CN101938039B - 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

天线结构及应用该天线结构的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天线结构，其包括一第一天线部和一第二天线部，所述第一天线部包括一第一辐射体，所述第一辐射体用以收发具有第一工作频率的无线信号，所述第二天线部包括一第二辐射体，所述第二辐射体用以收发具有第二工作频率的无线信号，所述第二辐射体平行于所述第一辐射体设置且与所述第一辐射体间隔一定间距，以使所述第一辐射体和第二辐射体产生耦合效应进而使所述天线结构获得一新的工作频带。本发明还提供一种应用所述天线结构的无线通信装置。所述无线通信装置能准确及稳定收发信号。

Description

天线结构及应用该天线结构的无线通信装置
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置。
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。在便携式电子装置中，由于其天线一般体积很小，当使用者握持便携式电子装置的姿势不同或周围环境发生变化(如温度、湿度等方面的变化)时，均会对其中的天线的工作环境造成较大变化，从而使天线的信号收发频率的产生改变，即频偏效应。当频偏效应产生时，会导致天线无线通信装置收发特定频率的工作信号的效率降低，可能无法符合实际使用的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能准确及稳定收发信号的天线结构。
另外，还有必要提供一种应用所述天线结构的无线通信装置。
一种天线结构，其包括一第一天线部和一第二天线部，所述第一天线部包括一第一辐射体，所述第一辐射体用以收发具有第一工作频率的无线信号，所述第二天线部包括一第二辐射体，所述第二辐射体用以收发具有第二工作频率的无线信号，所述第二辐射体平行于所述第一辐射体设置且与所述第一辐射体间隔一定间距，以使所述第一辐射体和第二辐射体产生耦合效应进而使所述天线结构获得一新的工作频带。
一种无线通信装置，其包括一基体及一天线结构，所述基体上设有一接地端和一馈入端，所述接地端、馈入端与天线结构相连，所述天线结构包括一第一天线部和一第二天线部，所述第一天线部包括一第一辐射体，所述第一辐射体用以收发具有第一工作频率的无线信号，所述第二天线部包括一第二辐射体，所述第二辐射体用以收发具有第二工作频率的无线信号，所述第二辐射体平行于所述第一辐射体设置且与所述第一辐射体间隔一定间距，以使所述第一辐射体和第二辐射体产生耦合效应进而使所述天线结构获得一新的工作频带。
相较于现有技术，所述天线结构中第一天线部和第二天线部各自的辐射体相互平行且相隔有一特定的距离，借助工作电流产生的磁耦合，能够有效的改善第一天线部谐振模态的匹配，进而与第二天线部谐振模态合成产生一较宽的操作频带，可以有效地弥补频偏效应对收发特定频率的工作信号的造成的负面影响。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的天线结构装设在无线通信装置上的示意图。
图2为本发明较佳实施例的天线结构的立体示意图。
图3为本发明较佳实施例的天线结构的第一天线部和第二天线部展开状态时主要尺寸标示图。
图4为本发明较佳实施例的天线结构的回波损耗(Return Loss，RL)示意图。
具体实施方式
图1和图2所示为本发明较佳实施例之天线结构100，其可应用于具有蓝牙(Bluetooth)功能的无线通信装置中。该天线结构100设于所述无线通信装置内的一基体200上。所述基体200可为无线通信装置的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的一部分。
所述基体200大致为一长方体形，其包括一端面210、一顶面220及一侧面230，并于所述端面210、顶面220和侧面230连接处形成一贯穿所述基体200的“L”形缺口240，且所述缺口240在基体200上对应形成一第一平面250和一与所述第一平面250垂直的第二平面260。所述第一平面250上垂直装设有一接地端252和一馈入端254。所述接地端252和馈入端254均可为现有的排针，其外形大致呈柱状，且所述接地端252及馈入端254均与所述基体200电性连接。其中所述接地端252为所述基体200起接地作用，其长度大于所述馈入端254的长度，所述馈入端254可为所述基体200起信号馈入作用。
所述天线结构100包括一第一天线部10和一第二天线部30。所述第一天线部10和第二天线部30均装设于所述缺口240中，且位于不同的平面内。
所述第一天线部10为一平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)，其包括一第一辐射体12、一第一接地部14、一第一馈入部16。
所述第一辐射体12为一长条状的片体，其平行于所述第一平面250设置且与所述第一平面250的垂直距离约为2.5mm。所述第一辐射体12包括依次相连、宽度一致并设置于同一平面内的一第一连接部122、一第二连接部124和一第三连接部126。所述第一连接部122为一狭长的片体，所述第二连接部124垂直于所述第一连接部122并朝远离所述顶面220的方向延伸，所述第三连接部126垂直于所述第二连接部124并沿与所述第一连接部122平行的方向向所述第二平面260延伸而形成一长度短于所述第一连接部122长度的长条状片体。
所述第一接地部14为一长条状的片体，其宽度小于所述第一辐射体12的宽度，且所述第一接地部14平行于所述第二连接部124。所述第一接地部14一端垂直设于所述第一辐射体122一侧，另一端垂直地连接于所述基体200的接地端252侧面中部，并通过所述接地端252与所述基体200建立电性连接，为所述第一天线部10提供接地作用。
所述第一馈入部16为一较短的片体，其宽度与所述第一辐射体12的宽度一致，所述第一馈入部16与第一接地部14平行地置于所述第一辐射体12的同一侧。且所述第一馈入部16一端垂直连接于所述第一连接部122末端，另一端电性连接于所述基体200的馈入端254，为所述第一天线部10起信号馈入作用。
所述第二天线部30为一环形天线(Loop Antenna)，其包括一第二辐射体32、一第二接地部34、一第二馈入部36。
所述第二辐射体32为一宽度略小于所述第一辐射体宽度12的长条状的片体，其整体设置于另一与所述第一辐射体12所在平面相互平行的平面内，且所述两个平面之间设有一约为0.4mm的间距。所述第二辐射体32包括依次相连，宽度一致并设置于同一平面内的一第一曲折部322、一过渡部324和一第二曲折部326。所述第一曲折部322大致为“L”形长条状，其包括一较长端322a和一较短端322b。所述较长端322a在第一辐射体12所在平面上的投影位于所述第一连接部122和第三连接部126之间，且与所述第一连接部122及第三连接部126平行，所述较长端322a的长度略短于所述第一连接部122的长度。所述较短端322b一端垂直连接于所述较长端322a一端并朝靠近所述顶面220的方向延伸，且所述较短端322b在第一辐射体12所在平面上的投影对准第二连接部124。所述过渡部324的一端垂直连接于所述较短端322b的末端，并朝靠近所述基体200的端面210的方向延伸形成一与第一连接部122平行的直条形片体，所述过渡部324在第一辐射体12所在平面上的投影对准第一连接部122端部，所述过渡部324的长度与所述较长端332a的长度之和大于所述第一连接部122。所述第二曲折部326大致呈“L”状，其包括一较短部326a和一较长部326b。所述较短部326a一端垂直连接于所述过渡部324的末端，另一端朝远离所述基体200的顶面220的方向延伸，且所述较短部326a的长度长于所述第二连接部124的长度。所述较长部326b垂直连接于所述较短部326a的另一端，并沿平行于322a的方向朝靠近所述第二平面260延伸形成一长度稍长于所述较长端322a的长条状的片体。
所述第二接地部34的宽度与所述第二辐射体32的宽度一致，且平行于第一接地部14设置。所述第二接地部34一端垂直连接于所述较长部326b接近第二平面260的末端，另一端垂直连接于所述接地端252的末端，并通过所述接地端252与所述基体200建立电性连接，为所述第二天线部30提供接地作用。
所述第二馈入部36为一较短的片体，其一端垂直连接于所述较长端322a一侧，另一端垂直连接于所述第一馈入部16一侧，并通过所述第一馈入部16与所述馈入端254电性连接，为所述第二天线部30提供信号馈入。可以理解，所述第二馈入部36的长度即为第二辐射体32与第一辐射体12之间的间距。
请参阅图3，经过实验确定本实施例中天线结构100的一组较佳尺寸如下，第一天线部10的第一连接部122、第二连接部124和第三连接部126长度分别为21mm、1mm和3.7mm。所述第二天线部30的较长端322a和较短端322b长度分别为20mm和1.5mm，所述第二天线部30的过渡部324长度为1.5mm，所述第二天线部30的较短部326a和较长部326b长度分别为2.5mm和21.5mm。
当所述天线结构100工作时，所述第一天线部10可形成一较高频(约2600MHz)谐振模态，所述第二天线部30可形成一较低频(约2380MHz)谐振模态。由于所述第一天线部10和第二天线部30之间具有一特定的间距(0.4mm)，通过流经所述第一天线部10和第二天线部30的电流产生的磁耦合，可以有效地改善较高频谐振模态的匹配，进而与较低频谐振模态合成一约为165MHz的操作频带，该操作频带完全涵盖蓝牙通信频率范围(2.40GHz-2.485GHz)，从而使该天线结构100可用于收发蓝牙信号。
图4所示为本发明较佳实施例的天线结构100的回波损耗(Return Loss，RL)。一般以天线的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)为2∶1处作为天线使用的频带，此处的反射损耗值等于-10分贝(dB)，故，反射损耗值小于等于10dB的频率范围均可作为天线工作的频带。

Claims (6)

1.一种天线结构，其特征在于：所述天线结构包括一第一天线部和一第二天线部，所述第一天线部为一平面倒F天线，所述第一天线部包括一第一辐射体、一第一接地部和一第一馈入部，所述第一辐射体用以收发具有第一工作频率的无线信号，该第一接地部与该第一辐射体设置于同一平面内，所述第二天线部为一环形天线，所述第二天线部包括一第二辐射体、一第二接地部和一第二馈入部，所述第二辐射体用以收发具有第二工作频率的无线信号，该第二接地部与该第二辐射体设置于同一平面内，所述第一接地部与第二接地部平行设置并均用于接地，所述第一馈入部连接于所述第二馈入部并均用于馈入信号，该第二接地部与该第二辐射体所在的平面与该第一接地部与该第一辐射体所在的平面平行，且间隔一定间距，所述间距为第二馈入部的长度，用以使所述第一辐射体和第二辐射体产生耦合效应进而使所述天线结构获得一新的工作频带。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射体包括依次相连的一第一连接部、一第二连接部和一第三连接部，其中所述第一连接部平行于所述第三连接部，所述第二连接部垂直于所述第一连接部和第三连接部。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射体包括一第一曲折部、一过渡部和一第二曲折部，其中所述第一曲折部和第二曲折部均为“L”形的长条状，所述过渡部连接于所述第一曲折部和第二曲折部之间。
4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述间距为0.4mm。
5.一种无线通信装置，其包括一基体及一天线结构，所述基体上设有一接地端和一馈入端，所述接地端、馈入端与天线结构相连，其特征在于：所述的天线结构为权利要求1～4中任一项所述的天线结构。
6.如权利要求5所述的无线通信装置，其特征在于：所述基体上开设一“L”形缺口，所述第一天线部和第二天线部均装设于所述缺口内。
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