射频装置及无线通信装置制造方法
【专利摘要】一种射频装置及无线通信装置。该射频装置用于一无线通信装置，该射频装置包括：一天线设置区；多个线性极化天线，该多个线性极化天线用来收发多个无线信号，该多个线性极化天线大致以线性极化方向相互正交的设置方式设置于该天线设置区；以及一接地共振组件，该接地共振组件耦接于该多个线性极化天线之中一线性极化天线的一接地端，用以提升该多个线性极化天线的隔离度。本发明可在有限空间下提升多个天线间的隔离度，藉此增加天线效率，以确保无线传输的正常运作。
【专利说明】射频装置及无线通信装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种射频装置及无线通信装置，尤指一种可提升隔离度，以在狭小空间内放置多个天线，并维持天线效能的射频装置及无线通信装置。
【背景技术】
[0002]具有无线通信功能的电子产品，如笔记本型计算机、个人数字助理(PersonalDigital Assistant)、无线基站、移动电话、智能电表(Smart Meter)、USB无线网络卡(USBdongle)等，通过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号，进而访问无线网络。因此，为了让使用者能更方便地访问无线通信网络，理想天线的带宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合电子产品体积缩小的趋势。除此之外，随着无线通信技术不断演进，电子产品所配置的天线数量可能增加。举例来说，长期演进(LongTerm Evolut1n，LTE)无线通信系统及无线局域网络标准IEEE802.1ln支持多输入多输出(Mult1-1nput Mult1-output, ΜΙΜΟ)通信技术,亦即相关电子产品可通过多重(或多组)天线同步收发无线信号，以在不增加带宽或总发射功率耗损(Transmit Power Expenditure)的情况下，大幅地增加系统的数据吞吐量(Throughput)及传送距离，进而有效提升无线通信系统的频谱效率及传输速率，改善通信质量。
[0003]由上述可知，无线通信产品要实现多输入多输出功能，先决条件必需搭配多组天线，以将空间分成许多通道，进而提供多个天线场型。由于使用多组天线，天线间相互干扰的问题也就成为设计时需考虑的重点之一。
[0004]在无线通信产品的设计中，多组天线通常被分别摆放在整个无线通信产品的对角线上或是最长边上相距最远的位置，以尽量降低多组天线之间的干扰，而达到最佳的互补天线特性。然而，当无线通信产品的整体尺寸或其中可设置天线的区域较小时，需同时考虑多组天线的布局，避免天线之间相互干扰，因此增加许多设计难度。
[0005]因此，如何在有限空间下设计多组符合传输需求的天线，同时兼顾各个天线效能及隔离度，也就成为业界所努力的目标之一。
[0006]从而，需要提供一种射频装置及无线通信装置来解决上述问题。
【发明内容】
[0007]本发明主要提供一种可提升天线隔离度的射频装置及无线通信装置，以在狭小空间内放置多个天线，并维持天线效能。
[0008]本发明公开一种射频装置，该射频装置用于一无线通信装置，该射频装置包含:一天线设置区；多个线性极化天线，该多个线性极化天线用来收发多个无线信号，该多个线性极化天线大致以线性极化方向相互正交的设置方式设置于该天线设置区；以及一接地共振组件，该接地共振组件耦接于该多个线性极化天线之中一线性极化天线的一接地端，用以提升该多个线性极化天线的隔离度。
[0009]本发明还公开一种无线通信装置，该无线通信装置包含:一射频信号处理装置，该射频信号处理装置用来处理多个无线信号；以及一射频装置，该射频装置包含:一天线设置区；多个线性极化天线，该多个线性极化天线用来收发该多个无线信号，该多个线性极化天线大致以线性极化方向相互正交的设置方式设置于该天线设置区；以及一接地共振组件，该接地共振组件耦接于该多个线性极化天线之中一线性极化天线的一接地端，用以提升该多个线性极化天线的隔离度。
[0010]本发明藉由设计接地共振组件的结构，以在有限空间下提升多个天线间的隔离度，藉此增加天线效率，以确保无线传输的正常运作。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例的一无线通信装置的示意图。
[0012]图2为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0013]图3A为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0014]图3B为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0015]图3C为图3A及图3B的射频装置的电压驻波比示意图。
[0016]图4A为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0017]图4B为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0018]图4C为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0019]图4D为图4A至图4C的射频装置的电压驻波比示意图。
[0020]图5为本发明实施例的一射频装置的示意图。
[0021]主要组件符号说明:
[0022]10无线通信装置
[0023]100射频装置
[0024]102射频信号处理装置
[0025]20、30、32、40、42、44、50射频装置
[0026]200天线设置区
[0027]202、302、312、402、412、422、502 第一线性极化天线
[0028]204、504第二线性极化天线
[0029]2020、2040辐射体
[0030]2022、2042馈入端
[0031]2024、2044接地端
[0032]206、306、316、406、416、426、506 接地共振组件
[0033]D1、D2方向
[0034]4060、5060槽孔
[0035]4160弯折
[0036]4260、5062开口
【具体实施方式】
[0037]请参考图1，图1为本发明实施例的一无线通信装置10的示意图。无线通信装置10可以是任何具有无线通信功能的电子产品，如手机、计算机系统、无线接入点设备等，其简略地由一射频装置100及一射频信号处理装置102所构成。射频装置100提供无线通信装置10的一无线通信功能，更精确来说，射频信号处理装置102可支持多个相同频带的无线信号同时收发，而射频装置100可确保此操作下的隔离度。所谓“多个相同频带的无线信号同时收发”可以是支持多输入多输出通信技术的一无线通信系统(如LTE、IEEE802.1ln等)同步收发无线信号，或是采用相同频带的不同无线通信系统(如Bluetooth (蓝牙)及W1-Fi)同时收发无线信号。
[0038]请参考图2，图2为本发明实施例的一射频装置20的示意图。射频装置20可应用于图1中的射频装置100中，但不限于此。如图2所示，射频装置20包含设置于一天线设置区200的一第一线性极化天线202及一第二线性极化天线204。在此实施例中，天线设置区200为一立体空间，而第一线性极化天线202及第二线性极化天线204以线性极化方向相互正交的设置方式设置于天线设置区200，可收发相同频带的无线信号。射频装置20还包含一接地共振组件206，接地共振组件206耦接于第一线性极化天线202的一接地端2024，用以提升第一线性极化天线202及第二线性极化天线204的隔离度，进而达到良好的天线效率。
[0039]详细来说，第一线性极化天线202包含有一辐射体2020、一馈入端2022及一接地端2024，馈入端2022耦接于无线通信装置的射频信号处理装置，而辐射体2020可收发无线信号。类似地，第二线性极化天线204包含有一辐射体2040、一馈入端2042及一接地端2044，其中馈入端2042耦接于无线通信装置的射频信号处理装置，而辐射体2040可收发无线信号。以图2为例，第一线性极化天线202及第二线性极化天线204分别设置于天线设置区200的相对的二面上。第一线性极化天线202为一平面倒F天线，根据馈入端2022及辐射体2020的设置方向可知，第一线性极化天线202所发射的无线信号具有线性极化方向Dl0另一方面，第二线性极化天线204为一双极天线，根据馈入端2042及辐射体2040的设置方向可知，第二线性极化天线204所发射的无线信号具有线性极化方向D2，而方向D2与方向Dl相互正交。接地共振组件206连接至第一线性极化天线202的接地端2024上，接地共振组件206可用来调整第一线性极化天线202的天线阻抗，进而提升第一线性极化天线202及第二线性极化天线204的隔离度，以达到同时收发相同频带的无线信号的要求。如本领域的普通技术人员所熟知，良好的天线隔离度可避免同时收发无线信号时产生碰撞的情形，藉此可增加天线效率，确保良好的数据吞吐量。此外，由于适当地调整接地共振组件206的结构可降低第一线性极化天线202的共振频率，因此可有效地缩小天线设置区200的空间，以达到在狭小空间内放置多个天线的目的。
[0040]以下详细说明不同结构的接地共振组件在射频装置中可产生的效果。请参考图3A至图3B，图3A及图3B为射频装置30、32的示意图。射频装置30、32符合射频装置20的架构，然而，为了清楚地显示接地共振组件的结构变化，在图3A及图3B中仅绘示第一线性极化天线302、312及接地共振组件306、316。如图3A及图3B所示，射频装置30、32大致相同，射频装置30、32的主要差异为接地共振组件316具有较长的延伸面积。适当调整接地共振组件306、316的长度后，可得如图3C所示的电压驻波比(Voltage Standing WaveRat1, VSffR)示意图，其中实线A代表射频装置30的电压驻波比，点线B代表射频装置32的电压驻波比。由图3C可知，接地共振组件的尺寸加长后可将第一线性极化天线312的共振频率由1135MHz降至1115MHz。
[0041]进一步地，请参考图4A至图4C，图4A至图4C为射频装置40、42、44的示意图。同样地，射频装置40、42、44符合射频装置20的架构，然而，为了清楚地显示接地共振组件的结构变化，在图4A至图4C中仅绘示第一线性极化天线402、412、422及接地共振组件406、416,4260与图3Α及图3Β不同的是，在图4Α至图4C中，接地共振组件406、416、426上分别形成有一槽孔4060、一弯折4160及一开口 4260。藉由形成槽孔4060、弯折4160或开口4260，可增长接地共振组件上的共振信号路径，等效于加长接地共振组件的延伸面积。适当地调整槽孔4060、弯折4160及开口 4260的方向及大小后，可得如图4D所示的电压驻波比示意图，其中点线C代表射频装置40的电压驻波比，粗线D代表射频装置42的电压驻波比，而细线E代表射频装置44的电压驻波比。由图3C至图4D可知，在接地共振组件406上形成槽孔4060后，第一线性极化天线402的共振频率可降至1040MHz ;在接地共振组件416上形成弯折4160后，第一线性极化天线412的共振频率可降至960MHz ;而在接地共振组件426上形成开口 4260后，第一线性极化天线422的共振频率可降至965MHz。
[0042]值得注意的是，本发明在天线设置区200中放置多个相互正交的线性极化天线202、204，并设计接地共振组件206的结构，以缩小线性极化天线的尺寸及提升天线隔离度。图2至图4B的射频装置20、30、32、40、42、44为本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当可据以作不同的修饰，而不限于此。举例来说，图2中的第一线性极化天线202为一平面倒F天线，第二线性极化天线204为一双极天线，而第一线性极化天线202与第二线性极化天线204分别设置于天线设置区200中相对侧的二面上，但不限于此。折叠式双极天线或槽孔天线等其他可产生线性极化方向的天线，亦可取代图2中的第一线性极化天线202及第二线性极化天线204。
[0043]此外，前述实施例以两个天线为主，说明通过线性极化方向相互正交的摆设方式加上接地共振组件可提升隔离度。实际上，本发明可适用范围不限于两个天线，亦可将相同概念应用于两个以上的线性极化天线。再者，射频装置中线性极化天线的设置方向、馈入端位置及形状并未有所限，只要多个线性极化天线之间的极化方向大致呈相互正交即可。
[0044]另外，接地共振组件可由导电金属材质所构成，如铝箔、铜箔、铝板、铜板、洋白铜、不锈钢或一印刷电路基板上的金属部分等，可依不同的金属特性选择合适的材质与设置方向，以调整多个线性极化天线的阻抗匹配。值得注意的是，由于接地共振组件的大小、弯折、槽孔等可适应性地调整，亦不需设置于同一平面上，因此接地共振组件可形成于无线通信装置中多余的空间内(如设置于无线通信装置的一外壳与一电路板之间)，而不影响电子产品的尺寸。
[0045]请参考图5，图5为本发明实施例的一射频装置50的示意图。射频装置50符合图2的射频装置20的架构，因此可具有良好的隔离度，进而达到较高的天线效率。如图5所示，射频装置50用于一无线通信装置中，包含有一第一线性极化天线502、一第二线性极化天线504及一接地共振组件506。其中，为了得到良好的隔离度，并同时配合无线通信装置中的可用空间，接地共振组件506形成有一槽孔5060及一开口 5062。如本领域的普通技术人员所熟知，天线的工作频段主要与其辐射件的尺寸相关，因此应根据系统所需而适当调整天线尺寸。例如，图5的第一线性极化天线502、第二线性极化天线504经适当调整大小后可适用毫米波(millimeter-wave)频段(如3G频段),且配合接地共振组件506的结构设计，可将第一线性极化天线502及第二线性极化天线504进一步地缩小使其可设置于一25.7mmX23.8mmX70.7mm的空间内，并具有良好的隔离度及天线效率。
[0046]综上所述，本发明藉由设计接地共振组件的结构，以在有限空间下提升多个天线间的隔离度，藉此增加天线效率，以确保无线传输的正常运作。
[0047]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种射频装置，该射频装置用于一无线通信装置，该射频装置包括: 一天线设置区； 多个线性极化天线，该多个线性极化天线用来收发多个无线信号，该多个线性极化天线大致以线性极化方向相互正交的设置方式设置于该天线设置区；以及 一接地共振组件，该接地共振组件耦接于该多个线性极化天线之中一线性极化天线的一接地端，用以提升该多个线性极化天线的隔离度。
2.如权利要求1所述的射频装置，其中该接地共振组件形成有至少一槽孔。
3.如权利要求1所述的射频装置，其中该接地共振组件形成有至少一弯折或一开口。
4.如权利要求1所述的射频装置，其中该接地共振组件设置于该无线通信装置的一外壳与一电路板之间。
5.如权利要求1所述的射频装置，其中该多个线性极化天线是平面倒F天线、双极天线、折叠式双极天线或槽孔天线。
6.一种无线通信装置，该无线通信装置包括: 一射频信号处理装置，该射频信号处理装置用来处理多个无线信号；以及 一射频装置，该射频装置包括: 一天线设置区； 多个线性极化天线，该多个线性极化天线用来收发该多个无线信号，该多个线性极化天线大致以线性极化方向相互正交的设置方式设置于该天线设置区；以及 一接地共振组件，该接地共振组件耦接于该多个线性极化天线之中一线性极化天线的一接地端，用以提升该多个线性极化天线的隔离度。
7.如权利要求6所述的无线通信装置，其中该接地共振组件形成有至少一槽孔。
8.如权利要求6所述的无线通信装置，其中该接地共振组件形成有至少一弯折或一开□。
9.如权利要求6所述的无线通信装置，其中该接地共振组件设置于该无线通信装置的一外壳与一电路板之间。
10.如权利要求6所述的无线通信装置，其中该多个线性极化天线是平面倒F天线、双极天线、折叠式双极天线或槽孔天线。
【文档编号】H04B1/38GK104282993SQ201310282241
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】彭彦淳, 吴彦良, 詹长庚, 蔡虢城, 彭奂喆, 吴劲叡 申请人:启碁科技股份有限公司