CN101202378A - 双频单极天线 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种双频单极天线包含一第一辐射单元、一第二辐射单元、一馈入单元、一接地单元以及一导电单元。第一辐射单元是具有一第一端及与第一端相对设置的一第二端；第二辐射单元是与第一辐射单元的第一端电性连接并具有至少一弯折部，第二辐射单元与第一辐射单元实质并列设置；馈入单元是与第一辐射单元的第二端电性连接；接地单元是与馈入单元相对而设；导电单元是具有一导电体及一接地导体，其中，导电体是与馈入单元电性连接，而接地导体是与接地单元电性连接。能缩小天线长度而达到小型化，进而提升产品竞争力，此外还可升产品整体效能及产品应用性。

Description

双频单极天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是涉及一种双频单极天线。

背景技术

无线传输广泛地应用于电子产品，而为满足消费者需求，现今许多电子产品大多具有无线传输的功能。在无线传输系统中，天线是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品质外，还可以更进一步降低产品成本。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，因此在设计天线时亦需要加入许多因素的考量。

请参阅图1所示，一种现有习知的单频单极天线1是包含一第一辐射单元11、一第二辐射单元12及一第三辐射单元13。第一辐射单元11、第二辐射单元12及第三辐射单元13是依序相连设置，且设置于一基板15上，其中，第二辐射单元12是呈连续弯折状，且第二辐射单元12的二端是分别与第一辐射单元11及第三辐射单元13连结。另外，单频单极天线1更包含一接地单元14，其是与第一辐射单元11相对而设且具有一接地部141，而在第一辐射单元11上是设置有一与接地部141相对而设的馈入部111。

在单频单极天线1中，第一辐射单元11、第二辐射单元12及第三辐射单元13是产生频率共振以操作于一频段，其是为符合电机电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronic Engineers，IEEE)802.11b/g规范的2.4GHz。然而，由于其仅具有单一的操作频段，因此会限制其应用范围；此外，由于第一辐射单元11、第二辐射单元12及第三辐射单元13是依序相连设置，故单频单极天线1不易小型化，以致无法合适地应用在目前体积越来越小化的电子产品之中，因而降低产品竞争力。

因此，如何提供一种具有双操作频段且小型化的双频单极天线，进而提升整体效能及产品竞争力，实为当前重要课题之一。

由此可见，上述现有的单频单极天线在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的双操作频段且小型化的双频单极天线，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的单频单极天线存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的双操作频段且小型化的双频单极天线，能够改进一般现有的单频单极天线，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的单频单极天线存在的缺陷，而提供一种新型的双频单极天线，所要解决的技术问题是使其具有双操作频段、并小型化，进而提升整体效能及产品竞争力的功效，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种双频单极天线，其特征在于包含：一第一辐射单元，是具有一第一端及与该第一端相对设置的一第二端；一第二辐射单元，是与该第一辐射单元的该第一端电性连接，并实质与该第一辐射单元并列设置，且该第二辐射单元是具有至少一弯折部；一馈入单元，是与该第一辐射单元的该第二端电性连接；一接地单元，是与该馈入单元相对而设；以及一导电单元，是具有一导电体及一接地导体，该导电体是与该馈入单元电性连接，该接地导体是与该接地单元电性连接。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的双频单极天线，其中所述的第二辐射单元具有复数个弯折部时，上述弯折部是呈方波状、锯齿状或波浪状。

前述的双频单极天线，其中所述的第二辐射单元的边长长度是大于该第一辐射单元的边长长度。

前述的双频单极天线，其中所述的第一辐射单元是操作于一第一频段，该第一辐射单元及该第二辐射单元是操作于一第二频段。

前述的双频单极天线，其中所述的第一辐射单元的长度是实质为该第一频段的波长的四分之一。

前述的双频单极天线，其中所述的第一频段的频宽约在1.75GHz至2.2GHz之间，该第二频段的频宽约在820MHz至960MHz之间。

前述的双频单极天线，其中所述的第一辐射单元及该第二辐射单元的长度和是实质为该第二频段的波长的二分之一。

前述的双频单极天线，其中所述的导电单元更具有一第一绝缘层及一第二绝缘层，该第一绝缘层是设置于该导电体及该接地导体之间，该第二绝缘层是设置于该导电单元的最外层，导电单元是为一同轴传输线。

前述的双频单极天线，其特征在于更包含一基板，该第一辐射单元及该第二辐射单元是设置于该基板上，该基板是为一印刷电路板。

前述的双频单极天线，其中所述的馈入单元是枢设于一接口卡，该接口卡是为一网络卡。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明双频单极天线至少具有下列优点：承上所述，因依本发明的一种双频单极天线的第一辐射单元及第二辐射单元是并列设置，故与现有习知技术相较，更能缩小天线长度而达到小型化，进而提升产品竞争力。此外，双频单极天线藉由第一辐射单元的谐振而操作于一第一频段，并藉由第一辐射单元与第二辐射单元的谐振而操作于一第二频段，而达到双操作频段的目的，进而提升整体效能及产品应用性。

综上所述，本发明是有关于一种双频单极天线包含一第一辐射单元、一第二辐射单元、一馈入单元、一接地单元以及一导电单元。第一辐射单元是具有一第一端及与第一端相对设置的一第二端；第二辐射单元是与第一辐射单元的第一端电性连接并具有至少一弯折部，第二辐射单元与第一辐射单元实质并列设置；馈入单元是与第一辐射单元的第二端电性连接；接地单元是与馈入单元相对而设；导电单元是具有一导电体及一接地导体，其中，导电体是与馈入单元电性连接，而接地导体是与接地单元电性连接。能缩小天线长度而达到小型化，进而提升产品竞争力，此外还可升产品整体效能及产品应用性。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的单频单极天线具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为一种现有习知的单频单极天线的一示意图；

图2为依据本发明较佳实施例的一种双频单极天线的一示意图；

图3为依据本发明较佳实施例的一种双频单极天线设置于一基板的一示意图；

图4为依据本发明较佳实施例的一种双频单极天线的返回损失的一量测图；

图5A、图6A、图7A、图8A及图9A是依序为本发明较佳实施例的双频单极天线操作于1.75GHz、1.86GHz、1.98GHz、2.14GHz及2.17GHz时在E-Plane的辐射场型图；

图5B、图6B、图7B、图8B及图9B是依序为本发明较佳实施例的双频单极天线操作于1.75GHz、1.86GHz、1.98GHz、2.14GHz及2.17GHz时在H-Plane的辐射场型图；

图10为依据本发明较佳实施例的双频单极天线操作于824MHz、836MHz及849MHz的辐射场型图；

图11为依据本发明较佳实施例的双频单极天线操作于869MHz、880MHz及881MHz的辐射场型图；

图12为依据本发明较佳实施例的双频单极天线操作于894MHz、900MHz及915MHz的辐射场型图；以及

图13为依据本发明较佳实施例的双频单极天线操作于925MHz、940MHz及960MHz的辐射场型图。

1：单频单极天线            11、21：第一辐射单元

111：馈入部                12、22：第二辐射单元

13：第三辐射单元           14、24：接地单元

141：接地部                15、26：基板

2：双频单极天线            211：第一端

212：第二端                221：弯折部

23：馈入单元               231：孔洞

25：导电单元               251：导电体

252：接地导体              253：第一绝缘层

254：第二绝缘层            D：间隙

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的双频单极天线其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2所示，本发明较佳实施例的一种双频单极天线2是包含一第一辐射单元21及一第二辐射单元22。其中，第一辐射单元21是具有相对设置的一第一端211及一第二端212；第二辐射单元22是实质与第一辐射单元21并列设置，且第二辐射单元22的一端是与第一辐射单元21的第一端211电性连接。另外，第二辐射单元22是具有至少一弯折部221，在此是以复数个弯折部221为例，且上述弯折部221是可呈方波状、锯齿状或波浪状等等，在此并不加以限制。

此外，双频单极天线2是更具有一馈入单元23及一接地单元24。其中，馈入单元23是与第一辐射单元21的第二端212电性连接，且馈入单元23是与第二辐射单元22的另一端相对而设；接地单元24是与馈入单元23相对而设，在此，接地单元24是以一方形金属片为例，然其形状并不以此为限，且接地单元24与第一辐射单元21的第二端212之间是具有一间隙D。

请参阅图3所示，双频单极天线2是更包含一基板26，第一辐射单元21、第二辐射单元22及馈入单元23是设置于基板26上，其中，基板26例如是为一印刷电路板。

另外，本实施例的双频单极天线2是可设置于一电子装置内，例如笔记型电脑、行动通讯装置或个人数位助理(Personal Digital Assistant，PDA)等等的可携式电子装置，当然亦可应用于其他需要天线的电子装置上，例如一具有PCMCIA(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation)接口的网络卡或是CF(Compact Flash)接口卡，在本实施例中，双频单极天线2可藉由馈入单元23的一孔洞231枢设于网络卡或接口卡。

此外，双频单极天线2更包含一导电单元25，例如但不限于一同轴传输线。导电单元25是具有一导电体251及一接地导体252。其中，导电体251是与馈入单元23电性连接，而接地导体252是与接地单元24电性连接。此外，导电单元25更具有一第一绝缘层253及一第二绝缘层254，其中第一绝缘层253是设置在导电体251与接地导体252之间以隔离两者之间的电气讯号，而第二绝缘层254是设置于导电单元25的最外层以作为绝缘及保护作用。

在本实施例中，第二辐射单元22的边长长度是大于第一辐射单元21的边长长度，在此，第二辐射单元22的边长长度包括上述弯折部221的路径长度。在双频单极天线2中，第一辐射单元21是操作于一第一频段，且第一辐射单元21的长度是实质为第一频段的波长的四分之一，在此第一频段的频宽约在1.75GHz至2.2GHz之间。另外，第一辐射单元21及第二辐射单元22是操作于一第二频段，且第一辐射单元21及第二辐射单元22的长度和(路径长度和)是实质为第二频段的波长的二分之一，在此第二频段的频宽约在820MHz至960MHz之间。

需注意，熟悉天线技术领域者都知道天线的操作频段与其尺寸有关，且尺寸可依所需要的操作频段作调整，例如依据各频段的共振路径长度是为操作频段的波长的四分之一或二分之一的原则来调整天线的尺寸。换言之，当天线尺寸改变时，其操作频段即会随之改变，反之亦然。

请参阅图4所示，其中，纵轴是代表返回损失(Return loss)，而横轴代表频率。以一般业者对在返回损失低于-6dB即可接受的定义，可以观察到本发明较佳实施例的双频单极天线2可分别操作于1.75GHz至2.2GHz之间及820MHz至960MHz之间。

请参阅图5至图6所示，其是显示本实施例的双频单极天线2操作于第一频段的辐射场型图的量测结果。其中，图5A、图6A、图7A、图8A及图9A是依序为双频单极天线2操作于1.75GHz、1.86GHz、1.98GHz、2.14GHz及2.17GHz的E-Plane辐射场型图的量测结果；图5B、图6B、图7B、图8B及图9B依序为双频单极天线2操作于1.75GHz、1.86GHz、1.98GHz、2.14GHz及2.17GHz的H-Plane辐射场型图的量测结果。

另外，图10至图13是显示本实施例的双频单极天线2操作于第二频段的辐射场型图的量测结果。如图10所示，以细线、粗线及虚线构成的曲线是分别代表双频单极天线2操作于824MHz(细线)、836MHz(粗线)及849MHz(虚线)的辐射场型图的量测结果；如图11所示，以细线、粗线及虚线构成的曲线是分别代表双频单极天线2操作于869MHz(细线)、880MHz(粗线)及881MHz(虚线)的辐射场型图的量测结果；如图12所示，以细线、粗线及虚线构成的曲线是分别代表双频单极天线2操作于894MHz(细线)、900MHz(粗线)及915MHz(虚线)的辐射场型图的量测结果；如图13所示，以细线、粗线及虚线构成的曲线是分别代表双频单极天线2操作于925MHz(细线)、940MHz(粗线)及960MHz(虚线)的辐射场型图的量测结果。

综上所述，因依本发明的一种双频单极天线的第一辐射单元及第二辐射单元是并列设置，故与现有习知技术相较，更能缩小天线长度而达到小型化，进而提升产品竞争力。此外，双频单极天线藉由第一辐射单元操作于一第一频段，并藉由第一辐射单元及第二辐射单元操作于一第二频段，而达到双操作频段的目的，进而提升整体效能及产品应用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种双频单极天线，其特征在于包含：

一第一辐射单元，是具有一第一端及与该第一端相对设置的一第二端；

一第二辐射单元，是与该第一辐射单元的该第一端电性连接，并实质与该第一辐射单元并列设置，且该第二辐射单元是具有至少一弯折部；

一馈入单元，是与该第一辐射单元的该第二端电性连接；

一接地单元，是与该馈入单元相对而设；以及

一导电单元，是具有一导电体及一接地导体，该导电体是与该馈入单元电性连接，该接地导体是与该接地单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的第二辐射单元具有复数个弯折部时，上述弯折部是呈方波状、锯齿状或波浪状。

3.根据权利要求1所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的第二辐射单元的边长长度是大于该第一辐射单元的边长长度。

4.根据权利要求1所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的第一辐射单元是操作于一第一频段，该第一辐射单元及该第二辐射单元是操作于一第二频段。

5.根据权利要求4所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的第一辐射单元的长度是实质为该第一频段的波长的四分之一。

6.根据权利要求4所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的第一频段的频宽约在1.75GHz至2.2GHz之间，该第二频段的频宽约在820MHz至960MHz之间。

7.根据权利要求4所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的第一辐射单元及该第二辐射单元的长度和是实质为该第二频段的波长的二分之一。

8.根据权利要求1所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的导电单元更具有一第一绝缘层及一第二绝缘层，该第一绝缘层是设置于该导电体及该接地导体之间，该第二绝缘层是设置于该导电单元的最外层，导电单元是为一同轴传输线。

9.根据权利要求1所述的双频单极天线，其特征在于更包含一基板，该第一辐射单元及该第二辐射单元是设置于该基板上，该基板是为一印刷电路板。

10.根据权利要求1所述的双频单极天线，其特征在于其中所述的馈入单元是枢设于一接口卡，该接口卡是为一网络卡。

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