TWI816553B - 行動通訊裝置的八頻段微型立體天線 - Google Patents
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Abstract
一種行動通訊裝置的八頻段微型立體天線：一天線基體、一第一金屬元件以及一第二金屬元件。設置於天線基體上的第一金屬元件以及第二金屬元件，使得本發明的八頻段微型立體天線能以高於50%的天線效率收發第一頻段至第八頻段的無線電波，而適用於例如智慧型手機的手持通訊裝置中。
Description
本發明相關於一種行動通訊裝置的天線，特別是相關於一種八頻段微型立體天線。
隨著無線通訊技術科技的快速發展，使得智慧型手機廣為大眾所使用。但無線通訊技術快速發展至今，己由原先2G/3G/4G（WCDMA）演進至現有的5G，並且在全球因法令規定，區分出60個以上不同頻段作為使用。因為智慧型手機裝置的功能增加且必需方便攜帶，而有縮小體積緊實化的要求。天線係用來發射及接收無線訊號，以達到智慧型手機通話及傳輸資料之功能，由於需符合全球各地多頻段之區別均可使用之目的，因此如何壓縮天線體積之多頻輻射功能，為業界深入探討的議題。
在習知技術中，平面倒F式天線（planar inverted-F antenna）被廣泛利用於通訊產品內建天線之設計。平面倒F式天線可運用於多頻帶設計，於同一體積內所設計出之倒F天線，各性能均可比單極天線（monopole antenna）來得好，但其寬頻效益及高增益性仍多有限制。通常倒F天線經常被設計於可諧振出兩頻或三頻段共振操作。對於四頻以上多頻段共振設計於同一天線單體上，其效果仍有待改進。
因此，本發明的目的即在提供一種八頻段微型立體天線，在八個頻段具有良好的天線效率。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種八頻段微型立體天線，包含：一天線基體，具有一下表面、一前表面、一右表面及一上表面；一第一金屬元件，包括一第一訊號饋入端、一第一區段、一第一分支段、一第二區段、一第三區段、一第四區段、一第一輻射部以及一第二輻射部，該第一區段自該第一訊號饋入端向上延伸，該第一分支段設置於該下表面並自該第一區段向左右延伸，該第二區段設置於該前表面並自該第一分支段的左段向上延伸，該第三區段設置於該上表面並自該第二區段向右延伸，該第四區段設置於該右表面並自該第三區段向下延伸，該第二輻射部設置於該前表面並自該第四區段而向左延伸，該第一輻射部設置於該前表面並自該第二輻射部而向下延伸；以及一第二金屬元件，包括一第二訊號饋入端、一第五區段、一第六區段、一第七區段、一第三輻射部、一第四輻射部、一第五輻射部、一第六輻射部、一第七輻射部以及一第八輻射部，該第二訊號饋入點位於該第一訊號饋入點的右方，該第五區段自該第二訊號饋入端向上延伸，該第六區段設置於該下表面並自該第五區段向前延伸，該第七區段設置於上表面並自該該第六區段向上延伸，該第七區段具有一第七區段下段、一第七區段中段、一第七區段左折上段及一第七區段右折上段，該第三輻射部設置於該前表面並自該第七區段右折上段向右延伸，該第四輻射部設置於該前表面並自該第七區段中段向右延伸，該第五輻射部設置於該前表面並自該第七區段左折上段向左延伸，該第六輻射部設置於該前表面並自該第七區段下段向左延伸，該第七輻射部設置於該前表面並自該第一訊號饋入端向右延伸，該第八輻射部設置於該下表面並自該第六區段向右延伸，該第一輻射部為用於一第一頻段之無線訊號之收發，該第二輻射部為用於一第二頻段之無線訊號之收發，該第三輻射部為用於一第三頻段之無線訊號之收發，該第四輻射部為用於一第四頻段之無線訊號之收發，該第五輻射部為用於一第五頻段之無線訊號之收發，該第五輻射部為用於一第五頻段之無線訊號之收發，該第六輻射部為用於一第六頻段之無線訊號之收發，該第七輻射部為用於一第七頻段之無線訊號之收發，該第八輻射部為用於一第八頻段之無線訊號之收發。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，頻段頻率由低到高依序為該第一頻段、該第二頻段、該第三頻段、該第四頻段、該第五頻段、該第六頻段、該第七頻段、該第八頻段。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第一頻段頻率範圍為0.65GHz至0.85GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第二頻段頻率範圍為0.75GHz至0.95GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第三頻段頻率範圍為1.7GHz至2.2GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第四頻段頻率範圍為2.2GHz至2.7GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第五頻段頻率範圍為3.4GHz至4.0GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第六頻段頻率範圍為4.0GHz至4.7GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第七頻段頻率範圍為5.2GHz至6.2GHz。
在本發明的一實施例中係提供一種八頻段微型立體天線，該第八頻段頻率範圍為6.1GHz至7.0GHz。
經由本發明的八頻段微型立體天線所採用之技術手段，將第一金屬元件以及第二金屬元件以上述立體結構設置在天線基體上。第一金屬元件以及第二金屬元件即能以高於50%的天線效率收發第一頻段至第八頻段的無線電波，而適用於例如智慧型手機的手持通訊裝置中。
以下根據第1圖至第5圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。
如第1圖至第3圖所示，依據本發明的一實施例的八頻段微型立體天線100，包含：一天線基體1、一第一金屬元件2以及一第二金屬元件3。
八頻段微型立體天線100為使用於例如智慧型手機的手持通訊裝置中。具體而言，八頻段微型立體天線100是適用於5G通訊標準的手持通訊裝置。天線基體1略呈長方形板體，供第一金屬元件2以及第二金屬元件3依附。在本實施例中，天線基體1的尺寸為71 mm × 16 mm × 8 mm。當然，本發明不以此為限。天線基體1具有一下表面11、一前表面12、一右表面13及一上表面14。右表面13及上表面14之間形成有倒角。其中，上、下、左、右、前、後僅用於示意相對的方位，本發明的八頻段微型立體天線100的結構可任意旋轉以及鏡射。天線基體1的可以是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料或其他的絕緣材料。
如第1圖所示，第一金屬元件2以及第二金屬元件3分別對應到一個饋入點。且第一金屬元件2以及第二金屬元件3彼此相間隔設置，並連接於一電路板。
如第2圖及第3圖所示，依據本發明的一實施例的八頻段微型立體天線100，第一金屬元件2包括一第一訊號饋入端21、一第一區段22、一第一分支段23、一第二區段24、一第三區段25、一第四區段26、一第二輻射部27以及一第一輻射部28。
第一訊號饋入端21為用於饋入訊號的饋入點（feed point），供同軸電纜的網狀導體連接。
第一區段22為條狀，自第一訊號饋入端21向上延伸。
第一分支段23為條狀，設置於下表面11並自第一區段22向左右延伸。
第二區段24為條狀，設置於前表面12並自第一分支段23的左段向上延伸。
第三區段25為條狀，設置於上表面14並自第二區段24向右延伸。
第四區段26為條狀，設置於右表面13並自第三區段25向下延伸，第二輻射部27設置於前表面12並自第四區段26而向左延伸，第一輻射部28設置於前表面12並自第二輻射部27而向下延伸。第一輻射部28為用於一第一頻段F1之無線訊號之收發。第二輻射部27為用於一第二頻段F2之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第一頻段F1之無線訊號是依序經過第一訊號饋入端21、第一區段22、第一分支段23、第二區段24、第三區段25、第四區段26、第二輻射部27以及第一輻射部28而於第一輻射部28輻射出。第二頻段F2之無線訊號是依序經過第一訊號饋入端21、第一區段22、第一分支段23、第二區段24、第三區段25、第四區段26以及第二輻射部27而於第二輻射部27輻射出。
第二金屬元件3包括一第二訊號饋入端31、一第五區段32、一第六區段33、一第七區段34、一第三輻射部35、一第四輻射部36、一第五輻射部37、一第六輻射部38、一第七輻射部39以及一第八輻射部40。
第二訊號饋入點31位於第一訊號饋入點21的右方，第二訊號饋入端31為用於饋入訊號的饋入點，供同軸電纜的網狀導體連接。
第五區段32為條狀，自第二訊號饋入端31向上延伸。
第六區段33為條狀，設置於下表面11並自第五區段32向前延伸，
第七區段34設置於上表面14並自第六區段33向上延伸。第七區段34具有一第七區段下段341、一第七區段中段342、一第七區段左折上段343及一第七區段右折上段344。第七區段左折上段343及一第七區段右折上段344為自第七區段中段342分叉而呈V字形。
第三輻射部35為條狀，設置於前表面12並自第七區段右折上段344向右延伸。第三輻射部35為用於一第三頻段F3之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第三頻段F3之無線訊號是依序經過第二訊號饋入端31、第五區段32、第六區段33、第七區段下段341、一第七區段中段342、一第七區段右折上段344以及第三輻射部35而於第三輻射部35輻射出。
第四輻射部36為階梯狀，設置於前表面12並自第七區段中段342向右延伸。第四輻射部36為用於一第四頻段F4之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第四頻段F4之無線訊號是依序經過第二訊號饋入端31、第五區段32、第六區段33、第七區段下段341、一第七區段中段342以及第四輻射部36而於第四輻射部36輻射出。
第五輻射部37為L形，設置於前表面12並自第七區段左折上段343向左延伸並向下彎折。第五輻射部37為用於一第五頻段F5之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第五頻段F5之無線訊號是依序經過第二訊號饋入端31、第五區段32、第六區段33、第七區段下段341、一第七區段中段342、一第七區段左折上段343以及第五輻射部37而於第五輻射部37輻射出。
第六輻射部38為L形，設置於前表面12並自第七區段下段341向左延伸並向上彎折。第六輻射部38為用於一第六頻段F6之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第六頻段F6之無線訊號是依序經過第二訊號饋入端31、第五區段32、第六區段33、第七區段下段341以及第六輻射部38而於第六輻射部38輻射出。
第七輻射部39為條狀，設置於前表面12並自第一訊號饋入端31向右延伸。第七輻射部39為用於一第七頻段F7之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第七頻段F7之無線訊號是依序經過第二訊號饋入端31以及第七輻射部39而於第七輻射部39輻射出。
第八輻射部40為條狀，設置於下表面11並自第六區段33向右延伸。第八輻射部40為用於一第八頻段F8之無線訊號之收發。具體而言，如第3圖及第4圖所示，第八頻段F8之無線訊號是依序經過第二訊號饋入端31、第五區段32、第六區段33以及第八輻射部40而於第八輻射部40輻射出。
如第5圖所示，頻率由低到高依序為第一頻段F1、第二頻段F2、第三頻段F3、第四頻段F4、第五頻段F5、第六頻段F6、第七頻段F7、第八頻段F8。具體而言，第一頻段F1範圍為0.65GHz至0.85GHz。第二頻段F2範圍為0.75GHz至0.95GHz。第三頻段F3範圍為1.7GHz至2.2GHz。第四頻段F4範圍為2.2GHz至2.7GHz。第五頻段F5範圍為3.4GHz至4.0GHz。第六頻段F6範圍為4.0GHz至4.7GHz。第七頻段F7範圍為5.2GHz至6.2GHz。第八頻段F8範圍為6.1GHz至7.0GHz。第5圖為顯示天線效率對頻率的關係圖，在前述八個頻段的頻率範圍內的天線效率皆大於50%，而預定頻段範圍內具有良好的天線效率。而在前述八個頻段的頻率範圍以外的天線效率普遍小於50%，以抑制預定頻段範圍外之訊號的干擾
如第4圖所示，對應於各頻段的頻率高低關係，收發各頻段之無線訊號的電流路徑由長到短依序為收發第一頻段F1之無線訊號的第一電流路徑P1、收發第二頻段F2之無線訊號的第二電流路徑P2、收發第三頻段F3之無線訊號的第三電流路徑P3、收發第四頻段F4之無線訊號的第四電流路徑P4、收發第五頻段F5之無線訊號的第五電流路徑P5、收發第六頻段F6之無線訊號的第六電流路徑P6、收發第七頻段F7之無線訊號的第七電流路徑P7、收發第八頻段F8之無線訊號的第八電流路徑P8。並以此設計各個區段及各個輻射部的尺寸。箭頭為示意各個頻段之無線訊號的電流流向。
以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。
100:八頻段微型立體天線
1:天線基體
11:下表面
12:前表面
13:右表面
14:上表面
2:第一金屬元件
21:第一訊號饋入端
22:第一區段
23:第一分支段
24:第二區段
25:第三區段
26:第四區段
27:第二輻射部
28:第一輻射部
3:第二金屬元件
31:第二訊號饋入端
32:第五區段
33:第六區段
34:第七區段
341:第七區段下段
342:第七區段中段
343:第七區段左折上段
344:第七區段右折上段
35:第三輻射部
36:第四輻射部
37:第五輻射部
38:第六輻射部
39:第七輻射部
40:第八輻射部
F1:第一頻段
F2:第二頻段
F3:第三頻段
F4:第四頻段
F5:第五頻段
F6:第六頻段
F7:第七頻段
F8:第八頻段
P1:第一電流路徑
P2:第二電流路徑
P3:第三電流路徑
P4:第四電流路徑
P5:第五電流路徑
P6:第六電流路徑
P7:第七電流路徑
P8:第八電流路徑
［第1圖］為顯示根據本發明的一實施例的八頻段微型立體天線的立體示意圖；
［第2圖］為顯示根據本發明的實施例的八頻段微型立體天線的爆炸示意圖；
［第3圖］為顯示根據本發明的實施例的八頻段微型立體天線的展開示意圖；
［第4圖］為顯示根據本發明的實施例的八頻段微型立體天線的電流路徑的示意圖；
［第5圖］為顯示根據本發明的實施例的八頻段微型立體天線的天線效率對頻率的關係圖。
100:八頻段微型立體天線
1:天線基體
2:第一金屬元件
3:第二金屬元件
Claims (10)
- 一種行動通訊裝置的八頻段微型立體天線，包含： 一天線基體，具有一下表面、一前表面、一右表面及一上表面； 一第一金屬元件，包括一第一訊號饋入端、一第一區段、一第一分支段、一第二區段、一第三區段、一第四區段、一第一輻射部以及一第二輻射部，該第一區段自該第一訊號饋入端向上延伸，該第一分支段設置於該下表面並自該第一區段向左右延伸，該第二區段設置於該前表面並自該第一分支段的左段向上延伸，該第三區段設置於該上表面並自該第二區段向右延伸，該第四區段設置於該右表面並自該第三區段向下延伸，該第二輻射部設置於該前表面並自該第四區段而向左延伸，該第一輻射部設置於該前表面並自該第二輻射部而向下延伸；以及 一第二金屬元件，包括一第二訊號饋入端、一第五區段、一第六區段、一第七區段、一第三輻射部、一第四輻射部、一第五輻射部、一第六輻射部、一第七輻射部以及一第八輻射部，該第二訊號饋入點位於該第一訊號饋入點的右方，該第五區段自該第二訊號饋入端向上延伸，該第六區段設置於該下表面並自該第五區段向前延伸，該第七區段設置於上表面並自該該第六區段向上延伸，該第七區段具有一第七區段下段、一第七區段中段、一第七區段左折上段及一第七區段右折上段，該第三輻射部設置於該前表面並自該第七區段右折上段向右延伸，該第四輻射部設置於該前表面並自該第七區段中段向右延伸，該第五輻射部設置於該前表面並自該第七區段左折上段向左延伸，該第六輻射部設置於該前表面並自該第七區段下段向左延伸，該第七輻射部設置於該前表面並自該第一訊號饋入端向右延伸，該第八輻射部設置於該下表面並自該第六區段向右延伸，該第一輻射部為用於一第一頻段之無線訊號之收發，該第二輻射部為用於一第二頻段之無線訊號之收發，該第三輻射部為用於一第三頻段之無線訊號之收發，該第四輻射部為用於一第四頻段之無線訊號之收發，該第五輻射部為用於一第五頻段之無線訊號之收發，該第五輻射部為用於一第五頻段之無線訊號之收發，該第六輻射部為用於一第六頻段之無線訊號之收發，該第七輻射部為用於一第七頻段之無線訊號之收發，該第八輻射部為用於一第八頻段之無線訊號之收發。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中頻段頻率由低到高依序為該第一頻段、該第二頻段、該第三頻段、該第四頻段、該第五頻段、該第六頻段、該第七頻段、該第八頻段。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第一頻段頻率範圍為0.65GHz至0.85GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第二頻段頻率範圍為0.75GHz至0.95GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第三頻段頻率範圍為1.7GHz至2.2GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第四頻段頻率範圍為2.2GHz至2.7GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第五頻段頻率範圍為3.4GHz至4.0GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第六頻段頻率範圍為4.0GHz至4.7GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第七頻段頻率範圍為5.2GHz至6.2GHz。
- 如請求項1之八頻段微型立體天線，其中該第八頻段頻率範圍為6.1GHz至7.0GHz。
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