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TWI508373B - 多頻天線 - Google Patents

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TWI508373B
TWI508373B TW100114621A TW100114621A TWI508373B TW I508373 B TWI508373 B TW I508373B TW 100114621 A TW100114621 A TW 100114621A TW 100114621 A TW100114621 A TW 100114621A TW I508373 B TWI508373 B TW I508373B
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Tun Yuan Tsou
Yi Chieh Lee
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Chiun Mai Comm Systems Inc
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Description

多頻天線
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種多頻天線。
在行動電話、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)等無線通訊裝置中，天線作為用以藉由無線電波收發無線電訊號的部件，無疑是無線通訊裝置中最重要的元件之一。
為滿足用戶的需求，目前大多數無線通訊裝置均採用多頻天線。所述多頻天線在工作時得產生複數共振頻率，有效增加了頻寬，使得該多頻天線的頻寬範圍得涵蓋到複數通訊系統，增強了多頻天線的通用性。然，出於對人體健康的考量因素，各個國家及地區對天線的電磁波能量吸收比值(Specific Absorption Rate,SAR)的標準亦不一致，而習知的多頻天線的SAR值是固定的，在必須具備足夠的訊號收發能力的前提下可能難以同時滿足各個地區的SAR值標準，使該多頻天線的通用性較差。
針對上述問題，有必要提供一種通用性較高的多頻天線。
一種多頻天線，包括主天線部、第一寄生部、第二寄生部、第一切換器及第二切換器，所述第一切換器用以控制第一寄生部是否工作，第二切換器用以控制第二寄生部是否工作，使所述主天線本身或者該主天線與處於工作狀態的第一寄生部及/或第二寄生 部耦合共振出複數頻段，該多頻天線對應主天線本身或者該主天線與處於工作狀態的第一寄生部及/或第二寄生部耦合共振時具有不同的電磁波能量吸收比值。
上述多頻天線可藉由作動第一切換器或者第二切換器選擇將第一寄生部及/或者第二寄生部接地，以與主天線耦合共振而產生複數頻段，且該多頻天線對應主天線本身或者該主天線與處於工作狀態的第一寄生部及/或第二寄生部耦合共振時，在具備足夠的訊號收發能力的前提下得具有不同的SAR值，使該多頻天線能夠接收複數不同地區的所有無線通訊頻段，同時滿足該地區的SAR值標準，通用性較高，使用更為方便。
100‧‧‧多頻天線
10‧‧‧主天線
11‧‧‧饋入部
13‧‧‧輻射部
15‧‧‧延伸部
30‧‧‧第一寄生部
31‧‧‧第一接地部
32‧‧‧彎折部
33‧‧‧第一寄生單元
50‧‧‧第二寄生部
51‧‧‧第二接地部
53‧‧‧第二寄生單元
70‧‧‧第一切換器
90‧‧‧第二切換器
200‧‧‧電路板
圖1為本發明較佳實施例的多頻天線的立體示意圖。
圖2為圖1所示多頻天線的回波損耗示意圖。
請一併參閱圖1，本發明提供一種多頻天線100，裝設於行動電話、個人數位助理(pers連接al digital assistant，PDA)等無線通訊裝置內，並連接至電路板200上，可於複數頻段進行發射、接收無線電波以收發無線電訊號。
該多頻天線100包括主天線10、第一寄生部30、第二寄生部50、第一切換器70及第二切換器90。主天線10連接至電路板200。所述第一寄生部30與第二寄生部50分別設於主天線10的相對兩側，並分別藉由第一切換器70與第二切換器90可選擇的連接至電路板200，以與主天線10耦合共振出複數頻段(模態)，以滿足複數不同地區的無線通訊頻段的接收要求，同時該多頻天線100對應主 天線10本身或者該主天線10與處於工作狀態的第一寄生部30及/或第二寄生部50耦合共振時具有不同的SAR值，使該多頻天線100能夠滿足該地區的SAR值標準。
所述主天線10包括饋入部11、輻射部13及延伸部15。所述主天線10藉由饋入部11連接至電路板200，用以實現訊號的饋入。所述體入部11為一長條形片體。輻射部13為一長條形片體，其垂直連接至輻射部13的末端，並與所述饋入部11處於同一平面內。所述延伸部15為一L形片體，由輻射部13靠近饋入部11的一側垂直該輻射部13延伸一段距離後，再向遠離饋入部11的方向平行輻射部13延伸形成，使該延伸部15的長度短於輻射部13，且與所述輻射部13及饋入部11均處於同一平面內。
第一寄生部30包括第一接地部31、彎折部32及第一寄生單元33。所述第一接地部31為一長條形片體，其平行饋入部11設置，並連接至第一切換器70，以藉由第一切換器70可選擇的將第一寄生部30接地，即可使第一寄生部30與主天線10耦合共振出一模態。所述彎折部32呈長條形，其由第一接地部31末端沿平行輻射部13的方向垂直延伸形成。所述第一寄生單元33為一L形片體，其由彎折部32靠近第一接地部31的一端向遠離第一接地部31的方向垂直延伸一段距離後，再向遠離第一接地部31的方向垂直延伸一段距離而形成，使該第一寄生單元33平行輻射部13，並與彎折部32、第一接地部31及主天線10均處於同一平面，且所述第一寄生單元33的末端延伸至超出所述延伸部15的末端。
第二寄生部50包括第二接地部51及第二寄生單元53。所述第二接地部51呈長條形，其設置於饋入部11與第一接地部31相對的另一 側，並平行饋入部11設置。該第二接地部51連接至第二切換器90，以藉由第二切換器90可選擇的將第二寄生部50接地，即可使第二寄生部50與主天線10耦合或者第二寄生部50與主天線10及第一寄生部30一起共振出另一模態。所述第二寄生單元53呈長條形片體狀，其由第二接地部51末端向遠離饋入部11的方向垂直延伸形成，使該第二寄生單元53平行所述輻射部13設置。
所述第一切換器70與第二切換器90均具有連接及斷開兩種狀態，且當處於連接狀態時，則連接至電路板200上的接地，當處於斷開狀態時則處於開路狀態，相應的即可使所述第一寄生部30或第二寄生部50接地或處於開路狀態。於本發明實施方式中，所述第一切換器70及第二切換器90可在無線通訊裝置內設的軟體控制其於連接與斷開狀態之間切換，且該第一切換器70與第二切換器90具有四種狀態組合，相應的該多頻天線100亦具有四種工作狀態。
請一併參閱圖2，所示為本發明多頻天線100四種工作狀態下的返回損失(return loss,RL)測量結果示意圖。其中，曲線A為第一切換器70與第二切換器90均處於斷開狀態時，多頻天線100的返回損失測量結果；曲線B為第一切換器70導通、第二切換器90斷開時，多頻天線100的返回損失測量結果；曲線C為第一切換器70斷開、第二切換器90導通時，多頻天線100的返回損失測量結果；曲線D為第一切換器70與第二切換器90均導通時，多頻天線100的返回損失測量結果。
由圖2所示的曲線A可知，當第一切換器70與第二切換器90均處於斷開狀態時，訊號自饋入部11進入主天線10後，藉由輻射部13及 延伸部15於低頻及高頻分別共振出一個模態，可在有GSM900/DCS1800以及WCDMA-Band 8(與GSM900的頻段相同)頻段的地區使用。由曲線B可知，當第一切換器70導通，第二切換器90斷開時，訊號自饋入部11進入主天線10後，不僅藉由輻射部13及延伸部15於高頻及低頻分別共振出一個模態，同時還藉由所述第一寄生部30與該主天線10耦合共振，從而於低頻及高頻部分分別共振出另一模態，可在具有GSM850/GSM900/DCS1800/PCS1900以及WCDMA-Band 5(與GSM850的頻段相同)、WCDMA-Band 8(與GSM900的頻段相同)、WCDMA-Band 4(與DCS1800的頻段相同)及WCDMA-Band 2(與PCS1900的頻段相同)操作頻段的地區使用。由曲線C可知，當第一切換器70斷開，第二切換器90導通時，訊號自饋入部11進入後，藉由主天線10產生於低頻產生一個模態外，還藉由該第二寄生部50與主天線10耦合共振出一寬頻模態，即可在具有GSM900/DCS1800/PCS1900以及WCDMA-Band 8、WCDMA-Band 4、WCDMA-Band 2、WCDMA-Band 1(接收頻率為2100MHz，發送頻率為1900MHz)等頻段的地區使用。由曲線D可知，當第一切換器70與第二切換器90均導通時，訊號自饋入部11進入主天線10後，該主天線10將第第一寄生部30及第二寄生部50耦合共振出以下頻段：在低頻部分涵蓋GSM850/GSM900以及WCDMA-Band 5、WCDMA-Band 8的系統頻段，在高頻部分涵蓋DCS1800、PCS1900以及WCDMA-Band4、WCDMA-Band2、WCDMA-Band1的系統頻段。
如此，即可根據各地區的無線通訊的頻段的要求以及SAR值標準調節所述多頻天線100。請一併參閱表1，以下以北美地區、歐洲地區以及中國地區為例進行說明。
其中，上表中的SE1代表第一切換器70，SE2代表第二切換器90，所述SAR值的單位為mW/1g。
北美地區無線通訊的頻段為GSM850/PCS1900以及WCDMA-Band 5、WCDMA-Band 2、WCDMA-Band 4，歐洲地區無線通訊頻段為GSM900/DCS1800以及WCDMA-Band 1、WCDMA-Band 8，中國地區的無線通訊頻段主要出於GSM900以及DCS1800。而且，北美地區的SAR值標準為低於1.6mW/1g，歐盟地區以及中國地區的SAR值標準為低於2.0mW/1g。
是以，由表1可得出以下結論：當第一切換器70、第二切換器90均斷開時，所述多頻天線100無法涵蓋北美地區以及歐洲地區的所有無線通訊頻段，僅適用於中國地區。當第一切換器70導通、第二切換器90斷開時，所述多頻天線100可涵蓋中國地區以及北 美地區的所有無線通訊頻段而無法涵蓋歐洲地區的所有無線通訊頻段，且此時該多頻天線100在北美地區的SAR值低於標準的1.6mW/1g，在中國地區低於標準的2.0mW/1g，故此時，該多頻天線100可使用於北美地區以及中國地區。當第一切換器70斷開、第二切換器90導通時，所述多頻天線100無法涵蓋北美地區的所有無線通訊頻段故無法使用於北美地區，此時該多頻天線100可涵蓋中國地區以及歐洲地區的所有無線通訊頻段，且對應的SAR值亦均低於標準的2.0mW/1g，故此時，該多頻天線100可使用於歐洲地區以及中國地區。當第一切換器70與第二切換器90均導通時，該多頻天線100涵蓋了習知的所有地區的無線通訊頻段，然，此時該多頻天線100在北美地區的SAR值超出標準的1.6mW/1g，而在中國以及歐洲地區的SAR值低於標準的2.0mW/1g，故此時該多頻天線100僅適用於歐洲地區以及中國地區。
顯然，本發明的多頻天線100藉由作動第一切換器70或者第二切換器90將第一寄生部30或者第二寄生部50接地，以與主天線10耦合共振而產生複數頻段，且該多頻天線100對應主天線10本身或者該主天線10與處於工作狀態的第一寄生部30及/或第二寄生部50耦合共振時，在具備足夠的訊號收發能力的前提下得具有不同的SAR值，使該多頻天線100能夠接收複數不同地區的所有無線通訊頻段，同時滿足該地區的SAR值標準，通用性較高，使用更為方便。
100‧‧‧多頻天線
10‧‧‧主天線
11‧‧‧饋入部
13‧‧‧輻射部
15‧‧‧延伸部
30‧‧‧第一寄生部
31‧‧‧第一接地部
32‧‧‧彎折部
33‧‧‧第一寄生單元
50‧‧‧第二寄生部
51‧‧‧第二接地部
53‧‧‧第二寄生單元
70‧‧‧第一切換器
90‧‧‧第二切換器
200‧‧‧電路板

Claims (8)

  1. 一種多頻天線，包括主天線部，其改良在於：該多頻天線還包括第一寄生部、第二寄生部、第一切換器及第二切換器，所述第一切換器用以控制第一寄生部是否工作，第二切換器用以控制第二寄生部是否工作，使所述主天線本身或者該主天線與處於工作狀態的第一寄生部及/或第二寄生部耦合共振出複數頻段，該多頻天線對應主天線本身或者該主天線與處於工作狀態的第一寄生部及/或第二寄生部耦合共振時具有不同的電磁波能量吸收比值，所述第一切換器藉由將第一寄生部接地使第一寄生部處於工作狀態，第二切換器藉由將第二寄生部接地使第二寄生部處於工作狀態，所述第一切換器與第二切換器均具有導通及斷開兩種狀態，且當第一切換器或者第二切換器處於導通狀態時，以相應的將第一寄生部或者第二寄生部接地，所述第一切換器導通、第二切換器斷開時，該多頻天線藉由主天線與第一寄生部分別於低頻及高頻部分均共振出2個頻段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中所述第一寄生部與第二寄生部分別設於主天線相對兩側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中所述第一切換器與第二切換器均斷開時，該多頻天線僅藉由主天線於高頻及低頻部分分別共振出一個頻段。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中所述第一切換器斷開、第二切換器導通時，該多頻天線藉由主天線與第二寄生部分別於低頻部分產生一個頻段，於高頻部分產生2個頻段。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之多頻天線，其中所述第一切換器與第二切換 器均導通時，該多頻天線藉由主天線、第一寄生部與第二寄生部在低頻部分共振出涵蓋GSM850/GSM900的系統頻段，在高頻部分涵蓋DCS1800/PCS1900/WCDMA的系統頻段。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多頻天線，其中所述主天線包括饋入部、輻射部及延伸部，所述輻射部由饋入部末端沿饋入部所在平面垂直延伸形成，延伸部由輻射部靠近饋入部的一端沿該饋入部所在平面垂直延伸一段距離後，再向遠離饋入部的方向平行輻射部延伸形成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之多頻天線，其中所述第一寄生部包括第一接地部、彎折部及第一寄生單元，第一寄生單元藉由第一接地部連接至第一切換器，第一接地部平行饋入部設置，彎折部由第一接地部末端沿平行輻射部的方向垂直延伸形成，第一寄生單元由彎折部靠近第一接地部的一端向遠離第一接地部的方向垂直延伸一段距離後，再向遠離第一接地部的方向垂直延伸一段距離而形成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之多頻天線，其中所述第二寄生單元包括第二接地部及第二寄生單元，第二寄生單元藉由第二接地部連接至第二切換器，第二接地部平行饋入部設置，第二寄生單元由第二接地部末端向遠離饋入部的方向垂直延伸形成。
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