TW200818597A - An internal multiband antenna - Google Patents

Description

200818597 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

特別是適合應用在I 本發明係關於一種内藏式天線 線通訊產品上的内藏式多頻天線。 【先前技術】 隨者無線通訊的發展，無線網路的應用越來越廣泛， 因此天線的性能便成為影響產品價值的重要關鍵之二。相 關之先前技術包括台灣專利公告第563,274號"雙頻天線” ，其揭示-種利用筆記型電腦液晶螢幕内建的接地面，在 該接地面上設計倒F形天線的例子，不過該天線雖適用於 4 GHz 5 GHz (包合5· 2、5. 8 GHz )雙頻帶操作之無線 區域網路系統，但高頻頻寬僅勉強包含5.2、5.8GHz之頻 帶’使得天線量產時，其製作上之可允許誤差低。為解決 此一問題，我們提出-種内藏式多頻天線的創新設計，該 天線可以多頻操作於_無線區域網路（肌則，不僅可 產生-低頻操作頻帶涵蓋無線區域網路2 4⑶z頻帶（^〜 邊GHz)，更可在高頻操作頻帶產生約ΐδ·之操作頻 =’輕易地涵蓋無線區域網路5GfJz頻帶〔包含5.2GHz頻 ▼ (5.15〜5.35〇112)及5.8(3112;頻帶（5.725〜5 825 (^2)〕之 操作需求，大幅提升量產時本發明天線製作上的可容許誤 差三且本發明天線具有縮小化天線設計之優點，適合應用 於热線通5fl產品上’達成縮小化且多頻操作之通訊功能。 200818597 【發明内容】 如上所述，本發明之目的在於提供一種内藏式多頻天 線的創新設言十，而本發明天線之一實施{列，可以多頻操作 於-無線區域網4，不$可產生一低頻操作頻帶涵蓋 區域網路2.4 0_頁帶（2.4〜2.484孤），更可在高^操; 頻帶產生約L8GHz之操作頻寬，輕易地涵蓋無線區域網路 5GHz頻帶〔包含52GHz頻帶（515〜5 35 gHz )及58邮 頻帶（ 5.725〜5.825 GHz)〕之操作需求，大幅提升量產時本 厂發明天線製作上的可容許誤差，且本發明天線具有縮小化 、天線設計之優點，適合應用於無線通訊產品上，達成縮小 化且多頻操作之通訊功能。本發明天線包含：-接地面， 形狀大致為一矩形，且有一卜古、真緣 〇 ; i 斤呈右一位上 上方邊緣，且在該上方邊緣附 二有-接地點及一短路點；一輻射金屬臂，其形狀大致 二：广位於該接地面之上方邊緣處，其具有一起始 二：ί端’該起始端位於該接地面之上方邊緣處附近， 之饋入點，而該St"定距離，並且為天線 兮和如入原 則大致平仃於該接地面之上方邊緣， -寄生二路：產生天線高頻操作頻帶之-共振模態; 面之上處Li: j大致為—倒1形，位於該接地 路至兮接地处…、一起始端與一末端，該起始端短 之末㈣末端職朝向純射金屬臂 = 延伸’與_射金屬臂之末端具有—第一特定 距離，而該寄生短路金屬 而一兩弟一特疋 低頻操作頻帶之一共振模能：：射金屬臂用以產生天線 、心乂及另一較高頻率之一共振模 200818597 恶，及一饋入傳輸線，用以傳輸訊號，包含：一中心導線 ，連接至該輻射金屬臂之起始端；及一外層接地導體，連 接至孩接地面之接地點；同時該輻射金屬臂及該寄生短路 金屬臂由印刷或蝕刻技術形成於一介質基板上。 在本項没計中，我們可以藉由適當地調整該輻射金屬 癉之長度，產生天線高頻頻帶之一共振模態，而該輻射金 屬臂之長度接近該高頻頻帶之一共振模態中心頻率之〇.15

〇· 25波長；以及藉由適當地調整該寄生短路金屬臂之長 度，產生天線低頻操作頻帶之一共振模態以及另一輕高頻 率之-共振模態，㈣寄生短路金屬t與該輻射金屬臂長 度之總和接近該低頻操作頻帶之—共振模態中心頻率之 15 ^ 25波長’再適當地調整該輕射金屬臂與接地面之距 (第圖巾之h!，一般大於15 _ )，且調整該寄生短 路金屬臂與接地面之距離（第丨圖中之匕，一般大於b mm)，同時適當地調整該輻射金屬臂之饋入點與接地面 之距離（第1圖中之t，一般小於2 mm)，及適當地調整 該輻射金屬臂與寄生短路金屬臂之距離（第」圖中之d， 一般小於5 mm )，可以得创肖拉七把& 〇 于幻良好之阻抗匹配，進而獲得足 夠之“作頻寬，即可涵蓋目前無線區域網路所需之μ 頻t及5GHz頻帶之操作需求，且本發明天線具有縮小化 =線，計之優·點，適合應用於無線通訊產品上，達成縮小 化且夕頻操作之通訊功能。 200818597 L實施方式】 茶考弟1圖’本發明之^__ ί# ΐΛ3 -4-' ^ ,^ " 種内滅式多頻天線一實施例 =一接地面13，形狀大致為-矩形，具有—上方邊 且在4上方邊緣131附近具有一接地點132及一 讀點133 ; -賴射金屬臂14，其形狀大致為一倒l形， =於賴地面之上方邊緣131處，其具有一起始端⑷與 末知142 ，忒起始端141位於該接地面之上方邊緣η! 處附近，與該接地面之上方邊緣131具有一第一特定距離 f t，亚且為天線之饋入點141 ，而該末端142則大致平行 於該接地面之上方邊緣131，該輕射金屬臂14用以產生天 線高頻操作頻帶之-共振模態22 ; 一寄生短路金屬臂Μ， 其形狀大致為一倒L形，位於該接地面之上方邊緣ΐ3ι處 ，其具有一起始端151與一末端152，該起始端151短路 至忒接地面之短路點133 ，而該末端152則往朝向該輻射 金屬臂之末端142方向延伸，與該輻射金屬臂之末端142 具有一第二特定距離d，而該寄生短路金屬臂15與該輻射 、金屬臂14用以產生天線低頻操作頻帶之一共振模態21以及 另一較高頻率之一共振模態23 ;及一饋入傳輸線16，用以 傳輸訊號，包含·· 一中心導線161 ，連接至該輻射金屬臂 之起始端141 ;及一外層接地導體162，連接至該接地面 之接地點132。在本實施例！中，該輻射金屬臂14產生之 一共振模態22與由該輻射金屬臂14及該寄生短路金屬臂 所產生之另一較高頻率之共振模態23合成天線之高頻操作 頻帶；且該輕射金屬臂14及該寄生短路金屬臂15由印刷或 200818597 '糊支術衫成铃〜介質基板17上；由以上配置方式可以得 到良好之降机四配，進而獲得足多句之操作頻寬，即可涵芸 目前無線^ 一所需之2.4GH 一帶及5GHz頻帶之操^ :求’且本^天線具有縮小化夭線設計之優點，適用於 ‘、、、、'泉通讯虞'^上，達成縮小化|多頻操作之通訊功能。 第2圖為本發明天線一實施例1的返回損失實驗量測 結果。在實施例1中，我們選擇該接地面13之長度為26〇 、寬度為2〇〇_ ;該轄射金屬f 14之長度為12咖、 (寬度為lmm，而該饋入點141與接地面之上方邊緣131之 距_ t為〇.5軸，且該幸虽射金層臂與接地面之距離^為7 mm ;該寄生短路金屬臂15之長度為21mm、寬度為^ mm ’而該寄生短路金屬臂之末端152與該輕射金屬臂之 末端142之距離d為G.5mm，且該辕射金屬臂與接地面之 】離h2為6.5 _，&饋人傳輪線16為_同軸傳輸線；該介 二基板17為/厚度為0.8 mm之FR4玻璃纖維基板。由所得 實驗結果，在返回損失小於1〇册的定義下，該操作頻寬 、可以涵蓋目前無線區域網路所需之24GHz頻帶（24〜 2.484GHz )及 5GHz 頻帶〔包含52GHz頻帶（515〜5.35 GHz ^及5.8 GHz頻帶（5.725〜5 825 GIiz )〕之操作需求。 第3圖為本發明天線一實施例i在χ_ζ、平面（ 垂直面）及X_y平面（水平面；假設地面平行於X卞平面 )於2450 MHz的天線㈣場型量測結果；$ 4圖為本發明 天線-實施例1在x-z、y-z平面（垂直面）及Η平面 (水平面）於测馳的天線轉射場型量測結果。由量測 200818597 結果可知，天線的主極化輻射均呈現垂直極化（Εθ)特性， 且在：-y丨面（水平面）產生大致為全向性輻射之場型， 滿足無線區域網路系、统之操作需求，同時在巧平面（水 平面）之垂直極化（Εθ)分量與水平極化⑸分量相近，則 具有抵抗複雜環境所產生之多重路徑衰減之功能。 第5圖為本發明天線之第—其他實施例結構圖。本實 施=5與實施例】之不同在於：一幸畐射金屬臂54具有一起 始知541肖一末# 542 ’而在該輻射金屬臂之起始端⑷ ι /、末鳊542之間具有一條支路543 ，且該支路為該輻 射金屬臂54及該寄生短路金屬臂15所包圍。在本實施例5 中，該韓射金屬臂54及該寄生短路金屬臂15由印刷或餘刻 技術形成於-介質基板17上；由以上配置方式可以在天線 局頻頻帶額外產生-共振模態，同時得到良好之阻抗匹配 進而獲彳于足夠之刼作頻寬，即可涵蓋目前無線區域網路 所需之2.4 GHz頻帶及5 GHz頻帶之操作需求，且本發明天 線具有縮小化天線設計之優點，適合應用於無線通訊產品 …上’達成縮小化且多頻操作之通訊功能。 第6圖為本發明天線之第二其他實施例結構圖。本實 施例6與實施例丨之不同在於：一寄生短路金屬臂65具有 一起始端651與一末端652，而在該寄生短路金屬臂之起 始端651與末端652之間具有一條支路幻3，且該支路 653為該輻射金屬臂14及該寄生短路金屬臂65所包圍。在 本貫施例6中，該輻射金屬臂14及該寄生短路金屬臂仍由 印刷或蝕刻技術形成於一介質基板17上；由以上配置方式 200818597 可以在天線低頻頻帶額 之阻抗匹配，進而奶 /、·悲’同時得到良好 線區域網路所需之二二°之#作頻寬’即可涵蓋目前無 且本發明天、‘ :=Z頻帶及5GH嘴之操作需求， 線通訊產品上:、：：：線設計之優點，適合應用於無 第7圖為太多頻操作之通訊功能。 @為本魯明天線之第三 施例7與實施例】之不W认.只叫.、。構圖。本貫 始端州與-末^4Γ 輕射金屬臂74具有一起 與末端742之間“ — = = =金屬臂之起始端741 -具有一起始端寄生短路金屬臂 臂之起始端751盘末端752 而在該寄生短路金屬 本垂浐你丨7 士 ' 之間具有一次之彎折753。在 印刷或.刻技術二 生:路金屬臂75由 方法進:=;、== 即可、、二阻抗匹配，進而獲得足夠之操作頻寬， 门涵盖目則無線區域網路所需之2.4 求，適合應用於無線灿 夕頻細作之通訊功能。 ^ 8 ϋ為本發日月天線之第四其他實施例結本 =父實施例1之不同在於：一輕射金屬臂-及-寄二 1屬臂85均由金屬片沖麗或切割製作而成。由以上配 ‘方式亦可得到良好之阻抗匹配，進而獲得足夠之操作頻 Γ Ρ可涵盍目刖無線區域網路所需之2·4 GHz頻帶及5 #π之麵作需求’適合應用於無線通訊產品上，達成 12 200818597 多頻操作之通訊功能。 以上.兄明中所述之實施例僅為說明本發明之原理及其 ^，而非限制本發明。因此，f於此技術之人士可在^ 違月本毛明之精神對上述實施例進行修改及變化，本發明 之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明天線一實施例結構圖。 ^第2圖為本發明天線一實施例之返回損失實驗量測結果。 第3圖為本發明天線一實施例之輻射場型於之量 測結果。 第4圖為本發明天線一實施例之輻射場型於阳⑻腿ζ之量 測結果。 第5圖為本發明天線之第一其他實施例結構圖。 第6圖為本發明天線之第二其他實施例結構圖。 第7圖為本發明天線之第三其他實施例結構圖。 ;第8圖為本發明天線之第四其他實施例結構圖。 【主要元件符號說明】 1 :本發明天線一實施例 13 ·接地面或筆記型電腦液晶螢幕①^^)支撐金屬背板 131 ·接地面之一邊緣 132 :接地點 133 :短路點 13 200818597 _ 14 :輻射金屬臂 141 :輻射金屬臂之起始端(饋入點） 142 :輻射金屬臂之末端 15 :寄生短路金屬臂 151 :寄生短路金屬臂之起始端 152 :寄生短路金屬臂之末端 16 :饋入傳輸線 161 :中心導線 〆 162 :外層接地導體 17 :介質基板 h!:輻射金屬臂與接地面之距離 h2 :寄生短路金屬臂與接地面之距離 t:饋入點與接地面之距離 d:輻射金屬臂與寄生短路金屬臂之距離 21 :低頻頻帶之一共振模態 Γ 22 :高頻頻帶之第一共振模態 23 ·南頻頻帶之弟二共振模悲 5 ··本發明天線之第二其他實施例 54:輻射金屬臂 541 :輻射金屬臂之起始端 542 :輻射金屬臂之末端 543 :輻射金屬臂之一支路 14 200818597 6:本發明天線之第二其他實施例 65 :寄生短路金屬臂 651 :寄生短路金屬臂之起始端 652 :寄生短路金屬臂之末端 653 :寄生短路金屬臂之一支路 7:本發明天線之第三其他實施例 74 :輻射金屬臂 741 ··輻射金屬臂之起始端 "742 :輻射金屬臂之末端 743 :輻射金屬臂之起始端與末端間之一彎折 75 ··寄生短路金屬臂 751 ··寄生短路金屬臂之起始端 752 ··寄生短路金屬臂之末端 753 ··寄生短路金屬臂之起始端與末端間之一彎折 8:本發明天線之第四其他實施例 \ 1 δ4 :輻射金屬臂 841 ··輻射金屬臂之起始端 842:輻射金屬臂之末端 85 :寄生短路金屬臂 851 ··寄生短路金屬臂之起始端 852 ··寄生短路金屬臂之末端 15

Claims (1)

1. 200818597 十、申請專利範圍： !· 一種内藏式多頻天線，包含·· 一接地面，形狀大致為一矩形，具有— 該上方邊緣附近具有一接地點及一短路點故、.、，且在 一 1=^其:狀大致為一倒L形，位於該接地面 方邊、、彖處’其具有一起始端與—末端，該起始广 也面之上方邊緣處附近，與該接地面之上； 邊緣具有-第一特定距離，並且為 ^ f ;末端則大致平行於該接地面之上方邊緣，射： 二 天線高頻操作頻帶之-共振模; 大致為，形，位於該接 二==面τ—起始端與-末端，該起 輻射金屬臂之末端…： 亥末端則往朝向該 呈有一h 與該輻射金屬臂之末端 二屬辟距離’而該寄生短路金屬臂與該韓射 饋入傳輸線，用以傳輸訊號，包含 另nt線低頻知作頻帶之-共振模態以及 另較回頻率之一共振模態；及 -導臂之起始端;及 2·如申請專利範圍第」項之内面之接地點。 金屬臂具有—支路， 二式夕頻天線，其中該韓: .· 短路金屬臂所包圍。為該輻射金屬臂及該寄」 3.如申請專難圍第1項之内藏式多頻天線，其中該寄3 16 200818597 短路金屬臂呈右—古攸 口 ^ . ^ /、有支路且该支路為該寄生短路金屬臂 及该輪射金屬臂所包圍。 4· 士申明專利範圍第1項之内藏式多頻天線，其中該輻射 金屬臂之起始端與末端之間具有一次或一次以上之彎浙 5.如申5月專利乾圍帛！項之内藏式多頻天線，其中該寄生 短路金屬臂之起始端與末端之間具有—次或—次以上之 彎折。 6·如申请專利範圍第！項之内藏式多頻天線，&中該第一 特定距離少於2mm。 7. 如申請專利範圍第1項之内藏式多頻天線，纟中該第二 特定距離少於5 mm 〇 8. 如申請專利範圍第1項之内藏式多頻天線，纟中該輻射 至屬’產生之-共振;^ g與由該輻射金屬臂及該寄生短 路金屬臂所產生之另一齡古古 > /r座玍之另較回頻率之共振模態合成天線之 南頻操作頻帶。 9二請專利範圍第1項之内藏式多頻天線4中該輻射 ;屬臂及該寄生短路金屬臂由印刷或娜術形成於一 介質基板上。 10·如申請專利範圍第！項之内我丄 , 藏式多頻天線，其中該幸畐 射金屬臂及該寄生短路金屬臂 u 士 蜀牙^勾由金屬片沖壓或切割製 作而成。 η·如申請專利範圍第1項之内藏+ β β i ^ 藏式多頻天線，其中該寄 生紐路金屬臂與該接地面由一 亨—金屬片製作而成。 17