CN101800359B - 电子装置及其天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子装置及其天线。一种天线，包括信号线、接地线、第一及第二辐射组件。第一辐射组件电性连接信号线，该组件包括第一U形段部及第一延伸段部，信号线连接第一U形段部一端，第一延伸段部连接第一U形段部另一端，第一U形段部具有第一缺口，该缺口朝向第一方向。第二辐射组件电性连接接地线，该组件包括第二U形段部及第二延伸段部，接地线连接第二U形段部一端，第二延伸段部连接第二U形段部另一端，第二U形段部具有第二缺口，该缺口朝向第一方向，第一U形段部邻近第二U形段部。传输第一无线信号λ1时，第一U形段部的高度约介于λ1/3至λ1/2之间。本发明以非等距弯折方式及非等宽线宽，提供较大带宽及较佳信号传输效果。

Description

电子装置及其天线
技术领域
本发明涉及一种天线，特别是涉及一种偶极天线。
背景技术
参照图1，图1显示公知的偶极天线1，包括一第一臂10、一第二臂20、一信号线31以及一接地线32。该信号线31电性连接该第一臂10，该接地线32电性连接该第二臂20。偶极天线1用以传递一无线信号，该无线信号具有一波长λ。
在公知技术中，第一臂10与第二臂20的长度均为λ/4，因此，公知的偶极天线1的体积较大。此外，由于公知的偶极天线1的表面电流只有单一路径，故只有单一模态共振频率，其带宽较窄，带宽利用率仅约为8.15％。
发明内容
本发明即为欲解决公知技术的问题而提供的一种天线，包括一信号线、一接地线、一第一辐射组件以及一第二辐射组件。一第一辐射组件电性连接该信号线，该第一辐射组件包括一第一U形段部以及一第一延伸段部，该信号线连接该第一U形段部的一端，该第一延伸段部连接该第一U形段部的另一端，其中，该第一U形段部具有一第一缺口，该第一缺口朝向一第一方向。第二辐射组件电性连接该接地线，该第二辐射组件包括一第二U形段部以及一第二延伸段部，该接地线连接该第二U形段部的一端，该第二延伸段部连接该第二U形段部的另一端，其中，该第二U形段部具有一第二缺口，该第二缺口朝向该第一方向，该第一U形段部邻近该第二U形段部。当传输一第一无线信号时，该第一U形段部与该第二U形段部相耦合以传输该第一无线信号，该第一无线信号具有一第一信号波长λ1，该第一U形段部的高度约介于λ1/3至λ1/2之间。
本发明还提供一电子装置，包括：一支撑结构以及一天线，所述天线设于所述支撑结构之上，所述天线包括：一信号线、一接地线、一第一辐射组件以及一第二辐射组件。其中，所述第一辐射组件电性连接所述信号线，所述第一辐射组件包括一第一U形段部以及一第一延伸段部，所述信号线连接所述第一U形段部的一端，所述第一延伸段部连接所述第一U形段部的另一端，其中，所述第一U形段部具有一第一缺口，所述第一缺口朝向一第一方向；所述第二辐射组件，电性连接所述接地线，所述第二辐射组件包括一第二U形段部以及一第二延伸段部，所述接地线连接所述第二U形段部的一端，所述第二延伸段部连接所述第二U形段部的另一端，其中，所述第二U形段部具有一第二缺口，所述第二缺口朝向所述第一方向，所述第一U形段部邻近所述第二U形段部，当传输一第一无线信号时，所述第一U形段部与所述第二U形段部相耦合以传输所述第一无线信号，所述第一无线信号具有一第一信号波长λ1，所述第一U形段部的高度约介于λ1/3至λ1/2之间。
在本发明的实施例中，通过非等距的弯折方式以及非等宽的线宽，使迂回电流产生多模态共振，藉此以较小的体积，提供较大的带宽以及较佳的信号传输效果。
附图说明
图1显示公知的偶极天线；
图2显示本发明第一实施例的天线；
图3a显示本发明第一实施例的天线在传输一第一无线信号时的共振情形；
图3b显示本发明第一实施例的天线在传输一第二无线信号时的共振情形；
图4显示本发明第一实施例的天线的信号传输效果；
图5a、图5b显示本发明第二实施例的天线的立体图；
图6显示本发明第二实施例的天线的信号传输效果；
图7a显示第二实施例的天线在低频模态的XY平面场型图；
图7b显示第二实施例的天线在高频模态的XY平面场型图；
图8显示本发明第三实施例的天线；以及
图9显示本发明第四实施例的天线。
主要组件符号说明：
1   天线                 115  第一次耦合部
10  第一臂               116  第一延伸耦合部
20  第二臂               120  第二辐射组件
31  信号线               121  第二U形段部
32  接地线               122  第二延伸段部
100、100’  天线         123  第二缺口
101  信号线              200  电子装置
102  接地线              210  支撑结构
110  第一辐射组件        211  第一主支撑面
111  第一U形段部         212  第二主支撑面
112  第一延伸段部        221  第一侧支撑面
113  第一缺口            222  第二侧支撑面
114  第一主耦合部        223  第三侧支撑面
具体实施方式
参照图2，图2显示本发明第一实施例的天线100，包括一信号线101、一接地线102、一第一辐射组件110以及一第二辐射组件120。第一辐射组件110电性连接该信号线101，该第一辐射组件110包括一第一U形段部111以及一第一延伸段部112。该信号线101连接该第一U形段部111的一端，该第一延伸段部112连接该第一U形段部111的另一端。该第一U形段部111具有一第一缺口113，该第一缺口113朝向一第一方向(-Y)。第二辐射组件120电性连接该接地线102。该第二辐射组件120包括一第二U形段部121以及一第二延伸段部122，该接地线102连接该第二U形段部121的一端，该第二延伸段部122连接该第二U形段部121的另一端，其中，该第二U形段部具有一第二缺口123，该第二缺口123朝向该第一方向(-Y)。该第一U形段部111邻近该第二U形段部121。
参照图3a，当传输一第一无线信号(高频信号)时，该第一U形段部111与该第二U形段部121相耦合以传输该第一无线信号，该第一无线信号具有一第一信号波长λ1，该第一U形段部111的高度h1约介于λ1/3至λ1/2之间。图3a中的箭头符号标示电流流向，当传输该第一无线信号时，电流主要集中在该第一U形段部111与该第二U形段部121之上。
参照图3b，当传输一第二无线信号(低频信号)时，该第二无线信号通过该第一U形段部111、该第一延伸段部112、该第二U形段部121以及一第二延伸段部122而传递，该第二无线信号具有一第二信号波长λ2，该第一辐射组件的总长度约为λ2/4，该第二辐射组件的总长度约为λ2/4。
再参照图2，在上述实施例中，该第二U形段部121的高度h2略大于该第一U形段部111的高度h1。
该第一U形段部111包括一第一主耦合部114以及一第一次耦合部115，该第一主耦合部114设于该第一次耦合部115与该信号线101之间，该第一主耦合部114的线宽大于该第一次耦合部115的线宽。该第一主耦合部114的线宽大于该第二U形段部121的线宽。该第一次耦合部115的线宽小于该第二U形段部121的线宽。该第一缺口113的宽度w1大于该第二缺口123的宽度w2。
该第一U形段部111与该第二U形段部121之间具有一间距G。通过调整该第一U形段部111与该第二U形段部121之间的相对位置，可以控制耦合效果，并避免电流抵消的情况发生。
在上述实施例中，通过非等距的弯折方式以及非等宽的线宽，使迂回电流产生多模态共振。在一实施例中，该第一U形段部的的高度h1约为～0.4λ1，该第二U形段部的高度h2约为～0.45λ1。该第一主耦合部114的线宽约为～0.17λ1，该第一次耦合部115的线宽约为～0.05λ1，该第二U形段部121的线宽约为～0.1λ1。该第一缺口113的宽度w1约为～0.1λ1，该第二缺口123的宽度w2约为～0.05λ1。间距G约为～0.1λ1。
参照图4，图4显示本发明第一实施例的天线的传输效果，其有效频段约介于1.05GHz～1.18GHz以及2.7GHz～3.0GHz之间，带宽利用率为11.6％～10.5％。相比较于公知技术，本发明以较小的体积，提供较大的带宽以及较佳的信号传输效果。
参照图5a、图5b，图5a、图5b显示本发明的第二实施例的电子装置200，其特点在于具有一支撑结构210以及一天线100’，该天线100’是以印刷的方式形成于该支撑结构210之上。天线100’的结构大致上与第一实施例的天线100相同。支撑结构210包括一第一主支撑面211、一第二主支撑面212、一第一侧支撑面221、一第二侧支撑面222以及一第三侧支撑面223。该第一主支撑面211平行于该第二主支撑面212。该第一侧支撑面221大致上垂直于该第一主支撑面211。该第二侧支撑面222大致上垂直于该第一主支撑面211以及该第一侧支撑面221。该第三侧支撑面223大致上与该第二侧支撑面222相反。
该第一U形段部111与该第二U形段部121均为在该第一主支撑面211之上。该第一延伸段部112从该第一主支撑面211延伸经过该第二侧支撑面222、该第一侧支撑面221而至该第二主支撑面212。该第二延伸段部122从该第一主支撑面211延伸经过该第三侧支撑面223而至该第二主支撑面212。
参照图5a，该第一延伸段部112具有一第一延伸耦合部116，该第一延伸耦合部116延伸于该第一侧支撑面221之上，并耦合该第一U形段部111的中央部分(顶部)。
参照图6，图6显示本发明第二实施例的天线的传输效果，其有效频段约介于824～960MHz(低频)以及1710～2500MHz(高频)之间，低频部分的带宽利用率为15.24％，高频部分的带宽利用率为37.53％。相比较于第一实施例，第二实施例的天线的体积更为缩小，且信号传递效果更佳。此外，参照图7a、图7b，图7a显示第二实施例的天线在低频模态的XY平面场型图，图7b显示第二实施例的天线在高频模态的XY平面场型图，应用本发明第二实施例的天线，意外的在XY平面场型图会得到具有全向性的辐射场型。
本发明的第二实施例的电子装置200可以为外接式网卡组件，或是其他无线形式的电子装置。
图8显示本发明第三实施例的天线310，图9显示本发明第四实施例的天线320。由图8、图9可知，该第一延伸段部以及该第二延伸段部的形状可以任意变化，以配合不同的信号传输需求，例如改变辐射场型或变化传输频段。
在上述实施例中，该第一U形段部与该第二U形段部大致上位于同平面之上，然而并未限制本发明，在一实施例中，该第一U形段部与该第二U形段部亦可以位于不同平面之上，并彼此相耦合而提供多模态共振。
虽然本发明已以具体的较佳实施例公开如上，然而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，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书范围所界定的为准。

Claims (19)

1.一种天线，包括：
一信号线；
一接地线；
一第一辐射组件，电性连接所述信号线，所述第一辐射组件包括一第一U形段部以及一第一延伸段部，所述信号线连接所述第一U形段部的一端，所述第一延伸段部连接所述第一U形段部的另一端，其中，所述第一U形段部具有一第一缺口，所述第一缺口朝向一第一方向；以及
一第二辐射组件，电性连接所述接地线，所述第二辐射组件包括一第二U形段部以及一第二延伸段部，所述接地线连接所述第二U形段部的一端，所述第二延伸段部连接所述第二U形段部的另一端，其中，所述第二U形段部具有一第二缺口，所述第二缺口朝向所述第一方向，所述第一U形段部邻近所述第二U形段部，当传输一第一无线信号时，所述第一U形段部与所述第二U形段部相耦合以传输所述第一无线信号，所述第一无线信号具有一第一信号波长λ1，所述第一U形段部的高度约介于λ1/3至λ1/2之间；
其中，所述第一缺口的宽度大于所述第二缺口的宽度，并且所述第一U形段部与所述第二U形段部之间具有一间距。
2.如权利要求1所述的天线，其中，所述第二U形段部的高度大于所述第一U形段部的高度。
3.如权利要求1所述的天线，其中，所述第一U形段部包括一第一主耦合部以及一第一次耦合部，所述第一主耦合部设于所述第一次耦合部与所述信号线之间，所述第一主耦合部的线宽大于所述第一次耦合部的线宽。
4.如权利要求3所述的天线，其中，所述第一主耦合部的线宽大于所述第二U形段部的线宽。
5.如权利要求4所述的天线，其中，所述第一次耦合部的线宽小于所述第二U形段部的线宽。
6.如权利要求1所述的天线，其中，当传输一第二无线信号时，所述第二无线信号通过所述第一U形段部、所述第一延伸段部、所述第二U形段部以及一第二延伸段部而传递，所述第二无线信号具有一第二信号波长λ2，所述第一辐射组件的总长度约为λ2/4，所述第二辐射组件的总长度约为λ2/4。
7.如权利要求1所述的天线，其中，所述第一延伸段部具有一第一延伸耦合部，所述第一延伸耦合部耦合所述第一U形段部。
8.如权利要求1所述的天线，其中，所述第一延伸耦合部平行并耦合所述第一U形段部的中央部分。
9.一电子装置，包括：
一支撑结构；以及
一天线，设于所述支撑结构之上，所述天线包括：
一信号线；
一接地线；
一第一辐射组件，电性连接所述信号线，所述第一辐射组件包括一第一U形段部以及一第一延伸段部，所述信号线连接所述第一U形段部的一端，所述第一延伸段部连接所述第一U形段部的另一端，其中，所述第一U形段部具有一第一缺口，所述第一缺口朝向一第一方向；以及
一第二辐射组件，电性连接所述接地线，所述第二辐射组件包括一第二U形段部以及一第二延伸段部，所述接地线连接所述第二U形段部的一端，所述第二延伸段部连接所述第二U形段部的另一端，其中，所述第二U形段部具有一第二缺口，所述第二缺口朝向所述第一方向，所述第一U形段部邻近所述第二U形段部，当传输一第一无线信号时，所述第一U形段部与所述第二U形段部相耦合以传输所述第一无线信号，所述第一无线信号具有一第一信号波长λ1，所述第一U形段部的高度约介于λ1/3至λ1/2之间；
其中，所述第一缺口的宽度大于所述第二缺口的宽度，并且所述第一U形段部与所述第二U形段部之间具有一间距。
10.如权利要求9所述的电子装置，其中，所述支撑结构具有一第一主支撑面，其中，所述第一U形段部以及所述第二U形段部均形成于所述第一主支撑面之上。
11.如权利要求10所述的电子装置，其中，所述第一U形段部包括一第一主耦合部以及一第一次耦合部，所述第一主耦合部设于所述第一次耦合部与所述信号线之间，所述第一主耦合部的线宽大于所述第一次耦合部的线宽。
12.如权利要求11所述的电子装置，其中，所述第一主耦合部的线宽大于所述第二U形段部的线宽。
13.如权利要求12所述的电子装置，其中，所述第一次耦合部的线宽小于所述第二U形段部的线宽。
14.如权利要求10所述的电子装置，其中，当传输一第二无线信号时，所述第二无线信号通过所述第一U形段部、所述第一延伸段部、所述第二U形段部以及一第二延伸段部而传递，所述第二无线信号具有一第二信号波长λ2，所述第一辐射组件的总长度约为λ2/4，所述第二辐射组件的总长度约为λ2/4。
15.如权利要求10所述的电子装置，其中，所述第一延伸段部具有一第一延伸耦合部，所述第一延伸耦合部耦合所述第一U形段部。
16.如权利要求15的所述的电子装置，其中，所述第一延伸耦合部平行并耦合所述第一U形段部的中央部分。
17.如权利要求16所述的电子装置，其中，所述支撑结构还具有一第一侧支撑面，所述第一侧支撑面大致上垂直于所述第一主支撑面，所述第一延伸耦合部形成于所述第一侧支撑面之上。
18.如权利要求17所述的电子装置，其中，所述支撑结构还具有一第二侧支撑面以及一第二主支撑面，所述第一延伸段部从所述第一主支撑面延伸经过所述第二侧支撑面、所述第一侧支撑面而至所述第二主支撑面，所述第一主支撑面平行于所述第二主支撑面，所述第二侧支撑面大致上垂直于所述第一主支撑面以及所述第一侧支撑面。
19.如权利要求18所述的电子装置，其中，所述支撑结构还具有一第三侧支撑面，所述第二延伸段部从所述第一主支撑面延伸经过所述第三侧支撑面而至所述第二主支撑面，所述第三侧支撑面大致与所述第二侧支撑面相反。
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