CN104425891A

CN104425891A - 天线模块

Info

Publication number: CN104425891A
Application number: CN201310472783.9A
Authority: CN
Inventors: 李奇轩; 邓佩玲; 陈国丞
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-03-18
Also published as: US20150061962A1; TW201511407A; US9450302B2

Abstract

一种天线模块，包含一接地导体、一第一辐射导体、一第二辐射导体，及一退耦单元。该接地导体具有一第一接地端及一第二接地端。该第一辐射导体具有一供馈入一第一射频信号并邻近该第一接地端的第一馈入端。该第二辐射导体邻近该第一辐射导体，且具有一供馈入一第二射频信号并邻近该第二接地端的第二馈入端。该退耦单元跨接于该第一辐射导体及该第二辐射导体相互邻近处。该退耦单元包括一退耦电容或一退耦电感。通过该退耦单元跨接于该第一辐射导体及该第二辐射导体相互邻近处，能改善该第一辐射导体与该第二辐射导体操作时的隔离度。

Description

天线模块

技术领域

本发明涉及一种天线模块，特别涉及一种体积小且隔离度佳的天线模块。

背景技术

多天线系统（例如MIMO系统）目前被用来提升传输数据率（Data rate）及传输频道容量（Channel capacity）。然而随着便携式电子装置持续小型化，同一便携式电子装置内的多个天线间的距离愈来愈短。当两支天线彼此靠近且支持相同的共振频带时，天线与天线之间的互感效应（Mutual couplingeffect）导致天线间的隔离度变差且导致天线效率下降。

一种现有改善隔离度的技术是于二天线之间的接地面添加一槽孔式的共振器（Resonator），如美国专利第US8，085，202号专利所示。但是，此技术的缺点是添加于天线间的共振器会增加天线模块整体的尺寸，与小型化的目标背道而驰。

另一种现有改善隔离度的技术是两天线间通过薄金属条带（Thin metalstrip）连接，如美国专利第US8，085，202号专利所示。但是，此技术的缺点是微调此薄金属条带的过程非常复杂，众多参数（例如长度、宽度、相位、连接点…等）需要考虑。

因此，如何发展出一种新的天线模块，能改善天线与天线之间的隔离度，且维持天线良好的传输效能及小型化的尺寸，遂成为本申请进一步要探讨的主题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种隔离度佳的天线模块。

于是本发明天线模块，包含一接地导体、一第一辐射导体、一第二辐射导体，及一退耦单元。该接地导体具有一第一接地端及一第二接地端。该第一辐射导体具有一供馈入一第一射频信号并邻近该第一接地端的第一馈入端。该第二辐射导体邻近该第一辐射导体，且具有一供馈入一第二射频信号并邻近该第二接地端的第二馈入端。该退耦单元跨接于该第一辐射导体及该第二辐射导体相互邻近处。该退耦单元包括一退耦电容或一退耦电感。

较佳地，该第一辐射导体包括一第一馈入部、一第一接地部及一第一辐射部。该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端。该第一接地部连接该第一馈入部及该接地导体。该第一辐射部连接该第一馈入部。该第二辐射导体包括一第二馈入部、一第二接地部及一第二辐射部。该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端。该第二接地部连接该第二馈入部及该接地导体，且该第二接地部邻近该第一接地部。该第二辐射部连接该第二馈入部。该退耦单元包括一跨接于该第一接地部及该第二接地部的退耦电容。

更佳地，该第一接地部具有一由该第一馈入部朝该第二辐射导体延伸的第一接地段，及一概与该第一接地段垂直且连接该第一接地段及该接地导体的第二接地段。该第二接地部具有一由该第二馈入部朝该第一辐射导体延伸的第三接地段，及一概与该第三接地段垂直且连接该第三接地段及该接地导体的第四接地段。该退耦电容是跨接于该第二接地段及该第四接地段。

或者，该第一辐射导体包括一第一馈入部、一第一接地部及一第一辐射部。该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端。该第一接地部连接该第一馈入部及该接地导体。该第一辐射部具有一连接该第一馈入部的第一端部及一相反于该第一端部的第二端部。该第二辐射导体包括一第二馈入部、一第二接地部及一第二辐射部。该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端。该第二接地部连接该第二馈入部及该接地导体。该第二辐射部具有一连接该第二馈入部的第三端部及一相反于该第三端部的第四端部。该第一辐射部的第二端部与该第二辐射部的第四端部相互邻近。该退耦单元包括一跨接于该第一辐射部的第二端部及该第二辐射部的第四端部的退耦电感。

更佳地，该第一辐射部具有一第一辐射段、一第二辐射段及一第三辐射段。该第一辐射段具有该第一端部且由该第一馈入部沿远离该第二辐射导体的方向延伸。该第二辐射段由该第一辐射段远离该第一馈入部的一端沿远离该接地导体的方向延伸。该第三辐射段由该第二辐射段远离该第一辐射段的一端朝该第二辐射导体延伸，且该第三辐射段具有该第二端部。

该第二辐射部具有一第四辐射段、一第五辐射段及一第六辐射段。该第四辐射段具有该第三端部且由该第二馈入部沿远离该第一辐射导体的方向延伸。该第五辐射段由该第四辐射段远离该第二馈入部的一端沿远离该接地导体的方向延伸。该第六辐射段由该第五辐射段远离该第四辐射段的一端朝该第一辐射导体延伸，且该第六辐射段具有该第四端部。

或者，该第一辐射导体包括一第一馈入部及一第一辐射部。该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端。该第一辐射部连接该第一馈入部。该第二辐射导体包括一第二馈入部及一第二辐射部。该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端，且该第二馈入部邻近该第一馈入部。该第二辐射部连接该第二馈入部。该退耦单元包括一跨接于该第一馈入部及该第二馈入部的退耦电容。

更佳地，该第一辐射部由该第一馈入部远离该接地导体的一端沿远离该第二辐射导体的方向延伸。该第二辐射部由该第二馈入部远离该接地导体的一端沿远离该第一辐射导体的方向延伸。

或者，该第一辐射导体包括一第一馈入部及一第一辐射部。该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端。该第一辐射部具有一连接该第一馈入部的第一端部及一相反于该第一端部的第二端部。该第二辐射导体包括一第二馈入部及一第二辐射部。该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端。该第二辐射部具有一连接该第二馈入部的第三端部及一相反于该第三端部的第四端部。该第一辐射部的第二端部与该第二辐射部的第四端部相互邻近。该退耦单元包括一跨接于该第一辐射部的第二端部及该第二辐射部的第四端部的退耦电感。

更佳地，该第一辐射部由该第一馈入部远离该接地导体的一端朝该第二辐射导体延伸。该第二辐射部由该第二馈入部远离该接地导体的一端朝该第一辐射导体延伸。

本发明的功效在于通过该退耦单元跨接于该第一辐射导体及该第二辐射导体相互邻近处，能消除该第一辐射导体及该第二辐射导体之间的电感性耦合效应或电容性耦合效应，进而能改善该第一辐射导体与该第二辐射导体操作时的隔离度。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本发明天线模块的第一优选实施例的一构造示意图；

图2是该第一优选实施例的天线模块的一S参数图；

图3是该天线模块未设置一退耦单元的一S参数图；

图4是该天线模块的一第一辐射导体配合一接地导体的一辐射场型图；

图5是该天线模块的一第二辐射导体配合该接地导体的一辐射场型图；

图6是本发明天线模块的第二优选实施例的一构造示意图；

图7是该第二优选实施例的天线模块的一S参数图；

图8是该天线模块未设置一退耦单元的一S参数图；

图9是该天线模块的一第一辐射导体配合一接地导体的一辐射场型图；

图10是该天线模块的一第二辐射导体配合该接地导体的一辐射场型图；

图11是本发明天线模块的第三优选实施例的一构造示意图；

图12是本发明天线模块的第四优选实施例的一构造示意图。

【符号说明】

100···········天线模块

1···············接地导体

11·············第一接地端

12·············第二接地端

2···············第一辐射导体

21·············第一馈入部

211···········第一馈入端

22·············第一接地部

221···········第一接地段

222···········第二接地段

23·············第一辐射部

231···········第一辐射段

232···········第二辐射段

233···········第三辐射段

234···········第一端部

235···········第二端部

3···············第二辐射导体

31·············第二馈入部

311···········第二馈入端

32·············第二接地部

321···········第三接地段

322···········第四接地段

33·············第二辐射部

331···········第四辐射段

332···········第五辐射段

333···········第六辐射段

334···········第三端部

335···········第四端部

4···············退耦单元

C··············退耦电容

L···············退耦电感

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意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1，是本发明天线模块100的第一优选实施例。天线模块100包含一接地导体1、一第一辐射导体2、一第二辐射导体3及一退耦（Decoupling）单元4。

接地导体1具有一第一接地端11及一第二接地端12。第一辐射导体2包括一第一馈入部21、一第一接地部22及一第一辐射部23。第一馈入部21与接地导体1间隔设置，其具有一供馈入一第一射频信号并邻近第一接地端11的第一馈入端211。

第一接地部22连接第一馈入部21及接地导体1，其具有一第一接地段221，及一第二接地段222。第一接地段221由第一馈入部21远离接地导体1的一端沿-x方向延伸。第二接地段222与第一接地段221垂直，其由第一接地段221远离第一馈入部21的一端沿-y方向延伸至接地导体1而连接第一接地段221及接地导体1。第一辐射部23连接第一馈入部21，其由第一馈入部21远离接地导体1的一端沿x方向延伸。

第二辐射导体3包括一第二馈入部31、一第二接地部32及一第二辐射部33。第二馈入部31与接地导体1间隔设置，其具有一供馈入一第二射频信号并邻近第二接地端12的第二馈入端311。

第二接地部32连接第二馈入部31及接地导体1，其具有一第三接地段321，及一第四接地段322。第三接地段321由第二馈入部31远离接地导体1的一端沿x方向延伸，也就是说第三接地段321是朝第一辐射导体2延伸。第四接地段322与第三接地段321垂直，其由第三接地段321远离第二馈入部31的一端沿-y方向延伸至接地导体1而连接第三接地段321及接地导体1。特别注意的是，第四接地段322与第二接地段222相互邻近。第二辐射部33连接第二馈入部31，其由第二馈入部31远离接地导体1的一端沿-x方向延伸。

补充说明的是，本实施例的第一接地端11及第二接地端12分别与二同轴缆线（图未示）的外导体电连接以接收接地信号。本实施例的第一馈入端211及第二馈入端311分别与该二同轴缆线的内导体电连接以分别接收该第一射频信号及该第二射频信号。另外，本实施例的第一辐射导体2与接地导体1共同形成一倒F形天线，第二辐射导体3与接地导体1共同形成另一倒F形天线。

退耦单元4跨接于第一辐射导体2及第二辐射导体3相互邻近处。在本实施例中，该退耦单元4包括一跨接于第一接地部22的第二接地段222及第二接地部32的第四接地段322的退耦电容C。退耦电容C能消除第一辐射导体2与第二辐射导体3之间的电感性耦合（Inductive coupling）效应。本实施例的退耦电容C是跨接于第二接地段222及第四接地段322远离接地导体1的端部，但不以此为限，也就是说，退耦电容C可以是跨接于第二接地段222及第四接地段322的任一位置。

参阅图2，是天线模块100的S参数图，其中，曲线S₁₁是相关于第一辐射导体2的第一馈入端211的返回损失，曲线S₂₂是相关于第二辐射导体3的第二馈入端311的返回损失，曲线S₂₁是代表第一辐射导体2的第一馈入端211及第二辐射导体3的第二馈入端311之间的隔离度。参阅图3，是天线模块100移除退耦单元4的S参数图。比较图3及图2中1.9GHz附近的曲线S₂₁可知退耦单元4确实能有效改善第一辐射导体2及第二辐射导体3之间的隔离度。

图4是第一辐射导体2配合接地导体1的辐射场型图，图5是第二辐射导体3配合接地导体1的辐射场型图。图4及图5所显示的辐射场型图对称于y轴，表示第一辐射导体2与第二辐射导体3的辐射场型的相关性低（lowcorrelation），适于应用于MIMO天线系统。

参阅图6，是本发明天线模块100的第二优选实施例。第二优选实施例与第一优选实施例主要的差别在于第一辐射部23、第二辐射部33及退耦单元4。

第一辐射部23具有一连接第一馈入部21的第一端部234及一相反于第一端部234的第二端部235。第二辐射部33具有一连接第二馈入部31的第三端部334及一相反于第三端部334的第四端部335。第一辐射部23的第二端部235与第二辐射部33的第四端部335相互邻近。在本实施例中，第一辐射部23具有一第一辐射段231、一第二辐射段232及一第三辐射段233。第一辐射段231具有该第一端部234且由第一馈入部21沿远离第二辐射导体3的方向延伸，更明确地说是沿x方向延伸。第二辐射段232由第一辐射段231远离第一馈入部21的一端沿远离该接地导体1的方向延伸，更明确地说是沿y方向延伸。第三辐射段233由第二辐射段232远离第一辐射段231的一端朝第二辐射导体3延伸，更明确地说是沿-x方向延伸。第三辐射段233具有该第二端部235。

第二辐射部33具有一第四辐射段331、一第五辐射段332及一第六辐射段333。第四辐射段331具有该第三端部334且由第二馈入部31沿远离第一辐射导体2的方向延伸，更明确地说是沿-x方向延伸。第五辐射段332由第四辐射段331远离第二馈入部31的一端沿远离接地导体1的方向延伸，更明确地说是沿y方向延伸。第六辐射段333由第五辐射段332远离第四辐射段331的一端朝第一辐射导体2延伸，更明确地说是沿x方向延伸。第六辐射段333具有该第四端部335。

退耦单元4包括一跨接于第一辐射部23的第二端部235及第二辐射部33的第四端部335的退耦电感L。退耦电感L能消除第一辐射导体2与第二辐射导体3之间的电容性耦合（Capacitive coupling）效应。

参阅图7，是本实施例天线模块100的S参数图。参阅图8，是天线模块100移除退耦单元4的S参数图。比较图8及图7中2.1GHz附近的曲线S₂₁可知退耦单元4确实能有效改善第一辐射导体2及第二辐射导体3之间的隔离度。

图9是第一辐射导体2配合接地导体1的辐射场型图，图10是第二辐射导体3配合接地导体1的辐射场型图。图9及图10所显示的辐射场型图对称于y轴，表示第一辐射导体2与第二辐射导体3的辐射场型的相关性低。

参阅图11，是本发明天线模块100的第三优选实施例。第三实施例与第一实施例主要的差异说明如下。在本实施例中，第一辐射导体2不具有第一接地部22，第二辐射导体3不具有第二接地部32。也就是说，第一辐射导体2与接地导体1共同形成一单极天线，第二辐射导体3与接地导体1共同形成另一单极天线。本实施例的第一馈入部21与第二馈入部31相互邻近，退耦电容C跨接于第一馈入部21及第二馈入部31。本实施例的退耦电容C是跨接于第一馈入部21及第二馈入部31远离接地导体1的端部，但不以此为限，也就是说，退耦电容C可以是跨接于第一馈入部21及第二馈入部31的任一位置。

参阅图12，是本发明天线模块100的第四优选实施例。第四实施例与第二实施例主要的差异说明如下。在本实施例中，第一辐射导体2不具有第一接地部22，第二辐射导体3不具有第二接地部32。也就是说，第一辐射导体2与接地导体1共同形成一单极天线，第二辐射导体3与接地导体1共同形成另一单极天线。再者，第一辐射部23为一长直导体，其由第一馈入部21远离接地导体1的一端朝第二辐射导体3延伸，更明确地说是沿-x方向延伸。第二辐射部33为一长直导体，其由第二馈入部31远离接地导体1的一端朝第一辐射导体2延伸，更明确地说是沿x方向延伸。与第二实施例相似的是，第一辐射部23的第二端部235与第二辐射部33的第四端部335相互邻近。退耦电感L跨接于第二端部235及第四端部335。

综上所述，本发明天线模块100通过退耦电容C或退耦电感L跨接于第一辐射导体2及第二辐射导体3相互邻近处，能消除第一辐射导体2及第二辐射导体3之间的电感性耦合效应或电容性耦合效应，进而能改善第一辐射导体2与第二辐射导体3操作时的隔离度，且维持天线良好的传输效能及小型化的尺寸，故确实能达成本发明的目的。

然而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，即大凡依本发明权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明要求保护的范围内。

Claims

1.一种天线模块，包含：

一接地导体，具有一第一接地端及一第二接地端；

一第一辐射导体，具有一供馈入一第一射频信号并邻近该第一接地端的第一馈入端；

一第二辐射导体，邻近该第一辐射导体，且具有一供馈入一第二射频信号并邻近该第二接地端的第二馈入端；及

一退耦单元，跨接于该第一辐射导体及该第二辐射导体相互邻近处，该退耦单元包括一退耦电容或一退耦电感。

2.如权利要求1所述的天线模块，该第一辐射导体包括一第一馈入部、一第一接地部及一第一辐射部，该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端，该第一接地部连接该第一馈入部及该接地导体，该第一辐射部连接该第一馈入部，该第二辐射导体包括一第二馈入部、一第二接地部及一第二辐射部，该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端，该第二接地部连接该第二馈入部及该接地导体，且该第二接地部邻近该第一接地部，该第二辐射部连接该第二馈入部，该退耦单元包括一跨接于该第一接地部及该第二接地部的退耦电容。

3.如权利要求2所述的天线模块，该第一接地部具有一由该第一馈入部朝该第二辐射导体延伸的第一接地段，及一概与该第一接地段垂直且连接该第一接地段及该接地导体的第二接地段，该第二接地部具有一由该第二馈入部朝该第一辐射导体延伸的第三接地段，及一概与该第三接地段垂直且连接该第三接地段及该接地导体的第四接地段，该退耦电容是跨接于该第二接地段及该第四接地段。

4.如权利要求1所述的天线模块，该第一辐射导体包括一第一馈入部、一第一接地部及一第一辐射部，该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端，该第一接地部连接该第一馈入部及该接地导体，该第一辐射部具有一连接该第一馈入部的第一端部及一相反于该第一端部的第二端部，该第二辐射导体包括一第二馈入部、一第二接地部及一第二辐射部，该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端，该第二接地部连接该第二馈入部及该接地导体，该第二辐射部具有一连接该第二馈入部的第三端部及一相反于该第三端部的第四端部，该第一辐射部的第二端部与该第二辐射部的第四端部相互邻近，该退耦单元包括一跨接于该第一辐射部的第二端部及该第二辐射部的第四端部的退耦电感。

5.如权利要求4所述的天线模块，该第一辐射部具有一第一辐射段、一第二辐射段及一第三辐射段，该第一辐射段具有该第一端部且由该第一馈入部沿远离该第二辐射导体的方向延伸，该第二辐射段由该第一辐射段远离该第一馈入部的一端沿远离该接地导体的方向延伸，该第三辐射段由该第二辐射段远离该第一辐射段的一端朝该第二辐射导体延伸，且该第三辐射段具有该第二端部。

6.如权利要求4所述的天线模块，该第二辐射部具有一第四辐射段、一第五辐射段及一第六辐射段，该第四辐射段具有该第三端部且由该第二馈入部沿远离该第一辐射导体的方向延伸，该第五辐射段由该第四辐射段远离该第二馈入部的一端沿远离该接地导体的方向延伸，该第六辐射段由该第五辐射段远离该第四辐射段的一端朝该第一辐射导体延伸，且该第六辐射段具有该第四端部。

7.如权利要求1所述的天线模块，该第一辐射导体包括一第一馈入部及一第一辐射部，该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端，该第一辐射部连接该第一馈入部，该第二辐射导体包括一第二馈入部及一第二辐射部，该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端，且该第二馈入部邻近该第一馈入部，该第二辐射部连接该第二馈入部，该退耦单元包括一跨接于该第一馈入部及该第二馈入部的退耦电容。

8.如权利要求7所述的天线模块，该第一辐射部由该第一馈入部远离该接地导体的一端沿远离该第二辐射导体的方向延伸，该第二辐射部由该第二馈入部远离该接地导体的一端沿远离该第一辐射导体的方向延伸。

9.如权利要求1所述的天线模块，该第一辐射导体包括一第一馈入部及一第一辐射部，该第一馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第一馈入端，该第一辐射部具有一连接该第一馈入部的第一端部及一相反于该第一端部的第二端部，该第二辐射导体包括一第二馈入部及一第二辐射部，该第二馈入部与该接地导体间隔设置且具有该第二馈入端，该第二辐射部具有一连接该第二馈入部的第三端部及一相反于该第三端部的第四端部，该第一辐射部的第二端部与该第二辐射部的第四端部相互邻近，该退耦单元包括一跨接于该第一辐射部的第二端部及该第二辐射部的第四端部的退耦电感。

10.如权利要求9所述的天线模块，该第一辐射部由该第一馈入部远离该接地导体的一端朝该第二辐射导体延伸，该第二辐射部由该第二馈入部远离该接地导体的一端朝该第一辐射导体延伸。