TWI734982B - 天線結構及應用所述天線結構的電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種天線結構及應用所述天線的電子裝置，所述天線結構包括基板、第一天線及第二天線，所述基板包括第一表面及與所述第一表面相對的第二表面，所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面；所述第一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生等振幅且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。

Description

天線結構及應用所述天線結構的電子裝置
本發明涉及一種天線結構及應用所述天線結構的電子裝置，尤其涉及一種全球定位系統(Global Positioning System，GPS)天線結構及應用所述天線結構的電子裝置。
習知GPS貼片天線雖然在接收衛星信號性能方面可以滿足使用者的需求，但是其體積較大、成本較高，不容易整合於體小型產品。
鑒於以上內容，有必要提供一種體積較小，且成本較低的天線結構及應用所述天線結構的電子裝置。
一種天線結構，所述天線結構包括基板、第一天線及第二天線，所述基板包括第一表面及與所述第一表面相對的第二表面，所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面；所述第一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生等振幅且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。
一種電子裝置，其包括天線結構，所述天線結構包括基板、第一天線及第二天線，所述基板包括第一表面及與所述第一表面相對的第二表面，所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面；所述第 一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生等振幅且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。
本發明所述天線結構及電子裝置具有較寬的軸比以及較寬的頻寬，可降低環境所造成的特性偏移，從而獲得穩定的天線輻射性能。同時，所述天線結構形成於所述基板之上，體積較小，且成本較低，易整合於體小型產品。
200:電子裝置
100、100a:天線結構
10:基板
11:第一表面
12:第二表面
13:端部
14:側邊
20、20a、20b、20c:第一天線
21、21a:第一天線部
23、23a:第二天線部
25、25a:饋入部
30:第二天線
31:第三天線部
33:接地部
A、C:頂角
B1:第一天線區域
B2:第二天線區域
D:中軸線
圖1為本發明第一較佳實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。
圖2為圖1所示天線結構的後視圖。
圖3為圖1所示天線結構的正視圖。
圖4為圖1所示天線結構的軸比曲線圖。
圖5為圖1所示天線結構的S參數(散射參數)曲線圖。
圖6為圖1所述的天線結構的右旋圓極化的示意圖。
圖7為本發明第二較佳實施例的天線結構的左旋圓極化的示意圖。
請參閱圖1，本發明的第一較佳實施方式提供一種天線結構100，其應用於行動電話、平板電腦或智慧型手錶等電子裝置200中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線信號。所述電子裝置200還包括其他結構和元件，由於與本發明的改進無關，故未加描述。
請一併參閱圖2及圖3，所述天線結構100包括基板10、第一天線20及第二天線30。在本較佳實施例中，所述天線結構100為GPS天線，可工作於1575MHz-1620MHz頻段。
所述基板10可為一設置於所述電子裝置200內的印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)。所述基板10包括第一表面11及與所述第一表面11相對的第二表面12。所述第一天線20及第二天線30分別設置於所述第一表面11及第二表面12，且所述第一天線20與所述第二天線30於基板10上的投影重合。所述第一天線20與所述第二天線30可產生等振幅且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。在本較佳實施例中，所述第一天線20與所述第二天線30的電場的振幅與相位角相差180°。
所述基板10還包括兩個平行相對設置的端部13及兩個平行相對設置的側邊14。所述端部13分別與所述側邊14的兩端垂直相連，形成大致呈矩形的所述基板10。
請再次參閱圖3，在本較佳實施例中，所述第一天線20包括第一天線部21、第二天線部23、以及饋入部25。所述第一天線部21與所述第二天線部23結構相同，均呈長條狀。在本較佳實施例中，所述第一天線部21與所述第二天線部23均為單極天線。所述第一天線部21沿其中一個端部13設置，所述第二天線部23沿著其中一個側邊14設置，二者於所述基板10的一個頂角A處垂直相連。所述饋入部25呈長條狀，其一端與所述頂角A相連，另一端沿著所述頂角A的角平分線(也就是，第一天線部21與第二天線部22之間45°夾角)方向延伸。所述第一天線部21、所述第二天線部23、以及所述饋入部25於第一表面11形成大致呈正方形的第一天線區域B1。
請再次參閱圖2，所述第二天線30包括第三天線部31以及接地部33。所述第三天線部31呈長條狀，其與所述饋入部25結構大致相同，對應所述饋入部25設置，所述第三天線部31與所述饋入部25於基板10上的投影重合。所述第三天線部31於所述第二表面12形成與所述第一天線區域B1相應的大致呈正 方形第二天線區域B2，所述第二天線區域B2與所述第一天線區域B1重合。所述第二表面12的剩餘區域形成所述接地部33。
請參考圖4，圖4為本發明第一較佳實施例的天線結構100的軸比曲線圖。由圖4的測試結果可得知，所述天線結構100小於3dB的軸比可達到180MHz。請參考圖5，圖5為本發明第一較佳實施例的天線結構100的S參數(散射參數)曲線圖。由圖5的測試結果可得知，所述天線結構100小於-10dB的S參數可達到110MHz。因此，相較于傳統的貼片圓極化天線，所述天線結構100具有較寬的軸比以及較寬的頻寬，可降低環境所造成的特性偏移，從而獲得穩定的天線輻射性能。同時，所述天線結構100直接形成於所述基板10之上，相較于傳統的貼片圓極化天線，所述天線結構100還具有體積小，成本低，且易整合於小型產品的優點。
請參閱圖6，所述第一天線20可進行右旋圓極化，形成第一天線20a。所述第一天線20a包括第一天線部21a、第二天線部23a、以及饋入部25a。所述第一天線部21a一端與其中一端部13垂直相連，另一端沿平行於所述側邊14的方向延伸。所述第二天線部23a一端與其中一側邊14垂直相連，另一端沿平行於所述端部13的方向延伸，且與所述第一天線部21a垂直相連，形成夾角。所述饋入部25a位於所述第一天線部21a與所述第二天線部23a之間。所述饋入部25a一端與所述第一天線部21a及第二天線部23的夾角相連，另一端沿所述夾角的角平分線的方向延伸。
請參閱圖7，本發明的第二較佳實施方式的天線結構100a與天線結構100的結構大致相同，不同之處僅在於，所述天線結構100a包括第一天線20b，所述第一天線20b設置於所述基板10另一頂角C處，且與所述第一天線20關於所述基板10的中軸線D對稱。所述第一天線20b可進行左旋圓極化，形成第一天線20c，所述第一天線20c與所述第一天線20a關於所述基板10的中軸線D對稱。
因此，對於位於不同方位的衛星，例如，位於北半球或者南半球，所述天線結構100、100a均可通過調整左右旋極化來獲得較佳天線輻射性能。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
200:電子裝置
100:天線結構
10:基板
11:第一表面
12:第二表面
20:第一天線

Claims (6)

  1. 一種天線結構，包括：基板，所述基板包括第一表面、與所述第一表面相對的第二表面、兩個平行相對設置的端部及兩個平行相對設置的側邊，其中所述端部分別與所述側邊的兩端垂直相連；第一天線；及第二天線，其中所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面，所述第一天線包括第一天線部、第二天線部、以及饋入部，所述第一天線部沿其中一個端部設置，所述第二天線部沿著其中一個側邊設置，二者於所述基板的一個頂角處垂直相連，所述饋入部一端與所述頂角相連，另一端沿著所述頂角的角平分線方向延伸，所述第二天線部包括第三天線部以及接地部，所述第三天線部與所述饋入部結構相同，且對應設置，所述第一天線於所述第一表面形成第一天線區域，所述第二天線於所述第二表面形成相應的第二天線區域，所述第二表面的剩餘區域形成所述接地部，所述第一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生振幅相等且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。
  2. 如請求項1所述的天線結構，其中，所述第一天線與所述第二天線的電場的振幅與相位角相差180°。
  3. 一種天線結構，包括：基板，所述基板包括第一表面、與所述第一表面相對的第二表面、兩個平行相對設置的端部及兩個平行相對設置的側邊，其中所述端部分別與所述側邊的兩端垂直相連；第一天線；及第二天線，其中所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面，所述第一天線包括第一天線部、第二天線部、以及饋入部，所述第一天線部一端與其中一端部垂直相連，另一端沿平行於所述側邊的方向延伸，所述第二天線部一端與其中一側邊垂直相連，另一端沿平行於所述端部的方向延伸，且與所述第一天線部垂直相連，形成夾角，所述饋入部位於所述第一天線部與所述第二天線部之間，所述饋入部一端與 所述第一天線部及第二天線部的夾角相連，另一端沿所述夾角的角平分線的方向延伸，所述第一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生振幅相等且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。
  4. 一種電子裝置，其包括天線結構，所述天線結構包括：基板，所述基板包括第一表面、所述第一表面相對的第二表面、兩個平行相對設置的端部及兩個平行相對設置的側邊，其中所述端部分別與所述側邊的兩端垂直相連；第一天線；及第二天線，其中所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面，所述第一天線包括第一天線部、第二天線部、以及饋入部，所述第一天線部沿其中一個端部設置，所述第二天線部沿著其中一個側邊設置，二者於所述基板的一個頂角處垂直相連，所述饋入部一端與所述頂角相連，另一端沿著所述頂角的角平分線方向延伸，所述第二天線部包括第三天線部以及接地部，所述第三天線部與所述饋入部結構相同，且對應設置，所述第一天線於所述第一表面形成第一天線區域，所述第二天線於所述第二表面形成相應的第二天線區域，所述第二表面的剩餘區域形成所述接地部，所述第一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生振幅相等且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。
  5. 如請求項4所述的電子裝置，其中，所述第一天線與所述第二天線的電場的振幅與相位角相差180°。
  6. 一種電子裝置，其包括天線結構，所述天線結構包括：基板，所述基板包括第一表面、與所述第一表面相對的第二表面、兩個平行相對設置的端部及兩個平行相對設置的側邊，所述端部分別與所述側邊的兩端垂直相連；第一天線；及第二天線，其中所述第一天線及第二天線分別相對的設置於所述第一表面及第二表面，所述第一天線包括第一天線部、第二天線部、以及饋入部，所述第一天線部一端與其中一側邊垂直相連，另一端沿平行於所述端部的方向延伸，所述第二天線部一端與其中一端部垂直相連，另一端沿平行於所述側邊的方向延伸，且與所述第一天線部垂直相連，形成夾角，所 述饋入部位於所述第一天線部與所述第二天線部之間，所述饋入部一端與所述第一天線部及第二天線部的夾角相連，另一端沿所述夾角的角平分線的方向延伸，所述第一天線與所述第二天線為兩個正交的天線產生振幅相等且正交的線性極化波，以形成圓極化天線。
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