TWI765621B - 雙饋入天線 - Google Patents

Abstract

一種雙饋入天線包括接地面、延伸架、第一倒F天線以及第二倒F天線。延伸架設置於接地面上，且延伸架垂直於接地面；第一倒F天線設置於延伸架上，第一倒F天線透過第一饋入端及第一短路端與延伸架連接；以及第二倒F天線設置於延伸架上，第二倒F天線透過第二饋入端及第二短路端與延伸架連接，且第二短路端鄰近第一短路端。

Description

雙饋入天線

一種雙饋入天線，更詳而言之，係一種具有仰角輻射場型(up-tilt omni-directional pattern)的雙饋入天線。

一般而言，現有的無線通訊產品(例如吸頂式WiFi機台等)為了提升功能而增加天線數量，但為了維持相同的產品尺寸，使得每支天線能夠利用的空間嚴重壓縮，從而影響天線的功能或特性。

更詳細而言，天線之間的能量耦合主要是透過空間中的電磁波(輻射)分布以及物理結構上的表面波(surface wave)分布，其中改變空間中的電磁波將改變輻射能量分布，可能導致無法獲得所需要的仰角輻射場型。但在另一方面， 習知技術常使用的單極天線(Monopole antenna)、偶極天線(Dipole antenna)或平面倒F天線(PIFA)等等天線結構，在複數個天線之間距離相近時結構上的表面波會互相耦合而使得隔離度不佳。因此，如何能提供一種可維持仰角輻射場型，並具有高隔離度的雙饋入天線，遂成為業界亟待解決的課題。

為解決前述習知技術的種種問題，本發明之一目的，即在於提供一種可維持仰角輻射場型，並具有高隔離度的雙饋入天線。

為了達到前述目的，本發明之雙饋入天線包括接地面、延伸架、第一倒F天線以及第二倒F天線。延伸架設置於接地面上，且延伸架垂直於接地面；第一倒F天線設置於延伸架上，第一倒F天線包括第一饋入端及第一短路端，第一饋入端及第一短路端與延伸架連接；以及第二倒F天線設置於延伸架上，第二倒F天線包括第二饋入端及第二短路端，第二饋入端及第二短路端與延伸架連接，且第二短路端鄰近第一短路端。

於本發明之一實施型態中，本發明之雙饋入天線還包括第一天線平行板、第二天線平行板、第一延伸平行板以及第二延伸平行板。第一天線平行板設置於第一倒F天線靠近第一饋入端之一端；第二天線平行板設置於第二倒F天線靠近第二饋入端之一端；第一延伸平行板設置於延伸架之一端且與第一天線平行板平行；以及第二延伸平行板設置於延伸架之另一端且與第二天線平行板平行，其中，第一延伸平行板之位置對應第一天線平行板，以及第二延伸平行板之位置對應第二天線平行板。

於本發明之一實施型態中，第一天線平行板或第二天線平行板與接地面平行。

於本發明之一實施型態中，第一饋入點與第二饋入點之間的距離為載波波長的1/2。

於本發明之一實施型態中，第一倒F天線的操作頻率與第二倒F天線的操作頻率係相同或不相同。

於本發明之一實施型態中，第一倒F天線還包括第一輻射體，以及第二倒F天線還包括第二輻射體，且第一輻射體的長度與第二輻射體的長度係相同或不相同。

相較於習知技術，本發明之雙饋入天線具有設置在接地面上的延伸架，且第一倒F天線與第二倒F天線係設置於延伸架上，藉由延伸架抬升第一倒F天線與第二倒F天線的第一饋入端與第二饋入端來降低在接地面形成的表面波分布，因此能夠有效提高隔離度，且依舊維持仰角輻射場型。除此之外，還可附加第一天線平行板、第二天線平行板、第一延伸平行板以及第二延伸平行板，形成電容結構，令本發明之雙饋入天線之等效電路如同帶阻濾波器，可進一步提高隔離度。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

請參閱圖1，圖1係為本發明第一實施例之雙饋入天線的架構示意圖。如圖所示，本發明之雙饋入天線包括接地面10、延伸架11、第一倒F天線12以及第二倒F天線13。

接地面10可例如是金屬平板，且其面積遠大於延伸架11、第一倒F天線12以及第二倒F天線13。延伸架11設置於接地面10上，延伸架10可例如是矩形板狀的金屬導體，且垂直於接地面10。

第一倒F天線12設置於延伸架11上，第一倒F天線12透過第一饋入端120及第一短路端121與延伸架11連接。同樣地，第二倒F天線13設置於延伸架11上，第二倒F天線13透過第二饋入端130及第二短路端131與延伸架11連接，且第二短路端131鄰近第一短路端121。換句話說，第一倒F天線12以及第二倒F天線13相對地設置在延伸架11上，且第二短路端131與第一短路端121之間的距離小於第二短路端131與第一饋入端120之間的距離。

在習知技術中，是將單極天線、偶極天線或平面倒F天線等等天線結構直接設置於接地面上，因此其中一天線會有部分能量經由在接地面上的表面波到達相鄰之另一天線，天線與天線之間的能量耦合會互相干擾而影響傳輸表現，不利於無線通訊產品對於增加天線數量的需求。

相較之下，本發明之雙饋入天線藉由延伸架11抬升第一倒F天線12與第二倒F天線13的第一饋入端120與第二饋入端130，第一饋入端120與第二饋入端130未直接接觸接地面10，這將降低因第一饋入端120或第二饋入端130所饋入之能量而在接地面10所形成的表面波分布，因此能夠有效提高隔離度。另一方面，第一倒F天線12以及第二倒F天線13仍維持仰角輻射場型，符合無線通訊產品的設計需求。

請參閱圖2，圖2係為本發明第二實施例之雙饋入天線的立體架構示意圖。在一實施例中，本發明之雙饋入天線還包括第一天線平行板122、第二天線平行板132、第一延伸平行板110以及第二延伸平行板111。第一天線平行板122設置於第一倒F天線12靠近第一饋入端120之一端。第二天線平行板132設置於第二倒F天線13靠近第二饋入端130之一端。第一延伸平行板110設置於延伸架11之一端且與第一天線平行板122平行，以及第二延伸平行板111設置於延伸架11之另一端且與第二天線平行板132平行。其中，第一延伸平行板110之位置對應第一天線平行板122，以及第二延伸平行板111之位置對應第二天線平行板132。 第一天線平行板122、第二天線平行板132、第一延伸平行板110以及第二延伸平行板111可例如是矩形板狀的金屬導體，但不以此為限。

在進一步的實施例中，第一天線平行板122或第二天線平行板110與接地面10(未圖示於圖2)平行。

更詳細而言，第一天線平行板122與第一延伸平行板110平行且位置相對應，以形成電容結構。相同地，第二天線平行板132與第二延伸平行板111平行且位置相對應，以形成電容結構。

請參閱圖3，圖3係為本發明第二實施例之雙饋入天線的等效電路示意圖。更詳細而言，圖3係為由第一饋入端120a或第二饋入端130a所觀察到之第一倒F天線12以及第二倒F天線13之等效電路。其中，第一天線平行板122與第一延伸平行板110所形成之等效電路模型為電容C1，第一饋入端120至第一短路端121之間的導體所形成之等效電路模型為電感L1。相同地，第二天線平行板132與第二延伸平行板111所形成之等效電路模型為電容C2，第二饋入端130至第二短路端131之間的導體所形成之等效電路模型為電感L2。

如圖3所示，第一天線平行板122、第一延伸平行板110及第一倒F天線12所形成之等效電路模型與帶阻濾波器(Band rejection filter)相同，第二天線平行板132、第二延伸平行板111及第二倒F天線13則形成另一帶阻濾波器。因此，由第一饋入端120a或第二饋入端130a所觀察之等效電路為兩個帶阻濾波器，此電路結構能夠提升第一倒F天線12及第二倒F天線13之間的隔離度。

在一實施例中，第一饋入點120與第二饋入點130之間的距離為載波波長的1/2。

在一實施例中，第一倒F天線12的操作頻率與第二倒F天線13的操作頻率係相同或不相同。為了滿足無線通訊產品對於多種操作頻率之需求，第一倒F天線12與第二倒F天線13的操作頻率可設計為不同頻率。

請參閱圖4，圖4係為本發明第三實施例之雙饋入天線的架構示意圖。在一實施例中，第一倒F天線12還包括第一輻射體123，以及第二倒F天線還13包括第二輻射體133，且第一輻射體123的長度與第二輻射體133的長度係相同或不相同。

由於倒F天線的輻射體長度、饋入端至短路端之距離等因素會影響操作頻率，因此當第一倒F天線12與第二倒F天線13的操作頻率設計為不同頻率時，第一輻射體123的長度與第二輻射體133的長度可不相同，且第一倒F天線12的面積與第二倒F天線13的面積可不相同。

綜上所述，本發明之雙饋入天線具有設置在接地面上的延伸架，且第一倒F天線與第二倒F天線係設置於延伸架上，藉由延伸架抬升第一倒F天線與第二倒F天線的第一饋入端與第二饋入端來降低在接地面形成的表面波分布，因此能夠有效提高隔離度，且依舊維持仰角輻射場型。除此之外，還可附加第一天線平行板、第二天線平行板、第一延伸平行板以及第二延伸平行板，形成電容結構，令本發明之雙饋入天線之等效電路如同帶阻濾波器，可進一步提高隔離度。

上述實施方式僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

10:接地面 11:延伸架 110:第一延伸平行板 111:第二延伸平行板 12:第一倒F天線 120:第一饋入端 120a:第一饋入端 121:第一短路端 122:第一天線平行板 123:第一輻射體 13:第二倒F天線 130:第二饋入端 130a:第二饋入端 131:第二短路端 132:第二天線平行板 133:第二輻射體 C1、C2:電容 L1、L2:電感

圖1係為本發明第一實施例之雙饋入天線的架構示意圖。

圖2係為本發明第二實施例之雙饋入天線的立體架構示意圖。

圖3係為本發明第二實施例之雙饋入天線的等效電路示意圖。

圖4係為本發明第三實施例之雙饋入天線的架構示意圖。

10:接地面

11:延伸架

12:第一倒F天線

120:第一饋入端

121:第一短路端

13:第二倒F天線

130:第二饋入端

131:第二短路端

132:第二天線平行板

Claims (5)

1. 一種雙饋入天線，包括：接地面；延伸架，設置於該接地面上，且該延伸架垂直於該接地面；第一倒F天線，設置於該延伸架上，該第一倒F天線包括第一饋入端及第一短路端，該第一饋入端及該第一短路端係與該延伸架連接；第二倒F天線，設置於該延伸架上，該第二倒F天線包括第二饋入端及第二短路端，該第二饋入端及該第二短路端係與該延伸架連接，且該第二短路端鄰近於該第一短路端；第一天線平行板，設置於該第一倒F天線靠近該第一饋入端之一端；第二天線平行板，設置於該第二倒F天線靠近該第二饋入端之一端；第一延伸平行板，設置於該延伸架之一端且與該第一天線平行板平行；以及第二延伸平行板，設置於該延伸架之另一端且與該第二天線平行板平行，其中，該第一延伸平行板之位置對應該第一天線平行板，以及該第二延伸平行板之位置對應該第二天線平行板。
2. 如請求項1所述的雙饋入天線，其中，該第一天線平行板或該第二天線平行板與該接地面平行。
3. 如請求項1所述的雙饋入天線，其中，該第一饋入端與該第二饋入端之間的距離為載波波長的1/2。
4. 如請求項1所述的雙饋入天線，其中，該第一倒F天線的操作頻率與該第二倒F天線的操作頻率係相同或不相同。
5. 如請求項1所述的雙饋入天線，其中，該第一倒F天線還包括第一輻射體，以及該第二倒F天線還包括第二輻射體，且該第一輻射體的長度與該第二輻射體的長度係相同或不相同。

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