TWI538311B - 天線模組 - Google Patents

Description

天線模組

本案係關於一種天線模組，尤指一種可縮短天線尺寸之天線模組。

隨著無線通訊科技的快速發展，可攜式通訊裝置，例如手機、個人數位助理(PDA)、導航裝置、可攜式電腦等，目前皆可利用無線通訊裝置來傳輸訊號。而天線(antenna)即為可攜式通訊裝置內必備之元件，藉由天線發射與接收射頻訊號，可攜式通訊裝置才可達成無線通訊之功能。

而由於可攜式通訊裝置之功能係不斷地擴張，因此可攜式通訊裝置內部需整合的元件也相對越來越多，故如何有效地縮短可攜式通訊裝置之天線的長度，以提高可攜式通訊裝置之內部空間利用率被視為研發的重點，例如台灣專利號513829「小型天線」係揭露了將天線設計成蜿蜒之結構，以縮短天線的長度，而台灣專利號M331772「一種具有多層耦合線圈之陶瓷晶片天線」則揭露了將陶瓷材料結合於天線中，以利用陶瓷材料本身的特性來縮短天線的長度。雖然上開專利案所揭露之天線確實可達到縮短長度之目的，然而由於天線實際應用於可攜式通訊裝置內時，大多需要針對不同環境來進行天線輻射特性之調整，例如天線之頻段 ，而上開專利案所揭露之天線實會因為特殊的結構或材質特性而難以進行天線輻射特性之調整。

因此，如何發展一種可改善上述習知天線的缺失，且可縮短天線的長度，易於調整天線輻射特性之天線模組，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之目的為提供一種天線模組，俾解決習知天線會因為特殊的結構或材質特性而難以進行天線輻射特性之調整的缺失。

本案之另一目的為提供一種天線模組，其係將一金屬部件設置於天線本體之鄰近處，因此藉由調整金屬部件之長度，便可使天線本體在不增加長度的情況下，降低所應用之頻段。

為達上述目的，本案之較廣義實施態樣為提供一種天線模組，係包括：天線本體，係包含輻射部，輻射部係用以發射與接收射頻訊號；以及金屬部件，係鄰設於輻射部之一側，用以降低天線本體所應用之頻段，且具有延伸短路端，係與系統電路板之接地端電性連接。

1‧‧‧天線模組

10‧‧‧天線本體

11‧‧‧金屬部件

110‧‧‧主體

111‧‧‧延伸短路端

12‧‧‧基部

120‧‧‧訊號饋入端

121‧‧‧天線短路端

13‧‧‧輻射部

2‧‧‧系統電路板

20、21‧‧‧接地端

第一圖：其係為本案較佳實施例之天線模組設置於一系統電路板之結構示意圖。

第二圖：其係為第一圖所示之天線模組及系統電路板之側視圖。

第三圖：其係為第一圖所示之天線模組與一習知天線之返回損失比較圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，然其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第一及第二圖，其中第一圖係為本案較佳實施例之天線模組設置於一系統電路板之結構示意圖，第二圖則為第一圖所示之天線模組及系統電路板之側視圖。如第一及第二圖所示，本實施例之天線模組1係設置於一系統電路板2上，其中該系統電路板2係設置於一可攜式通訊裝置(未圖示)，例如：手機、個人數位助理、全球衛星定位系統(GPS)或可攜式電腦等內部。

天線模組1主要包含天線本體10以及金屬部件11，其中天線本體10可為但不限於一倒F型天線(Planar Inverted F Antenna,PIFA)，且包含一基部12以及一輻射部13。基部12係包含訊號饋入端120以及至少一天線短路端121，其中訊號饋入端120係由基部12之一側垂直延伸，且與系統電路板2相鄰設，訊號饋入端120係用以饋入一射頻訊號(未圖示)。天線短路端121則與訊號饋入端120相平行地由基部12之同一側垂直延伸，且與系統電路板2之一接地端20電性連接，用以避免嵌設於系統電路板2上的金屬元件(未圖示)吸收射頻訊號並產生二次輻射。輻射部13則實質上為一長條板狀之結構，其係與基部12相連接，且與系統電路板2相鄰設，用以接收及發射射頻訊號。

於一些實施例中，天線本體10可為但不限於應用於單頻段之操作，且最佳者係應用於頻段為2400MHz之藍芽，但並不以此為限 ，亦可應用於其它單頻段之操作，例如頻段為1575.42MHz之全球衛星定位系統或頻段為2400MHz之無線區域網路(WiFi)等。

於其他實施例中，天線本體10之長度實質上係等於其共振頻率所相對應之四分之一的波長，此外，輻射部13之結構態樣並不局限於如第一圖所示長條板狀結構，其亦可依應用於不同之可攜式通訊裝置、不同頻段或是不同之設置環境而有不同之形狀，例如：圓弧型、迴圈型或多方型等結構，但不以此為限。

金屬部件11係以平行於輻射部13之方式鄰設於輻射部13之一側，且具有主體110及一延伸短路端111，其中延伸短路端111係由主體110之一端彎折而成，使金屬部件11呈現L型之結構，且延伸短路端111係與系統電路板2之另一接地端21電性連接。

由於天線的長度實際上會與所應用之頻段成反比，因此當天線需應用於較低之頻段時，天線的長度勢必需對應地增加，然由於本案之天線模組1係將金屬部件11鄰設於輻射部13之一側，因此金屬部件11與輻射部13之間便會具有一耦合量，故藉由調整金屬部件11之長度，便可使該耦合量改變，進而使天線本體10在不增加長度的情況下，降低所應用之頻段，由此可知，當本案天線模組1之天線本體10與習知天線係應用於同一頻段時，天線本體10的長度便會較習知天線的長度短。

於上述實施例中，金屬部件11係與輻射部13相鄰設，因此金屬部件11與輻射部13之間會具有一間隔距離H，其中，該間隔距離H的長度最佳者為小於10mm，但並不以此為限，而藉由調整該間隔 距離H，便可調整天線本體10之阻抗頻寬。

於一些實施例中，金屬部件11與天線本體10係由相同之金屬材質，例如銅箔所構成，但並不以此為限，亦可由不同之金屬材質所構成。此外，金屬部件11更可直接由可攜式通訊裝置內之元件來達成，例如系統電路板2上之金屬元件或是一液晶顯示器模組(LCM)之一金屬邊框(未圖示)。

當然，金屬部件11的形狀並不侷限於如第一圖所示為L型之結構，可依實際需求，例如對應不同形狀之輻射部13而有不同之實施態樣，此外，金屬部件11亦可以垂直鄰近於輻射部13之方式設置於輻射部13之一側。

以下將以第三圖為例示範性地說明本實施例之天線模組1相較於習知天線之優點。請參閱第三圖並配合第一及第二圖，其中第三圖係為第一圖所示之天線模組與一習知天線之返回損失比較圖。如第三圖所示，由於天線的長度與所應用之頻段成反比，因此當天線需應用於較低之頻段時，天線的長度勢必需對應地增加，由此可知，若習知天線(如第三圖所示之虛線)係應用於例如3000MHz之頻段，且欲調整應用於例如頻段為2400MHz之藍芽時，習知天線的長度勢必需要增加，反觀本案之天線模組1，由於天線模組1係將金屬部件11設置於天線本體10(如第三圖所示之實線)之鄰近處，因此藉由調整所設置之金屬部件11的長度，便可改變金屬部件11與輻射部13之間的耦合量，進而使天線本體10在不改變長度的情況下，降低天線本體10所應用之頻段，故當本案之天線本體10藉由金屬部件11而應用於如第三圖所示之頻段2400MHz時，天線本體10之長度相較於應用於頻段2400MHz之習知天 線便可縮短約例如13~25%以上。

綜上所述，本案提供一種天線模組，其係將一金屬部件設置於天線本體之鄰近處，因此可利用調整金屬部件之長度，而簡單地降低天線本體所應用之頻段，換言之，即天線本體之天線輻射特性可藉由金屬部件而易於調整。此外，藉由金屬部件的設置，天線本體便可在降低所應用之頻段的同時，維持本身之長度而無須增加，因此此時的天線本體相較於應用在同一頻段之習知天線，其長度便會相對縮短。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧天線模組

10‧‧‧天線本體

11‧‧‧金屬部件

110‧‧‧本體

111‧‧‧延伸短路端

12‧‧‧基部

120‧‧‧訊號饋入端

121‧‧‧天線短路端

13‧‧‧輻射部

2‧‧‧系統電路板

Claims (10)

1. 一種天線模組，係包括：一天線本體，係包含一輻射部，該輻射部係用以發射與接收一射頻訊號；以及一金屬部件，係鄰設於該輻射部之一側，藉由調整該金屬部件之長度改變該金屬部件與該輻射部之間的耦合量，進而降低該天線本體所應用之頻段，且該金屬部件具有一延伸短路端，係與一系統電路板之一接地端電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該天線本體係為一倒F型天線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該天線本體更具有一基部，係包含一訊號饋入端及一天線短路端，該訊號饋入端係用以饋入該射頻訊號，該天線短路端係與該系統電路板之另一接地端連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該天線本體係應用於單頻段之操作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線模組，其中該天線本體係應用於藍芽、全球衛星定位系統或無線區域網路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該金屬部件更具有一本體，該延伸短路端係由該本體之一端彎折而成。
7. 如申請專利範圍第6項所述之天線模組，其中該金屬部件係為L型之結構。
8. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該金屬部件與該輻射部之間係具有一間隔距離，該間隔距離係用以調整該天線本體之一阻抗頻寬。
9. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該金屬部件與該天線本體之材質係分別為相同或不同之金屬材質。
10. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該金屬部件係可由該系統電路板上之一金屬元件或是一液晶顯示器模組之一金屬邊框所構成。