TW201411936A - 雙頻天線 - Google Patents
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Abstract
一種雙頻天線，用於一無線通訊裝置以收發一第一頻段及一第二頻段之無線訊號，包含有一矩形金屬片，其上形成有一槽孔結構，該槽孔結構大致由該矩形金屬片之一第一邊向一第二邊延伸；一饋入端，形成於該矩形金屬片上；以及一接地部，位於該矩形金屬片之一第三邊或一第四邊，用來電性連接該矩形金屬片與該無線通訊裝置之一系統地端；其中，該第一邊大致平行於該第二邊，該第三邊大致平行於該第四邊，以及該第一邊大致垂直於該第三邊或第四邊。
Description
本發明係指一種雙頻天線，尤指一種達到雙頻操作及縮小面積的目的之雙頻天線。
具有無線通訊功能的電子產品，如筆記型電腦、平板電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant)等可攜式電子裝置，係透過天線來發射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電訊號，進而存取無線網路。隨著消費者對於可攜式電子裝置外觀及功能的需求不斷增加，可攜式電子裝置中各元件的可用空間越來越壓縮，當然也限制了天線的可用空間。
如本領域所熟知，天線設計的基本概念係天線所收發之無線訊號的頻段與其可提供之電流路徑相關，此即限制了天線的基本尺寸。除此之外，若所需收發之無線訊號涵蓋多個頻段，則會使天線設計上更加複雜，甚至在受限的環境內可能無法達成多頻操作的目的。
因此，如何在有限空間下，減少天線所需的空間，同時維持天
線的正常操作，就成為業界所努力的目標之一。
因此，本發明主要提供一種雙頻天線，可在有限空間下，達到雙頻操作及縮小面積的目的。
本發明揭露一種雙頻天線，用於一無線通訊裝置以收發一第一頻段及一第二頻段之無線訊號，包含有一矩形金屬片，其上形成有一槽孔結構，該槽孔結構大致由該矩形金屬片之一第一邊向一第二邊延伸；一饋入端，形成於該矩形金屬片上；以及一接地部，位於該矩形金屬片之一第三邊或一第四邊，用來電性連接該矩形金屬片與該無線通訊裝置之一系統地端；其中，該第一邊大致平行於該第二邊，該第三邊大致平行於該第四邊，以及該第一邊大致垂直於該第三邊或第四邊。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一雙頻天線10之示意圖。雙頻天線10為一槽孔天線，其係用於筆記型電腦系統等無線通訊裝置中，例如形成於筆記型電腦系統之轉軸區域或螢幕周圍，用以收發兩相異頻段之無線訊號，如2.4GHz與5GHz。雙頻天線10包含有一矩形金屬片100、一饋入端102及一接地部104。矩形金屬
片100上以蝕刻、鑿穿等方式形成有一槽孔結構108，由第1圖可知，槽孔結構108大致由矩形金屬片100之一第一邊L1向一第二邊L2延伸。接地部104位於矩形金屬片100之一第三邊L3，用來電性連接矩形金屬片100與無線通訊裝置之一系統地端。藉此，可提升低頻特性，並可將矩形金屬片100尺寸縮小。另外，雙頻天線10係透過一訊號傳輸線106傳遞訊號，訊號傳輸線106由內而外分別為金屬線、絕緣層、金屬編織網及保護層。其中，金屬線係以焊接方式電性連接於饋入端102，以傳輸訊號；絕緣層包覆金屬線；金屬編織網包覆絕緣層，並以焊接方式電性連接於矩形金屬片100上之一焊點103，用以連結訊號地端；而保護層則包覆金屬編織網。
在雙頻天線10中，槽孔結構108係構成槽孔天線之主要部分，其包含有一第一長形槽孔110、一第一L形槽孔112及一第二L形槽孔114。第一長形槽孔110沿矩形金屬片100的水平方向延伸，亦即由矩形金屬片100之第一邊L1向第二邊L2延伸。第一L形槽孔112及第二L形槽孔114，顧名思義，係大致成L形，並與第一長形槽孔110連結而呈牛角狀。以第一L形槽孔112為例，其係由一垂直段及一水平段所組成，垂直段雖非完全垂直於第一長形槽孔110，但仍可由第1圖看出，其係大致由矩形金屬片100的第三邊L3向第四邊L4延伸，而水平段則大致與第一長形槽孔110平行，同樣由矩形金屬片100的第一邊L1向第二邊L2延伸。第二L形槽孔114之結構與第一L形槽孔112類似，而大致呈對稱結構。此外，第一長形槽孔110之長度係相關於兩操作頻段(如2.4GHz、5GHz)
中較低頻段(即2.4GHz)所對應之訊號波長的二分之一，並可透過倍頻方式收發較高頻段之訊號。而第一L形槽孔112及第二L形槽孔114則用來調整匹配情形，例如可適度調整第一L形槽孔112及第二L形槽孔114之垂直段及水平段之長度、夾角等，而得到所需的匹配效果。
如前所述，接地部104係電性連接矩形金屬片100與系統地端，因而可提升低頻特性，將矩形金屬片100尺寸縮小。舉例來說，以2.4GHz與5GHz之操作頻段而言，槽孔結構108與第一邊L1或第二邊L2的最短距離(即第一L形槽孔112與第一邊L1的距離或第二L形槽孔114與第二邊L2的距離)大致可小於3毫米，而介於2毫米與3毫米間，相較於傳統槽孔天線可有效縮小所需的設置空間。舉例來說，請參考第2圖，第2圖為雙頻天線10之一電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)之示意圖。由第2圖可知，雙頻天線10確實可在2.4GHz及5GHz附近收發訊號，因而實現雙頻操作。
需注意的是，第1圖之雙頻天線10係為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾，而不限於此。舉例來說，在第1圖中，接地部104位於矩形金屬片100之第三邊L3，但不限於此，亦可位於矩形金屬片100之第四邊L4。此外，請參考第3A圖及第3B圖，第3A圖及第3B圖為本發明實施例雙頻天線30、32之示意圖。雙頻天線30、32為第1圖之雙頻天線10分別增加一第
二長形槽孔300及一延伸槽孔302之示意圖。如第3A圖所示，第二長形槽孔300係平行於第一長形槽孔110，同樣由矩形金屬片100之第一邊L1向第二邊L2延伸，但第二長形槽孔300於第二邊L2形成有一開口，用以加強無線訊號收發效率。另外，如第3B圖所示，延伸槽孔302係由第一長形槽孔110向矩形金屬片100之第四邊L4延伸，用以增加第一長形槽孔110之路徑，以加強無線訊號收發效率。需注意的是，第3A圖及第3B圖係用以加強收發效率，其可視系統需求而單獨配置或同時採用。
另一方面，在第1圖中，第一L形槽孔112及第二L形槽孔114係為對稱形式，但不限於此。舉例來說，第4A圖為一雙頻天線40之示意圖。雙頻天線40之結構與雙頻天線10大致相同，故省略大部分符號，僅標示出一槽孔結構408及其所包含之一第一長形槽孔410、一第一L形槽孔412及一第二L形槽孔414，其餘部分可參考第1圖。比較第1圖及第4A圖可以得知，雙頻天線40與雙頻天線10不同之處在於雙頻天線40之第一L形槽孔412與第二L形槽孔414非呈左右對稱形式，而是上下顛倒，同樣可達雙頻天線10之雙頻及減小面積之功效。進一步地，亦可仿第3A、3B圖，在雙頻天線40中分別增加一第二長形槽孔416及一延伸槽孔418，即如第4B、4C圖所示。
除了牛角形式之槽孔結構，本發明另提供一種無垂直段之槽孔結構。請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一雙頻天線50之示意
圖。雙頻天線50為一槽孔天線，其係用於筆記型電腦系統等無線通訊裝置中，例如形成於筆記型電腦系統之轉軸區域或螢幕周圍，用以收發兩相異頻段之無線訊號，如2.4GHz與5GHz。雙頻天線50包含有一矩形金屬片500、一饋入端502及一接地部504。矩形金屬片500上以蝕刻、鑿穿等方式形成有一槽孔結構508，由第5圖可知，槽孔結構508大致由矩形金屬片500之一第一邊L1向一第二邊L2延伸。接地部104位於矩形金屬片500之一第三邊L3，用來電性連接矩形金屬片500與無線通訊裝置之一系統地端。藉此，可提升低頻特性，並可將矩形金屬片500尺寸縮小。另外，雙頻天線50係透過一訊號傳輸線506傳遞訊號，訊號傳輸線506由內而外分別為金屬線、絕緣層、金屬編織網及保護層。其中，金屬線係以焊接方式電性連接於饋入端502，以傳輸訊號；絕緣層包覆金屬線；金屬編織網包覆絕緣層，並以焊接方式電性連接於矩形金屬片500上之一焊點503，用以連結訊號地端；而保護層則包覆金屬編織網。
在雙頻天線50中，槽孔結構508係構成槽孔天線之主要部分，其包含有一第一槽孔510及一第二槽孔512。第一槽孔510及第二槽孔512係大致平行設置，由矩形金屬片500之第一邊L1向第二邊L2延伸，且第一槽孔510之長度小於第二槽孔512之長度。由第5圖看出，槽孔結構508不包含垂直段；其中，第二槽孔512之長度係相關於兩操作頻段(如2.4GHz、5GHz)中較低頻段(即2.4GHz)所對應之訊號波長的二分之一，並可透過倍頻方式收發較高頻段之訊號，而第一槽孔510則用來調控高頻(5GHz)的輻射情
形。
需注意的是，第5圖之雙頻天線50係為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾，而不限於此。舉例來說，饋入端502的位置不限於第一槽孔510之上(即第一槽孔510與矩形金屬片500之第四邊L4之間)。請參考第6圖，第6圖為本發明實施例一雙頻天線60之示意圖。雙頻天線60之結構、組成元件與雙頻天線50類似，故相同元件沿用相同符號表示，以求簡潔。比較第5圖及第6圖可知，雙頻天線60與雙頻天線50不同之處在於雙頻天線60之一饋入端602係設置於第一槽孔510與第二槽孔512之間，其同樣可達雙頻操作及縮小尺寸之目的。另一方面，請參考第7圖，第7圖為本發明實施例一雙頻天線70之示意圖。雙頻天線70之結構、組成元件與雙頻天線50類似，故相同元件沿用相同符號表示，以求簡潔。比較第5圖及第7圖可知，雙頻天線70與雙頻天線50不同之處在於雙頻天線70之一饋入端702係設置於第二槽孔512之下(即第二槽孔512與矩形金屬片500之第三邊L3之間)，而一訊號傳輸線706與矩形金屬片500之一焊點703則形成於第一槽孔510之上(即第一槽孔510與矩形金屬片500之第四邊L4之間)，同樣可達雙頻操作及縮小尺寸之目的。由此可知，針對平行雙槽孔之槽孔結構508，饋入端可形成於第一槽孔510或第二槽孔512的任一側。
另一方面，在第5圖中，第一槽孔510及第二槽孔512係為封
閉式槽孔，但不限於此。舉例來說，第8圖為一雙頻天線80之示意圖。雙頻天線80之結構與雙頻天線50大致相同，故省略大部分符號，僅標示出一槽孔結構808及其所包含之一第一槽孔810及一第二槽孔812，其餘部分可參考第5圖。比較第5圖及第8圖可以得知，雙頻天線80與雙頻天線50不同之處在於雙頻天線80之第二槽孔812為開放式槽孔，即其於邊緣處形成有一開口，其同樣可達雙頻天線50之雙頻及減小面積之功效。另外，第9圖為一雙頻天線90之示意圖。雙頻天線90之結構與雙頻天線50大致相同，故省略大部分符號，僅標示出一槽孔結構908及其所包含之一第一槽孔910及一第二槽孔912，其餘部分可參考第5圖。比較第5圖及第9圖可以得知，雙頻天線90與雙頻天線50不同之處在於雙頻天線90之第一槽孔910為開放式槽孔，即其於邊緣處形成有一開口，其同樣可達雙頻天線50之雙頻及減小面積之功效。最後，第10圖為一雙頻天線1000之示意圖。雙頻天線1000之結構與雙頻天線50大致相同，故省略大部分符號，僅標示出一槽孔結構1008及其所包含之一第一槽孔1010及一第二槽孔1012，其餘部分可參考第5圖。比較第5圖及第10圖可以得知，雙頻天線1000與雙頻天線50不同之處在於雙頻天線1000之第一槽孔1010及第二槽孔1012皆為開放式槽孔，即其於邊緣處皆形成有開口，其同樣可達雙頻天線50之雙頻及減小面積之功效。
當然，第8圖至第10圖之例亦可仿第6、7圖之變化方式，而改變饋入端或焊點的位置，皆屬本發明之範疇。
需注意的是，第1圖之雙頻天線10與第5圖之雙頻天線50或其衍生變化皆包含有用來電性連接矩形金屬片與系統地端之接地部，藉此可提升低頻特性，並縮小尺寸。除此之外，本領域具通常知識者當可根據系統所需，適度調整如接地部位置、槽孔長度、寬度、槽孔間距、L形槽孔之角度、矩形金屬片之材質、面積、形狀等。此外，前述實施例或其衍生變化非彼此獨立，本領域具通常知識者當可根據系統所需，適當組合不同實施例。舉例來說，請參考第11圖，第11圖為本發明實施例一天線系統1100之示意圖。天線系統1100係由一第一天線1102及一第二天線1104所組成，其可用於筆記型電腦系統等無線通訊裝置中，例如形成於筆記型電腦系統之轉軸區域或螢幕周圍，用以收發多個相異頻段之無線訊號。詳細比對天線系統1100可知，第一天線1102即為第1圖之雙頻天線10，而第二天線1104則為第5圖之雙頻天線50並以倒置方式設置。透過倒置設置的雙頻天線10、50，可有效提升隔離度，以加強訊號效果。請繼續參考第12圖，其為第一天線1102及第二天線1104之隔離度示意圖。由此可知，第一天線1102及第二天線1104可維持良好的隔離度，避免訊號間干擾，以維持無線通訊的正常運作。
傳統上，槽孔天線在受限的環境內要達成雙頻是有困難性的，且會因為達成雙頻所需的空間較大，所以僅能設計為單頻天線。相較之下，本發明藉由接地部的下地作用，達到縮小面積的目的，並搭配槽線回鈎或上下雙槽線的方式使表面電流路徑延長，以調整模
態位置、匹配程度等，藉此，可應用於空間狹小，且為於全金屬的環境中，同時維持天線效率，以確保無線通訊功能的正常運作。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、30、32、40、50、60、70、80、90、1000‧‧‧雙頻天線
100、500‧‧‧矩形金屬片
102、502、602、702‧‧‧饋入端
104、504‧‧‧接地部
106、506、706‧‧‧訊號傳輸線
108、408、508、808、908、1008‧‧‧槽孔結構
L1‧‧‧第一邊
L2‧‧‧第二邊
L3‧‧‧第三邊
L4‧‧‧第四邊
103、503、703‧‧‧焊點
110、410‧‧‧第一長形槽孔
112、412‧‧‧第一L形槽孔
114、414‧‧‧第二L形槽孔
300、416‧‧‧第二長形槽孔
302、418‧‧‧延伸槽孔
510、810、910、1010‧‧‧第一槽孔
512、812、912、1012‧‧‧第二槽孔
1100‧‧‧天線系統
1102‧‧‧第一天線
1104‧‧‧第二天線
第1圖為本發明實施例一雙頻天線之示意圖。
第2圖為第1圖之雙頻天線之一電壓駐波比之示意圖。
第3A圖及第3B圖為第1圖之雙頻天線分別增加一第二長形槽孔及一延伸槽孔之示意圖。
第4A圖為本發明實施例一雙頻天線之示意圖。
第4B圖及第4C圖為第4A圖之雙頻天線分別增加一第二長形槽孔及一延伸槽孔之示意圖。
第5圖至第10圖為本發明不同實施例之雙頻天線之示意圖。
第11圖為本發明實施例一天線系統之示意圖。
第12圖為第11圖之天線系統之一電壓駐波比之示意圖。
10‧‧‧雙頻天線
100‧‧‧矩形金屬片
102‧‧‧饋入端
104‧‧‧接地部
106‧‧‧訊號傳輸線
108‧‧‧槽孔結構
L1‧‧‧第一邊
L2‧‧‧第二邊
L3‧‧‧第三邊
L4‧‧‧第四邊
103‧‧‧焊點
110‧‧‧第一長形槽孔
112‧‧‧第一L形槽孔
114‧‧‧第二L形槽孔
Claims (18)
- 一種雙頻天線，用於一無線通訊裝置以收發一第一頻段及一第二頻段之無線訊號，包含有：一矩形金屬片，其上形成有一槽孔結構，該槽孔結構大致由該矩形金屬片之一第一邊向一第二邊延伸；一饋入端，形成於該矩形金屬片上；以及一接地部，位於該矩形金屬片之一第三邊或一第四邊，用來電性連接該矩形金屬片與該無線通訊裝置之一系統地端；其中，該第一邊大致平行於該第二邊，該第三邊大致平行於該第四邊，以及該第一邊大致垂直於該第三邊或第四邊。
- 如請求項1所述之雙頻天線，其中該槽孔結構包含有：一第一長形槽孔，由該矩形金屬片之該第一邊向該第二邊延伸；一第一L形槽孔，包含有一第一段大致由該矩形金屬片之該第三邊向該第四邊延伸並連接於該第一長形槽孔之一端，及一第二段大致由該矩形金屬片之該第一邊向該第二邊延伸並連接於該第一段；以及一第二L形槽孔，包含有一第一段大致由該矩形金屬片之該第三邊向該第四邊延伸並連接於該第一長形槽孔之另一端，及一第二段大致由該矩形金屬片之該第一邊向該第二邊延伸並連接於該第一段。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其中該第一頻段低於該第二頻段，該第一長形槽孔之長度大致為該第一頻段所對應之訊號波長的二分之一。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其中該饋入端形成於該矩形金屬片上該第一長形槽孔與該第一L形槽孔之間。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其中該第一L形槽孔之該第一段距離該矩形金屬片之該第一邊或該第二邊之距離大致介於2毫米與3毫米間。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其中該第二L形槽孔之該第一段距離該矩形金屬片之該第一邊或該第二邊之距離大致介於2毫米與3毫米間。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其中該第一L形槽孔及該第二L形槽孔位於該第一長形槽孔之同一側。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其中該第一L形槽孔及該第二L形槽孔位於該第一長形槽孔之相異兩側。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其另包含一第二長形槽孔，平行於該第一長形槽孔，由該矩形金屬片之該第一邊向該第二邊延 伸，且於該矩形金屬片之該第二邊形成一開口。
- 如請求項2所述之雙頻天線，其另包含一延伸槽孔，由該第一長形槽孔向該矩形金屬片之該第四邊延伸。
- 如請求項1所述之雙頻天線，其中該槽孔結構包含有：一第一槽孔，由該矩形金屬片之該第一邊向該第二邊延伸；以及一第二槽孔，大致平行於該第一槽孔；其中，該第一槽孔之長度小於該第二槽孔之長度。
- 如請求項11所述之雙頻天線，其中該第一頻段低於該第二頻段，該第二槽孔之長度大致為該第一頻段所對應之訊號波長的二分之一。
- 如請求項11所述之雙頻天線，其中該第一槽孔於該矩形金屬片之該第一邊形成一開口。
- 如請求項11所述之雙頻天線，其中該第二槽孔於該矩形金屬片之該第一邊形成一開口。
- 如請求項11所述之雙頻天線，其中該饋入端形成於該矩形金屬片上該第一槽孔之一側。
- 如請求項11所述之雙頻天線，其中該饋入端形成於該矩形金屬片上該第二槽孔之一側。
- 如請求項1所述之雙頻天線，其另包含一訊號傳輸線，該訊號傳輸線包含有：一金屬線，以焊接方式電性連接於該饋入端，用以傳輸訊號；一絕緣層，包覆該金屬線；一金屬編織網，包覆該絕緣層，並以焊接方式電性連接於該矩形金屬片，用以連結訊號地端；以及一保護層，包覆該金屬編織網。
- 如請求項1所述之雙頻天線，其中該無線通訊裝置係一筆記型電腦系統，該雙頻天線係形成於該筆記型電腦系統之一轉軸區域或一螢幕周圍。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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