专利名称：便携式电子装置及其内嵌式超宽带天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内嵌式超宽带天线及具有该天线的便携式电子装置，特别是涉及
一种激发垂直电流以及具有全指向性的辐射场形的内嵌式超宽带天线及具有该天线的便 携式电子装置。
背景技术：
随着无线通信技术的发展，人们对于无线通信的需求与日倶增，现今市面上已经 出现许多提供无线通信功能的电子产品，例如移动电话、卫星定位系统、个人数字助理以及 笔记本型计算机等，都已经广泛利用无线通信技术来传递信息。同时，随着愈来愈多的信息 通过无线网络来传递，频宽需求亦随之增加。 随着无线通信技术的发展与普及，现有技术已有许多不同操作频段的无线通信技 术，例如UWB、WiMAX、WiFi或3G无线通信技术等。因此，为了要符合各种频段的无线通信需 求，具有多频的天线已经成为日后技术发展的必然趋势。 超宽带(UWB;Ultra Wide Band)的操作频率， 一般目前定义为第一频段(band group)为3-5GHz，第二频段为5-6GHz，第三频段为6-8GHz，第四频段为8-9GHz，第五频段 为9-10GHz。然而，实际需求上，并非每个频段都需要用到，因此有时必须截止某些不用的频 段，以避免干扰。 UWB天线已经发展出各种内嵌式的天线，频宽也都足够，但是碍于内嵌式所需的平 面设计，其水平面的辐射场形图并无法呈现较佳的全指向性(omni-direction)。因此，实有 必要提供一种多频段的超宽带天线，以解决全指向性场形的问题。 此夕卜，为了避免UWB的超宽带(例如3-8G)对其他某些频段(5-6G的WLAN)造成 干涉，亦有必要将天线灵活设计，以截止某些频率，降低干扰。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种内嵌式天线及具有该天线的电子装 置，以达到激发垂直电流以及具有全指向性的辐射场形的目的。 本发明提供的内嵌式超宽带天线，其包括一接地组件、一辐射组件及多个袖状 (sleeve)组件。辐射组件具有一横向部与一垂直部，横向部与垂直部使该辐射组件实质上 大致呈T形，但垂直部与横向部的交点实质上是依据天线所需频率的设计。横向部还包括 至少一开口，以控制截止不需要的频段。垂直部还包括一馈入点，该馈入点用以馈入电流， 以激发共振频率。多个袖状组件则分别从垂直部的两旁延伸自该接地组件，且多个袖状组 件与垂直部彼此相互平行(也就是未连接)。 在本发明的一实施例中，横向部与垂直部实质上互相垂直，以获得特定频宽。然本 发明并非以此为限，横向部与垂直部可以倾斜而非相互垂直(也就是横向部并非呈水平)， 以此设计获得其他的频宽。 本发明的多个袖状组件包括实质上两相同的袖状组件对称地分别位于该垂直部的两旁。更进一步而言，在一实施例中，该多个袖状组件包括实质上两相同的第一袖状组件
对称地分别位于垂直部的两旁。多个袖状组件还可包括实质上两相同的第二袖状组件对称
地分别位于第一袖状组件的两旁，第二袖状组件实质上略短于第一袖状组件。在一实施例中，至少一开口实质上为一长条型开口 ，以获得3-5GHz及6-8GHz的频
段。但本发明并非以此为限，开口的形状或大小可控制截止不需要的频段。因此在另一实
施例中，该至少一开口实质上为二长条型开口 ，且该二长条型开口的间距实质上等于该垂
直部的宽度，以获得3-10GHz的无截止的频段。 上述的内嵌式超宽带天线可应用在便携式电子装置，因此本发明还公开一种便携 式电子装置，其包括一无线传输模块以及上述的内嵌式超宽带天线，该无线传输模块与该 内嵌式超宽带天线电性连接，以达到无线传输的功能。 较佳的，该便携式电子装置实质上是一移动电话、一卫星定位系统、一个人数字助 理或一笔记本型计算机。
图1A依据本发明的一实施例，显示内嵌式超宽带天线的结构示意图。
图1B依据图1A的内嵌式超宽带天线，显示其效能图。 图2A与2B依据图1A的内嵌式超宽带天线，显示其分别在3. 5GHz与4. 5GHz的电 流分布示意图。 图2C依据图1A的内嵌式超宽带天线，显示其在3-5GHz时的辐射场形图。 图3A与3B依据图1A的内嵌式超宽带天线，显示其分别在6. 5GHz与7. 5GHz的电
流分布示意图。
图3C依据图1A的内嵌式超宽带天线，显示其在6-8GHz时的辐射场形图。图4A依据本发明的另一实施例，显示内嵌式超宽带天线的结构示意图。图4B依据图4A的内嵌式超宽带天线，显示其效能图。图5A依据本发明的再一实施例，显示内嵌式超宽带天线的结构示意图。图5B依据图5A的内嵌式超宽带天线，显示其效能图。图6是本发明的便携式电子装置的示意方框图。主要组件符号说明内嵌式超宽带天线1、4、5接地组件11、41、51辐射组件12 、42 、52横向部121、421、521垂直部122、422、522开口 1211、4211、4212、5211袖状组件13a-13c、43a-43c、53a-53d馈入点F接地点G
具体实施例方式
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的 具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。 请参考图1A的实施例，本发明提供的内嵌式超宽带天线1包括一接地组件11、一 辐射组件12及多个袖状(sleeve)组件13a_13c。接地组件11的形状或大小可依不同频率 需求而有不同设计。辐射组件12具有一横向部121与一垂直部122。横向部121与垂直部 122使该辐射组件12实质上大致呈T形。横向部121还包括至少一开口 1211，以控制截止 不需要的频段(以下将有进一步的说明)。垂直部122还包括一馈入点F，该馈入点用以馈 入电流，以激发共振频率。多个袖状组件13a-13c则分别从垂直部122的两旁延伸自接地 组件ll，且多个袖状组件13a-13c与垂直部122彼此相互平行(也就是彼此未连接)。
垂直部122与横向部121的交点实质上是依据天线所需频率的设计，因此虽然图 1A所示的垂直部122与横向部121的交点使得横向部121位于垂直部122的左侧部分大于 右侧部分，藉此使得横向部121的左侧部分得以激发出例如3GHz的频率，且横向部121的 右侧部分得以激发出例如4GHz的频率。但本发明并非以此为限，例如垂直部122与横向部 121的交点亦可使得横向部121位于垂直部122的左侧部分远小于右侧部分(图未显示)， 则其可控制的频率则恰与上述的相反。 在本发明的一实施例中，如图1A所示，横向部121与垂直部122实质上互相垂直，以 获得特定频宽。然本发明并非以此为限，横向部121与垂直部122可以倾斜而非相互垂直(也 就是横向部121并非呈水平)，以此设计获得其他的频宽，以下将有其他实施例的详细说明。
在此实施例中，本发明的多个袖状组件包括实质上两相同的袖状组件对称地分别 位于垂直部122的两旁。更进一步而言，在一实施例中，如图1A所示，多个袖状组件13a-13c 包括实质上两相同的第一袖状组件13a对称地分别位于垂直部122的两旁。多个袖状组件 13a-13c还可包括实质上两相同的第二袖状组件13b对称地分别位于第一袖状组件13a的 两旁，且第二袖状组件13b实质上略短于第一袖状组件13a。依序往两旁发展下去，本发明 的多个袖状组件可有数对实质上相同的袖状组件，依序分别位于垂直部122的两旁，向两 旁呈现阶梯状，以调整所需频率。在本实施例中，袖状组件13b与袖状组件13c分别可使本 发明的内嵌式超宽带天线1激发出6-7GHz与7-8GHz的频率。 由于需求者可能会希望截止某频段，以避免不必要的干扰(例如干扰WLAN等其他 频段)，因此会设定截止频段。在一实施例中，如图1A所示，本发明的开口 1211实质上为一 长条型开口，以截止5-6GHz的频段。但本发明并非以此为限，开口的形状或大小可控制截 止不需要的频段(以下将有进一步说明)。 举例而言，请同时参考图1B的效能图，该效能图是依据图1A的天线结构所产 生的，在返回损失(RL) = 10dB(相当于电压驻波比(VSWR) =2)以下的即为3-5GHz及 6-8GHz。因此可知，若依据图lA的天线结构，即可获得3-8GHz的超宽带天线并且截止 5-6GHz的频段。 进一步而言，由于垂直部122与袖状组件13a-13c彼此平行，垂直部122是可使电 流垂直的激发路径，而垂直部122两旁的袖状组件13a则可使同向电流更加强。请参考图 2A与图2B，其显示图1A所示的天线结构分别在3. 5GHz与4. 5GHz时的电流分布示意图，很 明显地，本发明的内嵌式超宽带天线l可获得较佳的垂直电流。请同时参考图2C，因此其X-Y平面的场形图在3-5GHz时仍具有较佳的全指向性(omni-direction)。
图3A与图3B，其显示图1A所示的天线结构分别在6. 5GHz与7. 5GHz时的电流分 布示意图，很明显地，本发明的内嵌式超宽带天线l亦可获得较佳的垂直电流。请同时参考 图3C，因此其X-Y平面的场形图在6-8GHz时仍具全指向性。 虽然图1A的横向部121与垂直部122是彼此互相垂直，但此并非限制本发明。请 参考图4A，如前所述，横向部421与垂直部422可以是倾斜而非相互垂直(也就是横向部 121并非呈水平)。如上所述，开口的形状或大小可控制截止不需要的频段，在图4A的实施 例中，该至少一开口实质上为二长条型开口 4211、4212，且二长条型开口 421K4212的间距 实质上等于该垂直部422的宽度。请同时参考图4B的效能图，很明显地，依据图4A的天线 结构可获得3-8GHz的无截止的频段。 请参考图5A的另一实施例，此实施例的内嵌式超宽带天线5类似于图4A的结构， 在本实施例中，横向部521仅包含一长条型开口 5211，且比图4多一对袖状组件53d。由本 实施例可了解，本发明的袖状组件13a-13c、43a-43c或53a-53d并不一定需要具有相同宽 度或高度。在本实施例，较短且宽的袖状组件53d可使内嵌式超宽带天线5激发出10GHz的 宽带。请参考图5B的效能图，本实施例的内嵌式超宽带天线5具有3-4. 7GHz及6. 3-10GHz 的超宽频段。 上述的内嵌式超宽带天线1、4或5可应用在便携式电子装置，以下将以内嵌式超 宽带天线l为例作为说明。请参考图6，本发明还公开一种便携式电子装置60，便携式电子 装置60包括一无线传输模块61以及内嵌式超宽带天线1，无线传输模块61与内嵌式超宽 带天线1电性连接(例如利用缆线连接，并在内嵌式超宽带天线1的馈入点F馈入电流，在 接地点G接地)，以达到无线传输的功能。内嵌式超宽带天线4或5亦可置换图6所示的内 嵌式超宽带天线1。 无线传输模块61可处理天线1、4或5的信号，例如发射或接收信号。如此一来， 便携式电子装置60就可以藉由天线1、4或5接收或者传送无线信号到其他的装置(图未 示)，以达到无线通信的目的。较佳的，便携式电子装置60实质上是一移动电话、一卫星定 位系统、一个人数字助理或一笔记本型计算机。 综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特 征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施 例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自然应当以权利要求书范 围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
一种内嵌式超宽带天线，包括一接地组件；一辐射组件，其具有一横向部与一垂直部，所述横向部与所述垂直部使所述辐射组件实质上大致呈T形，其中所述横向部还包括至少一开口，且所述垂直部还包括一馈入点，所述馈入点用以馈入电流，以激发共振频率；以及多个袖状组件，其分别从所述垂直部的两旁延伸自所述接地组件，且所述多个袖状组件与所述垂直部彼此相互平行。
2. 如权利要求1所述的内嵌式超宽带天线，其中所述横向部与所述垂直部实质上互相 垂直。
3. 如权利要求1所述的内嵌式超宽带天线，其中所述多个袖状组件包括实质上两相同 的袖状组件对称地分别位于所述垂直部的两旁。
4. 如权利要求2所述的内嵌式超宽带天线，其中所述多个袖状组件包括实质上两相同 的第一袖状组件对称地分别位于所述垂直部的两旁。
5. 如权利要求4所述的内嵌式超宽带天线，其中所述多个袖状组件包括实质上两相同的第二袖状组件对称地分别位于所述第一袖状组件的两旁，且所述第二袖状组件实质上略 短于所述第一袖状组件。
6. 如权利要求2所述的内嵌式超宽带天线，其中所述至少一开口实质上为一长条型开□。
7. 如权利要求1所述的内嵌式超宽带天线，其中所述至少一开口实质上为二长条型开 口 ，且所述二长条型开口的间距实质上等于所述垂直部的宽度。
8. —种便携式电子装置，其包括一无线传输模块以及一内嵌式超宽带天线，所述无线 传输模块与所述内嵌式超宽带天线电性连接，以达到无线传输的功能，所述内嵌式超宽带天线包括一接地组件；一辐射组件，其具有一横向部与一垂直部，所述横向部与所述垂直部使所述辐射组件 实质上大致呈T形，其中所述横向部还包括至少一开口 ，且所述垂直部还包括一馈入点，所 述馈入点用以馈入电流，以激发共振频率；以及多个袖状组件，其分别从所述垂直部的两旁延伸自所述接地组件，且所述多个袖状组 件与所述垂直部彼此相互平行。
9. 如权利要求8所述的便携式电子装置，其中所述便携式电子装置实质上是一移动电 话、一卫星定位系统、一个人数字助理或一笔记本型计算机。
10. 如权利要求8所述的便携式电子装置，其中所述内嵌式超宽带天线的所述横向部 与所述垂直部实质上互相垂直。
11. 如权利要求8所述的便携式电子装置，其中所述内嵌式超宽带天线的所述多个袖 状组件包括实质上两相同的袖状组件对称地分别位于所述垂直部的两旁。
12. 如权利要求IO所述的便携式电子装置，其中所述内嵌式超宽带天线的所述多个袖 状组件包括实质上两相同的第一袖状组件对称地分别位于所述垂直部的两旁。
13. 如权利要求12所述的便携式电子装置，其中所述内嵌式超宽带天线的所述多个袖 状组件包括实质上两相同的第二袖状组件对称地分别位于所述第一袖状组件的两旁，且所述第二袖状组件实质上略短于所述第一袖状组件。 ^工，，
14.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中所述内嵌式超宽带天线的所述至少一开口实质上为一长条型开口。 ^上，，
15.如权利要求8所述的便携式电子装置，其中所述内嵌式超宽带天线的所述至少一 开口实质上为二长条型开口 ，且所述二长条型开口的间距实质上等于所述垂直部的宽度。
全文摘要
本发明涉及便携式电子装置及其内嵌式超宽带天线。具体地，本发明公开一种内嵌式超宽带天线及具有该天线的便携式电子装置。内嵌式超宽带天线包括一接地组件、一辐射组件及多个袖状组件。辐射组件具有一横向部与一垂直部，横向部与垂直部使该辐射组件实质上大致呈T形。横向部还包括至少一开口，以控制截止不需要的频段。垂直部还包括一馈入点，该馈入点用以馈入电流，以激发共振频率。多个袖状组件则其分别从垂直部的两旁延伸自该接地组件，且多个袖状组件与垂直部彼此相互平行。本发明的内嵌式超宽带天线及具有该天线的便携式电子装置可以激发垂直电流，并且具有全指向性的辐射场形。
文档编号H01Q13/10GK101728637SQ20081017172
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月23日 优先权日2008年10月23日
发明者刘志凯 申请人:启碁科技股份有限公司