CN102244313A

CN102244313A - 具有槽孔结构的天线装置

Info

Publication number: CN102244313A
Application number: CN2010101809123A
Authority: CN
Inventors: 邱建评; 翁丰仁; 吴晓薇; 颜一平
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2011-11-16

Abstract

一种具有槽孔结构的天线装置，包括一基板、一天线及一槽孔结构。基板包括一表面，而天线设置在基板的表面，并包括一馈入段、一辐射部及一接地部，其中，馈入段具有一供信号馈入的馈入端以及一相反于馈入端的连接端，辐射部与连接端相连接，接地部具有一由馈入端且间隔于辐射部延伸的第一支臂。槽孔结构包括一贯穿基板且位于辐射部与第一支臂的长度方向延伸之间的第一槽孔，借此提升天线装置的辐射效率。

Description

具有槽孔结构的天线装置

技术领域

本发明关于一种天线装置，特别是一种具有槽孔结构的天线装置。

背景技术

一般来说，可携式电子装置如笔记本电脑装设有一天线装置，以提供无线上网的功能，让使用者可以随时随地达到上网的需求。并且，可携式电子装置常装设一可操作在多频段(如：WLAN频段、WiMAX频段)的平板倒F型天线(PIFA)91在一屏幕92上，如图1所示。

然而，随着可携式电子装置日益轻薄短小的趋势下，平板倒F型天线能够设计安装的空间也越来越小，导致平板倒F型天线与其他电子元件或金属导体更加地邻近而受到干扰，以致于天线的辐射效率不佳。

因此，若考虑保持原有平板倒F型天线的尺寸的情况下，又必须提升平板倒F型天线的辐射效率，即为本发明所欲改进的重点。

发明内容

因此，本发明的目的，就是提供一种借槽孔结构提升辐射效率的天线装置。

于是，本发明具有槽孔结构的天线装置，包括一基板、一天线及一槽孔结构。基板包括一表面，而天线设置在基板的表面，并包括一馈入段、一辐射部及一接地部，其中，馈入段具有一供信号馈入的馈入端以及一相反于馈入端的连接端，辐射部与连接端相连接，接地部具有一由馈入端且间隔于辐射部延伸的第一支臂。槽孔结构包括一贯穿基板且位于辐射部与第一支臂的长度方向延伸之间的第一槽孔。

优选地，辐射部具有一第一辐射臂及一与第一辐射臂排列在同一直线上的第二辐射臂，第一辐射臂操作在一低频段，而第二辐射臂操作在一高频段；馈入段的连接端连接第一辐射臂与第二辐射臂。

优选地，第一支臂与第一辐射臂平行且相间隔，而第一槽孔则位于第一辐射臂与第一支臂的长度方向延伸之间。

优选地，接地部还包括一由第一支臂的自由端往远离第一辐射臂方向延伸的第二支臂，槽孔结构还包括一贯穿基板且受第一支臂与第二支臂围绕的第二槽孔。

优选地，槽孔结构还包括一贯穿基板且受第二辐射臂与馈入段围绕的第三槽孔。

优选地，第一槽孔与三槽孔相连通，使得馈入段悬空地跨接在辐射部与接地部的第一支臂之间。

优选地，第一槽孔大致上呈方形。

优选地，第一槽孔与第二槽孔大致上呈方形。

优选地，第三槽孔大致上呈方形。

本发明的功效在于，借由槽孔结构的设置，可在不改变原本天线的设计以及原本基板尺寸的状态下，提升天线装置的辐射效率。

附图说明

图1是一平面示意图，说明传统的天线；

图2是一平面示意图，说明本发明具有槽孔结构的天线装置的第一优选实施例；

图3是一平面示意图，说明该天线装置测量出的电压驻波比值；

图4是一xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果图，说明该天线装置工作在2442MHz的功效；

图5是一xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果图，说明该天线装置工作在2600MHz的功效；

图6是一xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果图，说明该天线装置工作在5470MHz的功效；

图7是一平面示意图，说明本发明具有槽孔结构的天线装置的第二优选实施例；

图8是一平面示意图，说明本发明具有槽孔结构的天线装置的第三优选实施例；及

图9是一平面示意图，说明本发明具有槽孔结构的天线装置的第四优选实施例。

主要元件符号说明

101 天线装置

102 天线装置

103 天线装置

104 天线装置

2 基板

20 表面

21 第一侧缘

22 第二侧缘

23 第三侧缘

24 第四侧缘

3 天线

31 馈入段

311 馈入端

312 连接端

32 辐射部

321 第一辐射臂

322 第二辐射臂

323 连接处

33 接地部

331 第一支臂

332 第二支臂

4 槽孔结构

41 第一槽孔

42 第二槽孔

5 槽孔结构

51 第一槽孔

52 第二槽孔

53 第三槽孔

6 槽孔结构

61 第一槽孔

7 槽孔结构

71 第一槽孔

73 第三槽孔

74 连通槽孔

8 铜箔段

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的四个优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图2，为本发明具有槽孔结构的天线装置的第一优选实施例，天线装置101适装设在一电子装置(如：笔记本电脑)内。天线装置101包括一基板2、一天线3及一槽孔结构4，其中，天线3与槽孔结构4设置在基板2上，并且，在本实施例中的天线3为平板倒F型天线(Planar Inverted-FAntenna，PIFA)。

基板2呈长方形板体，并包括一供天线3设置的表面20，以及围绕在表面20四周的一第一侧缘21、一第二侧缘22、一第三侧缘23及一第四侧缘24。在本实施例中，基板2为印刷电路板(PCB)，且其尺寸的长度与宽度分别为25毫米与9毫米，而其厚度为0.6毫米。并且，为了方便说明，定义第一侧缘21所在的方位为上方，第二侧缘22所在的方位为下方，第三侧缘23所在的方位为左方，第四侧缘24所在的方位为右方。

天线3包括一馈入段31、一辐射部32以及一接地部33。馈入段31纵向地设置在基板2的表面20，并具有一较为邻近第二侧缘22且供信号馈入的馈入端311，以及一相反于馈入端311且较为邻近第一侧缘21的连接端312。辐射部32横设在基板2的表面20上，并具有紧邻于第一侧缘21的一第一辐射臂321及一第二辐射臂322，第一辐射臂321与第二辐射臂322排列在同一直线上且两者相连接而形成有一连接处323，而馈入段31的连接端312即与连接处323相连接，并且第一辐射臂321与第二辐射臂322垂直于馈入段31。

需说明的是，第一辐射臂321操作在一低频段，而第二辐射臂322操作在一高频段，在本实施例中，所指的低频段为应用于无线区域网络(WLAN)的2.4GHz频段以及应用于全球互通微波存取(WiMAX)的2.5GHz频段；所指的高频段为应用于无线区域网络(WLAN)的5GHz频段，然而，低频段与高频段的范围不以本优选实施例所举例为限，亦可调整第一辐射臂321与第二辐射臂322的长度来改变所涵盖的频段范围。

接地部33具有一第一支臂331及一第二支臂332。第一支臂331为由馈入端311往第四侧缘24方向延伸且平行于辐射部32的第一辐射臂321，并且第一支臂331与馈入段31呈垂直。第二支臂332为由第一支臂331的自由端往第二侧缘22方2延伸且与第一支臂331相垂直，而第二支臂332的自由端连接一铜箔段8，借此第二支臂332可与该电子装置的一接地面连接。

槽孔结构4包括贯穿基板2的一第一槽孔41及一第二槽孔42。第一槽孔41位于第一辐射臂321的正下方，且介于第一辐射臂321与第一支臂331的长度方向延伸之间；第一槽孔42的横向长度大致上与第一辐射臂321相同，且受第一辐射臂321、馈入段31与第一支臂331所围绕而呈方形。第二槽孔42位于第一支臂331的正下方，且受第一支臂331与第二支臂332所围绕而呈方形，第二槽孔42的横向长度大致上与第一支臂331相同，而其纵向长度大致上与第二支臂332相同。值得注意的是，上述第一槽孔41的设置主要是依附于第一辐射臂321，而第二槽孔42的设置主要是依附于第二支臂332。

本发明的重点在于借由槽孔结构4的第一槽孔41与第二槽孔42的设置，以提升天线装置101的辐射效率。经实验测量可得知，如图3所示，天线装置101的电压驻波比测量值，在2.4GHz(WLAN)与2.5GHz(WiMAX)的频段内其电压驻波比值均低于2；于5GHz(WLAN)的频段内其电压驻波比值亦均低于2，达到天线辐射效率的要求。再者，如表1所列，天线装置101在频率2.4GHz～2.7GHz之间以及频率5.15GHz～5.875GHz之间所测量到的总辐射功率，亦符合天线辐射效率的要求，故槽孔结构4的确具有提升辐射效率的功效，使得天线装置101是可应用在无线网络频段中。

此外，天线装置101的辐射场型(Radiation Pattern)，如图4～图6所示。图4为天线装置101工作在WLAN中较低频的2442MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果。图5为天线装置101工作在WiMAX中的2600MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果。图6为天线装置101工作在WLAN中较高频的5470MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果。在这些平面的场型图中，虚线(-.-)是磁场(Phi)的测量结果、虚线(--)是电场(Theta)的测量结果、实线(-)则是电场与磁场的综合(Total)。由各辐射场型图可得知，天线装置101的辐射场型亦是接近全方向性辐射场型，可达到良好的收发效能。

表一

参阅图7，为本发明具有槽孔结构的天线装置的第二优选实施例，天线装置102适装设在一电子装置(如：笔记本电脑)内。天线装置102包括一基板2、一天线3及一槽孔结构5。而第二优选实施例与第一优选实施例的差异在于槽孔结构，其余的基板2与天线3均相同，故不加以赘述。

槽孔结构5包括贯穿基板2的一第一槽孔51、一第二槽孔52及一第三槽孔53，其中的第二槽孔52与第一优选实施例中的第二槽孔42相同，故不重复叙述。第一槽孔51同样是位于第一辐射臂321正下方，且介于第一辐射臂321与第一支臂331的长度方向延伸之间，需说明的是，第一槽孔51仅设在第一辐射臂321的末端，也就是其长度为第二支臂332至第四侧缘24的距离。第三槽孔53位于第二辐射臂322的正下方，且介于第二辐射臂322与第一支臂331的长度方向延伸之间；第三槽孔53的长度大致上与第二辐射臂322相同，且受第二辐射臂322与馈入段31的围绕而呈方形。

在本实施例中，借由槽孔结构5的设置，同样可以提升天线装置102的辐射效率，以使天线装置102达到天线辐射效率的要求。

另外，另一变化形态，参阅图8，为本发明具有槽孔结构的天线装置的第三优选实施例，天线装置103适装设在一电子装置(如：笔记本电脑)内。天线装置103包括一基板2、一天线3及一槽孔结构6。而第三优选实施例与第一优选实施例的差异在于槽孔结构，其余的基板2与天线3均相同，故不加以赘述。

槽孔结构6包括贯穿基板2的一第一槽孔61，第一槽孔61与第二优选实施例中的第一槽孔51相同。值得注意的是，在本实施例中，槽孔结构6仅包括第一槽孔61，同样可以提升天线装置103的辐射效率，以使天线装置103达到天线辐射效率的要求。

再者，参阅图9，为本发明具有槽孔结构的天线装置的第四优选实施例，天线装置104适装设在一电子装置(如：笔记本电脑)内。天线装置104包括一基板2、一天线3及一槽孔结构7。而第四优选实施例与第一优选实施例的差异在于槽孔结构，其余的基板2与天线3均相同，故不加以赘述。

槽孔结构7包括贯穿基板2的一第一槽孔71、一第三槽孔73及一连通槽孔74。第一槽孔71与第一优选实施例中的第一槽孔41相同，而第三槽孔73与第二优选实施例中的第三槽孔53相同。连通槽孔74是位于馈入段31的连接端312底部，并用以连通第一槽孔71与第三槽孔73，使得使得馈入段31悬空地跨接在辐射部32与接地部33的第一支臂331之间。

在本实施例中，借由槽孔结构7的设置，同样可以提升天线装置104的辐射效率，以使天线装置104达到天线辐射效率的要求。

综上所述，可整理出在不改变原有天线3的情况下，在辐射臂末端或是整个辐射臂侧边设置槽孔结构，的确可提升天线装置的辐射效率，此外，于接地部33的侧边设置槽孔结构，同样具有提升天线装置的辐射效率。因此，本发明天线装置101、102、103、104分别借由槽孔结构4、5、6、7的设置，提升天线装置101、102、103、104的辐射效率，并且不改变原本天线3的设计，以及原本基板2的尺寸，故确实能达成本发明的目的。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明的范围内。

Claims

1.一种具有槽孔结构的天线装置，包括：

一基板，包括一表面；

一天线，设置在该表面，并包括：

一馈入段，具有一供信号馈入的馈入端以及一相反于该馈入端的连接端；

一辐射部，与该连接端相连接；及

一接地部，具有一由该馈入端且间隔于该辐射部延伸的第一支臂；及

一槽孔结构，包括一贯穿该基板且位于该辐射部与该第一支臂的长度方向延伸之间的第一槽孔。

2.根据权利要求1所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该辐射部具有一第一辐射臂及一与该第一辐射臂排列在同一直线上的第二辐射臂，该第一辐射臂操作在一低频段，而该第二辐射臂操作在一高频段；该馈入段的连接端连接该第一辐射臂与该第二辐射臂。

3.根据权利要求2所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该第一支臂与该第一辐射臂平行且相间隔，而该第一槽孔则位于该第一辐射臂与该第一支臂的长度方向延伸之间。

4.根据权利要求3所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该接地部还包括一由该第一支臂的自由端往远离该第一辐射臂方向延伸的第二支臂，该槽孔结构还包括一贯穿该基板且受该第一支臂与该第二支臂围绕的第二槽孔。

5.根据权利要求3所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该槽孔结构还包括一贯穿该基板且受该第二辐射臂与该馈入段围绕的第三槽孔。

6.根据权利要求5所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该第一槽孔与该三槽孔相连通，使得该馈入段悬空地跨接在该辐射部与该接地部的第一支臂之间。

7.根据权利要求4所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该槽孔结构还包括一贯穿该基板且受该第二辐射臂与该馈入段围绕的第三槽孔。

8.根据权利要求3所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该第一槽孔大致上呈方形。

9.根据权利要求4所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该第一槽孔与该第二槽孔大致上呈方形。

10.根据权利要求5至7其中任一所述的具有槽孔结构的天线装置，其中，该第三槽孔大致上呈方形。