CN101060194A - 印刷式天线 - Google Patents

Abstract

一种印刷式天线，包括接地金属面、用于收发电磁波信号的辐射部、用于向辐射部馈入电磁波信号的信号输入线以及用于阻抗匹配的短路体。所述信号输入线与辐射部电性连接。所述短路体与辐射部以及接地金属面电性连接。其中，辐射部与短路体在接地金属面上的投影相互重叠。本发明的印刷式天线在不影响性能的前提下，能够有效的缩小印刷式天线占据的面积。

Description

印刷式天线

【技术领域】

本发明涉及一种天线，尤其涉及一种应用于无线通信设备上的天线。

【背景技术】

无线通信设备如移动电话、无线网卡、AP(Access Point，接入点)等，其基于电磁波无线传输信号，从而无需采用连接缆线即可实现远程通信。

在无线通信设备中，用于发射和接收射频信号的天线为关键元器件之一，其辐射效率、方向性、频宽和阻抗匹配等特性对无线通信设备的效能影响较大。目前天线可分为外置式天线和内置式天线两类，由于内置式天线使得无线通信设备外形简洁，避免了由于天线外置而受外物碰撞产生弯曲、折断的可能性，因而内置式天线成为无线通信设备应用的趋势。目前在内置式天线中，低温共烧陶瓷(Low Temperatured Cofired Ceramic，LTCC)制程天线具有良好的高频及温度特性，然，其缺点在于价格昂贵，从而无法有效降低成本。印刷于电路板上的平面型天线具有小巧轻薄与成本低廉的优点，因而其应用日趋广泛。

平面型天线的设计有很多，较为常见的例如平面倒F型天线(PlanarInverted-F Antenna)。一般而言，平面倒F型天线设置在电路板上形成近似F型的印刷电路，用于接收发送射频信号。请参阅图1，所示为现有技术的平面倒F型天线架构示意图。所述平面倒F型天线具有辐射部10′与短路残段20′。所述辐射部10′包括第一辐射段12′以及第二辐射段14′。所述短路残段20′包括第一短路段22′以及第二短路段24′。辐射部10′通过第一辐射段12′及第二辐射段14′电性连接形成谐振器。此种平面印刷式天线利用谐振器的尾部加上单端短路残段20′来达到阻抗匹配，但此种设计会使天线占据的面积较大，而且依据天线设计原理，平面倒F型天线的辐射部10′的馈电路径长度须以射频信号工作波长的1/4为原则，因而天线所占据的面积无法有效缩小。然，现今无线通信设备愈来愈朝小型化方向发展，故如何进一步缩小面积乃现今天线设计的一大挑战。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种印刷式天线，以在不影响性能的前提下具有较小体积。

一种印刷式天线，包括接地金属面、用于收发电磁波信号的辐射部、用于向所述辐射部馈入电磁波信号的信号输入线以及用于阻抗匹配的短路体。所述信号输入线与所述辐射部电性连接。所述短路体与所述辐射部以及所述接地金属面电性连接。其中，所述辐射部与所述短路体在接地金属面上的投影相互重叠。

上述印刷式天线将具有弯折形状的辐射部与短路体在接地金属面上的投影相互重叠的方式，可有效减小印刷式天线所占的体积。

【附图说明】

图1为现有技术的平面倒F型天线的示意图。

图2为本发明实施方式中印刷式天线的示意图。

图3为经电磁模拟所得本发明实施方式中印刷式天线的反射损耗测试图。

图4为经电磁模拟所得本发明实施方式中印刷式天线工作于2.45GHz频率的辐射场方向图。

【具体实施方式】

请参阅图2，所示为本发明实施方式中印刷式天线的示意图。

印刷式天线包括辐射部10、短路体20、信号输入线30以及接地金属面40。

辐射部10用于收发电磁波信号，其包括第一辐射段12、第二辐射段14以及第三辐射段16。第一辐射段12、第二辐射段14与第三辐射段16依次相连形成所述辐射部10。其中，第一辐射段12与第三辐射段16分别自第二辐射段14的两端向相反的方向垂直延伸。

信号输入线30与辐射部10的第一辐射段12相连，用于向辐射部10馈入电磁波信号，并且信号输入线30与第一辐射段12位于同一直线上。在本实施方式中，信号输入线30为50欧姆的传输线。接地金属面40分布于信号输入线30的两侧。

短路体20包括第一短路段22与第二短路段24。第一短路段22与第二短路段24电性连接，用于达到所述印刷式天线的阻抗匹配。其中，第二短路段24与接地金属面40的一个接地贯孔(未图示)相连，用于接地。

第二辐射段14与短路体20的第一短路段22分别自第一辐射段12向相同的方向垂直延伸。在本发明的其它实施方式中，第二辐射段14与短路体20的第一短路段22亦可自第一辐射段12向相同的一侧沿其它的角度延伸。亦即，辐射部10与短路体20在接地金属面40上的投影重叠。其中，短路体20的第一短路段22自所述第一辐射段12的中部向外延伸。所述第二辐射段14自第一辐射段12的一端，并且沿与短路体20的第一短路段22相同的延伸方向延伸。

其中，第一辐射段12与第三辐射段16以及短路体20的第二短路段24，三者相互平行。第二辐射段14与短路体20的第一短路段22相互平行。

上述辐射部10、短路体20、信号输入线30以及接地金属面40均设置于电路基板上。所述辐射部10的馈电路径长度须为射频信号工作波长的1/4。在本实施方式中，所述馈电路径指电磁波信号经过第一辐射段12、第二辐射段14以及第三辐射段16的路径。

在本实施方式中，辐射部10的第一辐射段12的长度L₁为8mm(毫米)，宽度W₁为0.53mm。辐射部10的第二辐射段14的长度L₂与宽度W₂分别为13.47mm与2mm。辐射部10的第三辐射段16的长度L₃与宽度W₃分别为6mm与2mm。短路体20的第一短路段22的长度L₄与宽度W₄分别为10.47mm与1mm。短路体20的第二短路段24的长度L₅与宽度W₅分别为4mm与1mm。

此种印刷式天线，利用具有弯折形状的辐射部10与短路体20在接地金属面上的投影相互重叠的方式，可具有好的全向式辐射特性，而且可以有效减小印刷式天线所占的体积。

请参阅图3，所示为经电磁模拟所得本发明实施方式中印刷式天线的反射损耗(Return Loss)测试图。本发明实施方式的印刷式天线应用于802.11b/g的工作频段，即应用于2.4～2.5GHZ之间的频段。由图示可知，其反射损耗均小于-10dB。

图4所示为经电磁模拟所得本发明实施方式中印刷式天线工作于2.45GHz频率的辐射场方向图，该方向图包括了水平面方向图和垂直面方向图。由图可知，本发明实施方式的印刷式天线在各角度的辐射皆比较均匀，其最大增益可达到1.6dB。

在本发明的其它实施方式中，通过改变印刷式天线的长度与宽度，即可应用于其它工作频段。

Claims (10)

1.一种印刷式天线，其特征在于包括：

接地金属面；

辐射部，用于收发电磁波信号；

信号输入线，与所述辐射部电性连接，用于向所述辐射部馈入电磁波信号；

用于阻抗匹配的短路体，与所述辐射部以及所述接地金属面电性连接；

其中所述短路体与所述辐射部在接地金属面上的投影相互重叠。

2.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于所述辐射部包括依次电性连接的第一辐射段、第二辐射段以及第三辐射段。

3.如权利要求2所述的印刷式天线，其特征在于所述辐射部的第二辐射段与所述短路体分别自所述第一辐射段垂直延伸。

4.如权利要求2所述的印刷式天线，其特征在于所述第一辐射段与所述第三辐射段分别自所述第二辐射段的两端向相反的方向垂直延伸。

5.如权利要求2所述的印刷式天线，其特征在于所述短路体包括第一短路段以及第二短路段，所述第一短路段与所述辐射部电性连接，所述第二短路段的一端与所述第一短路段电性连接，另一端与所述接地金属面电性连接。

6.如权利要求5所述的印刷式天线，其特征在于所述第一辐射段、所述第三辐射段与所述第二短路段相互平行。

7.如权利要求2所述的印刷式天线，其特征在于所述信号输入线与所述第一辐射段位于同一直线上。

8.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于所述接地金属面分布于所述信号输入线的两侧。

9.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于所述辐射部的馈电路径长度为射频信号工作波长的1/4。

10.如权利要求9所述的印刷式天线，其特征在于所述馈电路径为电磁波信号通过所述辐射部的路径。

Images