TWM523974U

TWM523974U - 天線模組

Info

Publication number: TWM523974U
Application number: TW105202250U
Authority: TW
Inventors: Chen-Wei You; Liang-Kai Chen; ren-hao Zheng
Original assignee: Yageo Corp
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2016-06-11
Also published as: CN205646140U

Description

天線模組

本新型是有關於一種天線模組，特別是指一種由遠場天線(Far Field Antenna)及近場天線(Near Field Antenna)組合而成的天線模組。

現有的天線依據傳輸的距離分為遠場天線及近場天線，遠場天線用於發射或接收遠場電磁波，因此較著重於增益之大小；而近場天線大多使用於射頻識別讀取器，其利用電磁耦合的方式來讀取待測物之內存資料，因此，近場天線更重視的是電磁場強度。

隨著市場的多樣化需求，無線通訊產品之天線模組開始往近場天線與遠場天線結合來設計，以使得無線通訊產品的使用能不受傳輸距離而受限。目前，此等包括有近場天線和遠場天線的天線模組，為了簡化設計的複雜度以及製程的需要，均是遠場天線和近場天線設置於同一介質板的同一面上，進而讓近場天線和遠場天線各自依其傳輸距離發揮應有的功能，但是此等設計的天線模組無可避免地會有面積較大的問題。

因此，本新型之目的，即在提供一種將近場天線和遠場天線分別設置於同一介質板上的相反二面以縮小整體面積的天線模組。

於是，本新型天線模組包含一介質板、一近場天線，及一遠場天線。

該介質板包括一第一面，及一相反於該第一面並定義一基準線的第二面。

該近場天線設置於該介質板的該第一面，用於受激發時產生磁場。

該遠場天線設置於該介質板的第二面，且共振出至少一共振模態。

本新型之功效在於：提供一種遠場天線和近場天線分別設置於介質板的相反二面，且彼此不影響各自傳輸效益的天線模組。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本新型天線模組的一第一實施例包含一介質板1、一近場天線2，及一遠場天線3，而適用於讀取待測物之內存資料，例如感應卡或是標籤的識別碼等等，並藉由該近場天線2和該遠場天線3相互配合，而使通訊距離不受限制以更廣泛地應用於各式電信產品中。

該介質板1包括一第一面11，及一相反於該第一面11並定義一基準線的第二面12，在本實施例中界定該基準線為該介質板1的該第二面12之一長側邊13，其中，該介質板1為不導電材質所構成。

同時參閱圖2和圖3，該近場天線2設置於該介質板1的該第一面11，用於受激發時產生磁場，該近場天線2包括一基底21、一第一電極22、一第二電極23、一輻射元件24、一第三電極25、一第一次電極26、一第二次電極27，及一導線28。

該基底21具有一第一面211、一間隔於該第一面的第二面212，及二組貫穿該第一面211與該第二面212的導電孔洞213。

該第一電極22設置於該基底21的該第一面211並接收訊號。

該第二電極23設置於該基底21的該第一面211，並連接該等導電孔洞213的其中之一且接地。

該輻射元件24電連接於該第一電極22與該第二電極23並於受激發時產生磁場，且該輻射元件24呈渦卷狀環繞成例如四邊形、圓形、橢圓形，甚至多邊形其中任一，以配合後續電子產品的設計需求，在本實施例中繪示該輻射元件24環繞成類似四邊形為例說明。

該第三電極25設置於該基底21的該第一面211並連接該等導電孔洞213的其中另一，且鄰近該第一電極22。

該第一次電極26設置於該基底21的該第二面212且位於該第二電極23自該第一面211向該第二面212的正投影區域內，並電連接相對應的該導電孔洞213。

該第二次電極27設置於該基底21的該第二面212且位於該第三電極25自該第一面211向該第二面212的正投影區域內，並電連接相對應的該導電孔洞213。

該導線28設置於該基底21的該第二面212且電連接該第一次電極26與該第二次電極27。

其中，由於該第二電極23、該第一次電極26、該第二次電極27，與該第三電極25藉由該等導電孔洞213及該導線28相互電連接，因此該第二電極23、該第一次電極26、該第二次電極27，與該第三電極25之電位皆相等。

參閱圖4，該遠場天線3設置於該介質板1的第二面12，包括一接地臂31，及至少一個輻射單元32。該接地臂31平行該長側邊13地延伸；該輻射單元32連接該接地臂31且具有一饋入部321、一第一輻射部322、一短路部323，及一第二輻射部326。

該饋入部321與該接地臂31相間隔且用於接收饋入訊號；該第一輻射部322自該饋入部321平行於該接地臂31延伸；該短路部323自該接地臂31反向於該基準線延伸且概呈倒L型，並具有一連接該接地臂31的第一段324，及一連接該第一段324遠離該接地臂31的一端並朝平行該接地臂31的方向延伸的第二段325，且該第二段325遠離該第一段324的一端連接該饋入部321；該第二輻射部326自該短路部323與該第一輻射部322朝遠離該接地臂31的方向延伸並概呈T型，且具有一連接該第一輻射部322與該饋入部321的第一段327、一連接該第一段327遠離該饋入部321的一端並朝平行於該接地臂31的方向延伸的第二段328，及一連接該第一段327與該第二段328並朝遠離該第二段328的方向延伸的第三段329，使得該接地臂31與該輻射單元32共同形成一倒F型平面天線，並設計使其能應用於廣域無線網路(Wireless Wide area Network,WWAN)，但不限於此，可依實際市場需求設計成不同的天線結構及不同的頻段應用。

上述本新型天線模組的第一實施例於使用時，當待測物近距離地靠近本天線模組時，本天線模組的該近場天線2的該輻射元件24受激發產生磁場而與待測物電磁耦合以讀取待測物之內存資料；而當待測物與本天線模組遠距離時，本天線模組的該遠場天線3產生電磁波並發射無線電波觸動待測物，以讀取待測物之內存資料。

參閱圖5，為本天線模組的該近場天線2與待測物之間的距離造成感應磁場變化之趨勢圖，並將數據列如下表一，可驗證該第一實施例的該近場天線2的磁場能量隨著與待測物之間的距離漸遠而變小，但是，就算與待測物之間的距離有三公分之遠時，其磁場能量依舊能達2.2伏特，亦即，證明本新型天線模組的第一實施例的近場天線2確實發揮其效益。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0002"><TBODY><tr><td> 與待測物間的距離(公分) </td><td> 磁場能量(伏特) </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 5.1 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 4.5 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 2.2 </td></tr></TBODY></TABLE>表一

參閱圖6，當該遠場天線3的該輻射單元32之該饋入部321接收饋入訊號時，該輻射單元32的該第一輻射部322共振出一頻帶位於2300MHz~2700MHz的共振模態，而該等第二輻射部326的第一段327、第二段328，及第一段327、第三段329分別共振出另位於698MHz~960MHz及1710MGHz~2170MHz的共振模態，因此，可藉此印證本實施例的該遠場天線3確實能應用於廣域無線網路，且其增益隨著介質板厚度H增厚而提升。

參閱圖7，本新型天線模組之一第二實施例類似於該第一實施例，其不同之處在於該遠場天線3包括複數個與該接地臂31彼此間隔設置的輻射單元32，藉由增加輻射單元32的數量達到提高該遠場天線3輻射的增益及指向性，而該每一輻射單元32的該第二輻射部326連接於所對應的該短路部323與該第一輻射部322之間，並具有一連接該短路部323並與該短路部323概呈倒L型的第一段327，及一與該第一段327概呈T型的第二段328，且該第二段328遠離該第一段327的一端連接該第一輻射部322，使得該接地臂31與該二輻射單元32共同形成二個倒F型平面天線而可應用於無線網路(WiFi)。

參閱圖8，當該二輻射單元32的該二饋入部321接收饋入訊號時，該等第一輻射部322共振出一頻帶位於5150MHz~5850MHz的共振模態，而該等第二輻射部326共振出另一位於2400MHz~2500MHz的共振模態，因此，印證本實施例的該遠場天線3確實能應用於廣域無線網路，且其增益隨著介質板厚度H增厚而提升。

綜上所述，本新型天線模組的該近場天線2和該遠場天線3分別設置於該介質板1的相反二面以縮減平面面積，進而以符合較小的設置空間，滿足當前通信產品的發展需求，且同時，本新型天線模組設置於同一介質板相反兩面的近場天線2和遠場天線3均能在彼此不相干擾的狀況下分別達到良好的磁場強度及增益，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧介質板
27‧‧‧第二次電極
11‧‧‧第一面
28‧‧‧導線
12‧‧‧第二面
3‧‧‧遠場天線
13‧‧‧長側邊
31‧‧‧接地臂
2‧‧‧近場天線
32‧‧‧輻射單元
21‧‧‧基底
321‧‧‧饋入部
211‧‧‧第一面
322‧‧‧第一輻射部
212‧‧‧第二面
323‧‧‧短路部
213‧‧‧導電孔洞
324‧‧‧第一段
22‧‧‧第一電極
325‧‧‧第二段
23‧‧‧第二電極
326‧‧‧第二輻射部
24‧‧‧輻射元件
327‧‧‧第一段
25‧‧‧第三電極
328‧‧‧第二段
26‧‧‧第一次電極
329‧‧‧第三段
H‧‧‧介質板厚度

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一爆炸圖，說明本新型天線模組的一第一實施例；圖2是一俯視圖，說明本新型天線模組的該第一實施例之近場天線；圖3是一仰視圖，配合圖2說明本新型天線模組的該第一實施例之近場天線；圖4是一俯視圖，說明本新型天線模組的該第一實施例之遠場天線；圖5是一曲線圖，說明本新型天線模組的該第一實施例之近場天線的磁場能量量測圖；圖6是一曲線圖，說明本新型天線模組的該第一實施例之遠場天線的增益量測圖；圖7是一俯視圖，說明本新型天線模組的一第二實施例之遠場天線；及圖8是一曲線圖，說明本新型天線模組的該第二實施例之遠場天線的增益量測圖。

1‧‧‧介質板

11‧‧‧第一面

12‧‧‧第二面

13‧‧‧長側邊

2‧‧‧近場天線

21‧‧‧基底

3‧‧‧遠場天線

31‧‧‧接地臂

32‧‧‧輻射單元

321‧‧‧饋入部

322‧‧‧第一輻射部

323‧‧‧短路部

326‧‧‧第二輻射部

H‧‧‧介質板厚度

Claims

一種天線模組，包含：一介質板，包括一第一面，及一相反於該第一面並定義一基準線的第二面；一近場天線，設置於該介質板的該第一面，用於受激發時產生磁場；及一遠場天線，設置於該介質板的該第二面，且共振出至少一共振模態。
如請求項1所述的天線模組，其中，該遠場天線包括一平行該基準線的接地臂，及至少一與該接地臂連接的輻射單元，該輻射單元具有一與該接地臂相間隔的饋入部、一自該饋入部平行於該接地臂延伸的第一輻射部、一自該接地臂反向於該基準線延伸的短路部，及一自該短路部與該第一輻射部朝遠離該接地臂的方向延伸並概呈T型的第二輻射部。
如請求項2所述的天線模組，其中，該第二輻射部具有一連接該第一輻射部與該饋入部的第一段、一連接該第一段遠離該饋入部的一端平行該接地臂的方向延伸的第二段，及一連接該第一段與該第二段並朝遠離該第二段的方向延伸的第三段，且當該饋入部接收饋入訊號時，該第一輻射部與該第二輻射部共振出三種共振模態。
如請求項3所述的天線模組，其中，該短路部概呈倒L型，且具有一連接該接地臂的第一段，及一連接該第一段遠離該接地臂的一端並朝平行於該接地臂的方向延伸的第二段，該第二段遠離該第一段的一端連接該饋入部。
如請求項1所述的天線模組，其中，該遠場天線包括一平行該基準線的接地臂，及複數個與該接地臂連接且彼此相間隔的輻射單元，每一輻射單元具有一與該接地臂相間隔的饋入部、一自該饋入部平行於該接地臂延伸的第一輻射部、一自該接地臂反向於該基準線延伸的短路部，及一連接於該短路部與該第一輻射部之間的第二輻射部，且當該饋入部接收饋入訊號時，該第一輻射部與該第二輻射部分別共振出二種共振模態。
如請求項5所述的天線模組，其中，該每一第二輻射部具有一連接該短路部並與該短路部概呈倒L型的第一段，及一與該第一段概呈T型的第二段，且該第二段遠離該第一段的一端連接該第一輻射部。
如請求項1所述的天線模組，其中，該近場天線包括一基底，具有一第一面、一間隔於該第一面的第二面，及二組貫穿該第一面與該第二面的導電孔洞，一第一電極，設置於該基底的該第一面，一第二電極，設置於該基底的該第一面並連接該等導電孔洞的其中之一，一輻射元件，電連接該第一電極與該第二電極並於受激發時產生磁場，一第三電極，設置於該基底的該第一面並電連接該等導電孔洞的其中另一，一第一次電極，設置於該基底的該第二面且位於該第二電極自該第一面向該第二面的正投影區域內，並電連接相對應的該導電孔洞，一第二次電極，設置於該基底的該第二面且位於該第三電極自該第一面向該第二面的正投影區域內，並電連接相對應的該導電孔洞，及一導線，設置於該基底的該第二面且電連接該第一次電極與該第二次電極。
如請求項7所述的天線模組，其中，該輻射元件概呈渦卷狀。
如請求項4所述的天線模組，其中，該輻射單元為一倒Ｆ型平面天線。
如請求項6所述的天線模組，其中，該每一輻射單元為一倒Ｆ型平面天線。