TWI708431B - 無淨空區的天線 - Google Patents

Abstract

一種無淨空區的天線，包括金屬殼體、微波基板、凸出接地部、第一天線、饋入部、第一耦合天線以及第二耦合天線。微波基板容納於金屬殼體的內側且鄰接金屬殼體的邊緣側。凸出接地部由微波基板的接地面朝向邊緣側延伸。第一天線連接凸出接地部，第一天線的第一分支與第二分支彼此以互相遠離的方向延伸，第一分支與第二分支皆平行於邊緣側，第一分支比第二分支長。饋入部由凸出接地部的位置往第二分支延伸，且連接位於第二分支的饋入端。第一耦合天線的第一接地部連接接地面，且第一末端部用於由第一分支耦合能量。第二耦合天線的第二接地部連接凸出接地部，且第二末端部用於由第二分支耦合能量。據此，不使用淨空區而能節省天線所佔用的空間。

Description

無淨空區的天線

本發明有關於一種天線，且特別是一種無淨空區的天線。

基於無線通訊技術以及網際網路的發達，終端裝置如筆記型電腦、平板電腦、一體電腦(all in one computer)等必備有無線數據傳輸的功能。無線傳輸必須利用天線元件，並且對於天線性能的要求也越來越高，傳統上為了使天線性能符合無線規格要求，需要設置一個天線淨空區，例如在電路板空出空間或特地設置一個無金屬(或導體)干擾的區域，以有利於天線效能的發揮。

然而，目前的終端裝置的外觀設計以符合視覺美感、簡約、有質感等審美觀念為主流，故就天線設計而言則以隱藏式天線為主，將天線隱藏於機殼內則可不影響終端裝置的外觀。然而，為了達到更有質感與美觀的目的，常見以金屬外殼作為殼體設計的概念。如此，天線效能容易受到金屬殼體的屏蔽而影響，並且傳統的設置天線淨空區的設計概念也難以應用到此類型產品。就終端裝置而言，隱藏式天線設計需求與金屬機殼的外觀要求提高了天線設計的難度，故對於具有金屬機殼的內藏式天線設計，是對於天線研發人員的挑戰。

為了解決前述的先前技術問題，本發明實施例提供一種無淨空區的天線，包括金屬殼體、微波基板、凸出接地部、第一天線、饋入部、第一耦合天線以及第二耦合天線。微波基板與金屬殼體保持間距而彼此固接，且使微波基板容納於金屬殼體的內側且鄰接金屬殼體的邊緣側，微波基板具有接地面。凸出接地部位於微波基板，且由接地面朝向金屬殼體的邊緣側延伸。第一天線位於微波基板，連接凸出接地部，其中第一天線具有第一分支、第二分支、接地分支與饋入端，第一分支與第二分支彼此以互相遠離的方向延伸，第一分支與第二分支皆平行於金屬殼體的邊緣側，第一分支比第二分支長，其中接地分支連接凸出接地部，饋入端位於第二分支。饋入部由凸出接地部的位置往第二分支延伸，且連接位於第二分支的饋入端，其中饋入部與接地分支彼此平行。第一耦合天線位於微波基板，第一耦合天線具有第一接地部與第一末端部，第一接地部連接接地面，第一耦合天線的第一末端部與第一分支保持第一耦合距離，用以耦合能量。第二耦合天線位於微波基板，第二耦合天線具有第二接地部與第二末端部，第二接地部連接凸出接地部，第二耦合天線的第二末端部與第二分支保持第二耦合距離，用以耦合能量。

綜上所述，本發明實施例提供一種無淨空區的天線，可適用於具有金屬殼體的無線終端產品，利用其凸出接地部的設計以有助於在天線可用空間狹窄的情況下，使阻抗匹配更佳、提升天線輻射效率，具有占用機體內部空間少、天線高度低、可應用於至少雙頻帶無線傳輸等特點，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。

1‧‧‧無淨空區的天線

9‧‧‧螢幕面板

1a‧‧‧無淨空區對稱天線

11‧‧‧金屬殼體

111‧‧‧邊緣側

12‧‧‧微波基板

120‧‧‧接地面

13‧‧‧凸出接地部

14‧‧‧第一天線

15‧‧‧饋入部

16‧‧‧第一耦合天線

17‧‧‧第二耦合天線

141‧‧‧第一分支

142‧‧‧第二分支

143‧‧‧接地分支

144‧‧‧饋入端

161‧‧‧第一接地部

162‧‧‧第一末端部

171‧‧‧第二接地部

172‧‧‧第二末端部

172a‧‧‧連接部

172b‧‧‧耦合部

121‧‧‧第一側邊

122‧‧‧第二側邊

123‧‧‧第三側邊

124‧‧‧第四側邊

圖1是本發明實施例提供的無淨空區的天線裝設於金屬殼體的示意圖。

圖2是本發明實施例提供的無淨空區的天線裝設於金屬殼體的上視圖。

圖3是本發明實施例提供的無淨空區的天線裝設於筆記型電腦的金屬殼體的示意圖。

圖4是本發明實施例提供的無淨空區的天線的正視圖。

圖5是本發明實施例提供的無淨空區的天線的返回損失圖。

請參照圖1、圖2與圖3，圖1是本發明實施例提供的無淨空區的天線裝設於金屬殼體的示意圖，圖2是本發明實施例提供的無淨空區的天線裝設於金屬殼體的上視圖，圖3是本發明實施例提供的無淨空區的天線裝設於筆記型電腦的金屬殼體的示意圖，筆記型電腦在螢幕面板9的上側設有無淨空區的天線1，並且圖1至圖3是將螢幕面板9的四周機殼移除以方便顯示本發明實施例的無淨空區的天線，螢幕面板9的四周機殼為非金屬(或非導體)，而螢幕的背板部分則是金屬機殼，使得筆記型電腦的外殼皆為全金屬。本實施例的無淨空區的天線1例如用於具有金屬機殼的 筆記型電腦。再參照圖3，圖3的筆記型電腦實施例更包括無淨空區對稱天線1a，所述無淨空區對稱天線1a的結構是對稱於無淨空區的天線1，使筆記型電腦可以同時使用兩個結構對稱的天線，使用兩個天線能達到更好的訊號收發效果。接著，一併參照圖1，請參照圖4所示的無淨空區的天線1的細部結構。無淨空區的天線1包括金屬殼體11、微波基板12、凸出接地部13、第一天線14、饋入部15、第一耦合天線16以及第二耦合天線17。參照圖2，微波基板12與金屬殼體11保持間距而彼此固接，且使微波基板12容納於金屬殼體11的內側且鄰接金屬殼體11的邊緣側111。當應用於無線網路規格時，上述間距可小至4毫米(mm)。微波基板12具有接地面120。凸出接地部13位於微波基板12，且由接地面120朝向金屬殼體11的邊緣側111延伸。第一天線14位於微波基板12，連接凸出接地部13，其中第一天線14具有第一分支141、第二分支142、接地分支143與饋入端144，第一分支141與第二分支142彼此以互相遠離的方向延伸，第一分支141與第二分支142皆平行於金屬殼體11的邊緣側111，第一分支141比第二分支142長，其中接地分支143連接凸出接地部13，饋入端144位於第二分支142。饋入部15由凸出接地部13的位置往第二分支142延伸，且連接位於第二分支142的饋入端144，其中饋入部15與接地分支143彼此平行。第一耦合天線16位於微波基板12，第一耦合天線16具有第一接地部161與第一末端部162，第一接地部161連接接地面120，第一耦合天線16的第一末端部162與第一分支141保持第一耦合距離，用以耦合能量。第二耦合天線17位於微波基板12，第二耦合天線17具有第二接地部171與第二末端部172，第二接地部171連接凸出接地部13， 第二耦合天線17的第二末端部172與第二分支142保持第二耦合距離，用以耦合能量。

再者，饋入部15較佳的是一同軸電纜線的中心導體。並且，較佳的，微波基板12具有四個側邊，分別為第一側邊121、第二側邊122、第三側邊123與第四側邊124，第一側邊121與第二側邊122彼此相對，第三側邊123連接於第一側邊121與第二側邊122之間，第四側邊124連接於第一側邊121與第二側邊122之間，第四側邊124比第三側邊123更靠近金屬殼體11的邊緣側111，第四側邊124平行於金屬殼體11的邊緣側111。第一天線14的第一分支141朝向第一側邊121延伸，第一天線14的第二分支142朝向第二側邊122延伸。再者，本實施例的第一耦合天線16例如為L形，第一耦合天線16的第一接地部161與第一末端部162彼此垂直地連接，第一耦合天線16的第一末端部162與第一天線14的第一分支141彼此平行。第二耦合天線17的第二接地部171由凸出接地部13朝向微波基板12的第二側邊122延伸，第二末端部172包括連接部172a與耦合部172b，連接部172a與第二接地部171彼此垂直地連接，連接部172a與耦合部172b彼此垂直地連接，耦合部172b與第一天線14的第二分支142彼此平行。再者，當金屬殼體11是一筆記型電腦的殼體時，微波基板12可以連接一電路基板，所述電路基板可以是筆記型電腦的螢幕面板，如圖3所示的螢幕面板9。

請參照圖5所示的返回損失圖，當應用於無線網路規格時，第一天線14的第一分支141工作於2.4GHz頻帶，第一天線14的第二分支142、第一耦合天線16與第二耦合天線17工作於5GHz頻帶。當微波基板12的長度不超過30毫米，且寬度為不超過8.5毫 米的尺寸限制下(即第四側邊124或第三側邊123為長邊，長度不超過30毫米；第一側邊121或第二側邊122為短邊，長度不超過8.5毫米)，且微波基板12與金屬殼體11的邊緣側111所保持的間距為4毫米時，即可達到良好的阻抗匹配，且天線效率可達到40%以上。

綜上所述，本發明實施例所提供的無淨空區的天線可適用於具有金屬殼體的無線終端產品，利用其凸出接地部的設計以有助於在天線可用空間狹窄的情況下，使阻抗匹配更佳、提升天線輻射效率，具有占用機體內部空間少、天線高度低、可應用於至少雙頻帶無線傳輸等特點，具有很高的產業應用價值。尤其是，對於區域無線網路的金屬殼體終端裝置，更具有天線產品市場的競爭力。

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。

9:螢幕面板

11:金屬殼體

111:邊緣側

120:接地面

13:凸出接地部

14:第一天線

16:第一耦合天線

17:第二耦合天線

Claims (9)

1. 一種無淨空區的天線，包括：一金屬殼體；一微波基板，與該金屬殼體保持一間距而彼此固接，且使該微波基板容納於該金屬殼體的內側且鄰接於該金屬殼體的一邊緣側，該微波基板具有一接地面；一凸出接地部，位於該微波基板，且由該接地面朝向該金屬殼體的該邊緣側延伸；一第一天線，位於該微波基板，連接該凸出接地部，其中該第一天線具有一第一分支、一第二分支、一接地分支與一饋入端，該第一分支與該第二分支彼此以互相遠離的方向延伸，該第一分支與該第二分支皆平行於該金屬殼體的該邊緣側，該第一分支比該第二分支長，其中該接地分支連接該凸出接地部，該饋入端位於該第二分支；一饋入部，由該凸出接地部的位置往該第二分支延伸，且連接位於該第二分支的該饋入端，其中該饋入部與該接地分支彼此平行；一第一耦合天線，位於該微波基板，該第一耦合天線具有一第一接地部與一第一末端部，該第一接地部連接該接地面，該第一耦合天線的該第一末端部與該第一分支保持一第一耦合距離，用以耦合能量；以及一第二耦合天線，位於該微波基板，該第二耦合天線具有一第二接地部與一第二末端部，該第二接地部連接該凸出接地部，該第二耦合天線的該第二末端部與該第二分支保持一第二耦合距 離，用以耦合能量；其中，該金屬殼體是一筆記型電腦的殼體，該微波基板連接一電路基板，該電路基板是該筆記型電腦的螢幕面板。
2. 根據請求項第1項所述之無淨空區的天線，其中該饋入部是一同軸電纜線的一中心導體。
3. 根據請求項第1項所述之無淨空區的天線，其中該微波基板具有四個側邊，分別為一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊與一第四側邊，該第一側邊與該第二側邊彼此相對，該第三側邊連接於該第一側邊與該第二側邊之間，該第四側邊連接於該第一側邊與該第二側邊之間，該第四側邊比該第三側邊更靠近該金屬殼體的該邊緣側，該第四側邊平行於該金屬殼體的該邊緣側。
4. 根據請求項第3項所述之無淨空區的天線，其中該第一天線的該第一分支朝向該第一側邊延伸，該第一天線的該第二分支朝向該第二側邊延伸。
5. 根據請求項第4項所述之無淨空區的天線，其中該第一耦合天線為L形，該第一耦合天線的該第一接地部與該第一末端部彼此垂直地連接，該第一耦合天線的該第一末端部與該第一天線的該第一分支彼此平行。
6. 根據請求項第4項所述之無淨空區的天線，其中該第二耦合天線的該第二接地部由該凸出接地部朝向該微波基板的該第二側邊延伸，該第二末端部包括一連接部與一耦合部，該連接部與該第二接地部彼此垂直地連接，該連接部與該耦合部彼此垂直地連接，該耦合部與該第一天線的該第二分支彼此平行。
7. 根據請求項第1項所述之無淨空區的天線，其中該第一天線的 該第一分支工作於2.4GHz頻帶，該第一天線的該第二分支、該第一耦合天線與該第二耦合天線工作於5GHz頻帶。
8. 根據請求項第7項所述之無淨空區的天線，其中該微波基板與該金屬殼體的該邊緣側所保持的間距為4毫米(mm)。
9. 根據請求項第1項所述之無淨空區的天線，其中該筆記型電腦更包括一無淨空區對稱天線，該無淨空區對稱天線的結構對稱於該無淨空區天線。

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