TW202029580A - 雙頻天線裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種雙頻天線裝置。雙頻天線裝置包含第一天線、第二天線以及接地元件。第一天線具有用以收發第一訊號的第一饋入點。第二天線具有第二饋入點。接地元件電性耦接至第一饋入點以及第二饋入點，其中接地元件形成第一饋入點以及第二饋入點之間的第一路徑以及第二路徑，其中第一路徑的第一路徑長以及第二路徑的第二路徑長為第一訊號的第一波長的整數倍。

Description

雙頻天線裝置
本發明是有關於一種天線裝置，且特別是有關於一種雙頻天線裝置。
為了支援多種通訊協定，目前的行動裝置必需設置多個天線或寬頻天線。在多輸入多輸出（multi-input multi-output，MIMO）技術已成為主流通訊技術的情況下，行動裝置需設置至少兩個相同頻段的天線才能實施MIMO技術。然而，同頻段的天線之間會相互耦合而妨礙天線的傳輸，從而降低MIMO的效能。為了降低同頻段的天線之間的相互耦合現象，天線工程師往往都是藉由增加同頻段的天線之間的距離來降低相互耦合帶來的影響，但上述的作法會使行動裝置的尺寸增加。據此，如何在不增加同頻段天線之間的距離的情況下降低同頻段天線的耦合現象，是本領域人員致力的目標之一。
本發明提供一種雙頻天線裝置，能顯著地降低同頻段的天線之間的相互耦合。
本發明的雙頻天線裝置，包括第一天線、第二天線以及接地元件。第一天線具有用以收發第一訊號的第一饋入點。第二天線具有第二饋入點。接地元件電性耦接至第一饋入點以及第二饋入點，其中接地元件形成第一饋入點以及第二饋入點之間的第一路徑以及第二路徑，其中第一路徑的第一路徑長以及第二路徑的第二路徑長為第一訊號的第一波長的整數倍。
在本發明的一實施例中，上述的第二饋入點用以收發第二訊號，並且第一路徑長以及第二路徑長為第二訊號的第二波長的整數倍。
在本發明的一實施例中，上述的接地元件為環形結構。
在本發明的一實施例中，上述的接地元件包括蜿蜒結構，其中蜿蜒結構形成第一路徑及第二路徑的一部分。
在本發明的一實施例中，上述的接地元件包括電感，其中電感形成第一路徑及第二路徑的一部分。
在本發明的一實施例中，上述的接地元件包括筆記型電腦的樞軸。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線設置在筆記型電腦的第二機體，並且第二天線設置在筆記型電腦的第一機體。
在本發明的一實施例中，上述的接地元件包括第一接地部分、第二接地部分以及第三接地部分，其中第二接地部分為多面體並且第二接地部分的其中一個剖面是C字型，其中第二接地部分將第一接地部分連接到第三接地部分。
在本發明的一實施例中，上述的第一接地部分為第二多面體並且第一接地部分的其中一個剖面是倒L型，其中第一天線的第一饋入點設置在第二多面體的第一面，其中第一面位於倒L型的下緣。
在本發明的一實施例中，上述的第三接地部分為長方體並且第二天線的第二饋入點設置在長方體的第一面，其中第一面與第二接地部分接觸。
基於上述，本發明的雙頻天線裝置利用接地元件形成兩個天線之間的兩個路徑，且每一個路徑的路徑長設計為輸入/輸出訊號的波長的整數倍，藉以降低天線之間的相互耦合。
現將詳細參考本發明之實施例，並在附圖中說明所述實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「左」、「右」、「前」或「後」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
應當理解，雖然在此的術語「第一」和「第二」或是「一」、「另一」和「又一」等可以用於描述不同的元素，但這些元素不應被這些術語限制。這些術語僅用於將元素彼此區分。例如，第一元素可以被稱為第二元素，並且，類似地，第二元素可以被稱為第一元素而不背離本發明構思的保護範圍。又例如，一元素可以被稱為另一元素，並且，類似地，另一元素可以被稱為又一元素而不背離本發明構思的保護範圍。
圖1根據本發明的實施例繪示雙頻天線裝置10的示意圖。雙頻天線裝置10包括第一天線100、第二天線200以及接地元件300。雙頻天線裝置10可安裝於具有無線通訊功能的電子裝置，以使所述電子裝置能通過雙頻天線裝置10以根據MIMO技術傳送或接收無線訊號。
第一天線100具有用以傳送或接收第一訊號的第一饋入點110，其中第一訊號例如是2.4GHz或2.45GHz頻段的訊號，但本發明不限於此。第一天線100例如是單極天線、偶極天線、倒L型（inverted-L）天線、倒F型天線（inverted-F antenna，IFA）、平面倒F型天線（planar IFA，PIFA）、迴路（loop）天線或槽孔（slot）天線等類型的天線，但本發明不限於此。在一實施例中，第一天線100的材質例如是柔性印刷電路板（flexible printed circuit，FPC），因而能依照天線工程師的設計需求彎曲。
第二天線200具有用以傳送或接收第二訊號的第二饋入點210，其中第二訊號例如是2.4GHz或2.45GHz頻段的訊號，但本發明不限於此。在本發明的較佳實施例中，第一訊號和第二訊號為相同頻段的訊號。然而，第一訊號和第二訊號也可以是不同頻段的訊號，本發明不限於此。第二天線200例如是單極天線、偶極天線、倒L型天線、倒F型天線、平面倒F型天線、迴路天線或槽孔天線等類型的天線，但本發明不限於此。在一實施例中，第二天線200的材質例如是柔性印刷電路板，因而能依照天線工程師的設計需求彎曲。
接地元件300電性耦接至第一饋入點110以及第二饋入點210，並且形成第一饋入點110與第二饋入點210之間的兩條路徑，其中所述兩條路徑包括第一路徑310以及第二路徑320。第一路徑310的路徑長例如是第一訊號（及第二訊號）的波長的整數倍，且第二路徑320的路徑長例如是第一訊號（及第二訊號）的波長的整數倍。當第一路徑310以及第二路徑320的路徑長被設計成第一訊號（及第二訊號）的波長的整數倍時，第一天線100與第二天線200之間的相互耦合將可被最小化。
為了形成第一天線100與第二天線200之間的第一路徑310以及第二路徑320，接地元件300可例如為環形（annulus）結構，如圖1所示。
圖2根據本發明的實施例繪示設置在筆記型電腦40上的雙頻天線裝置10的示意圖。在本實施例中，接地元件300可由部分的筆記型電腦40取代。
筆記型電腦40包括第一機體41、第二機體42、樞軸（hinge）43以及樞軸44。第一機體41包含鍵盤且第二機體42包含顯示螢幕，但不限於此。樞軸43的兩端以及樞軸44的兩端分別連接第一機體41和第二機體42。樞軸43和樞軸44可使第一機體41以及第二機體42沿著固定的旋轉軸進行相對轉動。第一機體41可包括邊緣411，其中邊緣411是第一機體41的四個邊緣中與第二機體42最接近的邊緣。第二機體42可包括邊緣421，其中邊緣421是第二機體42的四個邊緣中與第一機體41最接近的邊緣。在本實施例中，第一天線100可設置在筆記型電腦40的第二機體42，並且第二天線200可設置在筆記型電腦40的第一機體41。筆記型電腦40的邊緣411、邊緣421、樞軸43以及樞軸44的內部（或表面）設置有能為第一天線100以及第二天線200進行接地的金屬物質。據此，邊緣411、邊緣421、樞軸43以及樞軸44可組成接地元件300。
邊緣411、邊緣421、樞軸43以及樞軸44可環繞形成一槽孔330，如圖2所示。天線工程師可透過改變槽孔330的尺寸來簡單地調整第一路徑310以及第二路徑320的路徑長，使該些路徑長符合第一訊號（或第二訊號）的波長的整數倍。換句話說，天線工程師可透過改變邊緣411、邊緣421、樞軸43或樞軸44的尺寸來調整第一路徑310以及第二路徑320的路徑長。
圖3根據本發明的實施例繪示圖2中的雙頻天線裝置10的S參數的示意圖，其中曲線11代表第一天線100的S11參數、曲線21代表第二天線200的S11參數並且曲線31代表第一天線100與第二天線200之間的S21參數。如圖3所示，當第一路徑310以及第二路徑320的路徑長符合第一訊號（或第二訊號）的波長的整數倍時，第一天線100與第二天線200在2.4~2.5GHz之間的相互耦合（即：S21參數）可小於-20dB。
圖4A根據本發明的實施例繪示模組化的雙頻天線裝置10的示意圖。圖4B根據本發明的實施例繪示圖4A中的雙頻天線裝置10的分解圖。請同時參考圖4A和圖4B。在本實施例中，接地元件300可包括第一接地部分510、第二接地部分521、第三接地部分530以及第四接地部分522，其中第一接地部分510的一端透過第二接地部分521連接至第三接地部分530的一端，並且第一接地部分510的另一端透過第四接地部分522連接至第三接地部分530的另一端。
第一接地部分510為一多面體且第一接地部分510的其中一個剖面可為倒L型，但不限於此。第一天線100的第一饋入點110可設置在第一接地部分510的其中一個面（例如：面511）上。面511位於第一接地部分510的倒L型剖面的下緣處，並且面511不與第二接地部分521以及第四接地部分522接觸。
第三接地部分530為一長方體。第二天線200的第二饋入點210可設置在第三接地部分530的其中一個面（例如：面531）上。面531分別與第二接地部分521以及第四接地部分522接觸，並且面531是第三接地部分530的六個面中唯一與第二接地部分521以及第四接地部分522接觸的面。在另一實施例中，第二天線200的第二饋入點210可設置在第三接地部分530的其中另一個面（例如：面532）上。面532與面531相鄰但不與第二接地部分521以及第四接地部分522接觸，並且面532是與面531相鄰的第三接地部分530的多個面之中與第一接地部分510最接近的面。
第二接地部分521為一多面體且第二接地部分521的其中一個剖面可為C字型，但不限於此。第二接地部分521的兩端可分別連接至第一接地部分510以及第三接地部分530以形成第一饋入點110與第二饋入點210之間的第二路徑320。
第四接地部分522為一多面體且第四接地部分522的其中一個剖面可為C字型，但不限於此。第四接地部分522的兩端可分別連接至第一接地部分510以及第三接地部分530以形成第一饋入點110與第二饋入點210之間的第一路徑310。
圖5根據本發明的實施例繪示雙頻天線裝置10的另一種態樣的示意圖。在本實施例中，接地元件300包括形成第一路徑310的一部分的蜿蜒（meander）結構311以及形成第二路徑320的一部分的蜿蜒結構321。當沒有足夠的空間延長第一路徑310以使第一路徑310與第一訊號（或第二訊號）的波長的整數倍相匹配時，天線工程師可透過在接地元件300中增加蜿蜒結構311。蜿蜒結構311可利用很小的空間延長第一路徑310。同樣地，當沒有足夠的空間延長第二路徑320以使第二路徑320與第一訊號（或第二訊號）的波長的整數倍相匹配時，天線工程師可透過在接地元件300中增加蜿蜒結構321。蜿蜒結構321可利用很小的空間延長第二路徑320。
在一實施例中，蜿蜒結構311或蜿蜒結構321可由電感實現。因此，天線工程師可輕易地透過更換包含於接地元件300中的電感的規格來調整第一路徑310或第二路徑320的路徑長。
綜上所述，本發明的雙頻天線裝置利用接地元件形成兩個天線之間的兩個路徑，且每一個路徑的路徑長設計為輸入/輸出訊號的波長的整數倍。如此，天線之間的參數S21將顯著地降低。為了形成天線之間的兩條路徑，接地元件可例如為環形結構。為了使天線之間的路徑長在不同的場景下能符合訊號的波長的整數倍，接地元件可具備多種不同的態樣。接地元件可例如包括蜿蜒結構或電感，天線工程師可簡單地藉由改變蜿蜒結構的長度或電感的規格來調整路徑長。
10:雙頻天線裝置 11、21、31:曲線 100:第一天線 110:第一饋入點 200:第二天線 210:第二饋入點 300:接地元件 310:第一路徑 311、321:蜿蜒結構 320:第二路徑 330:槽孔 40:筆記型電腦 41:第一機體 411:第一機體的邊緣 42:第二機體 421:第二機體的邊緣 43、44:樞軸 510:第一接地部分 511:第一接地部分的面 521:第二接地部分 522:第四接地部分 530:第三接地部分 531、532:第三接地部分的面
圖1根據本發明的實施例繪示雙頻天線裝置的示意圖。 圖2根據本發明的實施例繪示設置在筆記型電腦上的雙頻天線裝置的示意圖。 圖3根據本發明的實施例繪示圖2中的雙頻天線裝置的S參數的示意圖。 圖4A根據本發明的實施例繪示模組化的雙頻天線裝置的示意圖。 圖4B根據本發明的實施例繪示圖4A中的雙頻天線裝置的分解圖。 圖5根據本發明的實施例繪示雙頻天線裝置的另一種態樣的示意圖。
10:雙頻天線裝置
100:第一天線
110:第一饋入點
200:第二天線
210:第二饋入點
300:接地元件
310:第一路徑
320:第二路徑

Claims (10)

  1. 一種雙頻天線裝置，包括： 第一天線，具有用以收發第一訊號的第一饋入點； 第二天線，具有第二饋入點；以及 接地元件，電性耦接至所述第一饋入點以及所述第二饋入點，其中所述接地元件形成所述第一饋入點以及所述第二饋入點之間的第一路徑以及第二路徑，其中所述第一路徑的第一路徑長以及所述第二路徑的第二路徑長為所述第一訊號的第一波長的整數倍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線裝置，其中所述第二饋入點用以收發第二訊號，並且所述第一路徑長以及所述第二路徑長為所述第二訊號的第二波長的整數倍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線裝置，其中所述接地元件為環形結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線裝置，其中所述接地元件包括蜿蜒結構，其中所述蜿蜒結構形成所述第一路徑及所述第二路徑的一部分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線裝置，其中所述接地元件包括電感，其中所述電感形成所述第一路徑的一部分及所述第二路徑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線裝置，其中所述接地元件包括筆記型電腦的樞軸。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的雙頻天線裝置，其中所述第一天線設置在所述筆記型電腦的第二機體，並且所述第二天線設置在所述筆記型電腦的第一機體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線裝置，其中所述接地元件包括第一接地部分、第二接地部分以及第三接地部分，其中所述第二接地部分為多面體並且所述第二接地部分的其中一個剖面是C字型，其中所述第二接地部分將所述第一接地部分連接到所述第三接地部分。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的雙頻天線裝置，其中所述第一接地部分為第二多面體並且所述第一接地部分的其中一個剖面是倒L型，其中所述第一天線的所述第一饋入點設置在所述第二多面體的第一面，其中所述第一面位於所述倒L型的下緣。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的雙頻天線裝置，其中所述第三接地部分為長方體並且所述第二天線的所述第二饋入點設置在所述長方體的第一面，其中所述第一面與所述第二接地部分接觸。
TW108140886A 2018-11-15 2019-11-11 雙頻天線裝置 TWI727498B (zh)

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