CN101651256A - 三频天线 - Google Patents

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Abstract

一种三频天线，其为一布设于一绝缘基板上的平面式天线。所述三频天线包括包括一信号馈线、一第一辐射体、一第二辐射体及一第一接地片，所述第一辐射体为一矩形环状的片状体，其一端固接于所述信号馈线的末端。所述第二辐射体为三条相互平行设置的条形片状体，其向外延伸形成于所述第一辐射体上并容置于该第一辐射体围成的矩形环状空间内，与所述第一辐射体共享所述信号馈线。所述第一接地片设置于所述信号馈线的一侧。所述三频天线工作时，其第一辐射体及第二辐射体根据所述信号馈线馈入的射频信号可产生三个共振频率，以使该三频天线满足在三个不同频宽系统下工作的要求。

Description

三频天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种平面式三频天线。
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、交换无线电数据信号的天线装置，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。单频天线装置一般不易满足人们对多频段无线通信装置的需求，越来越多消费者希望其使用的无线通信装置可于GSM900/DCSl800与WLAN2450通信系统中使用。但是，因其操作在不同频带的范围内，理论上应有二个天线分别对应其中，但如此将大大增加天线装置的生产成本，也增加了天线装置的体积，从而占据无线通信装置内很大一部分空间，不利于无线通信装置朝轻薄化方向发展的趋势。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成本低廉，且占据空间小的三频天线。
一种三频天线，其为一布设于一绝缘基板上的平面式天线，所述三频天线包括包括一信号馈线、一第一辐射体、一第二辐射体及一第一接地片，所述第一辐射体为一矩形环状的片状体，其一端固接于所述信号馈线的末端；所述第二辐射体为三条相互平行设置的条形片状体，其向外延伸形成于所述第一辐射体上并容置于该第一辐射体围成的矩形环状空间内，与所述第一辐射体共享所述信号馈线；所述第一接地片设置于所述信号馈线的一侧；所述三频天线工作时，当信号沿第一辐射体的路径传输时，可得到一第一共振频率；当信号沿第二辐射体的路径传输时，可得到一第二共振频率；当信号沿所述第一辐射体及第二辐射体的路径传输时，可得到一第三共振频率。
相较于传统技术，所述三频天线采用平面结构，整体体积非常小，使得该三频天线不会占用到无线通信装置内的机构配置空间，以利于无线通信装置的薄形化。所述三频天线成本较低，在工作时可产生三个共振频率，增加了所述三频天线的频宽，使得该三频天线的频宽范围可以涵盖到GSM900、DCSl800及WLAN2450三个通信系统。
附图说明
图1为本发明三频天线较佳实施例布设于基板上的正视图。
图2为本发明三频天线较佳实施例的主要尺寸标注图。
图3为本发明三频天线较佳实施例的模拟与测量的返回损失结果比较示意图。
图4~图6为本发明三频天线工作于900MHz频率时分别于X-Y、Y-Z、Z-X平面的水平及垂直极化的电磁辐射场型图。
图7~图9为本发明三频天线工作于1800MHz频率时分别于X-Y、Y-Z、Z-X平面的水平及垂直极化的电磁辐射场型图。
图10~图12为本发明三频天线工作于2450MHz频率时分别于X-Y、Y-Z、Z-X平面的水平及垂直极化的电磁辐射场型图。
图13~图15为本发明三频天线分别工作于900MHz、1800MHz及2450MHz频率时测量得到的增益图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明三频天线30为一采用共平面波导方式馈入信号的平面式天线，其布设于移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等便携式无线通信装置(图未示)内的一绝缘基板10上，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线电数据信号。所述基板10为一由玻璃纤维制成、相对介电常数(permittivity)约为4.4、正切损耗常数(losstangent)约为0.02以及厚度约为1.6mm的矩形板状体。在本实施例中，该三频天线30由铜材质采用雕刻印制方法形成于该基板10上。
请一并参阅图2，所述三频天线30包括一信号馈线31、一第一辐射体33、一第二辐射体35、一第一接地片36及一第二接地片37。所述信号馈线31为一长度约为14mm、宽度约为2.4mm的大致矩形的片状体。所述第一辐射体33为一宽度约为2mm、总长度约为第一共振频率900MHz的四分之一波长的大致矩形环状的片状体，其一端与所述信号馈线31的末端相连接，另一端为平行于所述信号馈线31设置的自由端。
所述第一辐射体33包括依次顺序连接而成的一第一辐射臂331、一第二辐射臂332、一第三辐射臂333及一第四辐射臂334。在本实施例中，所述第一辐射臂331沿垂直于所述信号馈线31方向固接于该信号馈线31的末端并位于该信号馈线31的一侧，该第一辐射臂331的长度尺寸约为20mm。所述第二辐射臂332的长度尺寸与第四辐射臂334的长度尺寸相当，均约为18mm。所述第三辐射臂333的长度尺寸约为26mm。所述第四辐射臂334为一平行于所述信号馈线31及第二辐射臂332设置的自由端，该第四辐射臂334的末端与所述第一辐射臂331的起始端相对间隔设置，并位于该信号馈线31的另一相对侧。
所述第二辐射体35为三条相互平行设置的条形片状体，其沿平行于所述第一辐射臂331方向相互间隔地向外延伸形成于所述第二辐射臂332上，并容置所述第一辐射体33围成的矩形环状空间。第一辐射体33与第二辐射体35共享所述信号馈线31。所述第二辐射体35的每一条形片状体的长度尺寸约为20mm，宽度尺寸约为2mm，其相互之间间隔的距离约为2mm。
所述第一接地片36及第二接地片37均大致呈矩形片状，其分别相对间隔设置于所述信号馈线31的相对两侧。所述第一接地片36与信号馈线31之间的距离可以调节，从而在一定程度上调节所述三频天线30的第三共振频率，以得到最佳的第三共振频率。在本实施例中，所述信号馈线31与所述第一接地片36及第二接地片37之间间隔的距离均约为0.3mm。所述第一接地片36的左侧面与所述第一辐射体33的第二辐射臂332的左侧面之间的间隔距离约为4mm。
所述三频天线30工作时，射频信号自信号馈线31进入后，可分别沿所述三频天线30的第一辐射体33及第二辐射体35传输并分别获得不同长度的传播路径，产生不同的信号。当信号沿所述第一辐射体33的路径传输时，可以得到第一共振频率900MHz，此时，所述三频天线30可于GSM900系统下工作。当信号沿所述三频天线30的第二辐射体35的路径传输时，可以得到第二共振频率1800MHz，此时，所述三频天线30可于DCS1800系统下工作。当信号沿所述第一辐射体33及第二辐射体35的路径传输时，可以得到一第三共振频率2450MHz，此时，所述三频天线30可于WLAN2450下工作。从而使得该三频天线30能满足分别在GSM900、DCS1800及WLAN2450三个频段下进行工作的要求。
请参阅图3，所示为所述三频天线30在模拟软件检测下及实际测量下获得的返回损失(return loss，RL)测量结果比较示意图。由图3可以看出，在测试过程中，所述三频天线30在频率为900MHz、1800MHz及2450MHz附近分别得到一个共振频率，且实际测量下获得的返回损失(return loss，RL)测量结果与模拟软件检测下测得的预定返回损失(returnloss，RL)测量结果非常接近，符合设计要求。因此，所述所述三频天线30工作时的频宽范围可涵盖GSM900、DCS1800及WLAN2450三个通信系统的频宽。
请一并参阅图4~图6，所示为本发明三频天线30工作于900MHz频率时分别于X-Y、Y-Z、Z-X平面的水平及垂直极化的电磁辐射场型图，可以得出，所述三频天线30工作于900MHz频率时在X-Y平面的80度及270度附近有最大的辐射强度。
请一并参阅图7~图9，所示为本发明三频天线30工作于1800MHz频率时分别于X-Y、Y-Z、Z-X平面的水平及垂直极化的电磁辐射场型图，可以得出，所述三频天线30工作于1800MHz频率时在Y-Z平面的0度及180度附近有最大的辐射强度。
请一并参阅图10~图12，所示为本发明三频天线30工作于2450MHz频率时分别于X-Y、Y-Z、Z-X平面的水平及垂直极化的电磁辐射场型图，可以得出，所述三频天线30工作于2450MHz频率时在Y-Z平面的45度及135度附近有最大的辐射强度。
请一并参阅图13~图15，所示为本发明三频天线30分别工作于900MHz、1800MHz及2450MHz频率时测量得到的增益图，可以得到，第一共振频率900MHz的操作范围内的增益值为-3.47~-0.4；第二共振频率1800MHz的操作范围内的增益值为-1.44~0.11；第三共振频率2450MHz的操作范围内的增益值为3.09~4.13。由测试结果可知，三种工作频率下三频天线30的增益均可满足要求，无明显的辐射盲区。
所述三频天线30采用平面结构，整体体积非常小，使得该三频天线30不会占用到无线通信装置内的机构配置空间，以利于无线通信装置的薄形化。所述三频天线成本较低，在工作时可产生三个共振频率，增加了所述三频天线的频宽，使得该三频天线的频宽范围可以涵盖到GSM900、DCS1800及WLAN2450三个通信系统。
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 (7)

1.一种三频天线，其为一布设于一绝缘基板上的平面式天线，其特征在于：所述三频天线包括包括一信号馈线、一第一辐射体、一第二辐射体及一第一接地片，所述第一辐射体为一矩形环状的片状体，其一端固接于所述信号馈线的末端；所述第二辐射体为三条相互平行设置的条形片状体，其向外延伸形成于所述第一辐射体上并容置于该第一辐射体围成的矩形环状空间内，与所述第一辐射体共享所述信号馈线；所述第一接地片设置于所述信号馈线的一侧；所述三频天线工作时，当信号沿第一辐射体的路径传输时，可得到一第一共振频率；当信号沿第二辐射体的路径传输时，可得到一第二共振频率；当信号沿所述第一辐射体及第二辐射体的路径传输时，可得到一第三共振频率。
2.如权利要求1所述的三频天线，其特征在于：所述信号馈线为一矩形片状体，所述第一辐射体包括依次顺序连接而成的一第一辐射臂、一第二辐射臂、一第三辐射臂及一第四辐射臂，所述第一辐射臂沿垂直于所述信号馈线方向固接于该信号馈线的末端并位于该信号馈线的一侧，所述第四辐射臂为一平行于所述信号馈线及第二辐射臂设置的自由端，该第四辐射臂的末端与所述第一辐射臂的起始端相对间隔设置，并位于该信号馈线的另一相对侧。
3.如权利要求2所述的三频天线，其特征在于：所述第二辐射体的一端沿平行于所述第一辐射臂方向相互间隔地向外延伸形成于所述第二辐射臂上。
4.如权利要求3所述的三频天线，其特征在于：所述三频天线还包括一第二接地片，其呈矩形片状，相对所述第一接地片设置于所述信号馈线的另一侧。
5.如权利要求4所述的三频天线，其特征在于：该三频天线由铜材质采用雕刻印制方法形成于基板上。
6.如权利要求5所述的三频天线，其特征在于：所述基板为一由玻璃纤维制成的矩形板状体。
7.如权利要求6所述的三频天线，其特征在于：所述基板厚度为1.6mm，其相对介电常数为4.4及正切损耗常数为0.02。
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