TW201203692A - Ground radiation antenna - Google Patents

Description

201203692 ' 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種天線，更具體而言，係關於一種利用一無線 通訊終端機（wireless communication terminal)之地線輻射之地線 韓射天線。 【先前技術】 天線係為一種可將存在於空氣中之射頻（radi〇 freqUenCy ; rf ) 訊號接收至一無線通訊終端機（或使用者裝置）中之裝置（或元 件）’或係為一種可將存在於行動通訊終端機内之訊號傳送至外部 之裝置。換言之，天線係為一種用於無線通訊之基本元件。近來， 存在使行動通訊終端機輕薄化且配備有一更細小之天線結構之需 求。此外，隨著藉由無線通訊所收發之資料量增大，目前要求行 動通δίΐ終端機配備有能提供更強效能之天線。 因此，本發明之地線輻射天線作為一種用於滿足此種需求之裝 置。地線輻射天線使用地線來輻射射頻訊號。更具體而言，一先 前技術天線之i射體設置有—單獨之㈣體，該單獨之輕射體 於行動電訊終端機之内部或之外部佔據—大之體積。然而，藉由 使用該地線作為II射體（該地線實質上係設置於—無線通訊終端 機中）’可在地線賴射天線中顯著縮減天線之尺寸。 ’、、、而甚JL在地線㈣天線巾，韓射體亦無法藉由僅使用地線 而完全發揮作用。因此’地線轄射天線額外地設置有一單獨之轄 射疋件，該單獨之韓射元件與該地線一起執行賴射體之作用。 201203692 因此’先前技術之地線輪射天線之缺點在於，因輕射 -大之體積以及-複雜之結構，地純射天線之尺寸變大且域 之製造製程變得非常複雜。 、 【發明内容】 本發明之目的 本發明之目的係提供—種地線輕射天線，該地線輕射天線具 非常簡單之結構且絲現出優異之減效[ 〃 本發明之枯辦鮮也卞常 基於地線天線本身之特性，本發明提供一種使用電容性元件之 輕射體形成轉，該電容性元件可㈣具有複雜結構之輻射元件。 另外’本發明亦提供-種饋人線路（或饋人電路），該饋入線路 可最大化輻射效能並具有簡單結構。 如上所述，藉由使用各具有顯著簡化之結構的輻射體形成電路 以及饋入電路來製造天線，本發明能提供一種尺寸縮小且表現出 優異輻射效能之天線。 本發明之# _ 根據本發明之地線輻射天線之優點在於，該天線係由一非常簡 單之結構構成，藉此能夠縮小該天線之尺寸。 此外，因其結構簡單，根據本發明之地線輻射天線可簡化製造 製程’藉此能夠顯著降低製造成本。 此外’本發明之地線輻射天線可具有一寬頻帶以及一多頻帶 201203692 之輻射效能

(mulU-band)之特性’並可提供使用者優異 【實施方式J 在先前技術天線中，試圖藉由為天線單獨地配備一用於地線輻 射之輕H並藉由改變該韓射元件之構造或結構來提高輕射 效能。更具體而言，試圓藉由利用—電容器及—電感器組合成一 兼具電感及電容之元件來實現—輻射體。 然而，申請人發現，當利用地線之電感時，僅藉由將電容器連 接至地線便可m優異之地線輕射元件，而無須使用一由一複 雜結構構成之單獨元件。 。。為用作天線之韓射元件，具有電容之電容器與具有電感之電感 器應同夺存在以形成-共振。本案亦發現，因地線提供產生共振 所需之電感，故僅需要電容器及地線便可執行輻射元件之功能， 而無須配備一用於提供電感之單獨元件。 …；而先别技術之地線輻射體無法有效利用地線所提供之電 感。因此，在先前技術中’試圖藉㈣置具有—複雜結構且兼具 電谷及電感之元件來產生共振。 相反根據本發明，藉由能夠有效利用地線本身所提供之電感， 可配置-具有-簡單結構之輕射體來將電容器連接至地線，並可 提供一使用上述輻射體之天線。 第1圖例不本發明一第一實施例之一使用地線輻射之天線。 參照第1圖，本發明第一實施例之使用地線輻射之天線包含一 饋入部120、一饋入源12、一地線10、一第一導線η、一第一元 201203692 件13、一第二導線12a、一第二元件15、一第三導線12b ' 一電 容性元件17、一第四導線14a以及一第五導線Mb，其中該饋入 部120係由一饋入源12與一饋入傳輸線180構成。 地線10於一通訊裝置例如一行動通訊使用者終端機（或使用者 裝置）内提供-參考電壓…般而言，較佳使—使用者終端機地 線形成於一印刷電路板（pHnted circuit b〇ar(j ; PCB)中，使用者 裝置（或終端機）運作所需之電路裝置在該印刷電路板中相互組 合。根據本發明，除提供參考電壓外，地線1〇亦執行天線之一地 線轄射體之功能。該特性同等地適用於本發明之其他實施例，該 等其他實施例將於下文予以詳細說明。 根據本發明之第一實施例，饋入部12〇、第一導線u、第一元 ㈣、第二導線12a、第二元件15以及第三導線必共同地作為 饋入電路而運作以激發該天線，俾可藉由天線輕射體而轄射一 射頻Λ號。另外’第四導線14a、電容性元件17以及第五導線⑽ 協同地（共同地）作為—天線韓射體形成電路（_騰 触ator_forming circuit)而運作’該天線輕射體形成電路能夠確實 地輻射該射頻訊號。 更-體而5 ’根據本發明之第一實施例’饋入部12〇、第一導線 ^ :第-元件丨3、第二導線12a、第二元件15以及第三導線⑶ 同也作為5亥饋入電路而運作，且根據饋入電路（或饋入線路） ,饋入而定’第四導線l4a、電容性元件Η以及第五導線⑽共 =作為料線__錢路而運作，該天線輻㈣形成電路 月匕夠輻射該射頻訊號。 6 201203692 根據本發明之第一實施例’第一元件13可為一電感元件、一電 容性元件或一簡單導線。此外，第二元件15亦可為一電感元件、 一電容性元件或一簡單導線。 此時，若第一元件13係為一電容性元件，則第一導線η、第一 元件13、第二導線12a、第二元件15以及第三導線12b可共同地 作為該饋入電路而運作，且亦可共同地作為輻射體形成電路而運 作。此外，本發明第一實施例之天線可具有寬頻帶特性。 根據本發明之第-實施例，馈入部120係由一共面波導（ wavegmde ; CPW)構成◎然而，除該共面波導之外，在本發明中 亦可配備各種其他類型之饋入部。該特性同等地適用於本發明之 其他實施例。 根據本發明之第一實施例，該饋入電路係配置於一淨空區 U1咖⑽嶋）100内。淨空區100係為使用者終端機地線1〇 内之被移除區域。 根據本發明之第一實施例，較佳使該電容性元件為一集總 元件（dumped circuit element)，例如一晶片電容器。然而了除該 晶片電容器之外，在本發明之第—實施例中亦可使用_具有一常 規的電容性結構之電容性元件。此外，該電容性元件可由一單一 電容器構成，或可藉由將二或更多個電容器彼此連接而構成。 同時，根據本發明之第一實施例，為獲得一特定電容，可使用 多個元件之-組合代替電容性元件13。舉例而言可使用 性凡件與1感元件之-組合結構代替電容性以牛Η。 201203692 此外，在下文所述的本發明之其他實施例中，為獲得一特定電 容，可使用多個元件之一組合代替電容性元件。舉例而言，可使 用一電容性元件與一電感元件之一組合結構代替該電容性元件。 第2圖例示本發明一第二實施例之一使用地線轄射之天線。 參照第2圖，本發明第二實施例之使用地線輻射之天線包含_ 饋入部220、一地線20、一第一導線21、一第一元件23、一第_ 導線22a、一第二元件25、一第三導線22b、一第三元件27、_ 第四導線24a、一第五導線24b、一電容性元件29以及一第六導 線22c，其中該饋入部220係由一饋入源22以及一饋入傳輸線28〇 構成。 根據本發明之第二實施例，饋入部220、第一導線21、第—元 件23、第二導線22a、第二元件25以及第三導線22b共同地作為 一饋入電路而運作以激發該天線，俾可藉由該天線輻射體輻射一 射頻訊號。同時，第四導線24a、第三元件27以及第五導線2牝 協同地（共同地）作為一第一天線輻射體形成電路而運作，該天 線輻射體形成電路能夠確實地輻射該射頻訊號。此外，第一導線 21、第一元件23、第二導線22a、電容性元件29以及第六導線22c "同地作為一第一天線韓射體形成電路而運作。藉由設置有複數 個輻射體形成電路，本發明第二實施例之天線可具有多頻帶特性。 增加第三導線22b及第二元件25係用於達成阻抗匹配。 根據本發明之第二實施例，第一元件23可為一電感元件、一電 谷性元件或一簡單導線。第二元件25可為一電感元件或—簡單導 201203692 線。同時，第三元件27可為一電感元件、一電容性元件或一簡單 導線。 根據本發明之第二實施例，該饋入電路係配置於—淨空區2〇〇 内。淨空區200係為使用者終端機地線2〇内之被移除區域。 根據本發明之第二實施例，較佳使該電容性元件為一集總電路 元件，例如一晶片電容器。然而，除該晶片電容器之外，在本發 明之第二實施例中亦可使用一具有一常規的電容性結構之電容性 元件。此外，該電容性元件可由一單一電容器構成，或可藉由將 二或更多個電容器彼此連接而構成。 第3圊例示本發明一第三實施例之一使用地線輻射之天線。 參照第3圖，本發明第三實施例之使用地線輻射之天線包含一 馈入部320、一地線3〇、-第-導線31a、-第-元件35、-第 一導線31b、一第一電容性元件33、一第三導線3如、一第四導線 34b、-第二元件37、一第五導線％、一第六導線恤、一第二 電谷性7L件39、-第七導線施、一第八導線池、一第三元件 390以及-第九導線38b，其中該饋入部32〇係由—饋入源以 及一饋入傳輸線38〇構成。 根據本發明之第三實施例，饋人部似、第—導線W、第一元 件35第一導線31b、第四導線3仆、第一電容性元件η以及第 -導線34a共同地作為__第—饋人電路而運作以激發該天線，俾 可藉由該天線輻射體輻射一射頻訊號。 此外，第—導線3la、第一元件35、第二導線31b、第四導線 201203692 34b、第一電容性元件33以及第三導線34a實際上協同地（共同 地）作為一第一天線輻射體形成電路而運作，該天線輻射體形成 電路能夠輪射該射頻訊號。 更具體而言，根據本發明之第三實施例，第一導線31a、第一元 件35、第二導線31b、第四導線34b、第一電容性元件33以及第 三導線34a不僅係為該天線之饋入電路之部分，且亦為一輻射體 形成電路之部分。 另外，饋入部320、第一導線31a、第一元件35、第六導線36a、 第二電容性元件39以及第七導線36b共同地作為一第二饋入電路 而運作以激發該天線，俾可藉由天線輻射體輻射一射頻訊號。 此外，第一導線31a、第一元件35、第六導線36a、第二電容性 元件39以及第七導線36b協同地（共同地）作為一第二天線輻射 體形成電路而運作，該天線輻射體形成電路能夠確實地輻射該射 頻訊號。 更具體而言，根據本發明之第三實施例，第一導線31a、第一元 件35、第六導線36a、第二電容性元件39以及第七導線36b不僅 係為該天線之饋入電路之部分，且亦為一輻射體形成電路之部分。 同時，第八導線38a、第三元件390以及第九導線38b共同地作 為一第三天線輻射體形成電路而運作。 因具有一三個天線輻射體形成電路，本發明第三實施例之天線 可達成一多頻帶特性。 同時，第五導線34c及第二元件37係為為達成阻抗匹配而增加 201203692 之元件。 根據本發明之第三實施例，第一元件35可為一電感元件、一電 容性元件或一簡單導線。此外，第二元件37可為一電感元件或一 簡單導線。 根據本發明之第三實施例’該饋入電路係配置於一淨空區3〇〇 内。淨空區300係為使用者終端機地線30内之被移除區域。 根據本發明之第三實施例，較佳使該電容性元件為一集總電路 元件’例如一晶片電容器。然而，除該晶片電容器之外，在本發 明之第三實施例中亦可使用一具有一常規的電容性結構之電容性 凡件。此外，該電容性元件可由一單一電容器構成，或可藉由將 二或更多個電容器彼此連接而構成。 第4圖例示本發明一第四實施例之一使用地線輻射之天線。 儘管本發明第四實施例之天線具有與本發明第一實施例之天線 相同之結構，然而該天線之一部分係形成於淨空區4〇〇中，且該 天線之另一部分係形成於淨空區4〇〇之外。淨空區4〇〇係為一使 用者終端機地線40内之被移除區域。 第5圖例示本發明一第五實施例之一使用地線輻射之天線。 儘f本發明第五實施例之天線具有與本發明第一實施例之天線 相同之結構，然而在本發明第五實施例之天線中未形成有一單獨 之淨空區。此外，本發明第五實施例之天線係配置於—未被地線 50環繞之區域中。 第6圖例示本發明一第六實施例之一使用地線輕射之天線。儘 11 201203692 管本發明第a實施例之天線具有與本發明第二實施例之天線相同 之結構，然而該天線之一部分係形成於淨空區6〇〇中，且該天線 之另一部分係形成於淨空區600之外部。淨空區600係為使用者 終端機地線60内之被移除區域。 第7圖例示本發明一第七實施例之一使用地線輻射之天線。 儘管本發明第七實施例之天線具有與本發明第二實施例之天線 相同之結構，然而在本發明第七實施例之天線中未形成有一單獨 之淨空區。此外，本發明第七實施例之天線係配置於—未被地線 70環繞之區域中。 第8圖例示本發明一第八實施例之一使用地線輻射之天線。 儘管本發明第八實施例之天線具有與本發明第一實施例之天線 相同之基本結構，然而淨空區之形狀不同於本發明第一實施例之 天線。 更具體而言，本發明第一實施例之天線之淨空區的三側被地線 衣、·堯並且二區僅有一側係為開口的。然而，本發明第八實施 例之天線之淨空區800的全部四側皆被地線8〇環繞。 第9圖例示本發明一第九實施例之一使用地線賴射之天線。 儘管本發明第九實施例之天線具有與本發明第二實施例之天線 相同之基本結構，然而淨空區之形狀不同於本發明第二實施例之 天線。 更具體而言’本發明第二實施例之天線之淨空區的三側被地線 環繞，並且淨空區僅有一側係為開口的。然而，本發明第九實施 12 201203692 例之天線之淨空區900的全部四個側皆被地線90環繞。 如上所述’本發明之各該第一實施例、第四實施例、第五實施 例以及第八實施例皆屬於一具有相同基本連接之天線群組。然 而，根據淨空區之形狀、根據天線之一部分或整個天線是否形成 於淨空區中、以及根據天線是否形成於淨空區之外而定，各該第 一實施例、第四實施例、第五實施例以及第八實施例可被形成為 具有不同之形狀。因此，藉由形成其中二側被地線環繞且二側向 外開口之一淨空區，並藉由將此種結構應用於本發明之每一實施 例’天線可被形成為具有除附圖所示形狀以外的各種不同之形狀。 因此’其中二側向外開口之淨空區亦可應用於各屬於相同天線 群組之本發明第二實施例、第六實施例以及第七實施例。 【圖式簡單說明】 第1圖例示本發明一第一實施例之一使用地線輻射之天線； 第2圖例示本發明一第二實施例之一使用地線輻射之天線； 第3圖例示本發明一第三實施例之一使用地線輻射之天線； 第4圖例示本發明一第四實施例之一使用地線輻射之天線； 第5圖例示本發明一第五實施例之一使用地線輻射之天線； 第6圖例示本發明一第六實施例之一使用地線輻射之天線； 第7圖例示本發明一第七實施例之一使用地線輻射之天線； 第8圖例不本發明一第八實施例之一使用地線輻射之天線；以 及 13 201203692 第9圖例示本發明一第九實施例之一使用地線輻射之天線。 【主要元件符號說明】 10 、 20 、 30 、 40 、 50 、 60 、 70 、 .80、90 :地線 11、21、31a :第一導線 12、22、32 :饋入源 12a、22a、31b :第二導線 12b、22b、34a :第三導線 13、23、35 :第一元件 14a、24a、34b :第四導線 14b、24b、34c :第五導線 15 ' 25 ' 37 ：第二元件 17、29 :電容性元件 22c、36a :第六導線 27、390 :第三元件 33 :第一電容性元件 36b :第七導線 38a :第八導線 38b :第九導線 39 :第二電容性元件 100、200、300、400、600、800、900 :淨空區 120、220、320 :饋入部 180、280、380 :饋入傳輸線 14

Claims (1)

1. 201203692 七、申請專利範圍： 1. 一種地線輻射天線，包含： 一地線，配置於一無線通訊終端機（wireless communication terminal )之一印席]電路板（printed circuit board)上； 一饋入電路，連接至該地線，並由一饋入部、一第一元 件、一第二元件以及一導線構成，該導線連接該饋入部、該 第一元件以及該第二元件；以及 一輻射體形成電路，由一電容性元件構成，並藉由該電 容性元件之二端直接連接至該地線。 2. 如請求項1所述之地線輻射天線，其中該第一元件係為一電 感元件、一電容性元件以及一導線其中之一。 3. 如請求項1所述之地線輻射天線，其中該第二元件係為一電 感元件、一電容性元件以及一導線其中之一。 4. 如請求項1所述之地線輻射天線，其中該電容性元件係為一 集總電路元件（lumped circuit element)。 5. 如請求項4所述之地線輻射天線，其中該集總電路元件係為 一晶片電容器。 6. 如請求項1所述之地線輻射天線，其中該電容性元件係為一 電容器，該電容器具有一常規的電容性結構。 7. 如請求項1所述之地線輻射天線，其中該輻射體形成電路及 該饋入電路係位於一淨空區（clearance)内。 8. 如請求項7所述之地線輻射天線，其中該淨空區具有一開口 側0 15 201203692 9·如％求項7所述之地線輻射天線，其中該淨空區係被該地線 環繞。 10·如明求項7所述之地線輻射天線，其中該淨空區具有二開口 側。 如叫求項1所述之地線輕射天線，其中該饋入電路係位於一 淨空區内，且其中該輻射體形成電路係位於該淨空區外。 .如明求項1所述之地線輻射天線，其中該饋入電路及該輻射 體形成電路係突出於該地線外。 13. —種地線輻射天線，包含： —地線，配置於一無線通訊終端機之一印刷電路板上； 第一電路部，連接至該地線，並由一饋入部、一第一 元件一電容性元件以及一導線構成，該導線連接該饋入部、 該第一元件與該電容性元件； 第一電路部，連接至該地線，並由該饋入部、該第一 凡件、一第二元件以及一導線構成，該導線連接該饋入部、 該第一元件與該第二元件；以及 一第三電路部，由一第三元件構成，並藉由該第三元件 之二端直接連接至該地線。 14·如請求項13所述之地線輻射天線，其中該第一元件係為一電 感元件、一電容性元件以及一導線其中之一。 15，如請求項13所述之地線輻射天線，其中該第二元件係為一電 感元件以及一導線其中之一。 16.如s青求項13所述之地線賴射天線，其中該電容性元件係為一 集總電路元件。 16 201203692 月求項16所述之地線輻射天線，其中該集總電路元件係為 一晶片電容器。 如叫求項13所述之地線輻射天線，其中該第一電路部、該第 二電路部及該第三電路部係位於一淨空區内。 19. 如請求項18所述之地線輻射天線，其中該淨空區具有一開口 側。 20. 如明求項18所述之地線輻射天線，其中該淨空區係被該地線 環繞。 21. 如請求項18所述之地線輻射天線，其中該淨空區具有二開口 側。 22. 士明求項13所述之地線輻射天線，其中該第一電路部及該第 二電路部係位於該淨空區内，且其中該第三電路部係位於該 淨空區外。 23. 如請求項13所述之地線輻射天線，其中該第一電路部、該第 二電路部及該第三電路部係突出於該地線外。 24. —種地線輻射天線，包含： 一地線，配置於一無線通訊終端機之一印刷電路板上； 一第一電路部，連接至該地線，並由一饋入部、一第一 兀件、一第一電容性元件以及一導線構成，該導線連接該饋 入部 '該第一元件以及該第一電容性元件； —第二電路部，連接至該地線，並由該饋入部、該第一 元件、一第二電容性元件以及一導線構成，該導線連接該饋 入部、該第一元件以及該第二電容性元件； 一阻抗匹配部，用以將該第一元件、該第一電容性元件 17 201203692 及该第二電容性元件連接至該地線；以及 —輕射體形成電路，由一電容性元件構成 容性元件之二端直接連接至該地線； 其中，該第一電路部及該第二電路部係為 該等饋入電路係作為輻射體形成電路而運作。 25·如請求項24所述之地線輕射天線，其中該第一 感元件、一電容性元件以及一導線其中之一。 26.如請求項24所述之地線輻射天線，其中該第二 感元件以及一導線其中之一。 ，並藉由該電 二饋入電路， 元件係為一電 元件係為一電