TWI844304B

TWI844304B - 天線裝置

Info

Publication number: TWI844304B
Application number: TW112109581A
Authority: TW
Inventors: 林信宏; 戴郁書; 鄭偉晨
Original assignee: 英業達股份有限公司
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2024-06-01

Abstract

一種天線裝置包含一第一基板、一第二基板、一輻射體以及一十字形激發體。第一基板具有一第一頂面。第一基板疊設於第二基板。第二基板具有一第二頂面以及一底面。第二頂面與該底面相對。輻射體設置於第一頂面。輻射體包含一第一輻射單元、一第二輻射單元、一第三輻射單元以及一第四輻射單元。第一輻射單元與第四輻射單元沿一對角線對稱地設置於第一頂面。第二輻射單元與第三輻射單元沿另一對角線對稱地設置於第一頂面。十字形激發體設置於第二頂面，且十字形激發體至少部分位於輻射體之覆蓋範圍內。

Description

天線裝置

本發明係關於一種天線裝置，特別是一種具有隔離結構的天線裝置。

隨著無線通訊技術之進步，行動電話、個人數位助理等電子裝置不斷朝向功能多樣化、輕薄化以及資料傳輸更快、更有效率等趨勢發展。尤其無線通訊技術將在2030年進入6G時代，並滿足5G未能達到的各種生活應用與商業需求。

一般而言，製造廠商需配合電子產品所適用的訊號頻段而設計天線裝置。然而，每一電子產品所適用的訊號頻段不同，使得製造廠商需針對不同的電子產品而設計不同的天線裝置，進而耗費時間並提升製造成本。故如何簡化天線裝置的設計程序以同時滿足不同電子產品之訊號頻段的需求，即為研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一種天線裝置，藉以簡化天線裝置的設計程序以同時滿足不同電子產品之訊號頻段的需求。

本發明之一實施例所揭露之天線裝置，包含一第一基板、一第二基板、一輻射體以及一十字形激發體。第一基板具有一第一頂面。第一基板疊設於第二基板。第二基板具有一第二頂面以及一底面。第二頂面與該底面相對。輻射體設置於第一頂面。輻射體包含一第一輻射單元、一第二輻射單元、一第三輻射單元以及一第四輻射單元。第一輻射單元與第四輻射單元沿一對角線對稱地設置於第一頂面。第二輻射單元與第三輻射單元沿另一對角線對稱地設置於第一頂面。十字形激發體設置於第二頂面，且十字形激發體至少部分位於輻射體之覆蓋範圍內。

根據上述實施例之天線裝置，由於設有十字形激發體之第二基板疊設於設有輻射體之第一基板，且輻射體係分別由沿對角線對稱地設置之第一輻射單元、第二輻射單元、第三輻射單元以及第四輻射單元組成，故天線裝置製造廠商僅需設計一次天線裝置而可適用於多個訊號頻段，而無需針對不同電子產品所適用之訊號頻段而多次重新設計天線裝置，因此可簡化天線裝置之設計程序並降低製造成本。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1與圖2。圖1為根據本發明第一實施例所述之天線裝置之立體示意圖。圖2為圖1之天線裝置之分解示意圖。

本實施例之天線裝置10包含一第一基板20、一第二基板30、一輻射體40以及一十字形激發體50。第一基板20與第二基板30例如由玻璃纖維材質所製成。第一基板20具有一第一頂面21，並疊設於第二基板30。第二基板30具有一第二頂面31以及一底面32。第二頂面31與底面32相對。輻射體40設置於第一頂面21。輻射體40例如由銅箔之金屬材質所製成。輻射體40包含一第一輻射單元41、一第二輻射單元42、一第三輻射單元43以及一第四輻射單元44。第一輻射單元41、第二輻射單元42、第三輻射單元43以及第四輻射單元44例如呈矩形。第一輻射單元41與第四輻射單元44沿一對角線對稱地設置於第一頂面21。第二輻射單元42與第三輻射單元43沿另一對角線對稱地設置於第一頂面21。

在本實施例中，由於天線裝置10係由第二基板30疊設於第一基板20而組成，並於第一基板20之第一頂面21設有分別沿對角線對稱地設置之第一輻射單元41、第二輻射單元42、第三輻射單元43以及第四輻射單元44，使得設置環境所受到的限制小，故製造廠商僅需設計一次天線裝置10而可適用於多個訊號頻段，而無需針對不同電子產品所適用之訊號頻段而多次重新設計天線裝置10，因此可簡化天線裝置10之設計程序並降低製造成本。

在本實施例中，第一基板20與第二基板30的長度L1與寬度W1皆為53毫米。第一基板20的厚度H1為0.8毫米。第二基板30的厚度H2為1.6毫米。

請一併參閱圖3。圖3為圖1之第一基板與輻射體之平面示意圖。在輻射體40中，第一輻射單元41與第二輻射單元42之間相隔一第一間距D1。第一輻射單元41與第三輻射單元43之間相隔一第二間距D2。第三輻射單元43與第四輻射單元44之間相隔一第三間距D3。第二輻射單元42與第四輻射單元44之間相隔一第四間距D4。第一間距D1與第二間距相同，且第一間距D1、第三間距D3以及第四間距D4相異。

在本實施例中，透過第一輻射單元41以及第四輻射單元44與第二輻射單元42以及第三輻射單元43分別沿對角線對稱地設置於第一頂面21，以及使第一間距D1與第二間距相同且第一間距D1、第三間距D3以及第四間距D4相異，除了使天線裝置10可支援5G於n78頻段(3.3千兆赫至3.8千兆赫)與n79頻段(4.4千兆赫至5千兆赫)或是WIFI-6E的頻段(5.925千兆赫至7.125千兆赫)之外，也可讓輻射單元41、42、43、44在傳輸訊號時，降低輻射單元41、42、43、44之間的干擾程度，並減少反射損耗。

在本實施例中，第一輻射單元41與第四輻射單元44的長度L2、L3與寬度W2、W3皆為24毫米。第二輻射單元42與第三輻射單元43的長度L4、L5為23.1毫米。第二輻射單元42與第三輻射單元43的寬度W4、W5為20毫米。第一間距D1與第二間距D2皆為1.1毫米。第三間距D3為0.8毫米。第四間距D4為0.9毫米。

請一併參閱圖4與圖5。圖4為圖1之第二基板與十字形激發體之平面示意圖。圖5為圖1之天線裝置之剖視示意圖。

十字形激發體50設置於第二頂面31，且十字形激發體50至少部分位於輻射體40之覆蓋範圍內。十字形激發體50例如由銅箔之金屬材質所製成。十字形激發體50包含一橫向激發部51、一第一縱向激發部52以及一第二縱向激發部53。第一縱向激發部52之一端與第二縱向激發部53之一端分別連接於橫向激發部51中段之相對兩側，且橫向激發部51之相對兩端與第一縱向激發部52之另一端分別具有一凹陷。本發明之天線裝置10透過這些凹陷可使低頻頻段的頻寬帶加寬，並減少反射損耗。

在本實施例中，橫向激發部51的長度L6為19毫米。橫向激發部51的寬度W6為2毫米。第一縱向激發部52的長度L7為5.2毫米。第一縱向激發部52的寬度W7為4.6毫米。第二縱向激發部53的長度L8為13毫米。第二縱向激發部53的寬度W8為4.2毫米。橫向激發部51之二凹陷的長度L9皆為1.8毫米。橫向激發部51之二凹陷的寬度W9皆為1毫米。第一縱向激發部52之凹陷的長度L10與寬度W10皆為1.8毫米。

在本實施例中，天線裝置10還可以包含一接地結構60以及一饋入結構70。接地結構60位於第二基板30之底面32。接地結構60例如由銅箔之金屬材質所製成。饋入結構70包含一凸出部71，且接地結構60具有一第一穿孔61，第二基板30具有一第二穿孔33。饋入結構70之凸出部71穿設於接地結構60之第一穿孔61以及第二基板30之第二穿孔33。十字形激發體50遮蓋第二穿孔33。當一訊號透過饋入結構70饋入並傳遞至位於第二基板30之十字形激發體50並激發後，可由位於第一基板20之輻射體40向外輻射。

請參閱圖6。圖6為不同天線裝置間的反射損耗之數據比較圖。如圖6所示，本發明之天線裝置10與第一輻射單元41以及第三輻射單元43與第二輻射單元42以及第四輻射單元44沿一中線對稱地設置於第一頂面21之天線裝置10相比，在低頻頻段中，本發明之天線裝置10具有較寬的頻寬帶。在5.8千兆赫至6.6千兆赫之頻段中，本發明之天線裝置10的反射損耗皆在6dB以下，甚至部分頻段的反射損耗低於-10dB。而第一輻射單元41以及第三輻射單元43與第二輻射單元42以及第四輻射單元44沿中線對稱地設置於第一頂面21之天線裝置10在低頻頻段中頻寬帶較窄，且在5.8千兆赫至6.6千兆赫之頻段中有部分頻段的反射損耗高於-6dB。也就是說，透過在天線裝置10中將第一輻射單元41以及第四輻射單元44與第二輻射單元42以及第三輻射單元43分別沿對角線對稱地設置於第一頂面21，可以增加低頻頻段的頻寬帶，並降低反射損耗。

請參閱圖7。圖7為不同天線裝置間的反射損耗之另一數據比較圖。如圖7所示，本發明之天線裝置10與第一間距D1、第二間距D2、第三間距D3以及第四間距D4皆相同之天線裝置10相比，在低頻頻段中，本發明之天線裝置10具有較寬的頻寬帶。在5.6千兆赫至5.7千兆赫之頻段中，本發明之天線裝置10的反射損耗皆在6dB以下。而第一間距D1、第二間距D2、第三間距D3以及第四間距D4皆相同之天線裝置10在低頻頻段中頻寬帶較窄，且在5.6千兆赫至5.7千兆赫之頻段中有部分頻段的反射損耗高於-6dB。也就是說，透過在天線裝置10中將第一間距D1與第二間距D2設置為相同且第一間距D1、第三間距D3以及第四間距D4設置為相異，可以增加低頻頻段的頻寬帶，並降低反射損耗。

請參閱圖8。圖8為不同天線裝置間的反射損耗之另一數據比較圖。如圖8所示，本發明之天線裝置10與不具有凹陷的十字形激發體50之天線裝置10相比，在低頻頻段中，本發明之天線裝置10具有較寬的頻寬帶。在5.4千兆赫至5.6千兆赫之頻段中，本發明之天線裝置10的反射損耗僅於少部分頻段大於-6dB，其餘頻段的反射損耗皆在-6dB以下，且部分頻段的反射損耗更小於-10dB。而不具有凹陷的十字形激發體50之天線裝置10在低頻頻段中頻寬帶較窄，且在5.4千兆赫至5.6千兆赫之頻段中反射損耗皆高於-6dB。也就是說，透過在天線裝置10中設置具有凹陷的十字形激發體50，可以增加低頻頻段的頻寬帶，並降低反射損耗。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10:天線裝置 20:第一基板 21:第一頂面 30:第二基板 31:第二頂面 32:底面 33:第二穿孔 40:輻射體 41:第一輻射單元 42:第二輻射單元 43:第三輻射單元 44:第四輻射單元 50:十字形激發體 51:橫向激發部 52:第一縱向激發部 53:第二縱向激發部 60:接地結構 61:第一穿孔 70:饋入結構 71:凸出部 D1~D4:間距 L1~L10:長度 W1~W10:寬度 H1,H2:厚度

圖1為根據本發明第一實施例所述之天線裝置之立體示意圖。圖2為圖1之天線裝置之分解示意圖。圖3為圖1之第一基板與輻射體之平面示意圖。圖4為圖1之第二基板與十字形激發體之平面示意圖。圖5為圖1之天線裝置之剖視示意圖。圖6為不同天線裝置間的反射損耗之數據比較圖。圖7為不同天線裝置間的反射損耗之另一數據比較圖。圖8為不同天線裝置間的反射損耗之另一數據比較圖。

10:天線裝置

20:第一基板

21:第一頂面

30:第二基板

31:第二頂面

32:底面

33:第二穿孔

40:輻射體

41:第一輻射單元

42:第二輻射單元

43:第三輻射單元

44:第四輻射單元

50:十字形激發體

51:橫向激發部

52:第一縱向激發部

53:第二縱向激發部

60:接地結構

61:第一穿孔

70:饋入結構

71:凸出部

Claims

一種天線裝置，包含：一第一基板，具有一第一頂面；一第二基板，該第一基板疊設於該第二基板，該第二基板具有一第二頂面以及一底面，該第二頂面與該底面相對；一輻射體，設置於該第一頂面，該輻射體包含一第一輻射單元、一第二輻射單元、一第三輻射單元以及一第四輻射單元，該第一輻射單元與該第四輻射單元沿一對角線對稱地設置於該第一頂面，該第二輻射單元與該第三輻射單元沿另一對角線對稱地設置於該第一頂面；以及一十字形激發體，設置於該第二頂面，且該十字形激發體至少部分位於該輻射體之覆蓋範圍內，該十字形激發體包含一橫向激發部、一第一縱向激發部以及一第二縱向激發部，該第一縱向激發部之一端與該第二縱向激發部之一端分別連接於該橫向激發部中段之相對兩側，且該橫向激發部之相對兩端與該第一縱向激發部之另一端分別具有一凹陷。
如請求項1所述之天線裝置，其中該第一輻射單元與該第二輻射單元之間相隔一第一間距，該第一輻射單元與該第三輻射單元之間相隔一第二間距，該第三輻射單元與該第四輻射單元之間相隔一第三間距，該第二輻射單元與該第四輻射單元之間相隔一第四間距，且該第一間距與該第二間距相同，該第一間距、該第三間距以及該第四間距相異。
如請求項2所述之天線裝置，其中該第一輻射單元與該第四輻射單元的長度與寬度皆為24毫米，該第二輻射單元與該第三輻射單元的長度為23.1毫米，該第二輻射單元與該第三輻射單元的寬度為20毫米，且該第一間距與該第二間距皆為1.1毫米，該第三間距為0.8毫米，該第四間距為0.9毫米。
如請求項1所述之天線裝置，其中該橫向激發部的長度為19毫米，該橫向激發部的寬度為2毫米，該第一縱向激發部的長度為5.2毫米，該第一縱向激發部的寬度為4.6毫米，該第二縱向激發部的長度為13毫米，該第二縱向激發部的寬度為4.2毫米，且該橫向激發部之二凹陷的長度皆為1.8毫米，該橫向激發部之二凹陷的寬度皆為1毫米，該第一縱向激發部之凹陷的長度與寬度皆為1.8毫米。
如請求項1所述之天線裝置，更包含一接地結構，該接地結構位於該第二基板之該底面。
如請求項5所述之天線裝置，更包含一饋入結構，該饋入結構包含一凸出部，且該接地結構具有一第一穿孔，該第二基板具有一第二穿孔，該饋入結構之該凸出部穿設於該接地結構之該第一穿孔以及該第二基板之該第二穿孔，該十字形激發體遮蓋該第二穿孔。
如請求項1所述之天線裝置，其中該第一基板與該第二基板的長度與寬度皆為53毫米，該第一基板的厚度為0.8毫米，該第二基板的厚度為1.6毫米。
如請求項1所述之天線裝置，其中該第一基板與該第二基板係由玻璃纖維材質所製成。
如請求項1所述之天線裝置，其中該輻射體與該十字形激發體係由金屬材質所製成。