TW201114108A - Having superior radiation efficiency with reduced size - Google Patents

Description

201114108 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種天線，特別是指一種雙頻天線。 【先前技術】 目前市面上有多種不同的無線通訊技術，這些技術可 從涵蓋面積大略分成：（1)可進行都市與都市或甚至國與國 之間通訊的無線廣域網路[Wireless Wide Area Network，頻 段為 824-960 MHz 與 1710〜2170 MHz，簡稱 WWAN]。（2) φ 通訊範圍可涵蓋存取點到用戶端大約100公尺的無線區域 網路[Wireless Local Area Network，頻段為 2412〜2462 MHz(802.11b/g)與 4900〜5875 MHz(802.11a)，簡稱 WLAN] ο 一般應用於notebook或是非手持裝置的無線廣域網路 天線，都是以雙共振腔的倒F天線設計為主，如圖1所示 ，隨著電子產品小型化的趨勢，天線的設計空間也越來越 小，導致天線的輻射效率也越來越差。 • 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種小型化且具有良 好的輻射效率的雙頻天線。 於是，本發明雙頻天線，適用於裝設在一電子裝置的 一機殼内，並包含一用以接地的接地部、一第一輻射臂及 一第二輻射臂，該第一輻射臂具有一由該接地部往該機殼 延伸的第一短路段，以及一連接該第一短路段的第一輻射 段，該第一輻射段是與該機殼相鄰地並沿著該機殼的内壁 201114108 面延伸；該第二輻射臂具有—查 、-可供訊號饋入且由該第二短路;:接地部，第二短路段 段、一連接該饋入段並與該機咬=該機设延伸的饋入 壁面延伸的第二輕射段，以m也且沿著該機殼的内 由該第二輻射段往兮#入 W的第三輻射段，該饋入段广 平行地延伸，該第三輕射段的。以-輻射段 地延伸。 分疋沿該第二轄射段平行 .較佳地，本發明的接地部是分別電連接該電子裝置的 糸統地的-第-接地件及—第二接地件，的 :!二接地件是彼此相間隔’該第-接地件連接該二! 路奴，而该第二接地件連接該第二短路段。 較佳地，本發明的第一輕射臂是呈倒L型， 一 =射段是由該第一短路段遠離該接地部的一端往該第二 輕射段延伸，並且，兮·望—— 同-直線延伸。射段與該第二輻射段是沿著 較佳地，本發明的饋入段具有一用以供訊號饋入的一 ^入端，該饋入端鄰近於該第—短路段，該第二短路段是 ^接該第二接地件與該饋入段的該饋入端，而該饋入段是 韻入端往遠離該第—短路段的方向延伸，並與該第二 輻射段靠近該第一輻射段的一端部連接。較佳地:、：發： 二第輻射段是呈隹j L型，並且是由該第二輕射段遠離該 饋入&的一端折往該第一短路段的方向延伸。 本發明之另一目的，在於提供一種小型化且具有良好 的輻射效率的天線裝置。 201114108 於疋本毛月天線裝置，包含一基板，以及設於該基 板上的-用以接地的接地部、—第一輕射臂與一第二輕射 臂；該基板具有互相平行的一上表面及一下表面以及彼 相反的帛側緣及一第二側緣；該接地部設於該基板 的第-側緣；該第-輕射臂具有一設於該下表面且由該接 地部往該第二側緣延伸的第—短路段，以及—連接該第一 短路段的第一 ||射段，兮笛_ A- ^ Μ第一輻射奴疋沿著該第二側緣延 伸；該第二輻射臂具有一設於該上表面且連接該接地部的 第二短路段、一設於該上表面並可供訊號饋入且由該第二 短路段往該第二侧緣延伸的饋人段、—連接該饋入段並沿 著該第二侧緣延伸的第二輻射段，以及—設於該上表面且 由該第二輻射段往該饋入段延伸的第三輻射段，該饋入段 的部分是沿該第一轄射段平行地延伸，該第三輻射段的部 分是沿該第二輻射段平行地延伸。 ^較佳地，本發明的接地部是分別電連接該電子裝置的 系統地的-第一接地件及一第二接地件該第一接地件與 該第二接地件是彼此相間隔地設於該第-側緣，該第—接 地件連接該第—短路段’而該第二接地件連接該第二短路 段。 不立俗 較佳地，本發明的第一輻射臂是呈倒L型，而該第— 輻射段是由該第一短路段遠離該接地部的一端往該第二 輕射段延伸。 —較佳地，本發明的該第一輻射段與該第二輻射段是沿 著同一直線延伸。 201114108 較佳地，本發明的饋入段具有一用以供訊號饋入的— 饋入端，該饋人端鄰近於該第—短路段，該第二 橋接該第二接地件與該饋人段的該饋人端，而該饋入= 由該饋入端往遠離該第_短路段的方向延伸 輻射段靠近該第一輻射段的一端部連接。 、< 一 較佳地’本發明的第三輻射段是呈倒l型並 該第二輻射段遠離該饋人段的—端折往該第—短路段:方 向延伸。

平乂 Ί王：吧 +發月的第-輻射段是一長型金屬片，細亥 上表面概呈垂直，且透過該基板的—貫孔與該下表面的第 —短路段電連接，該第二輻射段亦是—長型金屬片，與該 上表面概呈垂直。 一輻射段的分別 面。 較佳地，本發明的第一輻射段與該第 兩端是個別以一焊墊焊接於該基板的該上表 第二紐路段的部分是沿該第一輻射 較佳地，本發明的 段平行地延伸。 本發明之功效在於，第一輻射臂與第二輕射臂在有限 的空間中貼著最外圍延伸並形成兩個獨立的共振腔，低頻 的共振腔更是由於第三輻射段的效果，而提供了—個可供 利用的二階譜波共振，使得本發明運作於高頻時，輕射效 率更加良好。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 201114108 清楚的呈現。

參閱圖2與圖3，圖2為本發明天線裝置1〇之較佳實 施例的立體圖，圖3則為天線裝置10裝設於電子裝置的機 殼8中的正視圖。本發明天線裝置1〇是一種内建式的天線 ，其較佳實施例是裝設在電子裝置的機殼8中，並且包含 一基板4，以及設於該基板4上的一用以接地的接地部3、 一第一輻射臂1與一第二輻射臂該基板4具有互相平行 的一上表面43及一下表面44，以及彼此相反的一第一側緣 41及一第二側緣42。在本實施例中，該基板4的態樣為裝 设在機殼8中的一塊獨立的矩形基板4，並且為了有效利用 不多的空間，其第二側緣42是沿著機殼8的内壁面設置， 但是依據不同的需求，還可以設計成例如直接將天線裝置 10設計在電子裝置原有的母板上，或是設計成配合機殼$ 内不同寬窄形狀的空間的而變換成非矩形的基板4,並不以 本實施例及其對應圖式為限。 在本實施例中，該接地部3包括相間隔地分別設於基 板4㈣—侧緣41的—第—接地件31及—第二接地件η ’此二接地件3 i、3 2是分別電連接到電子裝置的系統地（圖 未示）而接地。 5玄第一輻射臂1具有—設於基板4的下表面44的第一 短路段U ’以及-連接第—短路段u的第—輻射段13。在 本實施例中，第-短路段U是由該接地部4的第一接地件 31在基板的第二側緣42也就是機殼8的方向延伸，而第一 輪射段13則是—長型金屬片，與基板4的上表面43概呈 201114108 垂直’並透過該基板4的一貫孔（圖未示）與位在下表面私 的第土一短路段11電連接，第-輻射段13由該第-短路段 11遂離第-接地件31的_端，往圖3中的y方向沿著基板 4的第二側緣42延伸，使得第一輻射臂1整體是呈倒L型 ’並且第一輻射段13是緊鄰著機殼8的内壁面。 »亥第一輻射臂2具有一設於基板4上表面43且連接該 接地部4的第三短路段21、—設於上表面43並可供訊號饋 入且由該第二短路段21往該第二側緣42延伸的饋入段 • 、一連接該饋入段22並沿著該第二側緣42延伸的第二輻 射段23，以及一設於上表面43且由第二輻射段23往饋入 •k 22延伸的第二輻射段24。在本實施例中，饋入段22具 有一用以供訊號饋入的一饋入端221，而該饋入端221鄰近 於第一短路段11 ’該第二短路段21就是橋接在第二接地件 32與饋入端221之間，並且其部分是沿第一輻射段η平行 地延伸，該饋入段22是由該饋入端221往遠離該第—短路 段21的方向並且往機殼8的方向延伸，饋入段22並與第 ® 二輻射段23靠近第一輻射段13的一端部231連接。需要 注意的是，饋入段22的部分是沿該第一輻射段13平行地 延伸’以與第一輻射段13達到電磁耦合的效果。 在本實施例中’第二輻射段23同第一輻射段13亦是 一設於基板4上表面43的長型金屬片，與上表面43概呈 垂直。值得一提的是，在本實施例中第一輻射部13與第一 輻射部23是間隔地分別設於基板4第二侧緣42的長型金 屬片，並且個別的兩端都以焊墊焊接於基板4的上表面Μ 201114108 上，第一輻射部13與第二輻射部23都緊鄰著機殼8的内 壁面以做最有效的空間利用。 該第三輻射段24是呈倒l型，並且由第二輻射段23 遠離饋入段22的一端折往_y方向，也就是第一短路段u 的方向延伸，並且，第三輻射段24的部分是沿著該第二輻 射奴23平行地延伸。值得一提的是，本實施例天線裝置 是應用在無線廣域網路（Wireless Wide Area Netw〇rk，頻段 為824〜960 MHz與1710〜2170 MHz，簡稱WWAN)的頻段， Φ 天線裝置10的電氣長度較短的第一輻射臂1可以提供天線 裝置10較高頻的工作頻帶，而電氣長度較長的第二輻射臂 2則疋負貝k供天線裝置1 〇較低頻的工作頻帶，其申，第 二輻射臂2的第三輻射段24能夠將原本第二輻射臂2更高 頻的二階諧波共振頻帶拉低，使之與第一輻射臂丨所提供 的工作頻帶相近’因而’天線裝置1()在高頻的工作頻帶中 ，其輻射效能相當良好。 本貫施例的實際尺寸請參閱圖4與圖5，圖4所示為天 • 線裝置1〇由上表面43方向看過去的正視圖，而圖5所示 為天線裝置1G由第-側緣41方向看過去的底視圖，各圖 中數字單位為mm，可參閱各項數據以得知本實施例的實際 規格尺寸。 參閱圖6 ’圖6為本實施例天線裝置1〇於無線廣域網 路頻段之電壓駐波比值（VSWR)量測數據圖。經實驗可得知 ’天線裝置ίο的電壓駐波比量測值，於824〜96〇 MHz與 1.710〜2170 MHz的頻段内其電壓駐波比值皆低於厶5，達到 201114108 天線的輻射效能基本要求。其中，第一輕射臂1貢獻 1710〜2170 MHz間的偏低的高頻共震頻帶92,而第二輻射 臂2則貢獻824〜960 MHz間的低頻共震頻帶93，此外由於 第二輻射段24的貢獻，所以第二辕射臂2也提供了其二階 諧波共振頻帶91，因此，本實施例的確是可應用在無線廣 域網路頻段中。 天線裝置10的韓射場型（Radiation Pattern)，如圖7〜圖 11所示。圖7與圖8分別為天線裝置1〇工作於WWAN中 φ 較低頻的836_6 MHz與897.4 MHz時’在xy平面、xz平面 、yz平面以及三維的輻射場型量測結果，而圖9、圖1〇與 圖11則為天線裝置1〇工作於WWAN中的1747 8 MHz、 1880 MHz與1950 MHz時，在xy平面' xz平面、yz平面 以及三維的輻射場型量測結果。其中三維的場型圖的顏色 部分代表其增益值（gain，單位：dBi)，而其他平面的場型圖 ’藍色虛線是磁場（Phi)的量測結果、而綠色虛線是電場 (Theta)的量測結果，紅色則是電場與磁場的綜合（Total)。由 ® 各輻射場型圖可得知，天線裝置10的輻射場型亦是接近全 方向性輻射場型，可達到良好的收發效能。 綜上所述，本發明之功效在於，第一輻射臂丨與第二 輻射臂2在有限的空間中貼著機殼8最外圍延伸並形成兩 個獨立的共振腔，低頻的共振腔更是由於第三輻射段24的 效果’而提供了一個可供利用的二階諧波共振，使得本發 明運作於高頻時，輻射效率更加良好，故確實能達成本發 明之目的。 10 201114108 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 月b以此限定本發明實施之範圍’即大凡依本發明申請專利 圍及發明制内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是習知用於WWAN的天線示意圖； 圖2為本發明天線裝置之較佳實施例的立體圖； 圖3則為天線裝置裝設於電子裝置的機殼中的正視圖 9 圖4所示為天線裝置由上表面方向看過去的正視圖； 圖5所示為天線裝置由第一側緣方向看過去的底視圖 圖6為本實施例天線裝置於無線廣域網路（Wireless Wide Area Network，簡稱WWAN)頻段之電壓駐波比值 (VSWR)量測數據圖；及 圖7與圖8分別為天線裝置1〇工作於wwAN中較低 頻的836.6 MHz與897.4 MHz時，在xy平面' χζ平面、yz 平面以及三維的輻射場型量測結果，而圖9、圖1 〇與圖11 則為天線裝置10工作於WWAN中的1747.8 MHz、1880 MHz與1950 MHz時，在xy平面、xz平面、yZ平面以及三 維的輻射場型量測結果。 201114108 【主要元件符號說明】 10…… •…天線裝置 3 ........ 接地dp 1 ....... •…第一輻射臂 31....... ••第 接地件 11…… •…第一短路段 32....... ••第二接地件 13…… …·第一輻射段 4 ........ ••基板 2 ....... •…第二輻射臂 41....... ••第一側緣 21…… •…第二短路段 42....... …第二側緣 22····. •…饋入段 43....... ••上表面 221… •…饋入端 44....... ••下表面 23··.·· •…第二輻射段 8 ........ ••機设 231 ··· …·端部 91 〜93·. ••頻帶 24··..· •…第三輻射段 12

Claims (1)

1. 201114108 七、申請專利範圍： 1. -種雙頻天線，適用於裝設在一電子裝置的一機殼内， 該雙頻天線包含： 一用以接地的接地部； 〜：第-輻射臂，具有一由該接地部往該機殼延伸的 第-紐路段’以及一連接該第一短路段的第一輻射段， 該第-輻射段是與該機殼相鄰地並沿著該機殼 延伸；及 .轄射臂，具有一連接該接地部 弟二短路段 、二可㈣號饋人且由該第二短路段往該機殼延伸的饋 入段、-連接該饋人段並與該機殼相鄰地且沿著該機殼 f内壁面延伸的第二輻射段，以及—由該第二輻射段往 。亥饋入&延㈣^三㈣段，該饋人段的部 段平行地延伸，三輻射段㈣分是㈣= 輻射段平行地延伸。 2. 依射請翻_第丨項所述之雙頻天線， 地部是包括分別電連接該電子裝置的系統地 ：： 地件及一第-姑仏μ 乐接 目…該第—接地件與該第二接地件是 曰β，该第一接地件連接該第一短路段， 二接地件軸該第二短路段。 而以 3. :據申請專利範圍第2項所述之雙頻天線，其中 :射臂疋呈倒L型’而該第-輻射段是由該第一短路 段:離該接地部的-端，往該第二輕射段延伸。短路 . 料_圍第3項所述之雙頻天線，其中，該第 η-- 13 201114108 輻射4又與6玄弟一 II射段是沿著同一直線延伸。 5.依據申請專利範圍第4項所述之雙頻天線其中該饋 入段具有一用以供訊號饋入的一饋入端，該饋入端鄰近 於該第一短路段，該第二短路段是橋接該第二接地件與 該饋入段的該饋入端，而該饋入段是由該饋入端往遠離 該第一短路段的方向延伸，並與該第二輻射段靠近該第 一輻射段的一端部連接。 6·依據申請專利範圍第5項所述之雙頻天線，其中，該第 • 三輻射段是呈倒L型，並且是由該第二輻射段遠離該饋 入段的一端折往該第一短路段的方向延伸。 7. —種天線裝置，包含： 一基板，具有互相平行的一上表面及一下表面以 及彼此相反的一第一側緣及一第二侧緣； 一用以接地的接地部，設於該基板的該第一側緣； 一第一輻射臂，具有一設於該下表面且由該接地部 往該第二側緣延伸的第一短路段，以及一連接該第一短 _ 路段的I輻射段，該[輻射段是沿著”二侧緣延 伸；及 一第一輻射臂，具有一設於該上表面且連接該接地 部的第二短路段、—設於該上表面並可供訊號饋入且由 該第二短路段往該第二侧緣延伸的饋入段、一連接該饋 入段並沿著該第二側緣延伸的第二輻射段，以及一設於 該上表面且由4第二輻射段往該饋人段延伸的第三輕射 #又該饋入4又的部分是沿該第一輕射段平行地延伸該 14 201114108 第三輻射段的部分是沿該第二輻射段平行地延伸。 8. 依據申請專利範圍第7項所述之天線裝置，其中，該接 地部是包括分別電連接該電子裝置的系統地的一第一接 地件及一第二接地件，該第一接地件與該第二接地件是 彼此相間隔地設於該第一侧緣，該第一接地件連接該第 一短路段，而該第二接地件連接該第二短路段。 9. 依據申請專利範圍第8項所述之天線裝置，其中，該第 一輻射臂是呈倒L型，而該第一輻射段是由該第一短路 段遠離該接地部的一端，往該第二輻射段延伸。 10. 依據申請專利範圍第9項所述之天線裝置，其中，該第 一輻射段與該第二輻射段是沿著同一直線延伸。 11. 依據申請專利範圍第1〇項所述之天線裝置，其中，該饋 入段具有一用以供訊號饋入的一饋入端，該饋入端鄰近 於該第短路·^又，該第二短路段是橋接該第二接地件與 該饋入段的該饋人端，而該饋人段是由該饋人端往遠離 該第-短路段的方向延伸，並與該第二㈣段#近該第 一輻射段的一端部連接。 依據申請專利範圍第u項所述之天線裝置，其中，該第 輻射#又疋王倒L型，並且是由該第二輻射段遠離該饋 入段的一端折往該第一短路段的方向延伸。 13.依據申请專利㈣第12項所述之天線裝置，其中，該第 一輻射段疋一長型金屬片，與該上表面概呈垂直，且透 過該基板的-貫孔與該下表面的第一短路段電連接該 第一輕射段亦疋—長型金屬片與該上表面概呈垂直。 15 201114108 14·依據申請專利範圍第13項所述之天線裝置，其中，該第 一輻射段與該第二輻射段的分別兩端是個別以一焊墊焊 接於該基板的該上表面。 _據申明專利圍第14項所述之天線裝置，其中，該第 _ 的。卩分疋沿該第一輻射段平行地延伸。