[发明专利]具集中磁场的构型天线

说明书

技术领域

本发明是一种天线，尤指一种可集中磁场的磁力线辐射方向的天线。

背景技术

由于科技的快速发展，从小型的可携式的电子产品到大型的电动汽/机车，其利用内建的可重复充电的电池，通过电力驱动而可达到减少环境污染以及可令使用者随时使用的目的，不过欲对电池充电时，常见的问题即是需要连接充电线才能充电，然而各种不同的产品因制造厂家不同，使用的充电线接头规格也不尽相同，而有使用不便的问题。

因此现有技术是通过无线充电的方式对电池充电，请参阅图8所示，其于电子产品或电动汽/机车上设有一无线接收器71，再由一无线供电器72将交流电经转换为直流电后，由一射频功率放大器721通过一传输天线722转换为电磁场后传送至无线接收器71，无线接收器71的一接收天线711接收该电磁场且经整流器712转换为直流电力后，即可为其内建的电池充电，利用该等天线711、722之间的电磁感应而达到无线充电的目的，解决现有电子产品或电动汽/机车于充电时需要连接充电线造成使用不便的问题，不过该等天线使用时必须对准否则容易产生漏磁的问题，而降低无线充电的传输效率。

请参阅图9、10所示，为一环型线圈73的磁场分布图，当环形线圈73输入电流(I)时，依据安培右手定则，环型线圈73会产生磁场(B)，该磁场是由环形线圈73的中心通过且向外辐射，再回到环形线圈73的中心；如图10所示，为前述环形线圈73的磁场强度示意图，该等环形线圈73是相对设置，且两环形线圈73间形成传输作用区，而两环形线圈73的外侧则分别形成非传输作用区，由于该等环形线圈73的磁力线是均匀分布，故非传输作用区亦会有磁力线通过，当环形线圈73通过大电流时，会在非传输作用区产生强磁场分布，而有电磁干扰的问题。

请参阅图11所示，为现有天线进行传送与接收测试的示意图，由一网络分析仪81分别通过一阻抗匹配器82、83连接至一环型天线84、85，该网络分析仪81由第一端口(Port1)送出功率信号至传送的环型天线85，再由接收的环型天线84接收功率信号并送至网络分析仪81的第二端口(Port2)，网络分析仪81通过分析第一端口与第二端口的参数(S11、S21)，可得到两环型天线84、85的传输效率。

不过前述的无线供电器72与无线接收器71的天线722、711或环型线圈73于传输电力时，使用的线圈组或天线必须相互对准才能避免电磁感应的电磁场漏失，若该等线圈组无法对准则会产生漏磁而降低无线充电的传输效率，或是在非电磁场的传输作用区域产生强磁场分布，造成周边的电子产品受到电磁干扰(EMI)的问题。

请参阅图12所示，如美国专利第7227504号“闸门型天线(Gate Antenna Device)”，其于一集成电路(IC)上，由一个供电线圈91与四个未供电线圈92组成闸门型天线，供电线圈91与未供电线圈92皆呈平面状，各未供电线圈92是分别设于供电线圈91的四周且分别与供电线圈91的平面垂直，而呈具有开口的盒状，当供电线圈91通电产生电波信号，各未供电线圈92会因电磁感应而产生电流，藉此集中供电线圈91产生的电波信号以朝向开口方向X辐射；虽然各未供电线圈92是位于供电线圈91的四周，可避免供电线圈91的电波信号向四周辐射而有集中电波信号的效果，不过未供电线圈92是通过供电线圈91的电磁感应而产生电流，会将供电线圈91的部分电波信号消耗于电磁感应，而有降低供电线圈91的电波强度的问题。

由上述可知，现有无线供电器72的天线722容易产生漏磁而降低无线充电的效率，在非电磁场传输的作用区域会有强磁场分布，造成电磁干扰的问题，而闸门型天线虽可集中电波信号，但因其未供电线圈92是通过供电线圈91的电磁感应以集中电波信号，所以会消耗供电线圈91的部分电波信号而有降低整体电波强度的问题。

发明内容

如前揭所述，现有无线充电装置的线圈组容易产生漏磁而降低无线充电的效率，在非电磁场传输的区域会有强磁场分布，造成电磁干扰的问题，而闸门型天线虽可集中电波信号，但会消耗供电线圈的部分电波信号而降低电波强度的问题，因此本发明主要目的在提供一具集中磁场的构型天线，主要是利用谐振方式集中天线向外辐射的磁场，解决现有利用电磁感应的线圈组产生漏磁、非电磁场传输的区域会有强磁场分布与电磁干扰的问题，以及解决闸门型天线的电波强度降低的问题。

为达成前述目的所采取的主要技术手段是令前述具集中磁场的构型天线，包含有：