TWI355778B - Portable electronic device with function of receiv - Google Patents

Description

1355778 九、嘗明說明: ·;'【發明所屬之技術領域】 β本發明係有關於一種可攜式電子裝置及其天線，尤其 是一種多頻天線及其應用之可攜式電子裝置。 、 【先前技術】 由於行動通訊產品的普遍，各種行動裝置之間的訊號 籲傳輸均利用無線傳輸，.這也造就了天線的發展。尤其是: 現代的行動通訊產品講求的是輕、薄、短、小，因此，天 線的結構也隨之小型化。 從天線設計的外觀演進過程來看，為了搭配電磁波長 度的收發天線，從外露式長型天線，發展至輕薄短小特 性，還兼具美觀特質的隱藏式天線設計。再從應用面角度 來看，由於應用面十分廣泛，天線設計就必須配合各系統 產品形式做整體設計。因此，不論在天線形狀尺寸、電氣 鲁規格及製造過程中皆充滿變化，使得天線種類繁多，形成 少量多樣的型態。但不論天線外觀、尺寸及材質的演進過 耘如何改變，通訊產品天線設計過程中，不能犧牲掉天線 最基本也是最重要的功能，也就是持續提升優異的訊號收 發品質。 現今的螺旋天線和單極天線其應用大都是單獨地使用 於電路中，其缺點是無論對於螺旋天線或單極天線而言， 都只有單頻的效果。此外，雖然目前也有將螺旋天線和單 極天線結合的應用，如美國專利公開第2006/0050009Α1號 1355778 (該案主張中華民國專利申請第093127158號之國際優先 權），但是由於該先前技術之螺旋天線和單極天線都是由 正電饋入，也就是螺旋天線和單極天線都連接到饋入點， 連接同一訊號線，所以它雖然具有多頻的效果，卻無接地 端短路之故，仍為單一共振故其頻寬有限。 【發明内容】 _ 鑑於先前技術所存在的需要，本發明乃提供一種可接 收或發射無線訊號之可攜式電子裝置及其天線。該可攜式 ,電子裝置可以是筆記型電腦（laptop)、個人數位助理 (PDA)、或手機其中之一，其包括一無線訊號模組與一天 線，天線與無線訊號模組電性相連，例如天線可以係透過 一訊號線（例如RF纜線）與該無線訊號模組電性相連。 該天線包含一螺旋部、一輻射部、以及一基座。基座 包括彼此電性隔離之一接地部與一饋入部，例如在該饋入 I部與該接地部之間設置一第一介電部，且第一介電部可以 系選自於電材料包括一泡棉、一塵克力、一塑膠、或 陶瓷至少其令之一。輻射部係位在螺旋部之内，且輻射 部係連到饋入部，以及螺旋部係連到接地部。 在其中之一實施例中，本發明之天線更包括一訊號 線忒訊號線係貫穿基座之饋入部並與該幅射部連接。 八較佳者，本發明之天線更包含一第二介電部，該第二 介電部係位在螺旋部與輻射部之間，以隔開並固定螺旋部 與輻射部。其t，該第二介電部係選自於一介電材料包括 1355778 例如料、壓克力、塑歡「陶竟.等低介曹材料。 介電tt:本發明之天線更可包含一第三介電部，該第三 1電邛係包覆螺旋部之至少一部分，也人 ==的最外面。該第三介電部亦可以是選:二 1括例如泡棉、I克力、塑膠、陶竞等低介電材料。 本發明之㈣料以依㈣同場形或頻段有各種之變 圓形、=其可以是片狀螺旋部’或者螺旋部之截面可呈 二方形、橢圓形、三角形、多角形、或其他類似者。 :之長度’也就是從接地點開始拉直的長度為㈧波 17可，例如為低頻（像是2.4GHz)的1/4波長。 相類似地，輻射部亦可以依需要而有各種不同之變化 如其整體可實質略呈直線、圓錐狀、片 :如;τ者广射部為片狀時，其亦可有各種形狀， 饋二或橢圓形等。㈣部之長度，也就是從 拉直的長度為1/4波長即可，例如為高 疋5GHz)的1/4波長。 、不 ^者’為了加強天線的效果’本發明之天線可進一步 的I部部’該負載部係位在螺旋部或輻射部其中之一 更進一步而言，本發明之螺旋部亦是接地部之寄生原 牛’利用輻射部產生的共振（例如高頻），以輕人能 方式激發寄生的螺旋部，使寄生的螺旋部產生另一 ，而此被激發的模態能夠提供足夠的頻寬供 、、·、使用。由於此等天線能夠同時涵蓋多個頻段所須求的 頻寬S加上叹计結構簡單、製—作成本低廉，因此極具有 產業的應用價值。 【實施方式】 ▲為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易1·董下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下。 • 4請參考圖1 ’本發明之天線1包含一螺旋部11、一輻 射部12、以及一基座13。該基座13包括一接地部131與一 饋入部132，且接地部131與饋入部132係彼此相隔離， 例如基座13可以是多層電路板，利用不同層電性連接以達 成隔離接地部131與饋入部132。 或者在另一實施例中，基座13無須是多層電路板，而 在接地部131與饋入部132之間設置一第一介電部133， 第二介電部133可以係選自於一介電材料，例如包括一泡 釀棉、一壓克力、一塑膠、或一陶瓷至少其中之一之低介電 材料’藉此使接地部131與饋入部132彼此互相電性隔 離0 輻射部11係位在螺旋部12之内，且輻射部丨2係連到饋 入部132，以及螺旋部η係連到接地部131。舉例而古， 轄射部12產生的共振為高頻（例如5GHz)，而螺旋部丨丨產 生的共振為低頻（例如2.4GHz )。 圖1A為依據上述圖1之實施例，顯示其效能與電壓 駐波比（Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)之實際量測圖。由 ^355778 圖'饮可明顧看會，本發货之天線1無論在低頻或在高婿 :時的電壓駐波比都很好。此外，請參考圖1B ,其為依據圖 之實知例’顯示其在x_y平面之平均增益值。由圖1B可 得，本發明之天線，其在24GHZ的頻段，平均增益值都大 於-2.0dB ’明顯地高於業界需求的_4 〇dB ;而且在5 〇GHz 附近的頻段，平均增益值亦都大於_3 5dB，亦明顯地高於 業界祐求的-5.0dB 。再者，由圖1C所示的效能圖，亦明顯 鲁地顯示效能都在5〇%以上。 請同時參考圖2與圖2A ，天線la更包括一訊號線 2〇，訊號線20可連到無線訊號模組21，例如wlan無線訊 唬模組，藉由無線訊號模組21處理天線la接收或發射的無 線訊號。在本實施例中’訊號線2〇係貫穿基座之饋入 部132a並與該幅射部連接，亦即輻射部12與訊號線2〇相連 的饋入點F就位在饋入部132a。換言之，螺旋部η係連到 接地（負極），而輻射部12係直接連到訊號線2〇 (正 鲁極）。在本實施例中，螺旋部u與基座13a連接形成接 地，例如，該基座13a可以是金屬，以使天線1&成本更為 低廉。 再者’基座13或13a還可被摺疊成各種形狀，以符合 實際組裝到其他裝置（例如筆記型電腦）的需求，亦或者 僅在基座13或13a的表面塗覆黏著劑，直接將天線1或la 貼附到其他裝置。 在一較佳實施例中’請參考圖3A ，本發明之天線lb 更包含一第二介電部14，該第二介電部14係位在螺旋部u 1355778 « :眘從圖7A的實際量測圖中，可明顯地看出本發明圖7 祕非=例的天線1f ’其回饋損失在2.4GHz與5GHz附近明顯 地非$低，也就是能量損失很少。

此外，本發明之螺旋部可以依據不同場形或頻段有各 之變化先’例如其可以是片狀螺旋部（如圖7所示）， 或者螺旋部之戴面可呈圓形、方形、橢圓形、三角形、多 角形、或其他類似者（圖未顯示）；實際上可利用金屬線 纏繞柱狀體’只要該柱狀體為圓柱狀、錐狀、長方柱狀、 橢圓柱狀、三角柱狀Μ角柱狀即可達成不同形狀之螺旋 部，因此未在此多贅述。只要螺旋部之長度，也就是從接 地點開始拉直的長度為所需頻麵1/4波長即可，例如為 低頻（像是2.4GHz)的1/4波長。例如，圖8所示即為另一 螺旋部lib之實施例，也就是螺旋部llb略呈錐狀。

相類似地，輻射部亦可以依需要而有各種不同之變化 形，例如其整體可呈直線（如圖！所示）、圓錐狀（如圖 8所示）、片狀、螺旋狀、或類似者。請參考圖9，當輻 射部12b為螺旋狀時’天線此可視為由兩個螺旋部所： 成。當輻射部為片狀時，其亦可有各種形狀，例如方形、 二角形或糖圓形等（圖未顯示）。輻射部之長度，也就是 從饋入點開始拉直的長度為所需頻率的1/4波長即可，= 如為南頻（像是5GHz)的1/4波長。 請參考圖10到圖12，為了加強天線的效果，本發明之 天線li、lj或lk可進一部包含一負載部17、18或19。例 如，在圖10與圖丨丨中，負載部17、18分別位在輻射部口、 11 18之一端’如圖i〇愈圖η路-Α 不同开負載部17、18可以有各種 η" 。或者，在圖12中，負載部19係位在螺旋 :二 之，貞載部17、18或19係可位在螺旋部山 射能量。 以中之一的端部’以更有效地激發輻 綜而言之，本發明之螺旋部亦是接地部之寄生原件， =用輻射#產生的共振（高頻），以輕合能量的方式激發 寄生的螺旋部’使寄生的螺旋部產生另一共振（低頻）， 而此被激發賴態能夠提供足夠的頻寬供系統使用。由於 此等天線能夠同時涵蓋多個頻段所須求的頻寬，再加上設 计結構簡早、製作成本低廉，因此極具有產業的應 值。 清參考圖13A至圖13C，本發明之可攜式電子裳置可 以是筆記型電腦（laptop)9a、個人數位助理(pDA)9c、或手機 9b其t之-。可攜式電子裝置包括—無線崎模組（例如 圖2A所示之無線訊號模組21)與一天線（例如上述之天 線1、la-lk)。為了簡化說明，以下將僅以天線工為代表 說明，天線1與無線訊號模組21電性相連，例如天線丨可 以係透過一訊號線20 (例如奵纜線）與該無線訊號模組 20電性相連。這些可攜式電子裝置9a、％或处都分別包含 有天線1，因此可藉由天線丨達成發射或接收無線訊號之 功能，其中天線1之位置不限於如圖13A〜圖13c所示 者，也就是天線1之位置可視可攜式電子裝置9a、％或处 之設計而位於不同的位置。 12 1355778 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不;;=非用以 和把圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明申 範圍當視後附之中請專利範圍所界定者為準。 … 【圖式簡單說明】 圖1為依據本發明之天線， 意圖。 顯示其中之一實施例之立體示

圖1A為依據圖i之實施例，顯示其vswr之實際量測 圖1B為依據圖！之實施例，顯示其在x_y +面之平均辦兴 值 ° θ 圖1C為依據圖1之實施例，顯示其效能圖。 圖2為依據本發明之天線，顯示其中之—實施例之立體示 意圖。 圖2Α為依據圖2之實施例，顯示其透過訊號線連接無線 訊號模組之設計示意圖。 圖3Α-5Β為依據圖1之實施例，顯示其增加第二介電部與 第二介電部之各種實施例之組裝及完成立體示意圖。 圖6為依據本發明之天線，顯示其中另一實施例之立體示 意圖。 圖7為依據本發明之天線，顯示其中另一不同實施例之立 體示意圖。 圖7Α為依據圖7之實施例，顯示其回饋損失（retum 1〇ss) 13 之實僚量測圖一。 圖8-12為依據本發明 '立體示意圖。 圖13A-13C為本發明 之天線之示意圖。 ^ & ’顯示其他各種不同實施例之 之可攜式電子裝置，#包含有本發明 【主要元件符號說明】 11c 12c 、 12d 天線 1、la-lk 螺旋部11、lla、Ub 輕射部 12、12a、12b 基座13、13a、13b 接地部131 饋入部 132、132a、132b 訊號線20 第一介電部133 第一介電部14、14a、 第三介電部15、15a、 無線訊號模組21 14b 15b 負载部17-19 固定部151 可攜式電子裝置9a-9c

Claims (1)

1. « 十、申請專利範圍： ； 1 N 一種天線，其包含： 部基座’其包括彼此互相電性隔離之一接地部與一饋入 ~螺旋部’與該接地部連接；以及 接輻射部，設置於該螺旋部内，且該輻射部與該饋入呷連 • 2、如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該幅射 形狀為選用自包括直線、圓錐狀、片狀、或螺旋狀至^ 中之—。 ^ 3、 如申請專利範圍第丨項所述之天線，更包括一第—人 電部設置於該饋入部與該接地部之間。 ；1 4、 如申請專利範圍第3項所述之天線，其中該第—介電 •部係選自於一介電材料包括一泡棉、一壓克力、—塑二、 或一陶瓷至少其中之一。 ^ 5、 如申請專利範圍第1項所述之天線，更包括—訊號 線，該訊號線係貫穿該基座之饋入部並與該幅射部連接。 6、 如申請專利範圍第1項所述之天線，更包含一第二介 電部’該第二介電部係位在該螺旋部與該輻射部之間。 7、 如申請專利範圍第6項所述之天線，其中該第二介電 部係選自於一介電材料包括一泡棉、一壓克力、—塑膠、 15 或 陶瓷至少其中 之 9 、如申請專利 部係選自於-介;:：1:=天線2中該第-介電 或 陶瓷至少其中 泡棉、一壓克力、 之 塑膠、 1〇、 片狀專利範圍第1項所述之天線’其中該 螺旋部係 t申請專利範圍第i項所述之天線，其 方形、橢圓形、三角形、或多角形其中：之 項所述之天線’更包含 項所述之天線’更包含 負載部 負裁部 14 括 一種可攜式電子裝置，係可接收或發射無線 訊號，包 無線訊號模組； 天線 ，與該無線訊號模組電性相連，且該天線包含： 一基座，其包括彼此互相電性隔離之-接地部與一 饋