CN202616406U

CN202616406U - 多频天线

Info

Publication number: CN202616406U
Application number: CN2012201724401U
Authority: CN
Inventors: 刘大成; 吴忠达
Original assignee: TAIWAN PROFECT TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Taiwan Speed Wireless Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-04-13

Abstract

本实用新型所提供的一种多频天线，其包括一基板、一天线部及一辐射体。该天线部包括一低频辐射天线及一高频辐射天线。本实用新型是借由该低频辐射天线、该高频辐射天线及该辐射体之间的耦合关系，来达到覆盖多个频段的目的。

Description

多频天线

技术领域

本实用新型是与多频段的天线有关，特别是指一种适用于多个频段的多频天线的结构。

背景技术

随着通讯技术的演进，长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)在2010年时被国际电信联盟正式定为4G，LTE天线技术的专利有中国台湾新型第M391734号专利，该专利案揭露了一种长期演进天线结构，其包括一电路板、一单极天线、一耦合元件、一金属冲压件、一电容及一讯号线，该单极天线及该耦合元件形成于该电路板上，该耦合元件环绕该单极天线，该金属冲压件焊接于该电路板周缘，该电容耦接该单极天线及该耦合元件，该信号线的地线连接该耦合元件、其讯号馈入芯线接触该单极天线。其中，该专利的长期演进天线结构需以该电容连接该单极天线及该耦合元件来达成阻抗匹配，使得该天线结构的厚度提高。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多频天线，其相较于先前技术可以减少该多频天线的厚度，以符合轻、薄的电子装置趋势。

本实用新型的另一目的在于提供一种多频天线，其可借由改变该多频天线的耦合结构，达成阻抗匹配的目的。

为了达成前述目的，依据本实用新型提供一种多频天线。该多频天线包括一基板、一天线部及一辐射体。该天线部设于该基板上，且位于该基板的一侧。该天线部包括一低频辐射天线及一高频辐射天线。该低频辐射天线具有一第一连接臂、一长臂、一第二连接臂及一短臂。该长臂的前端连接该第一连接臂的顶部，其后端连接该第二连接臂的顶端。该第二连接臂的底端连接该短臂。该第二连接臂正对该第一连接臂，该短臂与该长臂是相正对。该高频辐射天线具有一匹配臂、一第三连接臂、一第一耦合件、一第二耦合件、一短路件及一接地臂。该匹配臂的后端连接该第一连接臂的底部。该第三连接臂的底端连接该匹配臂的前端。该第一耦合件连接该第三连接臂的顶端，且正对该匹配臂。该第二耦合件位于该基板的顶部与该第一耦合件之间。该短路件的顶端连接该第二耦合件，该短路件的底端连接该接地臂。该接地臂位于该基板的底部与该匹配臂之间。该辐射体设于该基板的顶部，且面对该天线部的低频辐射天线的长臂及该高频辐射天线的第二耦合件，该辐射体连接该高频辐射天线的第二耦合件。

附图说明

图1是本实用新型多频天线的第一较佳具体实施例的示意图。

图2是该多频天线的可携式电子装置的示意图。

图3是本实用新型多频天线的第二较佳具体实施例的示意图。

图4是本实用新型多频天线的第三较佳具体实施例的示意图。

图5是第一及第二较佳具体实施例的多频天线的天线效率图。

图6是本实用新型多频天线的第四较佳具体实施例的示意图。

图7是第二及第四较佳具体实施例的多频天线的VSWR比较图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术特点所在，兹举以下一较佳实施例并配合图式说明如后，其中：

如图1所示，图1显示本实用新型第一较佳具体实施例的一多频天线的示意图。

该多频天线1包括一基板10、一天线部12及一辐射体14。该基板10通常是选用FR4(玻璃纤维)、铁氟龙或陶瓷等介质材料，较佳是选用厚度0.8mm的FR4基板，但不以此厚度为限。

该天线部12设于该基板10上，且位于该基板10的一侧。该天线部12包括一低频辐射天线16及一高频辐射天线18，该低频辐射天线16及该高频辐射天线18较佳地以印刷、黏贴、电镀、厚膜、薄膜及蚀刻等制程方式形成于该基板10上。在此实施例中，该低频辐射天线16是一单极天线(Monopole Antenna)，且具有一第一连接臂160、一长臂162、一第二连接臂164及一短臂166。该长臂162的前端连接该第一连接臂160的顶部，该长臂162的后端连接该第二连接臂164的顶端。该第二连接臂164的底端连接该短臂166。该第二连接臂164正对该第一连接臂160，该短臂166与该长臂162相正对。

该高频辐射天线18为耦合馈入结构，且形成一循环天线(Loop Antenna)，该高频辐射天线18具有一匹配臂180、一第三连接臂182、一第一耦合件184、一第二耦合件186、一短路件188及一接地臂189。该匹配臂180的后端连接该第一连接臂160的底部。该第三连接臂182的底端连接该匹配臂180的前端。该第一耦合件184连接该第三连接臂182的顶端，且正对该匹配臂180，该第一耦合件184与该匹配臂180之间有一间隙。该第二耦合件186位于该基板10的顶部与该第一耦合件184之间，且与该第一耦合件184保持有一耦合间隙。该短路件188的顶端连接该第二耦合件186，该短路件188的底端连接该接地臂189，该接地臂189位于该基板10的底部与该匹配臂180之间，并与该接地臂189保持一间隙。

该辐射体14设于该基板10的顶部，且面对该天线部12的低频辐射天线16的长臂162及该高频辐射天线18的第二耦合件186，该辐射体14连接该高频辐射天线的第二耦合件186，在此实施例中，该幅射体14以焊接方式固定于该基板10的顶部。该辐射体14较佳地选用一金属片，且相对该基板10保持垂直。该辐射体14是该多频天线1的主要辐射结构，从该辐射体14与该高频辐射天线18的焊接点141来区分，可概分出两个共振频段，分别是焊接点141右边的低频段704～800MHz与焊接点141左边的高频段2000～2700MHz，及左边最末端为1710～1900MHz的共振位置。如此，本实用新型的多频天线能借由改变该辐射体14的长度来达到控制天线的频宽。

需要特别注意的是，该低频辐射天线16主要的共振频段在800～960MHz，且该低频辐射天线16与该辐射体14之间的耦合量也会影响高频段(2000～2700MHz)及整个低频段的天线效率，详细说明如后。该高频辐射天线18主要的共振频段在1710～2700MHz。如此，本实用新型多频天线在实际运作时，就能涵盖多种频段，且符合长期演进天线(Long Term Evolution，LTE)的技术规范。

本实用新型的多频天线1被应用于各种可携式电子装置，该可携式电子装置可以是平板电脑、笔记型电脑、手机、电子书、电子相框、数位相机、全球定位***(GlobalPositioning System，GPS)及个人数位助理(Personal Digital Assistant，PDA)等。

如图2所示，图2是本实用新型多频天线1应用于该可携式电子装置的示意图。该可携式电子装置包括一本体2、一接地片3及两信号线4、5。该本体2具有一接地层20及一无线模组22，以笔记型电脑为例，该本体2包括屏幕模组、主机板、键盘及外壳等，实际上，该些组成随产品的不同而有所增减，例如，平板电脑的屏幕模组具有触控功能，且省略键盘，再者，该本体2的组成并非本实用新型的要点，于此不再赘述。

该多频天线1设于该本体2上，该多频天线1没有固定的安装位置，会随本体2组成的配置而有调整。其中，该低频辐射天线的第一连接臂160的底部有一馈入点(feeding point)161。该接地片3的一端连接该高频辐射天线18的接地臂189，其另一端连接该本体2的接地层20，以扩大该多频天线1与该本体2的接地面积。一信号线4的两端分别连接该高频辐射天线18的接地臂189及该无线模组22，另一信号线5的两端分别连接该低频辐射天线的第一连接臂160的馈入点161及该无线模组22，如此，该无线模组22就能借由该多频天线1传送及接收封包数据。实际上，本实用新型的多频天线1也可以安装在桌上型电脑及电视机等装置内。

然而，该低频辐射天线16与该辐射体14之间的耦合量会影响频段2000～2700MHz及整个低频的天线效率，因此，请参照图3及图4，分别是本实用新型第二及第三较佳实施例多频天线的示意图，该图3的多频天线未绘示图1中的焊接点，图4的多频天线则未绘示该幅射体。该多频天线6也符合长期演进天线的技术规范，该多频天线6与第一较佳实施例的差异在于，该低频辐射天线66还有一延伸部663，该延伸部663凸伸自该低频辐射天线66的长臂662，且位于该长臂662及该辐射体64之间，表示，该低频辐射天线66与该辐射体64耦合的间隙缩小，该多频天线6相对于该多频天线1的辐射效率也会受到改变。如图5所示，绘示图1及图3中的多频天线的天线效率图。该多频天线1、6在不同频段所呈现出的天线效率略有差异，因此，可依据设计上的需求调整该延伸部663的面积，来达到适合每一国家对通信质量及标准需求的天线效率。

请再参照图3，该匹配臂680有一凸缘681，该接地臂689具有一缺口690，该凸缘681正对该缺口690。通常，该信号线的阻抗为50欧姆(Ω)，而该多频天线的阻抗理想也是等于50欧姆(Ω)，表示该多频天线6与该信号线的阻抗达到完全匹配(matching)，此时，信号线传送至该多频天线6的信号就不会产生反射。然而，在实务中，要达到完全阻抗匹配是困难的，因为需要许多不可控因素(例如，零件材料)的配合，才能达到阻抗完全匹配，因此，本实用新型借由上述结构的设计，使该多频天线6的阻抗能更趋近于50欧姆(Ω)。

如图6所示，绘示本实用新型第四较佳具体实施例的多频天线的示意图，该图6的多频天线省略该幅射体。相较于第二较佳具体实施例的多频天线6，该多频天线7的短路件788具有一凸耳791及一短路臂792。该凸耳791位于该第二耦合件786的前端，且与该第三连接臂782保持一间隙，该短路臂792连接该凸耳791与该接地臂789，并与该凸耳791保持一间隙。在此实施例的设计也是为了使该多频天线7符合阻抗趋近于50欧姆(Ω)。

图7是第二及第四较佳实施例的多频天线的VSWR比较图。驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)是用以显示该多频天线6、7的阻抗匹配情况，如图7所示，于上述的频率范围704～960MHz及1710～2700MHz内，其驻波比均被控制在合理范围内，其中在高频段时，其驻波比更是趋近于1，表示该多频天线与该输入的阻抗趋近于完美(即50欧姆)。

Claims

1.一种多频天线，其特征在于，包括：

一基板；

一天线部，设于该基板上，且位于该基板的一侧，该天线部包括一低频辐射天线及一高频辐射天线，该低频辐射天线具有一第一连接臂、一长臂、一第二连接臂及一短臂，该长臂的前端连接该第一连接臂的顶部，其后端连接该第二连接臂的顶端，该第二连接臂的底端连接该短臂，该第二连接臂正对该第一连接臂，该短臂与该长臂是相正对，该高频辐射天线具有一匹配臂、一第三连接臂、一第一耦合件、一第二耦合件、一短路件及一接地臂，该匹配臂的后端连接该第一连接臂的底部，该第三连接臂的底端连接该匹配臂的前端，该第一耦合件连接该第三连接臂的顶端，且正对该匹配臂，该第二耦合件位于该基板的顶部与该第一耦合件之间，该短路件的顶端连接该第二耦合件，该短路件的底端连接该接地臂，该接地臂位于该基板的底部与该匹配臂之间；及

一辐射体，设于该基板的顶部，且面对该天线部的低频辐射天线的长臂及该高频辐射天线的第二耦合件，该辐射体连接该高频辐射天线的第二耦合件。

2.如专利权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该低频辐射天线还有一延伸部，凸伸自该长臂，且位于该长臂及该辐射体之间。

3.如专利权利要求2所述的多频天线，其特征在于，该匹配臂有一凸缘，该接地臂具有一缺口，该凸缘正对该缺口。

4.如专利权利要求2所述的多频天线，其特征在于，该短路件具有一凸耳及一短路臂，该凸耳位于该第二耦合件的前端，且与该第三连接臂保持一间隙，该短路臂连接该凸耳与该接地臂，并与该凸耳保持一间隙。

5.如专利权利要求1所述的多频天线，其特征在于，还包括一接地片及两信号线，该接地片连接该高频辐射天线的接地臂，该两信号线的其中一个连接该接地臂，其中，该第一连接臂的底部有一馈入点，该两信号线的另一个连接该第一连接臂的馈入点。