CN100428643C

CN100428643C - 天线模块

Info

Publication number: CN100428643C
Application number: CNB2004100671252A
Authority: CN
Inventors: 吴珏香; 何代水; 张予
Original assignee: Inventec Appliances Shanghai Corp
Current assignee: Inventec Appliances Shanghai Corp
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2024-10-13
Also published as: CN1761164A

Abstract

一种应用于多频通讯装置的天线模块，包括第一天线组件、第二天线组件、第一天线开关、第二天线开关、功率放大器以及一射频发送接收晶片。其中，第一天线组件为一外置天线，提供第一频段讯号的收发。而第二天线组件为一内置天线，提供第二频段讯号的收发。第一天线开关用以提供该第一天线组件完成接收及发送的切换。第二天线开关用以提供该第二天线组件完成接收及发送的切换。功率放大器提供输出讯号的放大，再藉由该第一及第二天线开关将输出讯号发送出去。射频发送接收晶片包含了多个低噪声放大器，用以接收天线模块所接收的外来讯号。

Description

天线模块

技术领域

本发明有关于一种天线模块，特别是一种应用于多频通讯装置的天线模块。

背景技术

基于通讯上的便利性，移动电话已是日常生活中不可或缺的随身用品之一。目前国内现行的移动电话标准系统，为GSM系统。GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)泛欧数字式移动通讯系统，常被称为第二代的数字式移动电话。在GSM短短数年的发展中，GSM900MHz成为全球数字网的主导标准，全球绝大部分的GSM营运商都选择了900MHz的频段。随着GSM900频率资源日益匮乏，已成为手机网络发展的瓶颈之一。1992年，ESTIMOV推荐了个人通信网(PCN)方案，这个起初称为DCS1800的系统因其技术GSM900非常类似，后来亦有人称其为GSM1800。

GSM双频网实际上就是GSM两个频段数字移动通信系统网络的叠加。希望结合GSM900与1800的优点，以资源共享的理念，加强讯号涵盖区域，并增加系统容量，使得网络资源得到最大的经济效益。

目前市面上除了常见的双频手机外，还常见到三频手机。所谓的三频手机，是指在900MHz、1800MHz外，加入了美国所使用的1900MHz，提供使用者到美国旅行或洽公时，仍可透过漫游使用同一台手机。

由于频率的资源有线，一些国家近期向GSM/GPRS系统新开放了850MHz频段。在美国，850MHz主要使用于增强大城市拥有高密度地区的网络能力，在南美洲，许多国家只采用850MHz频段。为实现手机的全球漫游无阻碍，无疑地增加850MHz频段的四频手机是有需要的。

随着通信技术的发展，目前手机收发信机由双频，发展至三频、四频，然而相对应的四频天线设计要面临的，不是只有更高的频段带宽要求，还包括了目前手机外型朝向轻薄短小的发展趋势。

一般我们所见的双频移动电话手机的天线，是在两个频段工作，也就是透过同一天线实现双频段的收发。此类天线具有两个不同的谐振点，及低频段谐振点极高频段谐振点。其中，低频段通带范围为：880-960MHz(GSM900)，高频段通带范围为：1710-1880MHz(DCS1800)。为了符合整体手机轻薄短小的设计要求，天线的面积受到手机机壳内的空间限制而无法有较大的尺寸。之后出现的三频手机天线，是透过加宽高频段谐振通带范围而得。按照此种设计思想，我们一般可以透过加宽低频段通带范围来设计所需的四频天线。

然而，此类双频天线的谐振振子并非是独立协调的，每一个未用振子即是已用振子的寄生负载。在这种情况下，如果想透过调整天线的结构来同时获得824-960MHz及1710-1990MHz的通带范围，是非常难以实现的。硬要将大通带范围的频段整合在一起所设计出的手机天线，无法达到所需要的带宽，也因此大大影响了整个手机的接收性能。

发明内容

本发明的目的为提供一种天线模块，提供电子装置可利用该天线模块同时进行多频段的发送及接收。

本发明揭示一种应用于四频手机的天线模块，提供该手机同时实现四个频段的接收与发送，该天线模块包括第一天线组件、第二天线组件、第一天线开关、第二天线开关、第一相移器、第二相移器、射频发送接收晶片以及一功率放大器。

其中，第一天线组件为一外置天线，位于该四频手机外，提供第一频段讯号的收发。第二天线组件为一内置天线，内置于该四频手机中，提供第二频段讯号的收发。第一天线开关，提供该第一天线组件完成接收及发送的切换。第二天线开关，提供该第二天线组件完成接收及发送的切换。功率放大器用以提供输出讯号的放大，再藉由该第一及第二天线开关将该输出讯号发送出去。第一相移器，作为该第一天线开关的调制组件。第二相移器，作为该第二天线接收端的调制组件。射频发送接收晶片包含四个低噪声放大器，用以接收该天线模块所接收的外来讯号。

其中上述的第一频段是指GSM850/900频段。而第二频段是指DCS1800/PCS1900频段。本发明所揭示的天线模块，并不限定具体所采用的结构，即可根据实际要求选择天线的结构及频段。

附图说明

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

图1为本发明所揭示的天线模块的一较佳实施例结构示意图；

图2为本发明所揭示的天线模块的另一较佳实施例结构示意图。

具体实施方式

如同上述的先前背景所述，多频手机的需求日益增高，如何在兼顾多频手机通讯品质及外观日益轻薄的需求，考验着手机业者。本发明希望透过一天线模块，以双天线组件的模式，同时提供电子装置多频通讯，以及达兼顾外型美观的功能，使得随身携带的电子装置，因多频通讯而更显便利。

本发明揭示一种应用于多频通讯装置的天线模块，包括第一天线组件、第二天线组件、第一天线开关、第二天线开关、一功率放大器以及一射频发送接收晶片。其中，第一天线组件为一外置天线，提供第一频段讯号的收发。而第二天线组件为一内置天线，提供第二频段讯号的收发。第一天线开关用以提供该第一天线组件完成接收及发送的切换。第二天线开关用以提供该第二天线组件完成接收及发送的切换。功率放大器提供输出讯号的放大，再藉由该第一及第二天线开关将输出讯号发送出去。射频发送接收晶片包含了多个低噪声放大器，用以接收天线模块所接收的外来讯号。

第一实施例

请参考图1，图1为本发明所揭示的天线模块的一较佳实施例的结构示意图。图1中的天线模块1是一应用于四频手机的天线模块，提供该手机同时实现四个频段的接收与发送，该天线模块包括第一天线组件11、第二天线组件12、第一天线开关13、第二天线开关14、第一相移器15、第二相移器16、一射频发送接收晶片17以及一功率放大器18。

本发明希望透过天线模块中双天线组件的结构，以解决已知技术中多频段收发天线所面对的频宽问题。以目前亟欲发展的四频手机为例，所需要收发的四个频段为GSM850、GSM900、DCS1800、以及PCS1900。其中，第一天线组件11，用以工作于第一频段，第一频段是指GSM850及GSM900两个频段。而第二天线组件12则工作于第二频段，第二频段系指DCS1800以及PCS1900两个频段。

天线模块1中有两组天线开关。其中第一天线开关13是用以提供第一天线组件11完成接收及发送的切换。第二天线开关则提供第二天线组件12完成接收及发送的切换。上述二天线开关分别具有独立的接收端131、141以及发送端132、142，以进行讯号的传递。

当天线模块1接收一外来传输讯号(例如DCS1800)时，讯号经由合乎其谐振范围的第二天线组件12天线接收后，第二天线开关14切换使讯号经由一接收端141进入射频发送接收晶片17。途中会再通过一相移器16，为该天线模块的调制组件，用以消除噪声并重组讯号。其中射频发送接收晶片17，包含四个低噪声放大器171～174，以接收天线模块1所接收的讯号，提供来自天线讯号所需的增益与灵敏度。四个低噪声放大器用以分别接收GSM850、GSM900、DCS1800、及PCS1900四个频率。当手机欲传送讯号出去时，在通过适合发送地区特定波段的天线前(例如DCS1800)，需先通过一功率放大器18后，再通过适当波段的天线开关的发送端142后，经由第二天线组件12传送出去。

本发明所揭示的天线模块，并不限定具体所采用的结构，可根据实际要求选择天线的结构及频段。亦即可视需要，分配第一手机组件及第二手机组件为内置或外置组件。在不改变手机外观的基础上，充分的利用手机内部空间，例如设计过程中要求手机所配合的外置天线尺寸短小，可选用DCS1800/PCS1900用于外置天线。反之如果设计需求是内置天线尺寸短小，则可选用DCS1800/PCS1900用于内置天线。

第二实施例

本发明所揭示的天线模块以双天线组件为发明特征，天线模块组中其它的组件，可是实际需求加以增减。以接收晶片中的低噪声放大器(LNA)为例，本发明的天线模块亦可在使用三个低噪声放大器的情况下具体实施。

请参考图2，图2为本发明所揭示的天线模块的另一较佳实施例结构示意图。同样地以收发的四个频段(GSM850、GSM900、DCS1800、以及PCS1900)的四频手机为例。图中的天线模块2包括第一天线组件21、第二天线组件22、第一天线开关23、第二天线开关24、相移器25、射频发送接收晶片26以及功率放大器27。

其中，第一天线组件21，用以工作于第一频段，第一频段系指GSM850及GSM900两个频段。而第二天线组件22则工作于第二频段，第二频段系指DCS1800以及PCS1900两个频段。

天线模块2中亦有两组天线开关。其中第一天线开关23用以提供第一天线组件21完成接收及发送的切换。第二天线开关则提供第二天线组件22完成接收及发送的切换。上述二天线开关分别具有独立的接收端231、241以及发送端232、242，以进行讯号的传递。

射频发送接收晶片26，包含三个低噪声放大器261～263，以接收天线模块1所接收的讯号，提供来自天线讯号所需的增益与灵敏度。三个低噪声放大器用以分别接收GSM850/900、DCS1800及PCS1900三个频率。当天线模块2接收一外来传输讯号(例如GSM850)时，讯号经由合乎其谐振范围的第一天线组件21接收后，第一天线开关23切换使讯号经由接收端231进入射频发送接收晶片26。不同于上述的第一实施例，GSM850及GSM900在本实施例中的射频发送接收晶片26是使用同一个低噪声放大器261，因此不需要再通过一相移器。当手机欲传送讯号出去时，在通过适合发送地区特定波段的天线前(例如DCS1800)，需先通过一功率放大器27后，再通过适当波段的天线开关的发送端242，再经由第二天线组件22传送出去。

如同的前所述的实施例，本实施例所揭示的天线模块2，亦不限定具体所采用的结构，可根据实际要求选择天线的结构及频段。亦即可视需要，分配第一手机组件及第二手机组件为内置或外置组件。

本发明提出了一种新型的手机天线实现方式，透过采用双天线组件来达到实现多频手机的目的。优点在于在不改变手机外观的基础上，通过利用手机内部空间，设计使用内部天线，达最佳空间利用效能。另外，双天线的设计可以保证足够的带宽，确保各个频段接收性能的一致性，而且天线于单谐振点工作，可较轻易达到高效率及高增益的需求。

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。所以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在下述申请专利范围内。

Claims

1、一种应用于四频手机的天线模块，提供该手机同时实现四个频段的接收与发送，该天线模块包括：

第一天线组件，配置于该四频手机外部，提供第一频段讯号的收发，该第一频段包含GSM850和GSM900两个频段；

第二天线组件，配置于该四频手机内部，提供第二频段讯号的收发，该第二频段包含DCS1800和PCS1900两个频段；

第一天线开关，提供该第一天线组件完成接收及发送的切换；

第二天线开关，提供该第二天线组件完成接收及发送的切换；

一功率放大器，连接于该第一及第二天线开关，提供该四频手机输出讯号的放大，再经由该第一及第二天线开关将该输出讯号发送出去；

第一相移器，与该第一天线开关相连，作为该第一天线开关的调制组件；

第二相移器，与该第二天线开关相连，作为该第二天线开关的调制组件；以及

射频发送接收晶片，连接于该第一及该第二相移器，包含了四个低噪声放大器，以接收该天线模块所接收的外来讯号，其中该第一相移器与其中两个低噪声放大器相连，另两个低噪声放大器与该第二相移器相连。

2、如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，该四个低噪声放大器是用以分别接收GSM850、GSM900、DCS1800、及PCS1900四个频率。

3、一种应用于四频手机的天线模块，提供该手机同时实现四个频段的接收与发送，该天线模块包括：

第一天线组件，提供第一频段讯号的收发，该第一频段包含GSM850和GSM900两个频段；

第二天线组件，提供第二频段讯号的收发，该第二频段包含DCS1800和PCS1900两个频段；

一相移器，与该第二天线开关相连，作为该第二天线开关的调制组件；以及

一射频发送接收晶片，连接于该第一天线开关及该相移器，包含了三个低噪声放大器，以接收该天线模块所接收的外来讯号，其中该第一天线开关与其中一个低噪声放大器相连，另两个低噪声放大器与该相移器相连。

4、如权利要求3所述的天线模块，其特征在于，该三个低噪声放大器用以分别接收GSM850/900、DCS1800、及PCS1900三个频率。