CN102544769B - 多型态无线通信系统的移动电话天线整合装置 - Google Patents

Abstract

一种天线整合装置，包含一平面倒F天线、一单极天线以及一平板天线，并将此三种不同型式天线整合为一多型态天线模块。平面倒F天线用以接收传送于无线通信的全球系统信号，单极天线用以接收传送无线区域网络信号，平板天线用以接收传送蓝牙信号，并利用两两天线间耦合效应，来增加天线辐射效率。

Description

多型态无线通信系统的移动电话天线整合装置

本申请是申请人于2005年6月15日提交的、申请号为“200510082376.2”的、发明名称为“多型态无线通讯系统的移动电话天线整合装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种天线装置，且特别是有关于一种整合三种不同类型频段天线成为一多型态天线模块的天线整合装置。

背景技术

随着科技的进步，通信技术的主战场已逐渐地由有线通信技术转至无线通信技术，如无线式家用电路以及移动电路的普及。而在信号的传递媒介上，由以往有形的金属线路(如同轴电缆)改变成以空气为传播介质的无线通信，而电磁波信号传递的无线通信设备的媒介即为天线。也就是说，无线通信设备必须要有天线才能接收或传送电波，因此天线装置是无线通信设备中不可或缺的一项元件。

根据目前设计的趋势常会在一移动无线通信设备上同时设计有不同多种功能，例如是能够同时接收与发送不同频率信号的系统装置，这些功能设计皆会使得整个无线通信设备内的元件以及天线的数量大幅地增加，但设备的体积仍然必须维持在一定的尺寸大小。因此，传统外露天线会因体积愈来愈大，愈来愈不适合用于日后的无线通信设备中。

而就目前市面上的无线通信设备所使用的多用途传统隐藏式天线装置，其所包含适用于不同频带的天线，为了避免互相干扰的问题，往往需要分别独立设计，这样不但增加设计天线的时间，且增加天线的设计成本。传统隐藏式天线与电路基板上皆是以顶针式连接，不但费用高，且有接触表面阻抗难以控制的问题存在。

因此，极需一种能整合多种频段且可改善与电路基板接触的多型态天线装置。

发明内容

因此，本发明的主要目的就是在提供一种多型态天线整合装置。

本发明的另一目的是在提供一种利用弹片接触于电路基板的方法，而此弹片为天线辐射体的一部份。

依照本发明一较佳实施例，此天线整合模块包含一平面倒F天线、一单极天线，以及一平板天线，此三种不同型态的天线整合于一底座上，并利用两两天线间的耦合效应来提升天线辐射效率。其中此三种不同的天线分别接收传送不同的频带，如平面倒F天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)接收传送于无线通信的全球系统(Global System for Mobile Communication，GSM)的频带信号，单极天线(Monopole Antenna)接收传送无线区域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)频带的信号，平板天线(Patch Antenna)接送传送蓝牙频带的信号。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1A绘示依照本发明一较佳实施例的一种天线整合装置示意图。

图1B绘示依照本发明一较佳实施例的一种天线整合装置侧面斜视图。

图1C绘示依照本发明一较佳实施例的一种天线整合装置反面示意图。

主要元件符号说明：

100：天线整合装置

101：平面倒F天线

102：单极天线

103：平板天线

104：底座

105、107、108：馈入点

106：接地点

109：平面倒F天线的弹片

110：单极天线的弹片

111：平板天线的弹片

112：天线整合装置的正面

120：天线整合装置的侧面

130：天线整合装置的反面

具体实施方式

请参阅图1A，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种天线整合装置示意图。天线整合装置100包含一底座104，一平面倒F天线101、一单极天线102，以及一平板天线103。其中，上述天线材质经由超音波热熔安装于天线底座上。平面倒F天线101用以接收传送于无线通信的全球系统信号，其共振频率范围为824MHz至894MHz、880MHz至960MHz、1710MHz至1880MHz、1850MHz至1990MHz；单极天线102用以接收传送无线区域网络信号，其共振频率范围为2400MHz至2500MHz；平板天线103用以接收传送蓝牙信号，其共振频率范围为2400MHz至2483MHz。并利用上述的两两天线间耦合效应，来增加天线辐射效率。

请再参阅图1A，平面倒F天线101安装于底座104的正面112的上半部份，单极天线102安装于底座104的一侧面120上，而平板天线103则安装于底座104的正面112的下半部份，且位在相对于单极天线102的另一边。其中，平面倒F天线101与平板天线103同样安装于底座104的正面112上，而单极天线102则安装于底座104的侧面120上，并与基板的正面112垂直。平面倒F天线101与单极天线102之间的最小距离为6mm，而平面倒F天线101与平板天线103之间的最小距离为2mm，克服隔离度的问题，并经由两两天线的适当距离，产生天线间的耦合效应，以达到最好的接收传送效果。

再参阅图1A，其中平面倒F天线101具有一馈入点105与一接地点106，其中平面倒F天线101利用馈入点105与系统中用于无线通信的全球系统的射频模块(未绘示)耦接。单极天线102具有一馈入点107，其中单极天线102则利用馈入点107与系统中无线区域网络射频模块(未绘示)耦接。最后，平板天线103具有一馈入点108，其中平板天线103利用馈入点108与系统中蓝牙射频模块(未绘示)耦接。

图1B描绘此天线整合装置的侧面斜视图，其中更能看出单极天线102是安装于底座104的侧面120上，可更了解此天线整合装置。

最后，图1C描绘示此天线整合装置的反面130示意图。其中各天线的天线辐射体部份，会从各天线的馈入点与接地点位置向下延展而凸出于底座104的反面130，此凸出部份作为平面倒F天线与电路基板接触的弹片，例如平面倒F天线101分别从馈入点105与接地点106位置向下延展并凸出于反面130而形成两弹片109；单极天线102则从馈入点107位置向下延展并凸出于反面130而形成一弹片110；而平板天线103则从馈入点108位置向下延展并凸出于反面130而形成一弹片111。这些弹片的结构为一顶部具有钩状的金属物，而在天线整合装置100与移动设备的基板(未绘示)接触后，其中各弹片的顶部钩状的金属物与天线间的表面具有良好的接触，其因为钩状物有一曲度，与基板的紧密接触，使其接触面不致轻易滑动。另外，此弹片与上述的天线结构材质皆为铜镀镍金属组成。

由上述本发明较佳的实施例可知，应用本发明具有下列优点。首先，应用本发明整合无线通信设备中各通信系统功能的天线，成为一多型态天线模块装置，优于传统独立式天线的空间运用，无需每一天线安装于不同的底座上。且本发明的多型态天线装置利用两两天线的近距离耦合效应，克服传统天线间的隔离度问题，于天线频宽及辐射效率上皆有良好的效应。本发明的三种天线整合设计于无线移动设备的机壳背面前端，具有全向性的辐射场型，并降低人体效应对天线效应的影响，进而提升天线的效能。本发明的天线材质皆为铜镀镍金属，并共用一天线底座，组装简易，且价格远低于三种独立式单一天线底座工艺，降低整体机构上的复杂度。本发明的单极天线及平板天线分别应用于无线区域网络及蓝牙系统，于空间运用及天线效能上较传统陶瓷天线装置为佳，又因其生产成本的降低，使其更适合于商业用途上。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种天线整合装置，安装于一基板，包含：

一底座，具有一第一面、一第二面，以及连接该第一面与该第二面的一侧面，其中该第一面包括一上半部分以及一下半部分；

一平面倒F天线具有一馈入点与一接地点，位于该第一面的该上半部分上，并向下延展凸出于该第二面而形成两弹片，用以接收传送于无线通信的全球系统信号；

一单极天线具有一馈入点，位于该侧面且向下延展凸出于该第二面而形成一弹片，用于接收传送无线区域网络信号，其中该单极天线垂直于该第一面的一侧边；以及

一平板天线具有一馈入点，位于该第一面的该下半部分上，且位在该侧边的另一边，并向下延展凸出于该第二面而形成一弹片，用于接收传送蓝牙信号，其中该平面倒F天线、该单极天线以及该平板天线间可产生耦合效应。

2.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该平面倒F天线与该平板天线的最小距离为2mm，该平面倒F天线与该单极天线的最小距离为6mm。

3.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该天线整合装置和该基板间以该些弹片接触，该些弹片的顶部具有钩形物。

4.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该平面倒F天线的共振频率为824MHz至894MHz。

5.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该平面倒F天线的共振频率为880MHz至960MHz。

6.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该平面倒F天线的共振频率为 1710MHz至1880MHz。

7.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该平面倒F天线的共振频率为1850MHz至1990MHz。

8.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该单极天线的共振频率为2400MHz至2500MHz。

9.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该平板天线的共振频率为2400MHz至2483MHz。

10.如权利要求1所述的天线整合装置，其中该些天线材质为铜镀镍金属，该铜镀镍金属经由超音波热熔方式安装于该底座上。

11.一种用于无线通信设备的天线系统，包含：

一用于无通信的全球系统的射频模块；

一无线区域网络射频模块；

一蓝牙射频模块；以及

一种天线整合装置，安装于一基板，包含：

一底座，具有一第一面、一第二面，以及连接该第一面与该第二面的一侧面，其中该第一面包括一上半部分以及一下半部分；

一平面倒F天线具有一馈入点与一接地点，位于该第一面的该上半部分上，并向下延展凸出于该第二面而形成两弹片，用以接收传送于无线通信的全球系统信号；

一单极天线具有一馈入点，位于该侧面且向下延展凸出于该第二面而形成一弹片，用于接收传送无线区域网络信号，其中该单极天线垂直于该第一面的一侧边；以及

一平板天线具有一馈入点，位于该第一面的该下半部分上，且位在该侧边的 另一边上，并向下延展凸出于该第二面而形成一弹片，用于接收传送蓝牙信号，其中该平面倒F天线、该单极天线以及该平板天线间可产生耦合效应。

12.如权利要求11所述的天线系统，其中该平面倒F天线与该平板天线的最小距离为2mm，该平面倒F天线与该单极天线的最小距离为6mm。

13.如权利要求11所述的天线系统，其中该天线整合装置的三种天线分别和该基板间以该些弹片接触，该些弹片的顶部具有钩状物。

14.如权利要求11所述的天线系统，其中该平面倒F天线的共振频率为824MHz至894MHz。

15.如权利要求11所述的天线系统，其中该平面倒F天线的共振频率为880MHz至960MHz。

16.如权利要求11所述的天线系统，其中该平面倒F天线的共振频率为1710MHz至1880MHz。

17.如权利要求11所述的天线系统，其中该平面倒F天线的共振频率为1850MHz至1990MHz。

18.如权利要求11所述的天线系统，其中该单极天线的共振频率为2400MHz至2500MHz。

19.如权利要求11所述的天线系统，其中该平板天线的共振频率为2400MHz至2483MHz。

20.如权利要求11所述的天线系统，其中该些天线为铜镀镍金属，该铜镀镍 金属经由超音波热熔方式安装于该底座上。