TWI618296B - 天線結構 - Google Patents

天線結構 Download PDF

Info

Publication number
TWI618296B
TWI618296B TW106108590A TW106108590A TWI618296B TW I618296 B TWI618296 B TW I618296B TW 106108590 A TW106108590 A TW 106108590A TW 106108590 A TW106108590 A TW 106108590A TW I618296 B TWI618296 B TW I618296B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
radiating portion
antenna
upper edge
antenna structure
layer
Prior art date
Application number
TW106108590A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201836211A (zh
Inventor
吳岷錡
陳義閔
Original Assignee
智易科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 智易科技股份有限公司 filed Critical 智易科技股份有限公司
Priority to TW106108590A priority Critical patent/TWI618296B/zh
Priority to US15/673,113 priority patent/US10148011B2/en
Priority to EP17192182.8A priority patent/EP3376592B1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI618296B publication Critical patent/TWI618296B/zh
Publication of TW201836211A publication Critical patent/TW201836211A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/321—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors within a radiating element or between connected radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/328—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors between a radiating element and ground
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/35—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

天線結構包括基板、接地層、第一天線層、第二天線層、電感元件及電容元件。基板具有表面。接地層形成在基板之表面。第一天線層包括第一輻射部及第二輻射部。第二天線層包括第三輻射部及第四輻射部。第三輻射部與第一輻射部連接於一連接處。連接處與接地層彼此間隔，且第四輻射部與第二輻射部相面對且彼此間隔。電感元件跨接接地層與連接處。電容元件跨接第四輻射部與第二輻射部。

Description

天線結構
本發明是有關於一種天線結構，且特別是有關於一種包含被動元件的天線結構。
為符合輕薄短小的趨勢，現今的通訊裝置的體積愈來愈小，使配置於其上的天線結構也要配合小型化。然而，當天線結構為多輸入多輸出(Multi-input Multi-output, MIMO)型的天線時，多個天線擠壓在有限的平面面積上，此些天線之間的訊號難免會互相干擾。因此，如何降低此些天線訊號的干擾程度或增加此些天線訊號的隔離度(isolation)是本領域業者努力的目標之一。
因此，本發明提出一種天線結構，可改善習知問題。
根據本發明之一實施例，提出一種天線結構。天線結構包括一基板、一接地層、一第一天線層、一第二天線層、一電感元件及一電容元件。基板具有一表面。接地層、第一天線層與第二天線層形成在基板之表面。第一天線層包括彼此連接的一第一輻射部與一第二輻射部。第二天線層包括彼此連接的一第三輻射部與一第四輻射部，第三輻射部與第一輻射部連接於一連接處，連接處與接地層彼此間隔，且第四輻射部與第二輻射部相面對且彼此距離一間隔。電感元件跨接接地層與連接處，電容元件跨接第四輻射部與第二輻射部的間隔。
根據本發明之又一實施例，提出一種天線結構。天線結構包括一基板、一接地層、一第一天線層、一第二天線層、一電容元件、一第一凹槽及一第二凹槽。基板具有一表面。接地層、第一天線層與第二天線層形成在基板之表面。第一天線層包括彼此連接的一第一輻射部與一第二輻射部。第二天線層包括彼此連接的一第三輻射部與一第四輻射部，第三輻射部與第一輻射部連接於一連接處，連接處與接地層彼此間隔，且第四輻射部與第二輻射部相面對且彼此距離一間隔。電容元件跨接第四輻射部與第二輻射部的間隔。第一凹槽設置於第一輻射部、第二輻射部及第一輻射部與第二輻射部彼此連接部位所圍繞形成的一槽孔，第二凹槽設置於第三輻射部、第四輻射部及第三輻射部與第四輻射部彼此連接部位所圍繞形成的另一槽孔，第一凹槽與第二凹槽係相通。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
第1圖繪示依照本發明一實施例之天線結構100的俯視圖。天線結構100包括基板110、接地層120、第一天線層130、第一凹槽130r、第二天線層140、第二凹槽140r、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170及電容元件180。
基板110具有一表面110s。接地層120、第一天線層130、第二天線層140、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170及電容元件180皆位於基板110的同一表面110s。
第一天線層130的結構與第二天線層140的結構可類似且左右對稱，以提供天線結構100一工作頻段。在另一實施例中，若第一天線層130的結構與第二天線層140的結構相異，其可分別提供二相異的工作頻段。此外，在另一實施例中，天線結構100更包括至少一第三天線層(未繪示)，其可側向地連接於第一天線層130及/或第二天線層140，以額外提供天線結構100至少一工作頻段。
第一天線層130包括第一輻射部131及第二輻射部132，其中第一輻射部131及第二輻射部132彼此電性相連，且第一輻射部131與第二輻射部132沿Y軸向相對配置。第二天線層140包括第三輻射部141及第四輻射部142，其中第三輻射部141及第四輻射部142彼此電性相連，且第三輻射部141與第四輻射部142沿Y軸向相對配置。第三輻射部141與第一輻射部131連接於一連接處S1。連接處S1與接地層120彼此間隔，其中連接處S1與接地層120以電感元件170連接。第四輻射部142與第二輻射部132相面對且彼此間隔，並以電容元件180連接。
透過電感元件170的電感值L與電容元件180的電容值C的設計，電感元件170與電容元件180可共振出一特定頻率，藉此可隔離第一天線層130與第二天線層140的射頻訊號，以減少第一天線層130與第二天線層140之間的訊號干擾。如此，即使第一天線層130及第二天線層140的尺寸甚小或第一天線層130與第二天線層140之間的距離甚近(如第一天線層130與第二天線層140擠壓在有限的空間或平面面積內)，由於電感元件170與電容元件180可耦合出一共振頻率，因此可降低第一天線層130與第二天線層140之間的訊號干擾。此外，第一天線層130與第二天線層140之間的訊號干擾愈低，表示二者的隔離度愈佳。電感值L與電容值C的積值為K (即K=L´C)，第一天線層130與第二天線層140之間的隔離度與積值K有關。在一實施例中，電容元件180的電容值C可以介於0.6皮法(pF)與150pF之間，而電感元件170的電感值L可以介於6納亨(nH)與22 nH之間。如此，可提供第一天線層130與第二天線層140之間良好的隔離度，以降低彼此訊號干擾問題。在另一實施例中，天線結構100可省略電感元件170，同樣可獲得類似的技術效果。
如第1圖所示，接地層120具有第一接地側邊120s1、第二接地側邊120s2及接地下邊緣120b，其中接地下邊緣120b沿+/-X軸向延伸，而第一接地側邊120s1及第二接地側邊120s2沿+/-Y軸向延伸。第一輻射部131具有第一側邊131s1、第一上邊緣131u1及第二上邊緣131u2。第一側邊131s1沿+/-Y軸向延伸，而第一上邊緣131u1及第二上邊緣131u2沿+/-X軸向延伸。此外，第一側邊131s1連接第一上邊緣131u1與第二上邊緣131u2。第一上邊緣131u1與第二上邊緣131u2之間沿第一側邊131s1的長度方向具有一高低差，其中第一上邊緣131u1比第二上邊緣131u2更靠近接地層120的接地下邊緣120b，使前述電感元件170可以較短的距離跨接第一上邊緣131u1與接地下邊緣120b。本文圖式的X軸向例如是基板110的短邊方向與長邊方向之一者，Y軸向例如是基板110的短邊方向與長邊方向之另一者，而Z軸向例如是垂直基板110的表面110s的方向，即垂直紙面的方向。然，X軸亦可與基板110的短邊與長邊之一者夾一銳角，而Y軸亦可與基板110的短邊與長邊之另一者夾一銳角。
此外，第一天線層130更包括第五輻射部133，其從第二上邊緣131u2往+Y軸向延伸至與接地層120的第一接地側邊120s1相對配置。第五輻射部133具有一面向第一接地側邊120s1的第二側邊133s1，其中第二側邊133s1、第一接地側邊120s1、接地下邊緣120b、第二上邊緣131u2與第一側邊131s1之間形成一第一共振腔R1。第一共振腔R1可共振出一相異於第一天線層130的頻段，使天線結構100成為一多頻天線。
如第1圖所示，第三輻射部141具有第三側邊141s1、第三上邊緣141u1及第四上邊緣141u2。第三側邊141s1沿+/-Y軸向延伸，而第三上邊緣141u1及第四上邊緣141u2沿+/-X軸向延伸。此外，第三側邊141s1連接第三上邊緣141u1與第四上邊緣141u2。第三上邊緣141u1與第四上邊緣141u2之間沿著第三側邊141s1的長度方向具有一高低差，其中第三上邊緣141u1比第四上邊緣141u2更靠近接地層120的接地下邊緣120b，使前述電感元件170可以較短的距離跨接第三上邊緣141u1與接地下邊緣120b。此外，第二天線層140更包括第六輻射部143，其從第四上邊緣141u2往+Y軸向延伸至與接地層120的第二接地側邊120s2相對配置。第六輻射部143具有一面向第二接地側邊120s2的第四側邊143s1，其中第四側邊143s1、第二接地側邊120s2、接地下邊緣120b、第四上邊緣141u2與第三側邊141s1之間形成一第二共振腔R2。第二共振腔R2可共振出一相異於第二天線層140的頻段，使天線結構100成為多頻天線。
如第1圖所示，第二輻射部132沿+/-X軸向延伸且具有第五側邊132e，而第四輻射部142沿+/-X軸向延伸且具有第六側邊142e，其中第五側邊132e與第六側邊142e相面對且彼此隔離。前述電容元件180跨過第五側邊132e及第六側邊142e，而跨接在第二輻射部132與第四輻射部142上，以電性連接第二輻射部132與第四輻射部142。
如第1圖所示，第一凹槽130r設置於第一輻射部131與第二輻射部132彼此連接部位、第一輻射部131與第二輻射部132所圍繞形成的一槽孔。第一凹槽130r自第二輻射部132的第五側邊132e往+X軸向延伸至第一輻射部131的第七側邊131s2且往+Y軸向延伸至第一輻射部131的第一下邊緣131b。第二凹槽140r設置於第三輻射部141與第四輻射部142彼此連接部位、第三輻射部141與第四輻射部142所圍繞形成的另一槽孔，其中第二凹槽140r與第一凹槽130r係相通。在一實施例中，第四輻射部142與第二輻射部132相面對的間隔與第二凹槽140r及第一凹槽130r係相通，其中，此間隔不屬於第二凹槽140r的一部分及/或第一凹槽130r的一部分，或者，此間隔可以是第二凹槽140r的一部分及/或第一凹槽130r的一部分。詳言之，第二凹槽140r自第四輻射部142的第六側邊142e往-X軸向延伸至第三輻射部141的第八側邊141s2且往+Y軸向延伸至第三輻射部141的第二下邊緣141b。第一凹槽130r與第二凹槽140r的尺寸及/或延伸型態可用來輔助第一天線層130及/或第二天線層140的匹配設計。在一實施例中，第一凹槽130r與第二凹槽140r為彼此對稱設置。
如第1圖所示，第一天線層130更包括一第七輻射部134，其從第五輻射部133的第二側邊133s1往接地層120的第一接地側邊120s1的方向延伸。第七輻射部134具有一面向第一接地側邊120s1的第九側邊134s1。第一饋入點150位於第七輻射部134上。雖然圖未繪示，然天線結構100可更包括一第一饋入線(未繪示)，其包含彼此隔離之火線與接地線，其中火線可連接於第一饋入點150，而接地線可連接於接地層120。
如第1圖所示，第二天線層140更包括一第八輻射部144，其從第六輻射部143的第四側邊143s1往接地層120的第二接地側邊120s2的方向延伸。第八輻射部144具有一面向第二接地側邊120s2的第十側邊144s1。第二饋入點160位於第八輻射部144上。雖然圖未繪示，然天線結構100可更包括一第二饋入線(未繪示)，其包含彼此隔離之火線與接地線，其中火線可連接於第二饋入點160，而接地線可連接於接地層120。
如第1圖所示，第一天線層130更包括第九輻射部135，其從第一輻射部131的第二上邊緣131u2往+Y軸向延伸，且與第五輻射部133相對配置。第九輻射部135、第一輻射部131、第二輻射部132與第五輻射部133可共同構成一平面倒F型天線(Planar Inverted-F Antenna, PIFA)。相似地，如第1圖所示，第二天線層140更包括第十輻射部145，其從第三輻射部141的第四上邊緣141u2往+Y軸向延伸，且與第六輻射部143相對配置。第十輻射部145、第三輻射部141、第四輻射部142與第六輻射部143可共同構成一平面倒F型天線。
第2圖繪示依照本發明一實施例之天線結構200的俯視圖。天線結構200包括基板110、接地層120、第一天線層130、第二天線層140、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170、電容元件180、第一電子元件290及第二電子元件295。
本發明實施例之天線結構200與前述天線結構100類似，不同的是，天線結構200的第一電子元件290電性連接於第五輻射部133，且以不共面方式配置在第一天線層130的第一輻射部131、第五輻射部133與第九輻射部135上；換言之，第一電子元件290沿Z軸向堆疊在第一天線層130上。第一電子元件290可以是天線元件。當第一電子元件290為天線元件時，其可提供相異於第一天線層130及/或第一共振腔R1的工作頻段。相似地，天線結構200的第二電子元件295電性連接於第六輻射部143，且以不共面方式配置在第二天線層140的第三輻射部141、第六輻射部143與第十輻射部145上；換言之，第二電子元件295沿Z軸向堆疊在第二天線層140上。第二電子元件295可以是天線元件。當第二電子元件295為天線元件時，其可提供相異於第二天線層140及/或第二共振腔R2的工作頻段。在一實施例中，第一電子元件290與第二電子元件295可分別設置於一獨立的基板；在其它實施例中，第一電子元件290與第二電子元件295亦可直接以金屬或其他導電材料設置。
第3圖繪示依照本發明一實施例之天線結構300的俯視圖。天線結構300包括基板110、接地層120、第一天線層330、第二天線層340、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170及電容元件180。
本發明實施例之天線結構300與前述天線結構100類似，不同的是，本實施例之天線結構300的第一天線層330省略第五輻射部133及第七輻射部134，而第二天線層340省略第六輻射部143及第八輻射部144。在此設計下，天線結構300不具有第一共振腔R1及第二共振腔R2。
第4圖繪示依照本發明一實施例之天線結構400的俯視圖。天線結構400包括基板110、接地層120、第一天線層430、第二天線層440、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170及電容元件180。
本發明實施例之天線結構400與前述天線結構100類似，不同的是，天線結構400可省略大部分或全部的第一凹槽130r及大部分或全部的第二凹槽140r，僅保留大致上等於或略大於電容元件180的面積的間隔400r。如第4圖所示，第一天線層430的第一輻射部131的第一下邊緣131b (繪示於第1圖)如同直接連接第二輻射部132，且第二天線層440的第三輻射部141的第二下邊緣141b (繪示於第1圖)如同直接連接第四輻射部142。
第5圖繪示依照本發明一實施例之天線結構500的俯視圖。天線結構500包括基板110、接地層120、第一天線層530、第二天線層540、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170及電容元件180。
本發明實施例之天線結構500與前述天線結構100類似，不同的是，第一天線層530的第一輻射部531的第一上邊緣531u1與第二上邊緣531u2對齊，如共線，且第二天線層540的第三輻射部541的第三上邊緣541u1與第四上邊緣541u2對齊，如共線。在另一實施例中，第一上邊緣531u1與第二上邊緣531u2對齊，但第三上邊緣541u1與第四上邊緣541u2之間具有高低差；或者，第三上邊緣541u1與第四上邊緣541u2對齊，但第一上邊緣531u1與第二上邊緣531u2之間具有高低差。
如第5圖所示，第二上邊緣531u2往上與第一上邊緣531u1對齊，因此縮小了第一共振腔R1的空間大小或面積大小，如此會使第一共振腔R1共振出更高頻的工作頻段。相似地，第四上邊緣541u2往上與第三上邊緣541u1對齊，因此縮小了第二共振腔R2的空間大小或面積大小，如此會使第二共振腔R2共振出更高頻的工作頻段。當第一共振腔R1與第二共振腔R2的空間大小或面積大小相異時，其可分別共振出二相異的工作頻段。
第6圖繪示依照本發明一實施例之天線結構600的俯視圖。天線結構600包括基板110、接地層120、第一天線層630、第二天線層640、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170及電容元件180。
本發明實施例之天線結構600與前述天線結構500類似，不同的是，第一天線層630之第一輻射部631的第一上邊緣631u1往下與第一輻射部631的第二上邊緣631u2對齊，且接地層120的接地下邊緣120b配合往下接近對齊之第一上邊緣631u1與第二上邊緣631u2，因此縮小了第一共振腔R1的空間大小或面積大小，如此會使第一共振腔R1共振出更高頻的工作頻段。相似地，第二天線層640之第三輻射部641的第三上邊緣541u1往下與第三輻射部641的第四上邊緣541u2對齊，接地層120的接地下邊緣120b配合往下接近對齊之第三上邊緣541u1與第四上邊緣541u2，因此縮小了第二共振腔R2的空間大小或面積大小，如此會使第二共振腔R2共振出更低頻的工作頻段。
在一實施例中，亦可藉由調整第1圖之第一輻射部131的第一側邊131s1沿+/-X軸向的位置及/或第三輻射部141的第三側邊141s1沿+/-X軸向的位置，去改變(如擴大或縮小)第一共振腔R1及/或第二共振腔R2的空間大小、面積大小或形狀，以改變(如降低或提高)共振腔產生的工作頻段。在另一實施例中，藉由設計第五輻射部133沿+/-X軸向的位置及/或第六輻射部143沿+/-X軸向的位置，同樣可達到類似的效果。
第7圖繪示第1圖之天線結構100的特性曲線圖。圖中的曲線P1表示天線結構100的返回損失(Return loss)，而曲線P2表示天線結構100的隔離度。
由第7圖可知，第一天線層130及第二天線層140可共振出約2.4 GHz ~約2.5 GHz的工作頻段，而第一共振腔R1及第二共振腔R2可共振出約5.15 GHz~約5.85 GHz的工作頻段。2.4 GHz~2.5 GHz (此範圍可更大或更小)的工作頻段以及5.15 GHz~5.85 GHz (此範圍可更大或更小)的工作頻段的返回損失可低至-10 dB (數值愈小表示訊號品質愈好)。由圖可知，以電感值L為5nH，而電容值C為1pF舉例來說，其可明顯增加隔離度。例如，在2.4 GHz~2.5 GHz的工作頻段內以及5.15 GHz~5.85 GHz的工作頻段內，隔離度皆可低至-20 dB (數值愈小表示隔離度愈好)。
請參照第8A及8B圖，第8A圖繪示依照本發明另一實施例之天線結構700的俯視圖，而第8B圖繪示第8A圖之第二電子元件295的俯視圖。天線結構700包括基板110、接地層120、第一天線層130、第二天線層140、第一饋入點150、第二饋入點160、電感元件170、電容元件180、第一電子元件290及第二電子元件295。天線結構700的結構類似前述天線結構200的結構，於此不再贅述。
如第8B圖所示，第二電子元件295的底面具有一導電層2951。如第8A圖所示，當第二電子元件295配置在第二天線層140上，如配置在第四輻射部142、第六輻射部143與第十輻射部145上，使訊號可傳輸於第二饋入點160、導電層2951與第二天線層140之間。第一電子元件290具有相同或類似於第二電子元件295的結構，於此不再贅述。第一電子元件290與第一天線層130的連接關係類似第二電子元件295與第二天線層140的連接關係，於此不再贅述。
第9圖繪示第8A圖之天線結構700的返回損失特性圖。圖中的曲線C11~C15表示不同距離G1的返回損失曲線。如第8A圖所示，距離G1為第一天線層130的第十輻射部145與接地層120的距離，及第二天線層140的九輻射部135與接地層120的距離。如第9圖所示，不同距離G1影響工作頻段為2.4 GHz~2.5 GHz的返回損失，且曲線C11~C15依序表示距離G1由大到小的特性。在一實施例中，曲線C11~C15所表示的距離G1依序為9.5毫米、8毫米、6.5毫米、5毫米及3.5毫米。由圖可知，過大或過小的距離G1都無法獲得最小的返回損失。在此些C11~C15中，距離G1為5毫米所導致的返回損失最小。
第10圖繪示第8A圖之天線結構700的返回損失特性圖。圖中的曲線C21~C24表示不同空腔路徑長度G2的返回損失曲線。如第8A圖所示，空腔路徑長度G2為第一共振腔R1及第二共振腔R2的延伸路徑長度。如第10圖所示，不同空腔路徑長度G2影響頻段為5 GHz~5.5 GHz的返回損失，且曲線C21~C24依序表示空腔路徑長度G2由短到長的特性。在一實施例中，曲線C21~C24所表示的空腔路徑長度G2依序為6.75毫米、9.5毫米、12毫米及14.5毫米。由圖可知，不同空腔路徑長度G2影響工作頻段的區間及返回損失。在一實施例中，空腔路徑長度G2可採用11.86毫米，可獲得返回損失小於-20 dB且介於5.15 GHz~5.85 GHz的工作頻段。
第11圖繪示第8A圖之天線結構700的返回損失特性圖。圖中的曲線C31~C33表示電子元件(第一電子元件290及第二電子元件295)的不同傳輸路徑長度G3的返回損失曲線。如第8A圖的放大圖所示，以第二電子元件295來說，傳輸路徑長度G3為電流流經第二饋入點160及第二電子元件295的導電層2951的路徑長度。以第一電子元件290來說，傳輸路徑長度G3為電流流經第一饋入點150及第一電子元件290之導電層的路徑長度。如第11圖所示，不同的傳輸路徑長度G3影響工作頻段的區間及返回損失，且曲線C31~C33依序表示傳輸路徑長度G3由短到長的特性。在一實施例中，曲線C31~C33所表示的傳輸路徑長度G3依序為19.25毫米、21.75毫米及24.25毫米。在一實施例中，傳輸路徑長度G3可採用21.75毫米，可獲得2.4 GHz~2.5 GHz的工作頻率。
請參照第12A及12B圖，第12A圖繪示第8A圖之天線結構700的返回損失特性圖，而第12B圖繪示第8A圖之天線結構700的隔離度(isolation)曲線圖。第12A圖中的曲線C41~C43表示第九輻射部135及第十輻射部145的不同長度G4的返回損失曲線，而第12B圖中的曲線C51~C53表示第九輻射部135及第十輻射部145的不同長度G4的隔離度曲線。如第12A圖所示，不同的長度G4影響返回損失，且曲線C41~C43依序表示長度G4由短到長的特性。在一實施例中，曲線C41~C43所表示的長度G4依序為9.86毫米、11.86毫米及13.86毫米。如第12B圖所示，不同的長度G4影響隔離度，且曲線C51~C53依序表示長度G4由短到長的特性。在一實施例中，曲線C51~C53所表示的長度G4依序為9.86毫米、11.86毫米及13.86毫米。在一實施例中，長度G4可採用11.86毫米，可獲得5.15 GHz~5.85 GHz的工作頻率及符合規格(不大於-20 dB)的返回損失及隔離度。
請參照第13A及13B圖，第13A圖繪示第8A圖之天線結構700的返回損失特性圖，而第13B圖繪示第8A圖之天線結構700的隔離度曲線圖。第13A圖中的曲線C61及C62分別表示有凹槽(第一凹槽130r及第二凹槽140r)以及省略大部分或全部凹槽(類似第4圖的結構)的特性曲線，而第13B圖中的曲線C71及C72分別表示有凹槽(第一凹槽130r及第二凹槽140r)以及省略大部分或全部凹槽(類似第4圖的結構)的特性曲線。如第13A及13B圖所示，第一凹槽130r及第二凹槽140r的設計明顯降低返回損失及隔離度。
第14圖繪示第8A圖之天線結構700的隔離度特性圖。圖中的曲線C81~C85表示電容元件180的不同電容值的隔離度曲線。如第14圖所示，不同的電容值影響頻段為2 GHz~2.5 GHz的隔離度，且曲線C81~C85依序表示電容值由小到大的特性。在一實施例中，曲線C81~C85所表示的電容值依序為0.01 pF、0.6 pF、5 pF、150 pF及160 pF。依據第14圖，電容元件180的電容值可選擇在0.6 F與150 pF之間，以獲得2.4 GHz~2.5 GHz的工作頻率及符合規格(不大於-20 dB)的返回損失。
第15圖繪示第8A圖之天線結構700的隔離度特性圖。圖中的曲線C91~C94表示電感元件170的不同電感值L的隔離度曲線。如第15圖所示，不同的電感值L影響頻段為2 GHz~2.5 GHz及5 GHz~5.5 GHz的隔離度，且曲線C91~C94依序表示電感值L由小到大的特性。在一實施例中，曲線C91~C94所表示的電感值L依序為1 nH、7 nH、22 nH及50 nH。依據第15圖，大於6 nH的電感元件170的電感值L，能明顯降低工作頻段為5.15 GHz~約5.85 GHz的隔離度，而介於6 nH與22 nH之間的電感元件170的電感值L，能明顯降低工作頻段為2.4 GHz~2.5 GHz的隔離度。此外，本發明其它實施例的天線結構具有類似第9~15圖的技術效果，於此不再贅述。
綜上，本發明實施例之天線結構包含數個天線層及被動元件。此些天線層可提供一個工作頻段或數個相異的工作頻段，使天線結構構成多輸入多輸出型天線。被動元件可共振出一特定頻率，藉此降低此些天線間的訊號干擾，或提升此些天線間的訊號隔離度；如此，即使此些天線被擠壓在有限的平面空間內，仍可維持訊號的收發品質。前述被動元件例如是電容元件及或/電感元件。在一實施例中，天線結構的各天線層具有共振腔，其可共振出與天線層所提供之工作頻段相異的工作頻段。此外，此些天線層的數個共振腔可共振出數個相同或相異的工作頻段。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400、500、600、700‧‧‧天線結構
110‧‧‧基板
110s‧‧‧表面
120‧‧‧接地層
120b‧‧‧接地下邊緣
120s1‧‧‧第一接地側邊
120s2‧‧‧第二接地側邊
130、330、430、530、630‧‧‧第一天線層
130r‧‧‧第一凹槽
131、531、631‧‧‧第一輻射部
131b‧‧‧第一下邊緣
131s1‧‧‧第一側邊
131s2‧‧‧第七側邊
131u1、531u1、631u1‧‧‧第一上邊緣
131u2、531u2、631u2‧‧‧第二上邊緣
132‧‧‧第二輻射部
132e‧‧‧第五側邊
133‧‧‧第五輻射部
133s1‧‧‧第二側邊
134‧‧‧第七輻射部
134s1‧‧‧第九側邊
135‧‧‧第九輻射部
140、340、440、540、640‧‧‧第二天線層
140r‧‧‧第二凹槽
141、541、641‧‧‧第三輻射部
141b‧‧‧第二下邊緣
141s1‧‧‧第三側邊
141s2‧‧‧第八側邊
141u1、541u1、641u1‧‧‧第三上邊緣
141u2、541u2、641u2‧‧‧第四上邊緣
142‧‧‧第四輻射部
142e‧‧‧第六側邊
143‧‧‧第六輻射部
143s1‧‧‧第四側邊
144‧‧‧第八輻射部
144s1‧‧‧第十側邊
145‧‧‧第十輻射部
150‧‧‧第一饋入點
160‧‧‧第二饋入點
170‧‧‧電感元件
180‧‧‧電容元件
290‧‧‧第一電子元件
295‧‧‧第二電子元件
400r‧‧‧間隔
C‧‧‧電容值
C11、C12、C13、C14、C15、C21、C22、C23、C24、C31、C32、C33、C41、C42、C43、C51、C52、C53、C61、C62、C171、C72、C81、C82、C83、C84、C85、C91、C92、C93、C94‧‧‧曲線
G1‧‧‧距離
G2‧‧‧空腔路徑長度
G3‧‧‧傳輸路徑長度
G4‧‧‧長度
K‧‧‧積值
L‧‧‧電感值
P1、P2‧‧‧曲線
R1‧‧‧第一共振腔
R2‧‧‧第二共振腔
S1‧‧‧連接處
X、Y、Z‧‧‧軸向
第1圖繪示依照本發明一實施例之天線結構的俯視圖。 第2圖繪示依照本發明一實施例之天線結構的俯視圖。 第3圖繪示依照本發明一實施例之天線結構的俯視圖。 第4圖繪示依照本發明一實施例之天線結構的俯視圖。 第5圖繪示依照本發明一實施例之天線結構的俯視圖。 第6圖繪示依照本發明一實施例之天線結構的俯視圖。 第7圖繪示第1圖之天線結構的特性曲線圖。 第8A圖繪示依照本發明另一實施例之天線結構的俯視圖。 第8B圖繪示第8A圖之第二電子元件的俯視圖。 第9圖繪示第8A圖之天線結構的返回損失特性圖。 第10圖繪示第8A圖之天線結構的返回損失特性圖。 第11圖繪示第8A圖之天線結構的返回損失特性圖。 第12A圖繪示第8A圖之天線結構的返回損失特性圖。 第12B圖繪示第8A圖之天線結構的隔離度曲線圖。 第13A圖繪示第8A圖之天線結構的返回損失特性圖。 第13B圖繪示第8A圖之天線結構的隔離度曲線圖。 第14圖繪示第8A圖之天線結構的隔離度特性圖。 第15圖繪示第8A圖之天線結構的隔離度特性圖。

Claims (14)

  1. 一種天線結構，包括： 一基板，具有一表面； 一接地層，形成在該基板之該表面； 一第一天線層，形成在該基板之該表面，且包括彼此連接的一第一輻射部與一第二輻射部； 一第二天線層，形成在該基板之該表面，且包括彼此連接的一第三輻射部與一第四輻射部，該第三輻射部與該第一輻射部連接於一連接處，該連接處與該接地層彼此間隔，且該第四輻射部與該第二輻射部相面對且彼此間隔； 一電感元件，跨接該接地層與該連接處；以及 一電容元件，跨接該第四輻射部與該第二輻射部。
  2. 一種天線結構，包括： 一基板，具有一表面； 一接地層，形成在該基板之該表面； 一第一天線層，形成在該基板之該表面，且包括彼此連接的一第一輻射部與一第二輻射部； 一第二天線層，形成在該基板之該表面，且包括彼此連接的一第三輻射部與一第四輻射部，該第三輻射部與該第一輻射部連接於一連接處，該連接處與該接地層彼此間隔，且該第四輻射部與該第二輻射部相面對且彼此間隔； 一第一凹槽，設置於該第一輻射部與該第二輻射部彼此連接部位、該第一輻射部與該第二輻射部所圍繞形成的一槽孔； 一第二凹槽，設置於該第三輻射部與該第四輻射部彼此連接部位、該第三輻射部與該第四輻射部所圍繞形成的另一槽孔；以及 一電容元件，跨接該第四輻射部與該第二輻射部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第一天線層更包括一第五輻射部，該第五輻射部自該第一輻射部往該接地層的方向延伸，而該接地層、該第一輻射部與該第五輻射部之間形成一第一共振腔。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第二天線層更包括一第六輻射部，該第六輻射部自該第三輻射部往該接地層的方向延伸，該接地層、該第三輻射部與該第六輻射部之間形成一第二共振腔。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第一天線層更包括一第五輻射部及一第七輻射部，該第七輻射部自該第五輻射部往該接地層的方向延伸；該天線結構更包括一第一饋入點，該第一饋入點位於該第七輻射部上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第二天線層更包括一第六輻射部及一第八輻射部，該第八輻射部自該第六輻射部往該接地層的方向延伸；該天線結構更包括一第二饋入點，該第二饋入點位於該第八輻射部上。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第一天線層更包括一第五輻射部及一第九輻射部，該第九輻射部自該第一輻射部延伸至與該第五輻射部相對配置；該第一輻射部、該第二輻射部、該第五輻射部與該第九輻射部共同構成一平面倒F型天線。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第二天線層更包括一第六輻射部及一第十輻射部，該第十輻射部自該第三輻射部延伸至與該第六輻射部相對配置；該第三輻射部、該第四輻射部、該第六輻射部與該第十輻射部共同構成一平面倒F型天線。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，更包括一第一凹槽及一第二凹槽，該第一凹槽自該第二輻射部的邊緣延伸，該第二凹槽自該第三輻射部的邊緣延伸，且該第一凹槽與該第二凹槽彼此相通。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該接地層具有一接地下邊緣，該第一輻射部具有一第一上邊緣及一第二上邊緣，該接地下邊緣鄰近且面向該第一上邊緣，其中該第一上邊緣與該第二上邊緣對齊。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該接地層具有一接地下邊緣，該第一輻射部具有一第一上邊緣及一第二上邊緣，該接地下邊緣鄰近且面向該第一上邊緣，其中該第一上邊緣與該第二上邊緣之間具有高低差。
  12. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第三輻射部具有一第三上邊緣及一第四上邊緣，該第三上邊緣與該第四上邊緣對齊。
  13. 如申請專利範圍第1或2項所述之天線結構，其中該第三輻射部具有一第三上邊緣及一第四上邊緣，該第三上邊緣與該第四上邊緣之間具有高低差。
  14. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，更包括： 一電感元件，跨接該接地層與該連接處。
TW106108590A 2017-03-15 2017-03-15 天線結構 TWI618296B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106108590A TWI618296B (zh) 2017-03-15 2017-03-15 天線結構
US15/673,113 US10148011B2 (en) 2017-03-15 2017-08-09 Antenna structure
EP17192182.8A EP3376592B1 (en) 2017-03-15 2017-09-20 Antenna structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106108590A TWI618296B (zh) 2017-03-15 2017-03-15 天線結構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI618296B true TWI618296B (zh) 2018-03-11
TW201836211A TW201836211A (zh) 2018-10-01

Family

ID=59923341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106108590A TWI618296B (zh) 2017-03-15 2017-03-15 天線結構

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10148011B2 (zh)
EP (1) EP3376592B1 (zh)
TW (1) TWI618296B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582794A (zh) * 2019-09-27 2021-03-30 昌泽科技有限公司 一种结构改良的芯片型天线

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5947263B2 (ja) * 2013-08-27 2016-07-06 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 アンテナおよび無線通信装置
TWM566918U (zh) * 2018-04-20 2018-09-11 明泰科技股份有限公司 Antenna architecture with low trace path
TWI672858B (zh) * 2018-04-30 2019-09-21 Arcadyan Technology Corporation 具有高隔離度之雙頻天線
TWI697152B (zh) * 2019-02-26 2020-06-21 啓碁科技股份有限公司 行動裝置和天線結構
CN113161721B (zh) * 2020-01-22 2023-11-28 华为技术有限公司 天线装置及电子设备
CN112467362B (zh) * 2020-12-03 2021-10-29 深圳市海之景科技有限公司 5g双频天线及通信终端
US11777212B2 (en) * 2021-09-13 2023-10-03 Htc Corporation Antenna structure
WO2023054734A1 (ko) * 2021-09-28 2023-04-06 엘지전자 주식회사 차량에 배치되는 안테나 모듈
TWI784829B (zh) * 2021-12-07 2022-11-21 啟碁科技股份有限公司 電子裝置及其天線結構

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650294B2 (en) * 2001-11-26 2003-11-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Compact broadband antenna
US7298343B2 (en) * 2003-11-04 2007-11-20 Avery Dennison Corporation RFID tag with enhanced readability
TWM373008U (en) * 2009-09-18 2010-01-21 Unictron Technologies Corp Multiple stream micro antenna
TWM378495U (en) * 2009-10-23 2010-04-11 Unictron Technologies Corp Miniature multi-frequency antenna
TWI346416B (zh) * 2008-03-26 2011-08-01 Claridy Solutions Inc
TWI497818B (zh) * 2012-05-22 2015-08-21 Wistron Neweb Corp 天線及電子裝置
TW201622503A (zh) * 2014-12-15 2016-06-16 財團法人工業技術研究院 天線整合式封裝結構及其製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI343670B (en) * 2007-01-02 2011-06-11 Delta Networks Inc Plane antenna
CN102124584B (zh) * 2008-07-15 2013-07-24 盖尔创尼克斯有限公司 紧凑的多频带天线
US8085202B2 (en) 2009-03-17 2011-12-27 Research In Motion Limited Wideband, high isolation two port antenna array for multiple input, multiple output handheld devices
TW201115837A (en) 2009-09-01 2011-05-01 Skycross Inc High isolation antenna system
CN102570010B (zh) 2012-03-28 2014-09-10 南京信息工程大学 紧凑型高隔离度超宽带双波段天线
KR101905769B1 (ko) 2012-06-29 2018-12-05 엘지이노텍 주식회사 안테나 및 이의 제조 방법
US9013354B2 (en) * 2012-10-16 2015-04-21 Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. Multi-band antenna
EP2790268A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-15 Thomson Licensing Multi-band antenna
JPWO2016052733A1 (ja) * 2014-10-02 2017-07-20 旭硝子株式会社 アンテナ装置及び無線装置
TWI587579B (zh) 2015-03-05 2017-06-11 智易科技股份有限公司 多輸入多輸出天線

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650294B2 (en) * 2001-11-26 2003-11-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Compact broadband antenna
US7298343B2 (en) * 2003-11-04 2007-11-20 Avery Dennison Corporation RFID tag with enhanced readability
TWI346416B (zh) * 2008-03-26 2011-08-01 Claridy Solutions Inc
TWM373008U (en) * 2009-09-18 2010-01-21 Unictron Technologies Corp Multiple stream micro antenna
TWM378495U (en) * 2009-10-23 2010-04-11 Unictron Technologies Corp Miniature multi-frequency antenna
TWI497818B (zh) * 2012-05-22 2015-08-21 Wistron Neweb Corp 天線及電子裝置
TW201622503A (zh) * 2014-12-15 2016-06-16 財團法人工業技術研究院 天線整合式封裝結構及其製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582794A (zh) * 2019-09-27 2021-03-30 昌泽科技有限公司 一种结构改良的芯片型天线

Also Published As

Publication number Publication date
TW201836211A (zh) 2018-10-01
US20180269578A1 (en) 2018-09-20
EP3376592B1 (en) 2019-08-07
US10148011B2 (en) 2018-12-04
EP3376592A1 (en) 2018-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI618296B (zh) 天線結構
TWI675507B (zh) 天線結構
US7535431B2 (en) Antenna systems with ground plane extensions and method for use thereof
US9711857B2 (en) Multi-band antenna
US8004473B2 (en) Antenna device with an isolating unit
US7786940B2 (en) Antenna structure and wireless communication device including the same
TWI484698B (zh) 印刷式濾波天線
US9923542B2 (en) Radio-frequency module component
US10141637B2 (en) Pattern antenna
US8283990B2 (en) Signal transmission communication unit and coupler
US7012570B2 (en) Antenna with printed compensating capacitor
US6822610B2 (en) Planar monopole antenna of dual frequency
US20090109106A1 (en) Surface-mount antenna and antenna device
CN108631052B (zh) 天线结构
US10707583B2 (en) Wireless communication module
TWI739453B (zh) 雙頻天線
TWI524595B (zh) 天線
TWI815365B (zh) 槽孔天線
TW202315213A (zh) 穿戴式裝置
KR101946515B1 (ko) 유전체 도파관 필터
US20240235516A1 (en) Filter device, antenna device, and antenna module
TWI688158B (zh) 多饋入天線
KR101070120B1 (ko) 적층형 칩 필터 및 그 제조 방법
JPH06216613A (ja) マイクロ波結合線路
KR100616640B1 (ko) 집적형 듀얼밴드 저역통과필터