TWI766546B - 天線裝置 - Google Patents
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Abstract
一種天線裝置，包含絕緣載體以及設在絕緣載體的第一面的具有第一饋入部的第一主天線、具有第二饋入部和第二接地部的第一輔天線、具有第三饋入部的第二主天線、具有第四饋入部的第二輔天線以及接地面；第一主天線和第一輔天線工作在第一頻段且分別位於絕緣載體相遠離的兩側邊，第二主天線和第二輔天線工作在第二頻段且分別位於絕緣載體相遠離的兩側邊，接地面位於第一主天線和第一輔天線之間，並且位於第二主天線和第二輔天線之間，且接地面設有鄰近第一饋入部的第一接地部，鄰近第三饋入部的第三接地部，以及鄰近第四饋入部的第四接地部。
Description
本發明是有關於一種天線，特別是指一種整合多種天線的天線裝置。
隨著市場對通信需求的不斷提升，第五代(5G)移動通信正在蓬勃發展，快速普及。而汽車、醫療及物聯網設備對移動通信、WIFI通信以及全球定位導航的融合需求也越來越廣泛。因此，以上多種通信制式的需求對天線的設計提出新的挑戰。此外，為了提高通信系統的通信容量、資料傳輸速度以及抗多徑衰落能力，在發射端與接收端利用多個天線同時進行通信的多輸入多輸出系統(Multi-input Multi-output；簡稱MIMO)成為一項關鍵的技術。
而移動通信終端的MIMO通信需要至少兩個天線(主天線與副天線)，且為了保證主天線與副天線之間的隔離度，通常要求天線尺寸儘量大一些。但是，移動通信終端的尺寸都比較小，即使是車載天線，由於車上安裝空間限制，也要求天線尺寸儘量小。另外，由於5G天線需要相容2G和3G和Sub 6G頻段，所以天線頻
帶比較寬，天線尺寸需要增大。這樣一來就出現了矛盾，一方面天線為了性能好，需要較大的尺寸，另一方面實際使用中又要求天線尺寸儘量小。而目前5G MIMO天線不是尺寸較大，就是要把主天線與副天線分成兩個獨立的天線，分別安裝。但這將增加天線整體的製造成本和安裝成本。不然，就是藉由降低天線性能的方法來縮小天線尺寸，但此做法將使MIMO天線的主副天線之間隔離度大大降低，使得通信系統整體資料吞吐率難以提高。
因此，本發明之目的，即在提供一種天線裝置，其整合多種天線並兼顧天線尺寸與天線性能，以提供滿足多頻段和高隔離度需求的小尺寸多合一天線。
於是，本發明一種天線裝置包括一電路板，該電路板包含一絕緣載體、一第一主天線、一第一輔天線、一第二主天線、一第二輔天線及一接地單元；該絕緣載體具有相反的一第一面及一第二面；該第一主天線及該第一輔天線工作在第一頻段且分別設在該絕緣載體的該第一面；該第二主天線及該第二輔天線工作在第二頻段且分別設在該絕緣載體的該第一面；該接地單元包括設在該絕緣載體的該第一面的一第一接地面，且該第一接地面位於該第一主天線和該第一輔天線之間，並且位於該第二主天線和該第二輔天線之間。
在本發明的一些實施態樣中，該第一主天線具有一第一饋入部，該第一輔天線具有一第二饋入部和鄰近該第二饋入部的一第二接地部，該第二主天線具有一第三饋入部，該第二輔天線具有一第四饋入部，且該第一接地面設有鄰近該第一饋入部的一第一接地部，鄰近該第三饋入部的一第三接地部，以及鄰近該第四饋入部的一第四接地部。
在本發明的一些實施態樣中，該絕緣載體具有界定該絕緣載體之邊緣的相對的一第一側邊和一第二側邊，以及與該第一側邊和該第二側邊連接且相對的一第三側邊和一第四側邊，該第一主天線靠近該第一側邊，該第一輔天線靠近該第二側邊，該第二主天線靠近該第三側邊及該第二輔天線靠近該第四側邊。
在本發明的一些實施態樣中，該第一主天線包括一與該第一饋入部連接的第一單極天線，該第一輔天線包括一與該第二饋入部連接的第二單極天線以及由該第二接地部向外延伸並與該第二單極天線相間隔且鄰近以互相電耦合的至少一耦合元件，該第二主天線包括一與該第三饋入部連接的第三單極天線，該第二輔天線包括一與該第四饋入部連接的倒F型天線。
在本發明的一些實施態樣中，該第一主天線包括一與該第一饋入部連接的第一單極天線，該第一輔天線包括一與該第二饋入部連接的第二單極天線以及由該第二接地部向外延伸並與該
第二單極天線相間隔且鄰近以互相電耦合的至少一耦合元件，該第二主天線包括一與該第三饋入部連接的倒F型天線，該第二輔天線包括一與該第四饋入部連接的第三單極天線。
在本發明的一些實施態樣中，該第一饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第一主天線還包括一第一微帶線，該第一微帶線從該第一單極天線向外延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第一饋入部；該第三饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第二主天線還包括一第二微帶線，該第二微帶線從該第三單極天線向外延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第三饋入部；該第四饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第二輔天線還包括一第三微帶線，該第三微帶線從該倒F型天線的一饋入端延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第四饋入部。
在本發明的一些實施態樣中，該第一饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第一主天線還包括一第一微帶線，該第一微帶線從該第一單極天線的一端延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第一饋入部；該第三饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第二主天線還包括一第二微帶線，該第二微帶線從該倒F型天線的一饋入端
延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第三饋入部；該第四饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第二輔天線還包括一第三微帶線，該第三微帶線從該第三單極天線的一端延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第四饋入部。
在本發明的一些實施態樣中，該接地單元還包括設在該絕緣載體的該第二面的一第二接地面，且該第二接地面與該第一接地面之間形成有電連接該第二接地面與該第一接地面的複數導通貫孔。
在本發明的一些實施態樣中，該第一接地面和該第二接地面之間形成有圍繞該第一饋入部且沿該第一微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，圍繞該第三饋入部且沿該第二微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，以及圍繞該第四饋入部且沿該第三微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，且該等導通貫孔電連接該二接地面與該第一接地面。
在本發明的一些實施態樣中，該第一主天線還包括一第一寄生元件，該第一寄生元件與該第一單極天線相間隔地鄰近該第一單極天線以互相電耦合，且該第一寄生元件的一端與該第一接地面連接；該第一輔天線還包括一設於該第二面的一第四單極天線，且該第四單極天線的一端藉由形成於該第一面和該第二面之間
的複數導通貫孔與該第二饋入部電連接；該第二主天線還包括一第二寄生元件，該第二寄生元件與該第三單極天線相間隔地鄰近該第三單極天線以互相電耦合，且該第二寄生元件的一端與該第一接地面連接。
在本發明的一些實施態樣中，該第一主天線、該第一輔天線、該第二主天線、該第二輔天線以及該接地單元是分別由印刷於該絕緣載體之該第一面和該第二面上的銅箔所形成。
在本發明的一些實施態樣中，該第二面形成有一與該第一饋入部相對應的第一饋入焊墊，一與該第二饋入部相對應的第二饋入焊墊，一與該第二接地部相對應的第二接地焊墊，一與該第三饋入部相對應的第三饋入焊墊，一與該第四饋入部相對應的第四饋入焊墊；且該第二接地面上形成一與該第一接地部相對應的第一接地焊墊，一與該第三接地部相對應的第三接地焊墊，一與該第四接地部相對應的第四接地焊墊；其中，該第一饋入部與該第一饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二饋入部與該第二饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三饋入部與該第三饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四饋入部與該第四饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第一接地部與該第一接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二接地部與該第二接地焊墊之間形成有電連接兩者的
複數導通貫孔，該第三接地部與該第三接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四接地部與該第四接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔。
在本發明的一些實施態樣中，該第二面形成有一與該第一饋入部相對應且被該第二接地面包圍但與該第二接地面相間隔的第一饋入焊墊，一與該第二饋入部相對應的第二饋入焊墊，一與該第二接地部相對應的第二接地焊墊，一與該第三饋入部相對應且被該第二接地面包圍但與該第二接地面相間隔的第三饋入焊墊，一與該第四饋入部相對應且被該第二接地面包圍但與該第二接地面相間隔的第四饋入焊墊；且該第二接地面上形成一與該第一接地部相對應的第一接地焊墊，一與該第三接地部相對應的第三接地焊墊，一與該第四接地部相對應的第四接地焊墊；其中，該第一饋入部與該第一饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二饋入部與該第二饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三饋入部與該第三饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四饋入部與該第四饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第一接地部與該第一接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二接地部與該第二接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三接地部與該第三接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四接地部與該第四接地
焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔。
在本發明的一些實施態樣中，該第一饋入焊墊是用以與一第一射頻傳輸線的一內導體焊接，該第一接地焊墊是用以與該第一射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接；該第二饋入焊墊是用以與一第二射頻傳輸線的一內導體焊接，該第二接地焊墊是用以與該第二射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接；該第三饋入焊墊是用以與一第三射頻傳輸線的一內導體焊接，該第三接地焊墊是用以與該第三射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接；該第四饋入焊墊是用以與一第四射頻傳輸線的一內導體焊接，該第四接地焊墊是用以與該第四射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接。
在本發明的一些實施態樣中，該天線裝置還包括一收容該電路板的外殼及一填塞於該外殼的一開口的彈性塞體，該第一射頻傳輸線、該第二射頻傳輸線、該第三射頻傳輸線及該第四射頻傳輸線經由該開口穿入該外殼內，且該彈性塞體供該第一射頻傳輸線、該第二射頻傳輸線、該第三射頻傳輸線及該第四射頻傳輸線穿設，以將該第一射頻傳輸線、該第二射頻傳輸線、該第三射頻傳輸線及該第四射頻傳輸線固定在該外殼上。
在本發明的一些實施態樣中，該天線裝置還包括一設在該絕緣載體上的全球衛星導航系統天線，該全球衛星導航系統天
線包括工作在一第三頻段的一陶瓷介質天線，該陶瓷介質天線設在該絕緣載體的該第一面上。
在本發明的一些實施態樣中，該全球衛星導航系統天線還包括一低雜訊放大電路，該低雜訊放大電路設在該絕緣載體的該第二接地面上，該陶瓷介質天線藉由穿過該絕緣載體的一饋電針腳與該低雜訊放大電路電連接；該低雜訊放大電路的一輸出端與一第五射頻傳輸線的一內導體電連接，而該第五射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體和形成於該第二接地面上的一第五接地部電連接。
在本發明的一些實施態樣中，第一頻段包含698-960MHz、1710-2690MHz、3300-4200MHz、4400-5000MHz；第二頻段包含2400-2485MHz及5150-5850MHz；第三頻段包含1561-1602MHz。
此外，本發明一種天線裝置，包括一電路板，該電路板包含一絕緣載體、一第一接地面及一天線；該絕緣載體具有相反的一第一面及一第二面；該第一接地面設在該絕緣載體的該第一面，並具有一接地部；該天線設在該絕緣載體的該第一面，並具有一輻射本體、一饋入部及一微帶線，該饋入部被該第一接地面包圍並與該第一接地面相間隔，該微帶線從該輻射本體的一端延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該饋入部；且該絕緣載
體上形成有圍繞該饋入部且沿該微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，該等導通貫孔貫穿該絕緣載體的該第一面與該第二面。
在本發明的一些實施態樣中，該電路板還包含一設在該絕緣載體的該第二面的第二接地面，且該第二接地面與該第一接地面之間形成有電連接該第二接地面與該第一接地面的複數導通貫孔，而且，圍繞該饋入部且沿該微帶線兩側延伸的該等導通貫孔電連接該第二接地面與該第一接地面。
在本發明的一些實施態樣中，該第二面形成有一與該饋入部相對應的饋入焊墊以及一與該接地部相對應的接地焊墊，且該饋入部與該饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該接地部與該接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔。
在本發明的一些實施態樣中，該天線、該第一接地面及該第二接地面是分別由印刷於該絕緣載體之該第一面和該第二面上的銅箔所形成。
本發明之功效在於：將多種天線整合在單一小尺寸的電路板上並使天線具有良好的輻射性能和高隔離度，解決傳統多合一天線無法同時滿足小尺寸、多頻段操作以及高隔離度的問題。
1:電路板
10:絕緣載體
100:導通貫孔
101:第一側邊
102:第二側邊
103:第三側邊
104:第四側邊
105:第一面
106:第二面
1061:第一饋入焊墊
1062:第二饋入焊墊
1063:第二接地焊墊
1064:第三饋入焊墊
1065:第四饋入焊墊
11:第一主天線
110:第一饋入部
111:第一單極天線
112:第一寄生元件
113:第一微帶線
133:第二微帶線
142:第三微帶線
12:第一輔天線
120:第二饋入部
121:第二接地部
122:第二單極天線
123:第一耦合元件
124:第二耦合元件
125:第四單極天線
13:第二主天線
130:第三饋入部
131:第三單極天線
132:第二寄生元件
14:第二輔天線
140:第四饋入部
141:倒F型天線
1411、1412:輻射部
1413:饋入端
15:接地單元
151:第一接地面
1511:第一接地部
1513:第三接地部
1514:第四接地部
152:第二接地面
1521:第一接地焊墊
1522:第三接地焊墊
1523:第四接地焊墊
1524:第五接地焊墊
153、154、155、156:導通貫孔
2:全球衛星導航天線
21:陶瓷介質天線
211:饋電針腳
22:低雜訊放大電路
221:輸出端
3:第一射頻傳輸線
31:內導體
32:外導體
4:第二射頻傳輸線
41:內導體
42:外導體
5:第三射頻傳輸線
51:內導體
52:外導體
6:第四射頻傳輸線
61:內導體
62:外導體
7:第一射頻傳輸線
71:內導體
72:外導體
8:外殼
81:開口
9:彈性塞體
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地顯示，其中：
圖1是本發明天線裝置的第一實施例的電路板第一面構造示意圖；圖2是第一實施例的電路板第二面構造示意圖；圖3是第一實施例的電路板第二面與多條射頻傳輸線連接的示意圖；圖4是本發明天線裝置的第二實施例的電路板第一面構造示意圖；圖5是第二實施例的電路板第二面構造示意圖；圖6是第二實施例的電路板第二面與多條射頻傳輸線連接的示意圖；圖7是第二實施例的電路板容置在一外殼內的示意圖；圖8顯示第二實施例的各個天線在其工作頻段的返回損失數據；圖9顯示第二實施例的各個天線在其工作頻段的輻射效能數據；及圖10顯示第二實施例的天線之間的隔離度數據。
在本發明被詳細描述之前，應當注意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及圖2所示，本發明天線裝置的第一實施例包括一電路板1，該電路板1包含一絕緣載體10以及設在該絕緣載體10表面的一第一主天線11、一第一輔天線12、一第二主天線13、一第二輔天線14及一接地單元15。該絕緣載體10具有界定該絕緣載體10之邊緣的相對的一第一側邊101和一第二側邊102，以及與該第一側邊101和該第二側邊102連接且相對的一第三側邊103和一第四側邊104，且該絕緣載體10具有相反的一第一面105及一第二面106。
該第一主天線11工作在一第一頻段，其設在該絕緣載體10的該第一面105並靠近該第一側邊101，並且具有一第一饋入部110；該第一輔天線12工作在該第一頻段，其設在該絕緣載體10的該第一面105並靠近該第二側邊102，並且具有一第二饋入部120及一鄰近該第二饋入部120的第二接地部121；該第二主天線13工作在一第二頻段，其設在該絕緣載體10的該第一面105並靠近該第三側邊103，並且具有一第三饋入部130；該第二輔天線14工作在該第二頻段，其設在該絕緣載體10的該第一面105並靠近該第四側邊104，並且具有一第四饋入部140；該接地單元15包括設在該絕緣載體10的該第一面105的一第一接地面151，且該第一接地面151位於該第一主天線11和該第一輔天線12之間，並且位於該第二主天線13和該第二輔天線14之間。
而且，該第一接地面151設有鄰近該第一饋入部110的一第一接地部1511，鄰近該第三饋入部130的一第三接地部1513，以及鄰近該第四饋入部140的一第四接地部1514。因此，藉由該第一接地面151隔開該第一主天線11和該第一輔天線12，且該第一接地部1511和該第二接地部121不共用該第一接地面151而互不連接，使得該第一主天線11和該第一輔天線12能相互獨立運作且有效地隔離，從而保證兩者在該第一頻段內具有良好的隔離度；並且，藉由該第一接地面151隔開該第二主天線13和該第二輔天線14，使得該第二主天線13和該第二輔天線14相互獨立且有效地隔離，從而保證兩者在該第二頻段內具有良好的隔離度。
具體而言，該第一主天線11(輻射本體)包括一與該第一饋入部110連接的第一單極天線111及一第一寄生元件112，該第一寄生元件112的一端與該第一接地面151連接，且該第一寄生元件112與該第一單極天線111相間隔地鄰近該第一單極天線111，以與該第一單極天線111互相電耦合並產生輻射，而共同構成一LTE/5G寬頻段主天線；該第一輔天線12(輻射本體)包括一與該第二饋入部120連接的第二單極天線122及一第一耦合元件123和一第二耦合元件124，該第一耦合元件123和該第二耦合元件124分別由該第二接地部121向外延伸並與該第二單極天線122相間隔且鄰近以互相電耦合並產生輻射，而共同構成一
LTE/5G寬頻段輔天線。
該第二主天線13(輻射本體)包括一與該第三饋入部130連接的第三單極天線131及一第二寄生元件132，該第二寄生元件132的一端與該第一接地面151(或第三接地部1513)連接，且該第二寄生元件132與該第三單極天線131相間隔地鄰近該第三單極天線131，以與該第三單極天線131互相電耦合以產生輻射，而共同構成一WIFI雙頻段主天線；該第二輔天線14(輻射本體)包括一與該第四饋入部140以及該第一接地面151連接的倒F型天線141，而做為一WIFI雙頻段輔天線；值得一提的是，該第三單極天線131與該倒F型天線141也可以對調，亦即，該倒F型天線141與該第三饋入部130連接，而該第三單極天線131與該第四饋入部140連接。因此，藉由第二主天線13和第二輔天線14採用不同的天線方案，且兩者保持較大距離，可提高兩者的隔離度。
此外，參見圖1和圖2所示，在本實施例中，該接地單元15還包括設在該絕緣載體10的該第二面106的一第二接地面152，且該第二接地面152與該第一接地面151之間形成有電連接該第二接地面152與該第一接地面151的複數導通貫孔153。而且，該第二面106形成有一與該第一饋入部110相對應的第一饋入焊墊1061，一與該第二饋入部120相對應的第二饋入焊墊
1062，一與該第二接地部121相對應的第二接地焊墊1063，一與該第三饋入部130相對應的第三饋入焊墊1064，一與該第四饋入部140相對應的第四饋入焊墊1065；且該第二接地面152上形成一與該第一接地部1511相對應的第一接地焊墊1521，一與該第三接地部1513相對應的第三接地焊墊1522，一與該第四接地部1514相對應的第四接地焊墊1523。而且，該第一輔天線12還包括一設於該第二面106的一第四單極天線125，且該第四單極天線125的一端與該第二饋入焊墊1062連接。
其中，該第一饋入部110與該第一饋入焊墊1061之間、該第二饋入部120與該第二饋入焊墊1062之間、該第三饋入部130與該第三饋入焊墊1064之間，以及該第四饋入部140與該第四饋入焊墊1065之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔100，且該第一接地部1511與該第一接地焊墊1521之間、該第二接地部121與該第二接地焊墊1063之間、該第三接地部1513與該第三接地焊墊1522之間，以及該第四接地部1514與該第四接地焊墊1523之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔100。
藉此，如圖3所示，該第一饋入焊墊1061可供一第一射頻傳輸線3的一內導體31焊接，該第一接地焊墊1521可供該第一射頻傳輸線3的一與該內導體31絕緣的外導體32焊接，以饋送射頻訊號進出該第一射頻傳輸線3；該第二饋入焊墊1062可
供一第二射頻傳輸線4的一內導體41焊接，該第二接地焊墊1062可供該第二射頻傳輸線4的一與該內導體41絕緣的外導體42焊接，以饋送射頻訊號進出該第二射頻傳輸線4；該第三饋入焊墊1064可供一第三射頻傳輸線5的一內導體51焊接，該第三接地焊墊1522可供該第三射頻傳輸線5的一與該內導體51絕緣的外導體52焊接，以饋送射頻訊號進出該第三射頻傳輸線5；該第四饋入焊墊1065可供一第四射頻傳輸線6的一內導體61焊接，該第四接地焊墊1523可供該第四射頻傳輸線6的一與該內導體61絕緣的外導體62焊接，以饋送射頻訊號進出該第四射頻傳輸線6，並將該第一~第四射頻傳輸線3、4、5、6全部匯整於該電路板1的第二面106，使不致對形成於第一面105上的天線造成干擾。
此外，如圖1和圖2所示，本實施例還包括一設在該絕緣載體10上的全球衛星導航系統(GPS)天線2，該全球衛星導航系統天線2包括工作在一第三頻段的一陶瓷介質天線21及一低雜訊放大電路22，該陶瓷介質天線21設在該絕緣載體10的該第一面105並位於該第一接地面151上，該低雜訊放大電路22設在該絕緣載體10的該第二面106並位於該第二接地面152上；該陶瓷介質天線21藉由穿過該絕緣載體10的一饋電針腳211與該低雜訊放大電路22電連接。且如圖3所示，該低雜訊放大電路22的一輸出端221可供一第五射頻傳輸線7的一內導體71電連接，而
該第五射頻傳輸線7的一與該內導體71絕緣的外導體72和形成於該第二接地面152上的一第五接地焊墊1524電連接，以將該陶瓷介質天線21接收且經由該低雜訊放大電路22放大的射頻訊號饋送至該第五射頻傳輸線7。值得一提的是，該低雜訊放大電路22並非必要元件，也可視實際應用場合或需求而省略。
另外，在本實施例中，該電路板1是印刷電路板，該絕緣載體10是採用聚四氟乙烯基板，且該第一主天線11、該第一輔天線12、該第二主天線13、該第二輔天線14以及該接地單元15是分別由印刷於該絕緣載體10之該第一面105和該第二面106上的銅箔所形成。
且在本實施例中，該第一主天線11和該第一輔天線12工作的該第一頻段包含698-960MHz、1710-2690MHz、3300-4200MHz、4400-5000MHz，其中，該第一單極天線111、該第一耦合元件123和該第二耦合元件124工作在較低頻段(698-960MHz、1710-2690MHz)，該第一寄生元件112、該第二單極天線122及該第四單極天線125工作在較高頻段(3300-4200MHz、4400-5000MHz)；該第二主天線13和該第二輔天線14工作的該第二頻段包含2400-2485MHz及5150-5850MHz，其中該第三單極天線131和該倒F型天線141的一輻射部1411工作在較低頻段(2400-2485MHz)，該第二寄生元件132和該倒F型天線141
的另一輻射部1412工作在較高頻段(5150-5850MHz)；該全球衛星導航系統天線2工作的該第三頻段是1561-1602MHz。
再參見圖4和圖5所示，是本發明天線裝置的第二實施例，其中天線的型態大致與第一實施例相同，且第二實施例與第一實施例主要不同處在於，該第一饋入部110被該第一接地面151包圍但與該第一接地面151相間隔，且該第一主天線11還包括一第一微帶線113，該第一微帶線113從該第一單極天線111向外延伸且與該第一接地面151相間隔地穿入該第一接地面151並連接該第一饋入部110；該第三饋入部130被該第一接地面151包圍但與該第一接地面151相間隔，且該第二主天線13還包括一第二微帶線133，該第二微帶線133從該第三單極天線131向外延伸且與該第一接地面151相間隔地穿入該第一接地面151並連接該第三饋入部130；該第四饋入部140被該第一接地面151包圍但與該第一接地面151相間隔，且該第二輔天線14還包括一第三微帶線142，且該第三微帶線142從該倒F型天線141的一饋入端1413向外延伸且與該第一接地面151相間隔地穿入該第一接地面151並連接該第四饋入部140。
而在另一實施態樣中，該第三單極天線131與該倒F型天線141對調，亦即，該倒F型天線141與該第三饋入部130連接，而該第三單極天線131與該第四饋入部140連接時，該第
二微帶線133則從該倒F型天線的該饋入端1413延伸且與該第一接地面151相間隔地穿入該第一接地面151並連接該第三饋入部130；而該第三微帶線142則從該第三單極天線131的一端延伸且與該第一接地面151相間隔地穿入該第一接地面151並連接該第四饋入部140。
且在本實施例中，該第一饋入焊墊1061與該第一饋入部110相對應且被該第二接地面152包圍但與該第二接地面152相間隔，該第三饋入焊墊1064與該第三饋入部130相對應且被該第二接地面152包圍但與該第二接地面152相間隔，該第四饋入焊墊1065與該第四饋入部140相對應且被該第二接地面152包圍但與該第二接地面152相間隔；且形成於該第二接地面152上的該第一接地焊墊1521鄰近該第一饋入焊墊1061，該第三接地焊墊1522鄰近該第三饋入焊墊1064，該第四接地焊墊1523鄰近該第四饋入焊墊1065並整齊排列；藉此，如圖6所示，該第一~第四射頻傳輸線3、4、5、6可以朝同一方向整齊排列地分別與設於電路板1的第二面106上相對應的饋入焊墊1061、1062、1064、1065和接地焊墊1521、1063、1522、1523焊接而電連接，亦即，該第一~第四射頻傳輸線3、4、5、6的內導體31、41、51、61分別與相對應的饋入焊墊1061、1062、1064、1065焊接，而該第一~第四射頻傳輸線3、4、5、6的外導體32、42、52、62分別與
相對應的接地焊墊1521、1063、1522、1523焊接。
此外，在本實施例中，於該第一接地面151和該第二接地面152之間形成有圍繞該第一饋入部110且沿該第一微帶線113兩側延伸的複數導通貫孔154，圍繞該第三饋入部130且沿該第二微帶線133兩側延伸的複數導通貫孔155，以及圍繞該第四饋入部140且沿該第三微帶線142兩側延伸的複數導通貫孔156，且該等導通貫孔154、155、156電連接該第一接地面151與該第二接地面152。而且，藉由該等導通貫孔154、155、156將該等饋入部110、130、140與接地部1511、1513、1514相隔離並延伸於該等微帶線113、133、142兩側，可確保該等微帶線阻抗維持50歐姆並防止電磁(EMC)干擾。
再者，參見圖6和圖7所示，本實施例還包括一收容該電路板1的外殼8及一填塞於該外殼8的一開口81的彈性塞體9，該第一~第五射頻傳輸線3、4、5、6、7經由該開口81穿入該外殼8內，且該彈性塞體9供該第一~第五射頻傳輸線3、4、5、6、7穿設，以將該第一~第五射頻傳輸線3、4、5、6、7固定在該外殼8上。而且該外殼8的外部尺寸為155毫米x65毫米x20毫米，由此可知本實施例天線裝置之尺寸小於155毫米x65毫米x20毫米。
另參見圖8所示可知，本實施例中第一主天線11、第
一輔天線12、第二主天線13和第二輔天線14在其工作頻段的返回損失皆小於-5dB，且參見圖9所示可知，第一主天線11、第一輔天線12、第二主天線13和第二輔天線14在其工作頻段的輻射率大部分都超過50%，表示其輻射效能良好；再者，參見圖10所示可知，第一主天線11和第一輔天線12的隔離度S21、第一主天線11和第二主天線13的隔離度S31、第一主天線11和第二輔天線14的隔離度S41、第一輔天線12和第二主天線13的隔離度S23、第一輔天線12和第二輔天線14的隔離度S24、第二主天線13和第二輔天線14的隔離度S34皆在-10dB以下，表示天線之間具有良好的隔離度。
綜上所述，上述實施例將多種天線整合在單一小尺寸的電路板上並使天線具有良好的輻射性能和隔離度，解決了傳統多合一天線無法同時滿足小尺寸、多頻段操作以及高隔離度(<-10dB)的問題，確實達到本發明的功效與目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書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。
1 電路板
10 絕緣載體
100 導通貫孔
101 第一側邊
102 第二側邊
103 第三側邊
104 第四側邊
105 第一面
11 第一主天線
110 第一饋入部
111 第一單極天線
112 第一寄生元件
12 第一輔天線
120 第二饋入部
121 第二接地部
122 第二單極天線
123 第一耦合元件
124 第二耦合元件
13 第二主天線
130 第三饋入部
131 第三單極天線
132 第二寄生元件
14 第二輔天線
140 第四饋入部
141 倒F型天線
1411、1412 輻射部
15 接地單元
151 第一接地面
153 導通貫孔
1511 第一接地部
1513 第三接地部
1514 第四接地部
2 全球衛星導航天線
21 陶瓷介質天線
211 饋電針腳
Claims (19)
- 一種天線裝置，包括：一電路板，其包含：一絕緣載體，該絕緣載體具有相反的一第一面及一第二面；工作在第一頻段的一第一主天線及一第一輔天線，分別設在該絕緣載體的該第一面；工作在第二頻段的一第二主天線及一第二輔天線，分別設在該絕緣載體的該第一面；及一接地單元，包括設在該絕緣載體的該第一面的一第一接地面，且該第一接地面位於該第一主天線和該第一輔天線之間，並且位於該第二主天線和該第二輔天線之間；其中該第一主天線具有一第一饋入部，該第一輔天線具有一第二饋入部和鄰近該第二饋入部的一第二接地部，該第二主天線具有一第三饋入部，該第二輔天線具有一第四饋入部，且該第一接地面設有鄰近該第一饋入部的一第一接地部，鄰近該第三饋入部的一第三接地部，以及鄰近該第四饋入部的一第四接地部；其中該第一主天線包括一與該第一饋入部連接的第一單極天線，該第一輔天線包括一與該第二饋入部連接的第二單極天線以及由該第二接地部向外延伸並與該第二單極天線相間隔且鄰近以互相電耦合的至少一耦合元件，該第二主天線包括與該第三饋入部連接的一第三單 極天線及一倒F型天線其中一者，該第二輔天線包括與該第四饋入部連接的該第三單極天線及該倒F型天線其中另一者。
- 如請求項1所述的天線裝置，其中該絕緣載體具有界定該絕緣載體之邊緣的相對的一第一側邊和一第二側邊，以及與該第一側邊和該第二側邊連接且相對的一第三側邊和一第四側邊，該第一主天線靠近該第一側邊，該第一輔天線靠近該第二側邊，該第二主天線靠近該第三側邊及該第二輔天線靠近該第四側邊。
- 如請求項1所述的天線裝置，其中該第一饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第一主天線還包括一第一微帶線，該第一微帶線從該第一單極天線向外延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第一饋入部；該第三饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第二主天線還包括一第二微帶線，該第二微帶線從該第三單極天線及該倒F型天線其中一者向外延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第三饋入部；該第四饋入部被該第一接地面包圍但與該第一接地面相間隔，且該第二輔天線還包括一第三微帶線，該第三微帶線從該第三單極天線及該倒F型天線其中另一者的一饋入端延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該第四饋入部。
- 如請求項1所述的天線裝置，其中該接地單元還包括設在該絕緣載體的該第二面的一第二接地面，且該第二接地面與該第一接地面之間形成有電連接該第二接地面與該第一接地面的複數導通貫孔。
- 如請求項3所述的天線裝置，其中該接地單元還包括設在該絕緣載體的該第二面的一第二接地面，且於該第一接地面和該第二接地面之間形成有圍繞該第一饋入部且沿該第一微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，圍繞該第三饋入部且沿該第二微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，以及圍繞該第四饋入部且沿該第三微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，且該等導通貫孔電連接該二接地面與該第一接地面。
- 如請求項1所述的天線裝置，其中該第一主天線還包括一第一寄生元件，該第一寄生元件與該第一單極天線相間隔地鄰近該第一單極天線以互相電耦合，且該第一寄生元件的一端與該第一接地面連接；該第一輔天線還包括一設於該第二面的一第四單極天線，且該第四單極天線的一端藉由形成於該第一面和該第二面之間的複數導通貫孔與該第二饋入部電連接；該第二主天線還包括一第二寄生元件，該第二寄生元件與該第三單極天線相間隔地鄰近該第三單極天線以互相電耦合，且該第二寄生元件的一端與該第一接地面連接。
- 如請求項4所述的天線裝置，其中該第一主天線、該第一輔天線、該第二主天線、該第二輔天線以及該接地單元 是分別由印刷於該絕緣載體之該第一面和該第二面上的銅箔所形成。
- 如請求項4所述的天線裝置，其中該第二面形成有一與該第一饋入部相對應的第一饋入焊墊，一與該第二饋入部相對應的第二饋入焊墊，一與該第二接地部相對應的第二接地焊墊，一與該第三饋入部相對應的第三饋入焊墊，一與該第四饋入部相對應的第四饋入焊墊；且該第二接地面上形成一與該第一接地部相對應的第一接地焊墊，一與該第三接地部相對應的第三接地焊墊，一與該第四接地部相對應的第四接地焊墊；其中，該第一饋入部與該第一饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二饋入部與該第二饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三饋入部與該第三饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四饋入部與該第四饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第一接地部與該第一接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二接地部與該第二接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三接地部與該第三接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四接地部與該第四接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔。
- 如請求項5所述的天線裝置，其中該第二面形成有一與該第一饋入部相對應且被該第二接地面包圍但與該第二接地面相間隔的第一饋入焊墊，一與該第二饋入部相對 應的第二饋入焊墊，一與該第二接地部相對應的第二接地焊墊，一與該第三饋入部相對應且被該第二接地面包圍但與該第二接地面相間隔的第三饋入焊墊，一與該第四饋入部相對應且被該第二接地面包圍但與該第二接地面相間隔的第四饋入焊墊；且該第二接地面上形成一與該第一接地部相對應的第一接地焊墊，一與該第三接地部相對應的第三接地焊墊，一與該第四接地部相對應的第四接地焊墊；其中，該第一饋入部與該第一饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二饋入部與該第二饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三饋入部與該第三饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四饋入部與該第四饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第一接地部與該第一接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第二接地部與該第二接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第三接地部與該第三接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該第四接地部與該第四接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔。
- 如請求項8或9所述的天線裝置，其中該第一饋入焊墊是用以與一第一射頻傳輸線的一內導體焊接，該第一接地焊墊是用以與該第一射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接；該第二饋入焊墊是用以與一第二射頻傳輸線的一內導體焊接，該第二接地焊墊是用以與該第二射 頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接；該第三饋入焊墊是用以與一第三射頻傳輸線的一內導體焊接，該第三接地焊墊是用以與該第三射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接；該第四饋入焊墊是用以與一第四射頻傳輸線的一內導體焊接，該第四接地焊墊是用以與該第四射頻傳輸線的一與該內導體絕緣的外導體焊接。
- 如請求項10所述的天線裝置，還包括一收容該電路板的外殼及一填塞於該外殼的一開口的彈性塞體，該第一射頻傳輸線、該第二射頻傳輸線、該第三射頻傳輸線及該第四射頻傳輸線經由該開口穿入該外殼內，且該彈性塞體供該第一射頻傳輸線、該第二射頻傳輸線、該第三射頻傳輸線及該第四射頻傳輸線穿設，以將該第一射頻傳輸線、該第二射頻傳輸線、該第三射頻傳輸線及該第四射頻傳輸線固定在該外殼上。
- 如請求項4所述的天線裝置，還包括一設在該絕緣載體上的全球衛星導航系統天線，該全球衛星導航系統天線包括工作在一第三頻段的一陶瓷介質天線，該陶瓷介質天線設在該絕緣載體的該第一面上。
- 如請求項12所述的天線裝置，其中該全球衛星導航系統天線還包括一低雜訊放大電路，該低雜訊放大電路設在該絕緣載體的該第二接地面上，該陶瓷介質天線藉由穿過該絕緣載體的一饋電針腳與該低雜訊放大電路電連接；且該低雜訊放大電路的一輸出端與一第五射頻傳輸線的一內導體電連接，而該第五射頻傳輸線的一與該內 導體絕緣的外導體和形成於該第二接地面上的一第五接地部電連接。
- 如請求項12所述的天線裝置，其中第一頻段包含698-960MHz、1710-2690MHz、3300-4200MHz、4400-5000MHz；第二頻段包含2400-2485MHz及5150-5850MHz；第三頻段包含1561-1602MHz。
- 一種天線裝置，包括：一電路板，其包含：一絕緣載體，該絕緣載體具有相反的一第一面及一第二面；工作在第一頻段的一第一主天線及一第一輔天線，分別設在該絕緣載體的該第一面；該第一主天線具有一第一饋入部，該第一輔天線具有一第二饋入部和鄰近該第二饋入部的一第二接地部；工作在第二頻段的一第二主天線及一第二輔天線，分別設在該絕緣載體的該第一面；該第二主天線具有一第三饋入部，該第二輔天線具有一第四饋入部；及一接地單元，包括設在該絕緣載體的該第一面的一第一接地面，且該第一接地面位於該第一主天線和該第一輔天線之間，並且位於該第二主天線和該第二輔天線之間；其中，該第一接地面設有鄰近該第一饋入部的一第一接地部，鄰近該第三饋入部的一第三接地部，以及鄰近該第四饋入部的一第四接地部，且該第一接地部和該第二接地部不共用該第一接地面而互不連接。
- 一種天線裝置，包括：一電路板，其包含：一絕緣載體，具有相反的一第一面及一第二面；一第一接地面，設在該絕緣載體的該第一面，並具有一接地部；及一天線，設在該絕緣載體的該第一面，並具有一輻射本體、一饋入部及一微帶線，該饋入部被該第一接地面包圍並與該第一接地面相間隔，該微帶線從該輻射本體的一端延伸且與該第一接地面相間隔地穿入該第一接地面並連接該饋入部；且該絕緣載體上形成有圍繞該饋入部且沿該微帶線兩側延伸的複數導通貫孔，該等導通貫孔貫穿該絕緣載體的該第一面與該第二面，且該等導通貫孔將該饋入部與該接地部相隔離。
- 如請求項16所述的天線裝置，其中該電路板還包含一設在該絕緣載體的該第二面的第二接地面，且該第二接地面與該第一接地面之間形成有電連接該第二接地面與該第一接地面的複數導通貫孔，而且，圍繞該饋入部且沿該微帶線兩側延伸的該等導通貫孔電連接該第二接地面與該第一接地面。
- 如請求項17所述的天線裝置，其中該第二面形成有一與該饋入部相對應的饋入焊墊以及一與該接地部相對應的接地焊墊，且該饋入部與該饋入焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔，該接地部與該接地焊墊之間形成有電連接兩者的複數導通貫孔。
- 如請求項17所述的天線裝置，其中該天線、該第一接地面及該第二接地面是分別由印刷於該絕緣載體之該第一面和該第二面上的銅箔所形成。
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