TWI897765B - 天線裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線裝置，係運作於中心頻率。天線裝置包括基板與導電層。基板具有第一平面。導電層設置於基板的第一平面上。導電層具有印刷圖案，印刷圖案包括輻射元件與匹配元件。輻射元件具有沿第一方向排列的複數個曲折部。曲折部的相鄰兩者係實質平行並且相互電性耦接。匹配元件具有沿第一方向排列的複數個突出部。突出部的相鄰兩者係實質平行並且相互電性分離。匹配元件的各突出部沿第二方向夾設於輻射元件的曲折部的其中相鄰兩者之間，第二方向係與第一方向不平行。

Description

天線裝置

本揭示關於一種天線裝置，特別關於一種具有印刷天線形式、且可適應於載具防盜用途的天線裝置。

隨著新興能源與電動引擎的蓬勃發展，各種載具已經廣泛使用於日常生活之中。因應於載具的安全需求，載具通常設置了防盜裝置。並且，防盜裝置具有無線通訊的收發器，以接收載具駕駛人的遙控訊號、或者能偵測周遭可疑人員的動態。

習知的載具防盜裝置的通常使用工作頻率為315MHz的收發器；並且，收發器通常採用315MHz之中心頻率的螺旋狀天線。

然而，載具防盜裝置的螺旋狀天線具有多個缺陷，而減損了載具防盜裝置的效能與壽命。例如，載具行駛時的長時間震動容易使螺旋狀天線發生斷裂，尤以配備柴油引擎之載貨用卡車為甚。並且，在載具防盜裝置的製造過程中，必須將螺旋狀天線組裝且焊接於電路板上，增添了製造困難度。再者，螺旋狀天線通常具有彈性材質，其導致螺旋狀天線容易伸張或變形、進而造成螺旋狀天線的尺寸變異。

針對於上述狀況，載具防盜領域的產業亟須改良式的天線裝置，能夠以印刷天線取代習知的螺旋狀天線，且能符合使用者需求之規格的中心頻率。

根據本揭示之一實施例，提供一種天線裝置，係運作於中心頻率。天線裝置包括基板與導電層。基板具有第一平面。導電層設置於基板的第一平面上。導電層具有印刷圖案，印刷圖案包括輻射元件與匹配元件。輻射元件具有沿第一方向排列的複數個曲折部。曲折部的相鄰兩者係實質平行並且相互電性耦接。匹配元件具有沿第一方向排列的複數個突出部。突出部的相鄰兩者係實質平行並且相互電性分離。匹配元件的各突出部沿第二方向夾設於輻射元件的曲折部的其中相鄰兩者之間，第二方向係與第一方向不平行。

透過閱讀以下圖式、詳細說明以及申請專利範圍，可見本揭示之其它方面以及優點。

1000:天線裝置

2000:電子裝置

50:基板

51:第一平面

80:導電層

81:印刷圖案

100R:輻射區域

100:輻射元件

200:匹配元件

300:接地區

110~160:曲折部

210~230:突出部

X:第一方向

Y:第二方向

W1:寬度

L1:長度

P1~P4:參考位置

111,131,141:第一段

112,132,142:第二段

113:第三段

210e1:第一端

210e2:第二端

e_in:訊號輸入端

C1,C2,C3:等效電容

S11:正向反射係數

第1A圖為本揭示一實施例的天線裝置的示意圖。

第1B圖為第1A圖的天線裝置的上視圖。

第2A圖為天線裝置的印刷圖案的上視圖。

第2B圖為輻射元件的其中一個曲折部的上視圖。

第2C圖為匹配元件的其中一個突出部的上視圖。

第2D圖為突出部、兩個相鄰的曲折部與接地區之相對設置方式的上視圖。

第3圖為匹配元件形成天線裝置的多個等效電容的示意圖。

第4A、4B圖為天線裝置的頻率響應圖。

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭示之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。於可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

第1A圖為本揭示一實施例的天線裝置1000的示意圖。如第1A圖所示，天線裝置1000整合於電子裝置2000之中；電子裝置2000例如是無線通訊的收發器，可應用於載具之防盜用途。電子裝置2000包括印刷電路板，並且印刷電路板包括基板50與導電層80。導電層80設置於基板50的第一平面51上，本揭示的天線裝置1000是由基板50的一部分與導電層80的一部分所形成。天線裝置1000具有印刷天線形式，導電層80具有預定的印刷圖案81。

第1B圖為第1A圖的天線裝置1000的上視圖。如第1B圖所示，天線裝置1000具有輻射區域100R。輻射區域100R於第一方向X具有寬度W1，並且於第二方向Y具有長度L1； 第一方向X實質垂直於第二方向Y。於本實施例之中，寬度W1小於長度L1；寬度W1例如等於10.5mm，長度L1例如等於33mm。

印刷圖案81對應於輻射區域100R而設置。印刷圖案81至少包括輻射元件100、匹配元件200與接地區300，其中輻射元件100與匹配元件200位於輻射區域100R中，接地區300沿著並緊靠輻射區域100R的邊界設置。天線裝置1000可藉由輻射元件100執行電磁波的輻射，據以發射/接收射頻訊號。輻射元件100例如是連續的多個曲折狀之圖案。於本實施例之中，輻射元件100從左上角的參考位置P1沿第二方向Y的反方向延伸，而延伸至參考位置P2。並且，於參考位置P2進行大約90度的轉折，而後沿第一方向X延伸。並且，再次進行大約90度的轉折，而後沿第二方向Y延伸。依此類推，輻射元件100再次進行大約90度的轉折而沿第一方向X延伸，並且再次進行大約90度的轉折而沿第二方向Y的反方向延伸。而後，重複上述方式，輻射元件100延伸至參考位置P3，並且沿第二方向Y延伸至參考位置P4。

匹配元件200沿第二方向Y延伸。匹配元件200電性分離於輻射元件100。並且，匹配元件200夾設於輻射元件100的多個曲折狀之圖案的其中相鄰兩者之間。接地區300沿第一方向X與第二方向Y圍繞輻射元件100。並且，接地區300於第一方向X電性耦接於匹配元件200。於運作上，匹配元件 200可形成輻射元件100與接地區300之間的多個等效電容。天線裝置1000根據此些等效電容運作於預定的中心頻率。印刷圖案81的輻射元件100、匹配元件200與接地區300的設置方式係配合於第2A~2C圖而更詳細地說明於下文。

請先參見第2A圖，其為天線裝置1000的印刷圖案81的上視圖。印刷圖案81的輻射元件100具有沿第一方向X排列的多個曲折部，例如6個曲折部110~160。曲折部110~160的相鄰兩者彼此實質平行並且相互電性耦接。例如，曲折部110相鄰於曲折部120；曲折部110實質平行並且電性耦接於曲折部120。類似地，相鄰的曲折部120與曲折部130彼此實質平行並且相互電性耦接。依此類推，相鄰的曲折部150與曲折部160彼此實質平行並且相互電性耦接。

匹配元件200具有沿第一方向X排列的多個突出部，例如3個突出部210~230。突出部210~230的相鄰兩者彼此實質平行並且相互電性分離。例如，相鄰的突出部210與突出部220彼此實質平行並且相互電性分離；相鄰的突出部220與突出部230彼此實質平行並且相互電性分離。並且，匹配元件200的突出部210~230的其中一者沿第二方向Y夾設於輻射元件100的曲折部110~160的其中相鄰兩者之間。例如，突出部210沿第二方向Y夾設於相鄰的曲折部130與曲折部140之間；突出部220沿第二方向Y夾設於相鄰的曲折部140與曲折部150之間；突出部230沿第二方向Y夾設於相鄰的曲折部150與曲折部160之間。

相對地，輻射元件100的曲折部110~160的其中一或多者沿第二方向Y夾設於匹配元件200的突出部210~230的其中相鄰兩者之間。例如，曲折部140沿第二方向Y夾設於相鄰的突出部210與突出部220之間；曲折部150沿第二方向Y夾設於相鄰的突出部220與突出部230之間。

接著，請參見第2B圖，其為輻射元件100的其中一個曲折部的上視圖。第2B圖係以曲折部110為例。曲折部110包括第一段111、第二段112與第三段113。第一段111、第二段112與第三段113的每一者為直條狀。第一段111的長度大致上相等於第二段112的長度(或者，於另一示例中，第一段111的長度約略大於第二段112的長度)。

第一段111延伸於第二方向Y。第二段112亦延伸於第二方向Y而實質平行於第一段111。第三段113延伸於第一方向X、並且電性耦接於第一段111與第二段112。根據上述設置方式，第一段111、第二段112與第三段113形成迴旋狀的圖案。並且，曲折部110的第二段112電性耦接於相鄰的曲折部120(第2B圖未顯示曲折部120)。

接著，請參見第2C圖，其為匹配元件200的其中一個突出部的上視圖。第2C圖係以突出部210為例。突出部210為直條狀，並且突出部210具有第一端210e1與第二端210e2。第二端210e2根據第二方向Y與第一端210e1對向設置。

接著，請參見第2D圖，其為突出部210、兩個相鄰 的曲折部130與140與接地區300之相對設置方式的上視圖。突出部210以第二端210e2沿第二方向Y延伸於兩個相鄰的曲折部130與140之間。突出部210的長度小於曲折部130的第一段131之長度與第二段132之長度；類似地，突出部210的長度小於曲折部140的第一段141之長度與第二段142之長度。

並且，突出部210實質平行並且電性分離於曲折部130的第二段132；類似地，突出部210實質平行並且電性分離於曲折部140的第一段141。再者，接地區300於第一方向X電性耦接於突出部210的第一端210e1。

如前文所述，於運作上，匹配元件200可形成輻射元件100與接地區300之間的多個等效電容。例如，匹配元件200的突出部210形成一個等效電容；等效電容是等效地耦接於輻射元件100之兩個相鄰的曲折部130與140以及接地區300之間。於下文中，將配合於第3圖而進一步說明匹配元件200形成多個等效電容的細節。

第3圖為匹配元件200形成天線裝置1000的多個等效電容的示意圖。如第3圖所示，天線裝置1000的訊號輸入端e_in電性耦接於輻射元件100。輻射元件100與接地區300之間設置了匹配元件200。匹配元件200的突出部210形成等效電容C1；等效電容C1是等效地耦接於輻射元件100與接地區300之間。類似地，匹配元件200的另外兩個突出部220與230各自形 成等效電容C2與等效電容C3；等效電容C2與等效電容C3皆為等效地耦接於輻射元件100與接地區300之間。

天線裝置1000根據等效電容C1、C2與C3的電容效應而運作於預定的中心頻率。於本實施例之中，中心頻率例如是315MHz，可適用於常規的載具防盜裝置的工作頻率。或者，於其他示例之中，可調整匹配元件200與輻射元件100的相對設置方式，進而調整等效電容C1、C2與C3，致使天線裝置1000改變其中心頻率。

第4A、4B圖為天線裝置1000的頻率響應圖。請先參見第4A圖，係以天線裝置1000於不同頻率的正向反射係數S11表示天線裝置1000的頻率響應。於天線裝置1000的印刷圖案81的規劃上，根據匹配元件200的突出部210、220與230與輻射元件100的相對設置方式，可於輻射元件100與接地區300之間形成預定的等效電容C1、C2及C3，以使天線裝置1000的頻率響應符合使用者需求之規格。第4A圖的實施例顯示：於315MHz的頻率，天線裝置1000的正向反射係數S11具有波谷(即，達到最小值)。係表示天線裝置1000的中心頻率實質相等於315MHz，其符合使用者需求之載具防盜裝置的規格。

接著，請參見第4B圖，可改變匹配元件200的突出部210、220與230與輻射元件100的相對設置方式，進而調整輻射元件100與接地區300之間的等效電容C1、C2及C3，致使天線裝置1000改變其中心頻率。第4B圖的實施例顯示：於 433MHz的頻率，天線裝置1000的正向反射係數S11具有局部的相對最小值。係表示天線裝置1000的中心頻率改變為433MHz。

綜上各實施例，本揭示的天線裝置1000藉由在印刷圖案81的輻射元件100與接地區300之間設置匹配元件200，使得輻射元件100與接地區300形成至少一個等效電容。藉由等效電容的電容效應，能夠將天線裝置1000的中心頻率調整為符合使用者需求之規格。相較於習知的載具防盜裝置的螺旋狀天線，本揭示的天線裝置1000的尺寸大幅減小。並且，本揭示的天線裝置1000能夠以簡單的印刷天線形式而製造，亦大幅降低了製造成本。

雖然本揭示已以較佳實施例及範例詳細揭示如上，可理解的是，此些範例意指說明而非限制之意義。可預期的是，所屬技術領域中具有通常知識者可想到多種修改及組合，其多種修改及組合落於本揭示之精神以及後附之申請專利範圍之範圍內。

81:印刷圖案

100:輻射元件

200:匹配元件

300:接地區

110~160:曲折部

210~230:突出部

X:第一方向

Y:第二方向

Claims (10)

1. 一種天線裝置，係運作於一中心頻率，包括： 一基板，具有一第一平面；以及 一導電層，設置於該基板的該第一平面上，該導電層具有一印刷圖案，該印刷圖案包括： 一輻射元件，具有沿一第一方向排列的複數個曲折部，該些曲折部的相鄰兩者係實質平行並且相互電性耦接，各該曲折部包括： 一第一段，係延伸於一第二方向； 一第二段，係實質平行於該第一段；以及 一第三段，係延伸於該第一方向，並且電性耦接於該第一段與該第二段， 其中該第一段、該第二段與該第三段的每一者為一直條狀，並且該第一段、該第二段與該第三段形成一迴旋狀； 以及 一匹配元件，具有沿該第一方向排列的複數個突出部，該些突出部的相鄰兩者係實質平行並且相互電性分離， 其中該匹配元件的各該突出部沿該第二方向夾設於該輻射元件的該些曲折部的其中相鄰兩者之間，該第二方向係與該第一方向不平行。
2. 如請求項1之天線裝置，其中該第二方向係實質垂直於該第一方向。
3. 如請求項1之天線裝置，其中該輻射元件的該些曲折部的其中一或多者沿該第二方向夾設於該匹配元件的該些突出部的相鄰兩者之間。
4. 如請求項1之天線裝置，其中該匹配元件的各該突出部係實質平行並且電性分離於該輻射元件的各該曲折部的該第一段與該第二段。
5. 如請求項1之天線裝置，其中該輻射元件的各該曲折部的該第一段的長度實質相等於該第二段的長度，並且各該曲折部的該第一段的長度大於該匹配元件的各該突出部的長度。
6. 如請求項1之天線裝置，其中該匹配元件的各該突出部為一直條狀，並且各該突出部具有： 一第一端；以及 一第二端，係根據該第二方向與該第一端對向設置。
7. 如請求項6之天線裝置，其中該匹配元件的各該突出部以該第二端沿該第二方向延伸於該輻射元件的該些曲折部的其中相鄰兩者之間。
8. 如請求項6之天線裝置，其中該印刷圖案更包括： 一接地區，係沿該第一方向與該第二方向圍繞該輻射元件，並且於該第一方向電性耦接於該匹配元件的各該突出部的該第一端。
9. 如請求項8之天線裝置，其中該匹配元件的各該突出部形成該輻射元件與該接地區之間的一等效電容。
10. 如請求項9之天線裝置，係根據該匹配元件的該些突出部形成的該些等效電容而運作於該中心頻率。