多频可调天线结构的制作方法

文档序号:13673917阅读:148来源:国知局
技术领域本发明涉及一种天线结构,特别涉及一种适用于移动装置的多频可调天线结构。

背景技术:
随着移动通信技术的发达,移动装置在近年日益普遍,常见的例如:手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求,移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围,例如:移动电话使用2G、3G、LTE(LongTermEvolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信,而有些则涵盖短距离的无线通信范围,例如:Wi-Fi和Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。在现有技术中,常以固定尺寸的一金属件作为移动装置的天线主体,此金属件的长度须恰等于所需频带对应的二分之一波长或四分之一波长。因此,传统天线设计通常仅能涵盖单一频带或窄频频带,无法满足现今移动装置的多重频带或宽频频带的操作需求。

技术实现要素:
在优选实施例中,本发明提供一种多频可调天线结构,包括:一馈入部,其中该馈入部的一第一端为一馈入点;一第一辐射部,其中该第一辐射部的一第一端耦接至该馈入部的一第二端,而该第一辐射部的一第二端为一开路端;一第二辐射部,其中该第二辐射部的一第一端耦接至该馈入部的该第二端;多个电路支路,具有不同阻抗值;以及一切换电路,根据一控制信号来选择该多个电路支路的一个作为一匹配支路,其中该第二辐射部的一第二端经由该匹配支路耦接至一接地电位。在一些实施例中,该第一辐射部的该第二端朝远离该馈入点的方向作延伸,而该第二辐射部的该第二端朝靠近该馈入点的方向作延伸。在一些实施例中,该馈入部大致为一L字形。在一些实施例中,该第一辐射部大致为一L字形。在一些实施例中,该第二辐射部大致为一L字形。在一些实施例中,该多个电路支路包括一开路支路、一电感性支路、一电容性支路,以及一短路支路。在一些实施例中,该馈入部、该第一辐射部、该第二辐射部,以及该匹配支路激发产生一低频频带,而该低频频带约介于700MHz至960MHz之间。在一些实施例中,该多频可调天线结构还包括:一第三辐射部,其中该第三辐射部的一第一端为该馈入点,而该第三辐射部的一第二端为一开路端并邻近于该馈入点。在一些实施例中,该多频可调天线结构还包括:一第四辐射部,其中该第四辐射部的一第一端耦接至该馈入部的一中间部分,而该第四辐射部的一第二端为一开路端。在一些实施例中,该第三辐射部激发产生一第一高频频带,该第四辐射部激发产生一第二高频频带,该第一高频频带约介于2300MHz至2700MHz之间,而该第二高频频带约介于1710MHz至2170MHz之间。附图说明图1是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构的示意图;图2是显示根据本发明一实施例所述的切换电路和电路支路的示意图;图3是显示根据本发明一实施例所述的切换电路和电路支路的示意图;图4是显示根据本发明一实施例所述的切换电路和电路支路的示意图;图5是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构的示意图;图6是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构的示意图;图7是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构的电压驻波比图;以及图8是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构的天线效率图。【附图符号说明】100、500、600~多频可调天线结构;110~馈入部;111~馈入部的第一端;112~馈入部的第二端;120~第一辐射部;121~第一辐射部的第一端;122~第一辐射部的第二端;130~第二辐射部;131~第二辐射部的第一端;132~第二辐射部的第二端;140、240、340、440~切换电路;150-1、150-2、…、150-N、251、252、351、352、353、354、451、452、453、454~电路支路;560~第三辐射部;561~第三辐射部的第一端;562~第三辐射部的第二端;670~第四辐射部;671~第四辐射部的第一端;672~第四辐射部的第二端;673~第四辐射部的第三端;CC1~第一曲线;CC2~第二曲线;CC3~第三曲线;CC4~第四曲线;FP~馈入点;SC~控制信号;VSS~接地电位。具体实施方式为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举出本发明的具体实施例,并配合附图,作详细说明如下。图1是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构100的示意图。多频可调天线结构100可应用于一移动装置,例如:一智能手机(SmartPhone)、一平板计算机(TabletComputer),或是一笔记型计算机(NotebookComputer)。在一些实施例中,多频可调天线结构100设置于一非导体承载元件(例如:一介质基板)上,而多频可调天线结构100位于移动装置内部的一边缘处。如图1所示,多频可调天线结构100至少包括:一馈入部110、一第一辐射部120、一第二辐射部130、一切换电路140,以及多条电路支路150-1、150-2、…、150-N(N可为大于或等于2的一正整数)。馈入部110、第一辐射部120,第二辐射部130皆以导体材质制成,例如:金属。切换电路140可用一个或多个晶体管来实施。该多个电路支路150-1、150-2、…、150-N可以包括各种电路元件,其具有不同阻抗值(ImpedanceValue)。馈入部110可以大致为一L字形。馈入部110具有一第一端111和一第二端112,其中馈入部110的第一端111为多频可调天线结构100的一馈入点FP。馈入点FP可以耦接至一信号源(未显示),例如:一射频(RadioFrequency,RF)模块,以激发多频可调天线结构100。第一辐射部120可以大致为一L字形。第一辐射部120具有一第一端121和一第二端122,其中第一辐射部120的第一端121耦接至馈入部110的第二端112,而第一辐射部120的第二端122为一开路端(OpenEnd)。第二辐射部130具有一第一端131和一第二端132,其中第二辐射部130的第一端131耦接至馈入部110的第二端112,而第二辐射部130的第二端132耦接至切换电路140。更详细而言,第一辐射部120的第二端122可以朝远离馈入点FP的方向作延伸,而第二辐射部130的第二端132可以朝靠近馈入点FP的方向作延伸。第一辐射部120的长度通常较第二辐射部130的长度更长。第一辐射部120和第二辐射部130的一组合可以大致为一N字形或一Z字形。切换电路140根据一控制信号SC来选择该多个电路支路150-1、150-2、…、150-N的一个作为一匹配支路,其中第二辐射部130的第二端132经由所选择的匹配支路耦接至一接地电位VSS。馈入支路110、第一辐射部120、第二辐射部130,以及所选择的匹配支路可以激发产生一低频频带,而此低频频带可约介于700MHz至960MHz之间。在一些实施例中,控制信号SC由一处理器(未显示)所产生。在另一些实施例中,控制信号SC根据一使用者输入信号而产生。在其他实施例中,控制信号SC根据一检测信号而产生,其中此检测信号为一感测器(未显示)检测附近电磁波频率而取得的检测结果。藉由控制切换电路140,多频可调天线结构100的第二辐射部130可经由不同阻抗元件来接地,以产生多种等效共振长度。因此,多频可调天线结构100将可在不改变整体天线尺寸的情况下,达到涵盖多重频带及宽频操作的目标。本发明的多频可调天线结构100很适合应用于现今各种小型化的移动通信装置当中。图2是显示根据本发明一实施例所述的切换电路240和电路支路251、252的示意图。图2的切换电路240和该多个电路支路251、252可套用至图1的多频可调天线结构100当中。在图2的实施例中,该多个电路支路251、252包括一短路支路和一电感性支路。当切换电路240切换至电感性支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对较低值;而当切换电路240切换至短路支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对中间值。图3是显示根据本发明一实施例所述的切换电路340和电路支路351、352、353、354的示意图。图3的切换电路340和该多个电路支路351、352、353、354可套用至图1的多频可调天线结构100当中。在图3的实施例中,该多个电路支路351、352、353、354包括一开路支路、一电感性支路、一电容性支路,以及一短路支路。当切换电路340切换至电感性支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对较低值;当切换电路340切换至短路支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对中间值;而当切换电路340切换至电容性支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对较高值。另一方面,开路支路则可用于调整多频可调天线结构100的高频频率。图4是显示根据本发明一实施例所述的切换电路440和电路支路451、452、453、454的示意图。图4的切换电路440和该多个电路支路451、452、453、454可套用至图1的多频可调天线结构100当中。在图4的实施例中,该多个电路支路451、452、453、454包括一电感性支路、一短路支路、一第一电容性支路,以及一第二电容性支路。第一电容性支路和第二电容性支路可具有不同电容值。当切换电路440切换至电感性支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对较低值;当切换电路440切换至短路支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对中间值;而当切换电路440切换至第一电容性支路或第二电容性支路时,多频可调天线结构100的低频频率为相对较高值。图5是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构500的示意图。图5和图1相似,两者的差异在于,多频可调天线结构500还包括一第三辐射部560。第三辐射部560可以大致为一C字形。第三辐射部560具有一第一端561和一第二端562,其中第三辐射部560的第一端561为多频可调天线结构500的一馈入点FP,而第三辐射部560的第二端562为一开路端并邻近于馈入点FP。第三辐射部560可以激发产生一第一高频频带,而此第一高频频带可约介于2300MHz至2700MHz之间。图5的多频可调天线结构500的其余特征皆与图1的多频可调天线结构100近似,故此二实施例均可达成相似的操作效果。图6是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构600的示意图。图6和图5相似,两者的差异在于,多频可调天线结构600还包括一第四辐射部670。第四辐射部670可以大致为一T字形或一L字形(未显示)。第四辐射部670具有一第一端671、一第二端672,以及一第三端673,其中第四辐射部670的第一端671耦接至一馈入部110的一中间部分(例如,L字形的馈入部110的一垂直转折处),而第四辐射部670的第二端672和第三端673各自为一开路端且朝互相远离的方向作延伸。第四辐射部670可以激发产生一第二高频频带,而此第一高频频带可约介于1710MHz至2170MHz之间。第四辐射部670可用于调整多频可调天线结构600的阻抗匹配。图6的多频可调天线结构600的其余特征皆与图5的多频可调天线结构500近似,故此二实施例均可达到相似的操作效果。图7是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构600的电压驻波比(VoltageStandingWaveRatio,VSWR)图,其中横轴代表操作频率(MHz),而纵轴代表电压驻波比。图7是显示图6的多频可调天线结构600的量测结果,其中多频可调天线结构600可包括图4的电感性支路、短路支路、第一电容性支路,以及第二电容性支路。如图7所示,第一曲线CC1代表选择电感性支路(例如:电感值约为6.8nH)作为匹配支路,第二曲线CC2代表选择短路支路作为匹配支路,第三曲线CC3代表选择第一电容性支路(例如:电容值约为15pF)作为匹配支路,而第四曲线CC4代表选择第二电容性支路(例如:电容值约为4.7pF)作为匹配支路。根据图7的量测结果可以发现,当选择电感性支路时,多频可调天线结构600的低频频率为相对较低值;当选择短路支路时,多频可调天线结构600的低频频率为相对中间值;而选择第一电容性支路或第二电容性支路时,多频可调天线结构600的低频频率为相对较高值。多频可调天线结构600的高频频率亦会随着选择不同匹配支路而变动。因此,藉由于具有不同阻抗值的电路支路之间进行切换,多频可调天线结构600可轻易涵盖多频操作及宽频操作,并满足现今移动通信装置的各种功能需求。图8是显示根据本发明一实施例所述的多频可调天线结构600的天线效率(AntennaEfficiency)图,其中横轴代表操作频率(MHz),而纵轴代表天线效率(dBi)。根据图8的量测结果,本发明的多频可调天线结构600于LTEB28/B17/B20/B5/B8/B4/B3/B2/B1/B40/B7等频段中均具有良好的辐射效率,已可符合一般移动通信装置的规范。本发明提出一种新颖的多频可调天线结构。此种多频可调天线结构可设计于移动装置的有限空间中,并至少具有结构简单、低成本、宽频带,以及高效率等优势,可克服传统技术所面临的问题。值得注意的是,以上所述的元件尺寸、元件形状,以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的多频可调天线结构并不仅限于图1-8所图示的状态。本发明可以仅包括图1-8的任何一个或多个实施例的任何一项或多项特征。换言之,并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的多频可调天线结构当中。在本说明书以及权利要求书中的序数,例如“第一”、“第二”、“第三”等等,彼此之间并没有顺序上的先后关系,其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。本发明虽以优选实施例公开如上,然其并非用以限定本发明的范围,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求书为准。
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