CN101304110B - 宽频天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽频天线，其包括辐射单元、接地部以及馈线；其中辐射单元包括第一辐射平面、第二辐射平面以及第三辐射平面，第二辐射平面自第一辐射平面垂直延伸出，第三辐射平面与第一辐射平面垂直连接；接地部与辐射单元连接且两者之间形成一开槽，该接地部具有弯折且具有多个接地面；馈线包括与第一辐射平面连接的内导体和与接地部连接的外导体。

Description

宽频天线

【技术领域】

本发明是关于一种宽频天线，尤其指一种用于电子设备中的宽频天线。

【背景技术】

目前无线通讯领域中的两大主要技术为蓝牙(Bluetooth)与IEEE802.11/a/g(54Mbps/11Mbps/22Mbps)，不过其传输速率事实上会因为障碍物而有所降低，随着无线通讯的发展以及人们对传输质量要求的不断提高，同样主要用于短距离传输的超宽频(UWB，Ultra Wide Band)互联技术(主要应用于10公尺的短距离高速数据通讯，以及100米以上，甚至1公里的远距离低速通讯)作为一种新型的无线传输技术受到越来越多的关注和重视。该技术是利用发射低强度的窄脉冲信号而不是载波来实现高速度、高质量的传输，因此频宽非常大，抗干扰能力强，并具有可降低发射讯号功率以达到低功率、低耗电的优点。超宽频的另一项优势就是空间容量大，当人们不断要求有大的无线数据容量，加上无线电频谱趋于饱和，这就要求一个好的无线通讯系统不仅要提供高位传输速率，还必须集中在较小的实体区域，所以超宽频系统成为无线通讯中的新宠。2002年2月14日美国联邦通讯委员会(FCC)允许超宽频技术使用于消费型电子产品上，并开放了7.5GHz的频宽(3.1GHz-10.6GHz)提供超宽频通讯及测试使用。而要实现超宽频传输，就必须具有与之配合的超宽频天线。现有技术中的超宽频天线多为单极天线，偶极天线等，美国专利公告第US7,042,414号专利揭示了一种小型的超宽频天线，请参阅该专利的FIG.3及图中标号，该天线通过两个辐射平面共同作用实现超宽频天线，其中第一辐射部分31是一中间具有开槽35的金属片，而第二辐射部分32由与第一辐射部分31不同的材质制成，其设置于开槽35中且与第一辐射部分31形成一定间隔。该超宽频天线具有较佳的辐射性能，但是该天线的辐射部分与接地部分离设置，必须通过PCB固定，需要较大的收容空间，现代电子产品日渐小型化，该种天线将无法满足很多电子设备的要求。平面倒“F”型天线(业界通常称为“PIFA”天线)作为一种小型易安装天线被经常运用于移动电子设备终端内部。中国台湾专利公告第TW283340号专利，公告了一种PIFA宽频天线，请参阅该专利的图2及图中标号，该天线通过具有多个平面的辐射元件11，使天线各辐射频带的频宽增加，然而参阅专利的图3可知该宽频天线依然为传统意义的双频天线，不是一种超宽频天线。故，若能依PIFA天线为基础设计一种超宽频天线，则能将超宽频天线进一步小型化。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种宽频天线，是通过小型简单的立体结构实现超宽频。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种宽频天线包括辐射单元、接地部以及馈线；其中辐射单元包括第一辐射平面、第二辐射平面以及第三辐射平面，第二辐射平面自第一辐射平面垂直延伸出，第三辐射平面与第一辐射平面垂直连接；接地部与辐射单元连接且两者之间形成一开槽，该接地部具有弯折且具有多个接地面；馈线包括与第一辐射平面连接的内导体和与接地部连接的外导体。

与现有技术相比，本发明宽频天线具有以下优点：该宽频天线在实现超宽频的情况下结构简单且体积更加小型化。

【附图说明】

图1为本发明宽频天线的第一实施例的立体图。

图2为本发明宽频天线的第一实施例的另一角度的立体图。

图3为本发明宽频天线的第二实施例的立体图。

图4为本发明宽频天线的第三实施例的立体图。

图5为本发明宽频天线的电压驻波比图。

【具体实施方式】

图1和图2所示为依照本发明的第一种较佳实施方式所提供的宽频天线立体图。

本发明宽频天线1包括辐射单元100以及接地部200。辐射单元100包括第一辐射平面101，第二辐射平面102以及第三辐射平面103。第一辐射平面101由一矩形金属片切去一L形金属条而形成，包括第一辐射臂1011、与第一辐射臂1011相连的第二辐射臂1012以及与第二辐射臂1012相连呈L形的第三辐射臂1013；三者比较第一辐射臂1011最宽，第二辐射臂1012最窄。第二辐射平面102自第一辐射臂1011一端垂直延伸，为一矩形金属片。第三辐射平面103自第三辐射臂1013垂直延伸，其末端背向第二辐射平面102；第三辐射平面103为一L形金属片且与第二辐射平面102亦垂直。

接地部200形状根据电子设备的安装环境设计。本实施例中，接地部200经过多次弯折，使其在较小的空间内具有较大的面积。其包括横截面呈“ㄈ”形的第一接地部201，分别自第一接地部201两个末端同向垂直延伸出的第二接地部202和第三接地部203。第一接地部201的下壁2011的长度大于接地部200的其它部分，与第一辐射平面101相同，从而形成一延展部分(未标号)使得第二辐射平面102位于延展部分上方。其它实施例中，接地部的形状可根据安装位置的需要进行改变。

辐射单元100通过第三辐射臂1013与接地部200连接，由于第三辐射臂1013呈L形，其一端与接地部200连接，使得辐射单元100与接地部200之间形成一开槽300。

馈线(未图示)包括内导体(未图示)和外导体(未图示)，其内导体连接于第二辐射臂1012上一点P形成馈点，外导体连接于接地部200的接地点Q，其位于第二接地部202靠近第二辐射臂1012的一端。

安装时将接地部200下壁2011的底面通过双面导电胶固定于电子设备上，下壁2011延长出的部分可弯折卡入电子设备已有的开口中从而更好的固定天线。天线可安装于电子设备壳体的外部。

图3所示为依照本发明的第二种较佳实施方式所提供的宽频天线立体图。

与第一实施例相较，该宽频天线1’的第三辐射平面103’呈矩形而非L形，其余部分与第一实施例的宽频天线1相同。

图4所示为依照本发明的第三种较佳实施方式所提供的宽频天线立体图。

第三实施例的宽频天线1”具有的第二辐射平面102”自第一辐射臂1011上侧延伸出，与第三辐射平面103”位于同一平面。其余部分与第一实施例的宽频天线1相同。

本发明的宽频天线1、1’、1”通过三个辐射平面共同作用实现超宽频天线的功能。电流从馈点馈入，经由第一辐射臂1011、1011’、1011”和第二辐射平面102、102’、102”形成第一共振频带；经由第三辐射臂1013、1013’、1013”的一部分流至第三辐射平面103、103’、103”形成第二共振频带；经由第三辐射臂1013、1013’、1013”和第二接地部202、202’、202”使得开槽300、300’、300”共振出第三共振频带。第一、第二、第三共振频带连接而形成超宽频带。图5是第一实施例的天线1的电压驻波比图，由图中可以看出，天线1的频宽覆盖范围从3.15GHz直至4.80GHz。

Claims (10)

1.一种宽频天线，其包括辐射单元、接地部以及馈线，其中辐射单元包括第一辐射平面，第二辐射平面以及第三辐射平面，其特征在于：所述第二辐射平面自第一辐射平面垂直延伸出，第三辐射平面与第一辐射平面垂直连接，所述接地部与辐射单元连接且两者之间形成一开槽，该接地部包括弯折形成且具有多个接地平面的第一接地部，所述馈线包括与第一辐射平面连接的内导体和与接地部连接的外导体。

2.如权利要求1所述的宽频天线，其特征在于：所述第一辐射平面包括第一辐射臂，第二辐射臂以及第三辐射臂，其中第一辐射臂较第三辐射臂宽，第三辐射臂较第二辐射臂宽，第二辐射臂连接第一辐射臂与第二辐射臂，前述开槽形成于第三辐射臂与前述接地部之间。

3.如权利要求2所述的宽频天线，其特征在于：所述第三辐射平面自第三辐射臂垂直延伸且与第二辐射平面垂直。

4.如权利要求2所述的宽频天线，其特征在于：所述第二辐射平面自第一辐射臂上侧延伸出，且与第三辐射平面位于同一平面。

5.如权利要求2至4中任何一项所述的宽频天线，其特征在于：所述馈线的内导体连接于第二辐射臂的馈点。

6.如权利要求2所述的宽频天线，其特征在于：所述馈线的内导体馈入电流经由第一辐射臂和第二辐射平面形成第一共振频带。

7.如权利要求2所述的宽频天线，其特征在于：所述馈线的内导体馈入电流经由第三辐射臂的一部分和第三辐射平面形成第二共振频带。

8.如权利要求2所述的宽频天线，其特征在于：所述馈线的内导体馈入电流经由第三辐射臂和接地部的一部分使得前述开槽共振出第三共振频带。

9.如权利要求2所述的宽频天线，其特征在于：所述接地部经过多次弯折形成U形的前述第一接地部和分别自第一接地部两端垂直同向延伸出的第二接地部和第三接地部，前述开槽形成于第二接地部与第一辐射平面之间。

10.如权利要求1所述的宽频天线，其特征在于：所述第一接地部具有一下壁，该下壁一端形成有延展部分，前述第二辐射平面位于该延展部分上方。

Images