TW201001800A - Antenna apparatus - Google Patents

Description

-8057twf.doc/n 201001800 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種天線裝置，且特別是有關於一種 利用連接在兩平板天線之間的金屬導線來降低天線輕合效 應的天線裝置。 【先前技術】 P 近年來為了滿足消費者對電腦與各種週邊設備、消費 性產品裝置之間日益增加的連結需求，現今的電子裝置往 往必須内建多樣化的無線傳輸應用，例如：全球定位系統 (Global Positioning System，GPS)、全球行動通訊系統 (Global System for Mobile Communications ’ GSM)、無線區 域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)、無線都會 網路(Wireless Metropolitan Area Network，WMA)以及數位 電視(Digital TV)等。 隨著無線傳輸之硬體设備與技術的進步發展，現今的 I GSM、WLAN以及WMAN等系統逐漸採用多輸入多輸出 (Multi Input Multi Output，ΜΙΜΟ)技術。MIM〇 技術是採 用多天線同時運作的方式。與傳統單一天線運作的系統相 較之下，μίμο糸統具有提升糸統本身之可信度、傳輪 速度以及收訊範圍等特性，而逐漸成為未來無線“ 流。 然而，在以ΜΙΜΟ技術為主的無線網路中，電子裝置 必須裝設多根天線才能完成多徑傳輸的機制。此外，為了 5 _S〇57twf.doc/n 201001800 避免天線之間的耦合效應，現有的電子裝置大多以增加天 線之間的距離來降低耦合效應的影響。此種作法不^無法 有效地避餘合效應的發生，且也耗# 了 t子裝置龐^的 【發明内容】 本發明提出一種天線裝置，包括一金屬層、一第一平 板天線、一第二平板天線以及一金屬導線。^中，第一平 板天線具有電性連接至金屬層的—第—接地端。第二平板 天，具有電性連接至金屬層―第二接地端。金屬導線連接 於第:平板天線與第二平板天線之間。此外，第一平板天 線與第二平板天線用以傳送一同頻段電磁訊號。

本电明疋將金屬導線的兩端分別電性連接至第一平 板天線與第—平板天線，並形成―電流迴路來降低第— 板天線與第二平板天線之間的耦合效應。如此一來天線之 間的距離就可降低，故有助於天線裝置在微型化的發展。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，;文 舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。、 【貫施方式】 故 在以下§兒明中，為呈現對本發明之說明的—貫性狄 在不同的實補巾’若有功能與結構相同或相似的 = 用相同的元件符號與名稱。 曰 [第一實施例] 6 201001800 , —-_SU57twf!doc/n 圖1繪示為依據本發明第一實施例之天線裝置的結構 示意圖。參照圖1，天線裝置1〇〇包括一基板11〇、一第一 平板天線120、一第二平板天線13〇以及一金屬導線14〇。 其中，基板110上配置有一金屬層1U，且基板u〇例如 是一印刷電路板。此外’第一平板天線12〇、第二平板天 線130與金屬導線HO都是以金屬層ιη的一側邊SD1為 基準设置在基板110上。 在整體架構上’第一平板天線12〇與第二平板天線13〇 疋著金屬層111的側邊SD1相互並排。此外，第一平板 天線120與第二平板天線13〇都電性連接至金屬層ηι的 側邊SD1。另一方面，金屬導線14〇是平行於金屬層lu 的侧邊SD1，配置在第一平板天線12〇與第二平板天線13() 之間。再者，金屬導線140的兩端分別電性連接至第一平 板天線120與第二平板天線13〇。 在整體作動上’第一平板天線120與第二平板天線13〇 ^ 用以傳送一同頻段電磁訊號。值得注意的是，兩平板天線 '120與130在傳送電磁訊號的過程中，兩平板天線12〇與 Π0之間所形成的耗合效應’將可透過金屬導線⑽所开^ 成的電流迴路而大幅度地降低。其中，金屬導線14〇對兩 平板天線120與130所形成的電流迴路，如下所述。 圖2繪不為用以說明圖i實施例之天線装置1⑻的等 效電路圖。請同時參照圖丨與圖2，在電路設計上，第一 平板天線1%可以粗略賴型化，且频型由—轄射電阻 (mdiation resistance)Ra2 與一電感、—電容 c邶相互並 7 201001800 m ; ._iS〇57twf.doc/n 聯的連接而成。相似地，第二平板天線13〇也可以進行模 型化，且其模型由一輻射電阻Ra3與一電感^、一電容 Ceq3相互並聯的連接而成。 當兩平板天線120與130的配置位置過於相近時，兩 平板天線120與130之間將形成雜散電容^⑶與CsT22， 進而引發兩平板天線120與130之間的輕合效應。但是， 當金屬導線140電性連接在兩平板天線12〇與13〇之間 時，金屬導線140將可等效成如圖2崎示的電感。 此時，參照圖i，金屬導線140將可形成電流迴路cLn， 並進而，低兩平板天線120與13〇之間的耦合效應。 ,值得注意的是’在第—實補中，第—平板天線 與第二平板天線130的輻射機制並不相同，其中第一平板 天線120是由槽孔天線所構成，而第二平板天線13〇則是 由倒F型天線所構成。此時，第—平板天線⑽包括一上 面區域121與一接地端123，而第二平板天線13〇則包括 一饋入端131與一接地端132。 、在整體架構上，第-平板天線120的接地端123電性 連接至金屬層m ’且其上面區域121與接地端123連接 並形成1槽122。另—方面，第二平板天線13G的饋入 端I31,相鄰於第一平板天線120的上面區域121。再者， 第二平板天線130的接地端132電性連接至金屬層⑴， 且其饋入端131電性連接至金屬導線14〇。 ，值得—提的是，第一平板天線120與第二平板天線130 所形成的電流迴路，會隨著其輻射機制的不同而有所不 8 201001800 --------8057twf.doc/n 同。其中，第一平板天線12〇從其訊號饋入點PU所形成 的電流迴路如標號CLn所示，而第二平板天、線130從其訊 唬饋入點所形成的電流迴路則如標號CL12所示。 從圖1中可以看出，金屬導線140所形成的電流迴路 CLU會景^響到第二平板天線13〇所形成的電流迴路。 因此，在第一實施例中，天線裝置1〇〇更包括兩金屬配^線 m與I52。其中，兩金屬配線151與152設在基板110 ( 上，並分別配置在第二平板天線130之饋入端131的兩侧。 再者，兩金屬配線151與152分別電性連接至金屬層 Η1。藉此，如圖2所示的，在電路設計上，兩金屬配線 151+與152將可等效為電容Cm，進而降低電流迴路cLii 對第二平板天線130之反射係數所造成的影響。換而言 之，兩金屬配線151與152將有助於提升第二平板天線13〇 的匹配度。 值得注意的是，如圖2所示的，當天線裝置1〇〇加入 金屬導線140與兩金屬配線151與152後，由第一平板天 ’ 線120之電路端Portl看進去的反射係數Su以及由第二平 板天線130之電路端port2看進去的反射係數心2將被降 低。此外，兩平板天線120與130之間的隔離度(耦合係數 sy將被提高，進而有助於天線裝置1〇〇之特性的提昇。 此外，如圖1所示的，在實體應用上，第一平板天線 120的長度LHm約等同於第二平板天線13〇的長度 此外’金屬導線14〇之兩端的長度⑶⑽不大於第 一平板天線120或第二平板天線13〇之長度的一半。換而 9 201001800 J»057twf.doc/n 言之，兩平板天線120與130在配置上不會因兩天線的距 離過近而影響彼此的傳輸特性，進而有助於降低天線裝置 100的硬體空間。 [第二實施例] 圖3繪示為依據本發明第二實施例之天線裝置的結構 示意圖。請參照圖3，第二實施例與第一實施例的主要差 異在於，在第二實施例中，第一平板天線12〇，與第二平板 天線130的輻射機制相同，且第一平板天線mo,與第二平 板天線130’分別由一倒ρ型天線所構成。 具體έ之，在天線裝置3〇〇中，第一平板天線12〇,包 括一饋入端311與一接地端312。相似地，第二平板天線 130’包括一饋入端321與一接地端322。在整體配置上， 苐平板天線I20’的接地端312相鄰於第二平板天線13〇, 的接地端322。此外，第一平板天線12〇，透過其接地端312 電f生連接至金屬層111與金屬導線140。相似地，第二平 板天線130’透過其接地端322電性連接至金屬層ηι與金 屬導線140。 μ 此外，與第一實施例相似的，兩平板天線12〇，與13〇, 用以傳送同—頻段的電磁訊號。且當兩平板天線120,與 130在傳送電磁訊號的過程中，配置在兩平板天線ρ。，與 130’之間的金屬導線14〇，將可有效地降低兩平板天線^❹， 與130’之間所形成的耦合效應。 [第三實施例] 圖4繪示為依據本發明第三實施例之天線裝置的結構 』057twf.doc/n 201001800 示意圖。請參照圖4，第三實施例與前述實施例的主要差 異在於，在第三實施例中，第一平板天線丨2〇，，與第二平板 天線130”的輻射機制相同’且第一平板天線丨2〇”與第二平 板天線130”分別由一槽孔天線所構成。 具體言之’在天線裝置400中，第一平板天線120，，包 括一上面區域411與一接地端413。其中，上面區域411 與接地端413連接並形成一凹槽412。另一方面，第二平 板天線130”包括一上面區域421與一接地端423。其中， 上面區域421與接地端423連接並形成一凹槽422。 然而’與前述實施例相似的，兩平板天線^(^，與13〇，, 用以傳送同一頻段的電磁訊號。此外，兩平板天線12〇，，與 130”之間配置有金屬導線14〇。藉此，金屬導線14〇所形 成的電流迴路將可降低兩平板天線12〇，，與13〇，，之間所形 成的合效應。 綜上所述，本發明是利用配置在兩平板天線之間的金 屬導線來降低天線之間的耦合效應。藉此，天線裝置無須 ^加天線之間的距馳可轉平板天線原有的雜。換而 。之，本發明之天線裝置無須耗費龐大的硬體空間來配置 内部的平板天線’進而有助於天線裝置在微型化的發展。 〜雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非 限定本發明，任何所屬技術領域巾具有通常知識者 =^發明之精神和範_，當可作些許之更動與 =本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 201001800遍—/η 【圖式簡單說明】 圖1繪示為依據本發明第一實施例之天線裝置的結構 示意圖。 圖2繪示為用以說明圖1實施例之天線裝置100的等 效電路圖。 圖3繪示為依據本發明第二實施例之天線裝置的結構 示意圖。 f : 圖4繪示為依據本發明第三實施例之天線裝置的結構 示意圖。 【主要元件符號說明】 100、300、400 :天線裝置 110 :基板 111 :金屬層 120、 120,、120” ：第一平板天線 121、 411、421 :上面區域 122、 412、422 :凹槽 130、 130’、130” ：第二平板天線 131、 311、321 :饋入端 123、 132、312、322、413、423 :接地端 140 :金屬導線 ’ 151、152 :金屬配線 SD1 :側邊 CLh、CL12、CLi3 .電流迴路 12 201001800 LH120 :第一平板天線120的長度 LH130 :第二平板天線130的長度 LH140 :金屬導線140之兩端的長 Ra2、Ra3 .輪射電阻 Leq3、Leq3、Lwire .電感

Ceq2、Ceq3、Cm :電容

CsT21、CsT22 :雜散電容 ， Portl、Port2 :電路端

Pll、Pl2 :訊號饋入點

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Claims (1)

1. ii057twf.doc/n 201001800 十、申請專利範困： 1. 一種天線裝置，包括： 一金屬層； 一第一平板天線，具有一第一接地端，電性連接至該 金屬層； —第二平板天線，具有一第二接地端，電性連接至該 金屬層；以及

   一金屬導線’連接於該第一平板天線與該第二平板天 線之間’其中該第一平板天線與該第二平板天線用以傳送 一同頻段電磁訊號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該第 一平板天線為一槽孔天線，該第二平板天線為一倒F型天 線。 3·如申請專利範圍第2項所述之天線裝置，其中該栌 孔天線包括： 八 曰 5亥第一接地端’電性連接至該金屬層；以及 一凹槽f面區域，該上面區域與該第二接地端連接並形成 it中請專利範圍第3項所述之天線裝置，其中該金 '、接於該上面區域與該第一接地端連接處。 F型專利範圍第2項所述之天線裝置，其中該倒 ^第二接地端’電性連接至該金屬層；以及 饋入端，與該第二接地端相鄰。 14 S〇57twf.doc/n 201001800 6·如申請專利範圍第5項所述之天線裝置，並 屬導線連接於該饋入端上。 八" 7. 如申請專利範圍第5項所述之天線裝置， 金屬配線，分別配置在該饋人端的兩側旁邊， 屬 配線電性連接至該金屬層。 /兩至屬 8. 如申請專利範圍第〗項所述之天線裝置，其 一平板天線與該第二平板天線皆為一倒F型天緩。 f \

   9. 如申請專利範圍第8顧述之天線裝置，其中該 F型天線，包括： ’、 ，J 該第二接地端，電性連接至該金屬層，並電性連接至 該金屬導線；以及 一饋入端，與該第二接地端相鄰。 ι〇.如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該第 一平板天線與該第二平板天線皆為一槽孔天線。 π.如申請專利範圍第10項所述之天線裝置，i 槽孔天線，包括： 八 該第一接地端’電性連接至該金屬層；以及 一上面區域，該上面區域與該第一接地端連接並形成 一凹槽。 12_如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該第 一平板天線的長度等於該第二平板天線的長度。 13_如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該金 屬導線的長度小於或等於該第一平板天線或該第二平板天 線之長度的一半。 15 8U57twf.doc/n 201001800 14. 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，該金屬 層、該第一平板天線、該第二平板天線以及該金屬導線整 合於一基板上。 15. 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該 基板為一印刷電路板。

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