CN102956960A - 天线模块 - Google Patents

Abstract

本案揭示一种天线模块，其包括一第一导电单元、一第二导电单元以及一第三导电单元。第一导电单元具有一馈入点，第二导电单元不与第一导电单元电性连接，第三导电单元邻设于第一导电单元，且电性连接上述第二导电单元。上述的天线模块能以一简单的结构，在空间有限的情况下，形成涵盖范围较大的操作频宽，除了满足现今各种电子装置小型化及轻薄化需求外，同时得到较宽带宽且具多频带的天线模块。

Description

天线模块

技术领域

本案关于一种天线模块。

背景技术

传统设计手机天线或者是平板电脑天线时，最常使用的方式为平面倒F型天线（Planar inverted F antenna，简称PIFA）或是单极天线（Monopole antenna），乃是由于早期发展的这些需要通讯功能的装置，其操作频带均属低频，而范围落在824MHz～960MHz之间，并由于范围不大，因此上述两种传统的天线设计方法皆可满足需求。

然而，近期移动通讯规格发展快速，最新的第四代移动通讯规格（4G）其操作频宽在低频的部分已经需要700MHz的频率，其与过去主流的移动通讯规格，即全球移动通讯系统（Global System for Mobile Communications，简称GSM），所使用的频率960MHz之间相差了260MHz，如何使手机或平板电脑能同时在此两种规格下使用，成为近来天线设计者的最大课题。

若以传统的天线设计方式，在增加频宽时最常使用的方法就是增设具有不同操作频带的新天线，以增加天线模块可接收的频带范围，然而此种增加天线的方式，必须再额外增加馈入点，等于也必须再增加馈入信号的同轴电缆，如此一来将导致电子装置整体体积的增加，在当今通讯机种需小型化、轻薄化的条件下，要于有限的空间中设计出满足规格频宽的天线是相当困难。

另外过去在增加频宽时，另一种常用的方式是在天线馈入前，通过电容或电感的匹配电路，或者是直接在天线结构上焊接电容电感，然而这些方式所增加的频宽有限，频宽的大小主要还是取决于天线本体的辐射阻抗，单纯使用电容电感的反射系数做匹配虽仍有一定程度的改善，但对于频宽的增加仍是相当有限，同样也不敷新世代移动通讯规格的使用。

发明内容

本案提供一种天线模块，其包括一第一导电单元、一第二导电单元以及一第三导电单元。第一导电单元具有一馈入点，第二导电单元不与第一导电单元电性连接，第三导电单元邻设于第一导电单元，且电性连接上述第二导电单元。

在实施例中，自馈入点馈入时，第一导电单元产生一第一电流，第二导电单元产生一第二电流。其中，第一电流与第二电流的电流方向互为反向。

在实施例中，第二电流为感应电流。

在实施例中，第一导电单元、第二导电单元及/或第三导电单元为金属板。

在实施例中，天线模块包括一绝缘体，第一导电单元与第二导电单元设置于绝缘体。

在实施例中，第二导电单元具有一接地端。

在实施例中，第一导电单元藉由第一电流共振出一第一频带，且第二导电单元藉由第二电流共振出一第二频带。

在实施例中，第一频带与第二频带不同。

如上所述，本案提供一种天线模块，其能以一简单的结构，在空间有限的情况下，形成涵盖范围较大的操作频宽，除了满足现今各种电子装置小型化及轻薄化需求外，亦同时得到较宽带宽且具多频带的天线模块。

附图说明

图1为使用本案的天线模块的电子装置示意图；

图2为图1的天线模块的部分放大图；

图3A及图3B为本案的天线模块其第一导电单元与第二导电单元的变化态样示意图；

图4为本案的天线模块自馈入点馈入时产生的电流流向图；以及

图5为本案的天线模块的频带仿真及实测结果示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本案较佳实施例的一种天线模块，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图1及图2，图1为依据本案一实施例的天线模块1及其设置的电子装置的示意图，图2为图1中天线模块1的部分放大侧视示意图，另外于图中各结构的比例关系，为了方便显示及说明，故可能于实际结构的比例不符，同时也省略其它非相关的元件，于此仅作为参考而非为限制性者。天线模块1可设置于任何电子装置之中，如图1所示，天线模块1是设置于平板电脑D内，但为清楚显示，图中已移除平板电脑D的背壳以及其它内部元件。当然，除平板电脑外，天线模块亦可以设置于其它如智能型手机等的可携式电子装置之中，此非用于限制本案。

天线模块1包含一第一导电单元11、一第二导电单元12、一第三导电单元13以及一绝缘体14。其中，绝缘体14为一块体，而第一导电单元11与第二导电单元12设置于绝缘体14上。具体而言，如图3A所示，第一导电单元11与第二导电单元12以镶嵌的方式设置于绝缘体14上。

绝缘体14的材质包括，树脂或橡胶。较佳地，绝缘体14的材质可为玻璃纤维环氧树脂（flame retardant type，如FR4），又或者为双马来酰亚胺三嗪树脂（Bismaleimide-triazine resin，简称BT resin）或聚亚酰胺（Polyimide）等。在本实施例中，绝缘体14材质为树脂，然并非用以限定本案，绝缘体14的材质只要具备绝缘性质即可，在其它实施例中当然可用其它绝缘材质取代。更进一步来说，如其它实施例中，第一导电单元与第二导电单元也可以在无接触的情况下各自设置，形成以「空气」作为绝缘体的形式设置，如图3B所示。

绝缘体14的形状与大小也没有任何限定，本实施例中绝缘体14以平板状为例，在其它实施例中，可搭配所应用的电子装置设备的硬件空间，可为长方体或者其它的立体形状。

第一导电单元11具有一馈入点111，第二导电单元12具有一接地端121。如图2所示，由于绝缘体14的材质为绝缘材料，且第一导电单元11与第二导电单元12在设置上不接触，因此第二导电单元12与第一导电单元11不电性连结。

另外，第三导电单元13以一铝镁合金平板为例，且更进一步可为平板电脑D中原有用于固定组件的金属框架，故还能节省生产成本。第三导电单元13与第二导电单元12在接地端121处直接连结，故以电性质来说，第二导电单元12与第三导电单元13为电性连结。需特别强调的是，第三导电单元13邻设于第一导电单元11，其效果将于后述。

在本实施例中，第一导电单元11、第二导电单元12及第三导电单元13均以金属板为例，然此非限制性者；又，第一导电单元11、第二导电单元12及第三导电单元13的形状分别为U字形、平板而有二弯折部以及平板形为例。但上述材质与形状均不用于限定本案，在其它实施例中，第一导电单元11例如可为马蹄形或扁平长条形，抑或是根据应用的电子装置、产品空间配置规格或者是使用频带的需求去做变化。

请参照图4所示，其为本案实施例的天线模块1自馈入点111馈入时，于第一导电单元11、第二导电单元12以及第三导电单元13上产生的电流的电流流向图。天线模块1以一同轴电缆（图未示）于馈入点111馈入信号，当信号馈入时，第一导电单元11产生沿路径P1方向流动的一第一电流。此时，由于第三导电单元13邻设于第一导电单元11，故会感应第一电流的流动，而生成对应产生沿路径P3方向流动的一第三电流，简言之，第三电流为第一电流的感应电流，其中第一电流与第三电流的电流方向互为反向。

由于第三导电单元13与第二导电单元12电性连接，故第三电流会同时带动第二导电单元12上电子移动，从而产生与沿路径P2流动的一第二电流，且第二电流与第三电流的电流方向为同向。换句话说，当信号馈入时，也相当于第二导电单元感应产生一第二电流，且与第一电流的电流方向互为反向。

当第一电流于第一导电单元11上流动时，会使第一导电单元11发生共振，并形成一共振模态；又，当第二电流形成并于第二导电单元12上流动时，同样会使第二导电单元12共振，并形成另一共振模态。

值得一提的是，第二电流与第三电流为感应电流，不同于已知技术中，使用两个以上馈入点所产生的馈入电流，如此只需一个馈入点，就可达成两个导电单元的共振，与已知中需要多个馈入点达成多导电单元共振的技术相较，大幅节省多个馈入点需要多个同轴电缆馈入的空间，同时也降低生产成本。

在上述作动中，由于天线模块1至少会有两种共振模态，是以，若改变导电单元的材质、尺寸、与其它导电单元间的距离等因子，便能针对各组共振模态设计出欲想的频率。如本实施例中，第一导电单元11被设计藉由第一电流共振出一第一频带，第二导电单元12可藉由第二电流共振出一第二频带，且第一频带与第二频带不同。当第一导电单元11与第二导电单元12的同时共振，藉由两共振模态的结合，让天线模块1增加可传送与接收的频带范围，提供更多可供选择的的操作频段。

结果可如图5所示，不论模拟或实际量测，天线模块1的频带在低频的部分可轻易地包括约700MHz～约960MHz，但并不限定本案，天线模块1的频带可依据应用对象的需求，依据上述方式调整而改变。

藉由上述的设计，天线模块1使用一馈入点111即可让第一导电单元11与第二导电单元12同时共振，另外由于第一导电单元11与第二导电单元具有不同的两个频带，相当于天线模块1中增加一新的天线，故可再多接收一频带的频率，增加可使用的操作频带范围，同时不会增加天线模块1的体积，不影响现今移动通讯设备短小轻薄的要求。

综上所述，本案通过单一的馈入点，在天线模块馈入时于第一导电单元上产生一第一电流，此时第二导电单元及第三导电单元感应第一电流的流动，而生成对应产生与第一电流反向的的第二电流及第三电流。因为本案的天线模块可仅用单一馈入点形成多个共振模态，如此可大幅减少馈入信号时所需的同轴电缆数量以及天线的空间，并在不增加额外天线模块下，降低模块的复杂度，实现小型化、轻薄化的目标，另外本案的导电单元亦可与绝缘体一体成形，更可再进一步降低生产成本。

此外，本案中流通于第一导电单元与第二导电单元上的电流又可使第一导电单元与第二导电单元各自形成独立的共振模态。是以，利用本案设计出的天线模块可藉由此二共振模态的结合，涵盖较宽的频宽，适合提高电子装置对移动通讯规格的适用范围。

虽然本发明已以实施例揭露如上，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，当可作些许的还动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种天线模块，其特征是，包括：

第一导电单元，具有馈入点；

第二导电单元，不与上述第一导电单元电性连接；以及

第三导电单元，邻设于上述第一导电单元，且电性连接上述第二导电单元。

2.根据权利要求1所述的天线模块，其特征是，其中当信号自上述馈入点馈入时，上述第一导电单元产生第一电流，上述第二导电单元产生第二电流，其中上述第一电流与上述第二电流之电流方向互为反向。

3.根据权利要求2所述的天线模块，其特征是，其中上述第二电流为感应电流。

4.根据权利要求1所述的天线模块，其特征是，其中上述第一导电单元、上述第二导电单元及/或上述第三导电单元为金属板。

5.根据权利要求1所述的天线模块，其特征是，还包括：

绝缘体，上述第一导电单元与上述第二导电单元设置于上述绝缘体。

6.根据权利要求1所述的天线模块，其特征是，其中上述第二导电单元具有接地端。

7.根据权利要求1所述的天线模块，其特征是，其中上述第一导电单元藉由上述第一电流共振出第一频带，且上述第二导电单元藉由上述第二电流共振出第二频带。

8.根据权利要求7所述的天线模块，其特征是，其中上述第一频带与上述第二频带不同。

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