CN121663173A - 天线装置 - Google Patents

天线装置

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CN121663173A
CN121663173A CN202411282311.1A CN202411282311A CN121663173A CN 121663173 A CN121663173 A CN 121663173A CN 202411282311 A CN202411282311 A CN 202411282311A CN 121663173 A CN121663173 A CN 121663173A
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余俊纬
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戴郁书
林信宏
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Inventec Corp
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Inventec Pudong Technology Corp
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Abstract

本申请涉及一种天线装置，包含基板及天线单元。天线单元设置于基板，并包含二钩状激发体、导向体、反射体及阻抗匹配体。二钩状激发体相分离。二钩状激发体的相对两端分别相对。二钩状激发体的一者的一端具有馈入端。二钩状激发体的另一者的一端具有接地端。导向体位于二钩状激发体的一侧。反射体位于二钩状激发体远离导向体的一侧。反射体靠近二钩状激发体的一侧具有二第一直线边及弧线边。二第一直线边分别连接于弧线边的相对两端。阻抗匹配体包含电感件。电感件位于二钩状激发体与反射体之间。

Description

天线装置
技术领域
本发明关于一种天线装置，特别是一种设有钩状激发体、导向体、反射体以及阻抗匹配体的天线装置。
背景技术
随着行动通讯技术的进步，各种电子装置不断朝向功能多样化、轻薄化以及数据传输更快、更有效率等趋势发展。现今行动通讯技术已进入5G时代。透过5G技术，可提供更高传输速率的网络服务，进而可达成无人机、远程医疗开刀、虚拟现实(VR)以及扩增实境(AR)等技术。
其中，为了提高5G讯号的覆盖率以更稳定地提供高速的网络服务，需设置更多个基地台或5G小基站。然而，目前应用于基地台或5G小基站的天线装置的回波损耗仍过高，而无法满足用户的通讯需求。因此，如何提升天线装置应用于基地台或5G小基站中所需的通讯质量，即为研发人员应解决的问题之一。
发明内容
本发明在于提供一种天线装置，藉以天线装置应用于基地台或5G小基站中所需的通讯质量。
本发明的一实施例所揭露的天线装置包含一基板以及至少一天线单元。至少一天线单元设置于基板，并包含二钩状激发体、一导向体、一反射体以及一阻抗匹配体。二钩状激发体相分离并对称。二钩状激发体的相对两端分别相对。二钩状激发体的一者的一端具有一馈入端。二钩状激发体的另一者的一端具有一接地端。馈入端与接地端相对。导向体位于二钩状激发体的一侧。反射体位于二激发体远离导向体的一侧。反射体靠近二钩状激发体的一侧具有二第一直线边以及一弧线边。二第一直线边分别连接于弧线边的相对两端。弧线边朝远离二钩状激发体的方向凹陷。阻抗匹配体包含一电感件。电感件位于二钩状激发体与反射体之间。
根据上述实施例的天线装置，由于应用于基地台或5G小基站的天线装置设有二钩型激发体、导向体、反射体以及阻抗匹配体，且二钩型激发体相分离，导向体与反射体位于二钩型激发体的相异侧，以及阻抗匹配体位于二钩状激发体与反射体之间，故可令天线装置激发出可涵盖5G于n78、n79的频段，并降低于此频段的回波损耗来满足用户的通讯需求。如此一来，可提升天线装置应用于基地台或5G小基站中所需的通讯质量。
在其中一个实施例中，每一所述二钩状激发体包含一第一激发段、一第二激发段以及一第三激发段，所述第二激发段与所述第三激发段分别连接于所述第一激发段的相对两端，并位于所述第一激发段的同一侧，所述二第一激发段远离所述第二激发段与所述第三激发段的一侧分别靠近于所述基板的相对二侧边，所述二第二激发段相对，所述二第三激发段相对，所述二第二激发段的一者远离所述第一激发段的一端具有所述馈入端，所述二第二激发段的另一者远离所述第一激发段的一端具有所述接地端，所述导向体靠近所述二第二激发段，所述电感件至少部分位于所述二第三激发段与所述反射体之间。
在其中一个实施例中，所述阻抗匹配体更包含多个第一电容件，所述第一电容件位于所述二第二激发段之间，并沿一直线间隔地排列。
在其中一个实施例中，所述阻抗匹配体更包含相对称的多个第二电容件以及多个第三电容件，所述第二电容件位于所述二第二激发段与所述电感件之间，且任二相邻的所述第二电容件分别位于所述第一电容件之间，所述第三电容件位于所述反射体与所述电感件之间。
在其中一个实施例中，所述电感件的长度大于所述二第三激发段之间的间距，并小于所述导向体的长度。
在其中一个实施例中，所述电感件的长度为12.9毫米，所述电感件的宽度为1.03毫米，所述电感件与所述二第三激发段之间的间距皆为1毫米，每一所述第一电容件的长度为2毫米，每一所述第一电容件的宽度为1毫米，每一所述第二电容件的长度以及每一所述第三电容件的长度皆为3毫米，每一所述第二电容件的宽度以及每一所述第三电容件的宽度为2毫米，每一所述第二电容件与所述电感件之间的间距为1.1毫米，每一所述第二电容件与相邻的所述二第一电容件之间的间距分别为1毫米以及0.7毫米，最靠近所述二第一激发段的所述二第一电容件与所述二第一激发段之间的间距皆为1.4毫米，所述第一电容件与所述第二电容件靠近所述二第二激发段的一侧与所述二第二激发段之间的间距皆为1.4毫米。
在其中一个实施例中，每一所述二第一激发段的长度为7毫米，每一所述二第一激发段的宽度为2.6毫米，每一所述二第二激发段的长度为7.4毫米，每一所述二第二激发段的宽度为2.5毫米，每一所述二第二激发段之间的间距为1.4毫米，每一所述二第三激发段的长度为2.5毫米，每一所述二第三激发段的宽度为1毫米。
在其中一个实施例中，所述导向体的长度为21.4毫米，所述导向体的宽度为1毫米，所述导向体与所述第一激发段以及所述第二激发段之间的间距为1毫米。
在其中一个实施例中，所述反射体更具有二第二直线边，所述二第二直线边的一端分别连接于所述二第一直线边远离所述弧线边的一端，所述第二激发段、所述第三激发段、所述电感件以及所述二第一直线边相平行，所述二第一直线边的长度小于所述二第一激发段的宽度，并大于1毫米，每一所述二第二直线边的长度为5.1毫米，所述二第一直线边与所述二第一激发段之间的间距皆为2.1毫米。
在其中一个实施例中，所述天线单元的数量为多个，所述天线单元呈数组状排列，任二相邻的所述天线单元的设置方向相差90度，且任二相邻的所述天线单元之间的间距为6.26毫米。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明系用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例所述的天线装置的立体示意图。
图2为图1的天线装置的分解示意图。
图3为图1的天线装置的平面示意图。
图4为根据本发明第二实施例所述的天线装置的平面示意图。
图5为图4的天线装置的回波损耗与隔离度的折线图。
附图标号说明
10，10A：天线装置；
11，11A：基板；
12，12a-12d：天线单元；
121：钩状激发体；
1211：第一激发段；
1212：第二激发段；
1213：第三激发段；
122：导向体；
123：反射体；
1231：第一直线边；
1232：弧线边；
1233：第二直线边；
124：阻抗匹配体；
1241：电感件；
1242：第一电容件；
1243：第二电容件；
1244：第三电容件；
D1-D10：间距；
E1：馈入端；
E2：接地端；
L1-L12：长度；
T：厚度；
W1-W12：宽度。
具体实施方式
请参阅图1至图3。图1为根据本发明第一实施例所述的天线装置的立体示意图。图2为图1的天线装置的分解示意图。图3为图1的天线装置的平面示意图。
本实施例的天线装置10例如为适用于5G于n78、n79的频段(3千兆赫(GHz)至5千兆赫)的多输入多输出系统(multi-input multi-output，MIMO)的天线，并例如设置于基地台或5G小基站。天线装置10包含一基板11以及一天线单元12。天线单元12设置于基板11。其中，基板11例如由玻璃纤维材质的FR4板所制成，且基板11的介电常数例如为4.4，基板11的正切损耗例如为0.02。如此一来，可采用较小体积的基板11以便于容置于较小的机体空间(未绘示)，并增宽天线单元12的频段，以及提升天线单元12的隔离效果。天线单元12包含二钩状激发体121、一导向体122、一反射体123以及一阻抗匹配体124。
二钩状激发体121例如为偶极子(dipole)结构，并例如由铜箔所制成。二钩状激发体121相分离并例如对称。二钩状激发体121的相对两端分别相对。二钩状激发体121的一者的一端具有一馈入端E1。二第二激发段1212的另一者的一端具有一接地端E2。馈入端E1与接地端E2相对。其中，馈入端E1用以外接馈入线(未绘示)，并用以供讯号馈入。接地端E2用以外接接地线(未绘示)。
详细来说，每一钩状激发体121包含一第一激发段1211、一第二激发段1212以及一第三激发段1213。第二激发段1212与第三激发段1213分别连接于第一激发段1211的相对两端，并位于第一激发段1211的同一侧。二第一激发段1211远离第二激发段1212与第三激发段1213的一侧分别靠近于基板11的相对二侧边。二第二激发段1212相对。二第三激发段1213相对。二第二激发段1212的一者远离第一激发段1211的一端具有馈入端E1。二第二激发段1212的另一者远离第一激发段1211的一端具有接地端E2。
导向体122例如由铜箔所制成，并用以增强二钩状激发体121所激发的讯号。导向体122位于二激发体的一侧，并靠近二第二激发段1212。反射体123位于二激发体远离导向体122的一侧，并用以提升二钩状激发体121所激发的讯号的辐射方向性。反射体123例如由铜箔所制成。反射体123靠近二激发体的一侧具有二第一直线边1231以及一弧线边1232。二第一直线边1231分别连接于弧线边1232的相对两端。弧线边1232朝远离二激发体的方向凹陷。
阻抗匹配体124例如为寄生组件，并例如由铜箔所制成。阻抗匹配体124并包含一电感件1241、多个第一电容件1242、多个第二电容件1243以及多个第三电容件1244。电感件1241例如为寄生电感，并至少部分位于二第三激发段1213与反射体123之间，且电感件1241与二第一直线边1231之间例如具有一间距。其中，电感件1241的长度L7例如大于二第三激发段1213之间的间距，并小于导向体122的长度L4。
这些第一电容件1242例如为并联电容。这些第一电容件1242位于二第二激发段1212之间，并沿一直线间隔地排列。这些第二电容件1243与这些第三电容件1244例如为寄生电容，并例如相对称。这些第二电容件1243位于二第二激发段1212与电感件1241之间。任二相邻的第二电容件1243分别位于这些第一电容件1242之间。这些第三电容件1244位于反射体123与电感件1241之间。透过设有阻抗匹配体124，可降低天线装置10的回波损耗以提升阻抗匹配的效果。
在本实施例中，由于应用于基地台或5G小基站的天线装置10设有二钩型激发体、导向体122、反射体123以及阻抗匹配体124，且二钩型激发体相分离，导向体122与反射体123位于二钩型激发体的相异侧，以及阻抗匹配体124位于二钩状激发体121与反射体123之间，故可令天线装置10激发出可涵盖5G于n78、n79的频段，并降低于此频段的回波损耗来满足用户的通讯需求。如此一来，可提升天线装置10应用于基地台或5G小基站中所需的通讯质量。
此外，一般来说，天线的增益越高，天线的辐射越集中，使得讯号可于特定方向传递的距离越远，而本实施例的天线装置10在5G频段中，于3千兆赫的增益例如为1.87dBi，于3.5千兆赫的增益例如为1.34dBi，于4.5千兆赫的增益例如为1.61dBi，于5千兆赫的增益例如为1.83dBi。
在本实施例中，每一第一激发段1211的长度L1例如为7毫米。每一第一激发段1211的宽度W1例如为2.6毫米。每一第二激发段1212的长度L2例如为7.4毫米。每一第二激发段1212的宽度W2例如为2.5毫米。每一第二激发段1212之间的间距D1例如为1.4毫米。每一第三激发段1213的长度L3例如为2.5毫米。每一第三激发段1213的宽度W3例如为1毫米。
在本实施例中，导向体122的长度L4例如为21.4毫米。导向体122的宽度W4例如为1毫米。导向体122与第一激发段1211以及第二激发段1212之间的间距D2例如为1毫米。
在本实施例中，反射体123还可以具有二第二直线边1233。二第二直线边1233的一端分别连接于二第一直线边1231远离弧线边1232的一端。第二激发段1212、第三激发段1213、电感件1241以及二第一直线边1231例如相平行。二第一直线边1231的长度L5例如小于二第一激发段1211的宽度W1，并大于1毫米。每一第二直线边1233的长度L6例如为5.1毫米。二第一直线边1231与二第一激发段1211之间的间距D3例如皆为2.1毫米。
在本实施例中，电感件1241的长度L7例如为12.9毫米。电感件1241的宽度W7例如为1.03毫米。电感件1241与二第三激发段1213之间的间距D4例如皆为1毫米。每一第一电容件1242的长度L8例如为2毫米。每一第一电容件1242的宽度W8例如为1毫米。每一第二电容件1243的长度L9以及每一第三电容件1244的长度L10例如皆为3毫米。每一第二电容件1243的宽度W9以及每一第三电容件1244的宽度W10例如为2毫米。每一第二电容件1243与电感件1241之间的间距例如D5为1.1毫米。每一第二电容件1243与相邻的二第一电容件1242之间的间距D6、D7例如分别为1毫米以及0.7毫米。最靠近二第一激发段1211的二第一电容件1242与二第一激发段1211之间的间距D8例如皆为1.4毫米。这些第一电容件1242与这些第二电容件1243靠近二第二激发段1212的一侧与二第二激发段1212之间的间距D9例如皆为1.4毫米。
在本实施例中，基板11的长度L11例如为21.4毫米。基板11的宽度W11例如为16.2毫米。基板11的厚度T例如为0.8毫米。
在本实施例中，阻抗匹配体124包含电感件1241、多个第一电容件1242、多个第二电容件1243以及多个第三电容件1244，但不以此为限。在其他实施例中，阻抗匹配体也可以仅包含电感件以及多个第一电容件，或阻抗匹配体也可以仅包含电感件。
在本实施例中，天线单元12的数量仅为单个，但不以此为限。在其他实施例中，请参阅图4与图5。图4为根据本发明第二实施例所述的天线装置的平面示意图。图5为图4的天线装置的回波损耗与隔离度的折线图。
在本实施例中，天线装置10A例如为四收四发的天线装置，即天线装置10A的天线单元12a-12d的数量例如为四个，但不以此为限。这些天线单元12a-12d设置于基板11A，并例如呈数组状排列。任二相邻的天线单元12a-12d的设置方向例如相差90度。任二相邻的天线单元12a-12d之间的间距D10例如为6.26毫米。此外，基板11A的长度L12例如为44毫米。基板11A的宽度W12例如为44毫米。基板11A的厚度(未标示)如第一实施例的基板11的厚度T例如为0.8毫米。
在本实施例中，在5G于n78、n79的频段(3千兆赫至5千兆赫)中，本实施例的天线装置10A除了少部分频段的回波损耗略高于-6dB，其余频段的回波损耗皆在-6dB以下，甚至部分频段的回波损耗更低于-10dB。也就是说，透过前述的结构设计，本实施例的天线装置10A具有良好的阻抗匹配。
此外，在5G于n78、n79的频段中，位于基板11A左上角的天线单元12a与位于基板11A右上角的天线单元12b之间的隔离度、位于基板11A右上角的天线单元12b与位于基板11A右下角的天线单元12c之间的隔离度、位于基板11A右下角的天线单元12c与位于基板11A左下角的天线单元12d之间的隔离度以及位于基板11A左上角的天线单元12a与位于基板11A左下角的天线单元12d之间的隔离度皆在-12db以下，且位于基板11A左上角的天线单元12a与位于基板11A右下角的天线单元12c之间的隔离度以及位于基板11A右上角的天线单元12b与位于基板11A左下角的天线单元12d之间的隔离度皆在-24db以下。也就是说，透过前述的结构设计，本实施例的天线装置10A具有良好的隔离度。
根据上述实施例的天线装置，由于应用于基地台或5G小基站的天线装置设有二钩型激发体、导向体、反射体以及阻抗匹配体，且二钩型激发体相分离，导向体与反射体位于二钩型激发体的相异侧，以及阻抗匹配体位于二钩状激发体与反射体之间，故可令天线装置激发出可涵盖5G于n78、n79的频段，并降低于此频段的回波损耗来满足用户的通讯需求。如此一来，可提升天线装置应用于基地台或5G小基站中所需的通讯质量。
虽然本发明以前述之诸项实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之专利保护范围须视本说明书所附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：
一基板；以及
至少一天线单元，设置于所述基板，所述至少一天线单元包含：
二钩状激发体，所述二钩状激发体相分离并对称，所述二钩状激发体的相对两端分别相对，所述二钩状激发体的一者的一端具有一馈入端，所述二钩状激发体的另一者的一端具有一接地端，所述馈入端与所述接地端相对；
一导向体，位于所述二钩状激发体的一侧；
一反射体，位于所述二钩状激发体远离所述导向体的一侧，所述反射体靠近所述二钩状激发体的一侧具有二第一直线边以及一弧线边，所述二第一直线边分别连接于所述弧线边的相对两端，所述弧线边朝远离所述二钩状激发体的方向凹陷；以及
一阻抗匹配体，包含一电感件，所述电感件位于所述二钩状激发体与所述反射体之间。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，每一所述二钩状激发体包含一第一激发段、一第二激发段以及一第三激发段，所述第二激发段与所述第三激发段分别连接于所述第一激发段的相对两端，并位于所述第一激发段的同一侧，所述二第一激发段远离所述第二激发段与所述第三激发段的一侧分别靠近于所述基板的相对二侧边，所述二第二激发段相对，所述二第三激发段相对，所述二第二激发段的一者远离所述第一激发段的一端具有所述馈入端，所述二第二激发段的另一者远离所述第一激发段的一端具有所述接地端，所述导向体靠近所述二第二激发段，所述电感件至少部分位于所述二第三激发段与所述反射体之间。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述阻抗匹配体更包含多个第一电容件，所述第一电容件位于所述二第二激发段之间，并沿一直线间隔地排列。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述阻抗匹配体更包含相对称的多个第二电容件以及多个第三电容件，所述第二电容件位于所述二第二激发段与所述电感件之间，且任二相邻的所述第二电容件分别位于所述第一电容件之间，所述第三电容件位于所述反射体与所述电感件之间。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述电感件的长度大于所述二第三激发段之间的间距，并小于所述导向体的长度。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述电感件的长度为12.9毫米，所述电感件的宽度为1.03毫米，所述电感件与所述二第三激发段之间的间距皆为1毫米，每一所述第一电容件的长度为2毫米，每一所述第一电容件的宽度为1毫米，每一所述第二电容件的长度以及每一所述第三电容件的长度皆为3毫米，每一所述第二电容件的宽度以及每一所述第三电容件的宽度为2毫米，每一所述第二电容件与所述电感件之间的间距为1.1毫米，每一所述第二电容件与相邻的所述二第一电容件之间的间距分别为1毫米以及0.7毫米，最靠近所述二第一激发段的所述二第一电容件与所述二第一激发段之间的间距皆为1.4毫米，所述第一电容件与所述第二电容件靠近所述二第二激发段的一侧与所述二第二激发段之间的间距皆为1.4毫米。
7.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，每一所述二第一激发段的长度为7毫米，每一所述二第一激发段的宽度为2.6毫米，每一所述二第二激发段的长度为7.4毫米，每一所述二第二激发段的宽度为2.5毫米，每一所述二第二激发段之间的间距为1.4毫米，每一所述二第三激发段的长度为2.5毫米，每一所述二第三激发段的宽度为1毫米。
8.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述导向体的长度为21.4毫米，所述导向体的宽度为1毫米，所述导向体与所述第一激发段以及所述第二激发段之间的间距为1毫米。
9.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述反射体更具有二第二直线边，所述二第二直线边的一端分别连接于所述二第一直线边远离所述弧线边的一端，所述第二激发段、所述第三激发段、所述电感件以及所述二第一直线边相平行，所述二第一直线边的长度小于所述二第一激发段的宽度，并大于1毫米，每一所述二第二直线边的长度为5.1毫米，所述二第一直线边与所述二第一激发段之间的间距皆为2.1毫米。
10.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线单元的数量为多个，所述天线单元呈数组状排列，任二相邻的所述天线单元的设置方向相差90度，且任二相邻的所述天线单元之间的间距为6.26毫米。
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