TW567646B - Multi-band planar antenna and portable terminal - Google Patents

Description

567646 玖、發明說明 [發明所屬之技術領域] 本發明，係關於一種至少能在2個頻帶上動作的平板 多頻天線，以及行動電話（包括PHS)、移動無線通訊器、筆 記型電腦等可攜式終端機，尤其係關於一種小型化、寬頻 、至少能在2個頻帶上動作的平板多頻天線及可攜式終端 機。 [先前技術] 近年來，隨著通訊的高性能化，能在2個頻帶上動作 的行動電話日漸實用化。 圖12,係顯示此行動電話所使用之習知天線。此天線 50，係具備具有固定狹縫寬度之狹縫51(由；I字形狹縫部 51a與將其一部分敞開的敞開狹縫部51b構成）的放射導體 52，配置在放射導體52背面全體上的電介質53，與對放射 導體52供電的供電線路54a，54b。 [發明內容] 然而，習知天線在加大狹縫寬度時，頻帶雖會變寬， 但由於共振點向高端移動，或者因加寬位置而變低，而幾 乎不可能調整頻帶，因此’以往係使狹縫寬度固定，採用 改變狹縫長度來調整天線特性。因此在加寬頻帶上受到限 制。另一方面，當天線尺寸（體積）加大時，雖然頻帶會變寬 ，但天線也隨之變大，無法滿足小型化的要求。 567646 因此，本發明的目的在於提供一種小型化、寬頻、至 少能在2個頻帶上動作的平板多頻天線及可攜式終端機。 本發明爲達到上述目的，提供一種平板多頻天線，其 特徵在於，具備：平板狀放射導體，其形成有與頻帶相應 之不同寬度且一端敞開的狹縫，至少具有2個共振頻率； 以及供電線路，以對前述放射導體進行供電。 本發明爲達到上述目的，提供一種平板多頻天線，其 特徵在於，具備：平板狀放射導體，其形成有U字形狹縫 與將前述U字形狹縫的一部分敞開的敞開狹縫，至少具有 2個共振頻率；以及供電線路，以對前述放射導體進行供電 〇 本發明爲達到上述目的，提供一種可攜式終端機，具 有內裝於本體中的至少有2個共振頻率的平板多頻天線， 其特徵在於：前述平板多頻天線，具備，平板狀放射導體 ，其形成有與頻帶相應之不同寬度且一端敞開的狹縫，至 少具有2個共振頻率；以及供電線路，以對前述放射導體 進行供電。 本發明爲達到上述目的，提供一種可攜式終端機，具 有內裝於本體中的至少有2個共振頻率的平板多頻天線， 其特徵在於：前述平板多頻天線，具備，平板狀放射導體 ，其形成有U字形狹縫與將前述U字形狹縫的一部分敞開 的敞開狹縫，至少具有2個共振頻率；以及供電線路，以 對前述放射導體進行供電。 567646 [實施方式] 圖1，係顯示本發明第1實施形態之平板多頻天線。此 平板多頻天線1，具備：形成有一端敞開之狹縫2、至少具 有第1共振頻率fl與第2共振頻率f2(fl<f2)的平板狀放射 導體3，與從放射導體3延伸形成的一對供電線路4a、4b 所構成的導體平板5，以及保持導體平板5的保持體6。 狹縫2，係由平行的一對第1狹縫部2al與第2狹縫部 2a2與第3狹縫部2a3組成的U字形狹縫部2a，以及將U字 形狹縫部2a的一部敞開的敞開狹縫部2b所構成。另外，U 字形狹縫部2a的角，可以是圓形，第1、第2及第3狹縫 部2al，2a2, 2a3可以是彎曲的。敞開狹縫部2b，可相對第2 狹縫部2&2斜向形成、或彎曲形成。 設放射導體3長邊方向的長度設爲a，寬度爲b，第1 狹縫部2al的長度爲c，第2狹縫部2^的長度爲d，第3狹 縫部2&3的寬度爲f，（c 一 f)爲e，第3狹縫部2&3外側放射 導體3的寬度爲g，第1狹縫部2al的寬爲h，第2狹縫部 2^的寬度爲i，第1狹縫部2al的外側放射導體3的寬度爲 j，第2狹縫部2^的外側放射導體3的寬度爲k。又，放射 導體3雖係形成爲同一平面狀，但亦可視構裝裝置的形狀 形成爲彎曲或折曲。 一對供電線路4a，4b中的一供電線路4a係作爲供電線 使用，另一供電線路4b則作爲接地線使用。供電線與接地 線的位置也可以是相反。 導體平板5，係由銅、磷青銅等構成，爲防止腐蝕，施 567646 以鎳、金等鍍層處理。此外，導體平板5，係藉由黏著、鑲 嵌、無電解鍍等方法配置於保持體6上。在使用無電解鍍 方法時，係在鍍過銅、磷青銅等之後，爲防止腐飩，施以 鎳、金等鍍層處理。 保持體6，具有與放射導體3大致相同尺寸（aXb)、並 具有對應頻帶的厚度，以重量輕、耐熱性佳、介電損失小 的介電材料較佳，例如可使用ABS、ABS—PC等。又，保 持體6的材料不限於此，只要能保持導體平板5的形狀， 即使使用其他材料亦可。 圖2，顯示了實施形態1之平板多頻天線之電磁場的模 擬結果，（a)爲第1共振頻率時的情況，（b)爲第2共振頻率 時的情況。第1共振頻率的電磁場7，如圖中（a)所示，由 於在放射導體3的外緣處顯示大的値，因此第1共振頻率 ，主要係被定爲放射導體3外緣的長度，亦即圖1所示的 長度（c+b+d+2g)之大約1/4波長的奇數倍。第2共振頻 率的電磁場7，如圖中（b)所示，在狹縫2的外緣處顯示大 的値，因此第2共振頻率，主要係被定爲狹縫2外緣的長 度，亦即圖1所示的長度（c+b+d —j — k)之大約1/2波長 的整數倍。又，第1及第2共振頻率，除此之外，亦會因 供電線路4a，4b的位置、保持體6的介電常數等而變化。 圖3，係顯示尺寸比c/d與頻帶比的關係。尺寸比c /d，如圖所示，以能獲得7.5%以上頻帶比的0.8〜1.15較 佳，由於0.95〜1.05能獲得9%以上的頻帶比，因此更佳。 尤其是在c=d時，第1共振頻率fl及第2共振頻率f2，皆 567646 顯示出最高的値。 圖4，係顯示尺寸比h/ i與頻帶比的關係。尺寸比h/ i，如圖所示，以能獲得9%以上頻帶比的1·〇〜2·〇較佳。又 ，由於測定的關係’圖中僅顯7^到1 · 2。 圖5，係顯示尺寸比j/k與頻帶比的關係。尺寸比j/ k，如圖所示，以能獲得9%以上頻帶比的1·〇〜2.0較佳。 又，由於測定的關係，圖中僅顯示到1.2。 圖6，係顯示尺寸比e/(e+f)與增益的關係。尺寸比e /(e+f)，如圖所示，以能獲得—1.0以上增益的〇·8〜1·〇 較佳。 圖7，係顯示VSWR(電壓駐波比）與頻率的關係。上述 VSWR是放射導體3各部尺寸爲下列値時的情況。 厚度 0.2mm、a= 40.0mm、b= 18.0mm、c= 23.0mm d= 23.0mm、e= 18.5mm、f= 4.5mm、g= 3.0mm h = 2.5mm、i = 1.5mm、j = 4.5mm、k = 4.0mm 此時各尺寸比如下。 c/d = 1.0、h/i = 1.67、j/k = 1.125、e / (e+f) =0· 80 第1共振頻率fl可得到920MHz、第2共振頻率f2可 得到1795MHz，當VSWR爲2時的頻帶寬，第1共振頻率 Π可得到90MHz、第2共振頻率f2可得到170MHz。 根據此第1實施形態，由於係將U字形狹縫部2a及敞 開狹縫部2b各部的寬度做成對應頻帶的寬度，因此能將第 1及第2共振頻率之頻帶放大至習知的1.2倍，不僅能謀求 提高通訊靈敏度，且能實現小型化。 567646 圖8(a)、（b) ’係顯示供電線路4a，4b的其他變形例。 該圖顯示出供電線路4a，4b展開後的狀態。供電線路4a，4b 既可位於圖（a)所示的位置，也可位於圖（b)所示的位置。另 外，供電用線與接地用線也可以與圖示的位置相反。此外 ，供電線路4a，4b的位置也可以設於圖1所示的第1狹縫 部2al外側、或第3狹縫部2^外側的放射導體3處。 圖9，係顯示本發明第2實施形態的平板多頻天線。此 平板多頻天線1，相對第1實施形態，係將敞開狹縫部2b 的位置挪到第3狹縫部2,3側，並將供電線路4a，4b的位置 設於敞開狹縫2b附近。此外，各部位的尺寸，係視敞開部 2b及供電線路4a，4b的位置，不同於第1實施形態。 圖10，係顯示第2實施形態的平板多頻天線之電磁場 的模擬結果，（a)爲第1共振頻率時的情況，（b)爲第2共振 頻率時的情況。第1共振頻率的電磁場7，如圖（a)所示， 在放射導體3的外緣處顯示大的値，第2共振頻率的電磁 場7，如圖（b)所示，在狹縫2的外緣處顯示大的値。因此 ，與第1實施形態相同的，第1共振頻率主要係由放射導 體3外緣的長度決定，第2共振頻率主要係由狹縫2外緣 的長度決定。另外，第1及第2共振頻率’亦會因供電線 路4a，4b的位置、保持體6的介電常數等而產生變化。 根據本第2實施形態，第1共振頻率Π可得到 902MHz、第2共振頻率f2可得到1828MHz ’因此，與第1 實施形態相同的，能放大第1及第2共振頻率’謀求小型 化。 11 567646 圖11，係顯示本發明第3實施形態的作爲可攜式終端 機的行動電話。此行動電話10，具備：印刷電路基板11， 在此印刷電路基板11的表面，配置有液晶顯示器12、按鍵 13、電路元件14C等’在印刷電路基板11的背面，配置有 構成發送接收電路的電路元件14A、覆蓋此電路元件14A 的密封罩15A、顯示器12、控制按鍵13的電路元件14B， 覆蓋此電路元件HB的密封罩15B、電池16、與發送接收 電路電氣連接的第1實施形態所示的平板多頻天線1等。 該等構件以機殻17覆蓋，機殻17的背面設有電池蓋18。 平板多頻天線1之供電線用的供電線路4a，係連接於 印刷電路基板11上的天線信號焊墊，接地線用的供電線路 4b連接於印刷電路基板11上的接地焊墊，可藉由開關等， 選擇與平板多頻天線1具有的2個共振頻率（根據內裝位置 周圍的材質及構造等最終決定者）中的一個共振頻率對應的 使用頻率。平板多頻天線1的導體平板5，根據行動電話 10的設置空間而具有彎曲或折曲的形狀，保持體6也仿效 導體平板5的形狀，具有彎曲或折曲的形狀。平板多頻天 線1各部的尺寸，則係以下述方式決定，亦即，考量行動 電話10的機殼等使用的各種材料的介電常數、以及液晶顯 示器12等上使用的導體部件的影響，配合天線1實際內裝 後的2個使用頻率、且能得到良好的激勵特性來加以決定 〇 根據此第3實施形態，由於係使用第1及第2共振頻 率皆具有寬頻的平板多頻天線1，因此能實現薄型化，其結 12 567646 果，即使是設置空間很薄的行動電話10也能輕易地內裝。 此外，由於能選擇2個使用頻率，所以能謀求提高無線通 訊性能。再者，藉由將平板多頻天線1之形狀，作成符合 移動無線通訊器、筆記型電腦等其他可攜式終端機設置空 間的形狀，也能將其設置於該等可攜式終端機中。 又，本發明不限於上述各實施形態，亦有各種實施形 態。例如，即使平行的一對狹縫部的一方狹縫部，是超過 另一方狹縫部的1.2倍的狹縫部（：[字形狹縫部）時，藉由將J 字形狹縫部及敞開狹縫部各部的狹縫寬度做成對應頻帶的 寬度，即能放大頻寬。 如上所述，按照本發明，由於係將形成於平板狀放射 導體上的一端敞開的狹縫各部寬度對應頻帶加以決定，因 此能夠提供一種小型、寬頻，至少能在2個頻帶動作的平 板多頻天線及內裝有平板多頻天線的可攜式終端機。 [圖式簡單說明] (一）圖式部分 圖1(a)、（b) ’係本發明第1實施形態的平板多頻天線 ，⑷爲俯視圖，爲立體圖。 圖2(a)、（b)，係本發明第1實施形態的平板多頻天線 ，（a)係顯示第1共振頻率之電磁場之模擬結果的圖，（b)係 顯示第2共振頻率之電磁場之模擬結果的圖。 圖3，係顯示本發明第1實施形態的平板多頻天線的尺 寸比c/ d與頻帶比的關係圖。 13 567646 圖4，係顯示本發明第1實施形態的平板多頻天線的尺 寸比h/i與頻帶比的關係圖。 圖5，係顯示本發明第1實施形態的平板多頻天線的尺 寸比j/k與頻帶比的關係圖。 圖6，係顯示本發明第1實施形態的平板多頻天線的尺 寸比e/(e+f)與增益的關係圖。 圖7，係顯示本發明第1實施形態的平板多頻天線的 VSWR(電壓駐波比）與頻率的關係圖。 圖8(a)、（b)，係顯示本發明第1實施形態的平板多頻 天線的供電線路變形例的圖。 圖9(a)、（b)，係本發明第2實施形態的平板多頻天線 ，（a)爲俯視圖，（b)爲立體圖。 圖10(a)、（b)，係本發明第2實施形態的平板多頻天線 ’（a)係顯示第1共振頻率之電磁場之模擬結果的圖，（b) 係顯示第2共振頻率之電磁場之模擬結果的圖。 圖11(a)〜（c)，係本發明第3實施形態的作爲可攜式終 端機的行動電話，（a)爲前視圖，（b)爲截面圖，（c)爲後視圖 〇 圖12，係顯示習知天線的圖。 平板多頻天線 狹縫 U字形狹縫 (1)元件代表符號 1 2 2a 567646 2ai 〜2a3 2b， 51b 3, 52 4a, 4b, 54a, 54b 5 6 7 10 11 12 13 14A〜14C 15A， 15B 16 17 18 50 51a 53 第1〜第3狹縫部 敞開狹縫 放射導體 供電線路 導體平板 保持體 電磁場 行動電話 印刷電路基板 液晶顯示器 按鍵 電路元件 密封罩 電池 機殻 電池蓋 天線 J字形狹縫 介電質

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Claims (1)

1. 567646 拾、申請專利範圍 1 ·一種平板多頻天線，其特徵在於，具備： 平板狀放射導體，其形成有與頻帶相應之不同寬度且 一端敞開的狹縫，至少具有2個共振頻率；以及 供電線路，用以對前述放射導體進行供電。 2 ·如申請專利範圍第1項之平板多頻天線，其中，前 述放射導體係形成在介電材料構成的保持體上。 3 · —種平板多重天線，其特徵在於，具備： 平板狀放射導體，其形成有U字形狹縫與將前述U字 形狹縫的一部分敞開的敞開狹縫，至少具有2個共振頻率 放射；以及 供電線路，用以對前述放射導體進行供電。 4 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中，前 述U字形狹縫及前述敞開狹縫各部分的寬度，具有對應頻 帶的寬度。 5 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中，構 成前述放射導體的前述U字形狹縫的一對平行狹縫部中， 一狹縫部的長度爲另一狹縫部長度的0.8〜1.2倍。 6 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中，構 成前述放射導體的前述U字形狹縫的一對平行狹縫部中， 與前述敞開狹縫部相反側的前述狹縫部的寬度，爲另一前 述狹縫部寬度的0.9〜2倍。 7 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中，構 成前述放射導體的前述U字形狹縫的一對平行狹縫部中’ 567646 一狹縫部的長度爲另一狹縫部長度的0.8〜1.2倍；前述一 對狹縫部中，與前述敞開狹縫部相反側的前述狹縫部的寬 度，爲另一狹縫部寬度的0.9〜2倍。 8 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中，構 成前述放射導體的前述U字形狹縫的一對平行狹縫部的外 側的一對放射導體部分中，與前述敞開狹縫相反側的前述 放射導體部分的寬度，爲另一放射導體部分寬度的1.0〜2.0 倍。 9 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中，前 述放射導體係形成在介質材料構成的保持體上。 10 ·如申請專利範圍第3項之平板多頻天線，其中， 前述至少2個共振頻率中，低頻側的共振頻率，主要係以 前述放射導體外緣的長度進行調整；高頻側的共振頻率， 主要係以前述U字形狹縫外緣的長度進行調整。 11 · 一種可攜式終端機，具有內裝於本體中的至少有2 個共振頻率的平板多頻天線，其特徵在於： 前述平板多頻天線，具備： 平板狀放射導體，其形成有與頻帶相應之不同寬度且 一端敞開的狹縫，至少具有2個共振頻率；以及 供電線路，用以對前述放射導體進行供電。 12 · —種可攜式終端機，具有內裝於本體中的至少有2 個共振頻率的平板多頻天線，其特徵在於： 前述平板多頻天線，具備， 平板狀放射導體，其形成有U字形狹縫與將前述u字 17 567646 形狹縫的一部分敞開的敞開狹縫，至少具有2個共振頻率 :以及 供電線路，用以對前述放射導體進行供電。 拾壹、圖式 如次頁

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