CN117832849A - 具有相位调整功能的传输装置 - Google Patents

Abstract

一种具有相位调整功能的传输装置。具有相位调整功能的传输装置包括：一第一介质层、一信号线、一接地面，以及一第一寄生元件；第一介质层具有相对的一第一表面和一第二表面，其中信号线设置于第一介质层的第一表面，而接地面设置于第一介质层的第二表面；第一寄生元件耦接至信号线上的一第一连接点，其中第一寄生元件用于提供一第一延迟相位。与传统设计相比，本发明提供的传输装置至少具有可提供相位调整功能、可简化整体电路，以及可降低制造成本等优势，故本发明很适合应用于各种各样的电子装置当中。

Description

具有相位调整功能的传输装置

技术领域

本发明涉及一种传输装置，特别是涉及一种具有相位调整功能的传输装置。

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：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。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(Long Term Evolution，长期演进)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、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

天线(Antenna)为无线通信领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其相位无法调整，则很容易造成相关装置的通信质量下降。因此，如何设计出具有相位调整功能的传输装置，对设计者而言是一项重要课题。

因此，需要提供一种具有相位调整功能的传输装置来解决上述问题。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提出一种具有相位调整功能的传输装置，包括：一第一介质层，具有相对的一第一表面和一第二表面；一信号线，设置于第一介质层的第一表面；一接地面，设置于第一介质层的第二表面；以及一第一寄生元件，耦接至信号线上的一第一连接点，其中第一寄生元件用于提供一第一延迟相位。

在一些实施例中，第一寄生元件呈现一矩形、一三角形、一椭圆形，或是一波浪形。

在一些实施例中，第一寄生元件相较于信号线具有一突出长度和一突出宽度。

在一些实施例中，突出长度和突出宽度的每一者皆介于1mm和3mm之间。

在一些实施例中，传输装置还包括：一第二寄生元件，邻近于第一寄生元件，并耦接至信号线上的一第二连接点，其中第二寄生元件用于提供一第二延迟相位。

在一些实施例中，第二寄生元件和第一寄生元件之间形成一耦合间隙，而耦合间隙的宽度大致等于突出宽度。

在一些实施例中，信号线呈现一直条形。

在一些实施例中，信号线和接地面共同形成一微带线。

在一些实施例中，传输装置的一总延迟相位如下列方程式所述：

其中θ代表总延迟相位，N代表所有寄生元件的总数量，P代表等于1.18的一型态常数，K代表介于0.7至1.2之间的一误差常数，W代表突出宽度，而L代表突出长度。

在一些实施例中，传输装置还包括：一第三寄生元件，邻近于第二寄生元件，并耦接至信号线上的一第三连接点，其中第三寄生元件用于提供一第三延迟相位。

在一些实施例中，传输装置还包括：一第四寄生元件，邻近于第三寄生元件，并耦接至信号线上的一第四连接点，其中第四寄生元件用于提供一第四延迟相位。

在一些实施例中，传输装置还包括：一第五寄生元件，邻近于第四寄生元件，并耦接至信号线上的一第五连接点，其中第五寄生元件用于提供一第五延迟相位。

在一些实施例中，信号线呈现一T字形。

在一些实施例中，信号线和接地面共同形成一功率分配器。

在一些实施例中，传输装置还包括：一连接元件，将第一寄生元件和第二寄生元件彼此互相耦接。

在一些实施例中，传输装置的一总延迟相位如下列方程式所述：

其中θ代表总延迟相位，S代表不同侧寄生元件的一有效差数，Q代表等于0.975的一型态常数，K代表介于0.7至1.2之间的一误差常数，W代表突出宽度，而L代表突出长度。

在一些实施例中，传输装置还包括：一第二介质层，具有相对的一第三表面和一第四表面，其中第一寄生元件和第二寄生元件皆设置于第二介质层的第四表面。

在一些实施例中，第二介质层的第四表面贴合于第一介质层的第一表面。

在一些实施例中，传输装置还包括：一控制单元，包括一马达元件，其中控制单元用于控制并移动第二介质层。

在一些实施例中，传输装置的一总延迟相位藉由使用控制单元来进行调整。

本发明提出一种新颖的传输装置。与传统设计相比，本发明至少具有可提供相位调整功能、可简化整体电路，以及可降低制造成本等优势，故本发明很适合应用于各种各样的电子装置当中。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例所述的传输装置的俯视图。

图2显示根据本发明一实施例所述的传输装置的俯视图。

图3A显示根据本发明一实施例所述的传输装置的立体图。

图3B显示根据本发明一实施例所述的传输装置的分解图。

图4显示根据本发明一实施例所述的传输装置的俯视图。

图5显示根据本发明一实施例所述的传输装置的俯视图。

图6显示根据本发明一实施例所述的传输装置的俯视图。

图7显示根据本发明一实施例所述的传输装置的侧视图。

主要组件符号说明：

100、200、300、400、500、600、700 传输装置

110 第一介质层

120、420 信号线

121、421 信号线的第一端

122、422 信号线的第二端

130 接地面

141 第一寄生元件

141A 第一寄生元件的第一部分

141B 第一寄生元件的第二部分

142 第二寄生元件

143 第三寄生元件

144 第四寄生元件

145 第五寄生元件

350 第二介质层

423 信号线的第三端

440-1、440-2、440-M 寄生元件

660 连接元件

770 控制单元

780 马达元件

A、B 寄生元件的数量

CP1 第一连接点

CP2 第二连接点

CP3 第三连接点

CP4 第四连接点

CP5 第五连接点

E1 第一表面

E2 第二表面

E3 第三表面

E4 第四表面

GC 耦合间隙

L 突出长度

W 突出宽度

θ1 第一延迟相位

θ2 第二延迟相位

θ3 第三延迟相位

θ4 第四延迟相位

θ5 第五延迟相位

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，并配合附图，作详细说明如下。

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其他装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本说明书叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下说明书不同范例可能重复使用相同的参考符号或(和)标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例或(和)结构之间有特定的关系。

此外，其与空间相关用词例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”以及类似的用词，是为了便于描述附图中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

图1显示根据本发明一实施例所述的传输装置(Transmission Device)100的俯视图。例如，传输装置100可应用于一无线基地台(Wireless Base Station)或是一移动装置(Mobile Device)当中，但亦不仅限于此。在图1的实施例中，传输装置100包括一第一介质层(Dielectric Layer)110、一信号线(Signal Line)120、一接地面(Ground Plane)130，以及至少一第一寄生元件(Parasitic Element)141，其中信号线120、接地面130，以及第一寄生元件141皆可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。

第一介质层110可为一空气层(Air Layer)、一发泡材料层(Foaming MaterialLayer)、一塑胶材料层(Plastic Material Layer)、一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，或是一软性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)。第一介质层110具有相对的一第一表面E1和一第二表面E2，其中信号线120设置于第一介质层110的第一表面E1，而接地面130设置于第一介质层110的第二表面E2。例如，若第一介质层110为空气层，则信号线120可藉由一非导体机械结构作固定(未显示)。

信号线120可以大致呈现一直条形。接地面130可为一金属平面，其中信号线120相对于接地面130而设置。信号线120和接地面130两者可共同形成一微带线(MicrostripLine)。详细而言，信号线120具有一第一端121和一第二端122，其可分别视为前述的微带线的一输入端和一输出端。

第一寄生元件141可以大致呈现一矩形。第一寄生元件141耦接至信号线120上的一第一连接点(Connection Point)CP1，其中第一寄生元件141可用于提供一第一延迟相位(Delay Phase)θ1给前述的微带线。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一寄生元件141可改为大致呈现一三角形、一椭圆形，或是一波浪形，而不致影响其功效。

在一些实施例中，第一寄生元件141相较于信号线120具有一突出长度(Protruding Length)L和一突出宽度(Protruding Width)W。详细而言，第一寄生元件141包括一第一部分141A和一第二部分141B，其中第一部分141A的一第一垂直投影(VerticalProjection)未与信号线120互相重叠，而第二部分141B的一第二垂直投影则有与信号线120互相重叠。前述的突出长度L和突出宽度W分别意指第一寄生元件141的第一部分141A的长度和宽度。例如，突出长度L和突出宽度W的每一者皆可介于1mm和3mm之间。

根据实际测量结果，第一寄生元件141的加入可使传输装置100轻易具备相位调整功能。由于第一寄生元件141的制造成本较低且传输装置100的整体电路结构相对简单，故其很适合应用于各种电子装置当中。

以下实施例将介绍传输装置100的不同组态及详细结构特征。必须理解的是，这些附图和叙述仅为举例，而非用于限制本发明的范围。

图2显示根据本发明一实施例所述的传输装置200的俯视图。图2和图1相似。在图2的实施例中，传输装置200还包括一第二寄生元件142、一第三寄生元件143、一第四寄生元件144，以及一第五寄生元件145，其中第二寄生元件142、第三寄生元件143、第四寄生元件144，以及第五寄生元件145的每一者皆可用金属材质制成，并皆可与前述的第一寄生元件141具有相同的结构。

第二寄生元件142邻近于第一寄生元件141，并耦接至信号线120上的一第二连接点CP2，其中第二寄生元件142可用于提供一第二延迟相位θ2给前述的微带线。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：10mm或更短)，但通常不包括对应的二元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，第二寄生元件142和第一寄生元件141之间可形成一耦合间隙(CouplingGap)GC，其中此耦合间隙GC的宽度可大致等于第一寄生元件141的突出宽度W。

第三寄生元件143邻近于第二寄生元件142，并耦接至信号线120上的一第三连接点CP3，其中第三寄生元件143可用于提供一第三延迟相位θ3给前述的微带线。第四寄生元件144邻近于第三寄生元件143，并耦接至信号线120上的一第四连接点CP4，其中第四寄生元件144可用于提供一第四延迟相位θ4给前述的微带线。第五寄生元件145邻近于第四寄生元件144，并耦接至信号线120上的一第五连接点CP5，其中第五寄生元件145可用于提供一第五延迟相位θ5给前述的微带线。另外，第二寄生元件142、第三寄生元件143、第四寄生元件144，以及第五寄生元件145的任相邻二者之间亦可形成前述的耦合间隙GC。必须理解的是，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，传输装置200亦可根据不同需求而包括更多个或更少个寄生元件。

在一些实施例中，传输装置200的一总延迟相位(Total Delay Phase)θ可为前述所有延迟相位的总和(θ＝∑θ_i)，其可如下列方程式(1)所述：

其中“θ”代表总延迟相位θ，“N”代表所有寄生元件的总数量，“P”代表等于1.18的一型态常数(Style Constant)，“K”代表介于0.7至1.2之间的一误差常数(ErrorConstant)，“W”代表突出宽度W，而“L”代表突出长度L。

举例而言，“N”在图1的实施例中可恰等于1，而在图2的实施例可恰等于5。另外，“W”和“L”的单位皆为mm。例如，若突出宽度W和突出长度L皆等于1mm，则“W”和“L”皆可设定为1，但亦不仅限于此。作为响应，总延迟相位θ的单位为“度(Degree)”。图2的传输装置200的其余特征皆与图1的传输装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图3A显示根据本发明一实施例所述的传输装置300的立体图。图3B显示根据本发明一实施例所述的传输装置300的分解图。请一并参考图3A、图3B。图3A、图3B皆与图2相似。在图3A、图3B的实施例中，传输装置300还包括一第二介质层350。例如，第二介质层350可为一空气层、一发泡材料层、一塑胶材料层、一FR4基板、一印刷电路板，或是一软性电路板。第二介质层350具有相对的一第三表面E3和一第四表面E4，其中第一寄生元件141、第二寄生元件142、第三寄生元件143、第四寄生元件144，以及第五寄生元件145皆可设置于第二介质层350的第四表面E4。另外，第二介质层350的第四表面E4还可贴合于第一介质层110的第一表面E1，使得第一寄生元件141、第二寄生元件142、第三寄生元件143、第四寄生元件144，以及第五寄生元件145能够分别耦接至信号线120上的不同连接点。例如，若第二介质层350为空气层，则第一寄生元件141、第二寄生元件142、第三寄生元件143、第四寄生元件144，以及第五寄生元件145可藉由另一非导体机械结构作固定(未显示)。图3A、图3B的传输装置300的其余特征皆与图2的传输装置200类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图4显示根据本发明一实施例所述的传输装置400的俯视图。图4和图2相似。在图4的实施例中，传输装置400的一信号线420可以大致呈现一T字形，其中信号线420和接地面130两者可共同形成一功率分配器(Power Splitter)。详细而言，信号线420具有一第一端421、一第二端422，以及一第三端423，其可分别视为前述的功率分配器的一共同输入端、一第一输出端，以及一第二输出端。另外，传输装置400还包括耦接至信号线420的多个寄生元件440-1、440-2、…、440-M(其中“M”为大于或等于2的一正整数)。例如，该等寄生元件440-1、440-2、…、440-M的一半可位于信号线420的第一端421的上方侧，而该等寄生元件440-1、440-2、…、440-M的另外一半则可位于信号线420的第一端421的下方侧。因此，信号线420的第二端422和第三端423之间的一输出相位差(Output Phase Difference)将可大致等于0。图4的传输装置400的其余特征皆与图2的传输装置200类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图5显示根据本发明一实施例所述的传输装置500的俯视图。图5和图4相似。在图5的实施例中，传输装置500的寄生元件440-1、440-2、…、440-M的其中A个皆可位于信号线420的第一端421的上方侧，而传输装置500的寄生元件440-1、440-2、…、440-M的其中B个皆可位于信号线420的第一端421的下方侧(此处“A”、“B”可分别为0或正整数)。此时，信号线420的第二端422和第三端423之间的一输出相位差(或可称为传输装置500的一总延迟相位)可如下列方程式(2)、(3)、(4)所述：

M＝A+B…………………………………………(3)

S＝|A-B|…………………………………………(4)

其中“θ”代表总延迟相位θ，“M”代表所有寄生元件的总数量，“S”代表不同侧寄生元件的一有效差数，“Q”代表等于0.975的一型态常数，“K”代表介于0.7至1.2之间的一误差常数，“W”代表突出宽度W，而“L”代表突出长度L。

另外，“W”和“L”的单位皆为mm。例如，若突出宽度W等于1mm且突出长度L等于2mm，则“W”可设定1且“L”可设定为2，但亦不仅限于此。作为响应，总延迟相位θ的单位为“度”。图5的传输装置500的其余特征皆与图4的传输装置400类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图6显示根据本发明一实施例所述的传输装置600的俯视图。图6和图5相似。在图6的实施例中，传输装置600还包括一连接元件(Connection Element)660，其可用金属材质所制成。连接元件660可大致呈现一直条形，其可将该等寄生元件440-1、440-2、…、440-M彼此互相耦接。图6的传输装置600的其余特征皆与图5的传输装置500类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图7显示根据本发明一实施例所述的传输装置700的侧视图。请一并参考图4、图5、图7。在图7的实施例中，除了前述的第一介质层110和第二介质层350以外，传输装置700还包括一控制单元(Control Unit)770，其可包括一马达元件(Motor Element)780。虽然未显示于图7中，但传输装置700还可包括其他元件，例如：一滚轮(Roller)、一履带(Track)，或(和)一固定元件(Fixing Element)。控制单元770可用于控制并移动前述的寄生元件440-1、440-2、…、440-M的位置，例如：可用于控制并移动第二介质层350，使其与第一介质层110之间发生相对错动。必须注意的是，前述的寄生元件440-1、440-2、…、440-M皆可设置于第二介质层350的第四表面E4，而前述的信号线420则可设置于第一介质层110的第一表面E1。在此设计下，传输装置700的一总延迟相位可藉由使用控制单元770来进行调整。例如，传输装置700可藉由改变其寄生元件440-1、440-2、…、440-M的位置而成为图4的传输装置400(具有相对较小的输出相位差)。抑或，传输装置700可藉由改变其寄生元件440-1、440-2、…、440-M的位置而成为图5的传输装置500(具有相对较大的输出相位差)。

本发明提出一种新颖的传输装置。与传统设计相比，本发明至少具有可提供相位调整功能、可简化整体电路，以及可降低制造成本等优势，故本发明很适合应用于各种各样的电子装置当中。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及元件参数皆非为本发明的限制条件。设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的传输装置并不仅限于图1至图7所图示的状态。本发明可以仅包括图1至图7的任何一个或多个实施例的任何一项或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的传输装置当中。

在本说明书以及权利要求书中的序数，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。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种具有相位调整功能的传输装置，该传输装置包括：

一第一介质层，该第一介质层具有相对的一第一表面和一第二表面；

一信号线，该信号线设置于该第一介质层的该第一表面；

一接地面，该接地面设置于该第一介质层的该第二表面；以及

一第一寄生元件，该第一寄生元件耦接至该信号线上的一第一连接点，其中该第一寄生元件用于提供一第一延迟相位。

2.如权利要求1所述的传输装置，其中该第一寄生元件呈现一矩形、一三角形、一椭圆形，或是一波浪形。

3.如权利要求1所述的传输装置，其中该第一寄生元件相较于该信号线具有一突出长度和一突出宽度。

4.如权利要求3所述的传输装置，其中该突出长度和该突出宽度的每一者皆介于1mm和3mm之间。

5.如权利要求3所述的传输装置，该传输装置还包括：

一第二寄生元件，该第二寄生元件邻近于该第一寄生元件，并耦接至该信号线上的一第二连接点，其中该第二寄生元件用于提供一第二延迟相位。

6.如权利要求5所述的传输装置，其中该第二寄生元件和该第一寄生元件之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙的宽度大致等于该突出宽度。

7.如权利要求1所述的传输装置，其中该信号线呈现一直条形。

8.如权利要求5所述的传输装置，其中该信号线和该接地面共同形成一微带线。

9.如权利要求8所述的传输装置，其中该传输装置的一总延迟相位如下列方程式所述：

其中θ代表该总延迟相位，N代表所有寄生元件的总数量，P代表等于1.18的一型态常数，K代表介于0.7至1.2之间的一误差常数，W代表该突出宽度，而L代表该突出长度。

10.如权利要求5所述的传输装置，该传输装置还包括：

一第三寄生元件，该第三寄生元件邻近于该第二寄生元件，并耦接至该信号线上的一第三连接点，其中该第三寄生元件用于提供一第三延迟相位。

11.如权利要求10所述的传输装置，该传输装置还包括：

一第四寄生元件，该第四寄生元件邻近于该第三寄生元件，并耦接至该信号线上的一第四连接点，其中该第四寄生元件用于提供一第四延迟相位。

12.如权利要求11所述的传输装置，该传输装置还包括：

一第五寄生元件，该第五寄生元件邻近于该第四寄生元件，并耦接至该信号线上的一第五连接点，其中该第五寄生元件用于提供一第五延迟相位。

13.如权利要求1所述的传输装置，其中该信号线呈现一T字形。

14.如权利要求5所述的传输装置，其中该信号线和该接地面共同形成一功率分配器。

15.如权利要求5所述的传输装置，该传输装置还包括：

一连接元件，该连接元件将该第一寄生元件和该第二寄生元件彼此互相耦接。

16.如权利要求14所述的传输装置，其中该传输装置的一总延迟相位如下列方程式所述：

其中θ代表该总延迟相位，S代表不同侧寄生元件的一有效差数，Q代表等于0.975的一型态常数，K代表介于0.7至1.2之间的一误差常数，W代表该突出宽度，而L代表该突出长度。

17.如权利要求5所述的传输装置，该传输装置还包括：

一第二介质层，该第二介质层具有相对的一第三表面和一第四表面，其中该第一寄生元件和该第二寄生元件皆设置于该第二介质层的该第四表面。

18.如权利要求17所述的传输装置，其中该第二介质层的该第四表面贴合于该第一介质层的该第一表面。

19.如权利要求17所述的传输装置，该传输装置还包括：

一控制单元，该控制单元包括一马达元件，其中该控制单元用于控制并移动该第二介质层。

20.如权利要求19所述的传输装置，其中该传输装置的一总延迟相位藉由使用该控制单元来进行调整。