TW201521284A - 迴圈天線 - Google Patents

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Liang-Kai Chen
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

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Abstract

一種迴圈天線，包括一第一迴圈段部、一第二迴圈段部以及一第三迴圈段部。該第一迴圈段部圍繞定義一淨空區域。該第二迴圈段部環繞並連接該第一迴圈段部，該第一迴圈段部與該第二迴圈段部之間形成有一環狀溝槽。該第三迴圈段部環繞並連接該第二迴圈段部，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的一間隙的寬度小於該環狀溝槽的寬度。

Description

迴圈天線
本發明係有關於一種迴圈天線，特別係有關於一種在不同方向具有較對稱之輻射場強的迴圈天線。
近場通訊(Near Field Communication)天線已逐漸廣泛的被應用於可攜式電子裝置或卡片之中。藉此以非接觸式的方式提供資料配對、資料交換或付費等動作。近場通訊天線受限於載具(例如，手機或信用卡)尺寸，一般為長方形。因此，參照第1圖，在場強測試中，在90度以及270度的方向，可以明顯發現天線輻射能量下降的情形。
本發明係為了欲解決習知技術之問題，而提供之一種迴圈天線，包括一第一迴圈段部、一第二迴圈段部以及一第三迴圈段部。該第一迴圈段部圍繞定義一淨空區域。該第二迴圈段部環繞並連接該第一迴圈段部，該第一迴圈段部與該第二迴圈段部之間形成有一環狀溝槽。該第三迴圈段部環繞並連接該第二迴圈段部，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的一間隙的寬度小於該環狀溝槽的寬度。
在本發明之實施例中，透過設置環狀溝槽，藉由環狀溝槽增加磁場震盪，藉此以提昇在90度以及270度的方向 上的天線輻射能量。應用本發明實施例之迴圈天線1，在場強測試中，在90度以及270度的方向，可以明顯發現天線輻射能量被提升，提供較對稱的輻射場強。
1、2、3、4‧‧‧迴圈天線
10、10’、10”‧‧‧第一迴圈部
11‧‧‧第一端
12‧‧‧第二端
13‧‧‧寄生結構
20‧‧‧第二迴圈部
21‧‧‧第三端
22‧‧‧第四端
23‧‧‧第一長邊
24‧‧‧第二長邊
30‧‧‧第三迴圈部
31‧‧‧第五端
32‧‧‧第六端
40‧‧‧基板
41‧‧‧第一表面
42‧‧‧第二表面
43‧‧‧第三表面
44‧‧‧饋線
45‧‧‧饋入介層孔
46‧‧‧介層孔
51‧‧‧第一短路元件
52‧‧‧第二短路元件
53‧‧‧介層孔
54‧‧‧介層孔
S‧‧‧淨空區域
G‧‧‧環狀溝槽
T1‧‧‧第一饋入點
T2‧‧‧第二饋入點
d1、d2‧‧‧寬度
第1圖係顯示習知迴圈天線的場強測試結果。
第2A、2B圖係顯示本發明一實施例之迴圈天線。
第2C圖係顯示本發明一實施例之迴圈天線的等效電路。
第3圖係顯示本發明實施例之迴圈天線的場強測試結果。
第4圖係顯示本發明之一變形例之迴圈天線。
第5圖係顯示本發明之另一變形例之迴圈天線。
第6A以及6B圖係顯示本發明之又一實施例之迴圈天線。
參照第2A圖，其係顯示本發明實施例之迴圈天線1，包括一第一迴圈段部10、一第二迴圈段部20以及一第三迴圈段部30。該第一迴圈段部10圍繞定義一淨空區域S。該第二迴圈段部20環繞並連接該第一迴圈段部10，該第一迴圈段部10與該第二迴圈段部20之間形成有一環狀溝槽G。該第三迴圈段部30環繞並連接該第二迴圈段部20，該第三迴圈段部30與該第二迴圈段部20之間的間隙的寬度小於該環狀溝槽的寬度。如第2A圖所示，環狀溝槽G的寬度d2大於該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的間隙的寬度d1。
在本發明之實施例中，透過設置環狀溝槽G，藉由環狀溝槽G增加磁場震盪，藉此以提昇在90度以及270度的方向 上的天線輻射能量。參照第3圖，應用本發明實施例之迴圈天線1，在場強測試中，在90度以及270度的方向，可以明顯發現天線輻射能量被提升，提供較對稱的輻射場強。在此實施例中，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的間隙的寬度d1小於1mm。該環狀溝槽的寬度d2約介於1mm至10mm之間。在另一實施例中，該環狀溝槽的寬度約介於2mm至7mm之間。第2C圖係顯示本發明一實施例之迴圈天線的等效電路，其為以電阻串連電感之結構，藉由天線結構的改變，可調整天線的互感量，天線間距的電容值，達到提昇效能的目的。
再參照第2A圖，該一第一迴圈段部10包括一第一端11以及一第二端12。該第二迴圈段部20包括一第三端21以及一第四端22，該第三端21連接該第二端12。該第三迴圈段部30包括一第五端31以及一第六端32，該第五端31連接該第四端22。
參照第2A、2B圖，迴圈天線1更包括一基板40，該基板40包括一第一表面41以及一第二表面42，該第一表面41相反於該第二表面42，其中，該第一迴圈段部10、該第二迴圈段部20以及該第三迴圈段部30均形成於該基板40之該第一表面41之上，該基板40包括一饋入介層孔45以及一饋線44，該饋線44至少部分形成於該第二表面42，該第一端11透過該饋入介層孔45耦接該饋線44。在此實施例中，該饋線44透過介層孔46，從該第二表面42延伸至該第一表面41。一第一饋入點T1位於該饋線44之一端，一第二饋入點T2位於該第六端32。藉由上述結構，饋線44可繞過該第二迴圈段部20以及該第三迴圈段部30， 而不會與之發生干涉。
參照第4圖，其係顯示本發明之一變形例之迴圈天線2，其中，該第一迴圈段部10’的線寬大於該第二迴圈段部20的線寬。透過上述設計，可進一步調整迴圈天線1之輻射場強的對稱性。
參照第5圖，其係顯示本發明之另一變形例之迴圈天線3，其中，該第一迴圈段部10”更包括一寄生結構13，該寄生結構13形成於該第一迴圈段部10”之四個側邊之上，並位於該環狀溝槽G之中。透過上述設計，可進一步調整迴圈天線1之輻射場強的對稱性。寄生結構13可以為三角形或其他適當形狀。
在本發明之實施例中，迴圈天線為矩形結構，各迴圈段部沿矩形路徑延伸。該淨空區域可以為方形或矩形。該環狀溝槽為矩形環狀溝槽。然，上述揭露並未限制本發明，迴圈天線及其各部件的形狀可視需要適度變化。
在本發明之實施例中，該淨空區域的面積約為該迴圈天線整體面積的1/4~1/6，在一實施例中，該淨空區域的面積約為該迴圈天線整體面積的1/5~1/6。在此實施例中，該淨空區域可以為20mm乘20mm的正方形。
參照第6A以及6B圖，其係顯示本發明之又一實施例之迴圈天線4，其更包括一第一短路元件51以及一第二短路元件52，該第二迴圈段部20呈矩形並包括一第一長邊23以及一第二長邊24，該第一長邊23平行於該第二長邊24，該第一短路元件51連接於該第一長邊23以及該第二長邊24，該第二短路元 件52連接於該第一長邊23以及該第二長邊24，該淨空區域S位於該第一短路元件51以及該第二短路元件52之間。在此實施例中，基板40可以為多層板並包括一第三表面43，該第一短路元件51以及該第二短路元件52可以位於該第三表面43之上，並透過介層孔53以及介層孔54耦接該第一長邊23以及該第二長邊24。透過上述設計，可進一步調整迴圈天線1之輻射場強的對稱性。
雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧迴圈天線
10‧‧‧第一迴圈部
11‧‧‧第一端
12‧‧‧第二端
20‧‧‧第二迴圈部
21‧‧‧第三端
22‧‧‧第四端
30‧‧‧第三迴圈部
31‧‧‧第五端
32‧‧‧第六端
40‧‧‧基板
41‧‧‧第一表面
44‧‧‧饋線
45‧‧‧饋入介層孔
46‧‧‧介層孔
S‧‧‧淨空區域
G‧‧‧環狀溝槽
T1‧‧‧第一饋入點
T2‧‧‧第二饋入點
d1、d2‧‧‧寬度

Claims (20)

  1. 一種迴圈天線，包括：一第一迴圈段部，包括一第一端以及一第二端，其中，該第一迴圈段部圍繞定義一淨空區域；一第二迴圈段部，包括一第三端以及一第四端，該第三端連接該第二端，其中，該第二迴圈段部環繞該第一迴圈段部，該第一迴圈段部與該第二迴圈段部之間形成有一環狀溝槽，該環狀溝槽的寬度約介於1mm至10mm之間；以及一第三迴圈段部，包括一第五端以及一第六端，該第五端連接該第四端，其中，該第三迴圈段部環繞該第二迴圈段部，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的一間隙的寬度小於該環狀溝槽的寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其中，該環狀溝槽的寬度約介於2mm至7mm之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其中，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的該間隙的寬度小於1mm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其更包括一基板，該基板包括一第一表面以及一第二表面，該第一表面相反於該第二表面，其中，該第一迴圈段部、該第二迴圈段部以及該第三迴圈段部均形成於該基板之該第一表面之上，該基板設置一饋入介層孔以及一饋線，該饋線至少部分形成於該第二表面，該第一端耦透過該饋入 介層孔耦接該饋線，一第一饋入點位於該饋線之一端，一第二饋入點位於該第六端。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其中，該第一迴圈段部的線寬大於該第二迴圈段部的線寬。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其中，該淨空區域為方形，該環狀溝槽為矩形環狀溝槽。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其中，該第一迴圈段部沿矩形路徑延伸，該第一迴圈段部更包括一寄生結構，該寄生結構形成於該第一迴圈段部的四個側邊之上，並位於該環狀溝槽之中。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之迴圈天線，其更包括一第一短路元件以及一第二短路元件，該第二迴圈段部呈矩形並包括一第一長邊以及一第二長邊，該第一長邊平行於該第二長邊，該第一短路元件連接於該第一長邊以及該第二長邊，該第二短路元件連接於該第一長邊以及該第二長邊，該淨空區域位於該第一短路元件以及該第二短路元件之間。
  9. 一種迴圈天線，包括：一第一迴圈段部，包括一第一端以及一第二端，其中，該第一迴圈段部圍繞定義一淨空區域，該淨空區域的面積約為該迴圈天線整體面積的1/4~1/6；一第二迴圈段部，包括一第三端以及一第四端，該第三端連接該第二端，其中，該第二迴圈段部環繞該第一迴圈段部，該第一迴圈段部與該第二迴圈段部之間形成有 一環狀溝槽；以及一第三迴圈段部，包括一第五端以及一第六端，該第五端連接該第四端，其中，該第三迴圈段部環繞該第二迴圈段部，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的一間隙的寬度小於該環狀溝槽的寬度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之迴圈天線，其中，該淨空區域的面積約為該迴圈天線整體面積的1/5~1/6。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之迴圈天線，其中，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的該間隙的寬度小於1mm。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之迴圈天線，其更包括一基板，該基板包括一第一表面以及一第二表面，該第一表面相反於該第二表面，其中，該第一迴圈段部、該第二迴圈段部以及該第三迴圈段部均形成於該基板之該第一表面之上，該基板設置一饋入介層孔以及一饋線，該饋線至少部分形成於該第二表面，該第一端透過該饋入介層孔耦接該饋線，一第一饋入點位於該饋線之一端，一第二饋入點位於該第六端。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之迴圈天線，其中，該第一迴圈段部的線寬大於該第二迴圈段部的線寬。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之迴圈天線，其中，該淨空區域為方形，該環狀溝槽為矩形環狀溝槽。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之迴圈天線，其中，該第一迴圈段部更包括一寄生結構，並位於該環狀溝槽之中。
  16. 一種迴圈天線，包括：一第一迴圈段部，其中，該第一迴圈段部圍繞定義一淨空區域；一第二迴圈段部，其中，該第二迴圈段部環繞並連接該第一迴圈段部，該第一迴圈段部與該第二迴圈段部之間形成有一環狀溝槽；以及一第三迴圈段部，其中，該第三迴圈段部環繞並連接該第二迴圈段部，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的一間隙的寬度小於該環狀溝槽的寬度。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之迴圈天線，其中，該環狀溝槽的寬度約介於1mm至10mm之間。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之迴圈天線，其中，該環狀溝槽的寬度約介於2mm至7mm之間。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之迴圈天線，其中，該第三迴圈段部與該第二迴圈段部之間的該間隙的寬度小於1mm。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之迴圈天線，其中，該淨空區域為方形，該環狀溝槽為矩形環狀溝槽。
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