CN1866616A - 多频天线 - Google Patents

Abstract

一种多频天线，用于一电子通讯组件中提供讯号的收发，包括一天线部以及一馈电接脚。其中，天线部形成于一电路板上，包括第一天线部与第二天线部，该第一天线部及该第二天线部在头部相连接。馈电接脚延伸至该第一天线部及第二天线部头部相连处，用以连接一讯号处理电路。电子通讯组件透过第一天线部以收发在第一频带内的讯号，透过该第二天线部得以收发第二频带的讯号，透过该第一及第二天线部的谐振，收发第三频带的讯号。

Description

多频天线

技术领域

本发明有关于一种天线结构，特别是一种应用于多频段讯号收发的天线结构。

背景技术

随着通信技术的发展，目前手机收发信机由双频，发展至三频、四频。一件无线通讯电子产品所面临的产品考验，同时需要兼顾了产品的效能、外观设计、尺寸大小等。而对于通讯类产品来说，产品本身的讯号收发效果，占了产品评价相当大的比例。至于与收发效能在直接相关的，就是通讯产品上的天线装置，如何可以兼顾天线的收发效能以及配合通讯产品外观日趋轻薄短小的趋势，是业界努力的目标之一。

请参考美国专利第6166694案号，其为一多频带天线的一实施例。请参考图1，该案所揭示的天线制作于一介电物质11上，并透过该介电物质使天线不与印刷电路板1电性接触，仅透过一馈电接脚12、一接地接脚13与印刷电路板1接触，而馈电接脚12与接地接脚13更透过一阻抗匹配带14来连结。天线主要是由两部分所组成，包含：第一导体螺旋带15与第二导体螺旋带16，其中，透过第一导体螺旋带15的部分，使得此双螺旋双频天线得以收发一较低频带的讯号；透过第二导体螺旋带16的部分，使得此双螺旋双频天线得以收发一较高频带的讯号，也就是藉由个别的导体螺旋带形成两个电流路径的共振，而达到多频带传输的目的。

由上述已知技术明显可知，天线与印刷电路板1之间，仍须有一介电物质11作为隔绝，在制程上，需增加制作此一介电物质11的步骤；另一方面，天线的制作与产品主要电路的制作为分开的两个制程步骤，若能简化制程步骤，对于制程时程的掌握将更具竞争力。此外，电路设计时预留一块区域作为天线使用区域，在实际电路板的设计上较无弹性。

发明内容

本发明的目的为提供一种应用于多频段讯号收发的天线。

本发明的另一主要目的，为提供一种可与通讯组件的主要电路同时制作的多频带天线。

本发明揭示了一种多频天线，用于一电子通讯组件中提供讯号的收发，包括一天线部及一馈电接脚。其中，天线部形成于一电路板上，包括一梯形波浪状的第一天线部与一直线状的第二天线部，该第一天线部及该第二天线部是在头部相连接。馈电接脚，延伸至该第一天线部及第二天线部头部相连处，用以连接一讯号处理电路。其中，电子通讯组件透过第一天线部以收发在一第一频带内的讯号，透过第二天线部得以收发一第二频带的讯号，透过第一及第二天线部的谐振，收发第三频带的讯号。

其中，上述第一频带频率系低于上述第二频带频率，而第二频带频率又低于上述第三频带频率。且第一天线部的面积大于第二天线部面积。本发明所述的多频天线，其中第一天线部与第二天线部的尾部无连结，且馈电接脚至第一天线部尾部的距离等于馈电接脚至第二天线部尾部的距离。

附图说明

藉由以下详细的描述结合附图，将可轻易明了上述内容及此项发明的诸多优点，其中：

图1为已知技术的双螺旋双频天线装置；

图2为本发明所揭示的多频天线一较佳实施例结构示意图；

图3为本发明所揭示的多频天线的较佳实施例的天线结构示意图；

图4是揭示本发明所揭示的天线设计较佳相对尺寸图。

具体实施方式

如同上述的先前背景所述，一些无线通讯终端(尤其是手机)资料外观需求朝向轻薄短小，却又要功能多元化及讯号收发清晰。本发明揭示一种多频天线，应用于无线通讯终端(尤其是手机)中，除希望达成设计一在电路板上的多频天线的目的外，更可以更方便、弹性的方式来设计电路的布局。

本发明揭示一种多频天线的设计，用于一电子通讯组件中提供讯号的收发。包括一天线部以及一馈电接脚。其中，天线部形成于一电路板上，包括第一天线部与第二天线部，该第一天线部及该第二天线部在头部相连接。馈电接脚延伸至该第一天线部及第二天线部头部相连处，用以连接一讯号处理电路。电子通讯组件透过第一天线部以收发在第一频带内的讯号，透过第二天线部得以收发第二频带的讯号，透过第一及第二天线部的谐振，收发第三频带的讯号。

在本发明中藉由组成天线的两部分结构，使得装置有本发明天线的通讯组件，得以有效收发多个频带范围的讯号。如图2所示，为根据本发明的通讯组件的电路架构方块图，其中通讯组件的印刷电路板2上包括一天线21以及一主要电路22，透过天线21以及主要电路22中的讯号处理电路221，选择性的对不同频带的讯号通讯，完成多频带传输的目的。其中上述的通讯组件可为移动通讯装置(例如，手机’或是PDA)、无线网络卡等无线通讯产品。

以下举一天线装置部分的较佳实施例以说明本发明，然熟悉本技术领域者根据此仅为列举，并非用以限定发明本身。有关此较佳实施例的内容详述如下。

请参考图3，图3为本发明所揭示的多频天线的较佳实施例天线结构示意图。本发明所揭示的多频天线，用于一电子通讯组件中提供讯号的收发。包括一天线31、一馈电接脚32、第一连接部33以及第二连接部34。其中，天线部31形成于一电路板3上，其中电路板3为一无接地面的电路板。天线部31包括一连续梯形的第一天线部311与一直线状的第二天线部312，馈电接脚32连接一讯号处理电路(图中未示)，分别与第一连接部33相连以连接第一天线部311，并与第二连接部34相连以连接第二天线部312。上述第一、第二天线部以及第一、第二连接部由导电材料所构成。

如图3所示，第一天线部311与第二天线部312在左方以分别以第一及第二连接部与馈电接脚32连接，而整体分布是由左而右等距离于电路板3上延伸。其中，第一天线部的连续梯形形状沿着梯形的两侧边以及短边所形成。在本发明的较佳实施例中，此连续梯形的长边、短边、以及高度比例约在1∶10，而第一天线部311与第二天线部312相距的较短距离与该梯形短边的长度比例为6∶1。以上尺寸比例是本发明所揭示的多频天线传输结果较佳的比例。另外，第一连接部33以及第二连接部34的线宽要较第一连接部311、第二连接部312的线宽要来的宽，这是为了得到较佳的阻抗匹配值。

其中上述第一天线部311的等效长度约为第一频带(其中心频率约为900MHz)的四分之一波长，使得电子通讯组件得以透过第一天线部311收发在第一频带内的讯号。且第二天线部312的等效长度约为第二频带(中心频率约为1800MHz)的四分之一波长，使得电子通讯组件得替过第二天线部得以收发在第二频带内的讯号。并藉由第一天线部以及第二天线部的内部线宽度、面积的调整，以使得第一及第二天线部成为谐振状态，以产生另一共振频率，而增加了通讯组件接收讯号时的频宽，以达收发第三频带(GSM1900)的讯号的目的。

为了使本发明所揭示的多频天线结构更加具体及清晰，图4中接了本发明所揭示的多频天线另一较佳实施例，以一固定尺寸的天线来说明各组件间的相对分布及关系。

请参考图4，图4揭示本发明所揭示的天线设计较佳相对尺寸图。本实施例所揭示的天线41的详细尺寸揭示如下，以形成在电路板4宽度范围约为18.5mm的区域为例，馈电接脚42所占的线宽a为1.0mm，自馈电接脚42延伸出的第一连接部43在左侧边缘45上投射的长度b为8.5mm，且第一连接部43转折与第一天线部411相接处至边缘45的距离d为3.0mm。自馈电接脚42延伸出的第二连接部44在边缘45上的投射长度c为9.0mm，第二连接部44转折与第二天线部412相接处至边缘45的距离为2.4mm。第一天线部411的梯形波浪自第一连接部43延伸出第一个转折处线长f为2.5mm。梯形长边的距离g为1.5mm，短边的线长h为1.5mm，且梯形的高j为15.0mm。第二天线部412的自第二连接部44延伸出转折后的直线线长k为21.6mm，且二天线部的边缘平行配置，其距离i为3.0mm。第二天线部线宽为0.5mm，第一连接部及第二连接部的线宽又略宽于上述的地一及第二天线部，以求得较佳的阻抗匹配。上述尺寸的正负20％皆在本天线所可接受的范围内。如此配制的天线得到的低频频宽为0.8～0.9GHz，高频部分的频宽为1.45～2.5GHz，两频带的反射损耗均大于5dB。

上述电路板，可以选择FR、FR5、PTFE等介电材质的材料，而天线部则可以铜、银、金等量导体金属配合通讯组件的主要电路，同时以网版印刷(screen printing)的方式将第一天线部以及第二天线部形成在电路板上。

综合以上所述，本发明所揭示的天线设计具有如下的优点：

(1)本发明的天线可用于多频带讯号的收发，有助于产品功能的提升。

(2)本发明藉由共振效果，达到多频带传输的目的，不用刻意的留下天线面积，对于缩小天线的布局面积大有助益。

(3)本发明以在网络卡或是手机等通讯组件上，将天线直接设计于电路板上，可以使天线与电路板一体成型，减少设计的复杂度。

(4)此种天线的设计方法，可以让网卡天线部分的厚度较薄。

(5)此种天线的电路可以与电路板一起制作，降低

生产的成本以及缩短产品的制造时程。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。所以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在下述申请专利范围内。

Claims (34)

1、一种多频天线，形成于一电路板上的一侧，用以提供一电子通讯组件进行讯号的收发，包括：

一天线图案，包括一连续梯形的第一天线部与一直线状的第二天线部，该第一天线部用以收发在第一频带内的讯号，该第二天线部用以收发第二频带的讯号，该第一天线部及该第二天线部以相隔等距的型式延伸于该电路板上，该第一及第二天线部并可经谐振以收发第三频带的讯号；

一馈电接脚，用以耦合该第一天线部及该第二天线部；

第一连接部，系形成于该电路板上的同一侧，用以连接该馈电接脚及该第一天线部；以及

第二连接部，形成于该电路板上之同一侧，用以连接该馈电接脚及该第二天线部。

2、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该电路板为一无接地面的电路板。

3、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一、第二天线部以及第一、第二连接部由导电材料所构成。

4、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部的形状沿着梯形的两侧边以及短边所形成。

5、如权利要求4所述的多频天线，其特征在于，构成该第一天线

部的该连续梯形的长边、短边及高度比例为3∶1∶10。

6、如权利要求1或4所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部与该第二天线部相距的较短距离与该梯形短边的长度比例为6∶1。

7、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一连接部的线宽大于该第一天线部的线宽。

8、如权利要求1项所述之多频天线，其中该第二连接部之线宽大于该第二天线部之线宽。

9、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部的线宽大于该第二天线部的线宽。

10、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一频带频率低于该第二频带频率。

11、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第二频带频率低于该第三频带频率。

12、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部面积大于该第二天线部面积。

13、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一频带指GSM900。

14、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第二频带是GSM1800。

15、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第三频带指GSM1900。

16、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部与该第二天线部的末端无连结。

17、如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该馈电接脚至该第一天线部尾末端的距离等于该馈电接脚至该第二天线部末端的距离。

18、一种通讯组件，用于多频讯号的收发，该通讯组件包含：

一天线，形成于一电路板上的同一侧；

一射频模块，包含一讯号处理电路，该讯号处理电路可以透过该天线选择性地对第一频带、第二频带、及第三频带的讯号进行通讯；

该天线包括：

一天线图案，包括一连续梯形的第一天线部与一直线状的第二天线部，该第一天线部用以收发在该第一频带内的讯号，该第二天线部用以收发该第二频带的讯号，该第一天线部及该第二天线部以相隔等距的型式延伸于该电路板上，该第一及第二天线部并可经谐振以收发该第三频带的讯号；

一馈电接脚，用以耦合该第一天线部及该第二天线部；

第一连接部，用以连接该馈电接脚及该第一天线部；以及

第二连接部，用以连接该馈电接脚及该第二天线部。

19、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该电路板为一无接地面的电路板。

20、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一、第二天线部以及第一、第二连接部由导电材料所构成。

21、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部的形状沿着梯形的两侧边以及短边所形成。

22、权利要求21所述的多频天线，其特征在于，构成该第一天线部的该连续梯形的长边、短边及高度比例为3∶1∶10。

23、如权利要求18及21所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部与该第二天线部相距的较短距离与该梯形短边的长度比例为6∶1。

24、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一连接部的线宽大于该第一天线部的线宽。

25、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第二连接部的线宽大于该第二天线部的线宽。

26、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部的线宽大于该第二天线部的线宽。

27、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一频带频率低于该第二频带频率。

28、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第二频带频率低于该第三频带频率。

29、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部面积大于该第二天线部面积。

30、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一频带指GSM900。

31、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第二频带是GSM1800。

32、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第三频带指GSM1900。

33、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该第一天线部与该第二天线部的末端无连结。

34、如权利要求18所述的多频天线，其特征在于，该馈电接脚至该第一天线部尾末端的距离等于该馈电接脚至该第二天线部末端的距离。

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