专利名称：：天线装置及其天线的制作方法
技术领域：
：本发明是关于一种天线，特别是一种利用寄生元件产生不同于原辐射主体的应用频段的天线。
背景技术：
：目前市面上有多种不同的无线通信技术，这些技术可从涵盖面积大略分成(1)可进行都市与都市或甚至国与国之间通信的无线广域网络[WirelessWideAreaNetwork,频段为824960MHz与17102170MHz，简称WWAN]。(2)通信范围可涵盖访问点到用户端大约100米的无线区域网络[WirelessLocalAreaNetwork,频段为24122462MHz(802.llb/g)与49005875MHz(802.11a)，简称WLAN]。(3)通信距离小于10米的无线个人区域网络[WirelessPersonalAreaNetwork,频段为24022480MHz(Bluetooth)与31684752MHz(UWBBandI)，简称WPAN]。—台涵盖前述各种通信能力的笔记本电脑，需要安装各种对应的天线，由于笔记本电脑力求轻薄，因此这些天线的必须要既能符合天线效能，又不会占用太大空间。
发明内容因此，本发明的目的，就是提供一种体积娇小且可应用于WWAN、WLAN或WPAN频段的天线。于是，本发明天线包括一用以接地的接地部、一第一辐射臂、一第二辐射臂及一寄生臂；该第一辐射臂具有一与该接地部连接的短路端及一第一端；该第二辐射臂具有一与该接地部间隔地相邻且可供信号馈入的馈入端，及一与该第一端间隔地相邻的第二端，该接地部、该第一辐射臂与该第二辐射臂相互围绕出一区域；该寄生臂的一端与该接地部连接并且在该区域中延伸。优选地，该接地部具有一第一接地段，及一由该第一接地段向上延伸的第二接地段；该第一辐射臂的短路端连接该第二接地段远离该第一接地段的一端；该第二辐射臂大体呈L型，且部分是与该第一辐射臂沿同一直线延伸。更优选地，该寄生臂大体呈长直条型且其一端与该接地部的第二接地段连接，该寄生臂部分沿着该第一辐射臂平行地延伸。本发明的另一目的，就是提供一种体积娇小且可应用于WWAN、WLAN与WPAN频段的天线装置。于是，本发明天线装置包括一具有一表面的基板、一设在该基板上并用以接地的接地部、一第一天线及一第二天线。第一天线包括在该基板的表面上延伸的第一馈入部与一寄生臂，以及设在该基板上的一第一辐射臂与一第二辐射臂，该第一馈入部与该接地部间隔地相邻并用以供信号馈入，该第一辐射臂具有一设在该基板上并连接该接地部的短路端及一第一端，该第二辐射臂具有一设在该基板上并连接该第一馈入部的馈入端，及一与该第一端间隔地相邻的第二端，该接地部、该第一辐射臂与该第二辐射臂相互围绕出一区域，该寄生臂的一端与该接地部连接并在该区域中延伸；该第二天线包括在该基板的表面上延伸的第二馈入部，以及设在该基板上的一第三辐射臂与一第四辐射臂，该第二馈入部与该接地部间隔地相邻并用以供信号馈入，该第三辐射臂具有一设在该基板上并连接该接地部的短路端及一第一端，该第四辐射臂具有一设在该基板上并连接该第二馈入部的馈入端，及一与该第三端间隔地相邻的第二端，该接地部、第三辐射臂与第四辐射臂相互围绕出一区域。优选地，该第一辐射臂、该第二辐射臂、该第三辐射臂与该第四辐射臂均为设在该基板的金属件，且各该辐射臂具有大体垂直于该基板的表面的一金属片体。本发明的功效在于利用两根邻近的辐射臂，在高频产生两组部分重叠的谐振频带，此二谐振频带因此可视为一频宽广大的高频谐振模式，除此之外，本发明的寄生臂还能提供阻抗频宽与辐射强度佳的低频谐振频带，并且不会破坏到前述的高频谐振模式，使用者能借由控制两辐射臂与寄生臂之间的电磁耦合量，适当地调整天线的阻抗频宽，将三个频带组合后，使得本发明可应用于多种无线通信的规格。主要元件符号说明10天线装置1第一天线11第一辐射臂111短路端112丄山鬼l而12第二辐射臂121馈入端122~丄山鬼一顺13馈入部14寄生臂2第二天线21第三辐射臂211短路端212/r^V丄山鬼l而22第四辐射臂221馈入端222/r^V~丄山鬼一顺23馈入部3第三天线31第五辐射臂311短路端312Zr^y丄山鬼一顺32第六辐射臂321馈入端322Zr^y~丄山鬼一顺33馈入部34寄生臂4接地部41第一接地段42第二接地段43第三接地段44第四接地段5基板51表面81z83谐振频带90笔记本电脑91支架93同轴馈入线具体实施例方式有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图1、图2及图3，本发明天线装置10的第一优选实施例是装设在笔记本电脑90中的一支架91上，并包括一具有一表面51的基板5、一设在该基板5上并用以接地的接地部4，以及设在该基板5上的一第一天线1、一第二天线2与一第三天线3。图1为天线装置10装设在笔记本电脑90中的示意图，图2为天线装置10与支架91的分解图，图3为天线装置io的组合图。该接地部4具有一沿着该基板41的一侧设置的第一接地段41，以及分别由该的第一接地段41向上延伸的一第二接地段42、一第三接地段43及一第四接地段44，本实施例中，第一接地段41是一螺设在支架91上的长条型金属件，并且具有多数个插设在基板5中的凸块411，而第二、第三、第四接地段42、43、44是沿着基板5的表面51布设，并且借着与所述凸块411的接触而与第一接地段41连接在一起。该第一天线1包括在该基板5的表面51上延伸的第一馈入部13与一寄生臂14，以及分别插设在该基板5上的一第一辐射臂11与一第二辐射臂12;该第一馈入部13与该接地部4间隔地相邻并用以供信号馈入；该第一辐射臂11具有一穿过基板5与该第二接地段42远离第一接地段41的一端连接的短路端111，以及一第一端112;该第二辐射臂12具有一连接该第一馈入部13的馈入端121，及一与该第一端112间隔地相邻的第二端122，该第二辐射臂12是与第一辐射臂11沿同一平面延伸；该第一接地段41的部分、第二接地段42、第一辐射臂11与第二辐射臂12相互围绕出一大体呈矩形的区域，寄生臂14的一端与该第二接地段42连接并于此区域中沿着第一辐射臂11平行地延伸。该第二天线2类似于第一天线l，包括在该基板5的表面51上延伸的第二馈入部23，以及分别插设在该基板5上的一第三辐射臂21与一第四辐射臂22;该第二馈入部23与该接地部4间隔地相邻并用以供信号馈入；该第三辐射臂21具有一穿过基板5与第三接地段43远离第一接地段41的一端连接的短路端211，以及一第一端212;该第四辐射臂22具有一连接该第二馈入部23的馈入端221，及一与该第一端212间隔地相邻的第二端222;该第一接地段41的部分、第三接地段43、第三辐射臂21与第四辐射臂22相互围绕出一大体呈矩形的区域。该第三天线3也相似于第一天线l，包括在该基板5的表面51上延伸的第三馈入部33与一寄生臂34，以及分别插设在该基板5上的一第五辐射臂31与一第六辐射臂32;该第三馈入部33与该接地部4间隔地相邻并用以供信号馈入；该第五辐射臂31具有一穿过基板5与该第四接地段44远离第一接地段41的一端连接的短路端311，以及一第一端312;该第六辐射臂32具有一连接该第三馈入部33的馈入端321，及一与该第一端112间隔地相邻的第二端322，该第六辐射臂32是与第五辐射臂31沿同一平面延伸；该第一接地段41的部分、第四接地段44、第五辐射臂31与第六辐射臂32相互围绕出一大体呈矩形的区域，寄生臂34的一端与该第二接地段42连接并在此区域中沿着第一辐射臂11平行地延伸。本实施例中，所述辐射臂11、12、21、22、31、32实际上各为长度不一的金属件，且各具有一可供辐射射频信号并且共同沿着同一平面延伸的金属片体，每个天线1、2、3从馈入端121、221、321到短路端111、211、311的长度也都不相同，使得本实施例可应用在不同无线通信规格的频段中。值得一提的是，本实施例的基板5由于是装设在一支架91上，因此可方便地与布设在支架91中的同轴馈入线93电连接，此外所述辐射臂11、12、21、22、31、32亦是设置在支架91上，并且与基板5连接，如此则提供更稳定的结构。本实施例的实际尺寸请参阅图4，图4为天线装置10的侧视图，所示包括有位在上方的所述辐射臂11、12、21、22、31、32，位于中间的基板5及其表面11上各个元件的侧视图，以及位于最下方的第一接地段41，各图中数字单位为mm，可参阅各项数据与图中比例以得知本实施例的实际规格尺寸。参阅图5，图5为本实施例天线装置10的第三天线3的电压驻波比值(VSWR)测量数据图，经实验可得知，第三天线3的电压驻波比测量值，在824960MHz与17102170MHz的频段内其电压驻波比值均低于3，达到天线的辐射效能基本要求，其中第六辐射臂32贡献约在2100MHz附近的谐振频带81，第五辐射臂则贡献约在1800MHz附近的谐振频带82，此二谐振频带81、82可视为一频宽广大的高频谐振模式，而寄生臂34贡献位于低频部分的谐振频带83，因此本实施例的确是可应用在无线广域网络(WirelessWideAreaNetwork,简称WWAN)频段中。配合参阅表1，表1显示为第三天线3在应用频带(WWAN)内的总辐射能量(TotalRadiationPower)均大于_4.8dB，且效率(Efficiency)均大于35%，都能符合工作需求。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>第三天线3的辐射场型(RadiationPattern)，如图6与图7所示。图6与图7分别为第三天线3工作在894MHz与1920MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面以及三维的辐射场型测量结果，其中三维的场型图的颜色部分代表其增益值(gain，单位dBi)，而其他平面的场型图，深色虚线是磁场(Phi)的测量结果、而浅色虚线是电场(Theta)的测量结果，实线则是电场与磁场的综合(Total)。由各辐射场型图可得知，第三天线3的辐射场型接近全方向性辐射场型，也就是接近一球状的型态，可达到良好的收发效能。参阅图8，图8为本实施例天线装置10的第二天线2的电压驻波比值(VSWR)测量数据图，经实验可得知，第二天线2的电压驻波比测量值，在24022480MHz与31684752MHz的频段内其电压驻波比值均低于2，达到天线的辐射效能基本要求，同第三天线3，第二天线2的第三、第四辐射臂21、22所贡献的谐振频带，可以组成一频宽广大的高频谐振模式，因此本实施例的确是可应用在无线个人区域网络(WirelessPersonalAreaNetwork,简称WPAN)频段中。配合参阅表2，表2显示第二天线2在应用频带(WPAN)内的总辐射能量(TotalRadiationPower)均大于_4.8dB，且效率(Efficiency)均大于35%，都能符合工作需求。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>第二天线2的辐射场型(RadiationPattern)，如图9与图10所示。图9与图10分别为第二天线2工作在2442MHz与3960MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面以及三维的辐射场型测量结果，其中三维的场型图的颜色部分代表其增益值(gain，单位dBi)，而其他平面的场型图，深色虚线是磁场(Phi)的测量结果、而浅色虚线是电场(Theta)的测量结果，实线则是电场与磁场的综合(Total)。由各辐射场型图可得知，第二天线2的辐射场型亦是接近全方向性辐射场型，可达到良好的收发效能。参阅图11，图11为本实施例天线装置10的第一天线1的电压驻波比值(VSWR)测量数据图，经实验可得知，第一天线1的电压驻波比测量值，在24122462MHz与49005875MHz的频段内其电压驻波比值均低于2，达到天线的辐射效能基本要求，同第三天线3，第一天线1的第一、第二辐射臂11、12所贡献的谐振频带，可以组成一频宽广大的高频谐振模式，而寄生臂14贡献位于低频部分的谐振频带，因此本实施例的确是可应用在无线区域网络(WirelessLocalAreaNetwork,简称WLAN)频段中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>配合参阅表3，表3显示第一天线1在应用频带(WLAN)内的总辐射能量(TotalRadiationPower)均大于-5dB，且效率(Efficiency)均大于35%，都能符合工作需求。第一天线1的辐射场型(RadiationPattern)，如图12与图13所示。图12与图13分别为第一天线1工作在2450MHz与5470MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面以及三维的辐射场型测量结果，其中三维的场型图的颜色部分代表其增益值(gain，单位dBi)，而其他平面的场型图，深色虚线是磁场(Phi)的测量结果、而浅色虚线是电场(Theta)的测量结果，实线则是电场与磁场的综合(Total)。由各辐射场型图可得知，第一天线1的辐射场型亦是接近全方向性辐射场型，可达到良好的收发效能。综上所述，本实施例天线装置10的功效在于利用两根邻近的辐射臂，在高频产生两组部分重叠的谐振频带，以第一天线1为例，第一、第二辐射臂11、12贡献两组位于高频的谐振频带，此二谐振频带可视为一频宽广大的高频谐振模式，除此之外，寄生臂14还能提供阻抗频宽与辐射强度佳的低频谐振频带，并且不会破坏到前述的高频谐振模式，使用者能借由控制两辐射臂11、12与寄生臂14之间的电磁耦合量，适当地调整天线的阻抗频宽，将三个频带组合后，使得第一天线1可应用于WLAN频带；另外以共用第一接地段41的方式结合第一、第二、第三天线1、2、3不仅可用于收发多达三种规格的射频信号，其体积还允许将天线装置10安装在空间有限的笔记本电脑90中。以上所述者，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本
发明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明的范围内。权利要求一种天线，包括一接地部，用以接地；一第一辐射臂，具有一与该接地部连接的短路端，及一第一端；一第二辐射臂，具有一与该接地部间隔地相邻且可供信号馈入的馈入端，及一与该第一端间隔地相邻的第二端，该接地部、该第一辐射臂与该第二辐射臂相互围绕出一区域；及一寄生臂，一端与该接地部连接并在该区域中延伸。2.根据权利要求1所述的天线，其中，该接地部具有一第一接地段，及一由该第一接地段向上延伸的第二接地段；该第一辐射臂的短路端连接该第二接地段远离该第一接地段的一端；该第二辐射臂大体呈L型，且部分是与该第一辐射臂沿同一直线延伸。3.根据权利要求2所述的天线，其中，该寄生臂大体呈L型且其一端与该接地部的第一接地段连接，该寄生臂部分沿着该第一辐射臂平行地延伸。4.根据权利要求2所述的天线，其中，该寄生臂大体呈长直条型且其一端与该接地部的第二接地段连接，该寄生臂部分沿着该第一辐射臂平行地延伸。5.—种天线装置，包括一基板，具有一表面；一接地部，设在该基板上并用以接地；一第一天线，包括一在该基板的表面上延伸的第一馈入部，与该接地部间隔地相邻，并用以供信号馈入，一第一辐射臂，具有一设在该基板上并连接该接地部的短路端，及一第一端，一第二辐射臂，具有一设在该基板上并连接该第一馈入部的馈入端，及一与该第一端间隔地相邻的第二端，该接地部、该第一辐射臂与该第二辐射臂相互围绕出一区域，及一在该基板的表面上延伸的寄生臂，一端与该接地部连接并在该区域中延伸；及一第二天线，包括一在该基板的表面上延伸的第二馈入部，与该接地部间隔地相邻，并用以供信号馈入，一第三辐射臂，具有一设在该基板上并连接该接地部的短路端，及一第一端，及一第四辐射臂，具有一设在该基板上并连接该第二馈入部的馈入端，及一与该第三端间隔地相邻的第二端，该接地部、该第三辐射臂与该第四辐射臂相互围绕出一区域。6.根据权利要求5所述的天线装置，其中，该接地部具有一第一接地段，以及分别由该第一接地段向上延伸的一第二接地段及一第三接地段；该第一辐射臂的短路端连接该第二接地段远离该第一接地段的一端，而该第三辐射臂的短路端连接该第三接地段远离该第一接地段的一端；该第二辐射与该第一辐射臂沿同一直线延伸，而该第四辐射臂与该第三辐射臂沿同一直线延伸。7.根据权利要求6所述的天线装置，其中，该寄生臂大体呈L型且其一端与该接地部的第一接地段连接，该寄生臂沿着该第一辐射臂与该第二辐射臂平行地延伸。8.根据权利要求6所述的天线装置，其中，该寄生臂大体呈长直条型且其一端与该接地部的第二接地段连接，该寄生臂沿着该第一辐射臂与该第二辐射臂平行地延伸。9.根据权利要求7或8所述的天线装置，其中，该第一辐射臂、该第二辐射臂、该第三辐射臂与该第四辐射臂均为设在该基板的金属件，且各该辐射臂具有大体垂直于该基板的表面的一金属片体。10.根据权利要求7或8所述的天线装置，其中，该接地部的该第一接地段为沿着该基板的一侧设置的金属件。全文摘要一种天线，包括一用以接地的接地部、一第一辐射臂、一第二辐射臂及一寄生臂；该第一辐射臂具有一与该接地部连接的短路端及一第一端；该第二辐射臂具有一与该接地部间隔地相邻且可供信号馈入的馈入端，及一与该第一端间隔地相邻的第二端，该接地部、该第一辐射臂与该第二辐射臂相互围绕出一区域；该寄生臂的一端与该接地部连接并且在该区域中延伸。文档编号H01Q21/28GK101777701SQ20091000225公开日2010年7月14日申请日期2009年1月13日优先权日2009年1月13日发明者吴朝旭,廖志威,方启印,蔡调兴,赵原璋申请人:广达电脑股份有限公司