TWI619314B - 多頻天線 - Google Patents

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Abstract

本發明提供多頻天線，其包括饋入端、第一接地端、第二接地端、回路微帶線、低頻諧振元件、高頻諧振元件及寄生微帶線。所述回路微帶線連接於所述饋入端與第一接地端之間，該低頻諧振元件與高頻諧振元件連接於該回路微帶線，該寄生微帶線電連接於第二接地端。該高頻諧振元件包括第一開路微帶線和第二開路微帶線，該低頻諧振元件激發出低頻諧振模態，該高頻諧振元件激發出高頻諧振模態。該第二開路微帶線與該低頻諧振元件耦合，用於降低該低頻諧元件的電氣特性長度。該寄生微帶線與第一開路微帶線耦合，用於增加該多頻天線在高頻頻段的頻寬。上述的多頻天線體積小，且可接收多頻段訊號。

Description

多頻天線
本發明涉及一種多頻天線，尤其涉及一種可接收多個頻段的多頻天線。
在無線通訊裝置中，用來發射、接收無線電波以傳遞、交換無線電資料訊號的天線裝置，無疑是無線通訊裝置中最重要的元件之一。 近年來各種使用不同工作頻帶的通訊系統及應用的不斷出現，則使得天線的設計朝向涵蓋多個系統頻帶的多頻天線發展。為了確保無線通訊裝置於使用不同工作頻帶的多種無線通訊系統中均可進行訊號傳輸，該天線裝置必須能夠收發多種不同頻率之訊號。另一方面，多頻天線一般結構較為複雜，但由於天線模組的外觀亦趨向於輕薄與微型化，使得天線設計除了寬頻之外，亦需同時具備有小型化的特徵。如何在不增加無線通訊裝置體積的前提下使天線具有寬頻的特性，已成為各家天線廠商最大的挑戰。
有鑑於此，有必要提供一種可接收多頻段訊號且體積小的多頻天線。
一種多頻天線，其包括饋入端、第一接地端、第二接地端、回路微帶線、低頻諧振元件、高頻諧振元件及寄生微帶線，所述回路微帶線連接於所述饋入端與第一接地端之間，該低頻諧振元件與高頻諧振元件連接於該回路微帶線，該寄生微帶線電連接於第二接地端，該高頻諧振元件包括第一開路微帶線和第二開路微帶線，該低頻諧振元件激發出低頻諧 振模態，該高頻諧振元件用於激發出高頻諧振模態；該第二開路微帶線與該低頻諧振元件耦合，用於降低該低頻諧元件的電氣特性長度；該寄生微帶線與第一開路微帶線耦合，用於增加該多頻天線在高頻頻段的頻寬。
所述多頻天線利用低頻諧振元件與高頻諧振元件耦合，減小低頻諧振元件的電氣特性長度，實現天線的小型化，同時藉由高頻諧振元件與寄生微帶耦合，增加了該多頻天線在高頻頻段的頻寬以及效率。
100‧‧‧多頻天線
10‧‧‧饋入端
12‧‧‧第一接地端
14‧‧‧第二接地端
16‧‧‧第一耦合間隙
18‧‧‧第二耦合間隙
20‧‧‧回路微帶線
21‧‧‧第一連接段
22‧‧‧第二連接段
23‧‧‧第三連接段
24‧‧‧第四連接段
30‧‧‧低頻諧振元件
31‧‧‧第一結合段
32‧‧‧第二結合段
33‧‧‧第三結合段
34‧‧‧第四結合段
35‧‧‧第五結合段
351‧‧‧凹部
36‧‧‧第六結合段
40‧‧‧高頻諧振元件
41‧‧‧第一開路微帶線
411‧‧‧第一彎折段
412‧‧‧第二彎折段
413‧‧‧第三彎折段
42‧‧‧第二開路微帶線
421‧‧‧第一曲折段
422‧‧‧第二曲折段
423‧‧‧第三曲折段
424‧‧‧第四曲折段
50‧‧‧寄生微帶線
51‧‧‧第一寄生段
52‧‧‧第二寄生段
53‧‧‧第三寄生段
圖1為本發明較佳實施方式的多頻天線的立體示意圖；圖2為圖1所示的多頻天線的回波損耗示意圖。
請參閱圖1，本發明提供一種多頻天線100，其應用於行動電話、平板電腦等無線通訊裝置(圖未示)中，用於收發無線訊號。
本發明較佳實施方式的多頻天線100包括饋入端10、第一接地端12、第二接地端14、回路微帶線20、低頻諧振元件30、高頻諧振元件40及寄生微帶線50。
該饋入端10用於與無線通訊裝置的電路板上的訊號饋入點(圖未示)電性連接，以為多頻天線100饋入電流。
該回路微帶線20連接於饋入端10與第一接地端12之間，該回路微帶線20包括依次連接的第一連接段21、第二連接段22、第三連接段23及第四連接段24。該第一連接段21呈L型，一端連接於該饋入端10，另一端連接於第二連接段22。該第二連接段22垂直於該第一連接段21，朝第一接地端12延伸直至連接第三連接段23。該第三連接段23呈U型結構，該第四連接段24一端連接第一接地端12，另一端連接第三連接段23。所述第二 連接段22及第四連接段24延伸方向相同且位於同一直線上。
該低頻諧振元件30包括依次連接的第一結合段31、第二結合段32、第三結合段33、第四結合段34、第五結合段35及第六結合段36。該第一結合段31由第二連接段22平直延伸而出，該第二結合段32與該第一結合段31之間的夾角略大於九十度，該第三結合段33平行於該第一結合段31。 所述第四結合段34呈弧型片狀，一端垂直連接於第三結合段33，另一端連接第五結合段35。該第五結合段35垂直於該第四結合段34，且該第五結合段35設有一凹部351。該第六結合段36大致呈C形，其一端垂直於連接於第五結合段35，另一末端靠近第五結合段35。該第一結合段31、第二結合段32、第三結合段33及第四結合段34所在平面垂直或大致垂直於第五結合段35。
該高頻諧振元件40包括第一開路微帶線41及第二開路微帶線42。
該第一開路微帶線41包括第一彎折段411、第二彎折段412及第三彎折段413，該第一彎折段411大致呈L型，一端垂直連接於低頻諧振元件30的第一結合段31，另一端連接第二彎折段412。該第三彎折段413由第二彎折段412延伸而出，且第三彎折段413的寬度大於第二彎折段412。 該第一彎折段411垂直或大約垂直於第二彎折段412與第三那彎折段413所在平面。
該第二開路微帶線42包括依次連接的第一曲折段421、第二曲折段422、第三曲折段423及第四曲折段424。該第一曲折段421由與第一開路微帶線41的的第一彎折段411延伸，且與第二彎折段412的延伸方向相反。 第二曲折段422凸起延伸而出，且延伸方向和第一曲折段421相同。該第三曲折段423大致呈L型，兩端分別垂直於第二曲折段422及第四曲折段424。 該第四曲折段424平行於該第三結合段33，且該第四曲折段424與第三結合段33之間形成第一耦合間隙16。該第三曲折段423及第四曲折段425所在平面垂直或大約垂直於第一曲折段421與第二曲折段422。
該寄生微帶線50連接於第二接地端14，該寄生微帶線50包括依次連接的第一寄生段51、第二寄生段52及第三寄生段53。該第一寄生段51連接於該第二接地端14，該第二寄生段52平行於該第二彎折段412，該第二寄生段52與第三彎折段413之間形成第二耦合間隙18。該第三寄生段53大致呈C形。寄生微帶線50與回路微帶線20大致位於同一平面。
當該饋入端10饋入電流時，該低頻諧振元件30激發出一低頻共振模態，從而該多頻天線100可工作於頻率範圍在824MHz~960MHz之間的GSM頻段。此外，第二開路微帶線42與低頻諧振元件30之間耦合，從而改善低頻諧振元件30的阻抗匹配及減小低頻諧振元件30的共振頻率，從而減小低頻諧振元件30的電氣特性長度，減小了多頻天線100的尺寸。藉由調整該第一耦合間隙16來調節第二開路微帶線42與低頻諧振元件30之間的耦合狀態，從而調節低頻諧振元件30的阻抗匹配以及低頻諧振元件30的尺寸。該高頻諧振元件40用於激發出第一高頻模態及第二高頻模態，從而該多頻天線100可工作於頻率範圍在1710MHz~2170MHz之間的DCS/PCS/WCDMA頻段。寄生微帶線50與第一開路微帶線41進行耦合，以改善高頻第一模態及高頻第二模態的頻寬和共振頻率的阻抗匹配。此外，藉由調節第二耦合間隙18的寬度，可對高頻第一模態及高頻第二模態的頻寬和共振頻率的阻抗匹配進行調節。
請參閱圖2，所示為本發明多頻天線100的回波損耗(Return Loss，RL)測量結果示意圖。由圖可以看出，該多頻天線100於GSM/DCS/PCS/WCDMA頻段下均可滿足天線工作設計要求。 本發明多頻天線100利用低頻諧振元件30實現低頻諧振模態，藉由低頻諧振元件30與高頻諧振元件40的耦合，從而減小低頻諧振元件30的電氣特性長度，實現天線的小型化，同時藉由高頻諧振元件40與寄生微帶線50耦合，增加了該多頻天線100在高頻頻段的頻寬以及效率。

Claims (8)

  1. 一種多頻天線，包括饋入端、第一接地端、第二接地端，其改良在於：所述多頻天線還包括回路微帶線、低頻諧振元件、高頻諧振元件及寄生微帶線，所述回路微帶線連接於所述饋入端與第一接地端之間，該低頻諧振元件與高頻諧振元件連接於該回路微帶線，該寄生微帶線電連接於第二接地端，該高頻諧振元件包括第一開路微帶線和第二開路微帶線，該低頻諧振元件激發出低頻諧振模態，該高頻諧振元件用於激發出高頻諧振模態；該第二開路微帶線與該低頻諧振元件耦合，用於降低該低頻諧振元件的電氣特性長度；該寄生微帶線與第一開路微帶線耦合，用於增加該多頻天線在高頻頻段的頻寬，該回路微帶線連接於饋入端與第一接地端之間，該回路微帶線包括依次連接的第一連接段、第二連接段、第三連接段及第四連接段，該第一連接段呈L型，一端連接於該饋入端，另一端連接於第二連接段，該第二連接段垂直於該第一連接段，朝第一接地端延伸直至連接第三連接段，該第三連接段呈U型結構，該第四連接段一端連接第一接地端，另一端連接第三連接段，所述第二連接段及第四連接段延伸方向相同且位於同一直線上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中：該低頻諧振元件與第二開路微帶線之間設有第一耦合間隙。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多頻天線，其中：該第一開路微帶和寄生微帶線之間設有第二耦合間隙。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中：該低頻諧振元件包括依次連接的第一結合段、第二結合段、第三結合段、第四結合段、第五結合段及第六結合段，該第一結合段由第二連接段平直延伸而出，該第二結合段與該第一結合段之間的夾角略大於九十度，該第三 結合段平行於該第一結合段，所述第四結合段呈弧型片狀，一端垂直連接於第三結合段，另一端連接第五結合段，該第五結合段垂直於該第四結合段，且該第五結合段設有一凹部，該第六結合段一端垂直於第五結合段，另一端靠近第五結合段，第二結合段、第三結合段及第四結合段所在平面垂直或大致垂直於第五結合段。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多頻天線，其中：該第一開路微帶線包括第一彎折段、第二彎折段及第三彎折段，該第一彎折段大致呈L型，一端垂直連接於低頻諧振元件的第一結合段，另一端連接第二彎折段，該第三彎折段由第二彎折段延伸而出，且第三彎折段的寬度大於第二彎折段，該第一彎折段垂直於第二彎折段與第三那彎折段所在平面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多頻天線，其中：該第二開路微帶線包括依次連接的第一曲折段、第二曲折段、第三曲折段及第四曲折段，該第一曲折段與第一開路微帶線的第二彎折段的延伸方向相反，第二曲折段凸起延伸而出，且延伸方向和第一曲折段相同，該第三曲折段大致呈L型，兩端分別垂直於第二曲折段及第四曲折段，該第四曲折段平行於該第三結合段，該第三曲折段及第四曲折段所在平面垂直於第一曲折段與第二曲折段。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之多頻天線，其中：該寄生微帶線電連接於第二接地端，該寄生微帶線包括依次連接的第一寄生段、第二寄生段及第三寄生段，該第一寄生段連接於該第二接地端，該第三寄生段呈C型。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中：所述多頻天線工作在低頻帶824MHz~960MHz，高頻帶1710MHz~2170MHz。
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