CN109524769B - 多馈入的多频天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多馈入的多频天线装置，包括基板、天线本体、天线分支部、第一同轴线及第二同轴线。天线本体与天线分支部均设于基板，且分别具有第一与第二信号馈入点。第一同轴线具有用于连接接地层的第一外导电层以及连接第一信号馈入点的第一芯线，第一芯线用以将第一信号馈入第一信号馈入点，以使天线本体产生具有第一频段的射频信号。第二同轴线具有连接天线本体的第二外导电层以及连接第二信号馈入点的第二芯线，第二芯线用以将第二信号馈入第二信号馈入点，以使天线分支部产生具有第二频段的射频信号。

Description

多馈入的多频天线装置
技术领域
本发明涉及一种天线装置，特别是一种具有多馈入的多频天线装置。
背景技术
近年来，随着无线通信技术的应用及轻薄短小的通讯产品的普及的趋势，使得天线技术的发展在通讯产品的应用上显得格外重要。以现有的天线技术来说，当产品需要应用到两种无线通信技术时，通常需要设计两支不同的天线以供此两种不同的无线通信技术的频率使用。然而，若是将两支天线分别设计在不同的空间，则会导致过多的空间占用。
发明内容
本发明提出一种多馈入的多频天线装置，可在同一个天线设计多个信号馈入点来产生多种不同频段的射频信号。
依据本发明的一实施例公开一种多馈入的多频天线装置，包括基板、天线本体、天线分支部、第一同轴线及第二同轴线。天线本体设于基板且具有第一信号馈入点。天线分支部设于基板且具有第二信号馈入点。第一同轴线具有第一外导电层与第一芯线，第一外导电层用于连接接地层，第一芯线连接第一信号馈入点且用以将第一信号馈入第一信号馈入点，以使天线本体产生具有第一频段的射频信号。第二同轴线具有第二外导电层与第二芯线，第二外导电层连接天线本体，第二芯线延伸至天线分支部且连接第二信号馈入点，第二芯线用以将第二信号馈入第二信号馈入点，以使天线分支部产生具有第二频段的射频信号。
综上所述，在本发明所提出的多馈入的多频天线装置中，主要在原有的天线本体的架构下，增加另一或多个同轴线且使其外导电层连接天线本体，且使其芯线连接所延伸出的另一或多个天线分支部上的信号馈入点，进而让同一个天线装置可同时收发多个通讯技术的不同频段的信号。借此，将不同的频段的通讯技术整合在同一个天线装置上，可大幅地减少占用空间。
以上关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。
附图说明
图1为依据本发明的一实施例所绘示的多馈入的多频天线装置的架构图。
图2为依据本发明的另一实施例所绘示的多馈入的多频天线装置的架构图。
图3为依据本发明的再一实施例所绘示的多馈入的多频天线装置的架构图。
图4a与图4b为依据本发明的一实施例所分别绘示的第一射频信号与第二射频信号的波形图。
其中，附图标记：
10、30 基板
12、32 天线本体
12a～12c、32a～32c 导电部
14、15 天线分支部
16、36 第一同轴线
161、361 第一外导电层
162、362 第一芯线
18、38 第二同轴线
181、381 第二外导电层
182、382 第二芯线
19、39 第三同轴线
191、391 第三外导电层
192、392 第三芯线
21、22、23、41、42 信号源
SIG1、SIG1’ 第一信号
SIG2、SIG2’ 第二信号
F1、F1’ 第一信号馈入点
F2、F2’ 第二信号馈入点
F3、F3’ 第三信号馈入点
S1、S2 承载表面
d 距离
T1、T1’ 开路端
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参照图1，图1为依据本发明的一实施例所绘示的多馈入的多频天线装置的架构图。如图1所示，多馈入的多频天线装置1(以下简称“天线装置1”)包括基板10、天线本体12、天线分支部14、第一同轴线16及第二同轴线18。天线本体12与天线分支部14均设于基板10的承载表面S1且分别具有对应的天线图形。于实务上，基板10为单层或多层基板，可例如是玻纤环氧(FR4)基板，但本发明不以此为限，即在本发明的天线装置1中，也可以根据实际需求选用不同类型的基板。于图1实施例中，天线本体12具有第一信号馈入点且包括多个导电部12a、12b与12c。每个导电部12a、12b与12c分别对应不同的频段，例如700～960MHz、1710～2170MHz、2500～2690MHz。
本发明的天线装置1可与信号源搭配使用，如图1所示，天线装置1的第一同轴线16连接第一信号源21且接收第一信号源21所产生的第一信号SIG1，而天线装置1的第二同轴线18连接第二信号源22且接收第二信号源22所产生的第二信号SIG2。在此所述的第一信号源21与第二信号源22可以为信号产生器，例如产生具有某一频段的射频信号，但本发明不以此为限。
更具体来说，第一同轴线16具有第一外导电层161与第一芯线162。第一外导电层161用于连接接地层(图中未示)，而第一芯线162连接第一信号馈入点F1。第一同轴线16的第一芯线162主要用于将来自第一信号源21的第一信号SIG1馈入第一信号馈入点F1，使得天线本体12产生具有第一频段的射频信号。
另一方面，第二同轴线18具有第二外导电层181与第二芯线182。第二外导电层181连接天线本体12，而第二芯线182延伸至天线分支部14且连接第二信号馈入点F2，第二同轴线18的第二芯线182可用于将第二信号SIG2馈入第二信号馈入点F2，以使天线分支部14产生具有第二频段的射频信号。
于前述范例中的第一频段可以为无线广域网络(Wireless Wide Area Network，WWAN)的频段，而第二频段可以为无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)的频段，但本发明不以此为限。于实务上，前述的第一外导电层161与第二外导电层181均为编织网，其分别包覆第一芯线162与第二芯线162，且该些编织网与芯线之间设有非导电材质用以隔绝编织网与芯线，而第二外导电层181可以焊接方式连接于天线本体12。
于一实施例中，如图1所示，天线本体12的导电部12a沿第一路径延伸至第一开路端T1，第二信号馈入点F2在第一路径上的正投影与第一开路端T1的距离在第一预定范围内。具体来说，所述的第一路径为导电部12a所延伸的路径，第二信号馈入点F2的设置位置在第一路径的正投影2当中从第一开路端T1起算往第一信号馈入点F1的第一预定范围之内。于图1的实施例中，第二信号馈入点F2在第一路径上的正投影系邻近第一开路端T1且远离第一信号馈入点F1。也就是，第二信号馈入点F2的设置位置较为靠近第一开路端T1，但本发明不以此为限。
于一实施例中，此第一预定范围关联于天线本体的导电部12a的共振波长。更具体来说，于一实施例中，此第一预定范围大于零且小于或等于导电部12a的共振波长的十六分之一。也就是，第二信号馈入点F2可建立在从第一开路端T1起算朝第一信号馈入点F1的方向的此共振波长的十六分之一范围内的任一位置。更详细来说，如图1所示，第二信号馈入点F2的设置位置在水平方向上与第一开路端T1相距一段距离d，而此距离d小于或等于导电部12a的共振波长的十六分之一。
在一个较佳实施例中，第二信号馈入点F2可建立在从第一开路端T1起算朝第一信号馈入点F1的方向的此共振波长的二十分之一范围内的任一位置。在实务上，将第二信号馈入点F2建立在此第一预定范围内可确保天线装置1发出正常频段的信号。
在前述实施例中，第二信号馈入点F2建立在第一预定范围之内，也就是第二信号馈入点F2在水平方向上分别与第一开路端T1及第一信号馈入点F1相距一段距离。然而，在另一实施例中，第二信号馈入点F2在垂直方向上与第一开路端T1对齐(即距离d为零)。
请参照图2，图2为依据本发明的另一实施例所绘示的多馈入的多频天线装置的架构图。图2的天线装置与图1的天线装置架构大致相同，惟差异在于图2的天线装置1还进一步包括另一天线分支部15及第三同轴线19。天线分支部15同样设于基板10的承载表面S1且具有第三信号馈入点F3。第三同轴线19具有第三外导电层191与第三芯线192。第三外导电层191连接天线本体12，而第三芯线192延伸至天线分支部15且连接第三信号馈入点F3。第三芯线192用以将第三信号SIG3馈入第三信号馈入点F3，以使天线分支部15产生具有第三频段的射频信号。
于图2实施例中，天线本体12的导电部12b沿第二路径延伸至第二开路端T2，第三信号馈入点F3在第二路径上的正投影与第二开路端T2的距离位于第二预定范围内。所述的第二路径为导电部12b所延伸的路径。于一实施例中，第二预定范围关联于天线本体12的第二导电部12b的共振波长。更具体来说，于一个实施例中，此第二预定范围大于零且小于或等于导电部12b的共振波长的十六分之一。
也就是，第三信号馈入点F3可建立在从第二开路端T2起算朝第一信号馈入点F1的方向的此共振波长的十六分之一范围内的任一位置。在一个较佳实施例中，第三信号馈入点F3可建立在从第二开路端T2起算朝第一信号馈入点F1的方向的此共振波长的十六分之一范围内的任一位置。于一实施例中，第三信号馈入点F3也可建立在垂直方向上与第二开路端T2对齐的位置。虽然文中未示，然而本发明的天线装置1可根据导电部12c的开路端位置以上述相同方式建立另一个馈入点，而使天线装置1进一步产生另一个频段的射频信号。
请参照图3，图3为依据本发明的再一实施例所绘示的多馈入的多频天线装置的架构图。图3的天线装置3与图1的天线装置3大致具有相同架构。天线装置3具有基板30、天线本体32、天线分支部34、第一同轴线36及第二同轴线38。天线装置3还进一步具有另一天线分支部35及第三同轴线19。天线本体32、天线分支部34及天线分支部35均设于基板10。天线本体32具有第一信号馈入点F1’，而天线分支部34与天线分支部35分别具有第二信号馈入点F2’与第三信号馈入点F3’。
第一同轴线36的第一外导电层361用于连接接地层(图中未示)，而第一同轴线36的第一芯线362用于将来自信号源41的第一信号SIG1’馈入第一信号馈入点F1’，使天线本体32产生具有第一频段的射频信号。第二同轴线38的第二外导电层381连接天线本体32，而第二同轴线38的第二芯线382用于将来自信号源42的第二信号SIG2’馈入第二信号馈入点F2’，使天线分支部34产生具有第二频段的射频信号。在此所述的第一频段可以为无线广域网络(WWAN)的频段，而第二频段可以为无线局域网络(WLAN)的频段，但本发明不以此为限。
另一方面，第三同轴线39的第三外导电层391连接天线分支部34，第三同轴线39的第三芯线192延伸至天线分支部35且连接第三信号馈入点F3’。第三芯线392用以将来自信号源43的第三信号SIG3’馈入第三信号馈入点F3，以使第二天线分支部35产生具有第三频段的射频信号。于实务上，第三信号馈入点F3’的设置位置可以关联于天线分支部34，例如由天线分支部34的开路端起算，在一预定范围内建立第三信号馈入点F3’。
请参照图4a与图4b，图4a与图4b为依据本发明的一实施例所分别绘示的具有第一频段与第二频讯的射频信号的波形图。图4a所示的为在本发明的天线装置中量测得的具有第二频段的射频信号(WLAN)，而图4a所示的为在本发明的天线装置中量测得的具有第一频段的射频信号(WWAN)。由图4a所示的波形，所量测得的第二频段的频率f1与f2分别大约为2.69GHz及5.15GHz。由图4b所示的波形，所量测得的第一频段的频率f3、f4、f5分别大约为960MHz、2.17GHz、2.69GHz。由图4a与图4b的波形图可以验证本发明所提出的天线装置可以有效率地产生不同频段的射频信号。
综上所述，在本发明所提出的多馈入的多频天线装置中，主要是在原有的天线本体的架构下，增加另一或多个同轴线且使其外导电层连接天线本体，且使其芯线连接所延伸出的另一或多个天线分支部上的信号馈入点，进而让同一个天线装置可同时收发不同频段的信号。借此，可达成将不同的频段的通讯技术整合在同一个天线装置上，以有效地减少装置内部空间的占用，提升空间的利用率。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种多馈入的多频天线装置，其特征在于，包括：
一基板；
一天线本体，设于该基板且具有一第一信号馈入点；
一天线分支部，设于该基板且具有一第二信号馈入点；
一第一同轴线，具有一第一外导电层与一第一芯线，该第一外导电层用于连接一接地层，该第一芯线连接该第一信号馈入点且用以将一第一信号馈入该第一信号馈入点，以使该天线本体产生具有一第一频段的射频信号；以及
一第二同轴线，具有一第二外导电层与一第二芯线，该第二外导电层连接该天线本体，该第二芯线延伸至该天线分支部且电性连接该第二信号馈入点，该第二芯线用以将一第二信号馈入该第二信号馈入点，以使该天线分支部产生具有一第二频段的射频信号。
2.根据权利要求1所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该天线本体的一第一导电部沿一第一路径延伸至一第一开路端，该第二信号馈入点在该第一路径上的正投影与该第一开路端的距离在一第一预定范围内。
3.根据权利要求2所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该第二信号馈入点在该第一路径上的正投影邻近该第一开路端且远离该第一信号馈入点。
4.根据权利要求2所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该第一预定范围关联于该天线本体的该第一导电部的一共振波长。
5.根据权利要求4所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该第一预定范围大于零且小于或等于该共振波长的十六分之一。
6.根据权利要求5所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该第一预定范围为该共振波长的二十分之一。
7.根据权利要求1所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该天线本体的一第一导电部沿一第一路径延伸至一第一开路端，该第二信号馈入点在垂直方向上与该第一开路端对齐。
8.根据权利要求2所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，天线分支部为一第一天线分支部，该天线装置还包括：
一第二天线分支部，设于该基板且具有一第三信号馈入点；以及
一第三同轴线，具有一第三外导电层与一第三芯线，该第三外导电层连接该天线本体，该第三芯线延伸至该第二天线分支部且连接该第三信号馈入点，该第三芯线用以将一第三信号馈入该第三信号馈入点，以使该第二天线分支部产生具有一第三频段的射频信号。
9.根据权利要求8所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该天线本体的一第二导电部沿一第二路径延伸至一第二开路端，该第三信号馈入点在该第二路径上的正投影与该第二开路端的距离在一第二预定范围内。
10.根据权利要求9所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该第二预定范围关联于该天线本体的该第二导电部的一共振波长。
11.根据权利要求1所述的多馈入的多频天线装置，其特征在于，该第一频段为无线广域网络的频段，该第二频段为无线局域网络的频段。
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