CN101557031B - 超宽频天线 - Google Patents
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Abstract
一种超宽频天线，包括一第一辐射部、一第二辐射部及一导体臂；该第一辐射部包括彼此位于相反端的一第一接地段及一第一馈入段；该第二辐射部是直接设置在一电路板上，并且包括彼此位于相反端的一第二接地段及一第二馈入段，该第二接地段与该第一接地段电性连接，且该第二馈入段与该第一馈入段电性连接；该导体臂与该第一辐射部的第一馈入段电性连接。借由直接形成于电路板上的第二辐射部，能简化制程且提高产品良率，不易因装配过程中的组装误差而产生频率偏移。
Description
技术领域
本发明是有关于一种天线，特别是指一种超宽频天线。
背景技术
美国联邦通信委员会(FCC)于2002年2月14日，通过了超宽频(Ultra-Wideband，以下简称UWB)技术的使用法规，使一直被运用于军事的无线传输技术可以应用在各种电子产品中，换句话说，UWB技术的商品化使得无线个人区域网路(Wireless Personal Area Network，以下简称WPAN)产品再进化。
UWB是一种无线传输实体层技术，由于是利用短脉冲方式进行传输，每一个脉冲的消耗功率只有10nw，而且都是间接性发射，因此其耗电量明显低于现有的无线通信技术；UWB第二个特性是，超宽频的传输速率可高达100Mbps，甚至500Mbps；UWB第三个特性是，由于超宽频具有短脉冲特性，不会有同一信号经由不同路径折射而产生彼此干扰的问题，也就是说，UWB可穿透障碍物，例如墙壁、地面或浓密树丛等。
目前应用WPAN的迷你移动型电脑(Ultra-Mobile PC，以下简称UMPC)的内置天线，其应用频率为2402～2480MHz(蓝牙)及3168～4752MHz(UWBBand I)，且目前大都采用三维立体式结构的单极天线或PIFA天线设计，以达到超宽频的效果。
但这类的天线设计由于在制作时，独立于收发电路或装置，装配过程中的组装误差容易使天线的工作频段产生偏移，致使天线频宽无法涵盖WPAN的操作频带，也造成生产成本的增加，不仅结构不够稳定，且符合WPAN要求的产品良率也低。
发明内容
因此，本发明的目的，即在提供一种可收发射频信号的超宽频天线。
本发明的另一目的在于提供一种制程容易且提高产品良率的超宽频天线。
本发明的又一目的在于提供一种结构稳定的立体式超宽频天线。
于是，本发明的一种超宽频天线，包括一第一辐射部、一第二辐射部及一导体臂；第一辐射部包括彼此位于相反端的一第一接地段及一第一馈入段；第二辐射部包括彼此位于相反端的一第二接地段及一第二馈入段，第二接地段与第一接地段电性连接，且第二馈入段与第一馈入段电性连接；导体臂与第一辐射部的第一馈入段电性连接。
优选地，第一辐射部还包括一位于第一接地段与第一馈入段之间的第一中间段，第一接地段螺接在电路板上且接地，第一中间段、第一馈入段及导体臂共面且与第一接地段概呈垂直，并借第一接地段的支撑，与电路板间隔地设置而位于第二辐射部上方；第二辐射部是以印刷型式设在一电路板的一面上。
本发明的功效在于不仅提供另一种有别于传统的超宽频天线结构，由于其工作频带宽大且第二辐射部是印刷于电路板上，不仅能简化制程且提高产品良率，不易因装配过程中的组装误差而产生频率偏移，致使其频宽无法涵盖WPAN的操作频带，更由于第一接地段是螺接在电路板上，使得本发明虽为立体结构但仍有相当好的结构稳定性。
附图说明
图1是一立体图，说明本发明超宽频天线的优选实施例设在一电路板上的结构；
图2是一立体分解图，说明本实施例的各个元件及其组装关系；
图3是一俯视图，说明本实施例的第一辐射部的尺寸大小数据；
图4是一侧视图，说明第一辐射部的尺寸大小数据；
图5是一俯视图，说明本实施例的第二辐射部的尺寸大小数据；
图6是一数据图，显示本实施例的电压驻波比测量结果；
图7是一示意图，显示本实施例工作在第一频段时，电流在导体臂及第一辐射部上的流动路径；
图8是一示意图，显示本实施例工作于第二频段时，电流在第一辐射部上的流动路径；
图9是一示意图，显示本实施例工作于第三频段时，电流在第二辐射部上的流动路径；
图10是一数据图，显示本实施例工作在第一频段中的2440MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果；
图11是一数据图，显示本实施例工作于第二频段中的3168MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果；
图12是一数据图，显示本实施例工作于第二频段中的3696MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果；
图13是一数据图，显示本实施例工作于第二频段中的4224MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果；及
图14是一数据图，显示本实施例工作于第二频段中的4752MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果。
主要元件符号说明
1第一辐射部
11第一接地段
111绝缘层
12第一中间段
13第一馈入段
2第二辐射部
21第二接地段
22第二中间段
23第二馈入段
3导体臂
4导电件
9电路板
91螺丝
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1与图2，本发明超宽频天线的优选实施例包括一第一辐射部1、一第二辐射部2、一导体臂3及一导电件4。第一辐射部1及导体臂3在本实施例是具有一定宽度的金属(例如铜)线段，但亦可以其他型式代替，本发明所属技术领域中具有通常知识者应熟知各种此类天线材质上的变化态样。
第一辐射部1包括彼此位于相反端的一第一接地段11、一第一馈入段13，及一桥接第一接地段11与第一馈入段13一端的第一中间段12；第二辐射部2是印刷于一电路板9的一面上的金属层(例如铜箔)，并包括彼此位于相反端的一第二接地段21、一第二馈入段23，及一桥接第二接地段21与第二馈入段23一端的第二中间段22，而第二辐射部是概呈倒U型。其中第二接地段21另一端通过电路板9接地，第二馈入段23另一端用以馈入信号。在本实施例中，由于第二辐射部22是以印刷的方式固定在电路板9上，因此能降低制程成本且结构稳定，但除了上述印刷方式之外，亦可以粘着等其他方式使第二辐射部2固着于电路板9上，并不以本实施例及对应图示为限。
另值得注意的是，本实施例将天线设在电路板9的角落，如此可尽量避免电路板9上其他电路的电磁干扰，进而发挥天线较佳的效能，但如果有其他制作或装配上的考虑，天线也可被设置在电路板9的他处，例如边缘。
第一辐射部1的第一接地段11为一竖立在电路板9上的L型金属片，并且在贴近电路板9的部分形成有一螺孔111，此螺孔111可供一螺丝91穿设，以将第一辐射部1可分离地螺锁于电路板9上且使第一接地段11与第二接地段21接触，因而产生电连接；第一接地段11与第二接地段21可直接经由设在电路板9上的射频收发电路(图未示)来接地，或经由螺丝91与独立于电路板91外的射频收发电路的地电连接。本实施例利用一般电路板9均设有螺孔以方便螺设在电子装置中，以螺锁的方式将第一辐射部1设在电路板9上，如此可减少制程的成本，当然，第一辐射部1与电路板9的连接方式并不以本实施例为限。
第一辐射部1的第一中间段12由第一接地段11的顶端向一侧呈L型地延伸，第一中间段12平行电路板9于其一侧并且与设在电路板9上的第二中间段22相间隔地重叠且平行。第一辐射部1的第一馈入段13由第一中间段12远离第一接地段11的一端，沿着与第二馈入段23平行的方向延伸。
导体臂3由第一馈入段13的末端向远离第一接地段11方向延伸，且导体臂3、第一馈入段13与第一中间段12共面。
导电件4设在电路板9上，且导电件4的上下两端分别与第一、第二馈入段13、23连接在末端，此导电件4除了支撑第一辐射部1以提供结构上的稳定外，其主要功能为信号的馈入；导电件4的下端接收来自射频收发电路的馈入信号，并将此射频信号分别传给第二辐射部2以及第一辐射部1与导体臂3。在本实施例中，导电件4为一金属顶针，当然也可以其他导体替代，例如弹片，并不以本实施例及对应图示为限。
本发明超宽频天线的优选实施例实际尺寸请参阅图3、图4及图5，图3所示为第一辐射部1的俯视图，图4所示为第一辐射部1的侧视图，图5所示则为第二辐射部2的俯视图，各图中数字的单位为mm，可参阅图中各项数据以得知本实施例的实际规格尺寸。
参阅图6，本发明超宽频天线的优选实施例是应用在无线个人区域网路(WPAN[2402～2480MHz(蓝牙)与3168～4752MHz(UWB Band I)])，并且可借由调整第一辐射部1及第二辐射部2的长度来达成与射频收发电路的阻抗匹配；本发明可分别与一第一频段、一第二频段及一第三频段产生谐振，第一频段为一涵盖2402MHz～2480MHz的频段，第二频段与第三频段为部分重叠且共同涵盖3168MHz～4752MHz的频段。在本实施例中，经实验得知，其电压驻波比(VSWR)测量值，在上述频段内均可小于2.5。
参阅图7，如箭头所示的电流路径，射频信号经导电件4馈入至导体臂3，再回流至第一辐射部1，先后经过第一馈入段13、第一中间段12与第一接地段11，最后再由第一接地段11传导至地。此电流路径决定天线工作在图3中位于最左边波谷的第一频段的涵盖范围。
参阅图8，如箭头所示的电流路径，射频信号经导电件4馈入至第一辐射部1，先后经过第一馈入段13、第一中间段12与第一接地段11，最后再由第一接地段11传导至地。此电流路径决定天线工作在图3中位于中间波谷的第二频段的涵盖范围。
参阅图9，如箭头所示，射频信号经导电件4馈入至第二辐射部2，先后经过第二馈入段23、第二中间段22与第二接地段21，最后再由第二接地段21传导至地。此电流路径决定天线工作在图3中位于最右边波谷的第三频段的涵盖范围。
另由下表1可知，本实施例的天线在应用频带(WPAN)内的总辐射能量(Total Radiation Power)大于-4dBm，且效率(Efficiency)大于40％，具有高增益(high gain)、效率佳的特点。
表1
| 频率(MHz) | 总辐射能量(dB) | 效率(％) |
| 2402 | -1.29 | 74.26 |
| 2440 | -0.61 | 86.88 |
| 2480 | -0.46 | 90.01 |
| 3168 | -1.70 | 67.68 |
| 3432 | -1.06 | 78.40 |
| 3696 | -1.33 | 73.61 |
| 3960 | -1.07 | 78.25 |
| 4224 | -1.56 | 69.88 |
| 4488 | -2.66 | 54.19 |
| 4752 | -3.61 | 43.58 |
本实施例其辐射场型(Radiation Pattern)，如图10所示，是本实施例工作在第一频段中的2440MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果。
参阅图11，是本实施例工作于第二频段中的3168MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果。
参阅图12，是本实施例工作于第二频段中的3696MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果。
参阅图13，是本实施例工作于第二频段中的4224MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果。
参阅图14，是本实施例工作于第二频段中的4752MHz时，在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面的辐射场型测量结果。
由图10至图14可得知，本实施例在各测量平面上均具有大致全向性的辐射场型，因而能满足无线个人区域网路系统的操作需求。
综上所述，本实施例的功效在于不仅提供另一种有别于传统的超宽频天线结构，由于其工作频带宽大且第二辐射部2是印刷于电路板上，不仅能简化制程且提高产品良率，不易因装配过程中的组装误差而产生频率偏移，致使其频宽无法涵盖WPAN的操作频带，更由于第一接地段11是螺接在电路板9上，本实施例虽为立体结构但仍有相当好的结构稳定性，故确实能达成本发明的目的。
以上所述的，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，均仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (12)
1.一种超宽频天线，包括：
一第一辐射部，包括彼此位于相反端的一第一接地段及一第一馈入段；
一第二辐射部，包括彼此位于相反端的一第二接地段及一第二馈入段，该第二接地段与该第一接地段电性连接，且该第二馈入段与该第一馈入段电性连接；及
一导体臂，与该第一辐射部的第一馈入段电性连接，
该第二辐射部设在一电路板的一面上，
该第一辐射部还包括一桥接该第一接地段与该第一馈入段之间的第一中间段，且该第二辐射部还包括一桥接该第二接地段与该第二馈入段之间的第二中间段，
该第一中间段、该第一馈入段及该导体臂共面且与该第一接地段概呈垂直，并借该第一接地段的支撑，与该电路板间隔地设置而位于该第二辐射部上方。
2.根据权利要求1所述的超宽频天线，其中，该第二辐射部是以印刷型式设在该电路板的一面上。
3.根据权利要求1所述的超宽频天线，其中，该第一辐射部的第一接地段，可分离地与该第二接地段连接。
4.根据权利要求1所述的超宽频天线，其中，该第一辐射部及该导体臂是具有一定宽度的金属线段。
5.根据权利要求1所述的超宽频天线，其中，该第一接地段螺接在该电路板上且接地。
6.根据权利要求5所述的超宽频天线，还包括一电连接该第一馈入段与该第二馈入段的导电件。
7.根据权利要求6所述的超宽频天线，其中，该第二辐射部概呈U型地设在该电路板的一面上。
8.根据权利要求7所述的超宽频天线，其中，该第一中间段与该第二中间段平行且相间隔地重叠，该第一馈入段与该第二馈入段亦平行且相间隔地重叠。
9.根据权利要求6所述的超宽频天线，其中，该导电件为一金属顶针及一弹片的其中一种。
10.根据权利要求1所述的超宽频天线，其中，该第二辐射部是设在该电路板的角落或边缘。
11.根据权利要求8所述的超宽频天线，可分别与一第一频段、一第二频段及一第三频段产生谐振，该第一频段为一涵盖2402MHz～2480MHz的频段，该第二频段与该第三频段为部分重叠且共同涵盖3168MHz～4752MHz的频段。
12.根据权利要求11所述的超宽频天线，其中，该导体臂及该第一辐射部可与该第一频段产生谐振，该第一辐射部可与该第二频段产生谐振，该第二辐射部可与该第三频段产生谐振。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4625212A (en) * | 1983-03-19 | 1986-11-25 | Nec Corporation | Double loop antenna for use in connection to a miniature radio receiver |
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|---|---|---|---|---|
| US4625212A (en) * | 1983-03-19 | 1986-11-25 | Nec Corporation | Double loop antenna for use in connection to a miniature radio receiver |
| CN1624974A (zh) * | 2003-12-01 | 2005-06-08 | 友旺科技股份有限公司 | 微导线阻断型双频单极印刷天线及制备方法 |
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