TW201521280A - 具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置 - Google Patents

Abstract

　　本發明係有關於一種具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其主要係於接地部上延伸形成有隔離部、第一天線主體及第二天線主體，該隔離部恰延伸形成於該第一天線主體及第二天線主體兩者之間，並於對應該隔離部、第一天線主體及第二天線主體間設有寄生元件，該隔離部係由接地部向上以延伸形成一Ｔ字型路段，該寄生元件係設於接地部上方呈一倒Ｔ字型；藉此，以不僅於其整體結構設計上更為簡單便利，可供運用於平面式印刷天線之設計上，令其於製作上能更為簡易便利、能降低其製作成本、能大幅縮小其體積方便適用於各種小型化的無線行動通訊裝置上，且具有良好的隔離度，能讓第一、二天線在近距離也不被互相干擾，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。

Description

具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置

本發明係有關於一種具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，尤其是指一種不僅於其整體結構設計上更為簡單便利，可供運用於平面式印刷天線之設計上，令其於製作上能更為簡易便利、能降低其製作成本、能大幅縮小其體積方便適用於各種小型化的無線行動通訊裝置上，且具有良好的隔離度，而在其整體施行使用上更增實用功效特性之具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置創新設計者。

按，在這資訊、通訊及電子傳輸之爆炸時代，所需要用到的無線流量已不符合以往的較小資料流量；因此在無線傳輸裝置上勢必即需大幅提升接收資料時的較大流量，使得在無線傳輸裝置上，其天線即扮演著一個極大又重要的角色。

而一般市面上常見的多輸入多輸出［ＭＩＭＯ］裝置天線，其為了減少互耦效應，使得會採用增加天線之間距離或運用不同極化方向等方式來提升隔離度；然，天線距離的增加即會造成該天線尺寸變大，若係採用不同極化擺放設置則會導致天線整體空間需跟著改變。

另，請參閱公告於９８年１１月１１日之第Ｉ３１７１８８號「天線」，設置於一電路板上，該電路板包括一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面相對，該天線包括：一饋入部，包括一第一饋入段設置於該第一表面，以及一第二饋入段設置於該第二表面；一輻射部，包括一第一輻射體、一第二輻射體、一第三輻射體以及一第四輻射體，其中該第一輻射體與該第二輻射體設置於該第一表面且與該第一饋入段電性連接，該第三輻射體與該第四輻射體設置於該第二表面，且與該第二饋入段電性連接；一第一輔助輻射體，設置於該第一表面，與該第一輻射體電性連接；一第二輔助輻射體，設置於該第一表面，與該第二輻射體電性連接；以及一接地部，包括一對第一接地部，設置於該第一表面，以及一第二接地部設置於該第二表面。

請再參閱公開於１００年１０月１日之第２０１１３４０１０號「平面天線」，包括：一連接部；一第一天線部，具有一第一饋入點與一第一接地點，該第一天線部的第一端連接該連接部的第一端，該第一饋入點位於該第一天線部的第一端與第二端之間，該第一接地點位於該第一饋入點與該第一天線部的第一端之間；以及一第二天線部，具有一第二饋入點與一第二接地點，該第二天線部的第一端連接該連接部的第二端，該第二饋入點位於該第二天線部的第一端與第二端之間，該第二接地點位於該第二饋入點與該第一天線部的該第一端之間。

請再參閱公告於１０１年４月１日之第Ｉ３６１５１６號「數位電視天線」，係位於一行動裝置內，包含：一第一輻射導體，位於一基板上，其中該第一輻射導體包含：一第一饋入點；一第一金屬片；以及一第一彎折形金屬線，具有複數個串接在一起之反"L"形線段，其中該第一彎折形金屬線一端耦接該第一饋入點，另一端耦接該第一金屬片；一第二輻射導體，位於該基板上，其中該第二輻射導體與該第一輻射導體間距一預設距離，其中該第二輻射導體包含：一第二饋入點；一第二金屬片；以及一第二彎折形金屬線，具有複數個串接在一起之"L"形線段，其中該第二彎折形金屬線一端耦接該第二饋入點，另一端耦接該第二金屬片；以及一傳輸線，具有一接地線與一信號線，分別連接該第一饋入點與該第二饋入點。但，上述結構於整體設計上，其體積尺寸顯得較大、較為佔據空間。

請再參閱公開於１０１年９月１日之第２０１２３６２７４號「在一電子裝置中之無線通信電路」，該無線通信電路包含：一第一天線，該第一天線具有一天線諧振元件；一信號端子及一接地端子，該信號端子及該接地端子充當該第一天線之天線端子；一第二天線；及一隔離元件，該隔離元件減小該第一天線與該第二天線之間的干擾，其中該隔離元件形成為該第一天線之該天線諧振元件的部分，及其中在該信號端子及該接地端子間之至少一信號路徑並未通過該隔離元件。但，上述結構在整體設計上，其仍具有較大之體積尺寸、較為佔據空間。

然而，上述不論係為「天線」、「平面天線」、「數位電視天線」、「在一電子裝置中之無線通信電路」，其雖皆可達到無線傳輸大流量資料之預期功效，但也在其實際施行使用上發現，上述各結構在整體設計上，其仍具有較大之體積尺寸，造成其較為佔據空間，致令其在整體結構設計上仍存在有改進之空間。

緣是，發明人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構再予以研究改良，提供一種具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，以期達到更佳實用價值性之目的者。

本發明之主要目的在於提供一種具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其主要係不僅於其整體結構設計上更為簡單便利，可供運用於平面式印刷天線之設計上，令其於製作上能更為簡易便利、能降低其製作成本、能大幅縮小其體積方便適用於各種小型化的無線行動通訊裝置上，且具有良好的隔離度，能讓第一、二天線在近距離也不被互相干擾，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置之主要目的與功效，係由以下具體技術手段所達成：

其主要係於接地部上延伸形成有隔離部、第一天線主體及第二天線主體，該隔離部恰延伸形成於該第一天線主體及第二天線主體兩者之間，並於對應該隔離部、第一天線主體及第二天線主體間設有寄生元件；其中：

該隔離部，其係由接地部向上以延伸形成有直向延伸段，且於直向延伸段遠離該接地部之一端分別往兩相反方向延伸有第一橫向延伸段及第二橫向延伸段，以令隔離部呈一Ｔ字型路段；

該第一天線主體，其由接地部所延伸形成；

該第二天線主體，其由接地部所延伸形成；

該寄生元件，其係設於接地部上方，且該寄生元件呈一倒Ｔ字型，以令寄生元件隔離第一天線主體及第二天線主體。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該第一、二天線主體由接地部延伸出一第一、二短路段，且與該第一、二短路段相隔、並鄰近該接地部設有可供訊號饋入的第一、二饋入點，於該第一、二短路段向上延伸形成有第一、二垂直段，於第一、二垂直段外端橫向延伸有第一、二橫向段，第一、二橫向段往接地部方向延伸有第一、二垂直支段，該第一、二垂直支段再往第一垂直段延伸形成第一、二末端段，而於第一、二短路段與第一、二饋入點間則橫向延伸有第一、二饋入段。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該寄生元件與接地部上方相鄰間隔距離以０﹒４ｍｍ為佳。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該隔離部之第一、二橫向延伸段與第一、二天線主體之第一、二末端段的間隔距離以以１ｍｍ為佳。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該第一、二天線主體之第一、二饋入點係使用同軸線、單極天線任一種饋入。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該接地部、隔離部、第一天線主體、第二天線主體及寄生元件係形成於一基板上。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該基板係為玻璃纖維材質製作，且其厚度為１﹒６ｍｍ、介電係數［Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ］為４﹒４、損耗正切［Ｌｏｓｓ　ｔａｎｇｅｎｔ］為０﹒０２４５。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該隔離部為共振隔離模態。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該第一、二天線主體之共振波長為四分之一長度。

本發明具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置的較佳實施例，其中，該寄生元件係以電感電容耦合隔離第一、二天線主體。

（１）‧‧‧基板
（２）‧‧‧接地部

（３）‧‧‧隔離部
（３１）‧‧‧直向延伸段

（３２）‧‧‧第一橫向延伸段
（３３）‧‧‧第二橫向延伸段

（４）‧‧‧第一天線主體
（４１）‧‧‧第一短路段

（４２）‧‧‧第一饋入點
（４３）‧‧‧第一垂直段

（４４）‧‧‧第一橫向段
（４５）‧‧‧第一垂直支段

（４６）‧‧‧第一末端段
（４７）‧‧‧第一饋入段

（５）‧‧‧第二天線主體
（５１）‧‧‧第二短路段

（５２）‧‧‧第二饋入點
（５３）‧‧‧第二垂直段

（５４）‧‧‧第二橫向段
（５５）‧‧‧第二垂直支段

（５６）‧‧‧第二末端段
（５７）‧‧‧第二饋入段

（６）‧‧‧寄生元件

第一圖：本發明之架構示意圖

第二圖：本發明之實測與模擬的Ｓ參數數據圖

第三圖：本發明之實際測量天線輻射效率數據圖

第四圖：本發明之實際測量天線封包相關係數數據圖

為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

首先，請參閱第一圖本發明之架構示意圖所示，本發明主要係應用於ＷＬＡＮ［Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ］　８０２．１１ｎ之多輸入多輸出［ＭＩＭＯ］無線裝置，其設有一玻璃纖維材質製作之基板（１），該基板（１）厚度為１﹒６ｍｍ、介電係數［Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ］為４﹒４、損耗正切［Ｌｏｓｓ　ｔａｎｇｅｎｔ］為０﹒０２４５，該基板（１）上形成有接地部（２），且於基板（１）表面上延伸形成有隔離部（３）、第一天線主體（４）及第二天線主體（５），該隔離部（３）恰延伸形成於該第一天線主體（４）及第二天線主體（５）兩者之間，並於對應該隔離部（３）、第一天線主體（４）及第二天線主體（５）間設有寄生元件（６）；其中：

該隔離部（３），其為共振隔離模態，係由接地部（２）向上以延伸形成有直向延伸段（３１），且於直向延伸段（３１）遠離該接地部（２）之一端分別往兩相反方向延伸有第一橫向延伸段（３２）及第二橫向延伸段（３３），以令隔離部（３）呈一Ｔ字型路段。

該第一天線主體（４），其共振波長為四分之一長度，於由接地部（２）延伸出一第一短路段（４１），且與該第一短路段（４１）相隔、並鄰近該接地部（２）設有可供訊號饋入的第一饋入點（４２），該第一饋入點（４２）係使用同軸線饋入或其他單極天線饋入，於該第一短路段（４１）向上延伸形成有第一垂直段（４３），於第一垂直段（４３）外端橫向延伸有第一橫向段（４４），第一橫向段（４４）往接地部（２）方向延伸有第一垂直支段（４５），該第一垂直支段（４５）再往第一垂直段（４３）延伸形成第一末端段（４６），該第一末端段（４６）與隔離部（３）之第一橫向延伸段（３２）具有一間隔距離，而於第一短路段（４１）與第一饋入點（４２）間則橫向延伸有第一饋入段（４７）。

該第二天線主體（５），其共振波長為四分之一長度，於由接地部（２）延伸出一第二短路段（５１），且與該第二短路段（５１）相隔、並鄰近該接地部（２）設有可供訊號饋入的第二饋入點（５２），該第二饋入點（５２）係使用同軸線饋入或其他單極天線饋入，於該第二短路段（５１）向上延伸形成有第二垂直段（５３），於第二垂直段（５３）外端橫向延伸有第二橫向段（５４），第二橫向段（５４）往接地部（２）方向延伸有第二垂直支段（５５），該第二垂直支段（５５）再往第二垂直段（５３）延伸形成第二末端段（５６），該第二末端段（５６）與隔離部（３）之第二橫向延伸段（３３）具有一間隔距離，而於第二短路段（５１）與第二饋入點（５２）間則橫向延伸有第二饋入段（５７）。

該寄生元件（６），其係設於接地部（２）上方相鄰一間隔距離，且該寄生元件（６）呈一倒Ｔ字型，令寄生元件（６）與第一天線主體與（４）第二天線主體（５）相鄰有一固定距離，以將電感電容耦合裝置達到隔離第一天線主體（４）及第二天線主體（５）機制之要件。

如此一來，請再一併參閱第二圖本發明之實測與模擬的Ｓ參數數據圖所示，使得本發明於操作使用上，其實測結果符合ＷＬＡＮ之２﹒４２ＧＨｚ－２﹒４８４ＧＨｚ頻帶的頻寬需求，並且與實測結果在模態的表現上相當接近，且可清楚發現該２﹒４２ＧＨｚ－２﹒４８４ＧＨｚ頻帶上的模態共振出來；從該S參數２﹒４２ＧＨｚ模態來分析，當本發明之天線若在該所屬頻帶點上有隔離度時，則表面電流之相位會呈現反相，即表示藉由添加一個由接地部（２）延伸之Ｔ字型隔離部（３）和增加一寄生元件（６）來降低第一天線主體（４）及第二天線主體（５）之間的互耦效應，當該接地部（２）延伸之Ｔ字型隔離部（３）與第一天線主體（４）及第二天線主體（５）之第一末端段（４６）及第二末端段（５６）有１ｍｍ距離，而寄生元件（６）與T字型隔離部（３）距離僅為０﹒４ｍｍ時，於此產生電感與電容之互藕效應，呈現最佳匹配來增加隔離機制以及頻寬。

另，請再一併參閱第三圖本發明之實際測量天線輻射效率數據圖所示，本發明之天線在效率表現上皆在４０％以上，以小尺寸的多輸入多輸出［ＭＩＭＯ］無線裝置天線而言，其係可被業界所接受使用；又，請再一併參閱第四圖本發明之實際測量天線封包相關係數數據圖所示，在ＩＥＥＥ　８０２﹒１１ｎ之操作規範裡，封包相關係數［Ｅｎｖｅｌｏｐ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｅｆ﹒］數據之最大值為０﹒３、最低可達到０﹒０５左右，使得本發明之天線於實測封包相關係數中，在本操作頻帶內可產生良好隔離度，相對來說也反映在封包相關性及在分集增益的表現上。

藉由以上所述，本發明結構之組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，本發明主要係具有下列優點：

1.本發明可供運用於平面式印刷天線之設計上，使得不僅於製作上能更為簡易便利，且能降低其製作成本。

2.本發明於其整體結構設計上更為簡單便利，能大幅縮小其體積，能方便適用於各種小型化的無線行動通訊裝置上。

3.本發明之天線具有良好的隔離度，其不須使用任何主、被動元件，僅須調整第一、二天線主體與寄生元件間的距離或參數，即能讓第一、二天線在近距離也不被互相干擾的優良隔離度表現。

然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

(1)‧‧‧基板

(2)‧‧‧接地部

(3)‧‧‧隔離部

(31)‧‧‧直向延伸段

(32)‧‧‧第一橫向延伸段

(33)‧‧‧第二橫向延伸段

(4)‧‧‧第一天線主體

(41)‧‧‧第一短路段

(42)‧‧‧第一饋入點

(43)‧‧‧第一垂直段

(44)‧‧‧第一橫向段

(45)‧‧‧第一垂直支段

(46)‧‧‧第一末端段

(47)‧‧‧第一饋入段

(5)‧‧‧第二天線主體

(51)‧‧‧第二短路段

(52)‧‧‧第二饋入點

(53)‧‧‧第二垂直段

(54)‧‧‧第二橫向段

(55)‧‧‧第二垂直支段

(56)‧‧‧第二末端段

(57)‧‧‧第二饋入段

(6)‧‧‧寄生元件

Claims (10)

1. 一種具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其主要係於接地部上延伸形成有隔離部、第一天線主體及第二天線主體，該隔離部恰延伸形成於該第一天線主體及第二天線主體兩者之間，並於對應該隔離部、第一天線主體及第二天線主體間設有寄生元件；其中：
   　　該隔離部，其係由接地部向上以延伸形成有直向延伸段，且於直向延伸段遠離該接地部之一端分別往兩相反方向延伸有第一橫向延伸段及第二橫向延伸段，以令隔離部呈一Ｔ字型路段；
   　　該第一天線主體，其由接地部所延伸形成；
   　　該第二天線主體，其由接地部所延伸形成；
   　　該寄生元件，其係設於接地部上方，且該寄生元件呈一倒Ｔ字型，以令寄生元件隔離第一天線主體及第二天線主體。
2. 如申請專利範圍第１項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該第一、二天線主體由接地部延伸出一第一、二短路段，且與該第一、二短路段相隔、並鄰近該接地部設有可供訊號饋入的第一、二饋入點，於該第一、二短路段向上延伸形成有第一、二垂直段，於第一、二垂直段外端橫向延伸有第一、二橫向段，第一、二橫向段往接地部方向延伸有第一、二垂直支段，該第一、二垂直支段再往第一垂直段延伸形成第一、二末端段，而於第一、二短路段與第一、二饋入點間則橫向延伸有第一、二饋入段。
3. 如申請專利範圍第１項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該寄生元件與接地部上方相鄰間隔距離以０﹒４ｍｍ為佳。
4. 如申請專利範圍第２項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該隔離部之第一、二橫向延伸段與第一、二天線主體之第一、二末端段的間隔距離以以１ｍｍ為佳。
5. 如申請專利範圍第２項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該第一、二天線主體之第一、二饋入點係使用同軸線、單極天線任一種饋入。
6. 如申請專利範圍第１或２項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該接地部、隔離部、第一天線主體、第二天線主體及寄生元件係形成於一基板上。
7. 如申請專利範圍第６項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該基板係為玻璃纖維材質製作，且其厚度為１﹒６ｍｍ、介電係數［Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ］為４﹒４、損耗正切［Ｌｏｓｓ　ｔａｎｇｅｎｔ］為０﹒０２４５。
8. 如申請專利範圍第１項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該隔離部為共振隔離模態。
9. 如申請專利範圍第１項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該第一、二天線主體之共振波長為四分之一長度。
10. 如申請專利範圍第１項所述具有一高隔離度之電磁發射與接收裝置，其中，該寄生元件係以電感電容耦合隔離第一、二天線主體。