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1、(10)申请公布号 CN 101997564 A(43)申请公布日 2011.03.30CN101997564A*CN101997564A*(21)申请号 200910169392.3(22)申请日 2009.08.27H04B 1/40(2006.01)H01Q 1/24(2006.01)(71)申请人雷凌科技股份有限公司地址中国台湾新竹县(72)发明人吴民仲 罗绍谨(74)专利代理机构北京戈程知识产权代理有限公司 11314代理人程伟 王锦阳(54) 发明名称多天线通信装置(57) 摘要本发明的多天线通信装置包含具有多层导体的电路板及两个天线组件。所述天线组件分别设置于所述电路板的不同层的。
2、天线部上。所述天线组件设置于该电路板的天线部上，且各具有一接地端。所述接地端电性连接至该电路板中不同层的导体，且所述天线组件于所设置的天线部上并无主接地通孔。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 7 页CN 101997569 A 1/1页21.一种多天线通信装置，包含：具多层导体的电路板；以及两个天线组件，其设置于该电路板的天线部上，且各具有一接地端；其中所述接地端电性连接至该电路板中不同层的导体。2.根据权利要求1所述的多天线通信装置，其中所述天线组件于所设置的天线部上并无主接地通孔。3.根据权利要求1所述的。
3、多天线通信装置，其中所述天线组件于所设置的天线部上具有主接地通孔，而所述主接地通孔的分布密度小于分布于该电路板的主板部的主接地通孔的分布密度。4.根据权利要求1所述的多天线通信装置，另包含：至少一个天线组件，其设置于该电路板的天线部上，且具有一接地端连接至该电路板中不同层的导体；其中任意两个天线组件之间的电流路径经由其中一个天线组件的接地端至另一层电路板的主接地通孔，再电性连接至另一个天线组件的接地端。5.根据权利要求1所述的多天线通信装置，其中所述天线组件设置于该电路板的同一层。6.根据权利要求1所述的多天线通信装置，其中所述天线组件设置于该电路板的不同层。7.根据权利要求1所述的多天线通信。
4、装置，其中该电流路径的长度约等于该多天线通信装置的电磁波波长的1/4。8.根据权利要求1所述的多天线通信装置，其中所述天线组件对称设置于该电路板的天线部的左右侧。9.根据权利要求1所述的多天线通信装置，其应用于通用串行总线装置。10.根据权利要求1所述的多天线通信装置，其操作于2.4至2.5GHz的频率。权 利 要 求 书CN 101997564 ACN 101997569 A 1/4页3多天线通信装置技术领域0001 本发明涉及无线通信装置，特别涉及多天线的无线通信装置。背景技术0002 传统的无线通信装置在发射端使用单一天线发射电磁波以传输信号，而在接收端亦使用单一天线以接收电磁波所搭载的。
5、信号。然而随着通信算法的演进以及集成电路制造方法的进步，无线通信装置不再只局限于使用单一天线作为发射和接收电磁波的组件。0003 多输入多输出(multi-input and multi-output，MIMO)的无线通信装置使用多个天线作为发射和接收电磁波的组件。由于其具有空间差异(spectral diversity)的特性，多输入多输出的无线通信装置能在不牺牲频宽以及功率消耗的条件下达到较高的传输通量以及较远的传输距离。由于具备上述这种优点，多输入多输出的无线通信装置已逐渐成为主流的无线通信装置。0004 在无线通信装置的设计中，一般设置一天线装置于一射频(radio frequency。
6、，RF)电路电路板的天线部。传统射频电路为使接地电压均匀分布，都会在电路板上的空旷部位广设主接地通孔(global ground via)。图1显示一传统的双天线通信装置的电路板布局方式。如图1所示，该双天线通信装置100包含射频电路电路板110，其中该射频电路电路板110包含四层电路板，并均匀设置贯穿该四层电路板110的多个主接地通孔140。该射频电路电路板110另包含一第一天线组件120和一第二天线组件130。该第一天线组件120设置于第一层电路板的天线部，而该第二天线组件130则设置于第四层电路板的天线部。0005 无线通信装置多半要求具有较高的辐射效率，而在多输入多输出的无线通信装置中。
7、，天线之间的隔离度是影响天线辐射效率的重要因素。然而，随着消费性电子对产品要求轻、薄、短、小的趋势，各种无线通信装置亦逐渐缩小而使得天线之间的摆放距离缩短，故进而造成天线之间的隔离度降低。0006 为解决天线之间的隔离度降低的问题，一般在两支天线的馈入点之间加入开路传输线，或在两支天线的馈入点之间的电路板挖槽。图2显示以天线馈入之点之间加入开路传输线的方式应用于图1的双天线通信装置。如图2所示，该第一天线组件120和该第二天线组件130分别设置于该射频电路电路板110的左右两侧以增加隔离度。该双天线通信装置100又于所述天线的馈入点之间增加长度为该双天线通信装置100所发射电磁波1/4波长的开。
8、路传输线，以进一步增加天线之间的隔离度。0007 图3显示以天线馈入点之间的电路板挖槽应用于图1的双天线通信装置。如图3所示，该第一天线组件120和该第二天线组件130分别设置于该射频电路电路板110的左右两侧以增加隔离度。该双天线通信装置100又于所述天线的馈入点之间的该射频电路电路板110挖槽，其中该挖槽的长度约为该双天线通信装置100所发射电磁波1/4波长，且该挖槽部位无表面组件或走线，以进一步增加天线之间的隔离度。0008 然而，上述两种增加天线之间隔离度的方式皆增加额外的电路板面积或制造步骤。因此，当设计小尺寸的无线通信装置，例如通用串行总线(Universal Serial Bus。
9、，USB)说 明 书CN 101997564 ACN 101997569 A 2/4页4装置时，所述方式即难以加以应用。0009 图4显示图1的双天线通信装置的侧视图。如图4所示，该第一天线组件120和该第二天线组件130之间的电流路径自该第一天线组件120经由该第一天线组件120的接地端，连接至第二层电路板天线部的主接地通孔140，连接至第三层电路板天线部的主接地通孔140，再经由该第二天线组件130的接地端连接至该第二天线组件130。如图4所示，如此短的电流路径造成该第一天线组件120和该第二天线组件130之间的耦合效应过大，而使得彼此之间的隔离度过低。0010 据此，有必要设计一种新型的。
10、电路板布局方式，其可在不增加电路板面积的情况下，提高天线之间的隔离度及天线辐射效率。发明内容0011 本发明的多天线通信装置打破传统射频电路的设计观念，通过减少天线之间的接地通孔而增加天线之间的回流路径以减轻电路板上地电流的回流耦合效应，进而达到高天线之间的隔离度及天线辐射效率的目的。0012 本发明的实施例的多天线通信装置包含具有多层导体的电路板及两个天线组件。所述天线组件设置于该电路板的天线部上，且各具有一接地端。所述接地端电性连接至该电路板中不同层的导体。0013 本发明的另一实施例的多天线通信装置包含四层电路板、一第一天线组件和一第二天线组件。所述电路板于天线部以外区域具有贯穿各层的主。
11、接地通孔。该第一天线组件设置于最上层电路板的天线部。该第二天线组件设置于最下层电路板的天线部。该第一天线组件经由一第一接地端电性连接至第二层电路板的导线，再电性连接至第二层电路板的主接地通孔。该第二天线组件经由一第二接地端电性连接至第三层电路板的导线，再电性连接至第三层电路板的主接地通孔。附图说明0014 图1显示一传统的双天线通信装置的电路板布局方式；0015 图2显示另一传统的双天线通信装置的电路板布局方式；0016 图3显示另一传统的双天线通信装置的电路板布局方式；0017 图4显示一传统的双天线通信装置的侧视图；0018 图5显示本发明的实施例的多天线通信装置的示意图；0019 图6显。
12、示本发明的实施例的多天线通信装置的侧视图；以及0020 图7显示本发明的另一实施例的多天线通信装置的示意图。0021 【主要组件符号说明】0022 100 双天线通信装置0023 110 射频电路电路板0024 120 第一天线组件0025 130 第二天线组件0026 140 主接地通孔0027 500 多天线通信装置说 明 书CN 101997564 ACN 101997569 A 3/4页50028 510 射频电路电路板0029 520 第一天线组件0030 530 第二天线组件0031 540 主接地通孔0032 550 导线0033 560 导线0034 700 多天线通信装置00。
13、35 710 射频电路电路板0036 720 第一天线组件0037 730 第二天线组件0038 740 主接地通孔具体实施方式0039 图5显示本发明的实施例的多天线通信装置的示意图。如图5所示，该多天线通信装置500为一双天线通信装置。该多天线通信装置500包含射频电路电路板510，其中该射频电路电路板510举例来说包含四层电路板。该射频电路电路板510另包含一第一天线组件520和一第二天线组件530。该第一天线组件520设置于第一层电路板的天线部的左侧，而该第二天线组件530则设置于第四层电路板的天线部的右侧。该第一天线组件520和该第二天线组件530的排列可采左右对称。该射频电路电路板。
14、510仅于其主板部均匀设置贯穿该四层电路板510的多个主接地通孔540，而于其天线部并无设置主接地通孔540。0040 图6显示本发明的实施例的多天线通信装置的侧视图。如图6所示，该第一天线组件520设置于第一层电路板的天线部，而该第一天线组件520的接地端连接至第二层电路板，再经由导线550连接至主板部的主接地通孔540。该第二天线组件530设置于第四层电路板的天线部，而该第二天线组件530的接地端连接至第三层电路板，再经由导线560连接至主板部的主接地通孔540。该第一天线组件520和该第二天线组件530之间的电流路径如图6所示，自该第一天线组件520经由该第一天线组件520的接地端，通过。
15、第二层电路板的导线550，连接至第二层电路板的主接地通孔540，连接至第三层电路板的主接地通孔540，通过第三层电路板的导线560，再经由该第二天线组件530的接地端连接至该第二天线组件530。0041 如图6所示，该第一天线组件520和该第二天线组件530之间的电流路径相比于现有技术有大幅增长，故得以大幅增加天线之间的隔离度。在本发明的部分实施例中，该电流路径的长度约等于该多天线通信装置500的电磁波波长的1/4。值得注意的是，图6的实施例的多天线通信装置虽将该第一天线组件520和该第二天线组件530设置于不同层电路板，然而本发明的多天线通信装置并不限于此种实施方式。例如该第一天线组件520。
16、和该第二天线组件530亦可设置于同一层电路板而仍可达到本发明的目的。此外，图5的实施例的多天线通信装置虽于天线部并无设置主接地通孔，然而本发明的多天线通信装置并不限于此种实施方式。例如该射频电路电路板510于天线部亦可设置少许主接地通孔，使所述主接地通孔的分布密度小于分布于该射频电路电路板510的主板部的主接地通孔的分布密度。只要所述主接地通孔的设置可增加该第一天线组件520和该第二天线组件530之说 明 书CN 101997564 ACN 101997569 A 4/4页6间的回流路径以减轻该射频电路电路板510上地电流的回流耦合效应，则仍可达到本发明的目的。0042 图7显示本发明的另一实。
17、施例的多天线通信装置的示意图。该多天线通信装置700为一双天线通信装置，并应用于通用串行总线装置(USB dongle)。如图7所示，该多天线通信装置700的尺寸约为长35毫米，宽11毫米。该多天线通信装置700包含射频电路电路板710、一第一天线组件720、一第二天线组件730和多个主接地通孔740。该射频电路电路板710包含四层电路板。该第一天线组件720和该第二天线组件730的尺寸约为长10毫米，宽4毫米，并左右对称地设置于该射频电路电路板710的两侧。该射频电路电路板710的第二层和第三层皆包含导线以将该第一天线组件720和该第二天线组件730的接地端电性连接至所述主接地通孔740。所。
18、述导线的长度约介于8毫米至12毫米之间。根据图7的电路板布局设计，该多天线通信装置700能良好地操作于2.4至2.5GHz的频率。0043 依照实验结果，图7的多天线通信装置700于操作于2.4至2.5GHz的频率时，在S11的回响损耗(return loss)均约为-10dB，达到标准天线的要求。该多天线通信装置700在S21的隔离度方面，在2.4GHz及2.5GHz频率均超过现有技术于同尺寸的多天线通信装置至少1dB的幅度。在增益方面，该多天线通信装置700亦较同尺寸的双天线通信装置具有明显的成长。0044 综上所述，本发明的多天线通信装置打破传统射频电路的设计观念，通过减少天线之间的接地。
19、通孔而增加天线之间的回流路径以减轻电路板上地电流的回流耦合效应，而能在不增加电路板面积的情况下，达到大幅增加隔离度的目的。0045 本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作出种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并被权利要求书的专利范围所涵盖。说 明 书CN 101997564 ACN 101997569 A 1/7页7图1说 明 书 附 图CN 101997564 ACN 101997569 A 2/7页8图2说 明 书 附 图CN 101997564 ACN 101997569 A 3/7页9图3说 明 书 附 图CN 101997564 ACN 101997569 A 4/7页10图4说 明 书 附 图CN 101997564 A。