CN101504999A - 天线与通讯装置 - Google Patents

Abstract

一种天线，包括一基板、一接地层、一导体片以及一馈入微带线。基板具有一上表面与一下表面。接地层配置于下表面。导体片配置于基板并实质上垂直于接地层，且导体片电性连接至接地层。馈入微带线电性连接至导体片。此天线可应用于通讯装置。

Description

天线与通讯装置

技术领域

本发明涉及一种天线与通讯装置，且特别是有关于一种尺寸精简的天线与通讯装置。

背景技术

随着无线传输的硬件设备与技术的进步发展，不同电子装置之间的数据接收与发送已逐渐由有线传输的方式进展至无线传输的方式。

传统由金属片所形成的槽状天线(slot antenna)即使是单一天线已需占用电路板极大的面积。然而，多重输入多重输出(multiple-input multipleoutput，MIMO)又是未来无线通讯的主流技术。有别于传统单一天线运作的设计，MIMO系统为多个天线同时运作，使无线网络能更稳定传输并加大数据传输量。若要利用槽状天线组合出多重输入多重输出的系统，天线占用的电路板面积势必倍增，进而排挤电路板上可供其它元件配置的面积。因此，利用槽状天线组合的多重输入多重输出系统难以应用在小型电子装置中。

目前，芯片型天线具有尺寸精简的优势，极适合应用在小型电子装置中。然而，芯片型天线的成本较高，会使得采用芯片型天线的小型电子装置在价格上失去竞争优势。

发明内容

本发明目的是提供一种天线，尺寸精简且成本低。

本发明再一目的是提供一种通讯装置，其使用的天线尺寸精简且成本低。

本发明的天线包括一基板、一接地层、一导体片以及一馈入微带线。基板具有一上表面与一下表面。接地层配置于下表面。导体片配置于基板并实质上垂直于接地层，且导体片电性连接至接地层。馈入微带线电性连接至导体片。

在此天线的一实施例中，第一导体片被折弯而呈L形。

在此天线的一实施例中，接地层具有一沟槽，沟槽将接地层划分为一第一部分与一第二部分，第一导体片连接于第二部分。此外，第一导体片例如被折弯而呈L形，且第二部分呈L形。另外，接地层例如具有一开口，第一馈入微带线具有一第一末段、一第二末段与连接第一、第二末段的一中段。中段位于上表面，第一末段贯穿基板而电性连接至第二部分，第二末段贯穿基板而设置于开口。

在此天线的一实施例中，第一导体片配置于上表面，并通过贯穿基板的一导电孔道(conductive via)电性连接至接地层。此外，接地层例如具有一开口，第一馈入微带线贯穿基板而设置于开口。

在此天线的一实施例中，还包括至少一第二导体片与至少一第二馈入微带线，第二导体片配置于基板并实质上垂直于接地层，且第二导体片电性连接至接地层，而第二馈入微带线电性连接至第二导体片。

本发明的通讯装置包括一电池与前述的天线。其中，第一导体片与电池分别位于基板的上表面与下表面，或第一导体片与电池分别位于基板的下表面与上表面。

在此通讯装置的一实施例中，第二导体片与电池同样位于基板的上表面或下表面，但分别位于上表面或下表面的不同区域。

在此通讯装置的一实施例中，还包括一显示面板，其中第一导体片与显示面板同样位于基板的上表面或下表面，但分别位于上表面或下表面的不同区域。

综上所述，本发明的天线与通讯装置是将用于收发信号的导体片设置为实质上垂直于接地层。因此，可减少基板上被导体片占用的面积，进而缩小通讯装置的体积。同时，本发明的天线的成本相较于芯片型天线低了许多。

为让本发明的所述和其特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的天线的立体示意图；

图2为本发明另一实施例的天线的立体示意图；

图3与图4分别为图1与图2的天线的反射系数的频率响应图；

图5A至图5C分别为图1的天线在XY平面、XZ平面及YZ平面上的场型图；

图6A至图6C分别为图2的天线在XY平面、XZ平面及YZ平面上的场型图；

图7为本发明再一实施例的天线的示意图；

图8为本发明一实施例的通讯装置的示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的天线的立体示意图。请参照图1，本实施例的天线100包括一基板110、一接地层120、一导体片130以及一馈入微带线140。基板110具有一上表面112与一下表面114。接地层120配置于下表面114。本实施例的导体片130配置于基板110的上表面112，但导体片130也可配置于基板110的下表面114或是其它未标示的侧面。导体片130实质上垂直于接地层120且电性连接至接地层120，而导体片130的材质可以是金属或其它导体。馈入微带线140电性连接至导体片130。天线100所要发射的信号是经由与馈入微带线140电性连接的信号线(图中未示)输入，而天线100所接收的信号也从馈入微带线140向外输出至前述的信号线。

由于天线100中的导体片130设置为实质上垂直于接地层120，因此导体片130并不占用基板110太多面积。换言之，天线100的基板110上会有许多面积可供配置其它电子元件。藉此，本实施例的天线100适于应用在例如手机等小型通讯装置中，而且本实施例的天线100相较于芯片型天线还具有成本低廉的优势。

请再参照图1，本实施例的导体片130是以被折弯而呈L形为例，但导体片130也可以是直条状或其它适当形状。由于基板110上配置其它电子元件时必需与导体片130保持适当距离，以免干扰信号的收发。因此，在总长度相同的条件下，呈L形的导体片130只会占用基板110的角落区，而直条状的导体片130则会占用基板110的侧边较多的面积。所以，呈L形的导体片130有利于缩小使用天线100的通讯装置的体积。

另外，本实施例的馈入微带线140是连接至L形的导体片130的折弯处，但本发明不限定于此。再者，本实施例的导体片130是通过贯穿基板110的一导电孔道150而电性连接至接地层120。本实施例中导电孔道150是连接于L形导体片130的短边的末端，在图1中被导体片130所遮蔽而仅见靠近接地层120的一段。此外，接地层120例如具有一开口122，馈入微带线140在连接导体片130后贯穿基板110而设置于开口122并与信号线连接，亦即馈入微带线140并不接触接地层120。然而，馈入微带线140也可不贯穿基板110，径在基板110的上表面112与信号线(图中未示)连接。

图2为本发明另一实施例的天线的立体示意图。请参照图2，本实施例的天线200与图1的天线100相似，以下仅介绍两者间的差异。本实施例的接地层220具有一沟槽224，沟槽224将接地层220划分为一第一部分220a与一第二部分220b，导体片130连接于接地层220的第二部分220b。其中，第一部分220a与第二部分220b可彼此相连。第二部分220b呈L形，而导体片130也呈L形。当然，第二部分220b与导体片130也可以呈其它形状，且第二部分220b与导体片130的形状并不限定需互相对应。第二部分220b位于接地层220的角落的目的是保留更多基板110上的空间供其它电子元件使用。当第二部分220b的面积不断缩小到为零时，并将导体片130移至上表面112，即与第一实施例相同。本实施例的馈入微带线240具有一第一末段242、一第二末段244与连接两者的一中段246。中段246位于基板110的上表面112，第一末段242贯穿基板110而电性连接至第二部分220b，第二末段244贯穿基板110而设置于接地层220的一开口222。

图3与图4分别为图1与图2的天线的反射系数的频率响应图。由图3与图4可知，以2.4GHz-2.5GHz为工作频率而设计图1与图2的天线，两者对于工作频率中的信号都有不错的反射系数表现。图5A至图5C分别为图1的天线在XY平面、XZ平面及YZ平面上的场型图。图6A至图6C分别为图2的天线在XY平面、XZ平面及YZ平面上的场型图。图5A至图5C及图6A至图6C中，实线代表Eψ，而虚线代表Eθ。由场型图可以看出，图1与图2的天线的辐射场型有不错的表现。

图7为本发明再一实施例的天线的示意图。请参照图7，本实施例的天线700比图2的天线200更包括多了三个导体片710、720与730以及对应的馈入微带线712与722，其中对应导体片730的馈入微带线因角度问题而未见于图7中。本实施例中的导体片130、710与馈入微带线240、712是采用如图2的实施例的设计，而其余导体片及馈入微带线则采用如图1的实施例的设计，接地层740及其它元件上所做的对应设计在此不再赘述。举例来说，本实施例的天线700可用于构成无线局域网络(WLAN)所需的3×3MIMO系统，同时还具有用于蓝芽系统的部分。本实施例的天线700不仅只占用基板110上的少量面积而适于应用小型通讯装置中，且具有成本低廉的优势。

图8为本发明一实施例的通讯装置的示意图。请参照图8，本实施例的通讯装置800包括一电池810与一天线820。其中，天线820与图7的天线700相同，但天线820也可以其它实施例或其它本发明的天线取代。应注意的是，通讯装置800中较大的元件是电池810，电池810的外壳通常是会干扰收讯的金属。为了达到较佳的收讯效果，电池810及其附近的导体片720与730应分别位于基板110的不同表面。但是，较为远离电池810的导体片130则可与电池810位于基板110的相同表面。另外，通讯装置800还可包括一显示面板820，而靠近显示面板820的导体片130则与显示面板820分别位于基板110的不同表面，以避免干扰收讯。天线820的基板110可以是一般通讯装置中的主电路板，因此基板110上未配置导体片或馈入微带线的部分都可用于配置其它电子元件。当然，通讯装置800中还可依设计需求而增加其它元件，在此不多做说明。

综上所述，本发明的天线与通讯装置中，用于收发信号的导体片设置为实质上垂直于接地层。因此，可减少基板上被导体片占用的面积，适合应用在需精简尺寸的通讯装置中。即使本发明的天线采用MIMO系统的设计方式，也不会占用通讯装置中的太多空间。同时，本发明的天线还具有成本低廉的优点。

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，任何所属技术领域中具有通常知识者，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权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种天线，其特征是，包括：

一基板，具有一上表面与一下表面；

一接地层，配置于所述下表面；

一第一导体片，配置于所述基板并实质上垂直于所述接地层，且所述第一导体片电性连接至所述接地层；以及

一第一馈入微带线，电性连接至所述第一导体片。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征是，所述第一导体片被折弯而呈L形。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征是，所述接地层具有一沟槽，所述沟槽将所述接地层划分为一第一部分与一第二部分，所述第一导体片连接于所述第二部分。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征是，所述第一导体片被折弯而呈L形，且所述第二部分呈L形。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征是，所述接地层具有一开口，所述第一馈入微带线具有一第一末段、一第二末段与连接所述第一、第二末段的一中段，所述中段位于所述上表面，所述第一末段贯穿所述基板而电性连接至所述第二部分，所述第二末段贯穿所述基板而设置于所述开口。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征是，所述第一导体片配置于所述下表面。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征是，所述第一导体片配置于所述上表面，并通过贯穿所述基板的一导电孔道电性连接至所述接地层。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征是，所述接地层具有一开口，所述第一馈入微带线贯穿所述基板而设置于所述开口。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征是，还包括至少一第二导体片与至少一第二馈入微带线，所述第二导体片配置于所述基板并实质上垂直于所述接地层，且所述第二导体片电性连接至所述接地层，而所述第二馈入微带线电性连接至所述第二导体片。

10.一种通讯装置，其特征是，包括：

一电池；

一天线，包括：

一基板，具有一上表面与一下表面；

一接地层，配置于所述下表面；

一第一导体片，配置于所述基板并实质上垂直于所述接地层，且所述第一导体片电性连接至所述接地层，所述第一导体片与所述电池分别位于所述基板的所述上表面与所述下表面，或所述第一导体片与所述电池分别位于所述基板的所述下表面与所述上表面；以及

一第一馈入微带线，电性连接至所述第一导体片。

11.根据权利要求10所述的通讯装置，其特征是，所述第一导体片被折弯而呈L形。

12.根据权利要求10所述的通讯装置，其特征是，所述接地层具有一沟槽，所述沟槽将所述接地层划分为一第一部分与一第二部分，所述第一导体片连接于所述第二部分。

13.根据权利要求12所述的通讯装置，其特征是，所述第一导体片被折弯而呈L形，且所述第二部分呈L形。

14.根据权利要求12所述的通讯装置，其特征是，所述接地层具有一开口，所述第一馈入微带线具有一第一末段、一第二末段与连接所述第一、第二末段的一中段，所述中段位于所述上表面，所述第一末段贯穿所述基板而电性连接至所述第二部分，所述第二末段贯穿所述基板而设置于所述开口。

15.根据权利要求10所述的通讯装置，其特征是，所述第一导体片配置于所述下表面。

16.根据权利要求10所述的通讯装置，其特征是，所述第一导体片配置于所述上表面，并通过贯穿所述基板的一导电孔道电性连接至所述接地层。

17.根据权利要求16所述的通讯装置，其特征是，所述接地层具有一开口，所述第一馈入微带线贯穿所述基板而设置于所述开口。

18.根据权利要求10所述的通讯装置，其特征是，所述天线更包括至少一第二导体片与至少一第二馈入微带线，所述第二导体片配置于所述基板并实质上垂直于所述接地层，且所述第二导体片电性连接至所述接地层，而所述第二馈入微带线电性连接至所述第二导体片。

19.根据权利要求18所述的通讯装置，其特征是，所述第二导体片与所述电池同样位于所述基板的所述上表面或所述下表面，但分别位于所述上表面或所述下表面的不同区域。

20.根据权利要求10所述的通讯装置，其特征是，还包括一显示面板，所述第一导体片与所述显示面板同样位于所述基板的所述上表面或所述下表面，但分别位于所述上表面或所述下表面的不同区域。

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