CN107464990A - 可调频天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调频天线装置，其包括：基板、开关、控制电路、天线、频率调整部。基板具有第一表面、第二表面、第一贯孔与第二贯孔。开关设置于第一表面，并具有第一端、第二端与控制端。控制电路设置于第一表面，并电性耦接控制端。天线设置于第二表面，其包括有第一辐射件及第二辐射件。频率调整部设置于第二表面，其包括有第一金属部与第二金属部。第一金属部具有第一指叉，第一指叉电性耦接第一辐射件。第二金属部具有第二指叉与第三指叉，第三指叉电性耦接第二辐射件，第二指叉与第三指叉分别通过第一贯孔与第二贯孔电性耦接第一端与第二端。

Description

可调频天线装置

技术领域

本发明是有关一种天线装置，尤指一种可调频天线装置。

背景技术

随着无线通讯技术的广泛应用，为了增加移动装置的数据上传及下载的速度，下一代的通讯系统：长期演进通讯技术(Long Term Evolution，LTE)正快速应用至人们的生活之中。而为了因应4G通讯系统的发展，移动装置中天线的数目以及所需涵盖的频宽就必须增加，除了涵盖原来的2G/3G的通讯频带外，还要能相容新的4G频带。

此外，由于现今的移动装置一直朝着轻薄短小的方向发展，因此其天线的设计上也必须考虑容纳空间的问题。有鉴于此，如何能够在有限的容纳空间中让天线能够涵盖更广范围的频宽是一急需解决的问题。

发明内容

本发明的一目的是提供一种可调频天线装置，其可支持宽频带的操作，同时其体积亦具轻薄短小的优势。

本发明提出一种可调频天线装置，其包括：基板、第一开关、控制电路、天线以及频率调整部。基板具有第一表面和第二表面以及第一贯孔与第二贯孔。第一开关设置于第一表面，具有第一端、第二端与控制端。控制电路设置于第一表面，并电性耦接控制端。天线设置于第二表面，其包括有第一幅射件及第二幅射件，第一幅射件与第二幅射件的其中一者具有接地端，而第一幅射件与第二幅射件的另一者具有馈入端。频率调整部设置于第二表面，其包括有第一金属部具有第一指叉，第一指叉电性耦接第一辐射件；以及第二金属部具有第二指叉与第三指叉，第一指叉是设置于第二指叉与第三指叉之间，且第三指叉电性耦接第二幅射件，第二指叉与第三指叉分别通过第一贯孔与第二贯孔电性耦接第一端与第二端。

由于本发明是通过控制开关的启闭来调整频率调整部所使用到的指叉数目，进而使其产生耦合电容值的变化而使得天线频带位移，因此可使天线涵盖更广范围的频宽，同时亦使可调频天线装置的体积具轻薄短小的优势。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合附图说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1A是依据本发明一实施例的一种可调频天线装置的俯视图；

图1B是依据本发明一实施例的一种可调频天线装置的仰视图；

图2为图1A的电路布局示意图；

图3A为依照本发明另一实施例的可调频天线装置的基板的其中一表面的电路布局示意图；

图3B为依照本发明另一实施例的可调频天线装置的基板的另一表面的电路布局示意图；

图4为依照本发明又一实施例的可调频天线装置的基板的其中一表面的电路布局示意图；

图5是绘示不同指叉切换时的示意图；

图6是绘示指叉数目与耦合的电容值的关系曲线；

图7是绘示指叉电容的尺寸示意图；以及

图8是绘示不同指叉数目的返回损失。

符号说明

10 可调频天线装置 100 基板

101 第一表面 102 第二表面

11 接地端 12 第一幅射件

13 第二幅射件 14 馈入端

15 频率调整部 151 第一指叉

1521 第一贯孔 152 第二指叉

1531 第二贯孔 153 第三指叉

1511 第三贯孔 154 第四指叉

1541 第四贯孔 21 控制电路

22 第一开关 23 第二开关

E1 第一端 E2 第二端

E3 第三端 E4 第四端

CE1 第一控制端 CE2 第二控制端

C1 第一控制信号 C2 第二控制信号

S1-S6 开关

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A是依据本发明一实施例的一种可调频天线装置的俯视图，图1B是依据本发明一实施例的一种可调频天线装置的仰视图。请交互参照图1A及图1B，可调频天线装置10包括有基板100、控制电路21、第一开关22、天线(由第一幅射件12与第二幅射件13所构成)以及频率调整部15。基板100具有第一表面101、第二表面102、第一贯孔1521与第二贯孔1531。上述天线与频率调整部15皆设置于基板100的第二表面102。频率调整部15较佳地是一指叉电容。此外，第一幅射件12与第二幅射件13的其中一者具有接地端11，而第一幅射件12与第二幅射件13的另一者具有馈入端14。上述控制电路21与第一开关22皆设置于基板100的第一表面101。第一开关22具有第一端E1、第二端E2与第一控制端CE1，且其第一端E1与第二端E2分别电性耦接第一贯孔1521与第二贯孔1531。控制电路21电性耦接第一控制端CE1，以输出第一控制信号C1来控制第一开关22的启闭状态(on/off state)。其中，第一控制端CE1的一端与第一端E1电性连接，当第一开关22导通(turned on)时，第一控制端CE1的另一端与第二端E2电性连接。

图2为图1A的电路布局示意图。请参照图2，在此例中，频率调整部15由第一金属部与第二金属部所构成，其中第一金属部具有第一指叉151，且第一指叉151电性耦接第一辐射件12；而第二金属部具有第二指叉152与第三指叉153，且第三指叉153电性耦接第二幅射件13。此外，第一指叉151是设置于第二指叉152与第三指叉153之间。请交互参照图1B及图2，第二指叉152与第三指叉153分别通过第一贯孔1521与第二贯孔1531电性耦接第一开关22的第一端E1与第二端E2。因此，控制电路21可利用第一控制信号C1来控制第一开关22的启闭状态，以调整频率调整部15所使用到的指叉数目，进而使其产生耦合电容值的变化而使得天线频带位移。

图3A及图3B分别为依照本发明另一实施例的可调频天线装置的基板的二表面的电路布局示意图。请交互参照图3A及图3B，相较于图1A、1B与图2所示的实施方式，在此例中，频率调整部15的第一金属部更具有第四指叉154，而可调频天线装置的基板更具有第三贯孔1511与第四贯孔1541，且可调频天线装置更具有第二开关23。其中，第二指叉152是设置于第四指叉154与第一指叉151之间。第二开关23是与第一开关22设置于基板的相同表面，其具有第三端E3、第四端E4与第二控制端CE2，且其第三端E3与第四端E4分别电性耦接第三贯孔1511与第四贯孔1541，而第二开关23的第二控制端CE2亦电性耦接控制电路21，以依据控制电路21所发出的第二控制信号C2来决定第二开关23的启闭状态。其中，第二控制端CE2的一端与第四端E4电性连接，当第二开关23导通(turned on)时，第二控制端CE2的另一端与第三端E3电性连接。此外，频率调整部15的第一金属部的第一指叉151与第四指叉154分别通过第三贯孔1511与第四贯孔1541电性耦接第二开关23的第三端E3与第四端E4。因此，控制电路21可利用控制信号C1、C2来分别控制第一开关22与第二开关23的启闭状态，藉此调整频率调整部15所使用到的指叉数目。

图4为依照本发明又一实施例的可调频天线装置的基板的其中一表面的电路布局示意图。相较于图1A、图1B与图2所示的实施方式，在此例中，频率调整部15的第一金属部更具有第四指叉154，且此可调频天线装置的基板更具有一导线，而此导线电性连接于与第一指叉151以及第四指叉154之间。其中，第二指叉152是设置于第四指叉154与第一指叉151之间。因此，此实施例的可调频天线装置亦可通过一控制电路来控制一开关的启闭状态来决定是否将第一贯孔1521电性耦接至第二贯孔1531，藉此调整频率调整部15所使用到的指叉数目。

虽然图2实施例是说明频率调整部15具有三个指叉的情况，而图3A及图4实施例是说明频率调整部15具有四个指叉的情况，然频率调整部15所具有的指叉数目并非用以限定本发明，本领域的技术人员当可视天线涵盖频率的范围而对应调整频率调整部15所具有的指叉数目，并对应修改可调频天线装置的其它部分的设计，例如开关数目与电路的布局方式。

再以图3A所示方式为例，若频率调整部15的第一金属部与第二金属部各有4根指叉，那么可调频天线装置的基板上就会有对应的8个贯孔与6个开关。换句话说，若第一金属部或第二金属部中的指叉数目是N，则对应的贯孔数目为N，而对应的开关数目为N-2。以图5来举例说明之，其绘示不同指叉切换时的示意图，如图5所示，当开关S1-S6都关闭(turnedoff)时，仅有2根指叉产生电容耦合量；当开关S1、S2及S4导通(turned on)时，即有5根指叉可产生电容耦合量；而当开关S1-S6全部导通时，即有8根指叉可产生电容耦合量。据此可知，导通不同指叉数目会产生不同的电容耦合量。以图6来举例说明之，其绘示指叉数目与耦合的电容值的关系曲线，如图6所示，当频率调整部15所使用到的指叉数量越多，耦合的电容量就越大，藉此即可使可调频天线涵盖的频带位移。

图7是绘示指叉电容的尺寸示意图。如图7所示，一般而言，若考虑到设计及制程的便利，频率调整部的第一金属部以及第二金属部的间隔距离G与各指叉宽度W会设定为相等。举例来说，可将第一金属部以及第二金属部的间隔距离G与各指叉宽度W皆设定为0.3mm，而将板材厚度设定为0.8mm。图8是绘示不同指叉数目的返回损失(return loss)。如图8所示，当不同指叉在切换时通过不同的耦合电容量，达到天线频带的位移，而频带可介于700MHz和3000MHz之间。

综上所述，由于本发明是通过控制开关的启闭来调整频率调整部所使用到的指叉数目，进而使其产生耦合电容值的变化而使得天线频带位移，因此可使天线涵盖更广范围的频宽(例如可涵盖至欧美国家的LTE频带)，同时亦使可调频天线装置的体积具轻薄短小的优势。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (8)

1.一种可调频天线装置，其特征在于，包括：

一基板，具有一第一表面和一第二表面，以及一第一贯孔与一第二贯孔；

一第一开关，设置于该第一表面，具有一第一端、一第二端与一第一控制端；

一控制电路，设置于该第一表面，并电性耦接该第一控制端；

一天线，设置于该第二表面，该天线包括：

一第一幅射件；以及

一第二幅射件，该第一幅射件与该第二幅射件其中的一者具有一接地端，而该第一幅射件与该第二幅射件的其中另一者具有一馈入端；以及

一频率调整部，设置于该第二表面，该频率调整部包括：

一第一金属部，具有一第一指叉，该第一指叉电性耦接该第一辐射件；以及

一第二金属部，具有一第二指叉与一第三指叉，该第一指叉是设置于该第二指叉与该第三指叉之间，且该第三指叉电性耦接该第二幅射件，该第二指叉与该第三指叉分别通过该第一贯孔与该第二贯孔电性耦接该第一端与该第二端。

2.如权利要求1所述的可调频天线装置，其特征在于，该第一控制端的一端与该第一端电性连接，当该控制电路输出一第一控制信号以控制该第一开关导通时，该第一控制端的另一端与该第二端电性连接。

3.如权利要求1所述的可调频天线装置，其特征在于，该第一金属部更具有一第四指叉，该基板更具有一第三贯孔与一第四贯孔，且该可调频天线装置更具有一第二开关；该第二开关设置于该第一表面，具有一第三端、一第四端与一第二控制端，该第二控制端电性耦接该控制电路；该第一指叉与该第四指叉分别通过该第三贯孔与该第四贯孔电性耦接该第三端与该第四端。

4.如权利要求3所述的可调频天线装置，其特征在于，该第二指叉是设置于该第四指叉与该第一指叉之间。

5.如权利要求3所述的可调频天线装置，其特征在于，该第二控制端的一端与该第四端电性连接，当该控制电路输出一第二控制信号以控制该第二开关导通时，该第二控制端的另一端与该第三端电性连接。

6.如权利要求1所述的可调频天线装置，其特征在于，该第一金属部更具有一第四指叉，且该基板更具有一导线，该导线电性耦接于该第一指叉以及该第四指叉之间。

7.如权利要求6所述的可调频天线装置，其特征在于，该第二指叉是设置于该第四指叉与该第一指叉之间。

8.如权利要求1-7中任一项所述的可调频天线装置，其特征在于，该第一金属部以及该第二金属部的各该指叉宽度与该第一金属部以及该第二金属部的间隔距离相等。