CN101944652A - 宽带天线 - Google Patents

Abstract

一种宽带天线，包括：辐射导体、接地面及馈入线；辐射导体形状呈倒V形状，具有一弯折部，利用该弯折部延伸一第一端部及一第二端部，将第二端部末端连接于接地面；馈入线具有一中心导线及一外层导线，将中心导线连接于第二端部，外层导线则连接于接地面。本发明利用单一辐射导体即可产生天线系统之基频共振模态及倍频共振模态，无须另外设置短路组件，简化天线设计结构。

Description

宽带天线

【发明所属之技术领域】

本发明为一种宽带天线，特别系指一种利用单一辐射导体即可产生宽带天线操作频带之天线结构。

【先前技术】

无线通讯设备输出的射频信号功率，通过馈入线输送到天线，经由天线以电磁波形式辐射传导出去。电磁波到达接收地点后天线接收，最后透过馈入线传送到无线通讯产品。因此天线是发射和接收电磁波的一个重要的媒介。天线的操作频率范围(频带宽度)，不论是发射天线或接收天线通常都限定在一定频率范围内，天线频带宽度具有两种定义，一种是指驻波比SWR≤1.5条件下，天线的操作频带宽度；另一种是指天线增益下降3分贝范围内的频带宽度。

请参阅第1图，为美国专利第7505004号专利“BROADBAND ANTENNA”之立体俯视图。辐射组件11包含实质上为四边形形状之第一金属平面111、第二金属平面112以及第三金属平面113；其中第一金属平面111与第二金属平面112相互连接，第二金属面112亦与第三金属平面113相互连接，经此组成U字型结构。第一金属平面111以及第三金属平面113与接地组件13及印刷电路板15所在的平面相互平行；第二金属平面112则与接地组件13及印刷电路板15所在的平面相互垂直，使得辐射组件11之U字型开口朝向平行于接地组件13及印刷电路板15的方向。此专利强调宽带天线100除具有双频特性，同时具有更佳之频宽。

然而上述专利除辐射组件11组成结构极为复杂之外，另外还需设置连接组件12及其延伸之连接组件第一端121及连接组件第二端122，经此设置作为辐射组件11及接地组件13讯号传递媒介，同时辐射组件11及连接组件12经多段弯折设计，容易造成讯号传递衰减，降低辐射能量传导效率，另外蜿蜒设置还会增加制造难度及生产成本。

【发明内容】

本发明之目的系提供一种宽带天线，利用单一倒V形辐射导体即可产生天线系统之基频共振模态及倍频共振模态，缩短辐射讯号传递路径，提高辐射能量及讯号传导效率。

本发明之另一目的系提供一种宽带天线，利用弯折部延伸之直线状第一端部及第二端部设计，无须另外设置短路连接组件，简化天线设计结构，避免辐射组件过度弯折及加工，缩短组装时程且提高产品制造良率。

本发明之又一目的系提供一种宽带天线，利用控制弯折部之夹角及中心导线连接于第二端部之馈入位置，经此调整基频模态及倍频模态之频率比，再经由微调第二端部连接于接地面末端之尺寸粗细及长度方式，进而调整天线系统之阻抗匹配。

为达成上述目的，本发明为一种宽带天线，包括：辐射导体、接地面及馈入线；辐射导体形状呈倒V形状，具有一弯折部，将弯折部分别沿两相对侧方向延伸设置一第一端部及一第二端部，由于第一端部及第二端部为直线状，因此弯折部会形成一夹角，第二端部末端则连接于接地面；馈入线具有一中心导线及一外层导线，将中心导线连接于第二端部之馈入部，外层导线则连接于接地面。

本发明实施例主要特征系利用单一倒V形辐射导体即可产生天线系统之前两个共振模态，分别为基频共振模态及倍频共振模态，经由两种共振模态构成宽带天线系统操作频带，同时缩短辐射讯号传递路径，提高辐射能量及讯号传导效率。由于弯折部延伸之第一端部及第二端部设计为直线状，无须另外设置短路连接组件，有效简化天线设计结构，避免辐射组件过度弯折及繁杂加工，缩短组装时程且提高产品制造良率。此外，由于弯折部沿两相对侧方向延伸设置之第一端部及第二端部形成一夹角，经由控制弯折部之夹角度数及馈入线中心导线连接于第二端部之馈入部位置，适当调整即可使基频模态及倍频模态具有良好之频率比，再利用微调第二端部连接于接地面末端之尺寸粗细及长度方式，经适当调整即可改变天线系统之虚部阻抗，经此控制基频共振模态及倍频共振模态之操作频率位置至系统所需的操作频带，并使两模态达成良好阻抗匹配，进而增加操作频宽。

为使贵审查人员进一步了解本发明之详细内容，兹列举下列较佳实施例说明如后。

【实施方式】

请参阅第2图，为本发明实施例之立体俯视图。包括：辐射导体21、接地面22及馈入线23；辐射导体21设置有一弯折部211，将弯折部211分别沿两相对侧方向延伸设置一第一端部211a及一第二端部211b；馈入线23具有一中心导线231及一外层导线232。

将辐射导体21设置于基板24上，本实施例之辐射导体21设计为V字形，并呈倒V倾斜配置状态，同时将弯折部211分别沿两相对侧方向延伸设置一第一端部211a及一第二端部211b，由于第一端部211a及第二端部211b为直线状，因此弯折部内侧会形成一夹角，夹角范围控制介于15度至90度之间，经由控制夹角度数方式可使基频模态及倍频模态具有特性优异之频率比，第二端部211b末端连接于接地面22；馈入线23之中心导线231连接于第二端部211b之馈入部231a位置，外层导线232则连接于接地面22，利用中心导线231传递馈入线23之高频传输讯号至第二端部211b，同时透过控制中心导线231连接于第二端部211b之馈入部231a位置，亦可使基频模态及倍频模态具有特性优异之频率比，再利用微调第二端部211b连接于接地面22末端之尺寸粗细及长度方式，进而改变天线系统之虚部阻抗，将基频共振模态及倍频共振模态之操作频率位置控制至系统所需的操作频带。

本实施例之辐射导体21呈倒V倾斜状，弯折部为多角状，因此可将辐射导体21划分为第一端部211a之上方三角形及及第二端部211b之下方三角形，其中第一端部211a之三角形顶部最长侧边长度约为25mm，相对侧长度约为23mm，底部长度约为3.5mm，第二端部211b之三角形下方侧边长度约为14mm，相对侧长度约为10.5mm，底部短边长度约为3mm，基板24为矩形状，长度约为38mm，宽度约为7mm。

请参阅第3图，为本发明实施例之辐射导体变化实施态样立体俯视图。本变化实施态样差异处在于辐射导体21之弯折部211及延伸设置之第一端部211a沿基板24上方垂直方向延伸设置，藉以扩大辐射导体21传输面积，增加天线系统整体辐射传导效率，由于本发明之辐射导体21呈倒V倾斜状设置，因此可依相同配置原理增加辐射导体21之传输面积。

请参阅第4图，为本发明实施例之辐射导体另一变化实施态样立体俯视图。本变化实施态样差异处在于辐射导体21之弯折部211设置为曲面状，使辐射导体21整体面积由外而内缩减，而中心导线231连接于第二端部211b处之馈入部231a位置则直接连接于第二端部211b表面，经上述两辐射导体21变化实施态样得知，本发明设计之倒V倾斜状辐射导体21，除可利用单一辐射导体21产生两种共振模态之外，同时还能随时因应产品体积变化作灵活配置。

请参阅第5图，为本发明实施例之电压驻波比(VSWR)量测数据示意图。在电压驻波比定义为2之情况下，频宽S1操作频率范围涵盖2.2GHz至2.8GHz，此频带频宽范围涵盖WLAN(2.4～2.5GHz)以及WiMAX(2.3～2.7GHz)之系统频宽。而频宽S2操作频率范围涵盖4.6GHz至7GHz，此频带频宽范围涵盖WLAN(4.9～5.9GHz)之系统频宽。经上述电压驻波比量测数据结果显示，本发明之设计确实已具备特性更优异之操作频宽及阻抗匹配。

请参阅第6图，为本发明实施例应用于笔记型计算机之局部放大立体俯视图。将辐射导体21下方之基板24贴附于笔记型计算机6侧板61表面，接地面22采用金属锡箔片，将锡箔片底面完整贴覆于笔记型计算机6之底板62表面，利用底板62作为整个天线系统接地面，由于本发明之辐射导体21设计为倒V倾斜状，使辐射导体21整体面积能随时因应产品体积作配置变化，增加组装便利性。

本发明已符合专利要件，实际具有新颖性、进步性与产业应用价值之特点，然其实施例并非用以局限本发明之范围，任何熟悉此项技艺者所作之各种更动与润饰，在不脱离本发明之精神和定义下，均在本发明权利范围内。

【图式简单说明】

第1图为美国专利第7505004号宽带天线之立体俯视图。

第2图为本发明实施例之立体俯视图。

第3图为本发明实施例之辐射导体变化实施态样立体俯视图。

第4图为本发明实施例之辐射导体另一变化实施态样立体俯视图。

第5图为本发明实施例之电压驻波比(VSWR)量测数据示意图。

第6图为本发明实施例应用于笔记型计算机之局部放大立体俯视图。

【主要组件符号说明】

100   宽带天线            11    辐射组件          111  第一金属平面

112   第二金属平面        113   第三金属平面      12   连接组件

121   连接组件之第一端    122   连接组件之第二端  13   接地组件

14    馈入线              15    印刷电路板        21   辐射导体

211   弯折部              211a  第一端部          211b 第二端部

22    接地面              23    馈入线            231  中心导线

231a  馈入部              232   外层导线          24   基板

6     笔记型计算机        61    侧板              62   底板

Claims (8)

1.一种宽带天线，其特征在于该宽带天线包括：

辐射导体，形状呈倒V形，并具有一弯折部，由该弯折部延伸一第一端部及一第二端部；

接地面，该第二端部末端连接于该接地面；以及

馈入线，具有一中心导线及一外层导线，将中心导线连接于该第二端部，外层导线则连接于该接地面。

2.如权利要求1所述之宽带天线，其特征在于该第一端部及第二端部分别沿相对侧方向延伸。

3.如权利要求1所述之宽带天线，其特征在于该弯折部形成一夹角。

4.如权利要求3所述之宽带天线，其特征在于该夹角介于15度至90度。

5.如权利要求1所述之宽带天线，其特征在于该弯折部为多角状。

6.如权利要求1所述之宽带天线，其特征在于该弯折部为曲面状。

7.如权利要求1所述之宽带天线，其特征在于该第一端部及第二端部为直线状。

8.如权利要求1所述之宽带天线，其特征在于该中心导线连接于第二端部处形成一馈入部。

Images