TWI797987B

TWI797987B - 用於第五代行動通信技術的雙天線模組

Info

Publication number: TWI797987B
Application number: TW111105003A
Authority: TW
Inventors: 林長青; 葉嘉晏; 李駿揚; 黃兆雄; 賴常瑋; 顏紅方
Original assignee: 泓博無線通訊技術有限公司
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2023-04-01
Also published as: TW202333419A

Abstract

一種雙天線模組，包括基底、第一天線及第二天線。第一天線具有第一饋入端、第一輻射體、第二輻射體及第一耦合輻射體，第一饋入端連接第一輻射體與第二輻射體，第一輻射體的第一部與第二部彼此連接以產生彎折以構成U字型。第一部與第二輻射體朝相反方向延伸，第二輻射體的第二末端靠近第二部的第一末端。第一耦合輻射體具有第一接地部、第一連接部與第一耦合部，第一連接部連接於第一接地部與第一耦合部之間，第一耦合部靠近第一末端與第二末端以耦合能量。第二天線具有第二饋入端、第三輻射體與第二耦合輻射體，第二饋入端連接第三輻射體，第二耦合輻射體具有第二接地部、第二連接部與第二耦合部，第二連接部連接於第二接地部與第二耦合部之間，第二耦合部靠近第三輻射體的第三末端以耦合能量。如此，達到第五代行動通信技術的多頻操作。

Description

用於第五代行動通信技術的雙天線模組

本發明有關於一種天線，且特別是一種用於第五代行動通信技術的雙天線模組。

筆記型電腦的性能逐漸強大，相較于智慧手機仍然有資料處理方便以及效能無法取代的優點。既然現行智慧手機已經能使用更大的無線傳輸率(4G及5G)，筆記型電腦也需要具有更廣泛的無線傳輸性能。

現有可移動式裝置的常用無線通信技術包括在無線區域網路(WLAN)與無線廣域網路(WWAN)的範疇內。無線區域網路是現有筆記型電腦必備無線規格，無線廣域網路則包含2G、3G、4G LTE以及5G，在筆記型電腦品牌商使用5G的性能規格的情況，天線操作頻寬進一步增大。

然而，現有設計在未包括5G sub-6頻帶的情況下，天線模組需要用於多輸入多輸出(MIMO)的情況下已經對於隔離度要求十分嚴苛，並對於內藏式天線產生很大的設計難度，若新增了5G sub-6頻帶，在天線尺寸的維持相同限制情況，增加頻寬和維持隔離度要求，是嚴苛的挑戰。

為了解決前述的技術問題，本發明實施例提供一種用於第五代行動通信技術的雙天線模組，包括基底、第一天線及第二天線。第一天線設於基底，具有第一饋入端、第一輻射體、第二輻射體及第一耦合輻射體，第一饋入端連接第一輻射體與第二輻射體，第一輻射體具有第一部與第二部，第一部與第二部彼此連接以產生彎折以構成U字型。其中，第一部與第二輻射體朝相反方向延伸，第二部具有第一末端，第二輻射體具有第二末端，第二輻射體的第二末端靠近第一末端。其中，第一耦合輻射體具有第一接地部、第一連接部與第一耦合部，第一連接部連接於第一接地部與第一耦合部之間，第一耦合部靠近第一末端與第二末端以耦合能量。第二天線設於基底，具有第二饋入端、第三輻射體與第二耦合輻射體，第二請入端連接第三輻射體，第二耦合輻射體具有第二接地部、第二連接部與第二耦合部，第二連接部連接於第二接地部與第二耦合部之間，第二耦合部靠近第三輻射體的第三末端以耦合能量。

綜上所述，本發明實施例提供一種用於第五代行動通信技術的雙天線模組，此天線模組相比於傳統天線的可用頻帶更多，且僅需使用雙天線可同時滿足無線區域網路、無線廣域網路及其多輸入多輸出功能的規格，同時可適用於第五代行動通信技術的5G sub-6頻帶，達到減少天線數量與縮減天線佔用空間的效果，具有很高的產業應用價值。

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之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

10:基底

1:第一天線

2:第二天線

101:第一饋入端

11:第一輻射體

12:第二輻射體

13:第一耦合輻射體

111:第一部

112:第二部

112a:第一末端

12a:第二末端

131:第一接地部

132:第一連接部

133:第一耦合部

201:第二饋入端

21:第三輻射體

22:第二耦合輻射體

221:第二接地部

222:第二連接部

223:第二耦合部

21a:第三末端

3:第一同軸電纜線

31:中心導體

32:外層導體

4:第二同軸電纜線

41:中心導體

42:外層導體

圖1是本發明實施例提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組的立體示意圖。

圖2是本發明實施例提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組的前視角的示意圖。

圖3是本發明實施例提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組的後視角的示意圖。

圖4是本發明實施例提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組的上視角的示意圖。

圖5是本發明實施例提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組的下視角的示意圖。

圖6是本發明實施例提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組以兩個同軸電纜線饋入的示意圖。

圖7是本發明實施例提供的第一天線的SWR圖。

圖8是本發明實施例提供的第二天線的SWR圖。

請參照圖1至圖5，本實施例提供一種用於第五代行動通信技術的雙天線模組，包括基底10、第一天線1及第二天線2。圖中的基底10的形狀適用於示意，例如其形狀用於配合組裝的結構件設計，但不以此為限。所述雙天線模組例如用雷射雕刻製程實現，但不以此為限。第一天線1設於基底10，具有第一饋入端101、第一輻射體11、第二輻射體12及第一耦合輻射體13，第一饋入端101連接第一輻射體11與第二輻射體12，第一輻射體11具有第一部111與第二部112，第一部111與第二部112彼此連接以產生彎折以構成U字型。其中，第一部111與第二輻射體12朝相反方向延伸，第二部112具有第一末端112a，第二輻射體12具有第二末端12a，第二輻射體12的第二末端12a靠近第一末端112a。上述的第一饋入端101、第一輻射體11與第二輻射體12可見於圖2的前視角及圖1的立體圖，可見第一饋入端101、第一輻射體11、第二輻射體12基本上可位於基底10的同一個平面(正面)，但不以此為限。

參照圖1至圖5，第一耦合輻射體13具有第一接地部131、第一連接部132與第一耦合部133，第一連接部132連接於第一接地部131與第一耦合部133之間，第一耦合部133靠近第一末端112a與第二末端12a以耦合能量。詳細地說，第一耦合輻射體由圖5的下視角開始(第一接地部131)，延伸至圖3的後視角(第一連接部132、第一耦合部133)，且第一耦合部133進一步延伸至圖4的上視角，以至於圖1的前視角。可見，第一耦合部13分布於基底10四個面，以做較長的延伸路徑，並以耦合方式獲得射頻信號饋入的能量。

第二天線2設於基底10，具有第二饋入端201、第三輻射體21與第二耦合輻射體22，第二饋入端201連接第三輻射體21，第二耦合輻射體22具有第二接地部221、第二連接部222與第二耦合部223，第二連接部222連接於第二接地部221與第二耦合部223之間，第二耦合部223靠近第三輻射體21的第三末端21a以耦合能量。本實施例的第二天線2除了饋入與接地的部分，絕大部分都位於基底10的同一個面(正面)，第二饋入端201的主要部分與第二接地部221位於另一個面(見圖5的下視角)，但僅用以舉例，本發明不以此為限。

進一步，參照圖6，所述雙天線模組更包括第一同軸電纜線3以及第二同軸電纜線4，第一同軸電纜線3的中心導體31連接第一饋入端101，第一同軸電纜線3的外層導體32連接第一接地部131。換句話說，實際上，第一輻射體12與第二輻射體13是由第一同軸電纜線3的中心導體31作饋入，而第一耦合輻射體13是以第一同軸電纜線3的外層導體32作接地。

另外，第二同軸電纜線4的中心導體41連接第二饋入端201，第二同軸電纜線4的外層導體42連接第二接地部221。換句話說，第三輻射體21是以第二同軸電纜線4的中心導體41作饋入，且第二耦合輻射體22是以第二同軸電纜線4的外層導體42作接地。

較佳的，第一饋入端101位於第一接地部131與第二接地部221之間，第二接地部221位於第一饋入端101與該第二饋入端201之間。在實體結構上，第一饋入端101、第一接地部131、第二接地部221與第二饋入端201可分布在基底10的底面，如圖5與圖6所示，但不以此為限。

依據用於5G sub-6頻帶以及傳統的無線廣域網路(WWAN)、無線區域網路(WLAN)所需的多個頻帶。參照圖7，較佳的，第一耦合輻射體13工作於第一低頻帶LB1，第一輻射體11工作第二低頻帶LB2，第二低頻帶LB2的頻率高於第一低頻帶LB1。上述的第一低頻帶LB1與第二低頻帶LB2共同涵蓋699MHz 至960MHz的頻率範圍。第二輻射體13工作於第一高頻帶HB1與第二高頻帶HB2，第二高頻帶HB2是第一高頻帶HB1的高階諧振頻率。第一高頻帶HB1涵蓋1710MHz至1990MHz的頻率範圍。第二高頻帶HB2的頻率範圍落在1990MHz至2690MHz之間。第一輻射體11的U字型使第一輻射體12工作於第三高頻帶HB3，所述第三高頻帶HB3的頻率高於第二高頻帶HB2。第三高頻帶HB3涵蓋5100MHz-5900MHz的頻率範圍。再者，除了以上的基本工作模態，在第一天線1所需工作的3300MHz-4900MHz頻率範圍則由第一輻射體11、第二輻射體12及第一耦合輻射體13的其他高階模態支持，尤其對於此頻率範圍的阻抗匹配則由第一輻射體11的第一部111與第一耦合輻射體13相鄰處的耦合作調整。上述多路徑的耦合能夠提供更大的操作頻寬，以及較佳的阻抗匹配，提升輻射效率。

另外，參照圖8，第二天線2的工作頻率涵蓋1710MHz至4700MHz的頻率範圍。第三輻射體21與第二耦合輻射體22各自的基礎模態以及高階模態足以涵蓋上述頻率範圍。例如，如此可以第一天線1與第二天線2在多輸入多輸出(MIMO)工作時能夠至少應用於802.11n及802.11ax規格的傳輸需求。

再者，在天線效率部分，工作頻率在699MHz-960MHz其天線效率為-6.5dB或更佳，1700MHz-2690MHz其天線效率為-5dB或更佳，3400MHz-4700MHz其天線效率為-8dB或更佳，5150MHz-5925MHz其天線效率為-6dB或更佳。更進一步，此雙天線模組的雙天線工作符合現有WWAN、WLAN及5G sub-6頻帶對於多輸入多出的工作的SAR規範。尤其，相比於傳統的設計，此天線設計的空間占用尺寸的長*寬*高小於100.66毫米*7毫米*3.5毫米，是極具競爭力的設計。依據習知技術，傳統天線在相同尺寸的限制下，是無法同時達到本發明的以上效果的。

綜上所述，本發明實施例所提供的用於第五代行動通信技術的雙天線模組，此天線模組相比於傳統天線的可用頻帶更多，且僅需使用雙天線可同時滿足無線區域網路、無線廣域網路及其多輸入多輸出功能的規格，同時可適用於第五代行動通信技術的5G sub-6頻帶，達到減少天線數量與縮減天線佔用空間的效果，具有很高的產業應用價值。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。