TWI662799B - 天線及其訊號輸入電路 - Google Patents

Abstract

一種訊號輸入電路，適用於天線，所述訊號輸入電路包含換衡器及調節電路。換衡器具有一第一訊號輸入端及二第一訊號輸出端，換衡器藉由第一訊號輸入端接收饋入訊號及接地訊號，依據饋入訊號及接地訊號產生二平衡訊號，並藉由所述二第一訊號輸出端分別輸出所述二平衡訊號。調節電路具有二第二訊號輸入端及二第二訊號輸出端，所述二第二訊號輸入端分別連接於換衡器的所述二第一訊號輸出端，且所述二第二訊號輸出端用於分別輸出經調整後的所述二平衡訊號至天線的發射部。

Description

天線及其訊號輸入電路

本發明係關於一種訊號輸入電路，特別係適用於天線的訊號輸入電路。

無線通訊系統中，天線做為收發器與傳播環境的中介點，具有轉換電壓電流與電磁場訊號，以及改變電磁波在空間中的分佈的功能。隨著無線通訊技術的發展以及現代人生活形態的改變，現今的無線通訊產業中，各式行動無線通訊產品的開發需求大幅增加。

因此，為了因應各式新穎的無線通訊規格及產品開發，作為無線通訊技術中關鍵角色的天線元件的發展日益重要。

鑒於上述，本發明提供一種適用於天線的訊號輸入電路及天線。

依據本發明一實施例的訊號輸入電路，適用於天線，所述訊號輸入電路包含換衡器及調節電路。換衡器具有一第一訊號輸入端及二第一訊號輸出端，換衡器藉由第一訊號輸入端接收饋入訊號及接地訊號，依據饋入訊號及接地訊號產生二平衡訊號，並藉由所述二第一訊號輸出端分別輸出所述二平衡訊號。調節電路具有二第二訊號輸入端及二第二訊號輸出端，所述二第二訊號輸入端分別連接於換衡器的所述二第一訊號輸出端，且所述二第二訊號輸出端用於分別輸出經調整後的所述二平衡訊號至天線的發射部。

依據本發明一實施例的天線，包含第一發射部、第二發射部、換衡器及調節電路。第一發射部具有第一彎折側緣及第一饋入位置， 第二發射部具有第二彎折側緣及第二饋入位置。第二彎折側緣與第一彎折側緣之間共同形成漸變溝槽，其中漸變溝槽具有縮口端及擴口端。換衡器具有一第一訊號輸入端及二第一訊號輸出端，換衡器藉由第一訊號輸入端接收饋入訊號及接地訊號，依據饋入訊號及接地訊號產生二平衡訊號，並藉由所述二第一訊號輸出端分別輸出所述二平衡訊號。調節電路具有二第二訊號輸入端及二第二訊號輸出端，其中所述二第二訊號輸入端分別連接於換衡器的所述二第一訊號輸出端，且所述二訊號輸出端分別連接於第一發射部的第一饋入位置及第二發射部的第二饋入位置，以分別傳輸經調整後的所述二平衡訊號至第一饋入位置及第二饋入位置。

藉由上述結構，本案所揭示的適用於天線的訊號輸入電路及天線，提供透過換衡器及調節電路運作的訊號輸入機制，藉此降低天線發射部規劃難度，提高天線在電子裝置中的配置彈性。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1‧‧‧天線

10‧‧‧訊號輸入電路

11‧‧‧換衡器

111‧‧‧第一訊號輸入端

113a、113b‧‧‧第一訊號輸出端

13‧‧‧調節電路

131a、131b‧‧‧第二訊號輸入端

133a、133b‧‧‧第二訊號輸出端

135a、135b‧‧‧阻抗匹配電路

L1、L2‧‧‧電感

L1a‧‧‧第一端

L1b‧‧‧第二端

C1、C3‧‧‧第一電容

C1a‧‧‧第一端

C1b‧‧‧第二端

C2、C4‧‧‧第二電容

C2a‧‧‧第一端

C2b‧‧‧第二端

15a‧‧‧第一發射部

15b‧‧‧第二發射部

151a‧‧‧第一彎折側緣

151b‧‧‧第二彎折側緣

153a‧‧‧第一饋入位置

153b‧‧‧第二饋入位置

155‧‧‧漸變溝槽

1551‧‧‧縮口端

1553‧‧‧擴口端

3‧‧‧平板電腦

31‧‧‧殼體

5‧‧‧筆記型電腦

51、52‧‧‧殼體

53‧‧‧樞轉鉸鍊

圖1係依據本發明一實施例所繪示的適用於天線的訊號輸入電路的功能方塊圖。

圖2係依據本發明一實施例所繪示的適用於天線的訊號輸入電路的架構示意圖。

圖3係依據本發明一實施例所繪示的天線的架構示意圖。

圖4A係依據本發明一實施例所繪示的天線的設置示意圖。

圖4B係依據本發明另一實施例所繪示的天線的設置示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其 內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1及圖2，其中圖1係依據本發明一實施例所繪示的適用於天線的訊號輸入電路的功能方塊圖，圖2則係依據本發明一實施例所繪示的適用於天線的訊號輸入電路的架構示意圖。於圖1所示的實施例中，訊號輸入電路10適用於天線，用於將外界訊號經轉換及調整後再輸入至此天線的發射部。詳細來說，訊號輸入電路10適用於任何具有天線之可攜式電子裝置，例如平板電腦、筆記型電腦等。

如圖1所示，訊號輸入電路10包含有換衡器11以及調節電路13。其中，換衡器11例如為平衡不平衡轉換器(Balun)，具有一第一訊號輸入端111及二第一訊號輸出端113a及113b。第一訊號輸入端111用於接收饋入訊號及接地訊號，詳細來說，第一訊號輸入端111可以電性連接於同軸電纜。同軸電纜至少包含導線、圍繞包覆導線的絕緣層及絕緣層外的導電層，其中導線傳送饋入訊號而導電層傳送接地訊號至換衡器11。換衡器11依據來自同軸電纜的饋入訊號及接地訊號產生二路平衡訊號，並分別透過第一訊號輸出端113a及113b輸出此二平衡訊號。詳細來說，此二平衡訊號具有相同的振幅大小，且彼此相位相差180度。

調節電路13則具有二第二訊號輸入端131a及131b與二第二訊號輸出端133a及133b，其中第二訊號輸入端131a及131b分別電性連接於換衡器11的第一訊號輸出端113a及113b，以接收並調整換衡器11所產生的上述二平衡訊號，再透過第二訊號輸出端133a及133b輸出經調整後的所述二平衡訊號至天線的發射部。

進一步來說，如圖2所示，調節電路13包含二阻抗匹配電路135a及135b，以執行天線的阻抗匹配。每一阻抗匹配電路135a及135b 包含其中之一電感、第一電容及第二電容。詳細來說，阻抗匹配電路135a包含電感L1、第一電容C1及第二電容C2，其中電感L1的第一端L1a及第二端L1b分別電性連接於第二訊號輸入端131a及第二訊號輸出端133a；第一電容C1的第一端C1a及第二端C1b則分別電性連接於電感L1的第一端L1a及接地端；而第二電容C2的第一端C2a及第二端C2b分別電性連接於電感L1的第二端L1b及接地端。阻抗匹配電路135a的電感L1、第一電容C1與第二電容C2共同構成一個π型電路；而阻抗匹配電路135b亦包含電感L2、第一電容C3及第二電容C4，以共同構成另一π型電路，其中各端及元件之間的連接關係皆同於上述的阻抗匹配電路135a，於此不再贅述。調節電路13的阻抗匹配電路135a及135b用於使天線的訊號端的特徵阻抗與負載端的阻抗相互匹配。換句話說，調節電路13可以使連接於換衡器11該側的特徵阻抗匹配於連接於天線的發射部該側的負載阻抗。

於另一實施例中，調節電路13亦可用於調整上述二平衡訊號之間的相位差，藉此使天線產生具有不同波速或指向性的電磁波。詳細來說，調節電路13可以包含積體電路或微帶線以調整二平衡訊號間的相位差。於又一實施例中，用於調整相位差的積體電路或微帶線可以設置於換衡器11的電路中。

接下來請參考圖3，其中圖3係依據本發明一實施例所繪示的天線的架構示意圖。如圖3所示，天線1包含換衡器11、調節電路13、第一發射部15a及第二發射部15b，其中換衡器11及調節電路13的組合即為上述實施例中的訊號輸入電路10，因此詳細的電路結構及功能於此不再贅述。

於此實施例中，第一發射部15a及第二發射部15b例如為金屬製的片狀結構。第一發射部15a具有第一彎折側緣151a及第一饋入位置153a，而第二發射部15b具有第二彎折側緣151b及第二饋入位置153b， 其中，第一發射部15a的第一彎折側緣151a及第二發射部15b的第二彎折側緣151b之間共同形成具有縮口端1551及擴口端1553的漸變溝槽155。詳細來說，第一彎折側緣151a及第二彎折側緣151b可以分別為二凸弧邊，且漸變溝槽155即係這二凸弧邊相對設置所形成。此外，第一彎折側緣151a及第二彎折側緣151b亦可以係具有多個彎折處的側緣，本發明之訊號輸入電路10並不僅限於與上述結構之天線發射部結合以構成該天線1。

詳細說明上述實施例中天線1產生並輸出電磁波的過程，換衡器11自同軸電纜同時接收饋入訊號及接地訊號，據以產生二平衡訊號，再透過兩個第一訊號輸出端113a及113b分別輸出所述二平衡訊號至調節電路13；調節電路13調整接收到的二平衡訊號並分別傳送至第一發射部15a及第二發射部15b；接著，第一發射部15a及第二發射部15b依據接收到的訊號產生電磁波，再透過漸變溝槽155輸出此電磁波。特別來說，漸變溝槽155的縮口端1551與擴口端1553之間的漸變結構，類似於韋瓦第天線(Vivaldi antenna)的結構。

接下來請一併參考圖3、圖4A及圖4B，其中圖4A係依據本發明一實施例所繪示的天線的設置示意圖，圖4B則係依據本發明另一實施例所繪示的天線的設置示意圖。上述實施例中的天線1適用於可攜式電子裝置，例如平板電腦、筆記型電腦或是其他可攜式電子裝置。於圖4A所示的實施例中，天線1可以設置於平板電腦3，其中天線1的第一發射部15a及第二發射部15b可共同設置於平板電腦3的殼體31的表層或夾層，或是分別設置於不同層。如圖4B所示，天線1亦可以設置於筆記型電腦5。於此實施例中，第一發射部15a及第二發射部15b分別設置於筆記型電腦5的二殼體51及52(例如上蓋及底座)的外側邊角。

然而圖4A及4B為示例性地繪示天線1的設置位置，於其他實施例中，天線1的第一發射部15a及第二發射部15b亦可以共同設置 筆記型電腦5的上蓋外側、上蓋的外側與內側(即螢幕設置側)之間、筆記型電腦5的底座外側、底座的外側與內側(即鍵盤設置側)之間或是底座內側，或是分別設置於筆記型電腦5的上述多個設置位置的其中之二者。此外，於圖4B的實施例中，天線1的訊號輸入電路10設置於筆記型電腦5的樞轉鉸鍊53中。於其他實施例中，訊號輸入電路10亦可設置於筆記型電腦5的上蓋或底座，且訊號輸入電路10的換衡器11及調節電路13亦可分別設置於筆記型電腦5的上蓋、樞轉鉸鍊53及底座中的其中二者。除了上述的平板電腦3及筆記型電腦5之外，天線1亦可設置於其他任何具有天線功能之可攜式電子裝置，本發明不予限制。

藉由上述結構，本案所揭示的適用於天線的訊號輸入電路及天線，提供透過換衡器及調節電路運作的訊號輸入機制，藉此降低天線發射部規劃難度，提高天線在電子裝置中的配置彈性。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (9)

1. 一種訊號輸入電路，適用於一可攜式電子裝置的一天線，該可攜式電子裝置包含一第一殼體、一第二殼體及一樞轉鉸鍊，該樞轉鉸鍊結合於該第一殼體及該第二殼體，且該訊號輸入電路包含：一換衡器，具有一第一訊號輸入端及二第一訊號輸出端，該換衡器藉由該第一訊號輸入端接收一饋入訊號及一接地訊號，依據該饋入訊號及該接地訊號產生二平衡訊號，並藉由該二第一訊號輸出端分別輸出該二平衡訊號；以及一調節電路，具有二第二訊號輸入端及二第二訊號輸出端，該二第二訊號輸入端分別連接於該換衡器的該二第一訊號輸出端，且該二第二訊號輸出端用於分別輸出經調整後的該二平衡訊號至該天線的二發射部，其中該二發射部分別設置於該第一殼體及該第二殼體。
2. 如請求項1所述的訊號輸入電路，其中該調節電路包含二阻抗匹配電路，用於執行該天線的阻抗匹配。
3. 如請求項2所述的訊號輸入電路，其中每一該二阻抗匹配電路包含一電感、一第一電容及一第二電容，該電感具有一第一端及一第二端分別連接於該二第二訊號輸入端的其中之一及該二第二訊號輸出端的其中之一，該第一電容的兩端分別連接於該電感的該第一端及一接地端，且該第二電容的兩端分別連接於該電感的該第二端及該接地端。
4. 如請求項1所述的訊號輸入電路，其中該調節電路用於調整該二平衡訊號之間的相位差。
5. 一種天線，適用於一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置包含一第一殼體、一第二殼體及一樞轉鉸鍊，該樞轉鉸鍊結合於該第一殼體及該第二殼體，且該天線包含：一第一發射部，具有一第一彎折側緣及一第一饋入位置，且設置於該第一殼體；一第二發射部，具有一第二彎折側緣及一第二饋入位置，且設置於該第二殼體，該第二彎折側緣與該第一彎折側緣之間共同形成一漸變溝槽，其中該漸變溝槽具有一縮口端及一擴口端；一換衡器，具有一第一訊號輸入端及二第一訊號輸出端，該換衡器藉由該第一訊號輸入端接收一饋入訊號及一接地訊號，依據該饋入訊號及該接地訊號產生二平衡訊號，並藉由該二第一訊號輸出端分別輸出該二平衡訊號；以及一調節電路，具有二第二訊號輸入端及二第二訊號輸出端，該二第二訊號輸入端分別連接於該二第一訊號輸出端，且該二第二訊號輸出端分別用於連接於該第一饋入位置及該第二饋入位置，以分別傳輸經調整後的該二平衡訊號至該第一饋入位置及該第二饋入位置。
6. 如請求項5所述的天線，其中該第一彎折側緣及該第二彎折側緣分別具有二凸弧邊，且該漸變溝槽係由該二凸弧邊相對設置所形成。
7. 如請求項5所述的天線，其中該調節電路包含二阻抗匹配電路，用於執行該天線的阻抗匹配。
8. 如請求項7所述的天線，其中每一該二阻抗匹配電路包含一電感、一第一電容及一第二電容，該電感具有一第一端及一第二端分別連接於該二第二訊號輸入端的其中之一及該二第二訊號輸出端的其中之一，該第一電容的兩端分別連接於該電感的該第一端及一接地端，且該第二電容的兩端分別連接於該電感的該第二端及該接地端。
9. 如請求項5所述的天線，其中該調節電路用於調整該二平衡訊號之間的相位差。