多頻天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多頻天線，包括接地面、輻射部、第一延伸部以及第二延伸部。輻射部包括電性相連的第一區(qū)段與第二區(qū)段，且第一區(qū)段具有一饋入點(diǎn)。第一延伸部與第二延伸部從接地面延伸而出。第一延伸部與第一區(qū)段相隔第一耦合間距，且第二延伸部與第二區(qū)段相隔第二耦合間距。多頻天線通過輻射部工作在第一頻帶，且來自輻射部的饋入信號通過第一耦合間距與第二耦合間距激發(fā)第一延伸部與第二延伸部，以致使多頻天線還工作在第二頻帶與第三頻帶。
【專利說明】多頻天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種天線，且特別是有關(guān)于一種多頻天線。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，各式的無線通信裝置，例如:智能型手機(jī)、平板電腦、個(gè)人無線導(dǎo)航、可攜式播放器等，都把目前所有的通信功能全部整合在裝置內(nèi)，而不僅僅只是包含單一的無線通信功能。此外，為了節(jié)省裝置的硬件空間，無線通信裝置中的單一無線通信芯片可支持多種無線通信功能，例如:無線相容認(rèn)證(wireless fidelity,以下簡稱WiFi)、全球定位系統(tǒng)(global posit1ning system,以下簡稱GPS)以及藍(lán)牙(Bluetooth,以下簡稱BT)等各種通信協(xié)議下的通信功能。
[0003]在所對應(yīng)的天線方面，現(xiàn)有的無線通信裝置往往必須內(nèi)建多個(gè)天線(例如，WiFi天線、GPS天線等)，以分別支持各種通信功能。然而，隨著內(nèi)建天線的增加，無線通信裝置必須耗費(fèi)較大的硬件空間來配置天線，進(jìn)而限縮了無線通信裝置在微型化上的發(fā)展。除此之外，為了增加天線的輻射效率或是增益，現(xiàn)有的天線設(shè)計(jì)常常使用激光直接成型(LaserDirect Structuring,以下簡稱LDS)技術(shù)或是鐵件材料來形成具有不規(guī)則立體結(jié)構(gòu)的天線。然而，此種設(shè)計(jì)方式也必須耗費(fèi)較大的硬件空間來配置天線。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種多頻天線，可通過輻射部分別與兩個(gè)延伸部產(chǎn)生耦合效應(yīng)，進(jìn)而可產(chǎn)生多個(gè)共振模態(tài)并支持多種通信功能。
[0005]本發(fā)明的多頻天線，包括接地面、輻射部、第一延伸部以及第二延伸部。輻射部包括電性相連的第一區(qū)段與第二區(qū)段，且第一區(qū)段鄰近接地面的一邊緣具有一饋入點(diǎn)。第一延伸部從接地面的邊緣延伸而出，并與第一區(qū)段相隔第一耦合間距。第二延伸部從接地面的邊緣延伸而出，并與第二區(qū)段相隔第二耦合間距。其中，多頻天線通過輻射部工作在第一頻帶，且來自輻射部的饋入信號通過第一耦合間距與第二耦合間距激發(fā)第一延伸部與第二延伸部，以致使多頻天線還工作在第二頻帶與第三頻帶。
[0006]基于上述，多頻天線可通過輻射部分別與兩個(gè)延伸部產(chǎn)生耦合效應(yīng)。藉此，多頻天線將可產(chǎn)生多個(gè)共振模態(tài)，進(jìn)而可工作在多個(gè)頻帶并支持多種通信功能。相對地，在應(yīng)用上，無線通信裝置僅需內(nèi)建單一的多頻天線就可支持具有多種通信功能的無線通信芯片，進(jìn)而達(dá)到縮減硬件空間的效果，并有助于微型化上的發(fā)展。
[0007]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的返回?fù)p失圖；
[0010]圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的增益圖；
[0011]圖4-5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的場型圖。
[0012]附圖標(biāo)記說明:
[0013]100:多頻天線；
[0014]110:接地面；
[0015]111:接地面的一邊緣；
[0016]120:福射部；
[0017]121:第一區(qū)段；
[0018]122:第二區(qū)段；
[0019]123:第三區(qū)段；
[0020]124:第四區(qū)段；
[0021]130:第一延伸部；
[0022]131:第一延伸部的第一端；
[0023]132:第一延伸部的第二端；
[0024]140:第二延伸部；
[0025]141:第二延伸部的第一端；
[0026]142:第二延伸部的第二端；
[0027]CDl:第一耦合間距；
[0028]CD2:第二耦合間距；
[0029]FP:饋入點(diǎn)；
[0030]L:長度；
[0031]H:高度；
[0032]DT:間距；
[0033]210:第一頻帶；
[0034]220:第二頻帶；
[0035]230:第三頻帶。

【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，多頻天線100包括接地面110、輻射部120、第一延伸部130與第二延伸部140。其中，輻射部120包括第一區(qū)段121與第二區(qū)段122。第一區(qū)段121鄰近接地面110的一邊緣111并具有一饋入點(diǎn)FP，且第一區(qū)段121電性連接第二區(qū)段122。再者，第一延伸部130與第二延伸部140從接地面110的邊緣111延伸而出。此外,第一延伸部131與第一區(qū)段121相隔第一稱合間距⑶I，且第二延伸部132與第二區(qū)段相隔第二耦合間距⑶2。
[0037]在操作上，多頻天線100通過輻射部120的饋入點(diǎn)FP接收一饋入信號。藉此，輻射部120將可在饋入信號的激發(fā)下產(chǎn)生第一共振模態(tài)，進(jìn)而致使多頻天線100可工作在第一頻帶。此外，來自輻射部120的饋入信號可通過第一耦合間距⑶I激發(fā)第一延伸部130，以致使多頻天線100可通過第一延伸部130產(chǎn)生第二共振模態(tài)，進(jìn)而可工作在第二頻帶。另一方面，來自輻射部120的饋入信號可通過第二耦合間距⑶2激發(fā)第二延伸部140，以致使多頻天線100可通過第二延伸部140產(chǎn)生第三共振模態(tài)，進(jìn)而可工作在第三頻帶。
[0038]換言之，輻射部120可分別與兩個(gè)延伸部130與140產(chǎn)生耦合效應(yīng)。如此一來，多頻天線100除了可以通過輻射部120產(chǎn)生一共振模態(tài)以外，還可通過兩個(gè)延伸部130與140產(chǎn)生不同的共振模態(tài)。因此，多頻天線100可工作在多個(gè)頻帶，進(jìn)而可同時(shí)支持多種通信功倉泛。
[0039]舉例來說，圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的返回?fù)p失(return loss)圖。如圖2所示，在此實(shí)施例中，輻射部120、第一延伸部130與第二延伸部140將相當(dāng)于一天線元件，且此天線元件的長度L與高度H分別為26mm與6mm。此外，多頻天線100可工作在第一頻帶210、第二頻帶220與第三頻帶230，且第一頻帶210涵蓋2G所需頻帶范圍(2300?2700MHz)，第二頻帶220涵蓋5G所需頻帶范圍(5150?5875MHz)，第三頻帶230涵蓋GPS與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLObal NAvigat1n Satellite System,以下簡稱GL0NASS)所需頻帶范圍(1565 ?1612MHz)。
[0040]再者，圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的增益圖，且圖4-5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多頻天線的場型圖。如圖3所示，多頻天線100在第一頻帶210、第二頻帶220與第三頻帶230皆有不錯(cuò)的天線增益。特別是，在第一頻帶210中，多頻天線100的增益高達(dá)-ldB，亦即多頻天線100的天線效率高達(dá)90%。此外，圖4-5為多頻天線100工作在第一頻帶210下于Y-Z與X-Z平面的輻射場型。如圖4-5所示，多頻天線100在第一頻帶210下具有全向性(Omn1-direct1n)的福射場型,且多頻天線100的上下場型的差距在IdB以內(nèi)。藉此，在實(shí)際應(yīng)用上，多頻天線100無論是設(shè)置在無線通信裝置的上側(cè)或是下側(cè)，多頻天線100都可以接收到GPS信號。
[0041]值得一提的是，由于多頻天線100可通過多個(gè)共振模態(tài)同時(shí)支持多種通信功能，因此無線通信裝置僅需內(nèi)建單一的多頻天線100就可支持具有多種通信功能的無線通信芯片，進(jìn)而達(dá)到縮減硬件空間的效果，并有助于微型化上的發(fā)展。除此之外，多頻天線100無需利用LDS技術(shù)或是鐵件材料就具有良好的輻射場型與增益，故可更進(jìn)一步地縮減硬件空間。
[0042]請繼續(xù)參照圖1。就多頻天線100的細(xì)部架構(gòu)而言，輻射部120、第一延伸部130與第二延伸部140沿著接地面110的111邊緣依序排列。此外，第一延伸部130的第一端131電性連接至接地面110的邊緣111，且第一延伸部130的第二端132為一開路端。相似地，第二延伸部140的第一端141電性連接至接地面110的邊緣111，且第二延伸部140的第二端142為一開路端。再者，第一延伸部130的第一端131相對于輻射部120的第一區(qū)段121，且第二延伸部140的第二端132相對于輻射部120的第二區(qū)段122。
[0043]第一延伸部130用以提供第一共振路徑，且第一共振路徑是從第一延伸部130的第一端131延伸至第一延伸部130的第二端132。此外,第一延伸部130是米用四分之一波長的共振機(jī)制，因此第一共振路徑的長度約為第二頻帶中一最低頻率的波長的1/4倍。相似地，第二延伸部140用以提供第二共振路徑，且第二共振路徑是從第二延伸部140的第一端141延伸至第二延伸部140的第二端142。此外，第二延伸部140也是采用四分之一波長的共振機(jī)制，因此第二共振路徑的長度約為第三頻帶中一最低頻率的波長的1/4倍。
[0044]在整體配置上，第一延伸部130的第一端131鄰近輻射部120的第一區(qū)段131。此夕卜，第一延伸部130的第一端131與第二延伸部140的第一端141的間的間距DT大于第三頻帶的最低頻率的1/20波長。再者，第一耦合間距CDl介于第二頻帶的最低頻率的波長的I倍至2倍之間，且第二耦合間距⑶2介于第三頻帶的最低頻率的波長的I倍至2倍之間。另一方面，在一實(shí)施例中，第二延伸部140還包括至少一彎折，以藉此更進(jìn)一步地降低多頻天線100所耗費(fèi)的硬件空間。
[0045]更進(jìn)一步來看，輻射部120還包括第三區(qū)段123與第四區(qū)段124。其中，第三區(qū)段123與第四區(qū)段124皆電性連接第二區(qū)段122。此外，第三區(qū)段123用以延伸輻射部120的共振路徑，以符合實(shí)際的應(yīng)用需求。再者，第四區(qū)段124相對于第二延伸部140的第二端142，以藉此增加輻射部120與第二延伸部140之間的耦合效應(yīng)。另一方面，在一實(shí)施例中，接地面110、輻射部120、第一延伸部130與第二延伸部140可位于同一水平面(例如，X-Z平面)上。亦即，指向性天線100可具有一平面結(jié)構(gòu)，并可同時(shí)配置在一基板的一表面上，例如:印刷電路板或是軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board)。
[0046]綜上所述，本發(fā)明的多頻天線可通過輻射部分別與兩個(gè)延伸部產(chǎn)生耦合效應(yīng)。藉此，多頻天線將可產(chǎn)生多個(gè)共振模態(tài)，進(jìn)而可工作在多個(gè)頻帶并支持多種通信功能。相對地，在應(yīng)用上，無線通信裝置僅需內(nèi)建單一的多頻天線就可支持具有多種通信功能的無線通信芯片，進(jìn)而達(dá)到縮減硬件空間的效果，并有助于微型化上的發(fā)展。
[0047]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多頻天線，其特征在于，包括: 一接地面； 一輻射部，包括電性相連的一第一區(qū)段與一第二區(qū)段，該第一區(qū)段鄰近該接地面的一邊緣并具有一饋入點(diǎn)； 一第一延伸部，從該接地面的該邊緣延伸而出，并與該第一區(qū)段相隔一第一耦合間距；以及 一第二延伸部，從該接地面的該邊緣延伸而出，并與該第二區(qū)段相隔一第二耦合間距； 其中，該多頻天線通過該輻射部工作在一第一頻帶，且來自該輻射部的一饋入信號通過該第一耦合間距與該第二耦合間距激發(fā)該第一延伸部與該第二延伸部，以致使該多頻天線還工作在一第二頻帶與一第三頻帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該輻射部、該第一延伸部與該第二延伸部沿著該接地面的該邊緣依序排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該第一延伸部的第一端電性連接至該接地面的該邊緣并相對于該第一區(qū)段，且該第一延伸部的第二端為一開路端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該第二延伸部的第一端電性連接至該接地面的該邊緣，且該第二延伸部的第二端為一開路端并相對于該第二區(qū)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該第一延伸部的第一端與該第二延伸部的第一端分別電性連接至該接地面的該邊緣，該第一延伸部的第一端鄰近該第一區(qū)段，且該第一延伸部的第一端與該第二延伸部的第一端之間的間距大于該第三頻帶的一最低頻率的1/20波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該第一延伸部提供一第一共振路徑，且該第一共振路徑的長度為該第二頻帶中一最低頻率的波長的1/4倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多頻天線，其特征在于，該第一耦合間距介于該最低頻率的波長的I倍至2倍之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該第二延伸部提供一第二共振路徑，且該第二共振路徑的長度為該第三頻帶中一最低頻率的波長的1/4倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多頻天線，其特征在于，該第二耦合間距介于該最低頻率的波長的I倍至2倍之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其特征在于，該接地面、該輻射部、該第一延伸部與該第二延伸部位于同一水平面上。
【文檔編號】H01Q5/364GK104377430SQ201310356321
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】張琨盛, 林敬基, 鄒明佑 申請人:宏碁股份有限公司