1245456 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種同頻天線整合結構及方法，特別是關於一 種利用天線S度與減應配置以達献好干擾_度=頻天線 整合結構及方法。 ’ 【先前技術】 隨著科技創新，整合多功能的手持式電子產品可能於不久的 將來出現’此種電子產品可以包括行動電話、MP3、數位械收 音機、無線上網、影片播放、錄音筆、股票機、翻譯機、個人數 位助理（personal digital assistant，PDA)、掃描機、遊戲機、 遙控器、血壓計、全雜星定位祕、餘錄影、隨身碟及視訊 會議等十餘種功能於-機。以手持消費性電子產品而言，目前正 出現以上述任2種或任3種以上功能整合為一體的趨勢。其中更 ^行動電話油人數_理（PDA) 他魏整合的進展最快， 行動電話無人數㈣理職絲此健合趨勢巾制鍵的技術 與應用領域，並且肩貞著將其他魏整合進來作驗加功能之重 要整合平台。 另外，由於消費者對於行動電話技術與功能持續增強等需求 與日俱增，將使得多種技術在掌上或口袋型裝置的匯合趨勢持續 下去。為了滿足前述整合需求，這類裝置的每個子祕體積都必 1245456 i很小’而且很省電。然而，隨著多種無線技術彙聚至整合型的 革上里装置’許多全新的電磁干擾問題也會出現。除了縮小體積 和減少功耗的要求外，無線系統中各子系統之間的設計還必須能 夠相谷’而不是相互干擾損害^因此，至少有二個領域的無線通 訊技術將持續發展與普及，其係如為無_路與龄（w她她) 技術。 …:而’這些無線系統都有自己的發射頻譜特性，也需要爲自 己量身設計的接收機提供柳通道拒斥能力’而且每―種無線子 系統的設計哲__符合「科成干擾損害」以及「強固可靠 的抗干擾此力」要求’其中的「不造成干擾損害」是指發射頻譜 不能造成其絲線系_通_訊鲜（nQise f論）大幅增 而強口可靠的抗干擾能力」在針對内建無線網路功能的膝 上型電腦時’該無_路子纽與其他絲發射機義離是數公 尺’而非數十公尺，而針對掌上型產品時，這個距離只有幾公分， 所以無線網路纽所能容⑽干擾源數目會在G dBm至3G伽發 射功率範圍内與G至1，6GG MHz頻率範圍内改變。舉例而言，若 在5公分之外有另-個天線正在進行ρ〇δ傳輸且其傳輸功率爲 30 dBm ’職這項規格就不絲接收機能夠正常工作。此時必須 加入其他賴計要求’才能_無_路、藍芽和其他無線系統 可在這類緊密相鄰的環境中工作。更進—步來說，藍芽和 路在掌上錄置㈣共存細财驗的難題之-，這個問題 1245456 對於掌上型産品尤爲困難，原因仍是藍芽和無線網路天線之間的 隔離能力有限，因為藍芽和無線網路都是使用2· 4 GHz的ISM (Industrial Scientific Medical)頻帶，在此一提，低頻模態 WLAN頻段為2400MHz至2484MHz，高頻模態虬AN頻段為5725MHz 至5850MHz。因此，基於智慧型行動電話、行動電話和個人數位助 理對於無線網路裝置的相鄰通道拒斥能力、發射頻譜、體積和功 耗都有其獨特要求，並不是每一個無線網路子系統都能滿足這些 環境的效能需求。除此之外，因為藍芽是利用無線方式來傳送封 包，因此天線對於藍芽裝置而言就是很重要的一環，我們必須針 對不同的藍芽裝置，採用相對應的天線方式，才會有最大的效應。 幾種常用於藍芽裝置的天線類型如下所述：第一種是雙極式 天線（dipole antenna)，它是一種圓筒式(cylinder)天線，訊號 通常由底部饋入，最簡單的雙極式天線是由同軸電纜所製作而 成，其長度與訊號波長有關係，一般此種天線較常使用的長度約 為1/2波長或1/4波長。第二種是平面天線（flat panel ; planar antenna)’它是一種金屬片（metai patch)，通常為正方形或矩形， 具有強烈的方向性，因為可以做的很小而放置在印刷電路板 (printed circuit board ; PCB)上，因此可以降低成本。其中較 常使用在藍芽裝置上的平面天線是PIFA (planar inverted F antenna) ’其係包括一頂部金屬層（t〇p patch)、一短路(sh〇rt丨ng) 腳位，以及一饋送(feeding)腳位，並且該頂部金屬層外掛於接地 1245456 平面之上，而該短路腳位及饋送腳位以相同的長度連接於該頂部 金屬層與接地平面之間。帛三種是微帶天線（micr〇strip antenna)，它是一種在印刷電路板上由導線(track)所製作出來的 天線。第四種是晶片型天線（〇n_chip antenna)，其中藍芽的終 極目標是希望能把天線作在晶片上以降低成本及節省空間，而且 當使用晶片型天線時，其電波輻射只有半平面，這對與某些藍芽 裝置（例如無線耳機）有很大的優點，並且當有些藍芽裝置需要 完整的電波輻射時，可以利用外接天線來達成。另外，有些藍芽 裝置的輻射型態需要具有球面形式的全方向性，例如裝置為無線 廣域網路存取設備時，因為不同天線有不同的輻射型態，因此不 同的產品在天線的選擇上有不同考量，不同的天線亦會有不同的 成本與擺設位置。~ 請參閱第一圖，其係一依據習知一實施例通訊系統天線配置 之示意圖。其中，通訊系統之印刷電路板n包括一天線本體lu 與112，係分別具有不同之第一頻率及第二頻率，其中該天線本體 111與112係具有相同高度與一間距，以產生一干擾隔離度。然 而，此種習知天線配置並不適用於整合多個相同頻率天線於一通 訊系統，例如一第一頻率為802· 11 WLAN，並且第二頻率為藍芽無 線系統，二者皆工作於2.4GHz頻帶，因為當天線本體Π1與ι12 之配置距離較短時，尤其藍芽的工作頻段又屬於充滿干擾的 無線頻帶，故在干擾隔離度不足的情況下，習知架構只能適合於 1245456 .不Μ作鮮騎祕合纽與裝置，天線本體⑴與天線 本體112之間距便需要加大，因此將造成通訊裝置體積不易縮減 與可攜度降低。 承上所述，依據習知通訊系統天線之配置方式，各天線本體 與各接地點之間距接近到小於2公厘（麵），甚至趨近於1公厘時， 此時之干擾隔離度僅達到4至5dB，因此干擾隔離度偏低所產生之 干擾便無法克服。 •至此，提出一種同頻天線整合結構及方法以整合多個同頻天 線，以增加這些同頻天線之干擾隔離度，並且可以使得多個同頻 天線本體之間距達成有效控制，實為亟需處理之研發課題之一， 也是使用者殷切盼望及本發明人念茲在茲者。 【發明内容】 本發明人基於多年從事通訊系統整合相關技術之研 • 究與相關產品開發維護諸多實務經驗，乃思及習知技術 之缺陷及其改良意念，憑藉其專業知識、多方研究設計 與專題探討，藉此研究出一種同頻平板天線整合、结構及 方法，可作為習知技術問題之解決依據。 # 本發明提供之一種同頻天線整合結構，係建置於_ 無線通訊裝置而用以達成一干擾隔離度，包括〜第三天 線本體，以收發一第一操作頻段之藍芽無線訊號，此第 一操作頻段例如2· 4GHz頻段；以及一第二天線本體，以 收發該第一操作頻段之一無線廣域網路訊號，其中該第 一天線本體及該第二天線本體具有一第一高度差及二相 1245456 對應配置，以達成該干擾隔離度。 本發明再提供一種同頻天線整合結構，係用以達成 一干擾隔離度以避免干擾，包括多個天線本體，以收發 多個無線訊號，其中各天線本體之間具有一第一高度差 及一相對應配置，以達成該干擾隔離度。 本發明再提供一種可抑制相互干擾之同頻天線裝 置，包括多個天線本體，係皆用以收發多個無線訊號， 其中各天線本體之間係具有一第一高度差及一相對應配 置；以及各天線本體之接地點，係配置於各天線本體之 間以供接地，進而提高各天線本體彼此之干擾隔離度。 本發明另提供一種同頻天線整合方法，係用以達成 一干擾隔離度以避免干擾，係提供多個天線本體，以收 發多個無線訊號，其中各天線本體之間係具有一第一高 度差及一相對應配置，並且該相對應配置係使得各天線 本體之電流分佈方向皆為正交。另外，此同頻天線整合 方法尚可包括以下步驟：形成一階梯狀結構，以產生一 第二高度差於任一個天線本體之一平面；以及配置各天 線本體之接地點於各天線本體之間以供接地，係提高各 天線本體間之干擾隔離度。 本發明又提供一種同頻天線整合結構，係用以達成 一干擾隔離度以避免干擾，包括多個天線本體，其係用 以收發多個無線訊號，其中各天線本體係具有一第一高 度差、一相對應配置以及一階梯狀結構，並且此階梯狀 結構係用以形成一第二高度差於任一個天線本體之一平 面。 綜合上述，本發明提供之同頻天線整合結構及方 法，係利用各天線之高度差與相對應配置以達成短距離 1245456 • 之良好干擾隔離度、減少天線於一通訊系統所需空間及 通訊系統整體尺寸，並且由於各天線之距離可相當接近 卻不至於引發、加重干擾與降低效率，因此消費大眾的 通訊品質與權益能夠獲得提昇與維護，並且更有利於未 來生活之數位化、產品小型化與整合趨勢之實現。換言 之，本發明提供之同頻天線整合結構及方法係可藉由天 線本體及其電流分佈方向之正交，以及多個同頻天線本 • 體之接地點分布在各天線本體之間，以達到一良好干擾 隔離度與避免天線本體之工作頻帶互相干擾。並使得各 天線本體間的間距控制在小於2公厘，甚至趨近於1公 厘，同時也能夠使得應用本發明之同頻天線整合結構及 方法之通訊系統及可攜式裝置達到空間之有效利用與尺 寸縮減。 【實施方式】 首先，請參照第二圖，其係顯示本發明之較佳實施 例之同頻天線整合結構之示意圖。同頻天線整合結構之 印刷電路板21包括第一天線本體211以及第二天線本體 212，其中第一天線本體211係用以收發第一操作頻段之 第一無線訊號，例如藍芽無線訊號，第二天線本體212係用 以收發該第一操作頻段之第二無線訊號，例如無線廣域網路 訊號，且第一天線本體211與第二天線本體212間具有 第一高度差及相對應配置，此相對應配置係使得第一天 線本體211與第二天線本體212之電流分佈方向形成正 1245456 • 交特性。同時，在此實施例中，第一天線本體211更可 以為一階梯狀結構，以形成一第二高度差於其平面上。 當然，如第三圖所示，本實施例之同頻天線整合結 構之印刷電路板21，如同第二圖所示包括第一天線本體 211、第二天線本體212及第一高度差，更可以包括一第 三天線本體213,且第一天線本體211、第二天線本體212 以及第三天線本體213間具有第一高度差及一相對應配 置。此相對應配置係使得第一天線本體211、第二天線本 體212以及第三天線本體213之電流分佈方向皆為正 • 交。其中，第一天線本體211之電流沿Y方向分佈2111， 而第二天線本體212之電流沿X方向分佈2121，以及第 三天線本體213之電流沿Z方向分佈2131，此方向分佈 方式使電流皆成正交。 請一併參照第四圖所示，其係顯示第三圖實施例之 同頻天線整合結構之側視圖。如第四圖所示，同頻天線 整合結構之第一天線本體211、第二天線本體212以及第 三天線本體213之間均具有第一高度差以及相對配置， _ 此相對應配置係使得第一天線本體211、第二天線本體 212以及第三天線本體213之電流分佈方向形成一正交特 性，其分佈方向係如第三圖所之述。 再者，依據第五圖，其係顯示本發明之較佳實施例 之可抑制相互干擾之同頻天線裝置之示意圖。在本實施 例中，可抑制相互干擾之同頻天線裝置之印刷電路板51 包括第一天線本體511、第二天線本體512，而第一天線 本體511係包含有基座5111、金屬層5112以及接地點 5113,第二天線本體512係包含有天線5121及其接地點 5122。其第一天線本體511及第二天線本體512係分別 1245456 用以收發相對之無線訊號，例如分別為一 2.4GHz操作頻 段之藍芽無線訊號，或者2. 4GHz無線訊號之倍頻訊號， 例如4. 8GHz等，以及一 2. 4GHz操作頻段之無線網路訊 號等。其中，第一天線本體511與第二天線本體512具 有第一高度差及一相對應配置，該相對應配置係使得第 一天線本體511及第二天線本體512之電流分佈方向形 成正交特性，以達成干擾隔離度（例如9至10dB)而避 免干擾。另外，在第一天線本體511及第二天線本體512 所配置之空間内更包括兩個接地點，其分別為接地點 5113及5122,以供第一天線本體511及第二天線本體512 接地之用。在本實施例中，第一天線本體511、第二天線 本體512可以是一平面天線或嵌片天線，例如一 PIFA。 同時，在此實施例中，第一天線本體511更可以為一階 梯狀結構，以形成一第二高度差於其平面上。 為能清楚描述同頻天線整合結構中可為階梯狀結構 之天線本體，請參照第六圖，其係顯示本發明之一種階 梯狀結構之天線本，體。此階梯狀結構之基座61係具有一 底面611，相對於底面611形成一第一頂面612及一第二 頂面613。同時，第一頂面612與第二頂面613具有一第 二高度差且彼此不重疊，以形成階梯狀結構。 又，參照第七圖，係顯示本發明之另一種階梯狀結 構之天線本體。此種階梯狀結構之基座71具有一底面 711，相對於底面711形成一第一頂面712，且在第一頂 面712之一邊緣垂直向上延伸一側邊713。接著在側邊 713之頂邊不同於第一頂面712之另一侧水平延伸一具第 二頂面714之平面。如此，第二頂面714便與第一頂面 712產生一第二高度差，遂為一階梯狀結構。 1245456 - 同時參照第五圖配合上階梯狀結構，於第八圖顯示 其係依據本發明較佳實施例之同頻天線整合結構之示意 圖。同頻天線整合結構係可用於一通訊系統與裝置，以 達成一干擾隔離度與避免干擾。同頻天線整合結構包含 印刷電路板81及其上之第一天線本體811及第二天線本 體812,其中各天線本體均可以利用數個平面天線或嵌片 天線實施，其均係用以收發無線訊號，例如一 2.4GHz藍 芽無線訊號及無線網路訊號，以及其倍頻訊號。同時， 前述之第一天線本體811與第二天線本體812之間具有 ⑩ 第一高度差與一相對應配置，此相對應配置係使得第一 天線本體811及第二天線本體812之電流分佈方向形成 正交特性。在此實施例中，第一天線本體811係具有一 階梯狀結構，使得第一天線本體811之第一頂面8111與 第二頂面8112形成一第二高度差。除此之外，在第一天 線本體811之階梯狀結構上具有一金屬層8113，且同頻 天線整合結構更包括接地點8114與8122,其係配置於第 一天線本體811與第二天線本體812所配置之空間内以 I 供接地之用，如第八圖所示。 為能清楚描述同頻天線整合結構中各天線本體之第 一高度差、相對應配置以及階梯狀結構，請一併參照第 九圖，其係依據本發明較佳實施例之同頻天線整合結構 之侧面圖。如圖所示，同頻天線整合結構之印刷電路板 81其上包含第一天線本體811及第二天線本體812，其 中，第一天線本體811與第二天線本體812之間具有一 第一高度差。且第一天線本體811係具有一階梯狀結構， 使得第一天線本體811之第一頂面8111與第二頂面8112 形成第二高度差，同時，在第一天線本體811之階梯狀 1245456 結構上具有一金屬層8113。此外本實施例中更包括有接 地點8114與8122,其係配置於第一天線本體811與第二 天線812所配置之空間内以供接地。另外，本發明由於 天線本體間的間距控制在小於2公厘，甚至趨近於1公 厘，讓兩同頻天線之接地點8114與8122更為接近，使 得干擾隔離度達13dB以上。 第十圖係依據本發明實施例之同頻天線整合方法之 流程圖。同頻天線整合方法包括以下步驟：於步驟S91 提供多個天線本體，以收發多個無線訊號，其中各天線 本體之間具有第一高度差及相對應配置，以達成干擾隔 離度，並且相對應配置係使得這些天線本體之電流分佈 方向形成正交特性，同時於任一天線本體上形成一階梯 狀結構，以產生一第二高度差；於步驟S92配置各天線 本體之接地點於各天線本體之間，以供各天線本體接地 之用，並且達到一良好干擾隔離度與避免天線本體之工 作頻帶互相干擾。並使得各天線本體間的間距控制在小 於2公厘（腿），甚至趨近於1公厘。 承上所述，由於本發明之同頻天線整合結構與同頻 天線整合方法，其同頻天線本體間之間距可以接近到小 於2公厘，甚至趨近於1公厘，而且當天線本體之電流 分佈方向形成正交特性時，此時之干擾隔離度可以達到 13dB以上，若僅有同頻天線本體複數個接地點之靠近與 天線本體及其電流分佈方向正交等條件之一符合時，此 時之干擾隔離度亦可以達到9至10dB，因此能夠改善習 知技術中干擾隔離度偏低之問題。更進一步而言，由於 本發明之同頻天線之相對應配置結構能夠有效縮小同頻 天線間之間距，使得通訊裝置將可更進一步實現尺寸縮 ⑧ 1245456 減之目標。 雖然本發明已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 精神和範圍内，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。 【圖式簡單說明】 第一圖係習知通訊系統天線配置之示意圖。 第二圖係依據本發明較佳實施例之同頻天線整合結 構之示意圖。 第三圖係依據本發明較佳實施例之一同頻天線整合 結構之示意圖。 第四圖係依據本發明較佳實施例之一同頻天線整合 結構之侧視圖。 第五圖係依據本發明較佳實施例之可抑制相互干擾 之同頻天線裝置之示意圖。 第六圖係為本發明同頻天線整合結構中之階梯狀結 構之示意圖。 第七圖係為本發明同頻天線整合結構中之另一階梯 狀結構之示意圖。 第八圖係依據本發明較佳實施例之同頻天線整合結 構之不意圖。 第九圖係依據本發明較佳實施例之同頻天線整合結 構之侧視圖。 第十圖係依據本發明實施例之同頻天線整合方法之 流程圖。 1245456 【元件符號說明】 標號1 ··通訊系統之示意圖 標號11 :印刷電路板 標號111 :天線本體 標號112 :天線本體 標號2 :同頻天線整合結構之示意圖 標號21 ·印刷電路板 • 標號211:第一天線本體 標號212 :第二天線本體 標號3 :同頻天線整合結構之示意圖 標號21 :印刷電路板 標號211 :第一天線本體 標號2111 :電流沿Y方向分佈 標號212 :第二天線本體 I 標號2121 :電流沿X方向分佈 標號213 :第三天線本體 標號2131 :電流沿Z方向分佈 標號4:同頻天線整合結構之側視圖 標號21 :印刷電路板 標號211 :第一天線本體 標號212 ··第二天線本體 標號213 :第三天線本體 標號2131 :電流沿Z方向分佈 1245456 標號5 :可抑制相互干擾之同頻天線裝置 標號51 :印刷電路板 標號511 :第一天線本體 標號5111 :基座 標號5112 :金屬層 標號5113:接地點 標號512:第二天線本體 標號5121 :天線 標號5122 :接地點 標號6 :階梯狀結構之示意圖 標號61 :基座 標號611 :底面 標號612 :第一頂面 標號613 :第二頂面 標號7 :階梯狀結構之示意圖 標號71 :基座 標號711 :底面 標號712 :第一頂面 標號713 :侧面 標號714 :第二頂面 標號8 :同頻天線整合結構之示意圖 標號81 ·印刷電路板 標號811 :第一天線本體 1245456 標號8111 :第一頂面 標號8112 :第二頂面 標號8113 :金屬層 標號8114 :接地點 標號812 :第二天線本體 標號8121 :天線 標號8122 :接地點 標號9 :同頻天線整合結構之侧視圖 標號81 :印刷電路板 標號811 :第一天線本體 標號8111 ··第一頂面 標號8112 :第二頂面 標號8113 :金屬層 標號8114 :接地點 標號812 :第二天線本體 標號8121 :天線 標號8122:接地點 標號S91〜S92 :同頻天線整合方法之流程