TWM600484U - 天線系統與利用天線系統的電子裝置 - Google Patents

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郭育源
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Abstract

本創作公開一種天線系統與電子裝置。天線系統包括一第一基板、一第一天線群組以及一第二天線群組。第一天線群組包括四個第一天線。四個第一天線設置在基板的一外圍區域。第二天線群組包括四個第二天線。四個第二天線陣列式地設置在一第二基板上。第二天線群組的四個第二天線設置在第一基板的一中央區域的上方。第一基板的中央區域具有一凹槽。第二基板對應設置在凹槽的上方。第二基板的底部與第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離。第二基板與第一基板之間具有一第二預定距離。第一預定距離大於第二預定距離。

Description

天線系統與利用天線系統的電子裝置
本創作涉及一種天線系統與利用天線系統的電子裝置，特別是涉及一種高隔離度的天線系統與利用天線系統的電子裝置。
多用戶多輸入多輸出技術（Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，MU-MIMO）是讓無線路由器或是閘道裝置同時與多個終端設備溝通的技術，更是Wi-Fi技術標準802.11ax的最重要特性之一。雖然MU-MIMO技術使用了多個天線達成多用戶同時傳輸資料的目標，但是在訊號接收的隔離度上仍有待加強。
故，如何提供一種高隔離度的天線系統與利用天線系統的電子裝置，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。
本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種天線系統。天線系統包括一第一基板、一第一天線群組以及一第二天線群組。第一天線群組包括四個第一天線。四個第一天線設置在基板的一外圍區域。第二天線群組包括四個第二天線。四個第二天線陣列式地設置在一第二基板上。第二天線群組的四個第二天線設置在第一基板的一中央區域的上方。第一基板的中央區域具有一凹槽。第二基板對應設置在凹槽的上方。第二基板的底部與第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離。第二基板與第一基板之間具有一第二預定距離。第一預定距離大於第二預定距離。
為了解決上述的技術問題，本創作所採用的其中一技術方案是提供一種電子裝置。電子裝置包括一殼體、一射頻控制器以及一天線系統。殼體包括一上殼體單元以及一下殼體單元。上殼體單元以及下殼體單元共同形成一容納空間。射頻控制器設置在容納空間中。天線系統包括一第一基板、一第一天線群組以及一第二天線群組。第一天線群組包括四個第一天線。四個第一天線設置在基板的一外圍區域。第二天線群組包括四個第二天線。四個第二天線陣列式地設置在一第二基板上。第二天線群組的四個第二天線設置在第一基板的一中央區域的上方。第一基板的中央區域具有一凹槽。第二基板對應設置在凹槽的上方。第二基板的底部與第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離。第二基板與第一基板之間具有一第二預定距離。
為了解決上述的技術問題，本創作所採用的另外一技術方案是提供一種天線系統。天線系統包括一第一基板、一第一天線群組、一第二天線群組以及一輔助天線。
第一天線群組包括四個第一天線。四個第一天線設置在第一基板的一外圍區域。第一天線發送以及接收一第一頻段的多個第一通訊訊號以及一第二頻段的通訊訊號的多個第二通訊訊號；
一第二天線群組，包括四個第二天線，所述四個第二天線陣列式地設置一第二基板上，所述第二天線群組的四個所述第二天線設置在所述第一基板的一中央區域的上方，所述第二天線發送或是接收所述第二頻段的多個第二通訊訊號；以及
一輔助天線，設置在相鄰的兩個所述第一天線之間，所述輔助天線發送或接收所述第一頻段的多個第一通訊訊號以及所述第二頻段的多個第二通訊訊號；
其中，所述第一基板的所述中央區域具有一凹槽，所述第二基板對應設置在所述凹槽的上方，所述第二基板的底部與所述第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離，所述第二基板與所述第一基板之間具有一第二預定距離。
本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的天線系統與電子裝置，設置有兩組多輸入多輸出天線（MIMO antenna）在接地板的內外兩個區域，並將內側區域的多輸入多輸出天線群組設置在接地板上一預定距離，以使天線系統的兩組多輸入多輸出天線在接收5G頻段訊號時能夠有效提高隔離度。再者，本創作的天線系統還利用一輔助天線，設置在外圍區域的天線之間，以調整雙頻段多輸入多輸出天線的整體天線場形分佈。
為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“天線系統與電子裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1、圖2、圖3以及圖4，圖1是本創作第一實施例的電子裝置的示意圖。圖2是圖1的電子裝置的分解示意圖。圖3是圖2中的天線系統的俯視圖。圖4是圖2中的天線系統的側視圖。
是否要改成射頻晶片?或是?
圖1的電子裝置E1包括一天線系統1、一射頻控制器2以及一殼體3。在本實施例中，電子裝置E1是一無線路由器或是一閘道裝置。射頻控制器2則可以包括多種通訊協定的通訊電路，例如Wi-Fi通訊電路以及藍牙通訊電路。或是，射頻控制器可以是一射頻晶片，例如一Wi-Fi射頻晶片或是一藍牙射頻晶片。
殼體3包括一上殼體單元31以及一下殼體單元32。上殼體單元31以及下殼體單元共同形成一容納空間，以容納天線系統1以及射頻控制器2。
天線系統1包括一第一基板10、一第一天線群組11、一第二天線群組12、一第二基板13以及一支撐架14。
第一天線群組11包括四個第一天線111。四個第一天線111設置在第一基板10的一外圍區域10E。在本實施例中，四個第一天線111是放射狀地設置在第一基板10的外圍區域10E中。也就是，四個第一天線111的天線場形分佈可以涵蓋電子裝置E1的周圍360度的區域。
請參閱2，第二天線群組12包括四個第二天線121。四個第二天線121陣列式地設置第二基板13上。第二天線群組12的四個第二天線121設置在第一基板10的一中央區域10C的上方。第一基板10的外圍區域10E是設置在第一基板10的中央區域10C的外側。第一基板10的中央區域10C具有一凹槽10R。第二基板13對應設置在凹槽10R的上方。
請參閱圖3與圖4，第二基板13的底部與第一基板10的凹槽10R之間具有一第一預定距離D1。第二基板13與第一基板10之間具有一第二預定距離D2。第一預定距離D1大於第二預定距離D2。在本實施例中，第一預定距離D1是8.9mm。第二預定距離D2是7.4mm。第一天線111與第一基板10之間的距離則是8mm。
天線系統1還包括一輔助天線15。輔助天線15設置在四個第一天線111的其中兩個天線之間。此外，天線系統1還包括一藍牙天線16。藍牙天線16設置在四個第一天線111的其中兩個天線之間。輔助天線15與藍牙天線16不設置在相同的兩個第一天線111之間。也就是，輔助天線15以及藍牙天線16會分別設置在不同區域。
如圖2以及圖3所示，輔助天線15與藍牙天線16是設置在第一基板10相鄰的兩側。在其他實施例中，輔助天線15與藍牙天線16可以設置在第一基板10的相對兩側。
在本實施例中，凹槽10R的形狀與第二基板13的形狀是相同的。凹槽10R具有一第一深度DEP1。第一深度DEP1小於第一基板10的厚度。本實施例中，凹槽10R是一正方形。在其他實施例中，凹槽10R可以是矩形、圓形或是橢圓形。第一深度DEP1則是1.5mm。
四個第一天線111分別是一平面型倒F天線（Planar-shaped inverted F antenna）。四個第二天線121分別是一偶極天線121。
請參閱圖5以及圖6，圖5是圖2中第二天線群組的示意圖。圖6是圖5中第二天線群組的其中一個第二天線的示意圖。
每一第二天線121包括一第一共振層121A以及一第二共振層121B。第二天線121的第一共振層121A與第二共振層121B分別設置在第二基板13的一第一表面13A以及一第二表面13B。第二基板13的第一表面13A與第二基板13的第二表面13B是相對設置的兩個表面。
第一共振層121A包括四個第一共振單元121A-1-121A-4。第二共振層也包括四個第二共振單元121B-1-121B-4。
四個所述第一共振單元電性連接於所述第一表面的一第一連接點C1，四個所述第二共振單元電性連接於所述第二表面的一第二連接點C2。其中，第一連接點連接到射頻控制器12。第二連接點C2電性連接到一接地電位。
在本實施例中，第一共振層121A的四個第一共振單元121A-1-121A-4的設置方式是類似銀河旋臂一般。四個第一共振單元121A-1-121A-4分別由第一連接點C1延伸一直線距離，然後末端則是向側邊延伸為一圓弧狀。
第二共振層121B的四個第二共振單元121B-1-121B-4也是如同銀河旋臂一般。四個第二共振單元121B-1-121B-4也是分別由第一連接點C2延伸一直線距離，然後末端則是向側邊延伸為一圓弧狀。
然而四個第一共振單元121A-1-121A-4的末端延伸方向與四個第二共振單元121B-1-121B-4的末端延伸方向則是相反的。從俯視圖來看，則是類似在四個互相垂直的方向上設置一個T字形。
在本實施例中，每一個第一天線111以及每一個第二天線121都會與一同軸線材電性連接，以與射頻控制器2電性連接。第一天線111與第二天線121接收的通訊訊號都會通過同軸線材傳送到射頻控制器2進行訊號處理。射頻控制器2處理後的通訊訊號或是接收自其他裝置的通訊訊號，則會通過同軸線材傳送到第一天線111或是第二天線121進行傳送。
第一天線群組11的四個第一天線111分別是一第一多輸入多輸出天線（MIMO antenna）。第二天線群組12的四個第二天線121分別是一第二多輸入多輸出天線（MIMO antenna）。
第一天線111是發送以及接收一第一頻段的多個第一通訊訊號以及一第二頻段的多個第二通訊訊號。第一頻段是2.4G的Wi-Fi頻段，第二頻段則是5G的Wi-Fi頻段。也就是，第一天線群組11的四個第一天線111是用於發送以及接收2.4G的Wi-Fi頻段的通訊訊號以及5G的Wi-Fi頻段的通訊訊號。
類似地，輔助天線15也是發送以及接收一第一頻段的多個第一通訊訊號以及一第二頻段的通訊訊號的多個第二通訊訊號。第一頻段是2.4G的Wi-Fi頻段，第二頻段則是5G的Wi-Fi頻段。
第二天線121是發送以及接收第二頻段的多個第二通訊訊號。第二頻段則是如上所述的5G的Wi-Fi頻段。也就是，第二天線群組12的四個第一天線121是用於發送以及接收5G的Wi-Fi頻段的通訊訊號。
根據上述天線設置方式，在第一基板10的外圍區域10E的天線，包括四個第一天線111以及輔助天線15，都是具有發送以及接收雙頻段通訊訊號的天線。設置在第一基板10中央區域10C的天線，包括四個第二天線121，則是接收單一頻段通訊訊號的天線。加上第二基板13是設置在第一基板10的中央區域10C的上方。此外，藍牙天線16則是接收2.4G的藍牙頻段的通訊訊號。在本實施例中，藍牙天線16是用於接收一般藍牙裝置的藍牙通訊訊號或是物聯網裝置（Internet of Things，IoT）的物聯網藍牙通訊訊號（IoT Bluetooth® signals）。
支撐架14是設置在第一基板10上。第二基板13則是設置在支撐架14上。在本實施例中，支撐架14是一絕緣材質的支架，例如：塑膠。
在本實施例中，第一基板10是一金屬基板，第二基板13則是一印刷電路板（Printed circuit board）。第一基板10是用於作為一接地板。
[實施例的有益效果]
本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的天線系統與電子裝置，設置有兩組多輸入多輸出天線（MIMO antenna）在接地板的內外兩個區域，使天線系統的兩組多輸入多輸出天線在接收5G頻段訊號時能夠有效提高隔離度。
以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。
E1:電子裝置 1:天線系統 2:射頻控制器 3:殼體 31:上殼體單元 32:下殼體單元 10:第一基板 11:第一天線群組 12:第二天線群組 13:第二基板 14:支撐架 15:輔助天線 16:藍牙天線 111:第一天線 121:第二天線 10C:中央區域 10E:外圍區域 10R:凹槽 D1:第一預定距離 D2:第二預定距離 DEP1:第一深度 13A:第一表面 13B:第二表面 121A:第一共振層 121B:第二共振層 121A-1-121A-4:第一共振單元 121B-1-121B-4:第二共振單元 C1:第一連接點 C2:第二連接點
圖1是本創作第一實施例的電子裝置的示意圖。
圖2是圖1的電子裝置的分解示意圖。
圖3是圖2中的天線系統的俯視圖。
圖4是圖2中的天線系統的側視圖。
圖5是圖2中第二天線群組的示意圖。
圖6是圖5中第二天線群組的其中一個第二天線的示意圖。
E1:電子裝置
3:殼體
31:上殼體單元
32:下殼體單元
10:第一基板
11:第一天線群組
12:第二天線群組
13:第二基板
14:支撐架
15:輔助天線
16:藍牙天線
111:第一天線
121:第二天線
10C:中央區域
10E:外圍區域
10R:凹槽

Claims (10)

  1. 一種天線系統，包括： 一第一基板； 一第一天線群組，包括四個第一天線，所述四個第一天線設置在所述第一基板的一外圍區域；以及 一第二天線群組，包括四個第二天線，所述四個第二天線陣列式地設置一第二基板上，所述第二天線群組的四個所述第二天線設置在所述第一基板的一中央區域的上方； 其中，所述第一基板的所述中央區域具有一凹槽，所述第二基板對應設置在所述凹槽的上方，所述第二基板的底部與所述第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離，所述第二基板與所述第一基板之間具有一第二預定距離，所述第一預定距離大於所述第二預定距離。
  2. 如請求項1所述的天線系統，還包括一輔助天線，設置在所述四個第一天線的其中兩個天線之間。
  3. 如請求項2所述的天線系統，還包括一藍牙天線，設置在所述四個第一天線的其中兩個之間，所述輔助天線與所述藍牙天線不設置在相同區域。
  4. 如請求項1所述的天線系統，其中，所述凹槽的一形狀與所述第二基板的一形狀相同，所述凹槽具有一第一深度。
  5. 如請求項1所述的天線系統，其中，四個所述第一天線分別是一平面型倒F天線，四個所述第二天線分別是一偶極天線。
  6. 如請求項5所述的天線系統，其中，所述第一天線群組的四個所述第一天線分別是一第一多輸入多輸出天線，所述第二天線群組的四個所述第二天線分別是一第二多輸入多輸出天線。
  7. 如請求項1所述的天線系統，其中，每一所述第二天線包括一第一共振層以及一第二共振層，所述第二天線的所述第一共振層與所述第二共振層分別設置在所述第二基板的一第一表面以及一第二表面，所述第一表面與所述第二表面是相對設置的兩個表面，所述第一共振層包括四個第一共振單元，所述第二共振層包括四個第二共振單元，四個所述第一共振單元電性連接於所述第一表面的一第一連接點，四個所述第二共振單元電性連接於所述第二表面的一第二連接點。
  8. 如請求項1所述的天線系統，還包括一支撐架，設置在第一基板上，所述第二基板設置在所述支撐架上。
  9. 一種電子裝置，包括： 一殼體，包括一上殼體單元以及一下殼體單元，所述上殼體單元以及所述下殼體單元共同形成一容納空間； 一射頻控制器，設置在所述容納空間中；以及 一天線系統，設置在所述容納空間中，所述天線系統包括： 一第一基板； 一第一天線群組，包括四個第一天線，所述四個第一天線設置在所述第一基板的一外圍區域；以及 一第二天線群組，包括四個第二天線，所述四個第二天線陣列式地設置一第二基板上，所述第二天線群組的四個所述第二天線設置在所述第一基板的一中央區域的上方； 其中，所述第一基板的所述中央區域具有一凹槽，所述第二基板對應設置在所述凹槽的上方，所述第二基板的底部與所述第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離，所述第二基板與所述第一基板之間具有一第二預定距離。
  10. 一種天線系統，包括： 一第一基板； 一第一天線群組，包括四個第一天線，所述四個第一天線設置在所述第一基板的一外圍區域，所述第一天線發送以及接收一第一頻段的多個第一通訊訊號以及一第二頻段的通訊訊號的多個第二通訊訊號； 一第二天線群組，包括四個第二天線，所述四個第二天線陣列式地設置一第二基板上，所述第二天線群組的四個所述第二天線設置在所述第一基板的一中央區域的上方，所述第二天線發送或是接收所述第二頻段的多個第二通訊訊號； 一輔助天線，設置在相鄰的兩個所述第一天線之間，所述輔助天線發送或接收所述第一頻段的多個第一通訊訊號以及所述第二頻段的多個第二通訊訊號；以及 一藍牙天線，設置在相鄰的兩個所述第一天線之間，所述輔助天線與所述藍牙天線分別設置在所述第一基板的相鄰兩側或是相對兩側； 其中，所述第一基板的所述中央區域具有一凹槽，所述第二基板對應設置在所述凹槽的上方，所述第二基板的底部與所述第一基板的凹槽之間具有一第一預定距離，所述第二基板與所述第一基板之間具有一第二預定距離，所述第一預定距離大於所述第二預定距離。
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