CN101740874A - 多频段天线装置 - Google Patents

Abstract

一种多频段天线装置，包含一第一天线、一第二天线以及一开关元件，其中，该开关元件分别与该第一天线以及该第二天线连接，并控制该第一天线与该第二天线的导通状态；当该开关元件关闭时，该多频天线装置以第一天线收发一第一频段的信号；当该开关元件开启时，则以第一天线与第二天线共同收发一第二频段的信号。本发明能接收不同频段的信号，也能减少设计电路的体积，并通过调整天线的阻抗值以减少信号馈入天线时的反弹能量，使多频天线装置达到最佳化的收发状态。

Description

多频段天线装置

技术领域

本发明涉及一种多频段天线装置，尤其涉及一种利用一开关元件控制二天线间的导通状态，以接收不同频段信号的多频段天线装置。

背景技术

在传统无线装置上，由于有各种不同的无线通信应用，例如：GSM(GlobalSystem for Mobile Communications)、WCDMA(Wide-band Code DivisionMultiple Access)、WiFi(Wireless Fidelity)、BT(Bluetooth)、GPS(GlobalPositioning System)、DVB(Digital Video Broadcasting)等，若将上述种种应用技术整合在同一通信工具中，通常会造成各无线通信应用的效能不明显，或是为顾及效能，转而将无线装置的尺寸加大，未能同时兼顾效能与尺寸。

而传统无线装置的天线设计，为了能顾及多频段的无线通信应用，是针对一个频段设计一个天线，但如此除了会造成电路设计较复杂外，也会造成电路面积太大的缺点，使无线装置的体积不易缩小。

发明内容

本发明提供一多频段天线装置，利用一开关元件控制两个天线之间的导通状态，如此一来，不但能够以不同的天线分别接收不同频段的信号，也可以减少设计电路的体积，此外，通过调整天线的阻抗值，也可以减少信号馈入天线的反弹能量，使天线的收发达到最佳的状态。

本发明的多频段天线装置包含有一第一天线、一第二天线以及一开关元件，第一天线具有一第一端与一第二端，其中，第一端为信号的馈入点；第二天线具有一第一端与一第二端，第一天线的第二端与第二天线的第一端之间则是通过开关元件连接，而该开关元件则是用以控制第一天线与第二天线之间的导通状态。

当开关元件关闭时，第一天线与第二天线间无法导通，表示多频天线装置只能以第一天线进行信号的收发，此时多频天线装置收发信号的波长将等于第一天线的长度λ1，其收发频率即第一频率f1等于f₁＝υ/λ₁，其中υ为电磁波速度。

当开关元件开启时，第一天线与第二天线间可以导通，表示多频天线装置以第一天线与第二天线共同收发信号，此时多频天线装置收发信号的波长将等于第一天线的长度λ1与第二天线的长度λ2的总和，即λ1+λ2，其收发频率即第二频率等于f₂＝υ/(λ₁+λ₂)，υ为电磁波速度。

由上述说明可知，本发明的多频段天线装置利用一开关元件控制二天线之间的导通状况，以达到接收不同频段的信号。而随着天线与开关元件数量的增加，本发明的天线装置将可以接收更多频段范围的信号。

本发明的开关元件包含一控制器以及一二极管，其中二极管分别与第一天线以及第二天线连接，控制器则是用以控制该二极管的导通状态，其中该控制器可以是一可编程逻辑控制器，其内部可写入一软件程序以控制该二极管。

而且，本发明可通过调整天线的阻抗值，以减少信号馈入天线的反弹能量，使多频天线装置的信号收发达到最佳化的效果。

相较于已知技术，本发明的优点包括：

利用单一天线装置接收多频段的信号，以减少天线装置的体积。

通过调整天线的阻抗值，减少馈入信号的能量反弹，使信号的收发达到最佳化的效果。

附图说明

图1A为第一种实施方式的多频段天线装置。

图1B为第二种实施方式的多频段天线装置。

图1C为第三种实施方式的多频段天线装置。

具体实施方式

请参阅图1A，其为本发明多频段天线装置的第一种实施方式，多频段天线装置1由一第一天线11、一第二天线12以及一第一开关元件14所组成。

其中，第一天线11具有一第一端111与一第二端112，且该第一端111为一馈入点。第二天线12也具有一第一端121与一第二端122。第一开关元件14，其包含一第一控制器141与一第一二极管142。

上述的第一开关元件14中，第一二极管142的两端分别连接于第一天线11的第二端112与第二天线12的第一端121，并由第一控制器141控制第一二极管142的导通。其中，第一控制器141可为一可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller；PLC)并以软件程序进行控制。

本发明的多频段天线装置1利用第一开关元件14的开启与关闭，以调整多频段天线装置1的收发频段。在本发明的多频段天线装置1中，电磁波的传递速度为υ，第一天线11的长度为λ1，第二天线12的长度为λ2。

当第一开关元件14关闭时，第一天线11与第二天线12间无法导通，表示多频天线装置1只能以第一天线11进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11的长度λ1，其收发频率即第一频率f1等于f₁＝υ/λ₁，其中υ为电磁波速度。

当第一开关元件14开启时，第一天线11与第二天线12间可以导通，表示多频天线装置1是以第一天线11与第二天线12共同收发信号，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11的长度λ1与第二天线12的长度λ2的总和，即λ1+λ2，其收发频率即第二频率等于f₂＝υ/(λ₁+λ₂)，υ为电磁波速度。

由上述说明可知，本发明将第一天线11与第二天线12整合在同一个天线装置中，再利用第一开关元件14的开启与关闭控制二天线之间的导通状态，以达到分别接收二种不同频段的信号。

本发明也可以将多个天线以串接方式整合在同一个天线装置中，再配合多个开关元件控制天线之间的导通，以接收不同频段的信号。

请参阅图1B，其为本发明的多频段天线装置1的第二种实施方式。包括一第一天线11、一第二天线12、一第三天线15、一第一开关元件14以及一第二开关元件16，其中第一天线11、第二天线12以及第一开关元件14的结构、组成与功效如第一种实施方式，因此不再赘述，在此仅针对第三天线15以及第二开关元件16加以说明。

第三天线具有一第一端151与一第二端152；一第二开关元件16，其包含一第二控制器161与一第二二极管162。

上述的第二控制器16中，第二二极管162的两端分别连接于第二天线12的第二端122与第三天线15的第一端151，并由第二控制器161控制第二二极管162的导通。其中，该第二控制器161可为一可编程逻辑控制器(PLC)并可以载入一软件程序以便进行程序控制。

在本实施例的多频段天线装置1中，电磁波的传递速度为υ，第一天线11的长度为λ1，第二天线12的长度为λ2，第三天线15的长度为λ3。

当第一开关元件14关闭时，第一天线11与第二天线12间无法导通，表示多频天线装置1只能以第一天线11进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11的长度λ1，其收发频率即第一频率f1等于f₁＝υ/λ₁，其中υ为电磁波速度。

当第一开关元件14开启且第二开关元件16关闭时，第二天线12与第三天线15间无法导通，表示多频天线装置1只能以第一天线11和第二天线12进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11与第二天线12的长度总和，即λ1+λ2，其收发频率即第二频率f2等于f₂＝υ/(λ₁+λ₂)，其中υ为电磁波速度。

当第一开关元件14与第二开关元件16都开启时，第一天线11、第二天线12与第三天线15间皆可导通，表示多频天线装置1以第一天线11、第二天线12与第三天线15进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11、第二天线12与第三天线15的长度总和，即λ1+λ2+λ3，其收发频率即第三频率f3等于f₃＝υ/(λ₁+λ₂+λ₃)，其中υ为电磁波速度。

由上述说明可知，本发明是将第一天线11、第二天线12与第三天线15整合在同一个天线装置中，再利用第一开关元件14与第二开关元件16的开启与关闭控制三天线之间的导通状态，以达到分别接收三种不同频段的信号。

请参阅图1C，其为本发明的多频段天线装置1的第三种实施方式。包括一第一天线11、一第二天线12、一第三天线15、一第一开关元件14以及一第二开关元件16所组成。

其中第一天线11、第二天线12以及第三天线15的结构、组成与功效如第二种实施方式，因此不再赘述，在此仅针对第一开关元件14以及第二开关元件16加以说明。

其中，第一开关元件14，其包含一第一控制器141a与一第一二极管142；一第二开关元件16，具有一第二二极管162。

上述的第二开关元件16的第二二极管162，连接于第二天线12的第二端122以及第三天线15的第一端151，并与第一控制器141a相连接。第一开关元件14的第一二极管142，连接于第一天线11的第二端112与第二天线12的第一端121。第一控制器141a能够分别控制第一二极管142与第二二极管162的导通。其中，第一控制器141a可为一可编程逻辑控制器(PLC)并可以载入一软件程序，并分别对第一二极管142与第二二极管162的导通。

在本实施例的多频段天线装置1中，电磁波的传递速度为υ，第一天线11的长度为λ1，第二天线12的长度为λ2，第三天线15的长度为λ3。

当第一开关元件14控制第一二极管142关闭时，第一天线11与第二天线12间无法导通，表示多频天线装置只能以第一天线11进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11的长度λ1，其收发频率即第一频率f1等于f₁＝υ/λ₁，其中υ为电磁波速度。

当第一开关元件14控制第一二极管142开启且第二二极管162关闭时，第二天线12与第三天线15间无法导通，表示多频天线装置只能以第一天线11和第二天线12进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11与第二天线12的长度总和，即λ1+λ2，其收发频率即第二频率f2等于f₂＝υ/(λ₁+λ₂)，其中υ为电磁波速度。

当第一开关元件14控制第一二极管142以及第二二极管162都开启时，第一天线11、第二天线12与第三天线15间皆可导通，表示多频天线装置1以第一天线11、第二天线12与第三天线15进行信号的收发，此时多频天线装置1收发信号的波长将等于第一天线11、第二天线12与第三天线15的长度总和，即λ1+λ2+λ3，其收发频率即第三频率f3等于f₃＝υ/(λ₁+λ₂+λ₃)，其中υ为电磁波速度。

由上述说明可知，本实施方式是将第一天线11、第二天线12与第三天线15整合在同一个天线装置中，再利用第一开关元件14与第二开关元件16的开启与关闭控制三天线之间的导通状态，以达到分别接收三种不同频段的信号，此外，本实施方式利用第一控制器分别控制两个二极管，相较于第二实施方式而言，可省去一个控制器。

本发明的另一特性，请参阅图1C，多频天线装置1的天线可利用天线的长度、宽度或是材料等方式调整阻抗值，并利用阻抗值的调整，使信号的馈入能量增加，反弹能量下降，以实现多频天线装置的最佳化的收发效果，以使多频天线装置1的收发信号效能可以达到最佳化。

因此本发明在单一天线装置中，能提供多频段的信号，同时可减少设计电路体积，此外本发明中，可调整天线的阻抗值至多频天线装置最佳化的信号收发效能，如此能增加馈入信号并减少能量反弹。最后，本发明所公开如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，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以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多频段天线装置，其特征是，包括：

第一天线，具有第一端与第二端；

第二天线，具有第一端与第二端；以及

第一开关元件，分别与上述第一天线的第二端以及上述第二天线的第一端连接，并控制上述第一天线与上述第二天线的导通状态；

当上述第一开关元件关闭时，上述多频天线装置以上述第一天线收发第一频段的信号，当上述第一开关元件开启时，则以上述第一天线与上述第二天线共同收发第二频段的信号。

2.根据权利要求1所述的多频段天线装置，其特征是，其中上述第一天线的第一端为馈入点。

3.根据权利要求1所述的多频段天线装置，其特征是，其中上述第一天线与上述第二天线分别具有不同的阻抗。

4.根据权利要求1所述的多频段天线装置，其特征是，其中上述第一开关元件包括第一二极管以及第一控制器，上述第一控制器可控制上述第一二极管的导通状态。

5.根据权利要求1所述的多频段天线装置，其特征是，其还包括：

第三天线，具有第一端以及第二端；以及

第二开关元件，分别与上述第二天线的第二端以及上述第三天线的第一端连接，并控制上述第二天线与上述第三天线的导通状态；

当上述第一开关元件开启且上述第二开关元件关闭时，上述多频天线装置以上述第一天线与上述第二天线共同收发上述第二频段的信号，当上述第一开关元件开启且上述第二开关元件开启时，上述多频天线装置以上述第一天线、上述第二天线以及上述第三天线共同收发第三频段的信号。

6.根据权利要求5所述，其特征是，其中上述第一天线、上述第二天线以及上述第三天线分别具有不同的阻抗。

7.根据权利要求5所述的多频段天线装置，其特征是，其中上述第二开关元件包括第二二极管以及第二控制器，上述第二控制器可控制上述第二二极管的导通状态。

8.根据权利要求5所述的多频段天线装置，其特征是，其中上述第二开关元件包括第二二极管与上述第一控制器相连接，上述第一控制器可分别控制上述第一二极管以及上述第二二极管的导通状态。

9.根据权利要求7所述的多频段天线装置，其特征是，其中上述第一控制开关元件为可编程逻辑控制器，并以软件程序控制上述第一二极管与上述第二二极管的导通状态。

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