多频天线及多频天线配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多频天线及多频天线配置方法，特别是涉及一种可涵盖多个频 段、且具有高增益值、宽频、高隔离度、小尺寸的多频天线及多频天线配置方法。
【背景技术】
[0002] 具有无线通讯功能的电子产品，如笔记本电脑、个人数字助理（PersonalDigital Assistant)等，通过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号，进而存取无线 网路。因此，为了让使用者能更方便地存取无线通讯网路，理想天线的频宽应在许可范围内 尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合电子产品体积缩小的趋势。此外，随着无线通 讯技术不断演进，电子产品所配置的天线数量可能增加。举例来说，长期演进（LongTerm Evolution,LTE)无线通讯系统支援多输入多输出（Multi-inputMulti-output,MIM0)通 讯技术，即相关电子产品可通过多重(或多组）天线同步收发无线信号，以在不增加频宽或 总发射功率耗损（TransmitPowerExpenditure)的情况下，大幅地增加系统的数据吞吐量 (Throughput)及传送距离，进而有效提高无线通讯系统的频谱效率及传输速率，改善通讯 品质。
[0003] 此外，长期演进无线通讯系统共采用44个频段，涵盖的频率从最低的698MHz，到 最高的3800MHz。由于频段的分散和杂乱，即使在同一国家或地区，系统业者仍可能同时使 用多个频段。在此情形下，如何设计符合传输需求的天线，同时兼顾尺寸及功能，已成为业 界所努力的目标之一。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明主要目的在于提供一种多频天线及多频天线配置方法，以涵盖多个 频段，并兼具高增益值、宽频、高隔离度及较小尺寸。
[0005] 为达上述目的，本发明公开一种多频天线配置方法，用来配置一多频天线以 收发多个频段的无线电信号，该多频天线配置方法包含有决定该多频天线的一磁导体 (magneticconductor)反射板与该多频天线的一第一福射金属部之间的一距离，其中，该 磁导体反射板用来反射该无线电信号，以增加该多频天线的增益值；根据一配置要求，计算 该磁导体反射板于该距离对应该多个频段中一第一频段的一第一中心频率的一第一反射 相位值及对应该多个频段中一第二频段的一第二中心频率的一第二反射相位值，其中该配 置要求该无线电信号与反射的该无线电信号于空间中至少一位置形成建设性干涉；决定该 多频天线的一长度与一宽度；调整该磁导体反射板的一材料与一几何特征，以改变该磁导 体反射板的多个反射相位相对于多个频率的一关系曲线，而使该第一中心频率对应的一第 一反射相位等于该第一反射相位值，且使该第二中心频率对应的一第二反射相位等于该第 二反射相位值；以及根据该关系曲线，决定该磁导体反射板的该材料与该几何特征。
[0006] 本发明还公开一种多频天线，用来收发多个频段的无线电信号，包含有一磁导体 (magneticconductor)反射板，用来反射该无线电信号，以增加该多频天线的增益值；以及 一第一辐射金属部，位于该磁导体反射板之上；其中，该磁导体反射板、该第一辐射金属部 及该支撑件根据一多频天线配置方法而设置，该多频天线配置方法包含决定该磁导体反射 板与该第一辐射金属部之间的一距离；根据一配置要求，计算该磁导体反射板于该距离对 应该多个频段中一第一频段的一第一中心频率的一第一反射相位值及对应该多个频段中 一第二频段的一第二中心频率的一第二反射相位值，其中该配置要求系使该无线电信号与 反射的该无线电信号于空间中至少一位置形成建设性干涉；决定该多频天线的一长度与一 宽度；调整该磁导体反射板的一材料与一几何特征，以改变该磁导体反射板的多个反射相 位相对于多个频率的一关系曲线，而使该第一中心频率对应的一第一反射相位等于该第一 反射相位值，且使该第二中心频率对应的一第二反射相位等于该第二反射相位值；以及根 据该关系曲线，决定该磁导体反射板的该材料与该几何特征。
【附图说明】
[0007] 图1A为本发明实施例一多频天线的正面示意图；
[0008] 图1B为图1A的多频天线的背面示意图；
[0009] 图1C为图1A的多频天线的上视示意图；
[0010] 图1D为图1C的多频天线于C-C'的截面示意图；
[0011] 图1E为图1A的多频天线的局部示意图；
[0012] 图2为图1A的多频天线的磁导体反射板的频率与反射相位的关系曲线的示意 图；
[0013] 图3为本发明实施例适用于图1A的多频天线的多频天线配置方法的流程示意 图；
[0014] 图4A为图1A的一多频天线的天线共振模拟结果示意图；
[0015] 图4B、图4C分别为图4A的多频天线对应不同频率821MHz及2570MHz的天线场型 特性模拟结果示意图；
[0016] 图4D为图4A的多频天线的场型特性表；
[0017] 图5A为图1A的另一多频天线的天线共振模拟结果示意图；
[0018] 图5B、图5C分别为图5A的多频天线对应不同频率821MHz及2570MHz的天线场型 特性模拟结果示意图；
[0019] 图为图5A的多频天线的场型特性表；
[0020] 图6为本发明实施例一偶极天线在磁导体反射板平面上的示意图；
[0021] 图7A为图6的偶极天线的一磁导体反射板的频率与反射相位的关系曲线的示意 图，其中，对应频率826. 5MHz时的反射相位为120°;
[0022] 图7B为图6的偶极天线在H=60. 5mm和磁导体反射相位为120°时，对应频率 826. 5MHz的天线场型特性模拟结果示意图；
[0023] 图8A为图6的偶极天线的一磁导体反射板的频率与反射相位的关系曲线的示意 图，其中，对应频率826. 5MHz时的反射相位为60°;
[0024] 图8B为图6的偶极天线在H=30. 1mm和磁导体反射相位为60°时，对应频率 826. 5MHz的天线场型特性模拟结果示意图；
[0025] 图9A为图6的偶极天线的一磁导体反射板的频率与反射相位的关系曲线的示意 图，其中，对应频率826. 5MHz时的反射相位为-60° ;
[0026] 图9B为图6的偶极天线在H=151. 3mm和磁导体反射相位为-60°时，对应频率 826. 5MHz的天线场型特性模拟结果示意图；
[0027] 图10A为图6的偶极天线的一磁导体反射板的频率与反射相位的关系曲线的示意 图，其中，对应频率826. 5MHz时的反射相位为-120° ;
[0028] 图10B为图6的偶极天线在H=120. 0mm和磁导体反射相位为-120°时，对应频率 826. 5MHz的天线场型特性模拟结果示意图；
[0029] 图11为本发明实施例适用于图1A的多频天线的多频天线配置方法的流程示意 图。
[0030] 符号说明
[0031] 50多频天线
[0032] 500、900磁导体反射板
[0033] 510、520、910 辐射金属部
[0034] 5：30、540 支撑件
[0035] D2、D3、H距离
[0036] 302金属平板
[0037] 304介质层
[0038] MP11~MP33金属突出物
[0039] SQ11~SQ33正方形金属板
[0040] VIA11 ~VIA33 金属圆柱
[0041] P1 间距
[0042] W1 宽度
[0043] FB1、FB2 频段
[0044] FC1、FC2 中心频率
[0045] PH1、PH2 反射相位
[0046] PD1、PD2反射相位范围
[0047] 510a、520a、510b、520b辐射金属片
[0048] 512、522传输线芯线
[0049] 514、524传输线金属编织
[0050] 60、140多频天线配置方法
[0051] 90偶极天线
【具体实施方式】
[0052] 二输入二输出的长期演进无线通讯系统可通过一双极化天线进行无线信号收发， 而针对长期演进无线通讯系统的多个频段，例如Band20 (其接收频段大致介于791MHz~ 821MHz，发射频段大致介于832MHz~862MHz)与Band7 (其接收频段大致介于2620MHz~ 2690MHz，发射频段大致介于2500MHz~2570MHz)的信号，同一天线必需同时使用1倍频和 3倍频的高阶模态（higherordermode)以同时满足Band20与7的频段要求。并且，在满 足系统电子特性的条件下，天线尺寸也需要尽量减小。在此情形下，本发明以偶极（dipole) 天线结构为辐射体，以确保两个极化方向的隔离度及减小旁瓣（sidelobe)，并结合可增加 天线增益值的一反射体，而提供具有高增益值、宽频、高隔离度、小尺寸的多频天线。
[0053] 其中，若反射体为（或近似）一理想电导体（PerfectElectricConductor,PEC)构 成的反射板，则可大致完全反射无线电信号。然而，对应不同频率的无线电信号入射至反射 板时，反射相位均大致为180度，因此为了使由辐射体收发的无线电信号与经由反射板而 反射的无线电信号能在空间中同相位而建设性加乘，反射板与