TWI682586B - 多頻天線 - Google Patents

Abstract

一種多頻天線，包括一接地部、一第一輻射部、一第二輻射部、一饋入部及一匹配部。第一輻射部設置於接地部旁，其中接地部與第一輻射部之間存在一第一間隙而形成一第一槽孔，第一槽孔具有位於第一間隙的一第一開口。第二輻射部連接於第一輻射部，饋入部位在第一輻射部與第二輻射部之間。匹配部位在第一槽孔內且連接於第一輻射部與接地部。饋入部至第一開口產生一第一共振模態，且第二輻射部產生一第二共振模態。

Description

多頻天線

本發明是有關於一種天線，且特別是應用於通訊產品之多頻天線。

隨著通訊科技的進步，通訊技術在科技產品的應用日益增加，使得相關的通訊產品也日趨多樣化，具有無線傳輸功能的電子裝置已在生活上成為不可缺少的產品。近年來消費者不僅對通訊產品的功能要求越來越高，對於通訊產品的外觀也偏向窄邊框、大螢幕的設計需求，所以許多具有不同設計以及不同功能的窄邊框螢幕通訊產品不斷地被提出，在通訊產品中，天線的主要功能是用以傳送與接收訊號，而如何使天線具有小尺寸且能夠收發多頻段訊號是近年來熱門的趨勢。

本發明提供一種多頻天線，其可提供良好的多頻無線傳輸。

本發明的一種多頻天線，包括一接地部、一第一輻射部、一第二輻射部、一饋入部及一匹配部。第一輻射部設置於接地部旁，其中接地部與第一輻射部之間存在一第一間隙而形成一第一槽孔，第一槽孔具有位於第一間隙的一第一開口。第二輻射部連接於第一輻射部，饋入部位在第一輻射部與第二輻射部之間。匹配部位在第一槽孔內且連接於第一輻射部與接地部。饋入部至第一開口產生一第一共振模態，且第二輻射部產生一第二共振模態。

在本發明的一實施例中，上述的匹配部設置於第一槽孔內靠近饋入部的位置。

在本發明的一實施例中，上述的匹配部為一最小寬度小於2毫米(mm)之導體或一電感。

在本發明的一實施例中，上述的饋入部至第一開口的共振長度為第一共振模態的0.2~0.3倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的第二輻射部的共振長度為第二共振模態的0.2~0.3倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的第一槽孔的形狀為一字形或是L形。

在本發明的一實施例中，上述的多頻天線更包括一第三輻射部，與第二輻射部間隔一第二間隙，且第二輻射部耦合第三輻射部產生一第三共振模態。

在本發明的一實施例中，上述的饋入部經由第二輻射部耦合至第三輻射部的共振長度為第三共振模態的0.6~0.8倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的第三輻射部在遠離第二輻射部的一端連接至接地部，第三輻射部的共振長度為第三共振模態的0.2~0.3倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的多頻天線更包括一第三輻射部及一第四輻射部。第三輻射部與第二輻射部間隔一第二間隙，且第二間隙具有一第二開口。第四輻射部與第三輻射部間隔一第三間隙，且第三間隙具有一第三開口，而第四輻射部在遠離第三輻射部的一端連接至接地部，其中饋入部、第二輻射部、第三輻射部、第四輻射部與接地部形成一第二槽孔以產生一第三共振模態。

在本發明的一實施例中，上述的饋入部至第三開口的共振長度為第三共振模態的0.4~0.6倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的多頻天線形成於一基板。

基於上述，本發明的多頻天線藉由將匹配部連接於第一輻射部與接地部的設計，即利用電感性導體或電感元件來改善阻抗不匹配之影響，以使多頻天線具有較佳的阻抗匹配，而使得饋入部至第一開口產生第一共振模態，且第二輻射部產生第二共振模態。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明的一實施例的一種多頻天線的示意圖。圖2是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。請參閱圖1，本實施例的多頻天線100包括一接地部130、一第一輻射部110、一第二輻射部120、一饋入部105及一匹配部140。在本實施例中，接地部130、第一輻射部110、及第二輻射部120為導體，例如是金屬。在本實施例中，匹配部140以一具有最小寬度小於2毫米(mm)之導體為例，但在其他實施例中，匹配部140也可以是一電感。在本實施例中，多頻天線100可使用金屬線切割成型，但不以此為限。在其他實施例中，如圖2所示，多頻天線100’可形成於一基板102上，且此基板102可為一印刷電路基板或一塑膠支架，但基板102的種類不以此為限制。

請續參圖2，接地部130與第一輻射部110設置於基板102上且第一輻射部110設置於接地部130旁，接地部130與第一輻射部110之間存在一第一間隙I1而形成一第一槽孔S1。在本實施例中，第一槽孔S1為一字形，但不以此為限。此外，第二輻射部120設置於基板102上且連接於第一輻射部110。

在本實施例中，饋入部105位在第一輻射部110與第二輻射部120之間，一同軸纜線150連接於饋入部105與接地部130之間。

匹配部140位在第一槽孔S1內且連接於第一輻射部110與接地部130。在本實施例中，匹配部140是設置於第一槽孔S1內靠近饋入部105的位置。本實施例的多頻天線100’藉由連接於第一輻射部110與接地部130的匹配部140設計，透過電感性導體或電感元件來改善阻抗不匹配之影響，使多頻天線100’具有較佳的阻抗匹配。在本實施例中，匹配部140在延伸方向上的寬度W可為相等或不相等，但最小寬度需小於2毫米(mm)。

要說明的是，在本實施例中，第一槽孔S1在遠離饋入部105的一端具有一第一開口O1，第一開口O1位於第一間隙I1，第一槽孔S1在饋入部105至第一開口O1產生一第一共振模態且共振長度為第一共振模態的0.2~0.3倍波長。此外，在本實施例中，第二輻射部120產生一第二共振模態且共振長度為第二共振模態的0.2~0.3倍波長。

圖3是圖2的多頻天線100’的共振模態的示意圖。請參閱圖3，在本實施例中，多頻天線100’可具有良好的第一共振模態與第二共振模態，而提供多頻的功能。第一共振模態例如是2.4G頻段(約在2.4GHz至2.5GHz之間)，第二共振模態例如是5G頻段(約在4.8GHz至5.5GHz之間)，當然，第一共振模態與第二共振模態的頻段範圍不以此為限制。

一般而言，行動通訊裝置的天線會配置在邊框處，若行動通訊裝置要在有限的機體尺寸下提供大屏幕，多使用窄邊框設計，但窄邊框設計會限縮天線空間，使得小尺寸天線電容性電抗增加，造成阻抗不匹配而影響天線設計難度。本實施例的多頻天線100’具有匹配部140的設計，透過電感性導體或電感元件來改善阻抗不匹配之影響，而可應用於窄邊框的行動通訊裝置，並且提供良好的多頻無線傳輸的需求。在一實施例中，多頻天線100’的高度H可以縮減到約4毫米(mm)，而具有相當小的高度。

下面將介紹其他實施態樣的多頻天線。需說明的是，在下面的實施例中，與前一實施例相同或是相似的元件以相同或是相似的符號表示，不再多加贅述，僅就主要差異之處進行說明。

圖4是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。請參閱圖4，圖4的多頻天線100a與圖2的多頻天線100’的主要差異在於，第一槽孔S1具有不同的形狀。在本實施例中，第一槽孔S1的形狀接近於L形，而使第一槽孔S1在延伸方向上具有不同的寬度。

圖5是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。請參閱圖5，圖5的多頻天線100b與圖2的多頻天線100’的主要差異在於，在本實施例中，多頻天線100b更包括一第三輻射部160，設置於基板102上且與第二輻射部120間隔一第二間隙I2，第二間隙I2例如是小於3毫米(mm)。

在本實施例中，饋入部105經由第二輻射部120耦合至第三輻射部160產生一第三共振模態且共振長度為第三共振模態的0.6~0.8倍波長。藉此，在本實施例中，多頻天線100b除了透過饋入部105至第一開口O1產生一第一共振模態，第二輻射部120產生一第二共振模態之外，還可以透過第二輻射部120耦合第三輻射部160產生一第三共振模態。

圖6是圖5的多頻天線的共振模態的示意圖。請參閱圖6，本實施例的多頻天線100b可以共振出第一共振模態、第二共振模態及第三共振模態。第一共振模態例如是2.4G頻段(約在2.4GHz至2.5GHz之間)，第二共振模態與第三共振模態合成一寬頻模態，例如是5G頻段(約在4.8GHz至5.9GHz之間)，而可提供良好的多頻品質。當然，第一共振模態、第二共振模態及第三共振模態的頻段範圍不以此為限制。

圖7是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。請參閱圖7，圖7的多頻天線100c與圖5的多頻天線100b的主要差異在於，在本實施例中，第三輻射部160c在遠離第二輻射部120的一端連接至接地部130。也就是說，在本實施例中，第三輻射部160c呈倒L型。

在本實施例中，第三輻射部160c的共振長度為第三共振模態的0.2~0.3倍波長。在本實施例中，多頻天線100c透過饋入部105至第一開口O1產生第一共振模態，第二輻射部120產生第二共振模態，第二輻射部120耦合第三輻射部160c產生第三共振模態，而提供多頻的功能。

圖8是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。請參閱圖8，圖8的多頻天線100d與圖5的多頻天線100b的主要差異在於，在本實施例中，多頻天線100d更包括一第四輻射部170。第四輻射部170設置於基板102上且與第三輻射部160間隔一第三間隙I3，第三間隙I3例如小於3毫米(mm)。在本實施例中，第四輻射部170的延伸方向垂直於第三輻射部160的延伸方向，且第四輻射部170在遠離第三輻射部160的一端連接至接地部130。

由圖8可見，在本實施例中，饋入部105、第二輻射部120、第三輻射部160、第四輻射部170與接地部130共同環繞出一第二槽孔S2，第二輻射部120與第三輻射部160之間具有位於第二間隙I2的一第二開口O2，且第三輻射部160與第四輻射部170之間具有位於第三間隙I3的一第三開口O3。

在本實施例中，饋入部105至第三開口O3的共振長度為第三共振模態的0.4~0.6倍波長。多頻天線100d透過饋入部105至第一開口O1產生第一共振模態，第二輻射部120產生第二共振模態，且饋入部105、第二輻射部120、第三輻射部160、第四輻射部170及接地部130產生一第三共振模態，而提供多頻的功能。

綜上所述，本發明的多頻天線藉由將匹配部連接於第一輻射部與接地部的設計，即利用電感性導體或電感元件來改善阻抗不匹配之影響，以使多頻天線具有較佳的阻抗匹配，而使得饋入部至第一開口產生第一共振模態，且第二輻射部產生第二共振模態，甚至還可搭配第三輻射部(或第三輻射部與第四輻射部)產生第三共振模態，以提供多頻的功能。此外，本發明的多頻天線在整體上可具有較小的高度，屬於低姿態(Low Profile)天線，而可應用於窄邊框的行動通訊裝置，並且提供良好的多頻無線傳輸的需求。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

H‧‧‧高度I1‧‧‧第一間隙I2‧‧‧第二間隙I3‧‧‧第三間隙O1‧‧‧第一開口O2‧‧‧第二開口O3‧‧‧第三開口W‧‧‧寬度S1‧‧‧第一槽孔S2‧‧‧第二槽孔100、100’、100a、100b、100c、100d‧‧‧多頻天線102‧‧‧基板105‧‧‧饋入部110‧‧‧第一輻射部120‧‧‧第二輻射部130‧‧‧接地部140‧‧‧匹配部150‧‧‧同軸纜線160、160c‧‧‧第三輻射部170‧‧‧第四輻射部

圖1是依照本發明的一實施例的一種多頻天線的示意圖。 圖2是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。 圖3是圖2的多頻天線的共振模態的示意圖。 圖4是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。 圖5是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。 圖6是圖5的多頻天線的共振模態的示意圖。 圖7是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。 圖8是依照本發明的另一實施例的一種多頻天線的示意圖。

H‧‧‧高度

I1‧‧‧第一間隙

O1‧‧‧第一開口

W‧‧‧寬度

S1‧‧‧第一槽孔

100’‧‧‧多頻天線

102‧‧‧基板

105‧‧‧饋入部

110‧‧‧第一輻射部

120‧‧‧第二輻射部

130‧‧‧接地部

140‧‧‧匹配部

150‧‧‧同軸纜線

Claims (11)

1. 一種多頻天線，包括：一接地部；一第一輻射部，設置於該接地部旁，其中該接地部與該第一輻射部之間存在一第一間隙而形成一第一槽孔，其中該第一槽孔具有位於該第一間隙的一第一開口；一第二輻射部，連接於該第一輻射部；一饋入部，位在該第一輻射部與該第二輻射部之間；以及一匹配部，位在該第一槽孔內且連接於該第一輻射部與該接地部，該匹配部為一最小寬度小於2毫米(mm)之導體或一電感，其中該饋入部至該第一開口產生一第一共振模態，且該第二輻射部產生一第二共振模態。
2. 如申請專利範圍第1項所述的多頻天線，其中該匹配部設置於該第一槽孔內靠近該饋入部的位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的多頻天線，其中該饋入部至該第一開口的共振長度為該第一共振模態的0.2~0.3倍波長。
4. 如申請專利範圍第1項所述的多頻天線，其中該第二輻射部的共振長度為該第二共振模態的0.2~0.3倍波長。
5. 如申請專利範圍第1項所述的多頻天線，其中該第一槽孔的形狀為一字形或是L形。
6. 如申請專利範圍第1項所述的多頻天線，更包括： 一第三輻射部，與該第二輻射部間隔一第二間隙，且該第二輻射部耦合該第三輻射部產生一第三共振模態。
7. 如申請專利範圍第6項所述的多頻天線，其中該饋入部經由該第二輻射部耦合至該第三輻射部的共振長度為該第三共振模態的0.6~0.8倍波長。
8. 如申請專利範圍第6項所述的多頻天線，其中該第三輻射部在遠離該第二輻射部的一端連接至該接地部，該第三輻射部的共振長度為該第三共振模態的0.2~0.3倍波長。
9. 如申請專利範圍第1項所述的多頻天線，更包括：一第三輻射部，與該第二輻射部間隔一第二間隙，且該第二間隙具有一第二開口；一第四輻射部，與該第三輻射部間隔一第三間隙，且該第三間隙具有一第三開口，該第四輻射部在遠離該第三輻射部的一端連接至該接地部，其中該饋入部、該第二輻射部、該第三輻射部、該第四輻射部與該接地部形成一第二槽孔以產生一第三共振模態。
10. 如申請專利範圍第9項所述的多頻天線，其中該饋入部至該第三開口的共振長度為該第三共振模態的0.4~0.6倍波長。
11. 如申請專利範圍第1項或第6項或第9項所述的多頻天線，其中該多頻天線形成於一基板上。

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