CN105514606A

CN105514606A - 天线系统

Info

Publication number: CN105514606A
Application number: CN201410541838.1A
Authority: CN
Inventors: 张琨盛; 林敬基; 锺宽仁
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-04-20

Abstract

一种天线系统，包括：一第一天线、一第二天线，以及一桥接器。该第一天线由一第一信号源所激发。该第二天线由一第二信号源所激发。该桥接器设置于该第一天线和该第二天线之间，其中该桥接器的二端皆耦接至一接地区域。本发明可兼得增强天线系统性能以及减少天线系统总面积的双重功效，所以其很适合应用于各种内部空间狭小的移动装置当中。

Description

天线系统

技术领域

本发明涉及一种天线系统，尤其涉及可改良隔离度的天线系统。

背景技术

随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的便携型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(LongTermEvolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

天线系统为支持无线通信的移动装置中不可或缺的元件。然而，由于移动装置内部空间狭小，各个天线的配置往往极为接近，容易互相干扰。因此，有必要设计一种全新的天线系统，以改良传统天线系统中隔离度不佳的问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，在优选实施例中，本发明提供一种天线系统，包括：一第一天线，由一第一信号源所激发；一第二天线，由一第二信号源所激发；以及一桥接器，设置于该第一天线和该第二天线之间，其中该桥接器的二端皆耦接至一接地区域。

在一些实施例中，该桥接器用于改良该第一天线和该第二天线之间的隔离度。在一些实施例中，该桥接器包括一第一支路和一第二支路，该第一支路的一第一端耦接至该接地区域，该第二支路的一第一端耦接至该接地区域，而该第一支路的一第二端耦接至该第二支路的一第二端。在一些实施例中，该第一支路和该第二支路的组合大致呈现一倒U字形。在一些实施例中，该桥接器还包括一附加支路，而该附加支路耦接至该第一支路的该第二端和该第二支路的该第二端。在一些实施例中，该附加支路大致呈现一直条形，而该附加支路朝向远离该接地区域的方向作延伸。在一些实施例中，该附加支路大致呈现一蜿蜒形，而该附加支路朝向靠近该接地区域的方向作延伸。在一些实施例中，该第一天线和该第二天线皆为耦合馈入式天线。在一些实施例中，该第一天线包括一第一馈入部和一第一辐射部，该第一馈入部的一第一端耦接至该第一信号源，该第一馈入部的一第二端为一开路端，该第一辐射部的一第一端邻近于该第一馈入部的该第二端，该第一辐射部的一第二端耦接至该接地区域，该第二天线包括一第二馈入部和一第二辐射部，该第二馈入部的一第一端耦接至该第二信号源，该第二馈入部的一第二端为一开路端，该第二辐射部的一第一端邻近于该第二馈入部的该第二端，该第二辐射部的一第二端耦接至该接地区域。在一些实施例中，该第一天线、该第二天线，以及该桥接器皆操作于一第一频带和一第二频带，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。

本发明可兼得增强天线系统性能以及减少天线系统总面积的双重功效，所以其很适合应用于各种内部空间狭小的移动装置当中。

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是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的示意图；以及

图5是显示根据本发明一实施例所述的天线系统的隔离度的示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

100、200、300、400～天线系统；

110、210～第一天线；

120、220～第二天线；

130～第一信号源；

140～第二信号源；

150、350、450～桥接器；

151～第一支路；

152～第二支路；

153～第一支路的第一端；

154～第一支路的第二端；

155～第二支路的第一端；

156～第二支路的第二端；

160～接地区域；

211～第一馈入部；

212～第一辐射部；

213～第一馈入部的第一端；

214～第一馈入部的第二端；

215～第一辐射部的第一端；

216～第一辐射部的第二端；

221～第二馈入部；

222～第二辐射部；

223～第二馈入部的第一端；

224～第二馈入部的第二端；

225～第二辐射部的第一端；

226～第二辐射部的第二端；

357、457～附加支路；

CC1～第一曲线；

CC2～第二曲线；

CC3～第三曲线；

GC1～第一耦合间隙；

GC2～第二耦合间隙；

GC3～第三耦合间隙；

GC4～第四耦合间隙。

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，并配合所附附图，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可应用于一移动装置中，例如：一智能型手机(SmartPhone)、一平板电脑(TabletComputer)，或是一笔记本电脑(NotebookComputer)。如图1所示，天线系统100包括：一第一天线110、一第二天线120、一第一信号源130、一第二信号源140，以及一桥接器150。第一天线110和第二天线120的种类于本发明中并不特别作限制。举例而言，第一天线110和第二天线120的任意一个可以是一耦合馈入式天线(Coupling-feedAntenna)、一单极天线(MonopoleAntenna)、一偶极天线(DipoleAntenna)、一回圈天线(LoopAntenna)，或是一螺旋天线(HelicalAntenna)。第一信号源130和第二信号源140可以是射频(RadioFrequency，RF)模块。第一天线110由第一信号源130所激发，而第二天线120由第二信号源140所激发。桥接器150设置于第一天线110和第二天线120之间，其中桥接器150的二端皆耦接至一接地区域160。接地区域160可以是移动装置的一接地金属面，其并可提供一接地电位。在将桥接器150加入天线系统100之后，其可直接减少第一天线110和第二天线120之间的电磁干扰现象，因此能有效地改良第一天线110和第二天线120之间的隔离度。与传统技术相比，其天线系统通常是通过加大天线间距来维持隔离度，本发明使用桥接器150来取代传统设计，不仅能维持天线系统的良好性能，也可一并达成节省设计空间的效果。

图2是显示根据本发明一实施例所述的天线系统200的示意图。在图2的实施例中，天线系统200包括：一第一天线210、一第二天线220、一第一信号源130、一第二信号源140，以及一桥接器150。如图2所示，第一天线210和第二天线220皆为耦合馈入式天线，惟其形状仅为举例说明，并非用于限制本发明。桥接器150包括一第一支路151和一第二支路152，其中第一支路151的一第一端153耦接至一接地区域160，第二支路152的一第一端155也耦接至接地区域160，而第一支路151的一第二端154耦接至第二支路152的一第二端156。第一支路151和第二支路152的组合大致呈现一倒U字形。在一些实施例中，此倒U字形具有二个直角转折，使得第一支路151和第二支路152两者至少有部分彼此互相平行。相似地，桥接器150也可用于改良第一天线210和第二天线220之间的隔离度。

更详细而言，第一天线210包括一第一馈入部211和一第一辐射部212，其中第一馈入部211的一第一端213耦接至第一信号源130，第一馈入部211的一第二端214为一开路端，第一辐射部212的一第一端215邻近于第一馈入部211的第二端214，第一辐射部212的一第二端216耦接至接地区域160。在一些实施例中，第一馈入部211的第二端214和第一辐射部212的第一端215之间的一第一耦合间隙GC1的宽度约介于1mm至1.5mm之间。第二天线220包括一第二馈入部221和一第二辐射部222，其中第二馈入部221的一第一端223耦接至第二信号源140，第二馈入部221的一第二端224为一开路端，第二辐射部222的一第一端225邻近于第二馈入部221的第二端224，第二辐射部222的一第二端226耦接至接地区域160。在一些实施例中，第二馈入部221的第二端224和第二辐射部222的第一端225之间的一第二耦合间隙GC2的宽度约介于1mm至1.5mm之间。另一方面，第一天线210和桥接器150之间的一第三耦合间隙GC3的宽度约介于1mm至2mm之间，第二天线220和桥接器150之间的一第四耦合间隙GC4的宽度也约介于1mm至2mm之间，使得第一天线210和第二天线220可间接透过桥接器150来互相沟通。

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，两者的差异在于，天线系统300的一桥接器350还包括一附加支路357。附加支路357可用于改良第一天线210和第二天线220之间于低频操作频带的隔离度。附加支路357的长度约为低频操作频带的中心频率的0.25至0.5倍波长。附加支路357耦接至第一支路151的第二端154和第二支路152的第二端156(也即，附加支路357耦接至第一支路151和第二支路152的接合处)。附加支路357大致呈现一直条形，并大致垂直于第一支路151和第二支路152。附加支路357朝向远离接地区域160的方向作延伸。桥接器350的附加支路357、第一支路151，以及第二支路152的组合大致呈现一倒Y字形。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，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图4是显示根据本发明一实施例所述的天线系统400的示意图。图4和图2相似，两者的差异在于，天线系统400的一桥接器450还包括一附加支路457。附加支路457可用于改良第一天线210和第二天线220之间于低频操作频带的隔离度。附加支路457的长度约为低频操作频带的中心频率的0.25至0.5倍波长。附加支路457耦接至第一支路151的第二端154和第二支路152的第二端156(也即，附加支路457耦接至第一支路151和第二支路152的接合处)。附加支路457大致呈现一蜿蜒形，并朝向靠近接地区域160的方向作延伸。附加支路457可包括互相连接的至少二S字形。图4的天线系统400的其余特征皆与图2的天线系统200相似，故此二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天线系统的隔离度的示意图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表天线之间的隔离度(S21)(dB)。在一些实施例中，前述的第一天线、第二天线，以及桥接器皆操作于一第一频带和一第二频带，其中第一频带约介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带约介于5150MHz至5850MHz之间。本发明的天线系统至少可支持如Wi-Fi和Bluetooth的移动通信频带。如图5所示，第一曲线CC1代表无桥接器的天线系统的隔离度，第二曲线CC2代表具有图3的桥接器的天线系统的隔离度，而第三曲线CC3代表具有图4的桥接器的天线系统的隔离度。根据图5的测量结果，可发现桥接器特别是于低频操作频带(第一频带)中，对于天线系统的隔离度有很明显的改良效果。本发明的天线系统于前述操作频带中具有至少-15dB的隔离度，可符合一般移动通信的规格标准。详细而言，加入桥接器大约可使天线系统的隔离度改良约8dB至20dB，且不会额外增加天线间距，因此，本发明可兼得增强天线系统性能以及减少天线系统总面积的双重功效，所以其很适合应用于各种内部空间狭小的移动装置当中。

在元件尺寸方面，第一天线和第二天线之间距约为30mm。桥接器的附加支路的总长度约为27mm。值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的天线系统并不仅限于图1-5所图示的状态。本发明可以仅包括图1-5的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的天线系统当中。

在本说明书以及权利要求中的序数，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。

本发明虽以优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域普通技术人员，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所界定的范围为准。

Claims

1.一种天线系统，包括：

一第一天线，由一第一信号源所激发；

一第二天线，由一第二信号源所激发；以及

一桥接器，设置于该第一天线和该第二天线之间，其中该桥接器的二端皆耦接至一接地区域。

2.如权利要求1所述的天线系统，其中该桥接器用于改良该第一天线和该第二天线之间的隔离度。

3.如权利要求1所述的天线系统，其中该桥接器包括一第一支路和一第二支路，该第一支路的一第一端耦接至该接地区域，该第二支路的一第一端耦接至该接地区域，而该第一支路的一第二端耦接至该第二支路的一第二端。

4.如权利要求3所述的天线系统，其中该第一支路和该第二支路的组合大致呈现一倒U字形。

5.如权利要求3所述的天线系统，其中该桥接器还包括一附加支路，而该附加支路耦接至该第一支路的该第二端和该第二支路的该第二端。

6.如权利要求5所述的天线系统，其中该附加支路大致呈现一直条形，而该附加支路朝向远离该接地区域的方向作延伸。

7.如权利要求5所述的天线系统，其中该附加支路大致呈现一蜿蜒形，而该附加支路朝向靠近该接地区域的方向作延伸。

8.如权利要求1所述的天线系统，其中该第一天线和该第二天线皆为耦合馈入式天线。

9.如权利要求8所述的天线系统，其中该第一天线包括一第一馈入部和一第一辐射部，该第一馈入部的一第一端耦接至该第一信号源，该第一馈入部的一第二端为一开路端，该第一辐射部的一第一端邻近于该第一馈入部的该第二端，该第一辐射部的一第二端耦接至该接地区域，该第二天线包括一第二馈入部和一第二辐射部，该第二馈入部的一第一端耦接至该第二信号源，该第二馈入部的一第二端为一开路端，该第二辐射部的一第一端邻近于该第二馈入部的该第二端，该第二辐射部的一第二端耦接至该接地区域。

10.如权利要求1所述的天线系统，其中该第一天线、该第二天线，以及该桥接器皆操作于一第一频带和一第二频带，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。