CN102315513B - 一种多频天线以及使天线可多频操作的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多频天线以及使天线可多频操作的方法，该天线包含一接地面和一幅射部。幅射部包含一第一、一第二金属部、一电感性耦合部和一第三金属部。第一金属部包含一第一耦合金属部以及电气连接于第一耦合金属部并具有一信号馈入点的一信号连接线。第二金属部包含一第二耦合金属部以及电气连接于第二耦合金属部并具有一短路点电气连接至接地面的一短路金属部。第二与第一耦合金属部之间形成一电容性耦合部分。电感性耦合部连接于第三与第二金属部之间。第一与第二金属部使多频天线产生一第一操作频带。第一、第二以及第三金属部使多频天线产生低于第一操作频带的一第二操作频带。
Description
技术领域
本发明关于一种天线，且特别是有关于一种操作频宽可涵盖多频段的天线以及使天线可多频操作的方法。
背景技术
第四代移动通信技术LTE(Long Term Evolution)系统，由于可以达成比现有第二代/第三代(GSM/UMTS，Global System for MobileCommunication/Universal Mobile Telecommunication System)移动通信系统更高速的数据无线上传与下载能力，未来将可以提供给使用者更佳的移动宽带上网以及无线多媒体服务。
然而为了减少手机使用者因国家或地域所使用通信系统不同而必须更换手机的情况，未来第四代LTE系统移动通信装置势必要能同时兼容GSM/UMTS移动通信系统操作。因此，操作频宽能同时满足LTE/GSM/UMTS系统多频且宽带操作的小型化天线设计已成为相当重要的技术研发方向。
若要设计单一天线达成GSM850/GSM900(824～960MHz)系统操作的频宽需求，该天线必须于890MHz频率点附近达成超过136MHz(频宽百分比约为16％)以上的操作频宽。然而若要设计单一天线能达成LTE700/GSM850/GSM900(698～960MHz)三频系统操作的频宽需求，该天线必须于830MHz频率点附近达成超过260MHz(频宽百分比约为30％)以上的操作频宽，其操作频宽需求增加将近一倍。
然而若希望能同时设计该天线能于2200MHz频率点附近达成超过460MHz以上的操作频宽(频宽百分比大于40％)，来同时达成GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(1710～2690MHz)五频系统操作的频宽需求，更是增加了天线设计的困难度。
因此想要在移动通信装置有限的狭小空间内，成功设计单一天线能同时涵盖LTE700/GSM850/GSM900三频以及GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500 五频系统操作的频宽需求，是一项不易达成的技术挑战。
发明内容
本发明公开了一种多频天线以及使天线可多频操作的方法。依据实施例的一些实作例子能解决上述的技术问题。
本发明提出一种多频天线，包括一接地面以及一辐射部。该辐射部位于一介质基板上或位于一介质基板上方，包含：一第一金属部、一第二金属部、一电感性耦合部以及一第三金属部。该第一金属部，包含一第一耦合金属部以及一信号连接线，该信号连接线电气连接于该第一耦合金属部并具有一信号馈入点。该第二金属部，包含一第二耦合金属部以及一短路金属部，该短路金属部电气连接于该第二耦合金属部并具有一短路点电气连接至该接地面，该第二耦合金属部与该第一耦合金属部之间形成一电容性耦合部分。该电感性耦合部连接于该第三金属部与该第二金属部之间，该第一金属部与该第二金属部使该天线产生一第一操作频带，该第一金属部与该第二金属部以及该第三金属部使该天线产生一第二操作频带，该第二操作频带低于该第一操作频带。
根据再一实施例，本发明还提出一种使天线可多频操作的方法，用于一通信装置。此方法包含以下步骤。连接一电感性耦合部于一开回路环圈金属部与一延伸金属部之间构成一天线，其中该开回路环圈金属部包含一第一金属部连接于一信号源以及至少一第二金属部短路连接于一接地面，并且该第一金属部与该至少一第二金属部之间具有至少一电容性耦合部分。于一较高操作频段时，此天线藉由该电感性耦合部使该开回路环圈金属部等效形成一耦合环圈天线，使该天线产生一第一操作频带。于一较低操作频段时，此天线藉由该开回路环圈金属部等效形成该延伸金属部的一馈入匹配部，使该天线产生一第二操作频带，其中该第二操作频带低于该第一操作频带。
为让本发明的上述及其它内容能更明显易懂，下文特举若干实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1及图2分别为所公开的一实施例的多频天线1的结构示意图，及其相应返回损失；
图3及图4分别为所公开的一实施例的多频天线3的结构示意图，及其相应返回损失；
图5为一实施例的多频天线5的结构示意图；
图6及图7分别为所公开的一实施例的多频天线6的结构示意图，及其相应返回损失；
图8为一实施例的多频天线8的结构示意图；
图9A及9B分别为所公开的多频天线的辐射部12以不同立体结构的方式实现的实施例结构示意图；
图9C及9D分别为所公开的多频天线的辐射部12以不同立体结构的方式实现于不同支撑物121的表面的实施例结构示意图；
图10A为所公开的多频天线的该接地面11可具有部分区间111延伸至该辐射部12侧边位置的一实施例结构示意图；
图10B为所公开的多频天线的该接地面11可具有部分区间111与部分区间112延伸至该辐射部12侧边位置的一实施例结构示意图；
图10C及10D分别为所公开的多频天线的该接地面11可具有部分区间111延伸至该辐射部12下方位置的实施例结构示意图；
图10E及10F分别为所公开的多频天线的该接地面11可具有部分区间111延伸至该辐射部12侧边位置的实施例结构示意图；
图11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G分别为所公开的依据使天线可多频操作的方法所实现的天线实施例结构示意图。
其中，附图标记：
1，3，5，6，8，9A-9D，10A-10D，11A-11G：多频天线
11，1109：接地面 111，112：接地面的部份区间
12：辐射部 121：支撑物
13：介质基板 14，34，54，1104：第一金属部
141，341，541：第一耦合金属部
142，342，542：信号连接线
143，343，543，1105：信号馈入点
144，1106：信号源
15，35，55，1107，1111：第二金属部
151，351，551：第二耦合金属部
152，352，552：短路金属部
153，353，553，1108，1112：短路点
16，36，56，66，1110，1113：电容性耦合部份
161，361，561，661，662：电容性耦合部份的耦合间隙
17：第三金属部 18，38，88，1101：电感性耦合部
181：集总电感组件 381：低通滤波器组件
881：蜿蜒金属线段 21，41，71：第一操作频带
22，42，72：第二操作频带
1102：开回路环圈金属部
1103：延伸金属部
具体实施方式
本发明提出一种多频天线以及使天线可多频操作的方法的实施例。此些实施例可应用于各种通信的装置，例如为：移动通信装置或移动运算装置，或是计算机系统，或是电信或网络设备或计算机或网络的外围设备。
图1公开了一实施例的多频天线1的结构示意图。该多频天线1，包含一接地面11以及一辐射部12，该辐射部12位于一介质基板13上，该辐射部12包含：一第一金属部14、一第二金属部15、一第三金属部17以及一电感性耦合部18。该第一金属部14，包含一第一耦合金属部141以及一信号连接线142。该信号连接线142电气连接于该第一耦合金属部141并具有一信号馈入点143。该信号馈入点143连接至一信号源144。该第二金属部15，包含一第二耦合金属部151以及一短路金属部152。该短路金属部152电气连接于该第二耦合金属部151，并具有一短路点153电气连接至该接地面11。该第二耦合金属部151与该第一耦合金属部141之间具有一耦合间隙161，形成一电容性耦合部分16。该电感性耦合部18连接于该第三金属部17与该第二金属部15之间。该电感性耦合部18包含一集总电感组件181。该第一金属部14与该第二金属部15使该多频天线1产生一第一操作频带21。该第一金属部14与该第二金属部15以及该第三金属部17使该多频天线1产生一第二操作频带22，该第二操作频带22低于该第一操作频带21。
图2为图1的多频天线1的实测返回损失图，其中选择下列尺寸进行实验：该接地面11长度约为100mm，宽度约为50mm；该介质基板13高度约为15mm，宽度约为50mm，厚度约为0.8mm；该第一金属部14的第一耦合金属部141长度约为19mm，宽度约为3mm；该第一金属部14的信号连接线142长度约为7mm，宽度约为1.5mm；该电容性耦合部分16的耦合间隙161的距离约为0.3mm，该耦合间隙161的距离小于该第二操作频带22最低操作频率的百分之一波长，以提供足够的电容性耦合量；该第二金属部15的第二耦合金属部151总长度约为32mm，宽度约为1.5mm；该第二金属部15的短路金属部152总长度约为24mm，宽度约为1mm；该第三金属部17总长度约为44mm，宽度约为2.5mm，该第三金属部的长度小于该第二操作频带最低操作频率的五分之一波长；该电感性耦合部18的集总电感组件181的电感值约为8.2nH。该电感性耦合部18可形成低通滤波器组件的效应，其可在天线较高操作频段形成较高的电阻效应。因此可使得该第一金属部14与该第二金属部15于较高操作频段时，能等效形成一耦合环圈天线。并且该第一金属部14与该第二金属部15之间的电容性耦合部分16，能使得该第一金属部14与该第二金属部15所等效的耦合环圈天线于较高操作频段产生一宽带的共振激发模态，使该多频天线1能于较高操作频段产生一宽带的第一操作频带21。并且该电容性耦合部分16与该第二金属部15的短路金属部152，可于该多频天线1的较低操作频段，等效形成该多频天线1的馈入匹配部，有效调整改善该多频天线1较低操作频段模态的阻抗匹配，使该多频天线1于较低操作频段产生一宽带的第二操作频带22。由实验结果，在6dB返回损失的定义之下(如依据移动通信装置天线设计规范)，该天线12所产生该第一操作频带21可涵盖GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(1710～2690MHz)的五频带操作，多频天线1所产生该第二操作频带22则可涵盖LTE700/GSM850/GSM900(698～960MHz)的三频带操作，因此该多频天线1可同时满足LTE/GSM/UMTS系统宽带且多频操作的频宽需求。
图3显示了一实施例多频天线3的结构示意图，多频天线3包含一接地面11以及一辐射部12。该辐射部12位于一介质基板13上，该辐射部12包含：一第一金属部34、一第二金属部35、一电感性耦合部38以及一第三金属部17。该第一金属部34，包含一第一耦合金属部341以及一信号连接线342。该信号连接线342电气连接于该第一耦合金属部341并具有一信号馈入点343。该信号馈入点343连接至一信号源144。该第二金属部35，包含一第二耦合金属部351以及一短路金属部352。该短路金属部352电气连接于该第二耦合金属部351，并具有一短路点353电气连接至该接地面11。该第二耦合金属部351与该第一耦合金属部341之间具有一耦合间隙361，形成一电容性耦合部分36。该电感性耦合部38连接于该第三金属部17与该第二金属部35之间。该电感性耦合部38具有一低通滤波器组件381。
多频天线3与多频天线1的差异在于，集总电感组件181改以一截止频率约为1.5GHz的低通滤波器组件381取代。然而该低通滤波器组件381同样能在多频天线3较高操作频段形成较高的电阻效应，因此同样可使得该第一金属部34与该第二金属部35于较高操作频段时，能等效形成一宽带的耦合环圈天线(同理，高频段带拒滤波器也能具有类似的效果)。此外该第二金属部35结构上的变化，使得该电容性耦合部分36的耦合间隙361的形状有所不同。然而只要调整设计该短路金属部352的长度，同样能使得该电容性耦合部分36与该第二金属部35的短路金属部352，可于该多频天线3的较低操作频段，等效形成该多频天线3的馈入匹配部，有效调整改善该多频天线3较低操作频段模态的阻抗匹配，使该多频天线3于较低操作频段产生一宽带的第二操作频带42。并且该电容性耦合部分36，同样能达成如同该图1的多频天线1的电容性耦合部分16的效果，使得该第一金属部34与该第二金属部35等效形成的耦合环圈天线，能于较高操作频段产生一宽带的共振激发模态，使该多频天线3能于较高操作频段产生一宽带的第一操作频带41。因此多频天线3也可以得到与图1的多频天线1相似的功能。图4为图3的多频天线3的实测返回损失图，由实验结果，在6dB返回损失的定义之下(移动通信装置天线设计规范)，该多频天线3所产生该第一操作频带41可涵盖GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(1710～2690MHz)的五频带操作，多频天线3所产生该第二操作频带42则可涵盖LTE700/GSM850/GSM900(698～960MHz)的三频带操作，因此该多频天线3可同时满足LTE/GSM/UMTS系统宽带且多频操作的频宽需求。
图5显示一实施例多频天线5的结构示意图，多频天线5包含一接地面11及一辐射部12。该辐射部12位于一介质基板13上，该辐射部12包含：一 第一金属部54、一第二金属部55、一电感性耦合部18以及一第三金属部17。该第一金属部54，包含一第一耦合金属部541以及一信号连接线542。该信号连接线542电气连接于该第一耦合金属部541并具有一信号馈入点543。该信号馈入点543连接至一信号源144。该第二金属部55，包含一第二耦合金属部551以及一短路金属部552。该短路金属部552电气连接于该第二耦合金属部551，并具有一短路点553电气连接至该接地面11。该第二耦合金属部551与该第一耦合金属部541之间具有一蜿蜒形状的耦合间隙561，形成一电容性耦合部分56。该电感性耦合部18连接于该第三金属部17与该第二金属部55之间。该电感性耦合部18包含一集总电感组件181。多频天线5与多频天线1的主要差异，在于该第一耦合金属部541与该第二耦合金属部551之间是以指插式电容结构的方式来形成该电容性耦合部分56，并具有一蜿蜒形状的耦合间隙561。该电容性耦合部分56也能等效提供如同该图1的多频天线1的电容性耦合部分16的耦合效果。因此多频天线5也可以得到与图1的多频天线1相似的功能。
图6显示一实施例多频天线6的结构示意图，多频天线6包含一接地面11以及一辐射部12。该辐射部12位于一介质基板13上，该辐射部12包含：一第一金属部14、一第二金属部15、一电感性耦合部分18以及一第三金属部17。该第一金属部14，包含一第一耦合金属部141以及一信号连接线142。该信号连接线142电气连接于该第一耦合金属部141并具有一信号馈入点143。该信号馈入点143连接至一信号源144。该第二金属部15，包含一第二耦合金属部151以及一短路金属部152。该短路金属部152电气连接于该第二耦合金属部151，并具有一短路点153电气连接至该接地面11。于该第二耦合金属部151与该第一耦合金属部141之间，辐射部12更包括一金属片663，形成一耦合间隙661与一耦合间隙662，以形成一电容性耦合部分66。该电感性耦合部18连接于该第三金属部17与该第二金属部15之间。该电感性耦合部18包含一集总电感组件181。多频天线6与多频天线1的主要差异在于该第一耦合金属部141与该第二耦合金属部151的电容耦合方式的不同，然而其所形成该电容性耦合部分66也能等效提供如同该多频天线1的电容性耦合部分16的耦合效果。因此多频天线6也可以得到与图1的多频天线1相似的功能。
图7为图6的多频天线6的实测返回损失图，其中选择下列尺寸进行实验： 该接地面11长度约为100mm，宽度约为50mm；该介质基板13高度约为15mm，宽度约为50mm，厚度约为0.8mm；该第一金属部14的第一耦合金属部141长度约为19mm，宽度约为3mm；该第一金属部14的信号连接线142长度约为7mm，宽度约为1.5mm；该金属片663长度约为19mm，宽度约为0.5mm；该耦合间隙661与该耦合间隙662的距离约为0.3mm，该耦合间隙661与该耦合间隙662的距离均小于该第二操作频带72最低操作频率的百分之一波长，以提供足够的电容性耦合量；该第二金属部15的第二耦合金属部151总长度约为32mm，宽度约为1.5mm；该第二金属部15的短路金属部152总长度约为24mm，宽度约为1mm；该第三金属部17总长度约为44mm，宽度约为2.5mm，该第三金属部的长度小于该第二操作频带最低操作频率的五分之一波长；该电感性耦合部18的集总电感组件181的电感值约为8.2nH。该电感性耦合部18可形成低通滤波器组件的效应，其可在天线较高操作频段形成较高的电阻效应。因此可使得该第一金属部14与该第二金属部15于较高操作频段时，能等效形成一宽带的耦合环圈天线。并且该第一金属部14与该第二金属部15之间的电容性耦合部分66，能使得该第一金属部14与该第二金属部15等效形成的耦合环圈天线于较高操作频段产生一宽带的共振激发模态，使该多频天线6能于较高操作频段产生一宽带的第一操作频带71。并且该电容性耦合部分66与该第二金属部15的短路金属部152，可于该多频天线6的较低操作频段，等效形成该多频天线6的馈入匹配部，有效调整改善该多频天线6较低操作频段模态的阻抗匹配，使该多频天线6于较低操作频段产生一宽带的第二操作频带72。由实验结果，在6dB返回损失的定义之下(移动通信装置天线设计规范)，该多频天线6所产生该第一操作频带71可涵盖GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(1710～2690MHz)的五频带操作，多频天线6所产生该第二操作频带72则可涵盖LTE700/G8M850/GSM900(698～960MHz)的三频带操作，因此该多频天线6可同时满足LTE/GSM/UMTS系统宽带且多频操作的频宽需求。
图8显示一实施例多频天线8的结构示意图，多频天线8包含一接地面11及一辐射部12。该辐射部12位于一介质基板13上，该辐射部12包含：一第一金属部14、一第二金属部15、电感性耦合部88以及一第三金属部17。该第一金属部14，包含一第一耦合金属部141以及一信号连接线142。该信号 连接线142电气连接于该第一耦合金属部141并具有一信号馈入点143。该信号馈入点143连接至一信号源144。该第二金属部15，包含一第二耦合金属部151以及一短路金属部152。该短路金属部152电气连接于该第二耦合金属部151，并具有一短路点153电气连接至该接地面11。该第二耦合金属部151与该第一耦合金属部141之间具有一耦合间隙161，形成一电容性耦合部分16。该电感性耦合部88连接于第三金属部17与该第二金属部15之间。该电感性耦合部88包含一蜿蜒金属线段881，该蜿蜒金属线段的宽度小于1mm。多频天线8与多频天线1的主要差异，在于该电感性耦合部88的一蜿蜒金属线段881取代了该集总电感组件181，然而该蜿蜒金属线段891所形成该电感性耦合部88也能等效提供如同该图1的多频天线1的电感性耦合部18的效果。因此多频天线8也可以得到与图1的多频天线1相似的功能。
除了上述的实施例以外，依据本发明所公开的多频天线(例如多频天线1、3、5、6、8)的其它实施例中，其该辐射部12也可以不同立体结构的方式实现，或者以不同立体结构的方式实现于一支撑物121的表面，并位于该介质基板13上或该介质基板13上方。例如图9A、9B所示，即为多频天线的辐射部12以不同立体结构的方式实现的实施例，并位于该介质基板13上的实施例，其中举例将第三金属部17以立体结构实现。而如9C、9D所示，即为多频天线的辐射部12以不同立体结构的方式实现于不同支撑物121的表面的实施例，其中支撑物121例如为立方体或具有曲面。其同样均能得到与图1的多频天线1相似的功能。
在上述的实施例中，所公开的一种多频天线包含一接地面及一辐射部。该辐射部可以为一平面结构或一立体结构，并位于一介质基板上或位于一介质基板的上方，该辐射部包含：一第一金属部、一第二金属部、一电感性耦合部以及一第三金属部。该第一金属部，包含一第一耦合金属部以及一信号连接线。该信号连接线电气连接于该第一耦合金属部并具有一信号馈入点。该信号馈入点连接至一信号源。该第二金属部，包含一第二耦合金属部以及一短路金属部。该短路金属部电气连接于该第二耦合金属部，并具有一短路点电气连接至该接地面。该第二耦合金属部与该第一耦合金属部之间具有至少一耦合间隙，形成一电容性耦合部分。该电感性耦合部连接于该第三金属部与该第二金属部之间。该电感性耦合部可设计为包含例如一集总电感组件、一低通滤波器组件、 一高频段带拒滤波器组件或者一蜿蜒金属线段，其可在天线较高操作频段形成较高的电阻效应，使得该第一金属部与该第二金属部于较高操作频段时，能等效形成一耦合环圈天线，产生该天线的一第一操作频带。并且该第一金属部与该第二金属部之间的电容性耦合部分，可使该等效形成的耦合环圈天线激发宽带的共振模态，因此使该天线的第一操作频带具有一宽带的操作宽带。并且该电容性耦合部分与该第二金属部的短路金属部，可于该天线的较低操作频段，等效形成该天线的馈入匹配部，有效调整改善该天线较低操作频段模态的阻抗匹配，使该天线于较低操作频段产生一宽带的第二操作频带，该第二操作频带低于该第一操作频带。因此，上述实施例所公开的多频天线应用于一无线或移动通信装置时，有机会使该通信装置可满足LTE/GSM/UMTS系统的宽带且多频操作的频宽需求。并且除了可以达成宽带且多频操作的需求外，多频天线可以达成小型化的天线尺寸，因此相当容易装置应用于无线或移动通信装置中。并且于实际应用时，也相当适合于无线或移动通信装置中，设计多个实施例所公开的多频天线。使该无线或移动通信装置能同时整合多个天线，来达成多输入多输出(MIMO，Multi-Input Multi-Output)的天线架构，使该无线或移动通信装置能具有高数据传输速率的无线或移动通信功能。
所公开的多频天线的实施例可应用于各种具无线或移动通信功能的装置，例如为：移动通信装置或移动运算装置，如手机、导航系统、电子书、数字个人助理、多媒体播放器，或是计算机系统如车用计算机、笔记型计算机或个人计算机，或是电信或网络设备或计算机或网络的外围设备如路由器、IP分享器、无线网卡等。
此外，所公开的多频天线的实施例(例如多频天线1、3、5、6、8、9A、9B、9C、9D)，其该接地面11可具有部分区间延伸至该辐射部12的侧边或下方位置。例如图10A所示，即为多频天线的该接地面11具有部分区间111延伸至该辐射部12的侧边位置的实施例。又例如图10B所示，即为多频天线的该接地面11具有部分区间111与部分区间112延伸至该辐射部12的侧边位置的实施例。而图10C、10D所示，即为多频天线的该接地面11具有部分区间111延伸至该辐射部12的下方位置的实施例。而图10E、10F所示为多频天线的该接地面11具有部分区间111延伸至该辐射部12的侧边位置的其它实施例。
当所公开的多频天线的该接地面11具有部分区间111延伸至其该辐射部12的侧边或下方位置时，其除了同样均能得到与图1的多频天线1相似的功能以外。该接地面11延伸至其该辐射部12的部分区间111或112，于实际应用时还可以用来摆置其它能量传输组件，例如通用序列总线(USB，Universal Serial Bus)连接器组件、扬声器组件、天线组件或者集成电路芯片等。并且该接地面11延伸至其该辐射部12的部分区间，还可具有诱引该辐射部12的近场电磁辐射能量的效果。如此当所公开的多频天线应用于通信装置时，能降低该通信装置所量测到的电磁波能量吸收比值(SAR，Specific Absorption Rate)。或者使通信装置符合与助听设备兼容(HAC，Hearing-Aid Capability)的规范要求。
此外，如图11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G所示，本发明还提出一种使天线可多频操作的方法，用于一通信装置。此方法包含以下步骤：连接一电感性耦合1101部于一开回路环圈金属部1102与一延伸金属部1103之间构成一天线，其中该开回路环圈金属部1102包含一第一金属部1104连接于一信号源1106，以及至少一第二金属部1107连接于一接地面1109，并且该第一金属部1104与该至少一第二金属部1107之间具有一电容性耦合部分1110。于一较高操作频段时，该天线藉由该电感性耦合部1101使该开回路环圈金属部1102等效形成一耦合环圈天线，使该天线产生一第一操作频带。于一较低操作频段时，该天线藉由该开回路环圈金属部1102等效形成该延伸金属部1103的一馈入匹配部，以使该天线产生一第二操作频带，该第二操作频带低于该第一操作频带。
在此方法中，其中该电感性耦合部1101为可于该第一操作频带形成高阻抗效果的低通滤波器电路、组件或线路布局，使该开回路环圈金属部1102形成一耦合环圈天线，产生该天线一第一操作频带。并且其中该开回路环圈金属部1102的该至少一第二金属部1107以及该至少一电容性耦合部分1110，可于该第二操作频带使该开回路环圈金属部1102等效形成该延伸金属部1103的一馈入匹配部，使该天线产生该第二操作频带。而该电感性耦合部1101可如图11A、11B、11C、11D、11F、11G的实施例所示，连接于该延伸金属部1103与该开回路环圈金属部1102的该至少一第二金属部1107的间。或者如图11E的实施例所示，连接于该延伸金属部1103与该开回路环圈金属部1107的该第 一金属部1104之间。并且该延伸金属部1103可如图11B、11C的实施例所示，可包含多个金属支路。在本发明提出一种使天线可多频操作的方法中，该延伸金属部1103、该第一金属部1104以及该至少一第二金属部1107，也可以如图11F、11G的实施例所示，为曲线平滑的其它形状。
此外，在此方法中，此电感性耦合部、延伸金属部与耦合环圈天线部皆可依据前述的各种实施例而实施，以达成多频天线的作用。而且从前述实施例的实作例子中可以说明，此方法能使天线符合多频操作的需求。
上述实施例的一种使天线可多频操作的方法，其以连接一电感性耦合部于一开回路环圈金属部与一延伸金属部之间的方式实现一天线，该开回路环圈金属部具有一第一金属部连接于一信号源，及至少一第二金属部短路连接于一接地面，且该第一金属部与该至少一第二金属部之间具有至少一电容性耦合部分。该天线的电感性耦合部，为可于较高操作频段形成高阻抗效果的带拒滤波器电路、组件或线路布局，使天线的该开回路环圈金属部可于较高操作频段等效形成一耦合环圈天线，来形成该天线的第一操作频带。而该开回路环圈金属部的该电容性耦合部分，可使该等效形成的耦合环圈天线激发宽带的共振模态，因此使该天线的第一操作频带具有一宽带的操作宽带。且该开回路环圈金属部的短路于接地面的该第二金属部以及该电容性耦合部分可于该天线的较低操作频段，等效形成该延伸金属部的馈入匹配部，有效调整该天线较低操作频段模态的阻抗匹配，使该天线于较低操作频段产生一宽带的第二操作频带。
以本发明所提出一种使天线可多频操作的方法所设计的天线，除了能使天线符合多频操作的需求外，其可以达成小型化的天线尺寸，因此相当容易装置应用于无线或移动通信装置中。且于实际应用时，也相当适合于无线或移动通信装置中，设计多个以此方法所设计的天线。来使该无线或移动通信装置能同时整合多个天线，来达成多输入多输出(MIMO，Multi-Input Multi-Output)的天线架构，使该无线或移动通信装置能具有高数据传输速率的无线或移动通信功能。
以上已以若干实施范例做一详细说明，但以上所述，仅为实施范例而已，不能限定本发明所实施的范围。凡依本发明所作的均等变化与修改等，皆应属本发明的实施范围。保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
Claims (25)
1.一种多频天线，包括一接地面以及一辐射部，该辐射部位于一介质基板上或位于一介质基板的上方，该辐射部包含：
一第一金属部，包含一第一耦合金属部以及一信号连接线，该信号连接线电气连接于该第一耦合金属部并具有一信号馈入点；
其特征在于，该辐射部还包含：
一第二金属部，包含一第二耦合金属部以及一短路金属部，该短路金属部电气连接于该第二耦合金属部并具有一短路点电气连接至该接地面，该第二耦合金属部与该第一耦合金属部之间形成一电容性耦合部分；
一电感性耦合部；以及
一第三金属部，其中该电感性耦合部连接于该第三金属部与该第二金属部之间，该第一金属部与该第二金属部使该多频天线产生一第一操作频带，该第一金属部与该第二金属部以及该第三金属部使该多频天线产生一第二操作频带，该第二操作频带低于该第一操作频带。
2.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该信号馈入点连接至一信号源。
3.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电容性耦合部分具有至少一耦合间隙。
4.根据权利要求3所述的多频天线，其特征在于，该耦合间隙小于该第一操作频带最低操作频率的百分之一波长。
5.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电容性耦合部分具有至少一耦合间隙以及至少一金属片。
6.根据权利要求5所述的多频天线，其特征在于，该耦合间隙小于该第一操作频带最低操作频率的百分之一波长。
7.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电感性耦合部包含一集总电感组件。
8.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电感性耦合部包含一低通滤波器组件。
9.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电感性耦合部具有一带拒滤波器组件。
10.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电感性耦合部具有低通滤波器组件的特性，使该第一金属部与该第二金属部产生该天线的第一操作频带。
11.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电感性耦合部具有带拒滤波器组件的特性，使该第一金属部与该第二金属部产生该天线的第一操作频带。
12.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电感性耦合部包括一蜿蜒金属线段。
13.根据权利要求12所述的多频天线，其特征在于，该蜿蜒金属线段的宽度小于1mm。
14.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第三金属部的长度小于该第二操作频带最低操作频率的五分之一波长。
15.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该辐射部为平面结构。
16.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该辐射部为立体结构。
17.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该辐射部为立体结构，并附着于一支撑物的表面。
18.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该接地面可具有部分区间延伸至该辐射部的侧边或下方位置。
19.一种使天线可多频操作的方法，用于一通信装置，该方法包含：
连接一电感性耦合部于一开回路环圈金属部与一延伸金属部之间构成一天线，其中该开回路环圈金属部包含一第一金属部连接于一信号源，以及至少一第二金属部短路连接于一接地面，并且该第一金属部与该至少一第二金属部之间具有至少一电容性耦合部分；
于一较高操作频段时，该天线藉由该电感性耦合部使该开回路环圈金属部等效形成一耦合环圈天线，使该天线产生一第一操作频带；以及
于一较低操作频段时，该天线藉由该开回路环圈金属部等效形成该延伸金属部的一馈入匹配部，使该天线产生一第二操作频带，其中该第二操作频带低于该第一操作频带。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该电感性耦合部为可于该第一操作频带形成高阻抗效果的低通滤波器电路或组件或线路布局，使该开回路环圈金属部等效形成一耦合环圈天线，使该天线产生该第一操作频带。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该电感性耦合部为可于该第一操作频带形成高阻抗效果的带拒滤波器电路、组件或线路布局，使该开回路环圈金属部等效形成一耦合环圈天线，使该天线产生该第一操作频带。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该开回路环圈金属部的该至少一第二金属部以及该至少一电容性耦合部分，可于该第二操作频带使该开回路环圈金属部等效形成该延伸金属部的一馈入匹配部，使该天线产生该第二操作频带。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该延伸金属部可包含多个金属支路。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该电感性耦合部连接于该延伸金属部与该开回路环圈金属部的该至少一第二金属部之间。
25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该电感性耦合部连接于该延伸金属部与该开回路环圈金属部的该第一金属部之间。
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