TWI462395B - 攜帶式電子裝置及其內嵌式超寬頻天線 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種內嵌式超寬頻天線及具有該天線之攜帶式電子裝置,特別是一種激發垂直電流以及具有全指向性的輻射場形之內嵌式超寬頻天線及具有該天線之攜帶式電子裝置。
隨著無線通訊技術的發展,人們對於無線通訊的需求與日俱增,現今市面上已經出現許多提供無線通訊功能的電子產品,例如行動電話、衛星定位系統、個人數位助理以及筆記型電腦等,都已經廣泛利用無線通訊技術來傳遞資訊。同時,隨著愈來愈多的資訊透過無線網路來傳遞,頻寬需求亦隨之增加。
隨著無線通訊技術的發展與普及,先前技術已有許多不同操作頻段的無線通訊技術,例如UWB,WiMAX,WiFi或3G無線通訊技術等。因此,為了要符合各種頻段的無線通訊需求,具有多頻的天線已經成為日後技術發展的必然趨勢。
超寬頻(UWB;Ultra Wide Band)的操作頻率,一般目前定義為:第一頻段(band group)為3-5GHz,第二頻段為5-6GHz,第三頻段為6-8GHz,第四頻段為8-9GHz,第五頻段為9-10GHz。然而,實際需求上,並非每個頻段都
需要用到,因此有時必須截止某些不用的頻段,以避免干擾。
UWB天線已經發展出各種內嵌式的天線,頻寬也都足夠,但是礙於內嵌式所需的平面設計,其水平面的輻射場形圖並無法呈現較佳之全指向性(omni-direction)。因此,實有必要提供一種多頻段的超寬頻天線,以解決全指向性場形的問題。
此外,為了避免UWB的超寬頻(例如3-8G)對其他某些頻段(5-6G的WLAN)造成干涉,亦有必要將天線彈性設計,以截止某些頻率,降低干擾。
鑑於先前技術所存在的問題,本發明提供一種內嵌式天線及具有該天線的電子裝置,以達成激發垂直電流以及具有全指向性的輻射場形之目的。
本發明提供之內嵌式超寬頻天線,其包括一接地元件、一輻射元件及複數袖狀(sleeve)元件。輻射元件具有一橫向部與一垂直部,橫向部與垂直部使該輻射元件實質略呈T形,但垂直部與橫向部的交點實質係依據天線所需頻率的設計。橫向部更包括至少一封閉型開口,以控制截止不需要的頻段。垂直部更包括一饋入點,該饋入點係用以饋入電流,以激發共振頻率。複數袖狀元件則其分別從垂直部之兩旁延伸自該接地元件,且複數袖狀元件與垂直部
彼此相互平行(也就是未連接)。袖狀元件為長條矩形。
在本發明之一實施例中,橫向部與垂直部實質互相垂直,以獲得特定頻寬。然本發明並非以此為限,橫向部與垂直部可以傾斜而非相互垂直(也就是橫向部並非呈水平),以此設計獲得其他的頻寬。
本發明之複數袖狀元件包括實質係兩相同的袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁。更進一步而言,在一實施例中,該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第一袖狀元件對稱地分別位於垂直部之兩旁。複數袖狀元件更可包括實質係兩相同的第二袖狀元件對稱地分別位於第一袖狀元件之兩旁,第二袖狀元件實質係略短於第一袖狀元件。
在一實施例中,至少一封閉型開口實質係為一長條型封閉型開口,以獲得3-5GHz及6-8GHz的頻段。但本發明並非以此為限,封閉型開口的形狀或大小可控制截止不需要的頻段。因此在另一實施例中,該至少一封閉型開口實質係為二長條型封閉型開口,且該二長條型封閉型開口之間距實質係等於該垂直部之寬度,以獲得3-10GHz的無截止的頻段。
上述之內嵌式超寬頻天線係可應用在攜帶式電子裝置,因此本發明還揭露一種攜帶式電子裝置,其包括一無線傳輸模組以及上述之內嵌式超寬頻天線,該無線傳輸模組與該內嵌式超寬頻天線電性連接,以達成無線傳輸之功能。
較佳者,該攜帶式電子裝置實質係一行動電話、一衛
星定位系統、一個人數位助理或一筆記型電腦。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉出本發明之具體實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
請參考圖1A之實施例,本發明提供之內嵌式超寬頻天線1包括一接地元件11、一輻射元件12及複數袖狀(sleeve)元件13a-13c,各袖狀元件13a-13c為長條矩形。接地元件11之形狀或大小可依不同頻率需求而有不同設計。輻射元件12具有一橫向部121與一垂直部122。橫向部121與垂直部122使該輻射元件12實質略呈T形。橫向部121更包括至少一封閉型開口1211,以控制截止不需要的頻段(以下將有進一步之說明)。垂直部122更包括一饋入點F,該饋入點係用以饋入電流,以激發共振頻率。複數袖狀元件13a-13c則其分別從垂直部122之兩旁延伸自接地元件11,且複數袖狀元件13a-13c與垂直部122彼此相互平行(也就是彼此未連接)。
垂直部122與橫向部121的交點實質係依據天線所需頻率的設計,因此雖然圖1A所示的垂直部122與橫向部121的交點使得橫向部121位於垂直部122的左側部分大於右側部分,藉此使得橫向部121的左側部分得以激發出例如3GHz的頻率,且橫向部121的右側部分得以激發出例如4GHz的頻率。但本發明並非以此為限,例如垂直部
122與橫向部121的交點亦可使得橫向部121位於垂直部122的左側部分遠小於右側部分(圖未顯示),則其可控制的頻率則恰與上述者相反。
在本發明之一實施例中,如圖1A所示,橫向部121與垂直部122實質互相垂直,以獲得特定頻寬。然本發明並非以此為限,橫向部121與垂直部122可以傾斜而非相互垂直(也就是橫向部121並非呈水平),以此設計獲得其他的頻寬,以下將有其他實施例之詳細說明。
在此實施例中,本發明之複數袖狀元件包括實質係兩相同的袖狀元件對稱地分別位於垂直部122之兩旁。更進一步而言,在一實施例中,如圖1A所示,複數袖狀元件13a-13c包括實質係兩相同的第一袖狀元件13a對稱地分別位於垂直部122之兩旁。複數袖狀元件13a-13c更可包括實質係兩相同的第二袖狀元件13b對稱地分別位於第一袖狀元件13a之兩旁,且第二袖狀元件13b實質略短於第一袖狀元件13a。依序往兩旁發展下去,本發明之複數袖狀元件可有數對實質相同的袖狀元件,依序分別位於垂直部122之兩旁,向兩旁呈現階梯狀,以調整所需頻率。在本實施例中,袖狀元件13b與袖狀元件13c分別可使本發明之內嵌式超寬頻天線1激發出6-7GHz與7-8GHz的頻率。
由於需求者可能會希望截止某頻段,以避免不必要的干擾(例如干擾WLAN等其他頻段),因此會設定截止頻段。在一實施例中,如圖1A所示,本發明之封閉型開口1211實質為一長條型封閉型開口,以截止5-6GHz的頻段。
但本發明並非以此為限,封閉型開口的形狀或大小可控制截止不需要的頻段(以下將有進一步說明)。
舉例而言,請同時參考圖1B的效能圖,該效能圖係依據圖1A之天線結構所產生者,在迴授損失(RL)=10dB(相當於電壓駐波比(VSWR)=2)以下者即為3-5GHz及6-8GHz。因此可知,若依據圖1A之天線結構,即可獲得3-8GHz的超寬頻天線並且截止5-6GHz的頻段。
進一步而言,由於垂直部122與袖狀元件13a-13c彼此平行,垂直部122是可使電流垂直的激發路徑,而垂直部122兩旁的袖狀元件13a則可使同向電流更加強。請參考圖2A與圖2B,其顯示圖1A所示的天線結構,分別在3.5GHz與4.5GHz時的電流分布示意圖,很明顯地,本發明之內嵌式超寬頻天線1可獲得較佳之垂直電流。請同時參考圖2C,因此其X-Y平面的場形圖,在3-5GHz時仍具有較佳之全指向性(omni-direction)。
圖3A與圖3B,其顯示圖1A所示的天線結構,分別在6.5GHz與7.5GHz時的電流分布示意圖,很明顯地,本發明之內嵌式超寬頻天線1亦可獲得較佳之垂直電流。請同時參考圖3C,因此其X-Y平面的場形圖,在6-8GHz時,仍具全指向性。
雖然圖1A的橫向部121與垂直部122是彼此互相垂直,但此並非限制本發明。請參考圖4A,如前所述,橫向部421與垂直部422可以是傾斜而非相互垂直(也就是橫向部121並非呈水平)。如上所述,封閉型開口的形狀或大小
可控制截止不需要的頻段,在圖4A的實施例中,該至少一封閉型開口實質為二長條型封閉型開口4211、4212,且二長條型封閉型開口4211、4212之間距實質等於該垂直部422之寬度。請同時參考圖4B的效能圖,很明顯地,依據圖4A的天線結構可獲得3-8GHz的無截止的頻段。
請參考圖5A之另一實施例,此實施例的內嵌式超寬頻天線5類似於圖4A的結構,在本實施例中,橫向部521僅包含一長條型封閉型開口5211,且比圖4多一對袖狀元件53d。由本實施例可了解,本發明之袖狀元件13a-13c、43a-43c或53a-53d並不一定需要具有相同寬度或高度。在本實施例,較短且寬的袖狀元件53d可使內嵌式超寬頻天線5激發出10GHz的寬頻。請參考圖5B的效能圖,本實施例的內嵌式超寬頻天線5具有3-4.7GHz及6.3-10GHz的超寬頻段。
上述之內嵌式超寬頻天線1、4或5係可應用在攜帶式電子裝置,以下將以內嵌式超寬頻天線1為例作為說明。請參考圖6,本發明還揭露一種攜帶式電子裝置60,攜帶式電子裝置60包括一無線傳輸模組61以及內嵌式超寬頻天線1,無線傳輸模組61與內嵌式超寬頻天線1電性連接(例如利用纜線連接,並於內嵌式超寬頻天線1的饋入點F饋入電流,於接地點G接地),以達成無線傳輸之功能。內嵌式超寬頻天線4或5亦可置換圖6所示的內嵌式超寬頻天線1。
無線傳輸模組61係可處理天線1、4或5之訊號,例
如發射或接收訊號。如此一來,攜帶式電子裝置60就可以藉由天線1、4或5接收或者傳送無線訊號到其他的裝置(圖未示),以達到無線通訊的目的。較佳者,攜帶式電子裝置60實質係一行動電話、一衛星定位系統、一個人數位助理或一筆記型電腦。
綜上所陳,本發明無論就目的、手段及功效,在在均顯示其迥異於習知技術之特徵,懇請 貴審查委員明察,早日賜准專利,俾嘉惠社會,實感德便。惟應注意的是,上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已,本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準,而非僅限於上述實施例。
1、4、5‧‧‧內嵌式超寬頻天線
11、41、51‧‧‧接地元件
12、42、52‧‧‧輻射元件
121、421、521‧‧‧橫向部
122、422、522‧‧‧垂直部
1211、4211、4212、5211‧‧‧封閉型開口
13a-13c、43a-43c、53a-53d‧‧‧袖狀元件
F‧‧‧饋入點
G‧‧‧接地點
圖1A係依據本發明之一實施例,顯示內嵌式超寬頻天線之結構示意圖。
圖1B係依據圖1A之內嵌式超寬頻天線,顯示其效能圖。
圖2A與2B係依據圖1A之內嵌式超寬頻天線,顯示其分別在3.5GHz與4.5GHz之電流分布示意圖。
圖2C依據圖1A之內嵌式超寬頻天線,顯示其在3-5GHz時的輻射場形圖。
圖3A與3B係依據圖1A之內嵌式超寬頻天線,顯示其分別在6.5GHz與7.5GHz之電流分布示意圖。
圖3C依據圖1A之內嵌式超寬頻天線,顯示其在6-8GHz時的輻射場形圖。
圖4A係依據本發明之另一實施例,顯示內嵌式超寬頻天
線之結構示意圖。
圖4B係依據圖4A之內嵌式超寬頻天線,顯示其效能圖。
圖5A係依據本發明之再一實施例,顯示內嵌式超寬頻天線之結構示意圖。
圖5B係依據圖5A之內嵌式超寬頻天線,顯示其效能圖。
圖6係本發明之攜帶式電子裝置的示意方塊圖。
1‧‧‧內嵌式超寬頻天線
11‧‧‧接地元件
12‧‧‧輻射元件
121‧‧‧橫向部
122‧‧‧垂直部
1211‧‧‧封閉型開口
13a-13c‧‧‧袖狀元件
F‧‧‧饋入點
G‧‧‧接地點
Claims (19)
- 一種內嵌式超寬頻天線,其包括:一接地元件;一輻射元件,其具有一橫向部與一垂直部,該橫向部與該垂直部使該輻射元件實質略呈T形,其中該橫向部更包括至少一封閉型開口,以控制截止頻段,且該垂直部更包括一饋入點,該饋入點係用以饋入電流,以激發共振頻率;以及複數袖狀元件,其分別從該垂直部之兩旁延伸自該接地元件,且該複數袖狀元件與該垂直部彼此相互平行,各袖狀元件為長條矩形,該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第一袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁,該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第二袖狀元件對稱地分別位於各第一袖狀元件之兩旁,且各該第二袖狀元件實質係略短於各該第一袖狀元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該橫向部與該垂直部實質係互相垂直。
- 如申請專利範圍第2項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該至少一封閉型開口實質係為一長條型封閉型開口。
- 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該至少一封閉型開口實質係為二長條型封閉型開口,且該二長條型封閉型開口之間距實質係等於該垂直部之寬度。
- 一種攜帶式電子裝置,其包括一無線傳輸模組以及一內嵌式超寬頻天線,該無線傳輸模組與該內嵌式超寬頻天 線電性連接,以達成無線傳輸之功能,該內嵌式超寬頻天線包括:一接地元件;一輻射元件,其具有一橫向部與一垂直部,該橫向部與該垂直部使該輻射元件實質略呈T形,其中該橫向部更包括至少一封閉型開口,以控制截止頻段,且該垂直部更包括一饋入點,該饋入點係用以饋入電流,以激發共振頻率;以及複數袖狀元件,其分別從該垂直部之兩旁延伸自該接地元件,且該複數袖狀元件與該垂直部彼此相互平行,各袖狀元件為長條矩形,該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第一袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁,該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第二袖狀元件對稱地分別位於各第一袖狀元件之兩旁,且各該第二袖狀元件實質係略短於各該第一袖狀元件。
- 如申請專利範圍第5項所述之攜帶式電子裝置,其中該攜帶式電子裝置實質係一行動電話、一衛星定位系統、一個人數位助理或一筆記型電腦。
- 如申請專利範圍第5項所述之攜帶式電子裝置,其中該內嵌式超寬頻天線之該橫向部與該垂直部實質係互相垂直。
- 如申請專利範圍第7項所述之攜帶式電子裝置,其中該內嵌式超寬頻天線之該至少一封閉型開口實質係為一長條型封閉型開口。
- 如申請專利範圍第5項所述之攜帶式電子裝置,其中該內嵌式超寬頻天線之該至少一封閉型開口實質係為二長條型封閉型開口,且該二長條型封閉型開口之間距實質係等於該垂直部之寬度。
- 一種內嵌式超寬頻天線,其包括:一接地元件;一輻射元件,其具有一橫向部與一垂直部,該橫向部與該垂直部使該輻射元件實質略呈T形,其中該橫向部更包括二長條型封閉型開口,且該二長條型封閉型開口之間距實質係等於該垂直部之寬度,以控制截止頻段,且該垂直部更包括一饋入點,該饋入點係用以饋入電流,以激發共振頻率;以及複數袖狀元件,其分別從該垂直部之兩旁延伸自該接地元件,且該複數袖狀元件與該垂直部彼此相互平行。
- 如申請專利範圍第10項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該橫向部與該垂直部實質係互相垂直。
- 如申請專利範圍第10項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該複數袖狀元件包括實質係兩相同的袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁。
- 如申請專利範圍第12項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第一袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁。
- 如申請專利範圍第13項所述之內嵌式超寬頻天線,其中該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第二袖狀元件對 稱地分別位於該第一袖狀元件之兩旁,且該第二袖狀元件實質係略短於該第一袖狀元件。
- 一種攜帶式電子裝置,其包括一無線傳輸模組以及一內嵌式超寬頻天線,該無線傳輸模組與該內嵌式超寬頻天線電性連接,以達成無線傳輸之功能,該內嵌式超寬頻天線包括:一接地元件;一輻射元件,其具有一橫向部與一垂直部,該橫向部與該垂直部使該輻射元件實質略呈T形,其中該橫向部更包括二長條型封閉型開口,且該二長條型封閉型開口之間距實質係等於該垂直部之寬度,以控制截止頻段,且該垂直部更包括一饋入點,該饋入點係用以饋入電流,以激發共振頻率;以及複數袖狀元件,其分別從該垂直部之兩旁延伸自該接地元件,且該複數袖狀元件與該垂直部彼此相互平行。
- 如申請專利範圍第15項所述之攜帶式電子裝置,其中該橫向部與該垂直部實質係互相垂直。
- 如申請專利範圍第15項所述之攜帶式電子裝置,其中該複數袖狀元件包括實質係兩相同的袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁。
- 如申請專利範圍第17項所述之攜帶式電子裝置,其中該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第一袖狀元件對稱地分別位於該垂直部之兩旁。
- 如申請專利範圍第18項所述之攜帶式電子裝置,其中該複數袖狀元件包括實質係兩相同的第二袖狀元件對稱 地分別位於該第一袖狀元件之兩旁,且該第二袖狀元件實質係略短於該第一袖狀元件。
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2009
- 2009-08-20 US US12/461,665 patent/US8405555B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7064723B2 (en) * | 2003-10-20 | 2006-06-20 | Next-Rf, Inc. | Spectral control antenna apparatus and method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
「Compact ultra-wideband planner serrated antenna with notch band ON/OFF control」^&rn^Electronics Letters, Volume:42,Issue:23,2006 ,Page 1323-1324 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8405555B2 (en) | 2013-03-26 |
US20100090913A1 (en) | 2010-04-15 |
TW201015786A (en) | 2010-04-16 |
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