TW201345049A - 天線 - Google Patents

Abstract

根據本實施例之一天線包括：一基板；一幅射體；一與該輻射體分離的接地面；一用以饋入一射頻信號的饋入接腳；一位在該饋入接腳一側的第一分支電抗，該第一分支電抗包括一端點連接至該基板，以及一反方向的端點連接至該接地面；以及一位在該饋入接腳之一反方向的第二分支電抗，該第二分支電抗包括一端點連接至該基板，以及一反方向的端點連接至該接地面。

Description

天線

本發明係主張關於2012年04月27日申請之韓國專利案號No.10-2012-0044991之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。

本發明係關於一種天線。

近年來，隨著天線體積的縮小，其輻射效率以及天線增益(antenna gain)也隨之降低，且使得天線的頻寬變窄。不論電性效能如何降低，隨著小型化、多功能以及行動終端裝置寬頻等特性需求的增加，具有小型化、多頻帶以及高效能特性的天線仍持續有所需要。

在行動式終端設備的發展初期，主要係使用一1/4波長單極天線做為嵌入式天線，或者使用一螺旋形式的外部天線。然而，這些天線易造成使用者攜帶型行動終端裝置的不便，以及輻射效率與該天線可靠度的下降。

為了解決這些問題，研究嵌入式天線已積極進行中。特別而言，一種反向F型(inverted-F)天線已經受到非常廣泛的研究。由於該具有平面結構的反向F型天線製作簡單，使得該反向F型天線易於應用於嵌入式天線，所以該反向F型天線已廣泛使用於行動終端裝置中的一種嵌入式天線。

圖1繪示習知技術中一般的反向F型天線之立體圖。

參考圖1，為了滿足多頻帶的功能，一般反向F型天線包括：一輻射體10，其具有一低頻圖案部11以及一高頻圖案部12，並形成在一預定外形的導體圖案內，並且一具有預定外形的框架(frame)與位在輻射體10的一上表面相組合並固定支撐之。

使用時，該反向F型天線的結構是可以有各種不同的修改。

然而，由於如反向F型天線的嵌入式天線係被安裝在一小空間內，該天線的尺寸大小受到限制，所以該輸入阻抗具有一極大電容抗(capacitive reactance)與一小的電阻抗(resistance)。當使用一匹配電路(matching circuit)將電抗移除時，該反向F型天線將會有窄頻特性而非寬頻特性。

再者，因為低電阻特性，及輻射效應下降，所以使得目前要有效滿足寬頻以及多頻帶的特性需要係困難的。

本實施例提供一種天線，藉由整合形成各式不同的天線與行動終端裝置的背蓋，並外加至少一分支電抗(branch reactance)及至少一殘端(stub)至天線的一匹配端點，可以獲得多頻帶的特性與寬頻帶的特性。

本實施例提供一種具有「派」的結構(pie structure)之天線，藉由整合形成各式不同的天線與行動終端裝置的背蓋，並藉由外加一分支電抗至該天線的一匹配端點，可以延伸共振頻率的頻寬。

根據一實施例之天線包括：一基板、一輻射體、一與該輻射體分離的接地面、一用以饋入一射頻信號(RF signal，Radio Frequency signal)的饋入接腳(feeding pin)；一第一分支電抗，位在該饋入接腳的一側，該第一分支電抗包括：一端點連接至該基板，以及一反方向端點連接至該接地面；以及一第二分支電抗，位在該饋入接腳的一反方向端點，該第二分支電抗包括：一端點連接至該基板，以及一反方向端點連接至該接地面。

該第一分支電抗以及該第二分支電抗形成複數個電流路徑以產生複數個共振頻帶。

該第一分支電抗控制一頻率以允許該天線在一高頻帶操作。

該第二分支電抗控制一頻率以允許該天線在一低頻帶操作。

該第一分支電抗以及該第二分支電抗包括：一電容元件。

該電容元件包括：一晶片電容。

該天線更包括：一第一殘端，其位在第一分支電抗與第二分支電抗之間，以形成該天線之一電流路徑；以及一第二殘端，位在第二分支電抗的一側，以形成該天線之一電流路徑。

該天線的共振頻率係受該第一殘端與該第二殘端的長度及 寬度二者至少之一所控制。

該天線的共振頻率係受到該第一殘端與該第一分支電抗之間的間隙，或者該第二殘端與該第二分支電抗的之間的間隙所控制。

該天線係安裝在一行動終端裝置的背蓋，其與背蓋整合為一體。

根據本實施例，該天線可安裝在一行動終端裝置。

根據本實施例，藉由整合形成各式不同的天線與行動終端裝置的背蓋，以及藉由外加分支電抗至該天線之該匹配端點等方法，該共振頻率的頻寬可被延伸。

再者，根據本實施例，藉由整合形成各式不同的天線與行動終端裝置的背蓋，以及藉由外加至少一分支電抗及至少一殘端至該天線之該匹配端點等方法，可以獲得多頻帶特性以及寬頻特性等特性。

在此同時，本發明之其他各種不同的效應將直接或間接地詳細揭示在本發明下文說明中。

10‧‧‧輻射體

11‧‧‧低頻圖案部

12‧‧‧高頻圖案部

20‧‧‧背蓋

200‧‧‧天線

202‧‧‧輻射體

204‧‧‧接地面

206‧‧‧饋入接腳

207a‧‧‧第一分支臂

207b‧‧‧第二分支臂

208‧‧‧第一分支電容

209a‧‧‧第三分支臂

209b‧‧‧第四分支臂

210‧‧‧第二分支電容

212‧‧‧第一殘端

214‧‧‧第二殘端

A‧‧‧饋入點

圖1繪示一個習知技術之一般反向F型天線的立體圖；圖2係根據本實施例繪示一天線的結構立體圖；圖3係根據本實施例繪示一形成在天線的電流路徑；圖4係根據本實施例繪示一天線實體結構範例；以及圖5繪示一與背蓋整合形成之天線結構。

下文中，配合圖式將本發明之一例示性實施例詳細說明使熟習本技術領域人員可參照實行。

圖2係根據本實施例繪示一天線200的結構圖。

參考圖2，該天線200可包括：一輻射體202、一接地面204、一饋入接腳206、一第一分支臂(branch arm)207a、一第二分支臂207b、一第一分支電容208、一第三分支臂209a、一第四分支臂209b、一第二分支電容210、一第一殘端212，以及一第二殘端214。

輻射體202可輻射一饋入射頻信號並可接收一射頻信號。射 頻信號的輻射或接收之尺寸大小可由該輻射體202的形狀與尺寸決定之。

雖然輻射體202具有如圖2繪示的平面形狀，但本實施例不受此限，且輻射體202可具有各式不同的外形，如：一線形或一平板形或一曲流形均可使用。

在圖2中，如同一個一般的反向F型天線200，輻射體202與接地面204以預定的距離彼此分離且平行。然而，本實施例不受此限且，在輻射體202維持與饋入接腳206連接的狀態下，輻射體202的位置可與圖2中所示不相同。

接地面204可電氣接地且具有一預定的區域。根據本實施例，當天線200被配置在一行動終端裝置上時，雖然行動終端裝置的一基板可利用作為一接地面204，但本實施例不受此限，且也可以使用一分離的接地面204。

在此，該行動終端裝置可包括：一行動電話、一個人通訊服務(Personal Communication Service，PCS)電話，一GSM(Global System for Mobile，全球通訊)電話、一CDMA(Code Division Multiple Access，分碼多工存取)-2000電話、一個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、一智慧型手機，以及一行動廣播(Mobile Broadcast System,MBS)電話。

再者，該行動終端裝置的基板包括：一印刷電路板(Printed Circuit Borad，PCB)及一軟式印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)。

饋入接腳206包括一端點電性連接至饋入點A，其另一端點電性連接至輻射體202。

饋入接腳206透過一饋入線(feeding lines)接收電力，以供給一射頻信號至輻射體202。

各式不同的饋入線，如同軸電纜線或微帶線(micro-strip line)均可被使用。

第一分支臂207a與接地面204相結合並由此延伸出。第二分支臂207b與在該基板上的一電路端點相結合並由此延伸出。第一分支臂207a與第二分支臂207b係由導電材料所形成，且第一分支電容208連接於第一分支臂207a與第二分支臂207b之間。在本實施例中，各式不同形態 的電容，如一晶片電容，可被使用做為第一分支電容208。

第一分支電容208被配置在饋入點A周圍的一側。

第一電容208執行一控制射頻信號頻率的功能。特別的是，第一分支電容208執行一控制高頻率射頻信號的功能。也就是，第一分支電容208可控制一射頻信號的頻率，使得天線200可在一高頻帶操作。

第三分支臂209a與輻射體202結合並由此處延伸出，且第四分支臂209b與接地面204結合並由此處延伸出。第三與第四分支臂209a與209b均係由一導電材料形成，以及第二分支電容210位在第三與第四分支臂209a與209b之間。在本實施例中，各式不同型態的電容，如一晶片電容，可被使用做為第二分支電容210。

第二分支電容210被配置在饋入點A周圍的反向側。

第二電容210執行一射頻信號頻率控制功能。特別的是，第二分支電容210執行一射頻信號的低頻控制功能。也就是，第二分支電容210可控制一射頻信號的頻率，使得天線200可在一低頻帶操作。

第一殘端212可配置在第一分支電容208與第二分支電容210之間。

第一殘端212可改變電流路徑並形成一共振頻帶。

第一殘端212可以是一配置在基板上的導線。

第一殘端212的一端點連接至該基板上的一電路端點，且其另一端點可連接至接地面204。

天線200之一共振頻率可受第一殘端212的長度、寬度及間隙所控制。

當第一殘端212具有一矩形外形，第一殘端212的長度與矩形外形的一縱向長度相符，且第一殘端212的寬度與該矩形外形的一橫向長度相符。

第一殘端212的長度可與該基板的電路末端與接地面204之間的一間隙相一致。

第一殘端212的間隙可與：第一殘端212與第一分支電容208之間的一間隙、第一殘端212與第二殘端214之間的一間隙、第一殘端212與第一接地線之間的一間隙、或第一殘端212與第二接地線之間的一間 隙相一致。

當設計天線200時，一設計者可藉由選擇第一殘端212的長度、寬度與間隙，設計天線200所期望的一共振頻率。

第二殘端214可配置於第一分支電容208與第二接地線之間。

藉由改變一電流路徑，第二殘端214可形成一共振頻帶。

第二殘端214可以是該基板上的一導線。

第二殘端214的一端點可連接至在該基板上的電路末端，第二殘端214的另一端點可連接至接地面204。

天線200的共振頻率可受第二殘端214的長度、寬度及間隙所控制。

當第二殘端214具有一矩形形狀時，第二殘端214的長度與該矩形外形的一縱向長度相一致，且第二殘端214的寬度與該矩形外形的一橫向長度相一致。

第二殘端214的長度可與該基板的電路末端及接地面204之間的間隙相一致。

第二殘端214的間隙可與：第二殘端214與第一分支電容208之間的一間隙、第一殘端212與第二殘端214之間的一間隙、第二殘端214與第一接地線之間的一間隙、或第二殘端214與第二接地線之間的一間隙相一致。

當設計天線200時，一設計者可藉由選擇第二殘端214的長度、寬度及間隙，設計天線200所期望的一共振頻率。

藉由一額外的移動方法，第一與第二殘端212與214可移動其位置。當第一與第二殘端212與214移動時，共振頻帶也隨之擴展。

根據本實施例，透過根據第一與第二分支電容208與210以及第一與第二殘端212與214的位置所形成的複數個電流路徑，可得到寬頻帶與多頻帶特性。特別的是，該共振頻帶可被擴大延伸。

根據本實施例之天線200可直接安裝在一行動終端裝置的一背蓋，所以使得該天線200可與背蓋整合形成。也就是，根據習知技術，背蓋與天線200在被分別製作之後，天線200才被配置在背蓋上。然而， 根據本實施例，天線200係在同一時間內被安裝在背蓋上，故可簡化製程並縮短製程時間。

圖3係根據本實施例之一形成在天線200的電流路徑圖。

圖3係藉由使用第一分支電容208與第二分支電容210所額外形成的電流路徑圖。

參考圖3，當使用第一分支電容208與第二分支電容210時，可形成複數個電流路徑。透過複數個電流迴路，可形成複數個共振頻帶。所以，根據本實施例之天線200具有多頻帶的特性。

藉由一電流路徑所形成的一共振頻帶，其可藉由每一分支電容的電容值決定之。隨著分支電容的電容值增加，共振頻帶形成在一低頻帶。此外，分支電容的電容值減少，共振頻帶形成在一高頻帶。

再者，根據本實施例，當第一分支電容208與第二分支電容210不存在時，在維持由天線200電流路徑形成的一基本共振頻率之情況下，因第一分支電容208與第二分支電容210所形成的複數個共振頻帶之緣故，該頻寬可以被延伸。

圖4係根據本實施例之天線200繪示一天線實體結構範例。

參考圖4，天線200具有一「派」的外形，天線200可配置在基板上。

參考圖4，控制一射頻信號之高頻帶的第一分支電容208、控制一射頻信號之低頻帶的第二分支電容210，以及饋入接腳206等配置如圖所示。

然而，本實施例的不受限於如圖4之配置方式。

圖5繪示天線200與一背蓋20整合的結構。

參考圖5，根據本實施例之天線200與一行動終端裝置的背蓋20整合形成。

也就是，雖然在習知技術中，天線200與背蓋20係分別製作，但根據本實施例之天線200，其係與行動終端裝置的背蓋20整合形成。

假如天線200被整合製造在背蓋20之上，則製程可被簡化，使得生產速率可有效提升。

雖然已參考許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，可 由熟習此項技術者設計的許多其他修改及實施例將落入本揭示案之原理之精神及範疇內。更特定言之，在本揭示案、圖式及所附申請專利範圍之範疇內的所主張之組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。除了零部件及/或配置之變化及修改外，對於熟習此項技術者而言，替代用途亦將為明顯易懂的。

202‧‧‧輻射體

204‧‧‧接地面

206‧‧‧饋入接腳

207a‧‧‧第一分支臂

207b‧‧‧第二分支臂

208‧‧‧第一分支電容

209a‧‧‧第三分支臂

209b‧‧‧第四分支臂

210‧‧‧第二分支電容

212‧‧‧第一殘端

214‧‧‧殘端

A‧‧‧饋入點

Claims (14)

1. 一種天線，包括：一基板；一輻射體；一接地面，與該輻射體分離；一饋入接腳，用以饋入一射頻信號；一第一分支電抗，位在該饋入接腳的一側，該第一分支電抗包括一端點連接至該基板以及一反方向的端點連接至該接地面；以及一第二分支電抗位在該饋入接腳的一反方向端點，該第二分支電抗包括一端點連接至該基板以及一反方向端點連接至該接地面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該第一分支電抗與該第二分支電抗形成複數個信號路徑，以產生複數個共振頻帶。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該第一分支電抗控制一頻率，以允許該天線在一高頻帶操作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該第二分支電抗控制一頻率，以允許該天線在一低頻帶操作。
5. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該第一分支電抗以及該第二分支電抗包括一電容元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之天線，其中該電容元件包括一晶片電容。
7. 如申請專利範圍第1項所述之天線，更包含：一第一殘端，位在該第一分支電抗與該第二分支電抗之間，以形成該天線的一信號路徑。
8. 如申請專利範圍第7項所述之天線，更包含：一第二殘端，位在該第二分支電抗的一側，以形成該天線的一信號路徑。
9. 如申請專利範圍第8項所述之天線，其中該天線的一共振頻率係受該第一殘端與該第二殘端的長度及寬度至少其中之一所控制。
10. 如申請專利範圍第8項所述之天線，其中該天線的一共振頻率係受該第一殘端與該第一分支電抗之間的間隙，或該第二殘端與該第二分支電抗之間的間隙所控制。
11. 如申請專利範圍第8項所述之天線，其中該第一殘端與該第二殘端包括一導電線連接至該基板上的一電路層。
12. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該天線被安裝在一行動終端裝置的一背蓋，並與該背蓋整合形成。
13. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該基板係一印刷電路板或一軟式印刷電路板。
14. 一種行動終端裝置配備有如專利申請範圍第1項所述之天線。