CN101174730A - 印刷式天线 - Google Patents

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Abstract

一种印刷式天线设置于基板。基板包括第一表面及第二表面。印刷式天线包括辐射体、馈入线及第一接地金属面。辐射体设置于第一表面，其包括第一辐射部及第二辐射部。第一辐射部呈折叠状，其包括开路端及连接点。开路端及连接点分别位于第一辐射部两端。第二辐射部一端电性连接于连接点，另一端与开路端之间形成第一间隔。馈入线电性连接于连接点。第一接地金属面设置于第二表面。第一接地金属面通过导电过孔电性连接于第二辐射部。此天线利用具有折叠状的第一辐射部，保证辐射体的等效电流路径长度为工作频段电磁波的四分之一波长的前提下，减小辐射体尺寸，第二辐射部与第一辐射部之间形成的第一间隔会产生电容性负载，可以进一步减小辐射体尺寸。

Description

印刷式天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种印刷式天线。
背景技术
无线通讯设备如行动电话、无线网络卡、AP(Access Point，接入点)等，其基于电磁波无线传输讯号，从而无需采用连接缆线即可实现远程通讯。
在无线通讯设备中，用于发射和接收射频讯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讯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讯设备外形简洁，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讯设备应用的趋势。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。
请参阅图11，所示为一种先前的印刷式天线60的示意图。所述印刷式天线60设置于基板50上，其包括长条状辐射部62、短路接脚64、接地金属面69以及馈入线66。馈入线66由长条状辐射部62的大致中间位置延伸而出，并与短路接脚64相互平行。馈入线66与接地金属面69之间并不互相连接以避免发生短路现象。长条状辐射部62包括短路端624及开路端622。短路端624与开路端622分别位于长条状辐射部62的两端。短路接脚64的一端电性连接于短路端624，其另一端电性连接于接地金属面69。短路端624与开路端622之间的距离约为工作频段电磁波的四分之一波长为原则。
此种印刷式天线的尺寸长久以来一直受长条状辐射部62的实际长度必须为所属工作频段电磁波的四分之一波长的限制，使得此种印刷式天线60的尺寸无法有效的缩小，如此，影响了电子产品朝轻薄短小方向的发展。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足，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的尺寸。
一种印刷式天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述印刷式天线包括辐射体、馈入线及第一接地金属面。所述辐射体设置于所述基板的第一表面，其包括第一辐射部及第二辐射部。所述第一辐射部呈折叠状，其包括开路端及连接点。所述开路端及所述连接点分别位于所述第一辐射部的两端。所述第二辐射部的一端电性连接于所述连接点，另一自由端与所述开路端之间形成第一间隔。所述馈入线电性连接于所述连接点。所述第一接地金属面设置于所述基板的第二表面。所述第一接地金属面通过导电过孔(Via)电性连接于所述第二辐射部。
本发明的天线利用具有折叠形状的第一辐射部，可以在保证辐射体的等效电流路径长度为工作频段电磁波的四分之一波长的前提下，减小辐射体的尺寸，同时，第二辐射部与第一辐射部之间形成的第一间隔会产生电容性负载，可以进一步减小辐射体的尺寸。
附图说明
图1为本发明的印刷式天线的正面示意图。
图2为本发明的印刷式天线的反面示意图。
图3为本发明的印刷式天线的尺寸示意图。
图4为本发明的印刷式天线的反射损耗测试图
图5为本发明的印刷式天线工作于2.40GHz频率的水平方向的辐射场图。
图6为本发明的印刷式天线工作于2.45GHz频率的水平方向的辐射场图。
图7为本发明的印刷式天线工作于2.50GHz频率的水平方向的辐射场图。
图8为本发明的印刷式天线工作于2.40GHz频率的竖直方向的辐射场图。
图9为本发明的印刷式天线工作于2.45GHz频率的竖直方向的辐射场图。
图10为本发明的印刷式天线工作于2.50GHz频率的竖直方向的辐射场图。
图11为先前技术的印刷式天线的示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，图1为本发明实施方式中印刷式天线的正面示意图，图2为本发明实施方式中印刷式天线的反面示意图。
印刷式天线20设置于基板10上。基板10为印刷电路板，其包括第一表面102及与第一表面相对设置的第二表面。印刷式天线20包括辐射体21、馈入线22、第一接地金属面24及第二接地金属面25。在本实施方式中，印刷式天线20为直F型天线。
辐射体21设置于基板10的第一表面102，用于收发电磁波讯号，其包括第一辐射部212及第二辐射部214。第一辐射部212呈折叠状，其包括开路端2122及连接点2124。开路端2122及连接点2124分别位于第一辐射部212的两末端。第二辐射部214大致为L型，其一端电性连接于连接点2124，另一自由端与开路端2122之间形成第一间隔26。第二辐射部214包括短路端2142。短路端2142设置第二辐射部214的L型的直角处。短路端2142与开路端2122之间的等效电流路径长度约为工作频段电磁波的四分之一波长。
馈入线22为长条状，用于向辐射体21馈入电磁波讯号，其一端电性连接于连接点2124，另一端电性连接至匹配电路(图未示)。
第一接地金属面24设置于基板10的第二表面104，其通过导电过孔(Via)23电性连接于第二辐射部214的短路端2142。
第二接地金属面25设置于基板10的第一表面102，并邻近第二辐射部214，其与第二辐射部214之间形成第二间隔27。第二接地金属面25与馈入线22之间并不互相接触以避免发生短路现象。
请参阅图3，所示为本发明的印刷式天线的尺寸示意图。在本实施方式中，辐射体21的总宽度d1为5.9毫米，总长度d2为6.9毫米，辐射体21的微波线的宽度d3为0.4毫米，第一间隔的宽度d4为1.8毫米，第二间隔的宽度d5为0.4毫米。在本实施方式中各部件的尺寸不用限制本发明的保护范围，其数值可根据具体应用的需求变化。
本发明的印刷式天线20利用具有折叠形状的辐射部212，可以在保证辐射体21的等效电流路径长度为工作频段电磁波的四分之一波长的前提下，减小辐射体21的尺寸，同时，第二辐射部214与第一辐射部212之间形成的第一间隔26会产生一电容性负载，可以进一步减小辐射体21的尺寸。第二接地金属面25邻近第二辐射部214，其间形成第二间隔27，这样有利于提高印刷式天线20的增益。同时本发明的印刷式天线20具有好的全向式辐射特性。
请参阅图4，所示为本发明的印刷式天线20的反射损耗(Return Loss)测试图。本发明实施方式的印刷式天线20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。
请参阅图5、6及7，所示为本发明的印刷式天线20分别工作于2.40GHz、2.456Hz及2.506Hz频率的水平方向的辐射场图。由图可知，本发明实施方式的印刷式天线20在水平方向各角度的辐射符合应用要求。
请参阅图8、9及10，所示为本发明的印刷式天线20分别工作于2.40GHz、2.45GHz及2.50GHz频率的垂直方向的辐射场图。由图可知，本发明实施方式的印刷式天线20在垂直方向各角度的辐射符合应用要求。
本发明虽以较佳实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明。惟，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (8)

1.一种印刷式天线，设置于基板上，所述基板包括第一表面及与所述第一表面相对设置的第二表面，其特征在于：所述印刷式天线包括：
辐射体，设置于所述基板的第一表面，所述辐射体包括：
第一辐射部，呈折叠状，其包括开路端及连接点，所述开路端及所述连接点分别位于所述第一辐射部的两端；以及
第二辐射部，所述第二辐射部的一端电性连接于所述连接点，另一自由端与所述开路端之间形成第一间隔；
馈入线，电性连接于所述连接点；以及
第一接地金属面，设置于所述基板的第二表面，所述第一接地金属面通过导电过孔电性连接于所述第二辐射部。
2.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于：所述第二辐射部大致为L型。
3.如权利要求2所述的印刷式天线，其特征在于：所述第二辐射部包括短路端，位于所述第二辐射部的L型的直角处。
4.如权利要求3所述的印刷式天线，其特征在于：所述第一接地金属面通过所述导电过孔电性连接于所述第二辐射部的短路端。
5.如权利要求3所述的印刷式天线，其特征在于：所述短路端与所述第一辐射部的开路端之间的等效电流路径长度约为工作频段电磁波的四分之一波长。
6.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于：所述印刷式天线更包括第二接地金属面，设置于所述基板的第一表面。
7.如权利要求6所述的印刷式天线，其特征在于：所述第二接地金属面与所述第二辐射部之间形成第二间隔。
8.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于：所述印刷式天线为直F型天线。
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