CN100428563C - 双频倒f型天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双频倒F型天线，其包含：一辐射金属片，该辐射金属片具有一近似倒T字形狭缝、一馈入点及一短路点，其中该馈入点及该短路点位置互相靠近且位于该辐射金属片的一个边缘上，而该近似倒T字形隙缝则是由一中心狭缝、一第一支路狭缝及一第二支路狭缝所组成，该近似倒T字形狭缝使得该辐射金属片形成一折迭路径，用以产生该天线之第一(低频)及第二(高频)操作模式，而该第一支路狭缝则用于控制该第一(低频)操作模式，该第二支路狭缝则用于控制该第二(高频)操作模式。本发明具有操作于GSM/DCS(880-860MHz/1710-1880MHz)双频带之特性，其操作频率可藉由该倒T字形狭缝轻易调整至所需之频带范围，而符合双频***的需求。

Description

双频倒F型天线
技术领域
本发明涉及一种双频倒F型天线(PIFA antenna)，特别是应用于无线通讯产品上的天线。
背景技术
随着近年来无线通讯的快速发展，在产品的各项需求上也逐渐提高，除了达成电气特性的规格外，在外观上及实用便利性上也逐渐朝向多元化，因此小型化的内藏式天线成为近来无线产品的主流，而为了达成尺寸的缩小化，且在天线特性上仍必须维持多频带或宽频的特性，通常会使得内藏式天线的设计趋于复杂化，且不易作规格上的调整。因此如何在有限的环境及空间内，利用有效的天线参数降低设计的复杂度且达到产品所需的规格及弹性度，成为内藏式天线设计的重要指针。
目前应用于移动通讯设备如：手机、个人数字助理(PDA)等产品的内藏式天线，通常采用倒F型的天线设计，常规的倒F型天线设计如美国专利第6,727,854号″倒F型平板天线″(参考图1)，其揭示一种应用于移动电话的内藏式天线，其天线主要辐射金属片部分，由馈入点15及短路点16出发可大致分为三个电流路径10、13、14，利用该不同路径激发出不同的共振频率，形成双频或多频操作；又如美国专利公开第2003/0103010号″双频天线位置″(参考图2)，其亦揭示一种应用于移动电话的内藏式天线，其天线主要辐射金属片由馈入点25及短路点26出发，亦可大致区分为两个电流路径23及24，分别激发两个共振模式来达成双频操作。
上述倒F型天线设计虽可达成双频或多频操作，但由于其结构较为复杂且路径较多，因此在实际调整某个电流路径以微调某个频带时，常会对其他电流路径造成影响，使得其它频带之频率亦会跟着变动，造成在天线特性上的调整难度。为解决此问题，我们在本发明中提出一种双频倒F型天线的创新设计，利用一倒T字形狭缝使得该天线的主要辐射金属片形成一简单的折迭路径，用以产生该天线的第一(低频)及第二(高频)操作模式，且利用该倒T字形狭缝的两支路狭缝可分别独立控制该两个操作模式，而不影响另一模式的操作频率，因此本发明天线在不增加天线整体复杂度的情况下，即可轻易调整其共振模式的操作频率以达成***所需的频带需求，是极具有产业应用价值的创新设计。
发明内容
如上所述，本发明之目的在于提供一种双频倒F型天线的创新设计，可易于调整天线的操作频率以符合***所需求的频带范围。本发明天线包含：一辐射金属片，该辐射金属片具有一近似倒T字形狭缝、一馈入点及一短路点，其中该馈入点及该短路点位置互相靠近且位于该辐射金属片的一个边缘上，而该近似倒T字形隙缝则是由一中心狭缝、一第一支路狭缝及一第二支路狭缝所组成，该中心狭缝的一端开口位于该辐射金属片的该边缘上且靠近该馈入点及该短路点、且向该辐射金属片之内部延伸并与该第一及第二支路狭缝相连接，该第一支路狭缝则垂直于该中心狭缝延伸并与该馈入点及该短路点位于同一侧，而该第二支路狭缝则与中心狭缝垂直并向远离该馈入点及该短路点的方向延伸，该近似倒T字形狭缝使得该辐射金属片形成一折迭路径，用以产生该天线的第一(低频)及第二(高频)操作模式，且该折迭路径的起始端与末端互相靠近，而其中该第一支路狭缝用于控制该第一(低频)操作模式，而该第二支路狭缝则用于控制该第二(高频)操作模式；一接地面；一馈入金属片，其一端连接至该辐射金属片的该馈入点，另一端则连接至***讯号馈入源，用以输入电气讯号；一短路金属片，其一端连接至该辐射金属片的该短路点，另一端则连接至该接地面；及一介质基底。
在本项设计中，该辐射金属片的折迭路径所激发的第一(低频)操作模式及第二(高频)操作模式为该天线之前两个共振模式，而该折迭路径的起始端与末端互相靠近可产生一电容效应，可用于调整该两共振模式的阻抗，使其达成良好的阻抗匹配，而该两支路狭缝可分别独立控制该两共振模式的操作频率，而并不影响另一共振模式，经由适当调整该两支路狭缝之长度，可得到符合***需求之双频天线。
附图说明
图1为常规的倒F型天线一实施例结构图；
图2为常规的倒F型天线一实施例结构图；
图3为本发明双频倒F型天线一实施例3结构图；
图4为实施例3之返回损失实验结果A；
图5为实施例3之返回损失实验结果B；
图6为实施例3之返回损失实验结果C；
图7为本发明双频倒F型天线一实施例7例结构图；
图8为本发明双频倒F型天线一实施例8例结构图。
具体实施方式
图3所示为本发明的双频倒F型天线的一个实施例3，其包含：一辐射金属片30，该辐射金属片30置于一介质基底36上，该介质基底36可为空气或介电常数接近1的塑料材料。该辐射金属片30具有一近似倒T字形狭缝301、一馈入点302及一短路点303，其中该馈入点302及该短路点303位置互相靠近且位于该辐射金属片30的一个边缘上，而该近似倒T字形隙缝301则是由一中心狭缝304、一第一支路狭缝305及一第二支路狭缝306所组成，该中心狭缝304的一端开口位于该辐射金属片30靠近该馈入点302及该短路点303的该边缘上，且向该辐射金属片30之内部延伸并与该第一及第二支路狭缝305、306相连接，该第一支路狭缝305则垂直于中心狭缝304延伸并与该馈入点302及该短路点303位于同一侧，而该第二支路狭缝306则与中心狭缝304垂直并向远离该馈入点302及该短路点303方向延伸，该近似倒T字形狭缝301使得该辐射金属片30形成一折迭路径307，用以产生该天线的第一(低频)及第二(高频)操作模式，且该折迭路径307的起始端与末端互相靠近，藉由其间距所产生之电容效应，可使得该两操作模式得到良好的阻抗匹配，而其中该第一支路狭缝305可用于控制该第一(低频)操作模式，而该第二支路狭缝306则用于控制该第二(高频)操作模式；经由适当调整该第一及第二支路狭缝之长度，可轻易调整该两操作模式的共振频率以得到符合***需求的双频天线。
图4为本发明双频倒F型天线的实施例3的返回损失实验结果A；图中曲线41为该天线之第一(低频)操作模式，曲线42则为该天线之第二(高频)操作模式，由实验结果可得到此实施例的该两个操作模式中心频率分别为920MHz及1800MHz，阻抗频宽于3.5∶1 VSWR(电压驻波比)定义下，可达到80MHz及240MHz，可满足手机GSM900及DCS1800***的频带需求。
图5为本发明双频倒F型天线的实施例3的返回损失实验结果B；其中不同符号的曲线分别为该天线的第一支路狭缝于不同长度时所量得的返回损失结果，而图中曲线51为该天线之第一(低频)操作模式，曲线52则为该天线之第二(高频)操作模式，由实验结果可得到当改变该天线的第一支路狭缝长度时，该第一(低频)操作模式51的操作频率会随着改变，而该第二(高频)操作模式52的操作频率则不受影响。
图6为本发明双频倒F型天线的实施例3的返回损失实验结果C；其中不同符号的曲线分别为该天线的第二支路狭缝于不同长度时所量得的返回损失结果，而图中曲线61为该天线的第一(低频)操作模式，曲线62则为该天线的第二(高频)操作模式，由实验结果可得到当改变该天线的第二支路狭缝长度时，该第二(高频)操作模式62的操作频率会随着改变，而该第一(低频)操作模式61的操作频率则并未改变。
图7所示为本发明的双频倒F型天线的另一实施例7，其包含：一辐射金属片70，该辐射金属片70具有一近似倒T字形狭缝701、一馈入点702及一短路点703，其中该馈入点702及该短路点703位置为互相靠近且位于该辐射金属片的一个边缘上，而该近似倒T字形隙缝701则是由一中心狭缝704、一第一支路狭缝705及一第二支路狭缝706所组成，该中心狭缝704的一端开口位于该辐射金属片70靠近该馈入点702及该短路点703之该边缘上且向该辐射金属片70的内部延伸并与该第一及第二支路狭缝相连接，该第一支路狭缝705则垂直于中心狭缝704延伸并与该馈入点702及该短路点703位于同一侧，而该第二支路狭缝706则与中心狭缝704垂直并向远离该馈入点702及该短路点703方向延伸，该近似倒T字形狭缝701使得该辐射金属片70形成一折迭路径707，用以产生该天线之第一(低频)及第二(高频)操作模式，且该折迭路径707的起始端与末端互相靠近，藉由其间距所产生的电容效应，可使得该两操作模式得到良好的阻抗匹配，而其中该第一支路狭缝705可用于控制该第一(低频)操作模式，而该第二支路狭缝706则用于控制该第二(高频)操作模式；经由适当调整该第一及第二支路狭缝的长度，可轻易调整该两操作模式的共振频率以得到符合***需求的双频天线。本实施例7与实施例3不同之处在于辐射金属片70及折迭路径707的形状不同。
如图8所示为本发明的双频倒F型天线的又一实施例8，其包含：一辐射金属片80，该辐射金属片80具有一近似倒T字形狭缝801、一馈入点802及一短路点803，其中该馈入点802及该短路点803位置互相靠近且位于该辐射金属片的一个边缘上，而该近似倒T字形狭缝801则是由一中心狭缝804、一第一支路狭缝805及一第二支路狭缝806所组成，该中心狭缝804的一端开口位于该辐射金属片80靠近该馈入点802及该短路点803的该边缘上，且向该辐射金属片80的内部延伸并与该第一及第二支路狭缝相连接，该第一支路狭缝805则向该馈入点802及该短路点803方向延伸，而该第二支路狭缝806则向远离该馈入点802及该短路点803方向延伸，该近似倒T字形狭缝801使得该辐射金属片80形成一折迭路径807，用以产生该天线的第一(低频)及第二(高频)操作模式，且该折迭路径807的起始端与末端互相靠近，藉由其间距所产生的电容效应，可使得该两操作模式得到良好的阻抗匹配，而其中该第一支路狭缝805可用于控制该第一(低频)操作模式，而该第二支路狭缝806则用于控制该第二(高频)操作模式；经由适当调整该第一及第二支路狭缝之长度，可轻易调整该两操作模式之共振频率以得到符合***需求之双频天线。本实施例8与实施例3不同之处在于第一支路狭缝805的长度不同。
在本发明说明中所述的实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。因此，本领域技术人员可在不违背本发明的精神对上述实施例进行修改及变化。本发明的权利范围应如后述权利要求书所列。

Claims (4)

1、一种双频倒F型天线，其包含：
一辐射金属片，该辐射金属片具有一近似倒T字形狭缝、一馈入点及一短路点，其中该馈入点及该短路点位置为互相靠近且位于该辐射金属片的一个边缘上，而该近似倒T字形隙缝则是由-中心狭缝、一第一支路狭缝及一第二支路狭缝所组成，该中心狭缝的一端开口位于该辐射金属片的该边缘上且靠近该馈入点及该短路点、且向该辐射金属片的内部延伸并与该第一及第二支路狭缝相连接，该第一支路狭缝则垂直于该中心狭缝延伸并与该馈入点及该短路点位于同一侧，而该第二支路狭缝则与中心狭缝垂直并向远离该馈入点及该短路点的方向延伸，该近似倒T字形狭缝使得该辐射金属片形成一折迭路径，用以产生该天线的第一及第二操作模式，且该折迭路径的起始端与末端互相靠近，而其中该第一支路狭缝用于控制该第一操作模式，而该第二支路狭缝则用于控制该第二操作模式；
一接地面；
一馈入金属片，其一端连接至该辐射金属片之该馈入点，另一端则连接至***信号馈入源，用以输入电气信号；
一短路金属片，其一端连接至该辐射金属片的该短路点，另一端则连接至该接地面；及
一介质基底。
2、如权利要求1所述的双频倒F型天线，其中该辐射金属片所产生的该第一及该第二操作模式为该天线之前两个共振模式。
3、如权利要求1或2所述的双频倒F型天线，其中该第一及该第二操作模式分别为低频操作模式和高频操作模式。
4、如权利要求1所述的双频倒F型天线，其中该介质基底为空气或介电常数接近1的塑料材料。
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