可攜式通訊設備的多頻天線的製作方法
2023-04-30 07:57:41 1
專利名稱：可攜式通訊設備的多頻天線的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種天線，特別是一種設置在可攜式通訊設備的多頻天線。
背景技術：
現代行動電話除了一般通訊的功能外，還增加了許多附加功能，如攝影、播放音樂等，而一般行動電話為便於攜帶，體積多半較小，因此在行動電話殼體有限的空間內，常要配置許多不同的電子組件以應付不同功能需求，且為縮小行動電話體積，常使用一種置於行動電話殼體內的平面倒F形天線(planar inverted-F antenna；PIFA)，用來收發GSM規格(900MHz)及DCS規格(1800MHz)信號。
參閱圖1，為傳統的設置在一行動電話1中的一平面倒F形天線13，該行動電話1包括一界定出一容置空間10的機殼11、一設置於該機殼11中的電路板12，該平面倒F形天線13設置於機殼11中的電路板12上方，該平面倒F形天線13為一矩形金屬平板，其具有一位於中央且平行其長邊的第一溝槽131、一由該第一溝槽131中央垂直延伸至平面倒F形天線13的一長邊的第二溝槽132、一用以連結該電路板12的饋入點133，及一鄰近饋入點133的接地點134。
該第二溝槽132將第一溝槽131區分成第一槽部1311及第二槽部1312，該平面倒F形天線13並可形成二電流路徑，分別繞過第一槽部1311及第二槽部1312，且可諧振於二工作頻率，並藉由調整第一槽部1311及第二槽部1312的長度而決定該二工作頻率，使該二工作頻率分別位於900MHz(GSM)及1800MHz(DCS)。
由於該平面倒F形天線13為一金屬平板，且與該電路板12相間隔地設置於電路布局密集的電路板12上方，因此易因電容效應互相干擾而增加所收發信號的噪聲成分，且該平面倒F形天線13矩形平板的形狀限制了平面倒F形天線13設置在行動電話機殼11內的位置；又，因平面倒F形天線13面積大，不僅佔用機殼11內的有限空間，也限制了行動電話1的其它電子組件如相機、震動器等，設置在機殼11內的位置。
實用新型內容因此，本實用新型的目的，即在提供一種體積較小，用於一可攜式通訊裝置且可收發多頻信號的多頻天線。
為了實現本實用新型的目的，提供了一種可攜式通訊裝置的多頻天線，該可攜式通訊裝置包括一機殼及一置於該機殼中的電路板，其中，該電路板具有一第一側及兩與第一側分別相接且相對的第二側，該多頻天線包括一第一天線部，工作在一第一頻段，其具有一與該電路板間隔地沿該電路板的第一側延伸的第一輻射段及一由該第一輻射段的一端轉折以間隔地沿該電路板的一第二側延伸的第二輻射段；及一第二天線部，工作在一第二頻段，其與該電路板間隔地由該第一輻射段的另一端沿該電路板的另一第二側延伸。本實用新型提供了一種可攜式通訊裝置的多頻天線，其為一概呈倒U形的金屬片體，且在適當處設置有一第一饋入點、一第二饋入點、及一接地點，該天線的形狀及尺寸是適用於感應一高頻電磁波信號(DCS 1800MHz/PCS1900MHz)及一低頻電磁波(GSM 900MHz)信號。
相對於現有技術，本實用新型的多頻天線所需的表面積較傳統的矩形平面倒F形天線小，而其功效是傳統的同等面積的平面倒F形天線所不能達到的。因為多頻天線的面積較小，且外形非傳統的矩形平板，所以可改善傳統的平面倒F形天線容易與電路板產生電容效應的缺點。
圖1是一立體透視圖，說明裝設在行動電話中的傳統的平面倒F形天線；圖2是一立體圖，說明本實用新型的一第一優選實施例的可攜式通訊裝置的多頻天線的構造；圖3是一示意圖，說明該優選實施例的電壓駐波比測量結果；圖4是一示意圖，說明該優選實施例於900MHz的輻射場型測量結果；圖5是一示意圖，說明該優選實施例於1800MHz的輻射場型測量結果；圖6是一平面圖，說明本實用新型的一第二優選實施例的構造；及圖7是一平面圖，說明本實用新型的一第三優選實施例的構造。
主要組件符號說明2機殼3電路板31第一側 32第二側4多頻天線41、41』第一天線部42、42』、42」第一天線部 412、412』第二輻射段411、411』、411」第一輻射段 4111第一饋入點4112接地點 421第二饋入點422、422』第三輻射段 423、423』第四輻射段具體實施方式
有關本實用新型的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖的三個優選實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本實用新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的組件是以相同的編號來表示。
參閱圖2，本實用新型可攜式通訊裝置的多頻天線的第一優選實施例是設置於一可攜式通訊裝置，在本優選實施例中，該可攜式通訊裝置為一行動電話，但也可以是一筆記本計算機或一個人數字助理(PDA)。該可攜式通訊裝置包括一界定出一容置空間21的機殼2及一置於該機殼2中的電路板3，該電路板3具有一第一側31及兩與第一側31分別相接且相對的第二側32，該多頻天線4包括一第一天線部41及一第二天線部42，且該多頻天線4的整體結構概略呈一倒U形。
該第一天線部41用以收發一在900MHz(GSM)頻段的電磁波信號，其具有一間隔地沿該電路板3的第一側31平行延伸的第一輻射段411及一由該第一輻射段411的一端轉折以間隔地沿該電路板3的一第二側32平行延伸的第二輻射段412。該第二輻射段412垂直於該第一輻射段411。第一輻射段411具有電性連接至該電路板3的一第一饋入點4111與一接地點4112。第一天線部41的等效長度相當於頻率為900MHz的信號的四分之一波長，故其可感應並接收一頻率為900MHz的低頻電磁波信號，且產生一感應電流由第一饋入點4111經一導線饋入該電路板3，反之，也可由該電路板3經一導線將一頻率為900MHz的信號饋入第一饋入點4111，由第一天線部41發送出去。
該第二天線部42用來收發一在1800MHz頻段的電磁波信號，其為一間隔地沿該電路板3的另一第二側32平行延伸後再反向平行延伸至接近第一輻射段411的呈一U形的金屬片體，該第二天線部42具有一由第一饋入點4111沿該另一第二側32且朝遠離該第一側31方向平行延伸的第三輻射段422、一由該第三輻射段422的末端轉折繼續沿第三輻射段422內側但朝該第一側31方向平行延伸至接近第一輻射段411的第四輻射段423，及一設在該第四輻射段423末端用以電性連接至該電路板3的第二饋入點421。該第二天線部42中的該第三輻射段422與該第四輻射段423位於同一平面，且該第三輻射段422與該第二輻射段412之間的距離大於該第四輻射段423與該第二輻射段412間的距離。
該第二天線部42的第三輻射段422及第四輻射段423形成一迴路型天線(loop antenna)，其等效長度相當於頻率為1800MHz的信號的二分之一波長，故其可用於感應一頻段落在1800MHz的電磁波信號，而產生一感應電流由第二饋入點421饋入該電路板3，反之，也可由該電路板3經一導線將一工作頻率為1800MHz的信號饋入該第二饋入點421，通過第二天線部42發送出去。該第二天線部42經適當的設計可使其頻寬涵蓋到1900MHz(PCS)，因此該第二天線部42也可收發1900MHz的電磁波信號，達到該多頻天線4三頻的要求。
由此，本實施例的多頻天線4可涵蓋的頻率範圍為900MHz(GSM)、1800MHz(DCS)及1900MHz(PCS)，且本實施例所需的表面積較傳統的矩形平面倒F形天線小，而其功效是傳統的同等面積的平面倒F形天線所不能達到的。因為多頻天線4的面積較小，且外形非傳統的矩形平板，所以可改善傳統的平面倒F形天線容易與電路板產生電容效應的缺點。該多頻天線4的倒U形形狀更可配合行動電話機殼的形狀，沿著機殼2內周圍設置，而將機殼2的容置空間21讓出給其它電子組件，如震動器、相機鏡頭、揚聲器等。
如圖3所示，為第一優選實施例的電壓駐波比(voltage standing waveratio，VSWR)測量結果，其於880MHz時的駐波比為2.0513，於960MHz時的駐波比為1.8577，於1710MHz時的駐波比為2.1444，於1880MHz時的駐波比為1.9012，於1990MHz時的駐波比則為2.0499。
而圖4、5為第一優選實施例的多頻天線分別操作於900MHz及1800MHz的輻射場型，由測量結果可知，本實用新型的多頻天線在此等頻帶操作時，其水平切面具有一全向性，且於各角度上皆具有不錯的增益表現。
如圖6所示，為本實用新型的第二優選實施例，其設計原理同於第一優選實施例，故在此不再贅述，不同之處在於，該第二天線部42』的第四輻射段423』是位於該第一支臂422』的另一側(外側)，而使該第三輻射段422』與該第二輻射段412』的距離小於該第四輻射段423』與該第二輻射段412』間的距離。本實施例同樣也以第一天線部41』收發900MHz的電磁波信號，而以第二天線部42』收發1800MHz/1900MHz的電磁波信號。
如圖7所示，為本實用新型的第三優選實施例，其設計原理同於第一優選實施例，故在此不再贅述，其不同之處在於，該第二天線部42」為一鄰設在第一輻射段411」的一端且未與該第一輻射段411」相接的直向延伸的長直金屬片體，。且第二天線部42」同樣用以收發1800MHz/1900MHz的電磁波信號。
以上所述者，僅為本實用新型的優選實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施的範圍，即大凡依本實用新型說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本實用新型範圍內。
權利要求1.一種可攜式通訊裝置的多頻天線，該可攜式通訊裝置包括一機殼及一置於該機殼中的電路板，其特徵在於，該電路板具有一第一側及兩與第一側分別相接且相對的第二側，該多頻天線包括一第一天線部，工作在一第一頻段，其具有一與該電路板間隔地沿該電路板的第一側延伸的第一輻射段及一由該第一輻射段的一端轉折以間隔地沿該電路板的一第二側延伸的第二輻射段；及一第二天線部，工作在一第二頻段，其與該電路板間隔地由該第一輻射段的另一端沿該電路板的另一第二側延伸。
2.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第一天線部中的該第二輻射段垂直於該第一輻射段。
3.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部垂直於該第一輻射段，使該多頻天線呈一倒U形。
4.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第一天線部的第一輻射段的靠近該第二天線部的一端設有電性連接至該電路板的一第一饋入點與一接地點。
5.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部的靠近該第一輻射段的一端設有一電性連接至該電路板的第二饋入點。
6.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部還包括一由該第一饋入點沿該另一第二側且朝遠離該第一側方向延伸的第三輻射段及一由該第三輻射段的末端轉折繼續沿該另一第二側但朝接近該第一側方向延伸的第四輻射段。
7.根據權利要求6所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部中的該第三輻射段與該第四輻射段位於同一平面。
8.根據權利要求7所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部中的該第三輻射段與該第一天線部的該第二輻射段的距離大於該第四輻射段與該第二輻射段間的距離。
9.根據權利要求7所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部中的該第三輻射段與該第一天線部的該第二輻射段的距離小於該第四輻射段與該第二輻射段間的距離。
10.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二天線部是一金屬片體且其鄰近該第一天線部的第一輻射段的一端未與該第一輻射段相接。
11.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第一頻段為900MHz。
12.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該第二頻段為1800MHz/1900MHz。
13.根據權利要求1所述的可攜式通訊裝置的多頻天線，其特徵在於，該天線由一銅薄板製成。
專利摘要一種可攜式通訊設備的多頻天線，設置於一可攜式通訊設備內，為一形狀概呈倒U形的金屬片體，具有一第一天線部、一第二天線部、一第一饋入點、一第二饋入點及一接地點，該第一天線部適用於感應一第一頻率的電磁波信號，該第二天線部適用於感應一第二頻率電磁波信號，而該天線的倒U形形狀使其面積較小且適於設置在容積有限的可攜式通訊設備中，且可涵蓋三頻(900MHz、1800MHz、1900MHz)範圍的電磁波信號。
文檔編號H01Q21/00GK2919559SQ200620003280
公開日2007年7月4日 申請日期2006年3月23日 優先權日2006年3月23日
發明者吳建逸, 方啟印, 吳朝旭 申請人:廣達電腦股份有限公司