TWI849699B - 適用於5GHz頻寬的天線結構及無線模組 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種適用於5GHz頻寬的天線結構及無線模組，其主要係由一旗狀輻射體、一連接部、一饋入端以及一接地線所組成，該旗狀輻射體具有呈垂直設置的一第一側與一第二側，並由該旗狀輻射體的第一側與該連接部的一端連接，且該連接部的相對另一端與該饋入端連接；其中，該旗狀輻射體的第一側與第二側之間經延伸形成一階級狀的延伸段。藉此，本發明可以該旗狀輻射體產生均勻的輻射場型，達到具有較佳的頻寬以及增益的目的。

Description

適用於5GHz頻寬的天線結構及無線模組

本發明係有關於一種天線結構及模組，尤指一種適用於5GHz頻寬的天線結構及無線模組。

隨著無線通訊技術的快速發展以及消費者的需求提高，具備無線通訊功能的產品也隨之增加。由於無線通訊設備是藉由電波進行通訊傳輸，不受實體線路的影響，因此可攜帶至各種環境下進行通訊。

然而，無線通訊設備的通訊能力受到天線傳輸角度的影響，而現有天線難以滿足多方向傳輸角度的需求，導致無線通訊設備發生在特地場景或方位收訊不佳的情況，因此提供一種具備多方向傳輸角度的天線為本領域急需解決的問題之一。

有鑑於上述現有技術存在的問題，本發明的主要目的係提供一種適用於5GHz頻寬的天線結構及無線模組，其透過天線構型之設計來產生均勻的輻射場型，並具有較佳的頻寬以及增益。

為了達成上述目的所採取的一主要技術手段，係令上述之適用於5GHz頻寬的天線結構包括： 一旗狀輻射體，具有一第一側與一第二側，該第一側與該第二側彼此相鄰係呈垂直設置，該旗狀輻射體的第一側與第二側之間經延伸形成一階級狀的延伸段；一連接部，具有相對的兩端，其中一端係與該旗狀輻射體的第一側連接；一饋入端，係與該連接部的另一端連接；一接地線，該接地線的一端與該連接部電性連接，該接地線的另一端與一周邊電路之接地連接。

為了達成上述目的所採取的另一主要技術手段，係令上述之天線模組包括：一基板；一第一天線結構，係如上述之適用於5GHz頻寬的天線結構；一第二天線結構，係如上述之適用於5GHz頻寬的天線結構；其中，該第一天線結構與該第二天線結構係分設於該基板，且該第一天線結構與該第二天線結構呈鏡面設置。

根據上述構造，本發明具有該旗狀輻射體，且該旗狀輻射體的第一側與第二側之間經延伸形成該階級狀的延伸段，透過此天線構型之特殊設計，可實現均勻的輻射場型，達到具有較佳的頻寬以及增益的目的。

1:第一天線結構

1’:第二天線結構

2:基板

10、10’:旗狀輻射體

11:第一側

12:第二側

13:第三側

14:第四側

15:第五側

16:第六側

20:連接部

30:饋入端

40:接地線

41:第一端部

42:第二端部

a1:第一角度

a2:第二角度

M1、M2、M3、M4、A、B、C:頻段

圖1 係本發明第一實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構的示意圖。

圖2 係本發明第一實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構的史密斯圖。

圖3 係本發明第一實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構的反射係數損失變化圖。

圖4 係本發明第一實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構的輻射場型示意圖。

圖5係本發明第二實施例之適用於5GHz頻寬的無線模組的示意圖。

關於本發明之第一較佳實施例，係一種適用於5GHz頻寬的天線結構，請參考圖1所示，其包括一旗狀輻射體10、一連接部20、一饋入端30以及一接地線40。本實施例中，該旗狀輻射體10係呈一旗狀，該連接部20具有相對的兩端，其中一端與該旗狀輻射體10連接，其中另一端與該饋入端30連接，且該連接部20位於該旗狀輻射體10以及該饋入端30之間。該饋入端30與一周邊電路(未繪示)電性連接，以接收來自於該周邊電路的天線訊號。該接地線40的一端與該連接部20連接，該接地線40的另一端與該周邊電路之接地連接。藉此，本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構，以該饋入端30接收來自該周邊電路的天線訊號，透過該連接部20將天線訊號由該饋入端30傳送至該旗狀輻射體10，該旗狀輻射體10回應接收的天線訊號將天線訊號輻射發送。

於本實施例中，該旗狀輻射體10具有一第一側11以及一第二側12，該第一側11與該第二側12彼此相鄰並且係呈垂直設置，於本實施例中該旗狀輻射體10的第一側11係位於一垂直軸向上、該旗狀輻射體10的第二側12係位於一水平軸向上，且於該第一側11與該第二側12之間構成該旗狀的下擺，該第一側11與該第二側12的下擺可進一步經延伸形成一階級狀的延伸段，並該第一側11與該連接部20連接。

進一步的，該旗狀輻射體10的階級狀的延伸段可由多個側邊所構成，於本實施例中該旗狀輻射體10的階級狀的延伸段包括一第三側13、一第四側14、一第五側15以及一第六側16；其中該第三側13的一端與該第二側12相鄰，且與該第一側11平行。

進一步的，該第五側15的一端與該第三側13的另一端連接，該第五側15的另一端與該第四側14的一端連接，於本實施例中該第四側14係與該第二側12平行，且該第五側15係呈一斜邊，並在該第五側15與該第四側14之間構成一第一角度a1。

該第六側16的一端與該連接部20的一端連接，該第六側16的另一端與該第四側14的另一端連接，於本實施例中該第六側16係呈一斜邊，並於該第六側16與該連接部20之間構成一第二角度a2。

進一步的，於本實施例中該第一側11的長度大於該第三側13的長度，該第二側12的長度大於該第四側14的長度，該第六側16的長度大於第五側15的長度。

進一步的，於本實施例中該第一角度a1大於0度角並小於90度角，該第二角度a2大於90度角並小於180度角，且第一角度a1小於第二角度a2。

因此，本實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構，藉由該第一側11至該第六側16，形成寬度由第一側11往第二側12遞減的旗狀輻射體10。同時，由於本實施例之旗狀輻射體10係為旗狀，具有較大的輻射面積，因此可形成均勻的輻射場型，在不同角度都可有效進行通訊，此外，更具有較大的通訊頻寬以及增益，達到實現均勻的輻射場型，並具有較佳的頻寬以及增益目的。

進一步的，該接地線40可定義出一第一端部41以及一第二端部42，該接地線40的第一端部41與該連接部20連接且與該旗狀輻射體10的第二側12平行，該接地線40的第二端部42與該第一端部41連接且垂直於該第一端部 41，於本實施例中該接地線40的第二端部42係經由該第一端部41延伸彎折而形成。因此，於本實施例中該接地線40係呈一L型，且位於該連接部20以及該周邊電路之間。藉此，該接地線40可使本實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構具有50歐姆的天線阻抗，有效降低因為阻抗不匹配造成的訊號損失。

在本實施例中，本實施例之適用於5GHz頻寬的天線結構可以平面式天線實現。進一步的，該旗狀輻射體10、該連接部20、該饋入端30以及該接地線40係呈一扁平板狀。

本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構由於具有旗狀輻射體10，可以較大的輻射面積來進行訊號的輻射傳送，因此可形成均勻的輻射場型，此外，更具有較大的通訊頻寬以及增益，且具備與系統匹配的天線阻抗，因此可達到實現均勻的輻射場型，並具有較佳的頻寬以及增益目的。

請參考圖2，圖2為本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構在不同頻段下量測所得之史密斯圖，其中，M1為5.1GHz的量測結果，M2為5.2GHz的量測結果，M3為5.7GHz的量測結果，M4為5.9GHz的量測結果。由圖中可以看出，本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構在5.1GHz到5.9GHz的頻段內，其阻抗皆可接近於50歐姆的中心點，有效降低因為阻抗不匹配造成的訊號損失。

請參考圖3，圖3為本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構在不同頻段下之反射係數損失變化示意圖，其中M1為5.1GHz的量測結果，M2為5.2GHz的量測結果，M3為5.7GHz的量測結果，M4為5.9GHz的量測結果。由圖中可以看出，本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構在5.1GHz到5.9GHz的頻段內，其反射係數損失皆落在-10dB以下，也就是反射回來的電磁波具有較少的能量損失。

請參考圖4，圖4為本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構在不同頻段下於ZY平面的輻射場型，其中A為5.1GHz的量測結果，B為5.5GHz的量測 結果以及C為5.9GHz的量測結果。由圖中可以看出，本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構在A、B、C頻段內，皆具有均勻的輻射場型，在不同角度都可有效進行通訊。

關於本發明之一第二較佳實施例，其主要技術內容與前述的該第一較佳實施例大致相同，惟本較佳實施例中進一步提供一種適用於5GHz頻寬的無線模組，請參考圖5所示，該適用於5GHz頻寬的無線模組包括一第一天線結構1、一第二天線結構1’以及一基板2，該第一天線結構1以及該第二天線結構1’各別配置於該基板2之上，且該第一天線結構1及該第二天線結構1’沿同一水平軸向彼此鏡像配置。由於本發明之該第一天線結構1、該第二天線結構1’具備該旗狀輻射體10、10’，且以鏡像配置的情況下，該第一天線結構1、該第二天線結構1’的旗狀輻射體10、10’的朝向是彼此相反且遠離，該第一天線結構1、該第二天線結構1’可藉由此配置而適度隔離，使彼此的天線訊號不互相影響，並形成互補的輻射場型。即本發明之該適用於5GHz頻寬的無線模組可以該第一天線結構1、該第二天線結構1’達到實現均勻的輻射場型的目的，並由於該第一天線結構1、該第二天線結構1’彼此訊號不互相干擾，且形成互補的輻射場型，因此更具有較佳的頻寬以及增益。

綜上所述，由於本發明之適用於5GHz頻寬的天線結構具有旗狀輻射體，可以較大的輻射面積來進行訊號的輻射傳送，因此可形成均勻的輻射場型，此外，更具有較大的通訊頻寬以及增益，且具備與系統匹配的天線阻抗，因此可達到實現均勻的輻射場型，並具有較佳的頻寬以及增益目的。

10:旗狀輻射體

11:第一側

12:第二側

13:第三側

14:第四側

15:第五側

16:第六側

20:連接部

30:饋入端

40:接地線

41:第一端部

42:第二端部

a1:第一角度

a2:第二角度

Claims (7)

1. 一種適用於5GHz頻寬的天線結構，其包括：一旗狀輻射體，具有一第一側與一第二側，該第一側與該第二側彼此相鄰係呈垂直設置，該旗狀輻射體的第一側與第二側之間經延伸形成一階級狀的延伸段；一連接部，具有相對的兩端，其中一端係與該旗狀輻射體的第一側連接；一饋入端，與該連接部的另一端連接；一接地線，該接地線的一端與該連接部電性連接，該接地線的另一端與一周邊電路之接地連接；其中，該階級狀的延伸段包括一第三側、一第四側、一第五側以及一第六側，該第三側的一端與該第二側連接，該第五側的一端與該第三側的另一端連接，該第六側的一端與該連接部的一端連接，該第四側呈水平設置且與該第五側以及該第六側的另一端連接，並位於該第五側以及該第六側之間。
2. 如請求項1所述之適用於5GHz頻寬的天線結構，其中，該第五側具有一第一角度，該第六側具有一第二角度。
3. 如請求項2所述之適用於5GHz頻寬的天線結構，其中，該第一角度係大於0度角並小於90度角，該第二角度大於90度角並小於180度角。
4. 如請求項1所述之適用於5GHz頻寬的天線結構，其中，該第一側的長度大於該第三側的長度，該第二側的長度大於該第四側的長度，該第六側的長度大於該第五側的長度。
5. 如請求項1所述之適用於5GHz頻寬的天線結構，其中，該接地線為一L型。
6. 如請求項5所述之適用於5GHz頻寬的天線結構，其中，該接地線具有一第一端部以及一第二端部，該第一端部與該連接部連接，該第二端部垂直於該第一端部且與該第一端部連接。
7. 一種適用於5GHz頻寬的無線模組，其包括：一基板；一第一天線結構，包括如請求項1所述之適用於5GHz頻寬的天線結構；以及一第二天線結構，包括如請求項1所述之適用於5GHz頻寬的天線結構；其中，該第一天線結構與該第二天線結構係分設於該基板，且該第一天線結構與該第二天線結構呈鏡面設置。