TWI796834B - 天線模組 - Google Patents
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Abstract
一種天線模組,包括兩天線單元、兩隔離件及接地件。兩天線單元包括兩饋入端、兩第一及兩第二輻射體。兩隔離件設置於兩天線單元之間,且分別包括兩第一及兩第二部分。接地件設置於兩天線單元及兩隔離件旁。兩第二輻射體及兩第二部分連接接地件。第一輻射體與第二輻射體以及接地件之間形成有第一槽縫。第一輻射體與第二輻射體之間形成有第二槽縫。第二輻射體與第二部分之間形成有第三槽縫。兩第一部分之間形成有第四槽縫。兩天線單元及兩隔離件以第四槽縫為中心鏡射對稱,且兩第一部分在沿著第四槽縫的延伸方向上具有逐漸改變的寬度。
Description
本發明是有關於一種天線模組,且特別是有關於一種具有雙天線單元的天線模組。
一般來說,若將兩天線設置在小尺寸的平面上,若不加匹配電路,也不使用位於不同層的寄生圖騰時,兩天線的隔離度難以達到好的表現。
本發明提供一種天線模組,其具有兩個天線單元,且可具有良好的隔離度。
本發明的一種天線模組,包括兩天線單元、兩隔離件及一接地件。兩天線單元包括兩饋入端、延伸自兩饋入端的兩第一輻射體及延伸自兩饋入端的兩第二輻射體。兩隔離件設置於兩天線單元之間,且分別包括相鄰彼此的兩第一部分及相鄰兩第二輻射體的兩第二部分。接地件設置於兩天線單元及兩隔離件旁,兩第二輻射體及兩第二部分連接接地件。各第一輻射體與對應的第二輻射體以及接地件之間形成有一第一槽縫,各第一輻射體與對應的第二輻射體之間形成有一第二槽縫,各第二輻射體與對應的第二部分之間形成有一第三槽縫,兩第一部分之間形成有一第四槽縫。兩天線單元及兩隔離件以第四槽縫為中心鏡射對稱,且兩第一部分在沿著第四槽縫的一延伸方向上具有逐漸改變的寬度。
在本發明的一實施例中,上述的兩第一部分包括兩直角三角形區域,各第二部分連接於對應的直角三角形區域的一角。
在本發明的一實施例中,上述的兩直角三角形區域包括兩傾斜邊緣,兩第二部分包括連接於兩傾斜邊緣的兩垂直邊緣,兩傾斜邊緣與兩垂直邊緣共同呈一M型。
在本發明的一實施例中,上述的各第一輻射體包括依序連接的一第一段、一第二段、一第三段,第一段、第二段及第三段圍繞出一開孔,第二槽縫連通於開孔。
在本發明的一實施例中,上述的第二槽縫形成在第三段與第二輻射體之間、第三段與第二輻射體之間以及第一段與第三段之間。
在本發明的一實施例中,上述的各第二輻射體在遠離饋入端的一端連接對應的第二部分在遠離第一部分的一端,第二輻射體的此端與第二部分的此端共同連接至接地件。
在本發明的一實施例中,上述的第一段在開孔旁的部位的寬度大於第二輻射體的此端與第二部分的此端的總寬度。
在本發明的一實施例中,上述的第二輻射體的此端與第二部分的此端的總寬度大於第二段的寬度。
在本發明的一實施例中,上述的各第二段包括遠離對應的第一段的一末端,且其中一個第二段的末端朝向另一個第二段的末端。
在本發明的一實施例中,上述的各第二輻射體包括依序連接的一第四段、一第五段、一第六段及一第七段,第四段延伸自饋入端,第七段連接至接地件,第一槽縫形成在第四段與接地件之間及第五段與第七段之間。
在本發明的一實施例中,上述的第三槽縫形成在第七段與對應的第二部分之間。
基於上述,本發明的天線模組的兩天線單元呈鏡射地配置,在兩天線單元的每一者中,第一輻射體與對應的第二輻射體以及接地件之間形成有第一槽縫。第一輻射體與對應的第二輻射體之間形成有第二槽縫。第一槽縫與第二槽縫的寬度可用來調整高頻與低頻的頻率點位置和阻抗匹配。此外,本發明的天線模組將兩隔離件設置於兩天線單元之間,以提升兩天線單元之間的隔離度。各第二輻射體與對應的第二部分之間形成有第三槽縫。兩隔離件的兩第一部分之間形成有第四槽縫。第三槽縫與第四槽縫可用來調整兩天線單元之間的隔離度的頻率落點位置。兩隔離件的兩第一部分在沿著第四槽縫的延伸方向上具有漸變的寬度,而有助於提升隔離度。
圖1是依照本發明的一實施例的一種天線模組的示意圖。請參閱圖1,本實施例的天線模組100包括兩天線單元110、110’、兩隔離件120、120’及一接地件130。兩天線單元110、110’的圖騰相同,對稱且鏡設地設置在左右兩側。因此,兩天線單元110、110’僅呈左右相反的方式配置。兩隔離件120、120’設置於兩天線單元110、110’之間。接地件130設置於兩天線單元110、110’及兩隔離件120、120’旁,例如是圖1的下方。
兩天線單元110、110’包括兩饋入端(位置A1)、延伸自兩饋入端(位置A1)的兩第一輻射體118(位置A1~A7)及延伸自兩饋入端(位置A1)的兩第二輻射體119(位置A1、B1~B3)。由於兩天線單元110、110’的圖騰相同,兩隔離件120、120’ 的圖騰相同,下面以圖1的左方天線單元110、隔離件120進行說明。
第一輻射體118包括依序彎折地連接的一第一段111(位置A1~A4)、一第二段112(位置A4~A7)、一第三段113(位置A5~A6)。第一段111(位置A1~A4)、第二段112(位置A4~A7)及第三段113(位置A5~A6)圍繞出一開孔O。
第二段112(位置A4~A7)包括遠離第一段111(位置A1~A4)的一末端(位置A7)。由圖1可見,左方天線單元110的第二段112的末端(位置A7)朝向右,且右方天線單元110’的第二段112的末端(位置A7)朝向左。也就是說,兩末端(位置A7)朝向彼此,這樣的設計可以具有較佳的天線效果。
第二輻射體119包括依序彎折地連接的一第四段114(位置A1~B1)、一第五段115(位置B1~B2)、一第六段116(位置B2)及一第七段117(位置B2~B3)。第四段114(位置A1~B1)延伸自饋入端(位置A1),第七段117(位置B2~B3)連接至接地件130(位置G1、G2、G2、G1)。
另外,在本實施例中,第一輻射體118與第二輻射體119以及接地件130之間形成有一第一槽縫S1。具體地說,第一槽縫S1形成在第四段114(位置A1~B1)與接地件130之間及第五段115(位置B1~B2)與第七段117(位置B2~B3)之間。第一槽縫S1可用來調整高頻(5500 ~ 6500MHz)其頻率點位置和阻抗匹配。
第一輻射體118與第二輻射體119之間形成有一第二槽縫S2,第二槽縫S2連通於開孔O。具體地說,第二槽縫S2形成在第二段112的位置A7與第二輻射體119的位置B2之間、第三段113(位置A5~A6)與第二輻射體119的第五段115以及第四段114之間、以及第一段111的位置A1~A3與第三段113的位置A6之間。
第二槽縫S2可用來調整低頻(2400~2484MHz)和二倍頻高頻(5150 ~ 5500MHz)其頻率點位置和阻抗匹配,還可用來調整高頻(6500 ~ 7500MHz)其頻率點位置和阻抗匹配。
另外,兩隔離件120、120’位於兩天線單元110、110’之間且隔開於彼此。兩隔離件120、120’分別包括相鄰彼此的兩第一部分122(位置B5~B8)及相鄰兩第二輻射體的兩第二部分124(位置B4~B5)。兩第一部分122沿著圖1的上下方向具有逐漸改變的寬度。具體地說,在本實施例中,兩第一部分122(位置B5~B8)包括兩直角三角形區域(位置B5~B7),各第二部分124連接於對應的直角三角形區域的一角(位置B5)。
在本實施例中,兩直角三角形區域(位置B5~B7)包括兩傾斜邊緣123,兩第二部分124包括連接於兩傾斜邊緣123的兩垂直邊緣125,兩傾斜邊緣123與兩垂直邊緣125共同呈一M型。因此,兩隔離件120、120’呈現出M型的開迴路設計。
此外,兩第二輻射體119及兩第二部分124連接接地件130。具體地說,第二輻射體119遠離饋入端的一端(位置B3)連接對應的第二部分124遠離第一部分122的一端(位置B4),第二輻射體119的此端(位置B3)與第二部分124的此端(位置B4)共同連接至接地件130(位置G1~G2)。
在本實施例中,第一段111在開孔O旁的部位的寬度W1大於第二輻射體119在位置B3的此端與第二部分124在位置B4的此端的總寬度W3。第二輻射體119在位置B3的此端與第二部分124在位置B4的此端的總寬度W3又大於第二段112(位置A4~A7)的寬度W2。這樣的設計有助於兩天線單元110、110’在低頻的隔離度,且寬度W1、W2、W3的尺寸可被微調,以達到調整隔離度的頻率點的效果。
再者,第二輻射體119與第二部分124之間形成有一第三槽縫S3。具體地說,第三槽縫S3形成在第二輻射體119的第七段117(位置B2~B3)與對應的隔離件120的第二部分124(位置B4~B5)之間。此外,兩隔離件120、120’的兩第一部分122之間形成有一第四槽縫S4。第三槽縫S3與第四槽縫S4可用來調整兩天線單元110、110’在低頻和高頻下的隔離度。由圖1可見,兩天線單元110、110’及兩隔離件120、120’以第四槽縫S4為中心鏡射對稱。也就是說,兩天線單元110、110’及兩隔離件120、120’呈鏡射地位於第四槽縫S4的兩側。
在本實施例中,天線模組100可設置在長度L1約為30公厘,寬度L2約為10公厘,厚度約為0.4公厘的電路板上。單一個天線單元110的長度L3約為10公厘。兩同軸傳輸線10的兩正端連接到兩饋入端(位置A1),兩同軸傳輸線10的兩負端連接到接地件130(位置G1),一導體20(例如是鋁箔或銅箔)連接到接地件130(位置G1、G2、G2、G1),且此導體20會導通至系統接地面(未繪示)。
本實施例的天線模組100利用對稱雙饋入天線的架構,透過第一槽縫S1、第二槽縫S2、第三槽縫S3、第四槽縫S4及從兩接地端(位置B3)延伸的兩隔離件120、120’所形成的M形開迴路,使天線模組100能產生雙頻帶、隔離度佳且支援WiFi 6E寬頻帶(5150~7125MHz)的天線特性。此外,天線模組100的體積小,適用於大尺寸或小尺寸的電子裝置上。
圖2是圖1的天線模組應用於一電子裝置的示意圖。請參閱圖2,在本實施例中,圖1的天線模組100應用於一電子裝置30,電子裝置30例如是物聯網的變壓裝置,但電子裝置30也可以是AP路由器,電子裝置30的種類不以此為限制。電子裝置30的長度L4約為250公厘,寬度L5約為80公厘。天線模組100可設置在電子裝置30靠近短邊的部位。
圖3是圖1的天線模組應用於另一電子裝置的示意圖。請參閱圖3,在本實施例中,圖1的天線模組100應用的電子裝置40為一筆記型電腦的上機體。筆記型電腦的上機體在螢幕的上方左右兩側可配置有兩個天線模組100。
圖4是圖1的天線模組的頻率-VSWR的關係圖。要說明的是,在圖4中,繪示了圖1的天線模組100的左方天線單元110與右方天線單元110’於第四槽縫S4的寬度W4不為0時的VSWR值,以及繪示了左方天線單元110與右方天線單元110’於第四槽縫S4的寬度W4為0時(也就是兩隔離件120、120’的兩第一部分122黏在一起的例子)的VSWR值。
圖1的天線模組100的左方天線單元110與右方天線單元110’(其於第四槽縫S4的寬度W4不為0,例如為0.5公厘的礦況下)的VSWR值以實線表示,而左方天線單元110與右方天線單元110’於第四槽縫S4的寬度W4為零的狀況下的VSWR值以虛線表示。
請參閱圖4,圖4可看到實線線條所代表左方天線單元110與右方天線單元110’ 於第四槽縫S4的寬度W4為0.5公厘時的VSWR值比虛線線條所代表的左方天線單元110與右方天線單元110’ 於第四槽縫S4的寬度W4為0公厘時的VSWR值有較佳的表現。特別是實線線條在低頻(2400~2484MHz)可增加一諧振頻率。
圖5是圖1的天線模組的頻率-隔離度的關係圖。同樣地,在圖5中,實線是圖1的天線模組100的隔離度表現,虛線是天線模組100於第四槽縫S4的寬度W4為零的狀況下的隔離度表現。請參閱圖5,由實線與虛線來看,隔離度的表現皆可提升在15dB以下。然而,相較於虛線,實線在低頻2400MHz和2484MHz兩點頻率點,其隔離度可從-10.5dB提升至-16dB,而在高頻5150MHz和5500MHz兩點頻率點,其隔離度可各別從-13.5dB提升至-18dB和-15dB提升至-19dB。
圖6是圖1的天線模組的頻率-天線效率的關係圖。請參閱圖6,圖6中繪示了圖1的天線模組100的左方天線單元110與右方天線單元110’的天線效率。左方天線單元110與右方天線單元110’在WiFi 2.4G低頻(2400 ~ 2484MHz)效率可在-3.8 ~ -4.1dBi,在WiFi 5G高頻(5150 ~ 5850MHz)效率可在-3.4 ~ -4.9dBi,在WiFi 6E高頻(5925 ~ 7125MHz)效率可在-3.1~-5.2dBi,擁有不錯天線效能的特性。
圖7A是圖1的天線模組的左方天線單元在XY平面下頻率2450MHz的場型圖。圖7B是圖1的天線模組的右方天線單元在XY平面下頻率2450MHz的場型圖。圖8A是圖1的天線模組的左方天線單元在XY平面下頻率5470MHz的場型圖。圖8B是圖1的天線模組的右方天線單元在XY平面下頻率5470MHz的場型圖。
請參閱圖7A至圖8B,在本實施例中,左方天線單元110和右方天線單元110的輻射場型會各別朝在-X軸和X軸方向的涵蓋能量範圍,兩天線輻射場型間互相影響程度較小,故其ECC可小於0.1以內。
綜上所述,本發明的天線模組的兩天線單元呈鏡射配置,在每一個天線單元中,第一輻射體與第二輻射體以及接地件之間形成有第一槽縫。第一輻射體與對應的第二輻射體之間形成有第二槽縫。第一槽縫與第二槽縫的寬度可用來調整高頻與低頻的頻率點位置和阻抗匹配。此外,本發明的天線模組將兩隔離件設置於兩天線單元之間,以提升兩天線單元之間的隔離度。各第二輻射體與對應的第二部分之間形成有第三槽縫。兩隔離件的兩第一部分之間形成有第四槽縫。第三槽縫與第四槽縫可用來調整兩天線單元之間的隔離度的頻率落點位置。兩隔離件的兩第一部分在沿著第四槽縫的延伸方向上具有漸變的寬度,而有助於提升隔離度。
A1~A7、B1~B8、G1~G2:位置
L1、L3、L4:長度
L2、L5:寬度
O:開孔
S1:第一槽縫
S2:第二槽縫
S3:第三槽縫
S4:第四槽縫
W1、W2、W3、W4:寬度
X、Y、Z:座標
10:同軸傳輸線
20:導體
30、40:電子裝置
100:天線模組
110、110’:天線單元
111:第一段
112:第二段
113:第三段
114:第四段
115:第五段
116:第六段
117:第七段
118:第一輻射體
119:第二輻射體
120、120’:隔離件
122:第一部分
123:傾斜邊緣
124:第二部分
125:垂直邊緣
130:接地件
圖1是依照本發明的一實施例的一種天線模組的示意圖。
圖2是圖1的天線模組應用於一電子裝置的示意圖。
圖3是圖1的天線模組應用於另一電子裝置的示意圖。
圖4是圖1的天線模組的頻率-VSWR的關係圖。
圖5是圖1的天線模組的頻率-隔離度的關係圖。
圖6是圖1的天線模組的頻率-天線效率的關係圖。
圖7A是圖1的天線模組的左方天線單元在XY平面下頻率2450MHz的場型圖。
圖7B是圖1的天線模組的右方天線單元在XY平面下頻率2450MHz的場型圖。
圖8A是圖1的天線模組的左方天線單元在XY平面下頻率5470MHz的場型圖。
圖8B是圖1的天線模組的右方天線單元在XY平面下頻率5470MHz的場型圖。
A1~A7、B1~B8、G1~G2:位置
L1、L3:長度
L2:寬度
O:開孔
S1:第一槽縫
S2:第二槽縫
S3:第三槽縫
S4:第四槽縫
W1、W2、W3、W4:寬度
X、Y、Z:座標
10:同軸傳輸線
20:導體
100:天線模組
110、110’:天線單元
111:第一段
112:第二段
113:第三段
114:第四段
115:第五段
116:第六段
117:第七段
118:第一輻射體
119:第二輻射體
120、120’:隔離件
122:第一部分
123:傾斜邊緣
124:第二部分
125:垂直邊緣
130:接地件
Claims (11)
- 一種天線模組,包括:兩天線單元,包括兩饋入端、延伸自該兩饋入端的兩第一輻射體及延伸自該兩饋入端的兩第二輻射體;兩隔離件,設置於該兩天線單元之間,且分別包括相鄰彼此的兩第一部分及相鄰該兩第二輻射體的兩第二部分;以及一接地件,設置於該兩天線單元及該兩隔離件旁,該兩第二輻射體及該兩第二部分連接該接地件,各該第一輻射體與對應的該第二輻射體以及該接地件之間形成有一第一槽縫,各該第一輻射體與對應的該第二輻射體之間形成有一第二槽縫,各該第二輻射體與對應的該第二部分之間形成有一第三槽縫,該兩第一部分之間形成有一第四槽縫,該兩天線單元及兩隔離件以該第四槽縫為中心鏡射對稱,且該兩第一部分在沿著該第四槽縫的一延伸方向上具有逐漸改變的寬度。
- 如請求項1所述的天線模組,其中該兩第一部分包括兩直角三角形區域,各該第二部分連接於對應的該直角三角形區域的一角。
- 如請求項2所述的天線模組,其中該兩直角三角形區域包括兩傾斜邊緣,該兩第二部分包括連接於該兩傾斜邊緣的兩垂直邊緣,該兩傾斜邊緣與該兩垂直邊緣共同呈一M型。
- 如請求項1所述的天線模組,其中各該第一輻射體包括依序連接的一第一段、一第二段、一第三段,該第一段、該第二段及該第三段圍繞出一開孔,該第二槽縫連通於該開孔。
- 如請求項4所述的天線模組,其中該第二槽縫形成在該第二段與該第二輻射體之間、該第三段與該第二輻射體之間以及該第一段與該第三段之間。
- 如請求項4所述的天線模組,其中各該第二輻射體在遠離該饋入端的一端連接對應的該第二部分在遠離該第一部分的一端,該第二輻射體的該端與該第二部分的該端共同連接至該接地件。
- 如請求項6所述的天線模組,其中該第一段在該開孔旁的部位的寬度大於該第二輻射體的該端與該第二部分的該端的總寬度。
- 如請求項6所述的天線模組,其中該第二輻射體的該端與該第二部分的該端的總寬度大於該第二段的寬度。
- 如請求項4所述的天線模組,其中各該第二段包括遠離對應的該第一段的一末端,且其中一個該第二段的該末端朝向另一個該第二段的該末端。
- 如請求項1所述的天線模組,其中各該第二輻射體包括依序連接的一第四段、一第五段、一第六段及一第七段,該第四段延伸自該饋入端,該第七段連接至該接地件,該第一槽縫形成在該第四段與該接地件之間及該第五段與該第七段之間。
- 如請求項10所述的天線模組,其中該第三槽縫形成在該第七段與對應的該第二部分之間。
Priority Applications (3)
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