TWI338976B - - Google Patents

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1338976 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為一種多天線整合模組，特別係指一種具有 _共同單元結構之多天線整合模組。 ' 【先前技術】 無線通訊技術的蓬勃發展’連帶使天線技術得到充 分的發展’特別是市場上針對天線設計微型化、傳輸系統 多頻帶的使用要求，因此近年來陸續出現多種形式的整合 式天線（Integrated antenna)結構，將不同類型天線結二^ 合於同一天線模組之中，藉以縮短天線諧振長度，從而= 低天線設置尺寸。 請參閱第la圖，為習知雙網操作之組合式天線之平 面示意圖’包含接地面13、第一天線14、第二天線15、第 饋入同轴傳輸線16以及第二饋人同軸傳輸線Η。該接地 ，13為矩也並具有第一接地點132與第二接地點⑶；該 弟:天線Μ位於接地面之上方邊緣131處，用以提供第一 ’.1 ^路操作，該第二天線15亦位於接地面之上方邊緣 π罢Γ ^ ^提供第二無線網路操作，藉由前述天線結構 成雙頻操作於行動通訊網路及無線區域網路系 0❼蓋夕種傳輸頻帶之操作需求。 1338976 請參閱第lb圖及第ic圖，為習知第一天線14及第二 天線15之反射係數及隔離度（Is〇lati〇n)量測數據示意圖， 在反射係數小於-7. 3dB的定義下，該第一天線14之操作頻 寬可涵蓋行動通訊系統之頻帶（21)、DCS頻帶（22)以 及PCS頻帶（22)之操作需求，同時第一天線14之隔離度均 小於-20dB，另外該第二天線15之操作頻寬可涵蓋無線區 域網路之2. 4GHz頻帶（31)以及5GHz頻帶（32)之操作需求， 同時第二天線15之隔離度亦均小於_2〇仙。 然而習知之第一天線14以及第二天線15為傳統倒F 形天線結構，當整合於同一天線模組時，為避免產生輻射 干擾效應’第-天線14與第二天線必須相距一定之間距 (d)，如此將增加天線整體外觀尺寸，且其天線之間距亦 不易控制，導致整合後天線輻射效率無法大幅提高，另外 不同天線之間的隔離度之阻隔效率亦容易受限，通常無法 達到其所宣稱之效果。 【發明内容】 本發明之目的係提供一種多天線整合模組，利用共 同之導體、短路部及接地部結構，作為多個不H統應用 天線之共用輻射體，可大幅縮減天線配置空間，使其輕易 容置於各種電子裝置内部，同時降低組裝難度。 f發明之另一目的係提供一種多天線整合模組，利 用共同單元設計整合多#天線結構於單一結構之中，並可 降低相異天線間之干擾現象，增加天線隔離度及輻射增益 1338976 值。 為達成上述目的’本發明係為一種多天線整合模 、.且^3·第一天線、第二天線以及共同單it。該第一天 線已3第饋入線、饋入部、輕合單元以及延伸導體，其 中該耦：單元具有第-耦合部及第二耦合部；該第二天綠 03.第—饋人線、輪射導體以及輕合導體；該共同單元 包含：聯合導體、聯合短路部以及聯合接地部，其中該聯 合導體具有第—導體及第二導體。該第—饋人線連接至饋 y一端部，饋人部另―端部連接至第-轉合部-侧邊， 第一耦合部另一侧邊與第二耦合部一側邊形成一間隙，延 伸導體位於第合部延伸位置處；該第二讀人線連接至 幸昌射導體一端部，輕射道辨^ ?田耵導體另一端部連接至耦合導體一側 合導體另-側邊與第二導體一側邊形成一間隙；該 弟‘體與第二耦合部另一側邊相連接，第一導體及第二 導體連接介面處與聯合短路部—端部連接，聯合短路料 一端部與聯合接地部連接。 本發明實施例之第—天線主要透㈣—饋人線輸入 ^貝入⑽經由饋人部及搞合單⑽合至聯合導體之第一 ，’聯合導體接收第—天線之電性輕合訊號後，將訊號 傳遞至聯合短路部及聯合接地部。此時，_合單元、延 =體及共同單元形成了該第一天線之主要輕射結構，其 =聯合㈣及延伸導體分舰發Μι線之低頻及高 I、振模態，而該饋入部及耦合單元分別具有一電感性電 抗及—電容性電抗，兩者可形成—共振結構，並具有兩種 8 ⑶ 8976 ’其—係用以調整該第一天線之輸人阻抗，使其激發 模態達成良好之阻抗匹配；另—功能係經適當調整該共振 電抗值，從而產生濾波效果，藉以有效隔離該第二天線之 Λ #υ ’避免文到第二天線之訊號干擾並增加兩天線之隔離 度。 第天線則透過第二饋入線輸入之饋入訊號經由輻 射導體及耦合導體耦合至聯合導體之第二導體，聯合導體 接收第二天線之電性耦合訊號後，將訊號傳遞至聯合短路 部及聯合接地部。此時該輻射導體、耦合導體及共同單元 形成.亥第一天線之主要轄射結構，其中該聯合導體可激發 該第二天線之共振模態，而該輻射導體經由適當設計可具 有:電感性電抗，該輕合導體與第二導體則具有一電容性 電抗，兩者可形成一共振結構，同樣亦具有兩種功能，其 係用以㈤U第_天線之輸人阻抗，使其激發模態達成 ，良好之阻抗匹配；另一功能係經適當調整該共振電抗值， 從而產生遽波效果，藉以有效隔離該第一天線之訊號，避 免受到第一天線之訊號干擾並增加兩天線之隔離度。 本發明第二實施例之組成結構與第一實施例雷同， 其不同處在於該第二天線另外設置一匹配部，該匹配部— 知部連接至輻射導體—側邊，另—端部則連接至聯合接地 部」透過匹配部加以調整第二天線之阻抗匹配，使第二天 線系、先’、有更it之操作頻見’並於輻射導體連接至輕合導 體側邊之端部末端設置為蜿蜒狀，從而增加第二天線之電 感性電抗’進而提高濾波效果，並增加兩天線隔離度之隔

離致應。 1達成共_體:::以】=整:於同-結構 計，可避共減構之設 益值，=”訊號互相干擾，進而影響天線刪 穿 /九、且天線整合於單一結構後，改善習知電子 "七必須埋置多組天線之缺失，大幅縮減天線配置空 二’使其輕易容置於各種電子裝置㈣，同時降低組裝難 從。 為使貝審查人員進一步了解本發明之詳細内容，茲 列舉下列較佳實施例說明如後。 【實施方式】 明參閱弟2圖’為本發明第一實施例之立體示意 圖，S亥整合式天線包含：第一天線21、第二天線22以及一 共同單元23 ;其中該第一天線21包含：第一饋入線211 、 饋入部212、耦合單元213以及延伸導體214，耦合單元 213並具有第一耦合部213a及第二耦合部213b ;第二天線 22包含：第二饋入線221 、輻射導體222以及耦合導體 223 ;共同單元23包含：聯合導體231 、聯合短路部232 以及聯合接地部233 ’聯合導體231並具有第一導體231a 及第二導體231b。 該第一饋入線211及第二饋入線221均依序包括中 心導體211a、221a、内絕緣層211b、221b、外層導體 10 1338976 211c、221c及外絕緣層211d、221d。該第一饋入線211係 連接至饋入部212 —端部’饋入部212另一端部連接至第 一轉合部213a —側邊，第一輕合部213a另一側邊與第二耦 合部213b —侧邊距離一間隙，第二耦合部213b另一側邊連 接至第一導體231a，延伸導體214位於第一耦合部213a延 伸位置處；該第二饋入線221連接至輻射導體222 —端 部，轄射導體222另一端部連接至耦合導體223 —側邊， 耦合導體223另一側邊與第二導體231b —側邊距離一間 距；第一導體231a及第二導體231b連接介面處與聯合短路 部232 —端部連接，聯合短路部232另一端部與聯合接地 部233連接。 第一天線21之饋入部212略成婉蜒線狀’總路徑長 度約為8mm，第一耦合部213a連接饋入部212 —端之矩形 長度約為2. 5mm ，寬度約為imm ，第一耦合部213a面對第 二耦合部213b侧邊之矩形長度約為4mm，寬度約為丨·， 第二耦合部213b長度約為3刪，寬度約為3mm，第一耦合 213a與第一麵合部213b之間隙寬度小於imm，延伸導體 214長度約為14刪，寬度約為2咖；第二天線a之輻射導 體222連接第二饋入線221 一端之矩形長度約為1腿，寬 度为為lmm，連接至耗合導體223 —侧邊之矩形長度約為 4.5mm ’寬度約為15細’耦合導體挪長度約為8麵， 寬度約為1.5刪·’聯合導體231整段長度約為55腿，寬度 約為5mm，聯合短路部232近似梯形，連接於第一導體 231a及第二導體231b連接介面處之端部長度約為，連 1338976 接於聯合接地部233之端部長度約為3咖，靠近第一天緣 21之斜邊長度約為9_，靠近第二天線22之長度約為 8刪，聯合接地部233長度約為84刪，寬度約為〇 5刪。 j述實施例之第一天線21主要透過第一饋入線211 輸入之高頻饋入訊號經由饋入部212及耗合單元⑴搞合 至聯合導體231之第-導體23ia，聯合導體231接收第一 天線21之電性耦合訊號後，將訊號傳遞至聯合短路部2兕 及聯合接地部233。經此配置，將耦合單元213、延伸導 體214及共同單兀23組成第一天線21之主要輻射結構，利 用該聯合導體231激發第一天線21之低頻，延伸導體214 激發第一天線21之高頻共振模態，而該饋入部212具有電 感性電抗特性，耦合單元213則具有電容性電抗特性，將 饋入部212及耦合單元213組成一共振結構，使其同時具 有上述兩種功能；透過該共振結構調整第一天線21之輸入 阻抗，使其激發模態達成良好之阻抗匹配；另經適當調整 該共振電抗值，從而產生濾波效果，藉以有效隔離第二天 線22之訊號，避免受到第二天線22之訊號干擾並增加兩天 線之隔離度。 第一天線22則透過第二饋入線221輸入之高頻饋入 讯號經由輻射導體222及耦合導體223耦合至聯合導體 231之第二導體231b ’聯合導體231接收第二天線22之電 性耗合訊號後’將訊號傳遞至聯合短路部232及聯合接地 部233。經此配置’將輻射導體222、耦合導體223及共 同單元23組成第二天線22之主要輻射結構，利用聯合導體 12 1338976 231激發第二天線22之共振模態，該輻射導體具有電 感性電抗特性，耦合導體223與第二導體23比則具有電容 陡包抗特性，將輻射導體222、耦合導體223以及第二導 體231b組成一共振結構’使其同時具有上述兩種功能；透 過該共振結構調整第二天線22之輸入阻抗，使其激發模態 達成良好之阻抗匹配；另經適當調整該共振電抗值，從而 生;慮波效果，藉以有效隔離第一天線Μ之訊號，避免受 到第一天線21之訊號干擾並增加兩天線之隔離度。 本實施例主要利用共同單元23設計，將不同系統應 用天線結構之輻射導體、短路部以及接地部整合於同一結 冓中達成/、用輪射體之效果；並透過饋入共振結構之設 ^ ’可避免天線間 < 訊號互相丨#，進而影響天線輕射增 盃值，另外將多組天線整合於單一結構後，改善習知電子 裝置内部必須埋置多組天線之缺失，大幅縮減天線配置空 間，且不需特別考量輻射導體設置於電子裝置内部受到殼 體輪射隔離之問題，使天線產品輕易擺置於各種電子裝置 内部’同時降低組裝難度。 。月多閱第3圖，為本發明第一實施例之電路示意 圖該第天線21具有一第一訊號源31，透過第一訊號源 31傳導天線高頻訊號，經由—第—電感性電抗單元^以電 性感應方式傳導至-第—電容性電抗單元π，再以電容輕 合方^共同單㈣傳導至接地面233 ;第二天線&亦具 有—第二訊號源32，透過第二訊號源犯傳導天線高頻訊 m由-第二電感性電抗單元心電性感應方式傳導至 13 二第二電容性電抗單元C2，再以電轉合方式傳導至共同 =23後，再行傳導至接地面挪；其中該第—電感性電 抗早TCL1及第-電容性電抗單元u係組成—共振結構，用 以調整第：天線之輸入阻抗，使其系統具有良好之阻抗匹 配，而第—％感性電抗單元L2及第二電容性電抗單元^則 組成另-共振結構，用以調整第二天線之輸人阻抗，使其 系統亦具有良好之阻抗匹配。 凊參閱第4圖，為本發明第—實施例之第—天線21 電壓駐波比量測數據示意圖，其[天線21之頻寬幻在電 i駐波比疋義為3. 5之情況時’操作頻率範圍涵蓋824· 至9_Hz，此頻帶頻寬範圍涵蓋AMps (824〜8以随z)以及 GSM_〜96〇MHz)之系統頻寬，該第-天線21之頻寬從在 電壓駐波tb定義為2.5之情料’頻寬⑵操作頻率範圍涵 蓋1570MHz至217_z，此頻帶頻寬範圍涵蓋奶（1575 _、 DCS 〇7HH_ MHz)、PCS (〜199〇 MHz)以及騰s (1920〜2170 MHz)之系統頻寬。 請參閱第5圖，為本發明第—實施例之第二天線四 電壓駐波比量職據示意圖，❹二天賴之頻寬％在電 壓駐波比定義為2情況時，頻寬S3操作頻率範圍涵蓋 3.1GHz至4. 9GHz，此頻帶頻寬範圍涵蓋臓（3.1GHz〜4. 9㈣ 之系統頻寬，經此量測數據得知，本發明設置之共同單元 23，使其第一天線21及第二天線”確實具有極佳之阻抗匹 配。 請參閱第6圖，為本發明第_實施例之隔離度量測 14 1338976 數據示意圖’經此量測數據得知，頻帶頻寬範圍在離s ⑻4,4 MHz)以及GSM _〜96〇 MHz)之系統頻寬隔離度別 小於-20dB以下，頻帶頻寬範圍在奶（1575 MHz)、⑽ (1710〜1880 MHz)、PCS (185(H99〇 MHz)以及勝s (聊〜2i7〇 MHz)之系統頻寬隔離度S5亦小於__以下，而頻帶頻寬 範圍在腦(3.1GHz〜4. 9GHz)之系統頻寬隔離度S6亦小於 -20dB以下，顯示本發明結構確實能有效阻隔兩天線之訊 號干擾’從而增加天線隔離度。 請參閱第7圖，為本發明第二實施例之立體示意 圖’本實％例與上述第一實施例大致相㈤，其差異處在於 第二天線22另外設置一匹配部224 ，該匹配部224 一端部 連接至輻射導體222之一側邊，另一端部則連接至聯合接 地部233 ，透過匹配部224加以調整第二天線以之阻抗匹 配，使第二天線22系統具有更佳之操作頻寬，並於輻射導 體222與耦合導體223之側邊以蜿蜒狀連接，使其具有電 感性電抗特性，從而增加第二天線22之電感性電抗，進: 提尚第一天線22濾波效果，並增加兩天線隔離度之隔離效 應。 ^ 請參閱第8圖，為本發明第一實施例應用於攜帶式 電腦之立體不意圖，將多天線整合模組設置於攜帶式電腦 2之一底板25内緣，聯合接地部233側邊貼覆一錫箔片 24，並將該錫箔片24整片貼覆於底板烈内表面，錫箔片％ 及底板25上部設置一螢幕26，該底板25可視為整個多天線 整合模組之接地面，透過錫箔片24將聯合接地部233傳遞

S 15 1338976 之接地訊號傳送至底板25 ;利用本發明設置之共同單元23 設計’將不同系統應用天線結構之鶴射導體、短路部以及 接地部整合於同一結構中，達成共用輻射體之效果；改盖 習知在攜帶式電腦2底板25邊緣埋置多組天線之方式，: 巾田細減天線配置空間，使天線模組輕易擺置於各種電子裝 置内部，從而降低組裝難度。 ，本發明已符合專利要件，實際具有㈣性、進步性 ”，業應用&值之特點，，然其實施例並非用以揭限本發明 之祀圍’任何熟悉此項技藝者所作之各種更動與潤飾，在 不脫離本發明之精神和定義下，均在本發明權利範圍内。 【圖式簡單說明】 第la圖為習知雙網操作之組合式天線之平面示意圖。 fib圖為習知第一天線之反射係數及隔離度座標圖。 =圖為習知第二天線之反射係數及及隔離度座標圖。 第圖為本發明第一實施例之立體圖。 第3圖為本發明第一實施例之電路示意圖。 =圖為本發明第一實施例之第-天線電壓駐波比量測座 $圖為本發明第—實施例之第二天線電壓駐波比 圖0 第6圖為本發明第—實施例之隔離度座標圖。 第7圖為本發明第二實施例之立體圖。 第8圖為本發明第—實施例應用於攜帶式電腦之立體圖。 16 1338976 【主要元件符號說明】 2攜帶式電腦 21第一天線 211第一饋入線 211a 中心導體 211b内絕緣層 211c 外層導體 21 Id 外絕緣層 212饋入部 213耗合單元 213a第一耦合部 213b第二耦合部 214延伸導體 22第二天線 221第二饋入線 211a 中心導體 211b 内絕緣層 211c 外層導體 21 Id 外絕緣層 222輻射導體 223耦合導體 224匹配部 23共同單元 231聯合導體 231a第一導體 231b第二導體 232聯合短路部 233聯合接地部 24錫箔片 25底板 26螢幕 on ^ 吼號源 32弟二釩號源 「笛 y a丨土电ί几早元 第—電容性電抗單 αϊτ电感性電抗單元 U弟一電容性電抗單元 13接地面 131上方邊緣 132第一接地點 133第二接地點 14第一天線 15第二天線 16第一饋入同軸傳輪線 17第二饋入同軸傳輸線 d距離 17

Claims (1)

1338976 十、申請專利範圍： 1. 一種多天線整合模組，包括： 第一天線，包含： 第一饋入線； ，入ΐ -其一端部與第一饋入線之中心導辨、;t 耦合單7C，包含—連接至饋入部另一端部'，接； &部及與該第一耦合部具有一間隙之第二耦合“；苐一耦 延伸導體’位於該第一耦合部延伸 ： 第二天線，包含： 处’ 第二饋入線； 接；輻射導體’其一端部與該第二饋入線之中心導體連 巧合導體，連接至該輻射導體之另一端部， 共同單元，包含： ’ 聯合導體，包括第一導體及第二導體，該 與第二耦合部一側邊連接，該第二導 導體 邊距離-間距； 守n V體另一側 舻夕短ί部，其一端部連接於該第一導體及第-導 體之連接介面處；以及 弟一V 々 聯合接地部，連接於該聯合短路部之另一端 ;了饋入線及第二饋入線之外層導體均連接於該聯;接二 2.如申凊專利範圍第1項所述之多天線整合模組，並 耦合單元、延伸導體及共同單元係用以調整第一ς = 振模態。 3.如申請專利範圍第1項所述之多天線整合模組，其中該 聯合導體係用以激發第一天線之低頻共振模態。 18 1338976 .4.如申請專利範圍第1項所述之多天線整合模組，其中該 延伸導體係用以激發第一天線之高頻共振模態。 人 5. 如申請專利範圍第1項所述之多天線整合模组，1 ΪΪΪ體、M合導體及共同單元係用以調整第二^線1 振搞恶。 、 6. 如申請專利範圍第丨項所述之多天線整合模組，1 聯合導體係用以激發第二天線之共振模態。 μ 7. 一種多天線整合模組，包含： 第一天線，包含： 第一饋入線； 饋入部’連接至該第一饋入線之中心導體； 耦合單元，包含一連接至饋入部另一 合部及與該第-耗合部具有一間隙之第二輕弟—輕 延伸導體，位於該第一耦合部延伸位置广. 第二天線，包含： 处’ 第二饋入線； 接；輻射導體，其一端部與該第二饋入線之中心導體連 耦合導體，連接至該輻射導體之另一端部； 匹配部，其一端部連接至該輻射導體— 共同單元，包含： 還’ 聯合導體，包括第一導體及第二導體， f第二耦合部-側邊連接，該第二導體與耦合^ :導體 邊距離一間距； 令體另一側 聯合短路部’其一端部連接至該第一道 導體之連接介面處；以及 弟4體及-第二 聯合接地部’連接於該聯合短路部另— 1力 ^部及該匹 19 1338976 二端部，且第一饋人線及第二饋人線之外層導體 勺連接於該聯合接地部。 鉍^ 2專利範圍第7項所述之多天線整合模組，其中該 振、延伸導體及共同單元係用以調整第一天線共 9’ 圍第7項所述之多天線整合模組’其中該 體係用以激發第一天線之低頻共振模態。 10.=ϊ專利範圍第7項所述之多天線整合模組，其中 伸導體係用以激發第一天線之高頻共振模態。 11·，申請專利範圍第7項所述之多天 體、輕合導體及共同單元係用以調整第二;: 專利範圍第7項所述之多天線整合模組’复中 该聯合導體係用以激發第二天線之共振模態。/、〒 20