TWI515972B - 多頻天線 - Google Patents

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TWI515972B TW099146448A TW99146448A TWI515972B TW I515972 B TWI515972 B TW I515972B TW 099146448 A TW099146448 A TW 099146448A TW 99146448 A TW99146448 A TW 99146448A TW I515972 B TWI515972 B TW I515972B
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李義傑
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群邁通訊股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

多頻天線
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種多頻天線。
於行動電話、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等無線通訊裝置中，天線作為用以藉由無線電波收發無線電訊號之部件，無疑係無線通訊裝置中最重要的元件之一。
目前大多數無線通訊裝置均已具備於兩個以上頻段進行通訊之功能。因此，為滿足用戶之需求，需要採用多頻天線裝置。然習知之多頻天線通用性大多仍然較差，一般僅能用於收發兩個頻段之訊號，不易同時滿足三個以上頻段之通訊要求。
另外，無線通訊裝置之電磁波吸收比值(specific absorption rate，SAR)品質作為一項可能直接影響無線通訊裝置用戶身體健康之性能指標，正逐漸受到人們的關注與重視。一般地，於不影響無線通訊裝置之性能之前提下，應該儘量降低無線通訊裝置之SAR值。為確保用戶之健康，一些國家已制定SAR之最高標準，例如美國標準為1.6W/kg，歐洲標準為2.0W/kg。因此，如何於設計多頻天線，使其於保持接收效率之同時又能儘量降低SAR值顯得尤為必要。
有鑒於此，有必要提供一種通用性較強且可有效降低SAR值之多 頻天線。
一種多頻天線，包括饋入端、接地端、第一天線單元、第二天線單元及共振單元，所述饋入端、第一天線單元及接地端依次相連，以構成一回路天線，所述第二天線單元設置於該第一天線單元之外側，且環繞該第一天線單元設置，該第二天線單元與第一天線單元共用該饋入端及接地端，且該饋入端、第二天線單元及接地端依次相連，以構成另一回路天線，該共振單元連接至饋入端，所述多頻天線工作時，訊號自所述饋入端進入，可沿所述第一天線單元、第二天線單元、第一天線單元與共振單元、第二天線單元與共振單元分別獲得不同長度之傳播路徑，以產生不同之訊號，進而使得該多頻天線具有多個工作頻帶。
本發明之多頻天線於工作時可產生多個共振頻率，有效增加了多頻天線之頻寬，使得該多頻天線之頻寬範圍可涵蓋到多個通訊系統，增強了多頻天線之通用性。另外，該多頻天線之SAR值較低。
100、200‧‧‧多頻天線
11、21‧‧‧饋入端
12、22‧‧‧接地端
121‧‧‧第一接地端
122‧‧‧第二接地端
13、23‧‧‧第一天線單元
14、24‧‧‧第二天線單元
15、25‧‧‧共振單元
131、231‧‧‧第一接地段
132、232‧‧‧過渡部
133、233‧‧‧連接部
1321‧‧‧第一過渡段
1322‧‧‧第二過渡段
1331‧‧‧連接段
1332‧‧‧饋入段
141‧‧‧第二接地段
142‧‧‧曲折部
143‧‧‧彎折部
1421‧‧‧第一曲折段
1422‧‧‧第二曲折段
1423‧‧‧第三曲折段
1431‧‧‧第一彎折段
1432‧‧‧第二彎折段
圖1為本發明第一較佳實施方式之多頻天線之立體示意圖。
圖2為圖1所示多頻天線另一角度下之立體示意圖。
圖3為圖1所示多頻天線之回波損耗示意圖。
圖4為本發明第二較佳實施方式之多頻天線之立體示意圖。
請參閱圖1，所示為本發明第一較佳實施方式之多頻天線100，可應用於行動電話、個人數位助理(personal digital assistant ，PDA)等無線通訊裝置內，並於多個頻段進行發射、接收無線電波以收發無線電訊號。
所述多頻天線100為一立體式天線，可由金属片材或柔性印刷线路板(flexible printed circuit，FPC)制成，包括饋入端11、接地端12、第一天線單元13、第二天線單元14及共振單元15。
該饋入端11為一直條狀片體，其與設置於無線通訊裝置內部之電路板上之習知之訊號傳輸端(圖未示)電性連接，以為所述多頻天線100起訊號饋入作用。
所述接地端12包括第一接地端121及第二接地端122，該第一接地端121為直條狀片體，佈設於與饋入端11所在平面相垂直之平面內，且連接至所述電路板上之習知之接地部分，以為所述多頻天線100提供接地作用。該第二接地端122為直條狀片體，設置於該饋入端11所在平面，其一端垂直連接至該第一接地端121之末端，另一端沿平行於所饋入端11之方向延伸，並連接至該第一天線單元13及第二天線單元14。
請一併參閱圖2，該第一天線單元13包括第一接地段131、過渡部132及連接部133。該第一接地段131為一長條狀片體，其設置於與饋入端11所在平面相垂直之另一平面內，且與所述接地端12之末端垂直連接。該過渡部132佈設於與饋入端11所在平面相平行之平面內，包括第一過渡段1321及第二過渡段1322。該第一過渡段1321為一矩形片體，其垂直連接至該第一接地段131之末端。該第二過渡段1322為一直條狀片體，其垂直連接至該第一過渡段1321中遠離第一接地段131之端部，以與該第一過渡段1321構成大致呈“L”型之條狀結構，並連接至該連接部133。該連接部 133整體設置於該第一接地段131所在平面，包括連接段1331及饋入段1332。該連接段1331為延伸方向與該第二過渡段1322延伸方向一致之條狀片體，其與該第二過渡段1322之端部側面相互垂直連接。該饋入段1332為一條狀片體，其一端垂直連接至連接段1331之末端，另一端沿平行該第一接地段131且遠離連接段1331之方向延伸，最後與該饋入端11相連。如此，該饋入端11、第一天線單元13及接地端12依次相連，並構成一完整之電流回路。
該第二天線單元14包括第二接地段141、曲折部142及彎折部143。該第二接地段141為一大致呈“L”型之片體，其設置於該第一接地段131所在平面內。該第二接地段141之一端連接至所述接地端12及第一接地段131之端部，另一端沿垂直該第一接地段131且遠離連接部133之方向延伸一段距離後，彎折一直角，以沿平行於第一接地段131之方向延伸。該曲折部142為大致呈“ㄩ”型之片體，其佈設於過渡部132所在平面內，且位於過渡部132之外側。該曲折部142包括第一曲折段1421、第二曲折段1422及第三曲折段1423。該第一曲折段1421為一長度大於第一過渡段1321長度之條狀片體，其一端連接至所述第二接地段141之末端，並沿平行於第一過渡段1321之方向延伸，且連接至該第二曲折段1422。該第二曲折段1422為一直條狀片體，其一端垂直連接至該第一曲折段1421之末端，另一端沿平行於該第二過渡段1322之方向延伸，且其長度大於該第二過渡段1322之長度。該第三曲折段1423為一條狀片體，其一端垂直連接至該第二曲折段1422之末端，另一端沿平行該第一曲折段1421之方向延伸，且連接至該彎折部143。所述彎折部143佈設於第一接地段131所在平面，包括第一彎折段1431及第二彎折段1432。該第一彎折段1431為一條狀片體，其 一端連接至所述曲折部142之末端，另一端沿平行於第一接地段131之方向延伸。該第二彎折段1432為長條狀片體，其一端連接至該第一彎折段1431之末端，另一端沿垂直於第一彎折段1431且靠近第一接地段131之方向延伸，並連接至該連接部133之一側。如此，該第二天線單元14圍繞於所述第一天線單元13之外側，並與該第一天線單元13共用饋入端11及接地端12，使得該饋入端11、第二天線單元14及接地端12依次相連，並構成一完整之電流回路。
該共振單元15為一條狀片體，其設置於該第一接地段131所在平面內，其一端連接至該饋入端11及連接部133之端部，另一端沿垂直且遠離第一接地段131之方向延伸。
當所述多頻天線100工作時，訊號自饋入端11進入後，可沿第二天線單元14、第一天線單元13、第二天線單元14與共振單元15、第一天線單元13與共振單元15分別獲得不同長度之傳播路徑，並產生不同之電流訊號，使得該多頻天線100可分別於930MHz、1050MHz、1900MHz及2000MHz產生相應之諧振模態，進而使該多頻天線100可分別於GSM900、DCS1800、PCS1900等多個常用無線通訊頻段下工作。
請參閱圖3，所示為本發明多頻天線100之駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)示意圖，由圖中可看出，該多頻天線於930MHz、1050MHz、1900MHz、2000MHz之工作頻率下均可滿足天線工作設計要求。
請參閱表1及表2，所示為測得本發明第一較佳實施方式之多頻天線100之輻射效率及電磁吸收比值(specific absorption rate ，SAR)。由表1及表2可知，與習知天線相比，本發明之多頻天線100於930MHz之工作頻率下，可於不影響該多頻天線100之輻射效率之同時，有效降低該多頻天線100之SAR值；而於1050MHz之工作頻率下，則不論於輻射效率還是SAR值，均有明顯之改善。
請一併參閱圖4，為本發明第二較佳實施方式之多頻天線200，包括饋入端21、接地端22、第一天線單元23、第二天線單元24及共振單元25。該多頻天線200與多頻天線100之區別在於該連接部233為一長度及寬度與該第一接地段231相當之條狀片體，整體設置於該第一接地段231所在平面。該連接部233之一端連接至所述過渡部232之末端，另一端沿平行於第一接地段231之方向延伸，並連接至該饋入端21。
另外，該共振單元25為一條狀片體，其設置於該第一接地段231所在平面內，其一端連接至該連接部233靠近該第一接地段231之一側，另一端沿垂直且靠近第一接地段231之方向延伸。
顯然，本發明之多頻天線100/200於工作時可產生三個以上共振頻率，有效增加了多頻天線100/200之頻寬，使得該多頻天線100/200之頻寬範圍可涵蓋到多個通訊系統，增強了多頻天線100/200之通用性。另外，該多頻天線100/200於不影響其輻射效率之同時，可有效降低SAR值，減少對使用者之影響。
100‧‧‧多頻天線
11‧‧‧饋入端
12‧‧‧接地端
13‧‧‧第一天線單元
14‧‧‧第二天線單元
15‧‧‧共振單元
21‧‧‧第一接地端
122‧‧‧第二接地端
131‧‧‧第一接地段
132‧‧‧過渡部
133‧‧‧連接部
141‧‧‧第二接地段
143‧‧‧彎折部
1431‧‧‧第一彎折段
1432‧‧‧第二彎折段

Claims (9)

  1. 一種多頻天線，其改良在於：所述多頻天線包括饋入端、接地端、第一天線單元、第二天線單元及共振單元，所述饋入端、第一天線單元及接地端依次相連，以構成一回路天線，所述第一天線單元包括第一接地段、過渡部及連接部，該第一接地段為一長條狀片體，設置於與饋入端所在平面相垂直之平面內，且與所述接地端之末端垂直連接，該過渡部佈設於與饋入端所在平面相平行之平面內，且垂直連接該第一接地段及連接部，所述第二天線單元設置於該第一天線單元之外側，且環繞該第一天線單元設置，該第二天線單元與第一天線單元共用該饋入端及接地端，且該饋入端、第二天線單元及接地端依次相連，以構成另一回路天線，該共振單元連接至饋入端，所述多頻天線工作時，訊號自所述饋入端進入，可沿所述第一天線單元、第二天線單元、第一天線單元與共振單元、第二天線單元與共振單元分別獲得不同長度之傳播路徑，以產生不同之訊號，進而使得該多頻天線具有多個工作頻帶。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中所述過渡部包括第一過渡段及第二過渡段，該第一過渡段為一矩形片體，其垂直連接至該第一接地段之末端，該第二過渡段為一直條狀片體，垂直連接至該第一過渡段中遠離第一接地段之端部，以與該第一過渡段構成呈“L”型之條狀結構，並連接至該連接部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多頻天線，其中所述連接部整體設置於該第一接地段所在平面內，包括連接段及饋入段，該連接段為延伸方向與該第二過渡段延伸方向一致之條狀片體，其與該第二過渡段之端部側面相互垂直連接，該饋入段為一條狀片體，其一端垂直連接至連接段之末端 ，另一端沿平行該第一接地段且遠離連接段之方向延伸，最後與該饋入端相連。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多頻天線，其中所述共振單元為一條狀片體，其設置於該第一接地段所在平面，該共振單元之一端連接至該饋入端及連接部之端部，另一端沿垂直且遠離第一接地段之方向延伸。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之多頻天線，其中所述連接部為一條狀片體，整體設置於該第一接地段所在平面，該連接部之一端連接至所述過渡部之末端，另一端沿平行於第一接地段之方向延伸，並連接至該饋入端。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多頻天線，其中所述共振單元為一條狀片體，其設置於該第一接地段所在平面內，其一端連接至該連接部靠近第一接地段之一側，另一端沿垂直且靠近第一接地段之方向延伸。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之多頻天線，其中所述第二天線單元包括第二接地段、曲折部及彎折部，該第二接地段為一呈“L”型之片體，設置於所述第一接地段所在平面內，該曲折部為呈“ㄩ”型之片體，佈設於過渡部所在平面內，且位於過渡部之外側，其垂直連接至該第二接地段及彎折部，所述彎折部佈設於第一接地段所在平面，其垂直連接該曲折部及連接部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之多頻天線，其中所述曲折部包括第一曲折段、第二曲折段及第三曲折段，該第一曲折段為一條狀片體，其一端連接至所述第二接地段之末端，並沿平行於第一過渡段之方向延伸，且連接至該第二曲折段，該第二曲折段為一直條狀片體，其一端垂直連接至該第一曲折段之末端，另一端沿平行於該第二過渡段之方向延伸，該第三曲折段為一條狀片體，其一端垂直連接至該第二曲折段之末端，另一端沿平行該第一曲折段之方向延伸，且連接至該彎折部。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之多頻天線，其中所述彎折部包括第一彎折段及第二彎折段，該第一彎折段為一條狀片體，其一端連接至所述曲折部之末端，另一端沿平行於第一接地段之方向延伸，該第二彎折段為長條狀片體，其一端垂直連接至該第一彎折段之末端，另一端沿垂直於第一接地段且靠近第一接地段之方向延伸，並連接至該連接部之一側。
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