[发明专利]整合式多频天线

说明书

【技术领域】

本发明为一种整合式多频天线，特别系指一种整合数字电视高、低频系统之标准频宽的天线设计。

【先前技术】

数字电视将成为携带式无线通讯设备不可或缺的配备，产官学界皆致力研发微型尺寸且接收效率高的天线产品，让使用者随时享受高质量的数字电视节目。天线如果要能有效接收电磁波能量，长度最少需电磁波波长的四分之一长度，现阶段传播数字电视讯号的电磁波波长大约介于30至75公分之间，然而依此物理原理制造的天线长度势必较手机本体长度还长。

为使天线符合设计所需的物理长度，同时兼顾整合于行动通讯装置内部，传统改良方法系将线型单极天线变换成曲折型天线或螺旋型天线。但曲折型天线设计成S型，相邻的部分电流方向相反，使电磁讯号互相干扰，造成天线无法有效接收电磁波的能量。而螺旋型天线就组件制程技术来说，一般制作电子组件多以二维印刷方式进行，然而螺旋天线为三维立体结构，必然导致制造成本提高。

请参阅图1A及图1B，为美国专利第7486237号专利“Miniaturizedplanar antenna of digital television”之上、下表面俯视图。主要是一种平板式微型数字电视天线，实施例之天线10包括：一绝缘板11、一金属辐射体12、一接地金属件13及一金属寄生组件14；绝缘板11第一表面设置一金属辐射体12，第二表面设置互相连接之接地金属件13和金属寄生组件14；金属辐射体12具有一蜿曲线部121；金属寄生组件14亦具有蜿曲线部141且对应于金属辐射体12之位置；藉由金属寄生组件14增加天线接收辐射电磁波讯号之频宽，提升数字电视讯号传输效率。

然而金属辐射体12及金属寄生组件14必须利用各别之蜿曲线部121及141互相进行电性耦合，藉以达成辐射讯号传递，另外增加线条较粗的第二端143用以提高辐射导体面积，但此配置将导致天线辐射体体积过大，无法有效将天线装置微型化，且其蜿曲线部121及141之蜿蜒路径极长，造成讯号传递路径过于复杂且传输质量不稳定，此外，虽然第二表面设置金属寄生组件24藉以提高传输频宽，但是实际增加之频宽范围容易受限。

【发明内容】

本发明之目的是提供一种整合式多频天线，利用辐射导体电容性耦合及电感单元断路(Chock)设计概念，组成循环式及单极天线架构，经此整合数字电视高、低频系统之标准频宽，使天线产品兼顾广域频宽及体积微型化之设计要求，同时具有特性更为优异之传输频宽。

本发明之另一目的是提供一种整合式多频天线，经由两耦合区产生之电容性电抗，使天线高、低频系统频宽皆具有良好阻抗匹配，搭配电感单元间距密集之蜿蜒路径设计，除有效缩短辐射导体延伸路径，同时亦可改变电感量，藉以调整天线阻抗匹配，使天线系统具有高传输频宽及传输质量稳定之特性。

为达成上述目的，本发明是为一种整合式多频天线，包括：第一导体、第二导体、至少一电感单元、延伸导体及接地面；第二导体之第一侧端部与第一导体形成一第一耦合区；电感单元设置于邻近第二导体第一侧端部之处；延伸导体沿第二导体邻近第二侧端部之处延伸设置且形成一末端，该末端与第一导体形成一第二耦合区，其中第一耦合区及第二耦合区分别位于第一导体相对侧方向；第二导体第二侧端部则连接于接地面。

本发明主要利用第一导体两相对侧边分别设置第一耦合区及第二耦合区，经此配置产生两路高频馈入讯号传导路径，此两路径即为数字电视系统标准之高、低频系统标准频宽，首先，关于低频系统标准频宽部分，利用第一导体与第二导体之第一侧端部形成一具有电容性的第一耦合区，并于邻近第二导体第一侧端部之处设置至少一电感单元，当馈入线高频讯号藉由第一耦合区将能量经由第一导体耦合至第二导体，搭配第二导体路径上设置之电感单元，组成循环式天线架构，经此产生数字电视系统标准之低频系统标准频宽，藉由第二导体路径上增加设置之电感单元，由于电感单元结构为间距密集之蜿蜒路径，透过微调蜿蜒路径之间隙、宽度及总长度，即可改变电感量，经此调整天线阻抗匹配，搭配第一耦合区产生之电容性电抗，使天线具有良好阻抗匹配，进而使天线系统具有高传输频宽及传输质量稳定之特性。

另外，关于高频系统标准频宽部分，利用延伸导体末端与第一导体形成第二耦合区，适当调整第二耦合区之电容量，除同样达成缩短天线尺寸及调整天线输入阻抗之功效，同时第一导体、延伸导体与第二导体形成一耦合式馈入之单极天线架构，可产生数字电视系统标准之高频系统标准频宽，透过微调延伸导体与第二导体之尺寸、长度及体积，使天线系统频宽具有较佳之阻抗匹配。