CN101436707B

CN101436707B - 双频天线

Info

Publication number: CN101436707B
Application number: CN2007101863376A
Authority: CN
Inventors: 蔡调兴; 吴朝旭; 方启印
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: CN101436707A

Abstract

一种双频天线，包括回路辐射部及辐射臂。回路辐射部具有相邻的馈入端及接地端，用以工作在高频频段。辐射臂的一端连接于回路辐射部的馈入端，用以工作在低频频段。本发明的双频天线利用回路辐射部来产生及控制高频频带，利用辐射臂来产生及调整低频频带，设计的结构简单，且容易控制高低频的频率及频宽，并可降低天线成本，还可以克服传统型PIFA频宽不足的缺点。

Description

双频天线

技术领域

本发明是关于一种双频天线，特别是一种应用于WLAN的笔记本电脑用的双频天线。

背景技术

参阅图1，现阶段应用于WLAN 2412～2462MHz(802.11b/g)及4900～5875MHz(802.11a)]的笔记本电脑内置天线，均利用PIFA(Planar Inverted FAntenna，平面倒F型天线)型式的天线架构，部份天线设计上会再加上寄生或耦合元件，使在空间上交叠产生较强的耦合量，以达到双频或宽频的效果。然而一般传统型PIFA天线，因受到空间上的限制，具有频宽不足的缺点。

为了解决频宽不足的困扰，美国专利第6,714,162号所公开的PIFA天线，可利用寄生元件耦合的技术，产生较宽的频宽。

参阅图2，PIFA天线1包括辐射导体11、第一接地导体12、馈入导体13、第二接地导体14及接地寄生导体15。在图2中，调整辐射导体11长度，可决定其低频频率的位置；调整接地寄生导体15的长度，控制接地寄生导体15与辐射导体11间的耦合间距pg，及接地寄生导体15与第二接地导体14间的耦合间距sg，而决定其高频频率的位置与频宽。

然而靠调整间距pg、sg以及接地寄生导体15的长度来决定高频频率的耦合量，其调变的变因太多，而且空间上的间距pg、sg相对于实体来说更难以控制，以致于其阻抗频率及频宽不能如设计者的预期。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种设计结构简单，且容易控制高低频的频率及频宽的双频天线。

于是，本发明双频天线包括回路辐射部及辐射臂。

回路辐射部具有相邻的馈入端及接地端，用以工作在高频频段。

辐射臂的一端连接于回路辐射部的馈入端，用以工作在低频频段。

优选地，回路辐射部大体呈矩形回路，并包括一端为接地端的第一辐射段，一端连接于第一辐射段另一端且与第一辐射段大体呈垂直的第二辐射段，及一端连接于第二辐射段另一端且与第二辐射段大体呈垂直的第三辐射段，第三辐射段的另一端为馈入端。

辐射臂包括一端与回路辐射部的馈入端相连的连接段，及一端连接于连接段另一端且与连接段大体呈垂直的发射段，连接段与第三辐射段大体呈垂直。

附图说明

图1是一立体图，说明传统PIFA天线的结构；

图2是一立体图，说明传统双频天线的结构；

图3是一立体图，说明本发明双频天线的一优选实施例的结构；

图4是一立体图，说明该优选实施例设于一笔记本电脑的位置；

图5是本实施例的双频天线展开成一平面的正面图，说明该优选实施例的结构；

图6是本实施例的双频天线展开成一平面的反面图，说明该优选实施例的结构；

图7是一立体图，说明本实施例的双频天线设置于一基板上；

图8是本优选实施例的电压驻波比(VSWR)的测量结果图；

图9是本优选实施例在频率为2437MHz时的辐射场型(Radiation Pattern)图形；及

图10是本优选实施例在频率为5350MHz时的辐射场型(RadiationPattern)图形。

主要元件符号说明

2 双频天线

3 回路辐射部

31 第一辐射段

311 接地端

32 第二辐射段

33 第三辐射段

331 馈入端

4 辐射臂

41 连接段

42 发射段

5 锁固部

51 穿孔

6 基板

61 第一面

62 第二面

621 螺孔

63 第三面

7 导电铜箔

8 位置

81 虚线

82 虚线

83 虚线

84 虚线

9 笔记本电脑

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图3与图4，本发明的优选实施例的双频天线2设置在笔记本电脑9内(如图4中虚线所框的位置8)，其工作频段为高频的4900～5875MHz，另一为低频的2412～2462MHz，适用于WLAN。

而为了将所占面积缩小，在本实施例中是将双频天线2设计成立体的型式，然而，它亦可以平面的型式存在，如图5所示，而为了方便说明其结构，以下先以平面的型式来作说明。

参阅图5(正面图)与图6(反面图)，双频天线2包括回路辐射部3及辐射臂4。

回路辐射部3大体呈矩形回路，用以工作在前述的高频频段(4900～5875MHz)，并包括第一辐射段31、第二辐射段32及第三辐射段33。

第一辐射段31的一端为接地端311，另一端与第二辐射段32的一端连接且大体呈垂直。第二辐射段32的另一端则与第三辐射段33连接且大体呈垂直，而第三辐射段33的另一端为馈入端331，馈入端331是信号的输入点，其与接地端311相邻近。

辐射臂4用以工作在前述的低频频段(2412～2462MHz)，并包括连接段41及发射段42。连接段41是由第三辐射段33的馈入端331往相反于第一辐射段31的方向向外延伸，且与第三辐射段33大体呈垂直，与第二辐射段32大体呈平行。发射段42则是由连接段41的另一端往第二辐射段32的方向弯折延伸，且与连接段41大体呈垂直。值得一提的是，发射段42、第三辐射段33与第一辐射段31彼此大体呈平行。

配合参阅图3，当双频天线2被以图5或图6中所示的虚线81～84朝同一侧弯折成立体时，第一辐射段31与发射段42是分别位于间隔且大体呈平行的第一平面与第三平面，而第三辐射段33是位于与另两平面大体呈垂直的第二平面(此三平面未标号)。此外，第一辐射段31的两端由第一平面弯折延伸至第二平面而分别形成两个锁固部5，每一锁固部5具有穿孔51以供锁固。

参阅图3、图5与图7，优选地，此双频天线2可设于如图7所示的绝缘基板6上，以成为更稳固的结构。此基板6具有可供第一辐射段31设置的第一面61、可供第三辐射段33设置的第二面62，及可供发射段42设置的第三面63，其中，第一面61与第三面63间隔且大体呈平行，第二面62与另两面61、63大体呈垂直且与另两面61、63的侧边相连；第二面62的两端还分别形成有螺孔621。第一辐射段31的两端由第一面61弯折延伸至第二面62而分别形成两个锁固部5，每一锁固部5具有穿孔51以供锁固，且两个穿孔51是与两个螺孔621相对应。而第二辐射段32是跨设于第一面61与第二面62，连接段41是跨设于第二面62与第三面63。

优选而言，双频天线2还包括导电铜箔7，导电铜箔7用以连接第一辐射段31与位于笔记本电脑9的接地面(图未示)。

回路辐射部3可用来产生及控制高频频带，而辐射臂4可用来产生及调整低频频带，此种设计结构相当简单，且容易控制高低频的谐振频率及阻抗频宽。

参阅图8，由实验结果得知，其电压驻波比(VSWR)测量值在频率2412～2462MHz及4900～5875MHz时均可小于2.5。另外，图9与图10为本发明双频天线2的辐射场型(Radiation Pattern)图形，图9的频率为2437MHz，图10的频率为5350MHz。

再由表1的数据可得知，应用频带内的总辐射效能(Total Radiation Power)＞-5dB，且效率(Efficiency)＞30％。

表1

频率(MHz)	总辐射效能(dB)	效率(％)
			2412	-3.22	47.65
2437	-2.70	53.69
			2462	-2.48	56.48
4900	-3.70	42.62
			5150	-4.02	39.59
5350	-4.10	38.93
			5470	-3.54	44.28
5725	-3.98	39.98
			5875	-4.56	34.96

综上所述，本发明双频天线2利用回路辐射部3来产生及控制高频频带，利用辐射臂4来产生及调整低频频带，设计的结构简单，且容易控制高低频的谐振频率及阻抗频宽，并可降低天线成本，还可以克服传统型PIFA频宽不足的缺点，故确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明范围内。

Claims

1.一种双频天线，包括：

一回路辐射部，具有相邻的一馈入端及一接地端，用以工作在一高频频段；及

一辐射臂，一端连接于该回路辐射部的馈入端，用以工作在一低频频段，

其中，该回路辐射部大体呈一矩形回路，并包括一端为该接地端的一第一辐射段，一端连接于该第一辐射段另一端且与该第一辐射段大体呈垂直的一第二辐射段，及一端连接于该第二辐射段另一端且与该第二辐射段大体呈垂直的一第三辐射段，该第三辐射段的另一端为该馈入端。

2.根据权利要求1所述的双频天线，其中，该辐射臂包括一端与该回路辐射部的馈入端相连的一连接段，及一端连接于该连接段另一端且与该连接段大体呈垂直的一发射段，该连接段与该第三辐射段大体呈垂直。

3.根据权利要求2所述的双频天线，其中，该第一辐射段、该第三辐射段与该发射段彼此大体呈平行。

4.根据权利要求3所述的双频天线，其中，该第三辐射段位于该第一辐射段与该发射段之间。

5.根据权利要求1至4其中任一所述的双频天线，其中，该高频频段为4900～5875MHz，该低频频段为2412～2462MHz。

6.根据权利要求2至4其中任一所述的双频天线，其中，该第一辐射段位于一第一平面，该第三辐射段位于一第二平面，该发射段位于一第三平面；该第一平面与该第三平面间隔且大体呈平行，该第二平面与另两平面大体呈垂直且位于另两平面之间。

7.根据权利要求6所述的双频天线，还包括一导电铜箔，该导电铜箔用以连接该回路辐射部的第一辐射段与一接地面。

8.根据权利要求7所述的双频天线，其中，该第一辐射段的两端由该第一平面弯折延伸至该第二平面而分别形成两个锁固部，每一锁固部具有一穿孔以供锁固。

9.根据权利要求2至4其中任一所述的双频天线，还包括一供该回路辐射部与辐射臂设置的基板。

10.根据权利要求9所述的双频天线，其中，该基板具有一供该第一辐射段设置的第一面、一供该第三辐射段设置的第二面，及一供该发射段设置的第三面；该第一面与该第三面间隔且大体呈平行，该第二面与另两面大体呈垂直且与另两面的侧边相连。

11.根据权利要求10所述的双频天线，其中，该第二面的两端分别形成有一螺孔。

12.根据权利要求11所述的双频天线，其中，该第一辐射段的两端由该第一面弯折延伸至该第二面而分别形成两个锁固部，每一锁固部具有一穿孔以供锁固，且该穿孔与该螺孔相对应。

13.根据权利要求12所述的双频天线，还包括一导电铜箔，该导电铜箔用以连接该回路辐射部的第一辐射段与一接地面。