TWM618134U

TWM618134U - 多頻天線

Info

Publication number: TWM618134U
Application number: TW110205380U
Authority: TW
Inventors: 林名儒; 蕭嵐庸; 王致中; 孫少凱
Original assignee: 正崴精密工業股份有限公司
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2021-10-11

Abstract

本創作公開一種多頻天線，包括：一接地部；一饋入部，設有相對的第一、第二側邊與相對的第一、第二端緣，第一端緣靠近接地部並與其保持一距離；一饋入點，設置於饋入部且靠近第一端緣；一第一輻射部，由接地部延伸形成；一第二輻射部，由饋入部之第二側邊延伸形成，第二輻射部與第一輻射部延伸於饋入部同一側；一第三輻射部，由饋入部之第一側邊延伸形成，與饋入部連接處靠近第一端緣；及一第四輻射部，由饋入部之第一側邊延伸形成，與饋入部連接處靠近第二端緣，第四輻射部與第三輻射部延伸於饋入部另一側，因此，本創作多頻天線在有限體積的情況下增加頻段。

Description

多頻天線

本創作涉及一種天線，尤其是涉及一種在體積有限的情況下增加頻段的多頻天線。

隨著高科技通訊產業的蓬勃發展，行動通訊產品越來越廣泛，尤其5G通訊越來越普及，因5G技術的發展，5G NR頻段、5G毫米波頻段、FR1頻段也開始釋出，部分頻段也與原有的4G頻段重疊，因此，對於行動通訊產品例如手機的天線的多頻段需求越來越高。

然，因為市場趨勢，行動通訊裝置中的天線皆收容於裝置殼體的內部，因此天線受到了殼體空間的限制，而採用了小型的平板倒F天線(PIFA)做為手機的天線，其在一定的天線面積條件下要提升應用頻寬有一定難度，故無法滿足多頻段的需求。

因此，有必要提供一種在面積有限的情況下增加頻段的多頻天線。

本創作之目的提供一種多頻天線，包括：一接地部；一饋入部，所述饋入部設有相對的一第一側邊與一第二側邊以及相對的一第一端緣與一第二端緣，所述第一端緣靠近所述接地部並與所述接地部保持一距離；一饋入點，設置於所述饋入部並靠近所述第一端緣；一第一輻射部，由所述接地部延伸所形成；一第二輻射部，由所述饋入部之所述第二側邊延伸所形成，所述第二輻射部與所述第一輻射部延伸於所述饋入部之同一側，所述第一輻射部圍繞所述第二輻射部；一第三輻射部，由所述饋入部之所述第一側邊延伸形成，所述第三輻射部與所述饋入部連接處靠近所述第一端緣；及一第四輻射部，由所述饋入部之所述第一側邊延伸形成，所述第四輻射部與所述第三輻射部延伸於所述饋入部的另一側，所述第四輻射部與所述饋入部連接處靠近所述第二端緣，所述第四輻射部設置於所述饋入部、所述第三輻射部與所述第一輻射部之間；所述第一輻射部延伸長度大於所述第二輻射部延伸長度，所述第二輻射部延伸長度大於所述第三輻射部延伸長度，所述第三輻射部延伸長度大於所述第四輻射部延伸長度。

選擇性地，所述第一輻射部包括一第一豎直部、一第一橫部、一第二豎直部、一第二橫部、一第三豎直部、一第三橫部、一第四豎直部、一第一延伸部及一第二延伸部，所述接地部縱向延伸形成所述第一豎直部，所述第一豎直部頂端向右延伸形成所述第一橫部，所述第一橫部右端向上延伸形成所述第二豎直部，所述第二豎直部頂端向右延伸形成所述第二橫部，所述第二橫部右端向下延伸形成所述第三豎直部，所述第三豎直部底端向右延伸形成所述第三橫部，所述第三橫部右端向上延伸形成所述第四豎直部，所述第四豎直部頂端向左延伸形成所述第一延伸部，所述第一延伸部下側邊向下延伸形成所述第二延伸部。

選擇性地，所述第二輻射部設置於所述第一輻射部之所述第一橫部、所述第一豎直部、所述第二橫部、所述第一延伸部及所述第二延伸部之間。

選擇性地，所述饋入部垂直於所述接地部，所述第二輻射部垂直於所述饋入部，所述第二輻射部與所述接地部平行。

選擇性地，所述第二輻射部設有一第三延伸部與一第四延伸部，所述第三延伸部橫向延伸於所述饋入部之所述第二側邊，所述第二輻射部之所述第三延伸部左端連接於所述饋入部之所述第二端緣，所述第四延伸部橫向延伸於所述第三延伸部之右部之上側邊，所述第四延伸部左端連接於所述第三延伸部之上側邊之右端，所述第二輻射部之所述第四延伸部右端與所述第一輻射部之所述第三豎直部之右側邊平齊。

選擇性地，所述第三輻射部之位置對應於所述饋入部之所述第一側邊、所述第四輻射部之左端與所述第一輻射部之所述第一延伸部之左端。

選擇性地，所述第三輻射部包括一連接部、一第一分支、一第二分支及一凸出部，所述饋入部之所述第一側邊橫向延伸形成所述連接部，所述連接部之右端靠近所述第一端緣，所述連接部上側邊之中間向上延伸形成所述第一分支，所述連接部左端向上延伸形成所述第二分支，所述第一分支設置於所述第二分支與所述饋入部之間，所述連接部與所述第一分支連接處設有所述凸出部，所述凸出部設置於所述第三輻射部之所述第一分支、所述饋入部及所述第四輻射部之間，所述第三輻射部之所述第一分支頂端與所述第一輻射部之所述第一延伸部左端彼此垂直並保持一距離。

選擇性地，所述第一分支與所述第二分支相互平行，所述第二分支寬度大於所述第一分支寬度，所述第一分支長度大於所述第二分支長度，所述第一分支之右側邊與所述第一輻射部之所述第一延伸部之左端緣切齊，所述連接部之下側邊與所述第一橫部之下側邊及所述第二橫部之下側邊切齊。

選擇性地，所述第四輻射部橫向延伸於所述饋入部之所述第一側邊上部，所述第四輻射部右端靠近所述第二端緣，所述第四輻射部與所述第三輻射部延伸於所述饋入部之同一側，所述第四輻射部設置於所述饋入部、所述第三輻射部之所述第一分支、所述第三輻射部之所述連接部與所述第一輻射部之所述第一延伸部之間。

選擇性地，所述饋入部垂直於所述接地部，所述第四輻射部垂直於所述饋入部，所述第四輻射部與所述接地部平行，所述第四輻射部之左端緣與所述第一輻射部之所述第一延伸部之左端緣平齊。

100:多頻天線

101:第一側邊

102:第二側邊

103:第一端緣

104:第二端緣

1:饋入點

2:饋入部

10:第一輻射部

11:第一豎直部

12:第一橫部

13:第二豎直部

14:第二橫部

15:第三豎直部

16:第三橫部

17:第四豎直部

18:第一延伸部

19:第二延伸部

20:第二輻射部

21:第三延伸部

22:第四延伸部

30:第三輻射部

31:連接部

32:第一分支

33:第二分支

34:凸出部

40:第四輻射部

50:接地部

60:電路板

〔第一圖〕係本創作多頻天線之平面結構之示意圖。

〔第二圖〕係本創作多頻天線的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)測試圖。

〔第三圖〕係本創作多頻天線的史密斯圖(Smith Chart)。

〔第四圖〕係本創作多頻天線的平均功率圖。

〔第五圖〕係本創作多頻天線的等效全向輻射功率圖。

〔第六圖〕係本創作多頻天線的效率圖。

為詳細說明本創作多頻天線100之技術內容、構造特徵、所達成的目的及功效，以下茲例舉實施例並配合圖式詳予說明。

請參閱第一圖，本創作多頻天線100設置於一電路板60上，本創作多頻天線100包括一饋入點1、一饋入部2、一第一輻射部10、一第二輻射部20、一第三輻射部30、一第四輻射部40及一接地部50，所述饋入點1設置於所述饋入部2一端，所述饋入點1由所述饋入部2之下端傳輸電流。在本實施例中，所述饋入部2與所述接地部50互相垂直，所述饋入點1、所述饋入部2、所述第一輻射部10、所述第二輻射部20、所述第三輻射部30及所述第四輻射部40在所述接地部50的同一側。

所述饋入部2呈一長方形片狀，所述饋入部2設有一第一側邊101、與所述第一側邊101相對的一第二側邊102以及相對的一第一端緣103與一第二端緣104，所述第一端緣103靠近所述接地部50並與所述接地部50保持一距離，所述饋入點1之位置靠近所述第一端緣103，所述第一側邊101上部橫向延伸形成所述第四輻射部40，所述第一側邊101下部橫向延伸形成所述第三輻射部30，所述第二側邊102上部橫向延伸形成所述第二輻射部20，所述接地部50縱向延伸形成所述第一輻射部10。

所述第一輻射部10由所述接地部50縱向延伸後向右反覆彎折所形成，所述第一輻射部10包括一第一豎直部11、一第一橫部12、一第二豎直部13、一第二橫部14、一第三豎直部15、一第三橫部16、一第四豎直部17、一第一延伸部18及一第二延伸部19。所述接地部50縱向延伸形成所述第一豎直部11，所述第一豎直部11垂直於所述接地部50，所述第一豎直部11底端連接所述接地部50，所述第一豎直部11頂端連接所述第一橫部12，所述第一豎直部11頂端向右延伸形成所述第一橫部12。

所述第一橫部12與所述接地部50之間間隔一距離，所述第一橫部12平行於所述接地部50，所述第一橫部12左端連接所述第一豎直部11，所述第一橫部12右端連接所述第二豎直部13，所述第一橫部12右端向上延伸形成所述第二豎直部13。

所述第二豎直部13垂直於所述第一橫部12，所述第二豎直部13底端連接所述第一橫部12，所述第二豎直部13頂端連接所述第二橫部14，所述第二豎直部13頂端向右延伸形成所述第二橫部14。

所述第二橫部14垂直於所述第二豎直部13，所述第二橫部14左端連接所述第二豎直部13，所述第二橫部14右端連接所述第三豎直部15，所述第二橫部14右端向下延伸形成所述第三豎直部15。

所述第三豎直部15垂直於所述第二橫部14，所述第三豎直部15頂端連接所述第二橫部14，所述第三豎直部15底端連接所述第三橫部16，所述第三豎直部15底端向右延伸形成所述第三橫部16。

所述第三橫部16垂直於所述第三豎直部15並與所述接地部50之間間隔一距離，所述第三橫部16左端連接所述第三豎直部15，所述第三橫部16右端連接所述第四豎直部17，所述第三橫部16右端向上延伸形成所述第四豎直部17。

所述第四豎直部17垂直於所述第三橫部16，所述第四豎直部17底端連接所述第三橫部16，所述第四豎直部17頂端連接所述第一延伸部18，所述第四豎直部17頂端向左延伸形成所述第一延伸部18。

所述第一延伸部18垂直於所述第四豎直部17，所述第一延伸部18右端連接所述第四豎直部17，所述第一延伸部18左端為自由端，所述第一延伸部18下側邊向下延伸形成所述第二延伸部19。在本實施例中，所述第二延伸部19垂直於所述第一延伸部18，所述第二延伸部19頂端連接所述第一延伸部18，所述第二延伸部19底端為自由端，所述第二延伸部19設置於所述第三豎直部15、所述第三橫部16及所述第四豎直部17之間。

在本實施例中，所述第二豎直部13、所述第二橫部14及所述第三豎直部15共同形成一倒U型，所述第三豎直部15、所述第三橫部16及所述第四豎直部17共同形成一U型。所述第一橫部12與所述第二橫部14相互平行，所述第二橫部14與所述第三橫部16相互平行，所述第一橫部12與所述第三橫部16位於同一延伸線上。

在本實施例中，所述第一豎直部11平行於所述饋入部2，所述第二豎直部13平行於所述第一豎直部11，所述第二橫部14平行於所述第一橫部12，所述第三豎直部15平行於所述第二豎直部13，所述第三橫部16平行於所述第二橫部14，所述第四豎直部17平行於所述第三豎直部15，所述第一延伸部18平行於所述第一橫部12、所述第二橫部14及所述第三橫部16，所述第二延伸部19平行於所述第一豎直部11、所述第二豎直部13、所述第三豎直部15及所述第四豎直部17。

在本實施例中，所述第一輻射部10之所述第一延伸部18長度最長。所述第二豎直部13長度大於所述第一豎直部11長度，所述第二豎直部13與所述第三豎直部15等長，所述第四豎直部17長度大於所述第三豎直部15長度。在本實施例中，所述第一輻射部10之所述第二延伸部19寬度最寬。所述第一豎直部11、所述第一橫部12、所述第二豎直部13、所述第二橫部14、所述第三豎直部15及所述第三橫部16寬度相同。所述第四豎直部17與所述第一延伸部18寬度相同，所述第四豎直部17寬度大於所述第三橫部16，所述第二延伸部19寬度大於所述第一延伸部18寬度，在具體實施時則不限於此。

在本創作多頻天線100用於無線通訊時，所述第一輻射部10與所述饋入點1產生耦合從而振盪出的頻段為698MHZ-960MHZ，在具體實施時，可透過調整所述第一輻射部10與所述第二輻射部20之間的距離、所述第一輻射部10與所述第三輻射部30之間的距離、所述第一輻射部10與所述第四輻射部40之間的間距而改變所述第一輻射部10的頻寬。

所述第二輻射部20由所述饋入部2上部橫向延伸所形成，所述第二輻射部20垂直於所述饋入部2，所述第二輻射部20左端連接所述饋入部2上端，因此所述第二輻射部20與所述接地部50彼此保持平行。所述第二輻射部20設置於所述第一輻射部10之所述第一橫部12、所述第二豎直部13、所述第二橫部14、所述第一延伸部18及所述第二延伸部19之間，所述第二輻射部20與所述第一輻射部10延伸於所述饋入部2之同一側。

所述第二輻射部20包括一第三延伸部21與一第四延伸部22，所述第三延伸部21橫向延伸於所述饋入部2之所述第二側邊102上部，所述第二輻射部20之所述第三延伸部21左端連接於所述饋入部2之所述第二側邊102上部，所述第四延伸部22橫向延伸於所述第三延伸部21上側邊，所述第四延伸部22左半部連接於所述第三延伸部21之上側邊之右端，所述第四延伸部22右端為自由端。在本實施例中，所述第二輻射部20之所述第三延伸部21介於所述饋入部2、所述第一橫部12、所述第二豎直部13與所述第一延伸部18之間，所述第二輻射部20之所述第四延伸部22右端與所述第一輻射部10之所述第三豎直部15右側邊平齊，所述第四延伸部22介於所述第二橫部14、所述第一延伸部18與所述第二延伸部19之間，所述第三延伸部21之寬度大於所述第四延伸部22之寬度。所述第二輻射部20寬度大於所述第三輻射部30寬度。

在本創作多頻天線100用於無線通訊時，電流由所述饋入點1饋入，電流經過所述饋入部2與所述第二輻射部20可振盪出的頻段為1400MHZ-2700MHZ。

所述第三輻射部30由所述饋入部2左側邊橫向延伸後向上延伸所形成，所述第三輻射部30延伸於所述饋入部2之所述第一側邊101下部，所述第三輻射部30之位置對應於所述饋入部2之所述第一側邊101、所述第四輻射部40之左端與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18之自由端，所述第三輻射部30包括一連接部31、一第一分支32、一第二分支33及一凸出部34。所述第三輻射部30與所述饋入部2連接處靠近所述第一端緣103。

所述饋入部2之所述第一側邊101下部橫向延伸形成所述連接部31，所述連接部31垂直於所述饋入部2，所述連接部31平行於所述接地部50並與接地部50之間間隔一距離，所述連接部31之右端靠近所述第一端緣103，所述連接部31右端連接所述饋入部2，所述連接部31左端連接所述第二分支33，所述連接部31上側邊中間向上延伸形成所述第一分支32，所述第一分支32設置於所述第二分支33與所述饋入部2之間，所述第一分支32下端連接所述連接部31，所述第一分支32上端為自由端，所述第一分支32垂直於所述連接部31，所述連接部31與所述第一分支32連接處設有所述凸出部34，所述凸出部34設置於所述第一分支32右側邊與所述連接部31上側邊共同形成之轉角處。所述第三輻射部30之所述第一分支32之自由端與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18之自由端之間保持一距離，所述第三輻射部30之所述第一分支32垂直於所述第一輻射部10之所述第一延伸部18。所述連接部31上側邊之左端向上延伸形成所述第二分支33，所述第二分支33垂直於所述連接部31，所述第二分支33下端連接所述連接部31，所述第二分支33上端為自由端，所述第二分支33與所述第一分支32之間間隔一距離。

在本實施例中，所述第一分支32與所述第二分支33相互平行，所述第二分支33寬度大於所述第一分支32寬度，所述第一分支32長度大於所述第二分支33長度，所述第一分支32之頂緣與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18之上側邊切齊，所述連接部31之下側邊與所述第一橫部12下側邊及所述第二橫部14下側邊切齊。

在本創作多頻天線100用於無線通訊時，電流由所述饋入點1饋入，電流經過所述饋入部2、所述第三輻射部30之所述連接部31與所述第三輻射部30之所述第一分支32，可振盪出的頻段為2500MHZ-3800MHZ。所述第三輻射部30之所述第二分支33與所述饋入點1產生耦合可振盪出的頻段為1800MHZ-2500MHZ。所述第一分支32與所述第二分支33之間共振產生出的頻段為3300MHZ-4000MHZ。在具體實施時，可透過調整所述第一分支32與所述第二分支33之間的間距使所述第一分支32與所述第二分支33的共振頻率變得更大。在具體實施時，可透過調整所述第一分支32與所述第四輻射部40之間的間距及所述第一分支32與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18之間的間距以改變2500MHZ-3800MHZ頻段的頻寬。

所述第四輻射部40由所述饋入部2上部橫向延伸所形成，所述第四輻射部40垂直於所述饋入部2，因此所述第四輻射部40與所述接地部50彼此保持平行。所述第四輻射部40為一橫向設置之條形，所述第四輻射部40延伸於所述饋入部2之所述第一側邊101上部，所述第四輻射部40右端連接於所述饋入部2，所述第四輻射部40右端靠近所述第二端緣104，所述第四輻射部40右端為自由端，在本實施例中，所述第四輻射部40設置於所述饋入部2、所述第三輻射部30之所述第一分支32、所述第三輻射部30之所述連接部31與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18之間，所述第四輻射部40與所述第三輻射部30皆延伸於所述饋入部2之所述第一側邊101。所述第四輻射部40左端緣與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18左端緣側平齊。所述第四輻射部40與所述饋入部2連接處靠近所述第二端緣104。

在本創作多頻天線100用於無線通訊時，電流經過所述饋入部2與所述第四輻射部40可振盪出的頻段為4000MHZ-5000MHZ，在具體實施時，可透過調整所述第四輻射部40與所述第一輻射部10之所述第一延伸部18之間的間距及所述第四輻射部40與所述第三輻射部30之所述第一分支32之間的間距以改變所述4000MHZ-5000MHZ頻段的頻寬。

在本實施例中，所述第一輻射部10頻段為698-960MHZ，所述第二輻射部20頻段為1400MHZ-2700MHZ，所述第三輻射部30頻段為 2500MHZ-3800MHZ，所述第四輻射部40頻段為4000MHZ-5000MHZ。使本創作多頻天線100在有限的體積下增加頻段。

在本實施例中，所述第一輻射部10延伸長度大於所述第二輻射部20延伸長度，所述第二輻射部20延伸長度大於所述第三輻射部30延伸長度，所述第三輻射部30延伸長度大於所述第四輻射部40延伸長度。

請參閱第二圖與第三圖所示，為本創作多頻天線100的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)測試圖與史密斯圖。當本創作多頻天線100操作於698MHZ時，電壓駐波比為4.9978(圖中M1)，當本創作多頻天線100操作於960MHZ時，電壓駐波比為4.9155(圖中M2)，當本創作多頻天線100操作於1710MHZ時，電壓駐波比為1.2345(圖中M3)，當本創作多頻天線100操作於2170MHZ時，電壓駐波比為3.9557(圖中M4)，當本創作多頻天線100操作於2300MHZ時，電壓駐波比為3.0778(圖中M5)，當本創作多頻天線100操作於2690MHZ時，電壓駐波比為1.7264(圖中M6)，當本創作多頻天線100操作於3300MHZ時，電壓駐波比為2.5388(圖中M7)，當本創作多頻天線100操作於3800MHZ時，電壓駐波比為3.3024(圖中M8)，當本創作多頻天線100操作於4400MHZ時，電壓駐波比為3.5230(圖中M9)，當本創作多頻天線100操作於5000MHZ時，電壓駐波比為3.1716(圖中M10)。因此，本創作多頻天線100可穩定地操作於698-960MHZ、1400-2700MHZ、2500-3800MHZ、4000-5000MHZ之頻帶範圍。

請參閱第四圖所示，為本創作多頻天線100的平均功率圖，表示本創作多頻天線100的損耗程度，平均功率越大，對天線的損耗越小，使天線的輻射能量越大。在本實施例中，低頻頻寬的平均功率皆能在-3內。

請參閱第五圖所示，為本創作多頻天線100的等效全向輻射功率圖，表示本創作多頻天線100在每個頻率輻射的最大值。在本實施例中，在全頻段內的等效全向輻射功率的峰值落在同一範圍內，即為功率穩定。

請參閱第六圖及表一所示，為本創作多頻天線100的效率圖及數據圖，表示平均功率轉換成天線輻射的效率，在不同頻率下，效率值越高越好。在本實施例中，低頻頻寬皆在50%以上，因此，本創作多頻天線100能在有限空間中達到低頻頻寬的高效率且能保持高頻的頻寬與效率。

綜上所述，本創作多頻天線100藉由饋入點1饋入電訊號，所述第一輻射部10頻段為698-960MHZ，所述第二輻射部20頻段為1400MHZ-2700MHZ，所述第三輻射部30頻段為2500MHZ-3800MHZ，所述第四輻射部40頻段為4000MHZ-5000MHZ。因此，本創作多頻天線100能在有限體積的情況下增加頻段，適應電子產品微型化的發展趨勢。