CN104241871A - 多频天线及应用该多频天线的无线通信装置 - Google Patents
多频天线及应用该多频天线的无线通信装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种多频天线，包括馈入部、第一辐射体及第二辐射体，所述第一辐射体与所述馈入部间隔设置，并包括接地端、第一辐射部及第二辐射部，所述接地端连接于所述第一辐射部及第二辐射部，所述第二辐射体位于所述第二辐射部的下方，并包括第一延长段、接地部、第二延长段及第三延长段，所述第一延长段与所述馈入部间隔设置，所述第二延长段连接于所述第一延长段并沿所述第一延长段的方向平直延伸，所述接地部连接于所述第一延长段及第二延长段，所述第三延长段同时与所述第一延长段及第二延长段连接。本发明还提供一种应用所述多频天线的无线通信装置。本发明的多频天线可以收发多个频段的无线信号，具有良好的辐射性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种多频天线及应用该多频天线的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术的不断进步及人们生活水平的不断提高，移动电话、个人数字助理（Personal digital assistant, PDA）等便携式无线通信装置层出不穷，便携式无线通信装置已成为现代人们生活不可或缺的一部分。而且现今无线通信装置的功能日益增多，导致无线通信装置的通信频段不断增加，需要设计能够接收多频信号的天线装置来实现无线通信多功能的需求。而现有的多频天线通过设置馈入部、第一辐射体及第二辐射体的形式来实现多频信号的接收，且第一辐射体及第二辐射体的体积较大，结构不紧凑，不适于无线通信装置小型化的发展，且现有之多频天线多为双频天线难以满足用户更多频段的功能需求。因此，如何设计占用空间较小且能够接收多频信号的天线装置是天线设计面临的一项重要课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种占用空间较小的多频天线。
另，还有必要提供一种应用该多频天线的无线通信装置。
一种多频天线，其包括馈入部、第一辐射体及第二辐射体，所述第一辐射体包括接地端及第一辐射部、第二辐射部，所述第一辐射部与所述馈入部间隔设置，所述接地端连接于所述第一辐射部及第二辐射部之间，所述第二辐射体位于所述第二辐射部的下方，并包括第一延长段、接地部、第二延长段及第三延长段，所述第一延长段与所述馈入部间隔设置，所述第二延长段连接于所述第一延长段并沿所述第一延长段的方向平直延伸，所述接地部连接于所述第一延长段及第二延长段之间，所述第三延长段同时与所述第一延长段及第二延长段连接。
一种无线通信装置，其包括壳体，电路板及设置于电路板上的多频天线，所述壳体罩设所述电路板及多频天线，所述多频天线包括馈入端、第一辐射体及第二辐射体，所述第一辐射体及第二辐射体设置于所述电路板的两侧，所述第一辐射体包括接地端及第一辐射部、第二辐射部，所述第一辐射部与所述馈入部间隔设置，所述接地端连接于所述第一辐射部及第二辐射部之间，所述第二辐射体位于所述第二辐射部的下方，并包括第一延长段、接地部、第二延长段及第三延长段，所述第一延长段与所述馈入部间隔设置，所述第二延长段连接于所述第一延长段并沿所述第一延长段的方向平直延伸，所述接地部连接于所述第一延长段及第二延长段之间，所述第三延长段同时与所述第一延长段及第二延长段连接。
上述的无线通信装置的第一辐射体及第二辐射体均与所述馈入部间隔设置，通过电流耦合的方式使得该多频天线能够收发多个频段的无线信号，具有良好的辐射性能且可满足无线通信装置对于多频的要求。而且，由于将第二辐射体设置于第一辐射体第二辐射部的下方，使得该多频天线形成一立体结构，从而使得该多频的结构更为紧凑，节省了无线通信装置的内部空间，适应于无线通信装置轻薄化的发展需求。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的具有多频天线的无线通信装置的示意图。
图2是图1所示多频天线第一视角的立体图。
图3是图1所示多频天线第二视角的立体图。
图4是图1所示多频天线之返回损失测量结果示意图。
主要元件符号说明
| 无线通信装置 | 200 |
| 电路板 | 210 |
| 壳体 | 220 |
| 净空区 | 230 |
| 多频天线 | 100 |
| 馈入部 | 10 |
| 馈入端 | 11 |
| 过渡段 | 12 |
| 第一连接片 | 13 |
| 第二连接片 | 14 |
| 第一辐射体 | 20 |
| 第一辐射部 | 21 |
| 第一结合段 | 211 |
| 第一狭槽 | 2111 |
| 第二结合段 | 212 |
| 第二狭槽 | 2121 |
| 接地端 | 22 |
| 第一接地段 | 221 |
| 第二接地段 | 222 |
| 第二辐射部 | 23 |
| 第一连接段 | 231 |
| 第二连接段 | 232 |
| 第三连接段 | 233 |
| 第一弯折段 | 2331 |
| 第二弯折段 | 2332 |
| 第二辐射体 | 30 |
| 第一延长段 | 31 |
| 第三狭槽 | 311 |
| 接地部 | 32 |
| 第二延长段 | 33 |
| 第三延长段 | 34 |
| 第一延伸段 | 341 |
| 第二延伸段 | 342 |
| 第四狭槽 | 343 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参照图1，本发明的较佳实施方式公开一种多频天线100，所述多频天线100为一立体结构，其应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
该无线通信装置200包括电路板210及壳体220。该多频天线100设置于该电路板210上，该壳体220罩设于电路板210上以保护该多频天线100。该电路板210的一端设置宽度约3mm的净空区230，该净空区230指电路板210上无导体存在的区域，用以防止外在环境中电子组件如电池、振动器、喇叭、电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等对无线通信装置200的多频天线100产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。
在本实施例中，该多频天线100之尺寸约为3mm×60mm×7.9mm，其包括馈入部10、第一辐射体20及第二辐射体30。该第一辐射体20与第二辐射体30均设置于电路板210的净空区230，且分别位于该电路板210的两侧，以使得该多频天线100获得良好的辐射性能。该第一辐射体20及第二辐射体30分别与该馈入部10间隔一定距离设置，以将该馈入部10的电流耦合至该第一辐射体20及第二辐射体30上。
请参阅图2及图3，该馈入部10包括馈入端11、过渡段12、第一连接片13及第二连接片14。该馈入端11为一狭长片体，其与电路板210垂直连接，并朝电路板210一侧延伸。该过渡段12与馈入端11垂直连接，以形成一“L”型结构。该第一连接片13连接于该过渡段12远离该馈入端11的一端。该第二连接片14垂直连接于该第一连接片13且与该馈入端11平行设置，该第一连接片13与第二连接片14形成一“L”型结构。
该第一辐射体20包括依次连接的第一辐射部21、接地端22及第二辐射部23。
该第一辐射部21包括依次连接的第一结合段211及第二结合段212。该第一结合段211为一与该馈入部10的第一连接片13共面设置的“L”型片体。该第一结合段211与该过渡段12及第一连接片13之间形成一第一狭槽2111。该第二结合段212与该第二连接片14共面设置，且一端垂直连接于该第一结合段211，另一端沿平行于该第二连接片14的方向延伸。该第二结合段212与该第二连接片14之间形成一第二狭槽2121。该第二狭槽2121与该第一狭槽2111连通。
该接地端22包括第一接地段221及第二接地段222。该第一接地段221与该第二结合段212共面设置且垂直连接于该第二结合段212的末端。该第二接地段222垂直连接于该第一连接段231且与电路板210电性连接，以为该第一辐射部21提供接地。
该第二辐射部23包括依次连接的第一连接段231、第二连接段232及第三连接段233。该第一连接段231与该第二连接片14共面设置且连接于该接地端22与该第一辐射部21的结合处。该第二连接段232大致为一直角”U”型结构且与该第一连接段231共面设置。该第三连接段233所在的平面与第二连接段232所在的平面垂直，其包括依次连接的第一弯折段2331及第二弯折段2332。该第一弯折段2331垂直连接于该第二连接段232。该第二弯折段2332一端垂直连接于该第一弯折段2331，另一端平直延伸并越过接地端22。在本实施例中，该第一辐射部21的总体长度略大于该第二辐射部23的总体长度。
该第二辐射体30整体与所述第一连接片13共面设置，并大致位于该第二辐射部23的下方。该第二辐射体30包括第一延长段31、接地部32、第二延长段33及第三延长段34。该第一延长段31与该馈入部10的过渡段12间隔设置且与该第一连接片13形成一第三狭槽311。该接地部32与该馈入端11平行设置，且连接于该第一延长段31与电路板210之间，以为该第一延长段31提供接地。该第二延长段33连接于该第一延长段31与该接地部32的结合处，且沿该第一延长段31的方向平直延伸。该第三延长段34包括依次连接的第一延伸段341及第二延伸段342。该第一延伸段341垂直连接于该第一延长段31且与该过渡段12平行设置。该第二延伸段342垂直连接于该第一延伸段341，且沿平行于该第二延长段33的方向平直延伸，进而与该第二延长段33之间形成一第四狭槽343。在本实施例中，该第二延长段33的长度略大于该第三延长段34的长度，该第三延长段34的长度略大于该第一延长段31的长度。
请一并参阅图4，下面进一步说明本实施例中该多频天线100的工作原理：当馈入部10从电路板210上馈入电流后，由于第一辐射体20、第二辐射体30与馈入部10的间隔距离符合预定要求，电流由馈入部10耦合至第一辐射体20及第二辐射体30上。当第一辐射体20上有电流流过时，一部分电流流经第一辐射部21并通过接地端22接地形成第一电流路径，另一部分电流流经第二辐射部23形成第二电流路径，使得该多频天线100收发具有第一中心频率及第二中心频率的无线信号。在设计制造阶段，通过调整该第一辐射部21、第二辐射部23的尺寸及第一狭槽2111、第二狭槽2121的大小，使得该多频天线100在收发第一带宽为824MHZ~894MHZ(即GSM850频段)及第二频宽为880MHZ~960MHZ(即GSM900频段)的无线信号时具有较佳的效果。同时，当该第二辐射体30上有电流流过时，电流流经该第一延长段31并通过接地部32接地形成第三电流路径，使得该多频天线100收发具有第三中心频率的无线信号。在设计制造阶段，通过调整该第一延长段31的尺寸及第三狭槽311的大小，使得该多频天线100在收发第三带宽为1920MHZ~2170MHZ的（即UMTS频段）时具有较佳的效果。此外，电流分别流经该第二延长段33及第三延长段34形成第四电流路径及第五电流路径，使得该多频天线100收发具有第四中心频率及第五中心频率的无线信号。在设计制造阶段，通过调整该第二延长段33的尺寸、第三延长段34的尺寸及第四狭槽343的大小，使得该多频天线100分别在收发第四带宽为1710MHZ~1880MHZ（即DCS频段）及第五带宽为1850MHZ~1990MHZ(即PCS频段)时具有较佳的效果。由图4可知，该多频天线100之通信频段可涵盖GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900及UMTS2100五个通信频段，且在上述频段具有较佳的辐射效果。
本发明的多频天线100通过设置在馈入部10两侧间隔设置第一辐射体20及第二辐射体30，并在第一辐射体20上设置第一辐射部21、第二辐射部23，第二辐射体30上设置第一延长段31、第二延长段33及第三延长段34，通过耦合馈入电流的方式使得该多频天线能够收发多个频段的无线信号，具有良好的辐射性能且可满足无线通信装置200对于多频的要求，增强了用户体验。而且，由于将部分第一辐射体20与馈入部10的第二连接片14共面设置，并将第二辐射体30设置于第一辐射体20的第二辐射部23的下方且与馈入部10的第一连接片13共面设置，从而使得该多频天线100的结构更为紧凑以适用于具有较小净空区的无线通信装置，节省了无线通信装置的内部空间，适应于无线通信装置轻薄化的发展需求。
Claims (9)
1.一种多频天线，包括馈入部、第一辐射体及第二辐射体，其特征在于：所述第一辐射体包括接地端及第一辐射部、第二辐射部，所述第一辐射部与所述馈入部间隔设置，所述接地端连接于所述第一辐射部及第二辐射部之间，所述第二辐射体位于所述第二辐射部的下方，并包括第一延长段、接地部、第二延长段及第三延长段，所述第一延长段与所述馈入部间隔设置，所述第二延长段连接于所述第一延长段并沿所述第一延长段的方向平直延伸，所述接地部连接于所述第一延长段及第二延长段之间，所述第三延长段同时与所述第一延长段及第二延长段连接。
2.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于：所述馈入部包括馈入端、过渡段、第一连接片及第二连接片，所述馈入端与所述过渡段垂直连接，所述过渡段与所述第一连接片共面，所述第一连接片与所述第二连接片垂直连接。
3.如权利要求2所述的多频天线，其特征在于：所述第一辐射部包括相互垂直连接的第一结合段及第二结合段，所述第一结合段与所述第一连接片共面设置，所述第二结合段与所述第二连接片共面设置。
4.如权利要求3所述的多频天线，其特征在于：所述第一结合段与所述第一连接片形成第一狭槽，所述第二结合段与所述第二连接片形成第二狭槽，所述第二狭槽与所述第一狭槽连通。
5.如权利要求3所述的多频天线，其特征在于：所述第二辐射部包括依次连接的第一连接段、第二连接段及第三连接段，所述第一连接段与所述第二连接段共面设置，所述第一连接段连接于所述第二结合段，所述第二连接段为一U型结构，所述第三连接段所在的平面垂直于所述第一连接段所在的平面，并包括依次垂直连接段第一弯折段及第二弯折段，所述第一弯折段与第二连接段垂直连接，所述第二弯折段一端垂直连接于第一弯折段，另一端平直延伸并越过接地端。
6.如权利要求2所述的多频天线，其特征在于：所述第一延长段、第二延长段及第三延长段与所述第二连接片共面设置，所述第三延长段包括依次垂直连接的第一延伸段及第二延伸段，所述第一延伸段垂直连接于所述第一延长段，所述第二延伸段沿平行于所述第二延长段的方向延伸。
7.如权利要求6所述的多频天线，其特征在于：所述第一延长段与所述第一连接片形成第三狭槽，所述第二延伸段与所述第二延长段形成第四狭槽。
8.一种无线通信装置，包括壳体、电路板及设置于电路板上的多频天线，所述壳体罩设所述电路板及多频天线，其特征在于：所述的多频天线为权利要求第1~7项中任一项所述的多频天线。
9.如权利要求8所述的无线通信装置，其特征在于：所述电路板一侧设置净空区，所述第一辐射体及第二辐射体分别设置于所述净空区的两侧。
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