CN107171048B - 双频天线装置以及双频天线模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双频天线装置以及双频天线模块。双频天线装置包括散热片以及双频天线，散热片设置于双频天线。双频天线包括第一辐射体以及第二辐射体。第一辐射体与散热片相对设置，第一辐射体具有第一开路端、第一接地端及馈入点，第一辐射体通过馈入点接收馈入信号，而产生第一共振模式，使双频天线能够收发第一频段信号。第二辐射体连接散热片，第二辐射体具有第二开路端及第二接地端，第二辐射体的第二开路端与第一辐射体耦合，而被激发产生第二共振模式，使双频天线能够收发第二频段信号。双频天线模块包括上述散热片及多个上述双频天线。

Description

双频天线装置以及双频天线模块
技术领域
本发明是有关于一种天线装置，且特别是有关于一种双频天线装置以及双频天线模块。
背景技术
随着通讯科技的进步，通讯技术在科技产品的应用日益增加，使得相关的通讯产品也日趋多样化，具有无线传输功能的电子装置已在生活上成为不可缺少的产品。近年来消费者对通讯产品的功能要求越来越高，所以许多具有不同设计以及不同功能的通讯产品不断的被提出，在通讯产品中，天线的主要功能是用以传送与接收信号，而如何使天线能够提供收发多种频段信号例如提出双频天线、三频天线且将其应用于通讯产品等等，都是近年来热门的趋势。
发明内容
本发明提供一种双频天线装置以及双频天线模块，利用双频天线收发二不同频段信号，并将散热片设置于双频天线，以达到在不影响天线效能的情形下，散热片能够有效地帮助双频天线装置或双频天线模块进行散热。
本发明的双频天线装置包括散热片以及双频天线，散热片设置于双频天线。双频天线包括第一辐射体以及第二辐射体。第一辐射体与散热片相对设置，第一辐射体具有第一开路端、第一接地端以及馈入点，第一辐射体通过馈入点接收馈入信号，而产生第一共振模式，使双频天线能够收发第一频段信号。第二辐射体连接散热片，第二辐射体具有第二开路端以及第二接地端，第二辐射体的第二开路端与第一辐射体耦合，而被激发产生第二共振模式，使双频天线能够收发第二频段信号。
在本发明的一实施例中，上述的第二辐射体包括第一辐射件以及第二辐射件。第一辐射件的一端连接散热片，另一端为第二辐射体的第二开路端。第二辐射件的一端连接第一辐射件，另一端为第二辐射体的第二接地端以连接接地，适使第一辐射件与第二辐射件提供共振路径。
在本发明的一实施例中，上述的第一辐射件与第二辐射件形成回路天线。
在本发明的一实施例中，上述的第一辐射件呈L形。
在本发明的一实施例中，上述的双频天线设置于散热片的周缘。
在本发明的一实施例中，上述的散热片还包括开口，且开口对应双频天线设置，第二辐射体连接开口的侧边，第一辐射体在开口所在平面上的投影中位于开口内。
在本发明的一实施例中，上述的双频天线装置还包括基板，设置于散热片的一侧，第一辐射体设置于基板，第二辐射体的第二接地端通过基板连接接地。
在本发明的一实施例中，上述的基板包括接地面以及对应第二辐射体的绝缘区域，第一辐射体位于绝缘区域内，第二辐射体的第二接地端通过接地面连接接地。
在本发明的一实施例中，上述的第一辐射体包括辐射件以及连接区段。辐射件的一端为第一幅射体的第一开路端，另一端为第一幅射体的馈入点。连接区段的一端连接辐射件，另一端为第一幅射体的第一接地端，连接区段通过第一接地端连接接地面。
在本发明的一实施例中，上述的第二辐射体的第二开路端与辐射件的第一开路端耦合，辐射件的第一开路端与第二辐射体的第二开路端之间的距离介于0.5毫米～1毫米之间。
在本发明的一实施例中，上述的基板为印刷电路板。
本发明的双频天线模块包括散热片以及多个双频天线。散热片设置于多个双频天线，其中各多个所述双频天线包括第一辐射体以及第二辐射体。第一辐射体与散热片相对设置，第一辐射体具有第一开路端、第一接地端以及馈入点，第一辐射体通过馈入点接收馈入信号，而产生第一共振模式，使双频天线能够收发第一频段信号。第二辐射体连接散热片，第二辐射体具有第二开路端以及第二接地端，第二辐射体的第二开路端与对应的第一辐射体耦合，而被激发产生第二共振模式，使双频天线能够收发第二频段信号。
在本发明的一实施例中，上述的第二辐射体包括第一辐射件以及第二辐射件。第一辐射件的一端连接散热片，另一端为对应的第二辐射体的第二开路端。第二辐射件的一端连接第一辐射件，另一端为对应的第二辐射体的第二接地端以连接接地，适使第一辐射件与对应的第二辐射件提供共振路径。
在本发明的一实施例中，上述的第一辐射件与第二辐射件形成回路天线。
在本发明的一实施例中，上述的第一辐射件呈L形。
在本发明的一实施例中，上述的多个双频天线设置于散热片的周缘。
在本发明的一实施例中，上述的双频天线模块还包括多个寄生元件，设置于散热片的周缘，且寄生元件分别位于二双频天线之间，各个所述寄生元件的一端连接散热片，另一端为第三开路端。
在本发明的一实施例中，上述的散热片包括多个开口，且开口对应双频天线设置，各个所述第二辐射体连接对应的开口的侧边，各第一辐射体在对应的开口所在的平面上的投影中位于对应的开口内。
在本发明的一实施例中，上述的双频天线模块，还包括基板，其设置于散热片的一侧，各个所述双频天线的第一辐射体设置于基板上，各多个所述双频天线的第二辐射体的第二接地端通过基板连接接地。
在本发明的一实施例中，上述的基板包括接地面以及多个绝缘区域，且各多个所述绝缘区域对应各个所述双频天线的第二辐射体设置，各多个所述双频天线的第一辐射体位于对应的各个所述绝缘区域内，各个所述第二辐射体的第二接地端通过接地面连接接地。
在本发明的一实施例中，上述的各个所述第一辐射体包括辐射件以及连接区段。辐射件的一端为第一辐射体的第一开路端，另一端为第一辐射体的馈入点。连接区段的一端连接辐射件，另一端为对应的第一辐射体的第一接地端，连接区段通过第一接地端连接接地面。
在本发明的一实施例中，上述的各个所述第二辐射体的第二开路端与对应的辐射件的第一开路端耦合，各个所述第二辐射体的第二开路端与对应的辐射件的第一开路端之间的距离介于0.5毫米～1毫米之间。
在本发明的一实施例中，上述的基板为印刷电路板。
基于上述，本发明的实施例利用第二辐射体与作为激发源的第一辐射体耦合，以使双频天线可收发第一频段信号与第二频段信号，将散热片设置于双频天线，并将第二辐射体连接散热片，以达到在不影响天线效能的情形下，散热片能够有效地帮助双频天线装置或双频天线模块进行散热。
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是依照本发明一实施例的一种双频天线模块的示意图；
图2是依照图1实施例的双频天线的示意图；
图3是依照本发明一实施例的第一辐射体的示意图；
图4是依照本发明一实施例的第一辐射体的表面电流分布图；
图5是依照本发明一实施例的第二辐射体受到第一辐射体激发时的表面电流分布示意图；
图6是依照本发明一实施例的一种双频天线装置的示意图。
具体实施方式
请参照图1，图1是依照本发明一实施例的一种双频天线模块的示意图。双频天线模块100包括散热片102、多个双频天线104、106、108、110、基板112以及多个寄生元件114、116、118、120，为清楚表示双频天线模块100的结构，散热片102在本实施例中以虚线表示，散热片102可例如以铝、铜、不锈钢等金属导电材质来实施。双频天线104、106、108、110设置于散热片102的周缘E1，寄生元件114、116、118、120亦设置于散热片102的周缘E1，且寄生元件114、116、118、120分别位于二双频天线之间。基板112设置于散热片102的一侧，例如在本实施例中为设置于散热片102的下方，然不以此为限，基板112可为一印刷电路板，然不以此为限。
各个双频天线104、106、108、110分别包括第一辐射体104-1与第二辐射体104-2，各个第一辐射体104-1与散热片102相对设置，而散热片102包括多个开口H1、H2、H3、H4，且多个开口H1、H2、H3、H4分别对应多个双频天线104、106、108、110设置。为保持附图简洁，在此仅以双频天线104的第一辐射体104-1以及第二辐射体104-2提供说明，其他双频天线106、108、110的元件设置及作动关系皆与双频天线104的第一辐射体104-1以及第二辐射体104-2相同。第二辐射体104-2连接该散热片，且第二辐射体104-2连接于对应的开口H1的侧边，第一辐射体104-1在对应的开口H1所在的平面上的投影中位于开口H1内。第一辐射体104-1具有一第一开路端TO1、一第一接地端TG1以及一馈入点F1，第一辐射体104-1通过馈入点F1接收一馈入信号，而产生一第一共振模式，使双频天线104能够收发一第一频段信号，在本实施例中，第一频段信号可为介于5.15GHz～5.85GHz的频段信号，且第一辐射件202呈L形，然不以此为限。在本实施例中，第二辐射体104-2与第一辐射体104-1耦合，并以第一辐射体104-1作为激发源激发第二辐射体104-2，使第二辐射体104-2被激发产生第二共振模式，使双频天线104能够收发第二频段信号，第二频段信号可为介于2400MHz～2500MHz的频段信号，然不以此为限。值得注意的是，在本实施例中，第二辐射体104-2所提供的频段虽低于第一辐射体104-1所提供的频段，然并不以此为限，在其它实施例中，亦可设计使第二辐射体104-2所提供的频段高于第一辐射体104-1所提供的频段。
请参照图2，图2是依照图1实施例的双频天线104的示意图。进一步来说，图1所示的实施例的双频天线104的第二辐射体104-2具有第二开路端TO2与第二接地端TG2，其中第二辐射体104-2的第二开路端TO2用以与第一辐射体104-1进行耦合。进一步来说，第二辐射体104-2可包括第一辐射件202以及第二辐射件204，其中第一辐射件202的一端连接散热片102，第一辐射件202的另一端为第二辐射体104-2的第二开路端TO2。另外，第二辐射件204的一端连接第一辐射件202，第二辐射件204的另一端则为第二辐射体104-2的第二接地端TG2，第二辐射件204通过第二接地端TG2连接至接地，适使第一辐射件202与第二辐射件204提供一共振路径，接地可为一接地电压。在本实施例中，第一辐射件202与第二辐射件204形成一回路天线，通过第一辐射件202的第二开路端TO2与第一辐射体104-1耦合，可使双频天线104收发第二频段信号。此外，第二辐射件204亦可以防止高压静电突然从散热片102进入其它电路元件中而造成损坏。
接着，关于第一辐射体104-1的实施方式，可如图3所示。为易于说明第一辐射体104-1的实施方式，在图3中仅绘示出第一辐射体104-1以及基板112，其中基板112包括接地面GF1以及绝缘区域IA1。绝缘区域IA1对应第二辐射体104-2设置，且第一辐射体104-1设置于基板112且位于绝缘区域IA1内，第二辐射体104-2的第二接地端TG2可通过接地面GF1连接至接地(如图2所示)。在本实施例中，基板112为一印刷电路板，接地面GF1可为印刷电路板表面上的金属层，而绝缘区域IA1则为印刷电路板去除掉表面上的金属层后所露出的绝缘层表面区域。第一辐射体104-1可包括辐射件206以及连接区段208，辐射件206的一端为第一辐射体104-1的第一开路端TO1，而辐射件206的另一端为第一辐射体104-1的馈入点F1。连接区段208的一端连接辐射件206，连接区段208的另一端为第一辐射体104-1的第一接地端TG1，连接区段208可通过第一接地端TG1连接接地面GF1，再由接地面GF1连接至接地。第一辐射体104-1可通过馈入点F1接收一馈入信号，以产生第一共振模式，使双频天线104能够收发第一频段信号，且第一辐射体104-1可与第二辐射体104-2耦合以激发第二辐射体104-2产生第二共振模式，使双频天线104能够收发第二频段信号。其中第二辐射体104-2的第二开路端TO2与第一辐射体104-1的辐射件206的第一开路端TO1耦合，辐射件206的第一开路端TO1与第二辐射体104-2的第二开路端TO2之间的距离W1介于0.5毫米～1毫米之间，在本实施例中，第二辐射体104-2的第二开路端TO2位于辐射件206的上方，然并不以此为限。其中，第一辐射体104-1产生第一共振模式时的表面电流分布图可如图4所示，馈入信号自馈入点F1被馈入后，产生的表面电流自馈入点F1流向辐射件206的第一开路端TO1，以及自馈入点F1流向辐射件206的第一接地端TG1(如箭号线所示)。而第二辐射体104-2受到第一辐射体104-1激发而产生第二共振模式时的表面电流分布图可如图5所示，表面电流自第二辐射体104-2的第二开路端TO2流向第二辐射体104-2的第二接地端TG2(如箭号线所示)。
双频天线106、108、110的实施方式亦与双频天线104相同，本领域具通常知识者应可依据上述实施例的说明而得知双频天线106、108、110的实施细节，因此在此不再赘述。其中，设计者可依实际需求调整各个双频天线所收发的第一频段信号与第二频段信号，例如通过调整第一辐射体的辐射件的长度以调整双频天线收发的第一频段信号，类似地，亦可通过调整第二辐射体的第一辐射件的长度以调整双频天线收发的第二频段信号。
此外，为了有效避免多个双频天线104、106、108、110之间互相影响，请参阅图1所示，寄生元件114、116、118、120可分别地被设置于二双频天线之间，以有效地避免双频天线104、106、108、110互相影响，而达到信号传输的最佳效果。其中寄生元件114位于双频天线104、106之间，寄生元件116位于双频天线106、108之间，寄生元件118位于双频天线108、110之间，寄生元件120位于双频天线110、104之间。寄生元件114、116、118、120的一端连接该散热片102，寄生元件114、116、118、120的另一端则分别为第三开路端TO3-1、TO3-2、TO3-3、TO3-4。
值得注意的是，在其它实施例中，如图6所示，图6是依照本发明一实施例的一种双频天线装置600的示意图。双频天线装置600与图1所示的实施例的双频天线模块100的差异在于，双频天线装置600仅包括散热片602及双频天线104，且散热片602与图1所示的实施例的散热片102相比，对应双频天线的开口亦仅包括开口H1。其中双频天线104的实施方式已于上述实施例中说明，因此在此不再赘述。值得注意的是，由于图6实施例仅包括一个双频天线104，因此不须担心会有多个双频天线之间互相影响的问题产生，而图1中的寄生元件114、116、118、120在图6实施例中可不需设置。
综上所述，本发明利用第二辐射体与作为激发源的第一辐射体耦合，以使双频天线可收发第一频段信号与第二频段信号，将散热片设置于双频天线，并将第二辐射体连接散热片，以达到在不影响天线效能的情形下，散热片能够有效地帮助双频天线装置或双频天线模块进行散热。此外，利用在双频天线之间设置寄生元件可有效地避免双频天线间互相影响，而达到无线传输的最佳效果。
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，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (23)

1.一种双频天线装置，其特征在于，包括：
散热片；以及
双频天线，所述散热片设置于所述双频天线，包括：
第一辐射体，位于所述散热片下方，所述第一辐射体具有第一开路端、第一接地端以及馈入点，所述第一辐射体通过所述馈入点接收馈入信号，而产生第一共振模式，使所述双频天线能够收发第一频段信号；以及
第二辐射体，连接所述散热片，所述第二辐射体具有第二开路端以及第二接地端，所述第二辐射体的所述第二开路端与所述第一辐射体耦合，而被激发产生第二共振模式，使所述双频天线能够收发第二频段信号。
2.根据权利要求1所述的双频天线装置，其特征在于，所述第二辐射体包括：
第一辐射件，一端连接所述散热片，另一端为所述第二辐射体的所述第二开路端；以及
第二辐射件，一端连接所述第一辐射件，另一端为所述第二辐射体的所述第二接地端以连接一接地，适使所述第一辐射件与所述第二辐射件提供共振路径。
3.根据权利要求2所述的双频天线装置，其特征在于，所述第一辐射件与所述第二辐射件形成回路天线。
4.根据权利要求2所述的双频天线装置，其特征在于，所述第一辐射件呈L形。
5.根据权利要求1所述的双频天线装置，其特征在于，所述双频天线设置于所述散热片的周缘。
6.根据权利要求1所述的双频天线装置，其特征在于，所述散热片还包括开口，且所述开口对应所述双频天线设置，所述第二辐射体连接所述开口的侧边，所述第一辐射体在所述开口所在平面上的投影位于所述开口内。
7.根据权利要求2所述的双频天线装置，其特征在于，还包括：
基板，设置于所述散热片的一侧，所述第一辐射体设置于所述基板，所述第二辐射体的所述第二接地端通过所述基板连接所述接地。
8.根据权利要求7所述的双频天线装置，其特征在于，所述基板包括接地面以及对应所述第二辐射体的绝缘区域，所述第一辐射体位于所述绝缘区域内，所述第二辐射体的所述第二接地端通过所述接地面连接所述接地。
9.根据权利要求8所述的双频天线装置，其特征在于，所述第一辐射体包括：
辐射件，一端为所述第一辐 射体的所述第一开路端，另一端为所述第一辐 射体的所述馈入点；以及
连接区段，一端连接所述辐射件，另一端为所述第一辐 射体的所述第一接地端，所述连接区段通过所述第一接地端连接所述接地面。
10.根据权利要求9所述的双频天线装置，其特征在于，所述第二辐射体的所述第二开路端与所述辐射件的所述第一开路端耦合，所述辐射件的所述第一开路端与所述第二辐射体的所述第二开路端之间的距离介于0.5毫米～1毫米之间。
11.根据权利要求8所述的双频天线装置，其特征在于，所述基板为印刷电路板。
12.一种双频天线模块，其特征在于，包括：
散热片；以及
多个双频天线，所述散热片设置于所述多个双频天线，各所述双频天线包括：
第一辐射体，与所述散热片相对设置，所述第一辐射体具有第一开路端、第一接地端以及馈入点，所述第一辐射体通过所述馈入点接收馈入信号，而产生第一共振模式，使所述双频天线能够收发第一频段信号；以及
第二辐射体，连接所述散热片，所述第二辐射体具有第二开路端以及第二接地端，所述第二辐射体的所述第二开路端与对应的所述第一辐射体耦合，而被激发产生第二共振模式，使所述双频天线能够收发第二频段信号。
13.根据权利要求12所述的双频天线模块，其特征在于，所述第二辐射体包括：
第一辐射件，一端连接所述散热片，另一端为对应的所述第二辐射体的所述第二开路端；以及
第二辐射件，一端连接所述第一辐射件，另一端为对应的所述第二辐射体的所述第二接地端以连接一接地，适使所述第一辐射件与对应的所述第二辐射件提供共振路径。
14.根据权利要求13所述的双频天线模块，其特征在于，所述第一辐射件与所述第二辐射件形成回路天线。
15.根据权利要求13所述的双频天线模块，其特征在于，所述第一辐射件呈L形。
16.根据权利要求12所述的双频天线模块，其特征在于，所述多个双频天线设置于所述散热片的周缘。
17.根据权利要求12所述的双频天线模块，其特征在于，还包括：
多个寄生元件，设置于所述散热片的周缘，且所述多个寄生元件分别位于二个所述双频天线之间，各所述寄生元件的一端连接所述散热片，另一端为第三开路端。
18.根据权利要求12所述的双频天线模块，其特征在于，所述散热片包括多个开口，且所述多个开口对应所述多个双频天线设置，各所述第二辐射体连接对应的所述开口的一侧边，各所述第一辐射体在对应的所述开口所在的平面上的投影中位于对应的所述开口内。
19.根据权利要求13所述的双频天线模块，其特征在于，还包括：
基板，设置于所述散热片的一侧，各所述双频天线的所述第一辐射体设置于所述基板，各所述双频天线的所述第二辐射体的所述第二接地端通过所述基板连接所述接地。
20.根据权利要求19所述的双频天线模块，其特征在于，所述基板包括接地面以及多个绝缘区域，且各所述绝缘区域对应各所述双频天线的所述第二辐射体设置，各所述双频天线的所述第一辐射体位于对应的各所述绝缘区域内，各所述第二辐射体的所述第二接地端通过所述接地面连接所述接地。
21.根据权利要求20所述的双频天线模块，其特征在于，各所述第一辐射体包括：
辐射件，一端为所述第一辐射体的所述第一开路端，另一端为所述第一辐射体的所述馈入点；以及
连接区段，一端连接所述辐射件，另一端为对应的所述第一辐射体的所述第一接地端，所述连接区段通过所述第一接地端连接所述接地面。
22.根据权利要求21所述的双频天线模块，其特征在于，各所述第二辐射体的所述第二开路端与对应的所述辐射件的所述第一开路端耦合，各所述第二辐射体的所述第二开路端与对应的所述辐射件的所述第一开路端之间的距离介于0.5毫米～1毫米之间。
23.根据权利要求20所述的双频天线模块，其特征在于，所述基板为印刷电路板。
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