TWI578623B - 天線組件 - Google Patents

Description

天線組件

本發明涉及一種天線組件，特別涉及一種可接收多頻段訊號的天線組件。

在行動電話、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等無線通訊裝置中，天線作為用以藉由無線電波收發無線電訊號的部件，無疑是無線通訊裝置中最重要的元件之一。

隨著螢幕尺寸的增大，天線淨空區的縮小勢在必行，如何利用狹小的天線淨空區設計多頻天線面臨許多的挑戰，是一個重要且急需解決的重要課題。

有鑒於此，有必要提供一種可接收多頻段訊號且體積小的天線組件。

一種天線組件，包括饋入單元、接地單元、第一天線及第二天線，該饋入單元電性連接於該第一天線，所述饋入單元與接地單元之間設有第一間隙，所述第一天線和第二天線之間設有第二間隙，所述第一天線和第二天線產生低頻共振模態；該天線組件還包括金屬體，該金屬體用於為天線組件提供電流接地路徑；所述接地單元平行於該饋入單元，與饋入單元共同形成共面波導饋入結構。

所述天線組件體積小，藉由第一輻射單元和第二輻射單元的共振，可接收多個頻段的訊號。

100‧‧‧天線組件

10‧‧‧載體

12‧‧‧淨空區

20‧‧‧饋入單元

30‧‧‧接地單元

40‧‧‧第一天線

41‧‧‧第一輻射部

42‧‧‧第二輻射部

43‧‧‧第三輻射部

431‧‧‧第一連接段

432‧‧‧第二連接段

433‧‧‧第三連接段

50‧‧‧第二天線

51‧‧‧第一輻射單元

52‧‧‧第二輻射單元

521‧‧‧第一彎折段

522‧‧‧第二彎折段

523‧‧‧第三彎折段

524‧‧‧第四彎折段

525‧‧‧第五彎折段

526‧‧‧第六彎折段

527‧‧‧第七彎折段

528‧‧‧第八彎折段

60‧‧‧金屬體

21‧‧‧第一間隙

23‧‧‧第二間隙

圖1為本發明較佳實施方式的天線組件的分解圖；圖2為圖1所示的天線組件的立體組裝圖；圖3為圖1所示的天線組件另一方向的立體組裝圖；圖4為圖1所示的天線組件的回波損耗示意圖。

請參閱圖1及圖2，本發明之較佳實施方式提供一種天線組件100，其應用於行動電話等無線通訊裝置中。

該天線組件100包括載體10、饋入單元20、接地單元30、第一天線40、第二天線50及金屬體60。

該載體10可為一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，其上設置一淨空區12。在本實施例中，該淨空區12形成於載體10的一端。該淨空區12指載體10上無導體存在的區域，用以防止外在環境中電子元件如電池、振動器、喇叭、電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)等對天線組件100產生干擾，造成其工作頻率偏移或輻射效率變低。該載體10上設置一位於該淨空區12內的訊號饋入點(圖未示)，用於向天線組件100饋入電流。

該饋入單元20與設置在載體10上的訊號饋入點電性連接，以為所述天線組件100起訊號饋入作用。

請一併參閱圖3，該接地單元30的數量為兩個，對稱設置於該饋 入單元20的兩邊，並相互平行，且兩個接地單元30與饋入單元20共面，從而形成共面波導(Coplanar-Waveguide，CPW)饋入結構，用以提高該天線組件100的頻寬。每一接地單元30與該饋入單元20之間形成一第一間隙21。

該第一天線40包括第一輻射部41、第二輻射部42以及第三輻射部43。所述饋入單元20垂直或大致垂直於所述第一輻射部41、第二輻射部42及第三輻射部43所在平面。

該第一輻射部41為條狀片體，其中部連接饋入單元20。該第二輻射部42平行於該第一輻射部41，且第二輻射部42的長度大於第一輻射部41。該第三輻射部43大致呈“U”型結構，數量為兩個，用於將第二輻射部42連接至第一輻射部41。每一該第三輻射部43包括依次連接的第一連接段431、第二連接段432及第三連接段433。每一第三輻射部43的第一連接段431垂直或大致垂直連接於該第一輻射部41的一端。該第二連接段432垂直或大致垂直於該第一連接段431，且該第二連接段432平行於第一輻射部41。該第三連接段433一端連接於第二連接段432，另一端連接於第二輻射部42。該第三連接段433平行於該第一連接段431，且該第三連接段433的長度大於第一連接段431。

該第二天線50包括第一輻射單元51及第二輻射單元52。該第一輻射單元51為條狀片狀，第一輻射單元51的長度為62毫米，其兩端分別連接有一第二輻射單元52。該第二輻射單元52包括依次連接的第一彎折段521、第二彎折段522、第三彎折段523、第四彎折段524、第五彎折段525、第六彎折段526、第七彎折段527及第八彎折段528。在本實施例中，該第一輻射單元51長度約為62毫米 。

該第一彎折段521設置於該淨空區12上，其一端連接至一接地單元30的末端，另一端沿垂直或大致垂直該接地單元30的方向延伸，最後與該第二彎折段522相連。該第二彎折段522朝垂直或大致垂直於該第一輻射段341的方向延伸。該接地單元30、第一彎折段521以及第二彎折段522位於同一平面。該第三彎折段523一端連接至所述第二彎折段522的一端，並沿垂直或大致垂直於該第二彎折段522的方向延伸。該第三彎折段523垂直或大致垂直於該第二彎折段522所在的平面。該第四彎折段524一端連接至該第三彎折段523的末端，另一端沿平行或大致平行且靠近該饋入單元20的方向延伸。該第五彎折段525一端連接於該第四彎折段524，且沿平行或大致平行於於該第三彎折段523的方向延伸，直至連接該第六彎折段526。該第五彎折段525的長度大於該第三彎折段523。該第六彎折段526平行或大致平行於於該第四彎折段524。 該第七彎折段527一端連接於該第六彎折段526，另一端沿平行或大致平行且遠離該第三彎折段523的方向延伸。該第七彎折段527與該第三彎折段523在一條直線上，且第三彎折段523、第四彎折段524、第五彎折段525、第六彎折段526以及第七彎折段527位於同一平面。該第八彎折段528一端垂直或大致垂直連接於該第七彎折段527，且該第八彎折段528平行於該第二彎折段522。在本實施例中，該第八彎折段528的長度約為3.5毫米，該第八彎折段528到第四彎折段524的距離約為9.4毫米。

該金屬體60設置在該載體10與饋入單元20相對的另一表面上，並位於該淨空區12內。在本實施例中，該金屬體60為通用串行接口 (Universal Serial BUS,USB)連接器殼體。該金屬體60用於為 天線組件100提供電流接地路徑，以使該天線組件100得到更好的阻抗匹配。具體地，該金屬體60電性連接於該天線組件100的接地單元30。

請一併參閱圖3，該第一天線40的第二輻射部42與該第二天線50的第一輻射單元51之間形成一第二間隙23。藉由調整所述第一間隙21和第二間隙23的寬度，第一天線40與第二天線50產生諧振，從而激發出一低頻共振模態。

當饋入單元20、接地單元30、第一天線40、第二天線50及金屬體60之間構成的電流回路有電流藉由時，由於第一間隙21及第二間隙23的存在，第一天線40與第二天線50上的電流耦合，進而使第一天線40與第二天線50產生低頻共振模態，增加低頻阻抗匹配以及頻寬，從而該天線組件100可接收頻率較低的頻段訊號，如GSM頻段訊號。該第一天線40激發出高頻共振模態，同時該第二天線50的環形結構，增加了高頻阻抗匹配以及頻寬，從而該天線組件100可接收頻率較高的頻段訊號，如WCDMA頻段訊號。請參閱圖4，所示為本實施方式天線組件100的回波損耗(Return Loss，RL)模擬結果示意圖。由圖可以看出，該天線組件100於GSM以及WCDMA工作頻段下均可滿足天線設計要求。

優選地，該接地單元30與該淨空區12的之間電連接有一電感，藉由設定該電感的值來調整低頻操作頻段。

本發明的天線組件100藉由在載體10的淨空區12上設置第一天線40和第二天線50，並在所述第一天線40和第二天線50間隔設有第一間隙21及第二間隙23，使得第一天線40和第二天線50產生共振 ，以增加天線頻寬，提高無線訊號的收發效率。由於該金屬體60為USB介面，用於為天線組件100提供電流接地路徑，以使該天線組件100得到更好的阻抗匹配，無需佔用無線通訊裝置或載體10額外的空間。該天線組件100結構簡單，且可接收多頻段訊號。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧載體

12‧‧‧凈空區

20‧‧‧饋入單元

30‧‧‧接地單元

40‧‧‧第一天線

50‧‧‧第二天線

60‧‧‧金屬體

Claims (9)

1. 一種天線組件，包括饋入單元、接地單元、第一天線及第二天線，其改良在於：該饋入單元電性連接於該第一天線，所述饋入單元與接地單元之間設有第一間隙，所述第一天線和第二天線之間設有第二間隙，所述第一天線和第二天線產生低頻共振模態；該天線組件還包括金屬體，該金屬體用於為天線組件提供電流接地路徑；所述接地單元平行於該饋入單元，與饋入單元共同形成共面波導饋入結構，該天線組件還包括載體，該載體上設置淨空區，該金屬體設置在該載體與饋入單元相對的另一表面上，並位於該淨空區內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其改良在於：該金屬體為通用串行接口連接器殼體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其改良在於：該淨空區上設置一電性連接至所述饋入單元的訊號饋入點，用於向天線饋入電流。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其改良在於：該第一天線包括第一輻射部、第二輻射部以及第三輻射部，所述第一輻射部、第二輻射部及第三輻射部位於同一平面，所述饋入單元垂直於所述第一輻射部、第二輻射部及第三輻射部所在平面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線組件，其改良在於：該第一輻射部為條狀片體，其中部連接饋入單元，該第二輻射部平行於該第一輻射部，且第二輻射部的長度大於第一輻射部，該第三輻射部大致呈“U”型結構，數量為兩個，每一第三輻射部分別由第一輻射部的兩端延伸，用於將第二輻射部連接至第一輻射部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之天線組件，其改良在於：每一該第三輻射部 包括依次連接的第一連接段、第二連接段及第三連接段，每一第三輻射部的第一連接段垂直連接於該第一輻射部的一端，該第二連接段垂直於該第一連接段，且該第二連接段平行於第一輻射部，該第三連接段一端連接於第二連接段，另一端連接於第二輻射部，該第三連接段平行於該第一連接段，且該第三連接段的長度大於第一連接段。
7. 如申請專利範圍第6項所述之天線組件，其改良在於：該第二天線包括第一輻射單元及第二輻射單元，該第一輻射單元為條狀片狀，該第一輻射單元兩端分別連接有一第二輻射單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述之天線組件，其改良在於：該第二輻射單元包括依次連接的第一彎折段、第二彎折段、第三彎折段、第四彎折段、第五彎折段、第六彎折段、第七彎折段及第八彎折段，該第一彎折段設置於該淨空區上，其一端連接至一接地單元的末端，另一端沿垂直該接地單元的方向延伸，最後與該第二彎折段相連，該第二彎折段朝垂直於該第一輻射段的方向延伸，該接地單元、第一彎折段以及第二彎折段位於同一平面，該第三彎折段一端連接至所述第二彎折段的一端，並沿垂直於該第二彎折段的方向延伸，該第三彎折段垂直於該第二彎折段所在的平面，該第四彎折段一端連接至該第三彎折段的末端，另一端沿平行且靠近該饋入單元的方向延伸，該第五彎折段一端連接於該第四彎折段，且沿平行於於該第三彎折段的方向延伸，直至連接該第六彎折段，該第五彎折段的長度大於該第三彎折段，該第六彎折段平行於該第四彎折段，該第七彎折段一端連接於該第六彎折段，另一端沿平行且遠離該第三彎折段的方向延伸，該第七彎折段與該第三彎折段在一條直線上，且第三彎折段、第四彎折段、第五彎折段、第六彎折段以及第七彎折段位於同一平面，該第八彎折段一端垂直連接於該第七彎折段，且該第八彎折段平行於該第二彎折段。
9. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其改良在於：該第一天線激發出一高頻共振模態。