CN104425893A - 可调式宽带天线 - Google Patents

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邓佩玲
陈国丞
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Abstract

一种可调式宽带天线，包含一接地导体、一第一辐射导体、一第二辐射导体及一可变电容。接地导体具有一接地端。第一辐射导体包括一馈入部及一连接于馈入部的辐射部。馈入部具有一供馈入一射频信号并邻近接地端的馈入端。第二辐射导体包括一短路部及一耦合部。短路部连接于接地导体与耦合部之间。耦合部具有一耦合段，耦合段与第一辐射导体的辐射部间隔平行且与辐射部之间具有一耦合间隙。可变电容跨接于第一辐射导体的辐射部与第二辐射导体的耦合段之间。通过调整可变电容的电容值能调整第一辐射导体及第二辐射导体的共振频段。

Description

可调式宽带天线
技术领域
本发明涉及一种可调式宽带天线，特别涉及一种两个共振频段皆可调整的可调式宽带天线。
背景技术
随着移动通信由2G（generation）、3G朝向4G发展，移动通信装置不仅需要支持2G、3G频段，还需要能够支持到4G的频段。移动通信装置的天线要在有限的体积规格下达成宽带的效果是目前此领域发展的重点。使天线的频率可调以符合前述的发展目标是目前其中一种研究方向。然而，目前的可调式天线的频率调整范围仍非常狭窄，或者，仅有单一共振频段可调，如美国专利第US8,373,607号专利所揭示者。因此，如何发展出一种新的可调式天线，以克服前述现有技术的缺点，遂成为本申请进一步要探讨的重点。
发明内容
因此，本发明的目的，即在提供一种多个共振频段可调的可调式宽带天线。
于是本发明可调式宽带天线，包含一接地导体、一第一辐射导体、一第二辐射导体及一可变电容。该接地导体具有一接地端。该第一辐射导体包括一馈入部及一连接于该馈入部的辐射部。该馈入部及该辐射部与该接地导体间隔设置。该馈入部具有一供馈入一射频信号并邻近该接地端的馈入端。该第二辐射导体包括一短路部及一耦合部。该短路部连接于该接地导体与该耦合部之间。该耦合部具有一耦合段，该耦合段与该第一辐射导体的辐射部间隔平行且与该辐射部之间具有一耦合间隙。该可变电容跨接于该第一辐射导体的辐射部与该第二辐射导体的耦合段之间。
较佳地，该可变电容的其中一端连接于该辐射部邻近该馈入部的一端部。
较佳地，该第一辐射导体还包括一接地部，该接地部连接于该辐射部与该接地导体之间。
或者，该可变电容为一压控式可变电容，该馈入端还供馈入一用于控制该可变电容的电容值的直流控制信号。
更佳地，该第一辐射导体还包括一连接于该辐射部的接地部，该可调式宽带天线还包含一跨接于该接地部与该接地导体之间的隔直单元，该隔直单元能隔离该直流控制信号并可供该射频信号通过。
更佳地，该隔直单元包括一跨接于该接地部与该接地导体之间的隔直电容。
更佳地，该第一辐射导体共振于一第一频段，该第二辐射导体共振于一频率低于该第一频段的第二频段。
更佳地，当该可变电容的电容值增加，该第一辐射导体及该第二辐射导体的共振频率降低。
较佳地，该辐射部连接于该馈入部远离该接地导体的一端，该耦合部连接于该短路部远离该接地导体的一端。
较佳地，该辐射部概与该馈入部及该接地部垂直，该耦合部概与该短路部垂直。
本发明的功效在于通过该可变电容调整该辐射部与该耦合段之间的耦合效应，进而能实现该第一辐射导体及该第二辐射导体的共振频段可调。
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是本发明可调式宽带天线的第一优选实施例的一构造示意图；
图2是该优选实施例的一电压驻波比（VSWR）图，说明该可调式宽带天线的共振频段随一可变电容的电容值调整；及
图3是本发明可调式宽带天线的第二优选实施例的一构造示意图。
【符号说明】
100···········可调式宽带天线
1···············接地导体
11·············接地端
2···············第一辐射导体
21·············馈入部
211···········馈入端
22·············辐射部
23·············接地部
3···············第二辐射导体
31·············短路部
32·············耦合部
321···········耦合段
G··············耦合间隙
CV············可变电容
4···············隔直单元
CB·············隔直电容
B1·············第一频段
B2·············第二频段
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，是本发明可调式宽带天线100的第一优选实施例。可调式宽带天线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、一可变电容CV，及一隔直（DC-blocking）单元。
接地导体1具有一接地端11。第一辐射导体2包括一馈入部21、一辐射部22及一接地部23。馈入部21、辐射部22及接地部23与接地导体1间隔设置。馈入部21具有一邻近接地端11的馈入端211，馈入部21供馈入一射频信号及一直流控制信号。辐射部22与馈入部21垂直，其由馈入部21远离接地导体1的一端沿图1所示的X方向延伸。接地部23与辐射部22垂直，其连接于辐射部22且由辐射部22沿-Y方向朝接地导体1延伸。
第二辐射导体3包括一短路部31及一耦合部32。短路部31连接于接地导体1与耦合部32之间，其由接地导体1沿Y方向延伸。耦合部32垂直于短路部31，其由短路部31远离接地导体1的一端沿X方向延伸。耦合部32具有一位于其两相反端部之间的耦合段321，该耦合段321与第一辐射导体2的辐射部22间隔平行且与该辐射部22之间具有一耦合间隙G，也就是说，耦合段321与辐射部22之间能产生耦合效应。
可变电容CV跨接于第一辐射导体2的辐射部22与第二辐射导体3的耦合段321之间。在本实施例中，该可变电容CV为一压控式可变电容（voltage-controlled variable capacitor），其电容值大小能受该直流控制信号控制。
隔直单元4跨接于接地导体1与接地部23邻近接地导体1的一端，隔直单元4能隔离该直流控制信号，使直流控制信号不会直接接地，此外，隔直单元4还能供该射频信号通过，使第一辐射导体2与接地导体1之间产生射频信号的回路。在本实施例中，隔直单元4包括一跨接于接地部23与接地导体1之间的隔直电容（DC-blocking capacitor）CB，其电容值为100pF。
通过调整可变电容CV的电容值能调整耦合段321与辐射部22之间的耦合效应，进而调整第一辐射导体2及第二辐射导体3的共振频率。配合参阅图2，第一辐射导体2能共振于一第一频段B1，第二辐射导体3能共振于一频率低于该第一频段B1的第二频段B2。图2中绘示的六条曲线分别代表可调式宽带天线100在可变电容CV为0pF、0.2pF、0.4pF、0.8pF、1.2pF及2.2pF时的电压驻波比（VSWR）。图2显示当该可变电容CV的电容值增加，第一辐射导体2及第二辐射导体3的共振频率皆降低，藉此能同时调整第一辐射导体2及第二辐射导体3的共振频段，从而达到宽带通信的效果。值得注意的是，本实施例中频率的调整范围能超过250MHz，也就是说，本发明通过可变电容CV能达成大范围的共振频段调整。
补充说明的是，本实施例的可变电容CV的其中一端连接于辐射部22邻近馈入部21的一端部（而非连接于辐射部22远离馈入部21的端部），藉此能获得较佳的调校效果。
另外，在另一实施态样中，可变电容CV为机械控制式（Mechanicallycontrolled）可变电容，其控制的方式非通过电性信号，因此，在这种实施态样中，第一辐射导体2的接地部23直接由辐射部22延伸至与接地导体1连接，而不需要设置隔直单元4（图未示）。
参阅图3，是本发明可调式宽带天线100的第二优选实施例。第二优选实施例与第一优选实施例相近，其差异说明如下。在本实施例中，可调式宽带天线100不包含接地部23及隔直单元4。更明确地说，第一优选实施例的第一辐射导体2属于倒F型天线的架构，而第二优选实施例的第一辐射导体2属于单极天线的架构。
综上所述，本发明可调式宽带天线100通过调整可变电容CV的电容值以调整辐射部22与耦合段321之间的耦合效应，进而能实现第一辐射导体2的共振频段及第二辐射导体3的共振频段可被同时调校，且调校范围大，使可调式宽带天线100能达到宽带的效果，以符合较多种通信频段的需求，同时还符合小型化的尺寸规格（compact size），故确实能达成本发明的目的。
然而以上所述仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围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 (10)

1.一种可调式宽带天线，包含：
一接地导体，具有一接地端；
一第一辐射导体，包括一馈入部及一连接于该馈入部的辐射部，该馈入部及该辐射部与该接地导体间隔设置，该馈入部具有一供馈入一射频信号并邻近该接地端的馈入端；
一第二辐射导体，包括一短路部及一耦合部，该短路部连接于该接地导体与该耦合部之间，该耦合部具有一耦合段，该耦合段与该第一辐射导体的辐射部间隔平行且与该辐射部之间具有一耦合间隙；及
一可变电容，跨接于该第一辐射导体的辐射部与该第二辐射导体的耦合段之间。
2.如权利要求1所述的可调式宽带天线，其中，该可变电容的其中一端连接于该辐射部邻近该馈入部的一端部。
3.如权利要求1所述的可调式宽带天线，其中，该第一辐射导体还包括一接地部，该接地部连接于该辐射部与该接地导体之间。
4.如权利要求1所述的可调式宽带天线，其中，该可变电容为一压控式可变电容，该馈入端还供馈入一用于控制该可变电容的电容值的直流控制信号。
5.如权利要求4所述的可调式宽带天线，其中，该第一辐射导体还包括一连接于该辐射部的接地部，该可调式宽带天线还包含一跨接于该接地部与该接地导体之间的隔直单元，该隔直单元能隔离该直流控制信号并可供该射频信号通过。
6.如权利要求5所述的可调式宽带天线，其中，该隔直单元包括一跨接于该接地部与该接地导体之间的隔直电容。
7.如权利要求6所述的可调式宽带天线，其中，该第一辐射导体共振于一第一频段，该第二辐射导体共振于一频率低于该第一频段的第二频段。
8.如权利要求7所述的可调式宽带天线，其中，当该可变电容的电容值增加，该第一辐射导体及该第二辐射导体的共振频率降低。
9.如权利要求1所述的可调式宽带天线，其中，该辐射部连接于该馈入部远离该接地导体的一端，该耦合部连接于该短路部远离该接地导体的一端。
10.如权利要求1所述的可调式宽带天线，其中，该辐射部概与该馈入部及该接地部垂直，该耦合部概与该短路部垂直。
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