TWI420737B - 天線與通訊裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種天線與通訊裝置，且特別是有關於一種尺寸精簡的天線與通訊裝置。
隨著無線傳輸之硬體設備與技術的進步發展，不同電子裝置之間的資料接收與發送已逐漸由有線傳輸的方式進展至無線傳輸的方式。
傳統由金屬片所形成的槽狀天線(slot antenna)即使是單一天線已需佔用電路板極大的面積。然而，多重輸入多重輸出(multiple-input multiple output,MIMO)又是未來無線通訊的主流技術。有別於傳統單一天線運作的設計，MIMO系統為多個天線同時運作，使無線網路能更穩定傳輸並加大資料傳輸量。若要利用槽狀天線組合出多重輸入多重輸出的系統，佔用的電路板面積勢必倍增，進而排擠電路板上可供其他元件配置的面積。因此，利用槽狀天線組合的多重輸入多重輸出系統難以應用在小型電子裝置中。
目前，尚有將天線整合於晶片內的晶片型天線，其具有尺寸精簡的優勢，極適合應用在小型電子裝置中。然而，晶片型天線的成本較高，會使得採用晶片型天線的小型電子裝置在價格上失去競爭優勢。
本發明提供一種天線，尺寸精簡且成本低。
本發明提供一種通訊裝置，其使用之天線尺寸精簡且成本低。
本發明之天線包括一基板、一接地層、一導體片以及一饋入微帶線。基板具有一上表面與一下表面。接地層配置於下表面。導體片配置於基板並實質上垂直於接地層，且導體片電性連接至接地層。饋入微帶線電性連接至導體片。
在此天線的一實施例中，第一導體片被折彎而呈L形。
在此天線的一實施例中，接地層具有一溝槽，溝槽將接地層劃分為一第一部份與一第二部分，第一導體片連接於第二部分。此外，第一導體片例如被折彎而呈L形，且第二部分呈L形。另外，接地層例如具有一開口，第一饋入微帶線具有一第一末段、一第二末段與連接第一、第二末段的一中段。中段位於上表面，第一末段貫穿基板而電性連接至第二部分，第二末段貫穿基板而設置於開口。
在此天線的一實施例中，第一導體片配置於上表面，並藉由貫穿基板的一導電孔道(conductive via)電性連接至接地層。此外，接地層例如具有一開口，第一饋入微帶線貫穿基板而設置於開口。
在此天線的一實施例中，更包括至少一第二導體片與至少一第二饋入微帶線，第二導體片配置於基板並實質上垂直於接地層，且第二導體片電性連接至接地層，而第二饋入微帶線電性連接至第二導體片。
本發明之通訊裝置包括一電池與前述之天線。其中，
第一導體片與電池分別位於基板的上表面與下表面，或第一導體片與電池分別位於基板的下表面與上表面。
在此通訊裝置的一實施例中，第二導體片與電池同樣位於基板的上表面或下表面，但分別位於上表面或下表面的不同區域。
在此通訊裝置的一實施例中，更包括一顯示面板，其中第一導體片與顯示面板同樣位於基板的上表面或下表面，但分別位於上表面或下表面的不同區域。
綜上所述，本發明之天線與通訊裝置是將用於收發訊號的導體片設置為實質上垂直於接地層。因此，可減少基板上被導體片佔用的面積，進而縮小通訊裝置的體積。同時，本發明之天線的成本相較於晶片型天線低了許多。
為讓本發明之上述和其特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1為本發明一實施例之天線的立體示意圖。請參照圖1，本實施例之天線100包括一基板110、一接地層120、一導體片130以及一饋入微帶線140。基板110具有一上表面112與一下表面114。接地層120配置於下表面114。本實施例之導體片130配置於基板110的上表面112，但導體片130也可配置於基板110的下表面114或是其他未標示的側面。導體片130實質上垂直於接地層120且電性連接至接地層120，而導體片130的材質可以是金屬或其他導體。饋入微帶線140電性連接至導體片130。天線100
所要發射的訊號是經由與饋入微帶線140電性連接的訊號線(未繪示)輸入，而天線100所接收的訊號也從饋入微帶線140向外輸出至前述的訊號線。
由於天線100中的導體片130設置為實質上垂直於接地層120，因此導體片130並不佔用基板110太多面積。換言之，天線100的基板110上會有許多面積可供配置其他電子元件。藉此，本實施例之天線100適於應用在例如手機等小型通訊裝置中，而且本實施例之天線100相較於晶片型天線還具有成本低廉的優勢。
請再參照圖1，本實施例的導體片130是以被折彎而呈L形為例，但導體片130也可以是直條狀或其他適當形狀。由於基板110上配置其他電子元件時必需與導體片130保持適當距離，以免干擾訊號的收發。因此，在總長度相同的條件下，呈L形的導體片130只會佔用基板110的角落區，而直條狀的導體片130則會佔用基板110的側邊較多的面積。所以，呈L形的導體片130有利於縮小使用天線100的通訊裝置的體積。
另外，本實施例之饋入微帶線140是連接至L形的導體片130的折彎處，但本發明不限定於此。再者，本實施例之導體片130是藉由貫穿基板110的一導電孔道150而電性連接至接地層120。本實施例中導電孔道150是連接於L形導體片130的短邊的末端，在圖1中被導體片130所遮蔽而僅見靠近接地層120的一段。此外，接地層120例如具有一開口122，饋入微帶線140在連接導體片130
後貫穿基板110而設置於開口122並與訊號線連接，亦即饋入微帶線140並不接觸接地層120。然而，饋入微帶線140也可不貫穿基板110，逕在基板110的上表面112與訊號線(未繪示)連接。
圖2為本發明另一實施例之天線的立體示意圖。請參照圖2，本實施例之天線200與圖1之天線100相似，以下僅介紹兩者間的差異。本實施例的接地層220具有一溝槽224，溝槽224將接地層220劃分為一第一部份220a與一第二部分220b，導體片130連接於接地層220的第二部分220b。其中，第一部份220a與第二部分220b可彼此相連。第二部分220b呈L形，而導體片130也呈L形。當然，第二部分220b與導體片130也可以呈其他形狀，且第二部分220b與導體片130的形狀並不限定需互相對應。第二部分220b位於接地層220的角落的目的是保留更多基板110上的空間供其他電子元件使用。當第二部分220b的面積不斷縮小到為零時，即與第一實施例相同。本實施例之饋入微帶線240具有一第一末段242、一第二末段244與連接兩者的一中段246。中段246位於基板110的上表面112，第一末段242貫穿基板110而電性連接至第二部分220b，第二末段244貫穿基板110而設置於接地層220的一開口222。
圖3與圖4分別為圖1與圖2之天線的反射係數的頻率響應圖。由圖3與圖4可知，以2.4GHz-2.5GHz為工作頻率而設計圖1與圖2的天線，兩者對於工作頻率中的訊
號都有不錯的反射係數表現。圖5A至圖5C分別為圖1之天線在XY平面、XZ平面及YZ平面上的場型圖。圖6A至圖6C分別為圖2之天線在XY平面、XZ平面及YZ平面上的場型圖。圖5A至圖5C及圖6A至圖6C中，實線代表Eψ，而虛線代表Eθ。由場型圖可以看出，圖1與圖2的天線的輻射場型有不錯的表現。
圖7為本發明再一實施例之天線的示意圖。請參照圖7，本實施例之天線700比圖2之天線200更包括多了三個導體片710、720與730以及對應的饋入微帶線712與722，其中對應導體片730的饋入微帶線因角度問題而未見於圖7中。本實施例中的導體片130、710與饋入微帶線240、712是採用如圖2之實施例的設計，而其餘導體片及饋入微帶線則採用如圖1之實施例的設計，接地層740及其他元件上所做的對應設計在此不再贅述。舉例來說，本實施例之天線700可用於構成無線區域網路(WLAN)所需的3×3 MIMO系統，同時還具有用於藍芽系統的部分。本實施例之天線700不僅只佔用基板110上的少量面積而適於應用小型通訊裝置中，且具有成本低廉的優勢。
圖8為本發明一實施例之通訊裝置的示意圖。請參照圖8，本實施例之通訊裝置800包括一電池810與一天線820。其中，天線820與圖7之天線700相同，但天線820也可以其他實施例或其他本發明之天線取代。應注意的是，通訊裝置800中較大的元件是電池810，電池810的外殼通常是會干擾收訊的金屬。為了達到較佳的收訊效果，電池810及其附近的導體片720與730應分別位於基
板110(請參照圖1)的不同表面。但是，較為遠離電池810的導體片130則可與電池810位於基板110的相同表面。另外，通訊裝置800還可包括一顯示面板830，而靠近顯示面板830的導體片130則與顯示面板830分別位於基板110的不同表面，以避免干擾收訊。天線820的基板110可以是一般通訊裝置中的主電路板，因此基板110上未配置導體片或饋入微帶線的部分都可用於配置其他電子元件。當然，通訊裝置800中還可依設計需求而增加其他元件，在此不多做說明。
綜上所述，本發明之天線與通訊裝置中，用於收發訊號的導體片設置為實質上垂直於接地層。因此，可減少基板上被導體片佔用的面積，適合應用在需精簡尺寸的通訊裝置中。即使本發明之天線採用MIMO系統的設計方式，也不會佔用通訊裝置中的太多空間。同時，本發明之天線還具有成本低廉的優點。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、700、820‧‧‧天線
110‧‧‧基板
112‧‧‧上表面
114‧‧‧下表面
120、220、740‧‧‧接地層
122、222‧‧‧開口
130、710、720、730‧‧‧導體片
140、240、712、722‧‧‧饋入微帶線
150‧‧‧導電孔道
220a‧‧‧第一部份
220b‧‧‧第二部分
242‧‧‧第一末段
244‧‧‧第二末段
246‧‧‧中段
800‧‧‧通訊裝置
810‧‧‧電池
830‧‧‧顯示面板
圖1為本發明一實施例之天線的立體示意圖。
圖2為本發明另一實施例之天線的立體示意圖。
圖3與圖4分別為圖1與圖2之天線的反射係數的頻率響應圖。
圖5A至圖5C分別為圖1之天線在XY平面、XZ平面及YZ平面上的場型圖。
圖6A至圖6C分別為圖2之天線在XY平面、XZ平面及YZ平面上的場型圖。
圖7為本發明再一實施例之天線的示意圖。
圖8為本發明一實施例之通訊裝置的示意圖。
100‧‧‧天線
110‧‧‧基板
112‧‧‧上表面
114‧‧‧下表面
120‧‧‧接地層
122‧‧‧開口
130‧‧‧導體片
140‧‧‧饋入微帶線
150‧‧‧導電孔道
Claims (18)
- 一種天線，包括：一基板，具有一上表面與一下表面；一接地層，配置於該下表面；一第一導體片，該第一導體片呈L形，配置於該基板並實質上垂直於該接地層，且該第一導體片電性連接至該接地層，其中該第一導體片的拐角位於該基板的角落；以及一第一饋入微帶線，電性連接至該第一導體片。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該第一導體片被折彎而呈L形。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該接地層具有一溝槽，該溝槽將該接地層劃分為一第一部份與一第二部分，該第一導體片連接於該第二部分。
- 如申請專利範圍第3項所述之天線，其中該第一導體片被折彎而呈L形，且該第二部分呈L形。
- 如申請專利範圍第3項所述之天線，其中該接地層具有一開口，該第一饋入微帶線具有一第一末段、一第二末段與連接該第一、第二末段的一中段，該中段位於該上表面，該第一末段貫穿該基板而電性連接至該第二部分，該第二末段貫穿該基板而設置於該開口。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該第一導體片配置於該上表面，並藉由貫穿該基板的一導電孔道電性連接至該接地層。
- 如申請專利範圍第6項所述之天線，其中該接地層具有一開口，該第一饋入微帶線貫穿該基板而設置於該開口。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線，更包括至少一第二導體片與至少一第二饋入微帶線，該第二導體片配置於該基板並實質上垂直於該接地層，且該第二導體片電性連接至該接地層，而該第二饋入微帶線電性連接至該第二導體片。
- 一種通訊裝置，包括：一電池；一天線，包括：一基板，具有一上表面與一下表面；一接地層，配置於該下表面；一第一導體片，該第一導體片呈L形，配置於該基板並實質上垂直於該接地層，且該第一導體片電性連接至該接地層，其中該第一導體片的拐角位於該基板的角落，其中該第一導體片與該電池分別位於該基板的該上表面與該下表面，或該第一導體片與該電池分別位於該基板的該下表面與該上表面；以及一第一饋入微帶線，電性連接至該第一導體片。
- 如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中該第一導體片被折彎而呈L形。
- 如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中該接地層具有一溝槽，該溝槽將該接地層劃分為一第一部份與 一第二部分，該第一導體片連接於該第二部分。
- 如申請專利範圍第11項所述之通訊裝置，其中該第一導體片被折彎而呈L形，且該第二部分呈L形。
- 如申請專利範圍第11項所述之通訊裝置，其中該接地層具有一開口，該第一饋入微帶線具有一第一末段、一第二末段與連接該第一、第二末段的一中段，該中段位於該上表面，該第一末段貫穿該基板而電性連接至該第二部分，該第二末段貫穿該基板而設置於該開口。
- 如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中該第一導體片配置於該上表面，並藉由貫穿該基板的一導電孔道電性連接至該接地層。
- 如申請專利範圍第14項所述之通訊裝置，其中該接地層具有一開口，該第一饋入微帶線貫穿該基板而設置於該開口。
- 如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中該天線更包括至少一第二導體片與至少一第二饋入微帶線，該第二導體片配置於該基板並實質上垂直於該接地層，且該第二導體片電性連接至該接地層，而該第二饋入微帶線電性連接至該第二導體片。
- 如申請專利範圍第16項所述之通訊裝置，其中該第二導體片與該電池同樣位於該基板的該上表面或該下表面，但分別位於該上表面或該下表面的不同區域。
- 如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，更包括一顯示面板，其中該第一導體片與該顯示面板同樣位於該基 板的該上表面或該下表面，但分別位於該上表面或該下表面的不同區域。
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2008
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- 2008-11-06 US US12/266,538 patent/US20090195462A1/en not_active Abandoned
- 2008-11-25 EP EP08253801A patent/EP2086051A1/en not_active Withdrawn
- 2008-12-18 JP JP2008322952A patent/JP2009188988A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040207557A1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-10-21 | Kuo-Cheng Chen | Perpendicularly-oriented inverted f antenna |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「Improvement of compact terminal antenna performance by incorporating open-end slots in ground plane」 Microwave and Wireless Components Letters, IEEE Volume: 14 , Issue: 6 Digital Object Identifier: 10.1109/LMWC.2004.828007 Publication Year: 2004 , Page(s): 283 - 285 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2086051A1 (en) | 2009-08-05 |
| JP2009188988A (ja) | 2009-08-20 |
| TW200935660A (en) | 2009-08-16 |
| US20090195462A1 (en) | 2009-08-06 |
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