CN100405661C - 双频暨宽频平面偶极天线 - Google Patents

双频暨宽频平面偶极天线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双频暨宽频平面偶极天线，包括一第一辐射体、一第二辐射体及一导电元件。第一辐射体具有至少两第一频率辐射部、两第二频率辐射部及一第一电性连接部，第一频率辐射部具有一第一长度与一第一宽度；第二频率辐射部具有一第二长度与一第二宽度，第一频率辐射部及第二频率辐射部由第一电性连接部的一侧朝一方向延展，且第二频率辐射部设置于两第一频率辐射部之间，第二辐射体具有至少两第一频率辐射部、两第二频率辐射部、及一第二电性连接部，第一频率辐射部及第二频率辐射部由该第二电性连接部一侧朝该方向的反方向延展，且第二频率辐射部设置于两第一频率辐射部之间，导电元件分别与第一电性连接部及第二电性连接部电连接。

Description

双频暨宽频平面偶极天线
技术领域
本发明涉及一种天线，特别是一种可增加天线的操作频带宽度，以使其可应用于较多国家或地区频带的双频暨宽频平面偶极天线。
背景技术
无线传输的蓬勃发展带来各种不同应用于多频传输的产品与技术，以致于许多新产品具有用无线传输的性能，以便满足消费者的需求。而天线，是在无线传输系统中用来发射与接收电磁波能量的重要元件，若是没有了天线，则无线传输系统将会无法发射与接收资料。因此，天线的角色在无线传输来说，是不可或缺的一环。选用适当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升传输特性外，还可以更进一步降低产品成本。由于目前在各种不同的应用产品中，所使用的天线设计方法与制作材质也不尽相同，另外，针对每一个国家对所需要的使用频带不同，在设计天线时亦要相当的考量，目前较通用的对于频带的规范有IEEE 802.11、以及目前最热门的蓝牙通讯(802.15.1)等等，其中蓝牙工作于2.4GHz频带，802.11又分为802.11a以及802.11b分别是针对5GHz频带以及2.4GHz频带作定义。
现有的一种双频双偶极天线，如图1所示，包括两矩形的辐射金属片11及12与一同轴传输线13。辐射金属片11及12具有相对应的馈入点111及121与倒L形狭缝112及122，馈入点111及121分别与同轴传输线13电连接。倒L形狭缝112及122将矩形辐射金属片11及12区隔为一高频模态及一低频模态，高频模态涵盖5.15GHz至5.35GHz，而低频模态涵盖2.4GHz至2.484GHz。
然而，每个国家都有不同的开放的频带，尤其是IEEE 802.11a，其组件必须适应不同的频带范围，例如在欧洲便需要以高频带(5.47～5.725GHz)支持1W的输出，才能使用欧洲的所有频道。
承上所述，现有的偶极天线，其频带宽度只能涵盖某一部份的范围，因此在不同的国家对频带的需求下会对产品的使用范围有所限制，使得偶极天线的应用产品无法应用在每个不同的国家区域。
因此，如何增加偶极天线的操作频带宽度，以使偶极天线的应用产品能符合更多国家区域的需求，实属当前偶极天线的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种能增加操作频带宽度且可同时应用于两个不同频带的双频暨宽频平面偶极天线。
为达上述目的，依本发明的双频暨宽频平面偶极天线，其包括：一第一辐射体，具有至少两第一频率辐射部、至少两第二频率辐射部、及一第一电性连接部，各该第一频率辐射部具有一第一长度与一第一宽度，个该第二频率辐射部具有一第二长度与一第二宽度，所述的第一频率辐射部及所述的第二频率辐射部由该第一电性连接部的一侧朝一方向延展，且所述的第二频率辐射部设置于所述的第一频率辐射部之间；一第二辐射体，具有至少两第一频率辐射部、至少两第二频率辐射部、及一第二电性连接部，个该第一频率辐射部具有一第一长度与一第一宽度，个该第二频率辐射部具有一第二长度及一第二宽度，所述的第一频率辐射部及所述的第二频率辐射部由该第二电性连接部一侧朝该方向的反方向延展，且所述的第二频率辐射部设置于所述的第一频率辐射部之间；以及一导电元件，其具有一导电体及一接地导体，该导电体及该接地导体分别与该第一电性连接部及该第二电性连接部电连接。
承上所述，因依本发明的双频暨宽频平面偶极天线利用第一频率辐射部及第二频率辐射部，以达到双频的效果，且依照第一辐射体及第二辐射体的构造及设置位置，以达到宽频的效果，因此可增加所涵盖的频带范围使得应用产品可使用于更多的国家。
附图说明
图1为显示现有双频双偶极天线的示意图；
图2为显示本发明较佳实施例的双频暨宽频平面偶极天线的示意图；
图3为显示本发明较佳实施例的设置于介质基板上的双频暨宽频平面偶极天线的示意图；
图4为显示本发明较佳实施例的双频暨宽频平面偶极天线的使用频带范围的量测图。
图中符号说明
11、12辐射金属片
111、121馈入点
112、122倒L形狭缝
13同轴传输线
3双频暨宽频平面偶极天线
31第一辐射体
311第一频率辐射部
312第二频率辐射部
313第一电性连接部
32第二辐射体
323第二电性连接部
33导电元件
331导电体
332接地导体
40介质基板
41第一馈入点
42第二馈入点
d11第一长度
d12第一宽度
d21第二长度
d22第二宽度
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的双频暨宽频平面偶极天线，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图2所示，依本发明较佳实施例的双频暨宽频平面偶极天线3，包括一第一辐射体31、一第二辐射体32及一导电元件33。
第一辐射体31具有至少两第一频率辐射部311、至少两第二频率辐射部312、及一第一电性连接部313，在本实施例中，第一频率辐射部311及第二频率辐射部312  矩形的形状。
第一频率辐射部311具有一第一长度d11与一第一宽度d12，第二频率辐射部312具有一第二长度d21与一第二宽度d22，其中，第二宽度d22大于等于第一宽度d12的两倍，于本实施例中，第二宽度d22等于第一宽度d12的两倍，另外，第一长度d11介于第二长度d21的一倍至三倍之间。
第一频率辐射部311及第二频率辐射部312由第一电性连接部313的一侧延展，且第二频率辐射部312设置于第一频率辐射部311之间。
第二辐射体32具有与第一辐射体31相同的至少两第一频率辐射部311、至少两第二频率辐射部312、及一第二电性连接部323，在本实施例中，第一频率辐射部311及第二频率辐射部312与第一辐射体31的第一频率辐射部311及第二频率辐射部312同呈矩形的形状。而第二辐射体32的第一频率辐射部311亦具有第一长度d11与第一宽度d12，且第二辐射体32的第二频率辐射部312亦具有第二长度d21与第二宽度d22。
在本实施例中，第二辐射体的第一频率辐射部311及第二频率辐射部312于第一辐射体31的延展方向的反方向上，而自第二电性连接部323一侧延展，且第二频率辐射部312设置于第一频率辐射部311之间。
导电元件33具有一导电体331及一接地导体332，导电体331及接地导体332分别与第一电性连接部313及第二电性连接部323电连接，在本实施例中，导电体331与第一电性连接部313电连接，接地导体332与第二电性连接部323电连接，另外，导电体亦可与第二电性连接部电连接，而接地导体与第一电性连接部电连接(图中未显示)。于本实施例中，导电元件33可为一同轴传输线，其中，导电体331相当于同轴传输线的中心导线，而接地导体332相当于同轴传输线的接地导体。另外，导电元件33与第一辐射体31及第二辐射体32的连接方式，可依所应用的产品形状而改变，只需依据导电体及接地导体分别与第一电性连接部及第二电性连接部电连接的原则即可。
于本实施例中，第一电性连接部313更包含一第一馈入点41，而第二电性连接部323更包含一第二馈入点42，导电元件33的导电体331及接地导体332分别与第一馈入点41及第二馈入点42电连接。
在本实施例中，双频暨宽频平面偶极天线3的第一辐射体31及第二辐射体32可如图3所示，可以金属薄片制作，亦可利用印刷或是蚀刻技术设置于一介质基板40上，介质基板40的材质可为BT(Bismaleimide-triazine)树脂或FR4(玻璃纤维强化环氧树脂；Fiberglass reinforced epoxy resin)制成的印刷电路板，亦可为以聚酰亚胺(Polyimide)制成的可挠性薄片基板(Flexible film substrate)，甚至可整合于电路的一部份，以减少所占据的空间。另外，亦可设置于一壳体上(图中未显示)，其可利用蒸镀(Evaporation deposition)或其它技术设置于双频暨宽频平面偶极天线3所应用的产品的壳体表面。
另外，请参照图4所示，其中，纵轴表示电压静态驻波比(VSWR)，横轴代表频率(Frequency)。依照电压静态驻波比小于1.5的定义下，在本实施例中，第一频率辐射部311于频率2.4GHz至2.5GHz之间操作，而第二频率辐射部312于频率4.9GHz至6GHz之间操作，然而，一般而言，大多数对于电压静态驻波比可接受的定义约为2，因此，若以电压静态驻波比小于2的定义，则本实施例的双频暨宽频平面偶极天线3可操作于更大的频带范围。
综上所述，因本发明的双频暨宽频平面偶极天线利用第一频率辐射部及第二频率辐射部，以达到双频的效果，且依照第一辐射体及第二辐射体的构造及设置位置，以达到宽频的效果，因此可增加所涵盖的频带范围，使得本发明双频暨宽频平面偶极天线的应用产品可使用于更多的国家或地区。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种双频暨宽频平面偶极天线，其特征在于，包含：
一第一辐射体，具有至少两第一频率辐射部、至少两第二频率辐射部、及一第一电性连接部，各该第一频率辐射部具有一第一长度与一第一宽度，各该第二频率辐射部具有一第二长度与一第二宽度，所述的第一频率辐射部及所述的第二频率辐射部由该第一电性连接部的一侧朝一方向延展，且所述的第二频率辐射部设置于所述的第一频率辐射部之间；
一第二辐射体，具有至少两第一频率辐射部、至少两第二频率辐射部、及一第二电性连接部，各该第一频率辐射部具有一第一长度与一第一宽度，各该第二频率辐射部具有一第二长度及一第二宽度，所述的第一频率辐射部及所述的第二频率辐射部由该第二电性连接部一侧朝该方向的反方向延展，且所述的第二频率辐射部设置于所述的第一频率辐射部之间；以及
一导电元件，其具有一导电体及一接地导体，该导电体及该接地导体分别与该第一电性连接部及该第二电性连接部电连接。
2.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，所述的第一频率辐射部呈矩形。
3.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，所述的第二频率辐射部呈矩形。
4.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其设置于一介质基板上、或是设置于一壳体上。
5.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，该第二宽度大于等于该第一宽度的两倍。
6.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，该第一长度介于该第二长度的一倍至三倍之间。
7.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，该第一频率辐射部于频率2.4GHz至2.5GHz之间操作，而该第二频率辐射部于频率4.9GHz至6GHz之间操作。
8.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，该导电元件为一同轴传输线。
9.如权利要求1所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，该第一电性连接部更包含一第一馈入点，其与该导电元件的导电体或接地导体电连接。
10.如权利要求9所述的双频暨宽频平面偶极天线，其中，该第二电性连接部更包含一第二馈入点，其与该导电元件的导电体或接地导体电连接。
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