TW201739105A - 雙頻天線 - Google Patents

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TW201739105A
TW201739105A TW105113278A TW105113278A TW201739105A TW 201739105 A TW201739105 A TW 201739105A TW 105113278 A TW105113278 A TW 105113278A TW 105113278 A TW105113278 A TW 105113278A TW 201739105 A TW201739105 A TW 201739105A
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吳岷錡
羅國彰
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智易科技股份有限公司
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    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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Abstract

雙頻天線包含基板、第一組天線、隔離金屬片以及第二組天線。第一組天線包含第一平面倒F型天線及第二平面倒F型天線。第一平面倒F型天線包含第一幅射部及第一接地部。第二平面倒F型天線包含第二幅射部及第二接地部。第一平面倒F型天線與第二平面倒F型天線互相對稱並設置在基板的第一面。隔離金屬片耦接在第一接地部與第二接地部之間。第二組天線包含第三天線及第四天線。第三天線耦接到第一接地部。第四天線耦接到第二接地部。第三天線與第四天線互相對稱並設置在基板的第二面。第一組天線操作在第一頻率，第二組天線操作在第二頻率。

Description

雙頻天線
本發明是有關於一種天線裝置，且特別是有關於一種雙頻天線。
在手持式電子裝置(例如行動電話或筆記型電島等裝置)或無線傳輸裝置等裝置中，通常會使用多種尺寸輕巧支天線。舉例來說，結構輕巧、傳輸效能良好且可輕易地被設置在手持式電子裝置內壁之平面倒F形天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)或單極天線(Monopole Antenna)被廣泛地應用在多種手持式電子裝置的無線傳輸或筆記型電腦或無線通訊裝置中。然而，習知的雙頻天線為了縮小尺寸，天線結構之間距離太近容易產生輻射干擾。因此，如何提供一種消除天線結構之間的輻射干擾而保持輕巧的尺寸，乃目前業界所欲解決的問題之一。
根據本揭露的一實施例，提供一種雙頻天線。雙頻天線包含一基板、一第一組天線、一隔離金屬片以及一第二組天線。基板具有互相平行的一第一面及一第二面。第一組天線設置在基板的第一面。第一組天線包含一第一平面倒F型天線及一第二平面倒F型天線。第一平面倒F型天線包含一第一幅射部及一第一接地部。第一輻射部耦接到第一接地部，第一 接地部具有一第一饋入端及一第一接地端。第二平面倒F型天線包含一第二幅射部及一第二接地部，第二輻射部耦接到第二接地部，第二接地部具有一第二饋入端及一第二接地端。其中第一平面倒F型天線與第二平面倒F型天線互相對稱並設置在基板的第一面。隔離金屬片耦接在第一平面倒F型天線的第一接地部與第二平面倒F型天線的第二接地部之間。第二組天線設置在基板的第二面。第二組天線包含一第三天線及一第四天線。第三天線包含一第三幅射部及一第一饋入連接部，第一饋入連接部耦接到第一平面倒F型天線的第一接地部。第四天線包含一第四幅射部及一第二饋入連接部，第二饋入連接部耦接到第二平面倒F型天線的第二接地部。其中第三天線與第四天線互相對稱並設置在基板的第二面。其中第一平面倒F型天線及第二平面倒F型天線操作在一第一頻率，第三天線及第四天線操作在一第二頻率，第一頻率大於第二頻率。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100‧‧‧雙頻天線
110‧‧‧基板
120‧‧‧第一組天線
130‧‧‧隔離金屬片
140‧‧‧第二組天線
1202‧‧‧第一平面倒F型天線
1204‧‧‧第二平面倒F型天線
122‧‧‧第一幅射部
124、524、624、724、824、924、1024、1124‧‧‧第一接地部
126‧‧‧第二幅射部
128、528、628、727、828、928、1028、1128‧‧‧第二接地部
132‧‧‧隔離連接部
134‧‧‧隔離延伸部
1402‧‧‧第三天線
1404‧‧‧第四天線
142‧‧‧第三幅射部
144‧‧‧第一饋入連接部
146‧‧‧第四幅射部
148‧‧‧第二饋入連接部
1321、1322、1341、1342、1441、1442、1481、1482、2361、2362、2381、2382‧‧‧端點
A1‧‧‧第一面
A2‧‧‧第二面
G1‧‧‧接地面
FP1‧‧‧第一饋入端
FP2‧‧‧第二饋入端
GP1‧‧‧第一接地端
GP2‧‧‧第二接地端
d1‧‧‧間距
236、336、436‧‧‧第一分支
238、338、438‧‧‧第二分支
X1、X2‧‧‧距離
第1圖繪示本揭露一實施例的雙頻天線100的示意圖。
第2圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線200的示意圖。
第3圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線300的示意圖。
第4圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線400的示意圖。
第5圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線500的示意圖。
第6圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線600的示意圖。
第7圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線700的示意圖。
第8圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線800的示意圖。
第9圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線900的示意圖。
第10圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線1000的示意圖。
第11圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線1100的示意圖。
第1圖繪示本揭露一實施例的雙頻天線100的示意圖。如第1圖所示，雙頻天線100包含一基板110、一第一組天線120、一隔離金屬片130以及一第二組天線140。基板110具有互相平行的一第一面A1及一第二面A2。第一組天線120設置在基板110的第一面A1。第一組天線120包含一第一平面倒F型天線1202及一第二平面倒F型天線1204。第一平面倒F型天線1202包含一第一幅射部122及一第一接地部124。第一輻射部122耦接到第一接地部124，第一接地部124具有一第一饋入端FP1及一第一接地端GP1。第二平面倒F型天線1204包含一第二幅射部126及一第二接地部128，第二輻射部126耦接到第二接地部128，第二接地部128具有一第二饋入端FP2及一第二接地端GP2。第一接地端GP1與第二接地端GP2耦接到一接地面G1。其中第一平面倒F型天線1202與第二平面倒F型天線1204互相對稱並設置在基板110的第一面A1。
隔離金屬片130耦接在第一平面倒F型天線1202的第一接地部124與第二平面倒F型天線1204的第二接地部128之間。第二組天線140設置在基板110的第二面A2。第二組天線140包含一第三天線1402及一第四天線1404。第三天線1402包含一第三幅射部142及一第一饋入連接部144，第一饋入連接部144耦接到第一平面倒F型天線1202的第一接地部124。第四天線1404包含一第四幅射部146及一第二饋入連接部148， 第二饋入連接部148耦接到第二平面倒F型天線1204的第二接地部128。
在此實施例中，第一饋入連接部146及第二饋入連接部148例如為一穿孔(Via)。其中第三天線1402與第四天線1404互相對稱並設置在基板110的第二面A2。其中第一平面倒F型天線1202及第二平面倒F型天線1204操作在一第一頻率，第三天線1402及第四天線1404操作在一第二頻率，第一頻率大於第二頻率。第一頻率。
舉例來說，第一頻率位於5GHz的頻段，第二頻率位於2.4GHz的頻段。其中隔離金屬片130用以隔離第一平面倒F型天線1202及一第二平面倒F型天線1204之間的輻射，也就是用來調整高頻部分的匹配及隔離效果。
詳細的說，在此實施例中，隔離金屬片例如為一T型結構。隔離金屬片130包含一隔離連接部132及一隔離延伸部134。隔離連接部132具有一第一端1321及一第二端1322。隔離連接部之第一端1321及第二端1322分別耦接第一接地部124與第二接地部128。隔離延伸部134，具有一第一端1341及一第二端1342，隔離延伸部之第一端1341耦接到隔離連接部132之第一端1321及第二端1322之間之中點。隔離延伸部134與隔離連接部132互相垂直。隔離連接部132與接地面G1互為平行並具有一間距d1。此間距例如不超過2mm，或者不超過第一頻率的對應波長的十分之一。
在此實施例中，更可藉由調整隔離連接部132及隔離延伸部134的尺寸來調整高頻部分天線(即第一平面倒F型天線1202及第二平面倒F型天線1204)的匹配及隔離效果。例如，第一接地端GP1經由隔離連 接部132的第一端1321及隔離延伸部134的第一端1341到隔離延伸部134的第二端1342的距離(如第1圖中的X1)等於第一頻率(5GHz)的對應波長的四分之一。因為第一平面倒F型天線1202與第二平面倒F型天線1204互相對稱，故第二接地端GP2經由隔離連接部132的第二端1322及隔離延伸部134的第一端1341到隔離延伸部134的第二端1342的距離也會等於第一頻率(5GHz)的對應波長的四分之一。因此，本揭露更可依據高頻部分天線的頻率來調整隔離連接部132及隔離延伸部134的尺寸以調整高頻部分的匹配及隔離效果以隔離第一平面倒F型天線1202及一第二平面倒F型天線1204之間的輻射。
另一方面，第一接地部124及第二接地部128分別用以隔離第三天線1302及第四天線1304之間的輻射，也就是用來調整低頻部分的匹配及隔離效果。
詳細的說，第一饋入連接部144具有一第一連接端1441及一第二連接端1442，第一連接端1441耦接到第一接地部124，第二連接端1442耦接到第三輻射部142。第二饋入連接部148具有一第一連接端1481及一第二連接端1482，第一連接端1481耦接到第二接地部128，第二連接端1482耦接到第四輻射部146。
在一實施例中，可藉由調整第一接地部124及第二接地部128的尺寸來調整低頻部分天線(即第三天線1402及第四天線1404)的匹配及隔離效果。例如，第一饋入連接部144之第一連接端1441沿著第一接地部124到第一接地端GP1的距離(如第1圖中的X2)為第二頻率的對應波長的四分之一或八分之一。因為第三天線1402與第四天線1404互相對 稱，故第二饋入連接部148之第一連接端1481沿著第二接地部128到第二接地端GP2的距離也為第二頻率的對應波長的四分之一或八分之一。因此，本揭露更可依據低頻部分天線的頻率來調整第一接地部124及第二接地部128的尺寸以調整低頻部分的匹配及隔離效果以隔離第三天線1402及第四天線1404之間的輻射。
在本揭露中，並不限制隔離金屬片130的形狀。請參照第2圖，第2圖繪示本揭露另一實施例的雙頻天線200的示意圖。在第2圖中，為方便描述說明，不繪示設置在基板110的第二面A2的第二組天線140。第2圖的雙頻天線200與第1圖的雙頻天線100的區別在於，隔離金屬片為一工型結構。隔離金屬片130更包含一第一分支236及一第二分支238。第一分支236與第二分支238互相對稱。第一分支236具有一第一端及2361一第二端2362。第一分支236之第一端2361耦接到隔離延伸部134的第二端1342。第二分支238具有一第一端2381及一第二端2382。第二分支238之第一端2381耦接到隔離延伸部134的第二端1342。其中，第一接地端GP1經由隔離連接部132的第一端1321、隔離延伸部134的第一端1341及隔離延伸部134的第二端1342到第一分支236的第二端2362的距離等於第一頻率的對應波長的四分之一。同樣的，第二接地端GP2經由隔離連接部132的第二端1322、隔離延伸部134的第一端1341及隔離延伸部134的第二端1342到第二分支238的第二端2382的距離等於第一頻率的對應波長的四分之一。
又例如第3圖所示，第3圖的雙頻天線300與第1圖的雙頻天線100的區別在於，隔離金屬片130包含的第一分支336及第二分支338 為互相對稱的V型結構。又例如第4圖所示，第4圖的雙頻天線400與第1圖的雙頻天線100的區別在於，隔離金屬片130包含的第一分支436及第二分支438為各具有一彎折。因此，在本揭露中，並不限制隔離金屬片130的形狀，可視實際需要調整隔離金屬片130的形狀或尺寸以配合第一平面倒F型天線1202與第二平面倒F型天線1204的匹配或隔離效果。
同樣的，本揭露並不限制第一組天線120的結構或形狀。例如第5圖所示，第5圖的雙頻天線500與第1圖的雙頻天線100的區別在於，第一接地部524更包含一向左的彎折，第二接地部528更包含一向右的彎折。又例如第6圖所示，第6圖的雙頻天線600與第1圖的雙頻天線100的區別在於，第一接地部624與第二接地部628為一圓弧狀的倒U型結構。
又請參照第7~11圖，第7~11圖的雙頻天線700、800、900、1000及1100與第1圖的雙頻天線100的區別在於，第一接地部724、824、924、1024及1124與第二接地部728、828、928、1028及1128的結構不同。雖然未繪示於圖中，然而本揭露也不限制第一輻射部122的形狀或結構。因此，可視實際需要調整第一組天線120的結構或形狀。
同樣的，雖未繪示於圖中，本揭露也不限制第二組天線140的結構或形狀。第二組天線140可為一單偶極天線、一平面倒F型天線、一立體天線或者其他種類的天線。第二組天線設置於基板110的第二面A2而透過第一饋入連接部144及第二饋入連接部148分別耦接到第一平面倒F型天線1202的第一接地部124及第二平面倒F型天線1204的第二接地部128。並且，第一饋入連接部144耦接到第一平面倒F型天線1202的第一 接地部124的位置也不限制，也就是說，可在第一接地部124的任意位置使用一穿孔(Via)以耦接第三天線1402。同樣的，可在第二接地部128的任意位置使用一穿孔(Via)以耦接第四天線1404。
綜上所述，本揭露所提供之雙頻天線藉由一隔離金屬片以隔離第一平面倒F型天線及一第二平面倒F型天線之間的輻射，以調整高頻部分的匹配而具有高隔離的效果。雙頻天線更藉由第一接地部及第二接地部以隔離第三天線及第四天線之間的輻射，以調整低頻部分的匹配而具有高隔離的效果。另外，天線設計者可改變隔離金屬片的長度或形狀等結構及/或輻射部及/或接地部的長度或形狀等結構而輕易地調整天線的操作頻率。此外，本發明所提供之雙頻天線係具備結構簡單、輕巧的優點，故可依不同應用需求而結合至各式通訊電子產品。
綜上所述，雖然本揭露已以多個實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧雙頻天線
110‧‧‧基板
120‧‧‧第一組天線
130‧‧‧隔離金屬片
140‧‧‧第二組天線
1202‧‧‧第一平面倒F型天線
1204‧‧‧第二平面倒F型天線
122‧‧‧第一幅射部
124‧‧‧第一接地部
126‧‧‧第二幅射部
128‧‧‧第二接地部
132‧‧‧隔離連接部
134‧‧‧隔離延伸部
1402‧‧‧第三天線
1404‧‧‧第四天線
142‧‧‧第三幅射部
144‧‧‧第一饋入連接部
146‧‧‧第四幅射部
148‧‧‧第二饋入連接部
1321、1322、1341、1342、1441、1442、1481、1482‧‧‧端點
A1‧‧‧第一面
A2‧‧‧第二面
G1‧‧‧接地面
FP1‧‧‧第一饋入端
FP2‧‧‧第二饋入端
GP1‧‧‧第一接地端
GP2‧‧‧第二接地端
d1‧‧‧間距
X1、X2‧‧‧距離

Claims (8)

  1. 一種雙頻天線，包含：一基板，具有互相平行的一第一面及一第二面；一第一組天線，設置在該基板的該第一面，包含：一第一平面倒F型天線，包含一第一幅射部及一第一接地部，該第一輻射部耦接到該第一接地部，該第一接地部具有一第一饋入端及一第一接地端；及一第二平面倒F型天線，包含一第二幅射部及一第二接地部，該第二輻射部耦接到該第二接地部，該第二接地部具有一第二饋入端及一第二接地端；其中該第一平面倒F型天線與該第二平面倒F型天線互相對稱並設置在該基板的該第一面；一隔離金屬片，耦接在該第一平面倒F型天線的該第一接地部與該第二平面倒F型天線的該第二接地部之間；以及一第二組天線，設置在該基板的該第二面，包含：一第三天線，包含一第三幅射部及一第一饋入連接部，該第一饋入連接部耦接到該第一平面倒F型天線的該第一接地部；及一第四天線，包含一第四幅射部及一第二饋入連接部，該第二饋入連接部耦接到該第二平面倒F型天線的該第二接地部；其中該第三天線與該第四天線互相對稱並設置在該基板的該第二面；其中該第一平面倒F型天線及該第二平面倒F型天線操作在一第一頻 率，該第三天線及該第四天線操作在一第二頻率，該第一頻率大於該第二頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中該隔離金屬片包含：一隔離連接部，具有一第一端及一第二端，該第一端及該第二端分別耦接該第一接地部與該第二接地部；以及一隔離延伸部，具有一第三端及一第四端，該第三端耦接到該隔離連接部之該第一端及該第二端之間之中點，該隔離延伸部與該隔離連接部互相垂直。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之雙頻天線，其中該第一接地端經由該隔離連接部的該第一端及該隔離延伸部的該第三端到該隔離延伸部的該第四端的距離等於該第一頻率的對應波長的四分之一，該第二接地端經由該隔離連接部的該第二端及該隔離延伸部的該第三端到該隔離延伸部的該第四端的距離等於該第一頻率的對應波長的四分之一。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之雙頻天線，其中該隔離金屬片更包含：一第一分支，具有一第五端及一第六端，該第五端耦接到該隔離延伸部的該四端；以及一第二分支，具有一第七端及一第八端，該第七端耦接到該隔離延伸部的該四端；其中該第一分支與該第二分支互相對稱，該第一接地端經由該隔離連接部的該第一端、該隔離延伸部的該第三端及該隔離延伸部的該第四端到該第一分支的該第六端的距離等於該第一頻率的對應波長的四分之一，該第二接地端經由該隔離連接部的該第二端、該隔離延伸部的該第三端及該 隔離延伸部的該第四端到該第二分支的該第八端的距離等於該第一頻率的對應波長的四分之一。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中該第一饋入連接部具有一第一連接端及一第二連接端，該第一連接端耦接到該第一接地部，該第二連接端耦接到該第三輻射部，該第二饋入連接部具有一第三連接端及一第四連接端，該第三連接端耦接到該第二接地部，該第四連接端耦接到該第四輻射部，其中該第一連接端沿著該第一接地部到該第一接地端的距離為該第二頻率的對應波長的四分之一或八分之一，該第三連接端沿著該第二接地部到該第二接地端的距離為該第二頻率的對應波長的四分之一或八分之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中該第一饋入連接部及該第二饋入連接部分別為一穿孔(Via)。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之雙頻天線，其中該第一接地端與該第二接地端耦接到一接地面，該隔離連接部與該接地面互為平行並具有一間距。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之雙頻天線，其中該間距小於或等於2mm。
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