CN105470647A - 射频天线 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种射频天线，其包含：平面倒F型天线结构、若干电容组件及切换单元。平面倒F型天线结构包括辐射部、接地部以及馈入部。接地部耦接于辐射部。馈入部耦接于辐射部。各电容组件的一端耦接于辐射部。切换单元连接于各电容组件的另外一端与接地之间。切换单元选择其中一电容组件与接地导通，借此利用导通的电容组件的电容效应将平面倒F型天线结构从原始频带调降为对应的适用频带。

Description

射频天线

【技术领域】

本发明提供一种射频天线，尤指一种可调整频带的射频天线。

【背景技术】

坊间中的手机、智能型手机、平板等行动通信装置中，均通过天线与位于远程的电信业者构成无线连接，借此得与另一行动通信装置进行语音沟通或影像沟通。

近来行动通信装置均设置内置式天线，如倒F天线(PIFA)设于行动通信装置内，也就是说，行动通信装置的天线不再如早期有一柱状型的外接式天线，其可避免因突出而容易造成与异物撞击而损毁，且能提升行动通信装置的外观美感。

然而传统倒F天线设置于行动通信装置内时，其天线的通信效果会因行动通信装置外壳的材质而有所影响，亦即传统倒F天线会受到行动通信装置外壳的材质而影响其频带范围，造成通信效果不佳，且不同材质的影响也就不同，也因此传统倒F天线经常需要视需求而重新设计，以调整其适用的频带。

然而，重新设计的过程通常会改变倒F天线所需的面积与体积，也就是说，重新设计倒F天线会造成其所占据的空间无法匹配于原来的行动通信装置，进而需要再重新设计行动通信装置，造成耗费大量的研发成本。

有鉴于此，实有必要提供一种射频天线，以解决上述问题。

【发明内容】

鉴于上述问题，本发明提供一种可调频带的射频天线，以于不变更天线结构的状态下提供电子装置的多种频带变化。

本发明一实施例提供一种射频天线，其包含：平面倒F型天线结构、若干电容组件及切换单元。平面倒F型天线结构包含：辐射部、接地部及馈入部。接地部耦接于辐射部，且馈入部耦接于辐射部。各电容组件耦接于辐射部的一端。切换单元耦接于各电容组件的另一端与接地之间。切换单元选择其中一电容组件与接地导通，借此利用导通的电容组件的电容效应将平面倒F型天线结构从原始频带调降为对应的适用频带。

相较于现有技术，经由上述结构所构成的射频天线，通过切换单元的选择使平面倒F型天线结构经由多个电容组件中之一与接地导通，致使平面倒F型天线结构由原始频带调降为不同对应的适用频带，以供电子装置对应使用。亦即，无须重新设计平面倒F型天线结构，而能得到不同于原始频带的多个适用频带，并且同一射频天线能提供多个频带供切换选择使用，借此适用于需求不同辐射频带的电子装置，而大幅降低研发成本，换言之，同一天线结构得以应用于多种类的电子装置。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1为本发明一实施例的射频天线的电路示意图。

图2为图1的射频天线的一实施例的架构示意图。

图3为图1的射频天线的另一实施例的架构示意图。

图4为图1的射频天线的又一实施例的架构示意图。

图5为本发明另一实施例的射频天线的电路示意图。

图6为图5的射频天线的一实施例的架构示意图。

图7为根据本发明的一实施例的射频天线的测试频带图。

【具体实施方式】

图1为本发明一实施例的射频天线的电路示意图。图2为图1的射频天线的一架构示意图。图3为图1的射频天线的另一实施例的架构示意图。请参阅图1-3，射频天线包含平面倒F型天线结构10以及一电容式分流电路20。电容式分流电路20电性连接于平面倒F型天线结构及接地50之间。

平面倒F型天线结构10包含辐射部11、接地部12以及馈入部13。馈入部13耦接辐射部11，并且接地部12耦接在辐射部11与接地50之间。

在一些实施例中，辐射部11以与接地部12耦接处区分成第一区段111及第二区段112。以图2及图3的方位来看，第一区段111为位在接地部12右侧的一部分的辐射部11，而第二区段112为则位在接地部12左侧的另一部分的辐射部11。换言之，第一区段111的第一端耦接电容式分流电路20，并且第一区段111的第二端与第二区段112的第一端相互衔接。接地部12的第一端耦接至第一区段111与第二区段112的衔接处，而接地部12的第二端直接或间接耦接至接地50。

在一些实施例中，参照图2，馈入部13耦接于第一区段111与第二区段112之间。也就是说，馈入部13的第一端耦接至接地部12的第一端、第一区段111的第二端与第二区段112的第一端的衔接处。于此，第二区段112的第二端为自由端。其中，辐射部11(第一区段111与第二区段112)可为直线延伸的金属结构。接地部12亦可为直线延伸的金属结构。以延伸方向而言，接地部12与第一区段111之间形成一夹角，且此夹角小于或等于45度。

在一些实施例中，参照图3，馈入部13的第一端耦接至第二区段112的第二端。其中，辐射部11(第一区段111与第二区段112)可为直线延伸的金属结构。接地部12亦可为直线延伸的金属结构。以延伸方向而言，接地部12与馈入部13垂直于辐射部11。

参照回图1-3，平面倒F型天线结构10的馈入部13的第二端直接或间接电性连接至应用此射频天线的电子装置的信号处理电路60。换言之，射频天线经由馈入部13接收来自信号处理电路60的电子讯号，并经由辐射部11以受选的适用频带无线发送接收到的辐射讯号。射频天线经由辐射部11以受选的适用频带无线接收一辐射讯号，并经由馈入部13将接收到的辐射讯号输出给信号处理电路60。

电容式分流电路20包括若干电容组件21、22及切换单元30。于此，以二电容组件21、22为例，但本发明不限于此数量，亦可配合实际需求，增加电容组件的数量。

在一实施例中，电容组件21的一端与电容组件22的一端各自耦接至辐射部11的一端，即第一区段111的第一端，于此，平面倒F型天线结构10的接地部12耦接至第一区段111的的第二端，即第一区段111相对第一端的另一端。

其中，电容组件21、22的电容值介于0.1皮法拉(pF)至0.5皮法拉(pF)之间。

在一实施例中，电容组件21、22相邻耦接至辐射部11(第一区段111)。换言之，电容组件21与第一区段111的接点与电容组件22与第一区段111的接点之间的绝对距离小于0.5公分。此时，电容组件21的电容值不等于电容组件22的电容值。

请参照图1，切换单元30包含第一端31、第二端32、第三端33及控制端34。切换单元30的第一端31与电容组件21的另一端电性连接，即电容组件21耦接在第一区段111与切换单元30的第一端31之间。切换单元30的第二端32与电容组件22的另一端电性连接，即电容组件22耦接在第一区段111与切换单元30的第二端32之间。切换单元30的第三端33与接地50电性连接。切换单元30经由其控制端34接收一控制信号S，并根据控制信号S选择第一端31与第三端33导通，或选择第二端32与第三端33导通。也就是说，切换单元30根据控制信号S得将电容组件21与电容组件22中之一与接地50导通。

于此，因为电容组件21所引发的电容效应不同于电容组件22所引发的电容效应，也因此电容组件21与电容组件22各自对应于不同的适用频带。当切换单元30选择电容组件21与电容组件22其中一者与接地50导通时，受选的电容组件所引发的电容效应能致使平面倒F型天线结构10由原始频带调降为受选的电容组件所对应的适用频带，以供射频天线无线收发辐射讯号使用。

于一些实施例中，控制信号S经由控制电路40产生(如图2及图3所示)，亦即控制电路40得视需求的频带产生控制信号以令切换单元30选择第一端31与第二端32中之一与第三端33导通。

于一些实施例中，在相同工作原理之下，电容组件21、22亦可以对应的等效电容电路取代之(图中未示)。

其中，平面倒F型天线结构10可为天线金属片、微带天线或其他型态的天线结构，本发明并非受限于此。

以微带天线为例，请参阅图1-3，射频天线可还包含基板1，而平面倒F型天线结构10则以印刷电路板形式形成于基板1上。换言之，平面倒F型天线结构10的辐射部11、接地部12以及馈入部13均为基板1上的图案化电路(即，配置成特定图形的电路走线)。

此外，其他组件(如，电容式分流电路20、接地50、控制电路40及信号处理电路60)能全部或部分设置于此基板1上。其中，接地50为基板1上的接地电路。举例来说，在图2及图3中，平面倒F型天线结构10、电容组件21、22、切换单元30、控制电路40、接地50及信号处理电路60均设置在基板1上。虽然图式中显示平面倒F型天线结构10、电容组件21、22、切换单元30、控制电路40及接地50是设置在基板1的同一表面(如，上表面)上，但本发明不限于此，亦可将部分组件改设置基板1的其他表面(如，下表面或内表面)上。

图4为图1的射频天线的又一实施例的架构示意图。以天线金属片为例，请参阅图4，平面倒F型天线结构10以外的其他组件(如，电容式分流电路20、接地50、控制电路40及信号处理电路60)能全部或部分设置于基板1上。而平面倒F型天线结构10则经由实体电线与基板1上的其他组件(如，接地50、电容式分流电路20及信号处理电路60)电性连接。换言之，平面倒F型天线结构10并无须设置于基板1上，例如：可位于应用此射频天线的电子装置的机壳上。

图5为本发明另一实施例的射频天线的电路示意图。图6为图5的射频天线的一实施例的架构示意图。请参阅图5及图6，本实施例中的射频天线与前述各实施例差异在于电容式分流电路20的组件配置。在本实施例中，电容组件21的一端及电容组件22的一端电性连接至接地50。切换单元30的第一端35与平面倒F型天线结构10的辐射部11电性连接，切换单元30的第二端36与电容组件21的另一端电性连接，切换单元30的第三端37与电容组件22的另一端电性连接。切换单元30的控制端34电性连接至控制电路40，并根据控制端34接收的控制信号S令第二端36和第三端37其中之一与第一端35导通，以选择与电容组件21、22其中一者与辐射部11电性导通，借以利用导通(受选)的电容组件的电容效应将平面倒F型天线结构10从原始频带调降为受选的电容组件所对应的适用频带。其他细部结构与运作与前述各实施例大致相同，于此不再赘述。

图7为本发明一实施例的射频天线的一测试频带图。请参阅图7，于此以图2所示的射频天线进行测试，于此，原始频带为1GHz、电容组件21的电容值为0.2pF，而电容组件22的电容值为0.3pF。当切换单元30选择电容组件21与接地50导通时，频率对强度的曲线为Cap1，借此可知平面倒F型天线结构10的频带由1GHz的原始频带调降至800MHz的适用频带。当切换单元30选择电容组件22与接地50导通时，频率对强度的曲线为Cap2，借此可知平面倒F型天线结构10的原始频带则会调降至900MHz的适用频带。

综上，根据本发明的射频天线可通过切换单元30的选择，使平面倒F型天线结构10得经由多个电容组件中之一与接地50导通，致使平面倒F型天线结构10从原始频带调降为适用频带，供适当地电子装置对应使用；再者，此平面倒F型天线结构的构造得视需求而切换多个电容组件中之一与接地50导通，进而分别产生对应且不同的适用频带。如此一来，对于需求不同的适用频带的电子装置，无须重新设计平面倒F型天线结构，仅需利用切换与不同的电容组件与接地导通，以致能大幅降低研发成本。换言之，同一天线结构得以应用于多种类的电子装置。

Claims (16)

1.一种射频天线，其特征在于，其包含：

一平面倒F型天线结构，包括：

一辐射部；

一接地部，耦接在该辐射部与一接地之间；以及

一馈入部，耦接该辐射部；

若干电容组件，各该电容组件的一端耦接该辐射部的一端，各该电容组件对应一适用频带；以及

一切换单元，耦接在各该电容组件的另一端与该接地之间，以选择这些电容组件之一与该接地导通，借以利用导通的该电容组件的电容效应将该平面倒F型天线结构从一原始频带调降为对应的该适用频带。

2.如权利要求1所述的射频天线，其特征在于，还包含：

一控制电路，耦接该切换单元，以输出一控制信号至该切换单元，以令该切换单元根据该控制信号选择这些电容组件之一与该接地导通。

3.如权利要求1所述的射频天线，其特征在于，还包含：该馈入部位在该辐射部的另一端。

4.如权利要求1所述的射频天线，其特征在于，该平面倒F型天线结构为一天线金属片。

5.如权利要求1所述的射频天线，其特征在于，该平面倒F型天线结构为一微带天线。

6.如权利要求1所述的射频天线，其特征在于，还包含一基板，其中该平面倒F型天线结构为该基板上的图案化电路，且这些电容组件及该切换单元设置于该基板上。

7.如权利要求6所述的射频天线，其特征在于，该接地为该基板上之一接地电路。

8.如权利要求1所述的射频天线，其特征在于，这些电容组件分别小于0.5皮法拉。

9.一种射频天线，其特征在于，其包含：

一平面倒F型天线结构，包括：

一辐射部；

一接地部，耦接在该辐射部与一接地之间；以及

一馈入部，耦接该辐射部；

若干电容组件，各该电容组件的一端耦接该接地，各该电容组件对应一适用频带；以及

一切换单元，耦接在各该电容组件的另一端与该辐射部之间，以选择与这些电容组件之一与该辐射部导通，借以利用导通的该电容组件的电容效应将该平面倒F型天线结构从一原始频带调降为对应的该适用频带。

10.如权利要求9所述的射频天线，其特征在于，还包含：

一控制电路，耦接该切换单元，以输出一控制信号至该切换单元，以令该切换单元根据该控制信号选择这些电容组件之一与该辐射部导通。

11.如权利要求9所述的射频天线，其特征在于，该馈入部位在该辐射部的另一端。

12.如权利要求9所述的射频天线，其特征在于，该平面倒F型天线结构为一天线金属片。

13.如权利要求9所述的射频天线，其特征在于，该平面倒F型天线结构为一微带天线。

14.如权利要求9所述的射频天线，其特征在于，还包含一基板，其中该平面倒F型天线结构为该基板上的图案化电路，且这些电容组件及该切换单元设置于该基板上。

15.如权利要求14所述的射频天线，其特征在于，该接地为该基板上之一接地电路。

16.如权利要求9所述的射频天线，其特征在于，这些电容组件分别小于0.5皮法拉。