[发明专利]一种多频天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种手机天线，尤其是涉及一种适合内置于手机中的多频天线。

背景技术

随着无线通信的快速发展，在无线通信产品中，天线扮演的角色更加重要。尤 其在轻、薄、短、小的趋势潮流下，天线的高度将影响一个产品的价值，而此类无 线通信产品中又大多以平板天线或是外露式单极天线为主要设计类型。公知的双频 手机平板天线的厚度大约需7-10mm，如TW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”，它公开了一种具有辐射金属片与系统接地面，并使 用于移动通信系统GSM(Global System for Moblie Commu-nications)及DCS (Digital Cellular System)双频操作的内藏式手机天线的例子，使得手机整体厚 度明显地超过10mm。若我们将上述公知的天线技术应用在薄形手机中(手机厚度 10mm左右或更小)，将会面临天线的厚度过大的问题，而无法真正满足手机薄形 化的要求。

本领域中为解决此问题，多改为采用单极天线进行设计，由于突出于接地面之 外的外露式单极天线受到接地面影响较小，因此可将天线厚度压低以达成薄形手机 天线的应用。

然而无论是平板天线或是单极天线，由于应用于手机内部的设计空间有限，在 GMS频带通常都仅能恰好包含到GSM850操作频带；然现今手机应用已朝向多频化 发展，传统倒F形平板天线或是单极天线在有限的空间内大多仅能符合GSM/DCS双 频需求，不易设计出符合多频带应用需求的天线。

发明内容

因应多频天线的需求日益提高，为提供符合多频应用的手机天线，我们提出一 种多频天线，该天线可形成于一支撑基底上，此天线的谐振机制属于环形天线，再 与在适当位置上电气连接的金属线相配合，可实现GSM850/900(820～960MHz)/DCS (1710～1880MHz)/PCS(1850～1990)/UMTS(1920～2170MHz)的五频操作。本发明的 天线在低频部份是环形天线的半波长谐振模式，这一谐振模式可涵盖GSM850/900 的操作需求，而高频部份则是由二个谐振模式合成的宽带操作，具体谐振机制将稍 后加以介绍。本发明的天线的低频操作频带的带宽约为140MHz(820～960MHz)， 可涵盖GSM850/900的操作，而高频操作频带的带宽约为460MHz(1700～2170)， 也可涵盖DCS/PCS/UMTS的操作，符合实际手机系统的应用需求。

如上所述，本发明的目的在于提供一种多频手机天线，该天线不仅可以实现适 用于GSM850/900/DCS/PCS/UMTS操作频带的要求，而且本发明的天线结构简单、 操作机制明确，具有产业应用价值。

本发明天线包含：接地面、支撑基底与辐射金属部。接地面具有第一短路点与 第二短路点；支撑基底之形状大致为六面体，而其材料可为塑胶或陶瓷或保丽龙或 微波基板材料；而上述的辐射金属部，附着于该支撑基底表面，而该辐射金属部包 含：第一辐射金属线、辐射金属片、第二辐射金属线与寄生辐射金属臂。第一辐射 金属线的形状大致为环形，且具有第一端点与第二端点，其中该第一端点为天线的 馈入端，用以连接至手机系统模组之射频信号线，而该第二端点则电气连接至该接 地面的第一短路点；辐射金属片则电气连接至该第一辐射金属线的一个区段；第二 辐射金属线的形状大致为倒L形，并由该第一辐射金属线所围绕，且第二辐射金属 线的一个端点电气连接至该第一辐射金属线；寄生辐射金属臂的形状也大致为倒L 形，并经过一次弯折，且寄生辐射金属臂的一个端点电气连接至该接地面的第二短 路点。

本发明天线如果应用于手机系统中，则接地面为手机内部电路的系统接地面， 其上可配置系统模组与电路元件。

在本发明中，使用第一辐射金属线谐振出半波长与全波长谐振模式(分别操作 于1000MHz以及1800MHz)，再配合辐射金属片以及寄生辐射金属臂，用以延长 第一辐射金属线的等效谐振路径，使得第一辐射金属线的第一谐振模式(半波长模 态)的谐振频率下降，同时也配合第二辐射金属线提供的第三谐振模式，与第一辐 射金属线的全波长模式合成一宽带操作。