TWI628851B - 多頻天線結構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種多頻天線結構，該多頻天線結構包括高頻部、第一低頻部、第二低頻部、饋入端、第一接地端和第二接地端，所述高頻部包括輻射金屬片、第一輻射臂和第二輻射臂，且該第一輻射臂和該第二輻射臂分別連接於該輻射金屬片的相對的兩邊，該輻射金屬片與該饋入端連接，該第一低頻部環繞該第一輻射臂設置，該第二低頻部環繞該第二輻射臂設置，該第二接地端與該第一接地端連接，該第一低頻部與該第二低頻部分別與該高頻部的第一輻射臂和第二輻射臂耦合。

Description

多頻天線結構
本發明涉及天線結構，尤其涉及一種多頻天線結構。
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(如LTE頻帶)的天線元件發展。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，天線元件一般結構較為複雜，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。如何於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。
鑒於以上情況，有必要提供一種體積較小的多頻天線結構。
一種多頻天線結構，設置於一介質基板上，該多頻天線結構包括高頻部、第一低頻部、第二低頻部、饋入端、第一接地端和第二接地端，所述高頻部包括輻射金屬片、第一輻射臂和第二輻射臂，且該第一輻射臂和該第二輻射臂分別連接於該輻射金屬片的相對的兩邊，該輻射金屬片與 該饋入端連接，該第一低頻部環繞該第一輻射臂設置，該第二低頻部環繞該第二輻射臂設置，該第二接地端與該第一接地端連接，該第一低頻部與該第二低頻部分別與該高頻部的第一輻射臂和第二輻射臂耦合。
所述多頻天線結構具有雙輻射臂的高頻部及迴路天線的形式的第一低頻部和第二低頻部，並與該高頻部形成雙端耦合的饋入方式，縮小天線整體尺寸的同時保證了較寬的頻帶寬度，適用於各類輕薄智慧型無線通訊終端設備。
100‧‧‧多頻天線結構
200‧‧‧介質基板
10‧‧‧高頻部
11‧‧‧第一輻射臂
12‧‧‧第二輻射臂
13‧‧‧饋入端
14‧‧‧輻射金屬片
21‧‧‧第一低頻部
211‧‧‧第一輻射段
212‧‧‧第二輻射段
2122‧‧‧第一連接體
2124‧‧‧第二連接體
213‧‧‧第三輻射段
22‧‧‧第一接地端
31‧‧‧第二低頻部
311‧‧‧第一連接段
312‧‧‧第二連接段
313‧‧‧第三連接段
32‧‧‧第二接地端
41‧‧‧第一低頻部反射係數曲線
42‧‧‧第二低頻部反射係數曲線
43‧‧‧多頻天線反射係數曲線
61‧‧‧多頻天線輻射效率曲線
71‧‧‧多頻天線總效率曲線
S1‧‧‧第一溝槽
S2‧‧‧第二溝槽
圖1為本發明較佳實施方式的多頻天線結構圖。
圖2為圖1所示多頻天線結構的高頻部及第一低頻部結構圖。
圖3為圖1所示多頻天線結構的高頻部及第二低頻部結構圖。
圖4為圖1所示多頻天線結構與其第一低頻部和第二低頻部的反射係數曲線對比示意圖。
圖5為圖1所示多頻天線結構的反射係數曲線示意圖。
圖6為圖1所示多頻天線結構的輻射效率曲線示意圖。
圖7為圖1所示多頻天線結構的總效率曲線示意圖。
請參閱圖1，本發明較佳實施例提供一種多頻天線結構100，其可應用於行動電話、平板電腦等無線通訊裝置中。該多頻天線結構100設置於一介質基板200上，其包括高頻部10、第一低頻部21、第二低頻部31、饋入端13、第一接地端22和第二接地端32。該高頻部10包括第一輻 射臂11、第二輻射臂12和輻射金屬片14；該第一低頻部21環繞該第一輻射臂11設置；該第二低頻部31環繞該第二輻射臂設置。
該介質基板200為一無線通訊裝置的系統電路板，具體地，其為所述系統電路板上一淨空區域。
本實施例中，該輻射金屬片14平行地設置於所述介質基板200上方；該饋入端13為垂直連接於該輻射金屬片14和該介質基板200之間，以從該介質基板200獲取電流訊號。該第一輻射臂11為一條狀片體，其連接於該輻射金屬片14上，並與該輻射金屬片14共面。該第二輻射臂12連接於該輻射金屬片14上相對於所述第一輻射臂11的一邊，並與該輻射金屬片14共面。本實施例中，該第二輻射臂12靠近該輻射金屬片14一端的寬度比遠離該輻射金屬片14一端稍窄。
請參閱圖2，該第一低頻部21包括第一輻射段211、第二輻射段212和第三輻射段213。該第一接地端22平直地設置於所述介質基板200上，並藉由該介質基板200接地。該第一輻射段211為一條狀片體，其設置於該介質基板200的一側，並垂直連接於該第一接地端22；該第二輻射段212包括相互垂直的第一連接體2122及第二連接體2124，該第一連接體2122及第二連接體2124均為兩互相垂直的矩形片體，該第一連接體2122連接於該第一輻射段211，且垂直於該介質基板200，該第二連接體2124與該介質基板200平行。該第三輻射段213為一條狀片體，其垂直地連接於該第二輻射段212，並與所述第一輻射臂11平行。本實施例中，該第三輻射段213與該第一輻射臂11之間形成第一溝槽S1，藉由調整該第一溝槽S1的寬度，該第一輻射臂11上的電流可以耦合饋入該第三輻射段213。
請參閱圖3，該第二低頻部31包括第一連接段311、第二連接段312和第三連接段313。該第二接地端32為一條狀片體，其電性連接於所述第一接地端22相對於所述第一輻射段211的一端，且與所述介質基板200垂直。該第一連接段311為一條狀片體，其垂直地連接於該第二接地端32相對於該介質基板200的一端，且與所述第二輻射臂12平行。該第二連接段312為一兩邊互相垂直成角形相連的片體，其垂直的連接於第一連接段311與第三連接段313之間。該第三連接段313為一條狀片體，其與所述第二輻射臂12平行設置。本實施例中，該第三連接段313與該第二輻射臂12之間形成第二溝槽S2，藉由調整該第二溝槽S2的寬度，該第二輻射臂12上的電流可以耦合饋入該第三連接段313。
請一併參閱圖4和圖5，所述多頻天線的反射係數分別如圖4中第一低頻部反射係數曲線41、第二低頻部反射係數曲線42、多頻天線反射係數曲線43所示。從圖5中可以看出，所述多頻天線的反射係數小於-6dB的共振模態頻段為0.691GHz~0.960GHz以及1.710GHz~2.550GHz，完整包含了LTE700/GSM850/GSM900(704~960MHz)、DCS/PCS/UMTS/TE2300(1710~2400MHz)七個頻段。
請一併參閱圖6和圖7，所述多頻天線結構100的輻射效率和總效率分別如圖6中多頻天線輻射效率曲線61和圖7中多頻天線總效率曲線71所示。從圖中可以看出，該多頻天線結構100於其工作頻帶範圍內具有良好的輻射效率特性。
下面進一步說明該多頻天線結構100的工作原理，電流訊號從饋入端13饋入後，再藉由該高頻部10的第一輻射臂11及第一溝槽S1和 該第一低頻部21的第三輻射段213形成電容耦合的方式饋入到該第一低頻部21上，並藉由該第一接地端22形成電流迴路，從而激發低頻第一共振模態。
電流訊號經饋入端13饋入後，再藉由該高頻部10的第二輻射臂12及第二溝槽S2和該第二低頻部31的第三連接段313形成電容耦合的方式饋入到該第二低頻部31上，並藉由該第二接地端32形成電流迴路，從而激發低頻第二共振模態。
高頻第一共振模態由高頻部10的第一輻射臂11、第二輻射臂12和輻射金屬片14共同激發，並藉由與該第一低頻部21和該第二低頻部31的諧振形成電流迴路；高頻第二共振模態主要由該高頻部10的第一輻射臂11激發，並藉由與該第一低頻部21的諧振形成電流迴路。
所述多頻天線結構10藉由所述高頻部10和所述第一低頻部21及第二低頻部31實現電容式耦合饋入，有效地減少了共振長度，縮小了天線的體積。於本實施例中，該多頻天線結構100的尺寸為60mm×13mm×4mm，適用於各類輕薄智慧型無線通訊終端設備。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可於本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含於本發明所要求保護的範圍之內。

Claims (9)

  1. 一種多頻天線結構，設置於一介質基板上，其改良在於：該多頻天線結構包括高頻部、第一低頻部、第二低頻部、饋入端、第一接地端和第二接地端，該高頻部包括輻射金屬片、第一輻射臂和第二輻射臂，且該第一輻射臂和該第二輻射臂分別連接於該輻射金屬片的相對的兩邊，該輻射金屬片與該饋入端連接，該第一低頻部環繞該第一輻射臂設置，該第二低頻部環繞該第二輻射臂設置，該第二接地端與該第一接地端連接，該第一低頻部與該第二低頻部分別與該高頻部的第一輻射臂和第二輻射臂耦合，該第一低頻部包括第一輻射段、第二輻射段和第三輻射段，該第一輻射段位於與該第一接地端所在平面相垂直的平面內，且垂直連接於該第一接地端的一端，該第二輻射段包括第一連接體及第二連接體，該第一連接體與該第一輻射段共面設置，且垂直連接於該第一輻射段遠離該第一接地端的一端，該第二連接體設置於與該第一接地端所在平面平行的平面，且垂直連接至該第一連接體遠離該第一輻射段的一端，該第三輻射段與該第二連接體共面設置，該第三輻射段垂直連接至該第二輻射體遠離該第一輻射體的一端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該第三輻射段與該第一輻射臂平行設置，該第三輻射段與該第一輻射臂之間形成第一溝槽，該第一輻射臂上的電流藉由該第一溝槽耦合饋入至該第三輻射段。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該第二低頻部包括第一連接段、第二連接段和第三連接段，該第一連接段垂直地連接於該第二接地端相對於該介質基板的一端，且與該第二輻射臂平行，該第二連接段垂直地連接於該第一連接段與該第三連接段之間，該第三連接段與該第二輻射臂平行。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多頻天線結構，其中該第三連接段與該第二輻射臂之間形成第二溝槽，該第二輻射臂上的電流藉由該第二溝槽耦合饋入至該第三連接段。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該輻射金屬片平行地設置於該介質基板上方，且該輻射金屬片所在的平面與該第一輻射臂和該第二輻射臂所在的平面共面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該饋入端為一條狀片體，且該饋入端垂直連接於該輻射金屬片和該介質基板之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該第一輻射臂和該第二輻射臂均為條狀片體，且該第一輻射臂和該第二輻射臂所在的平面與該輻射金屬片共面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該第一接地端平直地設置於該介質基板上，並藉由該介質基板接地。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線結構，其中該第二接地端連接於該第一接地端相對於該第一低頻部的一端，且與該介質基板垂直。
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