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TWI558000B - 雙頻天線 - Google Patents

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TWI558000B
TWI558000B TW101138831A TW101138831A TWI558000B TW I558000 B TWI558000 B TW I558000B TW 101138831 A TW101138831 A TW 101138831A TW 101138831 A TW101138831 A TW 101138831A TW I558000 B TWI558000 B TW I558000B
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李義傑
林彥輝
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群邁通訊股份有限公司
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    • 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

Landscapes

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

Description

雙頻天線
本發明涉及一種應用於可攜帶型電子裝置的天線，尤其涉及一種雙頻天線。
目前的行動電話、平板電腦等可攜帶型電子裝置的藍牙(Bluetooth,BT)天線及全球定位系統(Global Position System,GPS)天線往往是分開設計的。在組裝於可攜帶型電子裝置內時，若將兩種天線設置於一起，由於兩種天線之間的相互輻射影響，往往會對各自的輻射效率造成較大影響。而若將兩種天線分開設置，則必然會增加可攜帶型電子裝置額外的設計成本。
有鑒於此，有必要提供一種輻射效率高且成本低的雙頻天線。
一種雙頻天線，包括第一輻射部、第二輻射部及共振部，所述第一輻射部包括第一饋電臂，用於饋入第一頻段訊號；所述第二輻射部包括第二饋電臂，用於饋入第二頻段訊號；所述第一輻射部及第二輻射部間隔設置，所述共振部連接於第一輻射部及第二輻射部之間，所述共振部與所述第一輻射部及第二輻射部產生共振，從而共同激發出所述第一頻段及第二頻段下的諧振模態。
所述雙頻天線在工作時，第一輻射部及第二輻射部可分別饋入兩 個不同頻段的訊號，並且共振部與第一輻射部及第二輻射部進行共振，不僅可激發出兩個不同頻段下的諧振模態，並且由於該兩個不同頻段的諧振模態是由第一輻射部、第二輻射部及共振部共同作用而激發的，還可避免兩個單獨工作的天線之間由於相互輻射的影響而影響各自的輻射效率，從而使得多頻天線傳輸兩個不同頻段下的訊號時均具有較高的傳輸效率。
100‧‧‧雙頻天線
10‧‧‧第一輻射部
11‧‧‧第一輻射臂
13‧‧‧第一饋電臂
20‧‧‧第二輻射部
21‧‧‧第二輻射臂
23‧‧‧第二饋電臂
25‧‧‧接地臂
30‧‧‧共振部
31‧‧‧連接臂
33‧‧‧第一延伸臂
35‧‧‧第二延伸臂
圖1為本發明較佳實施方式的雙頻天線的立體圖。
圖2為圖1所示雙頻天線的平面圖。
圖3為圖1所示雙頻天線在模擬軟體下測得的散射參數(S參數)中輸入反射係數S11之測量結果示意圖。
圖4為圖1所示雙頻天線在模擬軟體下測得的總傳輸效率圖。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式的雙頻天線100包括第一輻射部10、第二輻射部20及共振部30。第一輻射部10、第二輻射部20及共振部30位於同一平面。第一輻射部10與第二輻射部20相互間隔設置，共振部30連接至第一輻射部10及第二輻射部20。
在本實施方式中，第一輻射部10為單極(Monopole)天線；第二輻射部20為皮法天線(PIFA，planar inverted-F antenna)；共振部30為平面微帶天線。
第一輻射部10大致呈倒“L”形片狀體，其包括第一輻射臂11及由第一輻射臂11的一端垂直延伸而成的第一饋電臂13。第一饋電臂13的末端作為第一頻段訊號的饋電點電性連接至一電路板(圖 未示)，從而與電路板之間進行第一頻段訊號的傳輸。在本實施方式中，第一頻段為1575MHz的GPS頻段。
第二輻射部20呈倒“F”形片狀體，其設置於第一輻射部10內側。第二輻射部20包括第二輻射臂21、第二饋電臂23以及接地臂25。第二饋電臂23以及接地臂25由第二輻射臂21的同一側垂直間隔延伸而成。第二饋電臂23延伸於第二輻射臂21的一端；接地臂25延伸於第二輻射臂21的大致中部位置。第二輻射臂21平行於第一輻射臂11。第二饋電臂23平行於第一饋電臂13，且第二饋電臂23的末端與第一饋電臂13的末端平齊。第二饋電臂23的末端作為第二頻段訊號饋電點電性連接至所述電路板，從而與電路板之間進行第二頻段訊號傳輸。在本實施方式中，第二頻段為2450MHz的藍牙頻段。接地臂25的末端電性連接至所述電路板的地，實現所述雙頻天線100的接地處理。
共振部30包括連接臂31、第一延伸臂33及第二延伸臂35。連接臂31呈長條片狀，其一端垂直連接至第一饋電臂13，另一端連接於第二饋電臂23與第二輻射臂21之間的連接處，並垂直於第二饋電臂23。第一延伸臂33及第二延伸臂35由連接臂31背離第一輻射臂11的一側間隔垂直延伸而成。第一延伸臂33呈長條片狀，其設置於第二延伸臂35與第一饋電臂13之間。第二延伸臂35設置於第一延伸臂33與第二饋電臂23之間。第二延伸臂35為大致螺旋結構的片體。具體地，第二延伸臂35沿垂直於該連接臂31的方向延伸一段距離至與第一延伸臂33的末端平齊後，朝向第一延伸臂33的方向彎折一直角並繼續延伸一段距離後，沿朝向連接臂31的方向彎折一直角；延伸一段距離後，沿朝向第二饋電臂23的方向彎折一 直角；延伸一端距離後，最後沿背離連接臂31的方向彎折一直角，以沿垂直並遠離連接臂31的方向延伸一段距離。
請參閱圖2，在本實施方式中，連接臂31、第一延伸臂33及第二延伸臂35的寬度均為0.5mm；第一延伸臂33的長度為6.5毫米(mm)；第一延伸臂33背離第二延伸臂35的最外緣與第二延伸臂35背離第一延伸臂33的最外緣的距離為4.2mm；第一輻射臂11與第二輻射臂21的寬度均為2mm；第一輻射臂11與第二輻射臂21之間的垂直距離為1mm；第一輻射臂11的長度(包括與第一饋電臂13共有的部分)為30.8mm；第一饋電臂13的長度(包括與第一輻射臂11共有的部分)為6mm；第二輻射臂21的長度(包括與第二饋電臂23共有的部分)為17mm；第二饋電臂23的長度(包括與第二輻射臂21共有的部分)為3mm；接地臂25的長度為7mm。
所述雙頻天線100在工作時，第一輻射部10、連接臂31以及第二輻射部20之間形成一電流路徑，從而使雙頻天線100在1575MHz頻率附近獲得一個共振模態；共振部30與第二輻射部20之間形成另一電流路徑，從而使得雙頻天線100在2450MHz頻率附近獲得一個共振模態。
請參閱圖3及圖4，圖3所示為採用模擬軟體測得的所述雙頻天線100的S11測試結果示意圖；圖4為採用模擬軟體測得的所述雙頻天線100的總傳輸效率示意圖。在圖3中，曲線L1為在第一饋電臂13的饋電點測得的S11曲線；曲線L2為在第二饋電臂23的饋電點測得的S11曲線。由圖3可以看出，所述雙頻天線100在1575MHz以及2450MHz頻率附近分別具有一個共振模態。圖4中，在1575MHz頻段下最高具有55%的總傳輸效率，在2450MHz頻段下最高具有 40%的總傳輸效率。由此可以看出，該雙頻天線100於1575MHz以及2450MHz的工作頻段下均可滿足天線工作設計要求。
所述雙頻天線100在工作時，第一輻射部10及第二輻射部20可分別饋入兩個不同頻段的訊號，如本實施方式中的1575MHz的GPS頻段及2450MHz的藍牙頻段，並且共振部30與第一輻射部10及第二輻射部20進行共振，不僅可激發出兩個不同頻段下的諧振模態，並且由於該兩個不同頻段的諧振模態是由第一輻射部10、第二輻射部20及共振部30共同作用而激發的，還可避免兩個單獨工作的天線之間由於相互輻射的影響而影響各自的輻射效率，從而使得雙頻天線100傳輸兩個不同頻段下的訊號時均具有較高的傳輸效率。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧雙頻天線
10‧‧‧第一輻射部
11‧‧‧第一輻射臂
13‧‧‧第一饋電臂
20‧‧‧第二輻射部
21‧‧‧第二輻射臂
23‧‧‧第二饋電臂
25‧‧‧接地臂
30‧‧‧共振部
31‧‧‧連接臂
33‧‧‧第一延伸臂
35‧‧‧第二延伸臂

Claims (9)

  1. 一種雙頻天線，包括：第一輻射部，所述第一輻射部包括第一輻射臂及由所述第一輻射臂一端垂直延伸而成的第一饋電臂，所述第一饋電臂用於饋入第一頻段訊號；第二輻射部，與第一輻射部間隔設置，所述第二輻射部包括第二輻射臂及由所述第二輻射臂一端垂直延伸而成的第二饋電臂，所述第二饋電臂用於饋入第二頻段訊號；共振部，所述共振部連接於第一輻射部及第二輻射部之間，所述共振部與所述第一輻射部及第二輻射部產生共振，從而三者共同激發出所述第一頻段及第二頻段下的諧振模態，使雙頻天線工作於所述第一頻段及第二頻段；其中所述共振部包括連接臂、第一延伸臂及第二延伸臂，所述連接臂一端垂直連接至所述第一饋電臂，另一端連接於所述第二饋電臂與所述第二輻射臂之間的連接處，並垂直於所述第二饋電臂；所述第一延伸臂及所述第二延伸臂由所述連接臂背離所述第一輻射臂的一側間隔垂直延伸而成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中所述第一輻射部為單極天線，所述第二輻射部為皮法天線(PIFA，planar inverted-F antenna)，所述共振部為平面微帶天線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中所述第一輻射部、第二輻射部以及共振部位於同一平面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中所述第一饋電臂的末端電性連接至一電路板，用於饋入所述第一頻段訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之雙頻天線，其中所述第二輻射臂平行於第一輻射臂，所述第二饋電臂平行於第一饋電臂，所述第二饋電臂電性連接至所述電路板，用於饋入所述第二頻段訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之雙頻天線，其中所述第二饋電臂與第一饋電臂平齊。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之雙頻天線，其中所述第二輻射部還包括接地臂，所述接地臂由所述第二輻射臂垂直延伸而成，並與所述第二饋電臂間隔設置，所述接地臂電性連接至所述電路板，用於實現所述雙頻天線的接地。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中所述第二延伸臂沿垂直於所述連接臂的方向延伸一段距離至與所述第一延伸臂的末端平齊後，朝向所述第一延伸臂的方向彎折一直角並繼續延伸一段距離後，沿朝向所述連接臂的方向彎折一直角；延伸一段距離後，沿朝向所述第二饋電臂的方向彎折一直角；延伸一端距離後，之後沿背離所述連接臂的方向彎折一直角，以沿垂直並遠離所述連接臂的方向延伸一段距離。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中所述第一頻段為1575MHz的全球定位系統頻段；第二頻段為2450MHz的藍牙頻段。
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