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TWI496348B - 電子裝置及其天線模組 - Google Patents

電子裝置及其天線模組 Download PDF

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TWI496348B
TWI496348B TW101121067A TW101121067A TWI496348B TW I496348 B TWI496348 B TW I496348B TW 101121067 A TW101121067 A TW 101121067A TW 101121067 A TW101121067 A TW 101121067A TW I496348 B TWI496348 B TW I496348B
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Kuan Jen Chung
Wen Yi Tsai
Chia Wei Su
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Wistron Corp
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
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    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/328—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors between a radiating element and ground

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

電子裝置及其天線模組
本發明係有關於一種天線模組，特別係有關一種適用於寬頻傳輸之天線模組。
基於行動通訊使用者對於快速及便利的需求，『長期演進』(Long Term Evolution，簡稱LTE)以及『五頻傳輸』(Penta band)等傳輸規格也隨之誕生。因此，需要有能同時滿足LTE及Penta band兩種通訊規格的天線模組。
然而，為了要同時滿足上述嚴苛的通訊規格要求，天線模組的體積不易縮小，否則，將犧牲天線模組的傳輸效果，特別是，在低頻部分的傳輸效果將會因天線體積縮小而下降。
本發明即為了欲解決習知技術之問題而提供之一種天線模組，包括一第一接地元件、一本體、一輻射體以及一彎折寄生元件。本體電性連接該第一接地元件。輻射體連接該本體，其中，該輻射體具有一延伸部、一彎折部以及一終端延伸部，該彎折部連接該延伸部，該終端延伸部連接該彎折部。彎折寄生元件包括一寄生延伸部以及一寄生導體部，該寄生延伸部連接該寄生導體部，其中，該終端延伸部與該寄生延伸部位於同一直線之上，該終端延伸部與該寄生延伸部分離。
應用本發明實施例之天線模組，可透過切換的方式，以小體積的天線設計滿足LTE及Penta band兩種通訊規 格。
參照第1圖，其係顯示本發明實施例之天線模組100包括一第一接地元件110、一本體120、一輻射體130以及一彎折寄生元件140。本體120電性連接該第一接地元件110。輻射體130連接該本體120，其中，該輻射體130具有一延伸部131、一彎折部132以及一終端延伸部133，該彎折部132的兩端分別連接該延伸部133以及該終端延伸部133。該延伸部133與該終端延伸部133彼此平行，並分別朝相反方向延伸。彎折寄生元件140包括一寄生延伸部141以及一寄生導體部142，該寄生延伸部141連接該寄生導體部142，其中，該終端延伸部133與該寄生延伸部141位於同一直線L之上。
參照第1圖，本發明實施例之該天線模組100更包括一切換單元150以及一第二接地元件160。切換單元150連接該寄生導體部142。當該天線模組100處於一第一傳輸模態時，該切換單元150將該寄生導體部142電性連接該第二接地元件160。當該天線模組100處於一第二傳輸模態時，該切換單元150將該寄生導體部142與該第二接地元件160電性分離。
參照第1圖，該切換單元150包括一PIN(P-intrinsic-N)二極體153，在該第一傳輸模態中，一啟動電壓Vf 被施加於該PIN二極體，該PIN二極體根據該啟動電壓Vf 導通該寄生導體部142以及該第二接地元件160。
參照第1圖，饋入線191對該本體120饋入訊號。搭 配參照第2A圖，當該天線模組100處於該第一傳輸模態時，該終端延伸部133與該該寄生延伸部141耦合，一表面電流101從饋入點，經過該本體120、該延伸部131、該彎折部132至該終端延伸部133，一等效電流102形成於該寄生延伸部141，並沿該寄生延伸部141行進至該寄生延伸部141的一自由端143。藉此，輻射體130的有效電流路徑被延長(在此實施例中為85mm)，因此可傳輸LTE頻段之無線訊號(698~798MHz)。參照第2B圖，其係顯示天線模組100處於第一傳輸模態時的反射損耗(Return loss)，其中，天線模組100在低頻部分的有效頻段落於698MHz~798MHz的範圍之內。
參照第3A圖，當該天線模組100處於該第二傳輸模態時，一表面電流103從饋入點，經過該延伸部131、該彎折部132至該終端延伸部133。在第二傳輸模態下，輻射體130的有效電流路徑較短(在此實施例中為65mm)，因此傳輸頻段被挪移。參照第3B圖，其係顯示天線模組100處於第二傳輸模態時的反射損耗(Return loss)，其中，天線模組100的傳輸頻段(特別是，低頻部分的傳輸頻段)落於Penta band的頻段之中。
在上述實施例中，該終端延伸部133與該該寄生延伸部141之間具有一間隙G，該間隙G可介於0.1mm至0.5mm之間，例如，0.3mm。
應用本發明實施例之天線模組，可透過切換的方式，以小體積的天線設計滿足LTE及Penta band兩種通訊規格。然而，上述揭露並未限制本發明，本發明之概念亦可 應用於其他頻段之間的切換。
參照第1圖，在上述實施例中，該第一接地元件110以及該第二接地元件160均接地。該第一接地元件110與該第二接地元件160可彼此電性連接，亦，可以一體型的方式形成。
參照第1圖，該寄生延伸部141呈長條形，該寄生導體部142呈L形，該寄生導體部142的一端連接該寄生延伸部141，該寄生導體部142的另一端連接該切換單元150。
參照第1圖，該寄生導體部142包括一第一段部1421以及一第二段部1422，該第一段部1421連接該第二段部1422，該第一段部1421連接該寄生延伸部141，該第二段部1422的延伸方向平行該終端延伸部133，該第一段部1421的延伸方向垂直於該第二段部1422的延伸方向。該第二段部1422與該終端延伸部133並排延伸。該第二段部位1422於該終端延伸部133與該第二接地元件160之間。
參照第1圖，在此實施例中，切換單元150更包括纜線151以及電感152。啟動電壓Vf 係透過纜線151提供，電感152連接該纜線151以及該彎折寄生元件140，電感152用於調整輻射體、彎折寄生元件與PIN(P-intrinsic-N)二極體之間的阻抗匹配，在此實施例中，該電感152的電感值大於12nH，例如，33nH。
參照第1圖，在此實施例中，該天線模組100其更包括一短路結構170以及一寄生輻射元件180。該短路結構170呈U字形，該短路結構170的一端171連接該本體，該短路結構170的另一端172連接該第一接地元件110。 該寄生輻射元件180連接該第一接地元件110，該本體120包括一本體邊緣121，該寄生輻射元件180延伸平行於該本體邊緣121。
參照第4圖，其係顯示應用本發明實施例之天線模組100之一電子裝置1的方塊示意圖。該電子裝置1包括一殼體10以及一控制單元20。控制單元20設於該殼體10之中。天線模組100電性連接該控制單元20。在該第一傳輸模態中，該控制單元20將啟動電壓Vf 施加於該切換單元150，該切換單元150根據該啟動電壓Vf 使該彎折寄生元件140接地。
雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，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。
1‧‧‧電子裝置
10‧‧‧殼體
20‧‧‧控制單元
100‧‧‧天線模組
101‧‧‧表面電流
102‧‧‧等效電流
103‧‧‧表面電流
110‧‧‧第一接地元件
120‧‧‧本體
121‧‧‧本體邊緣
130‧‧‧輻射體
131‧‧‧延伸部
132‧‧‧彎折部
133‧‧‧終端延伸部
140‧‧‧彎折寄生元件
141‧‧‧寄生延伸部
1421‧‧‧第一段部
1422‧‧‧第二段部
142‧‧‧寄生導體部
143‧‧‧自由端
150‧‧‧切換單元
151‧‧‧纜線
152‧‧‧電感
153‧‧‧PIN二極體
160‧‧‧第二接地元件
170‧‧‧短路結構
171、172‧‧‧端
180‧‧‧寄生輻射元件
191‧‧‧饋入線
第1圖係顯示本發明實施例之天線模組；第2A圖係顯示本發明實施例之天線模組處於該第一傳輸模態的電流分佈情況；第2B圖係顯示本發明實施例之天線模組處於該第一傳輸模態時的反射損耗；第3A圖係顯示本發明實施例之天線模組處於該第二傳輸模態的電流分佈情況；第3B圖係顯示本發明實施例之天線模組處於該第二傳輸模態時的反射損耗；以及第4圖係顯示應用本發明實施例之天線模組之電子裝 置的方塊示意圖。
100‧‧‧天線模組
142‧‧‧寄生導體部
110‧‧‧第一接地元件
143‧‧‧自由端
120‧‧‧本體
150‧‧‧切換單元
121‧‧‧本體邊緣
151‧‧‧纜線
130‧‧‧輻射體
152‧‧‧電感
131‧‧‧延伸部
153‧‧‧PIN二極體
132‧‧‧彎折部
160‧‧‧第二接地元件
133‧‧‧終端延伸部
170‧‧‧短路結構
140‧‧‧彎折寄生元件
171、172‧‧‧端
141‧‧‧寄生延伸部
180‧‧‧寄生輻射元件
1421‧‧‧第一段部
191‧‧‧饋入線
1422‧‧‧第二段部

Claims (19)

  1. 一種天線模組，包括：一第一接地元件；一本體，電性連接該第一接地元件；一輻射體，連接該本體，其中，該輻射體具有一延伸部、一彎折部以及一終端延伸部，該彎折部連接該延伸部，該終端延伸部連接該彎折部；一彎折寄生元件，包括一寄生延伸部以及一寄生導體部，該寄生延伸部連接該寄生導體部，其中，該終端延伸部與該寄生延伸部位於同一直線之上，該終端延伸部與該寄生延伸部分離；一切換單元，連接該寄生導體部；以及一第二接地元件，其中，當該天線模組處於一第一傳輸模態時，該切換單元將該寄生導體部電性連接該第二接地元件，當該天線模組處於一第二傳輸模態時，該切換單元將該寄生導體部與該第二接地元件電性分離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中，當該天線模組處於該第一傳輸模態時，該終端延伸部與該該寄生延伸部耦合，一表面電流經過該延伸部、該彎折部至該終端延伸部，一等效電流形成於該寄生延伸部，並沿該寄生延伸部行進至該寄生延伸部的一自由端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中，該切換單元包括一PIN二極體，在該第一傳輸模態中，一啟動電壓被施加於該PIN二極體，該PIN二極體根據該啟動電壓導通該寄生導體部以及該第二接地元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中，該第一接地元件與該第二接地元件電性連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中，該寄生延伸部呈長條形，該寄生導體部呈L形，該寄生導體部的一端連接該寄生延伸部，該寄生導體部的另一端連接該切換單元。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之天線模組，其中，該寄生導體部包括一第一段部以及一第二段部，該第一段部連接該第二段部，該第一段部連接該寄生延伸部，該第二段部的延伸方向平行該終端延伸部，該第一段部的延伸方向垂直於該第二段部的延伸方向。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之天線模組，其中，該第二段部與該終端延伸部並排延伸。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之天線模組，其中，該第二段部位於該終端延伸部與該第二接地元件之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其更包括一短路結構，該短路結構呈U字形，該短路結構的一端連接該本體，該短路結構的另一端連接該第一接地元件。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其更包括一寄生輻射元件，該寄生輻射元件連接該第一接地元件，該本體包括一本體邊緣，該寄生輻射元件延伸平行於該本體邊緣。
  11. 一種電子裝置，包括：一殼體；一控制單元，設於該殼體之中；以及 一天線模組，電性連接該控制單元，包括：一第一接地元件；一本體，電性連接該第一接地元件；一饋入線，電性連接該本體；一輻射體，連接該本體，其中，該輻射體具有一延伸部、一彎折部以及一終端延伸部，該彎折部連接該延伸部，該終端延伸部連接該彎折部；以及一彎折寄生元件，包括一寄生延伸部以及一寄生導體部，該寄生延伸部連接該寄生導體部，其中，該終端延伸部與該寄生延伸部位於同一直線之上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其更包括：一切換單元，連接該寄生導體部；以及一第二接地元件，其中，當該天線模組處於一第一傳輸模態時，該切換單元將該寄生導體部電性連接該第二接地元件，當該天線模組處於一第二傳輸模態時，該切換單元將該寄生導體部與該第二接地元件電性分離。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中，當該天線模組處於該第一傳輸模態時，該終端延伸部與該該寄生延伸部耦合，一表面電流經過該延伸部、該彎折部至該終端延伸部，一等效電流形成於該寄生延伸部，並沿該寄生延伸部行進至該寄生延伸部的一自由端。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中，該切換單元包括一PIN二極體，在該第一傳輸模態中，該控制單元將一啟動電壓施加於該PIN二極體，該PIN二極 體根據該啟動電壓導通該寄生導體部以及該第二接地元件。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中，該第一接地元件與該第二接地元件電性連接。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中，該寄生延伸部呈長條形，該寄生導體部呈L形，該寄生導體部的一端連接該寄生延伸部，該寄生導體部的另一端連接該切換單元。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電子裝置，其中，該寄生導體部包括一第一段部以及一第二段部，該第一段部連接該第二段部，該第一段部連接該寄生延伸部，該第二段部的延伸方向平行該終端延伸部，該第一段部的延伸方向垂直於該第二段部的延伸方向。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電子裝置，其中，該第二段部與該終端延伸部並排延伸。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電子裝置，其中，該第二段部位於該終端延伸部與該第二接地元件之間。
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