CN202759017U - 多频寄生耦合天线及具有耦合天线的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

一种多频寄生耦合天线及具有耦合天线的无线通信装置。该多频寄生耦合天线包括：介电基板、第一接地部、双频倒F形辐射单元以及双频寄生辐射单元；介电基板包括第一表面；双频倒F形辐射单元包括：电连接第一接地部的第一馈入臂；以及用以产生第一共振模态的第一辐射臂及用以产生第二共振模态的第二辐射臂；双频寄生辐射单元包括：电连接第一接地部的寄生连接臂；以及分别位于寄生连接臂两相反侧且电连接寄生连接臂的第一寄生臂及第二寄生臂，且第一寄生臂与第一辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出第三共振模态，第二寄生臂与第二辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出第四共振模态。本实用新型能组合出较大带宽的低频频带及高频频带。

Description

多频寄生耦合天线及具有耦合天线的无线通信装置

技术领域

本实用新型涉及一种装置及其天线，特别是指一种工作在多频系统的多频寄生耦合天线及具有耦合天线的无线通信装置。

背景技术

参阅图1，图1是一种公知的双频倒F形天线。双频倒F形天线包含共平面的一接地面11、一馈入臂12、一第一辐射臂13、一第二辐射臂14以及一短路臂15。

一馈电组件16的内外导体分别电连接馈入臂12与接地面11。第一辐射臂13及第二辐射臂14电连接馈入臂12，分别用以共振出一低频模态及一高频模态。

参阅图2，这种双频倒F形天线的缺点就是：只能共振出一个低频模态及一个高频模态，且单个低频模态所涵盖的一低频带宽通常不够宽，无法满足多频带通信系统（如GSM900/3G/LTE 700）的需求。

因此，需要提供一种多频寄生耦合天线及具有耦合天线的无线通信装置来解决上述问题。

实用新型内容

因此，本实用新型的一目的，即在于提供一种可共振出四个共振模态以解决先前技术的缺点的多频寄生耦合天线。

于是，本实用新型的多频寄生耦合天线包含：一介电基板、一第一接地部、一双频倒F形辐射单元以及一双频寄生辐射单元；该介电基板包括一第一表面；该双频倒F形辐射单元包括：一第一馈入臂以及一第一辐射臂及一第二辐射臂；该第一馈入臂电连接该第一接地部；该第一辐射臂及该第二辐射臂分别位于该第一馈入臂的两相反侧并电连接该第一馈入臂，且该第一馈入臂、该第一辐射臂及该第二辐射臂的至少其中一者是设置于该第一表面上，且该第一辐射臂用以产生一第一共振模态并具有一第一自由端部，该第二辐射臂用以产生一第二共振模态并具有一第二自由端部；该双频寄生辐射单元包括：一寄生连接臂以及一第一寄生臂及一第二寄生臂；该寄生连接臂电连接该第一接地部并与该第一馈入臂间隔相邻以产生电磁耦合；该第一寄生臂及该第二寄生臂分别位于该寄生连接臂的两相反侧并电连接该寄生连接臂，且该第一寄生臂与该第一辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第三共振模态，该第二寄生臂与该第二辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第四共振模态；并且，该第一寄生臂具有一弯折的第一寄生臂段，该第一寄生臂段界定出一第一凹槽区，该第一辐射臂的该第一自由端部在该第一表面的一法线方向与该第一凹槽区重叠；该第二寄生臂具有一弯折的第二寄生臂段，该第二寄生臂段界定出一第二凹槽区，该第二辐射臂的该第二自由端部在该第一表面的该法线方向与该第二凹槽区重叠。

而本实用新型的另一目的，即在于提供一种具有多频寄生耦合天线的无线通信装置。

于是，本实用新型的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置包含一用以收发一射频信号的系统电路、上述的多频寄生耦合天线，以及一电连接于系统电路及多频寄生耦合天线之间用以交换射频信号的馈电组件。

本实用新型的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置包括：一系统电路，该系统电路用以收发一射频信号；一多频寄生耦合天线，该多频寄生耦合天线包括：一介电基板，该介电基板包括一第一表面；一第一接地部；一双频倒F形辐射单元，该双频倒F形辐射单元包括：一第一馈入臂，该第一馈入臂电连接该第一接地部；以及一第一辐射臂及一第二辐射臂，该第一辐射臂及该第二辐射臂分别位于该第一馈入臂的两相反侧并电连接该第一馈入臂，且该第一馈入臂、该第一辐射臂及该第二辐射臂的至少其中一者是设置于该第一表面上，且该第一辐射臂用以产生一第一共振模态并具有一第一自由端部，该第二辐射臂用以产生一第二共振模态并具有一第二自由端部；以及一双频寄生单元，该双频寄生单元包括：一寄生连接臂，该寄生连接臂电连接该第一接地部并与该第一馈入臂间隔相邻以产生电磁耦合；以及一第一寄生臂及一第二寄生臂，该第一寄生臂及该第二寄生臂分别位于该寄生连接臂的两相反侧并电连接该寄生连接臂，且该第一寄生臂与该第一辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第三共振模态，该第二寄生臂与该第二辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第四共振模态；并且，该第一寄生臂具有一弯折的第一寄生臂段，该第一寄生臂段界定出一第一凹槽区，该第一辐射臂的该第一自由端部在该第一表面的一法线方向与该第一凹槽区重叠，该第二寄生臂具有一弯折的第二寄生臂段，该第二寄生臂段界定出一第二凹槽区，该第二辐射臂的该第二自由端部在该第一表面的该法线方向与该第二凹槽区重叠；以及一馈电组件，该馈电组件电连接于该系统电路及该多频寄生耦合天线之间用以交换该射频信号。

本实用新型能使双频寄生辐射单元比公知的双频倒F形天线额外产生第三共振模态及第四共振模态，因此能组合出较大带宽的低频频带及高频频带。

附图说明

图1是一种公知的双频倒F形天线的一示意图；

图2是公知的双频倒F形天线的一电压驻波比图；

图3是本实用新型的多频寄生耦合天线的第一较佳实施例的一示意图；

图4是第一较佳实施例的一局部示意图；

图5是第一较佳实施例的另一局部示意图；

图6是第一较佳实施例的一电压驻波比图；

图7是本实用新型的多频寄生耦合天线的第二较佳实施例的一示意图；

图8是第二较佳实施例的一局部示意图；

图9是第二较佳实施例的另一局部示意图；

图10是本实用新型的多频寄生耦合天线的第三较佳实施例的一局部示意图；

图11是本实用新型的多频寄生耦合天线的第三较佳实施例的一立体图；

图12是本实用新型的多频寄生耦合天线的第四较佳实施例的一立体图；以及

图13是本实用新型的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置的较佳实施例的一示意图。

主要组件符号说明：

11    接地面               461     第二自由端部

12    馈入臂               5       双频寄生辐射单元

13    第一辐射臂           51      寄生连接臂

14    第二辐射臂           511     第一端部

15    短路臂               512     第二端部

16    馈电组件             52      第一寄生臂

2     介电基板             521     第一寄生臂段

21    第一表面             5211    第一凹槽区

22    第二表面             53      第二寄生臂

31    第一接地部           531     第二寄生臂段

32    第二接地部           5311    第二凹槽区

33    第一贯孔连接部       61      第一频带

4     双频倒F形辐射单元    62      第二频带

41    第一馈入臂           63      第三频带

42    第二馈入臂           64      第四频带

43    第二贯孔连接部       7       导电片

44    短路臂               10      系统电路

45    第一辐射臂           20      多频寄生耦合天线

451   第一自由端部         30      馈电组件

46    第二辐射臂

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的五个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

在本实用新型被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图3至图5，本实用新型的多频寄生耦合天线的第一较佳实施例包含一介电基板2、一第一接地部31、一第二接地部32、一第一贯孔连接部33、一双频倒F形辐射单元4以及一双频寄生辐射单元5。

介电基板2包括一第一表面21，以及一相反于第一表面21的第二表面22。介电基板2可以是例如FR4的玻璃纤维板，也可以是其他塑料材质。

第一接地部31位于介电基板2的第一表面21，第二接地部32位于介电基板2的第二表面22，第一贯孔连接部33穿过介电基板2并电连接第一接地部31及第二接地部32。

双频倒F形辐射单元4包括一第一馈入臂41、一第二馈入臂42、一第二贯孔连接部43、一短路臂44、一第一辐射臂45以及一第二辐射臂46。

第一馈入臂41位于介电基板2的第一表面21并电连接第一接地部31，更详细地说明，第一馈入臂41是依序经由第二贯孔连接部43、第二馈入臂42、短路臂44、第二接地部32、第一贯孔连接部33电连接到第一接地部31。第二馈入臂42位于介电基板2的第二表面22，第二贯孔连接部43穿过介电基板2并电连接第一馈入臂41及第二馈入臂42。

短路臂44位于介电基板2的第二表面22并电连接于第二馈入臂42及第二接地部32之间，且短路臂44是位于第一馈入臂41的两相反侧的其中一侧，在本较佳实施例中，短路臂44与第一辐射臂45是位于第一馈入臂41的同一侧。

第一馈入臂41、第一辐射臂45及第二辐射臂46的至少其中一者设置于第一表面21，在本较佳实施例中，第一辐射臂45及第一馈入臂41是一体成型（所以均相电连接）地位于介电基板2的第一表面21，且第二辐射臂46、第二馈入臂42、短路臂44以及第二接地部32则是另外一体成型（所以均相电连接）地位于介电基板2的第二表面22。

第一辐射臂45及第二辐射臂46分别位于第一馈入臂41的两相反侧，且第一辐射臂45用以产生一第一共振模态并具有一第一自由端部451，第二辐射臂46用以产生一第二共振模态并具有一第二自由端部461。

双频寄生辐射单元5与第一接地部31是一体成型地位于介电基板2的第一表面21，并包括一寄生连接臂51、一第一寄生臂52及一第二寄生臂53。

寄生连接臂51与第一馈入臂41间隔相邻以产生电磁耦合，并具有相反的一第一端部511及一第二端部512，且寄生连接臂51的第一端部511电连接第一接地部31，寄生连接臂51的第二端部512远离第一接地部31。

第一寄生臂52及第二寄生臂53分别位于寄生连接臂51的两侧并电连接寄生连接臂51，且第一寄生臂52与第一辐射臂45间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第三共振模态，第二寄生臂53与第二辐射臂46间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第四共振模态。

更详细说明，第一寄生臂52及第二寄生臂53是从寄生连接臂51的第二端部512彼此反向（±X方向）延伸，再共同朝接近第一接地部31方向（－Y方向）延伸并与第一接地部31相间隔，最后再彼此相向（±X方向）延伸且与第一馈入臂41及寄生连接臂51相间隔，并且，第一寄生臂52具有一弯折的第一寄生臂段521，第一寄生臂段521界定出一第一凹槽区5211，第一辐射臂45的第一自由端部451在第一表面21的一法线方向（＋Z方向）与第一凹槽区5211重叠；第二寄生臂53具有一弯折的第二寄生臂段531，第二寄生臂段531界定出一第二凹槽区5311，第二辐射臂46的第二自由端部461在第一表面21的法线方向与第二凹槽区5311重叠。

参阅图6，从实际以网络分析仪量测的结果显示：第一较佳实施例所共振出的第一共振模态及第三共振模态所分别涵盖的一第一频带61及一第三频带63彼此相邻以涵盖一从704MHz到960MHz的低频频带，第二共振模态及第四共振模态所分别涵盖的一第二频带62及一第四频带64彼此相邻以涵盖一从1710MHz到2170MHz的高频频带，且在低频频带（704~960MHz）及高频频带（1710~2170MHz）内的电压驻波比（Voltage StandingWave Ratio，VSWR）均低于3，故第一较佳实施例确实相比公知的双频倒F形天线具有较大的低频带宽，而能解决先前技术的缺点。

参阅图7至图9，本实用新型的超宽带天线的第二较佳实施例与第一较佳实施例近似，差异在于：第二较佳实施例的短路臂44与第二辐射臂46是位于第一馈入臂41的同一侧。

参阅图10及图11，本实用新型的多频寄生耦合天线的第三较佳实施例与第一较佳实施例近似，差异在于：第三较佳实施例的第一接地部31、双频倒F形辐射单元4及双频寄生辐射单元5是如图10所示一体成型的导电片7，且导电片7是经过四次弯折且如图11所示的固定于介电基板2上。

参阅图12，本实用新型的多频寄生耦合天线的第四较佳实施例与第三较佳实施例近似，差异在于：第三较佳实施例的短路臂44与第一辐射臂45是位于第一馈入臂41的同一侧，而第四较佳实施例的短路臂44与第二辐射臂46是位于第一馈入臂41的同一侧。

参阅图13，本实用新型的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置的较佳实施例包含一用以收发一射频信号的系统电路10、一多频寄生耦合天线20及一馈电组件30。举例来说，本实用新型的无线通信装置的较佳实施例可以是一台笔记本型计算机、智能型手机或平板计算机等装置。

多频寄生耦合天线20可以是第一至第四较佳实施例（分别参阅图3、图7、图11以及图12）的其中一者，馈电组件30电连接于系统电路10及多频寄生耦合天线20之间用以交换射频信号，在本较佳实施例中，馈电组件30是一五十欧姆的同轴电缆线，且同轴电缆线的内导体（图未示）电连接于多频寄生耦合天线20的第一馈入臂41，同轴电缆线的外导体（图未示）则电连接于多频寄生耦合天线20的第一接地部31。

综上所述，藉由将前述每一较佳实施例的双频寄生辐射单元5间隔地邻近双频倒F形辐射单元4而相电磁耦合，就能使双频寄生辐射单元5比公知的双频倒F形天线（参见图1）额外产生第三共振模态及第四共振模态，因此，前述每一较佳实施例的多频寄生耦合天线能组合出较大带宽的低频频带及高频频带，故确实能达到本实用新型的目的。

惟以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，应当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡是根据本实用新型权利要求书的范围及实用新型说明书内容所作的简单的等同变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多频寄生耦合天线，该多频寄生耦合天线包括：

一介电基板，该介电基板包括一第一表面；

一第一接地部；

一双频倒F形辐射单元，该双频倒F形辐射单元包括：

一第一馈入臂，该第一馈入臂电连接该第一接地部；以及

一第一辐射臂及一第二辐射臂，该第一辐射臂及该第二辐射臂分别位于该第一馈入臂的两相反侧并电连接该第一馈入臂，且该第一馈入臂、该第一辐射臂及该第二辐射臂的至少其中一者是设置于该第一表面上，且该第一辐射臂用以产生一第一共振模态并具有一第一自由端部，该第二辐射臂用以产生一第二共振模态并具有一第二自由端部；并且

其特征在于，该多频寄生耦合天线还包括一双频寄生辐射单元，该双频寄生辐射单元包括：

一寄生连接臂，该寄生连接臂电连接该第一接地部并与该第一馈入臂间隔相邻以产生电磁耦合；以及

一第一寄生臂及一第二寄生臂，该第一寄生臂及该第二寄生臂分别位于该寄生连接臂的两相反侧并电连接该寄生连接臂，且该第一寄生臂与该第一辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第三共振模态，该第二寄生臂与该第二辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第四共振模态；

并且，该第一寄生臂具有一弯折的第一寄生臂段，该第一寄生臂段界定出一第一凹槽区，该第一辐射臂的该第一自由端部在该第一表面的一法线方向与该第一凹槽区重叠，该第二寄生臂具有一弯折的第二寄生臂段，该第二寄生臂段界定出一第二凹槽区，该第二辐射臂的该第二自由端部在该第一表面的该法线方向与该第二凹槽区重叠。

2.根据权利要求1所述的多频寄生耦合天线，其特征在于，该寄生连接臂具有相反的一第一端部及一第二端部，且该寄生连接臂的第一端部电连接该第一接地部，该寄生连接臂的第二端部远离该第一接地部，且该第一寄生臂及该第二寄生臂是从该寄生连接臂的第二端部彼此反向延伸，再共同朝接近该第一接地部方向延伸并与该第一接地部相间隔，最后再彼此相向延伸且与该第一馈入臂及该寄生连接臂相间隔。

3.根据权利要求1所述的多频寄生耦合天线，其特征在于，该第一接地部、该双频倒F形辐射单元及该双频寄生辐射单元是一体成型的部件。

4.根据权利要求1所述的多频寄生耦合天线，其特征在于，该双频倒F形辐射单元还包括一电连接于该第一馈入臂及该第一接地部之间的短路臂，且该短路臂是位于该第一馈入臂的两相反侧的其中一侧。

5.根据权利要求1所述的多频寄生耦合天线，其特征在于，该多频寄生耦合天线还包括：

一第二接地部；

一第一贯孔连接部；以及

一第二贯孔连接部；

并且，该双频倒F形辐射单元还包括：

一第二馈入臂；以及

一短路臂，该短路臂位于该第一馈入臂的两相反侧的其中一侧，且电连接于该第二馈入臂及该第二接地部之间；

其中，该介电基板还包括一相反于该第一表面的第二表面，且该第一接地部、该第一馈入臂、该第一辐射臂以及该双频寄生辐射单元是位于该介电基板的第一表面，该第二接地部、该短路臂、该第二馈入臂以及该第二辐射臂是位于该介电基板的第二表面，且该双频寄生辐射单元与该第一接地部是一体成型的部件，该第一馈入臂与该第一辐射臂是一体成型的部件，该第二接地部、该短路臂、该第二馈入臂以及该第二辐射臂也是一体成型的部件；

并且，该第一贯孔连接部穿过该介电基板并电连接该第一接地部及该第二接地部，该第二贯孔连接部穿过该介电基板并电连接该第一馈入臂及该第二馈入臂。

6.一种具有多频寄生耦合天线的无线通信装置，该具有多频寄生耦合天线的无线通信装置包括：

一系统电路，该系统电路用以收发一射频信号；

一多频寄生耦合天线，该多频寄生耦合天线包括：

一介电基板，该介电基板包括一第一表面；

一第一接地部；

一双频倒F形辐射单元，该双频倒F形辐射单元包括：

一第一馈入臂，该第一馈入臂电连接该第一接地部；以及

一第一辐射臂及一第二辐射臂，该第一辐射臂及该第二辐射臂分别位于该第一馈入臂的两相反侧并电连接该第一馈入臂，且该第一馈入臂、该第一辐射臂及该第二辐射臂的至少其中一者是设置于该第一表面上，且该第一辐射臂用以产生一第一共振模态并具有一第一自由端部，该第二辐射臂用以产生一第二共振模态并具有一第二自由端部；并且

其特征在于，该多频寄生耦合天线还包括一双频寄生单元，该双频寄生单元包括：

一寄生连接臂，该寄生连接臂电连接该第一接地部并与该第一馈入臂间隔相邻以产生电磁耦合；以及

一第一寄生臂及一第二寄生臂，该第一寄生臂及该第二寄生臂分别位于该寄生连接臂的两相反侧并电连接该寄生连接臂，且该第一寄生臂与该第一辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第三共振模态，该第二寄生臂与该第二辐射臂间隔相邻以产生电磁耦合而共振出一第四共振模态；

并且，该第一寄生臂具有一弯折的第一寄生臂段，该第一寄生臂段界定出一第一凹槽区，该第一辐射臂的该第一自由端部在该第一表面的一法线方向与该第一凹槽区重叠，该第二寄生臂具有一弯折的第二寄生臂段，该第二寄生臂段界定出一第二凹槽区，该第二辐射臂的该第二自由端部在该第一表面的该法线方向与该第二凹槽区重叠；以及

一馈电组件，该馈电组件电连接于该系统电路及该多频寄生耦合天线之间用以交换该射频信号。

7.根据权利要求6所述的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置，其特征在于，该多频寄生耦合天线的该寄生连接臂具有相反的一第一端部及一第二端部，且该寄生连接臂的第一端部电连接该第一接地部，该寄生连接臂的第二端部远离该第一接地部，且该第一寄生臂及该第二寄生臂是从该寄生连接臂的第二端部彼此反向延伸，再共同朝接近该第一接地部方向延伸并与该第一接地部相间隔，最后再彼此相向延伸且与该第一馈入臂及该寄生连接臂相间隔。

8.根据权利要求6所述的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置，其特征在于，该第一接地部、该双频倒F形辐射单元及该双频寄生辐射单元是一体成型的部件。

9.根据权利要求6所述的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置，其特征在于，该多频寄生耦合天线的该双频倒F形辐射单元还包括一电连接于该第一馈入臂及该第一接地部之间的短路臂，且该短路臂是位于该第一馈入臂的两相反侧的其中一侧。

10.根据权利要求6所述的具有多频寄生耦合天线的无线通信装置，其特征在于，该多频寄生耦合天线还包括：

一第二接地部；

一第一贯孔连接部；以及

一第二贯孔连接部；

且该双频倒F形辐射单元还包括：

一第二馈入臂；以及

一短路臂，该短路臂位于该第一馈入臂的两相反侧的其中一侧，且电连接于该第二馈入臂及该第二接地部之间；

其中，该介电基板还包括一相反于该第一表面的第二表面，且该第一接地部、该第一馈入臂、该第一辐射臂及该双频寄生辐射单元是位于该介电基板的第一表面，该第二接地部、该短路臂、该第二馈入臂以及该第二辐射臂是位于该介电基板的第二表面，且该双频寄生辐射单元与该第一接地部是一体成型的部件，该第一馈入臂与该第一辐射臂是一体成型的部件，该第二接地部、该短路臂、该第二馈入臂以及该第二辐射臂也是一体成型的部件；

并且，该第一贯孔连接部穿过该介电基板并电连接该第一接地部及该第二接地部，该第二贯孔连接部穿过该介电基板并电连接该第一馈入臂及该第二馈入臂。

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