CN101651251A - 多频天线及其具有多频天线的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多频天线及其具有多频天线的电子装置。具体地，本发明为一种多频天线，用于一电子装置以传递无线信号。多频天线包括辐射组件、接地组件、馈入点及调谐条。辐射组件包括第一辐射区域、第二辐射区域、第三辐射区域以及第四辐射区域，其中第三辐射区域与第二辐射区域及该第四辐射区域实质上垂直连接。接地组件用以作为多频天线接地之用。馈入点位于辐射组件的第一辐射区域上，用以馈入一电性信号。调谐条与辐射组件相连接，以调整该多频天线的一操作频率。

Description

多频天线及其具有多频天线的电子装置

技术领域

本发明涉及一种多频天线，特别是涉及一种具有较小体积及利用调谐条以达到多频操作频段的多频天线。

背景技术

随着科技的进步，市面上的电子产品已经越来越趋向于轻薄短小。尤其是以笔记本型计算机而言，使用者对于笔记本型计算机已不仅是要求其功能，更要求笔记本型计算机需有更轻薄的体积。在此情况之下，势必使得笔记本型计算机的机构空间缩小。如此一来，传统的天线就没有办法放入笔记本型计算机的机构空间中。

在另一方面，在现今的无线通信技术中，利用WWAN(Wireless Wide AreaNetwork)天线的传输方式已经非常普及并且占有重要地位。在现有技术当中，WWAN天线所要求的操作频率的范围通常是824～960MHz及1710～2170MHz。但是随着科技的进步，现有技术中的天线的频宽已经不敷使用。现今的天线会被要求具有更宽的频宽，例如要包括适用于全球定位系统(Global Positioning System，GPS)的1575MHz等频率。

在现有技术中已经公开一种天线形式。以下请参考图1A有关于现有技术的天线的示意图。现有技术的天线90公开于美国专利公告号6,861,986。现有技术的天线90具有一辐射组件91、一连接组件92以及一接地组件93。其中连接组件92具有一第一端921以及一第二端922；并且连接组件92的第一端921连接至辐射组件91，第二端922连接至接地组件93。

接着请参考图1B，图1B为依据图1A的天线90在不同频率的VSWR。由图1B中可得知，天线90仅能传输于2.5GHz与5GHz左右的频率的范围。因此在现有技术当中的天线90并不符合现今多频天线的频段要求。若要传输800MHz左右的信号时，天线90的体积则必须等比例放大，以符合辐射组件91的长度为四分之一波长的限制。在此情形之下，天线90所占的体积较大，电子装置必定需要有较大的机构空间才能放置天线90。

因此，需要发明出一种多频天线以解决现有技术的缺失。

发明内容

本发明的主要目的在于提供多频天线，其具有较小体积及利用调谐条以达到多频传输的效果。

本发明的另一主要目的在于提供一种电子装置，其具有一多频天线。

为达到上述的目的，本发明的电子装置包括无线信号模块与多频天线。多频天线与无线信号模块电性连接。多频天线包括辐射组件、接地组件、馈入点及调谐条(Tuning Bar)，辐射组件包括第一辐射区域、第二辐射区域、第三辐射区域以及第四辐射区域，其中第三辐射区域与第二辐射区域及该第四辐射区域实质上垂直连接。接地组件用以作为多频天线接地之用。馈入点位于辐射组件的第一辐射区域上，用以馈入一电性信号。调谐条与辐射组件相连接，用以调整该多频天线的一操作频段。

附图说明

图1A为现有技术的天线的示意图。

图1B为依据图1A，显示其在不同频率的VSWR。

图2A为本发明的多频天线的第一实施例的立体结构图。

图2B为本发明的多频天线的第一实施例的正面视图

图2C为依据图2A，显示其在不同频率的VSWR。

图2D为依据图2A，显示其在不同频率的效率。

图3为本发明的多频天线具有不同长度的调谐条时的VSWR。

图4A为本发明的多频天线的第二实施例的立体结构图。

图4B为依据图4A，显示其在不同频率的VSWR值。

图5A为本发明的多频天线的第三实施例的立体结构图。

图5B为依据图5A，显示其在不同频率的VSWR值。

图6A为本发明的多频天线的第四实施例的立体结构图。

图6B为依据图6A，显示其在不同频率的VSWR值。

图7A为本发明的多频天线的第五实施例的立体结构图。

图7B为依据图7A，显示其在不同频率的VSWR值。

图8A为本发明的多频天线的第六实施例的立体结构图。

图8B为依据图8A，显示其在不同频率的VSWR值。

图9A为本发明的多频天线的第七实施例的立体结构图。

图9B为依据图9A，显示其在不同频率的VSWR值。

图10A为本发明的多频天线的第八实施例的立体结构图。

图10B为依据图10A，显示其在不同频率的VSWR值。

图11A为本发明的多频天线的第九实施例的立体结构图。

图11B为依据图11A，显示其在不同频率的VSWR值。

图12A为本发明的多频天线的第十实施例的示意图。

图12B为依据图12A，显示其在不同频率的VSWR值。

图13关于本发明的电子装置的系统方框图。

主要组件符号说明：

现有技术                              第四辐射区域214

天线90                                接地组件22、22a、22b

辐射组件91                            第一平面221

连接组件92                            第二平面222

第一端921                             连接组件23、23a

第二端922                             第一端231

接地组件93                            第二端232

                                      调谐条31、31a、31b、31c、31d、31e、31f

本发明                                第一调谐条311

多频天线10a、10b、10c、10d、10e、10f、第二调谐条31210g、10h、10i、10j                        基板40

辐射组件21、21a、21b                  电子装置50

第一辐射区域211                       无线传输模块51

第二辐射区域212                       馈入点F

第三辐射区域213

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

请先同时参考图2A及图2B关于本发明的多频天线的第一实施例的示意图。其中图2A为本发明的多频天线的第一实施例的立体结构图，图2B为本发明的多频天线的第一实施例的正面视图。

本发明第一实施例的多频天线10a具有一立体的结构。多频天线10a包括辐射组件(Radiating Element)21、接地组件(Grounding Element)22、连接组件(Connecting Element)23、调谐条31与馈入点(feeding point)F。辐射组件21由金属板所构成，当电流馈入时，辐射组件21可通过电流以激发辐射能量。其中辐射组件21包括第一辐射区域211、第二辐射区域212、第三辐射区域213与第四辐射区域214。第一辐射区域211与第二辐射区域212相连接。第三辐射区域213与第二辐射区域212及第四辐射区域214相连接，且第三辐射区域213与第二辐射区域212及第四辐射区域214之间皆具有弯折处，使得上述区域彼此实质上垂直相接。辐射组件21藉由上述各区域的长度总合，而符合传输信号的四分之一波长的需求。

接地组件22亦由金属板所构成，以作为多频天线10a接地之用。接地组件22包括第一平面221与第二平面222。接地组件22的第一平面221与第二平面222之间具有弯折处，使得第一平面221与第二平面222彼此实质上垂直相接。连接组件23包括第一端231与第二端232。连接组件23的第一端231连接辐射组件21的第一辐射区域211，第二端232连接接地组件22的第一平面221。并且第二端232与第一平面221彼此实质上垂直相邻。

在本实施例中，调谐条31为一L型的金属板，但本发明并不以此为限。调谐条31自第四辐射区域214延伸出来，并与第四辐射区域214实质上垂直相接。调谐条31亦可视为由辐射组件21延伸出的辐射区域。多频天线10a藉由调谐条31以调整其操作频段。

在辐射组件21的第一辐射区域211上还包括一馈入点F，馈入点F电性连接一条馈入线(图未示)，用以馈入一电性信号。馈入线可为如RF线缆(RF Cable)等电缆，但本发明并不以此为限。

藉由上述各组件间的连接关系，即可使多频天线10a具有立体结构。多频天线10a即能够降低辐射组件21到接地组件22之间的高度，缩小多频天线10a本身的体积。因此多频天线10a能放置于机构空间较小的电子装置内。

多频天线10a在不同频率的VSWR即如在图2C中所示。图2C为本发明的宽带天线的第一实施例在不同频率的VSWR。在图2C中可明显得知，多频天线10a具有900MHz及1575MHz左右的两种操作频段。因此本实施例的多频天线10a可适用于多种的操作频段上，例如全球定位系统及全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)的操作频段，但本发明并不以此为限。其中全球定位系统的操作频段约1575MHz，全球移动通信系统的操作频段为880MHz到960MHz之间。

接着请参考图2D。图2D为依据图2A，本发明的宽带天线的第一实施例在不同频率的效率。由图2D中可明显得知，在频率900MHz及1575MHz左右的效率皆超过42％，使得多频天线10a具有良好的传输效率。

需注意的是，调谐条31的长度tl(如图2B所示)可依需求而作调整。请参考图3关于本发明的宽带天线具有不同长度的调谐条时的VSWR。

由图3中可得知，若多频天线10a不具有调谐条31时，其第一频段f1与第二频段f2的比值为1.826。当调谐条31的长度tl为5mm时，其第一频段f1与第二频段f2的比值为1.824。当调谐条31的长度tl为10mm时，其第一频段f1与第二频段f2的比值为1.820。当调谐条31的长度tl为25mm时，其第一频段f1与第二频段f2的比值为1.818。因此本发明可藉由不同的调谐条31的长度tl以得到不同的频率比值，即可调整到所需的频段。

接着请一并参考图4A～4B关于本发明的多频天线的第二实施例的相关示意图。其中图4A为本发明的多频天线的第二实施例的立体结构图，图4B为依据图4A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第二实施例中，多频天线10b的调谐条31和第四辐射区域214连接的位置与辐射组件21的侧边相隔一定距离td。在此构造下，多频天线10b表现出的VSWR即如图4B所示。当调谐条31与辐射组件21的侧边相隔的距离td分别为0mm、2mm或4mm时，多频天线10b皆具有不同的操作频段。因此多频天线10b即可藉由调谐条31的不同位置以调整可操作频段。

本发明的调谐条31与辐射组件21连接的相关位置并不以上述的第一与第二实施例为限。接着请一并参考图5A～5B关于本发明的多频天线的第三实施例的相关示意图。其中图5A为本发明的多频天线的第三实施例的立体结构图，图5B为依据图5A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第三实施例中，多频天线10c的调谐条31a位于第二辐射区域212与第四辐射区域214之间，并与第三辐射区域213相连接。由图5B可知，多频天线10c的构造亦可共振出接近1500MHz左右的频带。

接着请一并参考图6A～6B关于本发明的多频天线的第四实施例的相关示意图。其中图6A为本发明的多频天线的第四实施例的立体结构图，图6B为依据图6A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第四实施例中，多频天线10d的调谐条31b介于第二辐射区域212与第四辐射区域214之间，并与第四辐射区域214实质上垂直相连接。由图6B可知，多频天线10d亦可共振出接近1500MHz左右的频带。

接着请一并参考图7A～7B关于本发明的多频天线的第五实施例的相关示意图。其中图7A为本发明的多频天线的第五实施例的立体结构图，图7B为依据图7A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第五实施例中，多频天线10e的调谐条31c介于第二辐射区域212与第四辐射区域214之间，并与第二辐射区域212实质上垂直相连接。由图7B可知，多频天线10e亦可共振出接近1500MHz左右的频带。

接着请一并参考图8A～8B关于本发明的多频天线的第六实施例的相关示意图。其中图8A为本发明的多频天线的第六实施例的立体结构图，图8B为依据图8A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第六实施例中，多频天线10f的调谐条31d与辐射组件21的第四辐射区域214的夹角具有一个特定角度θ。此特定角度θ并不以本发明的第一实施例(如图2A所示)的90度为限。在本发明的第六实施例中，特定角度θ小于90度，但本发明并不以此为限。由图8B可知，多频天线10e亦可共振出接近1600MHz左右的频带。

本发明的调谐条31并不以单一的金属片为限。接着请一并参考图9A～9B关于本发明的多频天线的第七实施例的相关示意图。其中图9A为本发明的多频天线的第七实施例的立体结构图，图9B为依据图9A，显示其在不同频率的VSWR值。

如图9A所示，本发明第七实施例的多频天线10g具有第一调谐条311及第二调谐条312。第一调谐条311与第二调谐条312皆为L型的金属板，且彼此互相连接。由图9B可知，当多频天线10g增加一条调谐条时，即可增加另一个可操作的频段。因此多频天线10g可藉由多条调谐条共振出不同的操作频段。

接着请一并参考图10A～10B关于本发明的多频天线的第八实施例的相关示意图。其中图10A为本发明的多频天线的第八实施例的立体结构图，图10B为依据图10A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第八实施例中，多频天线10h的第三辐射区域213与多频天线10a的第三辐射区域213位置位于相反方向。由图10B可知，在此情形之下，多频天线10h亦可具有多频传输的特性。

接着请一并参考图11A～11B关于本发明多频天线的第九实施例的相关示意图。其中图11A为本发明的多频天线的第九实施例的立体结构图，图11B为依据图11A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第九实施例中，多频天线10i为一单极天线的形态。多频天线10i包括辐射组件21a、接地组件22a及调谐条31e。多频天线10i的辐射组件21a亦弯折成为一立体的结构。相比较于第一实施例的多频天线10a，多频天线10i不具有连接组件23。由图11B可知，多频天线10i亦可达到多频传输的需求。

接着请一并参考图12A～12B关于本发明多频天线的第十实施例的相关示意图。其中图12A为本发明多频天线的第十实施例的示意图，图12B为依据图12A，显示其在不同频率的VSWR值。

在本发明的第十实施例中，多频天线10j为一平面式的天线。多频天线10j具有辐射组件21b、接地组件22b、连接组件23a、调谐条31f及基板40。基板40为一种印刷电路板、塑料板或是玻璃纤维板，但本发明并不以此为限。辐射组件21b、连接组件23a及调谐条31f互相连接，并印刷于基板40上，接地组件22b与连接组件23a相连接。由图12B可知，当多频天线10j为一平面式的天线时，多频天线10j亦具有类似于第一实施例到第九实施例中立体结构的多频传输的特性。并且相比较于现有技术的天线90，多频天线10i亦具有较小的体积。

最后，请参考图13关于本发明的电子装置的系统方框图。

在本发明的一实施例中，电子装置50可为笔记本型计算机或是GPS等具有较小机构空间的移动装置，但本发明并不以此为限。如图13所示，本发明的电子装置50包括多频天线10a及无线信号模块51。电子装置50可利用RF线缆(图未示)馈入到多频天线10a并与无线信号模块51电性连接，以藉由无线信号模块51来处理多频天线10a的信号，例如发射或接收信号。如此一来，电子装置50即可以藉由多频天线10a接收或者传送无线信号到其他的装置(图未示)，以达到无线通信的目的。

此处需注意的是，电子装置50并不以具有多频天线10a为限。本发明亦可依照需求，以本发明的多频天线10b至多频天线10j其中任一种天线取代多频天线10a，以接收或者传送不同频段的无线信号。

综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使得嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自应以权利要求书范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (16)

1.一种多频天线，包括：

一辐射组件，包括一第一辐射区域、一第二辐射区域、一第三辐射区域以及一第四辐射区域，其中所述第三辐射区域与所述第二辐射区域及所述第四辐射区域实质上垂直连接；

一接地组件，用以作为所述多频天线接地之用；

一馈入点，位于所述辐射组件的所述第一辐射区域上，用以馈入一电性信号；以及

一调谐条，与所述辐射组件相连接，用以调整所述多频天线的一操作频段。

2.如权利要求1所述的多频天线，其中所述接地组件还包括一第一平面与一第二平面，所述第一平面与所述第二平面实质上互相垂直。

3.如权利要求2所述的多频天线，所述多频天线还包括一连接组件，包括一第一端与一第二端，所述第一端与所述辐射组件相连接，所述第二端与所述接地组件相连接。

4.如权利要求1所述的多频天线，所述多频天线为一立体的结构。

5.如权利要求1所述的多频天线，所述多频天线为一平面的结构。

6.如权利要求5所述的多频天线，所述多频天线还包括一基板，所述辐射组件及所述调谐条印刷于所述基板上。

7.如权利要求1所述的多频天线，其中所述调谐条与所述辐射组件的所述第二辐射区域、所述第三辐射区域或所述第四辐射区域相连接。

8.如权利要求1所述的多频天线，其中所述调谐条与所述辐射组件的所述第四辐射区域之间倾斜一特定角度。

9.一种具有多频天线的电子装置，具有一无线传输的功能，所述具有多频天线的电子装置包括：

一无线信号模块；以及

一多频天线，与所述无线信号模块电性连接，所述多频天线包括：

一辐射组件，包括一第一辐射区域、一第二辐射区域、一第三辐射区域以及一第四辐射区域，所述第三辐射区域与所述第二辐射区域及所述第四辐射区域实质上垂直连接；

一接地组件，用以作为所述多频天线接地之用；

一馈入点，位于所述辐射组件的所述第一辐射区域上，用以馈入一电性信号；以及

一调谐条，与所述辐射组件相连接，用以调整所述多频天线的一操作频段。

10.如权利要求9所述的具有多频天线的电子装置，其中所述接地组件还包括一第一平面与一第二平面，所述第一平面与所述第二平面实质上互相垂直。

11.如权利要求10所述的具有多频天线的电子装置，其中所述多频天线还包括一连接组件，包括一第一端与一第二端，所述第一端与所述辐射组件相连接，所述第二端与所述接地组件相连接。

12.如权利要求9所述的具有多频天线的电子装置，所述多频天线为一立体的结构。

13.如权利要求9所述的具有多频天线的电子装置，所述多频天线为一平面的结构。

14.如权利要求13所述的具有多频天线的电子装置，所述多频天线还包括一基板，所述辐射组件及所述调谐条印刷于所述基板上。

15.如权利要求9所述的具有多频天线的电子装置，其中所述调谐条与所述辐射组件的所述第二辐射区域、所述第三辐射区域或所述第四辐射区域相连接。

16.如权利要求9所述的具有多频天线的电子装置，其中所述调谐条与所述辐射组件的所述第四辐射区域之间倾斜一特定角度。

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