CN102468531B - 多频天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多频天线，其包括一绝缘基板、一设于绝缘基板的主天线及一金属片。该主天线包含一供馈入信号的馈入部，一与该馈入部连接并与该绝缘基板的一第一侧边相邻的第一导体臂，一与该馈入部连接并短于该第一导体臂的第二导体臂，一与该馈入部连接以传递射频信号的第三导体臂，一沿第三导体臂的边缘延伸以耦合该射频信号的第四导体臂，以及一邻近该馈入部的接地部；金属片固定在绝缘基板的第一侧边并与第四导体臂连接，其与第一导体臂共振并耦合而共同形成一第一辐射段，并与第四导体臂共同形成一第二辐射段。由此，达到多频段操作的功效与目的。

Description

多频天线

技术领域

本发明涉及一种多频天线，特别是指一种可应用于长期演进技术(LTE)的多频天线。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)技术是目前无线通讯领域中备受瞩目的新一代移动无线宽频技术。所谓的LTE是指可以在20MHz频宽下，达到下行传输速率100Mbit/s，上行传输速率50Mbit/s，并且向下相容，支援现有的3G***，它可以让服务供应商通过较为经济的方式提供无线宽频服务，并超越现今3G无线网络的效能，带来更优异的表现。有鉴于目前各国针对LTE所定义出来的工作频段(Operating Band)如下表一所示，需涵括698-960MHz、1710-2170MHz与2500-2700MHz，然现今常应用于笔记型电脑的一般PIFA天线所能操作的低频频宽并无法达到LTE的要求。

因此，如何构思一种能够涵盖上述LTE频段及其它包含GSM850、EGSM900、PCS1800、DCS1900与WCDMA2100等频段，并具有足够操作频宽的天线，即为本发明的重点。

表1

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种可以涵盖多个操作频段的多频天线。

为达到上述目的，本发明的多频天线，包括一绝缘基板、一主天线及一金属片。主天线设于绝缘基板的一表面，并包含：一馈入部、一第一导体臂、一第二导体臂、一第三导体臂、一第四导体臂及一接地部。

馈入部供馈入一射频信号；第一导体臂与该馈入部连接，并沿该绝缘基板的一第一侧边向外延伸至该绝缘基板的一与该第一侧边相邻的第二侧边；第二导体臂与该馈入部连接，并与该第一导体臂相邻且短于该第一导体臂；第三导体臂与该馈入部连接，并朝接近该绝缘基板的与该第二侧边相反的第三侧边延伸，以传递该射频信号；第四导体臂与该第三导体臂相间隔地沿该第三导体臂的边缘延伸以耦合该射频信号，并由该绝缘基板的第一侧边延伸至与该第一侧边相反的第四侧边；接地部设于该绝缘基板的第四侧边并邻近该馈入部。

金属片固定在绝缘基板的第一侧边并与第四导体臂连接，其与第一导体臂共振并耦合而共同形成一第一辐射段，并与该第四导体臂共同形成一第二辐射段。

较佳地，为适当调整第二辐射段的操作频段，该主天线更包括一第五导体臂，其位于该第四导体臂的未与该第三导体臂相邻的一侧，并延伸至该绝缘基板的第一侧边且与该金属片的一末端连接，而与该第四导体臂及该金属片共同形成该第二辐射段。

较佳地，为适当调整第一辐射段的操作频段，主天线更包括一设在该绝缘基板的第一侧边，并与该金属片的另一末端连接的延伸段，其朝该第一导体臂凸伸，以与该第一导体臂耦合。

较佳地，主天线更包括一供该第一导体臂及第二导体臂一端连接的共用段及一连接该共用段与该馈入部的导线，以及一与该接地部及该第四导体连接的导电铜箔。

本发明的功效在于利用第一导体臂和金属片共振并耦合，可产生多模态来达到工作在低频且宽频(698-960MHz)的要求，且通过金属片产生一高频(1710-2170MHz)模态，并利用第三导体臂与第四导体臂耦合来调整高频匹配，而第二导体臂则共振出另一更高频(2500-2700MHz)模态，使得多频天线可涵括包含LTE频段在内的多个工作频段，确实达到本发明的功效与目的。

附图说明

图1是本发明多频天线的一较佳实施例的构造立体示意图；

图2是射频信号在本实施例多频天线的第一导体臂、第二导体臂及第三导体臂上的传递方向示意图；

图3是射频信号在本实施例多频天线的第四导体臂、金属片及第五导体臂上的传递方向示意图；

图4是本实施例的多频天线的尺寸图；

图5是本实施例多频天线设置在笔记型电脑上的位置示意图；

图6是本实施例多频天线的电压驻波比(VSWR)实测结果；及

图7至图12是本实施例多频天线在不同操作频率下的辐射场型图。

主要元件符号说明

100多频天线

1   绝缘基板         2   主天线

3   金属片           4   同轴缆线

5   笔记型电脑

10  表面             11  第一侧边

12  第二侧边         13  第三侧边

14  第四侧边         20  凹槽

21  馈入部           22  第一导体臂

23  第二导体臂       24  第三导体臂

25  第四导体臂       26  接地部

27  延伸段           28  第五导体臂

29  导电铜箔         31  连接处

32  第一段           33  第二段

41  信号线           42  接地线

51  盖体             201 共用段

202 导线

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图1所示，是本发明多频天线的一较佳实施例，本实施例多频天线100包括一绝缘基板1、一主天线2及一金属片(铁件)3。

绝缘基板1为一长方形板体，其尺寸为73.7mm×14mm×3mm。

主天线2设于绝缘基板1的一表面10，并包含一馈入部21、一第一导体臂22、一第二导体臂23、一第三导体臂24、一第四导体臂25及一接地部26。

馈入部21大概呈一矩形，其位于绝缘基板1中央偏右的位置，用以与一同轴缆线4的信号线41连接以馈入一射频信号。

第一导体臂22与第二导体臂23的一端与一共用段201连接，且共用段201经由一导线202与馈入部21连接，以馈入射频信号至第一导体臂22及第二导体臂23，如图2的箭头方向所示。第一导体臂22与绝缘基板1的一第一侧边11相间隔且大概呈平行地沿着绝缘基板1的第一侧边11延伸至绝缘基板1的与第一侧边11相邻的一第二侧边12。且第一导体臂22的末段设计成90度弯折。

第二导体臂23与第一导体臂22相邻(相间隔)且大概呈平行地延伸，且第一导体臂22短于第二导体臂23。

第三导体臂24与馈入部21连接，两者之间具有一凹槽20，且第三导体臂24由馈入部21朝绝缘基板1的与第二侧边12相反的一第三侧边13方向延伸，用以传递射频信号，如图2的箭头方向所示。

第四导体臂25由绝缘基板11的第一侧边11延伸至与第一侧边11相反的第四侧边14，并且部分紧邻(贴近)第三导体臂24的边缘以耦合该射频信号，如图3的箭头方向所示。

接地部26设于绝缘基板1的第四侧边14且邻近馈入部21，用以与同轴缆线4的接地线42连接。

金属片3大概呈一长条状，其与绝缘基板1大概呈垂直地固定在绝缘基板1的第一侧边11，并与第四导体臂25的一端连接，由此，如图3的箭头方向所示，射频信号可由第四导体臂25与金属片3连接处31往金属片3的两端传递，使金属片3由连接处31向左延伸的第一段32与相邻的第一导体臂22产生共振并耦合，而共同形成一第一辐射段，并使金属片3由连接处32向右延伸的第二段33与第四导体臂25共同形成一第二辐射段。

且为调整第一辐射段的长度，使其操作在一特定频段，本实施例的第一辐射段更包括一设在绝缘基板1的第一侧边11并与金属片3的第一段32末端连接的延伸段27，其朝第一导体臂22的末端凸伸，以便与第一导体臂22耦合。而且为了调整第二辐射段的长度，使其操作在一特定频段，本实施例的第二辐射段更包括一第五导体臂28，其设于第四导体臂25的未与第三导体臂24相邻的一侧，第五导体臂28与第四导体臂25大概呈平行，且其一端与金属片3的第二段33末端连接。

在本实施例中，第一辐射段的总长度大于第二辐射段26，且第二辐射段的总长度大于第二导体臂23，且第一辐射段的总长度设计，可使第一辐射段共振于第一频段698-960MHz，而第二辐射段的总长度设计可使第二辐射段共振于一高于第一频段的第二频段1710-2170MHz，且第二导体臂23的长度设计，可使第二导体臂23共振于一高于第二频段的第三频段2500-2700MHz。本实施例多频天线100的整体尺寸为73.7mm×14mm×3mm，主天线2及金属片3的详细尺寸(单位：mm)参见图4所示。

再者，为了增加天线的接地面积，本实施例可以再另外设置一导电铜箔29分别与接地部26及第四导体臂25连接。

如图5所示，本实施例的多频天线100通常被设置在一笔记型电脑5的盖体51上，位于显示器上方的侧边。

如图6所示，是本实施例的多频天线100的电压驻波比(VSWR)实测结果，由图6中可以看到多频天线100在操作频段698-960MHz、2170-2700MHz及2500-2700MHz内的电压驻波比值(VSWR)皆小于3，符合业界对于天线辐射效率的要求。

参见下表2及表3，是本实施例的多频天线100在各操作频率(Frequency)下的总辐射功率(Tot.Rad.Pwr.)及辐射效率百分比(Efficiency％)。

            表二                                   表三

参见图7至图12，是本实施例的多频天线100在不同操作频率下的辐射场型图，由各图显示可知，多频天线100的辐射场型具有良好的全向性。

综上所述，本实施例的多频天线100利用两个低频路径，即第一导体臂22和金属片3的第一段32共振并耦合，而产生多模态来达到工作在低频且宽频(698-960MHz)的要求，且通过金属片的第二段33产生一高频(1710-2170MHz)模态，并利用第三导体臂24与第四导体臂25耦合来调整高频匹配，而第二导体臂23则共振出另一更高频(2500-2700MHz)模态，使得多频天线100的工作频段除了包含GSM850、EGSM900、PCS1800、DCS1900与WCDMA2100频率范围外，还涵括了LTE的工作频段698-798MHz与2500-2700MHz，确实达到本发明的功效与目的。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种多频天线，包括：

绝缘基板；

主天线，设于该绝缘基板的一表面，其特征在于，该主天线包含：

馈入部，供馈入一射频信号；

第一导体臂，与该馈入部连接，并沿该绝缘基板的一第一侧边向外延伸至该绝缘基板的一与该第一侧边相邻的第二侧边；

第二导体臂，与该馈入部连接，并与该第一导体臂相邻且短于该第一导体臂；

第三导体臂，与该馈入部连接，并朝接近该绝缘基板的与该第二侧边相反的第三侧边延伸，以传递该射频信号；

第四导体臂，与该第三导体臂相间隔地沿该第三导体臂的边缘延伸以耦合该射频信号，并由该绝缘基板的第一侧边延伸至与该第一侧边相反的第四侧边；及

接地部，设于该绝缘基板的第四侧边并邻近该馈入部；以及

金属片，固定在该绝缘基板的第一侧边并与该第四导体臂连接，其与该第一导体臂共振并耦合而共同形成一第一辐射段，并与该第四导体臂共同形成一第二辐射段。

2.依据权利要求1所述的多频天线，其中该第二辐射段还包括第五导体臂，其位于该第四导体臂的未与该第三导体臂相邻的一侧，并延伸至该绝缘基板的第一侧边且与该金属片的一末端连接。

3.依据权利要求1所述的多频天线，其中该主天线还包括一设在该绝缘基板的第一侧边，并与该金属片的另一末端连接的延伸段，其朝该第一导体臂凸伸，以与该第一导体臂耦合。

4.依据权利要求1、2或3所述的多频天线，其中该主天线还包括一供该第一导体臂及第二导体臂一端连接的共用段及一连接该共用段与该馈入部的导线。

5.依据权利要求4所述的多频天线，其中该主天线还包括一与该接地部及该第四导体臂连接的导电铜箔。

6.依据权利要求4所述的多频天线，还包括一同轴缆线，该同轴缆线的信号线与该馈入部连接，且该同轴缆线的接地线与该接地部连接。

7.依据权利要求4所述的多频天线，其中该第一辐射段可共振于一第一频段，该第二辐射段可共振于一高于该第一频段的第二频段，且该第二导体臂可共振于一高于该第二频段的第三频段。

8.依据权利要求7所述的多频天线，其中该第一频段包含698-960MHz、该第二频段包含1710-2170MHz，该第三频段包含2500-2700MHz。