专利名称：宽频天线的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种宽频天线，更具体地，有关于覆盖5个频段(GSM850/900/1800/1900和UMTS)的宽频天线。
背景技术：
如今，无线网络根据各种通信标准进行运作且/或运作在范围广的频段中。为了能容纳多个频段且/或兼容多个通信标准，许多移动通信装置包括一个覆盖多个频段的宽频天线，或者包括多个不同的天线，其中每个天线用于每个不同频段。随着制造商们不断设计更为微型的移动通信装置，包括多个天线的移动通信装置变得越发不符合实际需求。此夕卜，尽管宽频天线可覆盖多个频段，但宽频天线通常不包括全部所需的频段。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种宽频天线。本发明提供一种宽频天线，包括:基板，该基板具有第一表面和第二表面；接地面，安装在该第二表面上；激发元件，安装在该第一表面上，且该激发元件具有馈入点，该馈入点耦接于信号源；连接元件，安装在该第一表面上，且该连接元件耦接于该接地面；第一支路，安装在该第一表面上，且该第一支路耦接于该连接元件；第二支路，安装在该第一表面上，且该第二支路耦接于该连接元件；以及耦合元件，安装在该第一表面上，且该耦合元件耦接于该连接元件；其中，该耦合元件与该第二支路之间的第一距离小于5毫米。本发明提供的宽频天线可覆盖5个频段(GSM850/900/1800/1900和UMTS)或减小天线尺寸。
图1A是根据本发明一个实施例的宽频天线的平面示意图；图1B是根据本发明一个实施例的宽频天线的剖面示意图；图2为根据本发明一个实例宽频天线的返回损失示意图；图3为没有耦合元件时宽频天线的返回损失示意图；图4A是根据本发明另一个实施例宽频天线的平面示意图；图4B是根据本发明另一个实施例宽频天线的剖面示意图；图5为根据本发明一个实例宽频天线的返回损失示意图。
具体实施例方式图1A是根据本发明一个实施例的宽频天线100的平面示意图。图1B是根据本发明一个实施例的宽频天线100的剖面示意图。如图1A和图1B所示，宽频天线100包括:基板(substrate) 110、接地面(ground plane) 120 (图1A和图1B中的点状区域)、激发元件(exciting element) 130、连接兀件(connection element) 140、第一支路(branch) 150、第二支路160以及耦合元件170。基板110有第一表面El和第二表面E2，其中第二表面E2为第一表面El的相对面。接地面120安装在第二表面E2上。激发元件130安装在第一表面El上，且激发元件130具有一个耦接于信号源134的馈入点(feed point) 132，该馈入点132用于接收输入信号。需注意的是，尽管在图1A和IB中，馈入点132位于激发元件130的右侧尾端，馈入点132也可安装在另一侧，即激发元件130的左侧尾端。连接元件140安装在第一表面El上，且通过一条金属线142 (或一个通孔142)电性耦接于接地面120上。第一支路150安装在第一表面El上，并电性耦接于连接元件140。第二支路160安装在第一表面El上，并电性耦接于连接元件140。耦合元件170安装在第一表面El上，并电性耦接于连接元件140，其中耦合元件170与第二支路160之间的第一距离Dl小于5mm。接地面120、激发元件130、连接元件140、第一支路150、第二支路160以及耦合元件170均可由金属制成，例如银或铜。在本发明的一个实施例中，激发元件130基本上是直线型的；连接元件140基本上是直线型的；第一支路150基本上是U型的；且第二支路160基本上是U型的。尺寸大小方面，基板110的介电常数等于4.3 (FR4)且厚度为Imm ;接地面120的宽度为接近60mm ;激发元件130的长度为接近27_ ;连接元件140的长度为接近12_且宽度为接近3_ ;第一支路150的长度为接近64.5mm ;第二支路160的长度为接近57_ ;耦合元件170的长度为接近7mm ;第二支路160与稱合元件170之间的第一距离Dl范围在1.2mm到3mm之间。需注意的是，所有元件的大小可依据介电常数或所需频段而变化。图2为根据本发明一个实例宽频天线100的返回损失(return loss)示意图。其中，纵轴代表返回损失(单位是dB)，横轴代表频率(单位是GHz)。以5dB为标准，宽频天线100可覆盖第一频段FBl和第二频段FB2。通过激发激发元件130、连接元件140、第一支路150、第二支路160以及耦合元件170可形成第一频段FBI。更具体地，第一频段FBI中的频率点Pl是通过激发激发元件130、连接元件140和第一支路150而产生的；而第一频段FBl中的频率点P2是通过激发激发元件130、连接元件140、第一支路150、第二支路160和耦合元件170而产生的。通过激发激发元件130可形成第二频段FB2。更具体地，第二频段FB2中的频率点P3是通过激发激发元件130而产生的。在优选实施例中，第一频段FBl的范围约从730MHz至1040MHz，而第二频段FB2的范围约从1730MHz至2760MHz。需注意的是，耦合元件170用于使连接元件140与第二支路160之间双向耦接。由先前实验发现，从宽频天线中移除耦合元件170会引起返回损失图中频率点P2的丢失。图3为没有耦合元件170时宽频天线100的返回损失示意图。图3中有两条曲线CCl和CC2。曲线CCl表示具有耦合元件170的宽频天线100的返回损失。相对的，曲线CC2表示没有耦合元件170的宽频天线100的返回损失。曲线CC2没有频率点P2，所以带宽会受限制。图4A是根据本发明另一个实施例宽频天线400的平面示意图。图4B是根据本发明另一个实施例宽频天线400的剖面示意图。宽频天线400和图1A、图1B中所示的宽频天线100类似，但是，两者的不同之处在于宽频天线100中的第二支路160被宽频天线400中的另一个第二支路460所替代，宽频天线100中的接地面120被宽频天线400中的另一个接地面420所替代。如图4A、图4B所示，耦接于连接元件140的第二支路460包括第一U型部分461，第二 U型部分462和连接片463。第二 U型部分462通过连接片463电性耦接于第一 U型部分461。通过弯曲第二支路，宽频天线400可比宽频天线100占据更小的面积；因此，能减少接地面420的宽度。在另一个实施例中，基板110的介电常数等于4.3 (FR4)且厚度为Imm ;接地面420的宽度为接近48mm ;激发元件130的长度为26mm ;连接元件140的长度为接近12mm且宽度为接近4.5mm ;第一支路150的长度为62.5mm ;第二支路460的长度为63.5mm ;耦合元件170的长度为7mm ;第二支路460与耦合元件170之间的第一距离Dl范围在1.2mm到3mm之间；第一 U型部分461与第二 U型部分462之间的第二距离D2大于0.5mm。需注意的是，所有元件的大小可依据介电常数或所需频段而变化。图5为根据本发明一个实例宽频天线400的返回损失示意图。其中，纵轴代表返回损失(单位是dB)，横轴代表频率(单位是GHz)。以5dB为标准，宽频天线400可覆盖第三频段FB3和第四频段FB4。通过激发激发元件130、连接元件140、第一支路150、第二支路460以及耦合元件170可形成第三频段FB3。更具体地，第三频段FB3中的频率点P4是通过激发激发元件130、连接元件140和第一支路150而产生的；而第三频段FB3中的频率点P5是通过激发激发元件130、连接元件140、第一支路150、第二支路460和耦合元件170而生的。通过激发激发元件130可形成第四频段FB4，更具体地，第四频段FB4中的频率点P6是通过激发激发元件130产生的。在优选实施例中，第三频段FB3范围约从750MHz到1040MHz，而第四频段FB4范围约从 1740MHz到2750MHz。表I为宽频天线100和宽频天线400的性能参数对比。
权利要求
1.种宽频天线，包括: 基板，具有第一表面和第二表面； 接地面，安装在该第二表面上； 激发元件，安装在该第一表面上，且该激发元件具有馈入点，该馈入点耦接于信号源； 连接元件，安装在该第一表面上，且该连接元件耦接于该接地面； 第一支路，安装在该第一表面上，且该第一支路耦接于该连接元件； 第二支路，安装在该第一表面上，且该第二支路耦接于该连接元件；以及 耦合元件，安装在该第一表面上，且该耦合元件耦接于该连接元件； 其中，该耦合元件与该第二支路之间的第一距离小于5毫米。
2.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该激发元件是直线型的。
3.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该连接元件是直线型的。
4.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该第一支路是U型的。
5.权利要求1所述的宽 频天线，其特征在于，该第一距离的范围在1.2毫米到3毫米之间。
6.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该第二支路是U型的。
7.权利要求6所述的宽频天线，其特征在于，通过激发该激发元件、该连接元件、该第一支路、该第二支路以及该耦合元件而形成第一频段。
8.权利要求7所述的宽频天线，其特征在于，该第一频段的范围从730兆赫兹至1040兆赫兹。
9.权利要求6所述的宽频天线，其特征在于，通过激发该激发元件而形成第二频段。
10.权利要求9所述的宽频天线，其特征在于，该第二频段的范围从1730兆赫兹至2760兆赫兹。
11.权利要求6所述的宽频天线，其特征在于，该接地面的宽度为60毫米。
12.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该第二支路包括: 第一 U型部分； 连接片；以及 第二 U型部分，该第二 U型部分通过该连接片耦接于该第一 U型部分。
13.权利要求12所述的宽频天线，其特征在于，该第一U型部分与该第二 U型部分之间的第二距离大于0.5毫米。
14.权利要求12所述的宽频天线，其特征在于，通过激发该激发元件、该连接元件、该第一支路、该第二支路以及该耦合元件而形成第三频段。
15.权利要求14所述的宽频天线，其特征在于，该第三频段的范围从750兆赫兹到1040兆赫兹。
16.权利要求12所述的宽频天线，其特征在于，通过激发该激发元件而形成第四频段。
17.权利要求16所述的宽频天线，其特征在于，该第四频段的范围从1740兆赫兹到2750兆赫兹。
18.权利要求12所述的宽频天线，其特征在于，该接地面的宽度为48毫米。
19.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该连接元件的长度为12毫米。
20.权利要求1所述的宽频天线，其特征在于，该基板的介电常数等于4.3且厚度为1毫米。
全文摘要
本发明提供一种宽频天线，所述宽频天线包括基板，具有第一表面和第二表面；接地面，安装在第二表面上；激发元件，安装在第一表面上，且激发元件具有馈入点，馈入点耦接于信号源；连接元件，安装在第一表面上，且连接元件耦接于接地面；第一支路，安装在第一表面上，且第一支路耦接于连接元件；第二支路，安装在第一表面上，且第二支路耦接于连接元件；以及耦合元件，安装在第一表面上，且耦合元件耦接于连接元件；其中，耦合元件与第二支路之间的第一距离小于5毫米。本发明提供的宽频天线可覆盖5个频段(GSM850/900/1800/1900和UMTS)或减小天线尺寸。
文档编号H01Q1/38GK103094673SQ20121003998
公开日2013年5月8日 申请日期2012年2月20日 优先权日2011年11月7日
发明者陈威宇, 谢士炜 申请人:联发科技股份有限公司