TWM593665U

TWM593665U - 雙天線結構

Info

Publication number: TWM593665U
Application number: TW108216086U
Authority: TW
Inventors: 王伊文; 蘇紹文
Original assignee: 華碩電腦股份有限公司
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-04-11

Abstract

本案揭示一種雙天線結構包括一天線接地面、一第一天線、一第一饋入訊號源、一第二天線、一第二饋入訊號源及一蜿蜒支路。第一天線包括一第一饋入位置與一第一短路部，第一短路部連接至天線接地面。第一饋入訊號源位於第一饋入位置及天線接地面之間。第二天線包括一第二饋入位置與一第二短路部，第二短路部連接至天線接地面。第二饋入訊號源位於第二饋入位置及天線接地面之間，第一短路部與第二短路部位於第一饋入訊號源及第二饋入訊號源之間。蜿蜒支路位於第一天線與第二天線之間且彎折成多段，蜿蜒支路連接至第一天線或第二天線。

Description

雙天線結構

本新型創作是有關於一種天線結構，且特別是有關於一種雙天線結構。

現今筆記型電腦多以高屏佔比的螢幕外觀設計為主，螢幕外圍的邊框寬度僅約4公厘至6公厘，大幅減少天線可利用的空間，因此傳統筆記型電腦天線設計方式已無法滿足現今的需求。

本新型創作提供一種雙天線結構，包括一天線接地面、一第一天線、一第一饋入訊號源、一第二天線、一第二饋入訊號源及一蜿蜒支路。第一天線位於天線接地面的一側，第一天線具有一第一末端、一第二末端及一開口，第一末端與天線接地面之間的距離小於第二末端與天線接地面之間的距離，第一天線包括一第一饋入位置與一第一短路部，其中第一短路部連接至天線接地面。第一饋入訊號源位於第一饋入位置及天線接地面之間。第二天線位於天線接地面的此側，第二天線具有一第三末端、一第四末端及一開口，第一天線的開口與第二天線的開口相對，第三末端與天線接地面之間的距離小於第四末端與天線接地面之間的距離，第二天線包括一第二饋入位置與一第二短路部，其中第二短路部連接至天線接地面。第二饋入訊號源位於第二饋入位置及天線接地面之間，第一短路部與第二短路部位於第一饋入訊號源及第二饋入訊號源之間。蜿蜒支路位於第一天線與第二天線之間且彎折成多段，蜿蜒支路具有一第五末端及一第六末端，蜿蜒支路的第五末端連接至第一天線或第二天線，且第六末端位於第二末端與第四末端之間。

基於上述，本新型創作的雙天線結構藉由的第一天線與第二天線分別具有一開口而呈非直線的結構來降低尺寸(寬度)，而可佔有較小的面積。此外，本新型創作的雙天線結構還藉由在第一天線與第二天線之間配置蜿蜒支路，而有效提升雙天線結構在低頻頻段的隔離度。

圖1是依照本新型創作的一實施例的一種雙天線結構的示意圖。請參閱圖1，本實施例的雙天線結構100包括一天線接地面130、一第一天線110、一第一饋入訊號源150、一第二天線120、一第二饋入訊號源152及一蜿蜒支路140。在本實施例中，天線接地面130、第一天線110、第一饋入訊號源150、第二天線120、第二饋入訊號源152及蜿蜒支路140配置於一基板105上。當然，在其他實施例中，基板105也可以是裝置的殼體，或者也可省略基板105。

在本實施例中，天線接地面130的長度L4介於35公厘至50公厘之間。天線接地面130的寬度W2介於0.8公厘至1.2公厘之間，例如是1公厘。天線接地面130可透過導電材料(銅箔、鋁箔或導電布等材料)電性連接至系統接地面10。

第一天線110位於天線接地面130的一側。第一天線110具有一第一末端116、一第二末端118及一開口。在一實施例中，第一天線110呈U型，第一天線110具有彎折連接的一第一部分111、一第二部分113及一第三部分115。第一末端116位於第一部分111，第二末端118位於第三部分115。第一末端116與天線接地面130之間的距離小於第二末端118與天線接地面130之間的距離。也就是說，第一末端116比較靠近天線接地面130。在本實施例中，第一部分111與第三部分115的長度L1介於15公厘至20公厘之間，例如是17.5公厘。第二部分113的長度L2介於2公厘至4公厘之間，例如是3公厘，但上述尺寸不以此為限制。

此外，第一天線110包括一第一饋入位置112與一第一短路部114。在本實施例中，第一天線110的第一短路部114從第一部分111上位於第一末端116與第一饋入位置112之間並朝向天線接地面130延伸。在本實施例中，第一短路部114約從第一部分111距離第一末端116為1/3至1/2長度的部位朝向天線接地面130延伸，但第一短路部114與第一部分111的相對位置不限於此。

第二天線120與第一天線110皆位於天線接地面130的同一側。第二天線120呈U型，第二天線120具有一第三末端126及一第四末端128及一開口129。在本實施例中，第一天線110與第二天線120的形狀相同，且反向配置，而使得第一天線110的開口119與第二天線120的開口129相對。在本實施例中，第一天線110與第二天線120以兩單極天線為例。當然，第一天線110與第二天線120的形狀與配置關係及第一天線110與第二天線120的種類不以此為限制不限於此。

第三末端126與天線接地面130之間的距離小於第四末端128與天線接地面130之間的距離。第二天線120包括一第二饋入位置122與一第二短路部124，其中第二短路部124連接至天線接地面130，且第二短路部124對稱於第一短路部114。

第一饋入訊號源150位於第一饋入位置112及天線接地面130之間，且電性連接至第一饋入位置112及天線接地面130。第二饋入訊號源152位於第二饋入位置122及天線接地面130之間，且電性連接至第二饋入位置122及天線接地面130。在本實施例中，第一短路部114與第二短路部124位於第一饋入訊號源150及第二饋入訊號源152之間。

第一饋入訊號源150及第二饋入訊號源152可藉由射頻傳輸線，例如微帶傳輸線、雙線傳輸線或是同軸傳輸線等其它傳輸線結構，將射頻訊號由射頻電路傳導至天線。以同軸傳輸線來說，其中一條同軸傳輸線的正端可連接於第一饋入位置112，負端連接於天線接地面130，另一條同軸傳輸線的正端可連接於第二饋入位置122，負端連接於天線接地面130。

蜿蜒支路140位於第一天線110與第二天線120之間且彎折成多段。蜿蜒支路140具有一第五末端142及一第六末端144，蜿蜒支路140的第五末端142連接至第一天線110或第二天線120。在本實施例中，蜿蜒支路140的第五末端142連接至第一天線110的第一短路部114，但蜿蜒支路140的第五末端142所連接的部位不以此為限制。

此外，在本實施例中，第一天線110的第一部分111與第三部分115沿一第一方向D1延伸，蜿蜒支路140沿第一方向D1來回彎折。更明確地說，如圖1，蜿蜒支路140的第五末端142從第一短路部114向左延伸到接近於第二天線120處時，向上彎折一小段，再向右彎折而往第一天線110延伸，其後再繼續向上彎折一小段，再向左彎折而往第二天線120延伸，接著持續相同的方式彎折。蜿蜒支路140的第六末端144位於第二末端118與第四末端128之間。在其他實施例中，蜿蜒支路140也可沿著之字形(zigzag)或是其他形狀彎折延伸。

在本實施例中，第一天線110與第二天線120個別激發出一低頻頻段及一高頻頻段。操作頻寬可滿足Wi-Fi (2.4GHz/5GHz, 2400-2484MHz/5150-5825MHz)雙頻操作。當然，本實施例的雙天線結構100的操作頻段不限於此。

如圖1所示，第一天線110的第二末端118與第二天線120的第四末端128之間的距離X1介於6公厘至8公厘之間，例如是7公厘。蜿蜒支路140的長度介於低頻頻段的0.2倍波長至0.3倍波長之間。設計者可根據蜿蜒支路140的所需長度與第一天線110的第二末端118與第二天線120的第四末端128之間的距離X1來設計蜿蜒支路140的彎折路徑與形狀。

此外，在本實施例中，第一天線110的第一饋入位置112與第二天線120的第二饋入位置122之間的距離X2小於低頻頻段的0.25倍波長，例如是介於低頻頻段的0.2倍波長至0.25倍波長之間。

值得一提的是，在本實施例中，第一天線110的電流路徑是由第一饋入位置112至第二末端118，長度小於天線低頻頻段的0.25倍波長，第一天線110同時會激發高頻共振模態（小於0.5倍波長）。第二天線120的電流路徑是由第二饋入位置122至第四末端128，長度小於天線低頻頻段的0.25倍波長，第二天線120同時會激發高頻共振模態（小於0.5倍波長）。

當第一天線110激發於低頻頻段時，天線接地面130上的表面電流透過蜿蜒支路140導引，減少表面電流流至第二天線120的第二饋入位置122與第二饋入訊號源152，大幅提升雙天線結構100在低頻頻段的隔離度。此外，第一天線110與第二天線120高階模態電流零點位置可在雙天線結構100中佈置距離為雙天線結構100之最大尺寸，讓雙天線結構100在高頻頻段具有最佳的隔離度。

此外，本實施例的雙天線結構100的寬度W1僅為5公厘、長度L3僅為42公厘，天線面積僅為210平方公厘，比傳統單天線所佔面積300平方公厘至320平方公厘還小，意即可利用單天線的空間來達成雙天線結構100。本實施例的雙天線結構100的寬度W1僅為5公厘，亦而可輕易內藏在筆記型電腦窄邊框螢幕週圍（螢幕周圍非顯示區的邊框小於6公厘）。換句話說，本實施例的雙天線結構100不但能達成雙天線設計，更可有效縮小整體天線尺寸，在現今行動通訊裝置的尺寸縮減趨勢中，相當具實際應用性及競爭力。

本實施例的雙天線結構100藉由彎折單極天線(第一天線110與第二天線120)來使雙天線結構100的寬度W1降低，並藉由在其中之一天線(第一天線110)的第一短路部114植入蜿蜒支路140，蜿蜒支路140朝向第一天線110的第二末端118與第二天線120的第四末端128之間延伸，蜿蜒支路140的路徑長度大致為低頻頻段的0.25倍波長，使得第一天線110與第二天線120在低頻頻段的隔離度提升。此外，本實施例的雙天線結構100還可搭配天線高階模態電流零點位置，在雙天線結構100中佈置兩零點距離為雙天線結構100之最大長度，讓高頻頻段具有最佳隔離度。

再者，本實施例的雙天線結構100的第一天線110與第二天線120之間的距離X1僅7公厘，與傳統雙天線系統為了降低天線耦合、提升隔離度，需要加大第一天線110與第二天線120之間的距離的設計不同，且本實施例的雙天線結構100的第一天線110與第二天線120之間沒有增加被動元件，也無設置其他突出接地面的延伸單元，結構上更為簡單。

圖2A是習知不具有蜿蜒支路的雙天線結構的頻率-S參數關係圖。圖2B是圖1的雙天線結構的頻率-S參數關係圖。請先參閱圖2A，不具有蜿蜒支路的雙天線結構在低頻頻段的S21只有-7dB，請參閱圖2B，圖1的雙天線結構100的在低頻頻段的S21小於-15dB，而具有良好的解耦合(decoupling)表現。

下面將介紹其他態樣的雙天線結構，與前一實施例相同或是相似的雙天線結構，以相同或是相似的符號表示，不再多加贅述，僅說明主要差異之處。

圖3至圖7是依照本新型創作的其他實施例的多種雙天線結構的示意圖。請先參閱圖3，圖3的雙天線結構100a與圖1的雙天線結構100的主要差異在於，第一短路部114a與第二短路部124a的位置。在本實施例中，第一天線110a的第一短路部114a從第一末端116朝向天線接地面130延伸，且第二天線120a的第二短路部124a從第三末端126朝向天線接地面130延伸。蜿蜒支路140a同樣地從第一短路部114a延伸，且在第一天線110a與第二天線120a之間彎折地配置。

請參閱圖4，第一天線110的第一部分111與第三部分115沿一第一方向D1延伸，第一天線110的第二部分113沿一第二方向D2延伸，第一方向D1不同於第二方向D2。圖4的雙天線結構100b與圖1的雙天線結構100的主要差異在於，蜿蜒支路140b的形狀或/且彎折方式不同。在本實施例中，蜿蜒支路140b沿第二方向D2來回彎折。更具體地說，蜿蜒支路140b的第五末端142b從第一短路部114向左延伸到接近於第二天線120處時，沿著第二方向D2向上彎折到第二末端118與第四末端128之間的位置，向右彎折一小段，再向下彎折，其後再繼續向右彎折一小段，再向上彎折，接著持續相同的方式彎折。

請參閱圖5，圖5的雙天線結構100c與圖1的雙天線結構100的主要差異在於，蜿蜒支路140c的第五末端142c連接至第二天線120的第二短路部124，且蜿蜒支路140c的第六末端144c往第四末端128延伸。

請參閱圖6，圖6的雙天線結構100d與圖1的雙天線結構100的主要差異在於，蜿蜒支路140d的第五末端142d連接至第一天線110的第一末端116。也就是說，蜿蜒支路140d是從第一天線110的第一末端116延伸而出。

請參閱圖7，圖7的雙天線結構100e與圖1的雙天線結構100的主要差異在於，蜿蜒支路140e的第五末端142e連接至第一天線110靠近第一末端116的部位，且與第一短路部114間隔一距離，而不直接連接到第一短路部114。

綜上所述，本新型創作的雙天線結構藉由第一天線與第二天線呈非直線(U型)來降低尺寸(寬度)，而可佔有較小的面積。此外，本新型創作的雙天線結構還藉由在第一天線與第二天線之間配置蜿蜒支路，本新型創作的雙天線結構提供多種蜿蜒支路與第一天線或是第二天線連接的位置及蜿蜒支路的形狀，這些雙天線結構均能有效提升雙天線結構在低頻頻段的隔離度。

D1:第一方向 D2:第二方向 X1、X2:距離 L1、L2、L3、L4:長度 W1、W2:寬度 10:系統接地面 100、100a、100b、100c、100d、100e:雙天線結構 105:基板 110、110a:第一天線 111:第一部分 112:第一饋入位置 113:第二部分 114、114a:第一短路部 115:第三部分 116:第一末端 118:第二末端 119:開口 120、120a:第二天線 122:第二饋入位置 124、124a:第二短路部 126:第三末端 128:第四末端 129:開口 130:天線接地面 140、140a、140b、140c、140d、140e:蜿蜒支路 142、142a、142b、142c、142d、142e:第五末端 144、144c:第六末端 150:第一饋入訊號源 152:第二饋入訊號源

圖1是依照本新型創作的一實施例的一種雙天線結構的示意圖。圖2A是習知不具有蜿蜒支路的雙天線結構的頻率-S參數關係圖。圖2B是圖1的雙天線結構的頻率-S參數關係圖。圖3至圖7是依照本新型創作的其他實施例的多種雙天線結構的示意圖。

D1:第一方向

X1、X2:距離

L1、L2、L3、L4:長度

W1、W2:寬度

10:系統接地面

100:雙天線結構

105:基板

110:第一天線

111:第一部分

112:第一饋入位置

113:第二部分

114:第一短路部

115:第三部分

116:第一末端

118:第二末端

119:開口

120:第二天線

122:第二饋入位置

124:第二短路部

126:第三末端

128:第四末端

129:開口

130:天線接地面

140:蜿蜒支路

142:第五末端

144:第六末端

150:第一饋入訊號源

152:第二饋入訊號源

Claims

一種雙天線結構，包括：一天線接地面；一第一天線，位於該天線接地面的一側，該第一天線具有一第一末端、一第二末端及一開口，該第一末端與該天線接地面之間的距離小於該第二末端與該天線接地面之間的距離，該第一天線包括一第一饋入位置與一第一短路部，其中該第一短路部連接至該天線接地面；一第一饋入訊號源，位於該第一饋入位置及該天線接地面之間；一第二天線，位於該天線接地面的該側，該第二天線具有一第三末端、一第四末端及一開口，該第一天線的該開口面向該第二天線的該開口，該第三末端與該天線接地面之間的距離小於該第四末端與該天線接地面之間的距離，該第二天線包括一第二饋入位置與一第二短路部，其中該第二短路部連接至該天線接地面；一第二饋入訊號源，位於該第二饋入位置及該天線接地面之間，該第一短路部與該第二短路部位於該第一饋入訊號源及該第二饋入訊號源之間；以及一蜿蜒支路，位於該第一天線與該第二天線之間，該蜿蜒支路具有一第五末端及一第六末端，該蜿蜒支路的該第五末端連接至該第一天線或該第二天線，且該第六末端位於該第二末端與該第四末端之間。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該蜿蜒支路的該第五末端連接至該第一天線的該第一短路部。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線具有依序彎折連接的一第一部分、一第二部分及一第三部分，該第一末端位於該第一部分，該第二末端位於該第三部分，該第一天線的該第一短路部位於該第一部分與該天線接地之間。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線的該第一短路部從該第一末端朝向該天線接地面延伸。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該蜿蜒支路的該第五末端連接至該第二天線的該第二短路部。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該蜿蜒支路的該第五末端連接至該第一天線的該第一末端。
如申請專利範圍第3項所述的雙天線結構，其中該蜿蜒支路的該第五末端連接至該第一部分且與該第一短路部間隔一距離。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線係沿一第一方向彎折，該蜿蜒支路沿該第一方向來回彎折。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線沿一第一方向彎折，該蜿蜒支路沿不同於該第一方向彎折的一第二方向來回彎折。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線與該第二天線個別激發出一低頻頻段及一高頻頻段，該蜿蜒支路的長度介於該低頻頻段的0.2倍波長至0.3倍波長之間。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線與該第二天線個別激發出一低頻頻段及一高頻頻段，該第一饋入位置與該第二饋入位置之間的距離介於該低頻頻段的0.2倍波長至0.25倍波長之間。
如申請專利範圍第1項所述的雙天線結構，其中該第一天線呈U型，且該第二天線呈U型。