CN101826651A - 多频天线及具有多频天线的通讯装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多频天线及具有多频天线的通讯装置。多频天线用于通讯装置并包含：介质基板、接地部及辐射金属部。介质基板包含两个表面；接地部包含：第一接地面，位于介质基板的一表面上，第一接地面具有第一连接点及短路点；第二接地面，邻近第一接地面，第二接地面具有第二连接点；及连接金属线，其一端连接第一连接点，另一端连接第二连接点，且连接金属线的至少一部分位于介质基板的一表面上。辐射金属部位于介质基板的一表面上，其中辐射金属部与第一接地面不互相重叠。该辐射金属部包含：辐射区间，其一端连接至短路点，另一端为开放端；及馈入区间，其一端连接至信号源，另一端为开放端，开放端与辐射区间之间具有小于3mm的间距。

Description

多频天线及具有多频天线的通讯装置

技术领域

本发明涉及一种天线及通讯装置，特别涉及一种适用于折叠式通讯装置的小尺寸多频天线，及具有多频天线的折叠式通讯装置。

背景技术

随着无线通讯的蓬勃发展，各式各样的无线通讯技术与产品不断的进步与出现，其中可携式通讯装置天线的缩小化一直都是非常重要的研究课题。对于多数可携式通讯装置来说，多频操作为基本要求，然而无论可携式通讯装置的形式为何，目前主要还是通过激发天线本身的共振模态来达成多频操作。然而，为了涵盖低频频带的操作，往往必须增大天线所占据的面积。

于现有技术中，中国台湾专利公告号第I 258,891号“行动手机天线”及中国台湾专利公告号第I 262,620号“一种内藏式行动手机天线”皆为应用于折叠式手机的天线设计，其使用倒F形天线的四分之一波长共振模态来涵盖所需频带，因此若欲以此方式涵盖低频频带，势必需要增长天线的长度，迫使天线占据面积增大。

因此，有必要提供一种多频天线及具有多频天线的通讯装置，其可激发可携式通讯装置的接地部模态来协助涵盖所需的多频操作，以改善现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多频天线，具有缩小化的尺寸，且可以涵盖多频带，达成行动通讯的功能。

本发明的另一目的在于提供一种通讯装置，其具有前述的多频天线。

为了达成上述目的，本发明的多频天线，包含：一介质基板、一接地部及一辐射金属部。该介质基板包含两个表面。该接地部包含：一第一接地面，位于该介质基板的一表面上，第一接地面具有一第一连接点及一短路点；一第二接地面，邻近该第一接地面，第二接地面具有一第二连接点；及一连接金属线，其一端连接该第一连接点，另一端连接该第二连接点，且该连接金属线的至少一部分位于该介质基板的一表面上。该辐射金属部位于该介质基板的一表面上，其中该辐射金属部与该第一接地面不互相重叠。该辐射金属部包含：一辐射区间，其一端连接至该短路点，另一端为开放端；及一馈入区间，其一端连接至一信号源，另一端为开放端，该开放端与该辐射区间具有一小于3mm的间距。

本发明的多频天线由于只需提供高频操作频带的共振路径，因此可有效降低天线本身所占据的面积，达成多频天线缩小化的目的。同时，本发明天线制成简单、制作成本低廉，符合实际应用上的量产需求。

附图说明

图1为本发明的通讯装置的实施例的示意图。

图2为本发明的多频天线第一实施例的结构图。

图3为本发明的多频天线第一实施例于通讯装置开盖时的侧视图。

图4为本发明的多频天线第一实施例于通讯装置阖盖时的侧视图。

图5为本发明的多频天线第一实施例的测量返回损失图。

图6为本发明的多频天线第一实施例的低频操作频带的测量辐射效率图。

图7为本发明的多频天线第一实施例的高频操作频带的测量辐射效率图。

图8为本发明的多频天线第二实施例的结构图。

其中，附图标记说明如下：

多频天线1、6            介质基板11

第一表面111             第二表面112

接地部12                第一接地面121

第二接地面122           连接金属线123

辐射金属部13、63        辐射区间131、631

馈入区间132、632        间距133、633

信号源14                第一连接点151

第二连接点152         短路点153

贯孔16                第一共振频带31

第二共振频带32        第三共振频带33

通讯装置100

具体实施方式

为了能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。

请一并参考图1至图4。图1为本发明的通讯装置的实施例的示意图，图2为本发明的多频天线第一实施例的结构图，图3为本发明的多频天线第一实施例于通讯装置开盖时的侧视图，图4为本发明的多频天线第一实施例于通讯装置阖盖时的侧视图。

本发明的通讯装置100内包括多频天线1。通讯装置100主要具有开盖(操作状态，如图1所示)与阖盖(待机状态)等两种使用状态，而多频天线1配合通讯装置100的不同使用状态而具有不同的开阖角度，并且多频天线1在位于不同的开阖角度时皆能发挥其收发信号的效能。于本实施例中，通讯装置100为开盖手机，然而本发明的通讯装置100并不限于此。

请一并参考图1与图2。多频天线1包含介质基板11、接地部12及辐射金属部13。接地部12包含第一接地面121、第二接地面122与连接金属线123。

介质基板11包含第一表面111与第二表面112，第一表面111与第二表面112为相对的两个表面。于本实施例中，第一接地面121位于介质基板11的第一表面111上，第一接地面121可以印刷或蚀刻技术形成于介质基板11上。举例来说，介质基板11可为可携式通讯装置的系统电路板，第一接地面可为可携式通讯装置的系统接地面。

接地部12的第一接地面121具有第一连接点151及短路点153；接地部12的第二接地面122邻近第一接地面121，第二接地面122具有第二连接点152。第二接地面122并未接触第二表面112(如图3所示)。举例来说，第二接地面122可为折叠式通讯装置上盖的支撑金属背板。

于本实施例中，通讯装置为折叠式手机。当手机开盖(即通话状态或操作状态)时，第二接地面122与第二表面112呈非平行关系(即图3所示)，且第一接地面121与第二接地面122也为非平行。当手机阖盖(即待机状态)时，第二接地面122与第二表面112呈平行关系(如图4所示)，且第一接地面121与第二接地面122也呈平行。本实施例在设计时已同时考虑非平行(通话状态或操作状态)及平行(待机状态)时的天线表现，皆可符合实际应用的规范。

然而须注意的是，第一接地面121与第二接地面122的设置位置并不限于上述，第一接地面121与第二接地面122的位置依据机构设计的不同而有所差异，然而在不违背发明的技术原理及精神下，对实施例做修改即可涵盖所需的操作频带。举例来说，第一接地面121与第二接地面122可位于介质基板11的同侧。

连接金属线123与第一接地面121位于介质基板11的不同表面。连接金属线123的一端连接至第二连接点152，另一端则经由贯孔16连接至第一连接点151。于本实施例中，连接金属线123的一部分位于介质基板11的第二表面112上，另一部分则为悬空、凸出于第二表面112且为可弯曲，以配合通讯装置(如折叠式手机)的开阖动作。然而需注意的是，本专利的连接金属线123的结构并不限于此。

于本实施例中，辐射金属部13位于介质基板11的一表面上，与第一接地面121不互相重叠，使辐射金属部13具有单极天线或短路单极天线的特点，因此能降低天线Q值，进而使得天线的操作频宽较宽。举例来说，辐射金属部13以印刷或蚀刻技术形成于介质基板11上。

辐射金属部13包含辐射区间131与馈入区间132。于本实施例中，辐射区间131与馈入区间132位于介质基板11的同一表面上。辐射区间131的一端经由贯孔16连接至短路点153，辐射区间131的另一端为开放端。

馈入区间132的一端连接至信号源14。于本实施例中，以微带线馈入为例，信号源14的一端连接于第一接地面121，信号源14的另一端则连接于微带馈入线。馈入区间132的另一端为开放端，馈入区间132的开放端与辐射区间131具有一小于3mm的间距133。

然而须注意的是，间距133的长度主要是用于调整电容值，因此并不需整段长度皆与辐射区间131平行，可依实际需求调整间距133的长度。

图5为本发明的多频天线第一实施例的测量返回损失图。在本实施例中选择下列尺寸来进行实验：介质基板11的长度约为110mm，宽度约为40mm；接地部12的第一接地面121的长度约为100mm，宽度约为40mm，第二接地面122的长度约为100mm，宽度约为40mm，连接金属线123的长度约为40mm，宽度约为1mm，且该连接金属线123的部分区间(长度约为35mm)位于该介质基板11的一表面上；辐射金属部13的辐射区间131的长度约为50mm，其一端的宽度约为2mm，另一端为开放端，宽度约为5mm；馈入区间132的一端连接至一信号源14，宽度约为2mm，另一端为开放端，宽度约为1mm，该开放端与该辐射区间131具有一约1.5mm的间距。

由所得的实验结果，在6dB返回损失的定义之下，第一共振频带31(接地部12的类偶极半波长模态)，足以涵盖GSM850/900频带，而第二共振频带32(接地部12的类偶极全波长模态)协同第三共振频带33(本发明多频天线的四分之一波长模态)，足以涵盖GSM1800/1900/UMTS频带，因此本发明天线能多频操作于GSM850/900/1800/1900/UMT频带，符合现今通讯频带的需求。

图6为本发明的多频天线第一实施例的低频操作频带的测量辐射效率图。其尺寸如上所述，根据测量结果，操作频带内的辐射效率皆大于80％，非常符合实际应用的需求。

图7为本发明的多频天线第一实施例的高频操作频带的测量辐射效率图。其尺寸如上所述，根据测量结果，操作频带内的辐射效率皆大于60％，符合实际应用的需求。

图8为本发明的天线第二实施例的结构图。多频天线6包含介质基板11、接地部12及辐射金属部63。与第一实施例的最大差别在于，多频天线6的辐射区间631与馈入区间632位于介质基板11的不同表面上。由于间距633由介质基板11的厚度决定，因此介质基板11的厚度必须小于3mm。由于本实施例的操作原理与第一实施例相同，通过调整多频天线6的馈入区间632开放端宽度，即可得到与上述第一实施例的相似结果，因此不再赘述。

综上所述，本发明的多频天线中，通过连接金属线的特殊设计，可以有效激发一种折叠式通讯装置的接地部的类偶极(dipole-like)半波长模态及全波长模态。通过调整连接金属线的长度，可改变接地部表面电流，激发出原先无法被激发的全波长模态，并可调整所述两个共振模态的操作频率，再搭配耦合式馈入的技术，通过辐射金属部的馈入区间的开放端与辐射区间的小于3mm的间距，补偿原先过高的电感性，使得所述两个(半波长及全波长)接地部模态皆能达成良好匹配。而天线本身为一耦合式馈入平面倒F形天线，可以操作于其四分之一波长模态，并达成良好匹配。因此，该接地部的类偶极半波长模态可涵盖GSM850/900(天线的低频操作频带)的操作，而该接地部的类偶极全波长模态协同该耦合式馈入平面倒F形天线的四分之一波长模态，可涵盖GSM1800/1900/UMTS(天线的高频操作频带)的操作。本发明的多频天线由于只需提供高频操作频带的共振路径，因此可有效降低天线本身所占据的面积，达成多频天线缩小化的目的。同时，本发明天线制成简单、制作成本低廉，符合实际应用上的量产需求。

然而需注意，上述实施例仅为示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的范围。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神下，对实施例进行修改或变化。本发明权利保护范围应如所附权利要求书所限定的范围所述。

Claims (16)

1.一种多频天线，用于一通讯装置，该多频天线包含：

一介质基板，包含两个表面；

一接地部，包含：

一第一接地面，位于该介质基板的一表面上，该第一接地面具有一第一连接点及一短路点；

一第二接地面，邻近该第一接地面，该第二接地面具有一第二连接点；及

一连接金属线，其一端连接该第一连接点，另一端连接该第二连接点，且该连接金属线的至少一部分位于该介质基板的一表面上；及

一辐射金属部，位于该介质基板的一表面上，其中该辐射金属部与该第一接地面不互相重叠，该辐射金属部包含：

一辐射区间，其一端连接至该短路点，另一端为开放端；及

一馈入区间，其一端连接至一信号源，另一端为开放端，该开放端与该辐射区间之间具有一小于3mm的间距。

2.如权利要求1所述的多频天线，其中该介质基板为一可携式通讯装置的系统电路板。

3.如权利要求1所述的多频天线，其中该第一接地面为一可携式通讯装置的系统接地面。

4.如权利要求1所述的多频天线，其中该第一接地面及该辐射金属部以印刷或蚀刻技术形成于该介质基板上。

5.如权利要求1所述的多频天线，其中该第二接地面为一折叠式通讯装置上盖的支撑金属背板。

6.如权利要求1所述的多频天线，其中该辐射区间与该馈入区间位于该介质基板的同一表面上。

7.如权利要求1所述的多频天线，其中该辐射区间与该馈入区间分别位于该介质基板的不同表面上。

8.如权利要求1所述的多频天线，其中该介质基板包含一第一表面与一第二表面，该第一接地面位于该第一表面上，所述连接金属线的至少一部分位于该第二表面上。

9.如权利要求8所述的多频天线，其中该辐射区间与该馈入区间皆位于该第二表面。

10.如权利要求8所述的多频天线，其中该辐射区间位于该第一表面，该馈入区间位于该第二表面。

11.如权利要求10所述的多频天线，其中该介质基板的厚度小于3mm。

12.如权利要求1所述的多频天线，其中该第一接地面与该第二接地面位于该介质基板的相对两侧。

13.如权利要求1所述的多频天线，其中该第一接地面与该第二接地面位于该介质基板的同侧。

14.如权利要求1所述的多频天线，其中该第一接地面与该第二接地面之间呈非平行关系。

15.如权利要求1所述的多频天线，其中该通讯装置为一折叠式可携式通讯装置。

16.一种通讯装置，具有如权利要求1至15中任一项所述的多频天线。

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