TWI521788B - 天線組合及無線通訊裝置 - Google Patents

Description

天線組合及無線通訊裝置

本發明是有關於一種天線組合，特別是指一種隔離度較佳的天線組合。本發明還有關於一種具有該隔離度較佳之天線組合的無線通訊裝置。

現有的可攜式電子裝置為了支援多種不同的無線通訊協定，其內部設有多個天線以接收/傳送不同無線通訊協定的無線訊號，例如一支倒F型天線支援無線區域網路(LAN)，另一支倒F型天線支援藍芽傳輸。然而隨著可攜式電子裝置持續小型化，同一可攜式電子裝置內之天線間的距離愈來愈短。當兩支天線彼此靠近且支援相同的共振頻帶時，天線與天線將彼此互相影響而導致隔離度變差。因此，如何發展出一種新的天線組合，能改善天線與天線之間的隔離度，且維持天線良好的傳輸效能，遂成為本案進一步要探討的主題。

因此，本發明之目的，即在提供一種隔離度佳之天線組合。

本發明之另一目的在於提供一種天線組合隔離度佳之無線通訊裝置。

於是，本發明天線組合，包含一第一天線、一第二天線及一隔離導體。第一天線包括一第一接地部、一與第一接地部間隔設置的第一饋入部、一連接第一接地部與第一 饋入部的第一短路部，及一連接第一饋入部的第一輻射部，第一接地部具有一第一接地端，第一饋入部具有一供饋入一第一射頻訊號的第一饋入端。第二天線包括一第二接地部、一與第二接地部間隔設置的第二饋入部、一連接第二接地部與第二饋入部的第二短路部，及一連接第二饋入部的第二輻射部，第二接地部具有一第二接地端，第二饋入部具有一供饋入一第二射頻訊號的第二饋入端。隔離導體連接第一短路部、第二短路部、第一接地部及第二接地部，且具有一概呈U形的主封閉槽，且主封閉槽的兩端分別鄰近第一天線及第二天線。

主封閉槽具有間隔的二第一槽段，及一連通二第一槽段的第二槽段，隔離導體還具有一連接槽及一輔助封閉槽，連接槽連通主封閉槽的第二槽段及輔助封閉槽，輔助封閉槽的兩端分別鄰近第一天線及第二天線。輔助封閉槽概呈U形而具有間隔的二第三槽段，及一連通第三槽段的第四槽段，連接槽連通主封閉槽的第二槽段及輔助封閉槽的第四槽段。連接槽的兩端分別連通於第二槽段的中點及第四槽段的中點。

輔助封閉槽的長度概為第一頻段對應之波長的1/4至3/4。第一輻射部及第二輻射部共振於一第一頻段，主封閉槽的長度概為第一頻段對應之波長的1/4至3/4。

第一天線還包括一第一耦合部，第一耦合部由第一接地部朝第一饋入部延伸且與第一饋入部耦合而共振於一第二頻段。第二天線還包括一第二耦合部，第二耦合部由第 二接地部朝第二饋入部延伸且與第二饋入部耦合而共振於第二頻段。第一頻段為2.4~2.5GHz，第二頻段為5.15~5.85GMHz。

本發明無線通訊裝置包含一通訊模組、一第一饋電元件、一第二饋電元件，及一天線組合。通訊模組用於產生一第一射頻訊號及一第二射頻訊號。第一饋電元件電連接於通訊模組以傳遞第一射頻訊號。第二饋電元件電連接於通訊模組以傳遞第二射頻訊號。天線組合包括一第一天線、一第二天線及一隔離導體。第一天線包括一第一接地部、一與第一接地部間隔設置的第一饋入部、一連接第一接地部與第一饋入部的第一短路部，及一連接第一饋入部的第一輻射部。第一接地部具有一第一接地端。第一饋入部具有一第一饋入端。第一饋入端電連接於第一饋電元件而供饋入第一射頻訊號。第二天線包括一第二接地部、一與第二接地部間隔設置的第二饋入部、一連接第二接地部與第二饋入部的第二短路部，及一連接第二饋入部的第二輻射部。第二接地部具有一第二接地端。第二饋入部具有一第二饋入端。第二饋入端電連接於第二饋電元件而供饋入第二射頻訊號。隔離導體連接第一短路部、第二短路部、第一接地部及第二接地部，且具有一概呈U形的主封閉槽，且主封閉槽的兩端分別鄰近第一天線及第二天線。

本發明之功效在於透過隔離導體及其主封閉槽能有效改善第一天線與第二天線之間的隔離度，且藉由輔助封閉槽能進一步提升改善的效果。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之六個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，是本發明無線通訊裝置之一較佳實施例之示意圖。無線通訊裝置包括一通訊模組40、一第一饋電元件41、一第二饋電元件42，及一天線組合100。無線通訊裝置可以是智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、手持式導航設備等行動通訊裝置，但不以此為限。

通訊模組40用於產生一第一射頻訊號及一第二射頻訊號。第一饋電元件41電連接於通訊模組40與天線組合100之間以傳遞第一射頻訊號給天線組合100。第二饋電元件42電連接於通訊模組40與天線組合100之間以傳遞第二射頻訊號給天線組合100。第一饋電元件41及第二饋電元件42在本實施例中分別為一同軸纜線。

圖1所示的天線組合100雖是設置於一筆記型電腦之顯示器的上方，但圖1的設置方式僅為示意，實際應用時並不以此為限，而可將天線組合100設置於例如顯示器的下方、鍵盤側，及螢幕樞接處等，或是設置於筆記型電腦之外的其它裝置。

圖2為本發明天線組合的第一較佳實施例的一構造示意圖。參閱圖2，天線組合100包括一第一天線1、一第二 天線2及一隔離導體3。第一天線1及第二天線2實質上分別為一倒F型天線，且沿一x方向間隔設置。

第一天線1具有一第一接地部11、一第一饋入部12、一第一短路部13，及一第一輻射部14。第一接地部11為一概呈矩形的導體且具有一第一接地端111。第一饋入部12沿一y方向朝第一接地部延伸並與第一接地部11間隔設置。第一饋入部12具有一第一饋入端121。第一饋入端121係位於第一饋入部12鄰近第一接地部11的一端。第一饋入端121及第一接地端111係與第一饋電元件41(參閱圖1)電連接以分別接收第一射頻訊號及接地訊號。第一短路部13呈倒L形，其一端連接於第一饋入部12遠離第一接地部11的一端，另一端連接於第一接地部11。第一輻射部14連接於第一饋入部12遠離第一接地部11的一端，並沿x方向延伸。

第二天線2具有一第二接地部21、一第二饋入部22、一第二短路部23，及一第二輻射部24。第二接地部21為一概呈矩形的導體且具有一第二接地端211。第二饋入部22沿y方向朝第二接地部延伸並與第二接地部21間隔設置。第二饋入部22具有一第二饋入端221。第二饋入端221係位於第二饋入部22鄰近第二接地部21的一端。第二饋入端221及第二接地端211係與第二饋電元件42(參閱圖1)電連接以分別接收第二射頻訊號及接地訊號。第二短路部23呈倒L形，其一端連接於第二饋入部22遠離第二接地部21的一端，另一端連接於第二接地部21。第二輻射部24 連接於第二饋入部22遠離第二接地部21的一端，並沿x方向延伸。第一輻射部14及第二輻射部24共振於相同的一第一頻段。在本實施例中，第一頻段為2.4~2.5GHz。

隔離導體3位於第一天線1與第二天線2之間且連接第一短路部13、第二短路部23、第一接地部11及第二接地部21。隔離導體3具有一概呈U形(依圖2所示為倒U形)的主封閉槽31，且主封閉槽31的兩端分別鄰近第一天線1及第二天線2。更明確的說，主封閉槽31具有沿-y方向延伸且於x方向彼此間隔的二第一槽段311，及一沿x方向延伸並連通該等第一槽段311的第二槽段312。主封閉槽31的長度概為第一頻段對應之波長的1/4至3/4。透過隔離導體3及其主封閉槽31能改善第一天線1及第二天線2的隔離度。

參閱圖3，是本發明天線組合的第二較佳實施例的一構造示意圖。第二較佳實施例與第一較佳實施例相近，只是天線組合100的主封閉槽31的形狀有所不同，在本實施例中，主封閉槽31依圖3所示呈正U形。

參閱圖4，是本發明天線組合的第三較佳實施例的一構造示意圖。第三較佳實施例與第一較佳實施例相近，只是天線組合100的隔離導體3的面積縮小。如圖4所示，隔離導體3向內縮減而與第一接地部11及第二接地部21共同界定一凹槽300。於天線組合100設置於無線通訊裝置內時，凹槽300能供其他電子組件通過。

參閱圖5，是本發明天線組合的第四較佳實施例的一構 造示意圖。第四較佳實施例與第三較佳實施例的相異處說明如下。在本實施例中，天線組合100的第一天線1還具有一由第一接地部11沿y方向朝第一饋入部12延伸的第一耦合部15。第一耦合部15位於第一饋入部12遠離隔離導體3的一側，且與第一饋入部12間隔平行，並與第一饋入部12耦合而共振於一第二頻段。

第二天線2還具有一由第二接地部21沿y方向朝第二饋入部22延伸的第二耦合部25。第二耦合部25位於第二饋入部22遠離隔離導體3的一側，且與第二饋入部22間隔平行，並與第二饋入部22耦合而共振於第二頻段。於本實施例第二頻段為5.15~5.85GMHz。在其他實施例中，第一耦合部15可位於第一饋入部12鄰近隔離導體3的一側，第二耦合部25亦可位於第二饋入部22鄰近隔離導體3的一側。

隔離導體3還具有一連接槽32及一輔助封閉槽33。輔助封閉槽33呈長直狀並沿x方向延伸。輔助封閉槽33的兩端分別鄰近第一天線1及第二天線2。輔助封閉槽33的長度概為第一頻段對應之波長的1/4至3/4。連接槽32沿y方向延伸且連通主封閉槽31的第二槽段312及輔助封閉槽33。在本實施例中，連接槽32的兩端分別連通於第二槽段312的中點及輔助封閉槽33的中點。藉由輔助封閉槽33能調整天線組合100的阻抗匹配，從而進一步改善第一天線1與第二天線2的隔離度。

參閱圖6，是本發明天線組合的第五較佳實施例的一構 造示意圖。第五較佳實施例與第四較佳實施例的相異處主要在於天線組合100的輔助封閉槽33的形狀。在本實施例中，輔助封閉槽33概呈U形而具有沿y方向延伸且於x方向彼此間隔的二第三槽段331，及一沿x方向延伸且連通該等第三槽段331的第四槽段332。連接槽32的兩端分別連通於第二槽段312及第四槽段332。在其他實施例中，連接槽32的兩端可分別連通於第二槽段312的中點及第四槽段332的中點。藉由將輔助封閉槽33由長直狀改變為U形能有效減少隔離導體3的寬度，從而能縮小天線組合100的尺寸。

參閱圖7，是本發明天線組合的第六較佳實施例的一構造示意圖。第六較佳實施例與第五較佳實施例的主要差異說明如下。在本實施例中，天線組合100的第一耦合部15係位於第一饋入部12鄰近隔離導體3的一側，第二耦合部25係位於第二饋入部22鄰近隔離導體3的一側。主封閉槽31的第一槽段311較長並呈L形。此外，輔助封閉槽33在本實施例中依圖7所示為倒U形。

參閱圖8，是第五較佳實施例之天線組合100的S參數圖，其中，曲線S11是相關於第一天線1之第一饋入端121的返回損失，曲線S22是相關於第二天線2之第二饋入端221的返回損失，曲線S21是代表第一天線1之第一饋入端121及第二天線2之第二饋入端221之間的隔離度。如圖8所示，於第一頻段內(2.4~2.5GHz)第一天線1之第一饋入端121的返回損失低於-10dB，第二天線2之第二饋入端 221的返回損失低於-10dB，且第一天線1之第一饋入端121及第二天線2之第二饋入端221之間的隔離度低於-25dB。

參閱圖9，是第五較佳實施例之天線組合100的輻射效率圖，其中，曲線L1為第一天線1的輻射效率，曲線L2為第二天線2的輻射效率。圖8顯示第五較佳實施例較佳隔離的效果並非來自輻射效率不佳，並顯示天線組合100不會因為改善隔離度而導致輻射效率不佳。

補充說明的是，前述較佳實施例的第一天線1及第二天線2係彼此對稱，但不以此為限，也就是說第一天線1及第二天線2也可以具有不相同的尺寸，或者第一天線1及第二天線2的各輻射導體也可以因應設置環境的需要而彎折。

綜上所述，本發明天線組合及具有此天線組合的無線通訊裝置可透過隔離導體3及其主封閉槽31能有效改善第一天線1與第二天線2之間的隔離度，且藉由輔助封閉槽33能進一步提升改善的效果，並能維持第一天線1及第二天線2良好的傳輸效能，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧天線組合

1‧‧‧第一天線

11‧‧‧第一接地部

111‧‧‧第一接地端

12‧‧‧第一饋入部

121‧‧‧第一饋入端

13‧‧‧第一短路部

14‧‧‧第一輻射部

15‧‧‧第一耦合部

2‧‧‧第二天線

21‧‧‧第二接地部

211‧‧‧第二接地端

22‧‧‧第二饋入部

221‧‧‧第二饋入端

23‧‧‧第二短路部

24‧‧‧第二輻射部

25‧‧‧第二耦合部

3‧‧‧隔離導體

300‧‧‧凹槽

31‧‧‧主封閉槽

311‧‧‧第一槽段

312‧‧‧第二槽段

32‧‧‧連接槽

33‧‧‧輔助封閉槽

331‧‧‧第三槽段

332‧‧‧第四槽段

40‧‧‧通訊模組

41‧‧‧第一饋電元件

42‧‧‧第二饋電元件

S11、S22、S21、L1、L2‧‧‧曲線

圖1是本發明無線通訊裝置之一較佳實施例的一示意 圖；圖2是本發明天線組合的第一較佳實施例的一構造示意圖；圖3是本發明天線組合的第二較佳實施例的一構造示意圖；圖4是本發明天線組合的第三較佳實施例的一構造示意圖；圖5是本發明天線組合的第四較佳實施例的一構造示意圖；圖6是本發明天線組合的第五較佳實施例的一構造示意圖；圖7是本發明天線組合的第六較佳實施例的一構造示意圖；圖8是該第五較佳實施例之天線組合的一S參數圖；及圖9是該第五較佳實施例之天線組合的一輻射效率圖。

1‧‧‧第一天線

11‧‧‧第一接地部

111‧‧‧第一接地端

12‧‧‧第一饋入部

121‧‧‧第一饋入端

13‧‧‧第一短路部

14‧‧‧第一輻射部

15‧‧‧第一耦合部

2‧‧‧第二天線

21‧‧‧第二接地部

211‧‧‧第二接地端

22‧‧‧第二饋入部

221‧‧‧第二饋入端

23‧‧‧第二短路部

24‧‧‧第二輻射部

25‧‧‧第二耦合部

3‧‧‧隔離導體

300‧‧‧凹槽

31‧‧‧主封閉槽

311‧‧‧第一槽段

312‧‧‧第二槽段

32‧‧‧連接槽

33‧‧‧輔助封閉槽

331‧‧‧第三槽段

332‧‧‧第四槽段

Claims (20)

1. 一種天線組合，包含：一第一天線，包括一第一接地部、一與該第一接地部間隔設置的第一饋入部、一連接該第一接地部與該第一饋入部的第一短路部，及一連接該第一饋入部的第一輻射部，該第一接地部具有一第一接地端，該第一饋入部具有一供饋入一第一射頻訊號的第一饋入端；一第二天線，包括一第二接地部、一與該第二接地部間隔設置的第二饋入部、一連接該第二接地部與該第二饋入部的第二短路部，及一連接該第二饋入部的第二輻射部，該第二接地部具有一第二接地端，該第二饋入部具有一供饋入一第二射頻訊號的第二饋入端；及一隔離導體，連接該第一短路部、該第二短路部、該第一接地部及該第二接地部，且具有一概呈U形的主封閉槽，且該主封閉槽的兩端分別鄰近該第一天線及該第二天線。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之天線組合，其中，該第一輻射部及該第二輻射部共振於一第一頻段，該主封閉槽的長度概為該第一頻段對應之波長的1/4至3/4。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之天線組合，其中，該主封閉槽具有間隔的二第一槽段，及一連通該等第一槽段的第二槽段。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之天線組合，其中，該隔離導體還具有一連接槽及一輔助封閉槽，該連接槽連通 該主封閉槽的該第二槽段及該輔助封閉槽，該輔助封閉槽的兩端分別鄰近該第一天線及該第二天線。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之天線組合，其中，該輔助封閉槽的長度概為該第一頻段對應之波長的1/4至3/4。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之天線組合，其中，該輔助封閉槽概呈U形而具有間隔的二第三槽段，及一連通該等第三槽段的第四槽段，該連接槽連通該主封閉槽的該第二槽段及該輔助封閉槽的該第四槽段。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之天線組合，其中，該連接槽的兩端分別連通於該第二槽段的中點及該第四槽段的中點。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之天線組合，其中，該第一天線還包括一第一耦合部，該第一耦合部由該第一接地部朝該第一饋入部延伸且與該第一饋入部耦合而共振於一第二頻段。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之天線組合，其中，該第二天線還包括一第二耦合部，該第二耦合部由該第二接地部朝該第二饋入部延伸且與該第二饋入部耦合而共振於該第二頻段。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之天線組合，其中，該第一頻段為2.4~2.5GHz，該第二頻段為5.15~5.85GMHz。
11. 一種無線通訊裝置，包含：一通訊模組，用於產生一第一射頻訊號及一第二射 頻訊號；一第一饋電元件，電連接於該通訊模組以傳遞該第一射頻訊號；一第二饋電元件，電連接於該通訊模組以傳遞該第二射頻訊號；及一天線組合，包括：一第一天線，具有一第一接地部、一與該第一接地部間隔設置的第一饋入部、一連接該第一接地部與該第一饋入部的第一短路部，及一連接該第一饋入部的第一輻射部，該第一接地部具有一第一接地端，該第一饋入部具有一第一饋入端，該第一饋入端電連接於該第一饋電元件而供饋入該第一射頻訊號，一第二天線，具有一第二接地部、一與該第二接地部間隔設置的第二饋入部、一連接該第二接地部與該第二饋入部的第二短路部，及一連接該第二饋入部的第二輻射部，該第二接地部具有一第二接地端，該第二饋入部具有一第二饋入端，該第二饋入端電連接於該第二饋電元件而供饋入該第二射頻訊號，及一隔離導體，連接該第一短路部、該第二短路部、該第一接地部及該第二接地部，且具有一概呈U形的主封閉槽，且該主封閉槽的兩端分別鄰近該第一天線及該第二天線。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之無線通訊裝置，其中，該第一輻射部及該第二輻射部共振於一第一頻段，該主封閉槽的長度概為該第一頻段對應之波長的1/4至3/4。
13. 依據申請專利範圍第12項所述之無線通訊裝置，其中，該主封閉槽具有間隔的二第一槽段，及一連通該等第一槽段的第二槽段。
14. 依據申請專利範圍第13項所述之無線通訊裝置，其中，該隔離導體還具有一連接槽及一輔助封閉槽，該連接槽連通該主封閉槽的該第二槽段及該輔助封閉槽，該輔助封閉槽的兩端分別鄰近該第一天線及該第二天線。
15. 依據申請專利範圍第14項所述之無線通訊裝置，其中，該輔助封閉槽的長度概為該第一頻段對應之波長的1/4至3/4。
16. 依據申請專利範圍第15項所述之無線通訊裝置，其中，該輔助封閉槽概呈U形而具有間隔的二第三槽段，及一連通該等第三槽段的第四槽段，該連接槽連通該主封閉槽的該第二槽段及該輔助封閉槽的該第四槽段。
17. 依據申請專利範圍第16項所述之無線通訊裝置，其中，該連接槽的兩端分別連通於該第二槽段的中點及該第四槽段的中點。
18. 依據申請專利範圍第11項所述之無線通訊裝置，其中，該第一天線還具有一第一耦合部，該第一耦合部由該第一接地部朝該第一饋入部延伸且與該第一饋入部耦合而共振於一第二頻段。
19. 依據申請專利範圍第18項所述之無線通訊裝置，其中，該第二天線還具有一第二耦合部，該第二耦合部由該第二接地部朝該第二饋入部延伸且與該第二饋入部耦合而共振於該第二頻段。
20. 依據申請專利範圍第19項所述之無線通訊裝置，其中，該第一頻段為2.4~2.5GHz，該第二頻段為5.15~5.85GMHz。