TW201904133A - 多頻段多輸出入單極天線模組 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種多頻段多輸出入單極天線模組，適用於智慧型平板裝置，多頻段多輸出入單極天線模組包含基板、接地面、金屬邊框、基板邊框及四微型電路。接地面設於基板之一面。金屬邊框圍繞基板。基板邊框設於金屬邊框上。各微型電路包含第一接地電路、第二接地電路、天線電路及T型耦合金屬環。第一接地電路一端連接接地面，另一端連接金屬邊框。第二接地電路包含第一電容，且第二接地電路之一端連接接地面，另一端連接金屬邊框。天線電路設於基板之另一面，天線電路包含高通電路及並聯諧振電路。高通電路包含第二電容，且高通電路之一端為饋入點，另一端連接金屬邊框，且第一接地電路與第二接地電路之間具有連接線，連接線之一端連接饋入點，另一端連接金屬邊框；並聯諧振電路由電感與第三電容組成，並聯諧振電路一端連接高通電路，另一端連接T型耦合金屬環。T型耦合金屬環設於基板邊框上，且T型耦合金屬環之一端耦接並聯諧振電路之另一端。

Description

多頻段多輸出入單極天線模組

本發明是有關於一種天線模組，特別是有關於一種適用於智慧型穿戴裝置之多頻段多輸出入單極天線模組。

隨著行動通訊技術日新月異，且為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。

近來，智慧型手機、平板等行動通訊裝置成為了新興之行動裝置，以平板為例，其具備了無線通訊功能，因此需要設置天線結構，然，現今平板功能越來越多，其所需求的相關模組件將隨之增加，並考量到現今模組件微小化的趨勢；是以，如何使裝載用於無線通訊之天線可在不妨礙其他模組件組裝的前提下，又具有良好的無線通訊頻段，將成為相關產業在設計天線時的一大挑戰。

有鑑於上述習知之問題，本發明的目的在於提供一種多頻段多輸出入單極天線模組，用以解決習知技術中所面臨之問題。

基於上述目的，本發明係提供一種多頻段多輸出入單極天線模組，適用於智慧型平板裝置，多頻段多輸出入單極天線模組包含基板、接地面、金屬邊框、基板邊框及四微型電路。接地面設於基板之一面。金屬邊框圍繞基板設置。基板邊框設於金屬邊框上。四微型電路分別設於基板之四個角落處，各微型電路包含第一接地電路、第二接地電路、天線電路及T型耦合金屬環。第一接地電路一端連接接地面，另一端連接金屬邊框。第二接地電路包含第一電容，且第二接地電路之一端連接接地面，另一端連接金屬邊框。天線電路設於基板相對接地面之一面，天線電路包含高通電路及並聯諧振電路；高通電路包含第二電容，且高通電路之一端為饋入點，另一端連接金屬邊框，且饋入點延伸連接線經過第一接地電路與第二接地電路之間連接金屬邊框。並聯諧振電路由電感與第三電容組成，並聯諧振電路一端連接高通電路，另一端連接T型耦合金屬環。T型耦合金屬環設於基板邊框上，且T型耦合金屬環之一端耦接並聯諧振電路之另一端。

較佳地，金屬邊框與基板之間可具有間隙。

較佳地，多頻段多輸出入單極天線模組可經由高通電路及第二接地電路激發產生中頻頻段或高頻頻段。

較佳地，中頻頻段可為2100MHz至2650MHz ，中頻頻段之頻寬為550MHz，高頻頻段可為3420MHz至3620MHz，高頻頻段之頻寬可為200MHz。

較佳地，多頻段多輸出入單極天線模組可經由並聯諧振電路、T型耦合金屬環及第一接地電路激發產生低頻頻段。

較佳地，低頻頻段可為700 MHz 與900MHz，低頻頻段之頻寬為80 MHz。

承上所述，本發明之多頻段多輸出入單極天線模組可以分別於基板之四個角落設置微型電路，且藉由高通及並聯諧振電路搭配，及調整電感與電容之參數，以達到激發多頻頻段及多輸入多輸出之目的。

為利貴審查員瞭解本發明之特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍。

本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明或可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

請參閱第1至6圖；第1圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之第一示意圖；第2圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之第二示意圖；第3圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之第三示意圖；第4圖及第5圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之散射參數示意圖；第6圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之天線增益及效率示意圖。如圖所示，本發明之多頻段多輸出入單極天線模組100適用於智慧型平板裝置，多頻段多輸出入單極天線模組100包含基板110、接地面120、金屬邊框130、基板邊框140及四微型電路150。基板邊框140主要分別設置於鄰近基板110之四個角落之金屬邊框130上。

續言之，接地面120設於基板110之一面。金屬邊框130圍繞基板110設置。基板邊框140設於金屬邊框130上。

而，四微型電路150分別設於基板110之四個角落處，各微型電路150包含第一接地電路160、第二接地電路170、天線電路180及T型耦合金屬環190。第一接地電路160之一端(如第2圖中C點)穿過基板110而連接接地面120，另一端則連接金屬邊框130。第二接地電路170包含第一電容C1，且第二接地電路之一端(如第2圖中D點)穿過基板110而連接接地面120，另一端則連接金屬邊框130。天線電路180設於基板110相對接地面120之一面，天線電路180包含高通電路181及並聯諧振電路182；高通電路181包含第二電容C3，且高通電路181之一端為饋入點A，另一端(如第2圖中E點)則連接金屬邊框130，且饋入點A延伸連接線101之一端(如第2圖中B點)於第一接地電路160與第二接地電路170之間連接金屬邊框130。並聯諧振電路182由電感L1與第三電容C2組成，並聯諧振電路182一端連接高通電路181，另一端則連接T型耦合金屬環190。T型耦合金屬環190設於基板邊框140上，且T型耦合金屬環190之一端耦接並聯諧振電路182之另一端。

其中，金屬邊框130與基板110之間可具有間隙102，最佳間隙為0.5mm，此僅為舉例，並不以此為限。

於實際應用本發明之多頻段多輸出入單極天線模組時，由饋入點A饋入訊號源，而多頻段多輸出入單極天線模組110可經由高通電路181及第二接地電路170激發產生中頻頻段或高頻頻段。

而上述之中頻頻段可為2100MHz至2650MHz，中頻頻段之頻寬為550MHz，高頻頻段可為3420MHz至3620MHz，高頻頻段之頻寬可為200MHz。

另一方面，多頻段多輸出入單極天線模組110亦可於饋入訊號源後，經由並聯諧振電路182、T型耦合金屬環190及第一接地電路160激發產生低頻頻段。

而上述之低頻頻段可為700 MHz 與900MHz，低頻頻段之頻寬為80 MHz。

補充說明，並聯諧振電路182與T型耦合金屬環190之耦合路徑會影響 950 MHz 模態與其三倍頻及五倍頻之激發；而，第一電容C1主要會影響 2000 MHz 至 2700 MHz 之間的模態。

此外，各電容及電感皆會對應影響頻率模態或其倍頻模態；如第一電容C1之電容值大小主要影響 1300 MHz 模態以及其倍頻模態；第三電容C2之電容值大小主要影響900 MHz模態；第2電容C3之電容值大小主要影響2100 MHz 模態；電感L1之電感值大小主要影響900 MHz模態。然上述僅為舉例，並不以此為限。

第4圖所示為分別於基板之四個角落之天線匹配程度，如圖所示在低頻操作頻段可為700~780MHz與970~1050MHz，其低頻頻段之頻寬各為80MHz，中頻操作頻段可為2100MHz至2650MHz，其中頻頻段之頻寬為550MHz，高頻頻段可為3420MHz至3620MHz，其高頻頻段之頻寬可為200MHz，並由第4圖所示得知在分別於基板之四個角落之天線所量測到之特性相近，表示此設計結構具有一較佳之穩定性。

第5圖所示為分別於基板之四個角落之天線互相影響程度，如圖所示除了在上方與下方兩組天線在在低頻段因共振波長較長其天線互相影響程度較大之外，其餘在低頻、中頻與高頻段互相影響程度較小皆有一較佳之隔離度。

第6圖所示為此天線結構之天線增益與天線效率，其低頻頻段天線增益為-6~0dBi，低頻頻段天線效率為30~58%，其中頻頻段天線增益為-8~0dBi，中頻頻段天線效率為10~36%，其高頻頻段天線增益為-6~0dBi，高頻頻段天線效率為16~24%。

承上所述，本發明之多頻段多輸出入單極天線模組可以分別於基板之四個角落設置微型電路，且藉由高通及並聯諧振電路搭配，及調整電感與電容之參數，以達到激發多頻頻段及多輸入多輸出之目的。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

100‧‧‧多頻段多輸出入單極天線模組

101‧‧‧連接線

102‧‧‧間隙

110‧‧‧基板

120‧‧‧接地面

130‧‧‧金屬邊框

140‧‧‧基板邊框

150‧‧‧微型電路

160‧‧‧第一接地電路

170‧‧‧第二接地電路

180‧‧‧天線電路

181‧‧‧高通電路

182‧‧‧並聯諧振電路

190‧‧‧T型耦合金屬環

A‧‧‧饋入點

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第三電容

C3‧‧‧第二電容

L1‧‧‧電感

第1圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之第一示意圖。 第2圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之第二示意圖。 第3圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之第三示意圖。 第4圖及第5圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之散射參數示意圖。 第6圖係為本發明之多頻段多輸出入單極天線模組之天線增益及效率示意圖。

Claims (6)

1. 一種多頻段多輸出入單極天線模組，適用於一智慧型平板裝置，該多頻段多輸出入單極天線模組係包含： 一基板； 一接地面，係設於該基板之一面； 一金屬邊框，係圍繞該基板設置； 一基板邊框，係設於該金屬邊框上；以及 四微型電路，係分別設於該基板之四個角落處，各該微型電路係包含： 一第一接地電路，係一端連接該接地面，另一端連接該金屬邊框； 一第二接地電路，係包含一第一電容，且該第二接地電路之一端連接該接地面，另一端連接該金屬邊框； 一天線電路，係設於該基板相對該接地面之一面，該天線電路係包含： 一高通電路，係包含一第二電容，且該高通電路之一端係為一饋入點，另一端連接該金屬邊框，且該饋入點係延伸一連接線經過該第一接地電路與該第二接地電路之間連接該金屬邊框；以及 一並聯諧振電路，該並聯諧振電路之一端係具有二支路，其中一支路具有一電感且連接該高通電路，另一支路具有一第三電容且連接該高通電路；以及 一T型耦合金屬環，係設於該基板邊框上，且該T型耦合金屬環之一端係耦接該並聯諧振電路之另一端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻段多輸出入單極天線模組，其中該金屬邊框與該基板之間具有一間隙。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多頻段多輸出入單極天線模組，其中該多頻段多輸出入單極天線模組係經由該高通電路及該第二接地電路激發產生一中頻頻段或一高頻頻段。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多頻段多輸出入單極天線模組，其中該中頻頻段可為2100MHz至2650MHz，該中頻頻段之頻寬為550MHz，該高頻頻段可為3420MHz至3620MHz，該高頻頻段之頻寬可為200MHz。。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多頻段多輸出入單極天線模組，其中該多頻段多輸出入單極天線模組係經由該並聯諧振電路、該T型耦合金屬環及該第一接地電路激發產生一低頻頻段。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多頻段多輸出入單極天線模組，其中該低頻頻段可為700 MHz 與900MHz，該低頻頻段之頻寬為80 MHz。