CN102479991B - 多频天线及具有该多频天线的天线模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多频天线及具有该多频天线的天线模块，该多频天线包括馈入部、接地部、第一天线部、第二天线部及第三天线部，所述馈入部、接地部及第三天线部设置于同一平面内，该第一天线部及第二天线部设置于与馈入部所在平面垂直的平面内，该第一天线部分别与馈入部及接地部垂直连接，该第二天线部连接至第一天线部，该第三天线部连接至馈入部，所述多频天线工作时，第一天线部激发出高频模态及低频模态，该第二天线部及第三天线部分别激发出另一高频模态及另一低频模态，以拓宽所述多频天线的频宽。

Description

多频天线及具有该多频天线的天线模块

技术领域

本发明涉及一种多频天线及具有该多频天线的天线模块。

背景技术

在移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等无线通信装置中，天线作为用以通过无线电波收发无线电信号的部件，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，故现今的无线通信装置多采用多频天线。然而，由于无线通信装置内部空间较小，应用于其中的多频天线一般无法设置较为复杂的共振结构，故现有的应用于无线通信装置的多频天线往往难以在足够宽广的频带内保持良好的信号收发性能。另外，现有的应用于无线通信装置的多频天线一般因结构较为简单，仅凭本身结构无法同时满足多个频段的信号收发需求，故一般包括使用切换开关、可变电容等电子元件的切换电路来切换其共振频率，以达到宽带目的。显然，这样必然导致多频天线的制作成本增高。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种信号收发性能较佳，结构简单且成本较低的多频天线。

另，有必要提供一种具有该多频天线的天线模块。

一种多频天线，包括馈入部、接地部、第一天线部、第二天线部及第三天线部，所述馈入部、接地部及第三天线部设置于同一平面内，该第一天线部及第二天线部设置于与馈入部所在平面垂直的平面内，该第一天线部包括二相互平行的长边及二相互平行且与所述长边相互垂直的短边，该第一天线部开设第一开口及第二开口，该第一开口位于馈入部及接地部之间，开设于其中一长边上靠近其中一短边的位置，并沿与二短边平行的方向延伸，该第二开口一端与第一开口的末端相连通，走向则垂直于第一开口及二短边，并朝另一短边延伸，该第二开口位于该二短边之间，以构成环形天线，该第一天线部分别与馈入部及接地部垂直连接，该第二天线部连接至第一天线部，该第三天线部连接至馈入部，所述多频天线工作时，第一天线部激发出高频模态及低频模态，该第二天线部及第三天线部分别激发出另一高频模态及另一低频模态，以拓宽所述多频天线的频宽。

一种天线模块，包括上述多频天线及用于承载所述多频天线的天线载体。

上述天线模块通过设置第二天线部及第三天线部，以分别激发出高频模态及低频模态，进而有效拓宽天线模块的高频及低频范围，使得天线模块具备足够宽的有效信号收发频率。另外，本发明的天线模块不需要设置包含切换开关、可变电容等电子组件的切换电路，其结构较简单，且可有效降低天线模块的制作成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的天线模块的示意图。

图2为图1所示天线模块中区域II处的放大示意图。

图3为图1所示天线模块的回波损耗示意图。

主要元件符号说明

天线模块              100

天线载体              10

多频天线              20

顶壁                  101

周壁                  102

馈入部                21

接地部                22

第一天线部            23

第二天线部            24

第三天线部            25

长边                  23a、23b

短边                  23c、23d

缺口                  231

开口                  232

开槽                  233

第一开口              2321

第二开口              2322

连接段                241

延伸段                242

主体部                251

电容                  C

电感                  L

第一辐射段            2511

第二辐射段            2512

第三辐射段            2513

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供一种天线模块100，装设于移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等无线通信装置内，并于多个频段进行发射、接收无线电波以收发无线电信号。

该天线模块100包括天线载体10及多频天线20，该天线载体10可为无线通信装置壳体的一部分，其大致呈矩形罩体状，包括水平设置的顶壁101及与顶壁101垂直设置的周壁102。该天线载体10可罩设于无线通信装置内现有的电路板(图未示)上，并承载该多频天线20。

该多频天线20为一立体式天线，由金属等导电材料制成的片体制成，包括馈入部21、接地部22、第一天线部23、第二天线部24及第三天线部25。所述馈入部21、接地部22及第三天线部25设置于天线载体10的周壁102上，该第一天线部23及第二天线部24设置于顶壁101上。该第一天线部23分别与馈入部21及接地部22垂直连接，该第二天线部24连接至第一天线部23，该第三天线部25连接至馈入部21。

该馈入部21为条状片体，设置于周壁102上，可与电路板上的信号传输端(图未示)电性连接，以为该天线模块100起信号馈入作用。

该接地部22为条状片体，与所述馈入部21设置于同一平面内，并与馈入部21相对且相互平行设置。该接地部22连接至电路板上的现有的接地部分，以为天线模块100提供接地作用。

该第一天线部23为外部整体轮廓呈矩形且设有缺口、开口及开槽的平板状片体，其设置于顶壁101上，包括二相互平行的长边23a、23b及二相互平行且与所述长边23a、23b相互垂直的短边23c、23d。该第一天线部23上开设有缺口231、开口232及开槽233。其中，缺口231呈矩形，开设于所述长边23a的中部位置，并沿与长边23a平行的方向延伸。所述开口232包括第一开口2321及第二开口2322，该第一开口2321与第二开口2322均呈直条形。其中第一开口2321位于馈入部21及接地部22的间，开设于长边23b上较靠近短边23d的位置，并沿与二短边23c、23d平行的方向延伸。该第二开口2322一端与第一开口2321的末端相连通，其走向则垂直于第一开口2321及短边23c、23d，并朝所述短边23c延伸。该开槽233开设于所述缺口231及开口232的同一侧，该开槽233的一端与第二开口2322的末端相连通，其走向则垂直于第二开口2322及长边23a、23b，并朝长边23a延伸。通过于第一天线部23上开设所述缺口231、开口232及开槽233，以使得该第一天线部23构成一环形天线，并可于多频天线20工作时，激发出相应的高频模态及低频模态。

该第二天线部24为一大致呈“L”型的扁平条状体，其与该第一天线部23设置于同一平面内，用于激发出另一高频模态，以拓宽该第一天线部23的高频频宽。该第二天线部24包括连接段241及延伸段242。该连接段241为长方形条状体，其设置于长边23a上较靠近短边23d的位置，且沿远离长边23a的方向垂直延伸。该延伸段242为宽度略小于连接段241的直条状片体，其一端连接至所述连接段241的末端，且该延伸段242的一侧与该连接段241平齐。该延伸段242的另一端则继续沿连接段241的延伸方向延伸。

请一并参阅图2，第三天线部25与馈入部21、接地部22位于同一平面，且设置于该馈入部21、接地部22的同一侧，用于激发出另一低频模态，以拓宽所述第一天线部23的低频频宽。该第三天线部25包括主体部251、电容C及电感L。该主体部251为一倒F型天线(planarinverted-F antenna，PIFA)，包括第一辐射段2511、第二辐射段2512及第三辐射段2513。该第一辐射段2511为一直条状片体，其水平布设于馈入部21及接地部22的同一侧，并通过该电感L连接至馈入部21，以为第三天线部25提供信号馈入作用。该第二辐射段2512为一直条状片体，其垂直连接该第一辐射段2511中远离馈入部21的端部，以与该第一辐射段2511构成大致呈“L”型的条状结构。该第三辐射段2513为长度略短于第二辐射段2512的条状片体，其设置于第二辐射段2512与馈入部21的间，并与该第二辐射段2512设置于同一侧。该第三辐射段2513的一端垂直连接该第一辐射段2511的一侧，以与第二辐射段2512相对且平行设置。另一端则通过该电容C连接至电路板上的接地部分，以为所述第三天线部25提供接地作用。

请参阅图3，所示为本发明天线模块100的返回损失(return loss,RL)测量结果示意图。由图中可看出，该天线模块100可涵盖至GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900、WCDMAI、WCDMAII、WCDMAIV、WCDMAV及WCDMAVIII等多个通信系统。

请参阅表1，所示为本发明天线模块100的平均效率。由表1可知，该天线模块100于平均效率均满足天线工作设计要求。

表1天线模块各频率的平均效率

显然，本发明的天线模块100通过设置第二天线部24及第三天线部25，以分别激发出高频模态及低频模态，进而有效拓宽天线模块100的高频及低频范围，使得天线模块100可具备足够宽的信号收发频率。本发明的天线模块100不需要设置包含切换开关、可变电容等电子组件的切换电路，其结构明显较简单，且可有效降低天线模块100的制作成本。

Claims (10)

1.一种多频天线，包括馈入部、接地部、第一天线部、第二天线部及第三天线部，所述馈入部、接地部及第三天线部设置于同一平面内，该第一天线部及第二天线部设置于与馈入部所在平面垂直的平面内，该第一天线部包括二相互平行的长边及二相互平行且与所述长边相互垂直的短边，该第一天线部开设第一开口及第二开口，该第一开口位于馈入部及接地部之间，开设于其中一长边上靠近其中一短边的位置，并沿与二短边平行的方向延伸，该第二开口一端与第一开口的末端相连通，走向则垂直于第一开口及二短边，并朝另一短边延伸，该第二开口位于该二短边之间，以构成环形天线；该第一天线部分别与馈入部及接地部垂直连接，该第二天线部连接至第一天线部，该第三天线部连接至馈入部，所述多频天线工作时，第一天线部激发出高频模态及低频模态，该第二天线部及第三天线部分别激发出另一高频模态及另一低频模态，以拓宽所述多频天线的频宽。

2.如权利要求1所述的多频天线，其中该馈入部为条状片体，该接地部为条状片体，且与所述馈入部相对且相互平行设置。

3.如权利要求1所述的多频天线，其中该第一天线部为片体，该第一天线部上还开设有缺口及开槽。

4.如权利要求3所述的多频天线，其中所述缺口开设于其中一长边上，并沿与该长边平行的方向延伸，该第一开口与第二开口均呈直条形，该开槽开设于缺口及开口的同一侧，该开槽的一端与第二开口的末端相连通，走向则垂直于第二开口及二长边，并朝所述其中一长边延伸。

5.如权利要求4所述的多频天线，其中该第二天线部为扁平条状体，包括连接段及延伸段，该连接段设置于所述其中一长边上靠近所述其中一短边的位置，且沿远离二长边的方向垂直延伸，该延伸段一端连接至连接段的末端，另一端则继续沿连接段的延伸方向延伸。

6.如权利要求1所述的多频天线，其中该第三天线部设置于馈入部及接地部的同一侧，包括主体部、电容及电感，该主体部为倒F型天线，分别通过电感连接至馈入部，通过电容接地。

7.如权利要求6所述的多频天线，其中该第三天线部包括第一辐射段、第二辐射段及第三辐射段，该第一辐射段为直条状片体，水平布设于馈入部及接地部的同一侧，并通过该电感连接至馈入部，该第二辐射段为直条状片体，垂直连接该第一辐射段中远离馈入部的端部，该第三辐射段为条状片体，设置于第二辐射段与馈入部的间，并与第二辐射段设置于第一辐射段的同一侧。

8.如权利要求7所述的多频天线，其中该第三辐射段的一端垂直连接该第一辐射段的一侧，以与第二辐射段相对且平行设置，另一端通过该电容接地。

9.一种天线模块，包括如权利要求1-8项中任一项所述的多频天线及用于承载所述多频天线的天线载体。

10.如权利要求9所述的天线模块，其中该天线载体包括水平设置的顶壁及与顶壁垂直设置的周壁，所述第一天线部及第二天线部设置于所述顶壁上，所述馈入部、接地部及第三天线部设置于周壁上。