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TW202308221A - Wi-Fi天線及具有該Wi-Fi天線之無線通訊裝置 - Google Patents

Wi-Fi天線及具有該Wi-Fi天線之無線通訊裝置 Download PDF

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TW202308221A
TW202308221A TW110128769A TW110128769A TW202308221A TW 202308221 A TW202308221 A TW 202308221A TW 110128769 A TW110128769 A TW 110128769A TW 110128769 A TW110128769 A TW 110128769A TW 202308221 A TW202308221 A TW 202308221A
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antenna
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antennas
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ground
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TW110128769A
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吳榮泰
陳運宏
王中億
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立端科技股份有限公司
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Publication date
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Abstract

本發明主要揭示一種具多頻段傳送/接收效能之Wi-Fi天線，其主要包括一接地平面、複數個第一倒F天線、複數個第二倒F天線及複數個第三倒F天線，其中，任二個第一倒F天線之間具有一特定夾角。同樣地，任二個第二倒F天線之間以及任二個第三倒F天線之間亦具有同樣的特定夾角。依此設計，在一應用環境中，本發明之Wi-Fi天線的輻射場型能夠同時覆蓋XZ平面、YZ平面以及XY平面。因此，本發明之Wi-Fi天線具有極大潛力能夠取代習知的多頻段天線，從而應用在Wi-Fi路由器。

Description

Wi-Fi天線及具有該Wi-Fi天線之無線通訊裝置
本發明係關於天線之技術領域，尤指一種具多頻段傳送/接收效能之Wi-Fi天線。
隨著線上串流服務、雲端儲存和智慧物聯網(AIoT)的使用越來越普及，無線網路的傳輸效能也不斷提升。為了因應未來無線網路傳輸速率的需求，IEEE標準協會已在2020年陸續通過包括6 GHz 頻段之管理架構。
眾所周知，Wi-Fi路由器皆會搭載天線以收發無線信號，其中所述無線信號指的是2.4GHz頻段和5GHz頻段之無線信號。值得說明的是，Wi-Fi 6為目前最新的Wi-Fi規格，又稱為IEEE 802.11ax。因此，Wi-Fi 6規格的WiFi路由器會被設計可以同時收/發2.4GHz頻段、5GHz頻段和6GHz頻段之無線信號，故其所搭載的天線必須為一多頻段天線。
目前已知的多頻段天線尚無整合傳/收2.4GHz、5GHz頻段和6GHz頻段之無線信號。因此，習知的天線裝置仍具有進一步改良的空間。有鑑於此，本發明之發明人係極力加以研究創作，而終於研發完成本發明之一種具多頻段傳送/接收效能之Wi-Fi天線。
本發明之主要目的在於提供一種具多頻段傳送/接收效能之Wi-Fi天線，其主要包括一接地平面、複數個第一倒F天線、複數個第二倒F天線及複數個第三倒F天線。其中，任二個第一倒F天線之間具有一特定夾角。同樣地，任二個第二倒F天線之間以及任二個第三倒F天線之間亦具有同樣的特定夾角。依此設計，在一應用環境中，本發明之Wi-Fi天線的輻射場型能夠同時覆蓋XZ平面、YZ平面以及XY平面。因此，本發明之Wi-Fi天線具有極大潛力能夠取代習知的頻段天線，從而應用在Wi-Fi路由器。
為達成上述目的，本發明提出所述Wi-Fi天線的一實施例，其包括： 一接地平面，具有一幾何中心與複數個開孔，且該複數個開孔以該幾何中心為圓心從而在該接地平面上實質排列成一圓狀開孔列( are arranged in a circular row on the ground plane)； 複數個用以傳送/接收2.4GHz頻段Wi-Fi信號之第一倒F天線，其中，各所述第一倒F天線皆具有一第一主體、自該第一主體延伸而出的一第一接地端、以及自該第一主體延伸而出的一第一饋入端；其中，各所述第一主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得其所述第一接地端連接一個所述開孔的口緣；其中，任一個所述第一倒F天線的該第一主體的軸向與另一個相鄰所述第一倒F天線的該第一主體的軸向之間具有一特定夾角，且該特定夾角介於60 o和120 o之間； 與該第一倒F天線相同數目之用以傳送/接收5GHz頻段Wi-Fi信號之第二倒F天線，其中，各所述第二倒F天線皆具有一第二主體、自該第二主體延伸而出的一第二接地端、以及自該第二主體延伸而出的一第二饋入端，其中，各所述第二主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得其所述第二接地端連接一個所述開孔的口緣；其中，任一個所述第二倒F天線的該第二主體的軸向與另一個相鄰所述第二倒F天線的該第二主體的軸向之間同樣具有所述特定夾角；以及 與該第一倒F天線相同數目之用以傳送/接收6GHz頻段Wi-Fi信號之第三倒F天線，其中，各所述第三倒F天線皆具有一第三主體、自該第三主體延伸而出的一接地端、以及自該第三主體延伸而出的一第三饋入端，其中，各所述第三主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得其所述第三接地端連接一個所述開孔的口緣；其中，任一個所述第三倒F天線的該第三主體的軸向與另一個相鄰所述第三倒F天線的該第三主體的軸向之間同樣具有所述特定夾角。
在可行的實施例中，在令相鄰之一個所述第一倒F天線、一個所述第二倒F天線和一個所述第三倒F天線組成一多頻段天線群以及令所述特定夾角介於60 o和120 o之間的情況下，所述Wi-Fi天線包含三組、四組、五組、或六組所述多頻段天線群。
在一實施例中，該Wi-Fi天線的製造材料為不鏽鋼。
在一實施例中，該接地平面之上進一步開設有複數個穿孔。
在可行的實施例中，本發明之所述Wi-Fi天線更包括：用以傳送/接收一藍牙信號的一第四倒F天線，該第四倒F天線具有一第四主體、自該第四主體延伸而出的一第四接地端、以及自該第四主體延伸而出的一第四饋入端；其中，該第四主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得該第四接地端連接一個所述開孔的口緣。
在可行的實施例中，所述第一饋入端耦接一第一纜線，所述第二饋入端耦接一第二纜線，所述第三饋入端耦接一第三纜線，所述第四饋入端耦接一第四纜線，且該第一纜線、該第二纜線、該第三纜線和該第四纜線係選擇性地穿過所述開孔及/或所述穿孔。
並且，本發明同時提出一具多頻段傳送/接收效能之Wi-Fi天線裝置的一實施例，其包括： 一殼體； 一如前所述本發明之Wi-Fi天線，其係容置於該殼體中； 一電控式調整機構，連接該殼體；以及； 一控制裝置，用以控制該電控式調整機構； 其中，在該控制裝置的控制下，該電控式調整機構調整該殼體的一仰角和一方向角。
在可行的實施例中，前述本發明之Wi-Fi天線裝置進一步包括： 一電路板，設置該殼體之中，且電性連接所述Wi-Fi天線，從而透過所述Wi-Fi天線達成無線信號之傳送/接收； 一第一散熱器，設置該殼體之中，且介於該Wi-Fi天線和該電路板之間；以及 一第二散熱器，其連接至該電路板之下方； 其中，該電路板可傳送/接收一乙太網路信號；
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種Wi-Fi天線及具有該Wi-Fi天線之無線通訊裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
Wi-Fi天線
請參閱圖1，其顯示本發明之一種Wi-Fi天線的上視圖。並且，圖2顯示本發明之Wi-Fi天線的第一立體圖。如圖1與圖2所示，本發明提出一種具多頻段傳輸效能之Wi-Fi天線1，其包括：一接地平面11、複數個第一倒F天線F1、複數個第二倒F天線F2及複數個第三倒F天線F3。其中，該接地平面11具有一幾何中心與複數個開孔11O，且該複數個開孔11O以該幾何中心為圓心從而在該接地平面11上實質排列成一圓狀開孔列。
更詳細地說明，該複數個第一倒F天線F1、該複數個第二倒F天線F2及該複數個第三倒F天線F3具有相同的設置數量。在一實施例中，該複數個第一倒F天線F1皆用以傳送/接收2.4GHz頻段Wi-Fi信號。並且，在該複數個第一倒F天線F1之中，各所述第一倒F天線F1皆具有一第一主體F10、自該第一主體F10延伸而出的一第一接地端F11、以及自該第一主體F10延伸而出的一第一饋入端F12。依據本發明之設計，如圖1與圖2所示，各所述第一主體F10係水平設置在該接地平面11的上方處，使得其所述第一接地端F11連接一個所述開孔11O的口緣。值得注意的是，任一個所述第一倒F天線F1的該第一主體F10的軸向與另一個相鄰所述第一倒F天線F1的該第一主體F10的軸向之間具有一特定夾角，且該特定夾角介於60 o和120 o之間。舉例而言，圖1與圖2示範性地繪示該特定夾角為90 o，因此在該接地平面11之上共設有四個所述第一倒F天線F1。
另一方面，該複數個第二倒F天線F2皆用以傳送/接收5GHz頻段Wi-Fi信號。並且，在該複數個第二倒F天線F2之中，各所述第二倒F天線F2皆具有一第二主體F20、自該第二主體F20延伸而出的一第二接地端F21、以及自該第二主體F20延伸而出的一第二饋入端F22。依據本發明之設計，如圖1與圖2所示，各所述第二主體F20係水平設置在該接地平面11的上方處，使得其所述第二接地端F21連接一個所述開孔11O的口緣；其中，任一個所述第二倒F天線F2的該第二主體F20的軸向與另一個所述第二倒F天線F2的該第二主體F20的軸向之間同樣具有所述特定夾角。舉例而言，圖1與圖2示範性地繪示該特定夾角為90 o，因此在該接地平面11之上共設有四個所述第二倒F天線F2。
如圖1、圖2、圖3與圖4所示，該複數個第三倒F天線F3皆用以傳送/接收6GHz頻段Wi-Fi信號。並且，在該複數個第三倒F天線F3之中，各所述第三倒F天線F3皆具有一第三主體F30、自該第三主體F30延伸而出的一第三接地端F31、以及自該第三主體F30延伸而出的一第三饋入端F32。依據本發明之設計，如圖1與圖2所示，各所述第三主體F30係水平設置在該接地平面11的上方處，使得其所述第三接地端F31連接一個所述開孔11O的口緣。值得注意的是，任一個所述第三倒F天線F3的該第三主體F30的軸向與另一個相鄰所述第三倒F天線F3的該第三主體F30的軸向之間同樣具有所述特定夾角。舉例而言，圖1與圖2示範性地繪示該特定夾角為90 o，因此在該接地平面11之上共設有四個所述第三倒F天線F3。
故而，依據圖1與圖2可知，在一示範性實施例中，一個所述第一倒F天線F1、一個所述第二倒F天線F2和一個所述第三倒F天線F3組成一多頻段天線群。更詳細地說明，在令相鄰之一個所述第一倒F天線F1、一個所述第二倒F天線F2和一個所述第三倒F天線F3組成一多頻段天線群以及令所述特定夾角介於60 o和120 o之間的情況下，所述Wi-Fi天線1包含三組、四組、五組、或六組所述多頻段天線群。而在最佳的實施態樣中，所述Wi-Fi天線1係如圖1與圖2所示，由四個多頻段天線群所構成。
而在較佳的實施態樣中，依據圖1與圖2可知，所述多頻段天線群中之第一倒F天線F1，係位於所述第二倒F天線F2和所述第三倒F天線F3中間。在此相對排列組態下，本發明之Wi-Fi天線的輻射場型較能夠同時最大化地覆蓋XZ平面、YZ平面以及XY平面。
進一步地，如圖1與圖2所示，本發明之Wi-Fi天線1係更包括用以傳送/接收一藍牙信號的一第四倒F天線F4，該第四倒F天線F4具有一第四主體F40、自該第四主體F40延伸而出的一第四接地端F41、以及自該第四主體F10延伸而出的一第四饋入端F42；其中，該第四主體F40係水平設置在該接地平面11的上方處，使得該第四接地端F41連接一個所述開孔11O的口緣。更詳細地說明，製作本發明之Wi-Fi天線1之時，係以對不鏽鋼板進行沖壓、沖孔等製程，而後製作出不鏽鋼材質的接地平面11以及形成於該接地平面11之上的複數個開孔11O、複數個第一倒F天線F1、複數個第二倒F天線F2、複數個第三倒F天線F3、以及一第四倒F天線F4。進一步地，還可在該接地平面11之上製作出複數個穿孔11T。如此，在實際應用本發明之Wi-Fi天線1時，所述第一饋入端F12耦接一第一纜線，所述第二饋入端F22耦接一第二纜線，所述第三饋入端F32耦接一第三纜線，所述第四饋入端F42耦接一第四纜線，接著令該第一纜線、該第二纜線、該第三纜線和該第四纜線選擇性地穿過所述開孔11O及/或所述穿孔11T。
Wi-Fi天線裝置
請參閱圖5，其顯示本發明之一種Wi-Fi天線裝置的立體圖。並且，請同時參閱圖6與圖7，其分別顯示本發明之Wi-Fi天線裝置的側視圖與上視圖。如圖5所示，本發明之Wi-Fi天線裝置包括：一殼體10、如前所述本發明之Wi-Fi天線1、一電控式調整機構13、以及一控制裝置12。其中，該殼體10將所述Wi-Fi天線1容置於其中。另一方面，如圖5、圖6與圖7所示，該電控式調整機構13連接該殼體10且受控於該控制裝置12。依此設計，在該控制裝置12的控制下，該電控式調整機構13調整該殼體10的一仰角
Figure 02_image001
和一方向角
Figure 02_image003
。從而，在一應用環境中，本發明之Wi-Fi天線1的輻射場型能夠同時覆蓋XZ平面、YZ平面以及XY平面。因此，本發明之Wi-Fi天線1具有極大潛力能夠取代習知的多頻段天線，從而應用在Wi-Fi路由器。
無線通訊裝置
請參閱圖8與圖9，其顯示具有本發明之Wi-Fi天線的一無線通訊裝置的第一、第二立體圖。並且，圖10顯示本發明之無線通訊裝置的內部結構圖。特別地，本發明同時提出一種無線通訊裝置2，其包括：一殼體20、一電路板21、本發明之Wi-Fi天線1、一第一散熱器H1、以及一第二散熱器H2。其中，該電路板21設置該殼體10之中，且電性連接所述Wi-Fi天線1，從而透過所述Wi-Fi天線1達成無線信號之傳送/接收。如圖8、圖9與圖10所示，該電路板21上設有複數個RJ45接口2R，故而其可傳送/接收一乙太網路信號。
如圖10所示，該第一散熱器H1設置該殼體20之中，且介於該Wi-Fi天線1和該電路板21之間。並且，該第二散熱器H2連接至該電路板21之下方。應可理解，由於所述該電路板21用於處理乙太網路信號及多頻段Wi-Fi信號，故而電路板21會設置多種處理器晶片以及信號轉換晶片，而該第一散熱器H1和該第二散熱器H2主要用於協助該電路板21進行高效能散熱。
進一步地，圖11顯示本發明之無線通訊裝置2的側視圖，且圖12為本發明之無線通訊裝置2的上視圖。在可行的實施例中，如圖11與圖12所示，本發明之無線通訊裝置2還包括一電控式調整機構23，其連接該殼體20且受控於一控制裝置22。在該控制裝置22的控制下，該電控式調整機構23調整該殼體20的一仰角
Figure 02_image001
和一方向角
Figure 02_image003
。依此設計，在一應用環境中，設置在該無線通訊裝置2的殼體20內的Wi-Fi天線1之輻射場型能夠同時覆蓋XZ平面、YZ平面以及XY平面，從而大幅提升該無線通訊裝置2的網路覆蓋率。
如此，上述已完整且清楚地說明本發明之一種Wi-Fi天線及具有該Wi-Fi天線之無線通訊裝置。然而，必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
1:Wi-Fi天線 10:殼體 12:控制裝置 13:電控式調整機構 11:接地平面 11O:開孔 11T:穿孔 F1:第一倒F天線 F10:第一主體 F11:第一接地端 F12:第一饋入端 F2:第二倒F天線 F20:第二主體 F21:第二接地端 F22:第二饋入端 F3:第三倒F天線 F30:第三主體 F31:第三接地端 F32:第三饋入端 F4:第四倒F天線 F40:第四主體 F41:第四接地端 F42:第四饋入端 2:無線通訊裝置 20:殼體 21:電路板 22:控制裝置 23:電控式調整機構 2R:RJ45接口 H1:第一散熱器 H2:第二散熱器
圖1為本發明之一種Wi-Fi天線的上視圖； 圖2為本發明之Wi-Fi天線的第一立體圖； 圖3為本發明之Wi-Fi天線的第一側視圖； 圖4為本發明之Wi-Fi天線的第二側視圖； 圖5為本發明之一種Wi-Fi天線裝置的立體圖； 圖6為本發明之Wi-Fi天線裝置的側視圖； 圖7為本發明之Wi-Fi天線裝置的上視圖； 圖8為具有本發明之Wi-Fi天線的一無線通訊裝置的第一立體圖； 圖9為具有本發明之Wi-Fi天線的一無線通訊裝置的第二立體圖； 圖10為設置在該無線通訊裝置的殼體內的必要電子零件的立體圖； 圖11為本發明之無線通訊裝置的側視圖；以及 圖12為本發明之無線通訊裝置的上視圖。
1:Wi-Fi天線
11:接地平面
F1:第一倒F天線
F2:第二倒F天線
F3:第三倒F天線

Claims (10)

  1. 一種具多頻段傳輸效能之Wi-Fi天線，包括： 一接地平面，具有一幾何中心與複數個開孔，且該複數個開孔以該幾何中心為圓心從而在該接地平面上實質排列成一圓狀開孔列； 複數個用以傳送/接收2.4GHz頻段Wi-Fi信號之第一倒F天線，其中，各所述第一倒F天線皆具有一第一主體、自該第一主體延伸而出的一第一接地端、以及自該第一主體延伸而出的一第一饋入端；其中，各所述第一主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得其所述第一接地端連接一個所述開孔的口緣；其中，任一個所述第一倒F天線的該第一主體的軸向與另一個相鄰所述第一倒F天線的該第一主體的軸向之間具有一特定夾角，且該特定夾角介於60 o和120 o之間； 與該第一倒F天線相同數目之用以傳送/接收5GHz頻段Wi-Fi信號之第二倒F天線，其中，各所述第二倒F天線皆具有一第二主體、自該第二主體延伸而出的一第二接地端、以及自該第二主體延伸而出的一第二饋入端，其中，各所述第二主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得其所述第二接地端連接一個所述開孔的口緣；其中，任一個所述第二倒F天線的該第二主體的軸向與另一個相鄰所述第二倒F天線的該第二主體的軸向之間同樣具有所述特定夾角；以及 與該第一倒F天線相同數目之用以傳送/接收6GHz頻段Wi-Fi信號之第三倒F天線，其中，各所述第三倒F天線皆具有一第三主體、自該第三主體延伸而出的一接地端、以及自該第三主體延伸而出的一第三饋入端，其中，各所述第三主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得其所述第三接地端連接一個所述開孔的口緣；其中，任一個所述第三倒F天線的該第三主體的軸向與另一個相鄰所述第三倒F天線的該第三主體的軸向之間同樣具有所述特定夾角。
  2. 如請求項1所述之Wi-Fi天線，其中，在令相鄰之一個所述第一倒F天線、一個所述第二倒F天線和一個所述第三倒F天線組成一多頻段天線群以及令所述特定夾角介於60 o和120 o之間的情況下，所述Wi-Fi天線包含三組、四組、五組、或六組所述多頻段天線群。
  3. 如請求項2所述之Wi-Fi天線，其中，在各個所述多頻段天線群之中，該第一倒F天線係位於該第二倒F天線和該第三倒F天線中間。
  4. 如請求項1所述之Wi-Fi天線，其中，該Wi-Fi天線的製造材料為不鏽鋼。
  5. 如請求項1所述之Wi-Fi天線，其中，該接地平面之上進一步開設有複數個穿孔。
  6. 如請求項5所述之Wi-Fi天線，其中，所述第一饋入端耦接一第一纜線，所述第二饋入端耦接一第二纜線，所述第三饋入端耦接一第三纜線，且該第一纜線、該第二纜線和該第三纜線係選擇性地穿過所述開孔及/或所述穿孔。
  7. 如請求項1所述之Wi-Fi天線，更包括用以傳送/接收一藍牙信號的一第四倒F天線，該第四倒F天線具有一第四主體、自該第四主體延伸而出的一第四接地端、以及自該第四主體延伸而出的一第四饋入端；其中，該第四主體係水平設置在該接地平面的上方處，使得該第四接地端連接一個所述開孔的口緣。
  8. 一種具多頻段傳送/接收效能之Wi-Fi天線裝置，包括： 一殼體； 一如請求項1所述之Wi-Fi天線，其係容置於該殼體中； 一電控式調整機構，連接該殼體；以及； 一控制裝置，用以控制該電控式調整機構； 其中，在該控制裝置的控制下，該電控式調整機構調整該殼體的一仰角和一方向角。
  9. 如請求項8所述之Wi-Fi天線裝置，其進一步包含： 一電路板，設置該殼體之中，且電性連接所述Wi-Fi天線，從而透過所述Wi-Fi天線達成無線信號之傳送/接收； 一第一散熱器，設置該殼體之中，且介於該Wi-Fi天線和該電路板之間；以及 一第二散熱器，其連接至該電路板之下方。
  10. 如請求項8所述之Wi-Fi天線裝置，該電路板可傳送/接收一乙太網路信號。
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