专利名称：共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多频行动通讯装置天线，特别是涉及一种具有共面耦 合式馈入的多频行动通讯装置天线。
背景技术：
随着无线通讯的蓬勃发展，使得各式各样的无线通讯技术与产品不断 的进步与出现，各式各样的行动手机也随之出现，从原本双频操作变成多
频操作，来符合现今手机更多通讯频带的需求。原有的传统倒F形天线在有 限的体积之下，利用单一共振路径在低频要达到GSM850/900频带操作，是一 项困难的挑战，如台湾专利公告号第490， 884号"双频倒F形平板天线及 其辐射金属片"，其揭示一种利用倒F形天线来达成双频操作，而该天线设 计在低频只能涵盖GSM900频带操作。
由此可见，上述现有的多频行动通讯装置天线在结构与使用上，显然 仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决多频行动通讯装 置天线存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来 一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决 上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的多频行动通讯装置天线存在的缺陷，本发明人基于 从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运 用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的共面耦合式馈入多频行 动通讯装置天线，能够改进一般现有的多频行动通讯装置天线，使其更具 有实用性。
为了解决上述的问题，我们提出 一种适用于多频行动通讯装置的耦合式 馈^i戋设计，涵盖GSM850 (824 — 894 MHz) 、 GSM900 (890 — 960 MHz) 、 DCS (1710 — 1880 MHz)、 PCS (1850 一 1990 MHz)及UMTS (1920 — 2170 MHz) 的通讯频带的需求。此设计是由 一双共振路径的单一天线达成两个共振频 带的宽频操作，其中低频频带主要是利用共面耦合式馈入降低天线整体的 电感性，使得原先低频的单 一 共振模态达成双共振模态的效果以涵盖 GSM850/900频带操作，且天线结构简单，易于印刷或蚀刻在介质基板的单 一表面上，使得制作成本低廉，故本发明天线适用于行动通讯装置的需求。
经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确 具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的多频行动通讯装置天线存在的缺 陷，而提供一种新的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，所要解决的 技术问题是使其提供一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线设计，可
以涵盖GSM850/900、 DCS、 PCS及UMTS频带的操作，从而更加适于实用，且 具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的 一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其包括
一介质基板；
一接地面，位于该介质基板的一表面上，具有一短路点，且该短路点 位于该接地面的一边缘，该边》彖并位于该介质基板的内部区间；
一辐射部，位于该介质基板的一表面上，且该辐射部位于该接地面的 一边缘附近，与该接地面不相互重迭；
一短路金属部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表 面，其一端电气连接至该辐射部，另一端电气连接至该接地面的短路点； 以及
一馈入部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表面，包含 一第一馈入金属部，具有一馈入点，为天线的馈入点，该馈入点并连 接至一信号源；
一第二馈入金属部，其一端连接至该辐射部，该第二馈入金属部并与 该第 一馈入金属部之间具有 一特定间距。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该介质基 板为一行动通讯装置的系统电路板。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射部 包含
一第一金属部，具有至少一次弯折；
一第二金属部，具有至少一次弯折，并连接至该第一金属部。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射部 及该短路金属部是以一金属片冲压或切割制作而成。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射 部、该短路金属部及该馈入部是以印刷或蚀刻技术形成在该介质基板上。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该第二馈 入金属部与该第一馈入金属部之间的特定间距少于3 mm。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射部具有至少 一次弯折，使得该辐射部的部分区间与该接地面垂直。
本发明的目的及解决其技术问题还釆用以下的技术方案来实现。依据
本发明提出的一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其包括
一介质基板；
一接地面，位于该介质基板的一表面上，具有一短路点，且该短路点
位于该接地面的一边缘，该边缘并位于该介质基板的内部区间；
一辐射部，位于该介质基板的一表面上，且该辐射部位于该接地面的
一边缘附近，与该接地面不相互重迭；
一短路金属部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表
面，其一端电气连4妄至该辐射部，另 一端电气连^妄至该4^地面的短;洛点；以
及
一馈入金属部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表 面，并具有一馈入点，为天线的馈入点，该馈入点并连接至一信号源，同 时该馈入金属部与该辐射部之间具有 一 特定间距。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该介质基 板为 一行动通讯装置的系统电路板。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射部 包含
一第一金属部，具有至少一次弯折；以及
一第二金属部，具有至少一次弯折，并连接至该第一金属部。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射部 及该短路金属部是以一金属片沖压或切割制作而成。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该辐射 部、该短路金属部及该馈入金属部是以印刷或蚀刻技术形成在该介质基板 上。
前述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其中所述的该馈入金 属部与该辐射部之间的特定间距少于3 mm。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案 可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下
本发明提出一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，主要包括 一介质基板、 一接地面、 一辐射部、 一短路金属部及-Ht入部。该接地面 位于该介质基板的一表面上；该辐射部、该短路金属部及该馈入部均位于 该介质基板上，且同一表面，并靠近该接地面的一边缘附近；该短路金属 部的一端连接至该辐射部，其另一端连接至该接地面；该馈入部包含一第 一馈入金属部及一第二馈入金属部，该第一馈入金属部具有一馈入点，为天线的馈入点，该第二馈入金属部的一端连接至该辐射部，该第二馈入金 属部并与该第 一馈入金属部之间具有 一特定间距。
借由上述技术方案，本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线至
少具有下列优点
1 、本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线是由 一双共振路径的 单一天线达成两个共振频带的宽频操作，其中低频频带主要是利用共面耦 合式馈入降低天线整体的电感性，使得原先低频的单一共振模态达成双共 振模态的效果以涵盖GSM850/900频带操作，且天线结构简单，易于印刷或 蚀刻在介质基板的单一表面上，使得制作成本低廉，故本发明天线适用于 行动通讯装置的需求。
2、本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，提供了一种共面耦 合式馈入多频行动通讯装置天线设计，可以涵盖GSM850/900、 DCS、 PCS及 画TS频带的操作。
综上所述，本发明特殊结构的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天 线，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结 构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、或功能上皆 有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较 现有的多频行动通讯装置天线具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而 具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例 并配合附图详细说明如后。
本发明的具体结构由以下实施例及附图详细给出。
图1为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例结构图。 图2为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例的返回 损失量测结果。
图3为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例在859 MHz的辐射场型图。
图4为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例在925 MHz的辐射场型图。
图5为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例在l"5 匪z的辐射场型图。
图6为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例在1920 MHz的辐射场型图。图7为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线一实施例在2045 MHz的辐射场型图。
图8为本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线第一其他实施例 结构图。
图9为本共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线天线第二其他实施例 结构图。
1:本发明天线一实施例
8:本发明天线第一其他实施例
9:本发明天线第二其他实施例
11:介质基板
12:接地面
120:接地面的一边缘
121:接地面的短路点
13、 83、 93:辐射部
131、 831、 931 :辐射部的短路点
132、 832、 932 :第一金属部
133、 833、 933 :第二金属部
134、 834、 934 :第一金属部与第二金属部的连接点
14、 84、 94:短路金属部
15、 85:馈入部
151、 851:第一馈入金属部
152、 852:馈入点
153、 853:第二馈入金属部
154、 854:第一馈入金属部与第二馈入金属部的特定间距 16:信号源
21:低频频带 22:高频频带 801:折弯 95:馈入金属部
951:馈入金属部与辐射部的特定间距 952:馈入点
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的共面耦合式馈入多频 行动通讯装置天线其具体实施方式
、结构及其功效，详细说明如后。本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其包含 一介质基 板； 一接地面，位于该介质基板的一表面上，具有一短路点，且该短路点位 于该接地面的一边缘，该边缘并位于该介质基板的内部区间； 一辐射部，是 由一单一金属片沖压或切割而成，亦可以使用印刷或蚀刻技术形成在该介
质基板上，并位于该介质基板的一表面上，且该辐射部位在该接地面的一 边缘附近，与该接地面不相互重迭； 一短路金属部，与该辐射部可由一单 一金属片冲压或切割而成，亦可以使用印刷或蚀刻技术形成在该介质基板 上，并与该辐射部位于同一表面，其一端并电气连接至该辐射部，另一端电 气连接至该接地面的短路点；及一馈入部，位于该介质基板的一表面上，并 与该辐射部位于同一表面，包含 一第一馈入金属部，具有一馈入点，为天 线的馈入点，该馈入点并连接至一信号源； 一第二馈入金属部，其一端连 接至该辐射部，该第二馈入金属部并与该第一馈入金属部之间具有一特定 间距。该馈入部并可以使用一单一馈入金属部，直接与该辐射部的间相隔 一特定间距，达成耦合式激发该辐射部的功效。
在本项发明天线中，该辐射部并包含 一 第 一 金属部及一第二金属 部，均共振在四分之一波长模态，其中该第一金属部所激发者为天线的高 频频带，而该第二金属部所激发者为低频频带，利用共面耦合式馈入，我 们可以降低低频频带(第二金属部的四分之一波长共振模态)的实部阻抗 值，并调整该第二馈入金属部与该第 一馈入金属部之间的特定间距来有效 地增加电容性，以降低低频频带(第二金属部的四分之一波长共振模态)的 电感性，使得该四分之一波长共振频率点附近额外增加了天线输入阻抗的 虚部零点，再藉由适当地调整该短路金属部的尺寸，即可达到良好的阻抗 匹配，进而该辐射部在低频频带达成双共振模态的效果，可以涵盖无线广 域网路(WWAN)所需的全球行动通讯系统(GSM850， 824 — 894 MHz)以及 (GSM900, 890 — 960 MHz)的频带，而高频频带为该第 一金属部所激发的 一宽频模态，可以涵盖数位通讯系统(DCS， 1710 _ 1880 MHz)、个人通讯 服务系统(PCS， 1850 — 1990 MHz)及第三代行动通讯(UMTS, 1920 — 2170 MHz)的三个频带。
请参阅图1所示，图1是本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天 线实施例1的结构示意图。
其主要包括 一介质基板11; 一接地面12，位于该介质基板11的一 表面上，具有一短路点121,且该短路点121位于该接地面12的一边 缘120,该边缘120并位于该介质基板11的内部区间； 一辐射部13,是由 一单一金属片沖压或切割而成，亦可以使用印刷或蚀刻技术形成在该介质 基板11上，并位于该介质基板11的一表面上，且该辐射部13位于该接地 面12的一边缘120附近，与该接地面12不相互重迭，包含 一第一金属部132，具有至少一次弯折； 一第二金属部133,具有至少一次弯折，并连 接至该第一金属部132; —短路金属部14，与该辐射部13可由一单一金属 片沖压或切割而成，亦可以使用印刷或蚀刻技术形成在该介质基板11上，且 与该辐射部13同一表面，其一端电气连接至该辐射部13，另一端电气连接 至该接地面12的短路点121;及一馈入部15,可以使用印刷或蚀刻技术形 成在该介质基板ll上，且与该辐射部13同一表面，包含 一第一馈入金 属部151，具有一馈入点152，为天线的馈入点152，该馈入点152并连接 至一信号源16; —第二馈入金属部153，其一端连接至该辐射部13，该第 二馈入金属部153并与该第一馈入金属部151之间具有一特定间距154。
请参阅图2所示，图2是本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天 线的实施例1的返回损失量测结果。
本发明在实施例1中选择下列尺寸进行量测介质基板ll长度约为110 隱、宽度约为60 mm;接地面12长度约为100 mm、宽度约为60 mm;辐射 部13，包含第一金属部132长度约为40 mm (约为1900 MHz的四分之一 波长)、宽度约为1 mm，第二金属部133长度约为83 mm (约为900 MHz的 四分之一波长)，宽度约为1 ■;短路金属部14长度约为3 mm、宽度约为 1 mm;馈入部15，包含 一第一馈入金属部151长度约为22 mm，宽度约 为0. 3 mm; —第二馈入金属部153长度约为20隱、宽度约为0. 6 mm，该 第二馈入金属部153并与该第一馈入金属部151之间具有一特定间距154 约为1.0 mm。由所得实验结果，在6 dB返回损失的定义下，其低频频带 21足以涵盖无线广域网路(WWAN)的GSM850/900频带，而高频频带22涵盖 DCS、 PCS及UMTS的三个频带。另，该特定间距154亦可最宽到约3 mm,再 调整其他馈入部15的相关尺寸，亦可达到如第2图相似的结果。
请参阅图3、图4、图5、图6及图7所示，是本发明共面耦合式馈入 多频行动通讯装置天线较佳实施例的分别在859、 925 、 1795、 1920及2045 MHz的辐射场型图，其天线增益分别为1. 20, 1.97、 2.29、 2. 64及2. 02 dBi。由所得的结果，本发明天线无论低频操作频带或高频操作频带皆能符 合行动通讯产品的使用需求。
请参阅图8所示，是本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线的 第一其他实施例8的结构图，其中该辐射部13具有至少一次弯折801，使 得该辐射部13的部分区间与该接地面12大致垂直，可以藉此缩小天线在 行动通讯装置内所需求的空间，其他天线结构与实施例1相似。本发明的 实施例8亦能获得与实施例1相似的结果，符合行动通讯产品的使用需求。
请参阅图9所示，是本发明共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线的 第二其他实施例9的结构图，其中一辐射部93，是由一单一金属片冲压或 切割而成，亦可以使用印刷或蚀刻技术形成在该介质基板11上，并位于该介质基板11的一表面上，且该辐射部93位于该接地面12的一边缘120附 近，与该接地面12不相互重迭，包含 一第一金属部932，具有至少一次弯 折； 一第二金属部933，具有至少一次弯折，并连接至该第一金属部932; — 短路金属部94，与该辐射部93可由一单一金属片沖压或切割而成，亦可以使 用印刷或蚀刻技术形成在该介质基板11上，且与该辐射部93同一表面，其 一端电气连接至该辐射部93，另一端电气连接至该接地面12的短路点 121; —馈入金属部95，可以使用印刷或蚀刻技术形成在该介质基板ll 上，且与该辐射部93同一表面，并具有一馈入点952,为天线的馈入点 952，该馈入点952并连接至一信号源16,同时该馈入金属部95与该辐射 部93之间具有一特定间距951，该特定间距951亦可最宽达到约3 mm。实 施例9主要使用一单一馈入金属部95直接与该辐射部93之间相隔一特定 间距951，达成耦合式激发该辐射部93的功效。实施例9亦能获得与实施 例l相似的结果，符合行动通讯产品的使用需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实 施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术 方案的范围内。
权利要求
1、一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其包括一介质基板；一接地面，位于该介质基板的一表面上，具有一短路点，且该短路点位于该接地面的一边缘，该边缘并位于该介质基板的内部区间；一辐射部，位于该介质基板的一表面上，且该辐射部位于该接地面的一边缘附近，与该接地面不相互重迭；一短路金属部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表面，其一端电气连接至该辐射部，另一端电气连接至该接地面的短路点；以及一馈入部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表面，包含一第一馈入金属部，具有一馈入点，为天线的馈入点，该馈入点并连接至一信号源；一第二馈入金属部，其一端连接至该辐射部，该第二馈入金属部并与该第一馈入金属部之间具有一特定间距。
2、 根据权利要求1所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其 特征在于其中所述的该介质基板为 一行动通讯装置的系统电路板。
3、 根据权利要求1所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其 特征在于其中所述的该辐射部包含一第一金属部，具有至少一次弯折；一第二金属部，具有至少一次弯折，并连接至该第一金属部。
4、 根据权利要求1所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其 特征在于其中所述的该辐射部及该短路金属部是以一金属片沖压或切割制 作而成。
5、 根据权利要求1所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其 特征在于其中所述的该辐射部、该短路金属部及该馈入部是以印刷或蚀刻 技术形成在该介质基板上。
6、 根据权利要求1所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其 特征在于其中所述的该第二馈入金属部与该第 一馈入金属部之间的特定间 距少于3 mm。
7、 根据权利要求1所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其 特征在于其中所述的该辐射部具有至少一次弯折，使得该辐射部的部分区 间与该4妻地面垂直。
8、 一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其包括 一介质基板；一接地面，位于该介质基板的一表面上，具有一短路点，且该短路点位于该接地面的一边缘，该边缘并位于该介质基板的内部区间；一辐射部，位于该介质基板的一表面上，且该辐射部位于该接地面的一边^J寸近，与该^接地面不相互重迭；一短路金属部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表面，其一端电气连接至该辐射部，另一端电气连接至该接地面的短路点；以及一馈入金属部，位于该介质基板的一表面上，且与该辐射部同一表面，并具有一馈入点，为天线的馈入点，该馈入点并连接至一信号源，同时该馈入金属部与该辐射部之间具有 一特定间距。
9、 根据权利要求8所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其中所述的该介质基板为一行动通讯装置的系统电路板。
10、 根据权利要求8所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其中所述的该辐射部包含一第一金属部，具有至少一次弯折；以及一第二金属部，具有至少一次弯折，并连接至该第一金属部。
11、 根据权利要求8所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其中所述的该辐射部及该短路金属部是以一金属片冲压或切割制作而成。
12、 根据权利要求8所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其中所述的该辐射部、该短路金属部及该馈入金属部是以印刷或蚀刻技术形成在该介质基板上。
13、 根据权利要求8所述的共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，其特征在于其中所述的该馈入金属部与该辐射部之间的特定间距少于3 mm。
全文摘要
本发明是关于一种共面耦合式馈入多频行动通讯装置天线，主要包括一介质基板、一接地面、一辐射部、一短路金属部及一馈入部。该接地面位于该介质基板的一表面上；该辐射部、该短路金属部及该馈入部均位于该介质基板上，且同一表面，并靠近该接地面的一边缘附近；该短路金属部的一端连接至该辐射部，其另一端连接至该接地面；该馈入部包含一第一馈入金属部及一第二馈入金属部，该第一馈入金属部具有一馈入点，为天线的馈入点，该第二馈入金属部的一端连接至该辐射部，该第二馈入金属部并与该第一馈入金属部之间具有一特定间距。
文档编号H01Q5/00GK101582532SQ200810096979
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者翁金辂, 黄智鸿 申请人:宏碁股份有限公司