TWM450086U - 多頻天線 - Google Patents

Description

多頻天線

本新型有關於一種天線，特別有關於一種多頻天線。

隨著無線通訊科技的發展，使用者可不受地形限制，利用無線通訊系統進行資訊傳輸，使得利用無線通訊技術的電子產品，例如筆記型電腦(Notebook Computer)、手機、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)等可攜式電子裝置的數量及種類與日俱增，而用於收發電磁波訊號的天線即成為無線通訊裝置中相當重要的元件之一。

以筆記型電腦為例，為了因應目前消費者的購買趨勢，市面上所見的筆記型電腦均朝向輕薄化進行設計開發。因此，用以收發無線電磁波訊號之天線尺寸必須相對縮小其尺寸，或是改變其結構型態，方可順利的將天線配設於筆記型電腦內部的有限空間內。

一般來說，天線大致分類為倒F形天線(Planar Inverted-F Antenna,PIFA)、單極天線(Monopole Antenna)及迴路天線(Loop Antenna)等，而現有應用於通訊領域的協議有GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900、WCDMA2000等。然而，上述的各種天線雖可順利裝載於體積輕薄的可攜式電子裝置內，但卻因為天線於縮減尺寸或改變型態後而無法具備多頻收發的能力。

目前已由高速下載封包存取(High Speed Download Packet Access,HSDA)，俗稱第3.5代(3.5G)通訊技術，逐漸邁入第4代(4G)通訊技術中，而長期演進技術(long term evolution，LTE)是目前市場上備受矚目的新一代行動無線寬頻技術，並且已成為4G通訊領域的首選技術。然而，習用的各種類型之天線裝置僅具備雙頻收發或三頻的發射/接收電磁波訊號的功能，並無法滿足現今4G通訊領域的通訊頻帶，在使用上仍多所限制。

鑒於以上的問題，本新型在於提供一種多頻天線，藉以使天線具備多頻收發的能力，以滿足現今4G通訊技術之需求，並使天線結構更穩定且更有效率。

本新型所揭露之一種多頻天線，包括基板、接地部、單極天線、短路線路與寄生線路。基板具有第一面與相對第一面的第二面。接地部形成於基板的第一面。單極天線形成於基板的第一面，單極天線具有第一部位及第二部位，第一部位的一端連接於第二部位，且第一部位的另一端具有饋入部，第二部位的二端分別為第一輻射端與第二輻射端，且第一輻射端的頻帶範圍與第二輻射端的頻帶範圍互不相同。短路線路形成於基板的第二面，且位於饋入部的一側，短路線路的二端分別透過貫穿孔連接饋入部與接地部，且短路線路的中間呈現第一彎曲結構。

寄生線路形成於基板的第一面，寄生線路具有第三部位與第四部位，第三部位的一端具有第三輻射端且位於第二輻射端的一側，第三部位的另一端連接接地部且鄰近於饋入部的一側，而第 三部位於基板的第一面上跨越短路線路，第四部位的一端具有第四輻射端且位於第三輻射端的一側，第四部位的另一端連接接地部，其中第三部位的中間呈現第二彎曲結構，第四部位的中間呈現第三彎曲結構，且第三輻射端及第四輻射端的頻帶範圍與第一輻射端及第二輻射端的頻帶範圍互不相同。

在一實施例中，前述寄生線路更包括第五部位。第五部位的一端具有第五輻射端且位於第一輻射端的一側，第五部位的另一端連接接地部且鄰近於饋入部的另一側，其中第五部位的中間呈現第四彎曲結構，且第五輻射端的頻帶範圍與第一輻射端、第二輻射端、及第三輻射端的頻帶範圍互不相同，第五輻射端的頻帶範圍與第四輻射端的頻帶範圍相同。

在一實施例中，第四彎曲結構的角度大於90度。

在一實施例中，前述基板為印刷電路板。

在一實施例中，前述多頻天線更包括電纜。此電纜具有芯線，其連接於單極天線之饋入部。

在一實施例中，前述接地部為金屬薄片。

在一實施例中，前述第一彎曲結構為ㄇ型或馬蹄型。

在一實施例中，前述第二彎曲結構的角度大於90度，第三彎曲結構為L型。

本新型所揭露之一種多頻天線，藉由單極天線與寄生線路以相鄰方式排列設置，並形成不同頻帶的至少三個輻射端，使本新型之天線具備多頻收發的能力，以滿足現今4G通訊技術的需求， 並使天線結構更穩定且更有效率。

有關本新型的特徵與實作，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。

請參考「第1圖」、「第2圖」所示，其為本新型之第一實施例之多頻天線的平面上視圖與平面下視圖。本實施例之多頻天線100可裝設於一可攜式電子裝置(圖中未示)內部，例如筆記型電腦(notebook computer)，用以接收無線電磁波訊號。

多頻天線100包括基板110、接地部120、單極天線130、短路線路140、寄生線路150以及電纜160。基板110可為印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)或FR4玻璃纖維板，以做為多頻天線100的載體，但並不以此為限。並且，基板110具有第一面111以及相對於第一面111的第二面112。接地部120形成於基板110的第一面111上，且接地部120為一金屬薄片，其材質可為鋁金屬或是銅金屬，但並不以本實施例所揭示之型態及材質為限。

單極天線130與寄生線路150形成於基板110的第一面111上，而短路線路140形成於基板110的第二面112上，且單極天線130、短路線路140與寄生線路150的材質可為金屬材料。單極天線130具有第一部位131及第二部位132，第一部位131的一端連接於第二部位132上，而使單極天線130概略構成T形結構，且於第一部位131的另一端具有饋入部133。

電纜160可以是但不限定為射頻電纜(RF cable)。電纜160 具有芯線161，且電纜160連接於第一部位131的饋入部133。第二部位132的二相對端分別為第一輻射端134與第二輻射端135，而第一輻射端134及第二輻射端135所接收無線電磁波訊號的頻帶範圍並不相同。

短路線路140形成於基板110的第二面112上，且位於饋入部133的一側，而短路線路140的二端分別透過貫穿孔171、172連接饋入部133與接地部120，且短路線路120的中間呈現一第一彎曲結構。在本實施例中，第一彎曲結構的形狀可以是ㄇ形或馬蹄形，但也可以是其他形狀。

寄生線路150形成於基板110的第一面111上，且寄生線路150具有第三部位151與第四部位152。其中，第三部位151的一端具有第三輻射端153且位於第二輻射端135的一側，而第三部位151的另一端連接接地部120且鄰近於饋入部133的一側，且第三部位151與第二部位152的一部分呈相互面對的關係。

第三部位151於基板110的第一面111上跨越短路線路140，亦即將第三部位151投影至基板110的第二面112上時，第三部位151與短路線路140具有交叉重疊的部分。第三部位151的第三輻射端152與第一輻射端134及第二輻射端135所接收無線電磁波訊號的頻帶範圍互不相同。另外，第三部位151的中間呈現一第二彎曲結構。在本實施例中，第二彎曲結構的角度大於90度，但也可以是其他角度。

第四部位152具有第四輻射端154，且第四輻射端154位於第 三輻射端153的一側，第四部位152的另一端與接地部120連接。其中，第四輻射端154與第一輻射端134、第二輻射端135及第三輻射端153所接收無線電磁波訊號的頻帶範圍互不相同。另外，第四部位152的中間呈現一第三彎曲結構。在本實施例中，第二彎曲結構的形狀為L型，但也可以是其他形狀。並且，第四部位152及第三部位151會與短路線路140產生共振模態。如此一來，於基板110的第一面111與第二面112上，分別形成多頻天線100的主要元件，可使得多頻天線100的結構更穩定且更有效率。

請參考「第3圖」、「第4圖」所示，其為本新型第二實施例之多頻天線的平面上視圖與平面下視圖。本實施例之多頻天線100與第一實施例相似，除了基板110、基板110之第一面111與第二面112、接地部120、單極天線130、短路線路140、寄生線路150之第三部位151與第四部位153以及電纜160之外，本實施例之寄生線路150更包括一第五部位155。

其中，基板110、接地部120、單極天線130、短路線路140、寄生線路150的第三部位151與第四部位153以及電纜160的配置關係及相關說明可參照第一實施例所述，故在此不再贅述。

在本實施例中，第五部位155的一端具有第五輻射端156，且第五輻射端156位於第一輻射端134的一側，第五部位155的另一端與接地部120連接，且第五部位155的另一端鄰近於饋入部133的另一側，且部分的第五部位155與第一輻射端134呈相互面對的關係。

其中，第五輻射端156與第一輻射端134、第二輻射端135及第三輻射端152所接收無線電磁波訊號的頻帶範圍互不相同，而第五輻射端156與第四輻射端154所接收無線電磁波訊號的頻帶範圍相同。另外，第五部位155的中間呈現一第四彎曲結構。在本實施例中，第四彎曲結構的角度大於90度，但也可以是其他角度。如此一來，於基板110的第一面111與第二面112上，分別形成多頻天線100的主要元件，可使得多頻天線100的結構更穩定且更有效率。

請參考「第5圖」所示，其為本新型之多頻天線經由測試後的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)數值分佈圖。在「第5圖」中，第1點約為0.704 GHz，第2點約為0.96 GHz，第3點約為1.71 GHz，第4點約為2.17 GHz，第5點約為2.5 GHz，第6點約為2.7 GHz。其中，第1點例如為第一輻射端134的頻帶範圍，第2點例如為第二輻射端135的頻帶範圍，第3點至第4點例如為第三輻射端153的頻帶範圍，第5點至第6點例如為第四輻射端154及第五輻射端156的頻帶範圍。

由圖中可清楚得知，本創作之多頻天線藉由單極天線、短路線路及寄生線路的組合，可接收頻帶範圍在700 MHz至2700 MHz的無線電磁波訊號，由此證明本創作之多頻天線100確實具備多頻無線訊號的收發能力。

請參考第1表所示，其為本創作之多頻天線100於實際測試時的天線特性增益表。

由第1表中可證明，本創作的多頻天線100可在不同頻率範圍的使用情況下，其增益值是相當良好而且沒有問題的。

本新型之實施例所提供之多頻天線，其藉由單極天線與寄生線路以相鄰方式設置，並且形成有不同頻帶範圍的至少三個輻射端，使得本創作之天線具備良好的多頻收發能力，可完全滿足現今4G通訊技術的需求，並使天線結構更穩定且更有效率。

雖然本新型以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習相像技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本新型之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧多頻天線

110‧‧‧基板

111‧‧‧第一面

112‧‧‧第二面

120‧‧‧接地部

130‧‧‧單極天線

131‧‧‧第一部位

132‧‧‧第二部位

133‧‧‧饋入部

134‧‧‧第一輻射端

135‧‧‧第二輻射端

140‧‧‧短路線路

150‧‧‧寄生線路

151‧‧‧第三部位

152‧‧‧第四部位

153‧‧‧第三輻射端

154‧‧‧第四輻射端

155‧‧‧第五部位

156‧‧‧第五輻射端

160‧‧‧電纜

161‧‧‧芯線

171、172‧‧‧貫穿孔

第1圖為本新型之第一實施例之多頻天線的平面上視圖。

第2圖為本新型之第一實施例之多頻天線的平面下視圖。

第3圖為本新型之第二實施例之多頻天線的平面上視圖。

第4圖為本新型之第二實施例之多頻天線的平面下視圖。

第5圖為本新型之多頻天線經由測試後的電壓駐波比數值分佈圖。

100‧‧‧多頻天線

110‧‧‧基板

111‧‧‧第一面

120‧‧‧接地部

130‧‧‧單極天線

131‧‧‧第一部位

132‧‧‧第二部位

133‧‧‧饋入部

134‧‧‧第一輻射端

135‧‧‧第二輻射端

140‧‧‧短路線路

150‧‧‧寄生線路

151‧‧‧第三部位

152‧‧‧第四部位

153‧‧‧第三輻射端

154‧‧‧第四輻射端

160‧‧‧電纜

161‧‧‧芯線

Claims (8)

1. 一種多頻天線，包括：一基板，具有一第一面與相對該第一面的一第二面；一接地部，形成於該基板的該第一面；一單極天線，形成於該基板的該第一面，該單極天線具有一第一部位及一第二部位，該第一部位的一端連接於該第二部位，且該第一部位的另一端具有一饋入部，該第二部位的二端分別為一第一輻射端與一第二輻射端，且該第一輻射端的頻帶範圍與該第二輻射端的頻帶範圍互不相同；一短路線路，形成於該基板的該第二面，且位於該饋入部的一側，該短路線路的二端分別透過一貫穿孔連接該饋入部與該接地部，且該短路線路的中間呈現一第一彎曲結構；以及一寄生線路，形成於該基板的該第一面，該寄生線路具有一第三部位與一第四部位，該第三部位的一端具有一第三輻射端且位於該第二輻射端的一側，該第三部位的另一端連接該接地部且鄰近於該饋入部的一側，而該第三部位於該基板的該第一面上跨越該短路線路，該第四部位的一端具有一第四輻射端且位於該第三輻射端的一側，該第四部位的另一端連接該接地部，其中該第三部位的中間呈現一第二彎曲結構，該第四部位的中間呈現一第三彎曲結構，且該第三輻射端及該第四輻射端的頻帶範圍與該第一輻射端及該第二輻射端的頻帶範圍互不相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中該寄生線路更包括一第五部位，該第五部位的一端具有一第五輻射端且位於該第一輻射端的一側，該第五部位的另一端連接該接地部且鄰近於該饋入部的另一側，其中該第五部位的中間呈現一第四彎曲結構，且該第五輻射端的頻帶範圍與該第一輻射端、該第二輻射端、及該第三輻射端的頻帶範圍互不相同，該第五輻射端的頻帶範圍與該第四輻射端的頻帶範圍相同。
3. 如請求項2所述之多頻天線，其中該第四彎曲結構的角度大於90度。
4. 如請求項1所述之多頻天線，其中該基板為一印刷電路板。
5. 如請求項1所述之多頻天線，更包括一電纜，該電纜具有一芯線，其連接於該單極天線之該饋入部。
6. 如請求項1所述之多頻天線，其中該接地部為一金屬薄片。
7. 如請求項1所述之多頻天線，其中該第一彎曲結構為ㄇ型或馬蹄型。
8. 如請求項1所述之多頻天線，其中該第二彎曲結構的角度大於90度，該第三彎曲結構為L型。