CN100397703C

CN100397703C - 天线装置

Info

Publication number: CN100397703C
Application number: CNB2004100598187A
Authority: CN
Inventors: 董浩钧
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: CN1713448A

Abstract

一种天线装置，适用于移动通讯单元的无线信号收发，移动通讯单元具有一电路板，其上表面布设有一信号处理电路用以处理无线信号，天线装置包括：天线本体、金属馈线以及接地金属层。天线本体设置于移动通讯单元的侧边，用以收发信号。金属馈线，是制作于电路板上表面，其一端与天线本体连接，另一端则由电路板中央馈入信号处理电路。接地金属层，布设于电路板下表面。当移动通讯单元进行无线信号传输时，由于金属馈线是由电路板中央馈入信号处理电路，使得接地金属层表面产生均匀分布的电流，并使得天线装置产生全向性的辐射场型。

Description

天线装置

技术领域：

本发明是关于一种天线装置，特别是一种使用于移动通讯单元上的天线装置。

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。

然而，手机产品的种类繁多，以折迭式手机为例，其搭配的天线最常见的就属螺旋式天线，当手机使用螺旋天线时，天线于高频操作时常有一些问题产生，如图1所示，当天线装置10设置于手机一侧时，其馈入点16是在手机电路板24的边缘部位，馈入方式则由一金属馈线18连接至天线接点20，再借由馈入金属片或连接器连接到天线接点20(如图1的天线接头座14)。

采用此种类型天线的手机，于DCS频带(1710MHz～1880MHz)操作时，因为接地面22的表面电流分布不均，造成辐射场型塌陷。如图2所示，为图1的天线装置操作于1800MHz时的模拟辐射场型图，由图上可知，天线在y-z平面正y轴方向有场型塌陷的问题，使得该方向讯号强度较弱，造成收讯的死角，这也将使得手机左侧的收发信号能力较差，进而影响产品的整体收发信号的效能。

因此，为改善此一问题，本发明提供一种天线装置的设计，有效解决天线于高频传输频带场型不均的问题，进而增强手机的收发信号的能力。

发明内容：

本发明的目的是提供一种天线装置的设计，借由金属馈线由电路板中央馈入的结构，使得天线装置于高频传输时，具有优选的辐射特性。

本发明提供一种天线装置，适用于移动通讯单元(本发明是以移动电话为例)的无线信号收发，该移动电话具有一电路板，其上表面布设有一信号处理电路用以处理无线信号，该天线装置包括：螺旋本体、金属馈线以及接地金属层。螺旋本体是设于该移动电话的电路板的侧边上，用以收发无线信号，该螺旋本体还包括一天线接头座。金属馈线是制作于该电路板的上表面，其一端是与该天线接头座连接，金属馈线的另一端则是由该电路板的一侧边中央馈入该信号处理电路。

接地金属层是布设于该电路板的下表面。当移动电话在进行无线信号传输时，由于该天线装置的金属馈线是由该电路板的中央馈入该信号处理电路，使得该接地金属层的表面产生均匀分布的电流，并使得该天线装置产生全向性的辐射场型。

附图说明：

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

图1为传统技术中，天线装置位于手机一侧的相对位置示意图；

图2为根据第1图的天线装置操作于1800MHz的辐射场型说明图；

图3为根据本发明优选实施例的天线装置与手机的相对位置示意图；

图4为根据图3的天线装置操作于1800MHz的辐射场型说明图；

图5为根据本发明优选实施例的天线装置关于频率-反射阻抗的模拟结果；以及

图6a～图6d为本发明其它实施例的说明示意图。

图号对照表：

10、30天线装置 12、32天线本体

14、34天线接头座 16、36馈入点

18、38金属馈线 20、40天线接点

22接地面 24电路板

32天线本体 42接地金属层

44电路板

441上表面

442下表面

具体实施方式：

本发明提供一种天线装置，特别是一种使用于移动通讯单元上的天线装置。在本发明中，借由改变连接于天线本体与信号处理电路的金属馈线的馈入位置，使得天线于高频操作时，具有优选的辐射场型。以下列举一优选实施例以说明本发明，然而此仅为一举例，而并非用以限定发明本身。有关此优选实施例的内容详述如下。

请参考图3所示，是根据本发明优选实施例的天线装置与手机的相对位置示意图，本发明的移动通讯单元(本发明是以折迭式手机为例)是具有一天线装置30以及一电路板44。其中电路板44的上表面441是布设有一信号处理电路(图中未示)，用以处理所接收的无线信号；该天线装置30则包括：一天线本体32、一金属馈线38以及一接地金属层42。天线本体32是固定于该手机的电路板44的侧边上，用以收发无线信号，该天线本体32还包括一天线接头座34。

金属馈线38是制作于该电路板44的上表面441，可与电路板44上的线路(circuitry)同时印制于该电路板44上。其中金属馈线38的一端是透过一天线接点40与该天线接头座34连接，其另一端则是由该电路板44的一侧边中央借由一馈入点36馈入信号处理电路。应注意的是，调整金属馈线38的馈入位置，将可能影响天线的谐振频率，其长度是根据天线的操作频带而有所限制，也就是说，整体天线的等效长度(包括天线本体32、天线接头座34、金属馈线38等部分)需符合操作频带波长的四分之一。此外，天线本体32在本实施例中是以螺旋天线为例，并非用以限定本发明。

另外，接地金属层42是布设于该电路板44的下表面442。因此，当手机在进行无线信号传输时，由于该天线装置30的金属馈线38是由该电路板44的中央馈入该信号处理电路，使得接地金属层42的表面将可产生均匀分布的电流，并使得天线装置30产生全向性的辐射场型。请同时参考图4，其是根据图3的天线装置操作于1800MHz的辐射场型说明图，其中天线的主要组件尺寸说明如下：天线本体32(螺旋天线)的半径与高度分别为3mm和5.5mm；电路板44的尺寸为80×40×2mm3；天线接头座34为3mm的金属铜柱。由图可知，当天线的金属馈线38自中间馈入后，原本在y-z平面上收讯的死角已经消失，天线于该操作频率下有近似于全向性的场型，具有优选的辐射特性。

请参考图5，是根据本发明的天线装置30于频率-反射阻抗的模拟结果，其是透过控制金属馈线38的长度，使得本发明的天线装置30仍能维持于GSM与DCS系统频带(GSM：880MHz～960MHz；DCS：1710MHz～1880MHz)的正常使用。另外，参考图6a～图6d所示，是为本发明其它实施例的说明示意图，其中图6a、图6b、图6d的金属馈线38是具有一个以上的九十度折角，不过，金属馈线38的长度限制仍需符合所欲操作的频带波长的四分之一。

本发明的天线装置的设计具有如下的优点，包括：

(1)毋须变动天线装置的主要组件(包括移动通讯单元整体之外观设计)，即可改善原先于高频带传输时，所产生的天线辐射场型塌陷的问题。

(2)借由改变连接于天线本体与信号处理电路的金属馈线的馈入位置，使得天线于高频操作时，具有接近全向性的辐射场型，提升天线的信号传输效能。

本发明虽以优选实例阐明如上，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，均应包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种天线装置，适用于一移动通讯单元的无线信号收发，所述移动通讯单元具有一电路板，其上表面布设有一信号处理电路用以处理无线信号，所述天线装置至少包括：

一天线本体，设于所述移动通讯单元的一侧边，用以收发无线信号；

一金属馈线，制作于所述电路板的上表面，其一端与所述天线本体连接，其另一端则是临近该天线本体且由所述电路板的一侧边中央馈入所述信号处理电路；以及

一接地金属层，布设于所述电路板的下表面；

当所述移动通讯单元在进行无线信号传输时，由于所述天线装置的金属馈线是由所述电路板的一侧边中央馈入所述信号处理电路，使得所述接地金属层的表面产生均匀分布的电流，并使得所述天线装置产生全向性的辐射场型。

2.如权利要求1的天线装置，其中所述的天线本体是一螺旋天线。

3.如权利要求2的天线装置，其中所述的螺旋天线还包括一天线接头座，用以连接所述螺旋本体与所述金属馈线。

4.如权利要求1的天线装置，其中所述的移动通讯单元是一移动电话。

5.如权利要求1的天线装置，其中所述的金属馈线具有一个以上的九十度折角。

6.一种移动通讯单元，包括：

一电路板；

一信号处理电路，布设于所述电路板的上表面；以及

一天线装置，用以收发无线信号，其中所述天线装置还包括：

一接地金属层，布设于所述电路板的下表面；

7.如权利要求6的移动通讯单元，其中所述的天线本体是一螺旋天线。

8.如权利要求7的移动通讯单元，其中所述的螺旋天线还包括一天线接头座，用以连接所述螺旋天线与所述金属馈线。

9.如权利要求6的移动通讯单元，其中所述的移动通讯单元是一移动电话。

10.如权利要求6的移动通讯单元，其中所述的金属馈线具有一个以上的九十度折角。