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TWI448001B - Multi - frequency antenna - Google Patents

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TWI448001B
TWI448001B TW099141699A TW99141699A TWI448001B TW I448001 B TWI448001 B TW I448001B TW 099141699 A TW099141699 A TW 099141699A TW 99141699 A TW99141699 A TW 99141699A TW I448001 B TWI448001 B TW I448001B
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Taiwan
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plane
frequency band
conductor
frequency antenna
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Quanta Comp Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H01Q5/371—Branching current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

多頻天線
本發明是有關於一種天線，特別是指一種適用於無線區域網路(Wireless Local Area Network；WLAN)與全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)兩種協定的多頻天線。
隨著近代無線通訊的蓬勃發展，愈來愈多的無線通訊協定被訂定以符合各種無線傳輸的需求。以往適用於無線區域網路(Wireless Local Area Network；WLAN)與全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)的天線必須分開設計，使用兩個不同結構的天線傳輸與接收。然而使用不同天線進行不同通訊協定傳輸的方式卻增加了其所需佔有的空間，無法符合現今電子裝置輕薄短小的設計取向。部分設計公開的平板倒F型天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)使用寄生元件耦合的技術來增加操作頻寬，然而其高頻頻段藉由寄生元件與輻射元件及接地導體的間距來決定耦合量，使得阻抗頻率及頻寬難以控制，天線效率亦不佳。
因此，本發明之目的，即在提供一種可適用於WLAN與WiMAX兩種協定的多頻天線。
於是，本發明多頻天線，包含一迴路導體、一第一導體臂，及一第二導體臂。該迴路導體包括一供訊號饋入的饋入端，及一由該饋入端向外延伸的本體段，該本體段設有一鄰近該饋入端的接地點，該迴路導體用以共振於一第一頻段。該第一導體臂由該饋入端向外延伸並用以共振於一第二頻段。該第二導體臂由該饋入端向外延伸並用以共振於一第三頻段，該迴路導體、第一導體臂及第二導體臂至少其中一者彎折而位於複數個平面。
本發明之功效在於藉由迴路導體、第一導體臂及第二導體臂分別共振於第一頻段、第二頻段及第三頻段，使本發明多頻天線適用的頻段涵蓋了WLAN與WiMAX兩種協定所使用的頻段。
有關本發明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一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1與圖2，本發明多頻天線之較佳實施例包含一迴路導體1、一第一導體臂2、一第二導體臂3、一導電銅箔4，及一同軸導線5。且如圖3所示，本實施例多頻天線100是設於一筆記型電腦的面板裝置上。
迴路導體1包括一供訊號饋入的饋入端11，及一概呈U形並由饋入端11向外延伸的本體段12，本體段12設有一鄰近饋入端11的接地點13。本體段12具有一概呈L形並連接於饋入端11的第一輻射部121，及一連接第一輻射部121遠離饋入端11的一端的第二輻射部122，第二輻射部122為一長直線段且接地點13是設於第二輻射部122。且第一輻射部121與第二輻射部122分別位於彼此相互垂直的一第一平面及一第二平面。迴路導體1用以共振於一第一頻段，其電流方向如路徑I所示，由饋入端11依序流經第一輻射部121及第二輻射部122。
第一導體臂2由饋入端11向外延伸並包括一連接於饋入端11的第一段21、一連接於第一段21遠離饋入端11的一端的第二段22，及一連接於第二段22的第三段23，第一段21係位於第一平面，第二段22位於一垂直第一平面且與第二平面間隔且重疊的第三平面，第三段23位於一垂直第二平面與第三平面且與第一平面間隔且重疊的第四平面。且第三段23是朝第二輻射部122方向延伸，並與第一段21相間隔且概呈平行。第一導體臂2用以共振於一第二頻段，其電流方向如路徑II所示，由饋入端11依序流經第一段21、第二段22與第三段23。
第二導體臂3由饋入端11向外延伸並包括一連接於饋入端11並位於第一平面的第四段31、一連接於第四段31遠離饋入端11的一端並位於第三平面的第五段32，及一連接於第五段32並位於第四平面的第六段33。且第六段33朝第二輻射部122方向彎折延伸。第二導體臂3用以共振於一第三頻段，其電流方向如路徑III所示，由饋入端11依序流經第四段31、第五段32與第六段33。
迴路導體1、第一導體臂2及第二導體臂3彎折位於上述第一平面、第二平面、第三平面及第四平面使多頻天線100概呈套筒狀。
導電銅箔4與第二輻射部122連接並用以增加接地面積。同軸導線5設於第二輻射部122並具有一外導體51及一內導體52，外導體51與接地點13電連接，內導體52與饋入端11電連接。
參閱圖4、圖5，是本實施例的詳細尺寸(單位為mm)。迴路導體1為平板倒F型天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)二分之一波長結構的形式，第一導體臂2及第二導體臂3的長度概為所產生頻段的四分之一波長。在所述設計尺寸下，多頻天線100所產生的第一頻段為5.15~5.85GHz，第二頻段為2.3~2.7GHz，第三頻段為3.3~3.8GHz，上述頻段適用於WLAN與WiMAX兩種通訊協定。
參閱圖6是本實施例的電壓駐波比(VSWR)，由圖中所示，第一頻段(5.15~5.85GHz)、第二頻段(2.3~2.7GHz)及第三頻段(3.3~3.8GHz)的電壓駐波比(VSWR)均小於3：1。且如下表1所示，多頻天線100在第一頻段、第二頻段及第三頻段內的輻射效率均大於30%。
參閱圖7至圖11是本實施例多頻天線100的輻射場型圖，如圖中所示本實施例在上述頻段內之全向性相當高。
綜上所述，本實施例多頻天線100藉由迴路導體1、第一導體臂2及第二導體臂3分別共振於第一頻段(5.15~5.85GHz)、第二頻段(2.3~2.7GHz)及第三頻段(3.3~3.8GHz)，使本實施例多頻天線100適用的頻段涵蓋了WLAN與WiMAX兩種通訊協定所使用的頻段，此外藉由彎折迴路導體1、第一導體臂2及第二導體臂3進一步縮小了多頻天線100所佔的面積，使多頻天線100能符合現今電子裝置輕薄短小的設計取向，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100．．．多頻天線
1．．．迴路導體
11．．．饋入端
12．．．本體段
121．．．第一輻射部
122．．．第二輻射部
13．．．接地點
2．．．第一導體臂
21．．．第一段
22．．．第二段
23．．．第三段
3．．．第二導體臂
31．．．第四段
32．．．第五段
33．．．第六段
4．．．導電銅箔
5．．．同軸導線
51．．．外導體
52．．．內導體
I．．．路徑
II．．．路徑
III．．．路徑
圖1是一本發明多頻天線的較佳實施例的立體圖；
圖2是一本較佳實施例另一視角的立體圖；
圖3是一本實施例的示意圖，說明本實施例是設於一筆記型電腦的面板裝置內；
圖4是一本實施例的尺寸圖；
圖5是一類似圖4的尺寸圖；
圖6顯示本實施例的電壓駐波比圖；
圖7是一本實施例操作在2300MHz的輻射場型圖；
圖8是一本實施例操作在2450MHz的輻射場型圖；
圖9是一本實施例操作在2700MHz的輻射場型圖；
圖10是一本實施例操作在3500MHz的輻射場型圖；及
圖11是一本實施例操作在5470MHz的輻射場型圖。
100．．．多頻天線
1．．．迴路導體
11．．．饋入端
12．．．本體段
121．．．第一輻射部
122．．．第二輻射部
2．．．第一導體臂
21．．．第一段
22．．．第二段
3．．．第二導體臂
31．．．第四段
32．．．第五段
33．．．第六段
4．．．導電銅箔
5．．．同軸導線
51．．．外導體
52．．．內導體
I．．．路徑
II．．．路徑
III．．．路徑

Claims (7)

  1. 一種多頻天線，包含：一迴路導體，包括一供訊號饋入的饋入端，及一由該饋入端向外延伸的本體段，該本體段具有一連接於該饋入端的第一輻射部，及一連接該第一輻射部遠離該饋入端的一端的第二輻射部，該第二輻射部設有一鄰近該饋入端的接地點，該迴路導體用以共振於一第一頻段；一第一導體臂，由該饋入端向外延伸並用以共振於一第二頻段，該第一輻射臂包括一連接於該饋入端的第一段、一連接於該第一段遠離該饋入端的一端的第二段，及一連接於該第二段的第三段，該第一段、第二段及第三段分別位於不同平面；及一第二導體臂，由該饋入端向外延伸並用以共振於一第三頻段，該第二輻射臂包括一連接於該饋入端的第四段、一連接於該第四段遠離該饋入端的一端的第五段，及一連接於該第五段的第六段，且該第四段、第五段及第六段分別位於不同平面。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中，該饋入端、第一輻射部、第一段及第四段位於一第一平面。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之多頻天線，其中，該第二輻射部位於一垂直該第一平面的第二平面。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之多頻天線，其中，該第二段及第五段位於一垂直該第一平面且與該第二平面間隔且重疊的第三平面。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之多頻天線，其中，該第三段及第六段位於一垂直該第二平面與第三平面且與該第一平面間隔且重疊的第四平面。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之多頻天線，其中，該第一頻段為5.15~5.85GHz，該第二頻段為2.3~2.7GHz，該第三頻段為3.3~3.8GHz。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之多頻天線，更包含一與該第二輻射部連接並用以增加接地面積的導電銅箔。
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