TW202038505A

TW202038505A - 天線結構及其行動裝置

Info

Publication number: TW202038505A
Application number: TW108112045A
Authority: TW
Inventors: 陸瑞漢; 李俊諺; 吳柏翰
Original assignee: 國立高雄科技大學
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-10-16
Also published as: TWI699041B

Abstract

一種天線結構，包含基板，包含底板、第一側板與第二側板；第一型天線，設置於基板之側角區，用以收發第一頻段；第二型天線，分別設置於第一側板與第二側板上，用以收發一第二頻段與一第三頻段；及切換模組，設置於基板上，用以切換為驅動第一型天線或驅動第二型天線。

Description

天線結構及其行動裝置

本發明提供一種天線結構，特別是一種多頻段的天線結構。

現今行動裝置要求的資料傳輸量越來越大、速度越來越快，除了要基本的多頻段之外，只有SISO點對點的傳輸已無法符合需求，而可以同時達到以上要求的便是MIMO天線設計，透過MIMO可同時處理不同的訊號，進行傳送及接收，有效的將時間運用到極致，除此之外，多天線接收好比多人分工合作，增加接收時的穩定性。

然而，使用者的手握習慣，常會干擾到天線的收發情況。此外，輕薄且美觀的造型是現代人選擇行動裝置考量要素之一，因此，如何在有限空間裡設計多頻段多輸出入的小型化天線，極為關注之問題之一。

有鑑於此，本發明提出一種天線結構，包含基板，包含底板、第一側板與第二側板；第一型天線，設置於基板之側角區，用以收發第一頻段；第二型天線，分別設置於第一側板與第二側板上，用以收發一第二頻段與一第三頻段；及切換模組，設置於基板上，用以切換為驅動第一型天線或驅動第二型天線。

其中，第一型天線包含：第一天線，設置於該底板上而連接於該第一側板；及第二天線，設置於該底板上而連接於該第二側板。

基此，第一天線與該第二天線距離之一隔離度大於10dB。

其中，第一天線更包含一第一段天線與一第二段天線，該第一段天線與該第二段天線夾一第一角度。

此外，第二天線更包含一第三段天線與一第四段天線，該第三段天線與該第四段天線夾一第二角度。

再者，第一段天線連接於該第一側板，該第三段天線連接於該第二側板，該第一段天線與該第三段天線之延伸方向概呈一正交。

基此，第二段天線與該第四段天線之延伸方向彼此不相交。

此外，第二型天線更包含一第三天線與一第四天線，該第三天線用以收發該第二頻段，該第四天線用以收發該第三頻段。

其中，第二型天線彼此相鄰時，該第三天線與該第四天線相互交錯排列。

本發明更提出一種行動裝置，包含：本體；及上述天線結構，設置於本體內，其中，第一型天線位於本體之角落，第二型天線位於本體之一側邊。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參閱圖1及圖2，圖1為本發明天線結構之示意圖。圖2為本發明第一型天線之示意圖。本發明之天線結構，包含基板10、第一型天線20、第二型天線30及切換模組40。

基板10為概呈一長方形之板體結構，包含有底板11與第一側板12與第二側板13，第一側板12與第二側板13相互連接而圍成一方框，並且第一側板12與第二側板13約略垂直於底板11，使得基板10整體外觀概呈盒狀。在此，基板10較佳地係為FR4玻璃纖維基板。此外，第一型天線20及第二型天線30則印刷在此基板10上。

第一型天線20設置於基板10之側角區14，以本發明而言，側角區14為基板10之四個角。透過第一型天線20之設置而用以收發第一頻段。在此，第一頻段較佳地可為Sub-6GHz頻段，但本發明並非以此為限。以本發明而言，第一型天線20較佳地設置於基板10之四個角，並設計成設計8 ×8 MIMO 天線。進一步來說，每個角落放置兩支應用於Sub-6GHz頻段的天線，將天線設計在這個位置，不但可以防止使用者手握習慣使天線傳輸受影響，而且在角落設計還可以善用其90度直角，使天線正交，減少輻射時的彼此干擾。

基此，第一型天線20包含第一天線21，其係設置於底板11上而連接於第一側板12。第二天線22則設置於底板11上而連接於第二側板13。為了不占用過多的基板10空間，因此將天線設置於邊框之處。基此，在此設計之下，第一天線21與第二天線22距離之一隔離度（Isolation）大於10dB。

此外，第一天線21更包含第一段天線21a與第二段天線21b，第一段天線21a與第二段天線21b之間夾第一角度θ₁ 。第二天線22更包含第三段天線22a與第四段天線22b，第三段天線22a與第四段天線22b之間夾第二角度θ₂ 。在此，第一角度θ₁ 與第二角度θ₂ 較佳地為鈍角，但本發明並非以此為限，為了達到第一天線21與第二天線22距離之一隔離度（Isolation）大於10dB 之情況下，第一角度θ₁ 與第二角度θ₂ 之大小可依需求而調整。

再者，以本發明而言，其基板10係為長方形之板體結構，因此，當第一段天線21a連接於第一側板12上時，且第三段天線22a連接於第二側板13上時，其第一段天線21a與第三段天線22a之延伸方向將彼此呈一正交，而減少輻射時的彼此干擾。

同時，第二段天線21b與第四段天線22b之延伸方向，因受到第一角度θ₁ 與第二角度θ₂ 之夾角大小之影響，使得其延伸方向將不相交。進一步來說，第二段天線21b與第四段天線22b之間整體觀之為概呈漸擴狀。但本發明並非以此為限，同樣為了達到第一天線21與第二天線22距離之一隔離度（Isolation）大於10dB之情況下，第二段天線21b與第四段天線22b之延伸方向係可能為平行或相交。

請參閱圖3，圖3為本發明第二型天線之示意圖。第二型天線30，分別設置於第一側板12與第二側板13上，用以收發一第二頻段（B4G）與一第三頻段（5G）。第二型天線設計為12×12MIMO天線。進一步來說，以本發明而言，係將8支天線對稱的擺放在第一側板12，及其餘4支天線放於第二側板13。涵蓋B4G及5G頻段的第二型天線30設計更包含有第三天線31與第四天線32。第三天線31（Monopole Antenna）較佳地係用來滿足B4G頻段。第四天線32（Slit Antenna）較佳地係用來滿足5G頻段。在此，當第二型天線30彼此相鄰時，例如，第一側板13上之兩組第二型天線30，將以第三天線31與第四天線32相互交錯排列之方式呈現，用以減少5G天線互相影響，增加隔離度。

再請參閱圖1，切換模組40係設置於基板10上，其較佳地可為一晶片或其他控制單元，用以接收訊號而切換為驅動第一型天線20或驅動第二型天線30。例如，當第一型天線20所接收之頻段訊號不好時，切換模組40將能依據手動或自動而將正在使用中之第一型天線20切換至第二型天線30，用以接收第二頻段或第三頻段。進一步而言，當第二型天線30所接收之頻段訊號不好時，切換模組40也能依據手動或自動而將正在使用中之第二型天線30切換至第一型天線20，用以接收第一頻段。

請參閱圖4，圖4為本發明行動裝置之示意圖。本發明更提出一種行動裝置，包含本體100及天線結構200。本發明之行動裝置較佳地為手機或平板電腦。而其本體100較佳地係由金屬所製成而概呈矩形結構。以本發明而言，本體100包含有上殼體101及下殼體102。天線結構200則設置於下殼體102。基此，天線結構200之基板10形狀較佳地係對應於本體100之形狀，使得天線結構200設置於下殼體102時，第一型天線20位於本體100之角落，第二型天線30位於本體100之側邊。

本發明之天線結構設計具有體積小、薄形化、製造成本低且天線整合性高等優點，因此適合設置及應用於各種平板電腦或行動裝置中。其係透過在裝置之角落設計天線，而不影響平板內部的硬體設備。並且考慮使用者的手握方式將影響到天線接收，本發明更以第二型天線有效的改善此一問題，只要第一型天線傳輸受影響，切換模組即可切換到沒被干擾且傳輸最佳的第二型天線，大幅增加上傳下載的速率及接收穩定度，解決習知行動裝置天線設置空間不夠及收訊不好之問題。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，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。

10:基板 11:底板 12:第一側板 13:第二側板 14:側角區 20:第一型天線 21:第一天線 21a:第一段天線 21b:第二段天線 22:第二天線 22a:第三段天線 22b:第四段天線 30:第二型天線 31:第三天線 32:第四天線 40:切換模組 100:本體 101:上殼體 102:下殼體 200:天線結構 θ₁:第一角度 θ₂:第二角度

[圖1] 係本發明天線結構之示意圖。 [圖2] 係本發明第一型天線之示意圖。 [圖3] 係本發明第二型天線之示意圖。 [圖4] 係本發明行動裝置之示意圖。

10:基板

11:底板

12:第一側板

13:第二側板

14:側角區

20:第一型天線

30:第二型天線

40:切換模組

Claims

一種天線結構，包含：一基板，包含一底板、一第一側板與一第二側板；一第一型天線，設置於該基板之一側角區，用以收發一第一頻段；一第二型天線，分別設置於該第一側板與該第二側板上，用以收發一第二頻段與一第三頻段；及一切換模組，設置於該基板上，用以切換為驅動該第一型天線或驅動該第二型天線。
如請求項1所述之天線結構，其中該第一型天線包含：一第一天線，設置於該底板上而連接於該第一側板；及一第二天線，設置於該底板上而連接於該第二側板。
如請求項2所述之天線結構，其中該第一天線與該第二天線距離之一隔離度大於10dB。
如請求項2所述之天線結構，其中該第一天線更包含一第一段天線與一第二段天線，該第一段天線與該第二段天線夾一第一角度。
如請求項4所述之天線結構，其中該第二天線更包含一第三段天線與一第四段天線，該第三段天線與該第四段天線夾一第二角度。
如請求項5所述之天線結構，其中該第一段天線連接於該第一側板，該第三段天線連接於該第二側板，該第一段天線與該第三段天線之延伸方向概呈一正交。
如請求項5所述之天線結構，其中該第二段天線與該第四段天線之延伸方向彼此不相交。
如請求項1所述之天線結構，其中該第二型天線更包含一第三天線與一第四天線，該第三天線用以收發該第二頻段，該第四天線用以收發該第三頻段。
如請求項8所述之天線結構，其中該第二型天線彼此相鄰時，該第三天線與該第四天線相互交錯排列。
一種行動裝置，包含：一本體；及一如請求項1至9中任一項所述之天線結構，設置於該本體內，其中，該第一型天線位於該本體之一角落，該第二型天線位於該本體之一側邊。