TW392376B - Multiple band, multiple branch antenna for mobile phone - Google Patents

Description

五 '發明說明（l) 【發明之領域】 本發明是關於行動通訊裝置的天線。 發明是關於多頻帶、多支路的天線。 更/、體而S ，本 【發明之背景】 因為通訊系統有許多不同的類型，例如GSM、Dcs、 等’所以在同一區域内逐漸可能存在不同類型 的糸統進仃服務。這些系統通常在不同頻率範圍下運作 例如GSM通常在890-960 MHZ下運作，而Dcs則通常在， 171〇-188G MHZ下運作。未來，行動電話可能需要引進任 意數目的功能’例如家用無線電話、迷你數據鏈結、 免持手機等。根據這些原因，多模態天線（亦即可以在不 同頻率下共振以允許通訊裝置在多頻帶下運作的天 非常需要的。 & 目前已知某些雙頻天線的設計。曰本專利（6_37531 )揭示了包含内部寄生金屬棒的螺旋體。在該天線中，可 以藉由調整金屬棒的位置將該天線調整至雙共振頻率·。可 惜該設計應用於細胞式通訊時的頻寬太窄。已知雙頻印刷 單極天線是藉由在接近印刷單極天線處加上寄生條以獲得 雙共振。雖然此種天線具有細胞式通訊所需的足夠頻寬， 但它需要另外加上寄生條。瑞典的Moteco AB設計一種線 圈匹配雙頻鞭狀天線及線圈天線，藉由調整線圈匹配元件 (900 MHZ為1/41，而1 800MHZ為1/21)以獲得雙共振。雖 然該天線具有相當好的頻寬及輻射效能，但它的長度只有 大約40 nun。揭示於申請人另案申請、序號08/725, 507號、

第4頁 五、發明說明（2) # & _請名稱為 & &雙頻天線的 已知1當電話相當 的致率。典型雙 複雜的匹配網路 頻帶上。由申請 請名稱為「可伸 種雙頻帶可伸縮 兩個埠，一個供 要裝置供不同模 多模態可攜 如上述傳統雙頻 !機械性生產之公 |同樣的，要提供 |也因為在不同頻 I不同而相當困難 【發明之概要】 本發明藉由 路天線以克服上 共振（對應於例 在天線支路上印 在相當薄的塑膠 做法下，支路可 部件上蝕刻圖形 之非均勻螺 參考。 線具有較高 述者，需要 姆内的兩個 號、指定申 中揭示了一 種天線需要 線之用。需 帶天線。諸 舉例而言， 較高頻帶。 足夠的耦合 距離之可能 「多頻帶非均勻螺旋狀天線」 大小相當的小，此處提及僅供 靠近人的頭部時，加長鞭狀天 頻帶可加長鞭狀天線，諸如上 以將鞭狀天線阻抗匹配至5 〇歐 人另案申請、序號08/725, 504 縮多頻帶天線」之專利申請案 天線’此處提及僅供參考。該 螺旋狀天線，另一則供鞭狀天 態埠間切換之用。 式通訊裝置需要有效率的多頻 帶螺旋狀天線具有一些缺點。 差會改變共振頻率，特別是在 雙頻帶寄生耦合可加長形天線 帶下基極天線與可加長鞭狀間 提供可調至多重共振頻率之多頻帶、多支 述困難’並獲得其他的優點。該天線多重 如GSM、DCS、或PCS)的獲得是透過提供 刷圖型的變化。天線的每一支路可以印刷 薄膜上，並且可以捲成圓柱形。在另一種 以藉由在具有圓柱或其他合適形狀的塑膠 而形成。

第5頁 五、發明說明（3) 本發明的多支路 要匹配網路》如果天線可在不同頻率下達到共振而不需 械性公差的問題。去支路是由印刷形成，就可以避免機 計上的自由。 路的幾何形狀可以改變以允許增加設 【圖式之簡式】 配合附圖及下&认 了解本發明之目的Si較佳實施例：：細說明】，可以 的元件： 優點，圖中相似的參考符號表示相似 二’Si發明原理之多支路天線示意圖； ® ; I明-具體實施例的印刷天線支路示意 :三,製造根據本發明之天線的一種方法 . 圖四疋表不包含根據本支路 所測得的回流損失之曲線I 線的天線組合 【較佳實施例之詳細說明】 本發明的中心原則是多頻帶天線的不 頻率下共振。該原則表現於圖一，描示具有第 路1。及12的多頻帶天線。該天線支路是連接至共用：二以 1了 士線支路與可攜式通訊裝置16的收發兩用機電路間之 信號$換。第一支路1〇具有會在第一頻帶頻率共振的長度 及構造，而第二支路12則具有會在第二頻帶頻率共振的長 ^及構造。根據本發明之較佳實施例’第一頻帶是GSM頻 帶而第二頻帶是DCS頻帶。在該種實施例中，第一頻帶1〇 大約是GSM信號的1/4波長，而第二頻帶〗2大約是dCS信號

第6頁 五、發明說明（4) 的1/4波長。天線對兩個頻帶的阻抗，例如在製造的時 候，被調整為約5〇歐姆。如果天線被如此調整，則在天線 與埠1 4間不需要阻抗匹配電路。 丨 現在參照圖二，描示的是根據本發明實施例之範例天i 線支路。該天線支路由相當薄而有彈性的電子薄膜2〇及由| 曲折的金屬線條22所形成之帶狀天線所組成。金屬線條的 形成可以透過印刷、蝕刻、或其他適當的方法。因為薄模 是有彈性的材質’印刷薄膜可以捲成一般的圓柱形來作為 天線支路，如圖三所示。應該瞭解根據天線設計的考量， 圓枉型可以是部分開放或完全封閉的。舉例而言，天線的 頻寬可以藉由改變圓柱的直徑而改變。當然，應該瞭解天| 線支路可以由圓柱以外的形狀所形成，且不同的支路可以 丨具有不同的幾何形狀（如橢圓形），視設計考量而定。金 屬線2 2也可以直接餘刻於絕緣圓柱趙上。使用不同幾何形 丨狀及製造方法可以增加設計的自由。 丨 曲折的金屬線條22最好在天線支路間變化使得不同天| 線支路可在不同頻率共振。因此，多支路上的多重共振可 以藉由為每一支路選擇適當的條狀尺寸及圖形而達成。 天線支路類似於單極天線’並且在用於諸如行動電古舌 之類可攜式、手持通訊裝置時具有相當高的效率。典型雙 頻帶螺旋狀天線的雙重共振是藉由改變傾斜角度或其他螺 旋體參數來達成。因為螺旋狀天線的共振頻率也依賴螺旋 體參數的機械性公差容許度，本發明之多支路天線提供— 個重要的優點。更具體而言’根據本發明之印刷多支路天

五 、發明說明（5) 線因為可以輕易的透過改變線條狀之圖形或尺寸以進行調 整’所以大幅降低了機械性公差問題的可能性。 ^ 本發明的天線特別適用於由申請人另案申請、指定申 請名稱為「行動電話用多頻帶可伸縮天線」專利申請案中 揭不之寄生可加長雙頻帶天線的多模態基極天線，此處提 及僅供參考°當用來作為與鞭狀天線合作之基極天線時， 本發月的多模態、多支路天線允許輕易的進行鞭狀天線及 基極天線間耦合距離的調整。相較於已知的雙頻帶螺旋狀 天線，這提供相當重要的優點。 | ! 册現在參照圖四，圖中描示的是對包含根據本發明之多 頻帶、多支路天線的天線組合所測得的回流損失曲線圖形 表示。在本例中’塑膠薄膜實質上是折曲為長度約為 25mm、且直徑約為9mm的環狀圓柱。圖四以⑽表示不同頻 率的回流損失。圖中指示對應於GSM頻帶之第一波峰、對 應於DCS頻帶之第二波峰、及對應於pcs頻帶之第三、較淺 的波峰可以瞭解根據本發明的適當天線可以被設計為在 對應於GSM、DCS、PCS或其他頻帶之兩個或更多的頻帶中 運作。根據本發明之天線的輻射模式測試顯示該天線得到 類似於螺旋狀天線的效能，但具有較寬的頻寬。 本發明已經以特定實施例加以描述。但嫻熟於此技藝 之人士可瞭解本發明在不脫離其精神及基本特性下可以其 他特疋形式予以實現。因此，在此所揭示之實施例僅是為 相關之說明而不是為限制之用，本發明之範圍係由下面： 申請專利範圍所指明，而非由前文之說明限制。是故，凡

第8頁 五、發明說明（6) 在本案意思及等效範疇内之改變應被視為涵蓋在本發明範 圍内。

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種多頻帶、多支路天線，由下列構件構成： 具有供在第一頻率共振之第一長度及第一橫截面幾何 形狀之第一支路；以及 具有供在第二頻率共振之第二長度及第二橫截面幾何 形狀之第二支路。 2. 根據申請專利範圍第1項之天線，其中每一支路包 含彈性的絕緣薄膜，其上形成有不同的金屬線條狀圖形。 3. 根據申請專利範圍第2項之天線，其中該金屬線條 狀圖形是經由印刷形成的。 4. 根據申請專利範圍第2項之天線，其中該金屬線條 狀圖形是經由蝕刻形成的。 5. 根據申請專利範圍第1項之.天線，其中每一支路是 經由在非傳導性構件上蝕刻金屬線條狀圖形而形成的。 6. 根據申請專利範圍第2項之天線，其中該第一及第 二支路各自具有對應於GSM頻帶、DCS頻帶、及PCS頻帶其 中之一的長度。 7. 根據申請專利範圍第2項之天線，其中該第一及第 二橫載面幾何形狀實質上是相似的。 8. 根據申請專利範圍第7項之天線，其中該第一及第 二橫截面幾何形狀實質上是圓柱形，並且具有為獲得所需 頻寬及大小所選擇的直徑。 9. 根據申請專利範圍第1項之天線，其中該第一及第 二支路被調整至共同阻抗。 1 0.根據申請專利範圍第5項之天線，其中該絕緣成份

   第1〇頁 六、申請專利範圍 實質上具有圓柱的幾何形狀。 11. 一種多模態、手持、可攜帶式通訊裝置，由下列構 件構成： 在多模態下交換通訊信號之收發兩用機電路；以及 介於收發兩用機電路與多模態天線間的單一埠，該多 模態天線在第一模態之第一頻率下具有共振用之第一長度 及第一橫載面幾何形狀的第一支路，及在第二模態之第: 頻率下具有共振用之第二長度及第二橫截面幾何形狀的第 1 2.根據申請專利範圍 含彈性的絕緣薄膜，其上 1 3 ·根據申請專利範圍 狀圖形是經由印刷形成的 1 4.根據申請專利範圍 狀圖形是經由蝕刻形成的 1 5 .根據申請專利範圍 經由在非傳導性構件上蝕 16 ·根據申請專利範圍 二模態是GSM及DCS，且第 GSM頻帶及DCS頻帶的長度 1 7.根據申請專利範圍 二橫載面幾何形狀實質上 1 8.根據申請專利範圍 二橫截面幾何形狀實質上 第12項之裝置，其中該金屬線條 第11項之裝置，其 形成有不同的金屬 第1 2項之裝置，其 第11項之裝置，其 刻金屬線條狀圖形 第12項之裝置，其 一及第二支路各自 〇 第1 2項之裝置，其 是相似的。 第1 2項之裝置，其 是圓枉形，並且具 中每一支路包 線條狀圖形。 中該金屬線條 中每一支路是 丨 而形成的。 i 中該第一及第 具有對應於 中該第一及第 中該第一及第 有為獲得所需 第11頁 392376

   第12頁