CN221226561U - 天线结构 - Google Patents

Abstract

一种天线结构，包括：一馈入辐射部、一第一辐射部、一第二辐射部、一第三辐射部，以及一载体元件。馈入辐射部具有一馈入点。第一辐射部系耦接至馈入辐射部，其中第一辐射部具有一蜿蜒结构。第二辐射部系耦接至馈入辐射部，其中第二辐射部系邻近于第一辐射部。第三辐射部系耦接至一接地电位，其中第三辐射部系邻近于第二辐射部。馈入辐射部、第一辐射部、第二辐射部，以及第三辐射部皆设置于载体元件上。

Description

天线结构

技术领域

本实用新型系关于一种天线结构，特别系关于一种具有宽频带(Wideband)的天线结构。

背景技术

随着移动通讯技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通讯的功能。有些涵盖长距离的无线通讯范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通讯，而有些则涵盖短距离的无线通讯范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。

天线(Antenna)为无线通讯领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其操作频宽(Operational Bandwidth)过窄，则很容易造成移动装置的通讯品质下降。因此，如何设计出一种小尺寸、宽频带的天线结构，对设计者而言是一项重要课题。

实用新型内容

在较佳实施例中，本实用新型提出一种天线结构，包括：一馈入辐射部，具有一馈入点；一第一辐射部，耦接至该馈入辐射部，其中该第一辐射部具有一蜿蜒结构；一第二辐射部，耦接至该馈入辐射部，其中该第二辐射部系邻近于该第一辐射部；一第三辐射部，耦接至一接地电位，其中该第三辐射部系邻近于该第二辐射部；以及一载体元件，其中该馈入辐射部、该第一辐射部、该第二辐射部，以及该第三辐射部皆设置于该载体元件上。

在一些实施例中，该第一辐射部系大致呈现一U字形。

在一些实施例中，该第一辐射部包括一不等宽部分和一半圆弧部分。

在一些实施例中，该第二辐射部包括一较宽部分和一较窄部分，而该较窄部分系经由该较宽部分耦接至该馈入辐射部。

在一些实施例中，该第三辐射部系呈现一不等宽L字形。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部之间形成一第一耦合间隙，而该第二辐射部和该第三辐射部之间形成一第二耦合间隙。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带，以及一第三频带，该第一频带系介于703MHz至803MHz之间，该第二频带系介于1710MHz至1880MHz之间，而该第三频带系介于1920MHz至2170MHz之间。

在一些实施例中，该馈入辐射部和该第一辐射部的总长度系大致等于该第一频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该馈入辐射部和该第二辐射部的总长度系大致等于该第二频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第三辐射部的长度系介于该第三频带的0.125倍至0.25倍波长之间。

附图说明

图1系显示根据本实用新型一实施例所述的天线结构的示意图。

图2系显示根据本实用新型一实施例所述的天线结构的电压驻波比图。

附图标记说明

100:天线结构

110:馈入辐射部

111:馈入辐射部的第一端

112:馈入辐射部的第二端

120:第一辐射部

121:第一辐射部的第一端

122:第一辐射部的第二端

124:第一辐射部的不等宽部分

125:第一辐射部的半圆弧部分

130:第二辐射部

131:第二辐射部的第一端

132:第二辐射部的第二端

134:第二辐射部的较宽部分

135:第二辐射部的较窄部分

140:第三辐射部

141:第三辐射部的第一端

142:第三辐射部的第二端

148:第三辐射部的缺口

150:载体元件

190:信号源

FB1:第一频带

FB2:第二频带

FB3:第三频带

FP:馈入点

GC1:第一耦合间隙

GC2:第二耦合间隙

L1,L2,L3:长度

R1:半径

VSS:接地电位

具体实施方式

为让本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本实用新型的具体实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」及「包括」一词为开放式的用语，故应解释成「包含但不仅限定于」。「大致」一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，「耦接」一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

以下的揭露内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的揭露内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本揭露书叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下揭露书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复系为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

此外，其与空间相关用词。例如「在…下方」、「下方」、「较低的」、「上方」、「较高的」及类似的用词，系为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在图式中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

图1系显示根据本实用新型一实施例所述的天线结构(Antenna Structure)100的示意图。天线结构100可以套用于一移动装置(Mobile Device)当中，例如：一智能型手机(Smart Phone)、一平板电脑(Tablet Computer)、一笔记型电脑(Notebook Computer)、一无线分享器(Wireless Access Point)、一路由器(Router)，或是具有通讯功能的任一装置。抑或，天线结构100可以套用于一电子装置(Electronic Device)当中，例如：一物联网(Internet of Things，IOT)中的任一单元。

在图1的实施例中，天线结构100包括：一馈入辐射部(Feeding RadiationElement)110、一第一辐射部(Radiation Element)120、一第二辐射部130、一第三辐射部140，以及一载体元件(Carrier Element)150，其中馈入辐射部110、第一辐射部120、第二辐射部130，以及第三辐射部140皆可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。

馈入辐射部110可以大致呈现一直条形。详细而言，馈入辐射部110具有一第一端111和一第二端112，其中一馈入点(Feeding Point)FP系位于馈入辐射部110的第一端111处。馈入点FP更可耦接至一信号源(Signal Source)190。例如，信号源190可为一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发天线结构100。

第一辐射部120具有一蜿蜒结构(Meandering Structure)。例如，第一辐射部120可以大致呈现一U字形，但亦不仅限于此。详细而言，第一辐射部120具有一第一端121和一第二端122，其中第一辐射部120的第一端121系耦接至馈入辐射部110的第二端112，而第一辐射部120的第二端122为一开路端(Open End)。在一些实施例中，第一辐射部120包括邻近于第一端121处的一不等宽部分(Variable-Width Portion)124和邻近于第二端122处的一半圆弧部分(Half-Arc Portion)125。必须注意的是，本说明书中所谓「邻近」或「相邻」一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：10mm或更短)，亦可包括对应的二元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。

第二辐射部130可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，第二辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第二辐射部130的第一端131系耦接至馈入辐射部110的第二端112，而第二辐射部130的第二端132为一开路端。例如，第二辐射部130的第二端132和第一辐射部120的第二端122两者可大致朝相同方向作延伸。在一些实施例中，第二辐射部130包括邻近于第一端131处的一较宽部分(Wide Portion)134和邻近于第二端132处的一较窄部分(Narrow Portion)135，其中较窄部分135可经由较宽部分134耦接至馈入辐射部110。在一些实施例中，第二辐射部130的较宽部分134系邻近于第一辐射部120的第二端122，使得第一辐射部120和第二辐射部130之间可形成一第一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。

第三辐射部140可以大致呈现一不等宽L字形。详细而言，第三辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第三辐射部140的第一端141系耦接至一接地电位(GroundVoltage)VSS，而第三辐射部140的第二端142为一开路端。接地电位VSS可由天线结构100的一系统接地面(System Ground Plane)所提供(未显示)。例如，第三辐射部140的第二端142和第二辐射部130的第二端132两者可大致朝相同方向作延伸。在一些实施例中，第三辐射部140系邻近于第二辐射部130的较宽部分134，其中第二辐射部130和第三辐射部140之间可形成一第二耦合间隙GC2。在一些实施例中，第三辐射部140更具有一缺口(Notch)148，其可大致呈现一矩形或一正方形，并可邻近于第三辐射部140的第一端141处。

馈入辐射部110、第一辐射部120、第二辐射部130，以及第三辐射部140可皆设置于载体元件150上。载体元件150的形状和种类于本实用新型中并不特别作限制。举例而言，载体元件150可为一非导体支撑元件(Nonconductive Support Element)，像是一FR4(FlameRetardant 4)基板、一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，或是一软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。在一些实施例中，天线结构100可为一平面化天线结构。在另一些实施例中，天线结构100亦可改为一立体天线结构。

图2系显示根据本实用新型一实施例所述的天线结构100的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图2的量测结果，天线结构100可涵盖一第一频带FB1、一第二频带FB2，以及一第三频带FB3。例如，第一频带FB1可介于703MHz至803MHz之间，第二频带FB2可介于1710MHz至1880MHz之间，而第三频带FB3可介于1920MHz至2170MHz之间。因此，天线结构100将至少可支援LTE(Long Term Evolution)的宽频操作。

在一些实施例中，天线结构100的操作原理可如下列所述。馈入辐射部110和第一辐射部120可共同激发产生前述的第一频带FB1。馈入辐射部110和第二辐射部130可共同激发产生前述的第二频带FB2。第三辐射部140可由馈入辐射部110和第二辐射部130所耦合激发，以产生前述的第三频带FB3。根据实际量测结果，第一辐射部120的半圆弧部分125可用于微调前述的第一频带FB1的阻抗匹配(Impedance Matching)。另外，第二辐射部130和第三辐射部140的不等宽设计则可用于提供更多电流路径(Current Path)，从而能增加前述的第二频带FB2和第三频带FB3的频宽(Bandwidth)。

在一些实施例中，天线结构100的元件尺寸可如下列所述。馈入辐射部110和第一辐射部120的总长度L1可以大致等于天线结构100的第一频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。馈入辐射部110和第二辐射部130的总长度L2可以大致等于天线结构100的第二频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。第三辐射部140的长度L3可以介于天线结构100的第三频带FB3的0.125倍至0.25倍波长之间(λ/8～λ/4)。第一辐射部120的半圆弧部分125的半径R1可介于2mm至3mm之间。第一耦合间隙GC1的宽度可介于3mm至4mm之间。第二耦合间隙GC2的宽度可介于0.2mm至0.4mm之间。以上元件尺寸的范围系根据多次实验结果而得出，其有助于最佳化天线结构100的操作频宽(Operational Bandwidth)和阻抗匹配。

在一些实施例中，前述的天线结构100可应用于一销售时点信息(Point of Sale，POS)系统当中(未显示)。由于销售时点信息系统包括前述的天线结构100，故此销售时点信息系统将能支援无线通讯(Wireless Communication)的功能。在一些实施例中，销售时点信息系统更包括一射频电路(RF Circuit)、一滤波器(Filter)、一放大器(Amplifier)、一处理器(Processor)，或(且)一外壳(Housing)，但亦不仅限于此。

本实用新型提出一种新颖的天线结构。与传统设计相比，本实用新型至少具有小尺寸、宽频带，以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通讯装置或物联网当中。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆非为本实用新型的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本实用新型的天线结构并不仅限于图1-2所图示的状态。本实用新型可以仅包括图1-2的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本实用新型的天线结构当中。

在本说明书以及权利要求中的序数，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

本实用新型虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

一馈入辐射部，具有一馈入点；

一第一辐射部，耦接至该馈入辐射部，其中该第一辐射部具有一蜿蜒结构；

一第二辐射部，耦接至该馈入辐射部，其中该第二辐射部系邻近于该第一辐射部；

一第三辐射部，耦接至一接地电位，其中该第三辐射部系邻近于该第二辐射部；以及

一载体元件，其中该馈入辐射部、该第一辐射部、该第二辐射部，以及该第三辐射部皆设置于该载体元件上。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一辐射部系大致呈现一U字形。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一辐射部包括一不等宽部分和一半圆弧部分。

4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第二辐射部包括一较宽部分和一较窄部分，而该较窄部分系经由该较宽部分耦接至该馈入辐射部。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第三辐射部系呈现一不等宽L字形。

6.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一辐射部和该第二辐射部之间形成一第一耦合间隙，而该第二辐射部和该第三辐射部之间形成一第二耦合间隙。

7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带，以及一第三频带，该第一频带系介于703MHz至803MHz之间，该第二频带系介于1710MHz至1880MHz之间，而该第三频带系介于1920MHz至2170MHz之间。

8.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部和该第一辐射部的总长度系大致等于该第一频带的0.25倍波长。

9.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部和该第二辐射部的总长度系大致等于该第二频带的0.25倍波长。

10.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于，该第三辐射部的长度系介于该第三频带的0.125倍至0.25倍波长之间。