CN104103904A - 可调式多频天线 - Google Patents
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Abstract
一种可调式多频天线，适用于电连接于一讯号源，讯号源用于传输一射频讯号及一接地讯号。可调式多频天线包含一接地导体、一第一辐射导体、一第二辐射导体、一第一调频单元，及一第二调频单元。第一辐射导体与接地导体间隔设置。第二辐射导体与接地导体间隔设置且与第一辐射部耦合。第一调频单元电连接于讯号源与第一辐射导体之间并接收射频讯号。第一调频单元能受控切换而提供不同的电容值或电感值。第二调频单元电连接于接地导体与第二辐射导体之间。第二调频单元能受控切换而提供不同的电容值或电感值。
Description
技术领域
本发明涉及一种多频天线，特别是涉及一种各共振频段的中心频率可调整的多频天线。
背景技术
目前无线通讯技术正快速发展，天线相关技术为其中一重要的发展领域。一般而言，一特定架构的天线适用于一个或数个特定的无线通讯频段。由于不同国家使用的无线通讯频段不尽相同，目前生产天线的相关业者须针对各国家采用的无线通讯频段设计相符的天线。如此一来将产生研发成本提高、上市时间延后、产品版本数目众多、备货的管理成本提高等缺点。因此，如何研发出一种新的天线能解决前述现有技术的缺点，成为本发明进一步要探讨的主题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种共振频段可调整的可调式多频天线。于是本发明可调式多频天线，适用于电连接于一讯号源，该讯号源用于传输一射频讯号及一接地讯号。该可调式多频天线包含一接地导体、一第一辐射导体、一第二辐射导体、一第一调频单元，及一第二调频单元。该接地导体具有一电连接于该讯号源以接收该接地讯号的接地端。该第一辐射导体与该接地导体间隔设置。该第二辐射导体与该接地导体间隔设置且与该第一辐射部耦合。该第一调频单元电连接于该讯号源与该第一辐射导体之间并接收该射频讯号。该第一调频单元能受控切换而提供不同的电容值或电感值。该第二调频单元电连接于该接地导体与该第二辐射导体之间。该第二调频单元能受控切换而提供不同的电容值或电感值。较佳地，该第一调频单元包括多个电感值相异且电连接于该第一辐射导体的电感，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于其中一电感。更佳地，该第一切换开关还能被切换而使该讯号源浮接或电连接于该第一辐射导体。
或者，该第一调频单元包括多个电容值相异且电连接于该第一辐射导体的电容，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于其中一电容。更佳地，该第一切换开关还能被切换而使该讯号源浮接或电连接于该第一辐射导体。
或者，该第一调频单元包括一电连接于该第一辐射导体的可变电容，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于该可变电容或电连接于该第一辐射导体或浮接。
或者，该第一调频单元包括一电连接于该第一辐射导体的可变电容、一电连接于该第一辐射导体的电容、一电连接于该第一辐射导体的电感，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于该可变电容、该电容、该电感或该第一辐射导体，或使该讯号源浮接。
较佳地，该第二调频单元包括多个电感值相异且电连接于该第二辐射导体的电感，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于其中一电感。更佳地，该第二切换开关还能被切换而使该接地导体电连接于该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
或者，该第二调频单元包括多个电容值相异且电连接于该第二辐射导体的电容，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于其中一电容。更佳地，该第二切换开关还能被切换而使该接地导体电连接于该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
或者，该第二调频单元包括一电连接于该第二辐射导体的可变电容，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于该可变电容或该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
或者，该第二调频单元包括一电连接于该第二辐射导体的可变电容、一电连接于该第二辐射导体的电容、一电连接于该第二辐射导体的电感，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于该可变电容、该电容、该电感或该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
较佳地，该第一辐射导体产生一第一模态及一频率高于该第一模态的第二模态，该第二辐射导体产生一频率低于该第一模态的第三模态，调整该第一调频单元的电容值或电感值能调整该第一模态的中心频率，调整该第二调频单元的电容值或电感值能调整该第二模态及该第三模态的中心频率。
较佳地，该第一辐射导体包括一电连接于该第一调频单元的第一辐射臂，及一电连接于该第一辐射臂且概与该第一辐射臂垂直的第二辐射臂，该第二辐射导体包括一电连接于该第二调频单元的第三辐射臂，及一电连接于该第三辐射臂且概与该第三辐射臂垂直的第四辐射臂，该第四辐射臂概与该第二辐射臂间隔平行且与该第二辐射臂耦合。
本发明的功效在于通过第一调频单元及第二调频单元能提供不同的电容值或电感值，使得可调式多频天线的共振频段可供调整，进而使可调式多频天线能符合不同国家的无线通讯频段。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是本发明可调式多频天线的第一较佳实施例的一构造示意图；
图2是该第一较佳实施例的一电压驻波比图，说明当一第一切换开关被切换至使一讯号源电连接于一第一辐射导体，且当一第二切换开关被切换至使一接地导体电连接于一第二辐射导体时的电压驻波比；
图3是该第一较佳实施例的另一电压驻波比图，说明当该第一切换开关被切换而使该讯号源电连接于多数个电感时的电压驻波比；
图4是该第一较佳实施例的又一电压驻波比图，说明当该第二切换开关被切换至使该接地导体电连接于一可变电容，切换该可变电容的电容值所产生的电压驻波比；
图5是该第一较佳实施例的一尺寸图；
图6是该第一较佳实施例操作在745MHz的一辐射场型图；
图7是该第一较佳实施例操作在1730MHz的一辐射场型图；
图8是该第一较佳实施例操作在2130MHz的一辐射场型图；
图9是本发明可调式多频天的第二较佳实施例的一构造示意图；
图10是本发明可调式多频天的第三较佳实施例的一局部构造示意图；
图11是本发明可调式多频天的第四较佳实施例的一局部构造示意图；
图12是本发明可调式多频天的第五较佳实施例的一局部构造示意图；
图13是本发明可调式多频天的第六较佳实施例的一局部构造示意图；
图14是本发明可调式多频天的第七较佳实施例的一局部构造示意图；及
图15是本发明可调式多频天的第八较佳实施例的一局部构造示意图。
附图符号说明
100···········可调式多频天线
1···············接地导体
11·············接地端
2···············第一辐射导体
21·············第一辐射臂
22·············第二辐射臂
3···············第二辐射导体
31·············第三辐射臂
32·············第四辐射臂
4···············第一调频单元
5···············第二调频单元
6···············讯号源
S1··············第一切换开关
S2··············第二切换开关
U1～U10···曲线
B1·············第一模态
B2·············第二模态
B3·············第三模态
C1～C8·······电容
L1～L10······电感
CV1～CV4····可变电容
具体实施方式
在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图1，是本发明可调式多频天线100的第一较佳实施例。可调式多频天线100适用于电连接于一讯号源6，讯号源6用于传输一射频讯号及一接地讯号。在本实施例中，讯号源6为一同轴缆线，但不以此为限。可调式多频天线100包含一接地导体1、一第一辐射导体2、一第二辐射导体3、一第一调频单元4及一第二调频单元5。
接地导体1具有一电连接于讯号源6以接收接地讯号的接地端11。第一辐射导体2与接地导体1间隔设置并呈L形，其包括一沿Y轴轴向延伸的第一辐射臂21，及一由第一辐射臂21远离接地导体1的一端沿X方向延伸的第二辐射臂22。第二辐射导体3与接地导体1间隔设置并呈L形，其包括一沿Y轴轴向延伸的第三辐射臂31，及一由第三辐射臂31远离接地导体1的一端沿-X方向延伸的第四辐射臂32。第四辐射臂32与第二辐射臂22间隔平行且与第二辐射臂22耦合。
第一调频单元4电连接于讯号源6与第一辐射导体2的第一辐射臂21之间并接收该射频讯号。第一调频单元4能受控切换而提供不同的电容值或电感值。在本实施例中，第一调频单元4包括多个电感值相异且电连接于第一辐射导体2的第一辐射臂21的电感L1～L3，及一电连接于讯号源6的第一切换开关S1。第一切换开关S1能被切换而使讯号源6电连接于其中一电感L1～L3，或使讯号源6浮接，或使讯号源6直接电连接于第一辐射导体2。
第二调频单元5电连接于接地导体1与第二辐射导体3的第三辐射臂31之间。第一调频单元4能受控切换而提供不同的电容值或电感值。在本实施例中，第二调频单元5包括一电连接于第二辐射导体3的可变电容CV1，及一电连接于接地导体1的第二切换开关S2。第二切换开关S2能被切换而使接地导体1电连接于可变电容CV1或第二辐射导体3，或使接地导体1与第二辐射导体3之间开路。
以下以图2至图4结合图1说明通过第一调频单元4及第二调频单元5调整可调式多频天线100共振频段的效果。当第一切换开关S1被切换至使讯号源6电连接于第一辐射导体2，且当第二切换开关S2被切换至使接地导体1电连接于第二辐射导体3，则可调式多频天线100结合讯号源6于工作时的电压驻波比如图2中的曲线U1所示。图2的曲线U1显示接地导体11、第一辐射导体22、第二辐射导体3结合讯号源6能产生B1、B2、B3三个模态。第一辐射导体2产生一第一模态B1及一频率高于第一模态B1的第二模态B2，第二辐射导体3产生一频率低于第一模态B1的第三模态B3。
在第二切换开关S2被切换至使接地导体1电连接于第二辐射导体3的情况下，当第一切换开关S1被切换而使讯号源6电连接于电感L1，可调式多频天线100的电压驻波比如图3中的曲线U2所示；当第一切换开关S1被切换而使讯号源6电连接于电感L2，可调式多频天线100的电压驻波比如图3中的曲线U3所示；当第一切换开关S1被切换而使讯号源6电连接于电感L3，可调式多频天线100的电压驻波比如图3中的曲线U4所示。本实施例的电感L1～L3的电感值分别为3nH、6nH、10nH。对照曲线U1与曲线U2、U3、U4显示当第一调频单元4的电感值上升，第一模态B1的中心频率下降。
另一方面，在第一切换开关S1被切换至使讯号源6电连接于第一辐射导体2的情况下，当第二切换开关S2被切换至使接地导体1电连接于可变电容CV1，则切换可变电容CV1的电容值能使可调式多频天线100产生如图4中曲线U5～U10的电压驻波比，其中，曲线U5、U6、U7、U8、U9、U10分别是可变电容CV1为7pF、2.8pF、1.5pF、0.9pF、0.5pF、0.2pF时对应的电压驻波比。对照曲线U1与曲线U5、U6、U7、U8、U9、U10显示当第二调频单元5的电容值下降，第二模态B2及第三模态B3的中心频率上升。图3及图4显示藉由第一调频单元4及第二调频单元5能有效调整第一模态B1、第二模态B2及第三模态B3的中心频率。
图5显示可调式多频天线100的第一辐射导体2及第二辐射导体3的尺寸，并显示第一辐射导体2与第二辐射导体3之间的耦合间距。
参阅图1及图6至图8，当第一切换开关S1被切换至使讯号源6电连接于第一辐射导体2，并第二调频单元5的电容值调整为7pF，则可调式多频天线100结合讯号源6于745MHz的辐射场型图如图6所示。当第二切换开关S2被切换至使接地导体1电连接于第二辐射导体3，并第一调频单元4调整为3nH，则可调式多频天线100结合讯号源6于1730MHz的辐射场型图如图7所示。当第二切换开关S2被切换至使接地导体1电连接于第二辐射导体3，并第一调频单元4调整为10nH，则可调式多频天线100结合讯号源6于2130MHz的辐射场型图如图8所示。
参阅图9，是本发明可调式多频天线100的第二较佳实施例。该第二较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第一辐射臂21连接于第二辐射臂22的两端之间，且第三辐射臂31连接于第四辐射臂32的两端之间。
参阅图10，本发明可调式多频天线100的第三较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第一调频单元4不同。本实施例的第一调频单元4包括多个电容值相异且电连接于第一辐射臂21的电容C1～C3，及一电连接于讯号源6的第一切换开关S1。第一切换开关S1能被切换而使讯号源6电连接于其中一电容C1～C3或电连接于第一辐射臂21，或使讯号源6浮接。
参阅图11，本发明可调式多频天线100的第四较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第一调频单元4不同。本实施例的第一调频单元4包括一电连接于第一辐射臂21的可变电容CV2，及一电连接于讯号源6的第一切换开关S1。第一切换开关S1能被切换而使讯号源6电连接于可变电容CV2或电连接于第一辐射臂21或浮接。
参阅图12，本发明可调式多频天线100的第五较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第一调频单元4不同。本实施例的第一调频单元4包括一电连接于该第一辐射臂21的可变电容CV3、一电连接于第一辐射臂21的电容C4、二电连接于第一辐射臂21的电感L4、L5，及一电连接于讯号源6的第一切换开关S1。第一切换开关S1能被切换而使讯号源6电连接于可变电容CV3、电容C4、其中一电感L4、L5或第一辐射臂21，或使讯号源6浮接。
参阅图13，本发明可调式多频天线100的第六较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第二调频单元5不同。本实施例的第二调频单元5包括多个电感值相异且电连接于第三辐射臂31的电感L6～L8，及一电连接于接地导体1的第二切换开关S2。第二切换开关S2能被切换而使接地导体1电连接于其中一电感L6～L8，或电连接于第三辐射臂31，或使接地导体1与第三辐射臂31之间开路。
参阅图14，本发明可调式多频天线100的第七较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第二调频单元5不同。本实施例的第二调频单元5包括多个电容值相异且电连接于第三辐射臂31的电容C5～C7，及一电连接于接地导体1的第二切换开关S2。第二切换开关S2能被切换而使接地导体1电连接于其中一电容C5～C7，或电连接于第三辐射臂31，或使接地导体1与第三辐射臂31之间开路。
参阅图15，本发明可调式多频天线100的第八较佳实施例与第一较佳实施例相近，只是第二调频单元5不同。本实施例的第二调频单元5包括一电连接于第三辐射臂31的可变电容CV4、一电连接于第三辐射臂31的电容C8、二电连接于第三辐射臂31的电感L9、L10，及一电连接于接地导体1的第二切换开关S2。第二切换开关S2能被切换而使接地导体1电连接于可变电容CV4、该电容C8、其中一电感L9、L10或第三辐射臂31，或使该接地导体1与第三辐射臂31之间开路。
综上所述，本发明可调式多频天线100通过第一调频单元4及第二调频单元5的电容值或电感值可供调整，使得可调式多频天线100的共振频段可供调整，进而使可调式多频天线100能符合不同国家的无线通讯频段，从而能降低研发成本、改善上市时间、减少产品版本数目、降低备货的管理成本，故确实能达成本发明的目的。
以上所述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，即凡依本发明的权利要求及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (15)
1.一种可调式多频天线，适用于电连接于一讯号源，该讯号源用于传输一射频讯号及一接地讯号，该可调式多频天线包含：
一接地导体，具有一电连接于该讯号源以接收该接地讯号的接地端；
一第一辐射导体，与该接地导体间隔设置；
一第二辐射导体，与该接地导体间隔设置且与该第一辐射部耦合；
一第一调频单元，电连接于该讯号源与该第一辐射导体之间并接收该射频讯号，该第一调频单元能受控切换而提供不同的电容值或电感值；以及
一第二调频单元，电连接于该接地导体与该第二辐射导体之间，该第二调频单元能受控切换而提供不同的电容值或电感值。
2.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第一调频单元包括多个电感值相异且电连接于该第一辐射导体的电感，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于其中一电感。
3.如权利要求2所述的可调式多频天线，该第一切换开关还能被切换而使该讯号源浮接或电连接于该第一辐射导体。
4.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第一调频单元包括多个电容值相异且电连接于该第一辐射导体的电容，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于其中一电容。
5.如权利要求4所述的可调式多频天线，该第一切换开关还能被切换而使该讯号源浮接或电连接于该第一辐射导体。
6.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第一调频单元包括一电连接于该第一辐射导体的可变电容，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于该可变电容或电连接于该第一辐射导体或浮接。
7.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第一调频单元包括一电连接于该第一辐射导体的可变电容、一电连接于该第一辐射导体的电容、一电连接于该第一辐射导体的电感，及一电连接于该讯号源的第一切换开关，该第一切换开关能被切换而使该讯号源电连接于该可变电容、该电容、该电感或该第一辐射导体，或使该讯号源浮接。
8.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第二调频单元包括多个电感值相异且电连接于该第二辐射导体的电感，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于其中一电感。
9.如权利要求8所述的可调式多频天线，该第二切换开关还能被切换而使该接地导体电连接于该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
10.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第二调频单元包括多个电容值相异且电连接于该第二辐射导体的电容，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于其中一电容。
11.如权利要求10所述的可调式多频天线，该第二切换开关还能被切换而使该接地导体电连接于该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
12.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第二调频单元包括一电连接于该第二辐射导体的可变电容，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于该可变电容或该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
13.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第二调频单元包括一电连接于该第二辐射导体的可变电容、一电连接于该第二辐射导体的电容、一电连接于该第二辐射导体的电感，及一电连接于该接地导体的第二切换开关，该第二切换开关能被切换而使该接地导体电连接于该可变电容、该电容、该电感或该第二辐射导体，或使该接地导体与该第二辐射导体之间开路。
14.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第一辐射导体产生一第一模态及一频率高于该第一模态的第二模态，该第二辐射导体产生一频率低于该第一模态的第三模态，调整该第一调频单元的电容值或电感值能调整该第一模态的中心频率，调整该第二调频单元的电容值或电感值能调整该第二模态及该第三模态的中心频率。
15.如权利要求1所述的可调式多频天线，该第一辐射导体包括一电连接于该第一调频单元的第一辐射臂，及一电连接于该第一辐射臂且概与该第一辐射臂垂直的第二辐射臂，该第二辐射导体包括一电连接于该第二调频单元的第三辐射臂，及一电连接于该第三辐射臂且概与该第三辐射臂垂直的第四辐射臂，该第四辐射臂概与该第二辐射臂间隔平行且与该第二辐射臂耦合。
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