CN206650166U

CN206650166U - 多频天线

Info

Publication number: CN206650166U
Application number: CN201720160545.8U
Authority: CN
Inventors: 邱奕霖
Original assignee: Zhonglei Electronic (suzhou) Co Ltd; Sercomm Corp
Current assignee: Zhonglei Electronic (suzhou) Co Ltd; Sercomm Corp
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-11-17
Anticipated expiration: 2027-02-22
Also published as: TWM547192U

Abstract

本实用新型提供一种多频天线，包含馈入部、第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体。馈入部用来馈入射频信号。第一辐射体包含第一共用支臂及第一支臂，第一共用支臂的第一端电性连接于馈入部，第二端电性连接于第一支臂。第二辐射体包含第二共用支臂及第二支臂，第二共用支臂的第一端电性连接于馈入部，第二端电性连接于第二支臂。第三辐射体包含第一共用支臂、第二共用支臂及连接臂。连接臂的第一端电性连接于第一共用支臂的第二端，连接臂的第二端电性连接于第二共用支臂的第二端。第三辐射体的第一共用支臂、第二共用支臂及连接臂形成一回圈结构。在上述架构下，本实用新型的多频天线可激发出多个共振模态，而可满足多频与多模态的通讯系统需求。

Description

多频天线

技术领域

本实用新型涉及一种多频天线，尤指一种可提供多模态共振的多频天线。

背景技术

天线用来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号。一般具无线通讯功能的电子产品通常透过内建的天线来存取无线网络。因此，为了让使用者能更方便地存取无线通讯网络，理想天线的频宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合可携式产品体积缩小的趋势，将天线整合入可携式产品中。再者，随着多频段应用需求的日益增加，因此如何在有限面积下，提供适用于多频应用的天线，也就成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，本实用新型主要目的之一即在于提供一种可提供多模态共振的多频天线，以满足多频与多模态的通讯系统需求。

本实用新型提供一种多频天线，包含：一馈入部，用来馈入一射频信号；一第一辐射体，包含一第一共用支臂及一第一支臂，该第一共用支臂的一第一端电性连接于该馈入部，一第二端电性连接于该第一支臂；一第二辐射体，包含一第二共用支臂及一第二支臂，该第二共用支臂的一第一端电性连接于该馈入部，一第二端电性连接于该第二支臂；以及一第三辐射体，电性连接于该馈入部，该第一辐射体及该第二辐射体，包含：该第一共用支臂；该第二共用支臂；以及一连接臂，该连接臂的一第一端电性连接于该第一共用支臂的一第二端，该连接臂的一第二端电性连接于该第二共用支臂的一第二端，以及该第一共用支臂、该第二共用支臂以及该连接臂形成一回圈结构。

该第一共用支臂包含：

一第一共用分段，电性连接于该馈入部，由该馈入部朝一第一方向延伸；

一第二共用分段，电性连接于该第一共用分段，由该第一共用分段朝一第二方向延伸，其中该第一方向垂直于该第二方向；以及

一第三共用分段，电性连接于该第二共用分段，由该第二共用分段朝该第一方向延伸，其中该第三共用分段的一第一端电性连接于该第二共用分段，一第二端电性连接于该连接臂的该第一端。

该第二共用支臂的一第一边缘的一端电性连接于该馈入部，另一端电性连接于该连接臂的该第二端。

该第一支臂包含：

一第一分段，电性连接于该第一共用支臂的该第二端，由该第一共用支臂朝一第二方向延伸；

一第二分段，电性连接于该第一分段，由该第一分段朝一第一方向延伸，其中该第一方向垂直于该第二方向；以及

一第三分段，电性连接于该第二分段，由该第二分段朝该第二方向的反向延伸。

该馈入部电性连接于该第二共用支臂的一第一边缘，该第二支臂包含：

一第四分段，电性连接于该第二共用支臂的一第二边缘，由该第二共用支臂朝一第一方向的反向延伸；以及

一第五分段，电性连接于该第四分段，由该第四分段朝一第二方向的反向延伸，其中该第一方向垂直于该第二方向。

该连接臂包含：

一第六分段，电性连接于该第一共用支臂的该第二端，由该第一共用支臂的该第二端朝一第一方向延伸；

一第七分段，电性连接于该第六分段，由该第六分段朝一第二方向的反向延伸，其中该第一方向垂直于该第二方向；

一第八分段，电性连接于该第七分段，由该第七分段朝该第一方向的反向延伸；

一第九分段，电性连接于该第八分段，由该第八分段朝该第二方向延伸；以及

一第十分段，电性连接于该第九分段，由该第九分段朝该第一方向延伸，该第十分段的一第一端电性连接于该第九分段，以及该第十分段的一第二端电性连接于该第二共用支臂。

该连接臂的该第六分段沿该第二方向的宽度、该连接臂的该第七分段沿该第二方向的宽度与该连接臂的该第八分段沿该第二方向的宽度的总和等于一第一总和值，且该连接臂的该第八分段沿该第一方向的长度与该第一总和值的比值介于1/4至4之间。

该第一共用支臂的电流路径长度与该连接臂的该第八分段沿该第一方向的长度的比值介于1/5至1/3之间。

该第二共用支臂的电流路径长度与该连接臂的该第八分段沿该第一方向的长度的比值介于1/6至1/4之间。

基于上述架构下，本实用新型多频天线可激发出多个共振模态，而可满足多频与多模态的通讯系统需求。

附图说明

图1与图2分别为本实用新型实施例的多频天线的示意图。

图3与图4分别为图1所示的多频天线的反射系数的示意图。

图5为本实用新型实施例的多频天线与电路板的示意图。

图6与图7分别为本实用新型实施例的多频天线在不同间隔距离下的反射系数的示意图。

其中，附图标记：

1 多频天线

10 馈入部

100 馈入点

102 接地点

12、14、16 辐射体

120、160 共用支臂

1200、1202、1204 共用分段

122、162 支臂

1220、1222、1224、1400、1402、1404、1406、1408、1620、1622 分段

140 连接臂

1600、1602 边缘

C1、C2 电流路径

D 距离

L1 长度

M1、M2、M3 频率

PCB 电路板

W1、W2、W3 宽度

X、Y 方向

+ 负载端

- 接地端

具体实施方式

图1为本实用新型实施例的多频天线1的示意图。多频天线1包含有一馈入部10、辐射体12、14以及16。馈入部10设有一馈入点100与一接地点102。馈入点100电性连接于辐射体12，用来馈入射频信号。接地点102电性连接于辐射体16。因此，如图1所示，+号表示射频信号馈入时的负载端，-号表示射频信号馈入时的接地端。此外，馈入点100另电性连接于一信号源的信号端(未绘示图中)。接地点102另电性连接于一信号源的接地端(未绘示图中)。例如，馈入点100可藉由电性连接于一同轴传输线的中心导线(未绘示图中)以连接至信号源的信号端。接地点102可藉由电性连接于同轴传输线的外层接地导体(未绘示图中)以连接至信号源的接地端。

辐射体12包含有一共用支臂120以及一支臂122。辐射体12透过共用支臂120电性连接于馈入部10的馈入点100。共用支臂120的一端电性连接于馈入部10的馈入点100，且共用支臂120的另一端电性连接于支臂122。如图1 所示，共用支臂120包含有共用分段1200、1202以及1204。共用分段1200电性连接于馈入部10的馈入点100，并由馈入部10朝+X方向延伸。共用分段 1202电性连接于共用分段1200，并由共用分段1200朝+Y方向延伸。其中X 方向垂直于或大致垂直于Y方向。共用分段1204电性连接于共用分段1202，并由共用分段1202朝+X方向延伸，且共用分段1204的另一端电性连接于支臂122。支臂122包含有分段1220、1222以及1224。分段1220电性连接于共用支臂120的共用分段1204，并由共用分段1204朝+Y方向延伸。分段1222 电性连接于分段1220，并由分段1220朝+X方向延伸。分段1224电性连接于分段1222，并由分段1222朝－Y方向延伸。

辐射体14包含有一连接臂140以及共用支臂120以及160。辐射体14透过连接臂140、共用支臂120以及共用支臂160形成一回圈结构。连接臂140 包含有分段1400、1402、1404、1406及1408。分段1400电性连接于共用支臂 120的共用分段1204，由共用分段1204朝+X方向延伸。分段1402电性连接于分段1400，由分段1400朝－Y方向延伸。分段1404电性连接于分段1402，由分段1402朝－X方向延伸。分段1406电性连接于分段1404，由分段1404 朝+Y方向延伸。分段1408电性连接于分段1406，从分段1406朝+X方向延伸，并连接至共用支臂160以透过共用支臂160电性连接于馈入部10的接地点102。如此一来，辐射体14的连接臂140、共用支臂120以及共用支臂160 将围成封闭的回圈框体结构。其中，共用支臂120为辐射体12与辐射体14共用的一部分。

辐射体16包含有共用支臂160以及一支臂162。辐射体16透过共用支臂 160电性连接于馈入部10的接地点102。如图1所示，共用支臂160的边缘1600 的一端电性连接于馈入部10的接地点102，并由馈入部10朝－X方向延伸。共用支臂160的边缘1600的另一端电性连接于辐射体14的分段140。共用支臂160的边缘1602电性连接于支臂162。也就是说，辐射体14的分段140与馈入部10的接地点102分别电性连接于共用支臂160同一边缘上的不同端点，且辐射体14的分段140与支臂162的分段1620分别电性连接于共用支臂160 的不同边缘上。支臂162包含有分段1620以及1622。分段1620电性连接于共用支臂160的边缘1602，并由共用支臂160朝－X方向延伸。分段1622电性连接于分段1620，并由分段1620朝－Y方向延伸。其中，共用支臂160做为辐射体14与辐射体16共用的一部分。

于一实施例中，辐射体14的连接臂140在X方向上的长度与连接臂140 在Y方向上的宽度的比值可介于1/4至4之间。举例来说，如图2所示，辐射体14的连接臂140的分段1404沿X方向的长度L1，连接臂140的分段1404 沿Y方向的宽度W1，连接臂140的分段1402沿Y方向的宽度W2，连接臂140 的分段1400沿Y方向的宽度W3。若连接臂140的分段1404、1402以及1400 沿Y方向的宽度W1、W2以及W3的总和为总和值SUM(即SUM＝ W1+W2+W3)。连接臂140的分段1404在X方向上的长度L1与总和值SUM 的比值可介于1/4至4之间(即L1/SUM＝1/4～4)。同样地，辐射体14的连接臂140的分段1404沿X方向的长度L1与连接臂140的分段1404、1406以及1408沿Y方向的宽度的总和值的比值可介于1/4至4之间。举例来说，L1/SUM ＝4。

于一实施例中，共用支臂120的电流路径长度C1(即，从馈入部10至共用支臂120与分段1220、1400的连接处的电流路径长度)与辐射体14的连接臂140的分段1404沿X方向的长度L1的比值可介于1/5至1/3之间(即C1/L1 ＝1/5～1/3)。例如，C1/L1＝1/4。共用支臂160的电流路径长度C2(即，从馈入部10至共用支臂160与分段1408、1620的连接处的电流路径长度)与辐射体14的连接臂140的分段1404沿X方向的长度L1的比值可介于1/6至1/4 之间(即C2/L1＝1/6～1/4)。例如，C2/L1＝1/5。

于一实施例中，辐射体12及16可分别视为射频信号所对应的四分之一波长共振结构体，而辐射体14可为射频信号所对应的一个波长共振结构体。通过多频天线1的辐射体12、14以及16可以分别产生多个共振模态。举例来说，多频天线1可操作于Wi-Fi无线通讯的操作频段。例如，多频天线1可操作一第一频段与一第二频段，第一频段可介于2.3GHz～2.7GHz，第二频段可介于 5.1GHz～5.8GHz，但不以此为限。于一实施例中，透过辐射体12及16可共振出对应于第一频段的一第一共振模态，辐射体12及16所提供电流路径的长度可等于第一频段所对应的射频信号的二分之一波长。透过辐射体14可共振出对应于第二频段的一第二共振模态，辐射体14所提供电流路径的长度可等于第二频段所对应的射频信号的一个波长长度。透过辐射体12、14及16可共振出对应于第二频段的一第三共振模态，辐射体12、14及16所提供电流路径的长度可等于第二频段所对应的射频信号的二分之三波长，藉此可达到多模态或多频操作的效果。

图3与图4分别为图1的多频天线1的反射系数的实施例示意图。如图3 所示，多频天线1产生涵盖于第一频段(2.3GHz～2.7GHz)的第一共振模态。如图4所示，多频天线1产生涵盖于第二频段(5.1GHz～5.8GHz)的第二共振模态与第三共振模态，并且提供了宽广的辐射频宽。因此，多频天线1所产生的共振模态可符合Wi-Fi无线通讯系统的需求，进而达成多模态与多频操作的效果。

另一方面，电子装置的电路板与其所应用到的天线之间的天线距离，往往很容易影响天线的效率。请参考图5至图7，图5为本实用新型实施例的多频天线1与电路板PCB的示意图。图6与图7分别为本实用新型实施例的多频天线1在不同间隔距离下的反射系数的示意图。举例来说，如图5所示，假设多频天线1被应用于一电子装置，其中多频天线1可设置于长度与宽度分别为 39毫米与6.5毫米(39mmX6.5mm)的基板上，而电子装置的电路板PCB与多频天线1之间的距离为D。如图6所示，反射系数S11随着距离D而改变，在电路板PCB与多频天线1之间的距离D为5毫米时，多频天线1在2.4GHz频段的反射系数S11仍可达到-7dB以下，而表现了优异的辐射特性。如图7所示，多频天线1在5.1GHz至5.8GHz频段中的两共振模态的反射系数S11也皆低于 -7dB，同时也具有优异的辐射特性。此外，如图7所示，在较低频的共振模态中，距离D越大，则其反射系数S11越大。在较高频的共振模态中，距离D 越大，反射系数S11越小。在此情况下，随着距离D的改变，两共振模态的反射系数会有彼此消长的变化(trade-off effect)而达成稳定频宽。简言之，本实用新型实施例的多频天线1确实可达到多频带与多模态操作，并且也符合宽频操作特性以及实际系统设计的需求。

值得注意的是，本领域技术人员可据以修饰变化，而不限于上述实施例。举例来说，多频天线1不仅可应用于Wi-Fi无线通讯技术规定的频率范围，多频天线1亦可应用于其他无线通讯技术规定的频率范围，例如长期演进(Long Term Evolution，LTE)无线通讯系统、第三代(3rd-Generation，3G)移动通讯系统规定的频率范围。此外，上述关于辐射体12、14以及16的分段方式仅为便于说明，各辐射体也可为一体成型，而不限于此。

综上所述，本实用新型的多频天线可激发出多个共振模态而达到多频带与宽频操作，进而满足多频与多模态的通讯系统需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多频天线，其特征在于，包含：

一馈入部，用来馈入一射频信号；

一第一辐射体，包含一第一共用支臂及一第一支臂，该第一共用支臂的一第一端电性连接于该馈入部，一第二端电性连接于该第一支臂；

一第二辐射体，包含一第二共用支臂及一第二支臂，该第二共用支臂的一第一端电性连接于该馈入部，一第二端电性连接于该第二支臂；以及

一第三辐射体，电性连接于该馈入部、该第一辐射体及该第二辐射体，包含：

该第一共用支臂；

该第二共用支臂；以及

一连接臂，该连接臂的一第一端电性连接于该第一共用支臂的该第二端，该连接臂的一第二端电性连接于该第二共用支臂的该第二端，其中该第一共用支臂、该第二共用支臂以及该连接臂形成一回圈结构。

2.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一共用支臂包含：

3.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第二共用支臂的一第一边缘的一端电性连接于该馈入部，另一端电性连接于该连接臂的该第二端。

4.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该第一支臂包含：

5.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该馈入部电性连接于该第二共用支臂的一第一边缘，该第二支臂包含：

6.如权利要求1所述的多频天线，其特征在于，该连接臂包含：

7.如权利要求6所述的多频天线，其特征在于，该连接臂的该第六分段沿该第二方向的宽度、该连接臂的该第七分段沿该第二方向的宽度与该连接臂的该第八分段沿该第二方向的宽度的总和等于一第一总和值，且该连接臂的该第八分段沿该第一方向的长度与该第一总和值的比值介于1/4至4之间。

8.如权利要求6所述的多频天线，其特征在于，该第一共用支臂的电流路径长度与该连接臂的该第八分段沿该第一方向的长度的比值介于1/5至1/3之间。

9.如权利要求6所述的多频天线，其特征在于，该第二共用支臂的电流路径长度与该连接臂的该第八分段沿该第一方向的长度的比值介于1/6至1/4之间。