TW201701533A

TW201701533A - 多頻天線

Info

Publication number: TW201701533A
Application number: TW104119444A
Authority: TW
Inventors: 張琨盛; 林敬基
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-01-01

Abstract

本發明的多頻天線，包括接地面、輻射元件與導波元件，且輻射元件包括接地部、連接部、第一延伸部與第二延伸部。接地部電性連接至接地面的邊緣，以在接地面的邊緣形成接地點。連接部的第一端電性連接至接地部。第一延伸部與第二延伸部電性連接至連接部的第二端，且第一延伸部與連接部形成第一共振路徑。導波元件電性連接至接地面的邊緣。導波元件與部分的接地面形成分流路徑，且分流路徑的長度相等於第一共振路徑的長度。

Description

多頻天線

本發明是有關於一種天線，且特別是有關於一種多頻天線。

無線通訊裝置在公開販售以前必須通過安規測試中的多種測試項目，例如：特定吸收率(specific absorption rate，SAR)測試、頻帶邊緣(band edge)測試…等。其中，頻帶邊緣測試是規範無線通訊裝置中的天線操作在頻帶邊緣的輻射能量。一般而言，現有的無線通訊裝置大多是藉由降低天線操作在頻帶內的輻射能量，來致使天線在頻帶以外的輻射能量可以連帶地被降低，進而符合頻帶邊緣測試。然而，此種作法往往會導致天線的峰值增益(peak gain)與平均增益(average gain)皆大幅度地降低，進而影響天線的收訊品質。

本發明提供一種多頻天線，利用導波元件與部分的接地面來形成分流路徑，以致使多頻天線符合頻帶邊緣測試，並兼顧多頻天線的收訊品質。

本發明的多頻天線，包括接地面、輻射元件與導波元件，且輻射元件包括接地部、連接部、第一延伸部與第二延伸部。接地部電性連接至接地面的邊緣，以在接地面的邊緣形成接地點。連接部的第一端具有饋入點，並電性連接至接地部。第一延伸部與第二延伸部電性連接至連接部的第二端，且第一延伸部與連接部形成第一共振路徑。導波元件的第一端電性連接至接地面的邊緣，且導波元件的第二端為開路端。此外，導波元件與部分的接地面形成分流路徑，且分流路徑的長度相等於第一共振路徑的長度。

在本發明的一實施例中，上述的第一延伸部與第二延伸部分別位在連接部的兩側，且第一延伸部位在連接部與導波元件之間。

在本發明的一實施例中，上述的分流路徑是從接地點延伸至導波元件的第二端。

基於上述，本發明的多頻天線利用導波元件與部分的接地面來形成分流路徑，且分流路徑的長度相等於輻射元件所具有之第一共振路徑的長度。藉此，將可致使多頻天線符合頻帶邊緣測試，並兼顧多頻天線的收訊品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧多頻天線

110‧‧‧接地面

111‧‧‧邊緣

120‧‧‧輻射元件

121‧‧‧接地部

122‧‧‧連接部

123‧‧‧第一延伸部

124‧‧‧第二延伸部

130‧‧‧導波元件

140‧‧‧基板

141‧‧‧表面

151‧‧‧第一共振路徑

152‧‧‧第二共振路徑

160‧‧‧分流路徑

171‧‧‧第一導電臂

172‧‧‧第二導電臂

FP1‧‧‧饋入點

GP1‧‧‧接地點

210、220、310、320‧‧‧曲線

圖1為依據本發明一實施例之多頻天線的示意圖。

圖2為依據本發明一實施例之多頻天線在具有與不具有導波元件下的峰值增益圖。

圖3為依據本發明一實施例之多頻天線在具有與不具有導波元件下的平均增益圖。

圖1為依據本發明一實施例之多頻天線的示意圖。如圖1所示，多頻天線100包括接地面110、輻射元件120、導波元件130與基板140。其中，接地面110、輻射元件120與導波元件130是設置在基板140的一表面141上。換言之，多頻天線100可例如是一平面天線。此外，接地面110具有一邊緣111。輻射元件120具有一平面倒F型天線(Planar Inverted F Antenna，簡稱PIFA)結構。

具體而言，輻射元件120包括接地部121、連接部122、第一延伸部123與第二延伸部124。接地部121的第一端電性連接至接地面110的邊緣111，以在接地面110的邊緣111形成接地點GP1。連接部122的第一端具有一饋入點FP1，並電性連接至接地部121的第二端。第一延伸部123與第二延伸部124電性連接至連接部122的第二端。此外，第一延伸部123與連接部122可形成第一共振路徑151，且第二延伸部124與連接部122可形成第二共振路徑152。

在操作上，多頻天線100可透過饋入點FP1接收來自收發器(未繪示出)的饋入訊號。此外，在饋入訊號的激發下，多頻天線100可透過第一共振路徑151產生第一共振模態以操作在第一頻帶，且多頻天線100可透過第二共振路徑152產生第二共振模態以操作在第二頻帶。其中，第一頻帶低於第二頻帶。舉例來說，第一頻帶可例如是低頻頻帶，且第二頻帶可例如是高頻頻帶。此外，第一共振路徑151的長度為第一頻帶之最低頻率的1/4波長，且第二共振路徑152的長度為第二頻帶之最低頻率的1/4波長。換言之，第一共振路徑151的長度大於第二共振路徑152的長度。

導波元件130的第一端電性連接至接地面110的邊緣111，且導波元件130的第二端為開路端。導波元件130與部分的接地面100形成分流路徑160，且分流路徑160的長度相等於第一共振路徑151的長度。換言之，分流路徑160的長度為多頻天線100所涵蓋之第一頻帶之最低頻率的1/4波長。藉此，當多頻天線100產生第一共振模態時，多頻天線100之部分的激發電流將流向導波元件130。換言之，在第一共振模態下，部分的激發電流將被分流至導波元件130，進而致使多頻天線100在第一共振模態下的輻射能量可以更加地平均分散。

具體而言，當多頻天線100未設置導波元件130時，多頻天線100在第一共振模態下輻射最強的區域大多是集中在-Y軸方向的區域。隨著導波元件130的設置，部分集中在-Y軸方向的輻射能量將可透過導波元件130被導向至在X軸方向的區域。換言之，隨著導波元件130的設置，多頻天線100在第一共振模態下輻射最強的區域將可分散至在-Y軸方向與X軸方向的區域。如此一來，將可在犧牲少許多頻天線100之平均增益的情況下，大幅度地降低多頻天線100的峰值增益，進行致使多頻天線100符合頻帶邊緣測試，並兼顧多頻天線100的收訊品質。

舉例來說，圖2為依據本發明一實施例之多頻天線在具有與不具有導波元件下的峰值增益(peak gain)圖，且圖3為依據本發明一實施例之多頻天線在具有與不具有導波元件下的平均增益(average gain)圖。在圖2與圖3實施例中，多頻天線100可透過第一共振模態涵蓋2.4GHz頻帶(亦即，第一頻帶)，並可透過第二共振模態涵蓋5GHz頻帶(亦即，第二頻帶)。此外，曲線210與310分別用以表示多頻天線100在不具有導波元件130下的峰值增益與平均增益，且曲線220與320分別用以表示多頻天線100在具有導波元件130下的峰值增益與平均增益。

參照圖2的曲線210與220來看，多頻天線100在第一共振模態下的峰值增益可因應導波元件130的設置而降低了2dB。此外，參照圖3的曲線310與320來看，多頻天線100在第一共振模態下的平均增益僅因應導波元件130的設置而降低了0.5dB。換言之，導波元件130的設置將可致使多頻天線100的輻射能量可以更加地平均分散，進而可在兼顧多頻天線100之收訊品質的情況下致使多頻天線100符合頻帶邊緣測試。

為了致使本領域具有通常知識者能更了解本發明，以下將繼續參照圖1進一步地說明多頻天線100的細部結構。如圖1所示，第一延伸部123與第二延伸部124分別位在連接部122的兩側，且第一延伸部123位在連接部122與導波元件130之間。換言之，導波元件130鄰近第一延伸部123。此外，分流路徑160是從接地點GP1延伸至導波元件130的第二端(亦即，開路端)。再者，在圖1實施例中，導波元件130包括多個彎折，以有助於縮減多頻天線100的尺寸。在另一實施例中，導波元件130的形狀也可例如是直線狀或是任意的幾何形狀。

就輻射元件120的細部結構而言，第二延伸部124是沿著遠離導波元件130的一預設方向(例如，X軸方向)延伸，且第一延伸部123是沿著預設方向的相反方向(例如，-X軸方向)延伸。接地部121的形狀可例如是L型。此外，接地部121包括第一導電臂與第二導電臂172。其中，第一導電臂171面對第一延伸部123，並電性連接至連接部122的第一端。第二導電臂172電性連接在第一導電臂171與接地面110的邊緣111之間。

綜上所述，本發明的多頻天線包括輻射元件以及從接地面延伸而出的導波元件，且導波元件與部分的接地面可形成分流路徑。此外，分流路徑的長度相等於輻射元件所具有之第一共振路徑的長度。藉此，部分的激發電流將可被分流至導波元件，進而致使多頻天線的輻射能量可以更加地平均分散。如此一來，將可致使多頻天線符合頻帶邊緣測試，並兼顧多頻天線的收訊品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。