CN100358182C - 双频天线 - Google Patents

Abstract

一种双频天线，包含：一金属带，制作于一基板上，包括一第一部分与一第二部分，且第一部分的尾端连接第二部分。以及一馈电接脚，延伸自第一部分的头端，用以连接一讯号处理电路。其中通讯组件通过第一部分得以收发在一第一频带内的讯号，通过金属带得以收发一第二频带的讯号。

Description

双频天线

技术领域：

本发明是关于一种天线装置，特别是一种制作在印刷电路板上的多频带天线。

背景技术：

随着无线通讯技术的突飞猛进，各式的通讯产品与技术也如雨后春笋般的出现，双频模块、三频模块、甚至是更多频段的模块应用更是近年来的趋势。一项产品若想要得到消费者广泛的接受与肯定，其产品的效能、外观、尺寸，就成为非常重要的关键，而通讯产品除了产品本身的考虑之外，最重要的莫过于是讯号的收发效能，因为讯号的收发效能，对于产品在消费者评价比重中占有很大一部份的比例，而与讯号收发效能最直接相关的，莫过于产品上的天线装置，同时兼顾天线的收发效能并配合通讯产品的整体性考虑，已成为业界一致的努力目标。

在传统技术中，由Zhinong Ying，Lund获得美国专利第6,166,694号题目为″Printed Twin Spiral Dual Band Antenna″，即为多频带天线的一实施例。请参考图1，Zhinong Ying，Lund所提供的天线是制作于一介电物质2上，并通过该介电物质使天线不与印刷电路板(PCB)1电性接触，仅通过一馈电接脚6、一接地接脚7与印刷电路板10接触，而馈电接脚6与接地接脚7更通过一阻抗匹配带5来连结。天线主要是由两部分所组成，包含：一第一导体螺旋带3与一第二导体螺旋带4，其中，通过第一导体螺旋带3的部分，使得此双螺旋双频天线得以收发一较低频带的讯号；通过第二导体螺旋带4的部分，使得此双螺旋双频天线得以收发一较高频带的讯号，也就是借由个别的导体螺旋带形成两个电流路径的谐振，而达到多频带传输的目的。

由传统技术明显可知，天线与印刷电路板10之间，仍须有一介电物质2作为隔绝，在制作工艺上，需增加制作此一介电物质2的步骤；另一方面，天线的制作与产品主要电路的制作是分开的两个制作工艺步骤，若能简化制作工艺步骤，对于制作工艺时间的掌握将更具竞争力。此外，电路设计时预留一块区域作为天线使用区域，在实际电路板的设计上较无弹性。有鉴于此，借由本发明的公开，除可达成设计一在电路板上的双频天线的目的外，更可以更方便、更弹性的方式来设计电路的布局。

发明内容：

本发明的目的为提供一种双频天线的设计。

本发明的另一目的为提供一种可与通讯组件的主要电路同时制作的多频带天线。

根据本发明第一实施例，是由制作于一基板上的金属带所构成，其中该金属带是由两L形部分所组成，包含第一L形部份与第二L形部份：第一部份的尾端(也就是L形短边部分)连结第二部分的L形长边部分，此外，第一部份的头端更延伸出一馈电接脚，用以连接一讯号处理电路。由于金属带的第一部分的等效长度是约为第一频带的四分之一波长，使得通讯组件得以通过该第一部分得以收发在第一频带内的讯号；并通过该金属带的第二部分的长度调整，使得该金属带得以收发第二频带内的讯号，再经过组件中的讯号处理电路，选择性的对第一频带与第二频带的讯号通讯，完成双频带传输的目的。此外，当金属带的第一部分在单独使用时，其原本就有低频频带与高频频带两个频带的效应，惟其高频效应的频带难以控制在真正会使用的频带，例如当低频频带为900MHz时，其高频频带往往存在于2.2GHz以上，与需要的1.7GHz相距甚远，本发明另通过第二部分的加入与调整，使其高频频带往低频方向加宽，使得频带可为在高频与低频两个适当的频带可以使用。

根据本发明第二实施例，与第一实施例不同的是，本实施例的金属带是分别制作于一基板的相对表面，并通过一导电贯孔连接金属带的第一部份与一第二部分。与第一实施例相同的是：该第一部份与一第二部分同样呈L形，且第一部份的尾端(也就是L形短边部分)连结第二部分的L形长边部分，此外，第一部份的头端更延伸出一馈电接脚，用以连接一讯号处理电路。本发明实施例与第一实施例具有相近的操作频带范围，使得配合本发明实施例的天线装置，通讯组件同样可做多频带的讯号处理。

附图说明：

借由以下详细的描述并结合附图，将可轻易明了上述内容及此项发明的诸多优点，其中：

图1为传统技术的双螺旋双频天线装置；

图2为根据本发明的通讯组件的电路架构方块图；

图3为根据本发明第一实施例的双频天线；

图4为根据本发明第一实施例的电压驻波比(VSWR)对频率的量测关系图；

图5为根据本发明第二实施例的双频天线；以及

图6为根据本发明第二实施例的电压驻波比(VSWR)对频率的量测关系图。

图号对照表：

1、10 印刷电路板    2介电物质

3第一导体螺旋带     4第二导体螺旋带

5阻抗匹配带         6馈电接脚

7接地接脚           12天线

14主要电路          16讯号处理电路

20、30基板          22金属带

24、34馈电接脚      221第一部份

32金属带            221a第一部份的长边

321第一部份         221b第一部份的短边

321a第一部份的长边  222第二部分

321b第一部份的短边  222a第二部份的长边

322第二部分         222b第二部份的短边

322a第二部份的长边

322b第二部份的短边

具体实施方式：

本发明提供一种多频带天线的设计，特别是一种可与通讯组件的主要电路同时制作的多频带天线。在本发明中，借由组成天线的两部分结构，使得装置有本发明天线的通讯组件，得以有效收发两个频带范围的讯号。如图2所示，是根据本发明的通讯组件的电路架构方块图，其中通讯组件的印刷电路板10上包含一天线12以及一主要电路14，通过天线12以及主要电路14中的讯号处理电路16，选择性的对第一频带与第二频带的讯号通讯，完成双频带传输的目的。其中上述通讯组件可为移动通讯装置(如：手机、smart phone)、无线网络卡等无线通讯产品。以下兹列举天线装置部分的两个较佳实施例以说明本发明，所述较佳实施例仅为举例，而并非用以限定发明本身。有关此二较佳实施例的内容详述如下。

第一实施例

请参照图3所示，为根据本发明第一实施例的双频天线，是由制作于一基板20上的一条金属带22所构成，其中该金属带22是由两L形部分所组成，包含：一第一部份221与一第二部分222，且第一部份的尾端(也就是第一部份的短边221b前端)连结第二部分222(也就是第二部份的长边222a前端)，且第一部份的长边221a与第二部份的长边222a是互相平行。第一部份的头端(也就是第一部份的长边221a前端)更延伸出一馈电接脚24，用以连接一讯号处理电路(图中未示)。其中上述的基板20可选择自FR4、FR5、PTFE等介电材质的材料，而金属带22则可以铜、银、金等良导体金属配合通讯组件的主要电路，可同时以网版印刷(screen printing)的方式将第一部份221与第二部分222形成在基板20的边缘。

在本发明实施例中，由于金属带22的第一部分221的等效长度是约为第一频带(其中心频率约为900MHz)的四分之一波长，使得通讯组件得以通过该第一部分221收发在第一频带内的讯号；并通过该金属带22的第二部分222的长度或宽度的细部调整，使得该金属带22得以收发第二频带内(其频率范围约为1.6GHz～2.7GHz)的讯号，再经过组件中的讯号处理电路，选择性的对第一频带与第二频带的讯号通讯，完成双频带传输的目的。

如图4所示，是根据本发明第一实施例的电压驻波比(Voltage StandingWave Ratio，VSWR)对频率的量测关系图。由图可知，取VSWR＝3时，较低频率的可操作频带范围(也就是本发明实施例的第一频带)的中心频率约在900MHz，是符合GSM、GPRS等系统的频带范围；较高频率的可操作频带范围(也就是本发明实施例的第二频带)可涵盖符合DCS、PCS以及802.11b、802.11g等移动通讯系统与无线网络系统的频带范围，由此可知，配合本发明实施例的天线装置，使得通讯组件将可做多频带的讯号处理。

第二实施例

请参照图5所示，为根据本发明第二实施例的双频天线，与第一实施例不同的是，本实施例的金属带32是分别制作于一基板30的相异表面，并通过一导电贯孔36连接金属带32的第一部份321与一第二部分322。与第一实施例相同的是：该第一部份321与一第二部分322同样呈L形，且第一部份的尾端(也就是第一部份的短边321b前端)连结第二部分322(也就是第二部份的长边322a前端)，且第一部份的长边321a与第二部份的长边322a是互相平行。此外，第一部份的头端(也就是第一部份的长边321a前端)更延伸出一馈电接脚34，用以连接一讯号处理电路(图中未示)。

如图6所示，是根据本发明第二实施例的电压驻波比(VSWR)对频率的量测关系图。由图可知，本发明实施例与第一实施例具有相近的操作频带范围，使得配合本发明实施例的天线装置，通讯组件同样可做多频带的讯号处理。

本发明的双频天线设计具有如下的优点：

本发明的天线可用于多频带讯号的收发，使得通讯组件不再受限于天线的单频传输，有助于产品功能的提升。

仅以单一的电流路径，形成两个以上的谐振结果，达成多频带传输的目的，不用刻意留下天线面积，对于缩小微带天线的布局面积，实有助益。

本发明的双频天线可沿着电路板边缘设计，其内的空间可另用于其它用途，例如电路板的螺丝安装孔等设计，提升电路布局的弹性。

本发明双频天线与通讯组件主要电路的制作可在同一制作工艺步骤完成，有助于缩短产品制造时程。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种双频天线，用于一通讯组件中收发讯号，该双频天线至少包含：

一金属带，制作于一基板上，包括一第一部分与一第二部分，该一第一部分与一第二部分为L形，该第一部分的尾端连接该第二部分；以及

一馈电接脚，延伸自该第一部分的头端，用以连接一讯号处理电路；

其中，该通讯组件通过该第一部分得以收发在一第一频带内的讯号，通过该金属带得以收发一第二频带的讯号，该第二部分用以调整该第二频带的频率。

2.如权利要求1的双频天线，其中上述的第一频带频率低于该第二频带频率。

3.如权利要求1的双频天线，其中该基板包含一第一面和与之相对的一第二面。

4.如权利要求3的双频天线，其中该第一部分与该第二部分制作于该第一面上。

5.如权利要求3的双频天线，其中该第一部分制作于该第一面上，该第二部分制作于该第二面上，通过一导电贯孔，贯穿该基板，并使得该第一部分与该第二部分电性连接。

6.如权利要求1的双频天线，其中该通讯组件可通过该第一部分收发该第一频带与该第二频带的讯号。

7.如权利要求6的双频天线，其中调整该第二部分使该第二频带降低频率。

8.如权利要求1的双频天线，其中该第一部分是为一L形，该第一部分的短边前端是连结于该第二部分。

9.如权利要求1的双频天线，其中该第二部分为一L形，该第二部分的长边前端是连结于该第一部分。

10.一种通讯组件，是用于双频讯号的收发，该通讯组件包含：

一天线；

一讯号处理电路，该讯号处理电路可以通过该天线选择性的对在一第一频带与一第二频带的讯号通讯；

该天线包括：

一金属带，是制作于一基板上，包括一第一部分与一第二部分，该一第一部分与一第二部分为L形，该第一部分的尾端连接该第二部分；以及

一馈电接脚，是延伸自该第一部分的头端，用以连接该讯号处理电路；

其中，该通讯组件通过该第一部分得以收发在一第一频带内的讯号，且通过该金属带得以收发一第二频带的讯号，该第二部分用以调整该第二频带的频率。

11.如权利要求10的通讯组件，其中上述的第一频带频率是低于该第二频带频率。

12.如权利要求10的通讯组件，其中该基板包含一第一面和与之相对的一第二面。

13.如权利要求12的通讯组件，其中该第一部分与该第二部分制作于该第一面上。

14.如权利要求12的通讯组件，其中该第一部分制作于该第一面上，该第二部分制作于该第二面上，通过一导电贯孔，贯穿该基板，并使得该第一部分与该第二部分电性连接。

15.如权利要求10的通讯组件，其中该通讯组件可通过该第一部分收发该第一频带与该第二频带的讯号。

16.如权利要求15的通讯组件，其中调整该第二部分使该第二频带降低频率。

17.如权利要求10的通讯组件，其中该第一部分为一L形，该第一部分的短边前端是连结于该第二部分。

18.如权利要求10的通讯组件，其中该第二部分为一L形，该第二部分的长边前端是连结于该第一部分。

Images