超小型內置天線的製作方法

2023-11-01 15:39:27 2

專利名稱：超小型內置天線的製作方法
技術領域：
本發明提供了一種超小型內置天線，更具體的說，是一種嵌入在移動 通訊裝置中的超小型內置天線。
背景技術：
移動通訊裝置的天線根據其安裝位置典型的被劃分成為暴露地安裝在 外部的外置天線和安裝在內部的內置天線。外置天線例如螺旋天線或鞭形 天線在上述裝置的外部分突起，因此及易損壞。除此之外，上述外置天線 具有很高的標準聲波率以至於上述傳送電力的輻射特性被惡化且因此增加 由於電力輸出控制而被消耗的電力總額。並且，上述外置天線由於凸起地 被安裝在上述裝置的外部不適合於上述裝置的小型化趨勢。因此，當前上 述外置天線除了應用在使用低頻帶的通訊方案以外，正在逐漸地被內置天 線所取代。傳統的內置天線基本上是倒F(iiwerted-F)型或倒L(inverted-L)型結構， 其傳導性輻射體被固定在獨立的電介質基座上。這樣的內置天線與上述外 置天線相比雖然相對較小，但是小型化上述通訊裝置需要更小的天線因為 上述天線在上述裝置內部仍然佔據了很大的空間。除此之外，隨著上述裝 置的功能變得越來越多樣化和各種各樣的通訊服務的出現，單一裝置必須 能發送/接收各種頻帶信號的必要性也隨之增加。因此，要求上述天線具有 多頻帶的特性。然而，在對於構成上述天線輻射體的空間被限制的條件下， 上述傳統的內置天線不適用於執行上述多頻帶的特性。在Ying等的國際公開號為WO 00/03453和授權給Niu等的美國專利號 為5,929,825中公開了一種利用螺旋形可傳導性的輻射體的小型螺旋形天 線。雖然Ying和Niu已經設計實現了上述天線的小型化，但是並沒有涉及 到具有上述多頻帶特性的小型內置天線。發明內容因此本發明被提出來用以解決存在現有技術中的上述問題，並且本發明的目的是提供一種與傳統內置天線相比在通訊裝置內部佔據很小的安裝 空間但同時具有極好的天線特性和多頻帶特性的超小型內置天線。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種內置天線， 包括在其一端與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的輻射體，並且從整體上 構成為一螺旋形，其中上述輻射體在其另外一端從上述螺旋形起向外延伸。上述輻射體進一步與上述通訊裝置的接地層電耦合，且形成在印刷電 路板上。為了實現上述目的，根據本發明的另外一個方面，提供了一種內置天 線，包括由可導電材料製成的輻射體，其中上述輻射體包括與通訊裝置 的饋電元素互相電耦合的饋電部分；與上述饋電部分相連接的第一導體， 上述第一導體具有開環形狀；與上述第一導體相連接且安置於上述第一導 體內部的第二導體，上述第二導體至少被彎曲一次；和與上述第二導體相 連接的第三導體，且第三導體從上述第一導體起向外延伸。上述輻射體進一步包括與上述通訊裝置的接地層電耦合的接地部分， 且形成在印刷電路板上。為了實現上述目的，仍然根據本發明的另外一個方面，提供了一種無 線通訊裝置，其包括一種內置天線，上述內置天線包括在其一端與通訊裝 置的饋電元素互相電耦合的輻射體，並且從整體上構成為一螺旋形，其中 上述輻射體在其另外一端從上述螺旋形起向外延伸。為了實現上述目的，仍然根據本發明的另外一個方面，提供了一種無 線通訊裝置，其包括一種內置天線，上述內置天線包括由可導電材料製成 的輻射體，其中上述輻射體包括與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的饋 電部分；與上述饋電部分相連接的第一導體，上述第一導體具有開環形狀； 與上述第一導體相連接且安置於上述第一導體內部的第二導體，上述第二 導體至少被彎曲一次；和與上述第二導體相連接的第三導體且第三導體從 上述第一導體起向外延伸。技術效果如上所述，根據本發明，上述超小型內置天線在通訊裝置內部雖然佔 據很小的安裝空間但同時在多頻帶中具有極好的共振特性且在高頻帶具有 極好的寬頻帶特性。除此之外，根據本發明，被上述內置天線所佔據的上述通訊裝置的內 部空間能被降低至最小因此能在上述通訊裝置中安裝更多的部件來執行其 他的各種功能。


圖1是示出根據本發明的一個示例性實施例構成超小型內置天線的螺旋形輻射體的原理的示意圖；圖2是示出根據本發明的一個示例性實施例超小型內置天線的螺旋形 輻射體的俯視圖；圖3是示出根據本發明的一個示例性實施例超小型內置天線的俯視圖； 圖4是示出根據本發明的一個示例性實施例超小型內置天線的輻射特 性的圖表。
具體實施方式
本發明特定示例性實施例將結合附圖進行詳細的說明。本技術領域的技術人員可以理解在本說明書中所述的示例性實施例只 是用來進行說明解釋的，其可以轉換或修改成為不同的形式。同時，在此使用的詞彙"電子耦合"或"電耦合"指的是兩個構成要 素互相電連接在一起以允許電子通過的狀態和兩個構成要素互相電磁連接 以允許感應電流通過的狀態雖然其不允許電子通過。圖1是示出根據本發明的一個示例性實施例構成超小型內置天線的螺 旋形輻射體的原理的示意圖。上述內置天線的螺旋形輻射體基於單極天線 的原理被構成。即，上述輻射體在其一端與通訊裝置內部的饋電元素互相 電耦合且大體上具有A/4長度，其中A是天線的操作波長。在此示例性實施例中，上述內置天線的上述輻射體整體上被構成一個螺旋形且在另外一 端被彎曲從而可以使上述的另外一端從上述螺旋形延伸出去。因此，上述 天線的整個物理大小可以被極大的減小並且可以同時保持其原有的電的長度。根據本發明的此示例性實施例上述天線輻射體可以與接地層平行安裝 並且與和上述接地層的垂直的饋電線相電耦合以便可以作為倒L型天線來 操作。或者，天線輻射體可以與上述饋電元素和上述接地層都耦合，其也可以作為倒F型天線來操作。另外，各種天線例如室頂天線、偶極天線、微波傳送帶天線等的上述構造都可以被應用到本發明的上述天線中，這對 於本領域的技術人員來說是顯而易見的。根據本發明的此示例性實施例上述天線輻射體的構造將會在下文中進行詳細地描述。圖2是示出根據本發明的一個示例性實施例超小型內置天 線的螺旋形輻射體的俯視圖。如上，上述本發明的示例性實施例中的輻射 體包括與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的饋電部分和與上述饋電部分相 連接的具有開環形狀的第一導體110。與上述第一導體相連接且安置於上述 第一導體內部的至少被彎曲一次的第二導體120。在這種方式下，上述第二導體被安置在上述第一導體的內部以用來減小上述天線的物理大小並且同 時可以保證上述天線的電的長度。此外，由於上述第二導體120被安置在上述第一導體110的內部，上 述第一導體no和上述第二導體120可以電磁連接。且至少被彎曲一次而 形成的上述第二導體120在彎曲區域A中的導體之間產生電磁連接。結果 是，上述天線的帶寬被加寬和/或上述天線具有多頻帶的特性。其對於高頻 信號具有極其出眾的效果。同時，上述第二導體與第三導體相連接且第三導體從上述第一導體起 向外延伸。特別的是，上述第三導體如此向外延伸以使其末端B被安置上 述第一導體110的外部。上述第三導體130的末端部分B是上述輻射體的 末梢部且是上述輻射體電磁波集中的點。因此，從上述第一導體110向外 延伸得上述第三導體130可以允許最大的輻射點從上述第一導體110和上 述第二導體120中相對的分離出來，並且上述輻射效率可以被提高。特別 的是，其對於低頻信號具有極其出眾的效果。因此，有利於執行在上述第 一導體IIO和上述第二導體120中電磁耦合的上述天線的多頻帶特性。這樣的天線輻射體可以被安置在一定形狀的電介質材料上。因為在上 述電介質材料內部的電磁波的波長是相對於上述電介質材料的電介質常量的平方根的反比例，上述天線可以通過增加上述電介質材料的電介質常量 實現小型化。圖3是示出根據本發明的一個示例性實施例超小型內置天線的俯視圖。 上述內置天線的上述輻射體100被安置在電介質材料200上。在上述輻射 體的饋電部分形成了終端300，用來在外置電路例如饋電元素之間容易地進 行電連接。印刷電路板(PCB)可以被用作為上述電介質材料200。上述輻 射體100和上述終端300可以通過公知的電路形成方法例如印刷、蝕刻等 方法來形成。因此，上述內置天線可以低費用地且可以用較為簡單和容易 的方法來實現。且，上述電介質材料200可以堅固地支撐上述輻射體100 並且使上述通訊裝置內部的上述內置天線的安裝變得更為簡便。本發明的上述內置天線已經被實行且被模擬。本發明的內置天線通過 使用含有電的長度為80毫米(例如900MHz信號的1/4波長)的輻射體在 倒L型中實行。被實行的天線的尺寸為寬度為16.5毫米，長度為16.0毫米 和高度為1.0毫米(16.5毫米xl6.0毫米xl.0毫米)。圖4是示出根據本發明的一個示例性實施例超小型內置天線的輻射特 性的圖表。特別的是，圖4的圖表上面部分顯示出了一個指示根據頻率變 化的阻抗變化的史密斯圖，圖表的下半部分顯示出了上述內置天線的頻率 和電壓駐波比(VSWR:Voltage standing wave ratio)的關係。從圖4的圖表中 可以發現由於上述實行的天線在大約為0.8至1GHz和1.57至2.2GHz的 VSWR值小於3: 1 ，因此存在兩種可獲得的頻帶。除此之外，還可以從上 述圖4的圖表中發現上述內置天線在1.57至2.2GHz具有寬帶特性。特別的 是，由於獲得的帶寬包括從824至894MHz的手機服務帶，880至960MHz 的全球移動通訊系統(GSM:Global System for the Mobile communications) 帶，1710至1880MHz的數字手機系統服務帶和1850至1990MHz的美國個 人通訊服務(US-PCS:US Personal Communication Service)帶，其可以作為 一個四倍帶天線來覆蓋所有上述四種服務和本質的功能。並且，從事實中可以確認上述四種服務帶的平均增益分別為 -6.21dBi，-4.31dBi,-2.52dBi和-2.92dBi，且上述四種服務帶的最大增益分別為 -2.83dBi，-1.18dBi，1.31dB^B 1.07dBi，上述內置天線的服務有了很好的增益。儘管己經參照其特定示例性實施例顯示和描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，再不脫離由權利要求定義的本發明的精神和範圍的 情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。例如，上述的被彎曲一 定角度的內置天線的輻射體可以被彎曲成平滑曲線形狀，且上述電介質材 料可以有著不同於上述顯示或描述出的其他各種形式。因此，本領域的技 術人員在本發明的範圍內可以基於本發明的原則進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種內置天線，包括在其一端與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的輻射體，並且從整體上構成為一螺旋形，其中上述輻射體在其另外一端從上述螺旋形起向外延伸。
2. 如權利要求l所述的內置天線，其中上述輻射體進一步與上述通訊 裝置的接地層電耦合。
3. 如權利要求l所述的內置天線，其中上述輻射體形成在印刷電路板上。
4. 一種內置天線，包括由可導電材料製成的輻射體，其中上述輻射體包括與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的饋電部分； 與上述饋電部分相連接的第一導體，上述第一導體具有開環形狀； 與上述第一導體相連接且安置於上述第一導體內部的第二導體，上述第二導體至少被彎曲一次；和與上述第二導體相連接的第三導體且第三導體從上述第一導體起向外延伸。
5. 如權利要求4所述的內置天線，其中上述輻射體進一步包括與上述 通訊裝置的接地層電耦合的接地部分。
6. 如權利要求4所述的內置天線，其中上述輻射體形成在印刷電路板上。
7. —種無線通訊裝置，包括一種內置天線，上述內置天線包括在其一 端與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的輻射體，並且從整體上構成為一螺 旋形，其中上述輻射體在其另外一端從上述螺旋形起向外延伸。
8. —種無線通訊裝置，包括一種內置天線，上述內置天線包括由可導電材料製成的輻射體，其中上述輻射體包括與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的饋電部分； 與上述饋電部分相連接的第一導體，上述第一導體具有開環形狀； 與上述第一導體相連接且安置於上述第一導體內部的第二導體，上述第二導體至少被彎曲一次；和與上述第二導體相連接的第三導體且第三導體從上述第一導體起向外延伸。
全文摘要
本發明公開了一種可以具有多頻帶特性的超小型內置天線。上述內置天線包括在其一端與通訊裝置的饋電元素互相電耦合的輻射體並且從整體上構成為一螺旋形。上述輻射體用這種方法進行安裝使其在另外一端從上述螺旋形起向外延伸。根據本發明，上述電磁耦合在上述內置天線的上述輻射體中形成並且上述輻射體的另外一端從上述螺旋形起被向外地進行安裝以使上述輻射幹涉降低因此來獲得上述多頻帶特性。
文檔編號H01Q9/27GK101283482SQ200680037022
公開日2008年10月8日 申請日期2006年10月2日 優先權日2005年10月4日
發明者徐志勳, 成元模, 柳秉勳 申請人:株式會社Emw天線