CN101640307B - 多频天线及具有该多频天线的无线通信装置 - Google Patents
多频天线及具有该多频天线的无线通信装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种多频天线，其包括一馈入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一发射臂、一第二发射臂、一第三发射臂及一第四发射臂。所述第一接地部及第二接地部相邻设置于馈入端的两侧，所述第一发射臂的两端分别固接于所述第一接地部及馈入端上。所述第二发射臂及第三发射臂均由所述第一发射臂向外延伸形成，并共享所述馈入端。所述第四发射臂一端固接于第二接地部上，并由该第二接地部向外延伸形成。所述多频天线工作时，信号自馈入端进入后，可分别沿第一发射臂、第二发射臂、第三发射臂及第四发射臂获得不同长度的传播路径，产生不同的信号电流及共振频率，以使得该多频天线具备多频操作特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种适用于多种操作频率的多频天线及具有该多频天线的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术、信息处理技术的迅速发展以及人们生活水平的日益提高，移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等便携式无线通信装置竞相涌现，进入到千家万户，使消费者可随时随地享受到高科技带来的种种便利，使得这些便携式无线通信装置已成为现代人日常生活不可缺少的一部分。
在这些无线通信装置中，用来发射、接收无线电波以传递、交换无线电信号的天线装置，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。传统的单频天线装置不能满足人们对多频段无线通信装置的需求，因此，为了满足用户对多频段无线通信装置的需求，需要采用多频段天线装置。然而，现有的多频天线一般体积比较大，可能占据无线通信装置内很大一部分空间，不适于无线通信装置朝轻薄化方向发展的趋势，且传统的多频段天线因多为双频天线不具备较高的通用性，不易同时满足多种不同频段的通信系统的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种通用性强，占据空间小的多频天线。
还有必要提供一种具有所述多频天线的无线通信装置。
一种多频天线，该多频天线为一立体式天线，其包括一馈入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一发射臂、一第二发射臂、一第三发射臂及一第四发射臂；所述第一接地部及第二接地部相邻设置于馈入端的两侧，所述第一发射臂包括依次连接于一起的一第一臂部、一第二臂部及一第三臂部，并共同围成一“U”型片状体；所述第一臂部一端固接于所述第一接地部，所述第三臂部末端固接于馈入端上；所述第二发射臂包括依次连接于一起的一第一连接臂、一第二连接臂、一第三连接臂、一第四连接臂及一第五连接臂；所述第一连接臂沿垂直于所述第三臂部方向向外延伸而成，所述第一连接臂与第二连接臂形成一“L”型片状体，所述第四连接臂与第五连接臂形成另一“L”型片状体；所述二“L”型片状体通过所述第三连接臂相对间隔平行地连接于一起，所述第三发射臂由所述第一发射臂向外延伸形成，并与所述第一发射臂共享所述馈入端；所述第四发射臂一端固接于第二接地部上，并由该第二接地部向外延伸形成；所述多频天线工作时，信号自馈入端进入后，可分别沿第一发射臂、第二发射臂、第三发射臂及第四发射臂获得不同长度的传播路径，产生不同的信号电流及共振频率，从而使得该多频天线可满足在多个频段下进行工作。
一种无线通信装置，其包括一电路基板，该电路基板上设有一信号传输端及一接地面；所述无线通信装置还包括一多频天线，其装设于所述电路基板上方并电性连接于该电路基板上；该多频天线包括一馈入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一发射臂、一第二发射臂、一第三发射臂及一第四发射臂；所述馈入端设于所述第一接地部与第二接地部之间，所述馈入端及第一接地部分别沿垂直于第一发射臂方向延伸弯折形成于所述第一发射臂的两端，所述馈入端通过一馈入线电性连接于信号输入端上，用以馈入射频信号；所述第一接地部平行于所述第二接地部并均电性连接于所述接地面上；所述第一发射臂包括依次连接于一起的一第一臂部、一第二臂部及一第三臂部，并共同围成一“U”型片状体；所述第一臂部一端固接于所述第一接地部，所述第三臂部末端固接于馈入端上；所述第二发射臂包括依次连接于一起的一第一连接臂、一第二连接臂、一第三连接臂、一第四连接臂及一第五连接臂；所述第一连接臂沿垂直于所述第三臂部方向向外延伸而成，所述第一连接臂与第二连接臂形成一“L”型片状体，所述第四连接臂与第五连接臂形成另一“L”型片状体；所述二“L”型片状体通过所述第三连接臂相对间隔平行地连接于一起，所述第三发射臂由所述第一发射臂向外延伸形成，并与所述第一发射臂共享所述馈入端；所述第四发射臂一端固接于第二接地部上，并由该第二接地部向外延伸形成；所述多频天线工作时，信号自馈入端进入后，可分别沿第一发射臂、第二发射臂、第三发射臂及第四发射臂获得不同长度的传播路径，产生不同的信号电流及共振频率，从而使得该多频天线可满足在多个频段下进行工作。
相较于传统技术，所述多频天线可获得多种工作频率，且体积较小。所述多频天线在工作时可产生四个共振频率，增加了所述多频天线的频段，使得该多频天线的频段可以涵盖到GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900四个通信系统，增强了所述多频天线的通用性。
附图说明
图1为本发明较佳实施例多频天线连接于电路基板上的立体示意图。
图2为本发明较佳实施例多频天线连接于电路基板上的另一视角下的立体示意图。
图3为本发明较佳实施例多频天线的返回损失测量结果示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，所示多频天线（图未标）为一立体式天线，其装设于一无线通信装置内的电路基板10上并电性连接于该电路基板10，用来发射、接收无线电波以传递、交换无线电信号。所述电路基板10大致呈矩形板状，其上设有一信号传输端11及一接地面13。所述多频天线的体积约为8mm×38mm×6mm，该多频天线包括一馈入端21、一第一接地部22、一第二接地部23、一第一发射臂24、一第二发射臂25、一第三发射臂26及一第四发射臂27。所述第一接地部22及第二接地部23相邻设置于馈入端21的两侧，所述第一发射臂24的两端分别固接于所述第一接地部22及馈入端21上。所述第二发射臂25及第三发射臂26均由所述第一发射臂24向外延伸形成，并共享所述馈入端21。所述第四发射臂27一端固接于第二接地部22上，并由该第二接地部22向外延伸形成。
在本实施例中，所述馈入端21为一宽度约1mm左右的矩形片状，其通过一馈入线30沿垂直于所述电路基板10方向电性连接于电路基板10上的信号输入端11上，用以馈入射频信号。
所述第一接地部22及第二接地部23均为一长度约为6mm左右，宽度约1mm左右的矩形片状，其分别相邻间隔地沿垂直于所述电路基板10方向设置于所述馈入端21的两侧位置处，并电性连接于所述电路基板10的接地面13上。所述第一接地部22及第二接地部23与所述馈入端21位于同一垂直于该电路基板10的平面上。所述第一接地部22及第二接地部23与所述馈入端21之间的间隔距离均约为1mm左右。
所述第一发射臂24为一宽度约为1mm左右的大致呈“U”型的片状体，其沿平行于所述电路基板10的方向装设于该电路基板10的上方。所述第一发射臂24所在平面与电路基板10表面之间的高度差约为6mm，该第一发射臂24包括依次顺序连接而成的一第一臂部241、一第二臂部242及一第三臂部243，并共同围成所述大致“U”型片状。所述第一臂部241为一长度约为8mm的条形片状体，其一端与所述第一接地部22固接，另一端与所述第二臂部242固接。所述第二臂部242为一长度约为1mm左右的矩形片状体，其一端沿垂直于所述第一臂部241方向固接于第一臂部241的末端，另一端固接于所述第三臂部243上。所述第三臂部243平行于所述第一臂部241设置，其为一长度约为8mm的条形片状体，其一端固接于所述第二臂部242上，另一端与所述馈入端21固接。
所述第二发射臂25沿垂直于该第一发射臂24的第三臂部243的方向向外延伸弯折形成。所述第二发射臂25包括依次相互连接的一第一连接臂251、一第二连接臂252、一第三连接臂253、一第四连接臂254及一第五连接臂255。所述第一连接臂251呈矩形条状，其长度约为35mm，宽度约为1mm。所述第一连接臂251沿垂直于所述第一发射臂24的第三臂部243方向向外且远离所述第一连接臂251方向延伸而成，并与所述第一发射臂24位于同一平面上。所述第二连接臂252呈矩形条状，其长度约为5mm，宽度约为2mm。所述第二连接臂252沿垂直于所述第一连接臂251方向且沿平行于第一臂部241方向固接于该第一连接臂251的末端，与所述第一连接臂251形成一大致“L”型的片状体。所述第三连接臂253呈矩形条状，其沿垂直于所述电路基板10的方向装设于该电路基板10的上方位置处。
所述第三连接臂253的长度约为5mm，宽度约为1.5mm，其纵向一侧边缘的两端分别固接于所述第二连接臂252的末端及第四连接臂254的一端。所述第四连接臂254呈矩形条状，其长度约为3mm，宽度约为2mm。所述第四连接臂254沿平行于所述电路基板10的方向装设于该电路基板10的上方位置处，该第四连接臂254相对平行于所述第二连接臂252设置，其一端固接于所述第三连接臂253上，另一端固接于所述第五连接臂255上，并与所述第二连接臂252位于同一平面上。所述第五连接臂255呈矩形条状，其长度约为22.4mm，宽度约为1mm。所述第五连接臂255沿平行于所述电路基板10的方向装设于该电路基板10的上方位置处，该第五连接臂255相对平行于所述第一连接臂251设置，其一端固接于所述第四连接臂254上，另一端朝向所述第一发射臂24设置，并与第四连接臂254位于同一水平面上并形成一大致“L”型的片状体。
所述第三发射臂26为一大致呈“U”型的片状体，其沿垂直于所述电路基板10方向固接于所述第一发射臂24的第二臂部242与第三臂部243的连接位置处，并位于所述电路基板10与第一发射臂24所在平面之间。所述第三发射臂26包括依次相互连接而成的一第一臂体261、一第二臂体262及一第三臂体263，所述第一臂体261呈矩形片状，其由所述第一发射臂24的第二臂部242与第三臂部243的连接位置处沿垂直于第一发射臂24方向朝向电路基板10延伸，其长度约为6mm，宽度约为1mm。所述第二臂体262呈矩形片状，其一端与所述第一臂体261延伸的末端固接，并沿垂直于该第一臂体261方向朝向第二连接臂252一端方向延伸，该第二臂体262的长度约为35mm，宽度约为1.3mm。所述第三臂体263呈矩形片状，其一端与所述第二臂体262延伸的末端固接，并沿垂直于该第二臂体262方向并平行于所述第一臂体261方向朝向第二连接臂252一侧方向延伸，该第三臂体262的长度约为35mm，宽度约为1.3mm。所述第一臂体261、第二臂体262和第三臂体263共同围成所述呈“U”型的片状体。
所述第四发射臂27为一大致呈矩形长条状的片状体，其一端与所述第二接地部23固接，并由该第二接地部23沿平行于电路基板10方向朝向第二连接臂252一端延伸形成。所述第四发射臂27的长度约为17mm，宽度约为1mm，该第四发射臂27与第二接地部23共同形成一大致“L”型的片状体。
所述多频天线可广泛应用于移动电话、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等便携式无线通信装置（图未示）内，以使所述便携式无线通信装置可适用于多种不同频段的通信系统。所述多频天线工作时，信号自馈入端21进入后，可分别沿所述多频天线的第一发射臂24、第二发射臂25、第三发射臂26及第四发射臂27获得不同长度的传播路径，产生不同的信号电流，使得所述第一发射臂24、第二发射臂25、第三发射臂26及第四发射臂27分别产生不同的操作频率，以使得该多频天线能满足分别在GSM850(globalsystem for mobile communication，全球行动通信系统，频带：824～894MHz)、GSM900(频带：880～960MHz)、DCS1800(digitalcommunication system，数字通信系统，频带：1710～1880MHz)及PCS1900(personal communication services，个人通信服务系统，频带：1850～1990MHz)四个频段下进行工作的要求。
请参阅图3，所示为所述多频天线在模拟软件检测下获得的返回损失（return loss,RL）测量结果示意图。所述多频天线在测试过程中，其可产生四个共振频率，其中在低频和高频各产生二个共振频率，从而增加了所述多频天线的频段。由所述多频天线的返回损失测量结果示意图可知，该多频天线的频段可涵盖GSM850、GSM900、DCS1800及PCS1900四个通信系统的频段。其中，在频率为824MHz、960MHz、1710MHz及1900MHz时，测得其返回损失分别为-13.14dB、-7.17dB、-6.5dB及-5.75dB均满足设计要求。
在本实施例中，所述多频天线工作时，当信号电流自馈入端21进入后沿所述多频天线的第一发射臂24与第二发射臂25传输时，产生一830Mhz的共振频率，即得到适合GSM850通信系统使用的操作频段。当信号电流沿所述多频天线的第三发射臂26传输时，产生一925Mhz的共振频率，即得到适合GSM900通信系统使用的操作频段。当信号电流沿所述多频天线的第二发射臂25传输时，产生一1750Mhz的共振频率，即得到适合DCS1800通信系统使用的操作频段。当信号电流沿所述多频天线的第四发射臂27传输时，产生一1930Mhz的共振频率，即得到适合PCS 1900通信系统使用的操作频段。
所述多频天线的体积约为8mm×38mm×6mm，其装设于便携式电子装置内的电路基板10上方，不会占用到电路基板10的太多的机构配置空间，以利于无线通信装置的薄形化。在工作时可产生四个共振频率，增加了所述多频天线的频段，使得该多频天线的频段可以涵盖到GSM850、EGSM900、DCS1800及PCS1900四个通信系统，大大增强了所述多频天线的通用性。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种多频天线，其特征在于：该多频天线为一立体式天线，其包括一馈入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一发射臂、一第二发射臂、一第三发射臂及一第四发射臂；所述第一接地部及第二接地部相邻设置于馈入端的两侧，所述第一发射臂包括依次连接于一起的一第一臂部、一第二臂部及一第三臂部，并共同围成一“U”型片状体；所述第一臂部一端固接于所述第一接地部，所述第三臂部末端固接于馈入端上；所述第二发射臂包括依次连接于一起的一第一连接臂、一第二连接臂、一第三连接臂、一第四连接臂及一第五连接臂；所述第一连接臂沿垂直于所述第三臂部方向向外延伸而成，所述第一连接臂与第二连接臂形成一“L”型片状体，所述第四连接臂与第五连接臂形成另一“L”型片状体；所述二“L”型片状体通过所述第三连接臂相对间隔平行地连接于一起，所述第三发射臂由所述第一发射臂向外延伸形成，并与所述第一发射臂共享所述馈入端；所述第四发射臂一端固接于第二接地部上，并由该第二接地部向外延伸形成；所述多频天线工作时，信号自馈入端进入后，可分别沿第一发射臂、第二发射臂、第三发射臂及第四发射臂获得不同长度的传播路径，产生不同的信号电流及共振频率，从而使得该多频天线可满足在多个频段下进行工作。
2.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述第一发射臂所在平面垂直于所述第一接地部及馈入端设置。
3.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述第二发射臂与所述第一发射臂位于同一平面上。
4.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述第三发射臂为一“U”型片状体，其沿垂直于所述第一发射臂所在平面方向固接于所述第一发射臂的第二臂部与第三臂部的连接位置处。
5.如权利要求4所述的多频天线，其特征在于：所述第三发射臂包括依次相互连接而成的一第一臂体、一第二臂体及一第三臂体，所述第一臂体、第二臂体和第三臂体共同围成所述“U”型片状体。
6.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述第四发射臂为一矩形长条状的片状体，其一端固接于所述第二接地部，并由该第二接地部沿平行于第一发射臂所在平面方向朝向第二连接臂一端延伸形成，该第四发射臂与第二接地部共同形成一大致“L”型的片状体。
7.一种无线通信装置，其包括一电路基板，该电路基板上设有一信号传输端及一接地面；所述无线通信装置还包括一多频天线，其装设于所述电路基板上方并电性连接于该电路基板上；其特征在于：该多频天线包括一馈入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一发射臂、一第二发射臂、一第三发射臂及一第四发射臂；所述馈入端设于所述第一接地部与第二接地部之间，所述馈入端及第一接地部分别沿垂直于第一发射臂方向延伸弯折形成于所述第一发射臂的两端，所述馈入端通过一馈入线电性连接于信号输入端上，用以馈入射频信号；所述第一接地部平行于所述第二接地部并均电性连接于所述接地面上；所述第一发射臂包括依次连接于一起的一第一臂部、一第二臂部及一第三臂部，并共同围成一“U”型片状体；所述第一臂部一端固接于所述第一接地部，所述第三臂部末端固接于馈入端上；所述第二发射臂包括依次连接于一起的一第一连接臂、一第二连接臂、一第三连接臂、一第四连接臂及一第五连接臂；所述第一连接臂沿垂直于所述第三臂部方向向外延伸而成，所述第一连接臂与第二连接臂形成一“L”型片状体，所述第四连接臂与第五连接臂形成另一“L”型片状体；所述二“L”型片状体通过所述第三连接臂相对间隔平行地连接于一起，所述第三发射臂均由所述第一发射臂向外延伸形成，并与所述第一发射臂共享所述馈入端；所述第四发射臂一端固接于第二接地部上，并由该第二接地部向外延伸形成；所述多频天线工作时，信号自馈入端进入后，可分别沿第一发射臂、第二发射臂、第三发射臂及第四发射臂获得不同长度的传播路径，产生不同的信号电流及共振频率，从而使得该多频天线可满足在多个频段下进行工作。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：所述第一发射臂其沿平行于所述电路基板的方向装设于该电路基板的上方。
9.如权利要求8所述的无线通信装置，其特征在于：所述第二发射臂与所述第一发射臂位于同一平面上。
10.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：所述第三发射臂为一“U”型片状体，其沿垂直于所述第一发射臂所在平面方向固接于所述第一发射臂的第二臂部与第三臂部的连接位置处；所述第四发射臂为一矩形长条状的片状体，其一端固接于所述第二接地部，并由该第二接地部沿平行于第一发射臂所在平面方向朝向第二连接臂一端延伸形成，该第四发射臂与第二接地部共同形成一大致“L”型的片状体。
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