CN101222086A - 印刷式天线 - Google Patents

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Abstract

一种印刷式天线，设置于基板上，包括信号馈入线、第一辐射体、第二辐射体、匹配体及接地部。信号馈入线用于馈入电磁波信号。第一辐射体呈弯折状，其一端与信号馈入线电性连接，另一端为开路端。第二辐射体包括多个辐射段，其一端与信号馈入线电性连接，另一端为开路端。第二辐射体的两个相间隔的辐射段之间形成至少一个空隙，并且第一辐射体收容于其中一个空隙内。匹配体与信号馈入线电性相连，用于阻抗匹配。所述接地部设置于信号馈入线的相对两侧。上述印刷式天线可实现双频的特性，并且具有较小面积。

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
近年来，美国电气电子工程师协会(以下简称：IEEE)制定的802.11无线局域网络(Wireless Local Area Network)协议增加了两项重要内容，即IEEE 802.11a协议及IEEE802.11b/g协议，根据两项协议规定，在扩展的标准物理层中，其工作频带必须分别设置于5GHz及2.45GHz。
当无线通信产品欲同时使用这两种通信协议时，传统天线大都使用低温共烧陶瓷(LowTemperatured Cofired Ceramic，LTCC)制程天线或平面倒F型天线(Planar Inverted-FAntenna，PIFA)。然而，传统型LTCC制程天线的价格昂贵，无法有效降低成本，而传统型PIFA天线的面积较大并且可用频宽较小。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种印刷式天线，在实现双频的前提下，具有较小面积。
一种印刷式天线，设置于基板上，包括信号馈入线、第一辐射体、第二辐射体、匹配体及接地部。信号馈入线用于馈入电磁波信号。第一辐射体呈弯折状，其一端与信号馈入线电性连接，另一端为开路端。第二辐射体包括多个辐射段，其一端与信号馈入线电性连接，另一端为开路端。第二辐射体的两个相间隔的辐射段之间形成至少一个空隙，并且第一辐射体收容于其中一个空隙内。匹配体与信号馈入线电性相连，用于阻抗匹配。所述接地部设置于信号馈入线的相对两侧。
上述印刷式天线可实现双频的特性，并通过一个辐射体曲折设置于另一辐射体内部的方式，可有效减小印刷式天线所占据的面积。
附图说明
图1为本发明实施方式中印刷式天线的示意图。
图2为图1中接地金属面的正面示意图。
图3为经电磁模拟所得图1中印刷式天线的回波损耗测试图。
图4至图8为经电磁模拟所得图1中印刷式天线的辐射场型图。
具体实施方式
请参阅图1，所示为本发明实施方式的印刷式天线10的示意图。印刷式天线10设置于基板90上，其包括信号馈入线12、匹配体14、天线本体、第一接地部30、第二接地部40及接地金属面50。信号馈入线12、匹配体14、天线本体、第一接地部30及第二接地部40设置于基板90的一个表面上，接地金属面50设置于基板90的另一表面上，且所述另一表面与所述第一接地部30、第二接地部40及天线本体所设置的表面相对。
信号馈入线12用于馈入电磁波信号。在本实施方式中，信号馈入线12为50欧姆传输线。第一接地部30与第二接地部40设置于信号馈入线12的相对两侧。第一接地部30沿信号馈入线12的延伸长度小于第二接地部40沿信号馈入线12的延伸长度。
天线本体用于收发电磁波信号，其包括第一辐射体16与第二辐射体18，分别与信号馈入线12电性连接。第一辐射体16与第二辐射体18皆呈弯折状，并且第二辐射体18环绕于第一辐射体16的外侧。第一辐射体16工作于IEEE 802.11a的工作频段，其包括第一辐射段160、第二辐射段162、第三辐射段164与第四辐射段166，并且所述辐射段依次电性连接。在本实施方式中，第一辐射段160与信号馈入线12电性连接并相互垂直，第二辐射段162垂直于第一辐射段160，并且第三辐射段164与第四辐射段166皆平行于第一辐射段160。第三辐射段164与第一辐射段160分别自第二辐射段162的两端向同一方向延伸，第三辐射段164与第四辐射段166位于同一直线上，并且第四辐射段166的一端为第一开路端。在本实施方式中，第三辐射段164的宽度小于第四辐射段166的宽度，用于增加电磁波信号流经的路径。
第二辐射体18工作于IEEE 802.11b/g的工作频段，其包括第五辐射段180、第六辐射段182、第七辐射段184、第八辐射段186及第九辐射段188，并且所述辐射段依次电性连接大致形成倒S型的辐射体。在其它实施方式中，第二辐射体18亦可呈S型。
在本实施方式中，第五辐射段180与信号馈入线12电性连接并相互垂直，并且第五辐射段180与第一辐射体16的第一辐射段160位于同一直线上。第五辐射段180、第七辐射段184与第九辐射段188相互平行。第六辐射段182与第八辐射段186相互平行，并且二者垂直于第五辐射段180、第七辐射段184与第九辐射段188。第五辐射段180与第七辐射段184分别自第六辐射段182的两端向相同的方向延伸，而第七辐射段184与第九辐射段188分别自第八辐射段186的两端向相同的方向延伸，并且第九辐射段188的一端为第二开路端。
在本实施方式中，第二辐射体18的相间隔的两个辐射段之间形成一个空隙，亦即第五辐射段180与第七辐射段184之间以及第七辐射段184与第九辐射段188之间皆具有一个空隙。所述第一辐射体16收容于第五辐射段180与第七辐射段184之间的空隙内，亦即第二辐射体18的第五辐射段180、第六辐射段182与第七辐射段184环绕在第一辐射体16的第三辐射段164与第四辐射段166的周围。
匹配体14设置于信号馈入线12的一侧，并邻近于第一接地部30，用于阻抗匹配。匹配体14与信号馈入线12相互垂直，并且匹配体14的一端与信号馈入线12电性连接，另一端具有接地贯孔，与接地金属面50相连用于接地。匹配体14于接地金属面50的投影位于接地金属面50内。
在本实施方式中，第一辐射段160、第二辐射段162、第三辐射段164、第四辐射段166、第五辐射段180、第六辐射段182、第七辐射段184、第八辐射段186、第九辐射段188及匹配体14皆为条状方形。
请同时参阅图2，所示为图1中接地金属面50的正面示意图。接地金属面50由矩形的金属面主体54与梯形的凸出部52组成，凸出部52自金属面主体54的一边朝天线本体的方向延伸，并且信号馈入线12于所述接地金属面50的投影位于接地金属面50的金属面主体54与凸出部52内。
在本实施方式中，第一辐射段160的长度约为2.5mm，宽度约为1mm。第二辐射段162的长度约为2mm，宽度约为1.5mm。第三辐射段164的长度约为0.5mm，宽度约为1mm。第四辐射段166的长度约为4.5mm，宽度约为1.5mm。第五辐射段180的长度约为4.5mm，宽度约为1mm。第六辐射段182的长度约为5mm，宽度约为3.5mm。第七辐射段184的长度约为7.5mm，宽度约为1.5mm。第八辐射段186的长度约为2.5mm，宽度约为1mm。第九辐射段188的长度约为10mm，宽度约为1.5mm。匹配体14的长度约为7.5mm，宽度约为1mm。
第一辐射体16的第四辐射段166与第二辐射体18的第五辐射段180、第六辐射段182、第七辐射段184之间的间距d1、d2、d3皆为0.5mm，并且第一辐射体16与第二辐射体18之间通过此间距d1、d2、d3产生耦合效应，从而减小印刷式天线10的面积。
请参阅图3，所示为经电磁模拟所得图1中所示的印刷式天线10的回波损耗测试图。由图可知，印刷式天线10工作于IEEE 802.11a标准的5GHz至6GHz工作频段及IEEE 802.11b/g标准的2.4GHz至2.5GHz工作频段时，其衰减幅度均小于-10dB。
图4至图8分别为经电磁模拟所得本发明实施方式中印刷式天线10分别工作于2.4GHz、2.5GHz、5GHz、5.5GHz及6GHz工作频率时的辐射场型图。从图中可知，印刷式天线10工作于IEEE 802.11a及IEEE 802.11b/g标准时，其具有全向性辐射的特性。
本发明实施方式的印刷式天线10具有两个辐射体，可实现双频天线的特性，并通过第二辐射体18紧密环绕于第一辐射体16外侧的设计方式，可有效缩小印刷式天线10所占据的面积。另，本发明实施方式中，设置于基板90的一个表面的接地金属面50具有凸出部52，此种设计可增加印刷式天线10的频宽。

Claims (10)

1.一种印刷式天线，设置于基板上，其特征在于，包括：
信号馈入线，用于馈入电磁波信号；
第一辐射体，呈弯折状，其一端与所述信号馈入线电性连接，另一端为开路端；
第二辐射体，呈弯折状，其包括有多个辐射段，所述第二辐射体的一端与所述信号馈入线电性连接，另一端为开路端，其中两个相间隔的辐射段之间形成至少一个空隙，所述第一辐射体收容于其中的一个空隙内；
匹配体，与所述信号馈入线电性相连，用于阻抗匹配；以及
接地部，设置于所述信号馈入线的相对两侧。
2.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，所述信号馈入线、所述第一辐射体、所述第二辐射体、所述匹配体以及所述接地部设置于所述基板的一个表面上。
3.如权利要求2所述的印刷式天线，其特征在于，更包括接地金属面，设置于所述基板的另一表面，并且所述另一表面与所述接地部所设置的表面相对，所述接地金属面包括主体与凸出部，所述凸出部自所述主体的一边向所述第一辐射体与第二辐射体的方向延伸。
4.如权利要求3所述的印刷式天线，其特征在于，所述信号馈入线于所述接地金属面的投影位于所述金属面主体及所述凸出部内。
5.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，所述第一辐射体包括依次电性连接的第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段与第四辐射段，并且所述第二辐射段与所述第一辐射段相互垂直，所述第三辐射段与所述第四辐射段平行于所述第一辐射段。
6.如权利要求5所述的印刷式天线，其特征在于，所述第三辐射段与所述第四辐射段位于同一直线上，并且所述第三辐射段的宽度小于所述第四辐射段的宽度，用于增加电磁波信号流经的路径。
7.如权利要求6所述的印刷式天线，其特征在于，所述第二辐射体包括依次电性连接的第五辐射段、第六辐射段、第七辐射段、第八辐射段及第九辐射段，并且所述第五辐射段、所述第七辐射段与所述第九辐射段相互平行，所述第六辐射段与所述第八辐射段相互平行并垂直于所述第五辐射段、所述第七辐射段与所述第九辐射段。
8.如权利要求1或7所述的印刷式天线，其特征在于，所述第二辐射体的多个辐射段共同构成大致呈倒S型或S型的辐射体。
9.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，所述第一辐射体及所述第二辐射体之间具有耦合效应。
10.如权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，所述第一辐射体工作于IEEE 802.11a频段，所述第二辐射体工作于IEEE 802.11b/g频段。
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