CN101299487B - 具有辐射场型调节构件的天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有辐射场型调节构件的天线，其包含有一天线组件，用以收发无线信号；一天线馈入线，连接该天线组件，用以传输该天线组件所传送/接收的无线信号；至少一辐射场型调节构件，设置于该天线组件的邻近位置处，并在该天线组件的辐射场型分布处，用以调节该天线图型的辐射场型。本发明的辐射场型调节构件可提高等向性天线的增益、加强该天线的方向性，更可提升该天线于某一方向上的增益，进而改善信号收发灵敏度；不仅可用以改善指向性天线受到方向性的限制，更可以加强该天线的方向性，进一步提升该天线于某一方向上的增益。

Description

具有辐射场型调节构件的天线

技术领域

本发明关于一种无线技术中的天线，特别是关于一种具有辐射场型调节构件的天线。

背景技术

现有之天线在无线科技(通讯、数据传输等)中用来传送与接收无线电磁波的关键性组件，其将收发器产生的电流转变成电磁波，然后以辐射方式在空中传播。而天线也能拦截电磁波，把它转回电流，然后在收发器上处理。

天线中的电流所产生的电磁脉波向外以光速辐射时，辐射电场的方向(称为极化方向)与电磁波前进方向垂直。而辐射电场仅与两个参数有关：一为与距离有关的部份，其大小与距离成反比；另一与方位角有关，而此一辐射电场大小与方位角间的关系，就定义为天线场型(antenna pattern)。

请参阅图1，显示代表性等向性天线的场型示意图。如图所示，一场型P表示一等向性天线A于一个与该等向性天线A垂直的水平平面H上所产生的辐射电场，而该等向性天线A的场型P在该水平平面H上是最大的(相较于其它不与该等向性天线A垂直的平面上)，而且该场型P在该水平平面H上，于各方向的大小都是大略相同的。

请参阅图2，显示另一代表性等向性天线的场型示意图，如图所示，该场型P1一等向性天线A1于一个与该等向性天线A1垂直的水平平面H上所产生的辐射电场，而该场型P1在该水平平面H上，于各方向的大小都是大略相同的。

反之，像点对点的通讯，或是像卫星通信，这时最好能够把天线的辐射场集中到一个很小的方位范围，此种天线由于辐射能量集中，因此天线的总发射功率不用太大，单位面积的功率密度就可以提高许多；同时在其它的方位上，天线的辐射功率就非常小，也不会造成无谓的电磁干扰，此即所谓指向性天线。

请参阅图3，显示代表性指向性天线的场型示意图。如图所示，一场型P2代表一指向性天线A2于一个与该指向性天线A2垂直的水平平面H上所产生的辐射电场。由此图可知，该指向性天线A2的场型P2于水平平面H上各方向的大小是不等同的。

综观目前使用于电子装置的天线，等向性天线者有偶极天线、马可尼天线等，而指向性天线者则有平板天线、微带板天线、PIFA天线等。

然而，目前使用于电子装置的天线，不论其所使用的种类是等向性天线亦或是指向性天线，一旦决定了所使用天线的种类，即决定了该电子装置对于无线信号收发的等向性或指向性。

使用等向性天线的电子装置虽有辐射电场均一性的优点，但相对于使用指向性天线的电子装置，等向性天线的收发距离较短，且位于任一点的辐射功率(即增益)较指向性天线中辐射能量集中处的功率为小。而使用指向性天线的电子装置，于无线信号的收发即强烈受到方向性的限制。

发明内容

鉴于上述目的，本发明提供了一种具有辐射场型调节构件的天线。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术手段：在一天线组件的邻近位置处，配置一辐射场型调节构件，且在该天线组件的辐射场型分布处。该辐射场型调节构件可为一导磁材料，亦可为一介电材料。

较佳的，本发明所述之具有辐射场型调节构件的天线，其中，该辐射场型调节构件可设置于该天线组件的上方、下方，亦可位在该天线组件延伸方向的侧边。该辐射场型调节构件可设置于该天线组件辐射场型较强处，亦可设置于该天线组件辐射场型较弱处。

因此，本发明的主要目的即是提供一种具有辐射场型调节构件的天线，借由一简易的构件调节天线的场型。

本发明的另一目的在于提供一种可调节等向性天线的辐射场型的天线，用以调节等向性天线的场型，以提高该天线的增益，而改善信号收发灵敏度。

本发明的另一目的在于提供一种可调节指向性天线的辐射场型的天线，用以调节指向性天线的场型，以更进一步加强该天线的方向性，而提升该天线于某一方向上的增益。

本发明的又一目的在于提供一种可改善指向性天线的辐射场型指向的天线，用以调节指向性天线的场型，以改善该天线受到方向性的限制。

相较于现有技术，本发明具有辐射场型调节构件的天线除具有调节天线场型的功能，可提高等向性天线的增益、加强该天线的方向性，更可提升该天线于某一方向上的增益，进而改善信号收发灵敏度；并且，不仅可用以改善指向性天线受到方向性的限制，更可以加强该天线的方向性，进一步再提升该天线于某一方向上的增益。在应用上，本发明可应用于等向性天线或指向性天线，都可达到预期的效果。

本发明所采用的具体实施例，将借由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

附图说明

图1为显示代表性等向性天线的场型示意图；

图2为显示另一代表性等向性天线的场型示意图；

图3为显示代表性指向性天线的场型示意图；

图4为显示本发明第一实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体图；

图5为显示本发明第一实施例的5-5断面图；

图6为显示本发明第一实施例的天线场型示意图；

图7为显示本发明第一实施例另一天线场型示意图；

图8为显示本发明第二实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体图；

图9为显示本发明第二实施例9-9断面的剖视图；

图10为显示本发明第二实施例的天线场型示意图；

图11为显示本发明第三实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体分解图；

图12为显示本发明第三实施例的天线场型示意图；

图13为显示本发明第四实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体分解图；

图14为显示本发明第四实施例的天线场型示意图。

具体实施方式

请参阅图4与图5，显示本发明第一实施例的具有辐射场型调节构件的天线的立体图及其5-5断面图。如图所示，本实施例于一电子装置1内设置有一天线组件2与一辐射场型调节构件3。并且，该天线组件2为一等向性天线。

该天线组件2连接有一天线馈入线21，用以传输该天线组件2所传送/接收的无线信号。该天线组件2并且具有一馈入端22与一末端23，其中，该馈入端22用以连接该天线馈入线21。并且，该辐射场型调节构件3设置于该天线组件2的底部，且该天线组件2与该辐射场型调节构件3的延伸方向I是相互平行的。

请参阅图6，显示本发明第一实施例的天线场型示意图。如图所示，该水平平面H是一个与该天线组件2的延伸方向I垂直的平面，且该水平平面H的圆心为该天线组件2的末端23，而于该末端23的下方设置有该辐射场型调节构件3。该天线组件2原本产生的如图1所示的等向性场型P1经该辐射场型调节构件3调节后，形成如图所示的具指向性的场型P3。

请参阅图7，显示本发明第一实施例的另一天线场型示意图。如图所示，该天线组件2原本产生的如图2所示的等向性场型P2经该辐射场型调节构件3调节后，形成的另一具指向性的场型P4。

请参阅图8与图9，显示本发明第二实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体图及其9-9断面的剖视图。如图所示，本实施例于一电子装置1内设置有一天线组件2与若干个辐射场型调节构件31、32。并且该天线组件2是一等向性天线。

该天线组件2连接有一天线馈入线21，用以传输该天线组件2所传送/接收的无线信号。该天线组件2并且具有一馈入端22与一末端23，其中，该馈入端22用以连接该天线馈入线21。并且，该辐射场型调节构件31、32设置于该天线组件2的两个侧边，且该天线组件2与该辐射场型调节构件31、32的延伸方向I相互平行的。

请参阅图10，显示本发明第二实施例的天线场型示意图。如图所示，该水平平面H为一个与该天线组件2的延伸方向I垂直的平面，且该水平平面H的圆心为该天线组件2的末端23，而于该末端23的两侧边设置有该辐射场型调节构件31、32。该天线组件2原本产生的等向性场型经该辐射场型调节构件31、32调节后，形成如图所示的具指向性的场型P5。

请参阅图11，显示本发明第三实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体分解图。如图所示，本实施例于一电子装置1内设置有一天线组件2’与一辐射场型调节构件3’。并且，该天线组件2’为一指向性天线。

该天线组件2’连接有一天线馈入线21’，用以传输该天线组件2’所传送/接收的无线信号。该天线组件2’并且具有一馈入端22’与一末端23’，其中，该馈入端22’用以连接该天线馈入线21’。并且，该辐射场型调节构件3’设置于该天线组件2’的下方，且该天线组件2’与该辐射场型调节构件3’的延伸方向I相互平行。

请参阅图12，显示本发明第三实施例的天线场型示意图。如图所示，该水平平面H为一个与该天线组件2’的延伸方向I垂直的平面，且该水平平面H的圆心为该天线组件2’的末端23’，而于该末端23’的下方设置有该辐射场型调节构件3’。该天线组件2’原本产生的如图3所示的指向性场型P3经该辐射场型调节构件3’调节后，形成如图所示的指向性较弱的场型P6。

请参阅图13，显示本发明第四实施例的具有辐射场型调节构件的天线立体分解图。如图所示，本实施例于一电子装置1内设置有一天线组件2’与一辐射场型调节构件3’。并且该天线组件2’为一指向性天线。

该天线组件2’连接有一天线馈入线21’，用以传输该天线组件2’所传送/接收的无线信号。该天线组件2’并且具有一馈入端22’与一末端23’，其中，该馈入端22’用以连接该天线馈入线21’。并且，该辐射场型调节构件3’设置于该天线组件2’的上方，且该天线组件2’与该辐射场型调节构件3’的延伸方向I是相互平行的。

请参阅图14，显示本发明第四实施例的天线场型示意图。如图所示，该水平平面H为一个与该天线组件2’的延伸方向I垂直的平面，且该水平平面H的圆心为该天线组件2’的末端23’，而于该末端23’的上方设置有该辐射场型调节构件3’。该天线组件2’原本产生的如图3所示的指向性场型P3经该辐射场型调节构件3’调节后，形成如图所示的指向性更强的场型P7。

于本发明实施例中，该辐射场型调节构件可为一导磁材料，其具有选定的导磁系数，而该导磁材料的配制及选用，取决于相对应于该天线组件所收发无线电信号的频段；而该辐射场型调节构件亦可为一介电材料，并具有选定的介电系数，而该介电材料的配制及选用，相对应于该天线组件所收发无线电信号的频段而决定。

上述的辐射场型调节构件3主要是作为调节该天线组件的辐射场型之用，故在等效的功能及目的之下，该辐射场型调节构件3可以是其它任何现有形式的等效辐射场型调节构件，并且具有任何可能的几何外型、电性质、磁性质等。

由以上本发明可知，本发明的辐射场型调节构件除具有调节天线场型的功能，可提高等向性天线的增益、加强该天线的方向性，更可提升该天线于某一方向上的增益，进而改善信号收发灵敏度；并且，不仅可用以改善指向性天线受到方向性的限制，更可以加强该天线的方向性，进一步再提升该天线于某一方向上的增益。

借由上述的本发明实施例可知，本发明确具产业上的利用价值。惟以上的实施例说明，仅为本发明的较佳实施例说明，凡习于此项技术者当可依据本发明的上述实施例说明而作其它种种的改良及变化。然而这些依据本发明实施例所作的种种改良及变化，当仍属于本发明的发明精神及界定的专利范围内。

Claims (8)

1.一种具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该天线包含有：

一天线组件，用以收发无线信号，该天线组件为一等向性天线，且具有一馈入端与一末端；

一天线馈入线，用以传输该天线组件所传送/接收的无线信号，该馈入端用以连接该天线馈入线；

至少一辐射场型调节构件，设置于该天线组件的邻近位置处，并在该天线组件的辐射场型分布处，用以调节该天线图型的辐射场型，其中该辐射场型调节构件设于该天线组件的外周面的下方且接触该天线组件，且该天线组件与该辐射场型调节构件的延伸方向是相互平行的。

2.根据权利要求1所述的具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该辐射场型调节构件设置于该天线组件辐射场型较强处。

3.根据权利要求1所述的具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该辐射场型调节构件设置于该天线组件辐射场型较弱处。

4.根据权利要求1所述的具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该辐射场型调节构件为一导磁材料。

5.根据权利要求1所述的具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该辐射场型调节构件为一介电材料。

6.一种具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该天线包含有：

一天线组件，用以收发无线信号，该天线组件为一等向性天线，且具有一馈入端与一末端；

一天线馈入线，用以传输该天线组件所传送/接收的无线信号，该馈入端用以连接该天线馈入线；

至少一辐射场型调节构件，设置于该天线组件的邻近位置处，并在该天线组件的辐射场型分布处，用以调节该天线图型的辐射场型，其中该辐射场型调节构件为两个，设于该天线组件的外周面的两个侧边且不与该天线组件接触，且该天线组件与该辐射场型调节构件的延伸方向是相互平行的。

7.一种具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该天线包含有：

一天线组件，用以收发无线信号，该天线组件为一指向性天线，且具有一馈入端与一末端；

一天线馈入线，用以传输该天线组件所传送/接收的无线信号，该馈入端用以连接该天线馈入线；

至少一辐射场型调节构件，设置于该天线组件的邻近位置处，并在该天线组件的辐射场型分布处，用以调节该天线图型的辐射场型，其中该辐射场型调节构件设于该天线组件的外周面的下方且不与该天线组件接触，且该天线组件与该辐射场型调节构件的延伸方向是相互平行的。

8.一种具有辐射场型调节构件的天线，其特征在于，该天线包含有：

一天线组件，用以收发无线信号，该天线组件为一指向性天线，且具有一馈入端与一末端；

一天线馈入线，用以传输该天线组件所传送/接收的无线信号，该馈入端用以连接该天线馈入线；

至少一辐射场型调节构件，设置于该天线组件的邻近位置处，并在该天线组件的辐射场型分布处，用以调节该天线图型的辐射场型，其中该辐射场型调节构件设于该天线组件的外周面的上方且不与该天线组件接触，且该天线组件与该辐射场型调节构件的延伸方向是相互平行的。

Images