TWI470874B - 應用於平板電腦之多頻帶天線 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種應用於平板電腦之多頻帶天線,尤其是指一種能適用LTE 700、2300、2500及GSM 850、900、1800、1900/UMTS等多頻帶,而在其整體施行使用上更增實用功效特性之應用於平板電腦之多頻帶天線創新設計者。
按,隨著通訊科技的進步,人們對無線通訊也更加要求,不僅在速度上、品質上需求也越來越大,使得現有具通訊接收功能的電子裝置亦越趨向使用多個系統,而由於每種系統的工作頻率不盡相同,使得電子裝置的天線系統於相容上顯得較為不便。
也因此,即有業者研發出公開於100年7月1日之第201123617號「多頻段天線」,其包括一天線本體、一平面基板、一接地部及一饋入點,所述多頻段天線具有一下平面,一後平
面,一上平面和一外平面的立體結構、所述天線本體分別位於所述多頻段天線的四個平面上,所述平面基板及所述接地部位於所述多頻段天線的下表面,所述平面基板位於所述接地部及所述位於多頻段天線的下表面天線本體的間隙,所述天線本體與所述平面基板及所述接地部在所述饋入點處連接。
另,亦有業者研發出公開於99年6月1日之第201021292號「多頻帶天線」,其包含:一迴路微帶線,包含一訊號饋入端及一第一接地端,從該訊號饋入端至該第一接地端的路徑長為二分之一波長,一訊號由該訊號饋入端輸入,使得該迴路微帶線激發出一第一共振模態頻率;以及一寄生微帶線,包含一第二接地端及一第一開路端,從該第一開路端至該第二接地端的路徑長為四分之一波長,該寄生微帶線被該迴路微帶線所包圍,具有該第一共振模態頻率的電磁輻射耦合至該寄生微帶線,使得該寄生微帶線激發出一第二共振模態頻率,該第二共振模態頻率異於該第一共振模態頻率。
又,亦有業者研發出公開於100年2月1日之第201104960號「短路單極天線」,其包含:一介質基板;一接地面,位於該介質基板上,且該接地面不完全覆蓋該介質基板;一輻射部,位於該介質基板上,該輻射部與該接地面不互相重疊,其中該輻射部包含:一第一金屬部,經由複數次彎折形成兩相鄰耦合金屬區段,該兩相鄰耦合金屬區段具有一耦合間距,該耦合間距小於2
mm,且該第一金屬部之總長度大於該天線最低操作頻帶中心頻率的八分之一波長;以及一第二金屬部,該第二金屬部之一端電氣連接至該第一金屬部,該第二金屬部之另一端為開口端;一饋入部,位於該介質基板上,該饋入部與該接地面不互相重疊,該饋入部之一端電氣連接至該第一金屬部,該饋入部之另一端為一天線饋入點;一短路部,位於該介質基板上,該短路部與該接地面不互相重疊,該短路部之一端電氣連接至該第一金屬部,該短路部之另一端電氣連接至該接地面;以及一電容元件,位於該介質基板上,該電容元件與該接地面重疊,該電容元件之一端電氣連接至該天線饋入點,該電容元件之另一端電氣連接至一訊號源。
然而,上述各種天線雖皆可達到適用於多種系統頻段之預期功效,但也在其實際施行使用上發現,現今已發展出新一代的技術LTE〔Long Term Evolution〕,此技術比GSM傳輸速度更快品質也更為穩定,其頻帶為LTE 700、2300、2500,而GSM 850、900、1800、1900/UMTS頻帶卻仍然有在使用,造成上述各種天線皆無法同時適用LTE 700、2300、2500及GSM 850、900、1800、1900/UMTS等多頻帶,致令其在整體結構設計上仍存在有改進之空間。
緣是,發明人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗,針對現有之結構再予以研究改良,提供一種應用於平板電
腦之多頻帶天線,以期達到更佳實用價值性之目的者。
本發明應用於平板電腦之多頻帶天線,其主要係於天線包括有:第一路徑,其第一端形成有彎折部;第二路徑,其分別延伸形成有彎折部及延伸部,令該彎折部與第一路徑之第二端連接,而該延伸部則供信號饋入;第三路徑,其第一端形成有第一彎折部,且令第三路徑中段處與第二路徑之延伸部連接,並於第二端形成有第二彎折部;第四路徑,其第一端與第二路徑連接,而其第二端則向第五路徑延伸;第五路徑,其係呈一ㄈ字型,且於第五路徑分別延伸有兩相對應呈平行之第一延伸部及第二延伸部;第六路徑,其於兩端分別形成有第一彎折部及第二彎折部,令該第一彎折部與第五路徑之第一延伸部連接;第七路徑,其與第六路徑之第二彎折部連接;第八路徑,其於兩端分別形成有第一彎折部及第二彎折部,令該第一彎折部與第五路徑之第二延伸部連接;接地部,其分別與第三路徑之第二彎折部及第八路徑之第二
彎折部連接;藉此,以能適用LTE 700、2300、2500及GSM 850、900、1800、1900/UMTS等多頻帶,而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
(1)‧‧‧天線
(11)‧‧‧第一路徑
(111)‧‧‧彎折部
(112)‧‧‧晶片電感
(12)‧‧‧第二路徑
(121)‧‧‧彎折部
(122)‧‧‧延伸部
(13)‧‧‧第三路徑
(131)‧‧‧第一彎折部
(132)‧‧‧第二彎折部
(14)‧‧‧第四路徑
(15)‧‧‧第五路徑
(151)‧‧‧第一延伸部
(152)‧‧‧第二延伸部
(16)‧‧‧第六路徑
(161)‧‧‧第一彎折部
(162)‧‧‧第二彎折部
(17)‧‧‧第七路徑
(18)‧‧‧第八路徑
(181)‧‧‧第一彎折部
(182)‧‧‧第二彎折部
(19)‧‧‧接地部
第一圖:本發明之結構示意圖
第二圖:本發明未加入晶片電感與加入晶片電感之波形圖(一)
第三圖:本發明未加入晶片電感與加入晶片電感之波形圖(二)
第四圖:本發明加入15、18、22nH晶片電感之波形圖(一)
第五圖:本發明加入15、18、22nH晶片電感之波形圖(二)
第六圖:本發明改變第一路徑狀態之結構示意圖
第七圖:本發明改變第一路徑狀態之波形圖(一)
第八圖:本發明改變第一路徑狀態之波形圖(二)
第九圖:本發明改變第三路徑狀態之結構示意圖
第十圖:本發明改變第三路徑狀態之波形圖(一)
第十一圖:本發明改變第三路徑狀態之波形圖(二)
第十二圖:本發明改變第三路徑狀態的第一彎折部之波形圖(一)
第十三圖:本發明改變第三路徑狀態的第一彎折部之波形圖(二)
第十四圖:本發明改變第三路徑狀態的第一彎折部之波形圖(四)
第十五圖:本發明改變第四路徑狀態之結構示意圖
第十六圖:本發明改變第四路徑狀態之波形圖(一)
第十七圖:本發明改變第四路徑狀態之波形圖(二)
第十八圖:本發明改變第五路徑狀態之結構示意圖
第十九圖:本發明改變第五路徑狀態之波形圖(一)
第二十圖:本發明改變第五路徑狀態之波形圖(二)
第二十一圖:本發明改變第七路徑狀態之結構示意圖
第二十二圖:本發明改變第七路徑狀態之波形圖(一)
第二十三圖:本發明改變第七路徑狀態之波形圖(二)
第二十四圖:本發明同時改變第五、六、七、八路徑狀態之結構示意圖
第二十五圖:本發明同時改變第五、六、七、八路徑狀態之波形圖(一)
第二十六圖:本發明同時改變第五、六、七、八路徑狀態之波形圖(二)
為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露,茲於下詳細說明之,並請一併參閱所揭之圖式及圖號:
首先,請參閱第一圖本發明之結構示意圖所示,本發明之天線(1)包括有:第一路徑(11),其第一端形成有彎折部(111),且於第一路徑(11)上設有晶片電感(112);第二路徑(12),其分別延伸形成有彎折部(121)及延伸部(122),令該彎折部(121)與第一路徑(11)之第二端連接,而該延伸部(122)則供信號饋入;第三路徑(13),其第一端形成有第一彎折部(131),且令第三路徑(13)中段處與第二路徑(12)之延伸部(122)連接,並於第二端形成有第二彎折部(132);第四路徑(14),其第一端與第二路徑(12)連接,而其第二端則向第五路徑(15)延伸;
第五路徑(15),其係呈一ㄈ字型,且於第五路徑(15)分別延伸有兩相對應呈平行之第一延伸部(151)及第二延伸部(152);第六路徑(16),其於兩端分別形成有第一彎折部(161)及第二彎折部(162),令該第一彎折部(161)與第五路徑(15)之第一延伸部(151)連接;第七路徑(17),其與第六路徑(16)之第二彎折部(162)連接;第八路徑(18),其於兩端分別形成有第一彎折部(181)及第二彎折部(182),令該第一彎折部(181)與第五路徑(15)之第二延伸部(152)連接;接地部(19),其分別與第三路徑(13)之第二彎折部(132)及第八路徑(18)之第二彎折部(182)連接。
如此一來,請再一併參閱第二圖本發明未加入晶片電感與加入晶片電感之波形圖(一)所示,於未加入晶片電感時,低頻0.74與0.96GHz之模態的虛部均有過低與過大的現象產生,而於利用直接饋入的單極再加上晶片電感時,可將位於饋入端電流分散,饋入點附近的電流因而變小,使饋入端與耦合式單極的耦合量會變小,使低頻0.74與0.96GHz之實部振幅變小;另,請再一併參閱第三圖本發明未加入晶片電感與加入晶片電感之波形圖(二)所示,於未加入晶片電感時,此模態在位於1.54G
Hz,阻抗本身振幅已經很大,在加上晶片電感後,此模態往低頻移動到1.2GHz而實部與虛部振幅變得更大,再利用此模態將低頻兩模態過低的虛部拉起,使此兩模態能匹配出更寬之頻寬。
請再一併參閱第四圖本發明加入15、18、22nH晶片電感之波形圖(一)及第五圖本發明加入15、18、22nH晶片電感之波形圖(二)所示,當晶片電感改變成為15nH時,可得知位於低頻兩模態振幅有明顯增大的趨勢,而導致整體低頻的匹配變差,是因為將電感值縮小時,饋入端的電流分流往的單極電流變小,使饋入端與耦合式單極天線元件的耦合量變大;反之將晶片電感值改變為22nH,往單極分流電流變大,使耦合量變小,就導致阻抗過小的現象產生,所以使用18nH電感值為最佳之數值。
請再一併參閱第六圖本發明改變第一路徑狀態之結構示意圖所示,當將該天線(1)之第一路徑(11)逐漸縮短時,請再一併參閱第七圖本發明改變第一路徑狀態之波形圖(一)及第八圖本發明改變第一路徑狀態之波形圖(二)所示,可得知位於低頻0.96GHz的模態,逐漸往低頻移動,由於當縮短第一路徑(11)時,使此單極電流強度增大,使從接地部(19)延伸出的單極電感量增大,而導致第二模態往低頻移動。
請再一併參閱第九圖本發明改變第三路徑狀態之結構示意圖所示,當將該天線(1)之第三路徑(13)逐漸縮短時,請再
一併參閱第十圖本發明改變第三路徑狀態之波形圖(一)及第十一圖本發明改變第三路徑狀態之波形圖(二)所示,可得知該第三路徑(13)雖為第0.96GHz模態的激發路徑,但改變末端長時,對低頻0.96GHz的模態影響不大,是由於此模態的電流分佈在末端電流非常微小,所以僅有匹配的改變,反觀高頻2.7GHz的模態持續往高頻移動,末端路徑的加長,主要是為了將第三路徑(13)的三倍頻往低頻移動,使此模態可應用在LTE2500的頻帶上;另,請再一併參閱第十二圖本發明改變第三路徑狀態的第一彎折部之波形圖(一)、第十三圖本發明改變第三路徑狀態的第一彎折部之波形圖(二)及第十四圖本發明改變第三路徑狀態的第一彎折部之波形圖(四)所示,當將該第三路徑(13)之第一彎折部(131)去除後,再持續由左向右的縮短,即可明顯得知此模態逐漸往高頻移動,很清楚的知道此路徑為激發0.96GHz之模態。
請再一併參閱第十五圖本發明改變第四路徑狀態之結構示意圖所示,當將該天線(1)之第四路徑(14)刪除時,請再一併參閱第十六圖本發明改變第四路徑狀態之波形圖(一)及第十七圖本發明改變第四路徑狀態之波形圖(二)所示,可得知對1.75GHz模態之實部與虛部影響甚大,當第四路徑(14)刪除時,此實部與虛部的模態均過低,在加入第四路徑(14)刪除後,很明顯在1.75GHz模態,在實部與虛部均有增大,虛部振幅中心點也往零的準位移動,使得虛部更接近於零,使整體頻寬加大,
另當第四路徑(14)刪除時,對中頻與高頻之模態使其整體電抗皆有過低的現象,由於刪除第四路徑(14)時,直接饋入單極對耦合式單極的耦合量而減少,使整體電抗值下降,而在2.06GHz產生新的模態值,此模態值為0.73GHz的四分之七波長所激發,電流集中在耦合式單極路徑呈現四零點四極點,以可得知第四路徑(14)不僅對中高頻匹配有很大的影響外,並且會將0.73GHz的四分之七波長抑制。
請再一併參閱第十八圖本發明改變第五路徑狀態之結構示意圖所示,該天線(1)之第五路徑(15)主要是為了取代晶片電感(112),由於加入晶片電感(112)會導致整體增益與效能降低,為了不讓此現象產生,所以利用天線(1)本身的金屬線與金屬線所產生的電感量去取代晶片電感(112),將此路徑使用細線並加長進而提升電感量,利用此路徑的電感量取代晶片電感(112),請再一併參閱第十九圖本發明改變第五路徑狀態之波形圖(一)及第二十圖本發明改變第五路徑狀態之波形圖(二)所示,當第五路徑(15)逐漸縮短時,中高頻模態很明顯的匹配與模態逐漸消失,低頻也只有小部份的變化,在此可得知第五路徑(15)對低頻僅有稍微的為低頻移動的現象,而對中高頻有匹配與此低頻模態之高階模態往低頻移動。
請再一併參閱第二十一圖本發明改變第七路徑狀態之結構示意圖所示,當改變該天線(1)之第七路徑(17)末端長度時,
請再一併參閱第二十二圖本發明改變第七路徑狀態之波形圖(一)及第二十三圖本發明改變第七路徑狀態之波形圖(二)所示,可以得知其對低頻影響不大,是因為從電流分佈可看出在右方耦合單極末端電流相當微弱,所以對低頻來說,末端僅對低頻只有阻抗匹配的效果,而對中高頻之高階模態很明顯看出均逐漸往高頻移動的趨勢,更證明此模態為0.74GHz的高階模態。
請再一併參閱第二十四圖本發明同時改變第五、六、七、八路徑狀態之結構示意圖所示,為了能更明白了解本發明天線(1)第五、六、七、八路徑(15)、(16)、(17)、(18)所激發出的模態,所以將第五、六、七、八路徑(15)、(16)、(17)、(18)去除,請再一併參閱第二十五圖本發明同時改變第五、六、七、八路徑狀態之波形圖(一)及第二十六圖本發明同時改變第五、六、七、八路徑狀態之波形圖(二)所示,可以得知最低頻0.74GHz、1.51GHz、1.75GHz、2.35GHz之模態均消失,所以可看出第五、六、七、八路徑(15)、(16)、(17)、(18)最低頻為基頻四分之一波長,其餘均為此模態之高階模態。
藉由以上所述,本發明結構之組成與使用實施說明可知,本發明與現有結構相較之下,本發明主要係能適用LTE 700、2300、2500及GSM 850、900、1800、1900/UMTS等多頻帶,而在其整體施行使用上更增實用功效特
性者。
然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式,任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾,皆應視為不脫離本發明之專利範疇。
綜上所述,本發明實施例確能達到所預期之使用功效,又其所揭露之具體構造,不僅未曾見諸於同類產品中,亦未曾公開於申請前,誠已完全符合專利法之規定與要求,爰依法提出發明專利之申請,懇請惠予審查,並賜准專利,則實感德便。
(1)‧‧‧天線
(11)‧‧‧第一路徑
(111)‧‧‧彎折部
(112)‧‧‧晶片電感
(12)‧‧‧第二路徑
(121)‧‧‧彎折部
(122)‧‧‧延伸部
(13)‧‧‧第三路徑
(131)‧‧‧第一彎折部
(132)‧‧‧第二彎折部
(14)‧‧‧第四路徑
(15)‧‧‧第五路徑
(151)‧‧‧第一延伸部
(152)‧‧‧第二延伸部
(16)‧‧‧第六路徑
(161)‧‧‧第一彎折部
(162)‧‧‧第二彎折部
(17)‧‧‧第七路徑
(18)‧‧‧第八路徑
(181)‧‧‧第一彎折部
(182)‧‧‧第二彎折部
(19)‧‧‧接地部
Claims (1)
- 一種應用於平板電腦之多頻帶天線,其主要係於天線包括有:第一路徑,其第一端形成有彎折部,且於第一路徑上設有晶片電感;第二路徑,其分別延伸形成有彎折部及延伸部,令該彎折部與第一路徑之第二端連接,而該延伸部則供信號饋入;第三路徑,其第一端形成有第一彎折部,且令第三路徑中段處與第二路徑之延伸部連接,並於第二端形成有第二彎折部;第四路徑,其第一端與第二路徑連接,而其第二端則向第五路徑延伸;第五路徑,其係呈一ㄈ字型,且於第五路徑分別延伸有兩相對應呈平行之第一延伸部及第二延伸部;第六路徑,其於兩端分別形成有第一彎折部及第二彎折部,令該第一彎折部與第五路徑之第一延伸部連接;第七路徑,其與第六路徑之第二彎折部連接;第八路徑,其於兩端分別形成有第一彎折部及第二彎折部,令該第一彎折部與第五路徑之第二延伸部連接;接地部,其分別與第三路徑之第二彎折部及第八路徑 之第二彎折部連接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW101121505A TWI470874B (zh) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | 應用於平板電腦之多頻帶天線 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW101121505A TWI470874B (zh) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | 應用於平板電腦之多頻帶天線 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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TW201351782A TW201351782A (zh) | 2013-12-16 |
TWI470874B true TWI470874B (zh) | 2015-01-21 |
Family
ID=50158161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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TW101121505A TWI470874B (zh) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | 應用於平板電腦之多頻帶天線 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI470874B (zh) |
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US7705784B2 (en) * | 2006-12-07 | 2010-04-27 | Wistron Neweb Corp. | Multi-frequency antenna |
US20120146875A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Ali Shirook M | Modified Ground Plane (MGP) Approach to Improving Antenna Self-Matching and Bandwidth |
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2012
- 2012-06-15 TW TW101121505A patent/TWI470874B/zh not_active IP Right Cessation
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201351782A (zh) | 2013-12-16 |
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