CN101308948B - 双支路宽频天线 - Google Patents
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Abstract
宽频天线借由一较短的第一辐射金属臂谐振出一较高频(约700MHz)模态，和一较长的第二辐射金属臂谐振出较低频(约500MHz)的模态，且以弯折的方式，使第二辐射金属臂的末端朝向第一辐射金属臂的末端方向延伸，且与第一辐射金属臂的末端具有一特定间距。借由调整该间距的方式，可以有效的改善较低频率谐振模态的匹配，进而与较高频谐振模态合成产生一操作频宽完全涵盖数字电视频道(470～862MHz)。
Description
技术领域
本发明关于一种宽频天线，特别是关于一种适用于可携式多媒体播放器的双支路宽频天线。
背景技术
在信息传播快速的时代，电视已是一般人们接收新闻、娱乐、休闲及信息不可或缺的角色。随着无线通信的发展，过去电视节目以模拟方式所传递信号，再经由模拟电视将其影像呈现出来，其信号传送过程不但易受噪声干扰，所呈现的画面清晰度和稳定度也因此降低许多。
相比之下，以数字方式所传递的信号，不但在画质上的呈现较佳，信号也较稳定，更可以提供进一步的多媒体服务，因此，以数字电视系统取代传统的模拟电视系统已成为必然的趋势，而结合数字电视功能的可携式多媒体播放产品更可预期将具有相当大的市场商机。为了达到此一目的，如何设计出一结构简单、外型轻薄且容易整合于可携式装置的数字电视天线，就成为需要解决的一大问题。
台湾专利公告号M269,583″数字电视接收天线″，其公开一种数字电视接收天线，但该天线结构复杂，因而天线制作成本较高、阻抗频宽较小。而台湾专利公告号D105,579″数字电视接收天线″所公开的一种数字电视接收天线，其有天线尺寸过大的缺点，使得该天线在实际操作时，虽然可接收数字电视信号，但不适合应用于一般可携式的移动产品中。为解决这些问题，我们提出一种创新的数字电视接收天线设计，不仅可产生一宽频操作频宽完全涵盖数字电视频道(470～862MHz)，同时本发明天线结构简单、制作容易，相当适合应用于可携式数字电视产品或多媒体播放器上。
发明内容
本发明的目的在于分别借由一较短的第一辐射金属臂谐振出一较高频(约700MHz)模态，和一较长的第二辐射金属臂谐振出较低频(约500MHz)的模态，且以弯折的方式，使第二辐射金属臂的末端朝向第一辐射金属臂的末端方向延伸，且与第一辐射金属臂的末端具有一特定间距。借由调整该间距的方式，可以有效的改善较低频率谐振模态的匹配，进而与较高频谐振模态合成产生一操作频宽完全涵盖数字电视频道(470～862MHz)。
本发明提供一种双支路宽频天线，包括：一接地面；及一辐射部，大致为一平面结构，包括：一第一辐射金属臂，具有中心频率700MHz所对应波长的0.25倍的长度，该第一辐射金属臂包括：一第一部件，具有一起始端，该起始端位于接地面的边缘附近，为该天线的馈入点；一第二部件，由该第一部件延伸，垂直于该第一部件；一第三部件，由该第二部件延伸，平行于该第一部件；及一第四部件，由该第三部件延伸，垂直于该第一部件，该第四部件具有一末端，该第四部件的末端朝向该辐射部的中心线方向延伸；及一第二辐射金属臂，具有中心频率500MHz所对应波长的0.25倍的长度，该第二辐射金属臂包括：一第五部件，垂直于该第一部件且具有一起始端，该起始端连接于该第一部件；一第六部件，由该第五部件延伸，平行于该第一部件；一第七部件，由该第六部件延伸，垂直于该第一部件；一第八部件，由该第七部件延伸，平行于该第一部件；及一第九部件，由该第八部件延伸，垂直于该第一部件，该第九部件具有一末端，该第九部件的末端朝向该第四部件的末端延伸，与该第四部件的末端具有一特定间距。
附图说明
图1为本发明双支路宽频天线的第一实施例的示意图。
图2为本发明双支路宽频天线应用于可携式多媒体播放器的示意图。
图3为本发明双支路宽频天线的返回损失测量结果的示意图。
图4为本发明双支路宽频天线于500MHz的辐射场型图。
图5为本发明双支路宽频天线于700MHz的辐射场型图。
图6为本发明双支路宽频天线于操作频带内的天线增益曲线与辐射效率曲线。
图7为本发明双支路宽频天线的第二实施例的示意图。
主要元件符号说明
1 本发明的双支路宽频天线一实施例
11 介质基板
12 接地面
121 接地面的边缘
13 辐射部
14 第一辐射金属臂
141 第一辐射金属臂的起始端及天线的馈入点
142 第一辐射金属臂的末端
15、75 第二辐射金属臂
151、751 第二辐射金属臂的起始端
152、752 第二辐射金属臂的末端
16 天线的中心线
21 多媒体播放器
61 线增益曲线
62 辐射效率曲线
7 本发明双支路宽频天线的第二实施例
g 第一辐射金属臂末端与第二辐射金属臂末端的特
定间距
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明双支路宽频天线的第一实施例的示意图。双支路宽频天线包括一接地面12及一辐射部13。辐射部13大致为一平面结构，包括一第一辐射金属臂14以及一第二辐射金属臂15。第一辐射金属臂14具有一起始端141以及一末端142，起始端141位于接地面12的边缘121附近，为天线的馈入点，末端142借由至少一次弯折的方式，朝向辐射部13的中心线16方向延伸。第二辐射金属臂15具有一起始端151以及一末端152，起始端151电气连接至第一辐射金属臂14的起始端141附近，末端152借由至少一次弯折的方式，朝向第一辐射金属臂14的末端142方向延伸，与第一辐射金属臂14的末端142具有一特定间距g，一般特定间距g须为25mm以下。辐射部13可由印刷或蚀刻技术形成于一介质基板11上，辐射部13也可由一单一金属片冲压或切割制作形成，固定于介质基板11上。接地面12为一可携式多媒体播放器的接地系统。
请参考图2，图2为本发明双支路宽频天线应用于可携式多媒体播放器21的示意图。此双支路宽频天线大致为一平面结构，因此天线于未使用状态时可折迭置放于多媒体播放器21的液晶屏幕面板上，不但易于收藏，且不会破坏产品的外观。
请参考图3，图3为本发明双支路宽频天线的返回损失(return loss)测量结果的示意图。在本实施例中，双支路宽频天线的尺寸如下：接地面12，长度约为130mm，宽度约为80mm；辐射部13，大致为一130mm×35mm的平面结构，第一辐射金属臂14的起始端141和末端142，其宽度分别为3mm与12mm，且起始端141与末端142的距离约为中心频率700MHz所对应波长的0.25倍，约为107mm；第二辐射金属臂15的起始端151与末端152，其宽度分别为2mm与7mm，且起始端151与末端152的距离约为中心频率500MHz所对应波长的0.25倍，约为150mm；第一辐射金属臂的末端142与第二辐射金属臂的末端152的特定间距g为15mm。图3中，纵轴表示返回损失值，横轴表示操作频率。由测量结果可知，本发明天线在470～862MHz数字电视频带内，天线返回损失值均高于5dB，因此，天线返回损失位准能够满足数字电视系统的实际应用需求。
请参考图4以及图5。图4为本发明双支路宽频天线于500MHz的辐射场型图。图5为本发明双支路宽频天线于700MHz的辐射场型图。由所得的结果，本发明天线在x-y平面(水平面)，有一大致为全向性的辐射场型，满足数字电视接收天线的操作需求。
请参考图6，图6为本发明双支路宽频天线于操作频带内的天线增益曲线与辐射效率曲线的图表。图6中，右方纵轴表示天线辐射效率，左方纵轴表示天线增益，横轴表示操作频率。由所得的结果可知，在470～862GHz的频带内，天线辐射效率皆在50％以上，天线辐射增益也都大于-2dBi，一般而言，可满足实际应用的需求。
请参考图7，图7为本发明双支路宽频天线的第二实施例的示意图。在第二实施例中，双支路宽频天线7的辐射部73由一金属导线折绕而成。此外，第二辐射金属臂75的折弯较第一实施例的第二辐射金属臂15来得少。本发明双支路宽频天线同样能满足数字电视天线所需的阻抗频宽与辐射效率需求。
综上所述，本发明双支路宽频天线主要是分别借由一较短的第一辐射金属臂谐振出一较高频(约700MHz)模态，和一较长的第二辐射金属臂谐振出较低频(约500MHz)的模态，且以弯折的方式，使第二辐射金属臂的末端朝第一辐射金属臂的末端方向延伸，与第一辐射金属臂的末端具有一特定间距，借由电流耦合的方式，可以有效的改善较低频谐振模态的匹配，进而与较高频谐振模态合成产生一操作频宽完全涵盖数字电视频道(470～862MHz)，同时本发明天线结构简单、制作容易，相当适合应用于可携式数字电视产品或多媒体播放器上。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种双支路宽频天线，包括：
一接地面；及
一辐射部，大致为一平面结构，包括：
一第一辐射金属臂，具有中心频率700MHz所对应波长的0.25倍的长度，该第一辐射金属臂包括：
一第一部件，具有一起始端，该起始端位于接地面的边缘附近，为该天线的馈入点；
一第二部件，由该第一部件延伸，垂直于该第一部件；
一第三部件，由该第二部件延伸，平行于该第一部件；及
一第四部件，由该第三部件延伸，垂直于该第一部件，该第四部件具有一末端，该第四部件的末端朝向该辐射部的中心线方向延伸；及
一第二辐射金属臂，具有中心频率500MHz所对应波长的0.25倍的长度，该第二辐射金属臂包括：
一第五部件，垂直于该第一部件且具有一起始端，该起始端连接于该第一部件；
一第六部件，由该第五部件延伸，平行于该第一部件；
一第七部件，由该第六部件延伸，垂直于该第一部件；
一第八部件，由该第七部件延伸，平行于该第一部件；及
一第九部件，由该第八部件延伸，垂直于该第一部件，该第九部件具有一末端，该第九部件的末端朝向该第四部件的末端延伸，与该第四部件的末端具有25mm以下的间距。
2.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该辐射部由印刷或蚀刻技术形成于一介质基板上。
3.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该辐射部由一单一金属片冲压或切割制作形成。
4.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该
接地面为一可携式多媒体播放器的系统接地面。
5.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该辐射部由一金属导线折绕而成。
6.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该第一辐射金属臂用来产生700MHz的中心频率，该第二辐射金属臂用来产生500MHz的中心频率。
7.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该第一辐射金属臂的长度约为107mm，该第二辐射金属臂的长度约为150mm。
8.根据权利要求1所述的双支路宽频天线，其中该第一辐射金属臂的起始端与末端的宽度分别约为3mm与12mm，该第二辐射金属臂的起始端与末端的宽度分别约为2mm与7mm。
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