TW201511407A - 天線模組 - Google Patents

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TW201511407A TW102131999A TW102131999A TW201511407A TW 201511407 A TW201511407 A TW 201511407A TW 102131999 A TW102131999 A TW 102131999A TW 102131999 A TW102131999 A TW 102131999A TW 201511407 A TW201511407 A TW 201511407A
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Qi-Xuan Li
Pei-Ling Deng
Guo-Cheng Chen
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Abstract

一種天線模組，包含一接地導體、一第一輻射導體、一第二輻射導體，及一退耦單元。該接地導體具有一第一接地端及一第二接地端。該第一輻射導體具有一供饋入一第一射頻訊號並鄰近該第一接地端的第一饋入端。該第二輻射導體鄰近該第一輻射導體，且具有一供饋入一第二射頻訊號並鄰近該第二接地端的第二饋入端。該退耦單元跨接於該第一輻射導體及該第二輻射導體相互鄰近處。該退耦單元包括一退耦電容或一退耦電感。藉由該退耦單元跨接於該第一輻射導體及該第二輻射導體相互鄰近處，能改善該第一輻射導體與該第二輻射導體操作時的隔離度。

Description

天線模組
本發明是有關於一種天線模組，特別是指一種體積小且隔離度佳的天線模組。
多天線系統(例如MIMO系統)目前被用來提升傳輸資料率(Data rate)及傳輸頻道容量(Channel capacity)。然而隨著可攜式電子裝置持續小型化，同一可攜式電子裝置內之多個天線間的距離愈來愈短。當兩支天線彼此靠近且支援相同的共振頻帶時，天線與天線之間的互感效應(Mutual coupling effect)導致天線間的隔離度變差且導致天線效率下降。
一種現有改善隔離度的技術是於二天線之間的接地面添加一槽孔式的共振器(Resonator)，如美國專利第US 8,085,202號專利所示。但是，此技術的缺點是添加於天線間的共振器會增加天線模組整體的尺寸，與小型化的目標背道而馳。
另一種現有改善隔離度的技術是兩天線間透過薄金屬條帶(Thin metal strip)連接，如美國專利第US 8,085,202號專利所示。但是，此技術的缺點是微調此薄金 屬條帶的過程非常複雜，眾多參數(例如長度、寬度、相位、連接點...等)需要考量。
因此，如何發展出一種新的天線模組，能改善天線與天線之間的隔離度，且維持天線良好的傳輸效能及小型化的尺寸，遂成為本案進一步要探討的主題。
因此，本發明之目的，即在提供一種隔離度佳的天線模組。
於是本發明天線模組，包含一接地導體、一第一輻射導體、一第二輻射導體，及一退耦單元。該接地導體具有一第一接地端及一第二接地端。該第一輻射導體具有一供饋入一第一射頻訊號並鄰近該第一接地端的第一饋入端。該第二輻射導體鄰近該第一輻射導體，且具有一供饋入一第二射頻訊號並鄰近該第二接地端的第二饋入端。該退耦單元跨接於該第一輻射導體及該第二輻射導體相互鄰近處。該退耦單元包括一退耦電容或一退耦電感。
較佳地，該第一輻射導體包括一第一饋入部、一第一接地部及一第一輻射部。該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端。該第一接地部連接該第一饋入部及該接地導體。該第一輻射部連接該第一饋入部。該第二輻射導體包括一第二饋入部、一第二接地部及一第二輻射部。該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端。該第二接地部連接該第二饋入部及該接地導體，且該第二接地部鄰近該第一接地部。該第二輻射部 連接該第二饋入部。該退耦單元包括一跨接於該第一接地部及該第二接地部的退耦電容。
更佳地，該第一接地部具有一由該第一饋入部朝該第二輻射導體延伸的第一接地段，及一概與該第一接地段垂直且連接該第一接地段及該接地導體的第二接地段。該第二接地部具有一由該第二饋入部朝該第一輻射導體延伸的第三接地段，及一概與該第三接地段垂直且連接該第三接地段及該接地導體的第四接地段。該退耦電容是跨接於該第二接地段及該第四接地段。
或者，該第一輻射導體包括一第一饋入部、一第一接地部及一第一輻射部。該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端。該第一接地部連接該第一饋入部及該接地導體。該第一輻射部具有一連接該第一饋入部的第一端部及一相反於該第一端部的第二端部。該第二輻射導體包括一第二饋入部、一第二接地部及一第二輻射部。該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端。該第二接地部連接該第二饋入部及該接地導體。該第二輻射部具有一連接該第二饋入部的第三端部及一相反於該第三端部的第四端部。該第一輻射部的第二端部與該第二輻射部的第四端部相互鄰近。該退耦單元包括一跨接於該第一輻射部的第二端部及該第二輻射部的第四端部的退耦電感。
更佳地，該第一輻射部具有一第一輻射段、一第二輻射段及一第三輻射段。該第一輻射段具有該第一端 部且由該第一饋入部沿遠離該第二輻射導體的方向延伸。該第二輻射段由該第一輻射段遠離該第一饋入部的一端沿遠離該接地導體的方向延伸。該第三輻射段由該第二輻射段遠離該第一輻射段的一端朝該第二輻射導體延伸，且該第三輻射段具有該第二端部。
該第二輻射部具有一第四輻射段、一第五輻射段及一第六輻射段。該第四輻射段具有該第三端部且由該第二饋入部沿遠離該第一輻射導體的方向延伸。該第五輻射段由該第四輻射段遠離該第二饋入部的一端沿遠離該接地導體的方向延伸。該第六輻射段由該第五輻射段遠離該第四輻射段的一端朝該第一輻射導體延伸，且該第六輻射段具有該第四端部。
或者，該第一輻射導體包括一第一饋入部及一第一輻射部。該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端。該第一輻射部連接該第一饋入部。該第二輻射導體包括一第二饋入部及一第二輻射部。該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端，且該第二饋入部鄰近該第一饋入部。該第二輻射部連接該第二饋入部。該退耦單元包括一跨接於該第一饋入部及該第二饋入部的退耦電容。
更佳地，該第一輻射部由該第一饋入部遠離該接地導體的一端沿遠離該第二輻射導體的方向延伸。該第二輻射部由該第二饋入部遠離該接地導體的一端沿遠離該第一輻射導體的方向延伸。
或者，該第一輻射導體包括一第一饋入部及一第一輻射部。該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端。該第一輻射部具有一連接該第一饋入部的第一端部及一相反於該第一端部的第二端部。該第二輻射導體包括一第二饋入部及一第二輻射部。該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端。該第二輻射部具有一連接該第二饋入部的第三端部及一相反於該第三端部的第四端部。該第一輻射部的第二端部與該第二輻射部的第四端部相互鄰近。該退耦單元包括一跨接於該第一輻射部的第二端部及該第二輻射部的第四端部的退耦電感。
更佳地，該第一輻射部由該第一饋入部遠離該接地導體的一端朝該第二輻射導體延伸。該第二輻射部由該第二饋入部遠離該接地導體的一端朝該第一輻射導體延伸。
本發明之功效在於藉由該退耦單元跨接於該第一輻射導體及該第二輻射導體相互鄰近處，能消除該第一輻射導體及該第二輻射導體之間的電感性耦合效應或電容性耦合效應，進而能改善該第一輻射導體與該第二輻射導體操作時的隔離度。
100‧‧‧天線模組
1‧‧‧接地導體
11‧‧‧第一接地端
12‧‧‧第二接地端
2‧‧‧第一輻射導體
21‧‧‧第一饋入部
211‧‧‧第一饋入端
22‧‧‧第一接地部
221‧‧‧第一接地段
222‧‧‧第二接地段
23‧‧‧第一輻射部
231‧‧‧第一輻射段
232‧‧‧第二輻射段
233‧‧‧第三輻射段
234‧‧‧第一端部
235‧‧‧第二端部
3‧‧‧第二輻射導體
31‧‧‧第二饋入部
311‧‧‧第二饋入端
32‧‧‧第二接地部
321‧‧‧第三接地段
322‧‧‧第四接地段
33‧‧‧第二輻射部
331‧‧‧第四輻射段
332‧‧‧第五輻射段
333‧‧‧第六輻射段
334‧‧‧第三端部
335‧‧‧第四端部
4‧‧‧退耦單元
C‧‧‧退耦電容
L‧‧‧退耦電感
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明天線模組的第一較佳實施例的一構造示意圖； 圖2是該第一較佳實施例之天線模組的一S參數圖；圖3是該天線模組未設置一退耦單元的一S參數圖；圖4是該天線模組的一第一輻射導體配合一接地導體的一輻射場型圖；圖5是該天線模組的一第二輻射導體配合該接地導體的一輻射場型圖；圖6是本發明天線模組的第二較佳實施例的一構造示意圖；圖7是該第二較佳實施例之天線模組的一S參數圖；圖8是該天線模組未設置一退耦單元的一S參數圖；圖9是該天線模組的一第一輻射導體配合一接地導體的一輻射場型圖；圖10是該天線模組的一第二輻射導體配合該接地導體的一輻射場型圖；圖11是本發明天線模組的第三較佳實施例的一構造示意圖；圖12是本發明天線模組的第四較佳實施例的一構造示意圖。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，是本發明天線模組100之第一較佳實施例。天線模組100包含一接地導體1、一第一輻射導體2、一第二輻射導體3及一退耦(Decoupling)單元4。
接地導體1具有一第一接地端11及一第二接地端12。第一輻射導體2包括一第一饋入部21、一第一接地部22及一第一輻射部23。第一饋入部21與接地導體1間隔設置，其具有一供饋入一第一射頻訊號並鄰近第一接地端11的第一饋入端211。
第一接地部22連接第一饋入部21及接地導體1，其具有一第一接地段221，及一第二接地段222。第一接地段221由第一饋入部21遠離接地導體1的一端沿-x方向延伸。第二接地段222與第一接地段221垂直，其由第一接地段221遠離第一饋入部21的一端沿-y方向延伸至接地導體1而連接第一接地段221及接地導體1。第一輻射部23連接第一饋入部21，其由第一饋入部21遠離接地導體1的一端沿x方向延伸。
第二輻射導體3包括一第二饋入部31、一第二接地部32及一第二輻射部33。第二饋入部31與接地導體1間隔設置，其具有一供饋入一第二射頻訊號並鄰近第二接地端12的第二饋入端311。
第二接地部32連接第二饋入部31及接地導體1，其具有一第三接地段321，及一第四接地段322。第三接地段321由第二饋入部31遠離接地導體1的一端沿x方向延伸，也就是說第三接地段321是朝第一輻射導體2延伸。第四接地段322與第三接地段321垂直，其由第三接地段321遠離第二饋入部31的一端沿-y方向延伸至接地導體1而連接第三接地段321及接地導體1。特別注意的是，第 四接地段322與第二接地段222相互鄰近。第二輻射部33連接第二饋入部31，其由第二饋入部31遠離接地導體1的一端沿-x方向延伸。
補充說明的是，本實施例的第一接地端11及第二接地端12分別與二同軸纜線(圖未示)的外導體電連接以接收接地訊號。本實施例的第一饋入端211及第二饋入端311分別與該二同軸纜線的內導體電連接以分別接收該第一射頻訊號及該第二射頻訊號。另外，本實施例的第一輻射導體2與接地導體1共同形成一倒F形天線，第二輻射導體3與接地導體1共同形成另一倒F形天線。
退耦單元4跨接於第一輻射導體2及第二輻射導體3相互鄰近處。在本實施例中，該退耦單元4包括一跨接於第一接地部22的第二接地段222及第二接地部32的第四接地段322的退耦電容C。退耦電容C能消除第一輻射導體2與第二輻射導體3之間的電感性耦合(Inductive coupling)效應。本實施例的退耦電容C是跨接於第二接地段222及第四接地段322遠離接地導體1的端部，但不以此為限，也就是說，退耦電容C可以是跨接於第二接地段222及第四接地段322的任一位置。
參閱圖2，是天線模組100的S參數圖，其中，曲線S11是相關於第一輻射導體2之第一饋入端211的返回損失，曲線S22是相關於第二輻射導體3之第二饋入端311的返回損失，曲線S21是代表第一輻射導體2之第一饋入端211及第二輻射導體3之第二饋入端311之間的隔離度。參 閱圖3，是天線模組100移除退耦單元4的S參數圖。比較圖3及圖2中1.9GHz附近的曲線S21可知退耦單元4確實能有效改善第一輻射導體2及第二輻射導體3之間的隔離度。
圖4是第一輻射導體2配合接地導體1的輻射場型圖，圖5是第二輻射導體3配合接地導體1的輻射場型圖。圖4及圖5所顯示的輻射場型圖對稱於y軸，表示第一輻射導體2與第二輻射導體3的輻射場型的相關性低(low correlation)，適於應用於MIMO天線系統。
參閱圖6，是本發明天線模組100之第二較佳實施例。第二較佳實施例與第一較佳實施例主要的差別在於第一輻射部23、第二輻射部33及退耦單元4。
第一輻射部23具有一連接第一饋入部21的第一端部234及一相反於第一端部234的第二端部235。第二輻射部33具有一連接第二饋入部31的第三端部334及一相反於第三端部334的第四端部335。第一輻射部23的第二端部235與第二輻射部33的第四端部335相互鄰近。在本實施例中，第一輻射部23具有一第一輻射段231、一第二輻射段232及一第三輻射段233。第一輻射段231具有該第一端部234且由第一饋入部21沿遠離第二輻射導體3的方向延伸，更明確的說是沿x方向延伸。第二輻射段232由第一輻射段231遠離第一饋入部21的一端沿遠離該接地導體1的方向延伸，更明確的說是沿y方向延伸。第三輻射段233由第二輻射段232遠離第一輻射段231的一端朝 第二輻射導體3延伸，更明確的說是沿-x方向延伸。第三輻射段233具有該第二端部235。
第二輻射部33具有一第四輻射段331、一第五輻射段332及一第六輻射段333。第四輻射段331具有該第三端部334且由第二饋入部31沿遠離第一輻射導體2的方向延伸，更明確的說是沿-x方向延伸。第五輻射段332由第四輻射段331遠離第二饋入部31的一端沿遠離接地導體1的方向延伸，更明確的說是沿y方向延伸。第六輻射段333由第五輻射段332遠離第四輻射段331的一端朝第一輻射導體2延伸，更明確的說是沿x方向延伸。第六輻射段333具有該第四端部335。
退耦單元4包括一跨接於第一輻射部23的第二端部235及第二輻射部33的第四端部335的退耦電感L。退耦電感L能消除第一輻射導體2與第二輻射導體3之間的電容性耦合(Capacitive coupling)效應。
參閱圖7，是本實施例天線模組100的S參數圖。參閱圖8，是天線模組100移除退耦單元4的S參數圖。比較圖8及圖7中2.1GHz附近的曲線S21可知退耦單元4確實能有效改善第一輻射導體2及第二輻射導體3之間的隔離度。
圖9是第一輻射導體2配合接地導體1的輻射場型圖，圖10是第二輻射導體3配合接地導體1的輻射場型圖。圖9及圖10所顯示的輻射場型圖對稱於y軸，表示第一輻射導體2與第二輻射導體3的輻射場型的相關性低 。
參閱圖11，是本發明天線模組100之第三較佳實施例。第三實施例與第一實施例主要的差異說明如下。在本實施例中，第一輻射導體2不具有第一接地部22，第二輻射導體3不具有第二接地部32。也就是說，第一輻射導體2與接地導體1共同形成一單極天線，第二輻射導體3與接地導體1共同形成另一單極天線。本實施例的第一饋入部21與第二饋入部31相互鄰近，退耦電容C係跨接於第一饋入部21及第二饋入部31。本實施例的退耦電容C是跨接於第一饋入部21及第二饋入部31遠離接地導體1的端部，但不以此為限，也就是說，退耦電容C可以是跨接於第一饋入部21及第二饋入部31的任一位置。
參閱圖12，是本發明天線模組100之第四較佳實施例。第四實施例與第二實施例主要的差異說明如下。在本實施例中，第一輻射導體2不具有第一接地部22，第二輻射導體3不具有第二接地部32。也就是說，第一輻射導體2與接地導體1共同形成一單極天線，第二輻射導體3與接地導體1共同形成另一單極天線。再者，第一輻射部23為一長直導體，其由第一饋入部21遠離接地導體1的一端朝第二輻射導體3延伸，更明確的說是沿-x方向延伸。第二輻射部33為一長直導體，其由第二饋入部31遠離接地導體1的一端朝第一輻射導體2延伸，更明確的說是沿x方向延伸。與第二實施例相似的是，第一輻射部23的第二端部235與第二輻射部33的第四端部335相互鄰近。退耦 電感L跨接於第二端部235及第四端部335。
綜上所述，本發明天線模組100藉由退耦電容C或退耦電感L跨接於第一輻射導體2及第二輻射導體3相互鄰近處，能消除第一輻射導體2及第二輻射導體3之間的電感性耦合效應或電容性耦合效應，進而能改善第一輻射導體2與第二輻射導體3操作時的隔離度，且維持天線良好的傳輸效能及小型化的尺寸，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內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內。
100‧‧‧天線模組
1‧‧‧接地導體
11‧‧‧第一接地端
12‧‧‧第二接地端
2‧‧‧第一輻射導體
21‧‧‧第一饋入部
211‧‧‧第一饋入端
22‧‧‧第一接地部
221‧‧‧第一接地段
222‧‧‧第二接地段
23‧‧‧第一輻射部
3‧‧‧第二輻射導體
31‧‧‧第二饋入部
311‧‧‧第二饋入端
32‧‧‧第二接地部
321‧‧‧第三接地段
322‧‧‧第四接地段
33‧‧‧第二輻射部
4‧‧‧退耦單元
C‧‧‧退耦電容

Claims (10)

  1. 種天線模組，包含：一接地導體，具有一第一接地端及一第二接地端；一第一輻射導體，具有一供饋入一第一射頻訊號並鄰近該第一接地端的第一饋入端；一第二輻射導體，鄰近該第一輻射導體，且具有一供饋入一第二射頻訊號並鄰近該第二接地端的第二饋入端；及一退耦單元，跨接於該第一輻射導體及該第二輻射導體相互鄰近處，該退耦單元包括一退耦電容或一退耦電感。
  2. 如請求項1所述的天線模組，該第一輻射導體包括一第一饋入部、一第一接地部及一第一輻射部，該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端，該第一接地部連接該第一饋入部及該接地導體，該第一輻射部連接該第一饋入部，該第二輻射導體包括一第二饋入部、一第二接地部及一第二輻射部，該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端，該第二接地部連接該第二饋入部及該接地導體，且該第二接地部鄰近該第一接地部，該第二輻射部連接該第二饋入部，該退耦單元包括一跨接於該第一接地部及該第二接地部的退耦電容。
  3. 如請求項2所述的天線模組，該第一接地部具有一由該 第一饋入部朝該第二輻射導體延伸的第一接地段，及一概與該第一接地段垂直且連接該第一接地段及該接地導體的第二接地段，該第二接地部具有一由該第二饋入部朝該第一輻射導體延伸的第三接地段，及一概與該第三接地段垂直且連接該第三接地段及該接地導體的第四接地段，該退耦電容是跨接於該第二接地段及該第四接地段。
  4. 如請求項1所述的天線模組，該第一輻射導體包括一第一饋入部、一第一接地部及一第一輻射部，該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端，該第一接地部連接該第一饋入部及該接地導體，該第一輻射部具有一連接該第一饋入部的第一端部及一相反於該第一端部的第二端部，該第二輻射導體包括一第二饋入部、一第二接地部及一第二輻射部，該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端，該第二接地部連接該第二饋入部及該接地導體，該第二輻射部具有一連接該第二饋入部的第三端部及一相反於該第三端部的第四端部，該第一輻射部的第二端部與該第二輻射部的第四端部相互鄰近，該退耦單元包括一跨接於該第一輻射部的第二端部及該第二輻射部的第四端部的退耦電感。
  5. 如請求項4所述的天線模組，該第一輻射部具有一第一輻射段、一第二輻射段及一第三輻射段，該第一輻射段具有該第一端部且由該第一饋入部沿遠離該第二輻 射導體的方向延伸，該第二輻射段由該第一輻射段遠離該第一饋入部的一端沿遠離該接地導體的方向延伸，該第三輻射段由該第二輻射段遠離該第一輻射段的一端朝該第二輻射導體延伸，且該第三輻射段具有該第二端部。
  6. 如請求項4所述的天線模組，該第二輻射部具有一第四輻射段、一第五輻射段及一第六輻射段，該第四輻射段具有該第三端部且由該第二饋入部沿遠離該第一輻射導體的方向延伸，該第五輻射段由該第四輻射段遠離該第二饋入部的一端沿遠離該接地導體的方向延伸，該第六輻射段由該第五輻射段遠離該第四輻射段的一端朝該第一輻射導體延伸，且該第六輻射段具有該第四端部。
  7. 如請求項1所述的天線模組，該第一輻射導體包括一第一饋入部及一第一輻射部，該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端，該第一輻射部連接該第一饋入部，該第二輻射導體包括一第二饋入部及一第二輻射部，該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端，且該第二饋入部鄰近該第一饋入部，該第二輻射部連接該第二饋入部，該退耦單元包括一跨接於該第一饋入部及該第二饋入部的退耦電容。
  8. 如請求項7所述的天線模組，該第一輻射部由該第一饋入部遠離該接地導體的一端沿遠離該第二輻射導體的 方向延伸，該第二輻射部由該第二饋入部遠離該接地導體的一端沿遠離該第一輻射導體的方向延伸。
  9. 如請求項1所述的天線模組，該第一輻射導體包括一第一饋入部及一第一輻射部，該第一饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第一饋入端，該第一輻射部具有一連接該第一饋入部的第一端部及一相反於該第一端部的第二端部，該第二輻射導體包括一第二饋入部及一第二輻射部，該第二饋入部與該接地導體間隔設置且具有該第二饋入端，該第二輻射部具有一連接該第二饋入部的第三端部及一相反於該第三端部的第四端部，該第一輻射部的第二端部與該第二輻射部的第四端部相互鄰近，該退耦單元包括一跨接於該第一輻射部的第二端部及該第二輻射部的第四端部的退耦電感。
  10. 如請求項9所述的天線模組，該第一輻射部由該第一饋入部遠離該接地導體的一端朝該第二輻射導體延伸，該第二輻射部由該第二饋入部遠離該接地導體的一端朝該第一輻射導體延伸。
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