[发明专利]多频段宽频天线及应用其的手持式电子装置

说明书

技术领域

本发明关于一种多频段宽频天线及应用其的手持式电子装置，且特别关于一种在单一导体结构上谐振出多个宽频段的多频段宽频天线及应用其的手持式电子装置。

背景技术

一般天线在操作时，通常利用天线分集(Antenna Diversity)的架构来解决多重路径(Multi-path)的干扰问题。而当射频系统采用多频段操作时，大部分的天线均采用多组独立天线或是复合式天线来达到天线分集的目的。但如此一来，将大幅提升系统复杂性并降低操作可靠度。于是，传统的多频段天线是利用谐振结构的倍频效应激发多组谐振模态以实现多频段操作的目的。

然而，上述的设计必须限制在每个谐振模态的中心频率彼此间互为倍数关系，且所有频宽均属窄频，具有频宽不易拓展的缺点。例如一般无线区域网络(WLAN)使用的2.4GHz及5GHz双频天线，通常只是将2.4GHz频段的两倍频谐振模态(即4.8GHz)的结构参数稍加调整，便用来收发5GHz的电磁波信号。因此，高频段的电磁波传输效率往往较差，大幅影响信号品质。不仅如此，由于每一谐振模态间存在着倍数关系，故而对于WLAN802.11a/b/g所需运作的频率范围：2.4～2.4835GHz、4.9～5.35GHz、5.47～5.725GHz以及5.725～5.825GHz，此种作法显然无法适用。因为在5GHz频率范围的每一频段，彼此间并非倍频关系且整体频宽相当宽阔(接近1GHz)。

而当今的笔记本电脑发展趋势着重于建置多样化的无线通讯功能，尤其是超级行动电脑(Ultra Mobile PC，UMPC)更导入全球定位系统(GPS)。因此，若是要在单一结构上结合全球通系统(GSM)的824～894MHz及1850～1990MHz、全球定位系统的1.575GHz以及无线区域网络的2.4～2.5GHz及4.9～5.875GHz，对于天线的容积效率及其电气特性更是一大挑战。

发明内容

本发明关于一种多频段宽频天线及应用其的手持式电子装置，在不需要导入介质的前提之下，利用一体成型的导体结构创造出结合GPS、GSM及WLAN等多个系统的多频段宽频天线，并使得多频段宽频天线的体积最小化，且兼具良好的高频特性及高可靠度。

根据本发明，提出一种多频段宽频天线，包括第一辐射主体、第二辐射主体、第三辐射主体、接地平面以及多个短路元件。第一辐射主体激发第一谐振模态，使得多频段宽频天线具有高频段宽频频宽。第二辐射主体激发第二谐振模态，使得多频段宽频天线具有中频段宽频频宽。第三辐射主体激发第三谐振模态，使得多频段宽频天线具有低频段宽频频宽。多个短路元件分别将第一辐射主体、第二辐射主体及第三辐射主体耦接至接地平面。其中，第一谐振模态、第二谐振模态及第三谐振模态的辐射场型互不干扰。

根据本发明，提出一种手持式电子装置，包括屏蔽金属及多频段宽频天线。屏蔽金属用以降低电磁干扰。多频段宽频天线包括第一辐射主体、第二辐射主体、第三辐射主体、接地平面以及多个短路元件。第一辐射主体激发第一谐振模态，使得多频段宽频天线具有高频段宽频频宽。第二辐射主体激发第二谐振模态，使得多频段宽频天线具有中频段宽频频宽。第三辐射主体激发第三谐振模态，使得多频段宽频天线具有低频段宽频频宽。多个短路元件分别将第一辐射主体、第二辐射主体及第三辐射主体耦接至接地平面。其中，第一谐振模态、第二谐振模态及第三谐振模态的辐射场型互不干扰。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线的前视图。

图1B示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线的上视图。

图2示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100配置于手持式电子装置的示意图。

图3A示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100在高频段宽频频宽的驻波比测量结果。

图3B～图E示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100在高频段宽频频宽的辐射场型图。

图3F示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100在中频段宽频频宽的驻波比测量结果。

图3G示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100在中频段宽频频宽的辐射场型图。

图3H示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100在低频段宽频频宽的驻波比测量结果。

图3I～图3J示出依照本发明优选实施例的多频段宽频天线100在低频段宽频频宽的辐射场型图。

主要元件符号说明