TWI548142B - 多頻帶天線 - Google Patents

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TWI548142B
TWI548142B TW103132025A TW103132025A TWI548142B TW I548142 B TWI548142 B TW I548142B TW 103132025 A TW103132025 A TW 103132025A TW 103132025 A TW103132025 A TW 103132025A TW I548142 B TWI548142 B TW I548142B
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洪志銘
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鴻海精密工業股份有限公司
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    • 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
    • H01Q5/371—Branching current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

多頻帶天線
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種多頻帶天線。
近年來，由於行動通訊產品的市場需求不斷增大，使得無線通訊技術的發展更為迅速。在通訊領域中，微帶天線被廣泛應用於無線通訊系統中，與此同時，LTE(Long Term Evolution，長期演進)技術逐漸成為無線通訊的熱點技術。目前，微帶天線的頻寬較窄不利於應用在LTE技術的產品中。
有鑑於此，本發明結合微帶天線和偶極天線的技術，提供一種多頻帶天線以改善天線的頻寬，從而滿足天線應用在LTE技術的要求。
本發明實施方式提供的多頻帶天線包括輻射部和接地部，其中，輻射部包括第一輻射部、第二輻射部及耦合部，耦合部連接於第一輻射部和第二輻射部之間；接地部包括第一接地部、第二接地部及第三接地部，第二接地部與第一接地部的一側連接，第三接地部與第一接地部的一側連接，第一接地部、第二接地部和第三接地部共同形成包圍區域；耦合部和第二輻射部皆收容於在包圍區域，第一輻射部從包圍區域向外延伸，耦合部與接地部形成耦合結構以擴展多頻帶天線的工作頻帶的頻寬。
優選地，第一輻射部包括第一連接部、第二連接部及第三連接部，第二連接部與第一連接部的一側連接，第三連接部與第一連接部的另一側連接，且第二連接部和第三連接部對稱連接於第一連接部的兩側以調整多頻帶天線的工作頻帶。
優選地，第一連接部呈長條形，第二連接部和第三連接部皆呈梯形，第二連接部的較短底邊和第三連接部的較短底邊對稱連接於第一連接部的兩側。
優選地，第一輻射部還包括第四連接部，第四連接部經由耦合部與第二輻射部連接，且第四連接部與耦合部的一側同寬，從耦合部向第二輻射部的方向，耦合部的寬度逐漸增大。
優選地，第一輻射部還包括一收窄部和第四連接部，收窄部連接於第一連接部和第四連接部之間，收窄部的一側與第一連接部同寬，另一側與第四連接部同寬。
優選地，從收窄部向第四連接部的方向，收窄部的寬度逐漸收窄。
優選地，第二接地部和第三接地部皆向耦合部彎折，以減小第二接地部與耦合部之間的距離和減小第三接地部與耦合部之間的距離，從而增加經過耦合結構的電磁波的耦合量。
優選地，第二輻射部設置有溝槽。
優選地，溝槽為兩個關於多頻帶天線的中心軸線對稱的溝槽。
優選地，溝槽呈倒L形。
本發明的有益效果是明顯的，本發明設計的多頻帶天線，具有多 個性能較好的工作頻帶，非常適合應用於LTE技術的產品中。
150‧‧‧印製電路基板
100‧‧‧多頻帶天線
200‧‧‧輻射部
201‧‧‧第一輻射部
2010‧‧‧第一連接部
2011‧‧‧第二連接部
2012‧‧‧第三連接部
2013‧‧‧收窄部
2014‧‧‧第四連接部
202‧‧‧耦合部
203‧‧‧第二輻射部
208‧‧‧饋入點
250‧‧‧中心軸線
300‧‧‧接地部
301‧‧‧第一接地部
302‧‧‧第二接地部
303‧‧‧第三接地部
304‧‧‧第四接地部
305‧‧‧接地點
圖1為本發明多頻帶天線第一實施方式的結構示意圖。
圖2為本發明多頻帶天線第二實施方式的結構示意圖。
圖3為本發明多頻帶天線第二實施方式的回波損耗測量圖。
圖4為本發明兩個多頻帶天線相距120毫米時的隔離度測量圖。
圖5為本發明兩個多頻帶天線相距180毫米時的隔離度測量圖。
以下實施方式的具體參數只為更好地說明本發明，但不應以具體數值限制本發明權利要求的範圍。
圖1為本發明多頻帶天線第一實施方式的結構示意圖，一多頻帶天線100設置於印製電路基板150上。該多頻帶天線100包括輻射部200和接地部300，在本實施方式中，輻射部200和接地部300互不重疊地設置於印製電路基板150，輻射部200用於收發電磁波訊號，接地部300用於接地，使得經過輻射部200的電磁波訊號和經過接地部300的電磁波訊號得以相互耦合。
輻射部200包括第一輻射部201、耦合部202及第二輻射部203，接地部300包括第一接地部301、第二接地部302及第三接地部303。其中，第一輻射部201經由耦合部202與第二輻射部203連接。第二接地部302和第三接地部303分別連接於第一接地部301的同一側，從而使得第一接地部301、第二接地部302和第三接地部303共同形成包圍區域，且耦合部202和第二輻射部203皆收容於此區域，第一輻射部201從此區域向外延伸。
耦合部202用於與接地部300形成耦合結構，使得分別經過耦合部202和接地部300的電磁波訊號得以相互耦合，從而擴展了多頻帶天線100工作頻帶的頻寬。
圖2為本發明多頻帶天線100第二實施方式的結構示意圖，第二實施方式中的多頻帶天線100是對第一實施方式多頻帶天線100的進一步改進。在第二實施方式中，第一輻射部201包括第一連接部2010、第二連接部2011、第三連接部2012、收窄部2013及第四連接部2014。
在第二實施方式中，第一連接部2010呈長條形，第二連接部2011和第三連接部2012呈形狀相同的梯形，第二連接部2011的較短底邊和第三連接部2012的較短底邊對稱連接於第一連接部2010頂部的兩側，從而使得第二連接部2011和第三連接部2012得以對稱設置於第一連接部2010的兩側以調整多頻帶天線100的第一工作頻帶。在其他實施方式中，第二連接部2011和第三連接部2012可以設置成其他形狀。依照上述第一連接部2010、第二連接部2011及第三連接部2012的連接方式，多頻帶天線100的第一工作頻帶可以大概穩定在791兆赫茲(MHz)到862兆赫茲(MHz)的範圍內，以滿足工作時的無線通訊要求。
第一連接部2010經由收窄部2013與第四連接部2014連接，在第二實施方式中，第四連接部2014亦呈長條形。收窄部2013與第一連接部2010相連接的一側，與第一連接部2010同寬。收窄部2013與第四連接部2014連接的一側，與第四連接部2014同寬。從收窄部2013向第四連接部2014的方向，收窄部2013的寬度逐漸收窄。值得注意的是，根據不同天線工作頻帶的需求，可以調節第一連接 部2010的長度、收窄部2013的長度及第四連接部2014的長度以滿足特定工作頻帶的阻抗匹配。在本實施方式中，依照上述第一連接部2010、收窄部2013及第四連接部2014的連接方式，多頻帶天線100的第二工作頻帶可以大概穩定在1710兆赫茲(MHz)到1880兆赫茲(MHz)的範圍內，以滿足工作時的無線通訊要求。在其他實施方式中，第一連接部2010、收窄部2013和第四連接部2014皆可設置成其他形狀。
第四連接部2014經由耦合部202與第二輻射部203連接。耦合部202與第四連接部2014相連接的一側與第四連接部2014同寬。在第二實施方式中，從耦合部202向第二輻射部203的方向，耦合部202的寬度逐漸增大。在其他實施方式中，收窄部2013的寬度可依據需求作出相應的改變。耦合部202用於與接地部300形成耦合結構，使得分別經過耦合部202和接地部300的電磁波訊號得以相互耦合，從而擴展了多頻帶天線100工作頻帶的頻寬。
第二輻射部203呈“凸”字形，第二輻射部203的頂部與耦合部202的底部連接。在第二實施方式中，對第一實施方法的第二輻射部203作了進一步改進：第二輻射部203的底部中間位置設置一矩形槽，在矩形槽的上方，第二輻射部203還設置有兩個關於多頻帶天線100中心軸線250對稱的倒L形溝槽以調整多頻帶天線100的第三工作頻帶，第二輻射部203底部邊緣與中心軸線250的交點作為多頻帶天線100的饋入點208，饋入點設置於此，可以使經過輻射部200的電磁波訊號對稱分佈在中心軸線250兩側。在本實施方式中，設置該兩個對稱的倒L形溝槽，多頻帶天線100的第三工作頻帶可以大概穩定在2500兆赫茲(MHz)到2690兆赫茲(MHz) 的範圍內，以滿足工作時的無線通訊要求。在其他實施方式中，可以調整溝槽的形狀以符合不同工作頻帶的要求。
接地部300包括第一接地部301、第二接地部302、第三接地部303及第四接地部304。第二接地部302和第三接地部303分別連接於第一接地部301的同一側。在本實施方式中，第一接地部301呈方形。第二接地部302的一端和第三接地部303的一端分別連接於第一接地部301的兩個相鄰頂點上，在第一接地部301與第二接地部302連接的對側，還連接一方形的第四接地部304。在第二實施方式中，第二接地部302的一端和第三接地部303的一端分別連接於第一接地部301的第一頂點和第二頂點上，且第一頂點和第二頂點為第一接地部301上兩個相鄰的頂點，第二接地部302和第三接地部303關於中心軸線250對稱，從而使得輻射部200中的第四連接部2014、耦合部202及第二輻射部203被包圍於接地部300的內側。
進一步的，第二接地部302和第三接地部303皆向耦合部202彎折以減小第二接地部302、第三接地部303與耦合部202的距離，從而更加接近耦合部202，從而增加了經過該耦合結構的電磁波的耦合量，擴展了多頻帶天線100的工作頻帶的頻寬。第一接地部301頂部邊緣與中心軸線250的交點作為多頻帶天線100的接地點305。
請參閱圖3，圖3為本發明多頻帶天線100一實施方式的回波損耗(Return Loss)測量圖。在圖3中，本多頻帶天線100的工作頻帶為回波損耗低於負10分貝時所對應的頻帶。由此可見，本多頻帶天線具有三個工作頻帶，從而滿足本天線應用在LTE技術中的 要求。
請一併參閱圖4和圖5，圖4為兩個多頻帶天線100相距120毫米時的隔離度測量圖，圖5為兩個多頻帶天線100相距180毫米時的隔離度測量圖。由圖中測量曲線可知，在間距較小的時候，多個多頻帶天線100之間的隔離度較好。也即是說，在應用多個多頻帶天線100構建產品的多輸入多輸出(MIMO)系統時，產品的體積將較小。在此，兩個多頻帶天線100相距一定距離的描述，指的是兩天線100處於同一水平面上，兩多頻帶天線100相互形成左右平行(即沒有角度差)的關係時，兩多頻帶天線100間的直線距離。
本發明實施方式中設計的多頻帶天線100，增益性能較好，同時天線具有多個可用工作頻帶，擴大了天線的應用範圍。
綜上創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本創作之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本創作精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
150‧‧‧印製電路基板
100‧‧‧多頻帶天線
200‧‧‧輻射部
201‧‧‧第一輻射部
202‧‧‧耦合部
203‧‧‧第二輻射部
300‧‧‧接地部
301‧‧‧第一接地部
302‧‧‧第二接地部
303‧‧‧第三接地部

Claims (10)

  1. 一種多頻帶天線，包括輻射部和接地部，該輻射部用於收發電磁波訊號，包括：第一輻射部；第二輻射部；及耦合部，連接於該第一輻射部和該第二輻射部之間；該接地部包括：第一接地部；第二接地部，與該第一接地部的一側連接；及第三接地部，與該第一接地部的一側連接，該第一接地部、該第二接地部和該第三接地部共同形成包圍區域；其中，該耦合部和該第二輻射部皆收容於該包圍區域，該第一輻射部從該包圍區域向外延伸，該耦合部與該接地部形成耦合結構以擴展該多頻帶天線的工作頻帶的頻寬。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻帶天線，其中，該第一輻射部包括：第一連接部；第二連接部，與該第一連接部的一側連接；及第三連接部，與該第一連接部的另一側連接，且該第二連接部和該第三連接部對稱連接於該第一連接部的兩側。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多頻帶天線，其中，該第一連接部呈長條形，該第二連接部和該第三連接部皆呈梯形，該第二連接部的較短底邊和該第三連接部的較短底邊對稱連接於該第一連接部的兩側。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之多頻帶天線，其中，該第一輻射部還包括第 四連接部，該第四連接部經由該耦合部與該第二輻射部連接，且該第四連接部與該耦合部的一側同寬，從該耦合部向該第二輻射部的方向，該耦合部的寬度逐漸增大。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之多頻帶天線，其中，該第一輻射部還包括收窄部和第四連接部，該收窄部連接於該第一連接部和該第四連接部之間，該收窄部的一側與該第一連接部的一側同寬，另一側與該第四連接部的一側同寬。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多頻帶天線，其中，從該收窄部向該第四連接部的方向，該收窄部的寬度逐漸收窄。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多頻帶天線，其中，該第二接地部和該第三接地部皆向該耦合部彎折，以減小該第二接地部與該耦合部之間的距離和減小該第三接地部與該耦合部之間的距離，從而增加經過該耦合結構的電磁波的耦合量。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多頻帶天線，其中，該第二輻射部設置有溝槽。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之多頻帶天線，其中，該溝槽為兩個關於該多頻帶天線的中心軸線對稱的溝槽。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之多頻帶天線，其中，該溝槽呈倒L形。
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