TWI883645B - 天線裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種具有3個以上共振點的天線裝置。 本發明之解決手段為一種天線裝置100，其具備有：接地圖案120，其被設置在基板110之表面111；天線元件140，其被搭載在基板110之表面111；及導體圖案10、20，其被設置在接地淨空區域130。導體圖案10朝向X方向延伸，導體圖案20朝向Y方向延伸。導體圖案10之一端被連接至天線元件140，導體圖案10之另一端被連接至位在導體圖案20之兩端間的連接點23。據此，可藉由簡易之構成以取得3個共振頻率。

Description

天線裝置

本發明係有關一種天線裝置，特別是有關具有複數個共振頻率的天線裝置。

在專利文獻1所記載之天線裝置係具備有被設置在基板上之接地淨空區域的複數個導體圖案及天線元件。被連接至天線元件的2個導體圖案之長度互不相同，藉此其具有頻率為不同之2個共振點。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2015-033049號公報

(發明所欲解決之問題)

依據天線裝置之用途，其存在有被要求頻率不同之3個以上共振點的情形。

在本發明中說明具有3個以上共振點的天線裝置。 (解決問題之技術手段)

本發明之一態樣的天線裝置，其具備有：基板；接地圖案，其被設置在基板之表面；天線元件，其被搭載在基板之表面；及第1及第2導體圖案，其被設置在基板之表面中接地圖案被切除的接地淨空區域；第1導體圖案朝向第1方向延伸，第2導體圖案朝向與第1方向不同之方向延伸，第1導體圖案之一端被連接至天線元件，第1導體圖案之另一端被連接至位在第2導體圖案之兩端間的連接點。 (對照先前技術之功效)

根據本發明，其可提供具有3個以上共振點的天線裝置。

以下，一面參照添附圖式，一面對於本發明技術之實施形態詳細進行說明。

圖1係表示本發明技術之一實施形態的天線裝置100之外觀的大略立體圖。

如圖1所示，本實施形態之天線裝置100包含有以XY面作為主面的基板110、被搭載於基板110的天線元件140、及被設置於基板110的導體圖案10、20。基板110由環氧樹脂等絕緣材料所構成，在其表面111及背面112之大部分，被形成有接地圖案120。在基板110之表面111及背面112，設置有接地圖案120被切除的接地淨空區域130。被設置在基板110之表面111的接地淨空區域130、以及被設置在基板110之背面112的接地淨空區域130從Z方向觀察時係為重疊。導體圖案10、20形成在被設置於基板110之表面111的接地淨空區域130內。

圖2係將接地淨空區域130及其附近放大的俯視圖。

如圖2所示，接地淨空區域130被藉由朝向Y方向延伸的基板110之邊緣E0所構成的邊緣E1、與邊緣E1平行地延伸的邊緣E2、及朝向X方向延伸的邊緣E3、E4所包圍。邊緣E1~E4將接地淨空區域130予以區分，其中，邊緣E2~E4構成接地圖案120與接地淨空區域130之邊界。在圖2所示之例中，邊緣E1、E2朝向Y方向直線地延伸，邊緣E3、E4朝向X方向直線地延伸。因此，邊緣E3係直線地連結邊緣E1在Y方向之一端與邊緣E2在Y方向之一端，邊緣E4係直線地連結邊緣E1在Y方向之另一端與邊緣E2在Y方向之另一端。邊緣E1、E2在Y方向之長度係較邊緣E3、E4在X方向之長度更長，因此，接地淨空區域130具有長方形狀。然而，邊緣E1、E2之延伸方向相對於Y方向具有傾斜亦無妨，邊緣E3、E4之延伸方向相對於X方向具有傾斜亦無妨。此外，於邊緣E1~E4之任一者含有凹凸部分、曲線部分亦無妨。

在接地淨空區域130內，設置有導體圖案10、20。導體圖案10朝向X方向延伸，其一端被連接至天線元件140。導體圖案10在Y方向之位置係朝向邊緣E4側偏移。亦即，導體圖案10與邊緣E4在Y方向之距離係較導體圖案10與邊緣E3在Y方向之距離更短。導體圖案20沿著邊緣E1朝向Y方向延伸。導體圖案20具有位在一端與另一端之間的連接點23，導體圖案10之另一端被連接至導體圖案20之連接點23。藉此，導體圖案10、20之配置成為大致T字型。

雖然導體圖案10為朝向X方向延伸之連續圖案亦無妨，但是在圖2所示之例中，導體圖案10在途中之斷開區域43被斷開，在該斷開區域43被配置有頻率調整用元件34。頻率調整用元件34係連接被斷開之導體圖案10的晶片型之電感器元件。斷開區域43在X方向之位置係朝向天線元件140側偏移。亦即，在藉由斷開區域43所斷開為2段的導體圖案10中，被連接至天線元件140的部分之長度，較被連接至導體圖案20之連接點23的部分之長度更短。換言之，導體圖案10之斷開區域43相較於邊緣E1更靠近邊緣E2。然而，導體圖案10並非必須準確地朝向X方向延伸，其朝向相對於X方向而具有傾斜之方向延伸亦無妨，且其存在有繞行部分等亦無妨。

導體圖案20以連接點23作為邊界，被分為區間21與區間22。區間21自連接點23朝向邊緣E4延伸，區間22自連接點23朝向邊緣E3延伸。區間21在Y方向之長度係較區間22在Y方向之長度更短。然而，並非必須區間21與區間22均朝向Y方向延伸，其一者或兩者朝向相對於Y方向而具有傾斜之方向延伸亦無妨，其如存在有繞行部分等亦無妨。

與邊緣E4相對向的區間21之端部並不會直接或經由晶片零組件等而間接地與接地圖案120連接，其係被開放。相對於此，與邊緣E3相對向的區間22之端部係經由頻率調整用元件31被連接至接地圖案120。頻率調整用元件31係將導體圖案20與接地圖案120連接的晶片型之電容器元件。

雖然導體圖案20之區間21為朝向Y方向延伸的連續圖案亦無妨，但是在圖2所示之例中，區間21在途中之斷開區域41被斷開，於該斷開區域41被配置有頻率調整用元件32。頻率調整用元件32係連接被斷開之區間21的晶片型之電感器元件。斷開區域41在Y方向之位置係朝向連接點23側偏移。亦即，在藉由斷開區域41所被斷開為2段的區間21中，被連接至連接點23的部分之長度，較與邊緣E4相對向的部分之長度更短。

雖然導體圖案20之區間22為朝向Y方向延伸的連續圖案亦無妨，但在圖2所示之例中，區間22在途中之斷開區域42被斷開，於該斷開區域42配置有頻率調整用元件33。頻率調整用元件33係連接被斷開之區間22的晶片型之電容器元件或電感器元件。斷開區域42在Y方向之位置係朝向連接點23側偏移。亦即，在藉由斷開區域42被斷開為2段的區間22中，被連接至連接點23的部分之長度，較與邊緣E3相對向的部分之長度更短。

此外，在圖2所示之例中，當自邊緣E2觀察時，天線元件140被搭載於接地淨空區域130之外側。雖然將天線元件140配置在接地淨空區域130之外側並非必須者，但是藉由將天線元件140配置在接地淨空區域130之外側，接地淨空區域130內之圖案設計則變得容易。再者，於搭載有天線元件140的基板110之表面111被設置有焊盤圖案P，該焊盤圖案P係用以連接被設置在天線元件140的端子電極。

圖3~圖5係用以說明天線元件140之構造的圖，圖3係大略透視立體圖，圖4係大略透視俯視圖，圖5係大略透視側視圖。

如圖3~圖5所示，天線元件140包含有：導體圖案，其被埋入至由樹脂等絕緣材料所構成的基體210；以及，信號端子201、202及複數個接地端子203，其被設置在基體210之表面。信號端子201經由被設置在基板110之信號線L，被連接至未圖示之RFIC等。信號端子202被連接至導體圖案10之一端。接地端子203被連接至接地圖案120。

被埋入至基體210的導體圖案包含有電感器圖案220及電容器圖案230、240。電感器圖案220之一端經由貫孔導體251被連接至信號端子201。電感器圖案220之另一端經由貫孔導體252被連接至構成電容器圖案230的一側之電容電極圖案231。構成電容器圖案230的另一側之電容電極圖案232經由貫孔導體253被連接至信號端子202。此外，自貫孔導體252分支有構成電容器圖案240的一側之電容電極圖案241。構成電容器圖案240的另一側之電容電極圖案242經由貫孔導體254共通地被連接至複數個接地端子203。

藉由此一構成，天線元件140構成LC電路，其作為用以取得所期望之天線特性的匹配元件而發揮功能。相對於此，在接地淨空區域130內所被搭載的頻率調整用元件31~34被使用在對共振頻率進行微調整。因此，亦可省略在頻率調整用元件31~34中1或2個以上之元件。

以上為本實施形態之天線裝置100的構造。本實施形態之天線裝置100可藉由上述構成在複數個頻帶中取得共振。

第1，在本實施形態之天線裝置100中，藉由導體圖案10與導體圖案20之區間22，可產生在低頻帶中之共振。其頻率及帶寬主要藉由導體圖案10及導體圖案20之區間22的長度來決定，並可藉由頻率調整用元件31~34之位置、以及電容或電感更進一步進行微調整。第2，在本實施形態之天線裝置100中，藉由導體圖案10與導體圖案20之區間21，可產生在中頻帶中之共振。其頻率及帶寬主要藉由導體圖案10及導體圖案20之區間21的長度來決定，並可藉由頻率調整用元件32、34之位置、以及電感更進一步進行微調整。第3，在本實施形態之天線裝置100中，藉由導體圖案10在高頻帶中產生共振。其頻率及帶寬主要藉由導體圖案10的長度來決定，並可藉由頻率調整用元件34之位置、以及電感更進一步進行微調整。藉此，本實施形態之天線裝置100可在3個頻帶中取得共振。

圖6係表示本實施形態之天線裝置100之VSWR(Voltage Standing Wave Ratio，電壓駐波比)特性的曲線圖。

如圖6所示，本實施形態之天線裝置100係在低頻帶即約2.4GHz附近、中頻帶即5GHz附近、以及高頻帶即約7GHz附近顯現VSWR特性的峰值。此處，雖然在低頻帶與中頻帶之間的頻帶中，VSWR特性降低，但是中頻帶與高頻帶幾乎呈連續性，並可在遍及至寬頻帶中取得良好之VSWR。藉此，其可在低頻帶即約2.4GHz附近取得較高之天線特性，並且，在從中頻帶直至高頻帶之約5GHz~約7GHz之頻帶中，可取得較高之天線特性。

如此，本實施形態之天線裝置100可藉由簡易之構成以取得複數個共振頻率，並且，可在從中頻帶直至高頻帶的寬頻帶中取得較高之天線特性。

以上，雖然已對於本發明技術之實施形態進行說明，但是本發明之技術並不被限定在上述實施形態，在不脫離其主旨之範圍內可被進行各種變更，該等變更當然亦被包含在本發明技術之範圍內。

在本發明技術中，雖然包含有以下構成例，但是其不受限於此。

本發明之一態樣的天線裝置，其具備有：基板；接地圖案，其被設置在基板之表面；天線元件，其被搭載在基板之表面；以及，第1及第2導體圖案，其被設置在基板之表面中接地圖案被切除的接地淨空區域；第1導體圖案朝向第1方向延伸，第2導體圖案朝向與第1方向不同之方向延伸；第1導體圖案之一端被連接至天線元件，第1導體圖案之另一端被連接至位在第2導體圖案之兩端間的連接點。據此，其可藉由簡易之構成以取得複數個共振頻率。

在上述天線裝置中，第2導體圖案朝向與第1方向正交之第2方向延伸亦無妨。據此，其可取得較高之天線特性。

在上述天線裝置中，基板具有朝向第2方向延伸的邊緣，接地淨空區域包含有：藉由基板之邊緣所構成的第1邊緣；與第1邊緣平行地延伸的第2邊緣；及朝向第1方向延伸的第3及第4邊緣；且第2導體圖案沿著第1邊緣被設置亦無妨。據此，其可取得更高之天線特性。

在上述天線裝置中，於與第3邊緣相對向的第2導體圖案之一端以及接地圖案之間，被連接有第1頻率調整用元件亦無妨。據此，其可進行共振頻率之微調整。

在上述天線裝置中，與第4邊緣相對向的第2導體圖案之另一端被開放亦無妨。據此，在中頻帶中的共振點之形成則變得容易。

在上述天線裝置中，位於第2導體圖案之另一端與連接點之間的第1區間之距離，較位在第2導體圖案之一端與連接點之間的第2區間之距離更短亦無妨。據此，其可取得頻率不同之2個共振點。

在上述天線裝置中，第2導體圖案之第1區間在第1斷開區域被斷開，於第1斷開區域被配置有第2頻率調整用元件亦無妨。據此，其可進行在中頻帶中之共振頻率的微調整。

在上述天線裝置中，第2導體圖案之第2區間在第2斷開區域被斷開，於第2斷開區域被配置有第3頻率調整用元件亦無妨。據此，其可進行在低頻帶中之共振頻率的微調整。

在上述天線裝置中，第1導體圖案在第3斷開區域被斷開，於第3斷開區域被配置有第4頻率調整用元件亦無妨。據此，其可進行在高頻帶中之共振頻率的微調整。

在上述天線裝置中，第3斷開區域相較於第1邊緣更靠近第2邊緣亦無妨。據此，其可將在高頻帶中之共振頻率提高。

在上述天線裝置中，天線元件當自第2邊緣觀察時被搭載在接地淨空區域之外側亦無妨。據此，接地淨空區域內之圖案設計可變得容易。

上述天線裝置具有第1共振頻率、較第1共振頻率更高之第2共振頻率、及較第2共振頻率更高之第3共振頻率亦無妨。據此，其可取得3個共振頻率。

10、20:導體圖案 21、22:區間 23:連接點 31~34:頻率調整用元件 41~43:斷開區域 100:天線裝置 110:基板 111:表面 112:背面 120:接地圖案 130:接地淨空區域 140:天線元件 201、202:信號端子 203:接地端子 210:基體 220:電感器圖案 230、240:電容器圖案 231、232、241、242:電容電極圖案 251~254:貫孔導體 E0~E4:邊緣 L:信號線 P:焊盤圖案

圖1係表示本發明技術之一實施形態的天線裝置100之外觀的大致立體圖。 圖2係將接地淨空區域130及其附近放大的俯視圖。 圖3係天線元件140的大略透視立體圖。 圖4係天線元件140的大略透視俯視圖。 圖5係天線元件140的大略透視側視圖。 圖6係表示天線裝置100之VSWR特性的曲線圖。

10、20:導體圖案

21、22:區間

23:連接點

31~34:頻率調整用元件

41~43:斷開區域

120:接地圖案

130:接地淨空區域

140:天線元件

E0~E4:邊緣

L:信號線

P:焊盤(land)圖案

Claims (12)

1. 一種天線裝置，其具備有： 基板； 接地圖案，其被設置在上述基板之表面； 天線元件，其被搭載在上述基板之上述表面；及 第1及第2導體圖案，其被設置在上述基板之上述表面中上述接地圖案被切除的接地淨空區域； 上述第1導體圖案朝向第1方向延伸， 上述第2導體圖案朝向與上述第1方向不同之方向延伸， 上述第1導體圖案之一端被連接至上述天線元件， 上述第1導體圖案之另一端被連接至位在上述第2導體圖案之兩端間的連接點，藉此，上述第2導體圖案係以上述連接點作為邊界，而被分為自上述連接點朝向一方向延伸之第1區間、及自上述連接點朝向相反方向延伸之第2區間。
2. 如請求項1之天線裝置，其中， 上述第2導體圖案朝向與上述第1方向正交之第2方向延伸。
3. 如請求項2之天線裝置，其中， 上述基板具有朝向上述第2方向延伸的邊緣， 上述接地淨空區域包含有藉由上述基板之上述邊緣所構成的第1邊緣、與上述第1邊緣平行地延伸的第2邊緣、及朝向上述第1方向延伸的第3及第4邊緣， 上述第2導體圖案沿著上述第1邊緣被設置。
4. 如請求項3之天線裝置，其中， 在與上述第3邊緣相對向的上述第2導體圖案之一端以及上述接地圖案之間，被連接有第1頻率調整用元件。
5. 如請求項4之天線裝置，其中， 與上述第4邊緣相對向的上述第2導體圖案之另一端被開放。
6. 如請求項5之天線裝置，其中， 位在上述第2導體圖案之上述另一端與上述連接點之間的上述第1區間之距離，較位在上述第2導體圖案之上述一端與上述連接點之間的上述第2區間之距離更短。
7. 如請求項6之天線裝置，其中， 上述第2導體圖案之上述第1區間在第1斷開區域被斷開， 於上述第1斷開區域，被配置有第2頻率調整用元件。
8. 如請求項7之天線裝置，其中， 上述第2導體圖案之上述第2區間在第2斷開區域被斷開， 於上述第2斷開區域，被配置有第3頻率調整用元件。
9. 如請求項3之天線裝置，其中， 上述第1導體圖案在第3斷開區域被斷開， 於上述第3斷開區域，被配置有第4頻率調整用元件。
10. 如請求項9之天線裝置，其中， 上述第3斷開區域相較於上述第1邊緣更靠近上述第2邊緣。
11. 如請求項3之天線裝置，其中， 上述天線元件當自上述第2邊緣觀察時被搭載在上述接地淨空區域之外側。
12. 如請求項1至11中任一項之天線裝置，其中， 上述天線裝置具有第1共振頻率、較上述第1共振頻率更高之第2共振頻率、及較上述第2共振頻率更高之第3共振頻率。