本發(fā)明涉及一種天線裝置，尤其涉及一種具有全向性場型且可產(chǎn)生多極化效果的天線裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著集成電路技術(shù)的進步，使得無線通信裝置更形輕、薄、短、小，如何結(jié)合電路板來設(shè)計內(nèi)置天線將是一大技術(shù)挑戰(zhàn)。然而，內(nèi)置天線的輻射場型容易因電路尺寸、接地面結(jié)構(gòu)的限制，而影響通信的質(zhì)量。在常見的天線結(jié)構(gòu)中，平面倒f型(pifa)天線與單極(monopole)天線為基于四分之一波長的共振機制產(chǎn)生共振模態(tài)，在接地面所產(chǎn)生的電流會大幅地影響天線的場型與極化特性。因此，如何通過改變接地面的電流以優(yōu)化天線的通信質(zhì)量為十分重要的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種天線裝置，可有效地改善天線的場型與極化特性，進而大幅提高天線裝置的通信質(zhì)量。

本發(fā)明的天線裝置包括基板以及天線，其中基板，具有第一側(cè)邊以一第二側(cè)邊，第一側(cè)邊以及第二側(cè)邊形成第一角落?；灏ㄖ鹘拥貐^(qū)、第一凈空區(qū)、第二凈空區(qū)以及延伸接地區(qū)。第一凈空區(qū)至少位于第一側(cè)邊。第二凈空區(qū)至少位于第二側(cè)邊。延伸接地區(qū)從主接地區(qū)延伸出而緊鄰于第一凈空區(qū)以及第二凈空區(qū)之間。天線位于第一角落旁，且在第一凈空區(qū)所在平面上的投影位于第一凈空區(qū)內(nèi)。天線包括饋入件以及輻射臂。饋入件的第一端具有饋入點。輻射臂，有第一端與第二端，其中輻射臂的第一端比第二端靠近第一角落，饋入件的第二端連接輻射臂的位置靠近輻射臂的第一端。

基于上述，可使主接地區(qū)上產(chǎn)生的電流具有兩個維度方向，同時使天線產(chǎn)生多種極化效果，而有效地改善天線的場型與極化特性，進而大幅提高天線裝置的通信質(zhì)量，其中天線的輻射臂的第一端比第二端靠近第一角落，且饋入件的第二端連接輻射臂的位置靠近輻射臂的第一端。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1a是依照本發(fā)明的一實施例的天線裝置的示意圖；

圖1b是依照圖1a實施例的天線裝置的基板的平面示意圖；

圖2是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖；

圖3是依照圖1a與圖1b實施例的天線沿承載平面的延伸方向的天線場型示意圖；

圖4a是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖；

圖4b是依照圖4a實施例的天線裝置的基板的平面示意圖；

圖5是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖；

圖6是依照圖5實施例的天線裝置的基板的平面示意圖；

圖7是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的基板的平面示意圖；

圖8是依照圖5實施例的天線沿承載平面的延伸方向的天線場型示意圖；

圖9是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖；

圖10是依照圖9實施例的天線沿承載平面的延伸方向的天線場型示意圖。

附圖標(biāo)記：

100、400、500、900：天線裝置；

102：主接地區(qū)；

104：天線；

106、402：延伸接地區(qū)；

108：基板；

110、112：凈空區(qū)；

f1：承載平面；

f2：水平面；

f3：非水平面；

c1、c2、c3、c3’：角落；

104-1：輻射臂；

104-2：饋入件；

104-3：短路件；

fd1：饋入點；

sd1～sd6、s1、s2：側(cè)邊。

具體實施方式

圖1a是依照本發(fā)明的一實施例的天線裝置的示意圖，圖1b是依照圖1a實施例的天線裝置的基板的平面示意圖，請參照圖1a與圖1b。天線裝置100包括天線104以及基板108?；?08具有側(cè)邊sd1以及側(cè)邊sd2，側(cè)邊sd1以及側(cè)邊sd2形成角落c1，基板108并包括主接地區(qū)102、延伸接地區(qū)106、凈空區(qū)110以及凈空區(qū)112。其中凈空區(qū)110與凈空區(qū)112不包括接地元件，凈空區(qū)110至少位于側(cè)邊sd1的位置，而凈空區(qū)110至少位于側(cè)邊sd2的位置，舉例來說，在圖1a與圖1b的實施例中，凈空區(qū)110以及凈空區(qū)112為斜線底紋部分，值得注意的是，在本實施例中，凈空區(qū)110位于側(cè)邊sd1并延伸至與側(cè)邊sd1相鄰的另一側(cè)邊，而在部分實施例中，凈空區(qū)110也可僅位于側(cè)邊sd1而不延伸至另一側(cè)邊。主接地區(qū)102具有形成角落c2的側(cè)邊sd3與側(cè)邊sd4，側(cè)邊sd3與側(cè)邊sd1平行且與凈空區(qū)110緊鄰，側(cè)邊sd4與側(cè)邊sd2平行且與凈空區(qū)112緊鄰。延伸接地區(qū)106從主接地區(qū)102延伸出而緊鄰于凈空區(qū)110以及凈空區(qū)112之間，延伸接地區(qū)106可例如圖1a所示位于角落c2旁。主接地區(qū)102與延伸接地區(qū)106可包含導(dǎo)體層(例如銅、鐵，然不以此為限)，導(dǎo)體層可例如配置于基板108的表面(如圖1a所示)或內(nèi)層。舉例來說，基板108可例如為印刷電路板，而主接地區(qū)102與延伸接地區(qū)106則為以印刷處理被設(shè)置于印刷電路板表面或內(nèi)層的導(dǎo)體層，但不以此為限。

另外，天線104配置于第一角落旁，且在凈空區(qū)110所在平面上的投影位于凈空區(qū)110內(nèi)，而可做為天線104的天線窗，其中凈空區(qū)110包括凈空區(qū)110的邊界。天線104可例如貼附于基板108上，例如以印刷處理被印制于印刷電路板上，在其它實施例中，天線104也可例如以鐵件天線或芯片天線來實施，而不限于印刷式天線。其中天線104為基于四分之一波長的共振機制產(chǎn)生共振模態(tài)，天線104可例如為平面倒f型天線或單極天線，在本實施例中為以平面倒f型天線為例進行說明，其中心頻率可例如為2.4ghz或5ghz，而可應(yīng)用于wifi、zigbee、bluetooth、dect、z-wave、lte等不同通訊系統(tǒng)，但不以此為限。

在圖1a與圖1b的實施例中，天線裝置100適于直立于承載平面或以相對于水平面直立的方式固定于非水平面(例如壁面)進行天線信號的收發(fā)，以進行通信。舉例來說，承載平面f1可例如是水平的臺面，天線裝置100適于直立于承載平面f1上，此時基板108垂直于承載平面f1。又例如，圖2為本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖，在圖2實施例中，天線裝置100也可相對于假想的水平面f2以直立的方式固定于一非水平面f3上。在圖2實施例中，非水平面f3(其可例如為壁面)垂直于水平面f2，此時基板108垂直于水平面f2，值得注意的是，在其它實施例中，非水平面f3也可不完全垂直于水平面f2，非水平面f3也可例如為曲面，又或者與水平面f2相夾一個不等于90度的角度，而天線裝置100在此情形下也相對于假想的水平面f2直立的方式固定于壁面f3上(天線裝置100可垂直于水平面f2或約略垂直于水平面f2)。為了便于說明，以下例子主要以天線裝置100直立于圖1a實施例的承載平面f1的情況進行說明。

主接地區(qū)102垂直于承載平面f1(在圖2實施例為垂直于水平面f2)，基板108的角落c1遠(yuǎn)離承載平面f1(在圖2實施例為水平面f2)。天線104配置于角落c1旁，例如配置于角落c2的上方。進一步來說，天線104可包括輻射臂104-1、饋入件104-2以及短路件104-3，其中饋入件104-2與輻射臂104-1形成的共振路徑為天線104收發(fā)的射頻信號頻率的四分之一波長的整數(shù)倍。輻射臂104-1具有第一端與第二端，輻射臂104-1的第一端比第二端靠近角落c1，饋入件104-2的第一端具有饋入點fd1，用以接收饋入信號，短路件104-3的第一端連接主接地區(qū)102。此外，饋入件104-2與短路件104-3的第二端連接輻射臂104-1，且短路件104-3靠近輻射臂104-1的第一端(即短路件104-3連接輻射臂104-1靠近角落c1的一側(cè))。更進一步來說，輻射臂104-1可例如平行側(cè)邊sd1，短路件104-3的第一端連接側(cè)邊sd3，延伸接地區(qū)106可例如為矩形結(jié)構(gòu)，且位于角落c1。延伸接地區(qū)106的其中一角落c3連接主接地區(qū)102的角落c2，詳細(xì)來說，延伸接地區(qū)106的角落c3具有側(cè)邊s1與側(cè)邊s2，側(cè)邊s1的一部分與側(cè)邊sd4的一部分重疊，且側(cè)邊s1未與側(cè)邊sd4重疊的部分大于側(cè)邊s1與側(cè)邊sd4重疊的部分。值得注意的是，本實施例的延伸接地區(qū)106雖以矩形實施，但并不以此為限，在其它實施例中也可以其它形狀來實施。

圖3是依照圖1a與圖1b實施例的天線沿承載平面的延伸方向的天線場型示意圖，如圖3所示，通過將延伸接地區(qū)106配置于基板108的角落c1，并將天線104以上述的方式配置于凈空區(qū)110內(nèi)靠近基板108的角落c1的位置，可使主接地區(qū)102上產(chǎn)生的電流具有兩個維度方向(如圖1a與圖1b所示，其中一電流的方向與承載平面f1的法線方向平行，另一電流的方向與承載平面f1平行)，如此便可提高天線104的場型均勻度，使其具有全方向性的天線場型，同時也可產(chǎn)生多種極化效果(如水平極化、垂直極化、圓極化等極化效果)，有效地收發(fā)多重路徑(multipath)信號，而大幅地提高天線裝置100的通信質(zhì)量。

圖4a是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖，圖4b是依照圖4a實施例的天線裝置的基板的平面示意圖，請參照圖4a與圖4b。圖4a實施例與圖1a實施例的不同之處在于，在圖4a實施例的天線裝置400中，延伸接地區(qū)402的角落c3’由側(cè)邊sd5與側(cè)邊sd6形成，且側(cè)邊sd5與主接地區(qū)102的側(cè)邊sd4部分重疊，另外側(cè)邊sd6則與側(cè)邊sd4相夾一個角度，例如在本實施例中，側(cè)邊sd6與側(cè)邊sd4相夾45度。如圖4a與圖4b所示，通過將以本實施例的方式配置延伸接地區(qū)402，并將天線104配置于角落c2旁的位置，可于主接地區(qū)102上產(chǎn)生流向承載平面f1的方向的電流以及與承載平面f1平行的電流，即在本實施例中，主接地區(qū)102上產(chǎn)生的電流也具有兩個維度方向，而可提高天線104的場型均勻度，使其具有全方向性的天線場型，同時產(chǎn)生多種極化效果，大幅地提高天線裝置100的通信質(zhì)量。

類似地，本實施例的延伸接地區(qū)402也可以不同的幾何形狀構(gòu)件來實施，但需具有與側(cè)邊sd4相夾一角度的側(cè)邊sd6，以產(chǎn)生流向承載平面f1的方向的電流。此外，圖4a實施例的天線裝置400也可如圖2實施例那樣，適于以相對于水平面f2直立的方式固定于非水平面(例如壁面)進行天線信號的收發(fā)，以進行通信，此外天線裝置400其它的構(gòu)件可例如以圖2實施例的方式實施，在此不再贅述。

圖5是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖，請參照圖5。在本實施例中，天線裝置500適于以平行于水平面(例如圖2實施例的水平面f2，基板108平行于水平面f2)的方式放置于承載平面f1，進行天線信號的收發(fā)，以進行通信。由于本實施例的天線裝置500與圖1a的天線裝置100具有類似的結(jié)構(gòu)，為保持附圖簡潔，在圖5中僅示出主要元件的符號，圖5中未標(biāo)示符號的元件的代表符號可參照圖1a。本實施例與圖1a實施例的最大不同之處在于，本實施例的天線104的配置方式為垂直于或約略垂直于基板108，進一步來說，本實施例的天線104的輻射臂與饋入件所在的平面為垂直于或約略垂直于基板108，而非如圖1a實施例般貼附于基板108而與基板108平行。圖6是依照圖5實施例的天線裝置的基板的平面示意圖，如圖6所示，天線104配置于主接地區(qū)102與凈空區(qū)110的邊界，由于圖6為自天線裝置500的上方俯視基板180的示意圖，因此在圖6中天線104呈現(xiàn)一條狀的圖案。值得注意的是，在部分實施例中，天線104也可被配置于更靠近凈空區(qū)110內(nèi)部的位置。舉例來說，圖7是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的基板的平面示意圖，如圖7所示，主接地區(qū)102可包括向凈空區(qū)110延伸凸出的延伸部702，天線104可被配置于凈空區(qū)110中與延伸部702交界的位置，其中天線104的短路件可通過延伸部702與主接地區(qū)102連接而接地。

圖8是依照圖5實施例的天線沿承載平面的延伸方向的天線場型示意圖，如圖8所示，由于主接地區(qū)102上產(chǎn)生的電流具有兩個維度方向，而提高天線104的場型均勻度，使其具有全方向性的天線場型，同時也可產(chǎn)生多種極化效果，有效地收發(fā)多重路徑信號，而大幅地提高水平置放的天線裝置500的通信質(zhì)量。

圖9是依照本發(fā)明另一實施例的天線裝置的示意圖，請參照圖9。在本實施例中，天線裝置900類似天線裝置500，也適于以平行于水平面的方式放置于承載平面f1，進行天線信號的收發(fā)，以進行通信。由于本實施例的天線裝置900與圖4a的天線裝置400具有類似的結(jié)構(gòu)。同樣地，為保持附圖簡潔，在圖9中也僅示出主要元件的符號，圖9中未標(biāo)示符號的元件的代表符號可參照圖4a。本實施例與圖4a實施例的最大不同之處在于，本實施例的天線104的配置方式為垂直于或約略垂直于基板108，而非如圖4a實施例般貼附于基板108而與基板108平行，此外，本實施例的天線104也可如圖6與圖7實施例般配置于凈空區(qū)110中與主接地區(qū)102交界的位置。圖10是依照圖9實施例的天線沿承載平面的延伸方向的天線場型示意圖，如圖10所示由于主接地區(qū)102上產(chǎn)生具有兩個維度方向的電流，而可提高天線104的場型均勻度，使其具有全方向性的天線場型，同時產(chǎn)生多種極化效果，大幅地提高水平置放的天線裝置900的通信質(zhì)量。

綜上所述，本發(fā)明實施例關(guān)于天線、主接地區(qū)、第一凈空區(qū)、第二凈空區(qū)以及延伸接地區(qū)的配置可使主接地區(qū)上產(chǎn)生的電流具有兩個維度方向，同時使天線產(chǎn)生多種極化效果，而有效地改善天線的場型與極化特性，進而大幅提高天線裝置的通信質(zhì)量。

雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的改動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書的界定范圍為準(zhǔn)。