专利名称：多频倒f形天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种PIFA (multi-band Plane Inverted-F Antenna, 多频倒F形天线)，特别涉及一种通过倒L形接地片引起环路表面电流， 从而在多频率操作时达到宽带效果的多频倒F形天线。
背景技术：
随着科技的进步，电子产品的发展趋势是轻薄短小，以及集结多 种功能。以无线通讯产品为例，除了原本的发话及接听的语音功能的 外，更增加了 WAP上网及收发电子邮件等数据功能。近年来，智能型手机(smart phone)由于在手机上集结了数据处理 能力及无线上网能力(wirelessLAN)，因此逐渐受到消费者的重^L。随 着无线通讯带宽的增加及手机处理能力增强，智能型手机可以在更多 领域发挥用途，如手机电视或电子商务功能，因此可以预期更广大的 市场需求。同时为了更进一步降低手机的尺寸，手机天线也要微小化。常规孩i波天线尺寸约为共振频率(resonance frequency)的一半 (X/2)，如偶极天线(dipole antenna)或是孩吏带(microstrip patch) 天线。为使天线更加微小化，近年来还发展出PIFA的架构，从而使 天线的操作长度缩小到1/4共振频率的波长，并能大幅降低天线所占 用的面积。再加上平面天线本身具有低高度(lowprofile)的特点，因此 达到隐藏天线(hidden antenna)的目的。图1是常规倒F型平面天线的结构示意图。倒F型平面天线10a主 要由辐射单元12a 、接地片20a、介质材料(未图示)、短路器16a及 馈入单元14a所构成。该介质材料介于辐射单元12a与接地片20a之 间，将上述两者隔开。此外，辐射单元12a可通过短路器16a与4妾地 片面20a耦合。在信号传输方面，馈入单元14a配置在接地面上并与 辐射单元12a耦合从而传递微波信号。辐射单元12a与接地片20a可利用金属材料实现，依据不同的设计需求，辐射单元12a的图样 (pattern )也会变化，但重要的是，此等倒F型平面天线100将可 4吏天线共振于W4波长，以有效缩减天线体积。然而常规的倒F型天线并无法提供较为宽的带宽(bandwidth),并 且无法在多种频率下搡作。由于现今的智能型手机往往可以搡作三种 频率或四种频率，或是能用于无线网络(WLAN)上网，因此如何提供 能在多频状况下操作的倒F型天线结构，是重要的课题。发明内容鉴于常规技术的缺陷，本实用新型的主要目的，是提供一种可以 增加天线工作频率带宽，并且在多频率(multi-frequencies)下得到宽 带(broad-bandwidth)效果的多频倒F形天线，适用于智能型的移动 通讯的类的设备上。为达到上述的目的，本实用新型的多频倒F形天线，包括幅射 组件、接地组件及馈入组件；其中，该幅射组件，由共享幅射组件、 高频幅射组件及低频幅射组件组成，该高频幅射组件与低频幅射组件 形成类似英文字母U型的开槽。该高频幅射组件与共享幅射组件电连 接的地方设有圓形通孔，该圓形通孔连通有L形开槽。该接地组件与 该共享幅射组件一侧边电连接。该馈入组件具有与该高频幅射组件一侧电连接的带状体。该接地组件上具有接地端，该接地端一侧弯折延伸具有倒L形接 地片，该倒L形接地片一端与共享幅射組件电连接，使该倒L形接地 片电连接在接地端与馈入组件之间，并通过倒L形接地片于圆形通孔 及L形开槽边缘所引起的环路表面电流，增加天线工作频率的带宽。本使用新型为在多频状况下操作的倒F型天线结构，并有足够的 带宽使用用无线网络上网结构，再加上平面天线本身具有低高度(low profile)的特点，非常适合现在广泛应用的智能手机。
图1为常规倒F型平面天线的结构示意图图2是本实用新型的多频倒F形天线外观立体示意图图3是本实用新型的多频倒F形天线的俯视示意图；图4是本实用新型的多频倒F形天线的侧视示意图；图5是本实用新型的多频倒F形天线电压驻波比(VSWR)示意图；图6是本实用新型的多频倒F形天线回波损耗(Return loss)示意图；图7-10是本实用新型的多频倒F形天线增益(Gain)在示意图； 以及，图11是本实用新型的另一实施方式的示意图。 主要组件符号说明接地组件1接地端11接地通孔111凸片112倒L形4妾地片12幅射组件2共享幅射组件21高频幅射组件22低频幅射组件23缺口 211、 211'上顶边212圆形通孔221L形开槽222底边223弧形侧边224平行顶边225L形侧边226翼片227低频幅射组件23弧形内侧边231L形内侧边232几形开槽233阶梯状部^f分234第一表面部份23a第二表面部份23b第三表面部f分23c第四表面部份23d第五表面部份23e翼片235馈入组件3带状体31通孔32环5各表面电流4凹槽5具体实施方式
本实用新型的技术内容和详细说明将配合附图如下说明。图2为本实用新型的多频倒F形天线外观立体示意图。如图所示， 本实用新型的多频倒F形天线包括接地组件1、幅射组件2及馈入 组件3。其中，接地组件l为带状体，其上具有接地端ll。接地端11 上具有接地通孔111，接地通孔111提供锁固组件(图中未示)并将接地 组件1与电子装置(图中未示)或电子装置的接地端电连接。接地端11 一側延伸并形成凸片112,而另一侧弯折延伸到1/8波长的倒L形接 地片(Inverted-L short-line) 12,倒L形接地片12与幅射组件2电连接。幅射组件2为片状，其上由共享幅射组件21与高频幅射組件22 及低频幅射组件23电连接而成。共享幅射组件21 —侧i殳有两个缺口 211、 211'。在缺口 211 —侧电连接接地组件1，使接地组件1与幅 射组件2弯折90度角(或近似于90度角)地电连接。高频幅射组件 22与共享幅射组件21电连接处设有圓形通孔221,圆形通孔221连通 有L形开槽222; L形开槽222由高频幅射组件2的底边223与共享 幅射组件21顶边212形成。在高频幅射组件22另一侧是由弧形侧边 224、平行顶边225及L形侧边226连接而成，通过弧形侧边224、平 行顶边225及L形侧边226与底边223形成高频幅射组件22表面形 状。L形侧边226和底边223的共同侧延伸到翼片227;低频幅射组 件23上i殳有弧形内侧边231及L形内侧边232，通过弧形内侧边231 和L形内侧边232与弧形侧边224、平行顶边225及L形側边226形 成"几，，形的开槽(U-shaped slot )233, J氐频幅射组件23外侧边为阶梯 状部份234,阶梯状部份234与弧形内侧边231及L形内侧边232使 得低频幅射组件23的第 一表面部份23a为宽、第二表面部份23b为窄、 第三表面部f分23c为宽、第四表面部份23d为窄及第五表面部份23e 为宽。沿低频幅射组件23—侧延伸的是弯折的翼片235。馈入组件为L形的带状体31,承接在高频幅射组件22 —侧的翼 片227上。馈入组件3与高频幅射组件22呈90度角(或近似于90 度角)地电连接，带状体31 —端设有通孔32，通孔32是用于提供焊接同轴传输线(图中未示)，作为信号的馈入点。图3是本实用新型的多频倒F形天线的俯视及侧视示意图。如图 所示，多频倒F形天线的高频幅射组件22及低频幅射组件23可以以 四分之一波长为基础改变辐射组件的尺寸，并调整工作的带宽。如图所示，低频幅射组件23的第一表面部份23a为宽、第二表面 部份23b为窄、第三表面部份23c为宽、第四表面部份23d为窄及第 五表面部份23e为宽。由于表面形状较宽区域会使所通过电流大，天 线的Q质佳，但是会影响到带宽，所以提供表面积形状较窄区域，以 避免电流过大，而影响到带宽。另外，倒L形接地片12的长度是整体天线的1/8波长左右(请参 考图4),连接在馈入点(feed-point)3及接地端(ground-point) 11之间， 通过倒L形接地组件(Inverted-L short-line)在圆形通孔221及L形开槽 22边缘所引起的环路表面电流(loop surface current)4，用以增加此天线 工作频率的带宽。此天线能够在多频率下达到宽带效果，从而提升带 宽的利用率，更适合使用在智能型手机类的移动通讯设备。图5是本实用新型的多频倒F形天线电压驻波比(VSWR)示意图。 如图所示，在824MHz为2.91、 894MHz为2.09、 960MHz为3.17、 1710MHz为3.46， 1990MHz为2.22、 2170MHz为3.19，其电压驻波 比均小于3.5，为相当理想的多频倒F形天线。图6是本实用新型的多频倒F形天线回波损耗(Return loss)示意 图。如图所示在824MHz为-6.30dB、 894MHz为-9.03dB、 960MHz 为國5.67dB、 1710MHz为-5.16dB、 1990MHz为-8.41dB、 2170MHz为 -5.62dB，其回波损耗(Return 1oss)均小于-5.0，为相当理想的多频倒F 形天线。图7-10是本实用新型的多频倒F形天线增益(Gain)在示意图。 如在894MHz的X-Y平面(plane)的垂直极化(Vertical)最大增益为-0.55 dBi 。在水平极化(Horizontal)最大增益为-1.36dBi(图8所示)。 在1880MHz的X-Y平面(plane)的垂直极化(Vertical)最大增益为 0.24dBi(图9所示)。在水平极化(Horizontal)最大增益为-0.39dBi (图IO所示)，其性能 均相当优异。图ll是本实用新型另一实施方式的示意图。如图所示，本实,用新 型于多频倒F形天线的幅射组件2的表面上增设有多个圓形凹槽5， 这些凹槽5可以增加幅射组件2表面应力，使幅射组件2容易定位及 不易变形，并且安装快速，从而增加了生产稳定性。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新 型的专利范围，凡是在本实用新型特征范围内所作的其它等效变化或修 饰，均应包括在本实用新型的专利范围内。
权利要求1. 一种多频倒F形天线，其特征在于，包括幅射组件，由共享幅射组件、高频幅射组件及低频幅射组件组成，所述高频幅射组件与所述低频幅射组件之间形成有类似英文字母U型的开槽，另外，所述高频幅射组件与所述共享幅射组件的电连接处设有圆形通孔，所述圆形通孔连通L形开槽；接地组件，电连接于所述共享幅射组件的一侧；馈入组件，具有与所述高频幅射组件一侧电连接的带状体；其中，所述接地组件具有接地端及倒L形接地片；所述倒L形接地片的一端与所述接地端连接，而另一端与所述共享幅射组件电连接，使所述倒L形接地片电连接于接地端与馈入组件之间；所述倒L形接地片与所述圆形通孔和所述L形开槽边缘所引起的环路表面电流，能够增加天线工作频率的带宽。
2、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述倒L 形接地片的长度是共振波长的1/8。
3、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述接地 组件为带状体。
4、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述接地 端上具有接地通孔，所述天线的一侧延伸有凸片。
5、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述幅射 组件为片状体。
6、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述共享 幅射组件的 一侧i殳有两个缺口 。
7、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述接地 组件与所述幅射组件相互垂直地电连接。
8、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述L 形开槽由所述高频幅射组件的底边与所述共享幅射组件的顶边形成， 并与所述高频幅射组件的圓形通孔相通。
9、 如权利要求1所迷的多频倒F形天线，其特征在于，所述高频 幅射组件的表面是由侧弧形侧边、平行顶边及L形侧边连接而成。
10、 如权利要求9所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述L 形侧边、和底边侧向地延伸有翼片。
11、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述低 频幅射组件上i殳有弧形内侧边及L形内侧边，所述弧形内侧边和L形 内侧边与弧形侧边、平行顶边及L形侧边形成所述类似英文字母U型 的开槽。
12、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述低 频幅射组件的表面由外侧边及L形内侧边形成，所述外侧边为阶梯状 部份。
13、 如权利要求12所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述低 频幅射组件的表面包括宽的第一表面部份、窄的第二表面部份、宽的 第三表面部份、窄的第四表面部份为及宽的第五表面部份。
14、 如权利要求1所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述低 频幅射组件的侧边延伸具有连续性弯折的翼片。
15、 如权利要求1项所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述馈入组件与高频幅射组件相互垂直地电连接。
16、 如权利要求1项所述的多频倒F形天线，其特征在于，所述 馈入组件的带状体为L形，并承接在所述高频幅射组件一侧的翼片上， 所述带状体的一端上有通孔。
17、 如权利要求16项所述的多频倒F形天线，其特征在于，同轴 传输线焊接在所述馈入组件的带状体的通孔上。
专利摘要一种多频倒F形天线，包括幅射组件、接地组件及馈入组件。该幅射组件包括共享幅射组件、高频幅射组件及低频幅射组件，该高频幅射组件与低频幅射组件间形成类似英文字母U型的开槽。该接地组件与该共享幅射组件的侧边电连接；该馈入组件具有与该高频幅射组件一侧电连接的带状体。该接地组件上具有接地端，该接地端的一侧弯折延伸为倒L形接地片。该倒L形接地片一端与共享幅射组件电连接，从而使倒L形接地片电连接在接地端与馈入组件之间。该倒L形接地片引起的环路表面电流可增加此天线工作频率的带宽，使得此天线能够在多频率下得到宽带效果，进而提升带宽的利用率；因此本实用新型的多频倒F形天线可适合使用于智能型手机类的移动通讯设备。
文档编号H01Q13/08GK201117812SQ20072012533
公开日2008年9月17日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者何建勋, 张伃昇, 林建荣, 简志成 申请人:诚实科技香港有限公司