TWI493789B - 天線 - Google Patents

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TWI493789B TW100139312A TW100139312A TWI493789B TW I493789 B TWI493789 B TW I493789B TW 100139312 A TW100139312 A TW 100139312A TW 100139312 A TW100139312 A TW 100139312A TW I493789 B TWI493789 B TW I493789B
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Sheng Hsiung Yang
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Description

天線
本發明涉及無線通訊領域，尤其涉及一種天線。
隨著電子技術的發展，電子設備的趨勢是輕薄短小，相應地，天線作為必要元件，其設計的趨勢也是越來越小巧。為了保證通訊品質，提高頻譜利用率，大多採用多輸入輸出天線。
然而，當前的多輸入輸出天線都是設計兩支以上天線，這樣就會佔用較大面積，故，如何僅利用一支天線來達成多輸入輸出天線的效應成為當今天線設計領域一大課題。
有鑒於此，有必要提供一種天線，既能達到多輸入輸出天線的效應，又具有面積小、隔離度好的優點。
本發明實施方式中的天線設置於基板上，包括輻射體及兩個耦合饋入部。該輻射體的長度等於該輻射體所輻射出電磁波訊號的波長的二分之一。該兩個耦合饋入部的每個耦合饋入部均包括相互連接的饋入部與耦合部，該兩個耦合饋入部的饋入部分別藉由相連接的耦合部將電磁波訊號饋入至該輻射體以達到多輸入輸出天線的效應，每個耦合部與該輻射體之間設有間隙以改善該多輸入輸出天線的隔離度。
優選地，該輻射體呈軸對稱，該兩個耦合饋入部與該輻射體同軸對稱。
優選地，每個耦合饋入部還包括匹配部，電性連接於該饋入部與該耦合部之間，用於該饋入部與該耦合部之間的阻抗匹配。
優選地，該基板包括相對設置的第一表面與第二表面，該兩個耦合饋入部設置於該第一表面，該輻射體設置於該第二表面。
優選地，該輻射體在該第一表面的投影與每個耦合部部分重疊，該輻射體與每個耦合部之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
優選地，該輻射體包括呈“L”形的第一輻射部、呈“L”形的第二輻射部以及呈長條形的第三輻射部，該第一輻射部、該第三輻射部以及該第二輻射部依次相連共同形成具缺口的矩形。
優選地，該每個耦合饋入部的耦合部均包括均呈長條形的第一耦合單元、第二耦合單元及第三耦合單元，其中該第一耦合單元與該第三耦合單元分別位於該第二耦合單元的兩側且相互平行，該第一耦合單元與該第二耦合單元垂直相連共同形成“L”形，該第二耦合單元與該第三耦合單元垂直相連共同形成“T”形，該第一耦合單元與該第三輻射部在該第一表面的投影部分重疊，二者之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
優選地，該每個耦合饋入部的耦合部均包括均呈長條形的第一耦合單元、第二耦合單元及第三耦合單元，其中該第一耦合單元與該第三耦合單元分別垂直連接於該第二耦合單元的兩端且背離輻射體方向同向延伸，該第一耦合單元略短於該第三耦合單元，該第一耦合單元及該第三耦合單元與該第三輻射部在該第一表面的 投影部分重疊，該第一耦合單元及該第三耦合單元與該第三輻射部之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
優選地，該每個耦合饋入部的耦合部均包括均呈長條形的第一耦合單元與第二耦合單元，該第一耦合單元與該第二耦合單元垂直相連共同形成“T”形，且該第一耦合單元與該第三輻射部在該第一表面的投影部分重疊，二者之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
優選地，該每個耦合饋入部的耦合部均包括均呈長條形的第一耦合單元與第二耦合單元，該第一耦合單元與該第二耦合單元垂直相連共同形成“L”形，且該第一耦合單元與該第三輻射部在該第一表面的投影部分重疊，二者之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
優選地，該輻射體包括呈“S”形的第一輻射部、呈“S”形的第二輻射部以及呈“U”形彎折的第三輻射部，該第一輻射部、該第三輻射部以及該第二輻射部依次相連共同形成蜿蜒狀。
優選地，該每個耦合饋入部的耦合部均包括均呈長條形的第一耦合單元、第二耦合單元及第三耦合單元，其中該第一耦合單元與該第三耦合單元分別位於該第二耦合單元的兩側且相互平行，該第一耦合單元與該第二耦合單元垂直相連共同形成“L”形，該第二耦合單元與該第三耦合單元垂直相連共同形成“T”形，二者之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
優選地，該兩個耦合饋入部與該輻射體同時設置於該基板的同一個表面。
優選地，該輻射體包括呈“L”形的第一輻射部、呈“L”形的第二輻射部以及呈長條形的第三輻射部，該第一輻射部、該第三輻射部以及該第二輻射部依次相連共同形成具缺口的矩形。
優選地，該每個耦合饋入部的耦合部均包括均呈長條形的第一耦合單元及第二耦合單元，該第一耦合單元與該第二耦合單元垂直相連共同形成“L”形。
優選地，該每個耦合部的第一耦合單元均分別平行於該第三輻射部，二者之間形成該間隙。
藉由以下對具體實施方式詳細的描述結合附圖，將可輕易的瞭解上述內容及此項發明之諸多優點。
10‧‧‧基板
102‧‧‧第一表面
104‧‧‧第二表面
20、120、220、320、420、520‧‧‧天線
22、422、522‧‧‧輻射體
221、4221、5221‧‧‧第一輻射部
223、4223、5223‧‧‧第二輻射部
225、4225、5225‧‧‧第三輻射部
24、124、224、324、524‧‧‧第一耦合饋入部
241‧‧‧饋入部
243‧‧‧匹配部
245、1245、2245、3245、4245、5245‧‧‧耦合部
245a、1245a、2245a、3245a、5245a‧‧‧第一耦合單元
245b、1245b、2245b、3245b、5245b‧‧‧第二耦合單元
245c、1245c‧‧‧第三耦合單元
26、126、226、326、526‧‧‧第二耦合饋入部
28‧‧‧接地部
圖1與圖2分別為本發明天線第一實施方式的正面及反面示意圖。
圖3為本發明天線第一實施方式中匹配部所包括匹配電路的類型示意圖。
圖4為本發明天線第一實施方式的第一表面尺寸示意圖。
圖5為本發明天線第一實施方式的第二表面尺寸示意圖。
圖6為本發明天線第一實施方式的回波損耗與隔離度的測試圖。
圖7與圖8分別為本發明天線第二實施方式的正面及反面示意圖。
圖9為本發明天線第二實施方式的耦合饋入部的尺寸示意圖。
圖10為本發明天線第二實施方式的回波損耗與隔離度的測試圖。
圖11與圖12分別為本發明天線第三實施方式的正面及反面示意圖 。
圖13為本發明天線第三實施方式的耦合饋入部的尺寸示意圖。
圖14為本發明天線第三實施方式的回波損耗與隔離度的測試圖。
圖15與圖16分別為本發明天線第四實施方式的正面及反面示意圖。
圖17為本發明天線第四實施方式的耦合饋入部的尺寸示意圖。
圖18為本發明天線第四實施方式的回波損耗與隔離度的測試圖。
圖19與圖20分別為本發明天線第五實施方式的正面及反面示意圖。
圖21為本發明天線第五實施方式的輻射體的尺寸示意圖。
圖22為本發明天線第五實施方式的回波損耗與隔離度的測試圖。
圖23與圖24分別為本發明天線第六實施方式的正面及反面示意圖。
圖25為本發明天線第六實施方式的輻射體與耦合饋入部的尺寸示意圖。
圖26為本發明天線第六實施方式的回波損耗與隔離度的測試圖。
請參閱圖1與圖2，所示分別為本發明天線20第一實施方式的正面及反面示意圖。在本實施方式中，天線20設置於基板10上，基板10為印刷電路板，包括第一表面102(圖1所示)以及與第一表面102相對設置的第二表面104(圖2所示)。天線20包括輻射體22 (圖2所示)、第一耦合饋入部24(圖1所示)、第二耦合饋入部26(圖1所示)以及接地部28(圖1與圖2同時所示)。
輻射體22設置於基板10的第二表面104，包括第一輻射部221、第二輻射部223以及第三輻射部225，用於輻射電磁波訊號。在本實施方式中，輻射體22呈軸對稱的蜿蜒狀，且蜿蜒的長度等於輻射體22所輻射出電磁波訊號的波長的二分之一。在本實施方式中，輻射體22的第一輻射部221、第三輻射部225以及第二輻射部223依次相連並共同形成蜿蜒狀，其中第一輻射部221與第二輻射部223均呈”L”形，第三輻射部225呈長條形。第一輻射部221與第二輻射部223呈軸對稱，且彎折方向相對，第三輻射部225的一端與第一輻射部221的一端垂直相連，第三輻射部225的另一端與第二輻射部223的一端垂直相連，第一輻射部221、第三輻射部225以及第二輻射部223依次相連共同蜿蜒成一側具缺口的矩形。需要注意的是，輻射體22的蜿蜒形狀並不限於上述所構成的形狀，只要滿足輻射體22的蜿蜒長度等於輻射體22所輻射出電磁波訊號波長的二分之一這個條件，輻射體22可以設計成其他的蜿蜒形狀，如下文圖20所示的本發明的另一實施方式。
第一耦合饋入部24與第二耦合饋入部26結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱。第一耦合饋入部24包括饋入部241、匹配部243以及耦合部245。耦合部245包括第一耦合單元245a、第二耦合單元245b以及第三耦合單元245c。在本實施方式中，第一耦合饋入部24與第二耦合饋入部26結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱，故以下僅以第一耦合饋入部24的結構進行詳細說明。
饋入部241設置於基板10的第一表面102，用於饋入電磁波訊號。
匹配部243設置於基板10的第一表面102，用於饋入部241與耦合部245之間的阻抗匹配。在本實施方式中，匹配部243的一端電性連接於饋入部241，另一端電性連接於耦合部245的第二耦合單元245b，匹配部243可以由各種類型的LC匹配電路組成，例如L型的LC匹配電路、π型的LC匹配電路、T型的LC匹配電路等，具體的電路圖由圖3所示。
請參閱圖3，所示為本發明天線20第一實施方式中匹配部243所包括匹配電路的類型示意圖。如圖所示，(a)與(c)為L型的LC匹配電路，(b)為π型的LC匹配電路，(d)為T型的LC匹配電路。在本實施方式中，圖中的X1~X10可以分別是電感元件或者電容元件，藉由計算天線20的阻抗來選擇不同類型的LC匹配電路，以達到阻抗匹配的目的，改善天線20的輻射性能。
請繼續參閱圖1和圖2，耦合部245設置於基板10的第一表面102，包括均呈長條形的第一耦合單元245a、第二耦合單元245b及第三耦合單元245c，用於將電流耦合至輻射體22以及改善隔離度。在本實施方式中，第二耦合單元245b平行於輻射體22的對稱軸，第一耦合單元245a與第三耦合單元245c分別位於第二耦合單元245b的兩側，其中第一耦合單元245a垂直連接於第二耦合單元245b遠離饋入部241的一端且與第二耦合單元245b共同形成“L”形，第三耦合單元245c垂直連接於第二耦合單元245b靠近饋入部241的一端且與第二耦合單元245b共同形成“T”形。在本實施方式中，第一耦合單元245a與輻射體22的第三輻射部225在基板10的第一表面102上的投影部分重疊，二者之間因基板10的隔斷而產生間隙，這樣可以使耦合部245能夠將在特定頻率上耦合的電流集 中在輻射體22上，並產生共振和輻射，從而減少大量電流耦合至第二耦合饋入部26，進而達到改善隔離度的效果。需要注意的是，耦合部245的形狀並不限於上述所構成的形狀，只要滿足能將電流耦合至輻射體22這個條件，耦合部245可以設計成其他形狀，如圖7、11、15中本發明的第二、三、四實施方式所示。
本發明實施方式中的設計原理在於單支天線20藉由兩個耦合饋入部24與26將電磁波訊號以耦合方式饋入至輻射體22，達到多輸入輸出天線的效應。同時，由於天線20的輻射體22呈多彎折蜿蜒狀，所以天線20的面積可得到大幅縮小。此外，藉由設置呈軸對稱且與輻射體22之間具有特定間隙的第一耦合饋入部24與第二耦合饋入部26，並適當設計輻射體22的長度，使得第一耦合饋入部24(或第二耦合饋入部26)在特定頻率上能夠將耦合到的電流集中到輻射體22上，並產生共振和輻射，從而大量減少電流藉由近場耦合至第二耦合饋入部26(或第一耦合饋入部24)，進而達到高隔離度的效果，以提升天線20的輻射性能。需要注意的是，基於上述設計原理，利用多分支路徑，本發明還可應用於多頻天線的設計。
接地部28設置於基板10的第一表面102與第二表面104。
請同時參閱圖4和圖5，圖4為本發明天線20第一實施方式的第一表面102尺寸示意圖，圖5為本發明天線20第一實施方式的第二表面104尺寸示意圖。
在本實施方式中，基板10的長度、寬度及厚度分別為57毫米、25毫米及1毫米，接地部28在第一表面102與第二表面104上的長度、寬度均分別為48毫米、25毫米。輻射體22的第一輻射部221的 “L”形兩部分的長度分別為10.2毫米、7毫米，其寬度為1毫米。第二輻射部223的長度與寬度與第一輻射部221相同，第三輻射部225的長度與寬度分別為25毫米、1毫米。第一耦合饋入部24的第一耦合單元245a的長度與寬度分別為5.5毫米、1毫米，第二耦合單元245b的長度與寬度分別為2毫米、1毫米，第三耦合單元245c的長度與寬度分別為4毫米、1毫米。第二耦合體入部26的各部分尺寸與第一耦合饋入部24的各部分尺寸相同，且第一耦合饋入部24之第二饋入部241與第二耦合饋入部26的饋入部的間距為14毫米。
請參閱圖6，所示為本發明天線20第一實施方式的回波損耗(Return loss)與隔離度(Isolation)的測試圖。如圖所示，曲線a、b分別為第一耦合饋入部24與第二耦合饋入部26的回波損耗的測試圖，曲線c為隔離度的測試圖，因天線20結構對稱，故曲線a、b基本相同，採用圖1與圖2中的這種設計方式可以使得天線20覆蓋到長期演進(Long Term Evolution，LTE)標準下的2.3GHz~2.4GHz頻段並達成多輸入輸出天線的效應，且在這個頻段下的回波損耗的衰減幅度均小於-10dB，符合行業標準，同時在這個頻段下具有較好的隔離度，從而極大地提高了天線20的輻射性能。
請參閱圖7與圖8，所示分別為本發明天線120第二實施方式的正面及反面示意圖。在本實施方式中，天線120與圖1和圖2所示的天線20大致相同，其差別僅在於：將圖1中第一耦合饋入部24及第二耦合饋入部26改變為圖7中第一耦合饋入部124及第二耦合饋入部126。
天線120包括輻射體22、第一耦合饋入部124、第二耦合饋入部126以及接地部28。由於天線120的輻射體22以及接地部28與圖1中天線20的設置(形狀、尺寸、位置等)相同，故在此不再贅述。
在本實施方式中，天線120的第一耦合饋入部124與第二耦合饋入部126結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱。天線120的第一耦合饋入部124設置於基板10的第一表面102，包括饋入部241、匹配部243以及耦合部1245。其中饋入部241及匹配部243與圖1所示的天線20的饋入部241與匹配部243相同，故不再贅述。耦合部1245包括第一耦合單元1245a、第二耦合單元1245b及第三耦合單元1245c，用於將電流耦合至輻射體22以及改善隔離度。在本實施方式中，第一耦合單元1245a、第二耦合單元1245b及第三耦合單元1245c均呈長條形，其中第一耦合單元1245a與第三耦合單元1245c分別垂直連接於第二耦合單元1245b的兩端且背離輻射體22方向同向延伸，第一耦合單元1245a略短於第三耦合單元1245c。在本實施方式中，第二耦合單元1245b位於輻射體22所形成的矩形在第一表面102的投影的內側且平行於輻射體22的第三輻射部225，第一耦合單元1245a及第三耦合單元1245c與輻射體22的第三輻射部225在基板10的第一表面102上的投影部分重疊，輻射體22分別與第一耦合單元1245a及第三耦合單元1245c之間因基板10的隔斷而產生間隙，這樣可以使耦合部1245能夠將在特定頻率上耦合的電流集中在輻射體22上，並產生共振和輻射，從而減少大量電流耦合至第二耦合饋入部126，進而達到改善隔離度的效果。需要注意的是，天線120的第一耦合饋入部124的耦合部1245的形狀並不限於上述所構成的形狀，只要滿足能將電流耦合至輻射 體22這個條件，耦合部1245可以設計成其他形狀，如本發明的其他實施方式所示。在本實施方式中，由於第二耦合饋入部126與第一耦合饋入部124結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱，故對於第二耦合饋入部126在此不再贅述。
請參閱圖9，為本發明天線120第二實施方式的耦合饋入部124與126的尺寸示意圖。
在本實施方式中，天線120的第一耦合饋入部124的耦合部1245的第一耦合單元1245a的長度與寬度分別為4毫米、1毫米，第二耦合單元1245b的長度與寬度分別為3毫米、1毫米，第三耦合單元1245c的長度與寬度分別為5毫米、1毫米。第二耦合饋入部126的各部分尺寸與第一耦合饋入部124的各部分尺寸相同，且第一耦合饋入部124的第三耦合單元1245c與第二耦合饋入部126的第三耦合單元的間距為14毫米。
請參閱圖10，所示為本發明天線120第二實施方式的回波損耗(Return loss)與隔離度(Isolation)的測試圖。如圖所示，曲線a、b分別為第一耦合饋入部124與第二耦合饋入部126的回波損耗的測試圖，曲線c為隔離度的測試圖，因天線120結構對稱，故曲線a、b基本相同，採用圖7與圖8中這種設計方式可以使得天線120可以覆蓋到長期演進(Long Term Evolution，LTE)標準下的2.3GHz~2.4GHz頻段並達成多輸入輸出天線的效應，且在這個頻段下的回波損耗的衰減幅度均小於-10dB，符合行業標準，同時在這個頻段下具有較好的隔離度，從而極大地提高了天線120的輻射性能。
請參閱圖11與圖12，所示分別為本發明天線220第三實施方式的 正面及反面示意圖。在本實施方式中，天線220與圖1和圖2所示的天線20大致相同，差別僅在於：將圖1中第一耦合饋入部24及第二耦合饋入部26改變為圖11中第一耦合饋入部224及第二耦合饋入部226。
天線220包括輻射體22、第一耦合饋入部224、第二耦合饋入部226以及接地部28。由於天線220的輻射體22以及接地部28與圖1中天線20的設置(形狀、尺寸、位置等)相同，故在此不再贅述。
在本實施方式中，天線220的第一耦合饋入部224與第二耦合饋入部226結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱。天線220的第一耦合饋入部224設置於基板10的第一表面102，包括饋入部241、匹配部243以及耦合部2245。其中饋入部241及匹配部243與圖1所示的天線20的饋入部241與匹配部243相同，故不再贅述。耦合部2245包括均呈長條形的第一耦合單元2245a與第二耦合單元2245b，用於將電流耦合至輻射體22以及改善隔離度。在本實施方式中，第二耦合單元2245b的一端與第一耦合單元2245a的中部垂直相連，第二耦合單元2245b的另一端與匹配部243電性相連。第一耦合單元2245a與第二耦合單元2245b形成“T”形。在本實施方式中，第一耦合單元2245a與輻射體22的第三輻射部225在基板10的第一表面102上的投影部分重疊，二者之間因基板10的隔斷而產生間隙，這樣可以使耦合部2245能夠將在特定頻率上耦合的電流集中在輻射體22上，並產生共振和輻射，從而減少大量電流耦合至第二耦合饋入部226，進而達到改善隔離度的效果。需要注意的是，天線220的第一耦合饋入部224的耦合部2245的形狀並不限 於上述形狀，只要滿足能將電流耦合至輻射體22這個條件，耦合部2245可以設計成其他形狀，如本發明的其他實施方式所示。在本實施方式中，由於第二耦合饋入部226與第一耦合饋入部224結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱，故對於第二耦合饋入部226在此不再贅述。
請參閱圖13，為本發明天線220第三實施方式的耦合饋入部224與226的尺寸示意圖。
在本實施方式中，天線220的第一耦合饋入部224的耦合部2245的第一耦合單元2245a的長度與寬度分別為6毫米、1毫米，第二耦合單元2245b的長度與寬度分別為2毫米、1毫米，第二耦合單元2245b的一端與第一耦合單元2245a的垂直連接處距離第一耦合單元2245a的兩端均為2.5毫米。第二耦合饋入部226的各部分尺寸與第一耦合饋入部224的各部分尺寸相同，且第一耦合饋入部224的第二耦合單元2245a與第二耦合饋入部226的第二耦合單元的間距為14毫米。
請參閱圖14，所示本發明天線220第三實施方式的回波損耗(Return loss)與隔離度(Isolation)的測試圖。如圖所示，曲線a、b分別為第一耦合饋入部224與第二耦合饋入部226的回波損耗的測試圖，曲線c為隔離度的測試圖，因天線220結構對稱，故曲線a、b基本相同，採用圖11與圖12中這種設計方式可以使得天線220可以覆蓋到長期演進(Long Term Evolution，LTE)標準下的2.3GHz~2.4GHz頻段並達成多輸入輸出天線的效應，且在這個頻段下的回波損耗的衰減幅度均小於-10dB，符合行業標準，同時在這個頻段下具有較好的隔離度，從而極大地提高了天線 220的輻射性能。
請參閱圖15與圖16，所示分別為本發明天線320第四實施方式的正面及反面示意圖。在本實施方式中，天線320與圖1和圖2所示的天線20大致相同，差別僅在於：將圖1中第一耦合饋入部24及第二耦合饋入部26改變為圖15中天線320的第一耦合饋入部324及第二耦合饋入部326。
天線320包括輻射體22、第一耦合饋入部324、第二耦合饋入部326以及接地部28。由於天線320的輻射體22以及接地部28與圖1中天線20的設置(形狀、尺寸、位置等)相同，故在此不再贅述。
在本實施方式中，天線320的第一耦合饋入部324與第二耦合饋入部326結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱。天線320的第一耦合饋入部324設置於基板10的第一表面102，包括饋入部241、匹配部243以及耦合部3245。其中饋入部241及匹配部243與圖1所示的天線20的饋入部241與匹配部243相同，故不再贅述。耦合部3245包括均呈長條形的第一耦合單元3245a與第二耦合單元3245b，用於將電流耦合至輻射體22以及改善隔離度。在本實施方式中，第二耦合單元3245b的一端與第一耦合單元3245a垂直相連，第二耦合單元3245b的另一端與匹配部243電性相連。第一耦合單元3245a與第二耦合單元3245b共同形成“L”形。在本實施方式中，第一耦合單元3245a與輻射體22的第三輻射部225在基板10的第一表面102上的投影部分重疊，二者之間因基板10的隔斷而產生間隙，這樣可以使耦合部3245能夠將在特定頻率上耦合的電流集中在輻射體22上，並產生共振和輻射，從而減少大量電流耦合至 第二耦合饋入部326，進而達到改善隔離度的效果。需要注意的是，天線320的第一耦合饋入部324的耦合部3245的形狀並不限於上述形狀，只要滿足能將電流耦合至輻射體22這個條件，耦合部3245可以設計成其他形狀，如本發明的其他實施方式所示。在本實施方式中，由於第二耦合饋入部326與第一耦合饋入部324結構相同，且二者與輻射體22同軸對稱，故對於第二耦合饋入部326在此不再贅述。
請參閱圖17，為本發明天線320第四實施方式的耦合饋入部324與326的尺寸示意圖。
在本實施方式中，天線320的第一耦合饋入部324的耦合部3245的第一耦合單元3245a的長度與寬度分別為4毫米、1毫米，第二耦合單元3245b的長度與寬度分別為3毫米、1毫米。第二耦合饋入部326的各部分尺寸與第一耦合饋入部324的各部分尺寸相同，且第一耦合饋入部324的第二耦合單元3245b與第二耦合饋入部326的第二耦合單元的間距為14毫米。
請參閱圖18，所示為本發明天線320第四實施方式的回波損耗(Return loss)與隔離度(Isolation)的測試圖。如圖所示，曲線a、b分別為第一耦合饋入部324與第二耦合饋入部326的回波損耗的測試圖，曲線c為隔離度的測試圖，因天線320結構對稱，故曲線a、b基本相同，採用這種設計方式可以使得天線320可以覆蓋到長期演進(Long Term Evolution，LTE)標準下的2.3GHz~2.4GHz頻段並達成多輸入輸出天線的效應，且在這個頻段下的回波損耗的衰減幅度均小於-10dB，符合行業標準，同時在這個頻段下具有較好的隔離度，從而極大地提高了天線320的 輻射性能。
請參閱圖19與圖20，所示分別為本發明天線420第五實施方式的正面及反面示意圖在本實施方式中，天線420與圖1和圖2所示的天線20大致相同，差別僅在於：將圖2中輻射體22的蜿蜒形狀改變為圖20中天線420的輻射體422。
天線420包括輻射體422、第一耦合饋入部24、第二耦合饋入部26以及接地部28。由於天線420的第一耦合饋入部24、第二耦合饋入部26以及接地部28與圖1中天線20的設置(形狀、尺寸、位置等)相同，故在此不再贅述。
在本實施方式中，天線420的輻射體422設置於基板10的第二表面104，包括第一輻射部4221、第二輻射部4223以及第三輻射部4225。第一輻射部4221、第三輻射部4225以及第二輻射部4223依次相連並共同形成蜿蜒狀，其中第一輻射部4221與第二輻射部4223均大致呈“S”形蜿蜒，第三輻射部4225的中部具倒“U”形彎折。第一輻射部4221與第二輻射部4223呈軸對稱，且彎折方向相對，第三輻射部4225的一端與第一輻射部4221的一端垂直相連，第三輻射部4225的另一端與第二輻射部4223的一端垂直相連。需要注意的是，天線420的輻射體422的蜿蜒形狀並不限於上述形狀，只要滿足輻射體422的蜿蜒長度等於輻射體422所輻射出電磁波訊號波長的二分之一這個條件，天線420的輻射體422可以設計成其他的蜿蜒形狀，如本發明的其他實施方式所示。
請參閱圖21，為本發明天線420第五實施方式的輻射體422的尺寸示意圖。
在本實施方式中，天線420的輻射體422的第一輻射部4221的長度與寬度分別大約為9+3+7.7+3+7.7+3=33.4毫米、1毫米，第二輻射部4223的尺寸與第一輻射部4221相同，第三輻射部4225的長度與寬度分別為10.5+5+4+5+10.5=35毫米、1毫米。
請參閱圖22，所示為本發明天線420第五實施方式的回波損耗(Return loss)與隔離度(Isolation)的測試圖。如圖所示，曲線a、b分別為第一耦合饋入部24與第二耦合饋入部26的回波損耗的測試圖，曲線c為隔離度的測試圖，因天線420結構對稱，故曲線a、b基本相同，採用圖19與圖20中這種設計方式可以使得天線420可以覆蓋到長期演進(Long Term Evolution，LTE)標準下的2.3GHz~2.4GHz頻段並達成多輸入輸出天線的效應，且在這個頻段下的回波損耗的衰減幅度均小於-10dB，符合行業標準，同時在這個頻段下具有較好的隔離度，從而極大地提高了天線420的輻射性能。
請參閱圖23與圖24，所示分別為本發明天線520第六實施方式的正面及反面示意圖。在本實施方式中，天線520與圖15和圖16所示的天線320大致相同，其僅是將圖16中輻射體22從基板10的第二表面104移至第一表面102成為輻射體522，同時適應性的改變了輻射體522與本實施方式中第一耦合饋入部524及第二耦合饋入部526的位置關係。
在本實施方式中，天線520包括輻射體522、第一耦合饋入部524、第二耦合饋入部526以及接地部28。其中，天線520的輻射體522、第一耦合饋入部524、第二耦合饋入部526以及接地部28的蜿蜒形狀分別與圖15與圖16中天線320的輻射體22、第一耦合饋 入部324、第二耦合饋入部326相同，故在此不再對其形狀進行贅述。
在本實施方式中，天線520的輻射體522設置於基板10的第一表面102，包括第一輻射部5221、第二輻射部5223以及第三輻射部5225，用於輻射電磁波訊號。
在本實施方式中，天線520的第一耦合饋入部524與第二耦合饋入部526結構相同，且二者與輻射體522同軸對稱。天線520的第一耦合饋入部524設置於基板10的第一表面102，包括饋入部241、匹配部243以及耦合部5245。其中饋入部241及匹配部243與圖1所示的天線20的饋入部241與匹配部243相同，故不再贅述。耦合部5245包括第一耦合單元5245a與第二耦合單元5245b，用於將電流耦合至輻射體522以及改善隔離度。在本實施方式中，第一耦合單元5245a位於輻射體522的外側且與輻射體522的第三輻射部5225間隔一定距離(如0.5毫米)平行，這樣可以使耦合部5245能夠將在特定頻率上耦合的電流集中在輻射體522上，並產生共振和輻射，從而減少大量電流耦合至第二耦合饋入部526，進而達到改善隔離度的效果。電流藉由第一耦合單元5245a與第三輻射部5225之間的邊緣進行耦合，這樣可以使得在特定頻率上耦合的電流能夠集中在輻射體522上，並產生共振和輻射，從而減少電流耦合至第二耦合饋入部526，進而達到改善隔離度的效果。在本實施方式中，由於天線520的第一耦合饋入部524與第二耦合饋入部526結構相同，且二者與輻射體522同軸對稱，故對於第二耦合饋入部526在此不再贅述。
請參閱圖25，為本發明天線520第六實施方式的輻射體522與耦合 饋入部524、526的尺寸示意圖。
在本實施方式中，天線520的輻射體522的第一輻射部5221的長度與寬度分別為5+10.1=15.1毫米、1毫米，第二輻射部5223的長度與寬度分別為15.1毫米、1毫米，第三輻射部5225的長度與寬度分別為4+14+4=18毫米、1毫米。天線520的第一耦合饋入部524的耦合部5245的第一耦合單元5245a的長度與寬度分別為4毫米、1毫米，第二耦合單元5245b的長度與寬度分別為3毫米、1毫米。第二耦合饋入部526的各部分尺寸與第一耦合饋入部524的各部分尺寸相同，且第一耦合饋入部524的第二耦合單元5245b與第二耦合饋入部526的第二耦合單元的間距為14毫米。
請參閱圖26，所示為本發明天線520第六實施方式的回波損耗(Return loss)與隔離度(Isolation)的測試圖。如圖所示，曲線a、b分別為第一耦合饋入部524與第二耦合饋入部526的回波損耗的測試圖，曲線c為隔離度的測試圖，因天線20結構對稱，故曲線a、b基本相同，採用圖23與圖24中這種設計方式可以使得天線520可以覆蓋到長期演進(Long Term Evolution，LTE)標準下的2.3GHz~2.4GHz頻段並達成多輸入輸出天線的效應，且在這個頻段下的回波損耗的衰減幅度均小於-10dB，符合行業標準，同時在這個頻段下具有較好的隔離度，從而極大地提高了天線520的輻射性能。
本發明藉由設置輻射體22、422、522的蜿蜒長度等於所輻射出電磁波訊號的波長的二分之一，以及設置呈軸對稱且與輻射體22、422、522之間存在特定間隙的第一耦合饋入部24、124、224、324、524與第二耦合饋入部26、126、226、326、526，即單支天 線利用兩個耦合饋入部將電磁波訊號以耦合方式饋入至輻射體的設計方式，既能達到多輸入輸出天線的效應，又具有面積小、隔離度好的優點。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
10‧‧‧基板
102‧‧‧第一表面
20‧‧‧天線
24‧‧‧第一耦合饋入部
241‧‧‧饋入部
243‧‧‧匹配部
245‧‧‧耦合部
245a‧‧‧第一耦合單元
245b‧‧‧第二耦合單元
245c‧‧‧第三耦合單元
26‧‧‧第二耦合饋入部
28‧‧‧接地部

Claims (8)

  1. 一種天線，設置於基板上，該基板包括相對設置的第一表面與第二表面，該天線包括：輻射體，設置於該基板的第二表面，長度等於該輻射體所輻射出電磁波訊號的波長的二分之一；及兩個耦合饋入部，設置於所述基板的第一表面，每個耦合饋入部均包括相互連接的饋入部與耦合部，該耦合部包括：第一耦合單元，呈長條形，與該輻射體在該第一表面的投影部分重疊，二者之間因該基板的隔斷而產生間隙；第二耦合單元，呈長條形，與該饋入部電性連接，還與該第一耦合單元垂直相連共同形成“L”形，且與該輻射體在該第一表面的投影沒有重疊部分；及第三耦合單元，呈長條形，與該第二耦合單元垂直相連共同形成“T”形，且與該輻射體在該第一表面的投影沒有重疊部分，該第一耦合單元與該第三耦合單元分別位於該第二耦合單元的兩側且相互平行；其中，該兩個耦合饋入部的饋入部分別藉由相連接的耦合部將電磁波訊號饋入至該輻射體以達到多輸入輸出天線的效應，該間隙用以改善該多輸入輸出天線的隔離度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該輻射體呈軸對稱，該兩個耦合饋入部與該輻射體同軸對稱。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線，其中每個耦合饋入部還包括匹配部，電性連接於該饋入部與該耦合部之間，用於該饋入部與該耦合部之間的阻抗匹配。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之天線，其中該輻射體包括呈“L”形的第一輻射部、呈“L”形的第二輻射部以及呈長條形的第三輻射部，該第一輻射部、該第三輻射部以及該第二輻射部依次相連共同形成具缺口的矩形。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之天線，其中該第一耦合單元與該第三輻射部在該第一表面的投影部分重疊，二者之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之天線，其中該輻射體包括呈“S”形的第一輻射部、呈“S”形的第二輻射部以及呈“U”形彎折的第三輻射部，該第一輻射部、該第三輻射部以及該第二輻射部依次相連共同形成蜿蜒狀。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之天線，其中該第二耦合單元與該第三耦合單元垂直相連共同形成“T”形，二者之間因該基板的隔斷而產生該間隙。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之天線，其中該第一耦合單元朝著該對稱軸方向延伸，該第三耦合單元背離該對稱軸方向延伸。
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