专利名称：倒f型天线的制作方法
技术领域：
本发明系涉及一种倒F型天线(inverted-F antenna)，特别是应用于无线通讯产品上的天线。
背景技术：
随着近年来无线通讯的快速发展，在产品的各项需求上也逐渐提高，除了达成电气特性的规格外，在外观上及实用便利性上也逐渐朝向多元化，因此小型化的内藏式天线成为近来无线产品的主流，而为了达成尺寸的缩小化，往往必须将天线特性做最佳化的调整，才能符合产品无线传输特性的基本需求，不过因此造成产品导入量产时间加长，模具开发成本提高等问题。因此如何在有限的环境及空间内，弹性且灵活的控制天线共振频率，缩短产品导入量产所需时间，减少模具开发费用，已成为新一代内藏式天线设计的重要指标。
目前应用于行动式通讯设备如手机、个人数位助理(PDA)等产品的内藏式天线，通常采用倒F型的天线设计，习知的倒F型天线设计如美国专利第6,727,854 B2号″倒F型平板天线″(参考图1)，其揭示一种应用于行动手机的内藏式天线，其天线主要辐射金属片部分，由馈入点15及短路点16出发可大致分为三个电流路径10、13、14，利用该不同路径激发出不同的共振频率，形成双频或多频操作。又如美国专利公告第2003/0103010 A1号″双频天线位置″(参考图2)，其亦揭示一种应用于行动手机的内藏式天线，其天线主要辐射金属片由馈入点25及短路点26出发，亦可大致区分为两个电流路径23及24，分别激发两个共振模态来达成双频操作。
上述倒F型天线设计中，都利用多个路径的结构，来控制天线操作频率，不过共同特征就是必须改变辐射金属片尺寸来调整天线共振频率，由于天线属于辐射元件，周围环境的任何改变都会对天线共振频率造成一定程度的影响，此效应在内藏式天线中更是明显，因而造成天线规格都必须最后才能确认，也使得手机或PDA等手持式无线产品必须因为天线量产模具开发时间较长而延后产品上市时间，而在产品周期十分短的手持式无线通讯产品上，这将是一项十分大的致命伤。
发明内容为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种倒F型天线，可藉由两个介质频率调整器有效控制天线第一及第二共振频率。本发明在两个子辐射金属片末端分别加入与接地面垂直的低频、高频介质频率调整器，藉由改变该两个介质频率调整器的介电常数，来调整天线第一及第二模态的共振频率，以减少模具修改次数，进而降低天线元件导入生产所需时间及模具开发成本，本发明中一实施例可藉由调整介质频率调整器的介电常数涵盖行动通讯GSM900、DCS1800、PCS1900频带的系统需求，是极具有产业应用价值的创新设计。
本发明的倒F型天线包含一辐射金属片，该辐射金属片包含一馈入点；一短路点；一第一子辐射金属片，该第一子辐射金属片具有一起始端及一末端，该起始端位于该辐射金属片的馈入点及短路点附近，而该末端则以旋绕方式延伸，形成一较长的路径，且该末端为开路，产生第一(较低)共振模态；第二子辐射金属片，该第二子辐射金属片具有一起始端及一末端，其中该起始端与该第一子辐射金属片的该起始端相连接，而该末端则向该第一子辐射金属片的末端方向延伸，形成一较短的路径，且该末端靠近该第一辐射金属片末端，产生第二(较高)共振模态；一接地面；一低频介质频率调整器，位于第一辐射金属片末端且与接地面相垂直，用以调整第一(较低)共振模态的共振频率；一高频介质频率调整器，位于第二辐射金属片末端且与接地面相垂直，用以调整第二(较高)共振模态的共振频率；一介质基底；一馈入金属片，其一端与该辐射金属片的该馈入点相连接，另一端则连接至系统讯号源，用以传输讯号；及一短路金属片，其一端与该接地面相连接，另一端则连接至该第二子辐射金属片的该短路点。
本发明藉由该两个介质频率调整器的介电常数调整天线第一及第二模态的共振频率，以降低天线元件导入生产所需时间及模具开发成本，本发明可藉由调整介质频率调整器的介电常数涵盖行动通讯GSM900、DCS1800、PCS1900频带的系统需求。
图1为习知倒F型天线一实施例结构图。
图2为习知倒F型天线一实施例结构3为本发明天线一实施例结构图。
图4为本发明天线一实施例的返回损失实验结果。
图5为本发明天线的其他实施例结构图。
具体实施方式如图3所示为本发明的倒F型天线的一实施例3，其包含一辐射金属片30、一接地面31、一低频介质频率调整器32(介电常数为20)、一高频介质频率调整器33(介电常数为20)、一介质基底34、一馈入金属片35及一短路金属片36。该辐射金属片30具有一馈入点301、一短路点302、一第一子辐射金属片303、一第二子辐射金属片305；该第一子辐射金属片303具有一起始端及一末端，该起始端位于该辐射金属片30的馈入点301及短路点302附近，而该末端则以旋绕方式延伸，形成一较长的路径304，且该末端为开路，产生第一(较低)共振模态；该第二子辐射金属片305具有一起始端及一末端，其中该起始端与该第一子辐射金属片303的该起始端相连接，而该末端则向该第一子辐射金属片303的末端方向延伸，形成一较短的路径306，且该末端靠近该第一辐射金属片303末端，产生第二(较高)共振模态；该第一子辐射金属片303及该第二子辐射金属片305各位于不同的平面，其中该第二子辐射金属片305位于接地面31的外侧边，分别用以产生该天线的第一(较低频)及第二(较高频)操作模态，而该馈入点301及该短路点302则分别位于该第一子辐射金属片303及第二子辐射金属片305的起始端，而在两个辐射金属片的末端分别加入低频及高频介质频率调整器32、33用以调整天线的共振频率。
图4为本发明天线的一实施例3的返回损失实验结果；图中曲线41为该天线的第一(较低频)操作模态，曲线42则为该天线的第二(较高频)操作模态，由实验结果可得到此一实施例的该两个操作模态中心频率分别约为920MHz及1850MHz，阻抗频宽于3.5∶1 VSWR(电压驻波比)定义下，可大于80MHz及280MHz，可满足行动电话GSM900、DCS1800及PCS1900系统的频带需求；曲线43及44则为将两个介质频率调整器介电常数更改为36所得的频率响应结果，由结果可看出天线两个模态共振频率分别下降约10MHz及20MHz。
图5所示为本发明的倒F型天线的另一实施例5，其包含一辐射金属片50、一接地面51、一低频介质频率调整器52(介电常数为20)、一高频介质频率调整器53(介电常数为20)、一介质基底54、一馈入金属片55及一短路金属片56。该辐射金属片50具有一馈入点501、一短路点502、一第一子辐射金属片503、一第二子辐射金属片505，而该第一子辐射金属片503及该第二子辐射金属片505分别以旋绕方式延伸，分别形成一第一及一第二的路径504、506，该第一子辐射金属片503及该第二子辐射金属片505各位于不同的平面，其中该第二子辐射金属片505位于接地面31的内侧边，分别用以产生该天线的第一(较低频)及第二(较高频)操作模态，而该馈入点501及该短路点504则分别位于该第一子辐射金属片503及第二子辐射金属片502的起始端，而在两个辐射金属片的末端分别加入低频及高频介质频率调整器53、54用以调整天线的共振频率。
在本发明说明中所述的实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。因此，习于此技术的人士对上述实施例进行的修改也应属于本发明的保护范围。
元件符号说明1习知倒F型天线一实施例10电流路径 14电流路径15电流路径 16馈入点17短路点
2习知倒F型天线一实施例20电流路径 24电流路径25馈入点 26短路点3本发明的倒F型天线一实施例30辐射金属片 301馈入点302短路点 303第一子辐射金属片304较长的路径 305第二子辐射金属片306较短的路径 31接地面32低频介质频率调整器 33高频介质频率调整器34介质基底 35馈入金属片36短路金属片4本发明天线一实施例的返回损失41第一(较低频)操作模态 42第二(较高频)操作模态43第一(较低频)操作模态(低频、高频介质频率调整器介电常数为36)44第二(较高频)操作模态(低频、高频介质频率调整器介电常数为36)5本发明的倒F型天线一实施例50辐射金属片 501馈入点502短路点 503第一子辐射金属片504较长的路径 505第二子辐射金属片
506较短的路径 51接地面52低频介质频率调整器 53高频介质频率调整器54介质基底 55馈入金属片56短路金属片
权利要求
1.一种倒F形天线，其特征在于包含一辐射金属片，该辐射金属片包含一馈入点；一短路点；一第一子辐射金属片，该第一子辐射金属片具有一起始端及一末端，该起始端位于该辐射金属片的馈入点及短路点附近，而该末端则以旋绕方式延伸，形成一较长的路径，且该末端为开路，产生较低的第一共振模态；及一第二子辐射金属片，该第二子辐射金属片具有一起始端及一末端，其中该起始端与该第一子辐射金属片的该起始端相连接，而该末端则向该第一子辐射金属片的末端方向延伸，形成一较短的路径，且该末端靠近该第一辐射金属片末端，产生较高的第二共振模态；一接地面；一低频介质频率调整器，位于第一辐射金属片末端且与接地面相垂直，用以调整第一共振模态的共振频率；一高频介质频率调整器，位于第二辐射金属片末端且与接地面相垂直，用以调整第二共振模态的共振频率；一介质基底；一馈入金属片，其一端与该辐射金属片的该馈入点相连接，另一端则连接至系统讯号源，用以传输讯号；及一短路金属片，其一端与该接地面相连接，另一端则连接至该第二子辐射金属片的该短路点。
2.如权利要求1所述的倒F型天线，其特征在于该低频介质调整器的相对介电常数介于10~150之间。
3.如权利要求1所述的倒F型天线，其特征在于该高频介质调整器的相对介电常数介于10~150之间。
4.如权利要求1所述的倒F型天线，其特征在于该介质基底为微波介质。
5.如权利要求1所述的倒F型天线，其特征在于该第一子辐射金属片及该第二子辐射金属片各位于不同的平面。
6.如权利要求5所述的倒F型天线，其特征在于该第二子辐射金属片位于接地面的外侧边。
7.如权利要求5所述的倒F型天线，其特征在于该第二子辐射金属片位于接地面的内侧边。
全文摘要
本发明系关于一种倒F型天线，其包含一辐射金属片、一接地面、一低频介质频率调整器、一高频介质频率调整器、一介质基底、一馈入金属片及一短路金属片。其中该辐射金属片具有一馈入点、一短路点、第一子辐射金属片及一第二子辐射金属片，而该第一子辐射金属片及该第二子辐射金属片分别以旋绕方式延伸，形成两路径，分别用以产生该天线的第一(较低频)及第二(较高频)操作模态，且在该两个子辐射金属片末端分别加入与接地面垂直的低频、高频介质频率调整器，藉由该两个介质频率调整器的介电常数调整天线第一及第二模态的共振频率，以降低天线元件导入生产所需时间及模具开发成本，本发明可藉由调整介质频率调整器的介电常数涵盖行动通讯GSM900、DCS1800、PCS1900频带的系统需求。
文档编号H01Q3/00GK1929202SQ20051010361
公开日2007年3月14日 申请日期2005年9月6日 优先权日2005年9月6日
发明者杨美卿, 萧富仁, 邱宗文, 陈志帆 申请人:连展科技(深圳)有限公司