CN112290196B

CN112290196B - 天线结构

Info

Publication number: CN112290196B
Application number: CN201910665627.1A
Authority: CN
Inventors: 戴志峰; 赖冠勋; 王癸程
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: CN112290196A

Abstract

本发明公开一种天线结构。该天线结构包括：一第一辐射件、一第二辐射件以及一馈入件；该第一辐射件包括一第一辐射部、一第二辐射部以及一耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间的馈入部；该第二辐射件包括一第三辐射部、一第四辐射部以及一耦接于该第三辐射部与该第四辐射部之间的接地部，其中，该第三辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，该第三辐射部与该第二辐射部彼此分离且相互耦合，且该第四辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合；该馈入件耦接于该馈入部与该接地部之间。本发明能通过“该第四辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合”的技术方案，以提供第五代移动通信技术所应用的操作频带。

Description

天线结构

技术领域

本发明涉及一种天线结构，特别是涉及一种具有***移动通信技术及第五代移动通信技术所应用的操作频带的天线结构。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Networks，5G)的发展，现有天线结构的设计已经无法满足第五代通信***的操作频带。一般而言，现有产品为了进一步支持5G的操作频带都是另外增加一支持5G的操作频带的天线，但是，在现有产品都朝向小型化设计的情况下，很难有多余空间增设一支5G天线。

因此，有鉴于此，如何通过天线结构设计的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

因此，需要提供一种天线结构来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有***移动通信技术及第五代移动通信技术所应用的操作频带的天线结构。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种天线结构，该天线结构包括：一第一辐射件、一第二辐射件以及一馈入件；该第一辐射件包括一第一辐射部、一第二辐射部以及一耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间的馈入部；该第二辐射件包括一第三辐射部、一第四辐射部以及一耦接于该第三辐射部与该第四辐射部之间的接地部，其中，该第三辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，该第三辐射部与该第二辐射部彼此分离且相互耦合，且该第四辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合；该馈入件耦接于该馈入部与该接地部之间。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的天线结构，其能通过“该第四辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合”的技术方案，以提供第五代移动通信技术所应用的操作频带。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的天线结构的俯视示意图。

图2为本发明第二实施例的天线结构的俯视示意图。

图3为本发明第三实施例的天线结构的俯视示意图。

图4为本发明第四实施例的天线结构的俯视示意图。

图5为图4的天线结构在不同频率下的电压驻波比的曲线图。

图6为本发明第五实施例的天线结构的其中一俯视示意图。

图7为本发明第五实施例的天线结构的另外一俯视示意图。

主要组件符号说明：

U 天线结构 221 斜边

S 基板 23 接地部

1 第一辐射件 230 边缘

11 第一辐射部 3 馈入件

111 第一本体 31 馈入端

112 第一凸出体 32 接地端

113 第一槽体 4 接地件

12 第二辐射部 40 边缘

121 第一辐射体 5 桥接件

122 第二辐射体 F 馈入处

123 第三辐射体 C 围绕区域

1231 第一区段 L1 第一预定距离

1232 第二区段 L2 第二预定距离

13 馈入部 W1 第一预定宽度

131 斜边 W2 第二预定宽度

2 第二辐射件 W3 第三预定宽度

21 第三辐射部 W4 第四预定宽度

211 第二本体 W5 第五预定宽度

212 第二凸出体 G1 第一预定间距

213 第二槽体 G2 第二预定间距

214 连接体 P 预定长度

22 第四辐射部 T 凹槽

220 边缘 X、Y 方向

M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10 节点

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“天线结构”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者更多个的组合。

[第一实施例]

首先，请参阅图1所示，图1为本发明第一实施例的天线结构的俯视示意图。本发明第一实施例提供一种天线结构U，其包括：一第一辐射件1、一第二辐射件2以及一馈入件3。此外，天线结构U还可包括一基板S，第一辐射件1及第二辐射件2可设置在基板S上，且馈入件3可耦接在第一辐射件1与第二辐射件2之间。举例来说，第一辐射件1及第二辐射件2可以为一金属片、一金属导线或者是其他具有导电效果的导电体，馈入件3可以为一同轴电缆(Coaxial cable)，然而本发明不以此为限。此外，馈入件3可具有一馈入端31及一接地端32，馈入端31可耦接于第一辐射件1，接地端32可耦接于第二辐射件2。另外，需特别说明的是，本发明全文中的耦接可以是直接连接或者是间接连接，抑或是直接电性连接或者是间接电性连接，本发明不以此为限。此外，需特别说明的是，本发明全文中的耦合是两个元件之间无实体连接，而是藉由一元件的电流所产生的电场能量(electric field energy)激发另一元件的电场能量。

承上述，天线结构U还可包括一接地件4，接地件4可耦接于第二辐射件2。此外，在一优选实施方式中，天线结构U还可包括一桥接件5，桥接件5可耦接于第二辐射件2与接地件4之间。值得说明的是，桥接件5的设置目的为使得接地件4能易于与第二辐射件2相互连接，虽然图1的实施方式中有说明可进一步设置桥接件5，然而，在其他实施方式中，也可以不用设置桥接件5。另外，值得一提的是，举例来说，桥接件5的材质可以为锡或者其他导电材料，接地件4的材质可以为铜或者其他导电材料，然而本发明不以此为限。

接着，第一辐射件1可包括一第一辐射部11、一第二辐射部12以及一耦接于第一辐射部11与第二辐射部12之间的馈入部13。第二辐射件2可包括一第三辐射部21、一第四辐射部22以及一耦接于第三辐射部21与第四辐射部22之间的接地部23。馈入件3可耦接于馈入部13与接地部23之间，且馈入件3的馈入端31可耦接在馈入部13上，馈入件3的接地端32耦接在接地部23上。此外，接地件4可耦接于第二辐射件2的接地部23，优选地，可利用桥接件5将接地件4与接地部23相互连接。

承上述，第一辐射部11可相对于馈入部13朝向一第一方向(正X方向)延伸，且第二辐射部12可相对于馈入部13朝向一第二方向(负X方向)延伸，也就是说，第一辐射部11可设置在馈入部13的其中一侧(例如但不限于右侧)，第二辐射部12可设置在馈入部13的另外一侧(例如但不限于左侧)，然而本发明不以此为限。此外，第三辐射部21、接地部23以及第四辐射部22能形成一围绕区域C，且第一辐射件1设置在围绕区域C之中。举例来说，围绕区域C可以类似为一“C”字形的态样，且“C”字形态样的空间可以围绕第一辐射件1的三个侧边，然而本发明不以此为限。

接着，第二辐射部12可包括一耦接于馈入部13的第一辐射体121、一耦接于第一辐射体121且相对于第一辐射体121呈转折设置的第二辐射体122以及一耦接于第二辐射体122且相对于第二辐射体122呈转折设置的第三辐射体123。第一辐射部11可相对于馈入部13朝向一第一方向(正X方向)延伸。此外，第二辐射部12的第一辐射体121可相对于馈入部13朝向一第二方向(负X方向)延伸，第二辐射部12的第二辐射体122可相对于第一辐射体121朝向一第三方向(正Y方向)延伸，第二辐射部12的第三辐射体123可相对于第二辐射体122朝向第一方向(正X方向)延伸。此外，第四辐射部22可耦接于接地部23且相对于馈入部13朝向第一方向(正X方向)延伸。以本发明而言，第一方向、第二方向及第三方向三者可彼此相异，也就是说，第一方向与第二方向可彼此相反，第一方向与第三方向彼此垂直，且第二方向与第三方向彼此垂直。

接着，馈入件3的馈入端31与馈入部13之间的连接处可定义为一馈入处F，馈入处F至接地部23的一边缘230之间可具有一第一预定距离L1，馈入处F至第四辐射部22的一边缘220之间可具有一第二预定距离L2，且第二预定距离L2大于第一预定距离L1。换句话说，第一预定距离L1及第二预定距离L2为以馈入处F为基准朝向第一方向(正X方向)的方向进行测量的距离。进一步来说，在其中一实施方式中，第四辐射部22与接地部23之间的连接处能形成一凹槽T，且第四辐射部22与接地部23之间具有一段差，即，第四辐射部22与接地部23之间在第三方向(正Y方向)上具有一高低位差。另外，值得说明的是，在其他实施方式中，馈入处F至接地件4的一边缘40之间可具有一第一预定距离L1，馈入处F至第四辐射部22的一边缘220之间可具有一第二预定距离L2，第二预定距离L2可大于第一预定距离L1。

接着，请再参阅图1，以本发明而言，第三辐射部21与第一辐射部11可彼此分离且相互耦合，第三辐射部21与第二辐射部12可彼此分离且相互耦合，以产生一频率范围介于698MHz至960MHz之间的操作频带。此外，第一辐射部11能产生一频率范围介于1450MHz至2300MHz之间的操作频带。此外，第二辐射部12能产生一频率范围介于2300MHz至2700MHz之间的操作频带。此外，第四辐射部22与第一辐射部11可彼此分离且相互耦合，以产生一频率范围介于3300MHz至3800MHz之间的操作频带。更进一步来说，第一辐射部11也能利用倍频而产生一频率范围介于5100MHz至5850MHz之间的操作频带，此外，在第二辐射部12与第三辐射部21彼此分离且相互耦合的情况下，也可以利用倍频以产生一频率范围介于4600MHz至5400MHz之间的操作频带。

[第二实施例]

首先，请参阅图2所示，图2为本发明第二实施例的天线结构的俯视示意图，由图2与图1的比较可知，第二实施例与第一实施例最大的差别在于，可通过调整第二实施例所提供的天线结构U的第一辐射件1的结构，而进一步的提升天线结构U整体的性能。另外，须说明的是，第二实施例中所示的其他结构特征与前述实施例的说明内容相仿，在此不再赘述。此外，为了附图的简洁，省略了接地件4及桥接件5。

承上述，第一辐射体121可具有一第一预定宽度W1，第二辐射体122可具有一第二预定宽度W2，第三辐射体123可具有一第三预定宽度W3，第二预定宽度W2可大于第三预定宽度W3，且第三预定宽度W3可大于第一预定宽度W1。此外，馈入部13可具有一第四预定宽度W4，第四预定宽度W4可大于第一预定宽度W1。藉此，相较于第一实施例中的第一辐射体121的第一预定宽度W1、第二辐射体122的第二预定宽度W2及第三辐射体123的第三预定宽度W3是彼此相同的情况下，第二实施例所提供的天线结构U能够增加天线结构U所产生的频率范围介于4600MHz至5400MHz之间的操作频带的带宽，并提升辐射效能。更进一步来说，以第一实施例而言，天线结构U所产生的频率范围介于4600MHz至5400MHz之间的操作频带中，只有4600MHz至4800MHz之间的操作频带的辐射效能较佳，但是，以第二实施例而言，天线结构U所产生的频率范围介于4600MHz至5400MHz之间的操作频带都具有较佳的辐射效能。

[第三实施例]

首先，请参阅图3所示，图3为本发明第三实施例的天线结构的俯视示意图。由图3与图2的比较可知，第三实施例与第二实施例最大的差别在于，可通过调整第三实施例所提供的天线结构U的第一辐射件1的结构，而进一步的提升天线结构U整体的性能。另外，须说明的是，第三实施例中所示的其他结构特征与前述实施例的说明内容相仿，在此不再赘述。

承上述，第一辐射部11可包括一耦接于馈入部13的第一本体111、一耦接于第一本体111且朝向第三辐射部21的方向凸出的第一凸出体112以及一相对于第一本体111呈凹陷设置的第一槽体113。此外，第一辐射部11的第一本体111可相对于馈入部13朝向一第一方向(正X方向)延伸，第一凸出体112可朝向一第三方向(正Y方向)延伸，且第一槽体113可朝向一第三方向(正Y方向)呈凹陷。进一步来说，在第一方向上，第一凸出体112与馈入处F之间的距离小于第一槽体113与馈入处F之间的距离，也就是说，第一凸出体112较第一槽体113更邻近于馈入处F。另外，通过第一凸出体112的设置可调整第一辐射部11所产生的频率范围介于5100MHz至5850MHz之间的操作频带的中心频率，藉此，相较于第二实施例中的天线结构U未设置有第一凸出体112的情况下，第三实施例所提供的天线结构U能够调降频率范围介于5100MHz至5850MHz之间的操作频带的中心频率。此外，通过第一槽体113的设置可调整频率范围介于1450MHz至2300MHz之间的操作频带的带宽以及频率范围介于5100MHz至5850MHz之间的操作频带的带宽。

承上述，馈入部13可具有一斜边131，且第四辐射部22可具有一斜边221，馈入部13的斜边131与第四辐射部22的斜边221彼此相对且相互平行。此外，通过馈入部13的斜边131的设置，可调整频率范围介于1450MHz至2300MHz之间的操作频带的中心频率，以及调整频率范围介于3300MHz至3800MHz之间的操作频带的带宽。

[第四实施例]

首先，请参阅图4所示，图4为本发明第四实施例的天线结构的俯视示意图。由图4与图3的比较可知，第四实施例与第三实施例最大的差别在于，由于有些天线结构U的设置位置的空间上的限制，因此，第四实施利的天线结构U的***结构可因应空间上的限制而进行调整，以提升天线结构U整体的性能。另外，须说明的是，第四实施例中所示的其他结构特征与前述实施例的说明内容相仿，在此不再赘述。

承上述，第四实施例所提供的天线结构U的第三辐射部21可包括一第二本体211、一连接于第二本体211与接地部23之间的连接体214、一耦接于第二本体211且朝向第二辐射部12的方向凸出的第二凸出体212以及一相对于第二本体211呈凹陷设置且对应于第二凸出体212的第二槽体213。此外，第二凸出体212的位置可对应于第二槽体213设置，第二凸出体212可朝向一第四方向(负Y方向)延伸，且第二槽体213可朝向一第四方向(负Y方向)呈凹陷。另外，须说明的是，由于第二凸出体212进一步地相对于第二本体211而朝向第二辐射部12的方向延伸，因此，第二辐射部12的第三辐射体123的形状也必须随之调整。进一步来说，第三辐射体123可包括一连接于第二辐射体122的第一区段1231以及一连接于第一区段1231的第二区段1232。第一区段1231可具有一第三预定宽度W3，第二区段1232可具有一第五预定宽度W5，且第三预定宽度W3大于第五预定宽度W5。更进一步来说，第二预定宽度W2可大于第三预定宽度W3，且第二预定宽度W2大于第五预定宽度W5。

接着，请再参阅图4，并请一并参阅图5及下表1所示，图5为图4的天线结构在不同频率下的电压驻波比(Voltage standing wave ratio，VSWR)的曲线图。

表1

节点	频率(MHz)	电压驻波比
			M1	617	3.3002
M2	704	1.7430
			M3	894	1.4855
M4	960	2.2632
			M5	1710	1.4721
M6	1575	1.8710
			M7	2100	1.5380
M8	2700	1.4722
			M9	3500	1.2145
M10	5100	1.3314

[第五实施例]

首先，请参阅图6及图7，图6及图7分别为本发明第五实施例的天线结构的俯视示意图。由图6与图4的比较以及图7与图4的比较可知，第五实施例与第四实施例最大的差别在于，可通过调整第五实施例所提供的天线结构U的第四辐射部22的结构，而进一步的提升天线结构U整体的性能。另外，须说明的是，第五实施例中所示的其他结构特征与前述实施例的说明内容相仿，在此不再赘述。

承上述，请再参阅图6，第四辐射部22可具有一介于11.5毫米(millimeter，mm)至13毫米之间的预定长度P，以调整频率范围介于3300MHz至3800MHz之间的操作频带的中心频率，然而本发明不以此为限。此外，第四辐射部22与馈入部13之间在一第一方向(正X方向)上具有一介于1毫米至2毫米之间的第一预定间距G1。

承上述，请再参阅图7，第一辐射部11与第四辐射部22之间在一第三方向(正Y方向)上具有一介于0.5毫米至3.5毫米的第二预定间距G2，优选地，第二预定间距G2可介于1毫米至3.5毫米之间，然而本发明不以此为限。换句话说，可通过调整第四辐射部22的宽度，以改变第二预定间距G2的距离。

[实施例的有益效果]

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的天线结构U，其能通过“第四辐射部22与第一辐射部11彼此分离且相互耦合”的技术方案，以提供第五代移动通信技术所应用的操作频带。

更进一步来说，本发明所提供的天线结构U，能利用一馈入件3产生4G LTE(LongTerm Evolution)所应用的频率范围介于698MHz至960MHz之间、频率范围介于1450MHz至2300MHz之间以及频率范围介于2300MHz至2700MHz之间的操作频带，此外，也能产生5G LAA(Licensed Assisted Access)所应用的频率范围介于5100MHz至5850MHz之间的操作频带，同时，也能产生应用在5G的操作频带中的Sub 6GHz中的频率范围介于3300MHz至3800MHz之间的操作频带。藉此，能在同一天线结构U的架构下，实现***移动通信技术及第五代移动通信技术所应用的操作频带。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等同技术变化，均包含于本发明的权利要求书。

Claims

1.一种天线结构，该天线结构包括：

一第一辐射件，该第一辐射件包括一第一辐射部、一第二辐射部以及一耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间的馈入部；

一第二辐射件，该第二辐射件包括一第三辐射部、一第四辐射部以及一耦接于该第三辐射部与该第四辐射部之间的接地部，其中，该第三辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，该第三辐射部与该第二辐射部彼此分离且相互耦合，且该第四辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合；以及

一馈入件，该馈入件耦接于该馈入部与该接地部之间；

其中，该第二辐射部包括一耦接于该馈入部的第一辐射体、一耦接于该第一辐射体且相对于该第一辐射体呈转折设置的第二辐射体以及一耦接于该第二辐射体且相对于该第二辐射体呈转折设置的第三辐射体；其中，该第一辐射体具有一第一预定宽度，该第二辐射体具有一第二预定宽度，该第三辐射体具有一第三预定宽度，该第二预定宽度大于该第三预定宽度，且该第三预定宽度大于该第一预定宽度。

2.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第三辐射部、该接地部以及该第四辐射部能形成一围绕区域，该第一辐射件设置在该围绕区域之中。

3.如权利要求1所述的天线结构，其中，该馈入件与该馈入部之间的连接处为一馈入处，该馈入处至该接地部的一边缘之间具有一第一预定距离，该馈入处至该第四辐射部的一边缘之间具有一第二预定距离，该第二预定距离大于该第一预定距离。

4.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第一辐射部朝向一第一方向延伸，该第二辐射部的该第一辐射体朝向一第二方向延伸，该第二辐射部的该第二辐射体朝向一第三方向延伸，该第二辐射部的该第三辐射体朝向该第一方向延伸，该第四辐射部朝向该第一方向延伸，且该第一方向、该第二方向及该第三方向彼此相异。

5.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第一辐射部包括一第一本体、一耦接于该第一本体且朝向该第三辐射部的方向凸出的第一凸出体以及一相对于该第一本体呈凹陷设置的第一槽体。

6.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第四辐射部与该馈入部之间在一第一方向上具有一介于1毫米至2毫米的第一预定间距。

7.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第一辐射部与该第四辐射部之间在一第三方向上具有一介于1毫米至3.5毫米的第二预定间距。

8.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第四辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，以产生一频率范围介于3300MHz至3800MHz之间的操作频带。

9.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第三辐射部与该第二辐射部彼此分离且相互耦合，且该第三辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，以产生一频率范围介于698MHz至960MHz之间的操作频带。

10.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第一辐射部能产生一频率范围介于1450MHz至2300MHz之间的操作频带以及一频率范围介于5100MHz至5850MHz之间的操作频带。

11.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第二辐射部能产生一频率范围介于2300MHz至2700MHz之间的操作频带。

12.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第二辐射部与该第三辐射部彼此分离且相互耦合，以产生一频率范围介于4600MHz至5400MHz之间的操作频带。

13.一种天线结构，该天线结构包括：

一馈入件，该馈入件耦接于该馈入部与该接地部之间；

其中，该第二辐射部包括一耦接于该馈入部的第一辐射体、一耦接于该第一辐射体且相对于该第一辐射体呈转折设置的第二辐射体以及一耦接于该第二辐射体且相对于该第二辐射体呈转折设置的第三辐射体；其中，该第一辐射部朝向一第一方向延伸，该第二辐射部的该第一辐射体朝向一第二方向延伸，该第二辐射部的该第二辐射体朝向一第三方向延伸，该第二辐射部的该第三辐射体朝向该第一方向延伸，该第四辐射部朝向该第一方向延伸，且该第一方向、该第二方向及该第三方向彼此相异。