CN113224523B - 多重耦合的第五代移动通信天线模块 - Google Patents

多重耦合的第五代移动通信天线模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多重耦合的第五代移动通信天线模块，包括长方体基部、主天线以及耦合天线。长方体基部具有第一面、第二面与第三面，第一面连接于第二面与第三面之间。主天线具有馈入部、第一支与第二支，馈入部连接于第一支与第二支之间，第一支与第二支彼此以相反方向延伸，主天线设置于长方体基部的第一面。第二支具有末端部，末端部具有梯形挖空部与截切部，截切部使末端部构成具有开口的环绕形状。耦合天线具有第一耦合部、第二耦合部与第三耦合部，位于第二面的第一耦合部连接位于第一面的第二耦合部，第二耦合部连接位于第三面的第三耦合部，第一耦合部耦合第一支与第二支，第二耦合部与第三耦合部耦合第二支。本发明可达到多重耦合的效果。

Description

多重耦合的第五代移动通信天线模块
技术领域
本发明涉及一种第五代移动通信天线模块，特别是一种多重耦合的第五代移动通信天线模块。
背景技术
现有移动装置如笔记本电脑或智能型手机的天线都需要多种通信规格与多个频带的应用，第五代移动通信则更提供更大的带宽，更能提升信息响应速度。除了数据传输量的提升，也提供了新的衍生应用，实现以往所难以实现的信息功能。
现有第五代移动通信主要概分为两个频率区段，其一为6GHz以下常称为Sub 5G的应用，提供新应用频段与新的演算编码方式。其二，则为毫米波(Millimeter Wave，简称mmWave)频段，提供庞大的数据流量与更高的信息响应能力。在6GHz以下的应用是成本较低廉，现有厂商资源投入门槛较低的解决方案。然而相比于传统的无线广域网(WWAN，Wireless Wide Area Network)，更增加了天线需求的操作带宽，而使得天线数量或天线尺寸需要更增加。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种多重耦合的第五代移动通信天线模块，在不增加天线尺寸前提下产生天线多重耦合效果，提高5G通信系统的效率。
本发明的技术方案是这样的，一种多重耦合的第五代移动通信天线模块，包括：
长方体基部，具有第一面、第二面与第三面，所述第一面连接于所述第二面与所述第三面之间；
主天线，具有馈入部、第一支与第二支，所述馈入部连接于所述第一支与所述第二支之间，所述第一支与所述第二支彼此以相反方向延伸，所述主天线设置于所述长方体基部的所述第一面，其中所述第二支具有一末端部，所述末端部具有梯形挖空部与截切部，所述截切部使所述末端部构成具有开口的环绕形状；以及
耦合天线，具有第一耦合部、第二耦合部与第三耦合部，位于所述第二面的所述第一耦合部连接位于所述第一面的所述第二耦合部，所述第二耦合部连接位于所述第三面的所述第三耦合部，所述第一耦合部耦合所述第一支与所述第二支，所述第二耦合部与所述第三耦合部耦合所述第二支。
进一步地，所述耦合天线围绕所述主天线并在所述第一支的终端形成开口。
进一步地，所述第二耦合部与所述第三耦合部耦合所述末端部，构成具有开口的所述环绕形状的所述截切部邻近所述第一耦合部与所述第二耦合部的相接处。
进一步地，所述梯形挖空部具有短底边与长底边，所述短底边与所述长底边彼此平行，所述截切部位于所述梯形挖空部的所述短底边。
进一步地，所述第二支的所述末端部更连接耦合末支，所述耦合末支与所述截切部彼此远离，所述耦合末支位于所述长方体基部的所述第二面，且所述耦合末支邻近所述第三耦合部以耦合所述第三耦合部。
进一步地，所述第二支更具有一延长部，所述延长部连接于所述末端部与所述第一支之间。
进一步地，所述第一耦合部耦合所述第二支的所述延长部。
进一步地，所述第三耦合部更连接反向分支，所述反向分支位于所述长方体基部的所述第三面，所述反向分支与所述第三耦合部彼此以相反方向延伸；所述第一耦合部更具有一凸部，所述凸部耦合所述第二支的所述延长部。
进一步地，所述主天线更包括一第三支，所述第三支连接所述馈入部，所述第三支位于所述长方体基部的所述第二面，所述第三支与所述第一支彼此以相同方向延伸，所述第三支与所述第一耦合部彼此耦合。
进一步地，所述馈入部为一倒三角形，所述倒三角形的尖端连接射频信号源，所述倒三角形的底边连接所述第一支。
本发明所提供的技术方案的优点在于，本发明对于一般常用于无线广域网的单一天线而言，在不具体增加天线原有尺寸的情况下，不但使用用于耦合的多个耦合区段，更特别利用第二支的末端部构成环绕开口状以产生多重耦合的效果，尤其对于5G通信系统的效率，对于频带的n79频段(频率范围为4400MHz-5000MHz)具有显著的提升，在实际实施例应用中具有3dB以上的提升效果，具有很高的产业应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块的长方体基部的立体透视图。
图2是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块的斜上视角的立体示意图。
图3是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块的斜下视角的立体示意图。
图4是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块的主天线与耦合天线的展开图。
图5是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块未有截切部的系统效率图。
图6是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块有截切部的系统效率图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请一并参照图1、图2、图3及图4，本实施例提供一种多重耦合的第五代行动通信天线模块，用于安装于笔记本电脑之内，以做为无线通信系统的内藏式无线广域网(WWAN)天线，此多重耦合的第五代行动通信天线模块包括长方体基部1、主天线2以及耦合天线3。如图1所示，长方体基部1具有第一面11、第二面12与第三面13，第一面11连接于第二面12与第三面13之间，在本实施例中的第一面11是面积较大的正面。所述长方体基部1仅是用以举例，其大致为长方体结构以便于说明，做些许的变形呈梯形或修改成为多边形，其不影响本发明的意旨。图4显示主天线2以及耦合天线3的展开后结构。主天线2与耦合天线3可以雷射雕刻制程于长方体基部1。或者，主天线2与耦合天线3是经过弯折或以线切割制作的铜片，所述铜片也可以铜箔取代，但本发明不因此为限。所述铜片或铜箔装设于长方体基部1的方式例如是用胶合、黏贴，也可以是以锁件固定、卡扣固定，但并不限定。图4中的弯折虚线B1与弯折虚线B2是使主天线2与耦合天线3经过弯折后能设置于第一面11、第二面12与第三面13，如图2与图3所示，将于以下进一步说明。
主天线2具有馈入部21、第一支22与第二支23。馈入部21的信号馈入点位置如图2、图3、图4所示的实心粗圆点。馈入部21连接于第一支22与第二支23之间，第一支22与第二支23彼此以相反方向延伸。主天线2设置于长方体基部1的第一面11，其中第二支23具有末端部231，末端部231具有梯形挖空部TD与截切部CT，截切部CT使末端部231构成具有开口的环绕形状SS。耦合天线3具有第一耦合部31、第二耦合部32与第三耦合部33，位于第二面12的第一耦合部31连接位于第一面11的第二耦合部32，第二耦合部32连接位于第三面13的第三耦合部33，第一耦合部31耦合第一支22与第二支23，第二耦合部32与第三耦合部33耦合第二支23。
上述的梯形挖空部TD具有一短底边T1与一长底边T2，短底边T1与长底边T2彼此平行，截切部CT位于梯形挖空部TD的短底边T1。较佳的，耦合天线3围绕主天线2并在第一支22的终端形成开口OP。第二耦合部32与第三耦合部33耦合末端部231，构成具有开口的环绕形状SS的截切部CT邻近第一耦合部31与第二耦合部32的相接处。
更进一步，第二支23的末端部231更连接耦合末支231a，耦合末支231a与截切部CT彼此远离，耦合末支231a位于长方体基部1的第三面13，且耦合末支231a邻近第三耦合部33以耦合第三耦合部33。较佳的，第二支23更具有延长部232，所述延长部232连接于末端部231与第一支22之间。第一耦合部31耦合第二支23的延长部232。再者，第三耦合部33更连接反向分支33a，反向分支33a位于长方体基部1的第三面13，反向分支33a与第三耦合部33彼此以相反方向延伸。再者，第一耦合部31更具有凸部31a，所述凸部31a耦合第二支23的延长部232，凸部31a由于凸出的缘故因而从第二面12的边缘延伸至第一面11，如图3所示。
较佳的，主天线2更包括第三支24，第三支24连接馈入部21，第三支24位于长方体基部1的第二面12，第三支24与第一支22彼此以相同方向延伸，第三支24与第一耦合部31彼此耦合。较佳的，馈入部21为倒三角形RR，所述倒三角形的尖端连接射频信号源(如图2、图3、图4所示的实心粗圆点为信号馈入点位置，此处连接射频信号源)，所述倒三角形的底边连接第一支22。
请参照图5，是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块未有截切部的系统效率图，可见5G通信系统的n79频段(频率范围为4400MHz-5000MHz)的效率较差，难以达到一般产品规格。相较于图5，图6是本发明实施例提供的多重耦合的第五代行动通信天线模块有截切部的系统效率图，对于5G通信系统的n79频段(频率范围为4400MHz-5000MHz)的效率有约3dB以上的提升，是显著地提升了n79频段的系统效率，此是由于引入了截切部CT的设计，造成具有开口的环绕形状SS而达成多重耦合效果。
综上所述，本发明实施例提供多重耦合的第五代行动通信天线模块，对于一般常用于无线广域网的单一天线而言，在不具体增加天线原有尺寸的情况下，不但使用用于耦合的多个耦合区段，更特别利用第二支的末端部构成环绕开口状以产生多重耦合的效果，尤其对于5G通信系统的效率，对于频带的n79频段(频率范围为4400MHz-5000MHz)具有显著的提升，在实际实施例应用中具有3dB以上的提升效果，具有很高的产业应用价值。

Claims (10)

1.一种多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，包括：
长方体基部，具有第一面、第二面与第三面，所述第一面连接于所述第二面与所述第三面之间；
主天线，具有馈入部、第一支与第二支，所述馈入部连接于所述第一支与所述第二支之间，所述第一支与所述第二支彼此以相反方向延伸，所述主天线设置于所述长方体基部的所述第一面，其中所述第二支具有一末端部，所述末端部具有梯形挖空部与截切部，所述截切部使所述末端部构成具有开口的环绕形状；以及
耦合天线，具有第一耦合部、第二耦合部与第三耦合部，位于所述第二面的所述第一耦合部连接位于所述第一面的所述第二耦合部，所述第二耦合部连接位于所述第三面的所述第三耦合部，所述第一耦合部耦合所述第一支与所述第二支，所述第二耦合部与所述第三耦合部耦合所述第二支。
2.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述耦合天线围绕所述主天线并在所述第一支的终端形成开口。
3.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述第二耦合部与所述第三耦合部耦合所述末端部，构成具有开口的所述环绕形状的所述截切部邻近所述第一耦合部与所述第二耦合部的相接处。
4.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述梯形挖空部具有短底边与长底边，所述短底边与所述长底边彼此平行，所述截切部位于所述梯形挖空部的所述短底边。
5.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述第二支的所述末端部更连接耦合末支，所述耦合末支与所述截切部彼此远离，所述耦合末支位于所述长方体基部的所述第二面，且所述耦合末支邻近所述第三耦合部以耦合所述第三耦合部。
6.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述第二支更具有一延长部，所述延长部连接于所述末端部与所述第一支之间。
7.根据权利要求6所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述第一耦合部耦合所述第二支的所述延长部。
8.根据权利要求6所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述第三耦合部更连接反向分支，所述反向分支位于所述长方体基部的所述第三面，所述反向分支与所述第三耦合部彼此以相反方向延伸；所述第一耦合部更具有一凸部，所述凸部耦合所述第二支的所述延长部。
9.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述主天线更包括一第三支，所述第三支连接所述馈入部，所述第三支位于所述长方体基部的所述第二面，所述第三支与所述第一支彼此以相同方向延伸，所述第三支与所述第一耦合部彼此耦合。
10.根据权利要求1所述的多重耦合的第五代移动通信天线模块，其特征在于，所述馈入部为一倒三角形，所述倒三角形的尖端连接射频信号源，所述倒三角形的底边连接所述第一支。
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