多频天线的制作方法

本发明涉及一种天线，且特别涉及一种结合导电壳体的多频天线。

背景技术：

近年来，移动通信装置(例如，智能手机与平板电脑)大多采用具有金属材料的外观设计(例如，金属背盖)来吸引消费者的目光。此外，现今的无线通信装置更是将其内部的天线与金属背盖结合，以有助于无线通信装置的微型化。一般而言，天线往往容易受到周遭金属物体的影响，因此与金属背盖结合的天线往往具有较窄的带宽。为了解决上述问题，现有技术大多是利用开关元件的设置来增加天线的操作频段，进而致使天线具有多频操作的特性。然而，此种作法往往会增加天线的生产成本并降低天线的增益。

技术实现要素：

本发明提供一种多频天线，可通过第一边框部中的第一区段与第二区段、第一馈入部及连接元件形成第一天线结构，并可通过第一边框部中的第三区段与第四区段、第二馈入部及连接元件形成第二天线结构，更可通过第一边框部中的第三区段、第二馈入部及连接元件形成第三天线结构。由此，多频天线将可操作在第一至第三频段，从而可降低多频天线的生产成本，并可增加多频天线的增益。

本发明的多频天线包括导电壳体、馈入元件与连接元件。导电壳体包括分离的第一边框部与壳体结构。第一边框部基于第一连接点、第二连接点及第三连接点划分成第一区段、第二区段、第三区段及第四区段，且第三连接点位于第一连接点与第二连接点之间。馈入元件包括接收馈入信号的馈入点，并基于馈入点划分成第一馈入部与第二馈入部。第一馈入部电性连接第一连接点，且第二馈入部电性连接第二连接点。连接元件的一端电性连接第三连接点，且连接元件的另一端电性连接壳体结构。第一馈入部、第一区段、第二区段与连接元件形成第一天线结构，以致使多频天线操作在第一频段。第二馈入部、第三区段、第四区段与连接元件形成第二天线结构，以致使多频天线还操作在第二频段。第二馈入部、第三区段与连接元件形成第三天线结构，以致使多频天线还操作在第三频段。

在本发明的一实施例中，上述的第一天线结构与第二天线结构分别为一倒f型天线结构，且第三天线结构为一环形天线结构。

基于上述，本发明的多频天线可通过第一至第三天线结构操作第一至第三频段。换言之，多频天线无须设置开关元件即可具有多频操作的特性，从而有助于降低多频天线的生产成本并可增加多频天线的增益。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的多频天线的示意图；

图2是依照本发明另一实施例的多频天线的示意图；

图3是依照本发明一实施例的多频天线的反射损失图；

图4是依照本发明一实施例的多频天线在第一频段下的增益；

图5是依照本发明一实施例的多频天线在第二频段与第三频段下的增益；

图6是依照本发明另一实施例的导电壳体的示意图。

具体实施方式

图1是依照本发明一实施例的多频天线的示意图。如图1所示，多频天线100包括导电壳体110、馈入元件120以及连接元件130。其中，导电壳体110可例如是移动通信装置(例如，智能手机、平板电脑与笔记本电脑)中由导电材料所构成的背盖，且所述导电材料可例如是金属元件或是碳纤维元件等。换言之，在一实施例中，导电壳体110可例如是移动通信装置的金属背盖。

具体而言，导电壳体110包括导电盖体140以及导电边框150。其中，导电边框150环绕在导电盖体140的周围，以形成导电壳体110的多个侧壁。导电边框150通过间隙101分隔成相互分离的第一边框部151与第二边框部152，且第一边框部151与导电盖体140也通过间隙101分隔成相互分离的两元件。第二边框部152与导电盖体140相互连接，进而可形成一壳体结构。此外，间隙101设置在所述壳体结构与第一边框部151之间，以致使所述壳体结构与第一边框部151相互分离。

更进一步来看，第一边框部151上设有第一至第三连接点p11～p13，且第三连接点p13位于第一连接点p11与第二连接点p12之间。此外，第一边框部151上的第一连接点p11与第二连接点p12电性连接至馈入元件120的两端，且第一边框部151上的第三连接点p13通过连接元件130电性连接至壳体结构(例如，导电盖体140)。亦即，连接元件130的一端电性连接至第三连接点p13，且连接元件130的另一端电性连接至壳体结构(例如，导电盖体140)。由此，馈入元件120、第一边框部151以及连接元件130将可形成多个天线结构，进而致使多频天线100可操作在多个频段。

举例来说，图2是依照本发明另一实施例的多频天线的示意图。如图2所示，馈入元件120包括馈入点fp1，并可基于馈入点fp1划分成第一馈入部211与第二馈入部212。其中，第一馈入部211电性连接第一边框部151上的第一连接点p11，且第二馈入部212电性连接第一边框部151上的第二连接点p12。此外，第一边框部151具有两开路端1511与1512，且第一边框部151可基于第一至第三连接点p11～p13划分成第一至第四区段221～224。

值得注意的是，第一馈入部211、第一边框部151与连接元件130可形成第一天线结构，以致使多频天线100可操作在第一频段。举例来说，第一区段221、第二区段222、第一馈入部211与连接元件130可形成一倒f型天线(invertedfantenna)结构(亦即，第一天线结构)。此外，第一区段221与第二区段222可形成倒f型天线结构中的共振路径201，且共振路径201是从连接元件130延伸至第一边框部151的第一开路端1511。换言之，在一实施例中，第一天线结构可例如是倒f型天线结构，且第一区段221与第二区段222的长度的总和，亦即共振路径201的长度，约为第一频段的最低频率的1/4波长。

另一方面，第二馈入部212、第一边框部151与连接元件130可形成第二天线结构与第三天线结构，以致使多频天线100还操作在第二频段与第三频段。举例来说，第三区段223、第四区段224、第二馈入部212与连接元件130可形成一倒f型天线结构(亦即，第二天线结构)。此外，第三区段223与第四区段224可形成倒f型天线结构中的共振路径202，且共振路径202是从连接元件130延伸至第一边框部151的第二开路端1512。换言之，在一实施例中，第二天线结构也可例如是倒f型天线结构，且第三区段223与第四区段224的长度的总和，亦即共振路径202的长度，约为第二频段的最低频率的1/4波长。

除此之外，第三区段223、第二馈入部212与连接元件130可形成一环形天线(loopantenna)结构(亦即，第三天线结构)。此外，第三区段223、第二馈入部212与连接元件130可形成环形天线结构中的共振路径203，且共振路径203是从馈入点fp1延伸至连接元件130。换言之，在一实施例中，第三天线结构可例如是环形天线结构，且第三区段223、第二馈入部212与连接元件130的长度的总和，亦即共振路径203的长度，约为第三频段的最低频率的1/2波长。

换言之，与导电壳体110相结合的多频天线100，可通过馈入元件120、连接元件130以及导电壳体110中的第一边框部151形成多个天线结构，从而具有多频操作的特性。由此，与现有技术相较之下，多频天线100无须设置开关元件即可具有多频操作的特性，从而有助于降低多频天线100的生产成本并可增加多频天线100的增益。

更进一步来看，如图1与图2所示，多频天线100还包括延伸元件160与基板170。在一实施例中，延伸元件160可为金属片，但本发明不以此为限。其中，馈入元件120与延伸元件160设置在基板170上，且基板170面对导电盖体140。换言之，馈入元件120在基板170上的正投影与导电盖体140在基板170上的正投影相互重叠。延伸元件160电性连接第二馈入部212，且延伸元件160与第二馈入部212之间具有一夹角。换言之，延伸元件160与馈入元件120位于不同平面上，例如：延伸元件160可例如是平行x-z平面，且馈入元件120可例如是平行于x-y平面。亦即，延伸元件160可例如是竖立在馈入元件120的上方，或是延伸元件160垂直于馈入元件120。此外，延伸元件160可增加多频天线100的辐射面积。由此，延伸元件160将可增加多频天线100在第二频段与第三频段下的辐射效率，从而可进一步提升多频天线100的增益。

举例来说，图3是依照本发明一实施例的多频天线的反射损失(returnloss)图，图4是依照本发明一实施例的多频天线在第一频段下的增益，且图5是依照本发明一实施例的多频天线在第二频段与第三频段下的增益。在操作上，如图1所示，多频天线100的馈入点fp1可接收到来自信号源180的馈入信号。例如，多频天线100的馈入点fp1可通过同轴缆线电性连接至信号源180，且信号源180可例如是移动通信装置中的收发器。由此，多频天线100将可通过同轴缆线接收到来自收发器的馈入信号。

如图3与图4所示，在馈入信号的激发下，多频天线100可通过第一天线结构产生位于第一频段的第一共振模态310，且多频天线100在第一频段下具有良好的增益。此外，如图3与图5所示，多频天线100可通过第二天线结构产生位于第二频段的第二共振模态320，并可通过第三天线结构产生位于第三频段的第三共振模态330，且多频天线100在第二频段与第三频段下具有良好的增益。再者，多频天线100的第一天线结构的三倍频模态340(亦即，三阶谐波)更邻近第三共振模态330，从而可更进一步地提升多频天线100的带宽。由此，如图3所示，在以-4db的反射损失为标准下，亦即在以4.5：1的电压驻波比(voltagestandingwaveratio，简称vswr)为标准下，多频天线100将可涵盖c2k/egprs/umts/lte通信标准下的操作频段。

值得一提的是，如图2所示，绝缘线230可设置在导电壳体110的间隙101中，以衔接或是支撑相互分离的第一边框部151与壳体结构。此外，第一边框部151的两导电片241与242可设置在绝缘线230上，且馈入元件120的两端可通过螺丝251与252电性连接至第一边框部151的两导电片241与242，从而增加多频天线100在组装上的稳定性。连接元件130可横跨在绝缘线230的外侧，例如：连接元件130可从绝缘线230的顶面延伸至绝缘线230的侧壁。由此，邻近绝缘线230的顶面的第一边框部151以及邻近绝缘线230的侧壁的导电盖体140将可通过连接元件130而彼此电性相连。在另一实施例中，连接元件130还可埋设在部分的绝缘线230中，并电性连接第一边框部151与导电盖体140。

值得一提的是，在另一实施例中，导电壳体110中的间隙101也可直接设置在导电边框150上。举例来说，图6是依照本发明另一实施例的导电壳体的示意图。如图6所示，导电壳体60包括导电盖体610与导电边框620。此外，间隙601将导电边框620断开成相互分离的第一边框部621与第二边框部622，且第二边框部622与导电盖体610相互连接。换言之，从另一角度来看，相互连接的第二边框部622与导电盖体610可形成一壳体结构。此外，与图1-2实施例相似地，第一边框部621上可设置第一至第三连接点p61～p63。此外，第一边框部621上的第一连接点p61与第二连接点p62可电性连接至馈入元件120的两端，且第一边框部621上的第三连接点p63可通过连接元件130电性连接至壳体结构(例如，第二边框部622)。由此，馈入元件120、连接元件130与导电壳体60中的第一边框部621将可形成多个天线结构。

综上所述，本发明的多频天线可通过馈入元件、连接元件与导电壳体中的第一边框部形成第一天线结构、第二天线结构与第三天线结构，从而致使多频天线具有多频操作的特性。换言之，与现有技术相较之下，多频天线无须设置开关元件即可具有多频操作的特性，从而有助于降低多频天线的生产成本并可增加多频天线的增益。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。