CN102214856A - 平面天线与手持装置 - Google Patents

Abstract

平面天线与手持装置。手持装置包括平面天线与系统接地面。平面天线具有第一馈入点、第一接地点、第二馈入点与第二接地点。第一接地点与第二接地点位于第一馈入点与第二馈入点之间。系统接地面电性连接第一馈入点、第一接地点、第二馈入点与第二接地点。如此一来，可提升无线信号的收发品质。

Description

平面天线与手持装置

技术领域

本发明是有关于一种平面天线，且特别是有关于一种手持装置的平面天线。

背景技术

多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)是一种用来描述多个天线间，无线通信信号彼此沟通的方式。简单地说，MIMO指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务品质。MIMO技术对于传统的单天线系统而言，能提高频谱利用率，使系统能在有限的无线频宽传输更高速率的数据。

图1是传统的一种采用MIMO的手持装置的示意图。图2是图1的平面天线的信号品质的示意图。请合并参照图1与图2，手持装置100采用了平面天线110、120。平面天线110具有馈入点F110与接地点G110。平面天线120具有馈入点F120与接地点G120。由于平面天线110、120的操作频率近似，因此平面天线110、120收发的信号容易互相干扰。即便将平面天线110、120分别配置在手持装置100的两侧，其干扰情形仍相当严重(如图2所示)。在图2中，曲线131表示平面天线110的收发品质，曲线132表示平面天线120的收发品质，曲线133表示信号干扰的情形。

一般来说，平面天线通常需要净空区域。若将两平面天线分别配置在手持装置的两侧，两平面天线所需的总净空区域也会变大，不利手持装置的元件布局。况且，手持装置不一定有空间同时容许两个平面天线分别配置在手持装置的两侧。两平面天线之间的距离愈靠近，信号干扰的问题会更加地严重。不仅如此，当手持装置采用三个或三个以上的天线时，信号干扰的问题也会更加严重。

发明内容

本发明提供一种平面天线，可提升无线信号的收发品质。

本发明提供一种手持装置，将两支天线整合为一支天线，可降低天线的噪声干扰。

本发明提出一种平面天线，其包括连接部、第一天线部与第二天线部。第一天线部具有第一馈入点与第一接地点。第一天线部的第一端连接上述连接部的第一端。第一馈入点位于第一天线部的第一端与第二端之间。第一接地点位于第一馈入点与第一天线部的第一端之间。第二天线部具有第二馈入点与第二接地点。第二天线部的第一端连接上述连接部的第二端。第二馈入点位于第二天线部的第一端与第二端之间。第二接地点位于第二馈入点与第一天线部的第一端之间。

在本发明的一实施例中，连接部具有一宽度。连接部的阻抗与其宽度成正相关。在另一实施例中，连接部具有一长度。连接部的阻抗与其长度成负相关。

在本发明的一实施例中，第一天线部包括辐射部与延伸部。延伸部从辐射部向外延伸。第一馈入点与第一接地点配置在延伸部。第一天线部的中心频率依据第一馈入点与第一接地点之间的距离而决定。

在本发明的一实施例中，第二天线部包括辐射部、第一延伸部与第二延伸部。第一延伸部与第二延伸部分别从辐射部向外延伸。第二馈入点与第二接地点分别配置在第一延伸部与二延伸部。第二天线部的中心频率依据第二馈入点与第二接地点之间的信号路径长度而决定。

在本发明的一实施例中，第一天线部包括第一辐射部。第二天线部包括第二辐射部。第一天线部的频率依据第一辐射部的长度而决定。第二天线部的频率依据第二辐射部的长度而决定。第一天线部的频率与第二天线的频率实质上呈一倍频关系。

在本发明的一实施例中，连接部、第一天线部与第二天线部由可挠性导电材料组成。平面天线挠曲配置于固定装置而呈现一立体结构。

从另一角度来看，本发明提出一种手持装置，其包括平面天线与系统接地面。平面天线具有第一馈入点、第一接地点、第二馈入点与第二接地点。第一接地点与第二接地点位于第一馈入点与第二馈入点之间。系统接地面电性连接第一馈入点、第一接地点、第二馈入点与第二接地点。

基于上述，本发明将二支天线整合为一支平面天线。此平面天线具有二个馈入点与二个接地点，上述接地点位于馈入点之间。如此一来不但能降低天线之间的干扰，还能改善天线的空间配置。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是传统的一种采用MIMO的手持装置的示意图。

图2是图1的平面天线的信号品质的示意图。

图3是依照本发明的第一实施例的一种两支平面天线的示意图。

图4是依照本发明的第一实施例的一种平面天线的示意图。

图5是依照本发明的第二实施例的一种平面天线的示意图。

图6是依照本发明的第三实施例的一种平面天线的示意图。

图7是依照本发明的第四实施例的一种平面天线的示意图。

图8是依照本发明的第五实施例的一种平面天线的示意图。

图9是依照本发明的第六实施例的一种平面天线的示意图。

图10是依照本发明的第七实施例的一种平面天线的示意图。

图11是依照本发明的第七实施例的一种平面天线的正反两面配置示意图。

图12是图10的平面天线的信号品质的示意图。

主要元件符号说明

100：手持装置

10：双平面天线

11～17、110、120：平面天线

20～22、30～33：天线部

40～43：连接部

50：基架

60：穿孔

131～133、501～503：曲线

201、211、221、301、321、331：辐射部

202、222、302、311、312、332、333：延伸部

F1、F2、F110、F120：馈入点

G1、G2、G110、G120：接地点

具体实施方式

传统采用MIMO的手持装置有信号干扰与平面天线不易配置的问题。

反观，本发明的实施例将两支平面天线整合为一支平面天线，不但可以降低平面天线的总净空区，还可降低平面天线互相干扰的问题。下面将参考附图详细阐述本发明的实施例，附图举例说明了本发明的示范实施例，其中相同标号指示同样或相似的元件。

图3是依照本发明的第一实施例的一种两支平面天线的示意图。天线部20包括辐射部201与延伸部202。延伸部202从辐射部201向外延伸。延伸部202具有馈入点F1与接地点G1。天线部30包括辐射部301与延伸部302。延伸部302从辐射部301向外延伸。延伸部302具有馈入点F2与接地点G2。当天线部20、30应用至具有无线通信功能的手持装置(未示出)时，馈入点F1与F2可分别连接至系统接地面(未示出)的馈入端。接地点G1与G2可分别连接至系统接地面的接地端。手持装置即可实施MIMO技术。上述手持装置例如是智能型手机、个人数字助理、卫星导航装置、智能电子书、笔记本电脑...等。

在图3中，天线部20与天线部30的配置位置愈靠近，天线部，信号干扰的问题会愈严重。有鉴于此，本实施例利用连接部将天线部20与天线部30整合在一起，不但能改善天线布局的问题，还可有效改善天线之间的信号干扰。

图4是依照本发明的第一实施例的一种平面天线的示意图。请合并参照图3与图4，平面天线11与双平面天线10相类似。不同之处在于，平面天线11还包括连接部40。连接部40连接于天线部20与天线部30之间，并可使接地点G1、G2位于馈入点F1、F2之间。

平面天线11整合了MIMO功能，具有两个馈入点与两个接地点。馈入点F1与接地点G1可视为天线部20的信号输出入端点。馈入点F2与接地点G2可视为天线部30的信号输出入端点。换句话说，手持装置可通过天线部20及/或天线部30进行无线通信。

需注意的是，连接部40为导体，其连接于天线部20、30之间，亦可改变天线部20与30之间的阻抗。换句话说，本领域技术人员可依其需求采用不同阻抗的连接部40，借以实现阻抗匹配的效果。如此一来可改善天线之间的信号干扰。另外，天线部20与30整合在一起，也可减少天线部20、30分开配置所需的总净空区。

虽然上述实施例中已经对手持装置与平面天线描绘出了一个可能的型态，但所属技术领域中具有通常知识者应当知道，各厂商对于手持装置与平面天线的设计都不一样，因此本发明的应用当不限制于此种可能的型态。换句话说，只要是平面天线具有至少二个馈入点与至少二个接地点，且上述接地点位于上述馈入点之间，就已经是符合了本发明的精神。以下再举几个实施方式以便本领域具有通常知识者能够更进一步的了解本发明的精神，并实施本发明。

本领域技术人员应当知道，图4的平面天线图案、馈入点与接地点的配置位置都仅是一种选择实施例，本领域技术者可依其需求改变平面天线图案、馈入点与接地点的配置位置。

举例来说，本领域技术人员可借由改变辐射部201的长度，借以改变天线部20的操作频率。同理，也可借由改变辐射部301的长度，借以改变天线部30的操作频率。

本领域技术人员可借由改变馈入点F1与接地点G1之间的距离，借以改变天线部20的中心频率的落点。同理，也可借由改变馈入点F2与接地点G2之间的距离，借以改变天线部30的中心频率的落点。

上述图4的连接部40的图案亦仅是一种选择实施例，本领域技术人员可依其需求改变连接部40的图案，借以改变连接部40的阻抗。举例来说，图5是依照本发明的第二实施例的一种平面天线的示意图。图5的平面天线12与图4的平面天线11相类似。不同之处在于，图5的连接部41的宽度大于图4的连接部40的宽度。如此一来，图5中，天线部20、30之间的阻抗可降低。也就是说，连接部的阻抗与其宽度成正相关。

又例如，图6是依照本发明的第三实施例的一种平面天线的示意图。图6的平面天线13与图4的平面天线11相类似。不同之处在于，图6的连接部42的长度小于图4的连接部40的长度。如此一来，图6中，天线部20、30之间的阻抗也可降低。也就是说，连接部的阻抗与其长度成负相关。

上述图4中，馈入点F2与接地点G2虽配置于同一个延伸部302，但其仅是一种选择实施例，本发明不限于此。在其他实施例中，馈入点F2与接地点G2也可配置于不同的延伸部。举例来说，图7是依照本发明的第四实施例的一种平面天线的示意图。图7的平面天线14与图4的平面天线11相类似。不同之处在于，图7的天线部31包括了辐射部301与延伸部311、312。在本实施例中，馈入点F2与接地点G2分别配置于延伸部311与312，可增加馈入点F2与接地点G2之间的信号传递路径。如此亦可改变天线部31的中心频率的落点。

本领域技术人员也可依其需求改变辐射部的长度。举例来说，图8是依照本发明的第五实施例的一种平面天线的示意图。图8的平面天线15与图4的平面天线11相类似。在图8中，天线部21包括辐射部211与延伸部202。天线部30包括辐射部301与延伸部302。请注意，辐射部的长度会影响天线部的操作频率。据此，在本实施例中，辐射部211的长度设计成不同于辐射部301的长度，借以使天线部21的频率与天线部30的频率大致上成倍频关系。举例来说，天线部21的频率大致上是天线部30的二倍频。如此一来，当天线部21操作在单倍频，而天线部30操作在二倍频时，彼此间的信号干扰情况也不会太严重。

本领域技术人员也可依其需求改变辐射部的图案，借以改善天线的辐射场型、收发品质或信号干扰问题。举例来说，图9是依照本发明的第六实施例的一种平面天线的示意图。图9的平面天线16与图4的平面天线11相类似。在图9中，天线部20包括辐射部201与延伸部202。天线部32包括辐射部321与延伸部302。辐射部201的第一端连接连接部40。辐射部321的第一端连接连接部40。本领域技术人员应当知道，辐射部201的第二端会影响天线部20的辐射场型。同理，辐射部321的第二端也会影响天线部32的辐射场型。本实施例借由改变辐射部321的图案，使辐射部321的第二端指向与辐射部201的第二端的相同方向。如此可改善天线的辐射场型、收发品质或信号干扰问题。

又例如，图10是依照本发明的第七实施例的一种平面天线的示意图。在图10中，平面天线17的天线部33包括辐射部331与延伸部332、333。请注意，在本实施例中，辐射部331可依据手持装置中的空间、信号品质改良...等理由而设计为不规则形状。同理，可类推至辐射部221。

由于平面天线17是由可挠性导电材料组成，因此平面天线17具挠曲特性。平面天线17可挠曲配置于一固定装置(例如是天线载体、手持装置的壳体、手持装置内任一组件或模块之上)而呈现一立体结构。举例来说，图11是依照本发明的第七实施例的一种平面天线的正反两面配置示意图。请合并参照图10与图11，在本实施例中，固定装置以基架50为例进行说明，其中基架50具有穿孔60。平面天线17可穿过穿孔60，借以使天线部22与天线部33的一部分配置在基架50的第一面，天线部33的另一部份配置在基架50的另一面。如此一来可使平面天线17呈现一立体结构。当然在其他实施例中，本领域技术人员也可利用其他不同的固定装置使平面天线17呈现不同的立体结构。

图12是图10的平面天线的信号品质的示意图。请合并参照图2与图12。在图12中，曲线501表示天线部22的收发品质；曲线502表示天线部33的收发品质，其中天线部33可具有两个以上的谐振频率(例如1G～1.2G及2.5G～2.7G)，在适当调整下，可令第二谐振的中心频率落于天线部22的相同操作频带范围内；曲线503表示信号干扰的情形。从图12中，可看出频带2.5G～2.7G的信号干扰问题明显获得改善。图12相较于图4，图12的收发品质明显获得改善。

本领域技术者可将本说明书所提的平面天线应用于各采用MIMO技术的无线通信系统，例如WIMAX、GPS、3G...等。此外，本领域技术者也可利用匹配电路来微调平面天线中各天线部的频率。

综上所述，本发明将两支天线整合为一支具有至少二个馈入点与接地点的平面天线，其中上述接地点位于上述馈入点之间。如此不但可使平面天线的布局更具弹性，还可改善信号干扰的问题。另外本发明的实施例还具有下列功效：

1.借由改变连接部的形状，可改变连接部的阻抗，借以达成阻抗匹配的功效。

2.借由改变接地点与馈入点之间的信号传递路径，可改变天线的中心频率的落点。

3.借由改变天线辐射体的长度可改变天线的操作频率。

4.平面天线中两天线采用不同长度的辐射体。两天线操作在不同的倍频，使其可操作的频率落于同一频带。如此可改善信号干扰的问题。

5.平面天线挠区固定于固定装置，可使平面天线呈现立体结构。

虽然本发明已以实施例公开如上，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，当可作些许更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种平面天线，包括：

一连接部；

一第一天线部，具有一第一馈入点与一第一接地点，该第一天线部的第一端连接该连接部的第一端，该第一馈入点位于该第一天线部的第一端与第二端之间，该第一接地点位于该第一馈入点与该第一天线部的第一端之间；以及

一第二天线部，具有一第二馈入点与一第二接地点，该第二天线部的第一端连接该连接部的第二端，该第二馈入点位于该第二天线部的第一端与第二端之间，该第二接地点位于该第二馈入点与该第一天线部的该第一端之间。

2.根据权利要求1所述的平面天线，其中该连接部具有一宽度，该连接部的阻抗与该宽度成正相关。

3.根据权利要求1所述的平面天线，其中该连接部具有一长度，该连接部的阻抗与该长度成负相关。

4.根据权利要求1所述的平面天线，其中该第一天线部包括一辐射部与一延伸部，该延伸部从该辐射部向外延伸，该第一馈入点与该第一接地点配置在该延伸部，该第一天线部的一中心频率依据该第一馈入点与该第一接地点之间的一距离而决定。

5.根据权利要求1所述的平面天线，其中该第二天线部包括一辐射部、一第一延伸部与一第二延伸部，该第一延伸部与该第二延伸部分别从该辐射部向外延伸，该第二馈入点与该第二接地点分别配置在该第一延伸部与该第二延伸部，该第二天线部的一中心频率依据该第二馈入点与该第二接地点之间的一信号路径长度而决定。

6.根据权利要求1所述的平面天线，其中该第一天线部包括一第一辐射部，该第二天线部包括一第二辐射部，该第一天线部的频率依据该第一辐射部的长度而决定，该第二天线部的频率依据该第二辐射部的长度而决定，该第一天线部的频率与该第二天线的频率实质上呈一倍频关系。

7.根据权利要求1所述的平面天线，其中该连接部、该第一天线部与该第二天线部由可挠性导电材料组成，该平面天线挠曲配置于一固定装置而呈现一立体结构。

8.一种手持装置，包括：

一平面天线，具有一第一馈入点、一第一接地点、一第二馈入点与一第二接地点，该第一接地点与该第二接地点位于该第一馈入点与该第二馈入点之间；以及

一系统接地面，电性连接该第一馈入点、该第一接地点、该第二馈入点与该第二接地点。

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