TWI518985B - 天線結構 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種天線結構，特別是指應用於手機背蓋，利用兩線圈相互耦合的天線結構。
隨著無線通訊科技的發展，使用者可不受地形限制，利用無線通訊系統進行資訊傳輸，使得利用無線通訊技術的電子產品，例如筆記型電腦(Notebook Computer)、手機、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)、智慧型手機等可攜式電子裝置的數量及種類與日俱增，而用於收發電磁波訊號的天線即成為無線通訊裝置中相當重要的元件之一。
無線射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)，是一種透過電磁波訊號識別特定目標並讀寫相關資料的通信技術。無線射頻識別的運作原理為利用一外部的無線射頻識別讀取器(RFIDReader)的天線發射電磁波觸發處於感應範圍內的無線射頻識別元件(如非接觸式IC卡)，無線射頻識別元件會因電磁感應產生電流來供應其上的無線射頻識別晶片運作，繼而發出電磁波回應該感應器達成無線射頻識別的效果。而，如何有效提升無線射頻識別的有效辨識距離及其資料傳輸品質，一直以來是各大廠商極欲解決的問題，本發明人乃潛心研究並配合學理的運用，而提
出一種設計合理且有效改善上述問題的本發明。
本發明的主要目的在於提供一種天線結構，藉由二線圈單元相互耦合，配合金屬板封閉槽孔的設計，以有效提升無線射頻識別的有效辨識距離及其資料傳輸品質。
為了實現上述目的，本發明提供一種天線結構，其包含：一輻射模組及一金屬板。輻射模組具有相互耦合的一第一線圈單元及一第二線圈單元，且該第一線圈單元的電流方向與該第二線圈單元的電流方向相反。金屬板設置於該輻射模組的一側，且金屬板具有一封閉槽孔，封閉槽孔具有一第一槽孔部及一第二槽孔部。進一步的，天線結構更可以包含一絕緣載板，其具有相對應的一第一表面及一第二表面，第一線圈單元及第二線圈單元設置於第一表面，金屬板設置於絕緣載板的第一表面上方。第一線圈單元的捲繞中心具有一第一線圈開口，且第二線圈單元的捲繞中心具有一第二線圈開口。金屬板設置於絕緣載板的第一表面上方時，金屬板的第一槽孔部使至少一部份的第一線圈開口露出於金屬板，金屬板的第二槽孔部使至少一部份的第二線圈開口露出於金屬板。較佳地，輻射模組更可以包含一連接單元，其兩端分別連接第一線圈單元及第二線圈單元，金屬板設置於絕緣載板的第一表面上方時，金屬板遮蔽第一線圈單元及第二線圈單元，而連接單元透過金屬板的封閉槽孔而外露於金屬板。
本發明的天線結構將第一線圈單元與第二線圈單元相互耦合，並且利用金屬板的封閉槽孔，使得第一線圈單元的第一線圈開口及第二線圈單元的第二線圈開口露出於金屬板，藉以可有效提升無線射頻識別的有效辨識距離及其資料傳輸品質。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
1‧‧‧天線結構
10‧‧‧絕緣載板
101‧‧‧第一表面
102‧‧‧第二表面
20‧‧‧輻射模組
201‧‧‧第一線圈單元
2011‧‧‧第一線圈開口
202‧‧‧第二線圈單元
2021‧‧‧第二線圈開口
203‧‧‧連接單元
30‧‧‧金屬板
301‧‧‧封閉槽孔
3011、3011’‧‧‧第一槽孔部
3012、3012’‧‧‧第二槽孔部
3013‧‧‧連接部
A、B‧‧‧捲繞中心
C1‧‧‧第一連接端
C2‧‧‧第二連接端
N1‧‧‧正極端
N1’‧‧‧第一正極端
N1”‧‧‧第二正極端
N2‧‧‧負極端
N2’‧‧‧第一負極端
N2”‧‧‧第二負極端
L1、L2‧‧‧電流方向
圖1為本發明的天線結構的示意圖。
圖2為本發明的天線結構的第一實施例的第一示意圖。
圖3為本發明的天線結構的第一實施例的第二示意圖。
圖4為本發明的天線結構的第二實施例的示意圖。
圖5為本發明的天線結構的第三實施例的示意圖。
圖6為本發明的天線結構的第四實施例的示意圖。
請參閱圖1，其為本發明的天線結構的示意圖。如圖所示，天線結構1包含：一輻射模組20及一金屬板30。輻射模組20具有相互耦合一第一線圈單元201及一第二線圈單元202，且兩線圈的電流方向為相反(例如：可以是第一線圈單元201的電流方向為順時針方向，而第二線圈單元202的電流方向為逆時針方向；同理，反之亦然)。金屬板30設置於輻射模組20的一側。金屬板30具有一封閉孔槽301，且封閉孔槽301具有一第一槽孔部3011及一第二槽孔部3012。在實際應用中，金屬板30設置於輻射模組20的一側，由上俯視觀之，金屬板30遮蔽大部分的第一線圈單元201及第二線圈單元202，而金屬板30的第一槽孔部3011與第二槽孔部3012可以是分別露出部份的第一線圈單元201及第二線圈單元202。其中，第一線圈單元201及第二線圈單元202
的材料可為金、銀、鈀、鉑、鎢或銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。
請參閱圖2，其為本發明的天線結構的第一實施例的第一示意圖。天線結構1包含：一絕緣載板10、一輻射模組20及一金屬板30。輻射模組20設置於絕緣載板10上，金屬板30設置於絕緣載板10上。輻射模組20包含：一第一線圈單元201、一第二線圈單元202及一連接單元203。第一線圈單元201與第二線圈單元202相互耦合。第一線圈單元201及第二線圈單元202設置於絕緣載板10的一第一表面101；連接單元203用以連接第一線圈單元201及第二線圈單元202。在較佳地實施態樣中，第二線圈單元202可以如圖中所示，連接絕緣載板10的第一表面101的正極端及負極端，且透過位於絕緣載板10的第二表面102的連接單元203(圖未示)與第一線線圈單元201相互連通；同理，在另一示範態樣中，可以是第一線圈單元201連接第一表面101的正極端及負極端，且其再透過連接單元203與第二線圈單元202相互連通。金屬板30具有一封閉槽孔301；當金屬板30蓋設於絕緣載板10上時，部份第一線圈單元201及部分第二線圈單元202露出於金屬板30。其中，絕緣載板10的材料可包含陶瓷材料(可包含鋁元素、鈦元素或矽元素)、鐵磁材料(可為鐵、鈷、鎳、銅或前述金屬的合金)、聚氯乙烯或其他相似者。絕緣載板10可為陶瓷材料或鐵磁材料燒結而成。
進一步地說，請一併參閱圖3，第一線圈單元201的捲繞中心A具有一第一線圈開口2011，且第二線圈單元202的捲繞中心B具有一第二線圈開口2021。金屬板30的封閉槽孔301具有一第
一槽孔部3011及一第二槽孔部3012。第一槽孔部3011的位置對應於第一線圈開口2011的位置，第二槽孔部3012的位置對應於第二線圈開口2021的位置。當金屬板30設置於絕緣載板10上時，部份第一線圈單元201及第一線圈開口2011透過第一槽孔部3011露出於金屬板30；部份第二線圈單元202及第二線圈開口2021透過第二槽孔部3012露出於金屬板30。需強調的是，上述第一線圈單元201的捲繞中心A與第二線圈單元202的捲繞中心B必定露出於金屬板30。在另一示範態中，金屬板30可以是完全遮蔽第一線圈單元201及第二線圈單元202，而由封閉槽孔301中，僅露出連接單元203、第一線圈開口2011及第二線圈開口2021；換言之，由上俯視觀之，在封閉槽孔301中僅可看到連接單元203的線圈，而看不到第一線圈單元201或第二線圈單元202的線圈。
特別說明的是，輻射模組20的第一線圈單元201、第二線圈單元202及連接單元203可以是一體成型，且成一S形線圈；意即該S形線圈的上半部即為上述的第一線圈單元201；該S形的下半部即為第二線圈單元202；而中間彎折部份即為連接單元203。
請參閱圖4，其為本發明的天線結構的第二實施例的金屬板示意圖。關於天線結構1各構件的相關配置及其連動關係，請參酌上一實施例；於本實施例中，特別說明的是，金屬板30的封閉槽孔301除了可以如同上一實施例為單一封閉槽孔外，亦可以是如同圖3所示由多個槽孔所組成，意即可以是將第一槽孔部3011’
及第二槽孔部3012’透過一連接部3013相互連接。特別一提的是，在本實施例中，由第一槽孔部3011’中僅可看見第一線圈開口2011；由第二槽孔部3012’中僅可看見第二線圈開口2021。換言之，由上俯視觀之，僅可於封閉槽孔301的連接部3013中看見連接單元203的線圈，其於部份皆看不見線圈。當然，在另一示範態樣中，第一線圈單元201及第二線圈單元202的線圈可以外露於第一槽孔部3011’及第二槽孔部3012’。
請參閱圖5，其為本發明的天線結構的第三實施例的示意圖。誠如上一實施例所述，天線結構1包含：絕緣載板10、輻射模組20及金屬板30，各構件的相關連接關係及設置關係與前一實施例相似；於本實施例中，特別說明的是，輻射模組20的第一線圈單元201及第二線圈單元202可以是如圖5所示的形式。進一步地說，絕緣載板10的第一表面101具有一正極端N1、一負極端N2、一第一連接端C1及一第二連接端C2。其中，第一連接端C1及第二連接端C2透過位於絕緣載板10的第二表面102的連接單元203，以相互連接。第一線圈單元201的線圈兩端分別連接正極端N1及第一連接端C1；第二線圈單元202的線圈兩端分別連接負極端N2及第二連接端C2。換言之，第一線圈單元201及第二線圈單元202的一端分別連接正極端N1及負極端N2；第一線圈單元201及第二線圈單元202的另一端分別透過位於絕緣載板10第二表面102的連接單元203相互連接。特別注意的是，上述第一線圈單元201的一端不限定連接正極端N1亦可以連接負極端N2，而第二線圈單元202則對應連接正極端N1，可以依據
實際需求，加以變換。其中，第一線圈單元201及第二線圈單元202可以是如圖式中的平面圓螺旋線圈或可以是平面多邊螺旋線圈，於本發明中並不加以限制。
請參閱圖6，其為本發明的天線結構的第四實施例的示意圖。誠如上一實施例所述，天線結構1包含：絕緣載板10、輻射模組20及金屬板30；各構件的相關連接關係及設置關係與前一實施例相似，於本實施例中，特別說明的是，輻射模組20的第一線圈單元201及第二線圈單元202可以是做為相互耦合的獨立天線輻射體。進一步地說，絕緣載板10的第一表面101具有一第一正極端N1’、一第二正極端N1”、一第一負極端N2’、一第二負極端N2”。第一線圈單元201線圈的兩端分別連接至第一正極端N1’及第一負極端N2’；第二線圈單元202線圈的兩端分別連接至第二正極端N1”及第二負極端N2”。
惟以上所述僅為本發明的較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。
1‧‧‧天線結構
20‧‧‧輻射模組
201‧‧‧第一線圈單元
202‧‧‧第二線圈單元
30‧‧‧金屬板
301‧‧‧封閉槽孔
3011‧‧‧第一槽孔部
3012‧‧‧第二槽孔部
L1、L2‧‧‧電流方向
Claims (13)
- 一種天線結構，其包含：一輻射模組，其具有相互耦合的一第一線圈單元及一第二線圈單元，且該第一線圈單元的電流方向與該第二線圈單元的電流方向相反；以及一金屬板，設置於該輻射模組的一側，該金屬板具有一封閉槽孔，該封閉槽孔具有一第一槽孔部及一連通於該第一槽孔部的第二槽孔部；其中，該輻射模組更包含一連接單元，其兩端分別連接該第一線圈單元及該第二線圈單元。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中更包含一絕緣載板，其具有相對應的一第一表面及一第二表面，該金屬板設置於該絕緣載板的一側，該第一線圈單元及該第二線圈單元設置於該第一表面。
- 如請求項第2項所述的天線結構，其中該第一線圈單元的一端連接至設置於該絕緣載板的該第一表面的一第一正極端，該第一線圈單元的另一端連接至設置於該絕緣載板的該第一表面的一第一負極端；該第二線圈單元的一端連接至設置於該絕緣載板的該第一表面的一第二正極端，該第二線圈單元的另一端連接至設置於該絕緣載板的該第一表面的一第二負極端。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該金屬板的該第一槽孔部及該第二槽孔部分別對應於該第一線圈單元及該第二線圈單元的位置。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該第一線圈單元的電流方向為順時針方向，該第二線圈單元的電流方向為逆時針方向。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該第一線圈單元的電流方向為逆時針方向，該第二線圈單元的電流方向為順時針方向。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該第一線圈單元的捲繞中心具有一第一線圈開口，且該第二線圈單元的捲繞中心具有一第二線圈開口；該金屬板的該第一槽孔部使至少一部份的該第一線圈開口露出於該金屬板，該金屬板的該第二槽孔部使至少一部份的該第二線圈開口露出於該金屬板。
- 如請求項第7項所述的天線結構，其中該第一線圈單元及該第二線圈單元被該金屬板遮蔽。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該第一線圈單元的一端連接位於該絕緣載板的一第一表面的一正極端，該第二線圈單元的一端連接位於該絕緣載板的該第一表面的一負極端，該第一線圈單元的另一端及該第二線圈單元的另一端，透過位於該絕緣載板的一第二表面的該連接單元，以相互連接。
- 如請求項第9項所述的天線結構，其中該金屬板設置於該絕緣載板的該第一表面上方時，該金屬板遮蔽該第一線圈單元及該第二線圈單元，而該連接單元透過該金屬板的該封閉槽孔而外露於該金屬板。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該輻射模組的該第一線圈單元與該第二線圈單元透過該連接單元的連接，以成為一體成型的S形結構。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中該第一線圈單元及該第二線圈單元為平面多邊螺旋線圈或平面圓螺旋線圈。
- 如請求項第1項所述的天線結構，其中只有該第一線圈單元或該第二線圈單元具有一正極端及一負極端。
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