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TWI885445B - 天線結構 - Google Patents

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Publication number
TWI885445B
TWI885445B TW112129907A TW112129907A TWI885445B TW I885445 B TWI885445 B TW I885445B TW 112129907 A TW112129907 A TW 112129907A TW 112129907 A TW112129907 A TW 112129907A TW I885445 B TWI885445 B TW I885445B
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TW
Taiwan
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slot
antenna structure
length
metal part
mhz
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TW112129907A
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English (en)
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TW202508147A (zh
Inventor
陳建忠
張誠叡
張家豪
簡鴻鈞
Original Assignee
啟碁科技股份有限公司
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Publication date
Application filed by 啟碁科技股份有限公司 filed Critical 啟碁科技股份有限公司
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Priority to US18/794,255 priority patent/US20250055199A1/en
Publication of TW202508147A publication Critical patent/TW202508147A/zh
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本發明提供一種天線結構,設置於一金屬件,天線結構包含一第一槽孔、一第二槽孔以及一短路部。第一槽孔形成於金屬件上。第二槽孔形成於金屬件上,位於第一槽孔的一側,用以供一訊號饋入。短路部跨越第一槽孔,短路部為浮接狀態且未直接接觸第一槽孔。藉此,解決設備天線位置受限的問題並提高天線的頻寬範圍。

Description

天線結構
本發明是關於一種天線結構,且特別是關於一種槽孔天線結構。
隨著無線傳輸需求的上升,一般電子設備需具備天線以進行無線傳輸。然而,近年來因應市場需求電子設備的外觀逐漸輕薄化,電子設備中的天線結構體積亦需隨之縮減。此外,現有電子設備中的天線結構並無法滿足Wi-Fi 6E頻段的需求,亦有天線效益不佳的問題。
有鑑於此,在有限的設備空間中設計能夠提供多頻段的天線結構,遂成相關業者在天線結構設計面臨的一項重要課題。
本發明之目的在於提供一種天線結構,透過天線的結構設計搭配饋入技術,能夠將天線整合在有限的空間中同時提高天線頻寬範圍,而解決現有設備天線位置受限、頻段缺乏及天線效益不佳的問題。
依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種天線結構,設置於一金屬件,天線結構包含一第一槽孔、一第二槽孔以及一短路部。第一槽孔形成於金屬件上。第二槽孔形成於金屬件上,位於第一槽孔的一側,用以供一訊號饋入。短路部跨越第一槽孔,短路部為浮接狀態(floating)且未直接接觸第一槽孔。
依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種天線結構,設置於一金屬件,天線結構包含一第一槽孔、一第二槽孔、一接地部以及一短路部。第一槽孔形成於金屬件上,用以供一訊號饋入。第二槽孔形成於金屬件上,位於第一槽孔的一側。接地部耦接金屬件。短路部對應於第二槽孔,並耦接接地部。
請參閱第1圖,第1圖係繪示本發明之第一實施例之天線結構100之示意圖。天線結構100設置於一金屬件10,天線結構100包含一第一槽孔110、一第二槽孔120、一接地部130、一短路部140、一輻射部150及一饋入部160。第一槽孔110及第二槽孔120形成於金屬件10上,接地部130耦接金屬件10,短路部140、輻射部150及饋入部160設置於金屬件10上。
於第一實施例中,金屬件10可一體成型於電子設備(如筆記型電腦、個人數位助理或其他攜帶型電子裝置)的殼體結構,但本發明不以此為限。第一槽孔110及第二槽孔120為一閉槽孔。接地部130為一接地銅箔(Ground Copper Foil),而耦接至電子設備的一系統接地(System Ground),但本發明不以此為限。短路部140、輻射部150及饋入部160可形成在柔性電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)表面,或是以雷射雕刻(Laser Direct Structuring,LDS)製作在塑件上,並將載體(柔性電路板、塑件)上短路部140、輻射部150及饋入部160的位置對應至金屬件10上第一槽孔110及第二槽孔120的位置,而使載體與金屬件10的相對位置固定以形成天線結構100,其中,載體與金屬件10之間的相對位置距離小於等於3毫米,但本發明不以此為限。藉此,天線結構100能夠因應所要依附的設備空間配置而以不同方式與設備整合而克服天線位置受限的問題。
參照第1圖所示,第一槽孔110沿一第一軸線方向L1形成於金屬件10上,第二槽孔120沿一第二軸線方向L2形成於金屬件10上,第二槽孔120位於第一槽孔110的一側,用以供一訊號饋入。其中,第二軸線方向L2平行於第一軸線方向L1,第一槽孔110及第二槽孔120之間相隔一間距。第一槽孔110沿第一軸線方向L1具有一第一長度d1並具有一第一寬度w1,第二槽孔120沿第二軸線方向L2具有一第二長度d2並具有一第二寬度w2,第一長度d1與第二長度d2相等,第一寬度w1與第二寬度w2相等。於第一實施例中,第一長度d1及第二長度d2皆為50毫米;第一寬度w1及第二寬度w2皆為2毫米,但本發明不以此為限。
參照第1圖所示,短路部140跨越第一槽孔110,短路部140為浮接狀態且未直接接觸第一槽孔110,於第一實施例中,短路部140垂直第一軸線方向L1跨越第一槽孔110,但本發明不以此為限。在其他實施例中,短路部140跨越第一槽孔110的方向與第一軸線方向L1相交。輻射部150對應於第二槽孔120,進一步說明,輻射部150可形成於柔性電路板表面上,或可藉由雷射雕刻形成於塑件上,並使其垂直投影處位於第二槽孔120內,本發明不以此為限。於第一實施例中,短路部140與輻射部150之間未直接耦合或連接。輻射部150的長度小於第二長度d2,於第一實施例中,輻射部150的長度為13毫米,但本發明不以此為限。
參照第1圖所示,饋入部160鄰近輻射部150且位於第二槽孔120遠離第一槽孔110之一側。饋入部160電性連接至一同軸傳輸線(圖未標示)而耦接至一信號源S而用以饋入訊號。具體而言,訊號由饋入部160饋入輻射部150,並在第一槽孔110及第二槽孔120處形成共振,以產生多個頻段的發射訊號。
藉此,本發明之天線結構100利用第一槽孔110、第二槽孔120、短路部140,輻射部150及饋入部160的位置配置,能夠激發出多個頻帶的發射訊號,而提供較寬的頻寬以及較佳的天線效率。
請參閱第2圖、第3圖及第4圖,其中第2圖係繪示依照第1圖之天線結構100之頻率路徑一、頻率路徑二、頻率路徑三及頻率路徑四之示意圖;第3圖係繪示依照第1圖之天線結構100之頻率路徑五及頻率路徑六之示意圖;及第4圖係繪示依照第1圖之天線結構100之頻率與回波損耗的總體頻寬波形圖。
參照第2圖及第4圖所示,天線結構100透過輻射部150而提供頻率路徑一、頻率路徑二、頻率路徑三及頻率路徑四多個路徑的頻段。短路部140將第一槽孔110分為一第一部分111及一第二部分112。其中,第一部分111的長度與第二部分112的長度不等長,於第一實施例中,第二部分112的長度大於第一部分111的長度,第一部分111的長度為12.5毫米,第二部分112的長度為36.5毫米,但本發明不以此為限。輻射部150耦合激發第二槽孔120以形成頻率路徑一,而提供介於2300M赫茲到2700M赫茲之間的共振頻率。輻射部150耦合激發第二部分112以形成頻率路徑二,而提供介於4850M赫茲到6800M赫茲之間的共振頻率。輻射部150以本身長度作為輻射的頻率路徑三,而提供介於6000M赫茲到7100M赫茲之間的共振頻率。輻射部150耦合激發第一部分111以形成頻率路徑四,而提供介於6200M赫茲到7500M赫茲之間的共振頻率。
藉此,透過輻射部150耦合激發第二槽孔120形成的頻率路徑一能夠提供低頻段特性,透過輻射部150耦合激發第二部分112形成的頻率路徑二能夠提供部分中高頻段特性,透過輻射部150本身的頻率路徑三能夠提供另一部分中高頻段特性,透過輻射部150耦合激發第一部分111形成的頻率路徑四能夠提供部分高頻段特性。
參照第3圖及第4圖所示,天線結構100透過輻射部150而提供頻率路徑五及頻率路徑六的頻段。輻射部150將第二槽孔120分為一第一段121及一第二段122。其中,第一段121及第二段122的長度不等長,於第一實施例中,第一段121的長度大於第二段122的長度,第一段121的長度為27毫米,第二段122的長度為10毫米,但本發明不以此為限。輻射部150耦合激發第一段121以形成頻率路徑五,而提供介於5800M赫茲到6500M赫茲之間的共振頻率。輻射部150耦合激發第二段122以形成頻率路徑六,而提供介於7000M赫茲到7800M赫茲之間的共振頻率。
藉此,透過輻射部150耦合激發第一段121形成的頻率路徑五能夠提供部分中高頻段特性,透過輻射部150耦合激發第二段122形成的頻率路徑六能夠提供Wi-Fi 6E特性。
請參閱第5圖,第5圖係繪示本發明之第二實施例之天線結構200之示意圖。天線結構200設置於一金屬件10,天線結構200包含一第一槽孔210、一第二槽孔220、一接地部230、一短路部240、一輻射部250及一饋入部260。第一槽孔210及第二槽孔220形成於金屬件10上,接地部230耦接金屬件10,短路部240、輻射部250及饋入部260設置於金屬件10上。
於第二實施例中,金屬件10可一體成型於電子設備(如筆記型電腦、個人數位助理或其他攜帶型電子裝置)的殼體結構,但本發明不以此為限。第一槽孔210及第二槽孔220為一閉槽孔。短路部240、輻射部250及饋入部260可形成在柔性電路板表面,或是以雷射雕刻製作在塑件上,並將載體(柔性電路板、塑件)上短路部240、輻射部250及饋入部260的位置對應至金屬件10上第一槽孔210及第二槽孔220的位置,而使載體與金屬件10的相對位置固定以形成天線結構200,其中,載體與金屬件10之間的相對位置距離小於等於3毫米,但本發明不以此為限。接地部230與第1圖實施方式之接地部130相同,在此不另贅述。藉此,天線結構200能夠因應所要依附的設備空間配置而以不同方式與設備整合而克服天線位置受限的問題。
參照第5圖所示,第一槽孔210沿一第一軸線方向L1形成於金屬件10上,用以供一訊號饋入,第二槽孔220沿一第二軸線方向L2形成於金屬件10上,第二槽孔220位於第一槽孔210的一側。於第二實施例中,第一槽孔210及第二槽孔220的結構尺寸與第一實施例的第一槽孔110及第二槽孔120相同,在此不另贅述。
參照第5圖所示,短路部240對應於第二槽孔220,並耦接接地部230。輻射部250對應於第一槽孔210。進一步說明,短路部240及輻射部250可形成於柔性電路板表面,或可藉由雷射雕刻而分別形成於塑件上,使短路部240垂直投影處位於第二槽孔220內,並使輻射部250垂直投影處位於第一槽孔210內,本發明不以此為限。於第二實施例中,短路部240與輻射部250之間未直接耦合或連接。於第二實施例中,短路部240概呈L字型。
參照第5圖所示,饋入部260耦接輻射部250,饋入部260垂直第二軸線方向L2跨越第二槽孔220往第一槽孔210延伸,並用以饋入訊號。饋入部260電性連接至一同軸傳輸線(圖未標示)而耦接至一信號源S而用以饋入訊號。具體而言,訊號由饋入部260饋入輻射部250,並在第一槽孔210及第二槽孔220處形成共振,以產生多個頻段的發射訊號。此外,藉由將饋入部260跨越第二槽孔220往第一槽孔210延伸,能夠使形成的低頻段遠離接地部230,以進一步改善天線輻射場型而因應不同實施環境。
藉此,本發明之天線結構200利用第一槽孔210、第二槽孔220、短路部240,輻射部250及饋入部260的位置配置,能夠激發出多個頻帶的發射訊號,而提供較寬的頻寬以及較佳的天線效率。
參閱第6圖、第7圖及第8圖所示,其中第6圖係繪示依照第5圖之天線結構200之頻率路徑一及頻率路徑三之示意圖;第7圖係繪示依照第5圖之天線結構200之頻率路徑二、頻率路徑四、頻率路徑五及頻率路徑六之示意圖;及第8圖係繪示依照第5圖之天線結構200之頻率與回波損耗的總體頻寬波形圖。
參照第6圖及第8圖所示,天線結構200透過輻射部250而提供頻率路徑一及頻率路徑三的頻段。輻射部250耦合激發第一槽孔210以形成頻率路徑一,而提供介於2300M赫茲到2700M赫茲之間的共振頻率。輻射部250以本身長度作為輻射的頻率路徑三,而提供介於6000M赫茲到7100M赫茲之間的共振頻率。
藉此,透過輻射部250耦合激發第一槽孔210形成的頻率路徑一能夠提供低頻段特性,透過輻射部250本身的頻率路徑三能夠提供一部分中高頻段特性。
參照第7圖及第8圖所示,天線結構200透過輻射部250而提供頻率路徑二、頻率路徑四、頻率路徑五及頻率路徑六多個路徑的頻段。饋入部260將第二槽孔220分為一第一部分221及一第二部分222,其中,第一部分221的長度與第二部分222的長度不等長,於第二實施例中,第二部分222的長度大於第一部分221的長度,第一部分221的長度為12.5毫米,第二部分222的長度為36.5毫米,但本發明不以此為限。輻射部250將第一槽孔210分為一第一段211及一第二段212,其中,第一段211的長度與第二段212的長度不等長,於第二實施例中,第一段211的長度大於第二段212的長度,第一段211的長度為32.5毫米,第二段212的長度為9毫米,但本發明不以此為限。輻射部250耦合激發第二部分222以形成頻率路徑二,而提供介於4850M赫茲到6800M赫茲之間的共振頻率。輻射部250耦合激發第一部分221以形成頻率路徑四,而提供介於6200M赫茲到7500M赫茲之間的共振頻率。輻射部250耦合激發第一段211以形成頻率路徑五,而提供介於5800M赫茲到6500M赫茲之間的共振頻率。輻射部250耦合激發第二段212以形成頻率路徑六,而提供介於7000M赫茲到7800M赫茲之間的共振頻率。
藉此,透過輻射部250耦合激發第二部分222形成的頻率路徑二能夠提供部分中高頻段特性,透過輻射部250耦合激發第一部分221形成的頻率路徑四能夠提供部分高頻段特性,透過輻射部250耦合激發第一段211形成的頻率路徑五能夠提供部分中高頻段特性,透過輻射部250耦合激發第二段212形成的頻率路徑六能夠提供Wi-Fi 6E特性。
由上述實施方式可知,本發明具有下列優點:其一,本發明之天線結構利用第一槽孔、第二槽孔、短路部,輻射部及饋入部的位置配置能夠激發出多個頻帶的發射訊號;其二,本發明之天線結構激發出的共振頻率可滿足Wi-Fi 6E頻段需求,而提供較寬的頻寬以及較佳的天線效率;其三,本發明之天線結構能夠依據其所要依附的設備的空間配置而與其結合,克服天線位置受限的問題。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:金屬件 100,200:天線結構 110,210:第一槽孔 111,221:第一部分 112,222:第二部分 120,220:第二槽孔 121,211:第一段 122,212:第二段 130,230:接地部 140,240:短路部 150,250:輻射部 160,260:饋入部 d1:第一長度 d2:第二長度 L1:第一軸線方向 L2:第二軸線方向 S:信號源 w1:第一寬度 w2:第二寬度
第1圖係繪示本發明之第一實施例之天線結構之示意圖; 第2圖係繪示依照第1圖之天線結構之頻率路徑一、頻率路徑二、頻率路徑三及頻率路徑四之示意圖; 第3圖係繪示依照第1圖之天線結構之頻率路徑五及頻率路徑六之示意圖; 第4圖係繪示依照第1圖之天線結構之頻率與回波損耗的總體頻寬波形圖; 第5圖係繪示本發明之第二實施例之天線結構之示意圖; 第6圖係繪示依照第5圖之天線結構之頻率路徑一及頻率路徑三之示意圖; 第7圖係繪示依照第5圖之天線結構之頻率路徑二、頻率路徑四、頻率路徑五及頻率路徑六之示意圖;及 第8圖係繪示依照第5圖之天線結構之頻率與回波損耗的總體頻寬波形圖。
10:金屬件
100:天線結構
110:第一槽孔
120:第二槽孔
130:接地部
140:短路部
150:輻射部
160:饋入部
d1:第一長度
d2:第二長度
L1:第一軸線方向
L2:第二軸線方向
S:信號源
w1:第一寬度
w2:第二寬度

Claims (19)

  1. 一種天線結構,設置於一金屬件,該天線結構包含: 一第一槽孔,形成於該金屬件上; 一第二槽孔,形成於該金屬件上,位於該第一槽孔的一側; 一短路部,跨越該第一槽孔,該短路部為浮接狀態且未直接接觸該第一槽孔; 一接地部,耦接該金屬件; 一輻射部,於該第二槽孔之正投影內與該第二槽孔同向延伸;及 一饋入部,設置於該金屬件上,鄰近該輻射部且位於該第二槽孔遠離該第一槽孔之一側,該饋入部用以饋入一訊號。
  2. 如請求項1所述之天線結構,其中該第一槽孔沿一第一軸線方向形成於該金屬件上,該第二槽孔沿一第二軸線方向形成於該金屬件上,該第二軸線方向平行於該第一軸線方向,該第一槽孔及該第二槽孔之間相隔一間距。
  3. 如請求項2所述之天線結構,其中該短路部垂直該第一軸線方向跨越該第一槽孔。
  4. 如請求項2所述之天線結構,其中該第一槽孔沿該第一軸線方向具有一第一長度,該第二槽孔沿該第二軸線方向具有一第二長度,該第一長度與該第二長度相等。
  5. 如請求項1所述之天線結構,其中該短路部將該第一槽孔分為一第一部分及一第二部分; 其中,該第一部分的長度與該第二部分的長度不等長。
  6. 如請求項5所述之天線結構,其中, 該輻射部耦合激發該第一部分的一共振頻率介於6200M赫茲到7500M赫茲之間; 該輻射部耦合激發該第二部分的一共振頻率介於4850M赫茲到6800M赫茲之間。
  7. 如請求項1所述之天線結構,其中, 該輻射部提供一共振頻率介於6000M赫茲到7100M赫茲之間; 該輻射部耦合激發該第二槽孔的一共振頻率介於2300M赫茲到2700M赫茲之間。
  8. 如請求項1所述之天線結構,其中該輻射部將該第二槽孔分為一第一段及一第二段; 其中,該第一段的長度與該第二段的長度不等長。
  9. 如請求項8所述之天線結構,其中, 該輻射部耦合激發該第一段的一共振頻率介於5800M赫茲到6500M赫茲之間; 該輻射部耦合激發該第二段的一共振頻率介於7000M赫茲到7800M赫茲之間。
  10. 一種天線結構,設置於一金屬件,該天線結構包含: 一第一槽孔,形成於該金屬件上,用以供一訊號饋入; 一第二槽孔,形成於該金屬件上,位於該第一槽孔的一側; 一接地部,耦接該金屬件; 一短路部,耦接該接地部且延伸至該第二槽孔內;以及 一饋入部,設置於該金屬件上,該饋入部自該第二槽孔遠離該第一槽孔之一側跨越該第二槽孔延伸至該第一槽孔內,並用以饋入該訊號。
  11. 如請求項10所述之天線結構,更包含: 一輻射部,於該第一槽孔之正投影內與該第一槽孔同向延伸,並耦接該饋入部。
  12. 如請求項11所述之天線結構,其中該第一槽孔沿一第一軸線方向形成於該金屬件上,該第二槽孔沿一第二軸線方向形成於該金屬件上,該第二軸線方向平行於該第一軸線方向,該第一槽孔及該第二槽孔之間相隔一間距。
  13. 如請求項12所述之天線結構,其中該饋入部垂直該第二軸線方向跨越該第二槽孔。
  14. 如請求項12所述之天線結構,其中該第一槽孔沿該第一軸線方向具有一第一長度,該第二槽孔沿該第二軸線方向具有一第二長度,該第一長度與該第二長度相等。
  15. 如請求項11所述之天線結構,其中該饋入部將該第二槽孔分為一第一部分及一第二部分; 其中,該第一部分的長度與該第二部分的長度不等長。
  16. 如請求項15所述之天線結構,其中, 該輻射部耦合激發該第一部分的一共振頻率介於6200M赫茲到7500M赫茲之間; 該輻射部耦合激發該第二部分的一共振頻率介於4850M赫茲到6800M赫茲之間。
  17. 如請求項11所述之天線結構,其中, 該輻射部提供一共振頻率介於6000M赫茲到7100M赫茲之間; 該輻射部耦合激發該第一槽孔的一共振頻率介於2300M赫茲到2700M赫茲之間。
  18. 如請求項11所述之天線結構,其中該輻射部將該第一槽孔分為一第一段及一第二段; 其中,該第一段的長度與該第二段長度不等長。
  19. 如請求項18所述之天線結構,其中, 該輻射部耦合激發該第一段的一共振頻率介於5800M赫茲到6500M赫茲之間; 該輻射部耦合激發該第二段的一共振頻率介於7000M赫茲到7800M赫茲之間。
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