CN102214855A - 单极天线及具有单极天线的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单极天线及具有单极天线的电子装置。该单极天线设置于一基座上以形成一折叠状天线结构，该单极天线包括一第一辐射区域、一第二辐射区域、一第三辐射区域以及一馈入点；该第一辐射区域用以传输一高频信号；该第二辐射区域与该第一辐射区域相接，用以传输一低频信号，该第二辐射区域设置于该基座上的一第一平面、一第二平面以及一第三平面；该第三辐射区域与该第二辐射区域相接，并设置于该基座上的该第二平面及该第三平面；该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域相接，用以馈入一电性信号。本发明的单极天线可以缩小设置在基座上的范围，亦可保持其传输的效能。

Description

单极天线及具有单极天线的电子装置

技术领域

本发明涉及一种单极天线及具有单极天线的电子装置，特别是一种具有折叠状结构的单极天线及具有单极天线的电子装置。

背景技术

随着科技的进步，市面上的电子产品利用无线通信系统进行传输的方式已经越来越普及。同时现今的电子产品亦具有厚度限制及降低成本的要求，因此对于特别轻薄的电子产品装置而言，更需要一种特殊的传输天线，能传输特殊的频段且能配合电子产品的形状。如此一来，传统的天线可能无法符合需求。

此外，为了避免干扰到天线的传输，电子产品必须要预留“净空区域”来设置天线。以天线设计来说，一支工作频率在900MHz的天线，其长度约为3.2公分(厘米)。亦即电子产品必须预留超过3.2公分来设置天线。如此一来，会增加电子产品的长度，对于现今的电子产品造成设计上的困扰。

因此，需要发明出一种天线以解决先前技术的缺失。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种具有折叠状结构的单极天线。

本发明的另一主要目的是在提供一种具有单极天线的电子装置。

为达到上述的目的，本发明的单极天线设置于一基座上以形成一折叠状天线结构，该单极天线包括一第一辐射区域、一第二辐射区域、一第三辐射区域以及一馈入点；该第一辐射区域用以传输一高频信号；该第二辐射区域与该第一辐射区域相接，用以传输一低频信号，该第二辐射区域设置于该基座上的一第一平面、一第二平面以及一第三平面；该第三辐射区域与该第二辐射区域相接，并设置于该基座上的该第二平面及该第三平面；该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域相接，用以馈入一电性信号。

本发明的具有单极天线的电子装置，该电子装置包括一基座、一无线信号模块以及一单极天线，该基座包括至少一第一平面、一第二平面以及一第三平面；该无线信号模块设置于该基座上，用以传输一无线信号；该单极天线与该无线信号模块电性连接，该单极天线贴附于该基座上以形成一折叠状天线结构，该单极天线包括一第一辐射区域、一第二辐射区域、一第三辐射区域以及一馈入点，该第一辐射区域用以传输一高频信号；该第二辐射区域与该第一辐射区域相接，用以传输一低频信号，该第二辐射区域设置于该基座上的该第一平面、该第二平面以及该第三平面；该第三辐射区域与该第二辐射区域相接，并设置于该基座上的该第二平面及该第三平面；该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域相接，用以馈入一电性信号。

本发明的单极天线可以缩小设置在基座上的范围，亦可保持其传输的效能。

附图说明

图1A为本发明单极天线的正面示意图。

图1B为本发明单极天线的反面示意图。

图2为依据图1A-图1B，显示其在不同频率的dB值。

图3为依据图1A-图1B，显示其在不同频率下的史密斯图。

图4为依据图1A-图1B，显示其在不同频率下的效率图。

图5为依据图1A-图1B，显示其在不同频带下的TRP和TIS效能图。

图6为本发明的电子装置的系统方框图。

主要组件符号说明：

单极天线10                        第一区域321

基座20                            第二区域322

第一平面21                        第三区域323

第二平面22                        第四区域324

第三平面23                        第三辐射区域33

第四平面24                        电子装置40

孔洞25                            无线信号模块41

第一辐射区域31                    馈入点F

第二辐射区域32

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

请先同时参考图1A-图1B，关于本发明单极天线的示意图，其中图1A为本发明单极天线的正面示意图，图1B为本发明单极天线的反面示意图。

本发明的单极天线10为一折叠状天线结构，并设置于基座20上。基座20可为安装电子组件或是印刷电路板等装置的基座20，基座20的形状可视需求而有不同设计。在本发明的一实施例中，基座20至少包括第一平面21、第二平面22、第三平面23以及第四平面24，但本发明并不限于此。单极天线10利用激光蚀刻的方式来设置于基座20上，基座20由一种适合激光蚀刻工艺的材质制成，藉由钯离子将单极天线10蚀刻于基座20上。由于此蚀刻工艺的技术已经被相关技术人员所熟悉且并非本发明的重点所在，故在此不再赘述。

单极天线10包括第一辐射区域31、第二辐射区域32、第三辐射区域33与馈入点F，第一辐射区域31、第二辐射区域32以及第三辐射区域33可通过由馈入点F馈入的电流以激发辐射能量。其中第一辐射区域31与第二辐射区域32互相连接，第二辐射区域32与第三辐射区域33互相连接，以形成类似回路式天线的结构，并且设置于基座20的不同平面上，以形成折叠状天线结构。当馈入点F馈入电性信号时，单极天线10可将电性信号经由此第一辐射区域31、第二辐射区域32以及第三辐射区域33以形成信号回路，以产生一定量的磁场辐射能量。

第一辐射区域31设置于基座20的第一平面21上，并且可根据基座20的形状做宽度的调整。第一辐射区域31用以传输高频的频段，如1800MHz到2100MHz的频段。

第二辐射区域32与第一辐射区域31互相连接，并设置于基座20的第一平面21、第二平面22以及第三平面23上。在本发明的一实施例中，第二辐射区域32包括第一区域321、第二区域322、第三区域323以及第四区域324。第一区域321直接与第一辐射区域31连接，并且设置于基座20的第一平面21上。第二区域322实质上与第一区域321垂直相接，并从第一平面21延伸至第二平面22。第三区域323实质上与第二区域322垂直相接，并同时设置于第二平面22及第三平面23上。第四区域324与第三区域323相接，并设置于第二平面22上。当馈入电性信号时，单极天线10藉由第一区域321、第二区域322、第三区域323到第四区域324的长度即可传输低频的频段，如850MHz到950MHz的频段。

第三辐射区域33与第二辐射区域32相接，并具有弯折处，以设置于第一平面21及第二平面22上。需注意的是，上述第一辐射区域31、第二辐射区域32以及第三辐射区域33在图1A-图1B中所示的形状仅为示意，本发明并不以此为限。

在单极天线10上还包括一馈入点F，电性连接一条馈入线(图未示)，用以馈入电性信号。馈入线可为如RF电缆(RF Cable)等的电缆，但本发明并不以此为限。在本发明的一实施例中，馈入点F与第一辐射区域31及第二辐射区域32设置于基座20的不同平面上。馈入点F设置于基座20的第四平面24上，与第一辐射区域31及第二辐射区域32之间经由基座20的孔洞25互相连接。当电性信号经由馈入点F馈入时，藉由第一辐射区域31、第二辐射区域32以及第三辐射区域33的结构，使得单极天线10得以激发辐射能量。

需注意的是，基座20的形状并不以图1A-图1B所示的形状为限，同时第一辐射区域31、第二辐射区域32以及第三辐射区域33的形状亦可配合基座20的形状而做改变，本发明并不以图1A-图1B中所示的形状为限。

接着请参考图2，图2为依据图1A-图1B，显示其在不同频率的dB值。

由图2中可知，单极天线10藉由上述的结构，可以传输850MHz到950MHz左右的频段以及1800MHz到2100MHz左右的频段，可符合一般手机系统所需的传输频段，亦可用于其他的通信传输之用。

接着参考图3，图3为依据图1A-图1B，显示其在不同频率下的史密斯图。

由图3可得知，单极天线10在史密斯图中所表现出的输入阻抗的轨迹较接近史密斯图的中心点，其反射系数(Return Loss)较小，因此具有较佳阻抗特性。

接着参考图4，图4为依据图1A-图1B，显示其在不同频率下的效率图。

由图4可得知，藉由上述单极天线10的结构，可达到30％以上的传输效率。

接着请参考图5，图5为依据图1A-图1B，显示其在不同频带下的TRP和TIS效能图。

其中总辐射功率(Total Radiated Power，TRP)是指单极天线10在立体全方向上对外传送信号的辐射功率的平均值，相对于峰值有效辐射功率(Effective Radiated Power，ERP)和传导发射功率，TRP不仅考虑了单极天线10的匹配因素，而且是在三维空间上，更全面地衡量单极天线10的传送信号的情况。

而总全向灵敏度(Total Isotropic Sensitivity，TIS)是指单极天线10在立体全方向上接收信号的接收灵敏度的平均值。TIS既考虑了单极天线10的匹配因素，也考虑了在三维空间的单极天线10的接收性能，因此能够更全面地衡量单极天线10的接收信号的能力。

一般而言，通常要求单极天线10的TRP值越大越好，TIS值越小越好。因此由图5可知，此单极天线10在全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)的频段下的TRP值为28dBm，数字通信系统(Digital Communication System，DCS)以及个人通信服务(Personal Communication Service，PCS)的频段下的TRP值为26dBm，通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)的不同频段(Band)下的TRP值为19dBm，而TIS值皆为-104dBm。

最后，请参考图6，关于本发明的电子装置的系统方框图。

在本发明的一实施例中，电子装置40可为智能型手机或是PDA等移动装置，但本发明并不以此为限。如图6所示，本发明的电子装置40包括单极天线10、基座20以及无线信号模块41。单极天线10与无线信号模块41皆设置于基座20上。电子装置40可利用馈入线(图未示)馈入到单极天线10并与无线信号模块41电性连接，以藉由无线信号模块41来处理单极天线10的信号，例如发射或接收信号。如此一来，电子装置40即可以藉由单极天线10接收或者传送无线信号到其他的装置(图未示)，以达到无线通信的目的。

由上述的描述可知，本发明的单极天线10可以缩小设置在基座20上的范围，亦可保持其传输的效能，能解决先前技术中所遇见的缺失。

综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自然应当以权利要求书的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (9)

1.一种单极天线，设置于一基座上以形成一折叠状天线结构，该单极天线包括：

一第一辐射区域，该第一辐射区域用以传输一高频信号；

一第二辐射区域，该第二辐射区域与该第一辐射区域相接，用以传输一低频信号，该第二辐射区域设置于该基座上的一第一平面、一第二平面以及一第三平面；

一第三辐射区域，该第三辐射区域与该第二辐射区域相接，并设置于该基座上的该第二平面及该第三平面；以及

一馈入点，该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域相接，用以馈入一电性信号。

2.如权利要求1所述的单极天线，其中该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域设置于该基座的不同平面上，该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域经由该基座的一孔洞互相连接。

3.如权利要求1所述的单极天线，该单极天线利用一激光蚀刻方式来设置于该基座上。

4.如权利要求1所述的单极天线，其中该第二辐射区域还包括：

一第一区域，该第一区域与该第一辐射区域相接，并设置于该第一平面上；

一第二区域，该第二区域与该第一区域相接，并设置于该第一平面及该第二平面上；

一第三区域，该第三区域与该第二区域相接，并设置于该第二平面及该第三平面上；以及

一第四区域，该第四区域与该第三区域相接，并设置于该第二平面上。

5.一种具有单极天线的电子装置，包括：

一基座，该基座包括至少一第一平面、一第二平面以及一第三平面；

一无线信号模块，该无线信号模块设置于该基座上，用以传输一无线信号；以及

一单极天线，该单极天线与该无线信号模块电性连接，该单极天线贴附于该基座上以形成一折叠状天线结构，该单极天线包括：

一第一辐射区域，该第一辐射区域用以传输一高频信号；

一第二辐射区域，该第二辐射区域与该第一辐射区域相接，用以传输一低频信号，该第二辐射区域设置于该基座上的该第一平面、该第二平面以及该第三平面；

一第三辐射区域，该第三辐射区域与该第二辐射区域相接，并设置于该基座上的该第二平面及该第三平面；以及

一馈入点，该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域相接，用以馈入一电性信号。

6.如权利要求5所述的具有单极天线的电子装置，其中该基座由适合蚀刻的材料所制成。

7.如权利要求5所述的具有单极天线的电子装置，其中该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域设置于该基座的不同平面上，该馈入点与该第一辐射区域及该第二辐射区域经由该基座的一孔洞互相连接。

8.如权利要求5所述的具有单极天线的电子装置，其中该单极天线利用一激光蚀刻方式来设置于该基座上。

9.如权利要求5所述的具有单极天线的电子装置，其中该第二辐射区域包括：

一第一区域，该第一区域与该第一辐射区域相接，并设置于该第一平面上；

一第二区域，该第二区域与该第一区域相接，并设置于该第一平面及该第二平面上；

一第三区域，该第三区域与该第二区域相接，并设置于该第二平面及该第三平面上；以及

一第四区域，该第四区域与该第三区域相接，并设置于该第二平面上。

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