CN100592572C - 双频天线 - Google Patents

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Abstract

一种双频天线,设置于一基板上,用于接收及发射不同频段的电磁波信号,所述双频天线包括:一接地层、一馈入部、一本体以及一开路-短路转换体。本体包括一第一辐射体和一第二辐射体。第一辐射体包括一波浪状结构、一第一开路端以及一第一连接端。第一辐射体的波浪状结构是设置于第一开路端与第一连接端之间,第一连接端与馈入部电性连接。第二辐射体包括一第二连接端以及一第二开路端。第二辐射体的第二连接端与第一辐射体的第一连接端相连接成为一交接处,第二开路端与第一辐射体的第一开路端形成一电容性负载。开路-短路转换是设置在本体与接地层之间。上述波浪状结构和上述电容性负载可有效减小所述双频天线的体积。

Description

双频天线
【技术领域】
本发明涉及一种天线,尤其涉及一种双频天线。
【背景技术】
近年来,由于移动通讯产品的市场需求大增,使得无线通讯的发展更为快速,在众多无线通讯标准中,最引人注目的为美国电子电机工程师协会(以下简称:IEEE)802.11无线局域网络(Wireless Local Area Network)协议,IEEE802.11协议是制定于1997年间,该协议不仅提供了无线通讯上许多前所未有的功能,还提供了可令各种不同品牌无线产品得以相互沟通的解决方案。该协议的制定无疑为无线通讯的发展开启了一个新的里程碑。
然而,在2000年8月间,IEEE为令802.11协议能成为美国电子电机工程师协会(IEEE)/美国国家标准协会(ANSI)及国际标准组织(ISO)/国际电子技术公会(IEC)间的联合标准,乃对其作了更进一步修订,其修订内容中增加了两项重要的内容,即IEEE802.11a协议及IEEE802.11b协议,根据两项协议的规定,在扩展的标准实体层中,其工作频带必须分别设置在5GHz及2.4GHz,故当无线通讯产品欲同时使用该两种通讯协议时,传统天线即无法满足此一需求,而必须根据频带上的要求,安装多个天线。然而,此举不仅增加了零件成本和安装程序,更需在无线通讯产品上腾出较多的空间以安装天线,致使无线通讯产品的体积始终无法轻易缩小以符合轻薄短小设计的趋势。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种双频天线,使天线所占据的体积有效缩小,其工作频带可供IEEE802.11a/b/g使用。
本发明提供的双频天线,设置于一基板上,用于接收及发射不同频段的电磁波信号,所述双频天线包括:一接地层、一馈入部、一本体以及一开路-短路转换体。本体包括一第一辐射体和一第二辐射体。第一辐射体包括一波浪状结构、一第一开路端以及一第一连接端。第一辐射体的波浪状结构是设置于第一开路端与第一连接端之间,第一连接端与馈入部电性连接。第二辐射体包括一第二连接端以及一第二开路端。第二辐射体的第二连接端与第一辐射体的第一连接端相连接成为一交接处,第二开路端与第一辐射体的第一开路端形成一电容性负载。开路-短路转换是设置在本体与接地层之间,包括支撑部和平面部,且开路-短路转换体在平面部上包括多个弯折部。上述波浪状结构和上述电容性负载可有效减小所述双频天线的体积。第一辐射体与开路-短路转换体构成第一平面倒F型天线,第二辐射体与所述开路-转换体构成第二平面倒F型天线,其中开路-短路转换体起到开路端与短路端相互转换的作用,且通过增加开路-短路转换体,使所述双频天线比没有增加开路-短路体的双频天线接收和发射信号的能力强。
通过以下对具体实施方式详细的描述结合附图,将可轻易的了解上述内容及此项发明的诸多优点。
【附图说明】
图1是本发明双频天线的第一实施方式示意图。
图2是本发明双频天线的第二实施方式示意图。
图3是本发明双频天线的第三实施方式示意图。
图4是本发明双频天线的反射损耗(Return Loss)测试图。
图5是本发明双频天线工作于2.45GHz频率所测的辐射场型图。
图6是本发明双频天线工作于5.0GHz频率所测的辐射场型图。
图7是本发明双频天线工作于5.5GHz频率所测的辐射场型图。
图8是本发明双频天线工作于6.0GHz频率所测的辐射场型图。
【具体实施方式】
图1是本发明双频天线的第一实施方式示意图。所述双频天线设置于基板600上,其包括本体100、开路-短路转换体200、支撑导体300、馈入部400以及接地层500。所述本体100呈一有开口的多边形,其包括第一辐射体110和第二辐射体120,且第一辐射体110与第二辐射体120为一体成形。第一辐射体110包括第一开路端111、第一连接端112以及波浪状结构115。波浪状结构115设置于第一开路端111与第一连接端112之间。第二辐射体120包括第二开路端121以及第二连接端122。第一连接端112与第二连接端122相连接成为交接处130。第一开路端111与第二开路端121分别为悬空,且第一开路端111和第二开路端121形成电容性负载140。在第一辐射体110和第二辐射体120的交界处130由支撑导体300支撑于基板600的上方。支撑导体300包括垂直部310和水平部320,垂直部310与第一辐射体110和第二辐射体120的交接处130电性垂直连接,水平部320设于基板600上,并与馈入部400电性连接。开路-短路转换体200与第一辐射体110位于馈入部400的同一侧。开路-短路转换体200包括支撑部210、平面部220以及多个弯折部225。弯折部225位于平面部220上,其可有效缩小双频天线的体积。支撑部210与第一辐射体110和第二辐射体120的交接处130相连接。平面部220印刷于基板600上,与接地层500相连接。
第一辐射体110与开路-短路转换体200构成第一平面倒F型天线,第二辐射体120与开路-短路转换体200构成第二平面倒F型天线。开路-短路转换体200在第一平面倒F型天线和第二平面倒F型天线中起到开路端与短路端相互转换的作用,且通过增加开路-短路转换体200,使双频天线比没有增加开路-短路体200的双频天线接收和发射信号的能力强。由于第一辐射体110的长度比第二辐射体120的长度长,故第一平面倒F型天线工作在较低的频率,第二平面倒F型天线工作在较高的频率。在本实施方式中,双频天线的工作频宽可供IEEE802.11a/b/g使用,其中第一平面倒F型天线可工作在2.45GHz(IEEE802.11b/g),第二平面倒F型天线可工作在5GHz(IEEE802.11a)。
需注意的是,第一辐射体110的开路端111和第二辐射体120的开路端121所形成的电容性负载140所产生的电磁场的扰动可供低频带与高频带来共用,有效地减少低频带与高频带的共振长度,从而有效减小了天线的体积。在第一辐射体110的第一连接端112与第一开路端111之间的波浪状结构115可保持所述辐射体在谐振的前提下,使辐射体两端之间的直线距离缩短,从而有效的缩小天线的体积,且波浪状结构115会产生耦合效应,可增强其辐射场型。
图2是本发明双频天线的第二实施方式示意图。在此实施方式中,开路-短路转换体200与第二辐射体120位于馈入部400的同一侧,其余的构成组件均与第一实施方式相同,且这些组件具有相同的布局与功能。
图3是本发明实施例的第三实施方式示意图。此实施方式是在第一实施方式的基础上,在第二辐射体120的第二连接端122与第二开路端121之间增加一波浪状结构125。波浪状结构125与第一辐射体110上的波浪状结构115作用相同,其余的构成组件均与第一实施方式相同,且这些组件具有相同的布局与功能。
图4是本发明双频天线的反射损失(Return Loss)测试图。由图可知,该双频天线在第一频率区段410(约2.45GHz)和第二频率区段420(约5-6GHz)可供使用者运用。以应用在无线局域网络为例,较低频的第一频率区段410可运用在IEEE802.11b/g,而较高频的第二频率区段420则可运用在IEEE802.11a。
图5至图8是对本发明双频天线分别工作于频率为2.45GHz、5.0GHz、5.5GHz及6.0GHz所测得的辐射场型图。由测试结果可知,四种工作频率下本发明双频天线的垂直辐射场型均为全向性(Omni-Directional)。
本发明虽以较佳实施方式阐明如上,但此双频天线的结构并非限定只使用于IEEE802.11,只要放大或缩小尺寸并加以调整,即可任意变更为各式双频天线。

Claims (13)

1.一种双频天线,设置于一基板上,用于接收及发射不同频段的电磁波信号,所述双频天线包括:一设置于所述基板上的接地层;一邻近于所述接地层的馈入部,用以输入信号;一电性连接于所述馈入部的本体;
其特征在于:所述双频天线还包括有一设置于所述本体与所述接地层之间的开路-短路转换体,所述开路-短路转换体包括支撑部和平面部,且所述开路-短路转换体在所述平面部上包括多个弯折部;
所述本体包括:一第一辐射体,包括一波浪状结构、一第一开路端以及一第一连接端,所述波浪状结构是设置于所述第一开路端以及所述第一连接端之间,所述第一连接端与所述馈入部电性连接;以及一第二辐射体,包括一第二连接端,与该第一辐射体的第一连接端相连接成为一交接处,以及一第二开路端,与所述第一辐射体的第一开路端形成一电容性负载。
2.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述双频天线还包括一支撑导体,用以支撑所述本体,设置于所述本体及所述馈入部之间。
3.如权利要求2所述的双频天线,其特征在于:所述支撑导体包括一垂直部和一水平部,所述水平部与所述垂直部相连接,其中,所述垂直部与所述第一辐射体和所述第二辐射体的交接处电性连接,所述水平部与所述馈入部电性连接。
4.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述第一辐射体与所述开路-短路转换体构成第一平面倒F型天线。
5.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述第二辐射体与所述开路-短路转换体构成第二平面倒F型天线。
6.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述第一辐射体的长度比所述第二辐射体的长度长。
7.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述开路-短路转换体与所述第一辐射体位于所述馈入部的同一侧。
8.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述开路-短路转换体与所述第二辐射体位于所述馈入部的同一侧。
9.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述支撑部与所述第一辐射体和所述第二辐射体的交接处相连接,所述平面部印刷于所述基板上,与所述接地层相连接。
10.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述第二辐射体更包括一波浪状结构,设置于所述第二连接端与所述第二开路端之间。
11.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述波浪状结构为梳状形、W形、S形或U形。
12.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述第一开路端与所述第二开路端分别为悬空。
13.如权利要求1所述的双频天线,其特征在于:所述第一辐射体与所述第二辐射体为一体成形。
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