TWM444618U - 可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置 - Google Patents

Description

可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置

本揭露是有關於一種可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置。

無線相容認證(WiFi)系統及全球互通微波存取(WiMAX)系統為現今廣泛使用之通訊系統。無線相容認證系統係應用於區域網路(Local Area Network；LAN)，以提供小區域的無線上網服務，例如某些速食店會設置有熱點(Hotspot)來供顧客上網。全球互通微波存取系統則應用於都會網路(Metropolitan Area Network；MAN)，以提供用於連接網路服務的登入線路。無線相容認證系統及全球互通微波存取系統兩者之間係呈現一種互補的關係。

在現今的筆記型電腦或手持式裝置中，應用無線相容認證系統之天線系統通常會使用多重接收多重輸出(Multi-Input Multi-Output；MIMO)之天線系統，例如二個發射端對三個接收端(2×3)或三個發射端對三個接收端(3×3)之天線系統，而應用於全球互通微波存取系統之天線系統，通常會使用單一輸入多重輸出(Single Input Multi-Output；SIMO)或多重接收多重輸出之天線系統，例如為一個發射端對二個接收端(1×2)或二個發射端對二個接收端(2×2)。

然而，對於無線通訊產品(例如筆記型電腦或手持式裝置)而言，通常受限於體積大小而只能提供很小的空間來 容納MIMO天線系統所應用的多個天線裝置，因此當應用的天線裝置越多時，會導致天線裝置間之距離愈來愈近，而容易造成天線裝置間訊號之相互干擾，並發生天線裝置間之隔離度(Isolation)問題。

目前的天線系統會在接地面上形成一隔離性溝槽介於二天線裝置之間，以提高天線的隔離度。然而，這種溝槽會破壞接地面結構，對模組訊號的傳輸造成不良影響。另外一種提升天線間隔離度的方法，即是在接地面周緣上突伸有一延伸部於兩天線裝置間。此延伸部係做為干擾器，且其長度為無線訊號的四分之一波長，如同一個單極天線，將影響天線的工作頻率及輻射場型等重要參數，並增加了天線系統的設計難度。

因此，需要一種可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置。

本新型之一方面是在提供於一種可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置。

根據本新型之一實施例，此裝置包含天線裝置和隔離裝置。天線裝置包含介質基材、接地面、第一天線輻射體以及第二天線輻射體。接地面係設置於介質基材上。第一天線輻射體包含第一條狀輻射部和第二條狀輻射部。第一天線輻射體之第一條狀輻射部係性連接至接地面。第一天線輻射體之第二條狀輻射部係實質垂直於第一條狀輻射部，且立設於第一條狀輻射部之邊緣，以形成L形之外型。 第二天線輻射體包含第一條狀輻射部和第二條狀輻射部。第二天線輻射體之第一條狀輻射部係性連接至接地面。第二天線輻射體之第二條狀輻射部係實質垂直於第一條狀輻射部，且立設於第一條狀輻射部之邊緣，以形成L形之外型。其中，第一天線輻射體和第二天線輻射體係以接地面為中心而呈鏡射對稱。隔離裝置係設置於介質基材上方。隔離裝置包含導體蓋板以及耦合裝置。導體蓋板係設置於第一天線輻射體之第二條狀輻射部與第二天線輻射體之第二條狀輻射部之間。耦合裝置包含第一導體以及第二導體。第一導體係設置於第一天線輻射體之第一條狀輻射部和第二天線輻射體之第一條狀輻射部之上方。第二導體係連接於第一導體和導體蓋板間。第一導體係立設於第二導體之邊緣。

由上述說明可知，本新型實施例之多天線整合裝置係利用隔離裝置之導體來形成電容電感的等效串聯電路，以提供電感電容共振模態，而於蓋板上產生耦合電流。另一方面，蓋板與和天線輻射體之條狀輻射部可藉由電容耦合方式來導引電感電容共振模態所產生的耦合電流，以提高天線的隔離度。本新型實施例之天線系統具有較小的體積，因此非常適合應用於各種行動裝置，例如行動網卡、手機、筆記型電腦等。

請參照第1圖，其係繪示根據本新型實施例之多天線整合裝置100的結構示意圖。多天線整合裝置100包含天 線裝置110和隔離裝置120。天線裝置110包含兩個天線，而隔離裝置120則用以提供電感電容共振模態來隔離此兩天線，以避免此兩天線互相干擾。為了方便說明隔離裝置120的隔離機制，以下分別就天線裝置110和隔離裝置120之結構來加以說明。

請同時參照第1A圖和第1B圖，第1A圖係繪示根據本新型實施例之天線裝置110的俯視結構示意圖，第1B圖係繪示根據本新型實施例之介質基材112的俯視結構示意圖。天線裝置110包含介質基材112、接地面113以及天線輻射體114和116。接地面113係設置於介質基材112上，且於介質基材112上定義出相對之兩L型設置區域112b和112c，如第1B圖所示。在本實施例中，介質基材112為矩形，而接地面113則由兩矩形接地面113a和113b所構成，但本新型之實施例並不受限於此。另外，在本實施例中，介質基材112的材質為玻璃纖維，但本新型之實施例並不受限於此。

天線輻射體114和116之外型為L型，且其一對一地設置於L型設置區域112b和112c中，並暴露出部份的設置區域112d和112e，如第1A圖所示，其中天線輻射體114和116係以接地面113為中心而呈鏡射對稱排列。在本實施例中，天線輻射體114和116的材質為導電金屬，但本新型之實施例並不受限於此。

天線輻射體114具有兩個互相垂直之條狀輻射部114a和114b。在本實施例中，條狀輻射部114a係設置於L型設置區域112b中，而條狀輻射部114b係沿著折疊線F折 疊，以立設於條狀輻射部114a之邊緣上(或介質基材112的邊緣上)，如此即構成如第1圖所示之天線裝置110之側壁結構。類似地，天線輻射體116具有兩個互相垂直之條狀輻射部116a和116b。條狀輻射部116a係設置於L型設置區域112c中，而條狀輻射部116b係沿著折疊線F折疊，而立設於條狀輻射部116a之邊緣上(或介質基材112的邊緣上)，以構成如第1圖所示之天線裝置110之側壁結構。另外，在本實施例中，條狀輻射部114b之長度係大於條狀輻射部114a之長度；條狀輻射部116b之長度係大於條狀輻射部116a之長度，但本新型之實施例並不受限於此。

天線裝置110可更包含訊號饋入組件118a和118b，以針對天線裝置110中的兩天線來饋入訊號。訊號饋入組件118a係電性連接至天線輻射體114之條狀輻射部114a以及介質基材112，以饋入電子訊號至天線輻射體114。類似地，訊號饋入組件118b係電性連接至天線輻射體116之條狀輻射部116a以及介質基材112，以饋入電子訊號至天線輻射體116。

請參照第1C圖，其係繪示根據本新型實施例之隔離裝置120的結構示意圖。隔離裝置120包含導體蓋板122以及耦合裝置124。在本實施例中，導體蓋板122和耦合裝置124之材質皆為導電金屬，但本新型之實施例並不受限此。

耦合裝置124包含第一導體124a和第二導體124b。在本實施例中，第一導體124a和第二導體124b分別為矩形，且組合成T形之耦合裝置124，但本新型之實施例並 不受限於此。在本新型之其他實施例中，第一導體124a和第二導體124b可為三角形或其他種類的多邊形結構，且第二導體124b沿著隔離裝置120之延伸方向A上的長度L2係大於第一導體124a沿著隔離裝置120之延伸方向A上的長度L1。

第一導體124a係沿著折疊線F’折疊，而立設於第二導體124b之邊緣上，以使第1C圖之隔離裝置120形成如第1圖所示之結構。在本實施例中，第一導體124a折疊的角度為90度，但本新型之實施例並不受限於此。

請回到第1圖。隔離裝置120係設置於天線裝置110上方，且不與天線裝置110接觸。例如，導體蓋板122係設置於條狀輻射部間114b與條狀輻射部間116b之間，但分別保持有間隙d1和d2。又例如，第一導體124a係設置於條狀輻射部114a和116a上，但第一導體124a之側邊與下方的接地面113以及條狀輻射部114a、116a保持有間隙d3。

在本實施例中，第一導體124a和第二導體124b係與下方的接地面113形成電容電感的等效串聯電路，而提供新的電感電容共振模態。例如，第一導體124a與下方的接地面113及條狀輻射部114a、116a之間具有間隙d3，因此電感電容共振模態中的電容值係由間隙d3和第一導體124a之側邊長度來決定。又例如，第二導體124b具有細長的外型，因此電感電容共振模態中的電感值係由第二導體124b之長度來決定。

藉由適當地設計間隙d3、第一導體124a之側邊長度 以及第二導體124b之長度，導體蓋板122與被激發的天線輻射體的耦合效應即可建立適當的電感電容共振模態而在導體蓋板122上產生耦合電流。接著，利用導體蓋板122與條狀輻射部間114b、116b之間的電容耦合效應即可有效地導引導體蓋板122上的電流分佈，降低未被激發之天線輻射體的耦合電流，並提升天線的隔離度。請參照第1D圖，其係繪示根據本新型實施例之多天線整合裝置100的耦合電流分佈圖，其中紅色軸、藍色軸以及綠色軸係分別代表z軸、y軸以及x軸。由第1D圖可知，本新型實施例之多天線整合裝置100確可導引導體蓋板122上的電流分佈，進而提高天線的隔離度。

雖然本新型已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，在本新型所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧多天線整合裝置

110‧‧‧天線裝置

112‧‧‧介質基材

112b、112c‧‧‧L型設置區域

112d、112e‧‧‧L型設置區域

113、113a、113b‧‧‧接地面

114、116‧‧‧天線輻射體

114a、114b‧‧‧條狀輻射部

116a、116b‧‧‧條狀輻射部

118a、118b‧‧‧訊號饋入組件

120‧‧‧隔離裝置

122‧‧‧導體蓋板

124‧‧‧耦合裝置

124a‧‧‧第一導體

124b‧‧‧第二導體

L1‧‧‧第一導體之長度

L2‧‧‧第二導體之長度

A‧‧‧延伸方向

d1、d2、d3‧‧‧間隙

F、F’‧‧‧摺疊線

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，上文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖係繪示根據本新型實施例之多天線整合裝置的結構示意圖。

第1A圖係繪示根據本新型實施例之天線裝置的俯視結構示意圖。

第1B圖係繪示根據本新型實施例之介質基材的俯視結構示意圖。

第1C圖係繪示根據本新型實施例之隔離裝置的結構示意圖。

第1D圖係繪示根據本新型實施例之多天線整合裝置的耦合電流分佈圖。

100‧‧‧多天線整合裝置

110‧‧‧天線裝置

112‧‧‧介質基材

113‧‧‧接地面

114、116‧‧‧天線輻射體

114a、114b‧‧‧條狀輻射部

116a、116b‧‧‧條狀輻射部

120‧‧‧隔離裝置

122‧‧‧導體蓋板

124‧‧‧耦合裝置

124a‧‧‧第一導體

124b‧‧‧第二導體

d1、d2、d3‧‧‧間隙

Claims (10)

1. 一種可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，包含：一天線裝置，包含：一介質基材；一接地面，設置於該介質基材上；一第一天線輻射體，包含一第一條狀輻射部和一第二條狀輻射部，該第一條狀輻射部係電性連接至該接地面，該第二條狀輻射部係實質垂直於該第一條狀輻射部，且立設於該第一條狀輻射部之邊緣，以形成L形之外型；以及一第二天線輻射體，包含一第一條狀輻射部和一第二條狀輻射部，該第一條狀輻射部係電性連接至該接地面，該第二條狀輻射部係實質垂直於該第一條狀輻射部，且立設於該第一條狀輻射部之邊緣，以形成L形之外型；其中，該第一天線輻射體和該第二天線輻射體係以該接地面為中心而呈鏡射對稱；以及一隔離裝置，設置於該介質基材上方，其中該隔離裝置包含：一導體蓋板，設置於該第一天線輻射體之該第二條狀輻射部與該第二天線輻射體之該第二條狀輻射部之間；以及一耦合裝置，包含： 一第一導體，設置於該第一天線輻射體之該第一條狀輻射部和該第二天線輻射體之該第一條狀輻射部之上方；以及一第二導體，連接於該第一導體和該導體蓋板間；其中，該第一導體係立設於該第二導體之邊緣上，且該第一導體和該第二導體係提供一電感電容共振模態，而該導體蓋板與該第一天線輻射體和該第二天線輻射體係提供一電容耦合效應，以引導該導體蓋板上之耦合電流，而達到隔離該第一天線輻射體和該第二天線輻射體之效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該第一導體具有一第一側邊和一第二側邊，該第一側邊係相對於第二側邊，該第一側邊與該第一天線輻射體之該第一條狀輻射部之間具有一第一間隙，該第一側邊與該第二天線輻射體之該第一條狀輻射部之間具有一第二間隙，該第一間隙之高度係等於該第二間隙。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該耦合裝置之該第二導體具有二端部，該些端部之一者係電性連接至該第一導體之該第二側邊，該些端部之另一者係電性連接至該導體蓋板，該第二導體之該些端部之間的距離係大於該第一導體之該第一側邊與該第二側邊之間的距離。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該導體蓋板與該第一天線輻射體之間以及該導體蓋板與該第二天線輻射體之間皆具有間隙。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該接地面包含：一第一矩形接地部，設置於該第一天線輻射體之該第一條狀輻射部與該第二天線輻射體之該第一條狀輻射部之間，且直接接觸該第一天線輻射體之該第一條狀輻射部與該第二天線輻射體之該第一條狀輻射部；以及一第二矩形接地部，鄰接於該第一矩形接地部，且設置於該第一天線輻射體之該第二條狀輻射部與該第二天線輻射體之該第二條狀輻射部之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該第一天線輻射體之該第二條狀輻射部之長度以及該第二天線輻射體之該第二條狀輻射部之長度係大於該第一天線輻射體之該第一條狀輻射部之長度以及該第二天線輻射體之該第一條狀輻射部之長度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該介質基材為矩形，該接地面係於該介質基材上定義出相對之二個L形設置區域，該第一天線輻射體和該第二天線輻射體係一對一設置於該些L 形設置區域中。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該第一天線輻射體之該第二條狀輻射部係立設於該些L形設置區域之一者之邊緣上，以作為該天線裝置之側壁。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，其中該第二天線輻射體之該第二條狀輻射部係立設於該些L形設置區域之另一者之邊緣上，以作為該天線裝置之側壁。
10. 如申請專利範圍第1項所述之可提升隔離度之行動通訊多天線整合裝置，更包含二訊號饋入組件，電性連接至該第一天線輻射體之該第一條狀輻射部以及該第二天線輻射體之該第一條狀輻射部，以饋入電子訊號。