TW201507282A - 整合式天線 - Google Patents

Abstract

一種整合式天線，包括第一接地部、第二接地部、延伸接地部以及輻射單元。第一接地部與第二接地部從一接地面延伸而出，並形成第一共振路徑與第二共振路徑。延伸接地部從第一接地部延伸而出。延伸接地部與部分的第一接地部形成第三共振路徑。輻射單元透過一耦合方式激發第一接地部、第二接地部與延伸接地部，以致使整合式天線操作在至少一延伸頻帶。此外，第一接地部隔離延伸接地部與第二接地部之間的耦合效應。

Description

整合式天線

本發明是有關於一種整合式天線，且特別是有關於一種具有多個共振路徑的整合式天線。

天線是無線通訊裝置中不可或缺的一重要元件，且其性能直接攸關無線通訊裝置的通訊品質。隨著消費者對通訊產品之功能需求的多樣化，無線通訊裝置往往必須內建多個天線單元，以同時支援多種無線通訊功能。

然而，近年來無線通訊裝置的外觀也朝向輕薄短小的方向設計，進而導致無線通訊裝置的硬體空間有限。因此，如何整合無線通訊裝置中的天線單元，並兼顧天線的通訊品質，已是天線在設計上的一大課題。

本發明提供一種整合式天線，用以縮間天線的硬體空間，並兼顧天線的通訊品質。

本發明的整合式天線，包括第一接地部、第二接地部、延伸接地部以及輻射單元。第一接地部與第二接地部從一接地面延伸而出，並形成第一共振路徑與第二共振路徑。延伸接地部從第一接地部延伸而出，且延伸接地部與部分的第一接地部形成第三共振路徑。輻射單元透過一耦合方式激發第一接地部、第二接地部與延伸接地部，以致使整合式天線操作在至少一延伸頻帶。此外，第一接地部隔離延伸接地部與第二接地部之間的耦合效應。

基於上述，本發明的第一接地部與第二接地部是從一接地面延伸而出，且延伸接地部是從第一接地部延伸而出。此外，本發明更利用輻射單元激發第一接地部、第二接地部與延伸接地部。藉此，將有助於縮減整合式天線的硬體空間。再者，第一接地部還可用以作為第二接地部與延伸接地部之間的隔離元件，進而有助於增加整合式天線的通訊品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧整合式天線

110‧‧‧第一接地部

111‧‧‧第一區段

112‧‧‧第二區段

120‧‧‧第二接地部

130‧‧‧延伸接地部

140‧‧‧輻射單元

141‧‧‧第一輻射部

142‧‧‧第二輻射部

150‧‧‧接地面

151‧‧‧接地面的一邊緣

160‧‧‧基板

161‧‧‧基板的一表面

FP1、FP2‧‧‧饋入點

GP1、GP2‧‧‧接地點

PT1~PT5‧‧‧共振路徑

210~230、310~330‧‧‧曲線

圖1為依據本發明一實施例之整合式天線的架構示意圖。

圖2為依據本發明一實施例之整合式天線的散射參數曲線圖。

圖3為現有技術之整合式天線的散射參數曲線圖。

圖1為依據本發明一實施例之整合式天線的架構示意圖。參照圖1，整合式天線100包括第一接地部110、第二接地部120、延伸接地部130以及輻射單元140，且輻射單元140包括第一輻射部141與第二輻射部142。

第一接地部110與第二接地部120是從接地面150延伸而出。延伸接地部130則是從第一接地部110延伸而出。換言之，本實施例之第一接地部110與第二接地部120是直接電性連接至接地面150，而延伸接地部130則是透過第一接地部110電性連接至接地面150。因此，從另一角度來看，延伸接地部130與第一接地部110是共用同一接地點GP1，而第二接地部120則是具有另一接地點GP2。

更進一步來看，第一接地部110可形成第一共振路徑PT1，且第二接地部120可形成第二共振路徑PT2。此外，延伸接地部130與部分的第一接地部110可形成第二共振路徑PT3。另一方面，輻射單元140會透過一耦合方式來激發第一接地部110、第二接地部120與延伸接地部130。藉此，整合式天線100將可透過第一至第三共振路徑PT1~PT3產生多個共振模態，進而操作在至少一延伸頻帶下。

舉例來說，第一輻射部141具有第一饋入點FP1，以接收第一饋入訊號。此外，來自第一輻射部141的第一饋入訊號會耦 合至第一接地部110與第二接地部120。藉此，整合式天線100將可透過第一共振路徑PT1產生第一共振模態，進而操作在第一延伸頻帶(例如，LTE 700)下。此外，整合式天線100也可透過第二共振路徑PT2產生第二共振模態，進而操作在第二延伸頻帶(例如，LTE 2600)下。

第二輻射部142具有第二饋入點FP2，以接收第二饋入訊號。此外，來自第二輻射部142的第二饋入訊號會耦合至延伸接地部130。藉此，整合式天線100將可透過第三共振路徑PT3產生第三共振模態，進而操作在第三延伸頻帶(例如，2.4GHz)下。此外，整合式天線100是基於四分之一波長的共振機制來產生各個共振模態。因此，第一共振路徑的長度為第一延伸頻帶中一最低頻率的1/4波長，第二共振路徑的長度為第二延伸頻帶中一最低頻率的1/4波長，且第三共振路徑的長度為第三延伸頻帶中一最低頻率的1/4波長。

整合式天線100也可透過輻射單元140操在至少一操作頻帶。舉例來說，第一輻射部141會形成第四共振路徑PT4。因此，在第一饋入訊號的激發下，第一輻射部141會產生第四共振模態，進而致使整合式天線100可操作在第一操作頻帶(例如，GSM 1800/GSM 1900/WCDMA 2100)。此外，在第二饋入訊號的激發下，第二輻射部142會產生第五共振模態，進而致使整合式天線100可操作在第二操作頻帶(例如，5.8GHz)。在一實施例中，第四共振路徑的長度為第一操作頻帶中一最低頻率的1/4波長，且第五共振 路徑的長度為第二操作頻帶中一最低頻率的1/4波長。

換言之，整合式天線100可透過第一輻射部141、第一接地部110與第二接地部120，操作在LTE 700、GSM 1800、GSM 1900、WCDMA 2100、LTE 2600頻帶。因此，第一輻射部141、第一接地部110與第二接地部120可相當於一LTE天線單元。再者，整合式天線100可透過第二輻射部142、延伸接地部130與部分的第一接地部110操作在2.4GHz與5.8GHz頻帶。因此，第二輻射部142與延伸接地部130可相當於一WLAN天線單元。

值得一提的是，LTE天線單元與WLAN天線單元共用第一接地部110，亦即共用同一接地點GP1。因此，在實體配置上，可以縮減LTE天線單元與WLAN天線單元之間的間距，進而有助於縮減整合式天線100的硬體空間。除此之外，第一接地部110還可用以作為一屏蔽元件，以藉此降低兩天線單元之間的耦合效應。藉此，將可提升兩天線單元的隔離度，進而兼顧整合式天線100的通訊品質。

舉例來說，圖2為依據本發明一實施例之整合式天線的散射參數曲線圖。其中，圖2實施例所列舉之整合式天線的尺寸約為73×12 mm²。此外，曲線210與220分別為LTE天線單元與WLAN天線單元的返回損失。曲線230為兩天線單元的隔離度，且在各個頻帶下的隔離度標示在圖2的右上角。

另一方面，圖3為現有技術之整合式天線的散射參數曲線圖。其中，圖3中現有技術之整合式天線的尺寸約為90×12 mm²。此外，曲線310與320分別為現有技術之LTE天線單元與WLAN天線單元的返回損失。曲線330為兩天線單元的隔離度，且在各個頻帶下的隔離度標示在圖3的右上角。

比較圖2與圖3來看，本實施所列舉的天線結構有助於縮減整合式天線的長度。此外，在圖2中，本實施所列舉之整合式天線的隔離度大多低於-20dB。然而，圖3中現有技術之整合式天線的隔離度大多高於-20dB。換言之，本實施所列舉的天線結構不僅有助於縮減整合式天線的硬體空間，還可提升天線單元之間的隔離度。

為了致使本領域具有通常知識者能更加瞭解圖1實施例，以下將針對整合式天線100的細部結構進行更進一步地說明。請繼續參照圖1，第一接地部110包括第一區段111與第二區段112。第一區段111的一端具有接地點GP1，並透過接地點GP1電性連接至接地面150的一邊緣151。第一區段111的另一端電性連接至第二區段112。此外，延伸接地部130電性連接第一區段111，且延伸接地部130與第二區段112配置在第一區段111的兩側。

在整體配置上，第一輻射部141、第二接地部120、第一區段111與第二輻射部142沿著接地面150的邊緣151依序排列。此外，第二區段112位在第一輻射部141與第二接地部120的上方，且第二區段112平行於部分的第一輻射部141與部分的第二接地部120。此外，延伸接地部130位在第二輻射部142的上方，且延伸接地部130平行於部分的第二輻射部142。再者，第一輻射 部141平行於部分的第二接地部120。

藉此，第一輻射部141將可分別與第一接地部110的第二區段112、第二接地部120相隔一耦合間距，以將第一饋入訊號耦合至第二區段112與第二接地部120。此外，第一輻射部141的末端鄰近第二區段112的末端，進而有助於增加兩者之間的耦合效應。此外，第二輻射部142與延伸接地部130也相隔一耦合間距，以將第二饋入訊號耦合至延伸接地部130。相似地，第二輻射部142的末端鄰近延伸接地部130的末端，進而有助於增加兩者之間的耦合效應。

更進一步來看，圖1中的第一輻射部141、第一接地部110、第二接地部120與第二輻射部142的形狀可例如為L型，但其並非用以限定本發明。此外，如圖1所示，在一實施例中，整合式天線100更包括一基板160，且第一接地部110、第二接地部120、延伸接地部130以及輻射單元140皆設置在基板160的一表面161上。換言之，整合式天線100可相當於一平面天線。

綜上所述，本發明的第一接地部與第二接地部是從一接地面延伸而出，且延伸接地部是從第一接地部延伸而出。此外，本發明更利用輻射單元激發第一接地部、第二接地部與延伸接地部。藉此，延伸接地部與第一接地部將可共用同一接地點，進而有助於縮減整合式天線的硬體空間。再者，第一接地部還可用以作為第二接地部與延伸接地部之間的隔離元件，進而有助於增加整合式天線的通訊品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧整合式天線

110‧‧‧第一接地部

111‧‧‧第一區段

112‧‧‧第二區段

120‧‧‧第二接地部

130‧‧‧延伸接地部

140‧‧‧輻射單元

141‧‧‧第一輻射部

142‧‧‧第二輻射部

150‧‧‧接地面

151‧‧‧接地面的一邊緣

160‧‧‧基板

161‧‧‧基板的一表面

FP1、FP2‧‧‧饋入點

GP1、GP2‧‧‧接地點

PT1~PT5‧‧‧共振路徑

Claims (10)

1. 一種整合式天線，包括：一第一接地部與一第二接地部，從一接地面延伸而出，並形成一第一共振路徑與一第二共振路徑；一延伸接地部，從該第一接地部延伸而出，且該延伸接地部與部分的該第一接地部形成一第三共振路徑；以及一輻射單元，透過一耦合方式激發該第一接地部、該第二接地部與該延伸接地部，以致使該整合式天線操作在至少一延伸頻帶，且該第一接地部隔離該延伸接地部與該第二接地部之間的耦合效應。
2. 如申請專利範圍第1項所述的整合式天線，其中該第一接地部包括：一第一區段，電性連接該接地面的一邊緣；以及一第二區段，電性連接該第一區段，且該第二區段平行於部分的該第二接地部。
3. 如申請專利範圍第2項所述的整合式天線，其中該延伸接地部電性連接該第一區段，且該延伸接地部與該第二區段配置在該第一區段的兩側。
4. 如申請專利範圍第2項所述的整合式天線，其中該輻射單元包括：一第一輻射部，具有一第一饋入點，以接收一第一饋入訊號，且該第一輻射部透過該耦合方式將該第一饋入訊號耦合至該第二 區段與該第二接地部；以及一第二輻射部，具有一第二饋入點，以接收一第二饋入訊號，且該第二輻射部透過該耦合方式將該第二饋入訊號耦合至該延伸接地部。
5. 如申請專利範圍第4項所述的整合式天線，其中該第二區段平行於部分的該第一輻射部，且該延伸接地部平行於部分的該第二輻射部。
6. 如申請專利範圍第4項所述的整合式天線，其中該第一輻射部、該第二接地部、該第一區段與該第二輻射部沿著該接地面的該邊緣依序排列。
7. 如申請專利範圍第4項所述的整合式天線，其中該第一輻射部、該第一接地部、該第二接地部與該第二輻射部的形狀皆為L型。
8. 如申請專利範圍第4項所述的整合式天線，其中該第一輻射部與該第二輻射部形成一第四共振路徑與一第五共振路徑，以致使該整合式天線更操作在一第一操作頻帶與一第二操作頻帶。
9. 如申請專利範圍第8項所述的整合式天線，其中該第四共振路徑的長度為該第一操作頻帶中一最低頻率的1/4波長，且該第五共振路徑的長度為該第二操作頻帶中一最低頻率的1/4波長。
10. 如申請專利範圍第1項所述的整合式天線，其中該至少一延伸頻帶包括一第一至一第三延伸頻帶，該第一共振路徑的長度為該第一延伸頻帶中一最低頻率的1/4波長，該第二共振路徑的 長度為該第二延伸頻帶中一最低頻率的1/4波長，且該第三共振路徑的長度為該第三延伸頻帶中一最低頻率的1/4波長。