TWI820800B - 功率分配組件及無線收發裝置 - Google Patents

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Abstract

一種功率分配組件包括一波長轉換器、一連接部、一第一功率分配部及一第二功率分配部。波長轉換器具有一輸入端及一連接端。連接部包含有一第一連結端及一第二連結端，第一連結端與連接端連結。第一功率分配部包含有一第一輸出埠及一第一端，第一端與第二連結端連結。第二功率分配部包含有一第二輸出埠及一第二端，第二端與第二連結端連結。第一功率分配部及第二功率分配部以連接部為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於連接部的相對兩側。此外，一種包括功率分配組件的無線收發裝置亦被提及。

Description

功率分配組件及無線收發裝置
本發明是有關於一種分配組件及包含此分配組件的收發裝置，且特別是有關於一種功率分配組件及包含此功率分配組件的無線收發裝置。
目前市面上含有音頻插孔(audio jack)的USB無線收發器(USB dongle)在設置其內部的天線時，會將天線的設置位置避開音頻插孔的設置位置，或是將兩組天線設置於USB無線收發器上並以開關切換天線的運作狀態，以避免天線受到音頻插孔的遮蔽而影響其輻射效能。
然而，為了避開音頻插孔而設置的天線，其設置位置容易偏向USB無線收發器的某一側，而使得天線的場型分佈也容易偏向於某一側並產生訊號接收的死角。設置於USB無線收發器上並以開關切換天線運作狀態的兩組天線則需要較高的製作成本。因此，如何讓含有音頻插孔的USB無線收發器具有良好的天線輻射效能且不提高USB無線收發器在製作時的成本，會是本領域的重要研究方向。
本發明提供一種功率分配組件及無線收發裝置，其分別具有良好的功率分配效能以及良好的天線輻射效能。
本發明的功率分配組件包括一波長轉換器、一連接部、一第一功率分配部及一第二功率分配部。波長轉換器具有一輸入端及一連接端。連接部包含有一第一連結端及一第二連結端，且第一連結端與波長轉換器之連接端連結。第一功率分配部包含有一第一輸出埠及一第一端，且第一端與連接部的第二連結端連結。第二功率分配部包含有一第二輸出埠及一第二端，且第二端與連接部的第二連結端連結。第一功率分配部及第二功率分配部以連接部為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於連接部的相對兩側。
本發明的無線收發裝置包括一電路板、一音頻插孔、一晶片、一功率分配組件及兩天線組件。音頻插孔設置於電路板的邊緣，晶片設置於電路板。功率分配組件設置於電路板且電性連接於晶片。兩天線組件設置於電路板且電性連接於功率分配組件，兩天線組件對稱且鏡射地設置於音頻插孔的相對兩側。
在本發明的一實施例中，上述的第一功率分配部的第一輸出埠及第二功率分配部的第二輸出埠適於分別連接至兩天線組件，兩天線組件適於共振出一頻段，波長轉換器包括長度為頻段的1/4倍波長的一微帶線。
在本發明的一實施例中，上述的連接部的寬度大於微帶線的寬度，且微帶線的寬度大於第一功率分配部及第二功率分配部中任一者的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的微帶線包括依序彎折連接的多個第一區段，在第一區段中，相鄰且平行的任兩者之間的距離介於0.1毫米至0.3毫米之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一功率分配部及第二功率分配部中的任一者包括依序彎折連接的多個第二區段，在第二區段中，相鄰且平行的任兩者之間的距離介於0.1毫米至0.6毫米之間。
在本發明的一實施例中，上述的第二區段中最靠近連接部且平行於連接部的一者與連接部之間的距離介於0.1毫米至0.3毫米之間。
在本發明的一實施例中，上述的功率分配器在沿著連接部的延伸方向上的長度介於1.8毫米至2毫米之間。
在本發明的一實施例中，上述的功率分配組件的長度介於6毫米至10毫米之間，寬度介於4毫米至6毫米之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一功率分配部的第一輸出埠及第二功率分配部的第二輸出埠適於分別連接至兩天線組件，兩天線組件適於共振出一頻段，第一功率分配部及第二功率分配部中任一者的長度為頻段的1/4倍波長。
基於上述，在本發明的功率分配組件中，功率分配組件因為第一功率分配部及第二功率分配部以連接部為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於連接部的相對兩側，而得以有效地將輸出功率一分為二後，傳遞至電性連接於功率分配組件的兩天線組件。兩天線組件得以因輸出功率一分為二而同時獨立運作。
此外，在本發明的無線收發裝置中，連接於功率分配組件的兩天線組件對稱且鏡射地設置於音頻插孔的相對兩側。藉此，兩天線組件得以避開音頻插孔的遮蔽而具有良好的輻射效能，且兩天線組件得以將位於音頻插孔的相對兩側的天線場型相結合後，達到優異的全向效果。再者，相較於先前技術的包括開關的無線收發器，本發明的無線收發裝置因為將兩天線組件設置於音頻插孔的相對兩側，而不須要配置用於切換天線運作狀態的開關便得以有良好的天線輻射效能，省下了在無線收發裝置上配置開關的成本。
圖1是本發明一實施例的無線收發裝置的俯視圖。請參考圖1，本實施例的無線收發裝置10包括一電路板11、一音頻插孔12、一晶片13、一功率分配組件100及兩天線組件14A、14B。音頻插孔12設置於電路板11的邊緣，而晶片13設置於電路板11。功率分配組件100設置於電路板11且電性連接於晶片13。兩天線組件14A、14B設置於電路板11且電性連接於功率分配組件100。此外，兩天線組件14A、14B對稱且鏡射地設置於音頻插孔12的相對兩側。
圖2是圖1的無線收發裝置的局部放大的俯視圖，圖3是圖1的無線收發裝置的功率分配組件的俯視示意圖。請參考圖1至圖3，本實施例的功率分配組件100包括一波長轉換器110、一連接部120、一第一功率分配部130及一第二功率分配部140。波長轉換器110連接至晶片13(圖1)，且波長轉換器110如圖3所示地具有一輸入端111及一連接端112。連接部120包含有一第一連結端121及一第二連結端122，且第一連結端121與波長轉換器110之連接端112連結。
在本實施例中，第一功率分配部130包含有一第一輸出埠131及一第一端132，且第一端132與連接部120的第二連結端122連結。第二功率分配部140包含有一第二輸出埠141及一第二端142，且第二端142與連接部120的第二連結端122連結。第一功率分配部130及第二功率分配部140如圖2及圖3所示地以連接部120為鏡射軸，呈對稱且鏡射地設置於連接部120的相對兩側，且第一功率分配部130及第二功率分配部140連接至兩天線組件14A、14B(圖1、2)。
進一步而言，本實施例的第一功率分配部130的第一輸出埠131及第二功率分配部140的第二輸出埠141適於分別連接至兩天線組件14A、14B。第一功率分配部130以第一輸出埠131連接至位於音頻插孔12(圖1)的一側的天線組件14A，而第二功率分配部140以第二輸出埠141連接至位於音頻插孔12(圖1)的另一側的天線組件14B。
如此一來，本實施例的功率分配組件100因為第一功率分配部130及第二功率分配部140以連接部120為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於連接部120的相對兩側，而得以有效地將輸出功率一分為二後，傳遞至電性連接於功率分配組件100的兩天線組件14A、14B。兩天線組件14A、14B得以因輸出功率一分為二而同時獨立運作。
此外，本實施例的第一功率分配部130及第二功率分配部140分別透過第一輸出埠131及第二輸出埠141將均分後的功率傳遞至位於音頻插孔12兩側的天線組件14A及天線組件14B。藉此，天線組件14A及天線組件14B得以避開音頻插孔12的遮蔽而具有良好的輻射效能，且天線組件14A及天線組件14B得以將位於音頻插孔12的相對兩側的天線場型相結合後，達到優異的全向效果。
再者，相較於先前技術的包括開關的無線收發器，本實施例的無線收發裝置10因為將兩天線組件14A、14B設置於音頻插孔12的相對兩側，而不須要配置用於切換天線運作狀態的開關便得以有良好的天線輻射效能，省下了在無線收發裝置10上配置開關的成本。
在本實施例中，無線收發裝置10的天線組件14A及天線組件14B適於耦合出一頻段，且頻段的數值為2.4GHz。波長轉換器110包括長度為頻段的1/4倍波長的一微帶線113，而第一功率分配部130及第二功率分配部140中任一者的長度為頻段的1/4倍波長。值得一提的是，本實施例的無線收發裝置10可藉由調整微帶線113、第一功率分配部130及第二功率分配部140的長度，使天線組件14A及天線組件14B皆得以共振出理想的頻段並達到客製化設計的功效，本發明不對無線收發裝置10共振出的頻段數值以及微帶線113、第一功率分配部130和第二功率分配部140的長度加以限制。
此外，本實施例的連接部120的寬度大於微帶線113的寬度，且微帶線113的寬度大於第一功率分配部130及第二功率分配部140中任一者的寬度。連接部120的阻抗為25歐姆，微帶線113的阻抗為35歐姆，且第一功率分配部130及第二功率分配部140的阻抗皆為50歐姆。值得注意的是，本實施例的連接部120、微帶線113、第一功率分配部130及第二功率分配部140可藉由調整各自的寬度以達到理想的阻抗匹配，使第一功率分配部130的第一輸出埠131及第二功率分配部140的第二輸出埠141皆可得到理想的輸出阻抗並達到客製化的功效，本發明不對連接部120、微帶線113、第一功率分配部130及第二功率分配部140的寬度加以限制。
圖4是圖3的功率分配組件的局部放大的俯視示意圖。請參考圖1、圖3及圖4，本實施例的功率分配組件100的長度L1(圖3)介於6毫米至10毫米之間，且寬度W1(圖3)介於4毫米至6毫米之間。波長轉換器110的微帶線113如圖4所示地包括依序彎折連接的多個第一區段114。在第一區段114中，相鄰且平行的任兩者之間具有距離D1、距離D2及距離D3，且距離D1、距離D2及距離D3均介於0.1毫米至0.3毫米之間。藉此，波長轉換器110得以因為第一區段114之間的距離D1、距離D2及距離D3的設計而有效地降低多個第一區段114之間的耦合效應，無線收發裝置10的天線組件14A(圖1)及天線組件14B(圖1)因此在回流損失及隔離度皆能夠有良好的表現。
在本實施例中，距離D1及距離D2在介於0.1毫米至0.3毫米之間，且距離D3介於0.2毫米至0.3毫米之間的情況下，無線收發裝置10的天線組件14A及天線組件14B皆得以有理想的隔離度及小於-20dB的回流損失，具有良好的輻射表現。
圖5是圖3的功率分配組件的局部放大的俯視示意圖。請參考圖1、圖3及圖5，本實施例的第一功率分配部130及第二功率分配部140中的任一者包括依序彎折連接的多個第二區段150。在第二區段150中，相鄰且平行的任兩者之間的距離D4、距離D5、距離D6及距離D7均介於0.1毫米至0.6毫米之間。此外，第二區段150中最靠近連接部120且平行於連接部120的一者與連接部120之間的距離D8介於0.1毫米至0.3毫米之間。
藉此，本實施例的第一功率分配部130及第二功率分配部140得以因為距離D4、距離D5、距離D6、距離D7以及距離D8的設計而有效地降低多個第二區段150之間的耦合效應，無線收發裝置10的天線組件14A(圖1)及天線組件14B(圖1)因此在回流損失及隔離度皆能夠有良好的表現。
在本實施例中，距離D4及距離D5在介於0.1毫米至0.3毫米之間，距離D6及距離D8在介於0.13毫米至0.33毫米之間，且距離D7介於0.35毫米至0.55毫米之間的情況下，無線收發裝置10的天線組件14A及天線組件14B皆得以有理想的隔離度以及小於-20dB的回流損失，具有良好的輻射表現。
此外，本實施例的第一功率分配部130及第二功率分配部140在沿著連接部120的延伸方向上的長度L2介於1.8毫米至2毫米之間。在長度L2越長的情況下，天線組件14A及天線組件14B所共振出的頻段越往低頻移動。無線收發裝置10可藉由調整長度L2來改變天線組件14A及天線組件14B所共振出的頻段數值，達到客製化設計的功效。
再者，如圖5所示，本實施例的第一功率分配部130及第二功率分配部140在各自的第二區段150之間設置一電阻R。藉此，位於電阻R的兩側的第二區段150得以因為電阻R的高電阻值而降低彼此之間的耦合效應，以防止第一功率分配部130及第二功率分配部140彼此間的訊號相互干擾。位於音頻插孔12的兩側的天線組件14A(圖1)及天線組件14B(圖1)也因第一功率分配部130及第二功率分配部140間不會相互干擾而得以獨立運作。本實施例的電阻R的電阻值為100歐姆，但本發明不對電阻R的電阻值加以限制。
圖6是圖1的無線收發裝置的天線場型分佈圖。請參考圖1及圖6，在本實施例中，當位於音頻插孔12的兩側的天線組件14A及天線組件14B同時運作時，分別位於音頻插孔12的兩側的天線組件14A及天線組件14B各自所激發的天線場型得以相互結合，以形成如圖6所示的天線場型並達到優異的全向效果。
綜上所述，在本發明的功率分配組件中，功率分配組件因為第一功率分配部及第二功率分配部以連接部為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於連接部的相對兩側，而得以有效地將輸出功率一分為二後，傳遞至電性連接於功率分配組件的兩天線組件。兩天線組件得以因輸出功率一分為二而同時獨立運作。
在本發明的無線收發裝置中，連接於功率分配組件的兩天線組件對稱且鏡射地設置於音頻插孔的相對兩側。藉此，兩天線組件得以避開音頻插孔的遮蔽而具有良好的輻射效能，且兩天線組件得以將位於音頻插孔的相對兩側的天線場型相結合後，達到優異的全向效果。此外，相較於先前技術的包括開關的無線收發器，本發明的無線收發裝置因為將兩天線組件設置於音頻插孔的相對兩側，而不須要配置用於切換天線運作狀態的開關便得以有良好的天線輻射效能，省下了在無線收發裝置上配置開關的成本。
再者，一實施例的無線收發裝置可藉由調整微帶線、第一功率分配部及第二功率分配部的長度，使兩天線組件得以共振出理想的頻段並達到客製化設計的功效。一實施例的連接部、微帶線、第一功率分配部及第二功率分配部可藉由調整各自的寬度以達到理想的阻抗匹配，使第一功率分配部的第一輸出埠及第二功率分配部的第二輸出埠皆可得到理想的輸出阻抗並達到客製化的功效。另外，一實施例的波長轉換器得以因為各個第一區段之間的距離設計而有效地降低多個第一區段之間的耦合效應，且第一功率分配部及第二功率分配部也得以因為各個第二區段之間的距離設計而有效地降低多個第二區段之間的耦合效應，無線收發裝置的兩天線組件因此在回流損失及隔離度皆能夠有良好的表現。
10:無線收發裝置 11:電路板 12:音頻插孔 13:晶片 14A、14B:天線組件 100:功率分配組件 110:波長轉換器 111:輸入端 112:連接端 113:微帶線 114:第一區段 120:連接部 121:第一連結端 122:第二連結端 130:第一功率分配部 131:第一輸出埠 132:第一端 140:第二功率分配部 141:第二輸出埠 142:第二端 150:第二區段 D1-D8:距離 L1、L2:長度 R:電阻 W1:寬度
圖1是本發明一實施例的無線收發裝置的俯視圖。 圖2是圖1的無線收發裝置的局部放大的俯視圖。 圖3是圖1的無線收發裝置的功率分配組件的俯視示意圖。 圖4是圖3的功率分配組件的局部放大的俯視示意圖。 圖5是圖3的功率分配組件的局部放大的俯視示意圖。 圖6是圖1的無線收發裝置的天線場型分佈圖。
10:無線收發裝置
11:電路板
12:音頻插孔
13:晶片
14A、14B:天線組件
100:功率分配組件

Claims (14)

  1. 一種功率分配組件，包括：一波長轉換器，具有一輸入端及一連接端；一連接部，包含有一第一連結端及一第二連結端，該第一連結端與該波長轉換器之該連接端連結；一第一功率分配部，包含有一第一輸出埠及一第一端，該第一端與該連接部的該第二連結端連結；以及一第二功率分配部，包含有一第二輸出埠及一第二端，該第二端與該連接部的該第二連結端連結；該第一功率分配部及該第二功率分配部以該連接部為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於該連接部的相對兩側，該第一功率分配部的該第一輸出埠及該第二功率分配部的該第二輸出埠適於分別連接至兩天線組件，該兩天線組件適於共振出一頻段，該波長轉換器包括長度為該頻段的1/4倍波長的一微帶線，該連接部的寬度大於該微帶線的寬度，且該微帶線的寬度大於該第一功率分配部及該第二功率分配部中任一者的寬度。
  2. 如請求項1所述的功率分配組件，其中該微帶線包括依序彎折連接的多個第一區段，在該些第一區段中，相鄰且平行的任兩者之間的距離介於0.1毫米至0.3毫米之間。
  3. 如請求項1所述的功率分配組件，其中該第一功率分配部及該第二功率分配部中的任一者包括依序彎折連接的多個第 二區段，在該些第二區段中，相鄰且平行的任兩者之間的距離介於0.1毫米至0.6毫米之間。
  4. 如請求項3所述的功率分配組件，其中該些第二區段中最靠近該連接部且平行於該連接部的一者與該連接部之間的距離介於0.1毫米至0.3毫米之間。
  5. 如請求項1所述的功率分配組件，其中該第一功率分配部及該第二功率分配部在沿著該連接部的延伸方向上的長度介於1.8毫米至2毫米之間。
  6. 如請求項1所述的功率分配組件，其中該功率分配組件的長度介於6毫米至10毫米之間，寬度介於4毫米至6毫米之間。
  7. 如請求項1所述的功率分配組件，其中該第一功率分配部的該第一輸出埠及該第二功率分配部的該第二輸出埠適於分別連接至兩天線組件，該兩天線組件適於共振出一頻段，該第一功率分配部及該第二功率分配部中任一者的長度為該頻段的1/4倍波長。
  8. 一種無線收發裝置，包括：一電路板；一音頻插孔，設置於該電路板的邊緣；一晶片，設置於該電路板；一功率分配組件，設置於該電路板且電性連接於該晶片，並包括：一波長轉換器，連接至該晶片，該波長轉換器具有一輸 入端及一連接端；一連接部，包含有一第一連結端及一第二連結端，該第一連結端與該波長轉換器之該連接端連結；一第一功率分配部，包含有一第一輸出埠及一第一端，該第一端與該連接部的該第二連結端連結；及一第二功率分配部，包含有一第二輸出埠及一第二端，該第二端與該連接部的該第二連結端連結；以及兩天線組件，設置於該電路板且電性連接於該功率分配組件，該兩天線組件對稱且鏡射地設置於該音頻插孔的相對兩側，該第一功率分配部及該第二功率分配部以該連接部為鏡射軸呈對稱且鏡射地設置於該連接部的相對兩側，該第一功率分配部的該第一輸出埠及該第二功率分配部的該第二輸出埠適於分別連接至該兩天線組件，該兩天線組件適於共振出一頻段，該波長轉換器包括長度為該頻段的1/4倍波長的一微帶線，該連接部的寬度大於該微帶線的寬度，且該微帶線的寬度大於該第一功率分配部及該第二功率分配部中任一者的寬度。
  9. 如請求項8所述的無線收發裝置，其中該微帶線包括依序彎折連接的多個第一區段，在該些第一區段中，相鄰且平行的任兩者之間的距離介於0.1毫米至0.3毫米之間。
  10. 如請求項8所述的無線收發裝置，其中該第一功率分配部及該第二功率分配部中的任一者包括依序彎折連接的多 個第二區段，在該些第二區段中，相鄰且平行的任兩者之間的距離介於0.1毫米至0.6毫米之間。
  11. 如請求項10所述的無線收發裝置，其中該些第二區段中最靠近該連接部且平行於該連接部的一者與該連接部之間的距離介於0.1毫米至0.3毫米之間。
  12. 如請求項8所述的無線收發裝置，其中該第一功率分配部及該第二功率分配部在沿著該連接部的延伸方向上的長度介於1.8毫米至2毫米之間。
  13. 如請求項8所述的無線收發裝置，其中該第一功率分配部的該第一輸出埠及該第二功率分配部的該第二輸出埠適於分別連接至該兩天線組件，該兩天線組件適於共振出一頻段，該第一功率分配部及該第二功率分配部中任一者的長度為該頻段的1/4倍波長。
  14. 如請求項8所述的無線收發裝置，其中該功率分配組件的長度介於6毫米至10毫米之間，寬度介於4毫米至6毫米之間。
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