TWI506853B

TWI506853B - 天線及包含其之通訊裝置

Info

Publication number: TWI506853B
Application number: TW099124527A
Authority: TW
Inventors: Masao Sakuma
Original assignee: Socionext Inc
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2015-11-01
Also published as: EP2280448A1; TW201115835A; JP5381463B2; KR101175468B1; EP2280448B1; KR20110013276A; US20110025570A1; CN101989678A; CN101989678B; JP2011035440A; US8614649B2

Description

天線及包含其之通訊裝置

發明領域

本文所討論實施例係有關於一天線及包含其之一通訊裝置。

發明背景

在無線通訊例如無線LAN(區域網路)及行動WiMAX(微波存取全球互通)中，它們的服務已於近些年發起，市場已要求供應包括一縮小尺寸天線之一通訊裝置。此一新無線通訊標準欲分配國家或區域相互之間不同的頻帶。因此，期望欲供應至市場的通訊裝置與所有這些不同頻帶相容。這是因為，開發依據各自國家或地區的頻帶之不同通訊裝置引起成本上的一不期望增加。有鑑於此，期望開發一種即使在一行動環境中也可使用的小寬頻天線。

此一天線，舉例而言，在日本早期公開專利公開號第2005-86794號案及日本國防學院電氣及電子工程系的Yongho Kim、Jun Ito，及Hisashi Morishita所著之“Study and Reduction of Mutual Coupling between Two L-shaped Folded Monopole Antennas for Handset,”IEICE(電子、資訊與通訊工程師協會) Transaction on Communication ，2008年3月27日中描述。

在WiMAX服務中，一第一國家或區域可分配一第一頻帶，及一第二國家或區域可分配一第二頻帶。目前，舉例而言，日本為WiMAX服務分配2.5至2.7 GHz的一頻帶，歐洲為WiMAX服務分配3.4至3.6 GHz的一頻帶。因此，在此兩頻帶中可操作的一小寬頻天線及一無線通訊電路將向一通訊裝置提供而不替換針對此兩頻帶的天線。

此外，WiMAX採用一MIMO(多輸入多輸出)通訊系統。在MIMO中，提供複數發射天線及接收天線以透過同一頻帶中的通道自複數發射天線同時傳送不同的通訊信號序列，以藉此實現頻率的效率的實質增加作為一資源。

在此情況中，如果該複數天線彼此接近放置，它們的相互耦合增強而導致不能實現MIMO通訊系統。因此，期望提供有助於減小所需空間且彼此弱耦合之複數天線。

發明概要

因此，在實施例之一層面中的一目標是提供一小寬頻天線及包含其之一通訊裝置。

依據一層面，一天線包括一介電基板及一天線元件。天線元件包括一功率饋電元件及一參考電位元件。功率饋電元件包括在介電基板上形成的一第一導電層，第一導電層以一第一方向延伸且具有沿該第一方向的一第一長度。參考電位元件包括在介電基板上形成的一第二導電層，第二導電層自一第二位置以與第一方向相對的一第二方向延伸，第二點與第一導電層之一端上的一第一位置相隔一第一距離，及在介電基板上形成的一第三導電層，第三導電元件與第一導電層相隔一第二距離以第一方向自第二點延伸，且具有沿第一方向的一第三長度。

借助於尤其在申請專利範圍中所指出的元件及組合將實現及獲得本發明的目的及優點。

要理解的是，前面一般說明與下面詳細說明皆為示範及解釋性的而非如申請專利範圍那樣限制本發明。

圖式簡單說明

第1A至1E圖是依據一第一實施例之天線的組態圖；第2圖是說明反射係數相對於依據第一實施例之天線的頻率的一圖；第3A至3E圖是說明依據第一實施例之天線的組態的圖；第4A至4E圖是說明依據第一實施例之天線的組態的圖；第5A至5B圖是說明依據一第二實施例之天線的組態的圖；第6圖是說明天線之間的耦合度的一圖；第7A至7C圖是說明依據第二實施例之天線的特性的圖；第8A至8C圖是說明依據第二實施例之天線的特性的圖；第9A至9B圖是說明依據第二實施例之天線的一經修改範例的圖；第10圖是說明依據第二實施例之天線的一經修改範例的一圖；第11A至11B圖是說明依據一第三實施例之一天線的一結構的圖；第12A至12B圖是說明依據第三實施例之天線的一結構的圖；第13A至13D圖是說明依據一第四實施例之天線的結構的圖；第14A至14B圖是包括依據多個實施例中的一實施例的天線之一通訊裝置的外部視圖。

實施例之說明

第1A至1E圖是依據一第一實施例之天線500與510的組態圖。在第1A與1C圖中說明天線500，及在第1B、1D及1E圖中說明天線510。如第1A及1B圖中說明，天線500與510中的每一者包含在一介電基板10的一表面上形成之導電層11、12及13。介電基板10的形狀不限於第1A及1B圖所描繪的形狀。第1C及1D圖說明沿第1A及1B圖中指示的線C-C與D-D分別截取的截面視圖。第1E圖說明一截面視圖，即沿第1B圖中的線E-E截取的截面。下文具有相同參考數字的各元件具有一類似或等效的功能。

參考第1A及1B圖，介電基板10是由一基本材料舉例而言諸如一聚醯亞胺薄膜或一液晶聚合物薄膜形成的一基板。基板亦可由玻璃環氧樹脂疊層板材料形成。基板10的厚度以25 μm為單位來設定。天線500與510的基板具有舉例而言近似0.043 mm的一厚度，包括18 μm厚的一銅箔，該銅箔形成下面描述的一導電層，及在1 MHz介電基板10的一介電常數ε_r 舉例而言近似為4.0至4.8。在介電基板10的一表面上有，形成一功率饋電元件的一第一導電層11、形成被施加一參考電位(諸如一接地電位)之一參考電位元件的一第二導電層12、及自第二導電層12延伸的一第三導電層13。

形成功率饋電元件的第一導電層11以對應於第1A與1B圖所說明平面視圖中垂直向上方向的一第一方向自一第一位置P1延伸，且具有一第一長度。在第一位置P1，施加一發射信號或感生一接收信號。第1A與1B圖中的第一導電層具有在第一位置P1窄及朝其前端寬度逐漸增加的一形狀。然而，第一導電層11亦可具有有一恒定寬度的一似帶狀形狀，如后面描述。在第1A與1B圖中，部分P1可以是一構件，其具有足以連接至一導線的一形狀，諸如圓形。

形成參考電位元件的第二導電層12以對應於第1A與1B圖所說明平面視圖中垂直向下方向的一第二方向自與第一位置P1相隔一確定距離L1的一第二位置P2延伸，且具有一第二長度。第二導電層12的寬度大於第一導電層11的寬度，但可與第一導電層11的寬度近似相等。此外，第二導電層12的第二位置P2被施加參考電位，諸如接地電位。

舉例而言，連接至一通訊電路基板之一同軸電纜的一內部導體(未在第1A至1E圖中說明)，連接至第一導電層11的第一位置P1，及同軸電纜的一外部導體連接至第二導電層12的第二位置P2。

包括由第一導電層11形成的功率饋電元件及由第二導電層12形成的參考電位元件之天線，在組態上等效於一雙極天線。亦即，在第一與第二位置P1及P2之間施加一射頻信號產生由第一與第二導電層11及12發射至空中的一電磁波。相反，電磁波的到來感生第一與第二位置P1及P2之間的一電壓或一信號，其是一射頻信號的一接收。

在雙極天線的情況中，第一導電層11的長度設為λ/4，亦即，所使用頻帶中一信號波長λ的四分之一。相反，天線以對應於與第一導電層11的第一長度等效的頻率之一頻率來共振，且具有對應於第一導電層11的頻寬之一頻帶。此外，形成參考電位元件之第二導電層12的長度同樣為λ/4。

在依據本發明之天線500與510中的每一者中，參考電位元件進一步包括第三導電層13，其以上面所述的第一方向自第二導電層12的第二位置P2延伸，且位於與第一導電層11相隔確定距離L1的一位置。在第1B的範例中，第三導電層13在第一導電層11的兩側都提供。然而，第三導電層13亦可在第一導電層的一側提供，如在第1A圖的範例中。

此外，第三導電層13的一第三長度L3較佳地小於第一導電層11之第一長度的一半。更較佳地，在當前天線的頻帶中一確定頻率的波長表示為λ(例如，2.5 GHz)時，第三長度L3近似為λ/12至λ/8。

由於第一導電層11與第三導電層13在介電基板10上形成，在它們之間提供一介電材料。因此，藉由配置第三導電層13，在第一與第二導電層11及13之間亦可形成一電容，及由施於第一導電層11的一高頻信號或一進入的電磁波所引起的感生來產生一電壓。因而，無線電波被輻射或接收。由導電層11與13之間上述操作所產生之無線電波的頻率被認為具有與第一與第二導電層11及12之間所產生頻率不同的一共振頻率。因而，天線500及510中每一者的頻帶寬於一雙極天線的頻帶，該雙極天線包括與第一及第二導電層11及12類似或等效的物質。如下獲得一半波長(λ/2)雙極天線的天線長度：天線長度=λ/2 =C/2f ，其中λ是自由空間波長，C是光速(3×10⁸ m/sec)，及f是頻率。因此，在頻率為2.5GHz的情況下天線長度是60mm。在此情況中，當功率饋電元件及參考電位元件在同一平面或表面上形成時，半波長雙極天線的天線長度可以為60mm+L1。然而，當功率饋電元件及參考電位元件分別在介電基板10的不同表面上形成時，天線長度可因一特定電容率(permittivity)而縮短。一縮短分數是天線縮短的一比率，及縮短分數如下表示：其中ε _r 是特定電容率，舉例而言，4.0~4.8。

第2圖是說明對應於反射係數之電壓駐波比(VSWR)相對依據第一實施例之天線的頻率之一圖。水平軸表示頻率，及垂直軸表示電壓駐波比。此結果由本發明人進行的一實驗而獲得。在一低反射係數的一頻帶中，亦即，一低VSWR，自天線輻射的無線電波以少量反射而發射。因而，對應於低反射係數的頻帶適於天線使用的一頻帶。在第2圖中，虛線表示一習知雙極天線之反射係數的頻率特性。此外，實線表示依據第一實施例之天線之反射係數的頻率特性。顯然，比較兩反射係數特性，實線的特性具有一低反射係數，較虛線所表示反射係數為低之頻率其上至更高的一頻率。因此，實線的特性具有一頻帶，該頻帶相當寬於虛線的特徵之頻帶。此外，與在虛線所表示特性中相比，在實線所表示特性中，頻帶亦稍在一更低頻率區域中擴展。

第一導電層11與第二導電層12之間的距離，亦即第一位置P1與第二位置P2之間的距離L1近似為λ/80至λ/60，這實質上與第一導電層11和第三導電層13之間的距離L1相等。當施以一功率饋電電壓的第一位置P1與施以一參考電壓的第二位置P2形成一輸入端子對時，距離L1較佳地選為將天線的輸入阻抗匹配為50Ω的一距離。藉將天線的輸入阻抗匹配為50Ω，可能藉由使用一高度通用同軸電纜、一微帶線、具有一50Ω特性阻抗的諸此種種而將天線耦合至未說明的一通訊電路裝置。因此，在不使用一組件(諸如一線圈及一電容器)的情況下實現阻抗匹配，及減少輸入端子之間高頻信號的匹配損耗並抑制反射是可能的。

依據本發明人所作之第1A至1E圖中試驗說明的天線500及510，它們的頻帶(其中VSWR等於或小於3)成功增至2.3至3.6 GHz。因此，其分數頻寬如下表示：

頻寬(%)=(頻率頻寬/中心頻率)×100={(高freq－低freq)/[(高freq－低freq/2)+低頻]}×100，

其中freq稱為頻率。此情況的分數頻寬為(3.6－2.3)/{(3.6－2.3)/2)+2.3}0.441=44.1%。此外，檢查，包括在形成功率饋電元件的第一導電層11一側的第三導電層13之天線500的一試驗產品，與包括在第一導電層11兩側的第三導電層13之天線510的一試驗產品。此檢查確保天線500與510的此兩試驗產品具有反射係數(如第2圖中說明)在一寬頻帶中減小的一特性。檢查亦確保，反射在包括第一導電層11一側的第三導電層13之天線500的試驗產品的一低頻帶中稍微減小，及反射在包括第一導電層11兩側的第三導電層13之天線510的一試驗產品的一高頻帶中稍微減小。

此外，檢查在第三導電層13的長度L3上彼此不同的試驗產品。此檢查確保天線具有一特性，其中隨著長度L3減小至短於λ/4，反射係數變低同時對應於低反射係數的頻帶自一低頻帶移至一高頻帶，及其中當L3為λ/8至λ/12的一最佳長度時，反射係數在一寬頻帶中最低。檢查亦確保，依據如果長度L3等於或短於λ/4，反射係數減小同時對應於低反射係數的頻帶移至一更高頻帶，來最終提供虛線所表示的雙極天線特性。

第3A至3E圖是說明作為依據第一實施例的其它組態之天線520及530的圖。天線520與530中的每一者包括，在介電基板10的一第一表面上，形成為具有一恒定寬度的一似帶狀形狀且以如第3A及3B圖所說明垂直向上方向延伸之第一導電層11，形成為具有一恒定寬度的一似帶狀形狀、與第一導電層11相隔確定距離L1且以如第3A及3B圖所說明的垂直向下方向延伸之第二導電層12，及與第一導電層11相隔確定距離L1且自第二位置P2以垂直向上方向延伸之第三導電層13。當前天線520與530的截面結構與第1C、1D及1E圖所說明天線500與510的截面結構相同。此外，一發射信號20被供應至第一位置P1與第二位置P2之間或在其間感生，及對應於信號的無線電波被發射或接收。

在第3B圖的平面視圖中，第三導電層13在第一導電層11的兩側都提供。然而，導電層13亦可組態使得第三導電層13在第一導電層11的一側提供，如在第3A圖中所說明天線520的平面視圖中。

第4A至4E圖是說明作為依據第一實施例之天線的其它組態之天線540及550的圖。在當前天線中，在介電基板10的第一表面上提供形成功率饋電元件的第一導電層11，及在與第一表面相對之介電基板10的第二表面上提供形成參考電位元件的第二與第三導電層12及13。

用這些組態，由於在功率饋電元件諸如第一導電層11，與參考電位元件諸如第二與第三導電層12及13，之間插入之介電基板10的一高介電常數，減小天線尺寸是可能的。類似地，藉由分別在介電基板的第一表面及第二表面上形成功率饋電元件與參考電位元件，減小具有第3A至3E圖所說明組態之天線的尺寸是可能的。如第4B圖說明，天線550具有在第一導電層11的兩側提供之第三導電層13，而第4A圖說明的天線540具有在第一導電層11的一側提供之第三導電層13。可使用該等組態中的任一組態。

第5A及5B圖是說明依據一第二實施例之天線的組態。天線560及570中的每一者包括在介電基板10上並排排列的第一及第二天線元件21及22，介電基板10包括形成功率饋電元件的第一導電層11A及11B、第二導電層12A及12B、及第三導電層13A及13B。第二及第三導電層12A、12B、13A、13B形成參考電位元件。天線560及570中的每一者進一步包括一短路導電層14，其在介電基板10上提供、具有一第四長度、且耦合第一與第二天線元件21及22的第二導電層12A與12B。天線560具有第一與第二天線元件21及22的對稱參考電位元件，及第一與第二天線元件21及22的相對應尺寸彼此相同或接近，而天線570的這些在功率饋電元件及參考電位元件的形狀及尺寸上相同。因此，第一與第二天線元件21及22具有彼此類似或相同的各自頻帶，及它們中的每一者可用作一MIMO天線。

此外，天線560及570之第一與第二天線元件21及22的第二導電層12A及12B透過具有第四長度的短路導電層14而耦合到一起。短路導電層14分別在它們的耦合點15A及15B耦合至第二導電層12A及12B。

當同一頻率的無線電波自複數天線諸如一MIMO天線發射時，不期望的是，自該等天線之一天線發射的大部分無線電波被其它天線吸收。這是因為，如果兩天線之間的耦合度高，如在此情況中，複數天線被阻止發射不同信號的無線電波。一般地，因而，第一與第二天線元件21及22之間的一距離L4設為λ/4或更大。然而，此組態阻礙減小天線尺寸。

然而，本發明人已發現，藉由提供如上所述的短路導電層14來減小耦合度是可能的。亦即，即使第一與第二天線元件21及22之間的距離L4減小至小於λ/4，提供具有一足夠低耦合度之一天線對也是可能的。

第5B圖說明一範例，其中在各該配對天線元件21及22中之第一導電層11A或11B的兩側提供第三導電層13A或13B，而第5A圖說明一範例，其中在各該配對天線元件21及22中之第一導電層11A或11B的一側提供第三導電層13A或13B。可使用該等組態中的任一組態。

第5A圖與第5B圖的天線對可組態使得在介電基板10的第一表面上形成第一導電層11A及11B，及在介電基板10的第二表面上形成第二及第三導電層12A、12B、13A及13B，如第4A至4E圖的組態。

第6圖是說明天線元件21與22之間耦合度的一圖。水平軸表示天線之間的距離L4，及垂直軸表示耦合度S₂₁ 。耦合度對應於自多個天線之一天線所發射無線電波的衰減量。一較小衰減量指示一較低耦合度。第6圖說明在第5A圖及5B圖中不包括短路導電層14之天線對的耦合度。一距離30 mm對應於λ/4，其中λ是頻率為2.5GHz時的波長。如果各該天線對不包括短路導電層14，期望將天線之間的距離L4設為30 mm(=λ/4)或更大以實現天線間的充分隔離。

同時，確保第6圖所描繪的耦合度藉由提供短路導電層14(如第5A及5B圖的組態中)而降低。因此，將天線之間的距離L4減至接近小於λ/4的一值是可能的。因而，當前天線可作為一MIMO天線在尺寸上減小。

本發明人已發現的是，具有透過第5A及5B圖的短路導電層14而耦合在一起的參考電位元件之天線對具有一特性，其中由於提供短路導電層14，實質衰減發生於一特定頻率中。一特定窄頻帶中的此衰減特性不同且獨立於天線間耦合度的上述減小特性而存在。此外，如果短路導電層14之耦合點15A及15B的各自位置改變，特定頻帶可改變。此外，如果短路導電層14的長度改變，衰減率可改變。

第7A至7C圖是闡述依據第二實施例之天線580及590的一特性的圖。如上所述，在第5A及5B圖所說明各天線的天線對中，如果短路導電層14之耦合點15A及15B的各自位置改變，特定頻帶可改變。如第7A及7B圖說明，如果短路導電層14的耦合點15A及15B位於接近第三導電層13A及13B的各自位置，如虛線及一參考數字14所示，特定頻帶中的頻率可設為一低值。同時，如果耦合點15A及15B位於遠離第三導電層13A及13B的各自位置，如實線及一參考數字14’所示，特定頻帶中的頻率可設為如下說明的一高值。

第7C圖說明增加衰減量的頻率特性。在第7C圖中，虛線表示，短路導電層14的耦合點15A及15B位於接近第三導電層13A及13B的各自位置之組態的頻率特性。同時，實線表示，短路導電層14的耦合點15A及15B位於遠離第三導電層13A及13B的各自位置之組態的頻率特性。一參考線AA表示當兩天線設為彼此接近時的衰減的一特性。如第7C圖中箭頭所示，如果耦合點15A及15B的各自位置改變，對應於衰減率下降的特定頻帶可改變。因此，如果上述特定頻率設為在無線通訊中不期望接收之一外部干擾(jamming)無線電信號的頻帶，天線可減弱引起無線電干擾的外部干擾信號。

特別地，在日本WiMAX與無線LAN、Wi-Fi(無線高保真)、及藍牙的頻帶部分重疊。因此，如果上述特定頻帶匹配此一重疊頻帶，無線LAN的無線電波可被切斷。

第7A圖說明一天線580，其作為在各該配對天線的第一導電層11A或11B兩側提供第三導電層13A或13B之一範例，而第7B的平面視圖說明一天線590，其作為在各該配對天線的第一導電層11A或11B一側提供第三導電層13A或13B之一範例。自此兩組態可獲得一類似的特性。在第7A及7B圖中，導電圖樣係為了一易於理解的方式來說明而無需一介電基板，諸如第1A及1B圖中的介電基板10。此消除可因相同目的而採用。

第8C圖是說明依據第二實施例之天線的一特性的一圖。如上所述，在第5A及5B圖的天線對中，如果短路導電層14的長度改變，天線對的衰減率可改變。第8A圖中說明之一天線600的一天線對31是包括具有一短長度(由於一導電層14A)的一短路導電層14B的一範例，而一天線610的一天線對32是包括具有比天線600之短路導電層14B長度更長的一長度之一短路導電層14C的一範例。

如第8C圖說明，如果短路導電層14的長度短，諸如天線600，衰減率就減小。相反，如果短路導電層14的長度長，諸如天線610，衰減率就增大。然而，如果如天線610增加衰減率，在接近於特定頻帶之一頻帶中衰減率亦增加。因此，如果適當選擇短路導電層14的長度，可能的是，將特定頻帶的衰減率減小至一期望水平而不減小接近特定頻帶之一頻帶的衰減率。

第8A及8B圖的平面視圖僅說明，在形成天線對的各天線中的第一導電層11A或11B的兩側提供第三導電層13A或13B之一範例。然而，在第一導電層11A或11B的一側提供第三導電層13A或13B之一範例亦能夠獲得一類似的特性。

第9A及9B圖是說明作為依據第二實施例之天線的一經修改範例之一天線620的一圖。如第9A圖說明，天線620包括一耦合點開關群組15SW，其能夠改變短路導電層14的耦合點以將形成配對天線21及22的參考電位元件之第二導電層12A及12B耦合，且包括一長度開關群組14SW，其能夠改變短路導電層14的長度。隨著這些開關群組中的一者進入導電狀態，將耦合點設至各自期望位置及將長度設為一期望長度是可能的。

如果用開關群組15SW選擇對應於衰減率下降的特定頻帶，及如果用開關群組14SW選擇衰減率水平，減小天線對之間的耦合度並阻塞特定頻帶的無線電波是可能的。

第10圖是說明作為依據第二實施例之天線的一經修改範例之一天線630的一圖。在天線中，與第9A圖範例中的天線620不同，在各天線中的第一導電層11A或11B的一側提供第三導電層13A或13B。天線630的當前結構亦能以一類似方式設定為第9A圖的結構。

第11A及11B是說明依據一第三實施例之一天線的一結構的圖。在配對天線21及22中，天線21包括一第四導電層11Ae，其自與如所說明形成功率饋電元件之第一導電層11A的第一位置P1相對之一第三位置P3以水平方向延伸。類似地，天線22包括一第四導電層11Be，其自第三位置P3以水平方向延伸。

天線21進一步包括一第五導電層12Ae，其與第二導電層12A分開且自形成參考電位元件之第二導電層12A的一第四位置P4以第11A圖的垂直向上方向延伸。類似地，天線22包括一第五導電層12Be，其自第四位置P4以垂直向上方向延伸。

此外，在兩天線21及22中，形成功率饋電元件之第一導電層11A及11B與第四導電層11Ae及11Be於介電基板10的一平面上形成。此外，第二導電層12A及12B與第五導電層12Ae及12Be於介電基板10的另一平面上形成。此外，如沿線B-B截取的截面說明，移除位於第二導電層12A及12B與第五導電層12Ae及12Be之間之介電基板10的各自部分，如參考數字10A及10B指示。

如果功率饋電元件與參考電位元件皆如此組態以具有一長長度及在介電基板10的對立表面上單獨提供，第4A及4B圖中的天線可變為小於第3A與3B圖中的天線，但有條件是功率饋電元件具有相同長度。

第12A及12B是說明作為依據第三實施例的一不同範例之天線650的一結構的圖。在本範例中，與第11A及11B圖中所說明的天線640不同，在各天線中第一導電層11A或11B的一側提供第三導電層13A或13B。天線650的組態亦可具有與第11A及11B圖天線的特性相類似的一特性。

第13A與13C、及第13B與13C是分別說明依據一第四實施例之天線660及670的結構的圖。天線660及670中的每一者包括兩天線31及32。天線660及670的每一天線31實質上具有分別與第1A及1B圖所說明天線500及510相類似的結構。天線660及670中的每一者包括形成一功率饋電元件的第一導電層11A及第二導電層12A及形成一參考電位元件的第三導電層。同時，天線660及670的每一天線32實質上具有與第12A及11A圖所說明天線650及640的每一天線22相類似的結構。如第13A及13B圖說明，天線660及670的每一功率饋電元件包括第一導電層11B及第四導電層11Be，及參考電位元件包括第二導電層12B、第三導電層13B、及第五導電層12Be。此外，同一發射信號自一輸入端子30施加至兩功率饋電元件或在兩功率饋電元件內感生。參考數字29指示接地電極或參考電位電極。此外，第一導電層11A及第四導電層11Be可較佳地配置於基板10的後側上。

由天線660及670之天線32的第一導電層11B及第四導電層11Be形成之功率饋電元件的長度長於由每一天線31的第一導電層11A形成之功率饋電元件的長度。因此，每一天線32的頻帶低於天線31的頻帶，及因而兩天線31及32具有不同頻帶。此外，即使天線31與32之間的距離舉例而言小於λ/4，兩天線具有不同頻率及因而不耦合在一起。因此，配對天線31及32具有涵蓋兩頻帶的一寬頻帶。

天線660及670較佳地配置使得功率饋電元件及參考電位元件以與第4A及4B圖中天線540、550相同的配置在介電基板10的相對表面上單獨形成。

如第13B圖說明，依據第四實施例的天線670可包括在第一導電層11A及11B的兩側提供第三導電層13A及13B的一組態，而在第一導電層11A及11B的一側可分別提供第三導電層13A及13B的一組態如天線660在第13A圖中說明。

第14A及14B圖是一通訊裝置的外部視圖，該通訊裝置包括依據上述實施例中的一實施例之天線。第14A及14B圖說明兩種類型的通訊裝置。每一通訊裝置包括一接頭50，諸如一USB(通用串列匯流排)、包含一通訊電路的一第一外殼51、及儲存天線的一第二外殼52。第14A圖說明儲存天線的外殼52以水平方向平放的一組態，而第14B圖說明儲存天線的外殼52以垂直方向直立的一組態。用第14B圖的組態，無線電波以將雙極天線的功率饋電元件與參考電位元件耦合之一直線周圍的360°方向發射。因此，提供除了向上及向下方向外的一非定向天線是可能的。

文中敘述的所有範例及條件語言欲為教學目的以協助讀者理解發明人所作促進技藝的發明及構想，及要理解成不限制此類特別敘述的範例及條件，說明書中此類範例的組織並不涉及展示發明的優勢及劣勢。雖然已詳細討論了本發明的實施例，但應該理解的是，在不背離本發明的精神及範圍的情況下可對其作出各不同變化、替代、及改變。

10．．．介電基板

10A、10B．．．參考數字

11、11A、11B．．．第一導電層

11Ae、11Be．．．第四導電層

12、12A、12B．．．第二導電層

12Ae、12Be．．．第五導電層

13、13A、13B．．．第三導電層

14．．．短路導電層、參考數字

14’．．．參考數字

14SW．．．長度開關群組

15SW．．．耦合點開關群組

15A、15B．．．耦合點

20．．．發射信號

21．．．第一天線元件、天線

22．．．第二天線元件、天線

29．．．接地電極/參考電位電極

31、32．．．天線對、天線

50．．．接頭

51．．．第一外殼

52．．．第二外殼

500~670．．．天線

B-B、C-C、D-D．．．線

P1．．．第一位置

P2．．．第二位置

P3．．．第三位置

P4．．．第四位置

L1、L4．．．距離

L3．．．第三長度

第1A至1E圖是依據一第一實施例之天線的組態圖；

第2圖是說明反射係數相對於依據第一實施例之天線的頻率的一圖；

第3A至3E圖是說明依據第一實施例之天線的組態的圖；

第4A至4E圖是說明依據第一實施例之天線的組態的圖；

第5A至5B圖是說明依據一第二實施例之天線的組態的圖；

第6圖是說明天線之間的耦合度的一圖；

第7A至7C圖是說明依據第二實施例之天線的特性的圖；

第8A至8C圖是說明依據第二實施例之天線的特性的圖；

第9A至9B圖是說明依據第二實施例之天線的一經修改範例的圖；

第10圖是說明依據第二實施例之天線的一經修改範例的一圖；

第11A至11B圖是說明依據一第三實施例之一天線的一結構的圖；

第12A至12B圖是說明依據第三實施例之天線的一結構的圖；

第13A至13D圖是說明依據一第四實施例之天線的結構的圖；

第14A至14B圖是包括依據多個實施例中的一實施例的天線之一通訊裝置的外部視圖。

10．．．介電基板

11．．．第一導電層

12．．．第二導電層

13．．．第三導電層

500、510．．．天線

C-C、D-D．．．線

P1．．．第一位置

P2．．．第二位置

L1．．．距離

L3．．．第三長度

Claims

一種天線，其包含：一介電基板；及一天線元件，其包括，一第一功率饋電元件，其包括一在該介電基板上形成的第一導電層，該第一導電層以一第一方向延伸且具有沿該第一方向的一第一長度；及一第二功率饋電元件，其包括，一在該介電基板上形成且具有沿該第一方向的一第二長度之第二導電層，該第二導電層自一第二位置以與該第一方向相對的一第二方向延伸，該第二位置與該第一導電層之一端上的一第一位置相隔一第一距離，及一在該介電基板上形成的第三導電層，該第三導電元件自該第二位置以該第一方向延伸，其與該第一導電層相隔一第二距離且具有沿該第一方向的一第三長度，其中一雙極天線係由該第一導電層與該第二導電層所形成並且該等第一與第二長度是實質上彼此相等。
如申請專利範圍第1項之天線，其中一發射信號被施加於該第一位置附近且一參考電位被施加於該第二位置附近。
如申請專利範圍第2項之天線，其中該第一距離及該第二距離彼此相似且該第一位置與該第二位置之間的一阻抗為50ohms。
如申請專利範圍第2項之天線，其中該第三長度等於或小於該第一長度的一半。
如申請專利範圍第3項之天線，其中該第三長度等於或小於該第一長度的一半。
如申請專利範圍第2項之天線，其中該第一長度是由該第一功率饋電元件及該第二功率饋電元件發射或接收之波的波長的四分之一，且該第三長度在該波長的八分之一部至十二分之一部的範圍內。
如申請專利範圍第3項之天線，其中該第一長度是由該第一功率饋電元件及該第二功率饋電元件發射或接收之波的波長的四分之一，且該第三長度在該波長的八分之一部至十二分之一部的範圍內。
如申請專利範圍第2項之天線，其中該第一導電層在該介電基板的一第一表面上形成，且該第二導電層與該第三導電層在該介電基板之與該第一表面相對的一第二表面上形成。
如申請專利範圍第2項之天線，其進一步包含一組用以形成在該介電基板上彼此平行排列的一對天線之天線元件，及一用以耦合在該等天線元件之該等第二功率饋電元件間的短路導電層，該短路導電層在該介電基板上形成且具有一第四長度。
如申請專利範圍第9項之天線，其進一步包含一第一組開關，其用以改變該等短路導電層耦合至各該第二功率饋電元件的位置。
如申請專利範圍第9項之天線，其進一步包含一第二組開關，其用以改變該第四長度。
如申請專利範圍第10項之天線，其進一步包含一第二組開關，其用以改變該第四長度。
如申請專利範圍第2項之天線，其中該第一功率饋電元件包括一第四導電層，其自與該第一導電層之該第一位置相對的一第三位置以一第四方向延伸，該第四方向與該第一方向不同，且該第二功率饋電元件包括一第五導電層，其自在該第二導電層的一端之一第四位置以該第一方向延伸，該第二導電層的該端與該第二位置所處的一端相對。
如申請專利範圍第9項之天線，其中該第一功率饋電元件包括一第四導電層，其自與該第一導電層的該第一位置相對的一第三位置以一第四方向延伸，該第四方向與該第一方向不同，且該第二功率饋電元件包括一第五導電層，其自在該第二導電層的一端之一第四位置以該第一方向延伸，該第二導電層的該端與該第二位置所處的一端相對。
如申請專利範圍第9項之天線，其中該對天線之一第二天線的該第一功率饋電元件包括一第四導電層，其自與該第一導電層的該第一位置相對的一第三位置以一第四方向延伸，該第四方向與該第一方向不同，且該第二天線的該第二功率饋電元件包括一第五導電層，其自在該第二導電層的一端之一第四位置以該第一方向延伸，該第二導電層的該端與該第二位置所處的一端相對。
一種通訊裝置，其包含：一天線，其包括，一介電基板；及一天線元件，其包括，一第一功率饋電元件，其包括一在該介電基板上形成的第一導電層，該第一導電層以一第一方向延伸且具有沿該第一方向的一第一長度；及一第二功率饋電元件，其包括，一在該介電基板上形成且具有沿該第一方向的一第二長度之第二導電層，該第二導電層自一第二位置以與該第一方向相對的一第二方向延伸，該第二位置與該第一導電層之一端上的一第一位置相隔一第一距離，及一在該介電基板上形成的第三導電層，該第三導電元件自該第二位置以該第一方向延伸，其與該第一導電層相隔一第二距離且具有沿該第一方向的一第三長度，其中一雙極天線係由該第一導電層與該第二導電層所形成並且該等第一與第二長度是實質上彼此相等；及一通訊電路裝置，其用以將一發射信號供應至該功率饋電元件並將一參考電位供應至該第二功率饋電元件。
如申請專利範圍第16項之通訊裝置，其進一步包含一組用以形成在該介電基板上彼此平行排列的一對天線之天線元件，及一用以耦合在該等天線元件之該等第二功率饋電元件間的短路導電層，該短路導電層在該介電基板上形成且具有一第四長度。