1325197 、九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種天線，特別是有關於一種適用於 手持式無線通訊裝置之内藏式多頻天線。 【先前技術】 由於無線通訊技術的蓬勃發展，今日一人配帶一手機 或一人配帶多手機已經成為普遍的現象。而使得人們能夠 φ隨時隨地的與想要聯繫的人進行通話的行動通訊系統稱為 廣域無線網路（WWAN，Wireless Wide Area Network)系統。廣域 無線網路系統泛指訊號傳輸距離可大於10公里以上的無線 網路技術，如進階行動電話系統（AMPS, Advanced Mobile Phone System，824 〜894 MHz)、全球行動通訊系統（GSM, Global System for Mobile Communication，880 〜960 MHz)、數位通訊系統 (DCS, Digital Communication System, 1710 〜1880 MHz)、個人通訊 月艮務系統（PCS, Personal Communication System, 1850 〜1990 MHz) •以及第三代行動通訊系統（UMTS，Universal Mobile Telecommunication System， 1920 〜2 Π0 MHz) 等均屬 於此類 技術。 單一手機具備多種廣域無線網路系統操作功能已成為 必然之趨勢，因為如此才能減少因國家或地域的不同而造 成手機無法通訊或必須更換手機的情況。然而若要單一手 機配置多天線系統，其必然造成多天線擺放空間的浪費、 高天線製作成本以及電磁干擾等問題。因此設計具有多頻 帶操作特性之單一天線實為較佳之解決方案。先前台灣發 6 1325197 明專利號第ί222,769號”可雙頻操作之 ，其揭示-種可雙頻操作之手機天線，該== 咖以及DCS操作頻帶，其在實際運用上受二 =較：。台灣發明專利第5_，，雙頻平面式單:: 天線之輻射金屬片"，其揭示一種可三 ，該天線雖能涵蓋GSM、Dcs以及夕木之手機天線 仍然無法操作於美國術s系統以及第：：=，但其 (=)頻帶。為解決這些問題，我峨=::: ^、、線通訊裝置之創新内藏式多頻天線設計，本發明天線 二凡全涵蓋WWAN系統，即是其達成了涵蓋撕S、、 因⑽、PCS以及UMTS行動通訊系統操作之頻寬需 心乍發明天線具備縮小化的優點’且其結構簡單、 ;。& ’相當適合應用内藏於各種手持式無線通訊裝 【發明内容】 本發明之目 置之創新内藏式 外’更可以達成 、製作成本低， 裝置。 本發明天線 射部。該接地面 及一相對於該上 的在於提供-種適用於手持式無線通訊裝 多頻天線設計，其除了具備縮小化的優點 多頻帶操作，·同時本發明天線結構簡單、 相當適合應用㈣於各種手持式無線通訊 之一實施例1，包含：一接地面以及—輻 ，形狀大致為一㈣’具有-±方邊緣以 方邊緣之一下方邊緣，該上方邊緣附近並 7 具有—短路點。該輻射部，位於— 第-輕射金屬部，大致為一倒乙形’3叛久包含··-瑞’該起始端為該天線之訊號起始:及-末 方邊緣之一奋β♦ 艾接近该接地面上 -特定距離該起始端與該接地面之短路點且有 特疋㈣，該特定 Κ、有 邊緣方向之長度之三分之-，而=料仃该接地面上方 心線方向延伸·以；* ί' 末端朝向該輕射部之中 一士 _， 弟二輻射金屬部，具有一起#嫂另 :’該起始端電氣連接於該接地面上之短路點，。 第一輻射金屬部以經過複數次彎 ^ Μ ，使該太嫂_ ^ β ± 万式形成一蜿蜒路徑 A 朝向㈣射部之中心線方向延伸， 端與該末端之間形成一開 、h起。 之末端所通過。開，口為該第一輕射金屬部 以吝5本項°又°十中’该第二輻射金屬部之蜿蜒路徑除了可 操作頻帶之共振路徑長度，更可:二 二艾=射金屬部之起始端與末端之間的距離而形成一 月b里績入開口。而該倒T犯结 . 政ώ 形弟一輻射金屬部除了本身可激 1天線較兩操作頻帶之第一 近該第二輪射全屬部之換怨外，糟由將其末端靠 :金屬部能有效的被激發出天線較低操作頻帶之一共= 態以J天線較高操作頻帶之第二共振模態。 ' 、“ Γ驗結果顯示’本發明之一實施例1可達成涵蓋行動 ^ I系Al^PS、GSM、DCS、PCS 與 UMTS 多頻操作所 而之阻抗頻見’且天線輕射場型、增益與賴射效率均符合 行動通訊系統之實際應用。 ° 配合下列圖式、實施例之詳細說明及申請專利 將上述本發明之其他目的與優點詳述於後。 【實施方式】 第1圖為本發明天線之—實施例！結構圖，包含.— 以及一：射部12。該接地面η，形狀大致為：: 二上方邊緣111以及—相對於該上方邊緣ln之 J方邊緣U2，該上方邊緣附⑴近並具有— 輕射部I位於一介質基板⑵上，包含 一末端^部=大致為一倒L形’具有一起始端】31及 ::m ’该起始#⑶輪線之訊號饋入端 方邊緣U1之一角落處114，且該起始端 … 短路點113具有一特定距離d，該特定 小於魏射部12平行該接地面上方邊緣⑴ 長度L之三分少-，二&丄 ^ 續士— 而该末端丨32朝向該輻射部12之中心 作^ 且其總長隸近該較高操 - 振模態22中心頻率之四分之-波長；以及 該起始玉屬部14，具有一起始端141及一末端142， 士亥第:輕二41電氣連接於該接地面11上之短路點113，而 U43 ί屬部14以經過複數次彎折之方式形成一婉蜓 向延伸，並日及末端142朝向該輕射部12之中心線122方 15，节門口^該起始端141與該末端142之間形成一開口 該第二二4為該第一輻射金屬部13之末端132所通過， μ 。t金屬414用以產生該天線較低操作頻帶之一共 9 1325197 振模態21以及較高操作頻帶之 弟一共振換悲23，且其蛛姐 路徑143長度接近該較低操作 、 i、 呆作頻▼之一共振模態21中心頻 率之四分之一波長。 頌 本發明天線該第二輕射金屬相之婉蜒路徑143除了 H產生-足夠的較低操作頻帶之共振路徑長度，更可以 拉近έ亥第二輻射金屬部14之起 _ 、 匙始舳141與末端M2之間的 邛14二形^ %里饋入開口 15。而該倒[形第-輻射金屬
:除:本身可激發天線較高操作頻帶之第—共振模態^ 卜猎由將其末端U2 #近該第二輕射金屬部14之能量 饋入開口 15，更可以倍兮楚—±_ ήι人„ ^ 使°亥弟—輻射金屬部14能有效的被激 =天線較低操作頻帶之—共振模態21以及較高操作頻帶 一共振模態23。近—步調整加寬該第-輕射金屬部13 之末端132寬度’可以改善該共振模態㈣高相鄰頻率之 阻抗匹配’而使得該共振模態21能滿足涵蓋行動通訊系統 aMPS(824_894 MHz)與 GSM(陳96gmHz)之頻寬需求。 而本發，天線較高操作頻帶之該第—共振模態22與該第二 共振模態23 ’可合成涵蓋行動適訊系统DCS(i7i〇_i88〇 MHz)、PCS(1850-1990 MHZ)與 UMTS(192〇-217〇MHz)之 寬頻阻抗頻寬。本發明天線除了具備縮小化的優點外，更 可以達成多頻帶操作，因而相當適合内藏應用於各種手持 式無線通訊裝置。 第2圖為本發明天線一實施例丨之返回損失（此扣⑺ loss)貫驗置測圖，本實施例選擇下列尺寸進行實驗量測： 該接地面11長度為95 mm、寬度為45 mm ;該輕射部平行 1325197 ηι方向之長度乙為45- ’其垂直該上方邊 ' 向之總長度為20mm ;該第一輻射金屬部13之# 始端⑶寬度為K5麵、末端132寬度為12贿二= 長又4為37mm ;該第二輻射金屬部14之寬度均為 ’該婉蜒路徑長度約為99mm ;該第一轄射金屬部U 始端⑶與該短路，點113之一特定距離d^65_。如第 丄斤示由所得的測试結果，縱轴表示返回損失，橫 作頻率’在返回損失小於⑽岐義下，該共振模 =可以涵蓋 AMPS(824_894 MHz)與 GSM(89〇 96〇 m 頻V ^猎由結合較高操作頻帶之第-共振模態22與第二 共振模態23 ’可以輕易涵蓋DCS(17UM880 MHz)、、 pcs(185g·⑽MHz)與umts(i92q•期顧z)頻帶之頻寬 要求。 、 =1第4圖、第5圖、第6圖與第7圖分別為本 &月天線—貫施例1分別於_MHz、925廳、1795 丨MHz、1920MHz與2〇5〇MHz之輻射場型圖。由所得之結果 ^本發明天線無論低頻操作頻帶與高頻操作頻帶之場_ 此滿足行動通訊系統之實際應用需求。 第8圖為本發明天線一實施例j之較低操作頻帶天線 η畐射效率圖。左邊縱軸表示天線增益，右邊縱軸 表不L射效率’橫轴表示操作頻率；由所得之結果， 在amps與GSM頻帶内，天線增益曲_分佈於〇〜】祕 ===效率曲線82分佈於6〇%，之間，能·滿足 仃動通sfl系統貧際操作之增益與效率需求。 1325197 第9圖為本發明天線一實施例j之 增益圖與輻射效率圖。左邊 ^ 表示天_效率，樺軸線增益’右邊縱軸 在心PC二Τ、;Γ 由所得之結果， -議頻▼内，天線增益曲線91分佈於 ..丨之間’天線輻射效率曲線92分佈於6〇%〜1〇〇% 之間，能滿足行動通訊系統實際操作之增益與效率需求。
圖為本發明天線之一第—其他實施例結構圖。該 弟^他貫施例耗其第二_金屬部16之路徑婉挺方式 …亥貝施例1有所差異’但其也能有效的被該第一輕射金 屬部13激發而產生天線較低操作頻帶之一共振模態』以及 =線較高操作頻帶之第二共振才莫態23。目此該第一其他實 施例除了具備縮小化的優點外，其也能同時涵蓋行動通^ 系統AMPS、GSM、DCS、似與蘭丁8之系統頻寬，而 達成天線夕頻操作應用需求，因而也相當適合應用内藏於 各種手持式無線通訊裝置。 ^第11圖為本發明天線之一第二其他實施例結構圖。該 第二其他實施例將該介質基板121經由彎折線17作一次彎 折，因此可以更加減少天線整體所佔用的高度或突出於接 地面上方邊緣之長度。該第二其他實施例亦能獲得與該實 施例1差異不大之阻抗頻寬與輻射特性。因此該第二其他 實施例除了也具備縮小化的優點外，其也能同時涵蓋行動 通訊系統AMPS、GSM、DCS、PCS與UMTS之系統頻寬 ’而達成天線多頻操作實際應用需求，因而也相當適合應 用内藏於各種手持式無線通訊裝置。 12 制作占ί*述的况明，本發明天線具有縮小化、結構簡單 發明天線甚具高度產掌：=優點’功能明確，因此本 >、 窠應用彳貝值，足以符合發明之範疇。 扁理;5 f心°兄月中所敘述之實施例僅為說明本發明裝置之 二，、=，而非限制本發明。因A，習於此技術之人 。:k1本&明之精神對上述實施例進行修改及變化 X月之權利圍應如後述之巾請專利範圍所列。 Φ【圖式簡單說明 弟1圖為本發明 第2圖為本發明 第3圖為本發明 幸畜射場型圖。 弟4圖為本發明 輕射場型圖。 弟5圖為本發明 輻射場型圖。 弟6圖為本發明 幸昌射場型圖。 第7圖為本發明 幸昌射場型圖。 弟8圖為本發明 與輻射效率圖。 弟9圖為本發明 之多頻手機天線之一實施例結構圖。 天線一實施例之返回損失實驗測量圖。 天線一實施例操作於86〇 ΜΗΖ之實驗測量 天線一實施例操作於925 MHz之實驗測量 天線一實施例操作於1795 ΜΉζ之實驗測量 天線一實施例操作於192〇 MHz之實驗測量 天線一實施例操作於2050 MHz之實驗測量 天線一實施例之較低操作頻帶天線增益圖 天線一實施例之較高操作頻帶天線增益圖 13 U25197 與輻射效率圖。 第10圖為本發明天線之第一其他實施例結構圖。 第11圖為本發明天線之第二其他實施例結構圖。 【主要元件符號說明】 I 本發明之多頻手機天線一實施例 II 接地面
III 接地面之上方邊緣 112 接地面之下方邊緣 113 短路點 114 12 121 122 接地面上方邊緣之—角落 輻射部 介質基板 輻射部之中心線 13 弟一輕射金屬部 131 弟一輕射金屬部夕如1山 _邛之起始端（訊號饋入點） 132 弟一輻射金屬部之末端 14，16弟一輕射金屬部 141，161帛二輻射金屬部之起始端 142, 162第二輕射金屬部之末端 143，16!_第二輻射金屬部之婉蜓師 1㊉一輪射金屬部之起始端邀末端开 17 彎折線 ％ >、禾知形成之開口 21本發明天線較 貝T之一共振模態 14 221325197
23 81 82 91 92 d L 本發明天線輕'古4。& ^ ^阿刼作頻帶之第一共振模態 本^明4較高操作頻帶之第二共振模態 :天線較低操作頻帶之天線增益曲線 太 _ ^作頻帶之天線輻射效率曲線 :*線較高操作頻帶之天線增益曲線 本發第高操:頻帶之天線 路點Ζ= — Η射金屬部之起始端與該短 輻射部平行該接地面上方邊緣方向之長度
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