TWI448003B - 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

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各地所有全球互通微波存取(WiMax)通訊頻率以及無線區域網路(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、一連接金屬片、一第 二輻射金屬片及一第三輻射金屬片。該基板具有一第一表面。該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，該第一輻射金屬片具有一第一部分、一第二部分及一開口，該第一部分及該第二部分分別位於該第一輻射金屬片之二端，該開口係位於該第一部分及該第二部分之間，且該第一輻射金屬片上設置有一介於該第一部分及該第二部分之間的訊號饋入點。

該連接金屬片位於該基板之第一表面上，且連接該接地金屬片。該第二輻射金屬片位於該基板之第一表面上，該第二輻射金屬片係不連接該第一輻射金屬片，該第二輻射金屬片具有一本體部分及一轉折部分，該本體部分係連接該連接金屬片，該轉折部分與該本體部分間具有一夾角，該轉折部分伸入該第一輻射金屬片之該開口。該第三輻射金屬片係位於該基板之第一表面上，且連接該接地金屬片。

該第一部分係位於該接地金屬片、該連接金屬片及該第二輻射金屬片所圍出之區域內。該第一輻射金屬片與該第二輻射金屬片耦合共振以產生一第一共振模態，該第三輻射金屬片輻射出一第二共振模態，該第一輻射金屬片輻射出一第三共振模態。

藉此，本發明之天線涵蓋了三個頻帶(2.3GHz至2.7GHz、3.3GHz至3.8GHz及5.15GHz至5.85GHz)，因此可以涵蓋目前全球各地所有全球互通微波存取(WiMax)通訊及無線區域網路(WLAN)所需之頻率。

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，本發明之天線2(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連接該天線2至該筆記型電腦1之控制電路，俾利用該天線2進行資料傳輸。

該天線2具有至少一接合結構，用以固定該天線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)，其係位於該天線2之背面，用以將該天線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。該天線2包括一基板21、一接地金屬片22、一第一輻射金屬片23、一連接金屬片24、一第二輻射金屬片25及一第三輻射金屬片30。該基板21具有一第一表面211。該基板21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21之介電常數係高於該第一輻射金屬片23及該第二輻射金屬片25，而具有降頻之功能。

該接地金屬片22係用以接地。在本實施例中，更包括一 輔助接地金屬片26，貼合於該接地金屬片22。該輔助接地金屬片26可為鋁箔材質。該輔_助接地金屬片26之寬度係為該接地金屬片22之長度之二分之一至三分之二，且該輔助接地金屬片26之右側係切齊該接地金屬片22之右端。

該第一輻射金屬片23係位於該基板21之第一表面211上。該第一輻射金屬片23係不連接該接地金屬片22、該連接金屬片24及該第二輻射金屬片25。該第一輻射金屬片23具有一第一部分231、一第二部分232及一開口233。該第一部分231及該第二部分232分別位於該第一輻射金屬片23之二端，該開口233係位於該第一部分231及該第二部分232之間。亦即，該第一部分231係由該開口233朝向圖中左側延伸，且該第二部分233係由該開口233朝向圖中右側延伸，且該第一輻射金屬片23上設置有一介於該第一部分231及該第二部分232之間的訊號饋入點。

在本實施例中，該第一部分231、該第二部分232及該開口233均為矩形，且該第一部分231、該第二部分232及該開口233係位於該第一輻射金屬片23之上半部，而該第一輻射金屬片23之下半部係為半圓形。然而在其他應用中，該第一輻射金屬片23之下半部也可以是三角形(如圖4之第二實施例之天線2A所示)或矩形(如圖5之第三實施例之天線2B所示)。

該連接金屬片24係位於該基板21之第一表面211上，且連接該接地金屬片22及該第二輻射金屬片25。在本實施例中，該連接金屬片24係為三角形外觀，然而在其他應用 中，該連接金屬片24也可以是其他形狀。

該第二輻射金屬片25係位於該基板21之第一表面211上。該第二輻射金屬片25係不連接該第一輻射金屬片23。該第二輻射金屬片25具有一本體部分251及一轉折部分252。該本體部分251係連接該連接金屬片24，且該本體部分251係平行該第一輻射金屬片23之第一部分231，且該本體部分251與該第一部分231間具有一間距G，在本實施例中，該間距G約為0.5公釐。該轉折部分252與該本體部分251間具有一夾角，該夾角係80至100度，較佳為90度。

該轉折部分252伸入該第一輻射金屬片23之該開口233。該第一輻射金屬片23之該第一部分231係位於該接地金屬片22、該連接金屬片24及該第二輻射金屬片25所圍出之區域內，而該第一輻射金屬片23之該第二部分232則位於該區域之外。

該第三輻射金屬片30係位於該基板21之第一表面211上，且連接該接地金屬片22。在本實施例中，該第三輻射金屬片30係為倒L外形，其係由該接地金屬片22向上後向第一方向(圖中右側)延伸。然而在其他應用中，該第三輻射金屬片30也可以是其他形狀。

在本實施例中，該第一輻射金屬片23、該連接金屬片24、該第二輻射金屬片25及該第三輻射金屬片30係貼合於該基板21之第一表面211。較佳地，該接地金屬片22、該連接金屬片24、該第二輻射金屬片25及該第三輻射金屬片30係為一體成型，該連接金屬片24係由該接地金屬片22向 上延伸，該第二輻射金屬片25之本體部分251係由該連接金屬片24之上端朝向第一方向(圖中右側)延伸，該轉折部分252係由該本體部分251向下延伸。因此，該接地金屬片22、該連接金屬片24及該第二輻射金屬片25所圍出之區域係類似側U形。該第三輻射金屬片30係由該接地金屬片22向上後向第一方向(圖中右側)延伸。

該第一輻射金屬片23與該第二輻射金屬片25耦合共振以產生一第一共振模態，其頻率為2.3GHz至2.7GHz。該第三輻射金屬片30係輻射出一第二共振模態，其頻率為3.3GHz至3.8GHz。該第一輻射金屬片23係輻射出一第三共振模態，其頻率為5.15GHz至5.85GHz。

在本實施例中，該第一輻射金屬片23下半部右側更包括一饋入點27，該接地金屬片22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。

本發明之天線2涵蓋了三個頻帶(2.3GHz至2.7GHz、3.3GHz至3.8GHz及5.15GHz至5.85GHz)，因此可以涵蓋目前全球各地所有全球互通微波存取(WiMax)通訊及無線區域網路(WLAN)所需之頻率。

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‧‧‧本發明之天線之第一實施例

2A‧‧‧本發明之天線之第二實施例

2B‧‧‧本發明之天線之第三實施例

11‧‧‧螢幕

12‧‧‧螢幕外殼框架

21‧‧‧基板

22‧‧‧接地金屬片

23‧‧‧第一輻射金屬片

24‧‧‧連接金屬片

25‧‧‧第二輻射金屬片

26‧‧‧輔助接地金屬片

27‧‧‧饋入點

28‧‧‧接地點

29‧‧‧同軸線

30‧‧‧第三輻射金屬片

211‧‧‧基板之第一表面

231‧‧‧第一部分

232‧‧‧第二部分

233‧‧‧開口

251‧‧‧本體部分

252‧‧‧轉折部分

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；及圖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。

2‧‧‧本發明之天線之第一實施例

21‧‧‧基板

22‧‧‧接地金屬片

23‧‧‧第一輻射金屬片

24‧‧‧連接金屬片

25‧‧‧第二輻射金屬片

26‧‧‧輔助接地金屬片

27‧‧‧饋入點

28‧‧‧接地點

29‧‧‧同軸線

30‧‧‧第三輻射金屬片

211‧‧‧基板之第一表面

231‧‧‧第一部分

232‧‧‧第二部分

233‧‧‧開口

251‧‧‧本體部分

252‧‧‧轉折部分

Claims (16)

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，該第一輻射金屬片具有一第一部分、一第二部分及一開口，該第一部分及該第二部分分別位於該第一輻射金屬片之二端，該開口係位於該第一部分及該第二部分之間，且該第一輻射金屬片上設置有一介於該第一部分及該第二部分之間的訊號饋入點；一連接金屬片，位於該基板之第一表面上，且連接該接地金屬片；一第二輻射金屬片，位於該基板之第一表面上，該第二輻射金屬片係不連接該第一輻射金屬片，該第二輻射金屬片具有一本體部分及一轉折部分，該本體部分係連接該連接金屬片，該轉折部分與該本體部分間具有一夾角，該轉折部分伸入該第一輻射金屬片之該開口；及一第三輻射金屬片，位於該基板之第一表面上，且連接該接地金屬片；其中該第一部分係位於該接地金屬片、該連接金屬片及該第二輻射金屬片所圍出之區域內，該第一輻射金屬片與該第二輻射金屬片耦合共振以產生一第一共振模 態，該第三輻射金屬片輻射出一第二共振模態，該第一輻射金屬片輻射出一第三共振模態，該接地金屬片、該連接金屬片、該第二輻射金屬片及該第三輻射金屬片係為一體成型，該連接金屬片係由該接地金屬片向上延伸，該第二輻射金屬片之本體部分係由該連接金屬片向第一方向延伸，該轉折部分係由該本體部分向下延伸，該第三輻射金屬片係由該接地金屬片向上延伸。
2. 如請求項1之整合型天線，其中該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，其中該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、該連接金屬片、該第二輻射金屬片及該第三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2.3GHz至2.7GHz，該第二共振模態之頻率為3.3GHz至3.8GHz，該第三共振模態之頻率為5.15GHz至5.85GHz。
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，該輔助接地金屬片之寬度係為該接地金屬片之長度之二分之一至三分之二。
7. 如請求項1之整合型天線，其中該第一部分、該第二部分及該開口係位於該第一輻射金屬片之上半部。
8. 如請求項1之整合型天線，其中該第一輻射金屬片之下半部係為半圓形。
9. 如請求項1之整合型天線，其中該第一輻射金屬片之下半部係為三角形。
10. 如請求項1之整合型天線，其中該第一輻射金屬片之下半部係為矩形。
11. 如請求項1之整合型天線，其中該第一部分及該第二部分係為矩形。
12. 如請求項1之整合型天線，其中該接地金屬片、該連接金屬片及該第二輻射金屬片所圍出之區域係類似側U形，且該第二部分係位於該區域之外。
13. 如請求項1之整合型天線，其中該轉折部分與該本體部分間之該夾角係80至100度。
14. 如請求項1之整合型天線，其中該第二輻射金屬片之該本體部分係平行該第一輻射金屬片之第一部分。
15. 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分別與一同軸線之一訊號端及一接地端電性連接。
16. 如請求項1之整合型天線，其中該第三輻射金屬片係為倒L外形。