TWI305068B - - Google Patents

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1305068 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為一種雙迴路多頻天線，尤其是一種以一具有 長短不等長側邊的τ型金屬Μ體作為主體，配合兩接地 的L型金屬輻射體’以形成兩個迴路天線的多頻天線。 【先前技術】. 個人行動通訊在無線電通訊工業中，早已展示了其魔 大的潛力與商機，在其演進過程中，發展出許多的系統， 它們所採用的技術與頻道不盡相同，也各自在不同的地區 ;市昜中佔有一席之地’但這個現象也對系統供應商和 消費者產生了困擾和不便H項很重要的—點就是不 同的系統使用了不同的頻率，譬如GSM900、DCS1800及 PCS1900 〇 為了使使用者更方便，業界投入大量的人力來開發多 頻手機1而其中所需克服的困難中首推天線，天線可說 是無線通財的始點與終點，其中所要滿足的求包括有： 1·頻率及頻寬 2.天線輻射場型與極化的配合 7加上近年來電子產品的設計趨勢是輕、薄、短、小， 行動電話亦不例外，連帶影響行動電話中天線的設計，平 面倒F型天線（Pla耐Invened_F Ame職，HFA)已漸感不符 越來越多頻寬的需求。現階段針對多頻天線的技術，以美 國專利第6,943,730料之代表，該專㈣所揭示的天線技 1305068 種低側、多頻、多頻帶型的電容負載磁性雙極天線 (LMD) ’ w參見第i圖所示，該天線⑺是利用兩頂板 12，14與饋入線連接的底板16產生感應共振2〇,22 ,以符合 、-、頻的GSM和商頻的Pcs頻道。在該說明書中有救述，為 求增加頻寬’由兩組以上頂板—起作用才能達到更佳的多 ，、員效果女〇此-來，在產品有限的組件容置空間内，並不 適合這樣的結構。

另外-種達到多頻操作目的的天線則如第2圖所示， ^天線包括第—歸部A、第二姉部B及接地部C，第 輕射部A與第二射部B係分別從接地部c相同端緣的 相對二側緣上延伸出。第一輕射部A包括與接地部C平行 之第V電片A1和連接第—導電片A1與接地部c之第— 連接部A2,第二㈣部B包括與接地部c平行之第二導電 片扪和連接第二導電片m與接地w之第二連接部抝。 ，中’第一導電片A1與第二導電片m係各別自第一連接 部A2與第二連接部B2向同一方向延伸設置。 上述天線雖可以形成多頻的操作，但是卻具有以下的 缺點：該第—連接部A2與第二連接部β2的距離過近，因 ί在南頻的頻寬不符合需求；同時由於該第-連接部八2盘 弟-連接部Β2的距離過近，且第„導電片^與第二導電 片B1係各別自第一連接部A2與第二連接部β2向同 :延伸叹置’因此第一輕射部A與第二輕射部B在彎折時 θ產生製作上的固難度’同時在饋線焊接至第-導電片上 時，亦會較為困難。 7 1305068 本發明主要是針對上述問題所提出的研發設計，可大 幅提升多㈣高·寬’同時在域的製作難度上又予以 簡單化。 【發明内容】 本發明的主要目的在於提供一種雙迴路多頻天線，藉 由在迴路中_合作用增加天線之電容性，可使多頻天線 在高頻處具有縮小化及寬頻的特性，以❹】丨〜217〇mhz 的頻寬’符合DCS、PCS、UMTS等系統頻寬的使用需求。 本發明的另一目的在於提供一種雙迴路多頻天線，藉 由在迴路巾_合仙增加天線之電容性，可使多頻天^ 在低頻處具有縮小化及寬頻㈣性，以達到824〜960MHz 的頻寬，符合AMPS、GSM等系統頻寬的使用需求。 本發明的又一目的在於提供一種雙迴路多頻天線，是 以-具有長短不等長側邊的τ型金屬輻射體配合兩接地的 L型金屬輻射體，以形成兩個迴路天線，藉由在迴路中加入 耦合電容的方式以達到調整頻率及阻抗匹配的效果。 為達上述目的，本發明是藉由下述技術特徵來實現上 述目的，本發明多頻天線的主要是架構是以一具有長短不 等長側邊的T型金屬輻射體作為主體，配合兩接地的：型 金屬輻射體，一接地金屬面及一饋入線所組成，以形成兩 個迴路天線。而該T型金屬輻射體則是藉由饋入線的連接 呈懸空狀態，其橫向側邊與兩L型金屬輻射體的未接地邊 (橫向侧邊）呈一間距的平行態；當饋入線輸入電流後， 藉由T型至屬輕射體的長橫側邊與一 l型金屬幸畐射體的橫 1305068 向側邊之電容耦合作用形成低頻的迴路天線；在此同時， 藉由T型金屬輻射體的短橫側邊與一 L型金屬輻射體的横 向侧邊之電容耦合作用形成高頻的迴路天線。 本發明藉由一 T型金屬輻射體的長短不等長側邊分別 與接地的L型金屬輻射體形成不互相干擾的迴路天線，產 生多頻段接收’除了可以增加頻寬外，更具有顯著的降頻 效果；同時’因只利用T型金屬輻射體與兩L型金屬輕射 體的結構就能達成多頻的功能，大幅降低了產品的製作難 度與成本。 為使審查人員進一步了解本發明的内容，茲舉下列實 施例說明如後： 【實施方式】 請參閱第3圖，是本發明之第一實施例’該多頻天線 由一 T型金屬輻射體3、兩l型金屬輻射體的—第一導體臂 5、一第二導體臂6、一接地金屬面4及一饋入線9所組成， 其中，T型金屬輻射體3在本實施例中以懸空的方式呈現， 即未與接地金屬面4相接觸，但τ型金屬輻射體3的直側 邊31的底端311與饋入線9的訊號正端91相接，以便傳 輸電訊號至T型金屬輻射體3，而饋入線9的訊號負端92 則與接地金屬面4電氣連接。 兩L型金屬㈣體的第—導體臂5、第二導體臂6為相 向設立’其長侧邊51、61為互相指向，並與T型金屬輻射 體3的橫側邊32各保持一適當空隙的距離，且與τ型金屬 輻射體3的橫側邊32成平行態，在本實施例中，第一導體 9

1305068 臂:的長側邊51與τ型金屬輕射體3的長橫側邊功成平 打悲、第—導體f 6長側邊61與Τ型金屬輕射體3的短橫 側邊322成平行態；而其短侧邊52、62分別與接地金屬面 4相接开/成接地狀態。前述的L型金屬輻射體的第一導體臂 5、第-導體臂6的長側邊51、61與τ型金屬輕射體3的 的松侧邊32為橫向的平行，但這並不對本發明做限制解 釋，在其他的實施態樣中L·型金屬輻射體的第一導體臂5、 第二導體臂6的長側邊51、61與Τ型金屬輕射體3的的横 側邊32為縱向的平行。 當饋入線9的訊號正端91將電氣訊號自τ型金屬輻射 體3的直側邊31的底端311傳入後，τ型金屬輻射體3的 長橫側邊321與第一導體臂5的長側邊51產生電容耦合作 用形成一低頻的迴路天線，在此同時，τ型金屬輻射體3 的短橫側邊322與第二導體臂6長側邊61產生電容耦合作 用形成尚頻的迴路天線，形成兩個頻帶的操作模式。請配 合參考下表的數據與第4圖所示： 頻率 指向性CdBi) 輻射效率（％) ----- 增益最大值（dBi) 824 3.82 25.31 -2.15 836 3.38 25.64 --. -2.53 849 4.41 25.06 -1.60 869 4.96 40.55 1.04 880 4.63 41.25 — ------- 0.78 894 4.39 44.83 一· —. 0,91 -------------- _

1305068 900 4.51 47.12 1.25 915 4.52 46.14 1.16 925 3.81 47.19 0.55 940 4.18 39.39 0.13 960 4.35 35.46 -0.16 1710 5.71 74.09 4.40 1750 4.22 68.59 2.59 1785 5.51 70.22 3.98 1805 5.43 66.15 3.63 1840 4.29 68.48 2.65 1850 4.06 70.26 2.53 1880 3.67 71.21 2.19 1910 4.73 67.83 3.04 1920 4.88 69.27 3.28 1930 4.57 64.65 2.67 1950 4.75 66.04 2.95 1960 4.51 65.15 2.65 1980 3.83 58.51 1.51 1990 3.43 60.46 1.24 2110 5.46 44.28 1.92 2140 2.97 48.88 -0.14 2170 3.64 50.08 0.63 增益最大值=指向性x輕射效率 11 I3〇5〇68 由以上的數據可知本發明在低頻與高頻皆產生很好的 ，作特性’能符合AMPS、GSM、DCS、㈣、謝8等頻 帶、。第4圖所示，係為本發明第一實施例之多頻天線的訊 號返回知失（Return 1〇_測量圖，由該圖可知，本天線可產 生二個操作頻段，在低頻頻段與高頻頻段之操作頻寬皆滿 足需求1天線特性十分優異。 如第5圖所示為本發明天線之操作特性表示，當電氣 訊號自T型金屬輕射體3的直側邊31的底端3ιι傳入後， T型金屬輻射體3的直侧邊31、長橫側邊321與第一導體 臂5的長側邊51、短側邊52及接地金屬面4形成一較長迴 路電流路徑81，該迴路路徑81形成—低頻之迴路天線，可 使得4天線產生-低頻之共振模態，於該迴路路徑8 i中並 包含-耗合電容71 ’該耗合電容71可有效降低頻率、調整 阻抗匹配並經由適當距離可增加天線頻寬以達&似〜96〇 MHz的頻寬，符合AMps、GSM等系統頻寬的使用需求； 在此同時’ T型金屬輕射體3的直側邊3 j、短横側邊似 與第二導體臂6長側邊61、短側邊62及接地金屬面4亦形 成一較短迴路電流路徑82，該迴路路徑82形成一高頻之迴 路天線’可使得該天線產生一高頻之共振模態，於該迴路 路t 82中並包含一輕合電容72，該轉合電容可有效降 低頻率D周整阻抗匹配並經由適當距離可增加天線頻寬以 達成1710〜2170 MHz的頻寬’符合DCS、pcs、UMTS等 系統頻寬的使用需求。 请參閱第6圖’是本發明之一實施例，該多頻天襄由 12 1305068 一 T型金屬輕射體3、兩l型金屬輻射體的一第一導體臂5、 一第二導體臂6、一接地金屬面4及一饋入線9所組成，其 中该T型金屬輻射體3、該第一導體臂5及該第二導體臂6 皆為長條狀之金屬圓柱。該τ型金屬輻射體3在本實施例 中以懸空的方式呈現，即未與接地金屬面4相接觸，但τ 型金屬輻射體3的直側邊31的底端311與饋入線9的訊號 正端91相接，以便傳輸電訊號至τ型金屬輕射體3，而饋 ^ 入線9的訊號負端92則與接地金屬面4電氣連接。 兩L型金屬輻射體的第一導體臂5、第二導體臂6為相 向α又立，其長側邊51、61為互相指向，並與τ型金屬輻射 體3的橫側邊3 2各保持—適當空隙的距離，且與τ型金屬 轄射體3的;側邊32成平行態，在本實施例中，第一導體 臂^的長側邊51與τ型金屬輕射體3的長橫侧邊321成平 打_、第二導體臂6長侧邊61與τ型金屬賴射體3的短橫 ㈣322成平打悲；而其短側邊52、62分別與接地金屬面 φ 才目接开/成接地狀態。當饋入線9的訊號正端91將電氣訊 號自Τ型金屬輻射體3的直側邊31的底端3ιι傳入後，τ 型金屬幸畐射體3的長橫側邊321與第一導體臂5的長側邊 51產生電㈣合作用形成—低頻的迴路天線，在此同時，了 型金屬輕射體3的短横側邊322與第二導體臂6長側邊61 產生電合熬合作用形成高頻的迴路天線，形成兩個頻帶的 操作模式。 月 > 閱第7圖’疋本發明之_實施例，該多頻天線由 一丁型金屬騎體3，L型金屬韓射體的—第—導體臂5、 13 〇68 :第二導體臂6、—接地金屬面4及一饋入線9所組成，其 τ§亥T型金屬輕射 體3、該第一導體臂5、該第二導體臂6 及該接地金屬面4皆盔、士两由丨1 ^ 白為沖屋製成之金屬片。該T型金屬輻 ^ 在本實知例中以懸空的方式呈現，即未與接地金屬 ^相接觸，但T型金制射體3的直側邊_底端川 :饋入線9的訊號正端91相接，以便傳輸電訊號至τ型金 /射體3人線9的訊號負端92則與接地金屬面4 電氣連接。 一兩L型金屬輻射體的第一導體臂5、第二導體臂6為相 ° /、長側邊51、61為互相指向，並與Τ型金屬輻射

體3的橫側邊32各保持—適當空隙的距離，且與Τ型金屬 ，射體3的橫側邊32成平行態，在本實施例中，第一導體 臂^的長側邊51與Τ型金屬賴射體3的長橫側邊321成平 订態、第二導體臂6長側邊61與Τ型金屬輻射體3的短橫 4邊322成平仃恝，而其短側邊π、62分別與接地金屬面 。相接形成接地狀悲。當饋人線9的訊號正端91將電氣訊 自Τ型至屬輪射體3的直側邊31的底端Η〗傳入後，τ 型金屬輕射體3的長橫側邊321與第一導體臂5的長側邊 51產生電谷耦合作用形成一低頻的迴路天線，在此同時，丁 型金屬輻射體3的短橫側邊322與第二導體臂6長側邊W 產生電容耦合作用形成高頻的迴路天線，形成兩個頻帶的 操作模式。 請參閱第8圖，是本發明之一實施例，該多頻天線由 微波’I胃2、— T型金屬輻射體3、兩[型金屬幸畐射體的 14 1305068 -第-導體臂5、一第二導體臂6、一接地金屬面4及一饋 入線9所組成，其中該了型金屬輻射體3'該第_導體臂卜 該第二導體臂6及該接地金屬面4皆以印刷或钮刻方式黏 著於該微波介質2上。該τ型金屬輕射體3在本實施例中 以懸空的方式呈現，即未與接地金屬面4相接觸，但丁型 金屬輻射體3的直側邊31的底端311與饋人線9的訊號正 端91相接’以便傳輸電訊號至τ型金屬輻射體3,而饋入 線9的訊號負端92則與接地金屬面4電氣連接。 兩L型金屬韓射體的第—導體臂5、第二導體臂6為相 向設立’其長側邊51、61為互相指向，並與T型金屬輕射 體3的檢側邊32各保持—適當空隙的距離，且與τ型金屬 輕射體3的横側邊32成平行態，在本實施例中，第一導體 臂=的，長側邊51與τ型金屬輻射體3的長橫側邊321成平 打態、第二導體臂6長側邊61與τ型金屬輕射體3的短橫 側邊如成平行態；而其短側邊52、62分別與接地金屬面 :相接形成接地狀態。當饋入線9的訊號正端％將電氣訊 唬自Τ型金屬輻射體3的直側邊31的底端311傳入後，τ 型金屬輻射體3的長橫側邊321與第一導體臂5的長側邊 51產生電各耦合作用形成一低頻的迴路天線，在此同時，Τ 里金屬輪射體3的短橫側邊322與第二導體臂6長側邊61 產生電容輕合作用形成高頻的迴路天線，形成兩個頻帶的 操作模式。 3用參閱第9 ΒΙ，是本發明之一實施例，該多頻天線由 一 Τ型金屬輻射體3、兩L·型金屬輻射體的—第一導體臂5、 15 1305068 ' ^ 接地金屬面4及一饋入線9所組成，其 卜!金屬輻射體3之長橫侧邊321、短橫側邊322、該 第V體# 5之長側邊51及該第二導體臂6之長侧邊61 皆為末端加寬之梯形金屬面。該T型金屬輻射體3在本實 施例中以懸空的方式H即未與接地金屬面4相接觸’ ^里金屬幸田射體3的直側邊31的底端311與饋入線9的 訊號正端91相接，以便傳輸電訊號至T型金屬_體3， 而饋人線9的訊號負端92則與接地金屬面4電氣連接。 兩L型金屬輻射體的第一導體臂5、第二導體臂6為相 向°又立’其長侧邊51、61為互相指向，並與T型金屬輕射 體3的杈側邊32各保持一適當空隙的距離，且與τ型金屬 幸田射體3的横側邊32成平行態，在本實施例中，第一導體 臂5的長側邊51與Τ型金屬輻射體3的長橫側邊321成平 打態、第二導體臂6長側邊61與Τ型金屬輻射體3的短橫 側邊322成平行態；而其短側邊52、62分別與接地金屬面 4相接形成接地狀態。當饋入線9的訊號正端91將電氣訊 號自Τ型金屬輻射體3的直側邊31的底端311傳入後，τ 型金屬Is射體3的長橫側邊321與第一導體臂5的長側邊 51產生電容耦合作用形成一低頻的迴路天線，其中該τ型 金屬輻射體3之長橫側邊321與第一導體臂5之長側邊51 皆為末端加寬之梯形金屬面，因此可有效增加電容耦合之 電容性；在此同時，T型金屬輻射體3的短橫侧邊322與第 二導體臂6的長側邊61產生電容耦合作用形成高頻的迴路 天線’其中該T型金屬輻射體3之短橫側邊322與第二導 16 1305068 體臂6之長側邊61皆為末端加寬之梯形金屬面，可有效增 加電容耦合之電容性，該兩迴路天線形成兩個頻帶的操作 模式。 、 在本發明中，T型金屬輻射體3與兩L型金屬輻射體5、 6的結構，除了如圖式的扁平態外，還可以其他形式表現， 如為圓柱態，但這並不對本發明做限制解釋。同時，扁平 態的結構，除了如圖式的直立態外，射以其他形式表現， • 如為橫平態，但這並不對本發明做限制解釋。 本發明已符合專利要件，具有新穎性、進步性與產業， 實施例並非用以局限本發明之範圍，任何熟悉此技藝者所 作之各種更動與濁飾，在不脫離本發明之精神和範圍内， 均在本發明的創作内容範圍之内。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知多頻天線立體示意圖一。 第2圖為疋習知多頻天線立體示意圖一。 # 第3圖為本發明第一實施例之天線立體圖。 A圖為疋本發明第一實施例天線的返回損失（Return loss) 測量圖。 第5圖為本發明之天線操作特性表示圖。 一圖為本發明 < 一實施例之天線立體圖。 ::圖為本發明之一實施例之天線結構圖。 弟8圖為本發明之-實施例之天線結構圖。 圖為一本發明之一實施例之天線結構圖。 主要元件符號說明】 17 1305068 3 —T型金屬輻射體 6—第二導體臂 9 一饋入線 3 1 —直侧邊 91 一訊號正端 321—長橫側邊 51，61 —長側邊 71,72—電容 82—較短迴路電流路徑 Α—第一輻射部 C 一接地部 A2—第一連接部 B2—第二連接部 10 —天線 16 —底板 5 —第一導體臂 4 一接地金屬面 2—微波介質 32—橫側邊 9 2 —訊號負端 322—短橫側邊 52,62—短側邊 81 —較長迴路電流路徑 B2—第二連接部 B—第二輻射部 A1—第一導電片 B1—第二導電片 20,22—高低頻感應迴路 14，12—頂板

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Claims (1)

1. l3〇S〇68 + ；申請專利範圚·· • f雙迴路多頻天線’由- τ型金屬輻射體、兩L ; 於：體接地金屬面及i人線所組成；其特徵在 尘金屬輻射體具有長短不等的兩橫側 — 該丁型金即未與接地金屬面相接觸， 相接的直侧邊的底端與饋人線的訊號正端 却^更傳輪電缝7型金屬韓射體，而該饋入線的 α h負端則與接地金屬面電氣連接； 、 兩L型金屬輕射體包含一第一導 該第-導體眢nL #第二導體臂， _ i第—導體臂為相向設立，並各具有—县也丨 如及一短側邊’其長側邊為互相指向，並與T型金屬r 射體的橫側邊各保持一適當空隙的距離，二= 輪射體的橫側邊成平行態；而其短 別 = 面相接形成接地狀態。 刀乃I、接地金屬 2·如利範圍第1項所述的雙迴路多頻天線，复中，第 ^導《的長側邊與T型金屬輻射體的長橫側邊成平行 態。 體的短橫側邊成平行 3. 如申請專利範圍第i項所述的雙迴路多頻 L型金屬輻射體的第—導體臂、、’、/、中，忒 型金屬輻射體的的橫侧邊為橫向的平行。的長側邊與T 4. 如申請專利範圍第丨項所述的雙迴路葙 L型金屬_體的第—導體臂、第二導體’該 型金屬輻射體的的橫側邊為縱向的平行。，'^⑨邊與T 5. 如申請專利範圍第i項所述的雙迴路多頻 饋入線的訊號正端將電氣訊號自τ =牌中’ ¥ 主1屬輻射體的直側 19 13〇5〇68 邊的底端傳入後，τ型金屬輻射體的長橫側邊與第一導體 身的長側邊產生電谷耗合作用形成低頻的迴路天線。 6.如申請專利範圍第1項所述的雙迴路多頻天線，其中，當 饋入線的訊號正端將電氣訊號自τ型金屬輻射體的直側 邊的底端傳入後，Τ型金屬輻射體的短橫 臂長側邊產生電容柄合作用形成高頻的迴^天線第一導體 7·;種雙迴路多頻天線，由—微波介f、— τ型金屬幸畐射 L型金屬輻射體、—接地金屬面及—饋入線所組 ，，/、中該Τ型金屬輕射體、該兩L型金屬輻射體及該 接地金屬面皆以印刷戋姓列太々針— 其結構特徵在於 ^絲者於該微波介質上； 有長料料兩㈣邊及一直側 节τ刑入，式呈現，即未與接地金屬面相接觸， ;接==體的直側邊的底端與饋入線的訊號正端 τ型金屬輻射體，而該饋入線的 讯唬負端則與接地金屬面電氣連接，· 、、' ， 兩L型金屬輕射體包含一第一導_劈β 該第—導體臂、第1體臂第二導體臂， 邊及-㈣邊，其長㈣為互 有—長側 適當空隙的距離，且與τ科麗 幸田射體的横側邊成平行態; 、丁型金屬 面相接形成接地狀態。 、㈣I別與接地金屬 8·如^請專利範圍第7項所述的雙迴路 —導體臂的長側邊盥τ 夕頸天線，其中，第 態； 長谢邊與τ型金屬輻射體的長横倒邊成平行 苐—導體臂長倒邊愈了切+届Μ础t 態。 1金屬輪射體的短橫倒邊成平行 20 1305068 耗圍第：項所述的雙迴路多頻天線，其中，該 型金屬賴射體的的橫側邊為ί向第的;:射的長側邊與τ =如申請相範韻述㈣迴路多頻讀，其中， =型金屬㈣體的第-導體臂、第二導體臂的長側 ，、Τ型金屬輻射體的的橫側邊為縱向的平行。 邊

   ^如申請專利範圍第7項所述的雙迴路多頻天線，其中， 當饋入線的訊號正端將電氣訊號自τ型金屬輕射體的直 侧邊的底端傳入後，Τ型金屬輻射體的長橫側邊與第一導 體臂的長側邊產生電容耦合作用形成低頻的迴路天線。 12.如申請專利範圍第7項所述的雙迴路多頻天線，其中， 當饋入線的訊號正端將電氣訊號自Τ型金屬輻射體的直 側邊的底端傳入後，Τ型金屬輻射體的短橫側邊與第二導 體臂長側邊產生電容耗合作用形成高頻的迴路天線。

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