TWI334241B - Antenna - Google Patents

Description

〜41 案號 096116641

修正頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種天線，特別係有關於一種應用於 可攜式電子裝置的天線。 【先前技術】 在數位家庭的概念中，透過無線區域網路(WLAN)的技 術可以將電腦、電視、音響等電子設備連結在一起，以供 使用者在家中的各角落存取各種數位内容與即時的多媒體 >料。目前無線區域網路(WLAN)的最高傳輸速度可達到 iOOMbps以上，但是在實際的居住環境中，受限於多路徑 农落的現象，傳統採用單天線的無線區域網路(WLAN)系統 無法提供穩定的資料傳輸。分集天線技術可有效解決此問 題，但採用天線分集技術來改善通訊品質必須設計兩根以 上的天線，因此天線將佔用無線通訊產品更多的體積，對 於小型化的手持設備而言並不實用。 【發明内容】 本發明即提出一種輻射場型可調整的小型化天線來解 決天線體積過大的問題。該天線包括一基板、一接地元件、 一饋入導體、一第一控制單元以及—第二控制單元。基板 包括一第一表面以及一第二表面。接地元件設於該第一表 面之上，該接地元件包括一第一部分、一第二部分以及一 溝槽。溝槽形成於該第一部分與該第二部分之間並分隔開 該第一部分與該第二部分，以使該第一部分與該第二部分 互不相連。饋入導體設於該第二表面之上，包括一第一導 950368/0660-A41149TW/Draft-n Γι=第r導體部延伸跨_溝槽，並祕該第一部分。 第Hr於該第二表面之上，包括—第一導線，該 單元設於該第二表面之上，t接該第一部分。第二控制 延#4四心上包括一第二導線，該第二導線 伸跨越該溝槽，並祕該第—部分。 楔能本發明之天線可切換使用第=作模態以及第二工作 輪i果=接Μ同方向的無緣訊號，並獲致較佳的訊號傳 【實施方式】 第1目’其係顯示本發明實施例之天線漏，包 土板110、一接地兀件12〇、_饋入導體13〇、一第一 1 =元140以及—第二控制單s 150。該基板m包括 於锋贷表面111以及一第二表* 112。該接地元件120設 二第-表面m之上。該饋入導體13〇、該第一控制單 =40以及該第二控制單幻5〇係設於該第二表面112之 上。 搭配參照第2圖，該接地元件12〇包括一第一部份 第一部分122以及一溝槽123。該溝槽ι23為l形， =成於該第-部分121與該第二部分122之間，並包括一 哲奴部1231、一第二段部1232以及一轉角處1233，該 ^焱邛1231垂直於該第二段部1232，該轉角處1233連 該第段部1231以及該第二段部1232。饋入導體13〇 匕括第一導體部131以及—第二導體部132。該第一導 體部m延伸跨越該轉角處1233，並穿過該基板11〇，搞 950368/0660-A41149TW/Drafl-fl 1334241 接該第一部分121。該第二導體部132垂直於該第一導體 部131，穿過該基板110，並耦接該第二部分122。第一控 制單元140包括一第一導線141、一第一二極體142、一第 一金屬片143、一第一傳輸線144以及一第一電容145。該 第一導線141延伸跨越該第一段部1231，並穿過該基板 110，耦接該第一部分121。該第一二極體142耦接該第一 導線141以及該第一金屬片143，該第一傳輸線144耦接 該第一金屬片143,該第一電容145耦接該第一傳輸線144 以及該第二部分122。第二控制單元150包括一第二導線 151、一第二二極體152、一第二金屬片153、一第二傳輸 線154以及一第二電容155。該第二導線151延伸跨越該 第二段部1232，並穿過該基板110,耦接該第一部分12卜 該第二二極體152耦接該第二導線151以及該第二金屬片 153,該第二傳輸線154耦接該第二金屬片153,該第二電 容155耦接該第二傳輸線154以及該第二部分122。 參照第3圖，該饋入導體130、該第一控制單元140 以及該第二控制單元150均耦接一控制器200。該控制器 200根據該饋入導體130所回饋的訊號傳輸效果，調制該 第一控制單元140以及該第二控制單元150，以使該天線 100以一第一傳輸模態或是一第二傳輸模態進行訊號傳 輸。 參照第4a圖，當該天線100處於該第一工作模態時， 控制器200將一外加電壓施加於該第一傳輸線144之上， 該第一二極體142導通，感應的電流如第4a圖所示。參照 950368/0660-A41149TW/Draft-n 8 1334241 第4b圖，當該天線1〇〇處於該第二工 字-外加電壓施加於該第二傳輪線154、二：=器 一極體152導通，感應的電流如第4b圖所示。

由於本發明實施例之天線分別異有第一工作模離以及 第二工作模態’可提供兩種不同的€應電流流動^，因 此將產生兩種不同的輕射場型。當其中—個工作模能接收 =號不佳時，可切換至另一模⑸獲致較佳的無i通訊 效果。參照第5a圖，其個示本發明之天線於第—工作模 態下，於㈣。切平面上之_型，以極座標圖(p〇iarchart) 表示；第5b圖為於妗9〇。切平面上之輻射場型。參照第允 圖’其係顯示本發明之天線於第二工作模態傳輸無線訊號 時，於卜〇。切平面上之輻射場型；輻射場型於妗9〇。切面的 極座標圖（polar chart);第5d圖為於知％。切平面上之輻射 場型。由第5a、5b圖以及第5c與5d圖可知，本發明實施 例之天線可切換使用第一工作模態以及第二工作模態，輕 射特性全然不同，因此可接收不同極化特性的信號，已獲 致較佳的訊號傳輸效果。 再參照第2圖，該第一金屬片143大致上呈正方形， 其功能等效為一電容，寬度W!可利用下列公式決定： = (1) ，其中f代表無線訊號的工作頻率，d為該基板的厚度， 代表空氣的介電常數(permittivity)，ε r代表該基板的介電 係數，Ldl為該第一二極體的等效接腳電感。該第二金屬片 153大致上呈正方形，寬度w2可利用下列公式決定： 950368/0660-A41149TW/Draft-fl 9 1334241 2.7^ y ^QSrLd2 ，其中f代表無線訊號的工作頻率，d為該基板的厚度，ε r 代表該基板的介電係數，Ld2為該第二二極體的等效接腳電 感。143與153金屬片亦可利用一般的電容器取代。應用 電容取代時，電容的另一端必須連接至122。 第二導體部132的長度約為λ/4，其中λ代表無線訊 號之工作頻率於槽線導波結構中之波長。 在上述實施例中，該第一導線141與該第一導體部131 之間的距離等同於該第二導線151與該第一導體部131之 間的距離。藉此，切換使用第一工作模態以及第二工作模 態時，兩工作模態之頻率相同，但具有不同的輻射場型。 然，在一變形例中，該第一導線與該第一導體部之間的距 離可不同於該第二導線與該第一導體部之間的距離，藉 此，可以用於傳輸兩種頻率之無線訊號。 雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並 非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發 明之精神和範圍内，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明實施例之天線的立體圖； 第2圖係顯示本發明實施例之天線的俯視圖； 第3圖係顯示本發明實施例之天線與控制器的方塊 圖； 950368/0660-A41149TW/Draft-n 1334241 第4a圖係顯示第一工作模態下的電流流動情形； 第4b圖係顯示第二工作模態下的電流流動情形； 第5a圖係顯示本發明實施例之天線於第一工作模態 下，於卜〇。切平面上之輻射場型；以及 第5b圖係顯示本發明實施例之天線於第一工作模態 下，於卜90。切平面上之輻射場型；以及 第5c圖係顯示本發明實施例之天線於第二工作模態 下，於卜〇。切平面上之輻射場型；以及 第5d圖係顯示本發明實施例之天線於第二工作模態 下，於卜90。切平面上之輕射場型。 【主要元件符號說明】 100〜天線 110〜基板 111〜第一表面 112〜第二表面 120〜接地元件 121〜第一部分 122〜第二部分 123〜溝槽 1231〜第一段部 1232〜第二段部 1233〜轉角處 130〜饋入導體 131〜第一導體部 950368/0660-A41149TW/Draft-0 1334241 132〜第二導體部 140〜第一控制單元 141〜第一導線 142〜第一二極體 143〜第一金屬片 144〜第一傳輸線 145〜第一電容 150〜第二控制單元 151〜第二導線 152〜第二二極體 153〜第二金屬片 154〜第二傳輸線 155〜第二電容 200〜控制器 950368/0660-A41149TW/Draft-fl

Claims (1)

1334241

修正本

申請專利範圍： 1· 一種天線，包括： H包括n面以及—第二表面； —接地元件，設於該第-表面之上，該接祕件包括： 一第一部分； 一第二部分；以及 ―錢’賴槽為L形，形成於該第-部分與該第二 # j分之間並分隔開該[部分與該第二部分，以使該第一部分 二該第一部分互不相連，並包括1—段部、—第二段部以及 轉肖處’該第-段部垂直於該第二段部，該轉角處連接該第 一段部以及該第二段部； ，饋人導體，設於該第二表面之上，包括一第一導體部， 該第-導體部延伸跨越該轉角處，並穿過該基板 ，耦接該第一 部分； -第-控制單元，設於該第二表面之上，包括一第—導 ^ ’該第-導線延伸跨越該第1部，並穿職基板，輕接該 第一部分；以及 -第-控制單TG，設於該第二表面之上，包括一第二導 線’該第一導線延伸跨越該第二段部，並穿過該基板， 第一部分。 2·如申明專利範圍第1項所述之天線，其十，該饋入導體 更包括一第二導體部，該第二導體部垂直於該第一導體部，穿 過該基板，並耦接該第二部分。 3.如申請專利範圍第2項所述之天線，其中，該第二導體 950368/0660-A41149TW/Draft.fi 13 1334241 部的長度約為λ/4，λ代表無線訊號的波長。 4.如申請專利範圍第1項所述之天線，其中，當該天線處 於一第一工作模態時’該第一導線導通，當該天線處於一第二 工作模態時，該第二導線導通。 5·如申請專利範圍第4項所述之天線，其中，該第一控制 單元更包括一第一二極體、一第一金屬片、一第一傳輸線以及 一第一電容，該第一二極體耦接該第一導線以及該第一金屬 片，該第一傳輸線耦接該第一金屬片，該第一電容耦接該第一 傳輸線以及該第二部分。 6. 如申請專利範圍第5項所述之天線，其中，當處於該第 一傳輸模態時，一外加電壓施加於該第一傳輸線之上。 7. 如申請專利範圍第5項所述之天線，其中，該第一金屬 片等效為一接地的電容，亦可用一般電容器取代。 8. 如申請專利範圍第4項所述之天線，其中，該第二控制 單元更包括一第二二極體、一第二金屬片、一第二傳輸線以及 鲁 一第二電容’該第二二極體耦接該第二導線以及該第二金屬 片’該第二傳輸線耦接該第二金屬片，該第二電容耦接該第二 傳輸線以及該第二部分。 9. 如申睛專利範圍第8項所述之天線，其中，當處於該第 二傳輸模態時，一外加電壓施加於該第二傳輸線之上。 10. 如申凊專利範圍第8項所述之天線，其中，該第二金 屬片荨效為一接地的電容，亦可用一般電容器取代。 11. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中，該第一導 線與該第一導體部之間的距離等同於該第二導線與該第一導 950368/0660-Α41149TW/Draft-fl 1334241 體部之間的距離。 12.如申睛專利範圍第1項所述之天線，其中，該第一導 線/、該第一導體部之間的距離不同於該第二導線與該第一導 體部之間的距離。 13· 一種天線，包括： 一基板，包括一第一表面以及一第二表面； 一接地元件，設於該第一表面之上，該接地元件包括： —第一部分； —第二部分；以及 一溝槽，形成於該第一部分與該第二部分之間並分隔 開該第一部分與該第二部分，以使該第一部分與該第二部分互 不相連； 一饋入導體，設於該第二表面之上，包括一第一導體部， 該第一導體部延伸跨越該溝槽，並耦接該第一部分； 一第一控制單元，設於該第二表面之上’包括一第一導 線’該第一導線延伸跨越該溝槽，並耦接該第一部分；以及 一第二控制單元，設於該第二表面之上，包括一第二導 線’該第二導線延伸跨越該溝槽，並耦接該第一部分。 14. 如申請專利範圍第13項所述之天線，其中，該饋入導 體更包括一第二導體部，該第二導體部垂直於該第一導體部， 穿過該基板，並耦接該第二部分。 15. 如申請專利範圍第14項所述之天線，其中，該第二導 體部的長度約為λ/4，λ代表無線訊號的波長。 16. 如申請專利範圍第13項所述之天線，其中，當該天線 950368/0660-Α41149TW/Draft-fl 15 1334241 處於一第一工作模態時，該第一導線導通，當該天線處於一第 二工作模態時，該第二導線導通。 17. 如申請專利範圍第16項所述之天線，其中，該第一控 制單元更包括一第一二極體、一第一金屬片、一第一傳輸線以 及一第一電容，該第一二極體耦接該第一導線以及該第一金屬 片，該第一傳輸線耦接該第一金屬片，該第一電容耦接該第一 傳輸線以及該第二部分。 18. 如申請專利範圍第17項所述之天線，其中，當處於該 第一傳輸模態時，一外加電壓施加於該第一傳輸線之上。 19. 如申請專利範圍第17項所述之天線，其中，該第一金 屬片等效為一接地的電容，亦可用一般電容器取代。 20. 如申請專利範圍第16項所述之天線，其中，該第二控 制單元更包括一第二二極體、一第二金屬片、一第二傳輸線以 及一第二電容，該第二二極體耦接該第二導線以及該第二金屬 片，該第二傳輸線耦接該第二金屬片，該第二電容耦接該第二 傳輸線以及該第二部分。 21. 如申請專利範圍第20項所述之天線，其中，當處於該 第二傳輸模態時，一外加電壓施加於該第二傳輸線之上。 22. 如申請專利範圍第20項所述之天線，其中，該第二金 屬片等效為一接地的電容，亦可用一般電容器取代。 23. 如申請專利範圍第13項所述之天線，其中，該第一導 線與該第一導體部之間的距離等同於該第二導線與該第一導 體部之間的距離。 24. 如申請專利範圍第13項所述之天線，其中，該第一導 950368/0660-A41149TW/Draft-fl 16 1334241 線與該第一導體部之間的距離不同於該第二導線與該第一導 體部之間的距離。 950368/0660-A41149TW/Draft-fl 17