TWI484699B - 多頻天線及具該多頻天線之無線通訊裝置 - Google Patents

Description

多頻天線及具該多頻天線之無線通訊裝置

本發明涉及一種天線，尤其涉及一種適用於多種操作頻率之多頻天線及具該多頻天線之無線通訊裝置。

隨著無線通訊技術、資訊處理技術之迅速發展，行動電話、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等攜帶型無線通訊裝置競相湧現，進入到千家萬戶，使消費者可隨時隨地享受到高科技帶來之種種便利，使得該等攜帶型無線通訊裝置已成為現代人日常生活不可缺少之一部分。

在該等無線通訊裝置中，用來發射、接收無線電波以傳遞、交換無線電訊號之天線裝置，無疑成為無線通訊裝置中最重要的元件之一。習知單頻天線裝置不能滿足人們對多頻段無線通訊裝置之需求，因此，為滿足用戶對多頻段無線通訊裝置之需求，需要採用多頻段天線裝置。然，習知多頻天線一般體積比較大，佔據無線通訊裝置內很大一部分空間，不適於無線通訊裝置朝輕薄化方向發展，且習知多頻段天線因多為雙頻天線而不具備較高通用性，不易同時滿足多種不同頻段通訊系統之要求。

有鑒於此，有必要提供一種通用性強，佔據空間小之多頻天線。

還有必要提供一種具所述多頻天線之無線通訊裝置。

一種多頻天線，該多頻天線為一立體式天線，其包括一饋入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一發射臂、一第二發射臂、一第三發射臂及一第四發射臂；所述第一接地部第二接地部與所述饋入端位於同一平面上，所述第一接地部及第二接地部相鄰設置於饋入端的兩側，所述第一發射臂的兩端分別固接於所述第一接地部及饋入端上；所述第二發射臂及第三發射臂均由所述第一發射臂向外延伸形成，並共用所述饋入端；所述第四發射臂一端固接於第二接地部上，並由該第二接地部向外延伸形成；所述多頻天線工作時，訊號自饋入端進入後，可分別沿第一發射臂、第二發射臂、第三發射臂及第四發射臂獲得不同長度之傳播路徑，產生不同之訊號電流及共振頻率，從而使得該多頻天線可滿足於多個頻段下進行工作。

一種無線通訊裝置，其包括一電路基板，該電路基板上設有一訊號傳輸端及一接地面；所述無線通訊裝置還包括一多頻天線，其裝設於所述電路基板上方並電性連接於該電路基板上；該多頻天線包括一饋入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一發射臂、一第二發射臂、一第三發射臂及一第四發射臂；所述第一接地部第二接地部與所述饋入端位於同一垂直於該電路基板之平面上，所述饋入端設於所述第一接地部與第二接地部之間，所述饋入端及第一接地部分別沿垂直於第一發射臂方向延伸彎折形成於所述第一發射臂的兩端，所述饋入端藉由一饋入線電性連接於訊號輸入端上，用以饋入射頻訊號；所述第一接地部平行於所述第二接地部並均電性連接於所述接地面上；所述第一發射臂的兩端分 別固接於所述第一接地部及饋入端上；所述第二發射臂及第三發射臂均由所述第一發射臂向外延伸形成，並共用所述饋入端；所述第四發射臂一端固接於第二接地部上，並由該第二接地部向外延伸形成；所述多頻天線工作時，訊號自饋入端進入後，可分別沿第一發射臂、第二發射臂、第三發射臂及第四發射臂獲得不同長度之傳播路徑，產生不同的訊號電流及共振頻率，從而使得該多頻天線可滿足於多個頻段下進行工作。

相較於習知技術，所述多頻天線可獲得多種工作頻率，且體積較小。所述多頻天線於工作時可產生四個共振頻率，增加了所述多頻天線之頻段，使得該多頻天線之頻段可以涵蓋到GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900四個通訊系統，增強了所述多頻天線之通用性。

10‧‧‧電路基板

11‧‧‧訊號傳輸端

13‧‧‧接地面

21‧‧‧饋入端

21‧‧‧饋入端

22‧‧‧第一接地部

23‧‧‧第二接地部

24‧‧‧第一發射臂

241‧‧‧第一臂部

242‧‧‧第二臂部

243‧‧‧第三臂部

25‧‧‧第二發射臂

251‧‧‧第一連接臂

252‧‧‧第二連接臂

253‧‧‧第三連接臂

254‧‧‧第四連接臂

255‧‧‧第五連接臂

26‧‧‧第三發射臂

261‧‧‧第一臂體

262‧‧‧第二臂體

263‧‧‧第三臂體

27‧‧‧第四發射臂

30‧‧‧饋入線

圖1為本發明較佳實施例多頻天線連接於電路基板上之立體示意圖。

圖2為本發明較佳實施例多頻天線連接於電路基板上之另一視角下之立體示意圖。

圖3為本發明較佳實施例多頻天線之返回損失測量結果示意圖。

請參閱圖1及圖2，所示多頻天線(圖未標)為一立體式天線，其裝設於一無線通訊裝置內之電路基板10上並電性連接於該電路基板10，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線電訊號。所述電路基板10大致呈矩形板狀，其上設有一訊號傳輸端11及一接地面13。所述多頻天線之體積約為8mm×38mm×6mm，該多頻天線包括 一饋入端21、一第一接地部22、一第二接地部23、一第一發射臂24、一第二發射臂25、一第三發射臂26及一第四發射臂27。所述第一接地部22及第二接地部23相鄰設置於饋入端21的兩側，所述第一發射臂24的兩端分別固接於所述第一接地部22及饋入端21上。所述第二發射臂25及第三發射臂26均由所述第一發射臂24向外延伸形成，並共用所述饋入端21。所述第四發射臂27一端固接於第二接地部22上，並由該第二接地部22向外延伸形成。

於本實施例中，所述饋入端21為一寬度約1mm左右之矩形片狀，其藉由一饋入線30沿垂直於所述電路基板10方向電性連接於電路基板10上之訊號輸入端11上，用以饋入射頻訊號。

所述第一接地部22及第二接地部23均為一長度約為6mm左右，寬度約1mm左右之矩形片狀，其分別相鄰間隔地沿垂直於所述電路基板10方向設置於所述饋入端21之兩側位置處，並電性連接於所述電路基板10之接地面13上。所述第一接地部22及第二接地部23與所述饋入端21位於同一垂直於該電路基板10之平面上。所述第一接地部22及第二接地部23與所述饋入端21間之間隔距離均約為1mm左右。

所述第一發射臂24為一寬度約為1mm左右之大致呈“U”型之片狀體，其沿平行於所述電路基板10之方向裝設於該電路基板10上方。所述第一發射臂24所於平面與電路基板10表面間之高度差約為6mm，該第一發射臂24包括依次順序連接而成之一第一臂部241、一第二臂部242及一第三臂部243，並共同圍成所述大致“U”型片狀。所述第一臂部241為一長度約為8mm之條形片狀體，其一端與所述第一接地部22固接，另一端與所述第二臂部242固接。所 述第二臂部242為一長度約為1mm左右之矩形片狀體，其一端沿垂直於所述第一臂部241方向固接於第一臂部241之末端，另一端固接於所述第三臂部243上。所述第三臂部243平行於所述第一臂部241設置，其為一長度約為8mm之條形片狀體，其一端固接於所述第二臂部242上，另一端與所述饋入端21固接。

所述第二發射臂25沿垂直於該第一發射臂24之第三臂部243之方向向外延伸彎折形成。所述第二發射臂25包括依次相互連接之一第一連接臂251、一第二連接臂252、一第三連接臂253、一第四連接臂254及一第五連接臂255。所述第一連接臂251呈矩形條狀，其長度約為35mm，寬度約為1mm。所述第一連接臂251沿垂直於所述第一發射臂24之第三臂部243方向向外且遠離所述第一連接臂251方向延伸而成，並與所述第一發射臂24位於同一平面上。所述第二連接臂252呈矩形條狀，其長度約為5mm，寬度約為2mm。所述第二連接臂252沿垂直於所述第一連接臂251方向且沿平行於第一臂部241方向固接於該第一連接臂251之末端，與所述第一連接臂251形成一大致“L”型之片狀體。所述第三連接臂253呈矩形條狀，其沿垂直於所述電路基板10之方向裝設於該電路基板10之上方位置處。

所述第三連接臂253之長度約為5mm，寬度約為1.5mm，其縱向一側邊緣之兩端分別固接於所述第二連接臂252之末端及第四連接臂254一端。所述第四連接臂254呈矩形條狀，其長度約為3mm，寬度約為2mm。所述第四連接臂254沿平行於所述電路基板10之方向裝設於該電路基板10之上方位置處，該第四連接臂254相對平行於所述第二連接臂252設置，其一端固接於所述第三連接臂253 上，另一端固接於所述第五連接臂255上，並與所述第二連接臂252位於同一平面上。所述第五連接臂255呈矩形條狀，其長度約為22.4mm，寬度約為1mm。所述第五連接臂255沿平行於所述電路基板10之方向裝設於該電路基板10之上方位置處，該第五連接臂255相對平行於所述第一連接臂251設置，其一端固接於所述第四連接臂254上，另一端朝向所述第一發射臂24設置，並與第四連接臂254位於同一水平面上並形成一大致“L”型之片狀體。

所述第三發射臂26為一大致呈“U”型之片狀體，其沿垂直於所述電路基板10方向固接於所述第一發射臂24之第二臂部242與第三臂部243之連接位置處，並位於所述電路基板10與第一發射臂24所於平面之間。所述第三發射臂26包括依次相互連接而成之一第一臂體261、一第二臂體262及一第三臂體263，所述第一臂體261呈矩形片狀，其由所述第一發射臂24之第二臂部242與第三臂部243之連接位置處沿垂直於第一發射臂24方向朝向電路基板10延伸，其長度約為6mm，寬度約為1mm。所述第二臂體262呈矩形片狀，其一端與所述第一臂體261延伸之末端固接，並沿垂直於該第一臂體261方向朝向第二連接臂252一端方向延伸，該第二臂體262之長度約為35mm，寬度約為1.3mm。所述第三臂體263呈矩形片狀，其一端與所述第二臂體262延伸之末端固接，並沿垂直於該第二臂體262方向並平行於所述第一臂體261方向朝向第二連接臂252一側方向延伸，該第三臂體262之長度約為35mm，寬度約為1.3mm。所述第一臂體261、第二臂體262及第三臂體263共同圍成所述呈“U”型之片狀體。

所述第四發射臂27為一大致呈矩形長條狀之片狀體，其一端與所 述第二接地部23固接，並由該第二接地部23沿平行於電路基板10方向朝向第二連接臂252一端延伸形成。所述第四發射臂27之長度約為17mm，寬度約為1mm，該第四發射臂27與第二接地部23共同形成一大致“L”型之片狀體。

所述多頻天線可廣泛應用於行動電話、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等攜帶型無線通訊裝置(圖未示)內，以使所述攜帶型無線通訊裝置可適用於多種不同頻段之通訊系統。所述多頻天線工作時，訊號自饋入端21進入後，可分別沿所述多頻天線之第一發射臂24、第二發射臂25、第三發射臂26及第四發射臂27獲得不同長度之傳播路徑，產生不同訊號電流，使得所述第一發射臂24、第二發射臂25、第三發射臂26及第四發射臂27分別產生不同操作頻率，以使得該多頻天線能滿足分別於GSM850(global system for mobile communication，全球行動通訊系統，頻帶：824~894MHz)、GSM900(頻帶：880~960MHz)、DCS1800(digital communication system，數位通訊系統，頻帶：1710~1880MHz)及PCS1900(personal communication services，個人通訊服務系統，頻帶：1850~1990MHz)四個頻段下進行工作之要求。

請參閱圖3，所示為所述多頻天線於類比軟體檢測下獲得之返回損失(return loss,RL)測量結果示意圖。所述多頻天線於測試過程中，其可產生四個共振頻率，其中於低頻及高頻各產生二個共振頻率，從而增加了所述多頻天線之頻段。由所述多頻天線之返回損失測量結果示意圖可知，該多頻天線之頻段可涵蓋GSM850、GSM900、DCS1800及PCS1900四個通訊系統之頻段。其中 ，於頻率為824MHz、960MHz、1710MHz及1900MHz時，測得其返回損失分別為-13.14dB、-7.17dB、-6.5dB及-5.75dB均滿足設計要求。

於本實施例中，所述多頻天線工作時，當訊號電流自饋入端21進入後沿所述多頻天線之第一發射臂24與第二發射臂25傳輸時，產生一830Mhz之共振頻率，即得到適合GSM850通訊系統使用之操作頻段。當訊號電流沿所述多頻天線之第三發射臂26傳輸時，產生一925Mhz之共振頻率，即得到適合GSM900通訊系統使用之操作頻段。當訊號電流沿所述多頻天線之第二發射臂25傳輸時，產生一1750Mhz之共振頻率，即得到適合DCS1800通訊系統使用之操作頻段。當訊號電流沿所述多頻天線之第四發射臂27傳輸時，產生一1930Mhz之共振頻率，即得到適合PCS1900通訊系統使用之操作頻段。

所述多頻天線之體積約為8mm×38mm×6mm，其裝設於攜帶型電子裝置內之電路基板10上方，不會佔用到電路基板10之太多機構配置空間，以利於無線通訊裝置之薄形化。於工作時可產生四個共振頻率，增加了所述多頻天線之頻段，使得該多頻天線之頻段可以涵蓋到GSM850、EGSM900、DCS1800及PCS1900四個通訊系統，大大增強了所述多頻天線之通用性。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉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。

10‧‧‧電路基板

11‧‧‧訊號傳輸端

13‧‧‧接地面

21‧‧‧饋入端

21‧‧‧饋入端

22‧‧‧第一接地部

23‧‧‧第二接地部

24‧‧‧第一發射臂

241‧‧‧第一臂部

242‧‧‧第二臂部

243‧‧‧第三臂部

25‧‧‧第二發射臂

251‧‧‧第一連接臂

252‧‧‧第二連接臂

253‧‧‧第三連接臂

254‧‧‧第四連接臂

255‧‧‧第五連接臂

26‧‧‧第三發射臂

261‧‧‧第一臂體

262‧‧‧第二臂體

263‧‧‧第三臂體

27‧‧‧第四發射臂

30‧‧‧饋入線

Claims (10)

1. 一種多頻天線，其改良在於：該多頻天線為一立體式天線，其包括一饋入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一發射臂、一第二發射臂、一第三發射臂及一第四發射臂；所述第一接地部第二接地部與所述饋入端位於同一平面上，所述第一接地部及第二接地部相鄰設置於饋入端的兩側，所述第一發射臂的兩端分別固接於所述第一接地部及饋入端上；所述第二發射臂及第三發射臂均由所述第一發射臂向外延伸形成，並共用所述饋入端；所述第四發射臂一端固接於第二接地部上，並由該第二接地部向外延伸形成；所述多頻天線工作時，訊號自饋入端進入後，可分別沿第一發射臂、第二發射臂、第三發射臂及第四發射臂獲得不同長度之傳播路徑，產生不同之訊號電流及共振頻率，從而使得該多頻天線可滿足於多個頻段下進行工作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中所述第一發射臂包括依次順序連接於一起之一第一臂部、一第二臂部及一第三臂部，並共同圍成一“U”型片狀體；所述第一臂部一端固接於第一接地部，第三臂部末端固接於饋入端上；所述第一發射臂所於平面垂直於所述第一接地部及饋入端設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之多頻天線，其中所述第二發射臂與所述第一發射臂位於同一平面上，該第二發射臂包括依次相互連接於一起之一第一連接臂、一第二連接臂、一第三連接臂、一第四連接臂及一第五連接臂；所述第一連接臂沿垂直於所述第三臂部方向向外延伸而成，所述第一連接臂、第四連接臂分別與第二連接臂、第五連接臂形成一“L”型片狀體；所述二“L”型片狀體藉由所屬第三連接臂相對間隔平行地連接於 一起。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多頻天線，其中所述第三發射臂為一“U”型片狀體，其沿垂直於所述第一發射臂所於平面方向固接於所述第一發射臂之第二臂部與第三臂部之連接位置處。
5. 如申請專利範圍第4項所述之多頻天線，其中所述第三發射臂包括依次相互連接而成之一第一臂體、一第二臂體及一第三臂體，所述第一臂體、第二臂體及第三臂體共同圍成所述“U”型片狀體。
6. 如申請專利範圍第4項所述之多頻天線，其中所述第四發射臂為一矩形長條狀之片狀體，其一端固接於所述第二接地部，並由該第二接地部沿平行於第一發射臂所於平面方向朝向第二連接臂一端延伸形成，該第四發射臂與第二接地部共同形成一大致“L”型之片狀體。
7. 一種無線通訊裝置，其包括一電路基板及一多頻天線，該電路基板上設有一訊號傳輸端及一接地面；所述多頻天線裝設於所述電路基板上方並電性連接於該電路基板上；其改良在於：該多頻天線包括一饋入端、一第一接地部、一第二接地部、一第一發射臂、一第二發射臂、一第三發射臂及一第四發射臂；所述第一接地部第二接地部與所述饋入端位於同一垂直於該電路基板之平面上，所述饋入端設於所述第一接地部與第二接地部之間，所述饋入端及第一接地部分別沿垂直於第一發射臂方向延伸彎折形成於所述第一發射臂之兩端，所述饋入端藉由一饋入線電性連接於訊號輸入端上，用以饋入射頻訊號；所述第一接地部平行於所述第二接地部並均電性連接於所述接地面上；所述第一發射臂的兩端分別固接於所述第一接地部及饋入端上；所述第二發射臂及第三發射臂均由所述第一發射臂向外延伸形成，並共用所述饋入端；所述第四發射臂一端固接於第二接地部上，並由該第二接地部向外延伸形成；所述多頻天線工作時，訊號自饋入端進入後，可分別沿第一發射臂、第二發射臂、第 三發射臂及第四發射臂獲得不同長度之傳播路徑，產生不同之訊號電流及共振頻率，從而使得該多頻天線可滿足於多個頻段下進行工作。
8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊裝置，其中所述第一發射臂包括依次順序連接於一起之一第一臂部、一第二臂部及一第三臂部，並共同圍成一“U”型片狀體；所述第一臂部一端固接於第一接地部，第三臂部末端固接於饋入端上；所述第一發射臂其沿平行於所述電路基板之方向裝設於該電路基板之上方。
9. 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中所述第二發射臂與所述第一發射臂位於同一平面上，該第二發射臂包括依次相互連接於一起之一第一連接臂、一第二連接臂、一第三連接臂、一第四連接臂及一第五連接臂；所述第一連接臂沿垂直於所述第三臂部方向向外延伸而成，所述第一連接臂、第四連接臂分別與第二連接臂、第五連接臂形成一“L”型片狀體；所述二“L”型片狀體藉由所屬第三連接臂相對間隔平行地連接於一起。
10. 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，其中所述第三發射臂為一“U”型片狀體，其沿垂直於所述第一發射臂所於平面方向固接於所述第一發射臂之第二臂部與第三臂部之連接位置處；所述第四發射臂為一矩形長條狀之片狀體，其一端固接於所述第二接地部，並由該第二接地部沿平行於第一發射臂所於平面方向朝向第二連接臂一端延伸形成，該第四發射臂與第二接地部共同形成一大致“L”型之片狀體。