專利名稱：雙頻天線及應用該雙頻天線的無線通信裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種天線，尤其涉及一種雙頻天線及應用該雙頻天線的無線通信裝置。
背景技術(shù)：
在移動電話、個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等無線通信裝置 中，天線作為其用來發(fā)射、接收無線電波以傳遞、交換無線電信號的部件，無疑是無線通信 裝置中最重要的組件之一。目前，無線通信裝置一般都需要具備在雙頻或者更多頻段下進 行通信的功能，因此其天線裝置一般都使用雙頻或多頻天線。 請參閱圖l，一種現(xiàn)有的雙頻天線1 一般具有一第一輻射單元11及一第二輻射單 元12。其中，所述第二輻射單元12的一端與所述第一輻射單元11電性連接，且第一輻射單 元11依據(jù)第二輻射單元12分為一第一輻射部111及一第二輻射部112。所述第二輻射單 元12的另一端為接地端。在此雙頻天線1中，所述第一輻射部111及第二輻射單元12產(chǎn) 生高頻共振以工作于一高頻頻段。第二輻射部112及第二輻射單元12產(chǎn)生低頻共振并工 作于一低頻頻段。 雖然上述雙頻天線1可工作于兩個頻段，但由于該雙頻天線1的兩個輻射單元11 及12共用一個接地端，且高頻頻段及低頻頻段公用第二輻射單元12，故雙頻天線1的工作 頻段所需的天線長度直接反應在第一輻射部111及第二輻射部112的長度上，若對其中一 個頻帶的天線輻射體的尺寸參數(shù)進行調(diào)整，就會影響另一個頻帶的效能。如此，不但會增加 雙頻天線的設計工作量，而且也難以使兩個頻帶分別擁有各自獨立、彼此之間不受干涉的 共振頻率與頻寬調(diào)整性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單，且可獨立調(diào)整頻寬的雙頻天線。
另外，還有必要提供一種應用所述雙頻天線的無線通信裝置。 —種雙頻天線，其包括一第一天線部及與所述第一天線部相耦合的一第二天線 部，二者用于接收及發(fā)射不同頻段的電磁波信號。所述第二天線部鄰近第一天線部的一側(cè) 開設二槽孔，所述二槽孔相鄰的兩端在背離第一天線部的方向延伸形成二縫隙，直至將第 二天線部開通，所述二縫隙與所述槽孔之間相連通，并將所述第二天線部分割為二接地面 及一饋入端，所述二接地面及槽孔關于所述饋入端對稱，所述第一天線部的一端垂直于第 二天線部鄰近槽孔的一側(cè)，所述饋入端與所述第一天線部電性連接，用于向第一天線部輸 入或輸出射頻信號。 —種無線通信裝置，其包括一 電路基板，該電路基板上設有一信號傳輸端，所述信 號傳輸端用于接收和發(fā)射電磁波信號。所述無線通信裝置還包括一設于所述電路基板上的 一雙頻天線，其包括一第一天線部及與所述第一天線部相耦合的一第二天線部，二者用于 接收及發(fā)射不同頻段的電磁波信號。所述第二天線部鄰近第一天線部的一側(cè)開設二槽孔，所述二槽孔相鄰的兩端在背離第一天線部的方向延伸形成二縫隙，直至將第二天線部開 通，所述二縫隙與所述槽孔之間相連通，并將所述第二天線部分割為二接地面及一饋入端， 所述二接地面及槽孔關于所述饋入端對稱，所述第一天線部的一端垂直于第二天線部鄰近 槽孔的一側(cè)，所述饋入端與所述第一天線部電性連接，所述信號輸出端電性連接于所述饋 入端，用于向所述雙頻天線輸入或輸出射頻信號。 相較于傳統(tǒng)技術(shù)，所述雙頻天線利用第一天線部和第二天線部的之間耦合效應， 以增強第一天線部在低頻帶輻射的效果。此外，該第一天線部和第二天線部的電場方向相 互垂直，使得在該雙頻天線在形成高、低兩個頻帶時，兩個頻帶分別具有各自的共振頻率和 獨立的頻寬調(diào)整性能，故，在最佳化單一頻帶的共振頻率或頻寬時，不會因為各自參數(shù)的改 變而影響另一個頻帶的共振頻率或頻寬。如此，便會降低天線的設計復雜度，有利于減輕工 作量及節(jié)約成本。


圖1為現(xiàn)有的雙頻天線的示意圖。 圖2為本發(fā)明較佳實施方式雙頻天線示意圖。 圖3為本發(fā)明較佳實施方式雙頻天線連接于基板上的使用狀態(tài)示意圖。 圖4為圖2所示的雙頻天線的尺寸比例示意圖。 圖5為本發(fā)明較佳實施方式雙頻天線的返回損耗測試圖。
具體實施例方式
請參閱圖2及圖3，所示為本發(fā)明較佳實施例適用于移動電話、PDA等無線通信裝 置的雙頻天線100。所述雙頻天線100為雙頻共面波導饋入混合型天線，其是由共面波導 電感性槽孔天線和雙"L"形單極天線結(jié)合而成，從而具備雙頻效能。該雙頻天線100裝設 于一無線通信裝置內(nèi)的基板90上，并電性連接于該基板90。所述基板90為一設于所述無 線通信裝置內(nèi)的印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)，其金屬部分為該雙頻天線100 提供接地。所述基板90大致呈矩形板狀，其上設有一信號傳輸端92及一二接地端94。所 述信號傳輸端92用于接收該雙頻天線100收到的射頻信號及傳送由該雙頻天線100發(fā)射 的射頻信號，所述接地端94為基板90上的導電部分，其用于將所述雙頻天線100接地。
所述雙頻天線100由具有良好導電性能的金屬如銅合金等制造而成，其包括用于 發(fā)射和接收無線信號的一第一天線部10及一第二天線部30， 二者為一體成型，且二者之間 通過互感而產(chǎn)生耦合效應。 所述第一天線部10為一單極天線(Monopole Antenna)，其諧振頻率 (ResonanceFrequency)設置為2. 4GHz，可用于收發(fā)低頻通信電磁波信號。該第一天線部10 采用雙"L"形設計，其包括一第一輻射體12及一第二輻射體14，所述二輻射體12、14形狀 相同且相互對稱設置。該第一輻射體12包括一第一片體122及一第二片體124，二者垂直 連接，且寬度相同。所述第二輻射體14包括一第三片體142及一第四片體144， 二者垂直連 接，且寬度相同。該第二片體124及第三片體142的長度大于所述第一片體122及第四片 體144的高度。所述第一片體122及第四片體144相互平行地連接在所述第二天線部30 上，且與所述第二天線部30垂直，所述第二片體124與所述第三片體142處于同一直線上并沿與第二天線部30平行的方向彼此相背地延伸。所述第一片體122的高度和第二片體 124的長度與寬度之和約等于低頻波長的四分之一，第四片體144的高度和第三片體142的 長度與寬度之和也約等于低頻波長的四分之一，所述第一輻射體12及第二輻射體14用以 輻射產(chǎn)生該雙頻天線100的低頻共振頻率。 所述第二天線部30為一共面波導電感性槽孔天線，其大致呈矩形，且其諧振頻率 設置為5. 4GHz，可用于收發(fā)高頻通信電磁波信號。所述第二天線部30鄰近所述第一天線部 10的一側(cè)開設二槽孔31，所述二槽孔31相鄰的兩端在背離第一天線部10的方向延伸形成 二縫隙32，直至將所述第二天線部30開通，從而將第二天線部30分割為二接地面33及一 饋入端35。 所述二槽孔31大致呈矩形，其與所述接地面33鄰接，并與所述二縫隙32相連通， 且關于所述饋入端35對稱。在發(fā)射或接收射頻信號時，該矩形槽孔31的周圍電流強度較 大，高頻帶的共振頻率由此槽孔31所輻射。該槽孔31的長邊平行于所述第二片體124，且 該槽孔31長邊的長度約為高頻波長的一半，該長度可以決定該雙頻天線100的高頻共振頻 率。 所述二接地面33大致呈矩形片狀，其關于所述饋入端35對稱，其與無線通信裝置 內(nèi)部的基板90的接地端(圖未示)連接。該二接地面33通過若干調(diào)線(Bonding Wire)40 相互連接，所述調(diào)線40跨過所述饋入端35連接二接地面33，從而使二接地面33電勢相等。
所述饋入端35大致呈矩形片狀，其電性連接于所述第一天線部10的二輻射體12、 14，且垂直所述第二片體124及第三片體142。該饋入端35位于二縫隙32之間，并鄰接于 所述二接地面33。該饋入端35由一阻值為50 Q的饋入線50電性連接于無線通信裝置內(nèi) 部基板90的信號傳輸端92，用于向所述第一天線部10和第二天線部30輸入微波射頻信 號。該雙頻天線100共用所述接地面33和饋入端35。 請一并參閱圖4，在本實施例中，所述第一天線部10的第一片體122與第四片體 144的高度相等，均設置為H = 4mm，所述第一天線部10的第二片體124與第三片體142的 長度相等，均設置為Ll = 15mm，第一片體122、第二片體124、第三片體142、第四片體144的 寬度相等，均設置為Wl = 2mm，其中，第一片體122與第三片體142的高度H、第二片體124 與第四片體144的長度Ll和寬度Wl決定了低頻的共振頻率。所述第二天線部30的槽孔 31的長度L2為17mm，其寬度W2為4mm，其中，根據(jù)共面波導電感性槽孔天線的性質(zhì)可知，該 第二天線部30的槽孔31的長度L2約為高頻微波的半波長。所述饋入端35的寬度W3為 4mm，所述縫隙32的寬度G為0. 4mm。 所述雙頻天線100工作時，信號自饋入端35進入后，分別沿所述雙頻天線100的 第一天線部10和第二天線部30獲得的不同的傳播路徑，并分別于槽孔35和第一天線部10 處強電流，使得所述第一天線部10和第二天線部30分別產(chǎn)生不同的工作頻率，以使得該雙 頻天線100可分別滿足于2. 4GHz和5. 4GHz頻率下進行工作的要求。此夕卜，因所述槽孔35 與第二片體124以適當?shù)木嚯x平行，故可以形成互感而進一步產(chǎn)生了耦合效應，從而增強 了第一天線部10的輻射效果。 天線的反射系數(shù)(Reflection)可用來衡量天線工作頻帶的頻寬，天線的反射系 數(shù)圖的橫軸表示為頻率，其縱軸表示為反射損耗值(Return Loss)，反射損耗隨頻率的變化 而變化。 一般以天線的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)為2 : 1處作為天線使用的頻帶，此處的反射損耗值等于-10分貝(dB)，故，反射損耗值小于等于-10dB 的頻率范圍均可作為天線工作的頻帶。請參閱圖4，由本實施例所示的雙頻天線100的反射 損耗隨著頻率變化的圖表可知，當VSWR = 2時，所述雙頻天線100工作于2. 4GHz和5. 4GHz 頻段時其反射損耗值均小于-lOdB，符合雙頻天線的應用需求，并可實現(xiàn)接收及發(fā)射不同頻 率信號的功能。 所述雙頻天線100利用第一天線部10和第二天線部30的之間耦合效應，以增強 第一天線部IO在低頻帶輻射的效果。此外，該第一天線部10和第二天線部30的電場方向 相互垂直，使得在該雙頻天線100在形成高、低兩個頻帶時，兩個頻帶擁有各自的共振頻率 和頻寬獨立調(diào)整性，故，在最佳化單一頻帶的共振頻率或頻寬時，不會因為各自參數(shù)的改變 而影響另一個頻帶的共振頻率或頻寬。如此，便會降低天線的設計難度。
另外，本領域技術(shù)人員還可在本發(fā)明權(quán)利要求公開的范圍和精神內(nèi)做其他形式和 細節(jié)上的各種修改、添加和替換。當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的各種修改、添加和替換 等變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種雙頻天線，其包括一第一天線部及與所述第一天線部相耦合的一第二天線部，二者用于接收及發(fā)射不同頻段的電磁波信號，其特征在于所述第二天線部鄰近第一天線部的一側(cè)開設二槽孔，所述二槽孔相鄰的兩端在背離第一天線部的方向延伸形成二縫隙，直至將第二天線部開通，所述二縫隙與所述槽孔之間相連通，并將所述第二天線部分割為二接地面及一饋入端，所述二接地面及槽孔關于所述饋入端對稱，所述第一天線部的一端垂直于第二天線部鄰近槽孔的一側(cè)，所述饋入端與所述第一天線部電性連接，用于向第一天線部輸入或輸出射頻信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于所述第一天線部包括一第一輻射體及 一第二輻射體，所述第一輻射體及第二輻射體均為L型片狀體，且關于饋入端的中線對稱 設置，二者均均與所述饋入端電性連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的雙頻天線，其特征在于所述第一輻射體包括寬度相同的一第 一片體及與所述第一片體一端垂直連接的第二片體，所述第二輻射體包括寬度相同的第三 片體及與所述第三片體一端垂直連接的第四片體，所述第二片體及第三片體的長度大于所 述第一片體及第四片體的高度，第一片體及第四片體相互平行地連接在所述第二天線部鄰 近槽孔處，且與該第二天線部垂直，所述第二片體與第三片體處于同一直線上，并沿與第二 天線部平行的方向彼此相背地延伸。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于所述第一天線部與所述第二天線部為 一體成型。
5. 如權(quán)利要求l所述的雙頻天線，其特征在于所述二接地面為矩形片狀體，所述二槽 孔為矩形孔，且該二接地面關于所述饋入端對稱，該二槽孔關于所述饋入端對稱，所述第一 天線與第二天線共用所述接地面和饋入端。
6. 如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于所述第一片體的高度和第二片體的長 度與寬度之和決定低頻共振頻率，所述槽孔用于輻射高頻帶的共振頻率，該槽孔的長度決 定了高頻共振頻率。
7. —種無線通信裝置，其包括一電路基板，該電路基板上設有一信號傳輸端，所述信號 傳輸端用于接收和發(fā)射電磁波信號；所述無線通信裝置還包括一設于所述電路基板上的一 雙頻天線，其包括一第一天線部及與所述第一天線部相耦合的一第二天線部，二者用于接 收及發(fā)射不同頻段的電磁波信號，其特征在于所述第二天線部鄰近第一天線部的一側(cè)開 設二槽孔，所述二槽孔相鄰的兩端在背離第一天線部的方向延伸形成二縫隙，直至將第二 天線部開通，所述二縫隙與所述槽孔之間相連通，并將所述第二天線部分割為二接地面及 一饋入端，所述二接地面及槽孔關于所述饋入端對稱，所述第一天線部的一端垂直于第二 天線部鄰近槽孔的一側(cè)，所述饋入端與所述第一天線部電性連接，所述信號輸出端電性連 接于所述饋入端，用于向所述雙頻天線輸入或輸出射頻信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的無線通信裝置，其特征在于所述第一天線部包括一第一輻射 體及一第二輻射體，所述第一輻射體及第二輻射體均為L型片狀體，且關于饋入端的中線 對稱設置，二者均均與所述饋入端電性連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的無線通信裝置，其特征在于所述第一天線部為一低頻天線，通 過所述第一輻射體及第二輻射體輻射產(chǎn)生低頻帶的共振頻率；所述第二天線部為一高頻天 線，通過所述槽孔輻射產(chǎn)生高頻帶的共振頻率。
10.如權(quán)利要求7所述的無線通信裝置，其特征在于所述無線通信裝置包括若干調(diào) 線，所述調(diào)線用于連接所述二接地面，使得二接地面電勢相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙頻天線，其包括一第一天線部及與所述第一天線部相耦合的一第二天線部，二者用于接收及發(fā)射不同頻段的電磁波信號。所述第二天線部鄰近第一天線部的一側(cè)開設二槽孔，所述二槽孔相鄰的兩端在背離第一天線部的方向延伸形成二縫隙，直至將第二天線部開通，所述二縫隙與所述槽孔之間相連通，并將所述第二天線部分割為二接地面及一饋入端，所述二接地面及槽孔關于所述饋入端對稱，所述第一天線部的一端垂直于第二天線部鄰近槽孔的一側(cè)，所述饋入端與所述第一天線部電性連接，用于向第一天線部輸入或輸出射頻信號。
文檔編號H01Q9/30GK101752675SQ20081030628
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者林賢昌 申請人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司;奇美通訊股份有限公司