CN103840259A - 天线系统 - Google Patents
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Abstract
一种天线系统，包括第一天线、第二天线、带拒滤波器以及介质基板。带拒滤波器大致位于第一天线和第二天线之间，并包括突出接地部、主要支路、第一延伸支路、第一附加支路，以及第二附加支路。主要支路大致为一T字形。第一延伸支路耦接至主要支路。第一附加支路是与该主要支路分离，其中第一附加支路和主要支路之间形成第一耦合间隙。第二附加支路是与主要支路分离，其中第二附加支路和第一延伸支路之间形成第二耦合间隙。第一天线和第二天线是操作于至少一相同频带，而带拒滤波器于此频带中改善第一天线和第二天线之间的隔离度。
Description
技术领域
本发明是关于一种天线系统，特别是关于具有高隔离度的天线系统。
背景技术
随着移动通讯技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其它混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通讯的功能。有些涵盖长距离的无线通讯范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通讯，而有些则涵盖短距离的无线通讯范围，例如：WLAN(Wireless Local Area Networks)、Bluetooth，以及WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。
为了使移动装置可操作于多重频带，设计者常须设置多个天线于移动装置中。由于这些天线彼此靠近，容易相互干扰，导致天线的辐射效能降低。
发明内容
本发明提供一种天线系统，包括：一第一天线；一第二天线；一带拒滤波器，大致位于该第一天线和该第二天线之间，并包括：一突出接地部；一主要支路，耦接至该突出接地部，其中该主要支路大致为一T字形；一第一延伸支路，耦接至该主要支路；一第一附加支路，与该主要支路分离，其中该第一附加支路和该主要支路之间形成一第一耦合间隙；以及一第二附加支路，与该主要支路分离，其中该第二附加支路和该第一延伸支路之间形成一第二耦合间隙；以及一介质基板，其中该第一天线、该第二天线，以及该带拒滤波器皆设置于该介质基板上。
附图说明
图1是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的示意图；
图2是显示根据本发明另一实施例所述的天线系统的示意图；
图3是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的示意图；
图4是显示根据本发明另一实施例所述的天线系统的示意图；
图5是显示根据本发明一实施例所述的笔记本型计算机的示意图；
图6A是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的S参数图；
图6B是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的S参数图；
图6C是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的S参数图。
[主要元件标号说明]
100、200、300、400～天线系统； 110、410～第一天线；
112～第一信号源； 120、420～第二天线；
122～第二信号源； 130、230、330～带拒滤波器；
131～突出接地部； 132～主要支路；
133、233～第一延伸支路； 135～第一附加支路；
136～第二附加支路； 150、450～介质基板；
234、334～第二延伸支路； 430～接地面；
500～笔记本型计算机； 510～上盖；
520～下盖； 530～显示器；
540～键盘； 602、604、606～曲线；
G1～第一耦合间隙； G2～第二耦合间隙；
G3～第三耦合间隙。
具体实施方式
为让本发明的目的、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，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是显示根据本发明一实施例所述的天线系统100的示意图。天线系统100可设置于各种移动装置中，例如：一平板计算机(Tablet Computer)，或是一笔记本型计算机(Notebook Computer)。如图1所示，天线系统100包括：一第一天线110、一第二天线120、一带拒滤波器(Band Reject Filter，BRF)130，以及一介质基板150(或一印刷电路板150)。第一天线110耦接至一第一信号源112，而第二天线120耦接至一第二信号源122。第一天线110和第二天线120可以操作于至少一相同频带，例如：WLAN(Wireless LocalArea Networks)频带、Bluetooth频带、WWAN(Wireless Wide Area Network)频带，或是LTE(Long Term Evolution)频带。值得注意的是，第一天线110和第二天线120的种类并非为本发明的限制条件。在一些实施例中，第一天线110和第二天线120的任一者可以是一单极天线(Monopole Antenna)、一循环天线(LoopAntenna)、一平面倒F形天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)、，或是一补钉天线(Patch Antenna)。带拒滤波器130大致位于第一天线110和第二天线120之间，并用于改善第一天线110和第二天线120之间的隔离度(Isolation)。介质基板150可以是一FR4基板，或是一柔性电路板(Flexible Printed CircuitBoard，FPCB)。第一天线110、第二天线120，以及带拒滤波器130皆设置或印刷于介质基板150上。
带拒滤波器130至少包括：一突出接地部131、一主要支路132、一第一延伸支路133、一第一附加支路135，以及一第二附加支路136。带拒滤波器130的前述元件皆可用金属制成，例如：铜、铝，或是银。在一些实施例中，突出接地部131耦接至一接地元件(未显示)，第一信号源112耦接于第一天线110和该接地元件之间，而第二信号源122则耦接于第二天线120和该接地元件之间。主要支路132耦接至突出接地部131，而第一延伸支路133耦接至主要支路132。在一些实施例中，主要支路132大致为一T字形，而第一延伸支路133大致为一I字形。第一附加支路135是与主要支路132分离，其中第一附加支路135和主要支路132之间形成一第一耦合间隙G1。第二附加支路136亦与主要支路132分离，其中第二附加支路136和第一延伸支路133之间形成一第二耦合间隙G2。第一耦合间隙G1和第二耦合间隙G2皆应小于2mm。在一些实施例中，第一附加支路135大致为一U字形，而第二附加支路136大致为一I字形。
在一些实施例中，第一天线110和第二天线120皆操作于一第一频带(低频频带)和一第二频带(高频频带)，而带拒滤波器130于该第一频带和该第二频带中改善第一天线110和第二天线120之间的隔离度。更详细地说，突出接地部131、主要支路132、第一延伸支路133、第一附加支路135，以及第二附加支路136所共同形成的一较长共振路径是用于改善该第一频带中的隔离度，而第一附加支路135和第二附加支路136所共同形成的一较短共振路径是用于改善该第二频带中的隔离度。在较佳实施例中，该第一频带约介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带约介于5150MHz至5850MHz之间。因此，本发明可用于改善WLAN频带和Bluetooth频带中第一天线110和第二天线120之间的隔离度。
图2是显示根据本发明另一实施例所述的天线系统200的示意图。图2和图1相似。在本实施例中，天线系统200的一带拒滤波器230的一第一延伸支路233具有一蜿蜒形状且大致为一N字形，而带拒滤波器230还包括一第二延伸支路234。第一延伸支路233和第二延伸支路234大致分别位于主要支路132的相对二侧。第二延伸支路234耦接至主要支路132，并大致为一I字形。事实上，第一延伸支路233和第二延伸支路234皆可蜿蜒形成各种形状，以提供所需的共振长度。图2的天线系统200的其余特征皆与图1的天线系统100相似，因此这些实施例均可达成相似的操作效果。
图3是显示根据本发明一实施例所述的天线系统300的示意图。图3和图2相似。在本实施例中，天线系统300的一带拒滤波器330的一第二延伸支路334是与主要支路132分离，而第二延伸支路334和主要支路132之间形成一第三耦合间隙G3。第二延伸支路334大致为一I字形。第三耦合间隙G3应小于2mm。图3的天线系统300的其余特征皆与图2的天线系统200相似，因此这些实施例均可达成相似的操作效果。
图4是显示根据本发明另一实施例所述的天线系统400的示意图。图4和图3相似。在本实施例中，天线系统400还包括一接地面430，其设置于天线系统400的一介质基板450上。接地面430的宽度较突出接地部131的宽度更大。通过改变接地面430的形状，可控制带拒滤波器330的操作频带。接地面430可以用铜箔制成。突出接地部131耦接至接地面430，以形成一系统接地面。如图4所示，天线系统400的一第一天线410和一第二天线420皆为平面倒F形天线，其中第一信号源112耦接于第一天线410和该系统接地面之间，而该第二信号源122耦接于第二天线420和该系统接地面之间。第一天线410和第二天线420可通过同轴电缆线(未显示)来进行馈入。图4的天线系统400的其余特征皆与图3的天线系统300相似，因此这些实施例均可达成相似的操作效果。
图5是显示根据本发明一实施例所述的笔记本型计算机500的示意图。如图5所示，笔记本型计算机500包括一上盖510和一下盖520，其中上盖510至少包括一显示器530和一天线系统100，而下盖520至少包括一键盘540。笔记本型计算机500更可包括其它元件，例如：一鼠标、一电池、一处理器，以及一触控模块(未显示)。在本实施例中，如图1所示的天线系统100是邻近于笔记本型计算机500的显示器530。例如，天线系统100可以位于显示器530的上方。由于加入了带拒滤波器130，天线系统100的第一天线110和第二天线120不容易互相干扰，而天线系统100将可支持笔记本型计算机500于WLAN频带和Bluetooth频带同时进行无线数据传输。值得注意的是，图2、3、4所示的天线系统200、300、400亦可套用至图5的实施例中。
图6A是显示根据本发明一实施例所述的天线系统400的S参数图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表S参数(dB)。曲线602代表天线系统400的第一天线410的反射系数(S11)。如图6A所示，第一天线410至少涵盖第一频带FB1和第二频带FB2，其中第一频带FB1约介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2约介于5150MHz至5850MHz之间。
图6B是显示根据本发明一实施例所述的天线系统400的S参数图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表S参数(dB)。曲线604代表天线系统400的第二天线420的反射系数(S22)。如图6B所示，第二天线420至少涵盖第一频带FB1和第二频带FB2，其中第一频带FB1约介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2约介于5150MHz至5850MHz之间。
图6C是显示根据本发明一实施例所述的天线系统400的S参数图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表S参数(dB)。曲线606代表天线系统400的第一天线410和第二天线420之间的隔离度(S21)。如图6C所示，于第一频带FB1和第二频带FB2中，第一天线410和第二天线420之间的隔离度(S21)可达-30dB，且最佳可达-50dB。由于带拒滤波器330可于第一频带FB1和第二频带FB2中吸引接地面430上的表面电流，将可减少第一天线410和第二天线420之间的互相耦合，从而改善第一天线410和第二天线420之间的隔离度(S21)。根据实测结果，带拒滤波器330不致对第一天线410和第二天线420的天线效率造成太大负面影响，该天线效率可达约40.8%至53.1%，符合实际应用需要。值得注意的是，图1、2、3所示的天线系统100、200、300亦具有相似的操作原理。
以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频带范围皆非为本发明的限制条件，这些设定值可由设计者根据不同需求来进行调整。
本发明的具有高隔离度的天线系统可实施于单一介质基板(或单一印刷电路板)上，其具有缩小尺寸、降低成本的优点，可适用于各种小型化的移动装置。
在本说明书以及权利要求范围中的序数，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种天线系统，包括：
一第一天线；
一第二天线；
一带拒滤波器，大致位于该第一天线和该第二天线之间，并包括：
一突出接地部；
一主要支路，耦接至该突出接地部，其中该主要支路大致为一T字形；
一第一延伸支路，耦接至该主要支路；
一第一附加支路，与该主要支路分离，其中该第一附加支路和该主要支路之间形成一第一耦合间隙；以及
一第二附加支路，与该主要支路分离，其中该第二附加支路和该第一延伸支路之间形成一第二耦合间隙；以及
一介质基板，其中该第一天线、该第二天线以及该带拒滤波器皆设置于该介质基板上。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其中该第一天线和该第二天线皆操作于一第一频带和一第二频带，该带拒滤波器于该第一频带和该第二频带中改善该第一天线和该第二天线之间的隔离度，其中该第一频带约介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带约介于5150MHz至5850MHz之间。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其中该第一延伸支路大致为一N字形。
4.根据权利要求1所述的天线系统，其中该第一附加支路大致为一U字形。
5.根据权利要求1所述的天线系统，其中该第二附加支路大致为一I字形。
6.根据权利要求1所述的天线系统，其中该带拒滤波器还包括：
一第二延伸支路，耦接至该主要支路，其中该第二延伸支路大致为一I字形。
7.根据权利要求1所述的天线系统，其中该带拒滤波器还包括：
一第二延伸支路，与该主要支路分离，其中该第二延伸支路大致为一I字形，而该第二延伸支路和该主要支路之间形成一第三耦合间隙。
8.根据权利要求7所述的天线系统，其中该第一耦合间隙、该第二耦合间隙以及该第三耦合间隙皆小于2mm。
9.根据权利要求1所述的天线系统，其中该第一天线和该第二天线皆为平面倒F形天线。
10.根据权利要求1所述的天线系统，其中该天线系统是邻近于一笔记本型计算机的一显示器。
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