TWM464834U - 天線裝置 - Google Patents

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Description

天線裝置
本創作係關於一種天線裝置,具有用於行動電話、智慧型手機、輸入板(tablet)等無線通信機的帶寬(bandwidth)廣的頻帶特性。
以往,提議了一種根據CRLH(Composite right- and left-hand)結構的天線裝置,可做為帶寬大的頻帶特性的天線裝置(參照非專利文獻1)。
根據CRLH結構的天線裝置具有例如第三圖所示的結構。第三圖表示以往的根據CRLH結構的天線裝置,(A)是天線裝置的平面圖,(B)是天線裝置的底面圖。第四圖表示第三圖所示的天線裝置的回波損耗(return loss)與頻率的關係圖。
第三圖所示的天線裝置101在基板102的表面側及背面側具備接地圖案103。然後,在基板102的表面側,具備頂片(top patch)104,此頂片104被穿孔106及配線105連接於背面側的接地圖案103。又,在基板102的表面側,設有絕緣於接地圖案103的供電點107,導電墊108從此供電點107延伸。導電墊108從供電點107延伸,對於頂片104具有特定縫隙來被電容耦合(capacity coupling)。藉由頂片104的形狀,電容耦合的導電墊108與頂片104的縫隙量,與配線105的長度,決定一次模式的頻率低的側(在第四圖中以符號A所示側)的共振頻率以及帶寬。
另一方面,在基板102的表面側,從導電墊108的途中到頂片104的相反側方向延伸有蜿蜒線(meander line)109。蜿蜒線109是細導電墊經多次折返形成。藉由此蜿蜒線109的形狀,決定一次模式的頻率高的側(在第四圖中以符號B所示側)以及三~五次模式(在第四圖中的三次模式以符號C表示)的共振頻率以及帶寬。
然後,由於在一次模式的頻率低的側的共振與在一次模式的頻率高的側的共振被電容耦合,相較於只用頻率低的側的共振的狀況,可獲得帶寬更廣的頻帶特性。
【先前技術文獻】 【非專利文獻】
【非專利文獻1】Small Antennas Based on CRLH Structure: IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 53, No2, April 2011
【所欲解決的問題】
但是,此第三圖所示的天線裝置101,有以下的問題。
即一次模式的頻率高的側的共振頻率調整,雖然是藉由改變蜿蜒線109的長度、寬度以及間距來進行,但其調整有複雜且困難的問題。又,一次模式的頻率低的側的共振頻率調整,雖然是藉由改變頂片104與配線105的長度及形狀來進行,但其調整也是複雜且困難。
再者,一次模式的頻率高的側的帶寬調整,雖然是藉由改變蜿蜒線109的寬度以及間距來進行,但其調整也是複雜且困難。
又,一次模式的頻率低的側的帶寬調整,雖然是藉由改變頂片104的形狀以及配線105的線寬來進行,但其調整也是複雜且困難。
又,一次模式的電容耦合的調整,雖然是藉由改變導電墊108與頂片104之間隔來進行,但是其調整也是複雜且困難。
因此,本創作有鑑於此問題,其目的在於提供一種天線裝置,可容易進行一次模式的共振頻率及帶寬調整,具有帶寬廣的頻帶特性。
為了達成上述目的,關於本創作中具有的態樣的天線裝置,其特徵在於:連接於接地圖案的第一直線狀天線元件與連接於供電點的第二直線狀天線元件在前端被電容耦合,在各前述第一直線狀天線元件以及前述第二直線狀天線元件的中間,存在感應性要素。
在此,「直線狀天線元件」是指包含在一方向以直線狀細長地延伸的直線狀天線元件部。
又,在此天線裝置中,前述感應性要素較佳為晶片部件形態的電感器。
又,在此天線裝置中,前述感應性要素也可以是導電圖案。
又,在此天線裝置中,第三天線元件較佳為從前述第二直線狀天線元件的中間延伸。
根據關於本創作的天線裝置,由於連接於接地圖案的第一直線狀天線元件與連接於供電點的第二直線狀天線元件在前端被電容耦合,所以藉由在一次模式的頻率低的側的共振與在一次模式的頻率高的側的共振被電容耦合,相較於只用頻率低的側的共振的狀況,可獲得帶寬更廣的頻帶特性。然後,由於在第一直線狀天線元件的中間存在感應性要素,所以藉由調整此感應性要素的電感,可以調整一次模式的頻率低的側的共振頻率。在此時,如以往地,不需要改變頂片形狀或配線長度及寬度的調整,可以容易地調整一次模式的頻率低的側的共振頻率及帶寬。又,由於在第二直線狀天線元件的中間存在感應性要素,所以藉由調整此感應性要素的電感,可以調整一次模式的頻率高的側的共振頻率。在此時,如以往地,不需要改變蜿蜒線的形狀等的調整。
又,將第一天線元件以及第二天線元件做為直線狀,使感應性要素存在於各前述天線元件,可進行一次模式的共振頻率調整,所以不用像蜿蜒線那樣的導電墊經過多次折返的形狀,可以達到小型化。
1‧‧‧天線裝置
2‧‧‧接地圖案
3‧‧‧第一直線狀天線元件
3a、5a‧‧‧第一直線狀天線元件部
3b、5b‧‧‧第二直線狀天線元件部
3c、5c‧‧‧矩形狀電容耦合部
4‧‧‧供電點
5‧‧‧第二直線狀天線元件
6‧‧‧第三天線元件
6a‧‧‧第一直線狀部
6b‧‧‧第二直線狀部
6c‧‧‧第三直線狀部
6d‧‧‧第四直線狀部
7‧‧‧電容耦合部
101‧‧‧天線裝置
102‧‧‧基板
103‧‧‧接地圖案
104‧‧‧頂片
105‧‧‧配線
106‧‧‧穿孔
107‧‧‧供電點
108‧‧‧導電墊
109‧‧‧蜿蜒線
L1、L2‧‧‧感應性要素
第一圖係關於本創作的天線裝置的概略圖。
第二圖係表示在第一圖所示的天線裝置的回波損耗與頻率的關係圖。
第三圖表示以往的根據CRLH結構的天線裝置,(A)是天線裝置的平面圖,(B)是天線裝置的底面圖。
第四圖表示第三圖所示的天線裝置的回波損耗與頻率的關係圖。
以下,參照圖式來說明關於本創作的天線裝置的實施形態。第一圖係關於本創作的天線裝置的概略圖。第二圖係表示在第一圖所示的天線裝置的回波損耗與頻率的關係圖。
第一圖所示的天線裝置1是用於行動電話、智慧型手機、輸入板等無線通信機,在基板(圖未顯示)上具備接地圖案2。然後,第一直線狀天線元件3連接於此接地圖案2。此第一直線狀天線元件3具備第一直線狀天線元件部3a與第二直線狀天線元件部3b。第一直線狀天線元件部3a從接地圖案2在一方向(第一圖的上方向)粗且短地以直線延伸。第二直線狀天線元件部3b從第一直線狀天線元件部3a的前端在垂直於第一直線狀天線元件部3a的方向(第一圖的左方向)以直線狀細長地延伸。
又,在基板上,設有絕緣於接地圖案2的供電點4。在此供電點4連接有第二直線狀天線元件5。第二直線狀天線元件5具備第一直線狀天線元件部5a與第二直線狀天線元件部5b。第一直線狀天線元件部5a從供電點4在一方向(第一圖的上方向)粗且短地以直線延伸。第二直線狀天線元件部5b從第一直線狀天線元件部5a的前端在垂直於第一直線狀天線元件部5a的方向(第一圖的左方向)以直線狀細長地延伸。
然後,第一直線狀天線元件3與第二直線狀天線元件5在前端的電容耦合部7被電容耦合。具體來說,在第一直線狀天線元件3的第二直線狀天線元件部3b的前端,設有比第二直線狀天線元件部3b寬度更廣的矩形狀電容耦合部3c。又,在第二直線狀天線元件5的第二直線狀天線元件部5b的前端,設有比第二直線狀天線元件部5b寬度更廣的矩形狀電容耦合部5c。然後,設於第一直線狀天線元件3的矩形狀電容耦合部3c的僅一邊與設於第二直線狀天線元件5的矩形狀電容耦合部5c的僅一邊被配置成打開特定縫隙並相面對。
如此,連接於接地圖案2的第一直線狀天線元件3與連接供電點4的第二直線狀天線元件5在前端被電容耦合。因此,在一次模式的頻率低的側的共振(在第二圖以符號A表示的實線)與在一次模式的頻率高的側的共振(在第二圖以符號B表示的實線)進行電容耦合。藉此,相較於只用頻率低的側的共振的狀況(只用在第二圖以符號A所示的實線的 狀況),可獲得帶寬更廣的頻帶特性(在第二圖以虛線所示的特性)。
又,在第一直線狀天線元件3的中間,即在第二直線狀天線元件部3b的第一直線狀天線元件部3a的端部,存在感應性要素L1。感應性要素L1較佳為設在第一直線狀天線元件3的全長的從接地圖案2起算1/5程度的位置。再者,在第二直線狀天線元件5的中間,即在第二直線狀天線元件部5b的中間,存在感應性要素L2。感應性要素L2較佳為設在第二直線狀天線元件5的全長的中央附近的位置。這些感應性要素L1、L2可由晶片部件的形態的電感器或者是導電圖案所形成。
在此,藉由感應性要素L1的電感、在電容耦合的矩形狀電容耦合部3c、5c的縫隙量與第一直線狀天線元件3的長度,決定一次模式的頻率低的側(在第二圖以符號A所示側)的共振頻率及帶寬。
因此,藉由調整存在於第一直線狀天線元件3的中間的感應性要素L1的電感,可以調整一次模式的頻率低的側的共振頻率。在此時,如以往地,不需要改變頂片形狀或配線長度及寬度的調整,可以容易地調整一次模式的頻率低的側的共振頻率及帶寬。
又,藉由感應性要素L2的電感與第二直線狀天線元件5的長度,決定一次模式的頻率高的側(在第二圖以符號B所示側)以及三次~五次模式(圖未顯示)的共振頻率及帶寬。
因此,藉由調整存在於第二直線狀天線元件5的中間的感應性要素L2的電感,可以調整一次模式的頻率高的側以及三次~五次模式的共振頻率。在此時,如以往地,不需要改變蜿蜒線的長度、寬度以及間距的調整,可容易地調整一次模式的頻率高的側以及三次~五次模式的共振頻率以及帶寬。特別是,藉由調整感應性要素L2的電感,可以將一次模式的頻率高的側以及三次~五次模式的共振頻率下降成想要的共振頻率。
又,將第一直線狀天線元件3以及第二直線狀天線元件5做為直線狀,使感應性要素L1、L2存在於各前述直線狀天線元件,可進行一次模式以及三次~五次模式的共振頻率調整。因此,不用像蜿蜒線109那樣的導電墊經過多次折返的形狀,可以達到小型化。
又,在天線裝置1,如第一圖所示,第二直線狀天線元件5 的中間,即在第二直線狀天線元件部5b,第三天線元件6從供電點4與感應性要素L2之間延伸。第三天線元件6較佳為從供電點4起算的第二直線狀天線元件5的三次模式的1/4 λ的位置延伸。此第三天線元件6具備第一直線狀部6a,第一直線狀部6a從第二直線狀天線元件5的第二直線狀天線元件部5b在一方向(第一圖的上方向)以直線狀延伸。又,第三天線元件6具備第二直線狀部6b,第二直線狀部6b從第一直線狀部6a的前端在垂直於第一直線狀部6a的方向(第一圖的左方向)以直線狀細長地延伸。再者,第三天線元件6具備第三直線狀部6c,第三直線狀部6c從第二直線狀部6b的前端在一方向(第一圖的上方向)以直線狀延伸。又,第三天線元件6具備第四直線狀部6d,第四直線狀部6d從第三直線狀部6c的前端在垂直於第三直線狀部6c的方向(第一圖的左方向)以直線狀延伸。由於具備第三直線狀部6c與第四直線狀部6d,迴避第三天線元件6接觸感應性要素L2。
然後,藉由調整第三天線元件6的長度或形狀,不會對一次模式造成影響,可以單獨地進行三次~五次模式的共振頻率以及帶寬的調整。特別是,藉由調整第三天線元件6的長度或形狀,可以將三次~五次模式的共振頻率下降成想要的共振頻率。
又,在第一直線狀天線元件3與第二直線狀天線元件5的電容耦合部7,係第一直線狀天線元件3的矩形狀電容耦合部3c的僅一邊與第二直線狀天線元件5的矩形狀電容耦合部5c的僅一邊被配置成打開特定縫隙並相面對。因此,電容耦合所需的區域變小,僅調整相對的矩形狀電容耦合部3c的一邊與矩形狀電容耦合部5c的一邊的縫隙量所面對的長度,即可調整電容。對此,在以往的第三圖所示的天線裝置101的電容耦合部,頂片104被形成為矩形,導電墊108被形成為大致L字形成面對在頂片104的角部。因此,頂片104的一邊與導電墊108的一邊相面對,垂直於頂片104的一邊的另一邊與垂直於導電墊108的一邊的另一邊相面對。因此,電容耦合所需的區域變大,電容調整會變得複雜。
以上說明關於本創作的實施形態,但本創作並不限於此,可以進行各種變更、改良。
例如,第一直線狀天線元件3也可以形成為直線狀,並不限於一定要具備第一直線狀天線元件部3a以及第二直線狀天線元件部3b。
又,第二直線狀天線元件5也可以形成為直線狀,並不限於一定要具備第一直線狀天線元件部5a以及第二直線狀天線元件部5b。在此,在第一直線狀天線元件3以及第二直線狀天線元件5,「直線狀天相元件」是指包含在一方向以直線狀細長地延伸的直線狀天線元件部。
又,感應性要素L1、L2也可以分別存在於各第一直線狀天線元件以及第二直線狀天線元件的中間,並不限於第一圖所示之例。
1‧‧‧天線裝置
2‧‧‧接地圖案
3‧‧‧第一直線狀天線元件
3a、5a‧‧‧第一直線狀天線元件部
3b、5b‧‧‧第二直線狀天線元件部
3c、5c‧‧‧矩形狀電容耦合部
4‧‧‧供電點
5‧‧‧第二直線狀天線元件
6‧‧‧第三天線元件
6a‧‧‧第一直線狀部
6b‧‧‧第二直線狀部
6c‧‧‧第三直線狀部
6d‧‧‧第四直線狀部
7‧‧‧電容耦合部
L1、L2‧‧‧感應性要素

Claims (4)

  1. 一種天線裝置,其特徵在於:連接於接地圖案的第一直線狀天線元件與連接於供電點的第二直線狀天線元件在前端被電容耦合,在各前述第一直線狀天線元件以及前述第二直線狀天線元件的中間,存在感應性要素。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置,其中前述感應性要素係晶片部件形態的電感器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置,其中前述感應性要素是導電圖案。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之天線裝置,其中從前述第二直線狀天線元件的中間延伸出第三天線元件。
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