CN104681928A - 多频天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多频天线结构，该多频天线结构包括高频部、第一低频部、第二低频部、馈入端、第一接地端和第二接地端，所述高频部包括辐射金属片、第一辐射臂和第二辐射臂，且该第一辐射臂和该第二辐射臂分别连接于该辐射金属片的相对的两边，该辐射金属片与该馈入端连接，该第一低频部环绕该第一辐射臂设置，该第二低频部环绕该第二辐射臂设置，该第二接地端与该第一接地端连接，该第一低频部与该第二低频部分别与该高频部的第一辐射臂和第二辐射臂耦合。该多频天线结构采用双端耦合的馈入方式，在缩小天线整体尺寸的同时保证了较宽的频带宽度。

Description

多频天线结构
技术领域
本发明涉及天线结构，尤其涉及一种多频天线结构。
背景技术
在无线通信装置中，用来发射、接收无线电波以传递、交换无线电数据讯号的天线装置，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。近年来各种使用不同工作频带的通讯系统及应用的不断出现，则使得天线的设计朝向涵盖多个系统频带（如LTE频带）的天线组件发展。为了确保无线通信装置于使用不同工作频带的多种无线通信系统中均可进行讯号传输，该天线装置必须能够收发多种不同频率之讯号。另一方面，天线组件一般结构较为复杂，但由于天线模块的外观亦趋向于轻薄与微型化，使得天线设计除了宽带之外，亦需同时具备有小型化的特征。如何在不增加无线通信装置体积的前提下使天线具有宽带的特性，已成为各家天线厂商最大的挑战。
发明内容
鉴于以上情况，有必要提供一种体积较小的多频天线结构。
一种多频天线结构，设置于一介质基板上，该多频天线结构包括高频部、第一低频部、第二低频部、馈入端、第一接地端和第二接地端，所述高频部包括辐射金属片、第一辐射臂和第二辐射臂，且该第一辐射臂和该第二辐射臂分别连接于该辐射金属片的相对的两边，该辐射金属片与该馈入端连接，该第一低频部环绕该第一辐射臂设置，该第二低频部环绕该第二辐射臂设置，该第二接地端与该第一接地端连接，该第一低频部与该第二低频部分别与该高频部的第一辐射臂和第二辐射臂耦合。
本发明的多频天线结构具有双辐射臂的高频部及回路天线的形式的第一低频部和第二低频部，并与该高频部形成双端耦合的馈入方式，在缩小天线整体尺寸的同时保证了较宽的频带宽度，适用于各类轻薄智能型无线通信终端设备。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的多频天线结构图；
图2为图1所示多频天线结构的高频部及第一低频部结构图；
图3为图1所示多频天线结构的高频部及第二低频部结构图；
图4为图1所示多频天线结构与其第一低频部和第二低频部的反射系数曲线对比示意图；
图5为图1所示多频天线结构的反射系数曲线示意图；
图6为图1所示多频天线结构的辐射效率曲线示意图；
图7为图1所示多频天线结构的总效率曲线示意图。
主要元件符号说明
多频天线结构 100
介质基板 200
高频部 10
第一辐射臂 11
第二辐射臂 12
馈入端 13
辐射金属片 14
第一低频部 21
第一辐射段 211
第二辐射段 212
第一连接体 2122
第二连接体 2124
第三辐射段 213
第一接地端 22
第二低频部 31
第一连接段 311
第二连接段 312
第三连接段 313
第二接地端 32
第一低频部反射系数曲线 41
第二低频部反射系数曲线 42
多频天线反射系数曲线 43
多频天线辐射效率曲线 61
多频天线总效率曲线 71
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
请参阅图1，本发明较佳实施例提供一种多频天线结构100，其可应用于手机、平板电脑等无线通讯装置中。该多频天线结构100设置于一介质基板200上，其包括高频部10、第一低频部21、第二低频部31、馈入端13、第一接地端22和第二接地端32。该高频部10包括第一辐射臂11、第二辐射臂12和辐射金属片14；该第一低频部21环绕该第一辐射臂11设置；该第二低频部31环绕该第二辐射臂设置。
该介质基板200为一无线通讯装置的系统电路板，具体地，其为所述系统电路板上一净空区域。
在本实施例中，该辐射金属片14平行地设置于所述介质基板200上方；该馈入端13为垂直连接于该辐射金属片14和该介质基板200之间，以从该介质基板200获取电流信号。该第一辐射臂11为一条状片体，其连接于该辐射金属片14上，并与该辐射金属片14共面。该第二辐射臂12连接于该辐射金属片14上相对于所述第一辐射臂11的一边，并与该辐射金属片14共面。在本实施例中，该第二辐射臂12靠近该辐射金属片14一端的宽度比远离该辐射金属片14一端稍窄。
请参阅图2，该第一低频部21包括第一辐射段211、第二辐射段212和第三辐射段213。该第一接地端22平直地设置于所述介质基板200上，并通过该介质基板200接地。该第一辐射段211为一条状片体，其设置于该介质基板200的一侧，并垂直连接于该第一接地端22；该第二辐射段212包括相互垂直的第一连接体2122及第二连接体2124，该第一连接体2122及第二连接体2124均为两互相垂直的矩形片体，该第一连接体2122连接于该第一辐射段211，且垂直于该介质基板200，该第二连接体2124与该介质基板200平行。该第三辐射段213为一条状片体，其垂直地连接于该第二辐射段212，并与所述第一辐射臂11平行。在本实施例中，该第三辐射段213与该第一辐射臂11之间形成第一沟槽S1，通过调整该第一沟槽S1的宽度，该第一辐射臂11上的电流可以耦合馈入该第三辐射段213。
请参阅图3，该第二低频部31包括第一连接段311、第二连接段312和第三连接段313。该第二接地端32为一条状片体，其电性连接于所述第一接地端22相对于所述第一辐射段211的一端，且与所述介质基板200垂直。该第一连接段311为一条状片体，其垂直地连接于该第二接地端32相对于该介质基板200的一端，且与所述第二辐射臂12平行。该第二连接段312为一两边互相垂直成角形相连的片体，其垂直的连接在第一连接段311与第三连接段313之间。该第三连接段313为一条状片体，其与所述第二辐射臂12平行设置。在本实施例中，该第三连接段313与该第二辐射臂12之间形成第二沟槽S2，通过调整该第二沟槽S2的宽度，该第二辐射臂12上的电流可以耦合馈入该第三连接段313。
请一并参阅图4和图5，本发明所述多频天线的反射系数分别如图4中第一低频部反射系数曲线41、第二低频部反射系数曲线42、多频天线反射系数曲线43所示。从图5中可以看出，本发明所述多频天线的反射系数小于-6dB的共振模态频段为0.691GHz~0.960GHz以及1.710GHz~2.550GHz，完整包含了LTE700/GSM850/GSM900 (704~960MHz)、DCS/PCS/UMTS/LTE2300(1710~2400MHz)七个频段。
请一并参阅图6和图7，本发明多频天线结构100的辐射效率和总效率分别如图6中多频天线辐射效率曲线61和图7中多频天线总效率曲线71所示。从图中可以看出，该多频天线结构100在其工作频带范围内具有良好的辐射效率特性。
下面进一步说明该多频天线结构100的工作原理，电流信号从馈入端13馈入后，再通过该高频部10的第一辐射臂11及第一沟槽S1和该第一低频部21的第三辐射段213形成电容耦合的方式馈入到该第一低频部21上，并通过该第一接地端22形成电流回路，从而激发低频第一共振模态。
电流信号经馈入端13馈入后，再通过该高频部10的第二辐射臂12及第二沟槽S2和该第二低频部31的第三连接段313形成电容耦合的方式馈入到该第二低频部31上，并通过该第二接地端32形成电流回路，从而激发低频第二共振模态。
高频第一共振模态由高频部10的第一辐射臂11、第二辐射臂12和辐射金属片14共同激发，并通过与该第一低频部21和该第二低频部31的谐振形成电流回路；高频第二共振模态主要由该高频部10的第一辐射臂11激发，并通过与该第一低频部21的谐振形成电流回路。
本发明采用通过所述高频部10和所述第一低频部21及第二低频部31实现电容式耦合馈入，有效地减少了共振长度，缩小了天线的体积。在本实施例中，该多频天线结构100的尺寸为60mm×13mm×4mm，适用于各类轻薄智能型无线通信终端设备。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何形式上的限定。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种多频天线结构，设置于一介质基板上，其特征在于：该多频天线结构包括高频部、第一低频部、第二低频部、馈入端、第一接地端和第二接地端，所述高频部包括辐射金属片、第一辐射臂和第二辐射臂，且该第一辐射臂和该第二辐射臂分别连接于该辐射金属片的相对的两边，该辐射金属片与该馈入端连接，该第一低频部环绕该第一辐射臂设置，该第二低频部环绕该第二辐射臂设置，该第二接地端与该第一接地端连接，该第一低频部与该第二低频部分别与该高频部的第一辐射臂和第二辐射臂耦合。
2.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述第一低频部包括第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段，该第一辐射段垂直连接于所述第一接地端，该第二辐射段包括相互垂直的第一连接体及第二连接体，该第一连接体连接于该第一辐射段，且垂直于该介质基板，该第二连接体与该介质基板平行，该第三辐射段垂直地连接于该第二辐射段，并与所述第一辐射臂平行。
3.如权利要求2所述的多频天线结构，其特征在于：所述第三辐射段与所述第一辐射臂之间形成第一沟槽，该第一辐射臂上的电流通过该第一沟槽耦合馈入至该第三辐射段。
4.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述第二低频部包括第一连接段、第二连接段和第三连接段，该第一连接段垂直地连接于所述第二接地端相对于所述介质基板的一端，且与所述第二辐射臂平行，该第二连接段垂直地连接在第一连接段与第三连接段之间，该第三连接段与所述第二辐射臂平行。
5.如权利要求4所述的多频天线结构，其特征在于：所述第三连接段与所述第二辐射臂之间形成第二沟槽，该第二辐射臂上的电流通过该第二沟槽耦合馈入至该第三连接段。
6.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述辐射金属片平行地设置于所述介质基板上方，且其所在的平面与所述第一辐射臂和第二辐射臂所在的平面共面。
7.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述馈入端为一条状片体，其垂直连接于该辐射金属片和该介质基板之间。
8.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述第一辐射臂和所述第二辐射臂均为条状片体，且该第一辐射臂和该第二辐射臂所在的平面与所述辐射金属片共面。
9.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述第一接地端平直地设置于所述介质基板上，并通过该介质基板接地。
10.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于：所述第二接地端连接于所述第一接地端相对于所述第一低频部的一端，且与所述介质基板垂直。
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