图1)具有相似形状，既然知道平面正方形的对角线长会引起高阶谐振频率落入高频频带B2，则与图1的传统天线pa[n]中内容相似，主辐射体M1的频率fL2将落入高频带B2。然而，通过本发明***特征e[1]至e[4]，主辐射体M1的对角线长(例如，从点p11至p33或从p22至p45)将扩展到长于基础贴片A1的对角线长(例如，从p1至p3或者从p2至p4)，并且因此将主辐射体M1的频率fL2降低到高频频带B2外面；例如，降低到低于高频频带B2的较低边界频率fB21(如图2b所示)。

因为本发明将主辐射体M1的高阶谐振频率fL2配置到高频频带B2外面，所以依据本发明，天线模块200(图2a)可有效避免高频天线b[1]至b[4]与高频天线阵列204的性能退化。如图2b所示，与传统天线模块100的每个高频天线pb[k](k为1至4)与高频天线阵列104的s参数曲线12与阵列增益曲线14(图1所示)相比，描述天线模块200的每个高频天线b[k](图2a)的s参数的曲线22，将在高频频带B2处具有期望理想凹口，并且描述天线模块200的高频天线阵列204的阵列增益的曲线24不会遭受任何意外增益下降。也值得注意的是，如描述天线模块200的每个低频天线a[n]的s参数的曲线32以及描述天线200的低频天线阵列202的阵列增益的曲线34所示，本发明***特征e[1]至e[4]不会在低频频带B1处妥协低频天线a[n]与低频天线阵列202的性能。

在实施例中，每个天线a[n]可为具有单一贴片的简单贴片天线，即，接地平面G上面的主辐射体M1。在实施例中，每个天线a[n]可为堆栈贴片天线，其可进一步包含沿着主辐射体M1的至少一个次级辐射体M12(未示出)。例如，在实施例中，次级辐射体M12可为平行于e-y平面的导电平面贴片，可堆栈在主辐射体M1的上(或的下)，并且可与主辐射体M1以及接地平面G隔绝。次级辐射体M12的形状可与主辐射体M1的形状相似，但辐射体M1与M12的尺寸可轻微不同。轻微不同尺寸的次级辐射体M12可协助扩展每个低频天线a[n]的频带。相似于天线a[n]，每个高频天线b[k](图2a)可为简单贴片天线或堆栈贴片天线。

在实施例中，因为每个低频天线a[n]可为双极化天线，所以每个天线a[n]可对应于两个正交馈电网络。在实施例中，每个天线a[n]可利用直接馈入。在实施例中，每个天线a[n]可利用用于馈入的槽孔耦合。与低频天线a[n]相似，每个高频天线b[k]可为双极化天线(并且可对应于两个正交馈电网络)，并且可利用直接馈入或用于馈入的槽孔耦合。

因为低频与高频天线a[n]与b[k]的每一个可为双极化天线，所以每个天线b[k]可沿着两个方向u1与u2(未示出)在频率fH1(图2a)上谐振，并且每个天线a[n]的主辐射体M1可沿着两个方向v1与v2(未示出)在频率fL1(图2b)上谐振。在实施例中，可配置谐振方向v1与v2与主辐射体M1(或基础贴片A1，图2b)的两侧sa1与sa2(即，图2b中边界段p13-p25以及p14-p42)平行，并且可配置谐振方向u1与u2平行于每个高频天线b[k](或每个天线b[k]的贴片M2，图2a)的两侧sb1与sb2。在实施例中，可配置谐振方向v1与v2平行于两侧sa1与sa2，可配置谐振方向u1与u2平行于每个高频天线b[k](或贴片M2)的两个对角线(未示出)。在实施例中，可配置谐振方向v1与v2平行于主辐射体M1的两个对角线(即，图2b中的线段p11-p33与p22-p45)，或者平行于基础贴片A1的两个对角线(即，图2b中的线段p1-p3与p2-p4)；并且可配置谐振方向u1与u2平行于两侧sb1与sb2。在实施例中，可配置谐振方向v1与v2平行于主辐射体M1的两个对角线(或者基础贴片A1的两个对角线)，以及可配置谐振方向u1与u2平行于每个高频天线b[k]的两个对角线。

在实施例中，方向v1与v2可相互垂直，并且方向u1与u2可相互垂直。在实施例中，可安排方向v1与v2的每一个平行于方向u1与u2的每一个；例如，方向v1可平行于方向u1，并且方向v2可平行于方向u2。另一方面，在实施例中，方向v1与v2的每一个不平行于方向u1与u2的任何一个。

依据图2a，图3依据本发明实施例描述了天线模块300的上视图。天线模块300可从天线模块200(图2a)通过进一步增加一个或多个寄生组件(parasitic element)(例如，H[1]至H[4]以及V[1]至V[4])得到。例如，每一个寄生组件H[n]与V[n](n为1至4)可为平行于x-y平面的平面导体(例如，贴片)，并且可与天线a[1]至a[4]以及b[1]至b[4]隔离。在x-y平面，可安排寄生组件H[n]与V[n]的每一个的投影不与天线a[1]至a[4]以及b[1]至b[4]的任一个的投影重叠。在实施例中，可将寄生组件H[n]与V[n]的每一个安置于靠近每个低频天线a[n]之外侧，即，不紧邻于另一天线的一边。例如，既然天线a[1]的下侧sa4与右侧sa3分别紧邻天线b[4]与b[1]，所以寄生组件H[1]与V[1]可分别位于靠近天线a[1]的上侧sa1与左侧sa2。相似地，由于天线a[3]的上侧sa1与左侧sa2分别紧邻天线b[2]与b[3]，寄生组件H[3]与V[3]可位于靠近天线a[3]的下侧sa4与右侧sa3。在实施例中，寄生组件H[n]与V[n]的每一个的形状可为具有两个长边与两个短边的矩形；由于寄生组件H[n]与V[n]的每一个位于紧邻天线a[n]的近边，可安排矩形的长边平行于该近边；例如，寄生组件H[1]的长边sh1可平行于天线a[1]的侧sa1，并且寄生组件V[1]的长边sv1可平行于天线a[1]的侧sa2。安排靠近每个天线a[n]的寄生组件H[n]与V[n]可改善天线a[n]的频带。

顺着图2a，图4a依据本发明实施例描述天线模块400a的上视图。图4a中的天线模块400a可通过将天线模块200(图2a)的低频天线a[1]至a[4]替换为低频天线aa[1]至aa[4]获得。低频天线aa[1]至aa[4]可形成用于在低频频带B1发讯的低频天线阵列。如图4a所示，每个低频天线aa[n](n为1至4)可包含主辐射体Ma1，以及主辐射体Ma1可包含基础贴片Aa1以及位于该基础贴片Aa1的边界处的一个或多个***特征，例如，ea[1]至ea[4]。基础贴片Aa1可为平行于x-y平面的平面导体，并且基础贴片Aa1的形状可为具有顶点p1、p2、p3、p4的多边形。每个***特征ea[i](i为1至4)可为基础贴片Aa1的角，并且可为从基础贴片Aa1的边界往里扩展的凹陷(或切口)；例如，***特征ea[1]可为在点p1处的基础贴片Aa1的角裁剪具有顶点p1、i11、i12、i13的小多边形的凹陷，***特征ea[3]可为在点p3处的基础贴片Aa1的相反角裁剪具有顶点i31、i32、p3、i33的小多边形的凹陷。由于***特征ea[1]至ea[4]分别裁剪基础贴片Aa1的四个角，所以主辐射体Ma1的形状可为具有顶点i11、i21、i23、i22、i32、i31、i33、i43、i42、i41、i13与i12的复杂多边形。在实施例中，每个天线aa[n]可为双极化天线，因此，基础贴片Aa1的形状可为正方形，并且可设计***特征ea[1]至ea[4]的形状，从而使得主辐射体Ma1的形状可90度旋转情况下旋转对称；例如，每个***特征ea[i]的形状可为小于基础贴片Aa1的形状的正方形。

主辐射体Ma1可在第一模式频率faL1以及高于频率faL1的第二模式频率faL2处谐振；例如，频率faL1可为主辐射体Ma1的基础模式中基础谐振频率，并且频率faL2可为主辐射体Ma1的高阶模式中高阶谐振频率。可配置基础贴片Aa1的尺寸(例如，边长)，从而使得频率faL1可位于低频频带B1，并且因此每个低频天线aa[n]可在低频频带B1进行发讯以相互通信。此外，依据***特征ea[1]至ea[4]，可配置主辐射体Ma1，从而使得频率faL2不在高频频带B2中。主辐射体Ma1的频率faL2与主辐射体Ma1的对角线长(例如，点i12与i31或者点i23与i42之间距离)有关。如果主辐射体Ma1仅包含基础贴片Aa1而未通过***特征ea[1]至ea[4]进行裁剪，则主辐射体Ma1的形状将降格为基础贴片Aa1的普通形状，并且该普通形状的对角线长(例如，点p1与p3或者点p2与p4之间距离)将引起频率faL2落入高频频带B2中，导致降低高频天线b[1]至b[4]的性能，这与传统天线模块100(图1)类似。然而，因为本发明通过***特征ea[1]至ea[4]将基础贴片Aa1的普通多边形形状改造为主辐射体Ma1的复杂形状，所以可缩短主辐射体Ma1的对角线长(例如，从点p1至p3的距离缩短为从点i12至i31的距离)，并且因此可将频率faL2调谐出高频频带B2，例如，如图4a所示，调谐至高于高频频带B2。

顺着图2a，图4b依据本发明实施例描述天线模块400b的上视图。图4b中的天线模块400b可通过将天线模块200(图2a)的低频天线a[1]至a[4]替换为低频天线ab[1]至ab[4]获得。低频天线ab[1]至ab[4]可形成用于在低频频带B1发讯的低频天线阵列。如图4b所示，每个低频天线ab[n](n为1至4)可包含主辐射体Mb1，以及主辐射体Mb1可包含基础贴片Ab1以及位于该基础贴片Ab1的边界处的一个或多个***特征，例如，eb[1]至eb[4]。基础贴片Ab1可为平行于x-y平面的平面导体，并且基础贴片Ab1的形状可为具有顶点p1、p2、p3、p4的多边形。每个***特征eb[i](i为1至4)可在基础贴片Ab1的各个角处连接基础贴片Ab1，并且可为从基础贴片Ab1的角往外扩展的导电弯折线；例如，***特征eb[1]可形成从基础贴片Ab1的顶点p1扩展至主辐射体Mb1的尖点pd1的锯齿形导电路径，并且***特征eb[3]可形成从基础贴片Ab1的顶点p3扩展至主辐射体Mb1的尖点pd3的锯齿形导电路径。在实施例中，每个天线ab[n]可为双极化天线，因此，基础贴片Ab1的形状可为正方形，并且可设计***特征eb[1]至eb[4]的形状，从而使得主辐射体Mb1的形状可90度旋转情况下旋转对称。

主辐射体Mb1可在第一模式频率fbL1以及高于频率fbL1的第二模式频率fbL2处谐振；例如，频率fbL1可为主辐射体Mb1的基础模式中基础谐振频率，并且频率fbL2可为主辐射体Mb1的高阶模式中高阶谐振频率。可配置基础贴片Ab1的尺寸，从而使得频率fbL1可位于低频频带B1，并且因此每个低频天线ab[n]可在低频频带B1进行发讯以相互通信。此外，依据***特征eb[1]至ea[4]，可配置主辐射体Mb1，从而使得频率fbL2不在高频频带B2中。主辐射体Mb1的频率fbL2与主辐射体Mb1的两个对角线顶点之间(例如，pd1与ipd3或者pd2与pd4之间)导电路径长度有关。如果主辐射体Mb1仅包含基础贴片Ab1而未包含***特征eb[1]至eb[4]，则主辐射体Mb1的形状将降格为基础贴片Ab1的普通形状，并且该普通形状的基础贴片Ab1的两个对角线顶点之间导电路径长度(例如，点p1与p3或者点p2与p4之间直线距离)将引起频率fbL2落入高频频带B2中，导致降低高频天线b[1]至b[4]的性能，这与传统天线模块100(图1)类似。然而，因为主辐射体Mb1进一步包含从基础贴片Ab1的顶点p1至p4向外弯曲之***特征eb[1]至eb[4]，所以可扩展主辐射体Mb1的两个顶点之间导电路径长度(例如，从点p1与p3之间的直线距离扩展到点pd1与pd3之间部分弯曲路径长度)，并且因此可将频率fbL2调谐出高频频带B2，例如，如图4b所示，调谐至低频频带B1与高频频带B2之间。

顺着图2a，图4c依据本发明实施例描述天线模块400c的上视图。图4c中的天线模块400c可通过将天线模块200(图2a)的低频天线a[1]至a[4]替换为低频天线ac[1]至ac[4]获得。低频天线ac[1]至ac[4]可形成用于在低频频带B1发讯的低频天线阵列。如图4c所示，每个低频天线ac[n](n为1至4)可包含主辐射体Mc1，以及主辐射体Mc1可包含基础贴片Ac1以及位于该基础贴片Ac1的边界处的一个或多个***特征，例如，ec[1]至ec[4]。基础贴片Ac1可为平行于x-y平面的平面导体，并且基础贴片Ac1的形状可为具有顶点p1、p2、p3、p4的多边形。每个***特征ec[i](i为1至4)可安排至基础贴片Ac1的各个角，并且可包含基础贴片Ac1上一个或多个槽缝(slit)；例如，位于左上角(点p1)之***特征ec[1]可包含槽缝e11、e12、e13，位于右上角(点p2)之***特征ec[2]可包含槽缝e21、e22、e23，位于右下角(点p3)之***特征ec[3]可包含槽缝e31、e32、e33，位于左下角(点p4)之***特征ec[4]可包含槽缝e41、e42、e43。每个***特征ec[i]的每个槽缝可从基础贴片Ac1的边界扩展至基础贴片Ac1的内部。在实施例中，由于每个***特征位于基础贴片Ac1的相应角，所以可进一步设计***特征ec[i]的槽缝的子集(没有、一个、多个或全部)以在对应角与相反角之间横断(intersect)基础贴片Ac1的几何对角线；例如，左上角(点p1)处***特征ec[1]的槽缝e13可从基础贴片Ac1的左侧(点p1与p4之间线段)扩展，并且可横断点p1与p3之间基础贴片Ac1的几何对角线；相似地，左上角(点p1)处***特征ec[1]的槽缝e11可从基础贴片Ac1的上侧(点p1与p2之间线段)扩展，并且可横断点p1与p3之间基础贴片Ac1的几何对角线。在实施例中，位于基础贴片Ac1的对应角处每个***特征ec[i]的子集槽缝可沿着垂直于对应角与相反角之间基础贴片Ac1的对角线的方向扩展；例如，位于点p1处***特征ec[1]的槽缝e13可沿着垂直于点p1与p3之间对角线的方向(未示出)扩展。在实施例中，每个天线ac[n]可为双极化天线，因此，基础贴片Ac1的形状可为正方形。

主辐射体Mc1可在第一模式频率fcL1以及高于频率fcL1的第二模式频率fcL2处谐振；例如，频率fcL1可为主辐射体Mc1的基础模式中基础谐振频率，并且频率fcL2可为主辐射体Mc1的高阶模式中高阶谐振频率。可配置基础贴片Ac1的尺寸(例如，尺寸长度)，从而使得频率fcL1可位于低频频带B1，并且因此每个低频天线ac[n]可在低频频带B1进行发讯以相互通信。此外，依据***特征ec[1]至ec[4]，可配置主辐射体Mc1，从而使得频率fcL2不在高频频带B2中。主辐射体Mc1的频率fcL2与主辐射体Mc1的两个对角线点(例如，p1与p3，或者p2与p4)之间导电路径长度有关。如果主辐射体Mc1仅包含基础贴片Ac1而未包含***特征ec[1]至ec[4]，则主辐射体Mc1的形状将降格为基础贴片Ac1的普通形状，并且该普通形状的基础贴片Ac1的两个对角线点之间导电路径长度(例如，点p1与p3或者点p2与p4之间直线距离)将引起频率fcL2落入高频频带B2中，导致降低高频天线b[1]至b[4]的性能，这与传统天线模块100(图1)类似。然而，因为本发明的主辐射体Mc1进一步包含中断主辐射体Mc1的两个对角线点之间直线路径之***特征ec[1]至ec[4]，所以可扩展主辐射体Mc1的两个对角线点之间导电路径长度(例如，从点p1与p3之间的直线距离扩展到点p1与p3之间部分弯曲路径长度)，并且因此可将频率fcL2调谐出高频频带B2，例如，如图4c所示，调谐至低频频带B1与高频频带B2之间。

顺着图2a，图4d依据本发明实施例描述天线模块400d的上视图。图4d中的天线模块400d可通过将天线模块200(图2a)的低频天线a[1]至a[4]替换为低频天线ad[1]至ad[4]获得。低频天线ad[1]至ad[4]可形成用于在低频频带B1发讯的低频天线阵列。如图4d所示，每个低频天线ad[n](n为1至4)可包含主辐射体Md1，以及主辐射体Md1可包含基础贴片Ad1以及位于该基础贴片Ad1的边界处的一个或多个***特征，例如，ed[1]至ed[4]。基础贴片Ad1可为平行于x-y平面的平面导体，并且基础贴片Ad1的形状可为具有顶点p1、p2、p3、p4的多边形。每个***特征ed[i](i为1至4)可安排至基础贴片Ad1的对应角，并且可为基础贴片Ad1的对应角与接地平面G之间连接的电容。例如，位于左上角(点p1)之***特征ed[1]可具有连接基础贴片Ad1的左上角(点p1)的顶板，以及连接接地平面G的底板。基础贴片Ad1可与接地平面G绝缘。

主辐射体Md1可在第一模式频率fdL1以及高于频率fdL1的第二模式频率fdL2处谐振；例如，频率fdL1可为主辐射体Md1的基础模式中基础谐振频率，并且频率fdL2可为主辐射体Md1的高阶模式中高阶谐振频率。可配置基础贴片Ad1的尺寸(例如，尺寸长度)，从而使得频率fdL1可位于低频频带B1，并且因此每个低频天线ad[n]可在低频频带B1进行发讯以相互通信。此外，依据作为电容负载之***特征ed[1]至ed[4]，可配置主辐射体Md1，从而使得频率fcL2不在高频频带B2中，以及避免每个高频天线与高频天线阵列的性能退化。

顺着图2a与图2b，图5a依据本发明实施例描述天线模块500a的上视图；天线模块500a可通过将天线模块200(图2a)的低频天线a[1]至a[4]以及高频天线b[1]至b[4]重排位置获得。例如，如图5a所示，低频天线a[1]至a[4]可沿着阵列对齐方向(例如，x方向)形成在低频频带B1(图2a)发讯的线性天线阵列，并且高频天线b[1]至b[4]可沿着阵列对齐方向形成在高频频带B2(图2a)发讯的线性天线阵列。如图5a所示，在天线模块500a中，为了紧密性，可安排低频天线a[1]至a[4]与高频天线b[1]至b[4]的位置交错；并且可安排每个天线a[n]的边sa1平行于阵列对齐方向，并且也可安排每个天线b[n]的边sb1平行于阵列对齐方向。与传统天线阵列102与104(图1)的问题相似，在包含紧邻线性高频天线阵列与线性低频天线阵列的天线模块中，如果每个低频天线的高阶谐振频率落入线性高频天线阵列的高频中，线性高频天线阵列将遭受性能退化。然而，在本发明的天线模块500a中，因为可配置每个低频天线a[n](例如，通过图2b中之***特征e[1]至e[4])，以引起每个天线a[n]的高阶谐振频率(例如，图2b中fL2)不落入高频天线b[1]至b[4]的高频频带B2中，所以通过阻止高频天线阵列性能退化，以改善天线模块500a的整体性能。

顺着图2a与图5a，图5b-5d依据本发明不同实施例分别描述天线模块500b、500c、500d的上视图。天线模块500b、500c、500d可通过将天线模块500a(图5a)的每个天线a[n]的方向及/或每个天线b[k]的方向重排获得。在图5b所示天线模块500b中，可将每个天线a[n]的边sa1与sa2安排为不与阵列对齐方向(x方向)平行，例如，边sa1与阵列对齐方向之间夹角可为45度；另一方面，可安排每个天线b[k]的边sb1平行于阵列对齐方向。

在图5c所示天线模块500c中，可将每个天线a[n]的边sa1安排为与阵列对齐方向(x方向)平行，可安排每个天线b[k]的边sb1与sb2不平行于阵列对齐方向；例如，边sb1与阵列对齐方向之间夹角可为45度。在图5d所示天线模块500d中，可将每个天线a[n]的边sa1与sa2安排为不与阵列对齐方向(x方向)平行，例如，边sa1与阵列对齐方向之间夹角可为45度；相似地，也可安排每个天线b[k]的边sb1与sb2不平行于阵列对齐方向；例如，边sb1与阵列对齐方向之间夹角可为45度。依据图5a与图5d，可以理解的是，每个天线a[n]的每个边sa1与sa2可平行于每个天线b[k]的边sb1与sb2中的一个。依据图5b与图5c，可以理解的是，每个天线a[n]的每个边sa1与sa2可不平行于每个天线b[k]的边sb1与sb2中的任意一个。

沿着图2a、图2b以及图5b，图6依据本发明实施例描述天线模块600的上视图。可通过在天线模块500b(图5b)上增加一个或多个寄生组件(例如，R[1]至R[4]以及L[1]至L[4])获取天线模块600，并且进一步包含一个或多个第三频带天线，例如，c[1]至c[4]，以形成在频率fB31与fB32之间的预定频带B3上发讯的第三天线阵列。例如，寄生组件L[n]与R[n](n为1至4)的每一个可为平行于x-y平面的平面导体，并且可安排与天线a[1]至a[4]、b[1]至b[4]以及c[1]至c[4]隔离。在x-y平面上，可安排寄生组件L[n]与R[n]的每一个的投影不与天线a[1]至a[4]、b[1]至b[4]以及c[1]至c[4]的任意一个投影重叠。寄生组件L[n]与R[n]的每一个的形状可为具有长边与短边的矩形；每个寄生组件L[n]可位于靠近每个天线a[n]的边sa2，并且可安排寄生组件L[n]的长边sL1与靠近边sa2平行。相似地，每个寄生组件R[n]可位于靠近每个天线a[n]的边sa1，并且可安排寄生组件R[n]的长边sR1与靠近边sa1平行。安排靠近每个天线a[n]的寄生组件R[n]与L[n]可改善每个天线a[n]的频带。

在实施例中，天线a[1]至a[4]的频带B1、天线b[1]至b[4]的频带B2、天线c[1]至c[4]的频带B3不重叠；例如，如图6所示，在实施例中频带B3高于频带B1与B2。如前所述，安排每个天线a[n]的谐振频率fL1位于频带B1，每个天线a[n]也可在高于频率fL1的其他高阶频率(例如，频率fL2)上谐振。通过***特征e[1]至e[4](图2b)，可配置本发明的每个天线a[n]引起天线a[n]的高阶谐振频率的每一个位于频带B2与B3之外。例如，除了高于频率fL1的频率fL2，每个天线a[n](每个天线a[n]的主辐射体M1)也可在高于频率fL2的频率fL3(未示出)上谐振，并且假设每个天线a[n]不包含***特征e[1]至e[4]，频率fL3将落入频带B3。然而，依据每个天线a[n]之***特征e[1]至e[4]，可将频率fL2调谐至位于频带B1与B2之间，并且可将频率fL3调谐至位于频带B2与B3之间。通过配置每个天线a[n]的高阶谐振频率(例如，fL2与fL3)在频带B2与B3之外，当天线b[1]至b[4]或者c[1]至c[4]分别在频带B2或B3发讯用于通信时，可避免每个天线a[n]的意外高阶谐振。因此，本发明的天线a[1]至a[4]可通过阻止天线b[1]至b[4]以及c[1]至c[4]的性能退化，改善天线模块600的整体性能。在实施例中，如果每个天线b[k]的高阶谐振频率fH2(未示出)位于频带B3，则每个天线b[k]进一步包含一个或多个其自身***特征(未示出)，这与图2a、图4a、图4b、图4c、图4d中之***特征e[i]、ea[i]、eb[i]、ec[i]或ed[i]相似，因此可将频率fH2调谐至频带B3之外，并且因此当每个天线c[n]在频带B3发讯时，可避免引起天线c[1]至c[4]的性能退化的每个天线b[k]意外高阶谐振。

在实施例中(未示出)，频带B3高于频带B1，但低于频带B2，并且可调谐每个天线a[n]的高阶谐振频率fL2至频带B1与B3之间，或者频带B3与B2之间。

在实施例中，与图6的天线模块600相似，天线模块200、300、400a、400b、400c、400d、500a、500b、500c或500d(图2a、图3、图4a-4d、图5a-5d)可进一步包含一个或多个附加天线(例如，图6中c[1]至c[4])以形成用于在除了预定频带B1与B2之外一个或多个预定频带(例如，图6的B3)发讯的一个或多个附加天线阵列，并且可依据本发明配置该天线模块中每个天线，从而使得每个天线的高阶谐振频率不落入天线模块的所有预定频带。例如，图4a中天线模块400a可进一步包含在高于频带B2的第三预定频带B3(图4a中未示出)上发讯的一个或多个第三频带天线(图4a中未示出)，并且依据***特征ea[1]至ea[4]，可配置每个天线ac[i]的频率faL2位于频带B2与B3之间，或者高于频带B3。

与图2a以及图2b中天线a[n]相似，第4a至4d图中天线aa[n]至ad[n]的每一个可为简单贴片天线或堆栈贴片天线。第4a至4d图中天线aa[n]至ad[n]的每一个可采用直接馈入或用于馈入的槽孔耦合。

依据本发明，可通过将每个低频天线a[n]替换为第4a至4d图中低频天线aa[n]至ad[n]的一个，从该天线模块200、300、500a、500b、500c、500d、600(图2a、图3、图5a-5d、图6)获取其他不同天线模块(未示出)。另外，通过将每个天线a[n]、aa[n]、ab[n]、ac[n]、ad[n]的方向及/或每个天线b[k]的方向进行重排，从该天线模块200、400a、400b、400c、400d(图2a、图4a-4d)获取更多不同天线模块，这与从天线模块500a(图5a)获取天线模块500b、500c、500d(图5b、图5c、图5d)相似。

总之，本发明的多频天线模块至少包含分别用于在高频频带或低频频带进行无线电通信的高频天线阵列与低频天线阵列，其中，可配置低频天线阵列中每个低频天线将其高阶谐振频率调离高频频带，因此，本发明的多频天线模块可通过避免低频天线的意外高阶谐振引起的高阶天线阵列性能退化，改善性能。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。