CN102569998B - 多频天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多频天线，其包含一馈入段、一回路导体、一第一导体臂、一第二导体臂，及一第三导体臂。馈入段设有一供信号馈入的馈入点。回路导体由该馈入段向外延伸并设有一邻近该馈入点的接地点。第一导体臂由该馈入段向外延伸并用以共振于一第一频段。第二导体臂由该馈入段向外延伸并用以共振于一第二频段。第三导体臂由该馈入段向外延伸并用以共振于一第三频段，该回路导体、第一导体臂、第二导体臂及第三导体臂至少其中一者弯折而位于多个平面。

Description

多频天线
技术领域
本发明涉及一种天线，特别是涉及一种适用于无线区域网络(Wireless Local Area Network；WLAN)与全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)两种协定的多频天线。 
背景技术
无线区域网络(Wireless Local Area Network；WLAN)与全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)是两种不同的无线通讯传输协定，以往适用于此两种传输协定的天线必须分开设计而使用两个不同结构的天线分别传送与接收不同协定的信号。然而使用不同天线进行不同通讯协定传输的方式却增加了其所需占有的空间，无法符合现今电子装置轻薄短小的设计取向。部分设计公开的平板倒F型天线(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)使用寄生元件耦合的技术来增加操作频宽，然而其高频频段通过寄生元件与辐射元件及接地导体的间距来决定耦合量，使得阻抗频率及频宽难以控制，天线效率也不佳。 
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可适用于WLAN与WiMAX两种协定的多频天线。 
于是，本发明多频天线，包含一馈入段、一回路导体、一第一导体臂、一第二导体臂，及一第三导体臂。馈入段设有一供信号馈入的馈入点。回路导体由该馈入段向外延伸并设有一邻近该馈入点的接地点。第一导体臂由该馈入段向外延伸并用以共振于一第一频段。第二导体臂由该馈入段向外延伸并用以共振于一第二频段。第三导体臂由该馈入段向外延伸并用以共振于一第三频段，该回路导体、第一导体臂、第二导体臂及第三导体臂至少其中一者弯折而位于多个平面。 
较佳地，该第一导体臂大概呈U形并包括一连接于该馈入段的第一辐射部、一连接于该第一辐射部远离该馈入段的一端的第二辐射部，及一连接于该第二辐射部的第三辐射部，且第一辐射部、第二辐射部及第三辐射部位于不同平面。
较佳地，该第二导体臂大概呈螺旋状并被该第一导体臂围绕，且与该第一导体臂的第一辐射部共平面。 
较佳地，该第三导体臂大概呈L形，且与该第一导体臂的第一辐射部相间隔且平行。 
较佳地，该回路导体包括一连接该馈入段的第四辐射部、一连接于该第四辐射部远离该馈入段的一端的第五辐射部、一连接于该第五辐射部的第六辐射部，及一连接于该第六辐射部的第七辐射部，该接地点是位于该第七辐射部，且该第四辐射部、第五辐射部及第六辐射部位于不同平面。 
较佳地，该馈入段包括一与该第一导体臂和第二导体臂连接的第一导体部，及一与该第三导体臂、回路导体和第一导体部连接的第二导体部，该馈入点是位于该第一导体部。 
较佳地，该第一导体部、第一辐射部、第二导体臂及第六辐射部是位于一第一平面。 
较佳地，该第二导体部是位于一垂直该第一平面的第二平面。 
较佳地，该第三导体臂与第四辐射部是位于一垂直该第二平面并与该第一平面间隔且重叠的第三平面。 
较佳地，该第三辐射部是位于一垂直该第一平面及第三平面并与该第二平面间隔且重叠的第四平面。 
较佳地，该第七辐射部是位于一与第一平面、第四平面、第二平面、第三平面垂直的第五平面。 
较佳地，该第二辐射部是位于一垂直该第一平面、第二平面、第三平面、第四平面并与该第五平面间隔且重叠的第六平面。 
本发明的功效在于通过第一导体臂、第二导体臂及第三导体臂分别共振于第一频段、第二频段及第三频段，使本发明多频天线适用的频段涵盖了WLAN与WiMAX两种协定所使用的频段。 
附图说明
图1是一本发明多频天线的较佳实施例的立体图； 
图2是一本较佳实施例另一视角的立体图； 
图3是一本实施例的侧视图； 
图4是一本实施例的尺寸图； 
图5是一类似图4的尺寸图； 
图6显示本实施例的电压驻波比图； 
图7是一本实施例操作在2300MHz的辐射场型图； 
图8是一本实施例操作在2450MHz的辐射场型图； 
图9是一本实施例操作在2700MHz的辐射场型图； 
图10是一本实施例操作在3500MHz的辐射场型图；及 
图11是一本实施例操作在5470MHz的辐射场型图；及 
图12是一本实施例的示意图，说明本实施例是设于一笔记型电脑的面板装置内。 
主要元件符号说明 
100多频天线 
1馈入段 
11馈入点 
12第一导体部 
13第二导体部 
2回路导体 
21接地点 
22第四辐射部 
23第五辐射部 
24第六辐射部 
25第七辐射部 
3第一导体臂 
31第一辐射部 
32第二辐射部 
33第三辐射部 
4第二导体臂 
5第三导体臂 
6同轴导线 
61内导体 
62外导体 
7、7’导电铜箔 
I    路径 
II  路径 
III  路径 
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。 
参阅图1到图3，本发明多频天线的较佳实施例大概呈一立方壳体形状并包含一馈入段1、一回路导体2、一第一导体臂3、一第二导体臂4，及一第三导体臂5。 
馈入段1包括一与第一导体臂3和第二导体臂4连接的第一导体部12，及一与第三导体臂5、回路导体2和第一导体部12连接的第二导体部13。馈入段1弯折而使第一导体部12与第二导体部13分别位于彼此相互垂直的一第一平面及一第二平面。第一导体部12设有一供信号馈入的馈入点11，馈入点11与一同轴导线6的内导体61电连接。 
回路导体2由馈入段1的第二导体部13向外延伸并设有一邻近馈入点11的接地点21。回路导体2大概呈螺旋状并包括一连接第二导体部13的第四辐射部22、一连接于第四辐射部22远离第二导体部13的一端的第五辐射部23、一连接于第五辐射部23远离第四辐射部22的一端的第六辐射部24，及一连接于第六辐射部24远离第五辐射部23的一端的第七辐射部25。第四辐射部22是位于一垂直第二平面并与第一平面间隔且重叠的第三平面，第五辐射部23是位于一与第一平面、第三平面垂直并与第二平面间隔且重叠的第四平面，第六辐射部24是位于第一平面，而第七辐射部25是位于一与第一平面、第四平面、第二平面、第三平面垂直的第五平面。接地点21是位于第七辐射部25，接地点21与同轴导线6的外导体62电连接。此外，第七辐射部25与一用以增加接地面积的导电铜箔7连接。 
第一导体臂3大概呈U形并由馈入段1的第一导体部12向外延伸。第 一导体臂3包括一连接于第一导体部12的第一辐射部31、一连接于第一辐射部31远离第一导体部12的一端的第二辐射部32，及一连接于第二辐射部32远离第一辐射部31的一端的第三辐射部33。第一辐射部31、第三辐射部33是分别位于第一平面与第四平面。第二辐射部32是位于与第一平面、第四平面、第二平面、第三平面、第五平面垂直的第六平面。第一导体臂3用以共振于一第一频段，其电流方向如路径I所示，由馈入点11依序流经第一导体部12、第一辐射部31、第二辐射部32及第三辐射部33。 
第二导体臂4位于第一平面并由馈入段1的第一导体部12向外延伸。第二导体臂4大概呈螺旋状并被第一导体臂3围绕。第二导体臂4用以共振于一第二频段，其电流方向如路径II所示，由馈入点11依序流经第一导体部12及第二导体臂4。 
第三导体臂5位于第三平面并由第二导体部13末端向外延伸且大概呈L形。第三导体臂5用以共振于一第三频段，其电流方向如路径III所示，由馈入点11依序流经第一导体部12、第二导体部13及第三导体臂5。 
参阅图4、图5，是本实施例多频天线100的详细尺寸(单位为mm)，多频天线100利用回路导体2产生平板倒F型天线(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)的结构，使第一频段、第二频段、第三频段皆能以四分之一波长的路径来达到共振的效果。在所述设计尺寸下，多频天线100所产生的第一频段为2.3～2.7GHz，第二频段为3.3～3.8GHz，第三频段为5.15～5.85GHz，上述频段适用于WLAN与WiMAX两种协定。 
参阅图6是本实施例多频天线100的电压驻波比(VSWR)，由图中所示，第一频段(2.3～2.7GHz)、第二频段(3.3～3.8GHz)及第三频段(5.15～5.85GHz)的电压驻波比(VSWR)均小于2∶1。且如下表1所示，第一频段、第二频段及第三频段内的辐射效率均大于35％。 
  频率(MHz)   效率(dB)   效率(％)
  2300   -2.79   52.57
  2350   -3.41   45.58
  2400   -2.30   58.82
  2450   -2.45   56.88
  2500   -3.05   49.60
  2550   -2.82   52.23
 
  2600   -2.68   53.98
  2650   -3.21   47.81
  2700   -2.76   53.01
  3300   -3.22   47.70
  3400   -2.94   50.78
  3500   -3.89   40.86
  3600   -4.19   38.08
  3700   -2.94   50.86
  3800   -3.26   47.24
  5150   -3.16   48.29
  5250   -3.63   43.33
  5350   -3.56   44.04
  5470   -3.89   40.86
  5600   -3.23   47.52
  5725   -3.86   41.11
  5785   -3.84   41.35
  5850   -3.94   40.40
表一 
参阅图7至图11是本实施例多频天线100的辐射场型图，如图中所示本实施例多频天线100在上述频段内的全向性相当高。 
如图12所示，本实施例多频天线100可设于一笔记型电脑的面板装置上。设于笔记型电脑的面板装置上时多频天线100可与面板装置内的导电铜箔7’连接以增加接地面积。 
综上所述，本实施例多频天线100通过第一导体臂3、第二导体臂4及第三导体臂5分别共振于第一频段(2.3～2.7GHz)、第二频段(3.3～3.8GHz)及第三频段(5.15～5.85GHz)，使本实施例多频天线100适用的频段涵盖了WLAN与WiMAX两种协定所使用的频段，此外通过弯折回路导体2、第一导体臂3、第二导体臂4及第三导体臂5进一步缩小了多频天线100所占的面积，使多频天线100能符合现今电子装置轻薄短小的设计取向，故确实能 达成本发明的目的。 
以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明专利涵盖的范围内。 

Claims (10)

1.一种多频天线，包含：
馈入段，设有一供信号馈入的馈入点；
回路导体，由该馈入段向外延伸并设有一邻近该馈入点的接地点；
第一导体臂，由该馈入段向外延伸并用以共振于一第一频段；
第二导体臂，由该馈入段向外延伸并用以共振于一第二频段；及
第三导体臂，由该馈入段向外延伸并用以共振于一第三频段，该回路导体、第一导体臂、第二导体臂及第三导体臂至少其中一者弯折而位于多个平面；
该第二导体臂呈螺旋状并被该第一导体臂围绕，且与该第一导体臂的第一辐射部共平面；
其中，该第一导体臂呈U形并包括一连接于该馈入段的第一辐射部、一连接于该第一辐射部远离该馈入段的一端的第二辐射部，及一连接于该第二辐射部的第三辐射部，且第一辐射部、第二辐射部及第三辐射部位于不同平面。
2.依据权利要求1所述的多频天线，其中，该第三导体臂呈L形，且与该第一导体臂的第一辐射部相间隔且平行。
3.依据权利要求2所述的多频天线，其中，该回路导体包括一连接该馈入段的第四辐射部、一连接于该第四辐射部远离该馈入段的一端的第五辐射部、一连接于该第五辐射部的第六辐射部，及一连接于该第六辐射部的第七辐射部，该接地点是位于该第七辐射部，且该第四辐射部、第五辐射部及第六辐射部位于不同平面。
4.依据权利要求3所述的多频天线，其中，该馈入段包括一与该第一导体臂和第二导体臂连接的第一导体部，及一与该第三导体臂、回路导体和第一导体部连接的第二导体部，该馈入点是位于该第一导体部。
5.依据权利要求4所述的多频天线，其中，该第一导体部、第一辐射部、第二导体臂及第六辐射部是位于一第一平面。
6.依据权利要求5所述的多频天线，其中，该第二导体部是位于一垂直该第一平面的第二平面。
7.依据权利要求6所述的多频天线，其中，该第三导体臂与第四辐射部是位于一垂直该第二平面并与该第一平面间隔且重叠的第三平面。
8.依据权利要求7所述的多频天线，其中，该第三辐射部是位于一垂直该第一平面及第三平面并与该第二平面间隔且重叠的第四平面。
9.依据权利要求8所述的多频天线，其中，该第七辐射部是位于一与第一平面、第四平面、第二平面、第三平面垂直的第五平面。
10.依据权利要求9所述的多频天线，其中，该第二辐射部是位于一垂直该第一平面、第二平面、第三平面、第四平面并与该第五平面间隔且重叠的第六平面。
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