TWM532098U

TWM532098U - 天線裝置

Info

Publication number: TWM532098U
Application number: TW105209969U
Authority: TW
Inventors: 顏銘慶; 張琨盛; 林敬基
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2016-11-11

Description

天線裝置

本新型創作是有關於一種天線裝置，且特別是有關於一種耦合式天線。

近年來，可操作在2.4GHz與5GHz的耦合式天線(coupling-type antenna)廣泛地應用在各種電子裝置中，例如：平板電腦與筆記型電腦，以致使電子裝置可支援WiFi標準下的通訊功能。一般而言，現有的耦合式天線大多是利用平行於接地面的兩金屬線來形成水平饋入結構，並藉此產生所需的耦合量。然而，水平饋入結構往往會增加耦合式天線的長度，並會影響耦合式天線的輻射效率(radiation efficiency)。亦即，水平饋入結構限縮了耦合式天線的微小化，並降低了耦合式天線的輻射特性。因此，如何縮減耦合式天線的尺寸，並兼顧耦合式天線的輻射特性，已是耦合式天線在設計上的一重要課題。

本新型創作提供一種天線裝置，利用垂直於接地面的輻射元件與第一寄生部來形成垂直饋入結構，從而有助於縮減天線裝置的尺寸，並可提升天線裝的輻射特性。

本新型創作的天線裝置，包括接地面、輻射元件與寄生元件。輻射元件垂直於接地面的一邊緣，並具有饋入點。天線裝置透過輻射元件操作在第一頻段。寄生元件包括第一寄生部與第二寄生部。第一寄生部垂直於接地面的邊緣，並與輻射元件相隔一耦合間距。第二寄生部電性連接在第一寄生部與接地面的邊緣之間。天線裝置透過寄生元件操作在第二頻段。

基於上述，本新型創作的天線裝置包括垂直於接地面之一邊緣的輻射元件與第一寄生部。藉此，輻射元件與第一寄生部將可形成垂直饋入結構，從而有助於縮減天線裝置的尺寸，並可提升天線裝置的輻射特性。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本新型創作一實施例的一種天線裝置的示意圖。如圖1所示，天線裝置100包括接地面110、輻射元件120、寄生元件130與基板140。其中，接地面110、輻射元件120與寄生元件130設置在基板140的一表面141上。換言之，天線裝置100可例如是一平面天線。

接地面110包括一邊緣111。輻射元件120垂直於接地面110的邊緣111，且輻射元件120具有一饋入點121，以接收來自收發器(未繪示出)的饋入訊號。具體而言，輻射元件120的第一端具有饋入點121並鄰近接地面110的邊緣111，且輻射元件120的第二端為一開路端。此外，輻射元件120是朝向遠離接地面110之邊緣111的方向(例如，Y軸方向)延伸。

寄生元件130包括第一寄生部131與第二寄生部132。其中，第一寄生部131垂直於接地面110的邊緣111，且第一寄生部131與輻射元件120相隔一耦合間距101。此外，第一寄生部131的第一端為一開路端並鄰近接地面110的邊緣111，且第一寄生部131的第二端電性連接第二寄生部132。第二寄生部132電性連接在第一寄生部131與接地面110的邊緣111之間。

更進一步來看，第二寄生部132包括第一區段1321與第二區段1322。其中，第一區段1321是沿著接地面110的邊緣111延伸，且第一區段1321電性連接第一寄生部131的第二端。第二區段1322平行於第一寄生部131，且第二區段1322電性連接第一區段1321與接地面110的邊緣111。在一實施例中，輻射元件120、第一寄生部131與第二區段1322可分別為一直線形金屬線。此外，第一區段1321可包括多個彎折，亦即第一區段1321可例如是一蜿蜒狀、曲線狀或是波浪狀的金屬線，從而有助於縮減天線裝置100的長度151。在另一實施例中，第一區段1321也可由一直線形金屬線所構成。

在操作上，輻射元件120可形成第一共振路徑，且寄生元件130可形成第二共振路徑。藉此，在饋入訊號的激發下，天線裝置100可透過輻射元件120操作在第一頻段。此外，來自輻射元件120的饋入訊號可透過耦合間距101耦合至寄生元件130，進而致使天線裝置100可透過寄生元件130操作在第二頻段。換言之，天線裝置100可例如是一耦合式雙頻天線，且天線裝置100所涵蓋之第一頻段的中心頻率可例如是大於第二頻段的中心頻率。再者，輻射元件120的長度，亦即第一共振路徑的長度，約為第一頻段之最低頻率的1/4波長。此外，寄生元件130的長度，亦即第二共振路徑的長度，約為第二頻段之最低頻率的1/4波長。

值得注意的是，輻射元件120與第一寄生部131皆垂直於接地面110的邊緣111。亦即，輻射元件120與第一寄生部131相互平行，且兩者皆是朝向遠離接地面110之邊緣111的方向(例如，Y軸方向)延伸。藉此，第一寄生部131與輻射元件120將可形成垂直饋入(vertical feeding)結構，且天線裝置100可透過垂直饋入結構來接收與傳遞饋入訊號。如此一來，將可縮減天線裝置100的長度151，從而有助於縮減天線裝置100的尺寸。此外，垂直饋入結構還有助於提升天線裝置100的輻射特性。

舉例來說，圖2是依照本新型創作一實施例之天線裝置的返回損失圖。在圖2實施例中，天線裝置100的長度151約為12mm，且天線裝置100的寬度152約為8mm。如圖2所示，天線裝置100可透過輻射元件120操作在第一頻段210(亦即，5GHz頻段)，並可透過寄生元件130操作在第二頻段220(亦即，2.4GHz頻段)。再者，圖3是現有之具有水平饋入結構之耦合式天線的輻射場型圖，且圖4是依照本新型創作一實施例之天線裝置的輻射場型圖。

參照圖3與圖4來看，圖3中具有水平饋入結構的耦合式天線在5.15GHz、5.60GHz與5.85GHz下的輻射場型較不均勻，例如：具有水平饋入結構的耦合式天線在角度為180度之方向上的輻射強度明顯變大。相對地，圖4中具有垂直饋入結構的天線裝置100在2.4GHz、5.15GHz、5.60GHz與5.85GHz下的輻射場型皆較為均勻。換言之，相較於現有之具有水平饋入結構的耦合式天線而言，天線裝置100具有較佳的輻射場型。此外，天線裝置100還具有不錯的平均增益(average gain)以及較低的峰值增益(peak gain)，從而有助於提升天線裝置100的輻射效率。

再者，相較於現有之具有水平饋入結構的耦合式天線而言，天線裝置100還具有較低的特定吸收率(specific absorption ratio，簡稱SAR)。舉例來說，在實際量測上，測試裝置(未繪示出)會以天線裝置100之基板140的側壁為基準來設立一參考線160，並以參考線160為基準來進行SAR值的量測。其中，參考線160與基板140的側壁相隔一間距170，且所述間距170可例如是2.5mm。此外，在上述的測試條件下，天線裝置100在第一與第二頻段所涵蓋的多數通道(channel)下皆具有較低的SAR值。

綜上所述，本新型創作的天線裝置包括垂直於接地面的輻射元件與第一寄生部。藉此，輻射元件與第一寄生部將可形成垂直饋入結構，從而有助於縮減天線裝置的尺寸。此外，垂直饋入結構還可提升天線裝置的輻射特性，從而有助於提升天線裝置的收訊品質。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧天線裝置
110‧‧‧接地面
111‧‧‧邊緣
120‧‧‧輻射元件
121‧‧‧饋入點
130‧‧‧寄生元件
131‧‧‧第一寄生部
132‧‧‧第二寄生部
1321‧‧‧第一區段
1322‧‧‧第二區段
140‧‧‧基板
141‧‧‧表面
151‧‧‧長度
152‧‧‧寬度
160‧‧‧參考線
170‧‧‧間距
101‧‧‧耦合間距
210‧‧‧第一頻段
220‧‧‧第二頻段

圖1是依照本新型創作一實施例的一種天線裝置的示意圖。圖2是依照本新型創作一實施例之天線裝置的返回損失圖。圖3是現有之具有水平饋入結構之耦合式天線的輻射場型圖。圖4是依照本新型創作一實施例之天線裝置的輻射場型圖。

100‧‧‧天線裝置

110‧‧‧接地面

111‧‧‧邊緣

120‧‧‧輻射元件

121‧‧‧饋入點

130‧‧‧寄生元件

131‧‧‧第一寄生部

132‧‧‧第二寄生部

1321‧‧‧第一區段

1322‧‧‧第二區段

140‧‧‧基板

141‧‧‧表面

151‧‧‧長度

152‧‧‧寬度

160‧‧‧參考線

170‧‧‧間距

101‧‧‧耦合間距

Claims

一種天線裝置，包括：一接地面；一輻射元件，垂直於該接地面的一邊緣，並具有一饋入點，且該天線裝置透過該輻射元件操作在一第一頻段；以及一寄生元件，包括：一第一寄生部，垂直於該接地面的該邊緣，並與該輻射元件相隔一耦合間距；以及一第二寄生部，電性連接在該第一寄生部與該接地面的該邊緣之間，且該天線裝置透過該寄生元件操作在一第二頻段。
如申請專利範圍第1項所述的天線裝置，其中該輻射元件的第一端具有該饋入點並鄰近該接地面的該邊緣，且該輻射元件的第二端為一開路端。
如申請專利範圍第1項所述的天線裝置，其中該第一寄生部的第一端為一開路端並鄰近該接地面的該邊緣，且該第一寄生部的第二端電性連接該第二寄生部。
如申請專利範圍第3項所述的天線裝置，其中該第二寄生部包括：一第一區段，沿著該接地面的該邊緣延伸，並電性連接該第一寄生部的第二端；以及一第二區段，平行於該第一寄生部，並電性連接該第一區段與該接地面的該邊緣。
如申請專利範圍第4項所述的天線裝置，其中該輻射元件、該第一寄生部與該第二區段分別為一直線形金屬線，且該第一區段包括多個彎折。
如申請專利範圍第4項所述的天線裝置，其中該輻射元件、該第一寄生部、該第一區段與該第二區段分別為一直線形金屬線。
如申請專利範圍第1項所述的天線裝置，更包括一基板，且該接地面、該輻射元件與該寄生元件設置在該基板的一表面上。
如申請專利範圍第1項所述的天線裝置，其中該天線裝置為一耦合式雙頻天線。
如申請專利範圍第8項所述的天線裝置，其中該第一頻段的中心頻率大於該第二頻段的中心頻率。
如申請專利範圍第9項所述的天線裝置，其中該第一頻段為5GHz頻段，且該第二頻段為2.4GHz頻段。