TWI696313B - 天線裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線裝置包含輻射體、金屬線、絕緣板以及電路板。輻射體包含槽孔。絕緣板的第一側連接於輻射體，絕緣板的第二側連接於金屬線。電路板與金屬線相耦接。

Description

天線裝置

本發明內容是關於一種天線裝置，且特別是有關於槽孔天線的天線裝置。

由於不同的通訊產品的操作頻率及所需的功能不盡相同，故用以輻射或接收訊號的天線設計具有多樣化，其中在無線網路的應用上，近年來常使用槽孔天線的方式以縮減產品體積。然而，在通訊產品的製作和使用上，仍期望能更進一步地縮小天線的體積，並增加多頻的效果。

本案之一態樣是在提供一種天線裝置。此一種天線裝置包含輻射體、絕緣板以及電路板。輻射體具有槽孔。絕緣板的第一側連接於輻射體，絕緣板的第二側具有金屬線。電路板透過訊號輸入元件與金屬線相連接。

因此，根據本案之技術態樣，本案之實施例藉由提供一種天線裝置，藉以達到縮小天線的體積，在雙頻的情況下單獨調整其中之一的頻率，並獲得較佳的訊號。

100‧‧‧天線裝置

X、Y、Z‧‧‧方向

110‧‧‧輻射體

115‧‧‧槽孔

115A‧‧‧長邊

115B‧‧‧短邊

115C‧‧‧開路端

115D‧‧‧閉路端

130‧‧‧絕緣板

135‧‧‧金屬線

135A‧‧‧長邊

135B‧‧‧饋入端

150‧‧‧電路板

140‧‧‧訊號輸入元件

130A‧‧‧第一側

130B‧‧‧第二側

500、600、700‧‧‧實驗數據圖

510、530、610、630、710、730‧‧‧曲線

為讓本發明內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的立體示意圖；第2圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的剖面圖；第3圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的剖面圖；第4圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的立體示意圖；第5圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的實驗數據圖；第6圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的實驗數據圖；以及第7圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置的實驗數據圖。

為了使本發明內容之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明內容造成不必要的限制。

關於以下各種實施例中所使用之「耦接」或「連 接」，可指二或多個元件相互「直接」作實體接觸或電性接觸，或是相互「間接」作實體接觸或電性接觸，亦可指二個或多個元件相互動作。

於本文中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。

請參閱第1圖。第1圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的立體示意圖。如第1圖所示，於一些實施例中，天線裝置100包含輻射體110、絕緣板130、金屬線135以及電路板150。輻射體110具有槽孔115。為了詳細說明各部件之間的連接關係，請一併參閱第2圖以及第3圖。

第2圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的剖面圖。第2圖為第1圖的天線裝置100於YZ平面上的剖面圖。如第2圖所繪示，絕緣板130的第一側130A連接於輻射體110，絕緣板130的第二側130B連接於金屬線135。電路板150透過訊號輸入元件140與金屬線135相耦接。

於一些實施例中，輻射體110於Y方向上的寬度為1.5毫米，而絕緣板130於Y方向上的寬度為0.5毫米。金屬線135於Y方向上的寬度極小於輻射體110以及絕緣板130於Y方向上的寬度。

請參閱第3圖。第3圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的剖面圖。第3圖為第1圖的天線裝置100於XY平面上的剖面圖。如第3圖所繪示，輻射體110以及絕緣板130平行X方向並排地設置。

由於輻射體110與電路板150之間有絕緣板130與金屬線135的配置，輻射體110與金屬線135不會直接電性連接。由於輻射體110與金屬線135不會直接電性連接，輻射體110與金屬線135之間不會互相干擾，可得到較佳的訊號。

請參閱第4圖。第4圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的立體示意圖。於一些實施例中，槽孔115為L型，而金屬線135為F型。金屬線135包含饋入端135B，用以接收訊號。

如第4圖所繪示，槽孔115包含長邊115A以及短邊115B。長邊115A平行於X方向，短邊115B平行於Z方向。X方向與Z方向互相垂直。金屬線135包含長邊135A。金屬線135的長邊135A與槽孔115的短邊115B於X方向上包含距離D1。此外，槽孔115與金屬線135於Z方向上部分重疊。

於雙頻模式下，天線裝置100包含有基頻模態以及倍頻模態。舉例而言，基頻模態與倍頻模態的組合可為頻率約1.5GHz的全球定位系統(GPS)與頻率約2.4GHz的藍芽。

由於基頻模態主要受到槽孔115的長邊115A的長度而改變，而倍頻模態主要受到金屬線135於X方向上相對於槽孔115的短邊115B的位置而改變。於本案中，可透過調整F型金屬線135的長邊135A與槽孔115的短邊115B於X方向上的相對距離D1，在不影響基頻模態的頻率的情況下僅調整倍頻模態的頻率。於一些實施例中，距離D1可為3毫米、5毫米或7毫米。距離D1越大，倍頻模態的頻率越高。例如，距離D1為7毫米時的倍頻模態的頻率高於距離D1為5毫米時的倍頻模態的頻率。而不論距離D1為7毫米或5毫米，基頻模態的頻率均不改變。

反之，亦可透過調整槽孔115的長邊115A的長度，在不影響倍頻模態的頻率的情況下僅調整基頻模態的頻率。舉例而言，將金屬線135於X方向上相對於槽孔115的短邊115B的位置固定不動，僅改變槽孔115的長邊115A的長度，可改變基頻模態的頻率。

也就是說，於本案中，可在不影響基頻模態的頻率的情況下僅調整倍頻模態的頻率，或者在不影響倍頻模態的頻率的情況下僅調整基頻模態的頻率。

於一些實施例中，如第4圖所繪示，槽孔115包含開路端115C以及閉路端115D。於一些實施例中，槽孔115的長邊115A的長度為天線裝置100的無線訊號波長的四分之一倍。於一些實施例中，輻射體110包含金屬機身。舉例而言，可將手持裝置(例如手機)的金屬機身作為天線裝置 100的輻射體110。於一些實施例中，絕緣板130為塑料板。於一些實施例中，絕緣板130的材質為玻璃纖維板FR4。

於一些實施例中，電路板150為印刷電路板(PCB)。於一些實施例中，訊號輸入元件140為彈片，用以使金屬線135與電路板150互相導通。

請參閱第5圖。第5圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的實驗數據圖500。第5圖為藉由分析儀量測之頻率-反射損失的實驗數據圖500。曲線510為傳統開路槽孔天線的量測數據，曲線530為本案的天線裝置100的量測數據。由實驗數據圖500可得知，傳統開槽式天線的頻率點較本案的天線裝置100的頻率點為高。舉例而言，如第5圖所繪示，傳統開路槽孔天線的基頻模態的頻率點為約1.73GHz，而本案的天線裝置100的基頻模態的頻率點為約1.55GHz，低於傳統開路槽孔天線的基頻模態的頻率點。

由於天線尺寸與頻率成反比，若期望使傳統開路槽孔天線達到本案的天線裝置100的頻率點，須將傳統開路槽孔天線的天線長度增長。也就是說，相對於傳統開路槽孔天線，本案的天線裝置100可以使用較短的天線長度達到相同的頻率點。

舉例而言，於一些實施例中，若以傳統的開路槽孔天線，槽孔長度須為47毫米方能達到所需的頻率，而在本案的天線裝置100中，槽孔長度僅需為31毫米即能有效達到縮小化產品長度的效果，於產品製作上更為有利。

請參閱第6圖。第6圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的實驗數據圖600。第6圖為藉由分析儀量測之頻率-反射損失以及頻率-效率的實驗數據圖600。曲線610為天線裝置100的頻率-反射損失的量測數據。曲線630為天線裝置100的頻率-效率的量測數據。如第6圖所繪示，於頻率為約1.55GHz時，天線裝置100具有最低的反射損失以及最高的效率。於一些實施例中，1.55GHz即為天線裝置100的基頻模態的頻率。

請參閱第7圖。第7圖為根據本發明內容之一些實施例所繪示的一種天線裝置100的實驗數據圖700。第7圖為藉由分析儀量測之頻率-反射損失以及頻率-效率的實驗數據圖700。曲線710為天線裝置100的頻率-反射損失的量測數據。曲線730為天線裝置100的頻率-效率的量測數據。如第6圖所繪示，於頻率為2.45GHz時，天線裝置100具有最低的反射損失以及最高的效率。於一些實施例中，2.45GHz即為天線裝置100的倍頻模態的頻率。

由第6圖與第7圖可知，於本案中，於頻率為1.55GHz時天線裝置100的效率為75%，而於頻率為2.45GHz時天線裝置100的效率為85%，均高於業界的標準50%。也就是說，本案的天線裝置100可達到較佳的效率。

於一些實施例中，天線裝置100可以整合在具有無線通訊功能的電子裝置內，例如無限存取點(Access Point，AP)、行動電話(Mobile Phone)、個人電腦(Personal Computer，PC)或筆記型電腦(Laptop)，但不 限於此，任何可以支援多輸入多輸出(Multi-input Multi-output，MIMO)通訊技術，並且具有通訊功能的電子裝置接在本揭示內容所保護的範圍內。

由上述本案之實施方式可知，本案之實施例藉由提供一種天線裝置，藉以達到縮小天線的體積，在雙頻的情況下單獨調整其中之一的頻率。此外，透過絕緣板的設置降低干擾，並獲得較佳的訊號。

在本文中，使用第一、第二與第三等等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在本文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本發明的本意。

此外，相對詞彙，如『下』或『底部』與『上』或『頂部』，用來描述文中在附圖中所示的一元件與另一元件之關係。相對詞彙是用來描述裝置在附圖中所描述之外的不同方位是可以被理解的。例如，如果一附圖中的裝置被翻轉，元件將會被描述原為位於其它元件之『下』側將被定向為位於其他元件之『上』側。例示性的詞彙『下』，根據附圖的特定方位可以包含『下』和『上』兩種方位。同樣地，如果一附圖中的裝置被翻轉，元件將會被描述原為位於其它元件之『下方』或『之下』將被定向為位於其他元件上之『上方』。例示性的詞彙『下方』或『之下』，可以包含『上方』 和『上方』兩種方位。

雖然本發明內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明內容，任何熟習此技藝者，於不脫離本發明內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧天線裝置

X、Y、Z‧‧‧方向

110‧‧‧輻射體

115‧‧‧槽孔

130‧‧‧絕緣板

135‧‧‧金屬線

150‧‧‧電路板

Claims (10)

1. 一種天線裝置，包含：一輻射體，包含一槽孔；一金屬線；一絕緣板，該絕緣板的一第一側連接於該輻射體，該絕緣板的一第二側連接於該金屬線，其中該絕緣板介於該輻射體與該金屬線之間以阻隔該輻射體與該金屬線之電性連接；以及一電路板，與該金屬線相耦接。
2. 如請求項1所述之天線裝置，其中該輻射體以及該絕緣板平行一第一方向並排地設置，其中該槽孔包含：一長邊，平行於該第一方向；以及一短邊，平行於一第二方向，該第一方向與該第二方向互相垂直。
3. 如請求項2所述之天線裝置，其中該金屬線包含一長邊，該金屬線的該長邊與該槽孔的該短邊於該第一方向上包含一距離，且該槽孔與該金屬線於該第二方向上部分重疊。
4. 如請求項1所述之天線裝置，其中該電路板透過一訊號輸入元件與該金屬線相耦接。
5. 如請求項1所述之天線裝置，其中該絕緣板的寬度為約0.5毫米。
6. 如請求項1所述之天線裝置，其中該輻射體的寬度為約1.5毫米。
7. 如請求項1所述之天線裝置，其中該輻射體包含一金屬機身。
8. 如請求項1所述之天線裝置，其中該槽孔包含L型。
9. 如請求項1所述之天線裝置，其中該金屬線包含F型。
10. 如請求項1所述之天線裝置，其中該天線包含一開路端以及一閉路端。

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