專利名稱：多頻天線模塊及其無線傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種多頻天線模塊及其無線傳輸裝置，特別是利用兩個(gè)天線所組成的一多頻天線模塊及其無線傳輸裝置。
背景技術(shù)：
隨著無線通訊科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，手機(jī)已成為現(xiàn)代人不可或缺的通訊工具之一，而無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)也蓬勃發(fā)展。作為無線局域網(wǎng)絡(luò)裝置信號(hào)接收與發(fā)射要件的天線，目前已發(fā)展出各種不同種類及形式，但其最終目的不外乎要涵蓋更廣的輻射電磁場，以達(dá)到最佳的收發(fā)效果。另外，鑒于攜帶及放置空間的方便性，天線設(shè)計(jì)的趨勢是越小越好。
ISM(Industrial，Scientific and Medical)頻道為一不需付費(fèi)申請的全球性公眾共享頻帶，其頻譜分布范圍為900MHz、2.4GHz及5GHz。該ISM頻道的2.4GHz射頻(RF)頻帶，因其頻帶較窄(2.4-2.8435GHz)，目前的使用已超出其負(fù)荷，而造成擁擠的現(xiàn)象。
為求良好的通訊品質(zhì)及較佳的穩(wěn)定性，新制訂的無線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議802.11a的U-NII(47CFR15.401)另提出5GHz附近的頻帶以供使用，其中5.150-5.250GHz頻帶限 50mW以下的輻射功率使用，5.250-5.350GHz頻帶限于250mW以下的輻射功率使用，5.725-5.825GHz頻帶限于1000mW以下的輻射功率使用。802.11a的ISM(47CFR15.247)通訊協(xié)議則規(guī)定在5.725-5.850GHz頻帶限于1000mW以下的輻射功率使用。以上的無線電磁波波長是位于51.30-58.25mm的范圍內(nèi)。另外，無線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議802.11b/g ISM(47CFR15.247)規(guī)定2.400-2.4835GHz頻帶限于1000mW以下的輻射功率使用，且其無線電磁波波長是位于120.7-125mm的范圍內(nèi)。
由于目前廣泛使用的2.4GHz與上述5GHz頻帶不具有自然二階倍頻諧振的關(guān)系，若一天線必須同時(shí)應(yīng)用2.4GHz及5GHz，其設(shè)計(jì)不像目前手機(jī)使用的900MHz及1800MHz的雙頻天線那樣容易，仍有相當(dāng)?shù)睦щy度及技術(shù)瓶頸有待克服。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一多頻天線模塊，以應(yīng)用于當(dāng)今無線傳輸裝置，并通過其易制造及易調(diào)整等特點(diǎn)，以降低成本及得到較佳的電磁波輻射場。
本發(fā)明的多頻天線模塊是應(yīng)用于無線傳輸裝置，其包含一第一天線及一第二天線。該第一天線是用于收發(fā)一第一頻率的信號(hào)，該第二天線是用于收發(fā)一第二頻率的信號(hào)，且該第二頻率大于該第一頻率。該第一天線與第二天線沿其縱向約互相平行，且兩者間的距離小于該第二頻率所對應(yīng)的波長的二分之一。
該第一及第二天線可為同軸管偶極天線(sleeve dipoleantenna)或其它各式天線。另外，還可將該第一及第二天線制作在一電路板中，從而得到等同的功效。
該多頻天線模塊在第二頻率(高頻)的電磁波輻射具有方向性。因此該多頻天線模塊在無線傳輸裝置的應(yīng)用上，若要得到全向輻射圖的電磁波輻射，可將兩個(gè)多頻天線模塊分置于該無線傳輸裝置主體的兩側(cè)，且其約互相平行。各多頻天線模塊的放置方式是將所包含的第一天線置于內(nèi)側(cè)，將包含的第二天線置于外側(cè)，也就是將用于收發(fā)高頻信號(hào)的第二天線置于外側(cè)，而用于收發(fā)低頻信號(hào)的第一天線置于內(nèi)側(cè)，從而可彌補(bǔ)單一多頻天線模塊在收發(fā)高頻信號(hào)時(shí)所產(chǎn)生不均勻電磁波輻射的現(xiàn)象。


本發(fā)明將依照附圖來說明，其中圖1是本發(fā)明的多頻天線模塊示意圖；圖2是本發(fā)明的多頻天線模塊的電磁波輻射圖；圖3顯示本發(fā)明的多頻天線模塊在2GHz至3GHz頻帶的VSWR測試結(jié)果；圖4顯示本發(fā)明的多頻天線模塊在5GHz至6GHz頻帶的VSWR測試結(jié)果；圖5是本發(fā)明的多頻天線模塊與一組合器的組合示意圖；圖6是本發(fā)明的另一多頻天線模塊示意圖；圖7是本發(fā)明的多頻天線模塊的應(yīng)用示意圖具體實(shí)施方式
參照圖1，一多頻天線模塊10包含一第一天線11及一第二天線12，該第一天線11及第二天線12為同軸管偶極天線，且沿其縱向約互相平行。該第一天線11是用于接收2.4GHz頻帶的信號(hào)，而第二天線12則用以接收5GHz頻帶的信號(hào)。該第一天線11是由一金屬桿112、一袖形管114及一傳輸線116組成，其中該金屬桿112的長度約28mm，而該袖形管114的直徑及長度分別約為5mm及24.5mm。同樣地，該第二天線12是由一金屬桿122、一袖形管124及一傳輸線126所組成，其中該金屬桿122的長度約為12.8mm，該袖形管124的直徑及長度分別約為5mm及10mm。原則上，該金屬桿112與袖形管114或該金屬桿122與袖形管124的總長必須符合其使用頻率所對應(yīng)波長的二分之一，再依實(shí)際測試的結(jié)果做調(diào)整。該第一天線11及第二天線12間的距離Δ約15.7mm，其小于該第二天線12所使用頻率5GHz的相對應(yīng)波長的二分之一。
將該多頻天線模塊10進(jìn)行電磁波測試，若該多頻天線模塊10以垂直于紙面放置，且該第一天線11及第二天線12是分別位于90度及270度的方向，其電磁波輻射圖如圖2所示，其強(qiáng)度單位為dBi。由圖2可知，使用2.4GHz頻帶的第一天線11的電磁波輻射仍保持一全向輻射圖，而使用相對較高頻率5.1GHz的第二天線12的輻射圖則受限于90度方向，即該第一天線11所在方向。顯而易見該第一天線11的電磁波輻射不受該第二天線12的影響，而該第二天線12則將該第一天線11當(dāng)成一反射天線，使得其輻射電磁波產(chǎn)生方向性。該多頻天線模塊10在2.4GHz及5.1GHz的增益分別為1.73dBi及4.7dBi，也可顯示該多頻天線模塊10在高頻(5.1GHz)時(shí)產(chǎn)生方向性的特性。
圖3顯示該多頻天線模塊10的電壓駐波比(VSWR)在2GHz至3GHz頻帶的測試結(jié)果。由圖3可知，該多頻天線模塊10在2.4GHz至2.5GHz間的VSWR均很小，其在2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz的VSWR分別僅為1.3112、1.0200及1.1266，顯而易見該多頻天線模塊10的信號(hào)幾乎沒有傳輸反射上的損失，卻有極佳的回程損耗值，即沒有阻抗不匹配的問題。
圖4顯示該多頻天線模塊10在5GHz至6GHz間的VSWR測試結(jié)果。由圖4可知，該多頻天線模塊10在5.1GHz至5.2GHz頻帶的VSWR均很小，其在5.1GHz、5.15GHz及5.2GHz的VSWR分別僅為1.5591、1.4827及1.3193。顯示該多頻天線模塊10約90％以上的能量均可順利傳輸，故其在該頻帶也沒有阻抗匹配上的問題。
該多頻天線模塊10的第一天線11及第二天線12可直接利用傳輸線116及126電氣連接至一無線傳輸裝置的對應(yīng)電路，以供信號(hào)傳送。參照圖5，該多頻天線模塊10還可利用一組合器13先行結(jié)合該第一天線11及第二天線12，再通過另一饋線136電氣連接于一無線傳輸裝置(圖未示出)的對應(yīng)電路。該饋線136可由微帶線、共面波導(dǎo)線、帶狀線及槽線等組成。
本發(fā)明的多頻天線模塊并不限定于使用同軸管偶極天線，也可使用其它形式的天線，或?qū)⑻炀€以電路板的形式制作而成。
參照圖6，一多頻天線模塊60是在一電路板61上制作一第一電路62及一第二電路63，其分別當(dāng)作低、高頻天線使用。該第一電路62及第二電路63彼此間的距離必須小于該高頻所對應(yīng)的波長的二分之一。該電路板61的端部可設(shè)計(jì)一金手指64，用以連接至一無線傳輸裝置的電路板上的對應(yīng)插槽(圖未示出)，以進(jìn)行信號(hào)傳輸。
因本發(fā)明的多頻天線模塊在高頻的電磁波輻射具有方向性，因此可利用此特性應(yīng)用于需要高指向性的裝置。若希望在高頻時(shí)仍有全向輻射圖的電磁波輻射，其應(yīng)用可如圖7所示。本實(shí)施例無線傳輸裝置70為一存取橋接器，包含一本體73及裝設(shè)于該本體73左右兩側(cè)的多頻天線模塊71及72。該多頻天線模塊71、72的放置有其方向性，其將該多頻天線模塊71、72分別包含的低頻天線711、721置于內(nèi)側(cè)，而包含的高頻天線712、722則置于外側(cè)，即類似以該主體73為中心線映射。如此一來，該高頻天線712、722向外的輻射電磁波可不受到該低頻天線711、721的阻擋或反射，因而其仍可達(dá)到全向輻射圖的特性。
本發(fā)明將高、低頻天線組合成一多頻天線模塊，其制程十分簡單，因而可有效降低生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明的多頻天線模塊的電磁波輻射圖可通過改變該高、低頻天線的距離進(jìn)行調(diào)整，故其具有輻射圖分集的特性，可適用于各種無線傳輸裝置，并且可得到最佳的信號(hào)收發(fā)效果。
以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的原理及功能，并非限制本發(fā)明。因此熟悉本技術(shù)的人員對上述實(shí)施例所做的不違背本發(fā)明精神的修改及變化，仍為本發(fā)明所涵蓋。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)如本專利申請權(quán)利要求所列。
權(quán)利要求
1.一種多頻天線模塊，應(yīng)用于無線傳輸裝置，包含一第一天線，用于收發(fā)一第一頻率的信號(hào)；一第二天線，用于收發(fā)一第二頻率的信號(hào)，且該第二頻率大于該第一頻率；其特征在于所述第一天線與第二天線沿其縱向約互相平行，且兩者間的距離小于該第二頻率所對應(yīng)的波長的二分之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線模塊，其特征在于所述第一天線及第二天線是同軸管偶極天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線模塊，其特征在于所述第一天線及第二天線是制作在一電路板中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線模塊，其特征在于其另包含一電氣連接至該第一天線及第二天線的組合器，用以結(jié)合該第一天線及第二天線的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多頻天線模塊，其特征在于其另包含一饋線，用以電氣連接該組合器至該無線傳輸裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多頻天線模塊，其特征在于所述饋線是選自微帶線、共面波導(dǎo)線、帶狀線、槽線中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線模塊，其特征在于所述第一頻率是位于2.4GHz的頻帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線模塊，其特征在于所述第二頻率是位于5GHz的頻帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線模塊，其特征在于其是應(yīng)用于一存取橋接器。
10.一種無線傳輸裝置，包含一主體，及兩個(gè)多頻天線模塊，其彼此約互相平行地分置于該主體的兩側(cè)，其中各多頻天線模塊包含一第一天線，用于收發(fā)一第一頻率的信號(hào)；一第二天線，用于收發(fā)一第二頻率的信號(hào)，且該第二頻率大于該第一頻率，其中所述第一天線與第二天線沿其縱向約互相平行，且兩者間的距離小于該第二頻率所對應(yīng)的波長的二分之一；其特征在于所述各多頻天線模塊是將其所包含的第一天線置于內(nèi)側(cè)，第二天線置于外側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線傳輸裝置，其特征在于所述第一天線及第二天線是制作在一電路板。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線傳輸裝置，其特征在于其是一存取橋接器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多頻天線模塊，其包含一第一天線及一第二天線。該第一天線是用于收發(fā)一第一頻率的信號(hào)，該第二天線是用于收發(fā)一第二頻率的信號(hào)，且該第二頻率大于該第一頻率。該第一天線與第二天線沿其縱向約互相平行，且兩者間的距離小于該第二頻率所對應(yīng)的波長的二分之一。該多頻天線模塊可接收不同頻帶的信號(hào)，且可調(diào)整電磁波輻射圖，以適用于各種不同的無線傳輸裝置。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK1581584SQ0315258
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者鄧圣明, 馮志偉, 吳秋明 申請人:佳邦科技股份有限公司