TWM617237U - Dual-antennas system - Google Patents
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Abstract
本案提供一種雙天線系統,包含一介質基板及位於介質基板同一表面的一天線接地面、一第一天線及一第二天線。第一天線包含第一輻射部、第一頻率調整支路、第一耦合部、第一饋入部及第一訊號源。第一輻射部之第一端朝向天線接地面延伸並電性連接至天線接地面。第一頻率調整支路之二端分別電性連接第一輻射部之第二端及天線接地面,使第一輻射部、第一頻率調整支路及天線接地面形成一第一封閉迴圈。第一耦合部位於第一封閉迴圈內且電性連接第一輻射部,第一饋入部位於第一封閉迴圈內且與第一耦合部之間具有一第一耦合間距,第一訊號源電性連接第一饋入部及天線接地面。第二天線包含第二輻射部、第二頻率調整支路、第二耦合部、第二饋入部及第二訊號源,並具有與第一天線相同之結構特徵。This case provides a dual antenna system, which includes a dielectric substrate and an antenna ground plane located on the same surface of the dielectric substrate, a first antenna, and a second antenna. The first antenna includes a first radiating part, a first frequency adjusting branch, a first coupling part, a first feeding part and a first signal source. The first end of the first radiating portion extends toward the antenna ground plane and is electrically connected to the antenna ground plane. The two ends of the first frequency adjustment branch are electrically connected to the second end of the first radiating part and the antenna ground plane, so that the first radiating part, the first frequency adjustment branch and the antenna ground plane form a first closed loop. The first coupling part is located in the first closed loop and is electrically connected to the first radiating part, the first feeding part is located in the first closed loop and has a first coupling distance with the first coupling part, and the first signal source The first feed-in part and the antenna ground plane are electrically connected. The second antenna includes a second radiating part, a second frequency adjusting branch, a second coupling part, a second feeding part and a second signal source, and has the same structural features as the first antenna.
Description
本案係有關一種雙天線系統。 This case is related to a dual-antenna system.
一般應用於筆記型電腦的雙天線設計,單一天線單元的面積尺寸通常為8mm*40mm或是10mm*30mm,在此雙天線系統中,天線單元與單元之間的距離大多維持在天線最低操作頻率的0.6倍波長以上,才能確保天線單元之間的良好隔離度,因而無法將雙天線間距設計的極為靠近,以致無法有良好的空間整合。 Generally used in the dual antenna design of notebook computers, the area size of a single antenna unit is usually 8mm*40mm or 10mm*30mm. In this dual antenna system, the distance between the antenna unit and the unit is mostly maintained at the lowest operating frequency of the antenna To ensure good isolation between the antenna elements, the distance between the two antennas cannot be designed to be extremely close, so that there is no good spatial integration.
再者,當筆記型電腦螢幕走向全面屏的外觀設計,螢幕周圍的窄邊框條件(約4至6毫米),將大幅減少天線可以使用的淨空區,傳統筆記型的雙天線尺寸將無法使用。 Furthermore, when the laptop screen moves towards a full-screen design, the narrow frame around the screen (approximately 4 to 6 mm) will greatly reduce the headroom area that the antenna can use, and the traditional dual-antenna size of the notebook will not be usable.
本案提供一種雙天線系統,包含一介質基板、一天線接地面、一第一天線及一第二天線,且天線接地面、第一天線及第二天線位於介質基板的同一表面。第一天線包含一第一輻射部、一第一頻率調整支路、一第一耦合部、一第一饋入部以及一第一訊號源。第一輻射部具有第一端及第二端,第一端朝向天線接地面延伸並電性連接至天線接地面。第一頻率調整支路之二端分別電性連接第一輻射部之第二端及天線接地面,使第一輻射部、第一頻率調整支路及天線接地面形成一第一封閉迴圈。第一耦合部位於第一封閉迴圈內且電性連接第一輻射部,第一饋入部 位於第一封閉迴圈內且與第一耦合部之間具有一第一耦合間距,第一訊號源電性連接第一饋入部及天線接地面。第二天線包含一第二輻射部、一第二頻率調整支路、一第二耦合部、一第二饋入部以及一第二訊號源。第二輻射部具有第三端及第四端,第三端鄰近第一端且朝向天線接地面延伸並電性連接至天線接地面。第二頻率調整支路之二端分別電性連接第二輻射部之第四端及天線接地面,使第二輻射部、第二頻率調整支路及天線接地面形成一第二封閉迴圈。第二耦合部位於第二封閉迴圈內且電性連接第二輻射部,第二饋入部位於第二封閉迴圈內且與第二耦合部之間具有一第二耦合間距,第二訊號源電性連接第二饋入部及天線接地面。 This case provides a dual antenna system, including a dielectric substrate, an antenna ground plane, a first antenna and a second antenna, and the antenna ground plane, the first antenna and the second antenna are located on the same surface of the dielectric substrate. The first antenna includes a first radiating part, a first frequency adjusting branch, a first coupling part, a first feeding part, and a first signal source. The first radiating portion has a first end and a second end. The first end extends toward the antenna ground plane and is electrically connected to the antenna ground plane. The two ends of the first frequency adjustment branch are electrically connected to the second end of the first radiating part and the antenna ground plane, so that the first radiating part, the first frequency adjustment branch and the antenna ground plane form a first closed loop. The first coupling part is located in the first closed loop and is electrically connected to the first radiating part, and the first feeding part It is located in the first closed loop and has a first coupling distance between it and the first coupling part. The first signal source is electrically connected to the first feeding part and the antenna ground plane. The second antenna includes a second radiating part, a second frequency adjusting branch, a second coupling part, a second feeding part, and a second signal source. The second radiating part has a third end and a fourth end. The third end is adjacent to the first end and extends toward the antenna ground plane and is electrically connected to the antenna ground plane. The two ends of the second frequency adjustment branch are electrically connected to the fourth end of the second radiating part and the antenna ground plane, so that the second radiating part, the second frequency adjustment branch and the antenna ground plane form a second closed loop. The second coupling portion is located in the second closed loop and is electrically connected to the second radiating portion, the second feeding portion is located in the second closed loop and has a second coupling distance between the second coupling portion, and the second signal source The second feed-in part and the antenna ground plane are electrically connected.
綜上所述,本案之雙天線系統係有效縮小天線整體尺寸,並利用天線結構特性,使第一天線及第二天線之間具有良好的整合,且達成高天線隔離度的要求。 In summary, the dual-antenna system in this case effectively reduces the overall size of the antenna, and utilizes the characteristics of the antenna structure to achieve a good integration between the first antenna and the second antenna, and meet the requirements of high antenna isolation.
10:雙天線系統 10: Dual antenna system
12:介質基板 12: Dielectric substrate
121:第一側邊 121: first side
122:第二側邊 122: second side
14:天線接地面 14: Antenna ground plane
16:第一天線 16: first antenna
18:第一輻射部 18: The first radiation department
181:第一端 181: first end
182:第二端 182: second end
20:第一頻率調整支路 20: The first frequency adjustment branch
201:第一彎折部 201: The first bending part
22:第一耦合部 22: The first coupling part
221:第一長邊緣 221: The first long edge
222:第二長邊緣 222: second longest edge
223:第一短邊緣 223: The first short edge
224:第二短邊緣 224: second short edge
225:第一延伸支路 225: The first extension branch
24:第一饋入部 24: The first feed-in part
241:第一水平金屬段 241: The first horizontal metal segment
242:第一垂直金屬段 242: The first vertical metal segment
26:第一訊號源 26: The first signal source
28:第一封閉迴圈 28: The first closed loop
30:第二天線 30: second antenna
32:第二輻射部 32: The second radiation department
321第三端 321 Third End
322:第四端 322: fourth end
34:第二頻率調整支路 34: Second frequency adjustment branch
341:第二彎折部 341: second bending part
36:第二耦合部 36: The second coupling part
361:第三長邊緣 361: The third long edge
362:第四長邊緣 362: The fourth longest edge
363:第三短邊緣 363: Third Short Edge
364:第四短邊緣 364: fourth short edge
365:第二延伸支路 365: Second extension branch
38:第二饋入部 38: The second feed-in part
381:第二水平金屬段 381: second horizontal metal segment
382:第二垂直金屬段 382: second vertical metal segment
40:第二訊號源 40: second signal source
42:第二封閉迴圈 42: Second closed loop
44:系統接地面 44: System ground plane
46:第一電感元件 46: The first inductive element
48:第二電感元件 48: second inductance element
D1:第一耦合間距 D1: first coupling distance
D2:第二耦合間距 D2: second coupling distance
圖1為根據本案一實施例之雙天線系統的結構示意圖。 Fig. 1 is a schematic structural diagram of a dual-antenna system according to an embodiment of the present case.
圖2為根據本案另一實施例之雙天線系統的結構示意圖。 Fig. 2 is a schematic structural diagram of a dual-antenna system according to another embodiment of the present application.
圖3為根據本案一實施例之雙天線系統安裝在系統接地面的示意圖。 Fig. 3 is a schematic diagram of a dual antenna system installed on the ground plane of the system according to an embodiment of the present case.
圖4為根據本案再一實施例之雙天線系統的結構示意圖。 Fig. 4 is a schematic structural diagram of a dual-antenna system according to another embodiment of the present application.
圖5為根據圖1之雙天線系統的實際尺寸示意圖。 Fig. 5 is a schematic diagram of the actual size of the dual antenna system according to Fig. 1.
圖6為根據圖5之雙天線系統於各頻率下產生的S參數模擬示意圖。 Fig. 6 is a schematic diagram of S-parameter simulation generated at each frequency according to the dual antenna system of Fig. 5.
請參閱圖1所示,一雙天線系統10包含一介質基板12、一
天線接地面14、一第一天線16以及一第二天線30,且天線接地面14、第一天線16及第二天線30係設置在介質基板12之同一表面上。
Please refer to Figure 1, a
在雙天線系統10中,介質基板12係具有二個相對側邊,包含二相對之第一側邊121及第二側邊122。天線接地面14位於介質基板12上且緊鄰第一側邊121。第一天線16包含一第一輻射部18、一第一頻率調整支路20、一第一耦合部22、一第一饋入部24以及一第一訊號源26。第一輻射部18係位於介質基板12上且鄰近第二側邊122,第一輻射部18具有第一端181及第二端182,第一端181朝向天線接地面14的方向延伸並電性連接至天線接地面14。
In the
第一頻率調整支路20之二端分別電性連接第一輻射部18之第二端182及天線接地面14,使第一輻射部18、第一頻率調整支路20及天線接地面14形成一第一封閉迴圈28。其中第一頻率調整支路20具有至少一第一彎折部201,利用調整第一彎折部201的數量,可調整第一天線16之高階模態及高階模態電流零點的位置。在一實施例中,第一彎折部201係朝向第一封閉迴圈28內部方向延伸彎折所形成,但本案不限於此。
The two ends of the first
第一耦合部22位於第一封閉迴圈28內且電性連接第一輻射部18。第一饋入部24位於第一封閉迴圈28內且位於第一耦合部22與天線接地面14之間,第一饋入部24與第一耦合部22之間具有一第一耦合間距D1。第一訊號源26電性連接第一饋入部24及天線接地面14,以利用第一訊號源26接收或發射一射頻訊號。
The
第二天線30包含一第二輻射部32、一第二頻率調整支路
34、一第二耦合部36、一第二饋入部38以及一第二訊號源40。第二輻射部32係位於介質基板12上且鄰近第二側邊122,第二輻射部32具有第三端321及第四端322,第三端321鄰近第一端181且朝向天線接地面14的方向延伸並電性連接至天線接地面14。第二頻率調整支路34之二端分別電性連接第二輻射部32之第四端322及天線接地面14,使第二輻射部32、第二頻率調整支路34及天線接地面14形成一第二封閉迴圈42;其中第二頻率調整支路34具有至少一第二彎折部341以利用調整第二彎折部341的數量,來調整第二天線30之高階模態及高階模態電流零點的位置。於一實施例中,第二彎折部341係朝向第二封閉迴圈42內部方向延伸彎折形成,但本案不限於此。第二耦合部36位於第二封閉迴圈42內且電性連接第二輻射部32。第二饋入部38位於第二封閉迴圈42內且位於第二耦合部36與天線接地面14之間,第二饋入部38與第二耦合部36之間具有一第二耦合間距D2。第二訊號源40電性連接第二饋入部38及天線接地面14,以利用第二訊號源40接收或發射一射頻訊號。
The
本案之第一頻率調整支路20及第二頻率調整支路34除了個別使用第一彎折部201及第二彎折部341之外,在另一實施例中,請參閱圖2所示,第一頻率調整支路20係可使用一第一電感元件46來取代第一彎折部201,以及第二頻率調整支路34係可使用一第二電感元件48來取代第二彎折部341來達到相似之功效,但本案不以此為限。
The first
請參閱圖1所示,在一實施例中,在此雙天線系統10中,第一耦合部22係為一矩形之形狀,並具有相對之一第一長邊緣221及一第二長邊緣222以及相對之一第一短邊緣223及一第二短邊緣224,第一
短邊緣223連接第一長邊緣221與第二長邊緣222之同一端,第二短邊緣224連接第一長邊緣221與第二長邊緣222之另一端。第一饋入部24為一T字形之形狀,並包含一第一水平金屬段241及一第一垂直金屬段242,且第一垂直金屬段242連接第一水平金屬段241及第一訊號源26。其中,第一耦合部22之第一長邊緣221電性連接第一輻射部18,且第二長邊緣222則與第一饋入部24之第一水平金屬段241之間具有第一耦合間距D1。第二耦合部36亦為一矩形之形狀,並具有相對之一第三長邊緣361及一第四長邊緣362以及相對之一第三短邊緣363及一第四短邊緣364,第三短邊緣363連接第三長邊緣361與第四長邊緣362之同一端,第四短邊緣364連接第三長邊緣361與第四長邊緣362之另一端。第二饋入部38亦為一T字形之形狀,並包含一第二水平金屬段381及一第二垂直金屬段382,且第二垂直金屬段382連接第二水平金屬段381及第二訊號源40。其中,第二耦合部36之第三長邊緣361電性連接第二輻射部32,且第四長邊緣362則與第二饋入部38之第二水平金屬段381之間具有第二耦合間距D2。
Please refer to FIG. 1. In an embodiment, in the
在一實施例中,請同時參閱圖1及圖3所示,雙天線系統10更包含一系統接地面44,位於介質基板12之第一側邊121的外側邊緣,且系統接地面44電性連接天線接地面14,以提供足夠的接地面積。
In one embodiment, referring to FIGS. 1 and 3 at the same time, the
在一實施例中,上述之系統接地面44可為獨立之一金屬板,或是貼附於一電子裝置(例如,筆記型電腦)之金屬平面,例如,系統接地面44可為電子裝置的金屬機殼接地部或是電子裝置的塑膠機殼內部的金屬部或金屬板,但不限於此。其中,與前述圖式所繪製之系統接地
面44的尺寸僅為示意,系統接地面44的尺寸可隨著雙天線系統10之應用而有所不同。
In one embodiment, the above-mentioned
在另一實施例中,請參閱圖4所示,在此雙天線系統10中,第一耦合部22之第一長邊緣221電性連接第一輻射部18,第一短邊緣223亦電性連接第一輻射部18之第一端181,第二長邊緣222係自第二短邊緣224朝向第一頻率調整支路20的方向延伸出一第一延伸支路225,使第二長邊緣222及第一延伸支路225與第一饋入部24之第一水平金屬段241之間維持第一耦合間距D1。第二耦合部36之第三長邊緣361電性連接第二輻射部32,第三短邊緣363電性連接第二輻射部32之第三端321,第四長邊緣362係自第四短邊緣364朝向第二頻率調整支路34的方向延伸出一第二延伸支路365,使第四長邊緣362及第二延伸支路365與第二饋入部38之第二水平金屬段381之間維持第二耦合間距D2。其餘之元件結構及對應之連接關係仍與圖1所示之實施例相同,故可參照前面說明,於此不再贅述。
In another embodiment, please refer to FIG. 4. In the
在一實施例中,如圖1、圖2或圖4所示,第一天線16及第二天線30之間的最小間距係為4毫米。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG. 4, the minimum distance between the
在一實施例中,如圖1、圖2及圖4所示,第一耦合間距D1之大小可以依據第一饋入部24與第一耦合部22間的耦合長度來決定,當第一饋入部24的第一水平金屬段241與第一耦合部22的第二長邊緣222之間的耦合長度較長,第一耦合間距D1可以較大,耦合長度較短,第一耦合間距D1可以較小,以維持適當的電磁耦合量。另一方面,第二耦合間距D2之大小可以依據第二饋入部38與第二耦合部36間的耦合長
度來決定,當第二饋入部38的第二水平金屬段381與第二耦合部36的第四長邊緣362之間的耦合長度較長,第二耦合間距D2可以較大,耦合長度較短,第二耦合間距D2可以較小,以維持適當的電磁耦合量。
In an embodiment, as shown in FIGS. 1, 2 and 4, the size of the first coupling distance D1 can be determined according to the coupling length between the
在一實施例中,如圖1、圖2及圖4所示,第一輻射部18、第一頻率調整支路20、第一耦合部22、第一饋入部24、第一延伸支路225、第二輻射部32、第二頻率調整支路34、第二耦合部36、第二饋入部38、第二延伸支路365等係可由導電性材料製成,且天線接地面14亦由導電性材料製成,例如銀、銅、鐵、鋁或是其合金等,但不以此為限。
In an embodiment, as shown in FIGS. 1, 2 and 4, the
在一實施例中,圖1、圖2或圖4所示之雙天線系統10之第一天線16與第二天線30係鏡射對稱地設置於介質基板12之同一表面上,將有助於雙天線系統10之設計,可以減少天線在設計上的複雜度。在其他實施例中,第一天線16與第二天線30之設計亦可依實際需求而有非鏡射對稱性之配置,本案不以此為限。
In one embodiment, the
請參閱圖1、圖2或圖4所示,在本案之雙天線系統10中,第一天線16經由第一饋入部24耦合第一封閉迴圈28,第二天線30經由第二饋入部38耦合第二封閉迴圈42,以激發全波長以及多個高階迴圈天線模態。全波長天線模態具有平衡式結構(balanced structure)特性,因此全波長天線模態之表面電流會侷限在第一封閉迴圈28及第二封閉迴圈42之結構中,且電流零點(電場強區域)並非位於第一天線16及第二天線30的左、右兩側,而是位於第一天線16及第二天線30的上、下側,以減少操作在全波長天線模態下第一天線16與第二天線30間之耦合,致使第一訊號源26與第二訊號源40之間具有較高度隔離度。此外,在全波
長天線零點處加入第一耦合部22及第二耦合部36,除了可增加等效天線長度及縮小天線尺寸之外,亦可調整天線模態之匹配,而在高階模態零點的位置加入至少一第一彎折部201及至少一第二彎折部341或是第一電感元件46及第二電感元件48,將高階模態降頻至操作頻帶內,即可在極有限天線空間內,涵蓋操作頻帶(2.4GHz~2.484GHz、5.15GHz~7.125GHz),並同時保有第一訊號源26與第二訊號源40之間良好的隔離度。
Please refer to FIG. 1, FIG. 2 or FIG. 4. In the
本案提出之雙天線系統10確實在操作頻帶係具有良好的反射係數以及良好的隔離效果。請同時參閱圖1及圖5所示,在此雙天線系統10中,單一的第一天線16及第二天線30之長度僅為30mm且寬度僅為5mm,第一天線16及第二天線30之面積各別只有150mm2,比起現有雙天線系統所佔的面積還小,並且,第一天線16與第二天線30之間的最小間隔僅為4mm,使整個雙天線系統10所需之安裝空間大幅縮小。請同時參閱圖1、圖5及圖6所示,以此雙天線系統10於射頻訊號傳輸時,進行S參數的模擬分析。在操作頻帶(2.4GHz~2.484GHz、5.15GHz~7.125GHz)操作時,其S參數模擬結果如圖6所示,於圖式上方的第一天線16及第二天線30的天線共振頻帶滿足阻抗匹配-7.3dB(即S11、S22均小於-7.3dB),於圖式下方的隔離度曲線(S21)於操作頻帶內均能優於15dB(S21小於-15dB),所以在整個操作頻帶內皆具有良好的隔離度。因此,本案提出之微型化的雙天線系統10在操作頻帶下均具有良好的隔離度,符合實際產品需求。
The
綜上所述,本案之雙天線系統係有效縮小天線整體尺寸,並利用天線結構特性,使第一天線及第二天線之間具有良好的整合,且達 成高天線隔離度的要求。 In summary, the dual-antenna system in this case effectively reduces the overall size of the antenna, and utilizes the characteristics of the antenna structure to achieve good integration between the first antenna and the second antenna, and achieve To meet the requirements of high antenna isolation.
以上所述之實施例僅係為說明本案之技術思想及特點,其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案之內容並據以實施,當不能以之限定本案之專利範圍,即大凡依本案所揭示之精神所作之均等變化或修飾,仍應涵蓋在本案之申請專利範圍內。 The above-mentioned embodiments are only to illustrate the technical ideas and features of the case. Their purpose is to enable those who are familiar with the technology to understand the content of the case and implement them accordingly. Equal changes or modifications made to the spirit of the disclosure should still be included in the scope of the patent application in this case.
10:雙天線系統 10: Dual antenna system
12:介質基板 12: Dielectric substrate
121:第一側邊 121: first side
122:第二側邊 122: second side
14:天線接地面 14: Antenna ground plane
16:第一天線 16: first antenna
18:第一輻射部 18: The first radiation department
181:第一端 181: first end
182:第二端 182: second end
20:第一頻率調整支路 20: The first frequency adjustment branch
201:第一彎折部 201: The first bending part
22:第一耦合部 22: The first coupling part
221:第一長邊緣 221: The first long edge
222:第二長邊緣 222: second longest edge
223:第一短邊緣 223: The first short edge
224:第二短邊緣 224: second short edge
24:第一饋入部 24: The first feed-in part
241:第一水平金屬段 241: The first horizontal metal segment
242:第一垂直金屬段 242: The first vertical metal segment
26:第一訊號源 26: The first signal source
28:第一封閉迴圈 28: The first closed loop
30:第二天線 30: second antenna
32:第二輻射部 32: The second radiation department
321:第三端 321: third end
322:第四端 322: fourth end
34:第二頻率調整支路 34: Second frequency adjustment branch
341:第二彎折部 341: second bending part
36:第二耦合部 36: The second coupling part
361:第三長邊緣 361: The third long edge
362:第四長邊緣 362: The fourth longest edge
363:第三短邊緣 363: Third Short Edge
364:第四短邊緣 364: fourth short edge
38:第二饋入部 38: The second feed-in part
381:第二水平金屬段 381: second horizontal metal segment
382:第二垂直金屬段 382: second vertical metal segment
40:第二訊號源 40: second signal source
42:第二封閉迴圈 42: Second closed loop
44:系統接地面 44: System ground plane
D1:第一耦合間距 D1: first coupling distance
D2:第二耦合間距 D2: second coupling distance
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
TW110203399U TWM617237U (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Dual-antennas system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW110203399U TWM617237U (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Dual-antennas system |
Publications (1)
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TWM617237U true TWM617237U (en) | 2021-09-21 |
Family
ID=78779247
Family Applications (1)
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TW110203399U TWM617237U (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Dual-antennas system |
Country Status (1)
Country | Link |
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TW (1) | TWM617237U (en) |
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2021
- 2021-03-29 TW TW110203399U patent/TWM617237U/en unknown
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