CN100487980C - 小型化的超宽带微带天线 - Google Patents

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Abstract

一种小型化超宽带微带天线，包括：介电衬底；馈电线，设置在介电衬底上，并提供由外功率源供入的电磁能；主辐射元件，辐射由馈电线输入的电磁能；以及至少一个次辐射元件，设置在主辐射元件附近，用于多相辐射。另外，天线还包括至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至该至少一个次辐射元件。该小型化超宽带微带天线还可以制造得超轻，并且除了主辐射元件以外还包括额外的次辐射元件，由此可以获得UWB范围的多相辐射。

Description

小型化的超宽带微带天线
本申请要求来自于在004年1月5日提交韩国知识产权局的韩国专利申请No.2004-00384的35 U.S.C.§119下的优先权，其公开内容在此作为参考引入。
技术领域
本发明一般地涉及一种用于与采用电磁脉冲的通讯系统诸如，UWB(超宽带)通讯一同使用的宽带脉冲发送/接收天线。更加具体而言，本发明涉及一种通过改变主辐射元件和连接于主辐射元件的次辐射元件的切口结构具有出色的宽带特性的小型化UWB微带天线。
背景技术
UWB使用这样的脉冲，其具有在分布于3.1至10.6千兆赫(GHz)的实测频率范围的发送数字数据达到10m至1km的特性。
已知，与现有的窄带通讯不同，脉冲无线电通讯使用超宽带频率带并发送高速数据消耗大量功率。然而，为了使脉冲无线电通讯系统商业化应用于移动通讯端，必须使用小尺寸的天线。
发送/接收脉冲的现有技术UWB天线主要用于雷达馈送，因此其辐射图样的重要特征在于高功率、宽带宽、高增益和低旁瓣。实际上，已经进行的对用于与个人移动通讯终端设备使用的脉冲天线的研究很少。
下面，将说明现有技术的宽带天线。
图1示出了在U.S.专利No.5,428,364中公开的超宽带天线。这种类型的天线需要起宽带宽阻抗匹配作用的阻抗补偿器(impedance taper)，从而确保在每个频率范围上具有期望的辐射图形并将由源输入的电磁能无损耗地发送。另外，在用于宽带匹配的匹配电路中使用槽线阻抗补偿器，因此天线的尺寸不得不与可用频率范围成比例地增大。
图2示出了在韩国专利No.2002-73660中公开的使用短截线(stub)的单层宽带天线。对于这种类型的天线，在辐射图形上配装开路或短路短截线，从而克服现有平板天线的缺点，结果获得了出色的宽带阻抗匹配特性和宽带特性。然而，该天线无法适应UWB波形，作为本是单平板天线的该平板天线无法实现天线的全向特性。另外，在安装于小尺寸移动通讯设备中时，天线的方向性干扰了平稳和正常的通讯，由此，至少需要两根天线。
图3示出了在日本专利No.5-3726中公开的通过构造在微带线上具有多于一个的开路短截线的匹配电路的具有宽带特性的印刷偶极天线。该印刷偶极天线在信号线上具有匹配电路，因此与将天线与介电衬底组合设计时必须的空间相比其占据了更大的空间。实际上，在相对较低的(低于5GHz)的频域中无法实现带宽大于的3:1的宽带匹配电路。另外，所公开的天线具有双平板结构，因此其工艺成本比单平板天线的要高。
图4示出了在欧洲专利No.WO 02/13313A2中公开的一种天线。根据该公开，在椭圆形槽中插入的大平面导电板和小平面导电板形成了大型元件。所提出的天线尺寸为2.72×1.83cm，包括辐射槽在内，这一尺寸比本发明实施例的天线尺寸大8倍。
图5示出了名为“Planer ultra wide band antenna with integratedelectronics”的U.S.专利No.6,351,246B1中公开的天线。根据所公开的天线，差分信号施加于馈电点，电阻器设置在一对辐射平衡元件之间，从而改善低频的电压驻波比(VSWR)。尽管这种类型的天线具有满足期望频率范围的脉冲通讯需要的电子元件，但其不适于小型化。因此，该天线的实用性基本受到了限制。另外，由于为了改善低频范围的VSWR而采用了电阻器，因此不易维持天线的高可靠性。
发明内容
因此，本发明的一方面在于提供一种与衬底组合的小型化超宽带(UWB)微带天线，用于高频脉冲无线电通讯的个人和军用移动通讯终端。
本发明的另一方面在于提供一种小型化UWB微带天线，通过采用主辐射元件和连接于主辐射元件的次辐射元件而具有改善的窄带和多谐特性。
本发明的另一方面在于提供一种小型化UWB微带天线，通过主辐射元件和与其连接的次辐射元件构造的特定槽口结构在期望的频率范围具有改善的宽带匹配性质。
本发明的又一方面在于提供一种小型化UWB微带天线，通过在界面上完全照射电脉冲，能够实现天线与天空电波之间的宽带阻抗匹配。
为实现本发明的上述和/或其它方面及优点，提供一种小型化超宽带微带天线，包括：介电衬底；馈电线，设置在介电衬底上，并提供由外功率源供入的电磁能；主辐射元件，辐射由馈电线输入的电磁能；以及至少一个次辐射元件，设置在主辐射元件附近，用于多相辐射。
根据本发明一方面，该天线还包括至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至该至少一个次辐射元件。
根据本发明另一方面，主辐射元件的上端具有矩形形状，次辐射元件相对于主辐射元件对称布置，而为减小天线尺寸，在其它可能的形状之中，每个次辐射元件的上端优选具有矩形形状来减小天线尺寸。
根据本发明另一方面，次辐射元件长侧的长度小于或等于主辐射元件长侧的长度。
根据本发明另一方面，馈电线包括通过蚀刻工艺形成的至少一个预定尺寸的槽口。
根据本发明另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成90°角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成90°角。
根据本发明另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成90°角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成(90°+θ1)角，其中θ1为预定角。
根据本发明另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成(90°+θ2)角(其中θ2而预定角)，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成90°角。
根据本发明另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成(90°+θ3)角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成(90°+θ4)角，其中θ3和θ4为预定角。
根据本发明另一方面，主辐射元件和次辐射元件设置在相同的平面上。
根据本发明另一方面，主辐射元件和次辐射元件设置在不同的平面上。
根据本发明另一方面，主辐射元件和次辐射元件通过电磁耦合彼此间接连接，并且以预定距离隔开。
根据本发明另一方面，介电衬底为具有约4.4的相对介电常数(∈r)的环氧层叠(FR-4)衬底。
根据本发明另一方面，主辐射元件长侧的长度约为11.5mm。
根据本发明另一方面，馈电线长侧的长度约为55mm。
根据本发明另一方面，主辐射元件短侧的长度、连接板的长度和次辐射元件短侧的长度之和约为6.272mm。
根据本发明另一方面，连接板形成在主、次辐射元件的上端、中间或下端。
根据本发明另一方面，该天线还包括多个接地板，设置在介电衬底上，每个相对于馈电线以预定的距离对称地隔开。
根据本发明另一方面，该天线还包括接地板，具有预定尺寸，设置在介电衬底的底部。
根据本发明另一方面，该天线还包括接地板，具有预定尺寸，设置在介电衬底的底部。
根据本发明另一方面，在由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内，插入损失小于10dB。
根据本发明另一方面，由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内的VSWR小于2.0。
根据本发明另一方面，若中心频率为5GHz，电流主要引入于主辐射元件的下端。
根据本发明另一方面，若中心频率为5GHz，电流主要引入于主辐射元件和次辐射元件的一特定部分。
根据本发明另一方面，另外，若中心频率为10GHz，电流主要引入于主辐射元件、连接板、以及次辐射元件的一特定部分。
根据本发明另一方面，该天线还包括至少一个额外的次辐射元件，设置在预定的位置，用于改善天线的宽带特性。
根据本发明另一方面，由3.0GHz延伸至18GHz的频率范围内的电压驻波比(VSWR)小于2.0。
根据本发明另一方面，该天线还包括多个连接板，电性互相连接主辐射元件、次辐射元件和额外的次辐射元件。
根据本发明另一方面，该天线还包括至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。
根据本发明另一方面，该天线还包括至少一个连接板，将次辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。
根据本发明另一方面，额外的次辐射元件设置在与主辐射元件或次辐射元件相同的平面上。
根据本发明另一方面，额外的次辐射元件设置在与主辐射元件或次辐射元件相同的平面上。
根据本发明另一方面，该天线还包括至少一个额外的次辐射元件，设置在预定的位置，用于改善天线的宽带特性。
根据本发明另一方面，次辐射元件和额外的次辐射元件通过电磁耦合彼此间接连接，并以预定距离隔开。
根据本发明另一方面，该天线还包括至少一个另外的连接板，将次辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。
根据本发明另一方面，额外的次辐射元件设置在与主辐射元件或次辐射元件相同的平面上。
根据本发明另一方面，额外的次辐射元件设置在与主辐射元件和次辐射元件相同的平面上。
本发明的其它方面和/或优点将部分地在下面的介绍中展示，部分地由介绍而明晰，或通过实践本发明而掌握。
附图说明
通过参照附图对本发明的实施例进行以下介绍，将使本发明这些和/或其它方面及优点变得明显且更加易于理解，附图中：
图1示出了在U.S.专利No.5,428,364中公开的超宽带天线；
图2示出了在韩国专利No.2002-73660中公开的使用短截线的单层宽带天线；
图3示出了在日本专利No.5-3726中公开的通过构造在微带线上具有多于一个的开路短截线的匹配电路的具有宽带特性的印刷偶极天线；
图4示出了在欧洲专利No.WO02/13313 A2中公开的一种天线；
图5示出了名为“Planer ultra wide band antenna with integratedelectronics”的U.S.专利No.6,351,246 B1中公开的天线；
图6为根据本发明一方面的CPW(共面波导)馈电微带天线的透视图；
图7为根据本发明一方面的GCPW(接地共面波导)馈电微带天线的透视图；
图8为根据本发明一方面的微带馈电天线的透视图；
图9为根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的辐射元件的平面图；
图10示出了图9的另一实施例；
图11为图6的平面图；
图12A和图12B示出了根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的电流分布，其中天线的振幅和天线的相位分别为1和0度；
图13和图13B为在球坐标系上绘出的示出根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的辐射图的三维视图；
图14为示出根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的插入损失(S11)的曲线图；
图15示出了在史密斯图上绘制的图14的插入损失(S11)；以及
图16为示出根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的VSWR的曲线图。
具体实施方式
现在，说明书将详细介绍本发明的实施例，其中的示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。下面将参照附图介绍实施例从而对本发明进行说明。
图6为根据本发明一方面的CPW(共面波导)馈电微带天线的透视图；图7为根据本发明另一方面的GCPW(接地共面波导)馈电微带天线的透视图；以及图8为根据本发明另一方面的微带馈电天线的透视图。
参照图6至8，本发明的小型化超宽带微带天线100包括介电衬底10、馈电线20、主辐射元件30、多个连接板35a和35b、多个次辐射元件40a和40b、以及接地板GND1至GND6。考虑简洁和方便，介电衬底10、馈电线20、主辐射元件30、连接板35a和35b、以及次辐射元件40a和40b在图6至8中始终用相同的附图标记表示。
优选但非必要地，馈电线20、主辐射元件30、连接板35a和35b、以及次辐射元件40a和40b为导体，更加优选且非必须地，其每一个涂覆有锡抗腐蚀。
参照图6所示的CpW馈电微带天线，主辐射元件30、连接板35a和35b、次辐射元件40a和40b、馈电线20、以及第一和第二接地板GND1和GND2导电地覆盖在介电衬底10的顶平面上。
通常使用的涂覆方法为PCB(印刷电路板)工艺。优选但非必要地，相对介电常数(∈r)约为4.4的环氧叠层(FR-4)衬底用作介电衬底10。
现在参照图7，GCPW馈电微带天线，与CPW馈电微带天线不同，其按照以下方式构造，第五接地板GND5设置在底部，而介电衬底10层叠在第五接地板GND5上。
除上以外，GCPW馈电微带天线和CPW馈电微带天线具有相同的构造，即，主辐射元件30、连接板35a和35b、次辐射元件40a和40b、第三和第四接地板GND3和GND4、以及馈电线20导电地覆盖在介电衬底10的顶平面上。
参照图8所示的微带馈电天线，第六接地板GND6设置在底部，介电衬底10层叠在第六接地板GND6的顶上。与CPW馈电微带天线或GCPW馈电微带天线相比，无接地板形成在介电衬底上，但主辐射元件30、连接板35a和35b、次辐射元件40a和40b、以及馈电线20导电地覆盖在介电衬底10的顶上。
在图6至8中，连接板35a和35b电性连接着主辐射元件30与次辐射元件40a和40b。然而，在辐射元件通过电磁耦合彼此间接连接时，主辐射元件30和次辐射元件40a和40b自然分开。在此情况下，连接板35a和35b是不必要的。
尽管图6至8示出主辐射元件30与次辐射元件40a和40b设置在相同平面上的实施例，但其仅是示意性的。即，主辐射元件30与次辐射元件40a和40b可以设置在不同的平面上。在此情况下，主辐射元件30与次辐射元件40a和40b彼此间接连接，或可以经孔(未示出)彼此直接连接。
根据图6至8所示的本发明的实施例，蚀刻馈电线20的顶端从而形成预定尺寸的槽(未示出)。优选但非必要地，狭缝可以是各种形状的。在蚀刻形成狭缝时，馈电线起到了用于阻抗匹配的匹配电路的作用。馈电线可连接有同轴电缆，且同轴电缆的中心导体(未示出)直接连接于天线100主辐射元件30的下端。外导体(未示出)直接连接至接地板GND1至GND6。
在现有技术天线中，天线的馈电单元采用开路短截线，从而形成相对于具体范围频率的阻抗匹配。然而，根据本发明实施例，狭缝通过蚀刻馈电线的顶端形成，因此无需诸如开路短截线的任何额外元件。
图9为根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的辐射元件的平面图。
如图9所示，辐射元件50包括主辐射元件30、以及多个次辐射元件40a和40b。主辐射元件30和次辐射元件40a和40b的上端分别具有矩形形状。尽管图9中的主辐射元件30和次辐射元件40a和40b的下端具有矩形形状，但其仅是示意性的。实际上，辐射元件的下端可具有包括锥形或倒三角形的各种形状。
主辐射元件30和次辐射元件40a和40b通过连接板35a和35b彼此电性连接。连接板35a和35b可形成在主、次辐射元件30以及40a和40b的上端、中间和下端。若辐射元件通过介质诸如电磁耦合彼此间接连接，主辐射元件30和次辐射元件40a和40b自然分开。在此情况下，连接板35a和35b是不必要的。
主辐射元件30和次辐射元件40a和40b通过蚀刻一个导体板并在其间形成狭缝而制成。这种类型的结构称作“槽口”结构。
为方便说明槽口结构，示出了主辐射元件30的右下端、右侧连接板35b、以及右侧次辐射元件40b的左下端。
如图9所示，槽口结构可形成为各种类型。例如，(I)示出了侧边ABBC和CD彼此以直角相交的结构；而(II)示出了侧边AB和BC以直角相交，侧边BC和CD形成(90°+θ1)角的结构。
(III)示出了侧边BC和CD彼此垂直，侧边BC和AB形成(90°+θ2)角的结构；而(IV)示出了侧边AB和BC形成(90°+θ3)角，侧边BC和AB形成(90°+θ4)角的结构，其中θ1、θ2、θ3和θ4为任意角。
侧边AB的长度，即H1，为天线输入阻抗的控制因素。换言之，若侧边AB的长度(或H1)增大，天线的宽带特性受限，而低频辐射图形变扭曲。同时，若H2增大，高频辐射图形逐渐改善至预定限度，但在H2超出预定长度时，辐射图形再次扭曲。
图10示出了图9的另一实施例。
参照图10，主辐射元件30和次辐射元件40a和40b可以彼此分开。在此情况下，主辐射元件30和次辐射元件40a和40b通过电磁耦合彼此间接连接。
如图10所示，主辐射元件30设置在x轴上，而次辐射元件40a和40b相对于xz平面对称。应注意，多于两个次辐射元件可以相对于xz平面对称布置。
另外，可以在介电衬底10上形成额外的次辐射元件45a和45b。例如，在图10中，额外的次辐射元件45a和45b分别间接连接在彼此分开的主辐射元件30或次辐射元件40a和40b。然而，或者额外的次辐射元件45a和45b可以通过连接板(未示出)直接连接至主辐射元件30和次辐射元件40a和40b。另外，主辐射元件30和次辐射元件40a和40b、以及额外的次辐射元件45a和45b可以全部通过连接板彼此直接连接。
除图10所示的形状以外，额外的次辐射元件45a和45b可以形成各种形状，例如，矩形、十字形和“T”形。
图11为图6的平面图。参照图11，主辐射元件30的上端具有矩形形状，主辐射元件30底部的短侧直接连接于馈电线20顶的短侧。具体而言，图11示出了其中主辐射元件30底部的短侧的长度a比馈电线20顶的短侧的长度c长的辐射元件。优选但非必要地，馈电线20长侧的长度L约为55mm。
在本发明的实施例中，主辐射元件30底部的短侧的长度a长于或等于馈电线20顶的短侧的长度c。即，a≥c。尽管图11示出了矩形下端的主辐射元件30，但锥形或倒三角形的下端也是可以的。
次辐射元件40a和40b的上端形状可以是任意的，但为了减小天线100的尺寸，优选其具有矩形形状。另外，次辐射元件40a和40b的下端不必限于矩形形状，而是可以为诸如锥形或倒三角形的各种形状。
若次辐射元件40a和40b直接连接于主辐射元件30，连接板35a和35b优选但非必要地具有锥形形状。即，逐渐减小设置得比连接板35a和35b还要低的次辐射元件40a和40b的宽度。次辐射元件40a和40b长侧的长度小于或等于主辐射元件30长侧的长度d。优选但非必要地，主辐射元件30长侧的长度d约为11.5mm。
天线的宽度W1即主辐射元件短侧的长度a、连接板的长度b、以及次辐射元件短侧的长度e之和。如图11所示，W1＝a+2b+2e≈6.272mm。
接地板GND由宽平导体构成。接地板GND的形状根据使用的馈电结构改变。换言之，在微带馈电的情况下，接地板GND6通过在介电衬底的底部覆盖导电板形成。
在CPW馈电微带天线中，第一和第二接地板GND1和GND2设置在介电衬底上，其每一个在馈电线的两侧隔开。同时，在GCPW馈电微带天线中，第五接地板GND5形成在介电衬底的底部，第三和第四接地板GND3和GND4，类似于CPW馈电微带天线中的，设置在介电衬底上，其每一个在馈电线的两侧隔开。
优选但非必要地，接地板GND1至GND6的宽度W2约为35mm。然而，接地板GND1至GND6的尺寸可以根据使用何种的小型化超宽带微带天线100而改变。
下面将说明本发明的工作原理。
通过微带馈电天线、CPW馈电天线或GCPW馈电天线发送的电磁能，以TEM或准TEM模式发送至辐射元件50。此发送的能量表示为辐射元件50表面的电流。
图12A和12B示出了根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的电流分布，其中天线的振幅和天线的相位分别为1和0度。
更加具体而言，图12A示出了中心频率为5GHz时的电流分布。参照图12A，电流主要在主辐射元件30下端周围引入。图12B示出了中心频率为10GHz时的电流分布。参照图12B，电流通过连接板35a和35b甚至引入了次辐射元件40a和40b的特定区域。
然后，产生了垂直于电流的电磁场，结果，由天线辐射出球形电磁波。
图13A和13B为在球坐标系上绘出的示出根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的辐射图的三维视图。更具体而言，图13A示出了球形的辐射图形，其中该图形是在5GHz的中心频率下计算的。图13B示出了椭圆形的辐射图形，其中该图形是在10GHz的中心频率下计算的。
图14为示出根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的插入损失(S11)的曲线图。如图14所示，由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内的插入损失S11小于10dB，使得本发明的天线满足UWB范围。
图15示出了在史密斯图上绘制的图14的插入损失(S11)。该图示出了对于不同的频率，在施加标准输入功率时的频率轨迹，以及天线振幅和相位。
图16为示出根据本发明一方面的小型化超宽带微带天线的VSWR的曲线图。如图16所示，由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内的VSWR小于2.0，即本发明的天线满足UWB范围。
对于构造根据本发明实施例的具有额外次辐射元件的天线中，由3.0GHz延伸至18GHz的频率范围内的VSWR可以减小至低于2.0。由此，可以获得出色的宽带特性。
因此，可以构造在期望频率范围内不具有反射的小型化超宽带微带天线。
总之，根据本发明一方面，可以构造与介电衬底组合的小型化超轻天线。另外，使用PCB工艺，微带天线可以更容易和节约成本地制造。
另外，根据本发明一方面，除主辐射元件以外，天线包括额外的次辐射元件，由此可以实现UWB范围中的多相辐射。
根据本发明一方面，天线具有用于辐射元件的改善槽口结构。由此，轻易地调整频率范围，并控制多相频带和带阻特性。
根据本发明另一方面，可以与辐射频率改变无关地改变电流分布，通过这些改变，还可以改变辐射区域。按此方式，可改善带宽的辐射图形。
最后，本发明的微带天线可以有利地用于采用电磁脉冲的高速无线电通讯天线。这是因为，在本发明的天线中，发送/接收不同频率脉冲的时间延迟与现有的天线相比更加不明显，脉冲不易失真。
尽管已经示出和介绍了本发明的几个实施例，本领域技术人员应理解，可以在不脱离本发明的原理和范围的情况下对这些实施例进行改动，本发明的范围由权利要求及其等效物限定。

Claims (42)

1.一种小型化超宽带微带天线，包括：
介电衬底；
馈电线，设置在介电衬底上，并提供由外功率源供入的电磁能；
主辐射元件，辐射由馈电线输入的电磁能；以及
至少一个次辐射元件，设置在主辐射元件附近，用于多相辐射，
其中，所述馈电线、所述主辐射元件和所述次辐射元件形成在相同的平面上。
2.根据权利要求1的天线，还包括：
至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至该次辐射元件。
3.根据权利要求1的天线，其中主辐射元件的上端具有矩形形状，次辐射元件相对于主辐射元件对称布置，而每个次辐射元件的上端具有矩形形状来减小天线尺寸。
4.根据权利要求3的天线，其中次辐射元件长侧的长度小于或等于主辐射元件长侧的长度。
5.根据权利要求2的天线，其中馈电线包括通过蚀刻工艺形成的至少一个预定尺寸的槽口。
6.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件的一个下侧与连接板形成90°角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成90°角。
7.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件的一个下侧与连接板形成90°角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成(90°+θ1)角，其中θ1为预定角。
8.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件的一个下侧与连接板形成(90°+θ2)角，其中θ2为预定角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成90°角。
9.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件的一个下侧与连接板形成(90°+θ3)角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成(90°+θ4)角，其中θ3和θ4为预定角。
10.根据权利要求1的天线，其中，用特征“主辐射元件和次辐射元件设置在不同的平面上”代替特征“所述馈电线、所述主辐射元件和所述次辐射元件形成在相同的平面上”。
11.根据权利要求1的天线，其中主辐射元件和次辐射元件通过电磁耦合彼此间接连接，并且以预定距离隔开。
12.根据权利要求1的天线，其中介电衬底为具有约4.4的相对介电常数εr的环氧层叠衬底。
13.根据权利要求1的天线，其中主辐射元件长侧的长度约为11.5mm。
14.根据权利要求1的天线，其中馈电线长侧的长度约为55mm。
15.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件短侧的长度、连接板的长度和次辐射元件短侧的长度之和约为6.272mm。
16.根据权利要求2的天线，其中连接板形成在主、次辐射元件的上端、中间或下端。
17.根据权利要求1的天线，还包括：
多个接地板，设置在介电衬底上面，每个相对于馈电线以预定的距离对称地隔开。
18.根据权利要求17的天线，还包括：
接地板，具有预定尺寸，设置在介电衬底的底面。
19.根据权利要求1的天线，还包括：
接地板，具有预定尺寸，设置在介电衬底的底部。
20.根据权利要求1的天线，其中在由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内，插入损失小于10dB。
21.根据权利要求1的天线，其中由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内的电压驻波比VSWR小于2.0。
22.根据权利要求1的天线，其中若中心频率为5GHz，电流引入于主辐射元件的下端。
23.根据权利要求1的天线，其中若中心频率为5GHz，电流引入于主辐射元件和次辐射元件的一部分。
24.根据权利要求2的天线，其中若中心频率为10GHz，电流引入于主辐射元件、连接板、以及次辐射元件的一部分。
25.根据权利要求1的天线，还包括：
至少一个额外的次辐射元件，设置在预定的位置，用于改善天线的宽带特性。
26.根据权利要求25的天线，其中由3.0GHz延伸至18GHz的频率范围内的电压驻波比VSWR小于2.0。
27.根据权利要求25的天线，还包括：
多个连接板，电性连接主辐射元件、次辐射元件和额外的次辐射元件。
28.根据权利要求25的天线，还包括：
至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。
29.根据权利要求25的天线，还包括：
至少一个连接板，将次辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。
30.根据权利要求25的天线，其中额外的次辐射元件设置在与主辐射元件或次辐射元件相同的平面上。
31.根据权利要求25的天线，其中额外的次辐射元件设置在与主辐射元件和次辐射元件相同的平面上。
32.根据权利要求2的天线，还包括：
至少一个额外的次辐射元件，设置在预定的位置，用于改善天线的宽带特性。
33.根据权利要求32的天线，其中次辐射元件和额外的次辐射元件通过电磁耦合彼此间接连接，并以预定距离隔开。
34.根据权利要求32的天线，还包括：
至少一个另外的连接板，将次辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。
35.根据权利要求32的天线，其中额外的次辐射元件设置在与主辐射元件或次辐射元件相同的平面上。
36.根据权利要求32的天线，其中额外的次辐射元件设置在与主辐射元件和次辐射元件相同的平面上。
37.根据权利要求1的天线，其中主辐射元件和次辐射元件通过电磁耦合彼此连接。
38.根据权利要求1的天线，其中馈电线连接于同轴电缆，同轴电缆的中心导体连接至天线主辐射元件的下端，外导体连接至接地板。
39.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件、连接板、以及次辐射元件为导体。
40.根据权利要求2的天线，其中主辐射元件、连接板、以及次辐射元件镀覆有锡。
41.根据权利要求1的天线，其中主辐射元件和次辐射元件经孔彼此连接。
42.根据权利要求1的天线，其中印刷电路板PCB工艺应用于制造该天线。
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