CN103855468B

CN103855468B - 通信装置

Info

Publication number: CN103855468B
Application number: CN201210510501.5A
Authority: CN
Inventors: 翁金辂; 翁增蔚
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: CN103855468A

Abstract

本发明提供一种通信装置，包括第一天线、第二天线、接地部与隔离元件。接地部耦接至一导电面。隔离元件位于第一天线与第二天线之间，并包括第一部分与第二部分。其中，第一部分的第一端与第二部分的第一端分别耦接至接地部，且第一部分的第二端与第二部分的第二端之间具有一耦合间距。

Description

通信装置

技术领域

本发明是有关于一种通信装置，且特别是有关于一种具有高隔离度与高辐射效率的天线系统的通信装置。

背景技术

现今无线网路的运用越来越普及，且科技的快速发展使得通信装置对信号的传输量及传输速度的需求日益增加，因此具有多天线并且可同时接收并发射信号的多输入多输出(multi-input multi-output，简称MIMO)系统越来越受重视。换言之，多天线的操作已成为未来的趋势。此外，为了适应通信装置越来越有限的内部空间，在天线之间加入隔离元件来改善隔离度已成为一种普遍的方法。一般而言，传统的隔离元件具有一开路端(open end)，并通过共振捕捉两天线之间于接地面的耦合电流。不过，传统的隔离元件容易形成一寄生辐射元件，使得在改善隔离度的同时，也使得天线的辐射效率明显降低。

因此，如何在提升天线系统的隔离度的情况下，同时兼顾天线系统原有的辐射效率，已是通信装置在设计上所面临的一大课题。

发明内容

本发明提供一种通信装置，利用设置在天线之间的隔离元件来提升天线之间的隔离度。此外，在设置隔离元件的情况下，天线依旧具有原有的辐射效率。

本发明提出一种通信装置，包括第一天线、第二天线、接地部与隔离元件。接地部耦接至一导电面。隔离元件位于第一天线与第二天线之间，并包括第一部分与第二部分。其中，第一部分的第一端与第二部分的第一端分别耦接至接地部，且第一部分的第二端与第二部分的第二端之间具有一耦合间距。

综上所述，本发明是利用设置在第一天线与第二天线之间的隔离元件来提升天线之间的隔离度。其中，隔离元件的第一部分与第二部分在分别共振的情况下，均相当于一共振器。因此，在通过隔离元件改善天线之间的隔离度的情况下，第一天线与第二天线依旧具有原有的辐射效率。

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为本发明的第一实施例的通信装置的结构示意图；

图2A为用以说明本发明的通信装置的S参数曲线图；

图2B为用以说明本发明的通信装置在没有设置隔离元件下的S参数曲线图；

图3为用以说明本发明的通信装置的天线的辐射效率图；

图4为本发明的第二实施例的通信装置的结构示意图；

图5为本发明的第三实施例的通信装置的结构示意图；

图6为本发明的第四实施例的通信装置的结构示意图；

图7为本发明的第五实施例的通信装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、4、5、6、7：通信装置；

11：第一天线；

12：第二天线；

13、43、53、63、73：隔离元件；

131、431、531、631、731：隔离元件的第一部分；

132、432、532、632、732：隔离元件的第二部分；

133、433、533、633、733：第一部分的第二端；

134、434、534、634、734：第二部分的第二端；

135、435、535、635、735：耦合间距；

14：接地部；

15：导电面；

16：介质基板；

111、121：信号源；

21～26、31、32：曲线；

201：第一通信频带；

202：第二通信频带。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、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，并配合附图作详细说明如下：

请参考图1，为本发明的第一实施例的通信装置的结构示意图。在本实施例中，通信装置1包括一第一天线11、一第二天线12、一隔离元件13及一接地部14。其中，第一天线11、第二天线12、隔离元件13及接地部14构成一天线系统，且此天线系统邻近一导电面15。此外，通信装置1可例如是一笔记本电脑或是一平板电脑等，且导电面15可例如是配置在笔记本电脑的上盖的支撑背板上，或为配置在平板电脑的支撑背板上。

天线系统设置在一介质基板16上，以形成一平面结构。天线系统中的隔离元件13位于第一天线11与第二天线12之间。即，第一天线11、隔离元件13与第二天线12沿着接地部14的一侧依序排列。接地部14耦接至导电面15。通信装置1传送一信号源111至第一天线11，以激发第一天线11。此外，通信装置还传送另一信号源121至第二天线12，以激发第二天线12。其中，第一天线11与第二天线12具有至少一相同的通信频带，且天线系统操作于至少一第一通信频带及一第二通信频带，且第一通信频带的频率低于第二通信频带的频率。

隔离元件13包括第一部分131与第二部分132。其中，第一天线11、隔离元件13的第一部分131、隔离元件13的第二部分132与第二天线12沿着接地部14的一侧依序排列。此外，第一部分131的形状大致为倒L形，且第二部分132的形状也大致为倒L形。此外，第一部分131的第一端耦接至接地部14，且第一部分131大致与第一通信频带产生共振。第二部分132的第一端也耦接至接地部14，且第二部分132大致与第二通信频带产生共振。再者，第一部分131的第二端133与第二部分132的第二端134皆为开路端。此外，第一部分131的第二端133与第二部分132的第二端134之间具有一耦合间距135。

值得注意的是，隔离元件13的第一部分131与第二部分132可用以捕捉两天线11与12之间的耦合电流。此外，通过第二端133与134之间的相互耦合，第一部分131与第二部分132将可视为接地部14的延伸区间。再者，第一部分131与第二部分132在分别共振的情况下，均相当于一共振器(resonator)，而非一辐射器(radiator)。因此，在通过隔离元件13改善第一天线11与第二天线12的隔离度的情况下，第一天线11及第二天线12依旧具有原有的高辐射效率。

举例来说，请一并参考图2A及图2B，图2A为用以说明本发明的通信装置的S参数曲线图。其中，图1所列举的天线系统的整体尺寸约为60×9mm²，且曲线21用以表示第一天线11的反射系数(S₁₁)，曲线22用以表示第二天线12的反射系数(S22)。如曲线21与22所示，在10dB返回损失的定义下，通信装置1可操作于第一通信频带201及第二通信频带202。其中，第一通信频带201的操作带宽可涵盖无线区域网路(WLAN)的2.4GHz频带(2400～2484MHz)，且第二通信频带202的操作带宽则可涵盖WLAN的5.2/5.8GHz频带(5150～5350/5725～5875MHz)。此外，曲线23用以表示第一天线11与第二天线12之间的隔离度(S₂₁)。如曲线23所示，在第一通信频带201及第二通信频带202下，第一天线11与第二天线12之间的隔离度(S₂₁)皆可分别达到-21dB及-26dB以下。

图2B为用以说明本发明的通信装置在没有设置隔离元件下的S参数曲线图。其中，曲线24～26分别用以表示，在没有设置隔离元件13的情况下，第一天线11的反射系数(S₁₁)、第二天线12的反射系数(S₂₂)以及第一天线11与第二天线12之间的隔离度(S₂₁)。如图2B所示，在10dB返回损失的定义下，通信装置1也可操作于第一通信频带201及第二通信频带202。然而，在不具有隔离元件13的情况下，第一天线11与第二天线12之间的隔离度(S₂₁)于第一通信频带201与第二通信频带202仅能分别达到约-11dB及-16dB。换言之，同时参照图2A与图2B来看，于第一通信频带201及第二通信频带202下，隔离元件13的设置将可改善两天线11与12之间的隔离度约10dB。

请参考图3，为用以说明本发明的通信装置的天线的辐射效率图(包含阻抗匹配的损失)，其中曲线31与曲线32分别用以表示第一天线11于第一通信频带201与第二通信频带202下的辐射效率。如曲线31与32所示，第一天线11于第一通信频带201下的辐射效率可达到至少87％，且于第二通信频带202下的辐射效率可达到至少93％。在此实施例中，隔离元件13的第一部分131与第二部分132在分别共振时，均相当于一共振器，而非一辐射器。因此，第一天线11及第二天线12依旧具有原有的高辐射效率。

请参考图4，为本发明的第二实施例的通信装置的结构示意图。第二实施例所列举的通信装置4的结构基本上与第一实施例所列举的通信装置1相似。其中，与第一实施例主要不同之处在于：第二实施例中的隔离元件43也具有一第一部分431及一第二部分432，只是第一部分431的一区间具有一弯折结构，进而形成一蜿蜒状。由此，将可以降低隔离元件43的高度或天线系统的整体尺寸。此外，与第一实施例相似地，第一部分431的第一端与第二部分432的第一端均分别耦接至接地部14。此外，第一部分431的第二端433与第二部分432的第二端434皆为开路，且第一部分431的第二端433与第二部分432的第二端434之间也具有一耦合间距435。在此相似结构下，第二实施例中的天线系统仍可达成与第一实施例相似的功效。

请参考图5，为本发明的第三实施例的通信装置的结构示意图。第三实施例所列举的通信装置5的结构基本上与第一实施例1所列举的通信装置相似。其中，与第一实施例主要不同之处在于：第三实施例中的隔离元件53也具有一第一部分531及一第二部分532，只是第一部分531与第二部分532的一区间分别具有一弯折结构，进而分别形成一蜿蜒状。由此，将可以降低隔离元件53的高度或天线系统的整体尺寸。此外，与第一实施例相似地，第一部分531的第一端与第二部分532的第一端也均分别耦接至接地部14。此外，第一部分531的第二端533与第二部分532的第二端534皆为开路，且第一部分531的第二端533与第二部分532的第二端534之间具有一耦合间距535。在此相似结构下，第三实施例中的天线系统仍可达成与第一实施例相似的功效。

请参考图6，为本发明的第四实施例的通信装置的结构示意图。第四实施例所列举的通信装置6的结构基本上与第一实施例所列举的通信装置1相似。其中，与第一实施例主要不同之处在于：第四实施例中的隔离元件63也具有一第一部分631及一第二部分632，只是第一部分631的一区间具有一弯折结构，进而形成一蜿蜒状。由此，将可以减少隔离元件63的宽度或天线系统的整体尺寸。此外，与第一实施例相似地，第一部分631的第一端与第二部分632的第一端也均分别耦接至接地部14。此外，第一部分631的第二端633与第二部分632的第二端634皆为开路，且第一部分631的第二端633与第二部分632的第二端634之间具有一耦合间距635。在此相似结构下，第四实施例中的天线系统仍可达成与第一实施例相似的功效。

请参考图7，为本发明的第五实施例的通信装置的结构示意图。第五实施例所列举的通信装置7的结构基本上与第一实施例所列举的通信装置1相似。其中，与第一实施例主要不同之处在于；第五实施例中的隔离元件73也具有一第一部分731及一第二部分732，只是第一部分731的第二端733与第二部分732的第二端734并非是位在同一水平线上。此外，与第一实施例相似地，第一部分731的第一端与第二部分732的第一端也均分别耦接至接地部14。此外，第一部分731的第二端733与第二部分732的第二端734皆为开路，且第一部分731的第二端733与第二部分732的第二端734之间也具有一耦合间距735。此外，隔离元件73相对于第一实施例的隔离元件13可以有较小的宽度。再者，在此相似结构下，第五实施例中的天线系统仍可达成与第一实施例相似的功效。

综上所述，本发明是利用设置在天线之间的隔离元件来提升天线之间的隔离度。其中，隔离元件的第一部分与第二部分可用以捕捉天线之间的耦合电流。此外，在分别共振的情况下，第一部分与第二部分均相当于一共振器。因此，在通过隔离元件改善天线之间的隔离度的情况下，依旧可以维持天线原有的辐射效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种通信装置，其特征在于，包括:

一第一天线；

一第二天线；

一接地部，耦接至一导电面；以及

一隔离元件，位于该第一天线与该第二天线之间，并包括一第一部分与一第二部分，其中该第一部分的第一端与该第二部分的第一端分别耦接至该接地部，且该第一部分的第二端与该第二部分的第二端之间具有一耦合间距，其中该通信装置操作于至少一第一通信频带及一第二通信频带，且该第一通信频带的频率低于该第二通信频带的频率，其中该第一部分与该第二部分通过该耦合间距相互耦合，该第一部分于该第一通信频带形成共振，且该第二部分于该第二通信频带形成共振，以通过该隔离元件改善于该第一通信频带与该第二通信频带下该第一天线与该第二天线之间的隔离度。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第一部分的第二端为一开路端，且该第二部分的第二端也为一开路端。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第一天线、该隔离元件的该第一部分、该隔离元件的该第二部分以及该第二天线沿着该接地部的一侧依序排列。

4.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第一天线与该第二天线操作于至少一相同的通信频带。

5.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第一天线、该第二天线、该隔离元件与该接地部形成一天线系统，且该天线系统邻近该导电面并设置在一介质基板上，以形成一平面结构。

6.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该隔离元件的该第一部分的第二端与该第二部分的第二端是位于不同的水平线上。

7.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第一部分的形状为一倒L形。

8.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第二部分的形状为一倒L形。

9.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该通信装置为一笔记本电脑或是一平板电脑，且该导电面设置在该笔记本电脑的一上盖的一支撑背板上或是设置在该平板电脑的一支撑背板上。