CN200962453Y - 多频天线结构 - Google Patents

Abstract

一种多频天线结构，至少包含第一传导元件、辐射元件、第二传导元件以及第三传导元件。辐射元件分为两部份，可接收不同波段的信号。第二传导元件则设置用来与辐射元件产生信号耦合，增加天线接收效率。第三传导元件可让天线设计与机构空间上的设计更有弹性。并在辐射元件以及第二传导元件上设计孔洞，用以定位天线，并增加天线空间。

Description

多频天线结构

技术领域

本实用新型有关一种多频天线，且特别是有关一种具有立体结构的倒F型双频天线。

背景技术

由于无线网络的普及，各种可携式的电子装置，大都要求有连接无线网络的功能。但是最普及的无线网络标准，IEEE 802.11a以及IEEE 802.11b/g所使用的频段不同，所以可携式电子装置的天线，通常需要有接收这两个频段的能力。

受限于可携式电子装置体积上的大小，各种双频天线都会在接收效能以及外观的尺寸上有所取舍。美国专利第6891504号就揭示出一双频天线的设计。请参照图1，此为美国专利第6891504号的一种双频天线的设计。由图中可知，这个双频天线包括有一个基座102、第一平面传导元件104、以及第二平面传导元件106。在第二平面传导元件106里面，还包含第一部分108和第二部分110。第一部分108和第二部份110设计为用来接收两个不同频段的信号，搭配W1的大小，可以缩减第一部分108和第二部份110的长度，让双频天线所占用的体积得以缩小，以利放置在空间有限的可携式电子装置内。

但是追求更佳收讯效果，以及在有限的机构空间里，提供最大的天线有效空间，一直是所有天线设计者的目标。因此推出新的天线设计，或者改进旧有天线结构，来取得更高的效率，并搭配机构空间上的设计，提供最大天线有效空间，依然是目前天线设计所必须前进的方向。

实用新型内容

因此本实用新型的目的就是在提供一种多频天线，用以增加多频天线的接收效率。

本实用新型的另一目的是在提供一种多频天线，用以增加天线的最大有效空间。

本实用新型的具有立体结构的多频天线包含一基座、第一传导元件、辐射元件、第二传导元件，以及第三传导元件。第一传导元件与基座平行，并通过一个连接元件与基座连接。辐射元件与第一传导元件互相垂直且通过一接点连接。辐射元件上可分为第一部分与第二部分，分别用来接收不同频率的信号。第二传导元件则与该基座垂直，且设置于该基座相对于该连接元件的另一边上，其中第二传导元件与第二部份的距离较第二传导元件与第一部份的距离为近。第三传导元件与第一传导元件平行，且设置于第一部分相对于第一传导元件的另一边上。

其中第一部分还包含一第一孔洞，设置于该第一部份相对于该第二部份的另一侧内。而第二传导元件内还设置一第二孔洞。

通过第二传导元件的设计，让接收信号的第二部分可以跟第二传导元件信号耦合的效应，增加多频天线的接收效率。其中第一以及第二孔洞的设置，让双频天线可以固定于机构件上，并增加双频天线的有效空间，提高天线增益。

本实用新型增设一个第三传导元件，于双频天线的高频接收端产生信号耦合的效应，让双频天线于高频波段的效率有较为一致的表现，并改善了阻抗匹配，增加了高低频波段的天线效率。此外，由第一孔洞以及第二孔洞用来当作天线的定位孔，则增加了天线的有效空间，让天线的接收更有效率，并且增加天线设计与机构空间设计上的弹性。

附图说明

为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明：

图1是一种现有双频天线的立体图。

图2是绘示依照本实用新型一较佳实施例的一种立体倒F型双频天线立体图。

图3是绘示现有双频天线的3D场型测量效率分析图。

图4是绘示本实用新型一较佳实施例的3D场型测量效率分析图。

具体实施方式

本实用新型为一种多频天线，可以装设于具有无线通讯功能的可携式电子装置上，例如笔记本电脑，个人数字助理(PDA)等。此种多频天线可接收两个频段的信号，为方便起见，除非特别注明，说明书中皆以其中心频率，也就是第一频率以及第二频率，来代表这两个频段。任何熟知本技术的人员，可配合其所需，更改天线设计的不同参数，来符合不同的应用范围。

本实用新型的多频天线即为倒F型双频天线的一种改良，将传统的倒F型双频天线修改为立体结构，以增加天线的接收效率以及有效空间。

请参照图2，此为本实用新型的一种立体倒F型双频天线立体图。图中可知本实用新型至少包含基座202、第一传导元件208、辐射元件214、第二传导元件222，以及第三传导元件220。第一传导元件208与基座202互相平行，并且通过一个连接元件204与基座202互相连接。辐射元件214分为第一部分216以及第二部份218。第一部分216设计用来接收第一频率的信号，第二部份218则设计用来接收第二频率的信号。第一传导元件208与辐射元件214连接于一个接点212，这个接点212位于第一部分216以及第二部分218交界的位置上。第二传导元件222与基座202垂直，且设置于基座202相对于连接元件204的另一边上，其中第二传导元件222与第二部份218较为靠近，离第一部份216的距离比较远。第三传导元件220与第一传导元件208平行，且设置于该第一部分216相对于该第一传导元件208的另一边上。

传统上的倒F型双频天线接收端长度为对应波长的四分之一，但是接收端宽度，也就是辐射元件214的宽度W2，也与接收频率有关。具体实施时可以配合调整第二传导平面的宽度W2，来缩减接收端的长度，并达到最佳的接收效果。不过在某些接收端长度以及宽度都要有所限制的情形下，可能必须牺牲信号接收效果以配合机构上的设计。为了克服这个问题，本实施例中，设置一个第三传导元件220，来增加电流路径，在有限的空间的情况下，依然可通过第三传导元件220的参数变化，调整接收特定频率的信号，增加天线设计时的弹性。

另外本实用新型的另一特点为第二传导元件222的设计。由于倒F型双频天线在高频的地方，有接收效率较为不佳的情形。因此通过这个第二传导元件222，与高频信号接收端，也就是第二部份218产生信号耦合的效果，借以提高天线在接收高频信号时的效率。

而本发明中的第一部分216以及第二部分218皆为矩形的设计。第一传导元件208则为一个L型的结构，并且包含一个信号馈入点210，这个信号馈入点210位于L型结构的弯折处，让本实用新型的双频天线接收到的信号，通过连接于信号馈入点210的信号线(未绘出)传送至可携式电子装置中。此外，于连接元件上还设计一个平面接地元件206，与辐射元件214垂直。此平面接地元件206用来连接信号线的接地端。

本实用新型的立体结构倒F型双频天线在辐射元件214上还形成有一个槽道228，其位于第一部份216以及第二部份218之间，用来分隔第一部份216与第二部份218，以取得更好的效能。

另外，第一部份216相对于第二部份218的另一侧内，还设置一个第一孔洞224，在第二传导元件222上，也设置了一个第二孔洞226。传统的双频天线固定方式，除了将基座202固定于机构件上之外，在机构件上还会有数个定位点，用来固定双频天线信号接收部，防止双频天线信号接收部受到外力影响而有所偏移。本实用新型利用第一孔洞224以及第二孔洞226来当作定位孔，通过定位孔搭配机构设计来固定本实用新型的信号接收部，不仅增加机构以及天线设计上的弹性，第一部份216还通过第一孔洞224的设置，增加了天线的有效空间，进而提高增益。

另外本实用新型的双频天线尚有一点需注意，由于基座202接地放置于机构件中会接地，第三传导元件222连接于基座202上，所以为一接地面。第二传导元件214与第三传导元件222必须在不同一平面上，且互不相碰触，以免造成的第二传导元件214成为接地状态，使天线失效。当然，利用第一连接孔224固定双频天线于机构件上时，也不可以为接地状态，以免天线失效。

此一天线是依据无线网络规范IEEE 802.11a及802.11b/g所设计。而802.11a的中心频率约为5.25GHZ，802.11b/g的中心频率，约为2.44GHz，故本实施利中，定义的第一频率为2.44GHz，第二频率为5.25GHz，其相对应的波长分别为12.2cm以及5.7cm。为了达到接收信号的最佳效果，理论上第一部份216长度应为12.2cm的四分之一，也就是3cm，而第二部份218应为5.7cm的四分之一，也就是1.4cm。然而，为配合可携式电子装置的狭小空间，故将第一部份216设计长度约为1.7cm，第二部份218长度约为0.3cm，并调整宽度约为0.4cm。并增加第四传导元件，其长约1.3cm，宽约0.3cm。此外，第三传导元件222根据实验的结果，其面积越大，所得到的天线特性越佳，但在实作上，必须与机构设计上有所妥协。因此本实施例中，第三传导元件222的宽度约0.5cm，长度约1.1cm。

为了证实本实用新型的设计，确实有增加双频天线效率的功效，将利用3D场型测量来分析美国专利第6891504号的双频天线效率特性，并与本实用新型作比较，进而轻易了解本实用新型的优点。请参考图3以及图4，图3为美国专利第6891504号的双频天线对应于不同波段，所得到的效率图。图4则为本实用新型的双频天线对应于不同波段，所得到的效率图。两图中的纵轴为效率，是与一标准天线所作的比较，假设标准天线效率为1，纵轴的值则为待测天线所量出，相较于标准天线的效率。两图中的横轴为频率，分布约为2GHz至6GHz。

图3中的双频天线约在频率2.4～2.5GHz以及5.15～5.8GHz有频率响应。刚好对应于802.11a及802.11b/g，因此适用于无线网络的规范。于2.4～2.5GHz这个波段，效率约为0.42～0.48之间。在5.15～5.8GHz这个波段，效率约为0.32～0.4之间。图4中，本实用新型的双频天线频率响应也在2.4～2.5GHz以及5.15～5.8GHz。但是于2.4～2.5GHz效率高达0.5～0.56。而在5.15～5.8GHz这个波段效率也大多在0.4之上。特别注意的是5.15～5.35GHz这个波段于图3中，是高频信号接收效率较低的部份。但是于图4中，整个5.15～5.8GHz的波段，天线效率都大致相同，当然，也较图3的效率为高。通过这个实验数据的分析，可以清楚的观察到本实用新型所改良的部份，可以增加双频天线于响应频率波段的效率约10％左右。

经由实验数据的比较，可以明显看出，本实用新型增设一个第三传导元件222，于双频天线的高频接收端产生信号耦合的效应，让双频天线于高频波段的效率有较为一致的表现，并改善了阻抗匹配，增加了高低频波段的天线效率。利用第四传导元件220，来增加电流路径，使天线长度以及宽度有所限制的情形下，依然可以更改第四传导元件220的参数，来接收特定频率的信号。此外，由第一孔洞224以及第二孔洞226用来当作天线的定位孔，则增加了天线的有效空间，让天线的接收更有效率，并且增加天线设计与机构空间设计上的弹性。

虽然本实用新型已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本实用新型，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种等同的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (16)

1.一种多频天线结构，用以接收至少一第一频率及一第二频率的信号，其特征在于至少包含：

一基座；

一第一传导元件，与该基座平行，并通过一连接元件与该基座连接；

一辐射元件，与该第一传导元件垂直，且包含一第一部份及一第二部份，其中该第一部份接收该第一频率的信号，该第二部份接收该第二频率的信号，该第一传导元件与该辐射元件连接于一接点，该接点是位于对应该第一部份与该第二部份交界的位置；以及

一第二传导元件，与该基座垂直，且设置于该基座相对于该连接元件的另一边上。

2.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该第一部分以及该第二部份为一矩形设计。

3.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该第一传导元件为一L型结构，且包含一信号馈入点，该信号馈入点是位于该L型结构的一弯折处。

4.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该连接元件上还包含一个平面接地元件，与该辐射元件垂直。

5.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该辐射元件还包含一槽道，位于该第一部份与该第二部份间。

6.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该第一部分还包含一第一孔洞，设置于该第一部份相对于该第二部份的另一侧内。

7.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该第二传导元件内还置有一第二孔洞。

8.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该辐射元件与该第二传导元件不共平面。

9.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于该第二传导元件与该第二部份的距离较该第二传导元件与该第一部份的距离为近。

10.如权利要求1所述的多频天线结构，其特征在于还包含一第三传导元件，与该第一传导元件平行，且设置于该第一部分相对于该第一传导元件的另一边上。

11.一种多频天线结构，用以接收一第一频率及一第二频率的信号，其特征在于至少包含：

一基座；

一第一传导元件，与该基座平行，并通过一连接元件与该基座连接；

一辐射元件，与该第一传导元件垂直，且包含一第一部份及一第二部份，其中该第一部份接收该第一频率的信号，该第二部份接收该第二频率的信号，该第一传导元件与该辐射元件连接于一接点，该接点是位于对应该第一部份与该第二部份交界的位置；

一第二传导元件，与该基座垂直，且设置于该基座相对于该连接元件的另一边上，其中该第二传导元件与该第二部份的距离较该第二传导元件与该第一部份的距离为近；

一第三传导元件，与该第一传导元件平行，且设置于该第一部分相对于该第一传导元件的另一边上；

一第一孔洞，设置于该第一部份相对于该第二部份的另一侧内；以及

一第二孔洞，设置于该第二传导元件内。

12.如权利要求11所述的多频天线结构，其特征在于该第一部分以及该第二部份为一矩形设计。

13.如权利要求11所述的多频天线结构，其特征在于该第一传导元件为一L型结构，且包含一信号馈入点，该信号馈入点是位于该L型结构的一弯折处。

14.如权利要求11所述的多频天线结构，其特征在于该连接元件上还包含一个平面接地元件，与该辐射元件垂直。

15.如权利要求11所述的多频天线结构，其特征在于该辐射元件还包含一槽道，位于该第一部份与该第二部份间。

16.如权利要求11所述的多频天线结构，其特征在于该辐射元件与该第二传导元件不共平面。

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