CN101465465B - 双频天线 - Google Patents

Abstract

一种天线，应用于通信装置中。天线包括导体支撑部、辐射体(Radiator)及接地部，辐射体用以操作在第一频带。接地部经由导体支撑部与辐射体连接，接地部包括空腔(Cavity)，空腔由接地部的顶面延伸至接地部的内部。其中，辐射体与空腔形成一个谐振腔(Resonant Cavity)，谐振腔用以操作在第二频带。

Description

双频天线

技术领域

本发明关于一种天线，且特别是关于一种多频带平面倒F形天线(PlanarInverse-F Antenna，IFA)。

背景技术

在科技发展日新月异的现今时代中，多种尺寸轻巧的天线被开发出来，以应用在各种尺寸日益轻巧的手持式电子装置(例如是移动电话或是笔记本电脑)中。举例来说，结构轻巧、传输效能良好且可轻易地被设置在手持式电子装置内壁的平面倒F形天线(Planar Inverse-F Antenna，PIFA)已存在，并被广泛地应用在多种手持式电子装置的无线传输中。然而，传统PIFA多为单频带(Single Band)天线，其具有可支持的通信频带较窄的缺点。

发明内容

本发明提出一种天线，其可支持两个以上的频带，相较于传统平面倒F形天线(Planar Inverse-F Antenna，PIFA)，本发明提出的天线可收送的通信频带较宽。

根据本发明提出一种天线，应用于通信装置中。天线包括导体支撑部、辐射体(Radiator)及接地部。辐射体用以让天线操作在第一频带。接地部经由导体支撑部与辐射体连接，接地部包括空腔(Cavity)，空腔由接地部的顶面延伸至接地部的内部。其中，辐射体与空腔形成一个谐振腔(ResonantCavity)，谐振腔用以让天线操作在第二频带。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1示出本发明优选实施例的天线的结构图。

图2示出图1的天线10的驻波比波形图。

图3示出图1的天线10的返回损失波形图。

主要元件符号说明

10：天线

12：辐射体

12a：辐射体本体

12b：辐射体分支部

12C：凸出部

14：接地部

14a：空腔

16：导体支撑部

18：谐振腔

f:信号馈入点

g：接地点

uf：顶面

s1～s3：长形开槽

n1、n2：凹口

具体实施方式

本发明实施例提出一种平面倒F形天线(Planar Inverse-F Antenna，PIFA)，其通过辐射体(Radiator)及此辐射体与接地部定义出的谐振腔(Resonant Cavity)来分别操作在两个不同的频带。

请参照图1，其示出本发明优选实施例的天线的结构图。天线10例如应用在经由电机暨电子工程师学会(The Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)制订的通信协议802.11a/b/g/n进行数据传输的电子装置，天线10支持通信频带2.4GHz至2.5GHz及通信频带4.9GHz至5.85GHz的数据传输。

天线10包括辐射体(Radiator)12、接地部14及导体支撑部16。天线10例如为PIFA，其中辐射体12、接地部14及导体支撑部16均位于同一个导体平面上。此导体平面的厚度介于0.6mm至0.8mm之间。举例来说，导体平面的厚度例如等于0.8mm。

辐射体12被调整来操作在第一通信频带，其中辐射体12的长度接近第一通信频带的中心频率的四分之一波长。天线10的信号馈入点f被设置在辐射体12中。

接地部14经由导体支撑部16与辐射体12连接，接地部14包括顶面uf，顶面uf包括空腔(Cavity)14a，空腔由顶面uf延伸至接地部14的内部。辐射体12与接空腔14a形成谐振腔(Resonant Cavity)18，谐振腔18操作在第二频带。第二频带例如高于第一频带。

空腔14a包括长形开槽(Slot)s1，长形开槽s1与顶面uf互为平行地设置。长形开槽s1具有封闭端及开口端，开口方向与顶面uf平行。

辐射体12包括辐射体本体12a及辐射体分支部12b，辐射体分支部12b与辐射体本体12a平行设置。辐射体分支部12b包括第一面及第二面，第一面相邻于接地部14。天线10的信号馈入点f设置在辐射体分支部12b上接近辐射体分支部12b尾端的位置，天线10的接地点g设置在接地部14中与位于辐射体分支部12b上的信号馈入点f接近的位置。

辐射体12包括凹口n1，凹口n1的开口方向质上与辐射体12相互垂直。凹口n1与谐振腔18相互连通。辐射体12、导体支撑部16及接地部14定义出凹口n2，凹口n2的开口方向与凹口n1的开口方向实质上相互垂直，且凹口n2与谐振腔18相互连通。

长形开槽s1、凹口n1及n2的长度与宽度相关于谐振腔18中的电流路径长度及谐振腔18的阻抗。借由调整长形开槽s1、凹口n1及n2的长度与宽度，可以调整天线操作在第二频带。如此，当谐振腔18操作在第二频带时，谐振腔18与信号走线(未示出)实质上为阻抗匹配。

辐射体分支部12b的第二面与辐射体本体12a定义出长形开槽s2。长形开槽s2具有封闭端及开口端，长形开槽s2的开口方向与辐射体本体12a平行。

辐射体12还包括凸出部12c，凸出部12c与导体支撑部16连接，凸出部12c实质上与辐射体12平行设置。凸出部12c、导体支撑部16及接地部14还定义出长形开槽s3。长形开槽s3具有封闭端及开口端，长形开槽s3的开口方向与辐射体本体12a平行。

长形开槽s2、s3及凸出部12c的长度与宽度相关于辐射体12中的电流路径长度及辐射体12的阻抗。借由调整长形开槽s2、s3及凸出部12c的长度与宽度，可以调整天线操作在第一频带。如此，当辐射体12操作在第一频带时，辐射体12与信号走线(未示出)实质上为阻抗匹配。

请参照图2及图3，图2示出图1的天线10的驻波比波形图，图3示出图1的天线10的返回损失波形图。根据驻波比(Standing Wave Ratio，SWR)等于2的频宽参考线L1及根据返回损失(Return Loss)等于-10分贝(Decibel，dB)的频宽参考线L2可知，本实施例的第一频带实质上介于2.3 GHz至2.7GHz；第二频带实质上介于4.65GHz至超过6GHz。其中，第一频带实质上包括通信协议802.11b/g/n中定义的低频通信频带2.4GHz至2.5GHz，第二频带实质上包括通信协议802.11a/n中定义的高频通信频带4.9GHz～5.85GHz。如此，本实施例的天线10可有效地支持通信协议802.11a/b/g/n的数据传输。

图2中，在频率等于2.4GHz、2.45GHz、2.5GHz及5GHz的实际SWR数值(在图2中分别以测量点1～5表示)分别为1.2622、1.2032、1.4275及1.6422。图3中，频率等于2.4GHz、2.45GHz、2.5GHz及5GHz的实际返回损失数值(在图3中分别以测量点1～5表示)分别为-21.653dB、-21.668dB、-16.125dB及-12.483dB。如此，本实施例的天线10可有效地支持通信协议802.11a/b/g/n的数据传输。

在本实施例中虽仅以长形开槽s1与顶面uf互为平行设置的情形为例作说明，然，长形开槽s1的方向并不局限于为与顶面uf平行，而更可为其他形式。凹口n1与n2的开口方向不局限于为相互垂直，而可设计为其他形式。

本实施例的PIFA是通过辐射体及辐射体与接地部定义谐振腔来分别操作在两个不同的频带。如此，相较于传统PIFA，本实施例的天线可收送的通信频带较宽。

另外，由于本实施例的天线的结构均位于同一个导体平面上，本实施例的天线更具有可轻易地设置在应用其的电子装置的机构侧壁的优点。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (15)

1.一种天线，应用于一通信装置中，该天线包括：

一导体支撑部；

一辐射体，用以操作在一第一频带；以及

一接地部，经由该导体支撑部与该辐射体连接，该接地部包括：

一空腔，该空腔由该接地部的一顶面延伸至该接地部的内部；

其中，该辐射体与该空腔形成一个谐振腔，用以操作在一第二频带，

其中该空腔包括一第一长形开槽，该第一长形开槽具有一第一封闭端及一第一开口端，该第一长形开槽的开口方向与该顶面平行，该第一长形开槽的长度与宽度相关于该第二频带的频率高低。

2.根据权利要求1所述的天线，其中该辐射体包括：

一第一凹口，该第一凹口的开口方向实质上与该辐射体相互垂直，该第一凹口与该谐振腔相互连通，该第一凹口的大小相关于第二频带的频率高低；

其中，该导体支撑部及该接地部定义出一第二凹口，该第二凹口的开口方向与该第一凹口的开口方向实质上相互垂直，该第二凹口与该谐振腔相互连通，该第二凹口的大小相关于第二频带的频率高低。

3.根据权利要求1所述的天线，其中该辐射体包括：

一辐射体本体；及

一辐射体分支部，与该辐射体本体平行设置，该辐射体分支部包括一信号馈入点；

其中，该辐射体分支部的第一侧边与该辐射体本体定义出一第二长形开槽，该第二长形开槽具有一第二封闭端及一第二开口端，该第二长形开槽的开口方向与该辐射体本体平行。

4.根据权利要求1所述的天线，其中该辐射体还包括：

一凸出部，与该导体支撑部连接，该凸出部的长度与宽度相关于该第一频带的频率高低。

5.根据权利要求1所述的天线，其中该辐射体、该导体支撑部及该接地部形成于同一个平面结构。

6.一种天线，应用于一通信装置中，该天线包括：

一导体支撑部；

一辐射体，包括一信号馈入点，用以操作在一第一频带；

一接地部，包括一接地点，该接地点设置在该信号馈入点邻近位置，该接地部经由该导体支撑部与该辐射体连接；

一空腔，该空腔由该接地部的一顶面延伸至该接地部的内部；以及

多个凹口，由该辐射体、该导体支撑部及该接地部所定义形成，位于该辐射体、该导体支撑部及该接地部与该空腔相邻的部分；

其中，该辐射体、该空腔与该多个凹口形成一个谐振腔，用以操作在一第二频带，

其中该空腔包括一第一长形开槽，该第一长形开槽具有一第一封闭端及一第一开口端，该第一长形开槽的开口方向与该顶面平行，该第一长形开槽的长度与宽度相关于该第二频带的频率高低。

7.根据权利要求6所述的天线，其中该多个凹口的大小相关于第二频带的频率高低。

8.根据权利要求6所述的天线，其中该辐射体包括：

一辐射体本体；

一辐射体分支部，与该辐射体本体平行设置，该信号馈入点位于辐射体分支部上；及

一第二长形开槽，位于该辐射体分支部的第一侧边与该辐射体本体之间，该第二长形开槽具有一第二封闭端及一第二开口端，该第二长形开槽的开口方向与该辐射体本体平行。

9.根据权利要求6所述的天线，其中该辐射体还包括：

一凸出部，与该导体支撑部连接，其中该凸出部、该导体支撑部及该接地部还定义出一第三长形开槽，该第三长形开槽具有一第三封闭端及一第三开口端，该第三长形开槽的开口方向与该辐射体本体平行，该凸出部与该第三长形开槽的长度与宽度相关于该第一频带的频率高低。

10.根据权利要求6所述的天线，其中该辐射体、该导体支撑部及该接地部形成于同一个平面结构。

11.一种天线，应用于一通信装置中，该天线包括：

一导体支撑部；

一辐射体，包括一凸出部，与该导体支撑部连接，用以操作在一第一频带；以及

一接地部，包括一空腔，该空腔由该接地部的一顶面延伸至该接地部的内部，该接地部经由该导体支撑部与该辐射体连接；

其中，该辐射体与该空腔形成一个谐振腔，用以操作在一第二频带，

其中该空腔包括一第一长形开槽，该第一长形开槽具有一第一封闭端及一第一开口端，该第一长形开槽的开口方向与该顶面平行，该第一长形开槽的长度与宽度相关于该第二频带的频率高低。

12.根据权利要求11所述的天线，包括有多个凹口，该多个凹口位于该辐射体、该导体支撑部及该接地部与该空腔相邻的部分，其中该多个凹口的大小相关于第二频带的频率高低。

13.根据权利要求11所述的天线，其中该辐射体包括：

一辐射体本体；及

一辐射体分支部，与该辐射体本体平行设置，一信号馈入点位于该辐射体分支部上；及

一第二长形开槽，位于该辐射体分支部的第一侧边与该辐射体本体之间，该第二长形开槽具有一第二封闭端及一第二开口端，该第二长形开槽的开口方向与该辐射体本体平行。

14.根据权利要求11所述的天线，其中该辐射体还包括：

一凸出部，与该导体支撑部连接，其中该凸出部、该导体支撑部及该接地部还定义出一第三长形开槽，该第三长形开槽具有一第三封闭端及一第三开口端，该第三长形开槽的开口方向与该辐射体本体平行，该凸出部与该第三长形开槽的长度与宽度相关于该第一频带的频率高低。

15.根据权利要求11所述的天线，其中该辐射体、该导体支撑部及该接地部形成于同一个平面结构。

Images