TWI403025B - 應用於全球互通微波存取及無線區域網路之整合型天線 - Google Patents

應用於全球互通微波存取及無線區域網路之整合型天線 Download PDF

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Ching Chia Mai
Chi Yueh Wang
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    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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Description

應用於全球互通微波存取及無線區域網路之整合型天線
本發明係關於一種應用於無線網路之天線,詳言之,係關於一種應用於於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線。
隨著無線通訊技術的蓬勃發展,各式多頻的通訊產品也如雨後春筍般的出現,也因此無線通訊產品逐漸成為人類生活中的一部分,幾乎所有的新產品都會具備無線傳輸的功能,以滿足大眾的需求(例如:筆記型電腦或行動式多媒體裝置時常需要資料傳輸的動作),無線傳輸可以簡化其許多接線與設定上的困擾,而為達成無線傳輸的目的,無線傳輸天線的配置成為必要。
然而,目前習用之無線通訊產品(WLAN)之天線大都只能單頻操作於2.4 GHz頻帶或雙頻操作(滿足2.4及5 GHz頻帶),無法完全涵蓋目前全球互通微波存取(WiMax)所需之頻率(2.5 GHz及3.5 GHz)以及無線區域網路(WLAN)所需之頻率。
因此,有必要提供一種創新且具進步性的可同時應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線,以解決上述問題。
本發明係提供一種應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線,其包括一基板、一接地金屬片、一第一輻射金屬片及一第二輻射金屬片。該基板具有一第一表面。該第一輻射金屬片係位於該基板之第一表面上,該第一輻射金屬片係不連接該接地金屬片,該第一輻射金屬片之二端分別具有一第一部分及一第二部分,該第一部分係用以產生一第一共振模態,該第二部分係用以產生一第二共振模態。該第二輻射金屬片係位於該基板之第一表面上,且連接至該接地金屬片,該第二輻射金屬片係不連接該第一輻射金屬片,該第二輻射金屬片係與該第一輻射金屬片耦合以產生一第三共振模態。
藉此,本發明之整合型天線可同時應用於全球互通微波存取(WiMax)之頻率(2.5 GHz及3.5 GHz)及無線區域網路(WLAN)之頻率。再者,本發明係利用該基板作為介質,其具有降頻之功能。此外,本發明之整合型天線係為一平板狀結構,可大量節省組裝空間。
請參考圖1及2,分別顯示本發明之天線設置於一筆記型電腦螢幕外殼框架之示意圖及局部放大示意圖。本發明之天線可應用於各種無線電子裝置,包括但不限於筆記型電腦,其他諸如一般之個人數位助理(PDA)等電子產品均可利用本發明之整合型天線,以達到無線通訊之目的。該筆記型電腦1具有一螢幕11及一螢幕外殼框架12,本發明之整合型天線2(以第一實施例為例,如圖3所示)設置於該筆記型電腦1之螢幕外殼框架12,並以一同軸線29連接該整合型天線2至該筆記型電腦1之控制電路,俾利用該整合型天線2進行資料傳輸。
該整合型天線2具有至少一接合結構,用以固定該整合型天線2至該螢幕外殼框架12。在本實施例中,該接合結構係為一黏膠層(圖中未示),其係位於該整合型天線2之背面,用以將該整合型天線2黏貼於該螢幕外殼框架12。
參考圖3,顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第一實施例之示意圖。該整合型天線2包括一基板20、一接地金屬片21、一第一輻射金屬片22及一第二輻射金屬片23。該基板20具有一第一表面201。該基板20之材質係選自由塑膠、泡綿、陶瓷、FR-4、印刷電路板及軟性印刷電路板所組成之群。較佳地,該基板20之介電常數係高於該第一輻射金屬片22及該第二輻射金屬片23,而具有降頻之功能。
該接地金屬片21係用以接地。在本實施例中,更包括一輔助接地金屬片24,貼合於該接地金屬片21。該輔助接地金屬片24可為鋁箔材質。
該第一輻射金屬片22係位於該基板20之第一表面201上。該第一輻射金屬片22係不連接該接地金屬片21,且亦不連接該第二輻射金屬片23。該第一輻射金屬片22之二端分別具有一第一部分25及一第二部分26,該第一部分25係用以產生一第一共振模態,該第二部分26係用以產生一第二共振模態。
該第一部分25之長度小於該第二部分26之長度,故該第一共振模態之頻率高於該第二共振模態之頻率。該第一共振模態之頻率為4.9 GHz至6 GHz,該第二共振模態之頻率為3.3 GHz至3.9 GHz。
在本實施例中,該第一輻射金屬片22具有一開口221,以區分出該第一部分25及該第二部分26。該第一部分25係為方形,且其具有一第一延伸部251,朝一第一方向(圖中右側)延伸。該第二部分26具有一第一端261及一第二端262,該第一端261係連接該第一部分25。該第二端262之寬度係大於該第一端261之寬度。該第二端262係為方形,且其具有一第二端面2621。
該第二輻射金屬片23係位於該基板20之第一表面201上,且連接至該接地金屬片21。該第二輻射金屬片23係不連接該第一輻射金屬片22,該第二輻射金屬片23係用以與該第一輻射金屬片22耦合以產生一第三共振模態。該第三共振模態之頻率為2.3GHz至2.7GHz,其適用全球互通微波存取(WiMax)與無線區域網路(WLAN)2.4 GHz之頻率。
在本實施例中,該第二輻射金屬片23具有一第三端231及一第四端232,該第三端231係連接該接地金屬片21。該第四端232係與該第三端231垂直,該第四端232具有一第四端面2321。該第四端面2321係面對該第二端262之該第二端面2621,且相隔一第一間距。
在本實施例中,該第一輻射金屬片22之該第二部分26之第一端261更包括一饋入點27,該接地金屬片21更包括一接地點28,該饋入點27及該接地點28用以分別與一同軸線29之一訊號端及一接地端電性連接。
在本實施例中,該第一輻射金屬片22及該第二輻射金屬片23係貼合於該基板20之第一表面201。
因此,本發明之整合型天線2可同時應用於全球互通微波存取(WiMax)之頻率(2.5 GHz及3.5 GHz)及無線區域網路(WLAN)之頻率(2.4 GHz或5 GHz)。再者,本發明係利用該基板20作為介質,其具有降頻之功能。此外,本發明之整合型天線2係為一平板狀結構,可大量節省組裝空間。
參考圖4,顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第二實施例之示意圖。該整合型天線3包括一基板30、一接地金屬片31、一第一輻射金屬片32及一第二輻射金屬片33。該第一輻射金屬片32之二端分別具有一第一部分35及一第二部分36。該第二部分36具有一第一端361及一第二端362。該第二端362係為方形,且其具有一第二端面3621。該第二輻射金屬片33具有一第三端331及一第四端332,該第四端332具有一第四端面3321。
本實施例之整合型天線3與該第一實施例之整合型天線2(圖3)之不同處在於,該第二端362具有一第二延伸部363,朝一第一方向(圖中右側)延伸,而面對該第四端面3321。該第四端332具有一第三延伸部333,朝一第二方向(圖中左側)延伸,而面對該第二端面3621,該第二方向係相對該第一方向。該第二延伸部363係與該第三延伸部333平行,且相隔一第二間距。在本實施例中,該第二延伸部363係位於該第三延伸部333之下方。該第二間距係為0.1 mm至5 mm。
參考圖5,顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第三實施例之示意圖。本實施例之整合型天線4與該第二實施例之整合型天線3(圖4)大致相同,其不同處僅在於,在本實施例中,第二端462之第二端面4621係為一斜面,亦即該第二端面4621與第二延伸部463之夾角非90度。該斜面(第二端面4621)係面對第三延伸部433。
參考圖6,顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第四實施例之示意圖。本實施例之整合型天線5與該第二實施例之整合型天線3(圖4)大致相同,其不同處僅在於,在本實施例中,第二延伸部563係位於第三延伸部533之上方。
參考圖7,顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第五實施例之示意圖。本實施例之整合型天線6與該第四實施例之整合型天線5(圖6)大致相同,其不同處僅在於,第二端662之第二端面6621係為斜面,亦即該第二端面6621與第二延伸部663之夾角非90度。該斜面(第二端面6621)係面對第三延伸部633。
惟上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效,而非用以限制本發明。因此,習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
1...筆記型電腦
2...本發明之整合型天線之第一實施例
3...本發明之整合型天線之第二實施例
4...本發明之整合型天線之第三實施例
5...本發明之整合型天線之第四實施例
6...本發明之整合型天線之第五實施例
11...螢幕
12...螢幕外殼框架
20...基板
21...接地金屬片
22...第一輻射金屬片
23...第二輻射金屬片
24...輔助接地金屬片
25...第一部分
26...第二部分
27...饋入點
28...接地點
29...同軸線
30...基板
31...接地金屬片
32...第一輻射金屬片
33...第二輻射金屬片
35...第一部分
36...第二部分
201...第一表面
221...開口
231...第三端
232...第四端
251...第一延伸部
261...第一端
262...第二端
331...第三端
332...第四端
333...第三延伸部
361...第一端
362...第二端
363...第二延伸部
433...第三延伸部
462...第二端
463...第二延伸部
533...第三延伸部
563...第二延伸部
633...第三延伸部
662...第二端
663...第二延伸部
2321...第四端面
2621...第二端面
3321...第四端面
3621...第二端面
4621...第二端面
6621...第二端面
圖1顯示本發明之天線設置於一筆記型電腦螢幕外殼框架之示意圖;圖2顯示本發明之天線設置於一筆記型電腦螢幕外殼框架之局部放大示意圖;圖3顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第一實施例之示意圖;圖4顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第二實施例之示意圖;圖5顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第三實施例之示意圖;圖6顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第四實施例之示意圖;及圖7顯示本發明應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線之第五實施例之示意圖。
2...本發明之整合型天線之第一實施例
20...基板
21...接地金屬片
22...第一輻射金屬片
23...第二輻射金屬片
24...輔助接地金屬片
25...第一部分
26...第二部分
27...饋入點
28...接地點
29...同軸線
201...第一表面
221...開口
231...第三端
232...第四端
251...第一延伸部
261...第一端
262...第二端
2321...第四端面
2621...第二端面

Claims (28)

  1. 一種應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線,包括:一基板,具有一第一表面;一接地金屬片;一第一輻射金屬片,位於該基板之第一表面上,該第一輻射金屬片係不連接該接地金屬片,該第一輻射金屬片之二端分別具有一第一部分及一第二部分,該第一部分係用以產生一第一共振模態,該第二部分係用以產生一第二共振模態,該第二部分具有一第一端及一第二端,該第一端係連接該第一部分,該第二端具有一第二端面,該第二輻射金屬片具有一第三端及一第四端,該第三端係連接該接地金屬片,該第四端係與該第三端垂直,該第四端具有一第四端面,該第二端面係面對該第四端面,且相隔一第一間距;及一第二輻射金屬片,位於該基板之第一表面上,且連接至該接地金屬片,該第二輻射金屬片係不連接該第一輻射金屬片,該第二輻射金屬片係與該第一輻射金屬片耦合以產生一第三共振模態。
  2. 如請求項1之整合型天線,其中基板之材質係選自由塑膠、泡綿、陶瓷、FR-4、印刷電路板及軟性印刷電路板所組成之群。
  3. 如請求項1之整合型天線,其中基板之介電常數係高於該第一輻射金屬片及該第二輻射金屬片。
  4. 如請求項1之整合型天線,其中該第一輻射金屬片及該第二輻射金屬片係貼合於該基板之第一表面。
  5. 如請求項1之整合型天線,其中該第一共振模態之頻率為4.9 GHz至6 GHz,該第二共振模態之頻率為3.3 GHz至3.9 GHz,該第三共振模態之頻率為2.3 GHz至2.7 GHz。
  6. 如請求項1之整合型天線,更包括一輔助接地金屬片,其係貼合該接地金屬片。
  7. 如請求項1之整合型天線,其中該第一輻射金屬片具有一開口,以區分出該第一部分及該第二部分。
  8. 如請求項1之整合型天線,其中該第一部分係為方形。
  9. 如請求項1之整合型天線,其中該第一部分更具有一第一延伸部,朝一第一方向延伸。
  10. 如請求項1之整合型天線,其中該第一部分之長度係小於該第二部分之長度。
  11. 如請求項1之整合型天線,其中該第二端之寬度係大於該第一端之寬度。
  12. 如請求項1之整合型天線,其中該第二端係為方形。
  13. 如請求項1之整合型天線,其中該第一輻射金屬片更包括一饋入點,該接地金屬片更包括一接地點,該饋入點及該接地點用以分別與一同軸線之一訊號端及一接地端電性連接。
  14. 一種應用於全球互通微波存取(WiMax)及無線區域網路(WLAN)之整合型天線,包括:一基板,具有一第一表面; 一接地金屬片;一第一輻射金屬片,位於該基板之第一表面上,該第一輻射金屬片係不連接該接地金屬片,該第一輻射金屬片之二端分別具有一第一部分及一第二部分,該第一部分係用以產生一第一共振模態,該第二部分係用以產生一第二共振模態,該第二部分具有一第一端及一第二端,該第一端係連接該第一部分,該第二端具有一第二延伸部,朝一第一方向延伸,該第二輻射金屬片具有一第三端及一第四端,該第三端係連接該接地金屬片,該第四端係與該第三端垂直,該第四端具有一第三延伸部,朝一第二方向延伸,該第二方向係相對該第一方向,該第二延伸部係與該第三延伸部平行,且相隔一第二間距;及一第二輻射金屬片,位於該基板之第一表面上,且連接至該接地金屬片,該第二輻射金屬片係不連接該第一輻射金屬片,該第二輻射金屬片係與該第一輻射金屬片耦合以產生一第三共振模態。
  15. 如請求項14之整合型天線,其中基板之材質係選自由塑膠、泡綿、陶瓷、FR-4、印刷電路板及軟性印刷電路板所組成之群。
  16. 如請求項14之整合型天線,其中基板之介電常數係高於該第一輻射金屬片及該第二輻射金屬片。
  17. 如請求項14之整合型天線,其中該第一輻射金屬片及該第二輻射金屬片係貼合於該基板之第一表面。
  18. 如請求項14之整合型天線,其中該第一共振模態之頻率為4.9 GHz至6 GHz,該第二共振模態之頻率為3.3 GHz至3.9 GHz,該第三共振模態之頻率為2.3 GHz至2.7 GHz。
  19. 如請求項14之整合型天線,更包括一輔助接地金屬片,其係貼合該接地金屬片。
  20. 如請求項14之整合型天線,其中該第一輻射金屬片具有一開口,以區分出該第一部分及該第二部分。
  21. 如請求項14之整合型天線,其中該第一部分係為方形。
  22. 如請求項14之整合型天線,其中該第一部分更具有一第一延伸部,朝一第一方向延伸。
  23. 如請求項14之整合型天線,其中該第一部分之長度係小於該第二部分之長度。
  24. 如請求項14之整合型天線,其中該第二端之寬度係大於該第一端之寬度。
  25. 如請求項14之整合型天線,其中該第二延伸部係位於該第三延伸部之上方。
  26. 如請求項14之整合型天線,其中該第二延伸部係位於該第三延伸部之下方。
  27. 如請求項14之整合型天線,其中該第二端更具有一斜面,該斜面係面對該第三延伸部。
  28. 如請求項14之整合型天線,其中該第一輻射金屬片更包括一饋入點,該接地金屬片更包括一接地點,該饋入點及該接地點用以分別與一同軸線之一訊號端及一接地端電性連接。
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