TWM444619U - 多頻寄生耦合天線及具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置 - Google Patents

Description

多頻寄生耦合天線及具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置

本新型是有關於一種裝置及其天線，特別是指一種操作於多頻系統的無線通訊裝置及其多頻寄生耦合天線。

參閱圖1，是一種習知的雙頻倒F型天線。雙頻倒F型天線包含共平面的一接地面11、一饋入臂12、一第一輻射臂13、一第二輻射臂14及一短路臂15。

一饋電元件16的內外導體分別電連接饋入臂12與接地面11。第一輻射臂13及第二輻射臂14電連接饋入臂12，分別用以共振出一低頻模態及一高頻模態。

參閱圖2，種雙頻倒F型天線的缺點就是：只能共振出一個低頻模態及一個高頻模態，且單一個低頻模態所涵蓋的一低頻頻寬通常不夠寬，無法滿足多頻帶通訊系統(如GSM 900/3G/LTE 700)的需求。

因此，本新型之一目的，即在提供一種可共振出四個共振模態以解決先前技術的缺點的多頻寄生耦合天線。

於是，本新型多頻寄生耦合天線包含一具有一第一表面的介電基板、一第一接地部、一雙頻倒F型輻射單元及一雙頻寄生輻射單元。

雙頻倒F型輻射單元包括一電連接第一接地部的第一饋入臂、一第一輻射臂及一第二輻射臂。第一輻射臂及第二輻射臂分別位於第一饋入臂的兩相反側，並電連接第一 饋入臂，且第一饋入臂、第一輻射臂及第二輻射臂的至少其中一者是設置於第一表面上，且第一輻射臂用以產生一第一共振模態並具有一第一自由端部，第二輻射臂用以產生一第二共振模態並具有一第二自由端部。

雙頻寄生輻射單元包括一寄生連接臂、一第一寄生臂及一第二寄生臂。寄生連接臂電連接第一接地部並與第一饋入臂間隔相鄰以產生電磁耦合。第一寄生臂及第二寄生臂分別位於寄生連接臂的兩相反側並電連接寄生連接臂，且第一寄生臂與第一輻射臂間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第三共振模態，第二寄生臂與第二輻射臂間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第四共振模態，並且，第一寄生臂具有一彎折的第一寄生臂段，第一寄生臂段界定出一第一凹槽區，第一輻射臂的第一自由端部在第一表面的一法線方向與第一凹槽區重疊；第二寄生臂具有一彎折的第二寄生臂段，第二寄生臂段界定出一第二凹槽區，第二輻射臂的第二自由端部在第一表面的法線方向與第二凹槽區重疊。

而本新型之另一目的，即在提供一種具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置。

於是，本新型具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置，包含一用以收發一射頻訊號的系統電路、上述的多頻寄生耦合天線，及一電連接於系統電路及多頻寄生耦合天線之間用以交換射頻訊號的饋電元件。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之五個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3至圖5，本新型多頻寄生耦合天線之第一較佳實施例包含一介電基板2、一第一接地部31、一第二接地部32、一第一貫孔連接部33、一雙頻倒F型輻射單元4及一雙頻寄生輻射單元5。

介電基板2包括一第一表面21，及一相反於第一表面21的第二表面22。介電基板2可以是例如FR4的玻璃纖維板，也可以是其它塑膠材質。

第一接地部31位於介電基板2的第一表面21，第二接地部32位於介電基板2的第二表面22，第一貫孔連接部33穿過介電基板2並電連接第一接地部31及第二接地部32。

雙頻倒F型輻射單元4包括一第一饋入臂41、一第二饋入臂42、一第二貫孔連接部43、一短路臂44、一第一輻射臂45及一第二輻射臂46。

第一饋入臂41位於介電基板2的第一表面21並電連接第一接地部31，更詳細地說明，第一饋入臂41是依序經由第二貫孔連接部43、第二饋入臂42、短路臂44、第二接地部32、第一貫孔連接部33電連接到第一接地部31。第二饋入臂42位於介電基板2的第二表面22，第二貫孔連接 部43穿過介電基板2並電連接第一饋入臂41及第二饋入臂42。

短路臂44位於介電基板2的第二表面22並電連接於第二饋入臂42及第二接地部32之間，且短路臂44是位於第一饋入臂41的兩相反側的其中一側，在本較佳實施例中，短路臂44與第一輻射臂45是位於第一饋入臂41的同一側。

第一饋入臂41、第一輻射臂45及第二輻射臂46的至少其中一者是設置於第一表面21，在本較佳實施例中，第一輻射臂45及第一饋入臂41是一體成型(所以均相電連接)的位於介電基板2的第一表面21，且第二輻射臂46、第二饋入臂42、短路臂44及第二接地部32則是另外一體成型(所以均相電連接)的位於介電基板2的第二表面22。

第一輻射臂45及第二輻射臂46分別位於第一饋入臂41的兩相反側，且第一輻射臂45用以產生一第一共振模態並具有一第一自由端部451，第二輻射臂46用以產生一第二共振模態並具有一第二自由端部461。

雙頻寄生輻射單元5與第一接地部31是一體成型地位於介電基板2的第一表面21，並包括一寄生連接臂51、一第一寄生臂52及一第二寄生臂53。

寄生連接臂51與第一饋入臂41間隔相鄰以產生電磁耦合，並具有相反的一第一端部511及一第二端部512，且寄生連接臂51的第一端部511電連接第一接地部31，寄生 連接臂51的第二端部512遠離第一接地部31。

第一寄生臂52及第二寄生臂53分別位於寄生連接臂51的兩側並電連接寄生連接臂51，且第一寄生臂52與第一輻射臂45間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第三共振模態，第二寄生臂53與第二輻射臂46間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第四共振模態。

更詳細說明，第一寄生臂52及第二寄生臂53是從寄生連接臂51的第二端部512彼此反向(±X方向)延伸，再共同朝接近第一接地部31方向(-Y方向)延伸並與第一接地部31相間隔，最後再彼此相向(±X方向)延伸且與第一饋入臂41及寄生連接臂51相間隔，並且，第一寄生臂52具有一彎折的第一寄生臂段521，第一寄生臂段521界定出一第一凹槽區5211，第一輻射臂45的第一自由端部451在第一表面21的一法線方向(+Z方向)與第一凹槽區5211重疊；第二寄生臂53具有一彎折的第二寄生臂段531，第二寄生臂段531界定出一第二凹槽區5311，第二輻射臂46的第二自由端部461在第一表面21的法線方向與第二凹槽區5311重疊。

參閱圖6，從實際以網路分析儀量測的結果顯示：第一較佳實施例所共振出的第一共振模態及第三共振模態所分別涵蓋的一第一頻帶61及一第三頻帶63彼此相鄰以涵蓋一從704 MHz到960 MHz的低頻頻帶，第二共振模態及第四共振模態所分別涵蓋的一第二頻帶62及一第四頻帶64彼此相鄰以涵蓋一從1710 MHz到2170 MHz的高頻頻帶， 且於低頻頻帶(704~960 MHz)及高頻頻帶(1710~2170 MHz)內的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)均低於3，故第一較佳實施例確實相較習知的雙頻倒F型天線具有較大的低頻頻寬，而能解決先前技術的缺點。

參閱圖7至圖9，本新型超寬頻天線之第二較佳實施例與第一較佳實施例近似，差異在於：第二較佳實施例的短路臂44與第二輻射臂46是位於第一饋入臂41的同一側。

參閱圖10及圖11，本新型多頻寄生耦合天線之第三較佳實施例與第一較佳實施例近似，差異在於：第三較佳實施例的第一接地部31、雙頻倒F型輻射單元4及雙頻寄生輻射單元5是如圖10所示一體成型的導電片7，且導電片7是經過四次彎折且如圖11所示的固定於介電基板2上。

參閱圖12，本新型多頻寄生耦合天線之第四較佳實施例與第三較佳實施例近似，差異在於：第三較佳實施例的短路臂44與第一輻射臂45是位於第一饋入臂41的同一側，而第四較佳實施例的短路臂44與第二輻射臂46是位於第一饋入臂41的同一側。

參閱圖13，本新型具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置之較佳實施例包含一用以收發一射頻訊號的系統電路10、一多頻寄生耦合天線20及一饋電元件30。舉例來說，本新型無線通訊裝置的較佳實施例可以是一台筆記型電腦、智慧型手機或平板電腦等裝置。

多頻寄生耦合天線20可以是第一至第四較佳實施例( 分別參閱圖3、圖7、圖11及圖12)的其中一者，饋電元件30電連接於系統電路10及多頻寄生耦合天線20之間用以交換射頻訊號，於本較佳實施例中，饋電元件30是一五十歐姆同軸電纜線，且同軸電纜線的內導體(圖未示)電連接於多頻寄生耦合天線20的第一饋入臂41，同軸電纜線的外導體(圖未示)則電連接於多頻寄生耦合天線20的第一接地部31。

綜上所述，藉由將前述每一較佳實施例的雙頻寄生輻射單元5間隔地鄰近雙頻倒F型輻射單元4而相電磁耦合，就能使雙頻寄生輻射單元5相較習知的雙頻倒F型天線(參見圖1)額外產生第三共振模態及第四共振模態，因此，前述每一較佳實施例的多頻寄生耦合天線能組合出較大頻寬的低頻頻帶及高頻頻帶，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧接地面

12‧‧‧饋入臂

13‧‧‧第一輻射臂

14‧‧‧第二輻射臂

15‧‧‧短路臂

16‧‧‧饋電元件

2‧‧‧介電基板

21‧‧‧第一表面

22‧‧‧第二表面

31‧‧‧第一接地部

32‧‧‧第二接地部

33‧‧‧第一貫孔連接部

4‧‧‧雙頻倒F型輻射單元

41‧‧‧第一饋入臂

42‧‧‧第二饋入臂

43‧‧‧第二貫孔連接部

44‧‧‧短路臂

45‧‧‧第一輻射臂

451‧‧‧第一自由端部

46‧‧‧第二輻射臂

461‧‧‧第二自由端部

5‧‧‧雙頻寄生輻射單元

51‧‧‧寄生連接臂

511‧‧‧第一端部

512‧‧‧第二端部

52‧‧‧第一寄生臂

521‧‧‧第一寄生臂段

5211‧‧‧第一凹槽區

53‧‧‧第二寄生臂

531‧‧‧第二寄生臂段

5311‧‧‧第二凹槽區

61‧‧‧第一頻帶

62‧‧‧第二頻帶

63‧‧‧第三頻帶

64‧‧‧第四頻帶

7‧‧‧導電片

10‧‧‧系統電路

20‧‧‧多頻寄生耦合天線

30‧‧‧饋電元件

圖1是一種習知雙頻倒F型天線的一示意圖；圖2是習知雙頻倒F型天線的一電壓駐波比圖；圖3是本新型多頻寄生耦合天線之第一較佳實施例的一示意圖；圖4是第一較佳實施例的一局部示意圖； 圖5是第一較佳實施例的另一局部示意圖；圖6是第一較佳實施例的一電壓駐波比圖；圖7是本新型多頻寄生耦合天線之第二較佳實施例的一示意圖；圖8是第二較佳實施例的一局部示意圖；圖9是第二較佳實施例的另一局部示意圖；圖10是本新型多頻寄生耦合天線之第三較佳實施例的一局部示意圖；圖11是本新型多頻寄生耦合天線之第三較佳實施例的一立體圖；圖12是本新型多頻寄生耦合天線之第四較佳實施例的一立體圖；及圖13是本新型具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置的較佳實施例的一示意圖。

2‧‧‧介電基板

21‧‧‧第一表面

31‧‧‧第一接地部

33‧‧‧第一貫孔連接部

4‧‧‧雙頻倒F型輻射單元

41‧‧‧第一饋入臂

43‧‧‧第二貫孔連接部

44‧‧‧短路臂

45‧‧‧第一輻射臂

451‧‧‧第一自由端部

46‧‧‧第二輻射臂

461‧‧‧第二自由端部

5‧‧‧雙頻寄生輻射單元

51‧‧‧寄生連接臂

511‧‧‧第一端部

512‧‧‧第二端部

52‧‧‧第一寄生臂

521‧‧‧第一寄生臂段

5211‧‧‧第一凹槽區

53‧‧‧第二寄生臂

531‧‧‧第二寄生臂段

5311‧‧‧第二凹槽區

Claims (10)

1. 一種多頻寄生耦合天線，包含：一介電基板，包括一第一表面；一第一接地部；一雙頻倒F型輻射單元，包括：一第一饋入臂，電連接該第一接地部；及一第一輻射臂及一第二輻射臂，分別位於該第一饋入臂的兩相反側並電連接該第一饋入臂，且該第一饋入臂、該第一輻射臂及該第二輻射臂的至少其中一者是設置於該第一表面上，且該第一輻射臂用以產生一第一共振模態並具有一第一自由端部，該第二輻射臂用以產生一第二共振模態並具有一第二自由端部；及一雙頻寄生輻射單元，包括：一寄生連接臂，電連接該第一接地部並與該第一饋入臂間隔相鄰以產生電磁耦合；及一第一寄生臂及一第二寄生臂，分別位於該寄生連接臂的兩相反側並電連接該寄生連接臂，且該第一寄生臂與該第一輻射臂間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第三共振模態，該第二寄生臂與該第二輻射臂間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第四共振模態；並且，該第一寄生臂具有一彎折的第一寄生臂段，該第一寄生臂段界定出一第一凹槽區，該第一輻射臂的 第一自由端部在該第一表面的一法線方向與該第一凹槽區重疊，該第二寄生臂具有一彎折的第二寄生臂段，該第二寄生臂段界定出一第二凹槽區，該第二輻射臂的第二自由端部在該第一表面的該法線方向與該第二凹槽區重疊。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之多頻寄生耦合天線，其中，該寄生連接臂具有相反的一第一端部及一第二端部，且該寄生連接臂的第一端部電連接該第一接地部，該寄生連接臂的第二端部遠離該第一接地部，且該第一寄生臂及該第二寄生臂是從該寄生連接臂的第二端部彼此反向延伸，再共同朝接近該第一接地部方向延伸並與該第一接地部相間隔，最後再彼此相向延伸且與該第一饋入臂及該寄生連接臂相間隔。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之多頻寄生耦合天線，其中，該第一接地部、該雙頻倒F型輻射單元及該雙頻寄生輻射單元是一體成型。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之多頻寄生耦合天線，其中，該雙頻倒F型輻射單元還包括一電連接於該第一饋入臂及該第一接地部之間的短路臂，且該短路臂是位於該第一饋入臂的兩相反側的其中一側。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之多頻寄生耦合天線，還包含：一第二接地部；一第一貫孔連接部；及 一第二貫孔連接部；並且，該雙頻倒F型輻射單元還包括：一第二饋入臂；及一短路臂，位於該第一饋入臂的兩相反側的其中一側，且電連接於該第二饋入臂及該第二接地部之間；其中，該介電基板還包括一相反於該第一表面的第二表面，且該第一接地部、該第一饋入臂、該第一輻射臂及該雙頻寄生輻射單元是位於該介電基板的第一表面，該第二接地部、該短路臂、該第二饋入臂及該第二輻射臂是位於該介電基板的第二表面，且該雙頻寄生輻射單元與該第一接地部是一體成型，該第一饋入臂與該第一輻射臂是一體成型，該第二接地部、該短路臂、該第二饋入臂及該第二輻射臂也是一體成型；並且，該第一貫孔連接部穿過該介電基板並電連接該第一接地部及該第二接地部，該第二實孔連接部穿過該介電基板並電連接該第一饋入臂及該第二饋入臂。
6. 一種具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置，包含：一系統電路，用以收發一射頻訊號；一多頻寄生耦合天線，包括：一介電基板，包括一第一表面；一第一接地部；一雙頻倒F型輻射單元，包括：一第一饋入臂，電連接該第一接地部；及 一第一輻射臂及一第二輻射臂，分別位於該第一饋入臂的兩相反側並電連接該第一饋入臂，且該第一饋入臂、該第一輻射臂及該第二輻射臂的至少其中一者是設置於該第一表面上，且該第一輻射臂用以產生一第一共振模態並具有一第一自由端部，該第二輻射臂用以產生一第二共振模態並具有一第二自由端部；及一雙頻寄生單元，包括：一寄生連接臂，電連接該第一接地部並與該第一饋入臂間隔相鄰以產生電磁耦合；及一第一寄生臂及一第二寄生臂，分別位於該寄生連接臂的兩相反側並電連接該寄生連接臂，且該第一寄生臂與該第一輻射臂間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第三共振模態，該第二寄生臂與該第二輻射臂間隔相鄰以產生電磁耦合而共振出一第四共振模態；並且，該第一寄生臂具有一彎折的第一寄生臂段，該第一寄生臂段界定出一第一凹槽區，該第一輻射臂的第一自由端部在該第一表面的一法線方向與該第一凹槽區重疊，該第二寄生臂具有一彎折的第二寄生臂段，該第二寄生臂段界定出一第二凹槽區，該第二輻射臂的第二自由端部在該第一表面的該法線方向與該第二凹槽區重疊；及一饋電元件，電連接於該系統電路及該多頻寄生耦 合天線之間用以交換該射頻訊號。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置，其中，該多頻寄生耦合天線的該寄生連接臂具有相反的一第一端部及一第二端部，且該寄生連接臂的第一端部電連接該第一接地部，該寄生連接臂的第二端部遠離該第一接地部，且該第一寄生臂及該第二寄生臂是從該寄生連接臂的第二端部彼此反向延伸，再共同朝接近該第一接地部方向延伸並與該第一接地部相間隔，最後再彼此相向延伸且與該第一饋入臂及該寄生連接臂相間隔。
8. 根據申請專利範圍第6項所述之具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置，其中，該第一接地部、該雙頻倒F型輻射單元及該雙頻寄生輻射單元是一體成型。
9. 根據申請專利範圍第6項所述之具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置，其中，該多頻寄生耦合天線的該雙頻倒F型輻射單元還包括一電連接於該第一饋入臂及該第一接地部之間的短路臂，且該短路臂是位於該第一饋入臂的兩相反側的其中一側。
10. 根據申請專利範圍第6項所述之具有多頻寄生耦合天線的無線通訊裝置，其中，該多頻寄生耦合天線還包含：一第二接地部；一第一貫孔連接部；及一第二貫孔連接部；且該雙頻倒F型輻射單元還包括： 一第二饋入臂；及一短路臂，位於該第一饋入臂的兩相反側的其中一側，且電連接於該第二饋入臂及該第二接地部之間；其中，該介電基板還包括一相反於該第一表面的第二表面，且該第一接地部、該第一饋入臂、該第一輻射臂及該雙頻寄生輻射單元是位於該介電基板的第一表面，該第二接地部、該短路臂、該第二饋入臂及該第二輻射臂是位於該介電基板的第二表面，且該雙頻寄生輻射單元與該第一接地部是一體成型，該第一饋入臂與該第一輻射臂是一體成型，該第二接地部、該短路臂、該第二饋入臂及該第二輻射臂也是一體成型；並且，該第一貫孔連接部穿過該介電基板並電連接該第一接地部及該第二接地部，該第二貫孔連接部穿過該介電基板並電連接該第一饋入臂及該第二饋入臂。