TW202213869A - 具有雙頻天線的傳輸結構 - Google Patents
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Abstract
一種具有雙頻天線的傳輸結構,包括一基板、一第一輻射體以及一第二輻射體。第一輻射體具有一第一電性連接部,第一輻射體由第一電性連接部往一第一方向及一第二方向延伸,第一方向與第二方向相反。第二輻射體具有一第二電性連接部,鄰近於第一電性連接部,第二電性連接部具有一第一側邊以及一第二側邊,第一側邊相對於第二側邊鄰近於第一電性連接部,且第二電性連接部於第一側邊與第二側邊之間形成一接地區。接地區的長度大於一第一設定值。
Description
本發明是有關於一種天線,且特別是有關於一種具有雙頻天線的傳輸結構。
由於目前的電子產品均朝輕、薄、短、小的設計發展,因此,除了電子產品內各項電路元件有小型化的趨勢外,配置在電子產品內的天線更需要支援多頻的用途,其體積也需要考量小型化的設計。特別是寬頻網路與多媒體服務的應用上,雙頻天線可提供二共振模態,使雙頻天線可在二不同共振頻段下操作,以涵蓋更大的頻寬。
因此,如何設計一種使用於印刷電路板上可輕易調整天線所需的頻率,以達到無線區域網路所要的頻段之雙頻天線,實為本領域發展重點之一。
本發明係有關於一種具有雙頻天線的傳輸結構,使用於一印刷電路板上,可輕易調整天線所需的頻率。
根據本發明之一方面,提出一種具有雙頻天線的傳輸結構,包括一基板、一第一輻射體以及一第二輻射體。第一輻射體具有一第一電性連接部,第一輻射體由第一電性連接部往一第一方向及一第二方向延伸,第一方向與第二方向相反。第二輻射體具有一第二電性連接部,鄰近於第一電性連接部,第二電性連接部具有一第一側邊以及一第二側邊,第一側邊相對於第二側邊鄰近於第一電性連接部,且第二電性連接部於第一側邊與第二側邊之間形成一接地區。接地區的長度大於一第一設定值。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下:
以下係提出實施例進行詳細說明,實施例僅用以作為範例說明,並非用以限縮本發明欲保護之範圍。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。以下實施例中所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考所附圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
依照本發明之一實施例,提出一種容易調整頻帶設計而達到系統應用之印刷式5G/Sub6G寬頻天線及其傳輸結構,其中天線訊號饋入方式例如直接以50歐姆(Ω)電纜線銲接在天線饋入點,纜線另一端則可任意延伸至射頻通訊模組。在本實施例中,由於本系統採印刷式寬頻天線,免除立體天線所需負擔的模具費及組裝成本,並可避免立體天線易變形之風險。此種印刷式寬頻天線可操作在具有獨立地之印刷電路板上或跟系統地搭配,具有多選擇性優勢,此種印刷式寬頻天線具備之獨立調整機制,可方便不同系統之多元應用。
請參照第1圖,其繪示依照本發明一實施例之雙頻天線100的示意圖及局部放大圖。雙頻天線100包括一基板110、一第一輻射體120以及一第二輻射體130。基板110為製作印刷電路板之介電材料,第一輻射體120與第二輻射體130一體形成於基板110的一表面上,以形成一印刷式天線結構。第一輻射體120具有一第一電性連接部121,做為一訊號饋入點。第二輻射體130具有一第二電性連接部131,鄰近於第一電性連接部121。第二電性連接部131可做為一接地區。
第一輻射體120可由第一電性連接部121往一第一方向D1及一第二方向D2延伸,第一方向D1與第二方向D2相反。此外,第一輻射體120往第一方向D1延伸出一轉折部122以及一第一延伸區塊123,轉折部122連接於第一電性連接部121與第一延伸區塊123之間,第一延伸區塊123可做為低頻訊號的射頻發射源,例如發射4G/LTE支援的頻段。另外,第一輻射體120往第二方向D2延伸出一第二延伸區塊124,第二延伸區塊124可做為高頻訊號的射頻發射源,例如發射5G/Sub6G支援的頻段。
在一實施例中,第一輻射體120由第一電性連接部121往第一方向D1延伸出一第一長度L1,即轉折部122的長度以及第一延伸區塊123的長度的總和。第一長度L1取決於第一輻射體120激發第一波段的電磁波所需的長度。例如,第一長度L1約略等於第一波段的波長的四分之一。第一長度L1例如介於25mm與45mm之間,而第一波段的頻率例如介於1710MHz與 2690MHz之間。
此外,第一輻射體120由第一電性連接部121往第二方向D2延伸出一第二長度L2,即第二延伸區塊124的長度。第二長度L2取決於第一輻射體120激發第二波段的電磁波所需的長度。例如,第二長度L2約略等於第二波段的波長的四分之一。第二長度L2例如介於12mm與18mm之間,而第二波段的頻率例如介於3200MHz與 4500MHz之間。
請參照第1圖,第二電性連接部131具有一第一側邊131a以及一第二側邊131b,第一側邊131a相對於第二側邊131b鄰近於第一電性連接部121。也就是說,第一側邊131a與第一電性連接部121相鄰設置,且第一側邊131a與第一電性連接部121之間具有一開槽141,用以做為雙頻天線100阻抗匹配之調整。
此外,第二電性連接部131於第一側邊131a與第二側邊131b之間形成一接地區G,例如為長條狀,用以搭接一纜線150,纜線150的外觀如第2圖所示。接地區G的長度A大於一第一設定值,即第一側邊131a與第二側邊131b之間的距離大於一第一設定值,第一設定值例如10mm。
另外,第二輻射體130可由第二電性連接部131往一第一方向D1及一第二方向D2延伸。例如,第二輻射體130往第一方向D1延伸出一第一調整區塊132。第一調整區塊132與第一輻射體120的轉折部122以及第一延伸區塊123相鄰設置,且第一調整區塊132與轉折部122之間具有一第一開槽142,第一調整區塊132與第一延伸區塊123之間具有一第二開槽143,第一開槽142與第二開槽143相連。
在一實施例中,第一開槽142與第二開槽143可用以做為雙頻天線100阻抗匹配之調整,且第一開槽142的寬度與第二開槽143的寬度可設計為相同或不相同。第一開槽142的寬度例如介於0.95mm與1.15mm之間,第二開槽143的寬度例如介於0.6mm與0.8mm之間。
另外,第二輻射體130可往第二方向D2延伸出一第二調整區塊133。第二調整區塊133可做為基板110的接地平面(獨立地)。第二調整區塊133可包括一第一子區塊134、一第二子區塊135以及一第三子區塊136。第一子區塊134位於第二子區塊135與第三子區塊136之間,且第二子區塊135與第三子區塊136延伸出第一子區塊134的相對兩側。大致上來說,第一子區塊134與第二子區塊135例如形成一L形區塊,而第一子區塊134與第三子區塊136例如形成一T形區塊。
在本實施例中,第二子區塊135與第二延伸區塊124彼此相對且相隔一第一距離S1(對應基板110的區域111),第三子區塊136與第二電性連接部131彼此相對且相隔一第二距離S2(對應基板110的區域112)。第一距離S1可大於第二距離S2,其中第一距離S1例如介於14mm與24mm之間,而第二距離S2例如介於6.0mm與6.7mm之間。
第2圖繪示依照本發明一實施例之具有雙頻天線100的傳輸結構101的示意圖及局部放大圖。在本實施例中,一纜線150設置於基板110上,此纜線150用以饋入一訊號至第一電性連接部121,且訊號的饋入方向與第一方向D1及第二方向D2垂直。也就是說,訊號的饋入方向大致上與第一輻射體120以及第二輻射體130的延伸方向垂直。
纜線150例如為同軸電纜線150,其包括通過電流的中央軸芯(電流端151)、包覆在中央軸芯外的接地導體(接地端152) 以及位於電流端151與接地端152之間的絕緣層153。電流端151電性連接第一電性連接部121,接地端152電性連接第二電性連接部131的接地區G。當電流經由第一電性連接部121分別傳輸至第一延伸區塊123與第二延伸區塊124時,分別於第一輻射體120的兩側形成第一波段與第二波段的射頻訊號。如第3圖所示,在一實施例中,第一波段Wa例如介於1710~2690MHz之間,第二波段Wb例如介於3200~4500MHz之間。
如第1及2圖所示,纜線150的接地端152與接地區G搭接,且纜線150的搭接長度B大於一第二設定值,第二設定值例如為 mm。第二設定值小於等於第一設定值。第二設定值與第一設定值的比值小於等於1,大於1/2、2/3或3/4。舉例來說,纜線150的搭接長度B例如大於第一側邊131a與第二側邊131b之間的距離(長度A)的1/2,較佳為大於上述距離A的2/3或3/4,或是幾乎等於距離(長度A)。纜線150的搭接長度B會影響雙頻天線100的頻率響應,且第一輻射體120的第一延伸區塊123與接地平面在一距離內可以形成有效的耦合效應,且第二延伸區塊124與接地平面在一距離內可以形成有效的耦合效應,因此整體產生的耦合效應將有助於頻寬提昇的效果。
在一實施例中,纜線150與接地區G的搭接方式可包括熔接(welding)、硬焊(brazing)、軟焊(soldering)、砧接(swaging)、鉚接(riveting)以及螺合(screwing)連接等。
請參照第3圖,其繪示以一回波損耗特性圖表示雙頻天線100可以運行的訊號波段以及寬度,其中縱軸為回波損耗值(dB,return loss),橫軸顯示為頻率(GHz)。此回波耗損特性圖呈現天線在1.7GHz到2.7GHz波段之間與3.2GHz到4.5GHz波段之間的反射波與入射波的功率比,表示天線可以運作於小於某回波損耗值(-10dB)的多個波段上。在本實施例中,第3圖顯示天線可以在幾個波段位置a, b, c, d, e, f上運作的波段,如波段位置a顯示在1.9GHz附近、波段位置b顯示在2.3GHz附近、波段位置c顯示在2.6GHz附近、波段位置d顯示在3.4GHz附近、波段位置e顯示在3.8GHz附近,以及波段位置f顯示在4.2GHz附近。
目前盛行的第四代行動網路4G/LTE(Long Term Evolution:長期演進)特別在頻寬上定義了支援多頻的規格,例如,4G/LTE行動網路涵蓋了低頻(約698MHz至798MHz)、高頻(約2300MHz至2690MHz),以及將來可望整合的其他波段,在未來還可以提供更高的波段,例如第五代行動網路5G/Sub6G的頻段。與目前主流的2G/GSM和3G/UMTS系統相比較,4G/LTE整合2G/3G/4G頻帶系統,搭配第五代行動網路5G/Sub6G的頻段,除了相關技術可以延續,另外還具有較高頻寬與傳輸速率的第五代行動網路,對用戶而言是非常具有吸引力的。
本實施例的雙頻天線在4G/LTE的操作頻段及5G/Sub6G的操作頻段均具有不錯的回波損耗值,因此可實際應用在一個終端裝置中,例如4G/5G手機或車載通訊裝置中,並支援多個波段,以使終端裝置可在不同頻段之間進行操作,使用上更為方便。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。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。
100:雙頻天線
101:傳輸結構
110:基板
111,112:區域
120:第一輻射體
121:第一電性連接部
122:轉折部
123:第一延伸區塊
124:第二延伸區塊
130:第二輻射體
131:第二電性連接部
131a:第一側邊
131b:第二側邊
132:第一調整區塊
133:第二調整區塊
134:第一子區塊
135:第二子區塊
136:第三子區塊
141:開槽
142:第一開槽
143:第二開槽
150:纜線
151:電流端
152:接地端
A:長度
B:搭接長度
D1:第一方向
D2:第二方向
L1:第一長度
L2:第二長度
G:接地區
S1:第一距離
S2:第二距離
Wa:第一波段
Wb:第二波段
a,b,c,d,e,f:波段位置
第1圖繪示依照本發明一實施例之雙頻天線的示意圖及局部放大圖;
第2圖繪示依照本發明一實施例之具有雙頻天線的傳輸結構的示意圖及局部放大圖;及
第3圖繪示依照本發明一實施例之雙頻天線的回波損耗特性圖。
100:雙頻天線
101:傳輸結構
110:基板
111,112:區域
120:第一輻射體
121:第一電性連接部
122:轉折部
123:第一延伸區塊
124:第二延伸區塊
130:第二輻射體
131:第二電性連接部
131a:第一側邊
131b:第二側邊
132:第一調整區塊
133:第二調整區塊
134:第一子區塊
135:第二子區塊
136:第三子區塊
141:開槽
142:第一開槽
143:第二開槽
A:距離
D1:第一方向
D2:第二方向
L1:第一長度
L2:第二長度
G:接地區
S1:第一距離
S2:第二距離
Claims (12)
- 一種具有雙頻天線之傳輸結構,包括: 一基板; 一第一輻射體,具有一第一電性連接部,該第一輻射體由該第一電性連接部往一第一方向及一第二方向延伸,該第一方向與該第二方向相反;以及 一第二輻射體,具有一第二電性連接部,鄰近於該第一電性連接部,該第二電性連接部具有一第一側邊以及一第二側邊,該第一側邊相對於該第二側邊鄰近於該第一電性連接部,且該第二電性連接部於該第一側邊與該第二側邊之間形成一接地區, 其中,該接地區的長度大於一第一設定值。
- 如請求項1所述之傳輸結構,更包括一纜線,設置於該基板上,該纜線用以饋入一訊號至該第一電性連接部,且該訊號的饋入方向與該第一方向及該第二方向垂直, 其中,該纜線與該接地區搭接,且該纜線的搭接長度大於一第二設定值,該第二設定值小於等於該第一設定值。
- 如請求項1或2所述之傳輸結構,其中該第一輻射體與該第二輻射體一體形成於該基板上,以形成一印刷式天線結構。
- 如請求項1或2所述之傳輸結構,其中該第一輻射體往該第一方向延伸出一轉折部以及一延伸區塊,該轉折部連接於該第一電性連接部與該延伸區塊之間。
- 如請求項1或2所述之傳輸結構,其中該第一輻射體用以激發一第一波段的電磁波,該第一輻射體往該第一方向延伸的長度為該第一波段的波長的四分之一。
- 如請求項5所述之傳輸結構,其中該第一輻射體用以激發一第二波段的電磁波,該第一輻射體往該第二方向延伸的長度為該第二波段的波長的四分之一。
- 如請求項1或2所述之傳輸結構,其中該第二輻射體由該第二電性連接部往該第一方向延伸出一第一調整區塊,該第一調整區塊與該第一輻射體往該第一方向延伸的部分相鄰設置且相隔一開槽。
- 如請求項1或2所述之傳輸結構,其中該第二輻射體由該第二電性連接部往該第二方向延伸出一第二調整區塊,該第二調整區塊與該第一輻射體往該第二方向延伸的部分相鄰設置且相隔一開槽。
- 如請求項8所述之傳輸結構,其中該第二調整區塊包括一第一子區塊、一第二子區塊以及一第三子區塊,該第一子區塊位於該第二子區塊與該第三子區塊之間,且該第二子區塊與該第三子區塊延伸出該第一子區塊的相對兩側。
- 如請求項8所述之傳輸結構,其中該第二調整區塊做為該基板的一接地平面,該第一子區塊與該第二子區塊形成一L形區塊,該第一子區塊與該第三子區塊形成一T形區塊。
- 如請求項2所述之傳輸結構,其中該纜線包括一電流端以及一接地端,該電流端電性連接該第一電性連接部,該接地端電性連接該第二電性連接部。
- 如請求項2所述之傳輸結構,其中該第二設定值與該第一設定值的比值小於等於1,大於1/2、2/3或3/4。
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