CN101853981A - 多频天线及应用该多频天线的无线通信装置 - Google Patents

多频天线及应用该多频天线的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多频天线，其包括一馈入端、一接地端及一第一辐射臂，该馈入端、接地端及第一辐射臂形成一倒F天线，且具有一第一共振频率；所述多频天线还包括一连接端、一第二辐射臂及一第三辐射臂，该第二辐射臂通过该连接端与第一辐射臂相连，且与第一辐射臂围成一第一狭槽，以与第一辐射臂配合而获得一第二共振频率；该第三辐射臂设置于第二辐射臂的一侧，且与第二辐射臂围成一第二狭槽，以进一步与第二辐射臂配合而获得一第三共振频率。本发明所述多频天线采用平面结构，整体体积小，使得该多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。

Description

多频天线及应用该多频天线的无线通信装置
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其是涉及一种多频天线及应用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多个通信系统中使用，如蓝牙(Bluetooth)、WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入)、WLAN(Wireless Local Area Networks；无线局域网络)等通信系统。因上述通信系统均操作在不同频带的范围内，例如蓝牙、WiMax、WLAN通信系统工作频段分别为2.4～2.48GHz、3.4～3.7GHz及5.15～5.35GHz，理论上应在无线通信装置中分别设置多个对应的天线。但如此将增加天线装置的生产成本，也可能导致天线装置的体积增大，不利于无线通信装置朝轻薄化方向发展的趋势。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种成本较低，且占据空间较小的多频天线。
一种多频天线，其包括一馈入端、一接地端及一第一辐射臂，该馈入端、接地端及第一辐射臂形成一倒F天线，且具有一第一共振频率；所述多频天线还包括一连接端、一第二辐射臂及一第三辐射臂，该第二辐射臂通过该连接端与第一辐射臂相连，且与第一辐射臂围成一第一狭槽，以与第一辐射臂配合而获得一第二共振频率；该第三辐射臂设置于第二辐射臂的一侧，且与第二辐射臂围成一第二狭槽，以进一步与第二辐射臂配合而获得一第三共振频率。
一种无线通信装置，其包括一基板及一多频天线，该基板包括一安装面及一接地部，该多频天线布设于该安装面，所述多频天线包括一馈入端、一接地端、一第一辐射臂、该馈入端、接地端及第一辐射臂形成一倒F天线，该接地端与接地部相连，获得一第一共振频率，所述多频天线还包括一连接端、一第二辐射臂及一第三辐射臂，该第二辐射臂通过连接端与第一辐射臂相连，且与第一辐射臂围成一第一狭槽，以与第一辐射臂配合而获得一第二共振频率；该第三辐射臂设置于第二辐射臂的一侧，且与该第二辐射臂围成一第二狭槽，以进一步与第二辐射臂配合而获得一第三共振频率。
相较于传统技术，所述多频天线采用平面结构，整体体积非常小，使得该多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。所述多频天线成本较低，在工作时可产生多个共振频率，增加了所述多频天线的频宽，使得该多频天线的频宽范围可以涵盖到多个通信系统。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的多频天线布设于基板上的正视图。
图2为本发明较佳实施例的多频天线的主要尺寸标注图。
图3为本发明较佳实施例的多频天线的回波损耗图。
图4为本发明另一较佳实施例的多频天线布设于基板上的正视图。
图5为本发明另一较佳实施例的多频天线的回波损耗图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明一个较佳实施例的多频天线10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)内的一基板30上，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线电数据信号。在本较佳实施例中，该多频天线10由铜材质采用雕刻印制方法形成于该基板30上。
该基板30为一印刷电路板，其包括一安装部31及一接地部32。该安装部31用以布设该多频天线10，该接地部32用以提供一接地平面。
该多频天线10包括一馈入端11、一接地端12、一第一辐射臂13、一连接端14、一第二辐射臂15、一第三辐射臂16。该馈入端11、接地端12与第一辐射臂13相连形成一倒F天线结构，从而可获得一第一共振频率；该第二辐射臂15与第一辐射臂13产生耦合效应，可获得一第二共振频率；该第三辐射臂16进一步与第二辐射臂15产生耦合效应，可获得一第三共振频率。在本较佳实施例中，该第一共振频率、第二共振频率及第三共振频率分别设置为2.4GHz、3.5GHz及5.2GHz，分别适用于蓝牙、WiMax、WLAN通信系统的需要。
该馈入端11及接地端12均为片状体，二者宽度大致相等，且馈入端11长度略小于接地端12。该馈入端11一端垂直设置于第一辐射臂13的一侧，另一端通过一馈入装置40连接至无线通信装置内现有的信号馈入部(图未示)。该接地端12一端垂直连接至接地部32，另一端设置与第一辐射臂13垂直相连，从而与馈入端11相互平行。该第一辐射臂13为一直条状片体，其与接地部32的边缘平行地设置，且于靠近接地部32的一侧与馈入端11及接地端12垂直地相连，形成倒F天线结构，并获得上述的第一共振频率，从而工作于2.4GHz左右的频段。
该连接端14由第一辐射臂13相对接地端12的一侧朝远离接地部32的方向垂直延伸一段距离形成，该连接端14于末端处与第二辐射臂15相连。
该第二辐射臂15为一“L”形状的片体，其包括一第一长边151及一与该第一长边151垂直连接的第一短边152。该第二辐射臂15设置于第一辐射臂13远离接地部32的一侧。该第二辐射臂15的第一长边151与第一辐射臂13相互平行。该第一长边151远离第一短边152的一端与连接端14垂直地相连。该第一长边151的长度略大于第一辐射臂13，从而与第一短边152、第一辐射臂13共同围设形成一“L”形状的第一狭槽17，通过在制造时调整该第一狭槽17的宽度可调整其辐射特性，并利用第一辐射臂13与第二辐射臂15的耦合效应获得第二共振频率3.5GHz。
该第三辐射臂16形状与该第二辐射臂15大致相同，其为一“L”形状的片体，包括一第二长边161及一第二短边162。该第三辐射臂16设置于该第二辐射臂15与第一辐射臂13相反的一侧。该第二长边161与第二辐射臂15的第一长边151相互平行；第一短边162与第二辐射臂15的第一短边152相互平行，从而，该第三辐射臂16整体与第二辐射臂15围成一“L”形状的第二狭槽18，调整该第二狭槽18的宽度可调整其辐射特性，并利用第二辐射臂15与第三辐射臂16的耦合效应获得第三共振频率5.2GHz。
请一并参阅图2，所示为本较佳实施例多频天线10的主要尺寸，其中，馈入端11与接地端12之间间距为3mm；第二辐射臂15的第一长边151的长度为15.6mm，其与第一辐射臂13的间距为0.4mm，且距离接地部32的高度为5.5mm，另外，该第一短边152的宽度为2mm。该第三辐射臂16的第二长边161的长度为21.5mm，其与第二辐射臂15的之间间距为0.6mm，且距离接地部32的高度为7.5mm，另外，该第二短边162的宽度为5mm。
请参阅图3，所示为所述多频天线10在模拟软件检测下获得的回波损耗(return loss，RL)示意图。由图3可以看出，在测试过程中，所述多频天线10在2.4GHz、3.5GHz及5.2GHz的工作频率附近的相关指标且符合天线设计要求。因此，所述多频天线30工作时的频宽范围可涵盖到Bluetooth、WiMAX、WLAN三个通信系统的频宽。
请一并参阅图4，所示为本发明另一较佳实施例的多频天线20，该多频天线20外侧可增设一第四辐射臂19，达到工作于四个频段的效果。该第四辐射臂19大致为一L形状的片体，其包括一第三长边191及一第三短边192，该第三长边191与第三辐射臂18的第二长边平行，且围成一“L”形状的第三狭槽193，并利用该第三狭槽193互感并进一步产生耦合效应，从而获得一第四共振频率。在设计时调节该第四辐射臂19的尺寸及第三狭槽193的宽度即可调整该第四共振频率。请参阅图5，所示为本发明多频天线20的回波损耗图，其显示该多频天线20在四个共振频率下工作也具有较佳的效果。
所述多频天线采用平面结构，整体体积较小，使得该多频天线不会占用到无线通信装置内的机构配置空间，有利于无线通信装置的薄形化。所述多频天线成本较低，在工作时可产生多个共振频率，增加了所述多频天线的频宽，使得该多频天线的频宽范围可以涵盖到多个通信系统。

Claims (10)

1.一种多频天线，其包括一馈入端、一接地端及一第一辐射臂，该馈入端、接地端及第一辐射臂形成一倒F天线，且具有一第一共振频率；其特征在于：所述多频天线还包括一连接端、一第二辐射臂及一第三辐射臂，该第二辐射臂通过该连接端与第一辐射臂相连，且与第一辐射臂围成一第一狭槽，以与第一辐射臂配合而获得一第二共振频率；该第三辐射臂设置于第二辐射臂的一侧，且与第二辐射臂围成一第二狭槽，以进一步与第二辐射臂配合而获得一第三共振频率。
2.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：该第二辐射臂为一“L”形状的片体，其与第一辐射臂围成的第一狭槽为“L”形状。
3.如权利要求2所述的多频天线，其特征在于：该第二辐射臂包括一第一长边及一与该第一长边垂直相连的第一短边，该第一长边与第一辐射臂平行设置，并于远离第一短边的一端与连接端垂直连接。
4.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：该第三辐射臂为一“L”形状的片体，其与第二辐射臂围成的第二狭槽为“L”形状。
5.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：该多频天线还进一步包括一第四辐射臂，该第四辐射臂设置于第三辐射臂与远离第二辐射臂相对的一侧，并与第三辐射臂形成一“L”形状的第三狭槽，以与第三辐射臂配合而获得一第四共振频率。
6.一种无线通信装置，其包括一基板及一多频天线，该基板包括一安装面及一接地部，该多频天线布设于该安装面，所述多频天线包括一馈入端、一接地端、一第一辐射臂、该馈入端、接地端及第一辐射臂形成一倒F天线，该接地端与接地部相连，获得一第一共振频率，其特征在于：所述多频天线还包括一连接端、一第二辐射臂及一第三辐射臂，该第二辐射臂通过连接端与第一辐射臂相连，且与第一辐射臂围成一第一狭槽，以与第一辐射臂配合而获得一第二共振频率；该第三辐射臂设置于第二辐射臂的一侧，且与该第二辐射臂围成一第二狭槽，以进一步与第二辐射臂配合而获得一第三共振频率。
7.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于：该第二辐射臂为一“L”形状的片体，其与第一辐射臂围成的第一狭槽为“L”形状。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：该第二辐射臂包括一第一长边及一与该第一长边垂直相连的第一短边，该第一长边与第一辐射臂平行设置，并于远离第一短边的一端与连接端垂直连接。
9.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于：该第三辐射臂为一“L”形状的片体，其与第二辐射臂围成的第二狭槽为“L”形状。
10.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于：该多频天线还进一步包括一第四辐射臂，该第四辐射臂设置于第三辐射臂与远离第二辐射臂相对的一侧，并与第三辐射臂形成一“L”形状的第三狭槽，以与第三辐射臂配合而获得一第四共振频率
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