TWI398040B - 天線 - Google Patents

Description

天線

本發明是關於一種天線，尤其指一種用於移動電子設備中的天線。

隨著電子技術的進步，越來越多的電子設備內設無線收發裝置用以無線傳輸信號，故，天線整合其中是一種趨勢。現代無線通訊中，多種無線通訊標準並存，使得一個電子設備中需要整合多個天線以適應多種傳輸標準下的不同頻帶的信號收發。由於現代電子設備小型化的趨勢，尤其可移動電子設備的內部空間很有限，目前業界趨向於將多個用於不同頻帶的天線整合成一個天線組件，以減小天線體積，使其佔移動電子設備的內部空間更小。習知技術中，中國大陸專利公開第CN1917284號專利揭露了一種將用於無線廣域網的第一PIFA天線和無線局域網的第二PIFA天線整合在一起的天線結構。其第一天線的工作頻帶與第二天線的工作頻帶不同，沒有重疊，故第一天線和第二天線係相互獨立的兩個天線，通過巧妙的設置兩天線的位置關係，使整合到一起的兩個天線的互相干擾不會影響每一天線的正常工作。惟，有一些不同標準的頻帶是有互相重合的部分的，如無線局域網(WLAN,2.4GHz/5GHz)和無線城域網(WiMAX,2.3-2.4 GHz,2.5-2.7 GHz,3.3-3.8 GHz)如果用單獨兩個天線會造成空間上的浪費，因此我們需要一種將用於兩個天線網絡頻帶的天線整合到一支天線的方案，從而更節省空間。

本發明目的在於提供一種小型化天線。

為了實現上述目的，本發明天線包括接地元件、短接片及輻射元件，短接片包括位於第一平面內且一端與接地元件相連之第一短接片、位於第二平面內且一端與第一短接片之另一端相連之第二短接片及位於與第一平面平行之平面內且一端與第二短接片之另一端相連之第三短接片，該第一平面與第二平面相互垂直。該輻射元件包括自第三短接片某處豎直向上延伸且與第三短接片共面之共用導電金屬片、自共用導電金屬片延伸且與其共面之第一輻射金屬片、自共用導電金屬片向第一短接片所在之第一平面延伸之第二輻射金屬片及自第三短接片另一處豎直向上延伸之第三輻射部，該共用導電金屬片與第一輻射金屬片共同組成工作於第一頻段之第一輻射部，該共用導電金屬片與第二輻射金屬片共同組成工作於第二頻段之第二輻射部。該饋點位於第三短接片，以提供前述輻射元件向外輻射之能量或吸收前述輻射元件接收之能量。該接地元件包括位於第一平面且一端與第一短接片相連之第三接地片及位於同時垂直於第一平面與第二平面之第三平面內並位於第三接地片下方且與第三接地片相連之第二接地片。

較之習知技術，本發明天線通過一個單輸入單輸出的多頻天線，實現可在多種網絡中收發信號的目的，節省了天線所佔的空間，使天線通過簡單的構形達成在多種標準下信號的收發；位於不同平面內的短接片與位於不同 平面內可很好地匹配，並有利於提高位於不同平面內之輻射元件的性能；此外，第二輻射臂向第一短接片延伸利於減小天線尺寸。

本發明目的還在於提供一種天線，其提供之導電接腳既可很好地與接地元件相匹配，又利於天線之小型化。

為了實現上述目的，本發明天線係由單片金屬薄板剪切、彎折而成，包括接地元件、輻射元件、短接片及饋點，該短接片包括位於第一平面內並連接接地元件之第一短接片、位於第二平面內並連接輻射元件之第三短接片及與第一短接片第三短接片均不同面並連接第一短接片與第三短接片之第二短接片，該第一短接片與第三短接片相互平行且位於第二短接片之同側。該饋點位於短接片，以提供前述輻射元件向外輻射之能量或吸收前述輻射元件接收之能量。該輻射元件包括位於第二平面內且一端與第三短接片相連之第一輻射部及一端與第三短接片相連而另一端向第一短接片延伸之第二輻射部。

較之習知技術，本發明天線通過一個單輸入單輸出的多頻天線，實現可在多種網絡中收發信號的目的，節省了天線所佔的空間，使天線通過簡單的構形達成在多種標準下信號的收發；位於不同平面內的短接片與位於不同平面內可很好地匹配，並有利於提高位於不同平面內之輻射元件的性能。

本發明多頻天線係安裝於電子設備中能夠收發無線局域網(WLAN)和無線城域網(WiMAX)的信號。請參照第 一圖至第五圖所示，其分別為本發明較佳實施例不同角度的立體圖。該實施例中天線安裝於筆記型電腦(未圖示)，其包括接地元件300、自接地元件300延伸出的短接片200、自短接片200豎直向上延伸出的共用導電金屬片140、自共用導電金屬片140延伸出的第一輻射金屬片110與第二輻射金屬片120以及自短接片200延伸出的第三輻射金屬片130。

接地元件300呈階梯狀包括位於豎直平面內之第一接地片310、與第一接地片310相連且位於水平面內之第二接地片320及自接地片320之另一端豎直向上延伸之第三接地片330。第二接地片320被切去呈矩形之一塊。短接片200整體呈ㄇ型，包括位於豎直平面內且與第三接地片330相連之第一短接片210、與第一短接片210平行的第三短接片230及連接第一短接片210與第三短接片230之第二短接片220，第三短接片230之寬度W1大於第一、二短接片210，220之寬度W2。

共用導電金屬片140自第三短接片230中部豎直向上延伸形成一矩形金屬片，該共用導電金屬片140與第三短接片230位於同一豎直平面內。第一輻射金屬片110亦呈矩形且與共用導電金屬片140位於同一平面，沿著與共用導電金屬片140之長度方向垂直並遠離第三輻射金屬片130的方向延伸出。第二輻射金屬片120自共用導電金屬片140的上側、沿平行於第二接地片320、朝遠離第一輻射金屬片110的方向延伸，且於中部形成一台階部121以在不減小第二輻射金屬片120長度的條件下儘量縮短其在水平面 內的直線長度。第三輻射金屬片130自第三短接片230之末端垂直延伸形成一L形，且與第一輻射金屬片110和共用導電金屬片140同位於豎直平面內。第三輻射金屬片130包括垂直於第三短接片230之第一輻射臂132以及平行於第三短接片230之第二輻射臂134，其中第二輻射臂134與第二接地片320所在平面的垂直距離不大於第二輻射金屬片120與第二接地片320所在平面的垂直距離。

共用導電金屬片140與第一輻射金屬片110共同組成了工作於第一頻段的第一輻射部，共用導電金屬片140與第二輻射金屬片120共同組成了工作於第二頻段的第二輻射部，第三輻射金屬片130為工作於第三頻段的第三輻射部。

第三短接片230與第三輻射金屬片130連接的一端形成一饋點F，用於連接饋線(未圖示)的內導體。第二接地片320上具有一接地點G用以連接饋線的外導體。

其中共用導電金屬片140、第一輻射金屬片110的寬度大於第二輻射金屬片120的寬度；第二輻射金屬片120的寬度大於第三輻射金屬片130之第一輻射臂132的寬度。由於共用導電金屬片140的寬度較寬，電流經過的路徑的變化更多，第一、二輻射元件的工作頻寬可達到甚至超過400MHz，其中第一輻射部用於收發5.15-5.85GHz的高頻信號，第二輻射部用於收發2.3-2.7GHz的低頻信號，第三輻射部用於收發3.3-3.8GHz的信號。請參考第六圖所示為該多頻天線1的電壓駐波比圖。故，該多頻天線1可用於WLAN網絡和WiMAX網絡。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅係本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

110‧‧‧第一輻射金屬片

120‧‧‧第二輻射金屬片

121‧‧‧台階部

130‧‧‧第三輻射金屬片

132‧‧‧第一輻射臂

134‧‧‧第二輻射臂

140‧‧‧共用導電金屬片

200‧‧‧短接片

210‧‧‧第一短接片

220‧‧‧第二短接片

230‧‧‧第三短接片

300‧‧‧接地元件

310‧‧‧第一接地片

320‧‧‧第二接地片

330‧‧‧第三接地片

F‧‧‧饋點

G‧‧‧接地點

W1，W2‧‧‧寬度

第一圖係本發明多頻天線之立體圖。

第二圖係第一圖之另一角度之立體圖。

第三圖至第五圖係第一圖之不同角度之平面圖。

第六圖係本發明多頻天線工作時之電壓駐波比圖。

110‧‧‧第一輻射金屬片

120‧‧‧第二輻射金屬片

121‧‧‧台階部

132‧‧‧第一輻射臂

134‧‧‧第二輻射臂

140‧‧‧共用導電金屬片

210‧‧‧第一短接片

220‧‧‧第二短接片

230‧‧‧第三短接片

330‧‧‧第三接地片

Claims (15)

1. 一種天線，其包括：輻射元件，用於收發電磁信號；接地元件，係與輻射元件間隔設置；短接片，其包括位於第一平面內並連接接地元件之第一短接片、位於第二平面內並連接輻射元件之第三短接片及與第一短接片和第三短接片均不位於同一平面並連接第一短接片與第三短接片之第二短接片，前述第一短接片、第二短接片與第三短接片整體呈ㄇ型；其中，前述第一平面與第二平面相互平行，第一短接片與第三短接片位於第二短接片之同側，前述輻射元件自第三短接片豎直向上延伸，前述接地元件包括位於第一平面內且一端與第一短接片相連之第三接地片，及位於同時垂直於第一平面與第二平面之第三平面內並位於第三接地片下方且與第三接地片相連之第二接地片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中前述第一平面及第二平面垂直於第二短接片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中前述輻射元件包括工作於不同頻段之第一輻射部、第二輻射部及第三輻射部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中前述接地元件呈階梯狀。
5. 一種天線，係由單片金屬薄板剪切、彎折而成，其包括：接地元件；輻射元件； 短接片，其包括位於第一平面內並連接接地元件之第一短接片、位於第二平面內並連接輻射元件之第三短接片及位於第三平面內並連接第一短接片與第三短接片之第二短接片，前述第一短接片與第三短接片位於第二短接片之同側；及饋線，其包括電性連接於第三短接片之內導體及電性連接於接地元件之外導體；前述輻射元件包括位於第二平面內且一端與第三短接片相連之第一輻射部及一端與第三短接片相連而另一端向第一短接片延伸之第二輻射部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之天線，其中前述接地元件包括位於第一平面內且一端與第一短接片相連之第三接地片及自第三接地片垂直並向第二平面延伸之第二接地片。
7. 一種天線，其包括：接地元件；短接片，其包括位於第一平面內且一端與接地元件相連之第一短接片、位於第二平面內且一端與第一短接片之另一端相連之第二短接片及位於與第一平面平行之平面內且一端與第二短接片之另一端相連之第三短接片，前述第一平面與第二平面相互垂直；及輻射元件，其包括自第三短接片某處豎直向上延伸且與第三短接片共面之共用導電金屬片、自共用導電金屬片延伸且與其共面之第一輻射臂、自共用導電金屬片向第一短接片所在之第一平面延伸之第二輻射臂及自第三短接片另一處豎直向上延伸之第三輻射部，前述共用導電金屬片與第一輻射臂共同組成工作於第一頻段之第一輻射部，前述共 用導電金屬片與第二輻射臂共同組成工作於第二頻段之第二輻射部；前述接地元件包括位於第一平面且一端與第一短接片相連之第三接地片及位於同時垂直於第一平面與第二平面之第三平面內並位於第三接地片下方且與第三接地片相連之第二接地片。
8. 如申請專利範圍第7項所述之天線，其中前述短接片位於接地元件之第二接地片上方且與其相間隔。
9. 如申請專利範圍第7項所述之天線，其中前述接地元件另包括自第二接地片之遠離第三接地片的一側豎直向下延伸且位於與第一平面平行之平面內的第一接地片。
10. 如申請專利範圍第7項所述之天線，其中前述第三短接片之與第二短接片相連的邊的長度大於第二短接片之與第三短接片相連的邊的長度。
11. 如申請專利範圍第7項所述之天線，其中前述第一輻射部工作於5.15-5.85GHz頻帶，第二輻射部工作於2.3-2.7GHz頻帶，第三輻射部工作於3.3-3.8GHz頻帶。
12. 一種多頻天線，其包括：輻射元件；接地元件，其包括第一接地片、垂直第一接地片並一端與第一接地片相連之第二接地片及垂直第二接地片並與第二接地片之另一端相連之第三接地片；短接片，其連接接地元件之第三接地片與輻射元件；及饋點，位於短接片，以提供輻射元件向外輻射之能量或吸收輻射元件接收之能量； 其中，前述短接片包括位於第一平面內並連接接地元件之第一短接片、位於第二平面內並連接輻射元件之第三短接片及與第一短接片和第三短接片均位於不同平面並連接第一短接片與第三短接片之第二短接片，前述第一短接片與第三短接片位於第二短接片之同側，前述第一短接片平行於第三短接片，垂直於第二短接片。
13. 如申請專利範圍第12項所述之多頻天線，其中前述輻射元件包括工作於不同頻段之第一輻射金屬片、第二輻射金屬片及第三輻射金屬片。
14. 一種多頻天線，其包括：接地元件；及短接片，其連接前述接地元件與一輻射元件，前述短接片包括位於第一平面內且一端與接地元件相連之第一短接片、位於第二平面內且一端與第一短接片之另一端相連之第二短接片及位於與第一平面平行之平面內且一端與第二短接片之另一端相連之第三短接片，前述第一平面與第二平面相互垂直；前述輻射元件包括自前述第三短接片豎直向上延伸之共用導電金屬片、自共用導電金屬片延伸且與其共面之第一輻射臂、自共用導電金屬片延伸且與共用導電金屬片不同面之第二輻射臂及自前述第三短接片之另一處豎直向上延伸之第三輻射部，前述共用導電金屬片與第一輻射臂共同組成工作於第一頻段之第一輻射部，前述共用導電金屬片與第二輻射臂共同組成工作於第二頻段之第二輻射部；前述第二輻射臂於豎直方向上形成台階部以減小其所佔空間； 前述接地元件包括位於第一平面且一端與第一短接片相連之第三接地片及位於同時垂直於第一平面與第二平面之第三平面內並位於第三接地片下方且與第三接地片相連之第二接地片。
15. 如申請專利範圍第14項所述之多頻天線，其中前述第一輻射部工作於5.15-5.85GHz頻帶，第二輻射部工作於2.3-2.7GHz頻帶，第三輻射部工作於3.3-3.8GHz頻帶。