TWI821856B - 天線系統 - Google Patents
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Abstract
一種天線系統,包括:一介質基板、一接地元件,以及一第一天線元件。介質基板具有相對之一第一表面和一第二表面,其中接地元件係設置於介質基板之第一表面。第一天線元件包括:一第一輻射部、一饋入輻射部、一第二輻射部,以及一短路輻射部。第一輻射部具有一饋入點,並係設置於介質基板之第二表面。饋入輻射部係鄰近於第一輻射部。第二輻射部係耦接至饋入輻射部,其中第二輻射部更經由短路輻射部耦接至接地元件。
Description
本發明係關於一種天線系統,特別係關於一種可改善封包相關係數(Envelope Correlation Coefficient,ECC)之天線系統。
隨著行動通訊技術的發達,行動裝置在近年日益普遍,常見的例如:手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求,行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍,例如:行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850 MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊,而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍,例如:Wi-Fi、Bluetooth系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。
天線系統(Antenna System)為支援無線通訊之裝置中不可或缺之元件。然而,由於通訊裝置內部空間狹小,各個天線之配置往往極為接近,容易互相干擾。因此,有必要提出一種全新之解決方案,以克服傳統天線系統中封包相關係數(Envelope Correlation Coefficient,ECC)過高之問題。
在較佳實施例中,本發明提出一種天線系統,包括:一介質基板,具有相對之一第一表面和一第二表面;一接地元件,設置於該介質基板之該第一表面;以及一第一天線元件,包括:一第一輻射部,具有一饋入點,並設置於該介質基板之該第二表面;一饋入輻射部,鄰近於該第一輻射部;一第二輻射部,耦接至該饋入輻射部;以及一短路輻射部,其中該第二輻射部更經由該短路輻射部耦接至該接地元件。
在一些實施例中,該天線系統涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶、一第四頻帶,以及一第五頻帶。
在一些實施例中,該第一頻帶係介於615MHz至960MHz之間,該第二頻帶係介於1700MHz至2200MHz之間,該第三頻帶係介於2300MHz至2700MHz之間,該第四頻帶係介於3300MHz至4200MHz之間,而該第五頻帶係介於5100MHz至5900MHz之間。
在一些實施例中,該第一輻射部係呈現一L字形。
在一些實施例中,該第一輻射部包括一較寬部份和一較窄部份,而該較窄部份係經由該較寬部份耦接至該饋入點。
在一些實施例中,該第一輻射部之該較寬部份和該較窄部份之總長度係大致等於該第二頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中,該第一輻射部之該較寬部份之長度係大致等於該第五頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中,該饋入輻射部更包括設置於該介質基板之該第一表面上之一耦合部份,而該耦合部份係鄰近於該第一輻射部之該較寬部份。
在一些實施例中,該饋入輻射部係呈現一錐形。
在一些實施例中,該饋入輻射部、該第二輻射部,以及該短路輻射部係共同形成一高架式結構。
在一些實施例中,該高架式結構於該介質基板之該第一表面上之高度係介於10mm至25mm之間。
在一些實施例中,該第二輻射部和該短路輻射部之總長度係小於或等於該第一頻帶之0.3倍波長。
在一些實施例中,該天線系統更包括:一電容器,其中該短路輻射部更經由該電容器耦接至該接地元件。
在一些實施例中,該第一天線元件更包括:一第三輻射部,耦接至該短路輻射部;一第四輻射部,耦接至該短路輻射部;以及一第五輻射部,耦接至該短路輻射部,其中該第五輻射部係至少部份由該第三輻射部和該第四輻射部所共同包圍。
在一些實施例中,該天線系統更包括:一第二天線元件,其中該第二天線元件與該第一天線元件具有相同結構及不同配置方向。
在一些實施例中,該天線系統更包括:一第三天線元件,其中該第三天線元件與該第一天線元件具有相同結構及不同配置方向。
在一些實施例中,該天線系統更包括:一第四天線元件,其中該第四天線元件與該第一天線元件具有相同結構及不同配置方向。
在一些實施例中,該第一天線元件、該第二天線元件、該第三天線元件,以及該第四天線元件係分別位於該介質基板之複數個角落處。
在一些實施例中,該第一天線元件、該第二天線元件、該第三天線元件,以及該第四天線元件之任相鄰二者係大致互相垂直。
在一些實施例中,該第一天線元件、該第二天線元件、該第三天線元件,以及該第四天線元件之任相鄰二者之間距係大於或等於10mm。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉出本發明之具體實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解,硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語,故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內,本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題,達到所述基本之技術效果。此外,「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置,或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例,以簡化說明。當然,這些特定的範例並非用以限定。例如,若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方,即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例,亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間,而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外,以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號或(且)標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的,並非用以限定所討論的不同實施例或(且)結構之間有特定的關係。
此外,其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」 及類似的用詞,係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外,這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位),則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
第1A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統(Antenna System)100之前視圖。第1B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統100之背視圖。第1C圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統100之部份剖面圖(沿著第1A圖之一剖面線LC1)。請一併參考第1A、1B、1C圖。例如,天線系統100可以套用於一無線分享器(Wireless Access Point),但亦不僅限於此。在另一些實施例中,天線系統100亦可套用於一行動裝置(Mobile Device),例如:一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer),或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。
在第1A、1B、1C圖之實施例中,天線系統100至少包括:一介質基板(Dielectric Substrate)110、一接地元件(Ground Element)115,以及一第一天線元件(Antenna Element)121,其中第一天線元件121至少包括:一第一輻射部(Radiation Element)130、一饋入輻射部(Feeding Radiation Element)140、一第二輻射部150,以及一短路輻射部(Shorting Radiation Element)160。接地元件115、第一輻射部130、饋入輻射部140、第二輻射部150,以及短路輻射部160皆可用金屬材質製成,例如:銅、銀、鋁、鐵,或是其合金。
介質基板110可以是一FR4(Flame Retardant 4)基板或是一印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)。介質基板110具有相對之一第一表面E1和一第二表面E2,其中接地元件115可設置於介質基板110之第一表面E1,而第一輻射部130可設置於介質基板110之第二表面E2。接地元件115可以是天線系統100之一系統接地面(System Ground Plane),其形狀於本發明中並不特別作限制。在一些實施例中,介質基板110之第一表面E1上具有一淨空區域(Clearance Region)118,其排除接地元件115,並可用於容納第一天線元件121。
第一輻射部130可以大致呈現一L字形。詳細而言,第一輻射部130具有一第一端131和一第二端132,其中一饋入點(Feeding Point)FP係位於第一輻射部130之第一端131處,而第一輻射部130之第二端132為一開路端(Open End)。饋入點FP更可耦接至一信號源(Signal Source)199。例如,信號源199可為一射頻(Radio Frequency,RF)模組,其可用於激發第一天線元件121。在一些實施例中,第一輻射部130為一不等寬結構(Variable-Width Structure),並包括鄰近於第一端131之一較寬部份134和鄰近於第二端132之一較窄部份135,其中較窄部份135可經由較寬部份134耦接至饋入點FP。必須注意的是,本說明書中所謂「鄰近」或「相鄰」一詞可指對應之二元件間距小於一既定距離(例如:10mm或更短),亦可包括對應之二元件彼此直接接觸之情況(亦即,前述間距縮短至0)。
饋入輻射部140、第二輻射部150,以及短路輻射部160可共同形成一高架式結構(Stamping Structure,或稱為Elevated Structure)。易言之,此高架式結構僅有一部份與介質基板110互相接觸,而其餘部份則與介質基板110互相分離。在一些實施例中,前述之高架式結構於介質基板110之第一表面E1上具有一垂直投影(Vertical Projection),而此垂直投影係位於前述之淨空區域118之內,並與接地元件115完全未重疊。
饋入輻射部140可以大致呈現一錐形(Taper Shape),其可鄰近於第一輻射部130,但與第一輻射部130兩者並未直接接觸。詳細而言,饋入輻射部140具有一第一端141和一第二端142,其中第二端142之寬度係遠大於第一端141之寬度。在一些實施例中,饋入輻射部140更包括設置於介質基板110之第一表面E1上之一耦合部份(Coupling Portion)145,其係位於饋入輻射部140之第一端141處,並可大致呈現一矩形或一正方形。饋入輻射部140之耦合部份145係鄰近於第一輻射部130之較寬部份134,其中前述之耦合部份145和較寬部份134之間可形成一耦合間隙(Coupling Gap)GC。亦即,其可視為饋入輻射部140和第一輻射部130之間形成一等效電容器(Equivalent Capacitor)。
第二輻射部150可以大致呈現一直條形。詳細而言,第二輻射部150具有一第一端151和一第二端152,其中第二輻射部150之第一端151係耦接至饋入輻射部140之第二端142,而第二輻射部150之第二端152可為一開路端。在一些實施例中,第二輻射部150更包括一末端彎折部份(Terminal Bending Portion)155,其可位於第二輻射部150之第二端152處,並可朝靠近介質基板110之方向作延伸。必須理解的是,末端彎折部份155僅為一選用元件(Optional Component),在其他實施例中亦可移除之。
第二輻射部150係經由短路輻射部160耦接至接地元件115。詳細而言,短路輻射部160具有一第一端161和一第二端162,其中短路輻射部160之第一端161係耦接至第二輻射部150之第一端151,而短路輻射部160之第二端162係耦接至接地元件115。在一些實施例中,短路輻射部160包括一第一支撐柱(Support Pillar)168,其可垂直於介質基板110之第一表面E1並可用於支撐前述之高架式結構。
在一些實施例中,第一天線元件121更包括一第三輻射部170,其可大致呈現一較長L字形。詳細而言,第三輻射部170具有一第一端171和一第二端172,其中第三輻射部170之第一端171係耦接至短路輻射部160,而第三輻射部170之第二端172則可延伸至介質基板110之第一表面E1上。在一些實施例中,第三輻射部170包括一第二支撐柱178,其可垂直於介質基板110之第一表面E1並可用於支撐前述之高架式結構。
在一些實施例中,第一天線元件121更包括一第四輻射部180,其可大致呈現一直條形。詳細而言,第四輻射部180具有一第一端181和一第二端182,其中第四輻射部180之第一端181係耦接至短路輻射部160,而第四輻射部180之第二端182則可延伸至介質基板110之第一表面E1上。在一些實施例中,第四輻射部180包括一第三支撐柱188,其可垂直於介質基板110之第一表面E1並可用於支撐前述之高架式結構。
在一些實施例中,第一天線元件121更包括一第五輻射部190,其可大致呈現一較短L字形。詳細而言,第五輻射部190具有一第一端191和一第二端192,其中第五輻射部190之第一端191係耦接至短路輻射部160,而第五輻射部190之第二端192為一開路端。另外,第五輻射部190係至少部份由第三輻射部170和第四輻射部180所共同包圍。必須理解的是,第三輻射部170、第四輻射部180,以及第五輻射部190皆可位於同一平面上,而它們皆為選用元件,在其他實施例中亦可移除之。
在一些實施例中,天線系統100可涵蓋一第一頻帶(Frequency Band)、一第二頻帶、一第三頻帶、一第四頻帶,以及一第五頻帶。例如,前述之第一頻帶可介於615MHz至960MHz之間,前述之第二頻帶可介於1700MHz至2200MHz之間,前述之第三頻帶可介於2300MHz至2700MHz之間,前述之第四頻帶可介於3300MHz至4200MHz之間,而前述之第五頻帶可介於5100MHz至5900MHz之間。因此,天線系統100至少可支援傳統LTE(Long Term Evolution)和新世代5G(5th Generation Mobile Networks)之寬頻操作。
在一些實施例中,天線系統100之操作原理可如下列所述。饋入輻射部140、第二輻射部150,以及短路輻射部160可由第一輻射部130所耦合激發,以產生一基頻共振模態(Fundamental Resonant Mode)並形成前述之第一頻帶。第一輻射部130之較寬部份134和較窄部份135可共同激發產生前述之第二頻帶。饋入輻射部140、第二輻射部150,以及短路輻射部160更可激發產生一高階共振模態(Higher-Order Resonant Mode),以形成前述之第三頻帶和第四頻帶。第一輻射部130之較寬部份134可單獨激發產生前述之第五頻帶。根據實際量測結果,饋入輻射部140之電容耦合饋入(Capacitive Coupling Feed)有助於改善第一天線元件121與其他鄰近天線元件之間之隔離度(Isolation)。另外,若加入第三輻射部170、第四輻射部180,以及第五輻射部190至第一天線元件121,則前述之第一頻帶之操作頻寬(Operational Bandwidth)還可進一步提升。
在一些實施例中,天線系統100之元件尺寸可如下列所述。第一輻射部130之較寬部份134之長度L1可大致等於天線系統100之第五頻帶之0.25倍波長(λ/4)。第一輻射部130之較寬部份134和較窄部份135之總長度L2可大致等於天線系統100之第二頻帶之0.25倍波長(λ/4)。在第一輻射部130中,較寬部份134之寬度W1可介於10mm至20mm之間,而較窄部份135之寬度W2可介於3mm至6mm之間。第二輻射部150和短路輻射部160之總長度L3可小於或等於天線系統100之第一頻帶之0.3倍波長(3λ/10)。在饋入輻射部140中,耦合部份145之長度L4可介於1mm至5mm之間,而耦合部份145之寬度W4可介於1mm至5mm之間。前述之高架式結構於介質基板110之第一表面E1上之高度H1可介於10mm至25mm之間。耦合間隙GC之寬度(或介質基板110之厚度)可介於0.1mm至3mm之間。第二輻射部150和第三輻射部170之間距D1可介於2mm至3mm之間。以上尺寸範圍係根據多次實驗結果而求出,其有助於最佳化天線系統100之隔離度、操作頻寬,以及阻抗匹配(Impedance Matching)。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統200之部份前視圖。第2圖和第1A圖相似。在第2圖之實施例中,天線系統200更包括一電容器(Capacitor)C1,其可為一固定電容器(Fixed Capacitor)或一可變電容器(Variable Capacitor)。詳細而言,電容器C1具有一第一端和一第二端,其中電容器C1之第一端係耦接至短路輻射部160之第二端162,而電容器C1之第二端係耦接至接地元件115。亦即,短路輻射部160更可經由電容器C1耦接至接地元件115。例如,電容器C1之電容值(Capacitance)可介於2pF至15pF之間,但亦不僅限於此。根據實際量測結果,電容器C1可作為一高通濾波器(High-Pass Filter),其有助於抑制低頻耦合量,同時降低第一天線元件121與其他鄰近天線元件之間之封包相關係數(Envelope Correlation Coefficient,ECC)。第2圖之天線系統200之其餘特徵皆與第1A、1B、1C圖之天線系統100類似,故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統300之立體圖。第3圖和第1A圖相似。在第3圖之實施例中,除了前述之第一天線元件121以外,天線系統300更包括一第二天線元件122、一第三天線元件123,以及一第四天線元件124其中之一或複數者,以支援多輸入多輸出(Multi-Input and Multi-Output,MIMO)之操作。例如,第一天線元件121、第二天線元件122、第三天線元件123,以及第四天線元件124可分別位於介質基板110之四個角落111、112、113、114處,但亦不僅限於此。必須注意的是,第二天線元件122、第三天線元件123,以及第四天線元件124之每一者皆可與第一天線元件121具有相同結構及不同配置方向。例如,第一天線元件121、第二天線元件122、第三天線元件123,以及第四天線元件124之任相鄰二者可以大致互相垂直。為了提升天線系統300之隔離度及降低其所有天線元件之間之封包相關係數,第一天線元件121、第二天線元件122、第三天線元件123,以及第四天線元件124之任相鄰二者之間距D2必須大於或等於10mm。在另一些實施例中,天線系統300還可包括更多或更少個天線元件。第3圖之天線系統300之其餘特徵皆與第1A、1B、1C圖之天線系統100類似,故此二實施例均可達成相似之操作效果。
本發明提出一種新穎之天線系統,其包括至少一混合天線元件(Hybrid Antenna Element)。與傳統設計相比,本發明至少具有寬頻帶、高隔離度,以及低封包相關係數等優勢,故其很適合應用於各種各式之通訊裝置當中。
值得注意的是,以上所述之元件尺寸、元件形狀,以及頻率範圍皆非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之天線系統並不僅限於第1-3圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-3圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之,並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之天線系統當中。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數,例如「第一」、「第二」、「第三」等等,彼此之間並沒有順序上的先後關係,其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,200,300:天線系統
110:介質基板
111,112,113,114:介質基板之角落
115:接地元件
118:淨空區域
121:第一天線元件
122:第二天線元件
123:第三天線元件
124:第四天線元件
130:第一輻射部
131:第一輻射部之第一端
132:第一輻射部之第二端
134:第一輻射部之較寬部份
135:第一輻射部之較窄部份
140:饋入輻射部
141:饋入輻射部之第一端
142:饋入輻射部之第二端
145:饋入輻射部之耦合部份
150:第二輻射部
151:第二輻射部之第一端
152:第二輻射部之第二端
155:第二輻射部之末端彎折部份
160:短路輻射部
161:短路輻射部之第一端
162:短路輻射部之第二端
168:第一支撐柱
170:第三輻射部
171:第三輻射部之第一端
172:第三輻射部之第二端
178:第二支撐柱
180:第四輻射部
181:第四輻射部之第一端
182:第四輻射部之第二端
188:第三支撐柱
190:第五輻射部
191:第五輻射部之第一端
192:第五輻射部之第二端
199:信號源
C1:電容器
D1,D2:間距
E1:介質基板之第一表面
E2:介質基板之第二表面
FP:饋入點
GC:耦合間隙
H1:高度
L1,L2,L3,L4:長度
LC1:剖面線
W1,W2,W4:寬度
第1A圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之前視圖。
第1B圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之背視圖。
第1C圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之部份剖面圖。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之部份前視圖。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之立體圖。
100:天線系統
110:介質基板
115:接地元件
118:淨空區域
121:第一天線元件
130:第一輻射部
131:第一輻射部之第一端
132:第一輻射部之第二端
134:第一輻射部之較寬部份
135:第一輻射部之較窄部份
140:饋入輻射部
141:饋入輻射部之第一端
142:饋入輻射部之第二端
145:饋入輻射部之耦合部份
150:第二輻射部
151:第二輻射部之第一端
152:第二輻射部之第二端
155:第二輻射部之末端彎折部份
160:短路輻射部
161:短路輻射部之第一端
162:短路輻射部之第二端
168:第一支撐柱
199:信號源
E1:介質基板之第一表面
E2:介質基板之第二表面
FP:饋入點
H1:高度
L1,L2,L3,L4:長度
LC1:剖面線
W1,W2,W4:寬度
Claims (19)
- 一種天線系統,包括:一介質基板,具有相對之一第一表面和一第二表面;一接地元件,設置於該介質基板之該第一表面;以及一第一天線元件,包括:一第一輻射部,具有一饋入點,並設置於該介質基板之該第二表面;一饋入輻射部,鄰近於該第一輻射部;一第二輻射部,耦接至該饋入輻射部;以及一短路輻射部,其中該第二輻射部更經由該短路輻射部耦接至該接地元件;其中該第一輻射部包括一較寬部份和一較窄部份,而該較窄部份係經由該較寬部份耦接至該饋入點。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該天線系統涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶、一第四頻帶,以及一第五頻帶。
- 如請求項2所述之天線系統,其中該第一頻帶係介於615MHz至960MHz之間,該第二頻帶係介於1700MHz至2200MHz之間,該第三頻帶係介於2300MHz至2700MHz之間,該第四頻帶係介於3300MHz至4200MHz之間,而該第五頻帶係介於5100MHz至5900MHz之間。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該第一輻射部係 呈現一L字形。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該第一輻射部之該較寬部份和該較窄部份之總長度係大致等於該第二頻帶之0.25倍波長。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該第一輻射部之該較寬部份之長度係大致等於該第五頻帶之0.25倍波長。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該饋入輻射部更包括設置於該介質基板之該第一表面上之一耦合部份,而該耦合部份係鄰近於該第一輻射部之該較寬部份。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該饋入輻射部係呈現一錐形。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該饋入輻射部、該第二輻射部,以及該短路輻射部係共同形成一高架式結構。
- 如請求項9所述之天線系統,其中該高架式結構於該介質基板之該第一表面上之高度係介於10mm至25mm之間。
- 如請求項2所述之天線系統,其中該第二輻射部和該短路輻射部之總長度係小於或等於該第一頻帶之0.3倍波長。
- 如請求項1所述之天線系統,更包括:一電容器,其中該短路輻射部更經由該電容器耦接至該接地元件。
- 如請求項1所述之天線系統,其中該第一天線元件更包括: 一第三輻射部,耦接至該短路輻射部;一第四輻射部,耦接至該短路輻射部;以及一第五輻射部,耦接至該短路輻射部,其中該第五輻射部係至少部份由該第三輻射部和該第四輻射部所共同包圍。
- 如請求項1所述之天線系統,更包括:一第二天線元件,其中該第二天線元件與該第一天線元件具有相同結構及不同配置方向。
- 如請求項14所述之天線系統,更包括:一第三天線元件,其中該第三天線元件與該第一天線元件具有相同結構及不同配置方向。
- 如請求項15所述之天線系統,更包括:一第四天線元件,其中該第四天線元件與該第一天線元件具有相同結構及不同配置方向。
- 如請求項16所述之天線系統,其中該第一天線元件、該第二天線元件、該第三天線元件,以及該第四天線元件係分別位於該介質基板之複數個角落處。
- 如請求項16所述之天線系統,其中該第一天線元件、該第二天線元件、該第三天線元件,以及該第四天線元件之任相鄰二者係大致互相垂直。
- 如請求項16所述之天線系統,其中該第一天線元件、該第二天線元件、該第三天線元件,以及該第四天線元件之任相鄰二者之間距係大於或等於10mm。
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TW111101063A TWI821856B (zh) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | 天線系統 |
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
TW200952264A (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-16 | Univ Nat Sun Yat Sen | A multiband mobile communication device antenna |
US20100149065A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Kin-Lu Wong | Multiband Antenna |
US20120001815A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | National Sun-Yat-Sen University | Multiband Antenna and Method for an Antenna to be Capable of Multiband Operation |
TW201543750A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-11-16 | Universal Scient Ind Shanghai | 多頻天線 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI708429B (zh) * | 2019-09-06 | 2020-10-21 | 廣達電腦股份有限公司 | 天線結構 |
TWI758164B (zh) * | 2021-04-19 | 2022-03-11 | 宏碁股份有限公司 | 天線結構 |
-
2022
- 2022-01-11 TW TW111101063A patent/TWI821856B/zh active
- 2022-08-08 US US17/818,063 patent/US20230223689A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200952264A (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-16 | Univ Nat Sun Yat Sen | A multiband mobile communication device antenna |
US20100149065A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Kin-Lu Wong | Multiband Antenna |
US20120001815A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | National Sun-Yat-Sen University | Multiband Antenna and Method for an Antenna to be Capable of Multiband Operation |
TW201543750A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-11-16 | Universal Scient Ind Shanghai | 多頻天線 |
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TW202329531A (zh) | 2023-07-16 |
US20230223689A1 (en) | 2023-07-13 |
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