TW201814964A - 天線系統 - Google Patents

天線系統 Download PDF

Info

Publication number
TW201814964A
TW201814964A TW105132400A TW105132400A TW201814964A TW 201814964 A TW201814964 A TW 201814964A TW 105132400 A TW105132400 A TW 105132400A TW 105132400 A TW105132400 A TW 105132400A TW 201814964 A TW201814964 A TW 201814964A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
antenna
metal portion
antenna pattern
antenna system
pattern
Prior art date
Application number
TW105132400A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI628857B (zh
Inventor
吳建逸
吳朝旭
黃士耿
朱祐頤
李亞峻
Original Assignee
和碩聯合科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 和碩聯合科技股份有限公司 filed Critical 和碩聯合科技股份有限公司
Priority to TW105132400A priority Critical patent/TWI628857B/zh
Priority to CN201710473953.3A priority patent/CN107919525B/zh
Priority to US15/641,335 priority patent/US10074899B2/en
Publication of TW201814964A publication Critical patent/TW201814964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI628857B publication Critical patent/TWI628857B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/523Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between antennas of an array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378Combination of fed elements with parasitic elements
    • H01Q5/392Combination of fed elements with parasitic elements the parasitic elements having dual-band or multi-band characteristics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/06Details
    • H01Q9/14Length of element or elements adjustable
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

天線系統包含系統接地面及二天線單元。二天線單元分別設置於系統接地面之對立兩側,且以鏡像對稱方式設置。此二天線單元各自包含電路板、第一天線圖形和第二天線圖形。第一天線圖形設置於電路板之其中一側,並包含第一金屬部、第二金屬部、第三金屬部、第一彎折部及第二彎折部。第一金屬部透過第一彎折部與第二金屬部的一端連接,第二金屬部的另一端透過第二彎折部與第三金屬部連接。第一天線圖形共振產生第一高頻共振頻率之頻帶。第二天線圖形設置於電路板之另一側。第一天線圖形與部分第二天線圖形耦合共振產生低頻共振頻率之頻帶。

Description

天線系統
本揭露文件係關於一種天線系統,特別係關於一種多輸入多輸出的多頻天線系統。
多輸入多輸出(Multi-input Multi-output;MIMO)天線系統的應用十分廣泛,而傳統上常見使用低通濾波裝置及耦合導體線的配置來分別降低天線系統於高操作頻帶與低操作頻帶之間的相關性、以及降低天線系統中各天線的隔離度。然而,因需設計低通濾波裝置及耦合導體線,天線系統的架構較為龐大。
而在現今眾多電子裝置傾向於小型化的趨勢下,需要開發小型化的多輸入多輸出天線系統以符合產品的規格。若使用傳統的PIFA(Planar Inverted-F Antenna)天線,則低頻的共振頻率會有隔離度(isolation)不理想及封包相關係數(envelope correlation coefficient,ECC)較大等不佳的問題。此外,各電信業者提供服務的頻率系統不盡相同,為了兼容各種信號收發頻段,有必要研發一種適合小型化裝置、且具有隔離度佳及封包相關係數小等特性的MIMO多頻天線。
在本揭露文件之一技術態樣中提出一種天線系統。天線系統包含系統接地面及二天線單元。二天線單元分別設置於系統接地面之對立的兩側,且以鏡像對稱的方式設置。此二天線單元各自包含有電路板、第一天線圖形和第二天線圖形。第一天線圖形設置於電路板之第一側,並包含第一金屬部、第二金屬部、第三金屬部、第一彎折部及第二彎折部。第一金屬部、第二金屬部及第三金屬部呈平行排列。第一金屬部透過第一彎折部與第二金屬部的一端連接,第二金屬部的另一端透過第二彎折部與第三金屬部連接。第二天線圖形設置於電路板之第二側。其中第一天線圖形與第二天線圖形耦合共振產生共振頻帶。
藉由本揭露文件揭示的技術,適合小型化裝置的多輸入多輸出的多頻天線系統可以被實現,且天線系統在各天線單元的隔離度及封包相關係數上皆有良好的表現,進而提升無線傳輸速率(throughput)的收發品質。
100‧‧‧天線系統
110‧‧‧系統接地面
120‧‧‧天線單元
122‧‧‧第一天線圖形
124‧‧‧第二天線圖形
210‧‧‧第一電流路徑
220‧‧‧第二電流路徑
410A、410B、420A、420B‧‧‧曲線
A1~A8、B1~B7、C1~C4、D1、D2、G‧‧‧點
B‧‧‧斷縫
d1‧‧‧長度
d2、d4‧‧‧寬度
d3‧‧‧高度
d5‧‧‧厚度
E1、E2、E3‧‧‧區域
L1、H1、H2、H3、H4‧‧‧頻率區段
M1‧‧‧第一金屬部
M2‧‧‧第二金屬部
M3‧‧‧第三金屬部
M4‧‧‧第四金屬部
M5‧‧‧第五金屬部
M6‧‧‧第六金屬部
M7‧‧‧第七金屬部
M8‧‧‧第八金屬部
M9‧‧‧第九金屬部
M10‧‧‧第十金屬部
R1‧‧‧狹縫
S1、S2‧‧‧開關元件
U1‧‧‧第一彎折部
U2‧‧‧第二彎折部
w1、w2、w3、w4‧‧‧寬度
第1A圖為本揭露文件之一實施例之天線系統架構示意圖。
第1B圖為本揭露文件之一實施例之天線系統架構示意圖。
第2A圖為本揭露文件之一實施例之天線圖形的示意圖。
第2B圖為本揭露文件之一實施例之天線圖形的示意圖。
第3圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的透視示意圖。
第4A圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的電壓駐波比對頻率的關係圖。
第4B圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的天線效率對頻率的關係圖。
第5A圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的隔離度對頻率的關係圖。
第5B圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的封包相關係數對頻率的關係圖。
第6圖為本揭露文件之一實施例之天線系統的輻射場型示意圖。
第7圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的透視示意圖。
第8圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的透視示意圖。
第9圖為本揭露文件之一實施例之天線單元的透視示意圖。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明,但所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,並不用來限定本發明,而結構操作之描述非用以限制其執行之順序,任何由元件重新組合之結構,所產生具有均等功效的裝置,皆為本發明揭示內容所涵蓋的範圍。此外,附圖僅僅用以示意性地加以說明,并未依照其真實尺寸進行繪製。
首先,請參閱第1A圖,第1A圖繪示本揭露文件之一實施例之天線系統100的主體架構側視示意圖。天線系統100的尺寸長度d1×寬度d2×高度d3例如為75mm×75mm×20mm。因此,天線系統100可裝載於小型的電子裝置上,例如手機、手錶、相機等小型攜帶型/穿戴式電子裝置,當然亦可用於電腦、網路數據機等任何需安裝天線以進行信號收發的產品上。
天線系統100係以例如PCB板(印刷電路板)為基材,其中天線系統100之底部例如為單面PCB板,而垂直底面之兩側例如為雙面PCB板,此二雙面PCB板之尺寸長度d1×寬度d4×厚度d5例如為75mm×15mm×0.8mm。天線系統100於底部之PCB板上設有系統接地面110、以及於兩側雙面PCB板上分別設有位於系統接地面110之對立兩側的相同的兩天線單元120。天線單元120為例如長程演進(long term evolution,LTE)天線。
各天線單元120以雙面PCB板為基材,在雙面PCB板面向外部之一側設有第一天線圖形122,而在雙面PCB板面向內部之一側上設有第二天線圖形124。第一天線 圖形122及第二天線圖形124例如為銅箔材質的導電路徑。關於第一天線圖形122及第二天線圖形124之構造,將於後文中輔助第2A、2B圖作進一步詳細說明。
第1B圖繪示本揭露文件之一實施例之天線系統100的主體架構正面示意圖。其中兩天線單元120以中心線L為對稱中心,與彼此呈現鏡像對稱。更具體來說,兩天線單元120各自的第一天線圖形122(位於天線單元120之外側)以此中心線L與彼此呈鏡像對稱,及兩天線單元120各自的第二天線圖形124以此中心線L與彼此呈鏡像對稱,如第1B圖所示。
接著,請參閱第2A圖,第2A圖繪示本揭露文件之一實施例之第一天線圖形122的示意圖。其中,第2A圖所呈現為例如第1圖之天線系統100右邊的天線單元120的第一天線圖形122,而天線系統100左邊的天線單元120上的第一天線圖形122將為第2A圖之鏡像對稱。因天線系統100左右兩側天線單元120為具相同功能且構造對稱之元件,本文僅舉其中一側(右側)的天線單元120為例以簡化說明。
第2A圖中,第一天線圖形122由點A1~A8間形成之路徑所構成,即包含第一金屬部M1、第二金屬部M2、第三金屬部M3、第一彎折部U1、第二彎折部U2。其中,第一天線圖形122中,第一金屬部M1位在點A2~A4間,第二金屬部M2位在點A5~A6間,第三金屬部M3位在點A7~A8間,第一彎折部U1位在點A4~A5間,而第二彎折部 U2位在點A6~A7間。第一金屬部M1、第二金屬部M2及第三金屬部M3三者呈平行排列。第一彎折部U1及第二彎折部U2平行排列。第一金屬部M1之一端透過第一彎折部U1與第二金屬部M2的一端連接,而第二金屬部M2的另一端透過第二彎折部U2與第三金屬部M3的一端連接,形成類似S形的天線圖形。此外,第一金屬部M1之第一端(即點A2之處)的寬度w1寬於第一金屬部M1之第二端(相反於第一端,即點A3之處)的寬度w2。在此實施例中,寬度w1例如為3mm,寬度w2例如為1mm。
第一天線圖形122之第一端具有一延伸金屬部,即為點A1於點A2之路徑。延伸金屬部與第一彎折部U1及第二彎折部U2平行。延伸金屬部具有天線單元120的信號饋入端,即為點A1之處,用以透過同軸傳輸線(圖中未示)耦接至無線收發電路(圖中未示)的信號正端。而第三金屬部M3相反於連接第二彎折部U2的一端具有接地端,即位在點A8之處。接地端透過同軸傳輸線(圖中未示)耦接至無線收發電路(圖中未示)的信號負端,並與系統接地面110連接以接地。
承上實施例,請參閱第2B圖,第2B圖繪示本揭露文件之一實施例之第二天線圖形124的示意圖。同於第2A圖之實施例,此處僅舉天線系統100右邊的天線單元120為例以簡化說明。第2B圖中,第二天線圖形124由點B1~B7及點C1~C4間形成之路徑所構成。第二天線圖形124之點B3及點C3之間為一斷縫B,在此實施例中,斷縫B例如為 9mm寬的斷縫。
斷縫B大致可將第二天線圖形124分為點B1~B7構成之第一電流路徑210、及點C1~C4構成之第二電流路徑220路徑等兩部分。其中,第一電流路徑210包含第四金屬部M4、第五金屬部M5、第六金屬部M6及第七金屬部M7。第四金屬部位在點B1~B2間,第五金屬部M5位在點B2~B3間,第六金屬部M6位在點B4~B5間,而第七金屬部M7位在點B6~B7間。
第四金屬部M4與第五金屬部M5之一端呈直角相接,而第五金屬部M5、第六金屬部M6及第七金屬部M7三者呈平行排列。第五金屬部M5之另一端透過點B3~B4處之彎折部與第六金屬部M6之一端連接,而第六金屬部M6之另一端透過點B5~B6處之彎折部與第七金屬部M7連接。
第二電流路徑220路徑包含第八金屬部M8、第九金屬部M9及第十金屬部M10。第八金屬部M8位在點C1~C2間,第九金屬部M9位在點C2~C3間,而第十金屬部M10位在點C3~C4間。第八金屬部M8之一端與第九金屬部M9之一端呈直角相接,形成L形路徑。第九金屬部M9之另一端與第十金屬部M10相連接。第十金屬部M10的寬度w3小於第九金屬部M9的寬度w4。在此實施例中,寬度w3例如為4mm,寬度w4例如為7mm。
第二天線圖形124之點G為接地端,用以透過同軸傳輸線(圖中未示)耦接至無線收發電路(圖中未示)的信號負端、以及與系統接地面110連接以接地。其中,第二天 線圖形124係作為天線單元120的接地面。第一天線圖形122與第二天線圖形124透過雙面PCB板產生耦合共振,並產生一共振頻帶以進行信號之收發。
請見第3圖,第3圖繪示本揭露文件之一實施例之天線單元120的透視示意圖。其中,第3圖是由例如第1圖中天線系統100的右側面向天線系統100右邊之天線單元120的角度來繪示。第3圖中,第一天線圖形122以實線表示,而位於雙面PCB板之另一側(或相對第一天線圖形122之背側)的第二天線圖形124則以虛線表示。從此圖可看出第一天線圖形122與第二天線圖形124在雙面PCB板垂直方向上的投影上的重疊關係。舉例來說,第一金屬部的第一端(即點A2之處)與第六金屬部M6的一端(即點B4之處)在雙面PCB板垂直方向上的投影上具有一交疊部分。
第一天線圖形122與第二天線圖形124可產生共振頻帶,包括一低頻共振頻率與複數個高頻共振頻率。其中低頻共振頻率係由第一天線圖形122與背側的斷縫B及第二天線圖形124之第一電流路徑210交疊耦合共振所產生。其中斷縫B的寬度與此低頻共振頻率相關。因此,可透過調整斷縫B的寬度來控制低頻共振頻率。而調整第一金屬部的第一端(即點A2之處)與第六金屬部M6的一端(即點B4之處)之交疊部分的面積大小/耦合量、及/或調整第一金屬部M1之第一端之寬度w1(如第2A圖所示),可改變低頻共振頻率之阻抗匹配。
承上述,第一天線圖形122與第二天線圖形124 共振產生之複數個高頻共振頻率大致可分為第一高頻共振頻率、第二高頻共振頻率、第三高頻共振頻率及第四高頻共振頻率等四個頻率。第一高頻共振頻率是由第一天線圖形122自身的迴路所共振產生。第二高頻共振頻率係例如由第一天線圖形122與背側的斷縫B及第二天線圖形124之第二電流路徑220交疊耦合共振所產生。其中,可藉由調整第十金屬部M10之寬度w3(如第2B圖所示),來調整第二高頻共振頻率之阻抗匹配。
第三高頻共振頻率亦是由第一天線圖形122與背側的斷縫B及第二天線圖形124之第一電流路徑210交疊耦合共振所產生,約為前述低頻共振頻段的二倍頻。第四高頻共振頻率是由第一天線圖形122與第二天線圖形124之第二電流路徑220交疊耦合共振所產生。第一天線圖形122之第二金屬部M2與第二天線圖形124之第二電流路徑220所圍繞的狹縫R1在垂直方向的投影上具有部分重疊,如第3圖中所標示處。調整狹縫R1的大小,可控制第四高頻共振頻率。
由上述實施例可知,天線單元120可同時具有收發多種共振頻率的信號的功能,且藉由多個路徑的交疊耦合共振,天線單元120同時兼顧多個高頻共振頻率,具有寬頻天線的效果,實現了LTE多頻天線。而兩天線單元120的電壓駐波比(VSWR)如第4A圖所示,第4A圖繪示本揭露文件之一實施例之兩天線單元120的電壓駐波比對頻率的關係圖。
第4A圖中,曲線410A為例如第1圖之實施例中天線系統100右側的天線單元120的電壓駐波比對頻率作圖,而曲線420A為例如第1圖之實施例中天線系統100左側的天線單元120的電壓駐波比對頻率作圖。
其中,前述第一天線圖形122與第二天線圖形124產生之共振頻帶中的低頻共振頻率之電壓駐波比如第4A圖之L1頻率區段所示;第一高頻共振頻率之電壓駐波比如H1頻率區段所示;第二高頻共振頻率之電壓駐波比如H2頻率區段所示;第三高頻共振頻率之電壓駐波比如H3頻率區段所示;第四高頻共振頻率之電壓駐波比如H4頻率區段所示。由第4A圖中可看出,天線單元120的低頻共振頻率及高頻共振頻率之電壓駐波比接趨近於1,顯示出能量反射低,具有良好的阻抗匹配。
第4B圖繪示本揭露文件之一實施例之天線單元120的天線效率對頻率的關係圖。第4B圖中,曲線410B為例如第1圖之實施例中天線系統100右側的天線單元120的天線效率對頻率作圖,而曲線420B為例如第1圖之實施例中天線系統100左側的天線單元120的天線效率對頻率作圖。
其中,前述第一天線圖形122與第二天線圖形124產生之共振頻帶中的低頻共振頻率之天線效率如第4B圖之L1頻率區段所示;第一高頻共振頻率之天線效率如H1頻率區段所示;第二高頻共振頻率之天線效率如H2頻率區段所示;第三高頻共振頻率之天線效率如H3頻率區段所 示;第四高頻共振頻率之天線效率如H4頻率區段所示。由第4B圖中可看出,天線單元120的低頻共振頻率之天線效率大於-5dB,而高頻共振頻率之天線效率皆大於-3dB,因此在其頻帶內的天線增益有十分不錯的表現。
而由同向且鏡像對稱設置的兩天線單元120所構成的天線系統100中各天線單元的隔離度如第5A圖所示,第5A圖繪示本揭露文件之一實施例之兩天線單元120的隔離度對頻率的關係圖。在第5A圖中,可看出天線系統100之兩天線單元120在低頻共振頻率的隔離度小於-10dB,而高頻共振頻率的隔離度小於-15dB,顯現兩天線單元120具備良好的隔離度。
接著,請參閱第5B圖,第5B圖繪示本揭露文件之一實施例之兩天線單元120的封包相關係數(ECC)對頻率的關係圖。由第5B圖可看出,天線系統100之兩天線單元120在低頻共振頻率處之封包相關係數小於0.5,而在高頻共振頻率處之封包相關係數小於0.3。
請一併參閱第6圖,第6圖繪示本揭露文件之一實施例之天線系統100的低頻頻率(例如756MHz)的輻射場型示意圖。第6圖中,曲線610表示例如第1圖之實施例中天線系統100右側的天線單元120的輻射場型,而曲線620為例如第1圖之實施例中天線系統100左側的天線單元120的輻射場型。在水平面(X-Y平面)上,可看出兩天線單元120各自的輻射場型與彼此呈現正交,使得兩天線單元120之間的互相干擾程度降低。因此天線系統100能具有較小的封包 相關係數。
而由第5A、5B、6圖可了解到,天線系統100之兩天線單元120無論在隔離度、封包相關係數或輻射場型的量測上皆有不錯的表現,因此,本揭示文件揭露之天線系統100在無線傳輸速率上,將呈現出良好的信號收發品質。
在本揭示文件的另一實施例中,天線系統100的天線單元120更可開設一槽縫,如第7圖所示。第7圖繪示本揭露文件之一實施例之天線單元120的透視示意圖。其中,天線單元120於第二天線圖形124之第一電流路徑210上挖有點D1至點D2距離的槽縫S,即位在第七金屬部M7的一側。此槽縫S可使天線單元120之低頻共振頻率往更低頻偏移。在槽縫S之一端及中段處設有開關元件S1、S2。詳細地說,開關元件S1位於點D1處,開關元件S2位於點D1至點D2路徑之中央位置。開關元件S1、S2可例如為二極體或電晶體開關或任何其他具有開關功能之元件,本揭示文件並不加以限制。
如前文所述,因低頻共振頻率係由第一天線圖形122與背側的斷縫B及第二天線圖形124之第一電流路徑210交疊耦合共振所產生,因此透過切換第二天線圖形124中的開關元件S1、S2,可切換不同長度的接地路徑,並進一步控制低頻共振頻率或低頻頻帶。故藉由槽縫S及開關元件S1、S2的設置,可改善低頻頻寬不足的問題。
舉例來說,當開關元件S1、S2皆關斷時,接地路徑較短,則天線單元120的低頻共振頻段例如約 700MHz;當開關元件S1關斷而S2導通時,天線單元120的低頻共振頻段例如約800MHz;而當開關元件S1導通時,天線單元120的低頻共振頻段例如約900MHz。應理解的是,開關元件之數量及設置位置亦可根據實際應用作調整,本揭示文件並不加以限制。
於本揭示文件的又一實施例中,天線系統100之天線單元120之尺寸亦可再進一步縮小,以符合更小的電子裝置之需求。第8圖繪示本揭露文件之一實施例之天線單元120的透視示意圖。在第8圖中,天線單元120之尺寸長度d1×寬度d4×厚度d5例如為65mm×15mm×0.8mm,且其仍具有前述實施例之天線單元120的特性。同於第7圖之實施例,第8圖繪示之天線單元120於第二天線圖形124之第一電流路徑210設有點D1至點D2距離的槽縫S以使低頻往更低頻率偏移。
如第8圖所示,當天線單元120的尺寸縮小後,第二天線圖形124之第六金屬部M6的一端(左端)具有一凸出部分,此凸出部分與第一天線圖形122在垂直方向的投影上具有部分重疊(可見於第8圖中區域E1處)。而第一天線圖形122之第二金屬部M2的相反兩端(左端和右端)亦各有一凸出部分,其中右端凸出部分與第二天線圖形124在垂直方向的投影上具有部分重疊(可見於第8圖中區域E2處),左端凸出部分則與第二天線圖形124在垂直方向的投影上亦具有部分重疊(可見於第8圖中區域E3處)。透過調整區域E1、E2、E3中第一天線圖形122與背側第二天線圖形124在垂直 方向上的投影的交疊面積(亦即,調整區域E1、E2、E3處第一天線圖形122與背側第二天線圖形124的耦合程度),可控制高頻共振頻率和阻抗匹配頻寬。
而在本揭示文件的再一實施例中,天線系統100之天線單元120之尺寸可再進一步縮小,例如第9圖所繪示本揭露文件之一實施例之天線單元120的透視示意圖。第9圖中,天線單元120之尺寸長度d1×寬度d4×厚度d5例如為60mm×15mm×0.8mm,且其同樣可保持前述實施例之天線單元120的特性。同於第8圖之實施例,第9圖之天線單元120之第二天線圖形124亦具有點D1至點D2距離的槽縫S。
在此實施例中,第二天線圖形124之第六金屬部M6的一端(左端)同樣具有一凸出部分,與第一天線圖形122在垂直方向的投影上具有部分重疊(可見於第9圖中區域E1處)。而第一天線圖形122之第二金屬部M2的一端(右端)會有一凸出部分與第二天線圖形124在垂直方向的投影上具有部分重疊(可見於第9圖中區域E2處),第二金屬部M2處的另一端(左端)則有一曲折凸出部分與第二天線圖形124在垂直方向的投影上具有部分重疊(可見於第9圖中區域E3處)。透過調整區域E1、E2、E3中第一天線圖形122與背側第二天線圖形124在垂直方向上的投影的交疊面積,可控制高頻共振頻率和阻抗匹配頻寬。
在第8圖和第9圖之實施例中,即使天線單元120之尺寸進一步縮小化,然由此二圖實施例之兩天線單元120構成之天線系統100的天線單元隔離度仍有小於-8dB 的表現,尚具有不錯的信號收發品質。
將第7圖之實施例歸類為第一類型、將第8圖之實施例歸類為第二類型、及將第9圖之實施例歸類為第三類型,各類型之尺寸比較請見下方表一:
而下方表二為第一類型、第二類型、第三類型實施例中天線系統100的右側天線單元120與左側天線單元120之間的隔離度、封包相關係數(ECC)、天線效率等各參數的比較表:
雖然本發明之實施例已揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。

Claims (14)

  1. 一種天線系統,包含:一系統接地面;以及二天線單元,分別設置於該系統接地面之對立的兩側,且該二天線單元是以鏡像對稱的方式設置,該二天線單元各自包含:一電路板;一第一天線圖形,設置於該電路板之其中一側,該第一天線圖形包含一第一金屬部、一第二金屬部、一第三金屬部、一第一彎折部以及一第二彎折部,該第一金屬部透過該第一彎折部與該第二金屬部的一端連接,該第二金屬部的另一端透過該第二彎折部與該第三金屬部連接,以共振產生一第一高頻共振頻率之頻帶;以及一第二天線圖形,設置於該電路板之另一側,該第一天線圖形與部分該第二天線圖形共振耦合產生一低頻共振頻率之頻帶。
  2. 如請求項1所述之天線系統,其中該二天線單元各自的該第一天線圖形係以該天線系統之一中心線與彼此呈鏡像對稱,該二天線單元各自的該第二天線圖形係以該天線系統之該中心線與彼此呈鏡像對稱。
  3. 如請求項1所述之天線系統,其中該第一金屬部具有相反的一第一端及一第二端,該第一端的寬度 大於該第二端的寬度。
  4. 如請求項1所述之天線系統,其中該第一金屬部與該第二天線圖形在該電路板垂直方向上的投影上具有一交疊部分,該交疊部分之大小與該低頻共振頻率的阻抗匹配頻寬相關。
  5. 如請求項1所述之天線系統,其中該第二天線圖形具有一斷縫,該斷縫將該第二天線圖形分為一第一電流路徑及一第二電流路徑,且該電路板之該另一側面向該系統接地面。
  6. 如請求項5所述之天線系統,其中該第一電流路徑上的該第二天線圖形包含一第四金屬部、一第五金屬部、一第六金屬部及一第七金屬部,該第四金屬部與該第五金屬部呈直角相接,該第五金屬部、該第六金屬部及該第七金屬部呈平行排列。
  7. 如請求項5所述之天線系統,其中該斷縫的寬度與該低頻共振頻率相關。
  8. 如請求項5所述之天線系統,其中該第二電流路徑上的該第二天線圖形包含一第八金屬部、一第九金屬部及一第十金屬部,該第八金屬部與該第九金屬部呈直角相接,該第十金屬部連接於該第九金屬部,且該第十 金屬部之寬度小於該第九金屬部。
  9. 如請求項8所述之天線系統,其中該第一天線圖形與第二電流路徑及該斷縫耦合共振以產生一第二高頻共振頻率之頻帶,該第十金屬部之寬度與該第二高頻共振頻率的阻抗匹配頻寬相關。
  10. 如請求項5所述之天線系統,其中該第一天線圖形與該第一電流路徑及該斷縫耦合共振以產生一第三高頻共振頻率之頻帶。
  11. 如請求項5所述之天線系統,其中該第一電流路徑包含一槽縫,該槽縫中設有複數個開關元件,該第一電流路徑藉由該等開關來切換不同的接地路徑以及控制該低頻共振頻率。
  12. 如請求項5所述之天線系統,其中該第一天線圖形與該第二電流路徑耦合共振產生一第四高頻共振頻率之頻帶。
  13. 如請求項12所述之天線系統,其中該第二天線圖形更包含一狹縫,該第一天線圖形與該狹縫在該電路板垂直方向上的投影上具有一交疊部分,該狹縫的大小與該第四高頻共振頻率相關。
  14. 如請求項1所述之天線系統,其中該二天線單元各自的輻射場型彼此正交。
TW105132400A 2016-10-06 2016-10-06 天線系統 TWI628857B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105132400A TWI628857B (zh) 2016-10-06 2016-10-06 天線系統
CN201710473953.3A CN107919525B (zh) 2016-10-06 2017-06-21 天线系统
US15/641,335 US10074899B2 (en) 2016-10-06 2017-07-05 Antenna system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105132400A TWI628857B (zh) 2016-10-06 2016-10-06 天線系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201814964A true TW201814964A (zh) 2018-04-16
TWI628857B TWI628857B (zh) 2018-07-01

Family

ID=61830311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105132400A TWI628857B (zh) 2016-10-06 2016-10-06 天線系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10074899B2 (zh)
CN (1) CN107919525B (zh)
TW (1) TWI628857B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI678841B (zh) * 2018-03-23 2019-12-01 和碩聯合科技股份有限公司 電子裝置及其天線組件
CN109327976B (zh) * 2018-09-06 2024-02-13 厦门宏发汽车电子有限公司 一种独立式外置天线的车身控制器
US11435230B2 (en) 2020-03-27 2022-09-06 Nanohmics, Inc. Methods for spectral mapping
US11788887B2 (en) 2020-03-27 2023-10-17 Nanohmics, Inc. Tunable notch filter
CN114024137B (zh) * 2021-11-09 2023-07-14 安徽大学 一种多回路谐振结构及mimo天线通信系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442503B1 (ko) * 2006-11-16 2014-09-24 갈트로닉스 코포레이션 리미티드 컴팩트 안테나
JP5449036B2 (ja) * 2009-08-05 2014-03-19 日本アンテナ株式会社 アンテナおよびアンテナ装置
US8666450B2 (en) * 2010-05-09 2014-03-04 Ralink Technology Corp. Antenna and multi-input multi-output communication device using the same
TWM395272U (en) * 2010-07-28 2010-12-21 Auden Technology Corp May arbitrary disposed high frequency radiation body of antenna structure
WO2013001327A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Multiple input multiple output (mimo) antennas having polarization and angle diversity and related wireless communications devices
CN202534782U (zh) * 2012-02-21 2012-11-14 启碁科技股份有限公司 宽频天线
JP2013197682A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Nippon Soken Inc アンテナ装置
TWI511378B (zh) 2012-04-03 2015-12-01 Ind Tech Res Inst 多頻多天線系統及其通訊裝置
TWI508378B (zh) * 2012-07-04 2015-11-11 Arcadyan Technology Corp 寬頻單極天線與電子裝置
TWI548145B (zh) * 2013-01-07 2016-09-01 智易科技股份有限公司 全向式天線
CN104037500B (zh) * 2013-03-04 2019-06-25 联想(北京)有限公司 天线装置和用于设置天线装置的方法
TWI518995B (zh) * 2013-04-16 2016-01-21 Quanta Comp Inc The diversity antenna combination and its dynamic adjustment of the input impedance are wide Frequency antenna
CN104112905B (zh) * 2013-04-19 2017-02-08 耀登电通科技(昆山)有限公司 多天线结构
TWI531116B (zh) * 2013-12-11 2016-04-21 宏碁股份有限公司 通訊裝置
US9774073B2 (en) 2014-01-16 2017-09-26 Htc Corporation Mobile device and multi-band antenna structure therein
US9755302B2 (en) * 2014-01-22 2017-09-05 Taoglas Group Holdings Limited Multipath open loop antenna with wideband resonances for WAN communications
TWI533509B (zh) * 2014-02-20 2016-05-11 啟碁科技股份有限公司 寬頻天線
CN104868248A (zh) * 2014-02-26 2015-08-26 启碁科技股份有限公司 宽带天线
CN104393401B (zh) * 2014-11-26 2017-06-06 广东中元创新科技有限公司 一种高增益印刷天线
CN107887706B (zh) * 2014-12-05 2020-02-07 Oppo广东移动通信有限公司 移动终端
CN105720382B (zh) * 2014-12-05 2021-08-17 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107919525B (zh) 2020-11-17
TWI628857B (zh) 2018-07-01
CN107919525A (zh) 2018-04-17
US10074899B2 (en) 2018-09-11
US20180102589A1 (en) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI628857B (zh) 天線系統
JP4384102B2 (ja) 携帯無線機およびアンテナ装置
TWI425713B (zh) 諧振產生之三頻段天線
US7808437B2 (en) Antenna arrangement
TWI478437B (zh) 天線模組及使用該天線模組之可攜式電子裝置
TWI599095B (zh) 天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置
US9660347B2 (en) Printed coupled-fed multi-band antenna and electronic system
TWI404263B (zh) 電磁輻射裝置及其製作方法
US10700425B2 (en) Multi-feed antenna
TW201628256A (zh) 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置
TWI487191B (zh) 天線系統
TWI648906B (zh) 行動裝置和天線結構
US6946994B2 (en) Dielectric antenna
TWI715316B (zh) 天線結構
JP5520753B2 (ja) 双極アンテナ
TWI756778B (zh) 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置
TWI711221B (zh) 天線結構
TW201417399A (zh) 寬頻天線及具有該寬頻天線的可攜帶型電子裝置
TWI581497B (zh) 寬頻天線及具有該寬頻天線的可攜式電子裝置
TWI724738B (zh) 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置
US20210075108A1 (en) Communication device
US7541980B2 (en) Printed antenna
TWI538307B (zh) 雙頻立體天線
TW201442334A (zh) 平面倒f型天線
TWI727597B (zh) 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置