TWM644167U - Dual antenna device - Google Patents
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Abstract
本案揭露一種雙天線裝置,包含一介質基板及位於其上之一第一天線單元、一第二天線單元、一接地部以及一隔離部。第一天線單元包含一第一輻射部、一第二輻射部、一第一耦合部及一第一訊號源,第二天線單元包含一第三輻射部、一第四輻射部、一第二耦合部及一第二訊號源,且接地部係沿著介質基板之長側邊設置,隔離部之一端同時連接第一輻射部及第三輻射部,另一端連接至接地部。因此,雙天線裝置係同時具有可縮小尺寸及具有良好隔離度的優勢。This case discloses a dual-antenna device, which includes a dielectric substrate and a first antenna unit, a second antenna unit, a grounding part and an isolation part located thereon. The first antenna unit includes a first radiating part, a second radiating part, a first coupling part and a first signal source, and the second antenna unit includes a third radiating part, a fourth radiating part, a first Two coupling parts and a second signal source, and the grounding part is arranged along the long side of the dielectric substrate, one end of the isolation part is connected to the first radiation part and the third radiation part, and the other end is connected to the grounding part. Therefore, the dual-antenna device has the advantages of downsizing and good isolation at the same time.
Description
本案係有關一種可縮小尺寸並同時具有良好隔離度的雙天線裝置。This case is about a dual-antenna device that can be reduced in size while having good isolation.
一般應用於筆記型電腦的天線設計中,以Wi-Fi天線為例,天線寬度至少需要大於5 mm,但隨著螢幕周圍邊框的非螢幕區之寬度逐漸縮小,傳統天線設計已無法滿足當前設計訴求。因此,如何在有限空間下實現雙天線結構為本案主要之設計訴求。It is generally used in the antenna design of notebook computers. Taking Wi-Fi antennas as an example, the antenna width needs to be at least 5 mm. However, as the width of the non-screen area around the screen gradually shrinks, the traditional antenna design cannot meet the current design requirements. appeal. Therefore, how to realize the dual-antenna structure in a limited space is the main design requirement of this case.
本案提供一種雙天線裝置,包含一介質基板及位於其上之一接地部、一第一輻射部、一第二輻射部、一第一耦合部、一第一訊號源、一第三輻射部、一第四輻射部、一第二耦合部、一第二訊號源以及一隔離部。介質基板具有相對的一第一長側邊及一第二長側邊以及相對的一第一短側邊及一第二短側邊。接地部沿著第一長側邊設置。第一輻射部沿著第二長側邊設置,第一輻射部具有一第一末端及一第二末端,第一末端朝向接地部之方向彎折延伸。第二輻射部位於第一輻射部外側,第二輻射部具有一第三末端及一第四末端,第三末端靠近第二末端,第四末端順著第一短側邊延伸至第一長側邊。第一耦合部設置在第一輻射部及接地部之間。第一訊號源連接第一耦合部及接地部。第三輻射部沿著第二長側邊設置,第三輻射部具有一第五末端及一第六末端,第五末端朝向接地部之方向彎折延伸,且第五末端連接第一末端。第四輻射部位於第三輻射部外側,第四輻射部具有一第七末端及一第八末端,第七末端靠近第六末端,第八末端順著第二短側邊延伸至第一長側邊。第二耦合部設置在第三輻射部及接地部之間。第二訊號源連接第二耦合部及接地部。隔離部之一端同時連接第一末端及第五末端,另一端連接至接地部。This case provides a dual-antenna device, including a dielectric substrate and a grounding part located thereon, a first radiating part, a second radiating part, a first coupling part, a first signal source, a third radiating part, A fourth radiation part, a second coupling part, a second signal source and an isolation part. The dielectric substrate has a first long side and a second long side opposite to each other and a first short side and a second short side opposite to each other. The ground portion is arranged along the first long side. The first radiating portion is disposed along the second long side, the first radiating portion has a first end and a second end, and the first end bends and extends toward the grounding portion. The second radiating portion is located outside the first radiating portion, the second radiating portion has a third end and a fourth end, the third end is close to the second end, and the fourth end extends along the first short side to the first long side side. The first coupling part is disposed between the first radiation part and the ground part. The first signal source is connected to the first coupling part and the grounding part. The third radiating portion is disposed along the second long side, the third radiating portion has a fifth end and a sixth end, the fifth end is bent and extends toward the ground portion, and the fifth end is connected to the first end. The fourth radiating portion is located outside the third radiating portion, the fourth radiating portion has a seventh end and an eighth end, the seventh end is close to the sixth end, and the eighth end extends along the second short side to the first long side side. The second coupling part is disposed between the third radiation part and the ground part. The second signal source is connected to the second coupling part and the grounding part. One end of the isolation part is connected to the first end and the fifth end at the same time, and the other end is connected to the grounding part.
綜上所述,本案係為一種雙天線裝置設計,其係藉由加入一隔離部(集總元件)的設計來有效縮小天線尺寸,並利用調整隔離部(集總元件)來輕易達成隔離度的需求。因此,本案為一種簡單且低寬度的雙天線裝置設計,其係可以在不增加產品系統空間之前提下,使雙天線裝置可以支援多頻段的操作及達到良好的隔離度,並能夠提供2.4 GHz(2400~2484 MHz)及5 GHz(5150~5850 MHz)之頻帶使用,也輕易滿足WiFi 6E最新頻段(5925~7125 MHz)的通訊需求,在現今寸土寸金的行動裝置中,具有相當的實用性及競爭力。To sum up, this case is a dual-antenna device design, which effectively reduces the size of the antenna by adding an isolation part (lumped element), and easily achieves isolation by adjusting the isolation part (lumped element) demand. Therefore, this case is a simple and low-width dual-antenna device design, which can support multi-band operation and achieve good isolation without increasing the system space of the product, and can provide 2.4 GHz (2400 ~ 2484 MHz) and 5 GHz (5150 ~ 5850 MHz) frequency bands can also easily meet the communication needs of the latest WiFi 6E frequency band (5925 ~ 7125 MHz). gender and competitiveness.
以下將配合相關圖式來說明本案的實施例。在這些圖式中,相同的標號表示相同或類似的元件或電路,必須瞭解的是,儘管術語“第一”、“第二”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域或功能,但是這些元件、部件、區域或功能不應受這些術語的限制,這些術語僅用於將一個元件、部件、區域或功能與另一個元件、部件、區域或功能區隔開來。Embodiments of this case will be described below in conjunction with related drawings. In these drawings, the same reference numerals denote the same or similar elements or circuits, it must be understood that although the terms "first", "second", etc. may be used herein to describe various elements, components, regions or functions , but these elements, components, regions or functions should not be limited by these terms, which are only used to distinguish one element, component, region or function from another element, component, region or function.
請同時參閱圖1及圖2所示,本案之雙天線裝置10,包含一介質基板12、一接地部14、一第一輻射部16、一第二輻射部18、一第一耦合部20、一第一訊號源22、一第三輻射部24、一第四輻射部26、一第二耦合部28、一第二訊號源30以及一隔離部32,且接地部14、第一輻射部16、第二輻射部18、第一耦合部20、第一訊號源22、第三輻射部24、第四輻射部26、第二耦合部28、第二訊號源30以及隔離部32係位於介質基板12的同一表面上。Please refer to Fig. 1 and Fig. 2 at the same time, the
如圖1所示,在雙天線裝置10中,介質基板12係包含相對之一第一長側邊121與一第二長側邊122以及相對之一第一短側邊123與一第二短側邊124,第一短側邊123連接第一長側邊121及第二長側邊122之同一側,第二短側邊124連接第一長側邊121及第二長側邊122的另一同側,此介質基板12可為硬板(例如FR4)或軟板(例如FPC)。接地部14係位於介質基板12上之中間位置且沿著第一長側邊121設置。第一輻射部16位於介質基板12上且沿著第二長側邊122設置,第一輻射部16具有一第一末端161及一第二末端162,並具有至少一次彎折,第一末端161朝向接地部14之方向彎折延伸,第二末端162則朝向第一短側邊123方向延伸擴增。第二輻射部18位於介質基板12上且位於第一輻射部16外側,第二輻射部18具有一第三末端181及一第四末端182,並具有至少一次彎折,第三末端181係沿著第二長側邊122設置且靠近第二末端162,第四末端182順著第一短側邊123擴增延伸至第一長側邊121,其中第一輻射部16之長度長於第二輻射部18之長度,且第一輻射部16之第二末端162與第二輻射部18之第三末端181之間形成有一第一開口34。第一耦合部20係位於介質基板12上,且設置在第一輻射部16及接地部14之間,使第一輻射部16與第一耦合部20之間具有一第一間距。第一訊號源22連接第一耦合部20及接地部14,以利用第一訊號源22收發無線射頻訊號。第三輻射部24位於介質基板12上且沿著第二長側邊122設置,第三輻射部24具有一第五末端241及一第六末端242,並具有至少一次彎折,第五末端241朝向接地部14之方向彎折延伸,且第五末端241連接第一輻射部16之第一末端161,第六末端242則朝向第二短側邊124方向延伸擴增。第四輻射部26位於介質基板12上且位於第三輻射部24外側,第四輻射部26具有一第七末端261及一第八末端262,並具有至少一次彎折,第七末端261沿著第二長側邊122設置且靠近第六末端242,第八末端262順著第二短側邊124擴增延伸至第一長側邊121,其中第三輻射部24之長度長於第四輻射部26之長度,且第三輻射部24之第六末端242與第四輻射部26之第七末端261之間形成有一第二開口36。第二耦合部28位於介質基板12上,且設置在第三輻射部24及接地部14之間,使第三輻射部24與第二耦合部28之間具有一第二間距。第二訊號源30連接第二耦合部28及接地部14,以利用第二訊號源30收發無線射頻訊號。隔離部32位於介質基板12上,隔離部32之一端同時連接第一輻射部16之第一末端161及第三輻射部24之第五末端241,隔離部32之另一端連接至接地部14。As shown in FIG. 1, in the dual-
在一實施例中,如圖1及圖2所示,雙天線裝置10更包含一天線接地面42,其係鄰接介質基板12之第一長側邊121,使第二輻射部18之第四末端182、第四輻射部26之第八末端262及接地部14連接至天線接地面42。In one embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 , the dual-
在一實施例中,第一間距係等於第二間距。In one embodiment, the first distance is equal to the second distance.
在一實施例中,如圖1所示,雙天線裝置10係包含一第一天線單元38以及一第二天線單元40,二者皆支援多頻之操作。其中,第一天線單元38包含第一輻射部16、第二輻射部18、第一耦合部20以及第一訊號源22,第二天線單元40包含第三輻射部24、第四輻射部26、第二耦合部28以及第二訊號源30,使隔離部32恰好位於第一天線單元38及第二天線單元40之間。其中,第一天線單元38係鏡像對稱於第二天線單元40,使第一天線單元38及第二天線單元40在隔離部32之相對二側呈現對稱之鏡像設計。In one embodiment, as shown in FIG. 1 , the dual-
在一實施例中,如圖1所示,在雙天線裝置10中,隔離部32係包含至少一集總元件。其中,集總元件係為電阻元件、電容元件或電感元件,但集總元件之種類與組合不以此為限。在此係以電容元件為例。In one embodiment, as shown in FIG. 1 , in the dual-
在一實施例中,請同時參閱圖3、圖4及圖5所示,雙天線裝置10之介質基板12的第一長側邊121的外側邊更設置有一系統接地面44,使天線接地面42直接連接至系統接地面44,以形成電性連接。在一實施例中,系統接地面44係可為一電子裝置之金屬平面,例如,系統接地面44係可為電子裝置的金屬框或是電子裝置的機殼內部的金屬片或濺鍍的金屬部,但本案不以此為限。舉例來說,當電子裝置為筆記型電腦時,系統接地面44可以為筆記型電腦螢幕的系統接地部或是筆記型電腦螢幕機殼內的EMI鋁箔或濺鍍之金屬區域等金屬部。In one embodiment, please refer to FIG. 3 , FIG. 4 and FIG. 5 at the same time, the outer side of the first
在另一實施例中,請同時參閱圖6、圖7及圖8所示,天線接地面42與系統接地面44之間更設有一導電材料46,以利用導電材料46連接天線接地面42與系統接地面44,使天線接地面42與系統接地面44藉此形成電性連接。其中,導電材料46係可為銅箔、鋁箔、導電布或導電膠等,但本案不以此為限。In another embodiment, please refer to FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 at the same time, a
在一實施例中,請參閱圖1及圖2所示,在雙天線裝置10中,第一輻射部16、第二輻射部18、第三輻射部24以及第四輻射部26除了垂直彎折的結構設計之外,只有要足夠的輻射長度,亦可具有其他不同形狀的結構設計。在另一實施例中,請同時參閱圖9及圖10所示,第二輻射部18之第三末端181更可彎折朝向第一長側邊121的方向延伸,第四輻射部26之第七末端261更可彎折朝向第一長側邊121的方向延伸,以利用不同的長度來影響第一開口34和第二開口36的耦合面積,以產生不同的耦合量來調整匹配,其餘結構則與前述圖1所記載之實施例相同,故可參考前述說明,於此不再贅述。In one embodiment, please refer to FIG. 1 and FIG. 2, in the
在一實施例中,如圖1及圖9所示,接地部14、第一輻射部16、第二輻射部18、第一耦合部20、第三輻射部24、第四輻射部26以及第二耦合部28等元件係由導電性金屬材料製成,例如銀、銅、鋁、鐵或是其合金等,但本案不以此為限。In one embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. Components such as the
請參閱圖1及圖9所示,在雙天線裝置10之第一天線單元38內,第一輻射部16、第一耦合部20、接地部14及天線接地面42主要係激發一第一操作模態,其中心頻率約在2.4 GHz,藉由改變第一輻射部16的長度與寬度,可以調整第一操作模態之頻率及匹配。第二輻射部18、第一耦合部20、接地部14及天線接地面42主要係激發一第二操作模態及一第三操作模態,第二操作模態的中心頻率約在5.7 GHz,第三操作模態的中心頻率約在7.3GHz,這二模態可以合為一頻寬,以達到寬頻的特性,且藉由改變第二輻射部18之長度、寬度及相對位置,可以調整第二操作模態及第三操作模態之頻率及匹配。在雙天線裝置10之第二天線單元40內,第三輻射部24、第二耦合部28、接地部14及天線接地面42主要係激發一第四操作模態,其中心頻率約在2.4 GHz,藉由改變第三輻射部24的長度與寬度,可以調整第四操作模態之頻率及匹配。第四輻射部26、第二耦合部28、接地部14及天線接地面42主要係激發一第五操作模態及一第六操作模態,第五操作模態的中心頻率約在5.7 GHz,第六操作模態的中心頻率約在7.3GHz,這二模態可以合為一頻寬,以達到寬頻的特性,且藉由改變第四輻射部26之長度、寬度及相對位置,可以調整第五操作模態及第六操作模態之頻率及匹配。因此,綜合上述六個操作模態(第一操作模態至第六操作模態),雙天線裝置10之操作頻寬可以滿足Wi-Fi 6E(2.4/5/6 GHz,即2400-2484/5150-5825/5925-7125 MHz)三頻操作。Please refer to FIG. 1 and shown in FIG. 9, in the
本案之雙天線裝置10適用於一般無線通訊裝置,尤其是攜帶式無線通訊裝置,例如筆記型電腦、平板電腦或是個人電腦等,但應用的裝置不限於此。雙天線裝置10位在介質基板12上的尺寸長為59毫米,寬度僅為3.5毫米,實為一低寬度之雙天線裝置10之設計結構。The dual-
本案提出之雙天線裝置10確實具有良好的反射係數及隔離度。請同時參閱圖1及圖11所示,在此雙天線裝置10中,整個雙天線裝置10之尺寸係為3.5 mm *59 mm,隔離部32為使用電容值為3.5 pF 的電容元件,以此雙天線裝置10於射頻訊號傳輸時,來進行S參數(包含反射係數曲線S
11/S
22及隔離度曲線S
21)的模擬分析。當雙天線裝置10分別在低頻操作頻帶及高頻操作頻帶時,其S參數模擬結果分別如圖11所示,由圖11所顯示的反射係數曲線(S
11、S
22)可知,在低頻操作頻帶及高頻操作頻帶時,於圖式上顯示第一操作模態至第六操作模態的反射係數曲線(S
11、S
22)均小於-6 dB(S
11、S
22<-6 dB),在第一操作模態及第四操作模態的反射係數曲線(S
11、S
22)更小於-10 dB(S
11、S
22<-10 dB),證明在低頻操作頻帶以及高頻操作頻帶均具有良好的阻抗匹配,可以滿足2400~2484 MHz、5150~5850 MHz及5925~7125 MHz之WiFi多頻帶。另一方面,由圖11所顯示的隔離度曲線S
21可知,隔離度曲線S
21於頻帶內皆小於-17 dB(S
21<-17 dB),代表隔離度均高於17 dB,證明雙天線裝置10在第一操作模態及第四操作模態之間具有良好的隔離效果。基此,有別於傳統增加天線隔離度須將兩天線單元距離加大,或是於兩天線單元間加入特定波長之共振結構,本案使用之方式較為簡單,可藉由調整隔離部32之集總元件輕易調整解隔離之頻率,並可有效縮小天線尺寸。
The dual-
綜上所述,本案係為一種雙天線裝置設計,其係藉由加入一隔離部(集總元件)的設計來有效縮小天線尺寸,並利用調整隔離部(集總元件)來輕易達成隔離度的需求。因此,本案為一種簡單且低寬度的雙天線裝置設計,其係可以在不增加產品系統空間之前提下,使雙天線裝置可以支援多頻段的操作及達到良好的隔離度,並能夠提供2.4 GHz(2400~2484 MHz)及5 GHz(5150~5850 MHz)之頻帶使用,也輕易滿足WiFi 6E最新頻段(5925~7125 MHz)的通訊需求,在現今寸土寸金的行動裝置中,具有相當的實用性及競爭力。To sum up, this case is a dual-antenna device design, which effectively reduces the size of the antenna by adding an isolation part (lumped element), and easily achieves isolation by adjusting the isolation part (lumped element) demand. Therefore, this case is a simple and low-width dual-antenna device design, which can support multi-band operation and achieve good isolation without increasing the system space of the product, and can provide 2.4 GHz (2400 ~ 2484 MHz) and 5 GHz (5150 ~ 5850 MHz) frequency bands can also easily meet the communication needs of the latest WiFi 6E frequency band (5925 ~ 7125 MHz). gender and competitiveness.
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 characteristics of this case. Equal changes or modifications made to the disclosed spirit should still be covered within the scope of the patent application in this case.
10:雙天線裝置
12:介質基板
121第一長側邊
122:第二長側邊
123:第一短側邊
124:第二短側邊
14:接地部
16:第一輻射部
161:第一末端
162:第二末端
18:第二輻射部
181:第三末端
182:第四末端
20:第一耦合部
22:第一訊號源
24:第三輻射部
241:第五末端
242:第六末端
26:第四輻射部
261:第七末端
262:第八末端
28:第二耦合部
30:第二訊號源
32:隔離部
34:第一開口
36:第二開口
38:第一天線單元
40:第二天線單元
42:天線接地面
44:系統接地面
46:導電材料
10: Dual antenna device
12:
圖1為根據本案一實施例之雙天線裝置的結構示意圖。 圖2為根據本案一實施例之雙天線裝置的立體結構示意圖。 圖3為根據本案一實施例之雙天線裝置連接至系統接地面的結構示意圖。 圖4為根據本案一實施例之雙天線裝置連接至系統接地面的立體結構示意圖。 圖5為根據本案一實施例之雙天線裝置連接至系統接地面的剖面示意圖。 圖6為根據本案另一實施例之雙天線裝置連接至系統接地面的結構示意圖。 圖7為根據本案另一實施例之雙天線裝置連接至系統接地面的立體結構示意圖。 圖8為根據本案另一實施例之雙天線裝置連接至系統接地面的剖面示意圖。 圖9為根據本案另一實施例之雙天線裝置的結構示意圖。 圖10為根據本案另一實施例之雙天線裝置的立體結構示意圖。 圖11為根據本案之雙天線裝置產生的反射係數曲線(S 11及S 22參數)及隔離度曲線(S 21參數)的模擬示意圖。 FIG. 1 is a schematic structural diagram of a dual-antenna device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a three-dimensional structure of a dual-antenna device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic structural diagram of a dual-antenna device connected to a system ground plane according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a three-dimensional schematic diagram of a dual-antenna device connected to a system ground plane according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a dual-antenna device connected to a system ground plane according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic structural diagram of a dual-antenna device connected to a system ground plane according to another embodiment of the present application. FIG. 7 is a three-dimensional structural diagram of a dual-antenna device connected to a system ground plane according to another embodiment of the present application. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a dual-antenna device connected to a system ground plane according to another embodiment of the present application. FIG. 9 is a schematic structural diagram of a dual-antenna device according to another embodiment of the present application. FIG. 10 is a schematic diagram of a three-dimensional structure of a dual-antenna device according to another embodiment of the present application. FIG. 11 is a schematic diagram of the simulation of the reflection coefficient curve (S 11 and S 22 parameters) and the isolation curve (S 21 parameter) generated by the dual antenna device according to the present application.
10:雙天線裝置 10: Dual antenna device
12:介質基板 12: Dielectric substrate
121:第一長側邊 121: the first long side
122:第二長側邊 122: second long side
123:第一短側邊 123: First short side
124:第二短側邊 124: second short side
14:接地部 14: Grounding part
16:第一輻射部 16: The first radiation department
161:第一末端 161: first end
162:第二末端 162: second end
18:第二輻射部 18: The second radiation department
181:第三末端 181: The third end
182:第四末端 182: Fourth end
20:第一耦合部 20: The first coupling part
22:第一訊號源 22: The first signal source
24:第三輻射部 24: The third radiation department
241:第五末端 241: fifth end
242:第六末端 242: sixth end
26:第四輻射部 26: The Fourth Radiant Division
261:第七末端 261: seventh end
262:第八末端 262: Eighth end
28:第二耦合部 28: The second coupling part
30:第二訊號源 30:Second signal source
32:隔離部 32: Isolation Department
34:第一開口 34: First opening
36:第二開口 36: Second opening
38:第一天線單元 38: The first antenna unit
40:第二天線單元 40: Second antenna unit
42:天線接地面 42: Antenna ground plane
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW112202989U TWM644167U (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | Dual antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW112202989U TWM644167U (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | Dual antenna device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWM644167U true TWM644167U (en) | 2023-07-21 |
Family
ID=88148658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW112202989U TWM644167U (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | Dual antenna device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWM644167U (en) |
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2023
- 2023-03-30 TW TW112202989U patent/TWM644167U/en unknown
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