TWI647878B - 天線部分 - Google Patents

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Abstract

在一實施例中，一天線系統可包括多數天線部分，該等天線部分包括用以接收一射頻(RF)信號之該天線的一第一部分。該天線可包括電容性耦合到該第一部分之一第二部分，其中該第二部分到該第一部分之電容耦合增加高頻帶共振。該天線可包括該天線之一第三部分，該第三部分係連接到一連接器。該第三部分可被電容性耦合到該第一部分以激發寬低頻帶共振及高頻帶共振。該連接器可為該第三部分之一接地。

Description

天線部分
本發明係有關於天線部分。
一天線可被用來促進無線通訊。一天線可配合一運算裝置使用以促進該運算裝置之無線通訊。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種天線系統，其包含：一天線之一第一部分，其用以接收一射頻(RF)信號；一第二部分，其被電容性耦合到該第一部分，其中該第二部分到該第一部分之電容耦合增加高頻帶共振；及該天線之一第三部分，其與一連接器連接，其中：該第三部分被電容性耦合到該第一部分，以激發寬低頻帶共振及高頻帶共振；且該連接器係該第三部分之一接地。
隨著運算裝置規格改變，在運算裝置內之空間配置會改變。例如，隨著行動及/或可攜式運算裝置(在此通稱為「運算裝置」)變小、變薄及/或變輕，將組件放在該裝置內會有困難。例如，當靠近一運算裝置之一麥克風、揚聲器、連接埠(例如，一通用串列匯流排)等設置與該運算裝置相關的一天線時，產生包括天線放置之困難。在此使用之運算裝置包括智慧型手機、平板手機、手持式電腦、個人數位助理、車用電腦、穿戴式電腦、膝上型電腦、平板電腦、膝上/平板混合型電腦等。
在某些例子中，可能需要提供運算裝置之寬及多頻帶天線。但是，天線設計會受限於天線之尺寸。此外，就包括設置在一運算裝置底部之一通用串列匯流排(USB)埠的薄輪廓運算裝置而言，該運算裝置之體積會增加或輻射效能會降低。增加天線體積會不利地影響該運算設計之工業設計。應注意的是，在此所述之例子容許一USB埠可相對天線呈一特定方位作為一輻射結構使用以避免該等不利結果。
運算裝置可包括用以發送及/或接收信號之一天線。例如，一天線可配合一運算裝置使用以促進語音及/或資料傳送。在某些例子中，一天線可配合一運算裝置使用以便於電話通訊、網路存取、對IP傳送語音、玩遊戲、使用高解析行動電視、視訊等。但是，與某些運算裝置形狀因子及/或某些材料選擇相關之限制會影響天線放置及/或天線效能。
此揭露之例子包括使用一天線之方法、系統及設備。例如，一系統可包括一運算裝置及一天線，該天線包含一第一天線部分(例如一饋電臂)、一第二天線部分(例如一寄生臂)、及一第三天線部分(例如一耦合臂)。在某些例子中，該第一天線部分可被電容性耦合到該第二天線部分，而該第一天線部分可被電容性耦合到該第三天線部分。在某些例子中，一系統可更包括作為一輻射結構使用之一USB，且該USB使該第三天線部分(例如該天線之一耦合臂)接地。
圖1顯示依據此揭示之一系統100之範例的圖。如圖1之例子所示，該系統100可包括一天線之一第一天線部分110、該天線之一第二天線部分112、及該天線之一第三天線部分114。該第一天線部分110包括一第一部分110-1及一第二部分110-2。該第一部分110-1可與一饋電部111連通。該第一天線部分110可為該天線之一饋電臂。該饋電臂可被一射頻(RF)信號源直接激發。一RF信號源可包括一射頻源。RF為位在大約3 kHz至300 GHz之範圍內的任何電磁波頻率。RF可為電氣振盪。
該第二天線部分112包括一第一部分112-1及一第二部分112-2。該第二天線部分112可為該天線之一寄生臂。該饋電臂之第一部分110-1及該寄生臂之第一部分112-1可在132處電容性耦合在一起。例如，在該第一部分110-1與該第一部分112-1間之一電磁耦合電場可讓該第一部分110-1與該第一部分112-1電磁(EM)連通。在一天線之兩部分間的EM連通可取決於該等兩部分之一特定距離及/或方位。例如，當一第一部分110-1係與一第一部分112-1分開一特定距離時，一EM連通可為一特定強度。隨著該等兩部分更分開，該EM連通會依據與該特定距離相關之電場而減弱及/或增強。如將在此進一步說明地，電容性耦合到該第一天線部分110之該第二天線部分(例如寄生臂) 112在該RF信號源之一高頻帶中產生多共振，以擴大由該第一天線部分110及該第三天線部分114產生之高頻帶共振。
一第三天線部分114包括一第一部分114-1、一第二部分114-2及一第三部分114-3。該第一部分114-1之一前端可連到一連接器(例如，通用串列匯流排(USB)埠)130在128處接地。該連接器130可為一通用串列匯流排(USB)，或可提供通訊及/或電源至一運算裝置及/或由一運算裝置提供通訊及/或電源的其他連接埠或匯流排。該第三天線部分(例如耦合臂)114可被電容性耦合到該第一天線部分110，以便在一低頻帶及一高頻帶頻率範圍內產生多共振。由該第三天線部分114產生之高頻帶共振被該第一天線部分110及該第二天線部分112所產生之高頻帶共振進一步擴大。
該第二天線部分112及/或該第三天線部分114中之至少一部分可連接於與一運算裝置相關之一系統接地108。在某些例子中，該第三天線部分114可實體地接觸與該系統接地108連接之連接埠130。該連接埠可為一通用串列匯流排(USB)，或可提供通訊及/或電源至一運算裝置及/或由一運算裝置提供通訊及/或電源的其他連接埠或匯流排。
圖2顯示依據此揭示之一運算裝置例的圖，該運算裝置包括一天線。如圖2之例子所示，該運算裝置202可包括一天線之一第一天線部分210、該天線之一第二天線部分212、及該天線之一第三天線部分214。該第一天線部分210包括一第一部分210-1及一第二部分210-2。該第一部分210-1可由一饋電部211開始沿運算裝置202之所示頂部延伸，以一大致90度轉彎向下彎曲(例如產生一大體正交關係)且接著沿該運算裝置202之一前側側向地延伸。該第一部分210-1形成如圖所示之L，且繼續延伸成為該第二部分210-2。該第一部分210-1可與一饋電部211連通。該段部分210-2朝向該第一部分210-1沿一側向方向彎回而形成“U”。該第一天線部分210可為該天線之一饋電臂。該饋電臂可被一射頻(RF)信號源直接激發。
該第二天線部分212包括一第一部分212-1及一第二部分212-2。該第一部分212-1可沿該運算裝置202之一頂部延伸，與該第一部分210-1並排，並沿該運算裝置202之一前側以一大致90度轉彎類似地向下彎曲(產生如圖所示之一大體正交關係)。該第一部分212-1可接著沿遠離該第一部分210-1之一方向側向地轉彎。該第一部分212-1接著轉變成第二部分212-2且以一大致90度轉彎(例如，如圖所示之兩次45度轉彎，但不限於這些特定轉彎)折回而與該運算裝置202之一前側重新接合。該第二天線部分212可為該天線之一寄生臂。該第一部分210-1及該第一部分212-1可在232處電容性耦合在一起。例如，一電容電場可讓該第一部分210-1及該第一部分212-1藉由在它們之間的一電容電場連通。與該第一天線部分210電容性耦合之第二天線部分(例如寄生臂) 212在該RF信號源之一高頻帶中產生多共振，以擴大由該第一天線部分210及該第三天線部分214產生之高頻帶共振。
一第三天線部分214包括一第一部分214-1、一第二部分214-2及一第三部分214-3。該第一部分214-1可沿該運算裝置202之一頂部平行且靠近該第二部分210-2延伸。一第二部分214-2係在180度轉彎及/或該第二部分214-2延伸遠離該第一天線部分210及該第二天線部分212之樞轉點後的該第一部分214-1之一連續部。該第二部分214-2亦可延伸在該連接器230之一頂部上方且與之並排。該第二部分214-2可形成一向下通道且繼續延伸至該運算裝置之一側。
如圖所示，該第三部分214-3可為該第二部分214-2之一連續部且在該運算裝置202之側產生二明顯90度轉彎並且接著在形成一U並朝向該側折返前朝向該連接器230折返。該第一部分214-1可被接地至一連接器(例如，通用串列匯流排(USB)埠) 230。該連接器230可為一通用串列匯流排(USB)，或可提供通訊及/或電源至一運算裝置及/或由一運算裝置提供通訊及/或電源的其他連接埠或匯流排。該第三天線部分(例如耦合臂) 214可與該第一天線部分210在234處電容性耦合，以便在一低頻帶及一高頻帶頻率範圍內產生多共振。由該第三天線部分214產生之高頻帶共振被該第一天線部分210及該第二天線部分212所產生之高頻帶共振進一步擴大。
圖3顯示依據此揭示之一運算裝置例的圖，該運算裝置包括一天線。如圖3之例子所示，該運算裝置可類似或反映圖2中之運算裝置202。例如，如圖2所示，該第二天線部分212顯示在該運算裝置202之左側。在圖3中，第二天線部分312顯示在右側。該等天線部分可依據多數其他組件(例如，USB埠、金屬組件、揚聲器系統等)放在一特定位置以便使該天線之效率最大化，使干涉最小化等。一第一天線部分310設置在連接器330之右側且該第三天線部分314顯示在該連接器330之左側。該第二天線部分312在該運算裝置之最右邊緣上。
該第一天線部分310可與該第二天線部分312電容性耦合。該第一天線部分310可與該第三天線部分314電容性耦合。即使天線組件重新排列及/或由一側翻轉至另一側，該等耦合件及/或交互作用可與在圖2中所述者相同。圖3之一窗部340可放大為在圖4中之440。
圖4顯示一運算裝置之一部分440例的圖，且該運算裝置包括一天線。該天線可包括在428處被接地至一連接器430的一部分414 (例如，圖2與圖3中之第三天線部分214與314)。該連接器430可為一通用串列匯流排(USB)埠。該USB可與一PCB 408耦合。
圖5顯示依據此揭示之用於一天線之一方法505例的流程圖。在步驟550，該方法505可包括將接收一射頻(RF)信號之一天線之一部分定位成靠近該天線之另一部分。該天線之另一部分(例如圖3中之第三天線部分314)可設置成與接收該RF信號之部分相鄰以將它們電容性耦合在一起。
在步驟552，該方法505可包括在該天線之另一部分上裝載一電抗組件(例如圖4中之428)。該另一部分可裝載一電容及/或一電感而非接地。多數電抗組件可裝載在該另一部分上。電抗組件之數目會與該低頻帶共振調整之一調整程度相關。低頻帶共振調整可為對一低頻帶頻率之調整。在某些例子中，低頻帶頻率可為在700 MHz至1 GHz之範圍內的射頻。
在步驟554，該方法505可包括調整該另一部分之一電氣長度。該電氣長度之調整會影響一低頻帶共振頻率範圍。在步驟556，該方法505可包括調諧該另一部分之一低頻帶頻率。例如，該耦合臂之一長度(例如一電氣長度)可為一低頻帶頻率之一主調諧參數。該低頻帶頻率之調諧可在不影響一高頻帶頻率之情形下實行。調諧可包括在一特定頻率頻帶及/或多數頻帶內放大RF振盪。調諧可包括減少在該特定頻率頻帶及/或該等頻帶以外之其他RF頻率的振盪。
在某些例子中，該方法可包括將該天線之一部分(例如一饋電臂)電容性耦合到另一部分(例如一寄生臂)。在某些例子中，該方法可包括將該天線之一第三部分(例如一耦合臂)定位成靠近該部分(例如一饋電臂)。該方法可包括將該第三部分(例如，該耦合臂)電容性耦合到該部分(例如該饋電臂)。該方法可包括使用一電抗組件，且該電抗阻件係一電容。在某些例子中，該方法可包括使用一電抗組件，且該電抗阻件係一電感。使用一電容或一電感可調整該低頻帶頻率。
依此方式，此揭示說明一獨特天線結構，該天線結構使用一USB埠作為一輻射結構，以克服由於一USB埠總成產生之可能不利的輻射效能。此外，可使用上述天線之該等部分的特定組態及/或方位來產生一低輪廓組態。這使該運算裝置可有一更大之工業設計範圍。此外，可獲得一更寬之頻帶寬度。
在此揭示之前述詳細說明中，參照形成其一部分的附圖，且其中透過圖示顯示該揭露之例子如何實施。這些例子足夠詳細地說明以使所屬技術領域中具有通常知識者可實施這揭示之例子，且應了解的是在不偏離此揭示之範圍的情形下，可使用其他例子，且可進行製程、電氣及/或結構之改變。
該等圖在此依循一編號規定，其中第一位數對應於圖式之圖號且剩餘位數表示在圖式中之一元件或組件。例如，符號110可表示在圖1中之元件「10」且一類似元件可由圖2中之符號210表示。在各圖中所示之元件可添加、更換及/或省略以便提供該揭示之多數另外的例子。此外，在圖中提供之元件的比例及相對尺寸係意圖顯示此揭示的例子，且不應被視為限制。此外，在此使用之「多數」元件及/或特徵可表示一或多數該等元件及/或特徵。
在此使用之「大致」及/或「大體」表示足夠接近絕對特性以達成相同功能性的一特性。例如，大致正交方向可為，即使未以90度完美地對齊，亦足夠接近90度以達成在90度之特性的方向。
100‧‧‧系統
108‧‧‧系統接地
110,210,310‧‧‧第一天線部分
110-1,112-1,114-1,210-1,212-1,214-1‧‧‧第一部分
110-2,112-2,114-2,210-2,212-2,214-2‧‧‧第二部分
111,211‧‧‧饋電部
112,212,312‧‧‧第二天線部分
114,214,314‧‧‧第三天線部分
114-3,214-3‧‧‧第三部分
128,428‧‧‧接地處
130‧‧‧連接器/連接埠
132,232,234‧‧‧電容耦合處
202‧‧‧運算裝置
230,330,430‧‧‧連接器
340‧‧‧窗部
408‧‧‧PCB
414,440‧‧‧部分
505‧‧‧方法
550,552,554,556‧‧‧步驟
圖1顯示依據此揭示之一系統例的圖。
圖2顯示依據此揭示之一運算裝置例的圖，該運算裝置包括多數天線部分。
圖3顯示依據此揭示之一運算裝置例的圖，該運算裝置包括多數天線部分。
圖4顯示依據此揭示之一運算裝置例的圖，該運算裝置包括多數天線部分。
圖5顯示依據此揭示之用於天線部分之一方法例的流程圖。

Claims (12)

  1. 一種天線系統，其包含：一第一天線部分，其係用以接收一射頻(RF)信號；一第二天線部分，其被電容性耦合到該第一天線部分，其中該第二天線部分到該第一天線部分之電容耦合增加高頻帶共振；及一第三天線部分，其係與一連接器連接，其中：該第三天線部分包括被電容性耦合到該第一天線部分以激發寬低頻帶共振及高頻帶共振的一第一部分；自該第一部分延伸之一第二部分；及自該第二部分延伸且遠離該第一部分之一第三部分；且該連接器係該第三天線部分之該第一部分的一接地。
  2. 如請求項1之天線系統，其中該第一天線部分係該天線之一饋電臂。
  3. 如請求項1之天線系統，其中該第二天線部分係該天線之一寄生臂。
  4. 如請求項1之天線系統，其中該第三天線部分係該天線之一耦合臂。
  5. 如請求項1之天線系統，其中該連接器係作為該天線之一輻射結構使用。
  6. 一種運算裝置，其包含：一天線，其中該天線包含：一饋電臂，其係用以接收一射頻(RF)信號；一耦合臂，其係連接到一連接器使得該連接器為該耦合臂之接地，其中：連到該連接器接地之該耦合臂的一第一部分靠近且電容性耦合至該饋電臂；該耦合臂之一第二部分延伸在該連接器之一側部分上方；且該耦合臂之一第三部分遠離該饋電臂；及一寄生臂，其中該寄生臂之一第一部分靠近該饋電臂，而該寄生臂之一第二部分遠離該饋電臂。
  7. 如請求項6之運算裝置，其中該寄生臂之該第一部分係電容性耦合到該饋電臂。
  8. 如請求項6之運算裝置，其中該饋電臂、該耦合臂及該寄生臂係彎曲環繞該運算裝置之一邊緣部分。
  9. 一種用於天線的方法，其包含以下步驟：將接收一射頻(RF)信號之一第一天線部分設置成靠近另一天線部分，使得該第一天線部分電容性耦合至該另一天線部分；在該另一天線部分上裝載一電抗組件；調整該另一天線部分之一電氣長度；及在不影響一高頻帶頻率之情形下依據該電氣長度調諧該另一天線部分之一低頻帶頻率。
  10. 如請求項9之方法，包含將一第三天線部分設置成靠近該第一天線部分的步驟。
  11. 如請求項10之方法，包含將該第三天線部分電容性耦合到該第一天線部分的步驟。
  12. 如請求項9之方法，其中該電抗組件係一電容及一電感中之一者。
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