CN100359754C - 具有对称式或非对称式周期性扰动结构的倒f型平板天线 - Google Patents

具有对称式或非对称式周期性扰动结构的倒f型平板天线 Download PDF

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Abstract

一种用于无线通讯的天线，该天线包括有一发射体，用来收发射频信号，且该发射体包括有多个凹槽，形成于该发射体的侧边；一馈入端，连接于该发射体，用来传输射频信号；以及一接地端，连接于该发射体。

Description

具有对称式或非对称式周期性扰动结构的倒F型平板天线
技术领域
本发明涉及一种用于无线通讯的天线，特别是涉及一种具有对称或非对称扰动结构的倒F型平板天线。
背景技术
在现代的信息生活中，许多人期待能够迅速掌握信息；而无线通讯器材在使用时不需光纤、电缆就能传输信号，无疑是传递信息的极佳途径。因此，随着技术的演进，各种可携式的无线通讯器材，例如移动电话及个人数字助理(PDA)等，其轻巧便利的特性，也已成为现代人重要的信息交流工具。
在无线通讯器材中，用来发射接收无线电波以传递交换无线电数据信号的天线，无疑是最重要的组件之一。尤其是在现代的可携式无线通讯器材中，不仅天线要轻薄短小，设计上尽量不占用机构布局的空间，以配合可携式无线通讯器材体积缩小的趋势，而此外随着无线电数据信号中数据集成的程度(有时以单位时间内传输的位数来衡量)增加，天线运作时频带的频宽(bandwidth)也要随的增加。
请参阅图1，图1为一个人数字助理2的功能方块图。个人数字助理2包括一处理模块3，一液晶显示装置4(LCD)，一射频模块5，一天线6，一电源电路7(Power circuit)，一通用序列总线接口8(USB，Universal SerialBus)，以及一异步接收及传送器9(UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)。处理模块3用来主控个人数字助理2的数据，液晶显示装置4用来显示处理模块3中的信息平台及数据，射频模块5用来处理传输自天线6及处理模块3的信号，天线6用来传输射频信号，电源电路7则提供电源给处理模块3以维持个人数字助理系统2的运作，而通用序列总线接口8或异步接收及传送器9则为个人数字助理2与其它相关装置连结接的接口。天线6所接收的射频信号会先传输至射频模块5进行解调，而解调后的信号才会传输至处理模块3进行数据处理。当射频模块5接收到处理模块3传来的信号时，射频模块5会调变该信号以形成射频信号，之后射频信号会通过天线6输出以达成无线通讯传输数据的目的。
而图1中的天线6，请参考图2，图2为一现有倒F型平板天线10摆设于一电路基板12上的示意图。天线10为一种单频倒F型平板天线(planarinverted F antenna，PIFA)，其包括有一发射体14，用来接收与发射射频信号，一馈入端16，延伸自发射体14并以垂直方式连接于电路基板12的信号传输端18，用来传输射频信号，以及一接地端20，延伸自发射体14并以垂直方式连接于电路基板12的接地面22。天线10为一种单频天线，在现有天线10中，发射体14为一边缘平齐的导电片，其谐振长度为射频信号的四分之一波长。其运作方式主要是通过发射体14产生的共振特性来传送及接收射频信号，而发射体14的长度可影响传送及接收射频信号的频率范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具对称或非对称扰动结构的倒F型平板天线，其可有效地减少天线发射体的长度。
本发明提供一种用于无线通讯的天线，其包括有：一基板，具有一第一孔洞及一第二孔洞，以贯穿该基板的方式形成于该基板上；一发射体，形成于该基板上，用来收发射频信号，该发射体包括有多个凹槽，形成于该发射体的侧边；一馈入端，经由该第一孔洞连接于该发射体，用来传输射频信号；一接地端，经由该第二孔洞连接于该发射体，用来接地；以及一沟槽，形成于该馈入端及该接地端之间
本发明提供一种用于无线通讯的天线，其包括有一基板，其具有一长边及一短边，且该基板还包括有一第一孔洞及一第二孔洞，以贯穿该基板的方式沿该基板的短边形成，一发射体形成于该基板的上表面，用来收发射频信号，该发射体包括有多个凹槽，形成于该发射体的侧边，一馈入端，经由该第一孔洞连接于该发射体，用来传输射频信号，一接地面，形成于该基板的下表面，一接地端，经由该第二孔洞连接于该发射体及该接地面，以及一沟槽，形成于该馈入端及该接地端之间，其中该馈入端及该接地端沿着该基板的短边设置。
附图说明
图1为个人数字助理的功能方块示意图；
图2为现有倒F型天线的示意图；
图3为本发明倒F平板型天线第一实施例的示意图；
图4为本发明倒F型平板天线第二实施例的示意图；
图5为本发明倒F平板型天线第三实施例的示意图；
图6为本发明倒F型平板天线第四实施例的示意图。
具体实施方式
请参考图3，图3为本发明倒F型平板天线48第一实施例的示意图。本实施例中，天线48包括有一基板36，一接地端30，一馈入端32，一接地面40，以及一发射体38，用来收发射频信号。发射体38包括有多个凹槽37以及一沟槽42，多个凹槽37形成于发射体38的二侧。基板36具有一长边D1及一短边L1，且该基板36还包括有二孔洞，以贯穿该基板36的方式沿该基板36的短边形成；馈入端32经由孔洞连接于发射体38，因此发射体38会经由馈入端32传输射频信号。接地端30经由孔洞连接发射体38及接地面40。
如图3所示，沟槽42形成于发射体38的一侧，位于接地端30及馈入端32之间，沟槽42的宽度L2及长度D2会影响天线48的匹配阻抗，而且接地端30与馈入端32之间的距离也会影响到天线48的匹配阻抗。
发射体38的两侧边的多个凹槽37以非对称式的周期性排列结构排列，其目的为产生周期性的微扰效应，以缩短天线的谐振波长达致缩短天线48长度的目的。
请参阅图4，图4为本发明倒F型平板天线50第二实施例的示意图，其中相同的组件以相同的标号表示，第二实施例的各项组件作用功能与第一实施例类似，故在此不加以赘述，其中第一实施例及第二实施例相异之处为天线50另包括二金属孔洞44、46，具有电容负载(capacitive loading)的功能，进而更缩短天线长度。
请参阅图5及图6，图5为本发明倒F型平板天线60第三实施例的示意图，图6为本发明倒F型平板天线70第四实施例的示意图。其中相同的组件以相同的标号表示，第三实施例天线60与第一实施例天线48的各项组件作用功能类似，第四实施例天线70与第二实施例天线50的各项组件作用功能类似，故在此不加以赘述，其中第一实施例及第三实施例，第二实施例与第四实施例的相异之处为第三、第四实施例的发射体62及发射体72以对称式的周期性排列结构的多个凹槽，产生周期性的微扰效应，以缩短谐振波长而能够设计较短的发射体长度。
本发明中第一实施例，第二实施例，第三实施例以及第四实施例中天线48，天线50，天线60以及天线70为包括基板的天线结构，然而也能以不包括基板的天线结构实施本发明的精神。
与现有技术相比，本发明的倒F型平板天线，其通过第一实施例中发射体38，第二实施例中发射体52，第三实施例中发射体62以及第四实施例中发射体72以两侧边多个对称式或非对称式的周期性排列结构的凹槽，产生周期性的微扰效应，以缩短谐振波长而能够设计较短的发射体长度。且在本发明第二实施例及第四实施例中，二金属孔洞44、46也可通过其具备电容负载的功能，进一步来缩短天线50的长度。故若将本发明的天线应用于现今轻薄短小的无线移动通讯设备，实为一可行且优于现有倒F型平板天线的替代方案。
以上所述仅为本发明的实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种用于无线通讯的天线，其包括有：
一基板，具有一第一孔洞及一第二孔洞，以贯穿该基板的方式形成于该基板上；
一发射体，形成于该基板上，用来收发射频信号，该发射体包括有多个凹槽，形成于该发射体的侧边；
一馈入端，经由该第一孔洞连接于该发射体，用来传输射频信号；
一接地端，经由该第二孔洞连接于该发射体，用来接地；以及
一沟槽，形成于该馈入端及该接地端之间。
2.如权利要求1所述的天线，其中该基板具有一长边及一短边，该馈入端及该接地端沿着该短边设置。
3.如权利要求1所述的天线，其另包括一接地面，该接地端连接于该接地面。
4.如权利要求3所述的天线，其中该接地面形成在该基板上。
5.如权利要求1所述的天线，其设于一印刷电路板上。
6.如权利要求1所述的天线，其中该发射体的多个凹槽是以非对称性的方式形成于该发射体的两侧。
7.如权利要求1所述的天线，其中该发射体的多个凹槽以对称性的方式形成于该发射体的两侧。
8.如权利要求1所述的天线，其中该发射体的多个凹槽呈不规则型。
9.一种用于无线通讯的天线，其包括有：
一基板，具有一长边及一短边，且该基板还包括有一第一孔洞及一第二孔洞，以贯穿该基板的方式沿该基板的短边形成；
一发射体，形成于该基板的上表面，用来收发射频信号，该发射体包括有多个凹槽，形成于该发射体的侧边；
一馈入端，经由该第一孔洞连接于该发射体，用来传输射频信号；
一接地面，形成于该基板的下表面；
一接地端，经由该第二孔洞连接于该发射体及该接地面；以及
一沟槽，形成于该馈入端及该接地端之间；
其中该馈入端及该接地端沿着该基板的短边设置。
10.如权利要求9所述的天线，其设于一印刷电路板上。
11.如权利要求9所述的天线，其中该发射体的多个凹槽以非对称性的方式形成于该发射体的两侧。
12.如权利要求9所述的天线，其中该发射体的多个凹槽以对称性的方式形成于该发射体的两侧。
13.如权利要求9所述的天线，其中该发射体的多个凹槽呈不规则型。
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