CN102055057A - 可携式电脑及其偶极天线 - Google Patents

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Abstract

一种偶极天线，包括一信号线、一接地线、一基板、一第一辐射元件以及一第二辐射元件。基板具有一第一表面以及一第二表面。第一辐射元件设在该第一表面上并电性连接该信号线，该第一辐射元件具有一第一连接部以及一第一延伸部，该第一延伸部具有一第一转折部，该第一转折部将该第一延伸部形成一第一段部以及一第二段部，该第一段部连接该第一连接部。第二辐射元件设在该第二表面上并电性连接该接地线，该第二辐射元件具有一第二连接部。

Description

可携式电脑及其偶极天线
技术领域
本发明关于一种偶极天线，特别关于一种体积较小的偶极天线。
背景技术
参照图1a，其显示传统的偶极天线1，包括一第一臂10、一第二臂20、一信号线31以及一接地线32。该信号线31电性连接该第一臂10、该接地线32电性连接该第二臂20。偶极天线1用以传递一无线信号，该无线信号具有一波长λ。
在传统技术中，第一臂10与第二臂20的长度均为λ/4，因此，传统偶极天线1的体积较大。参照图1b，传统偶极天线还具有一壳体40，该壳体40包覆该第一臂10、该第二臂20、该信号线31以及该接地线32。当传统偶极天线1设在可携式电脑(例如，笔记本电脑)的上缘时，将会影响可携式电脑的外观。而，当传统偶极天线1设在可携式电脑的侧边时，由于电场被电路板等元件阻断，因此无法提供良好的信号传输效果。
发明内容
本发明即为了欲解决传统技术的问题而提供的一种偶极天线，包括一信号线、一接地线、一基板、一第一辐射元件以及一第二辐射元件。基板具有一第一表面以及一第二表面。第一辐射元件设在该第一表面上并电性连接该信号线，该第一辐射元件具有一第一连接部以及一第一延伸部，该第一延伸部具有一第一转折部，该第一转折部将该第一延伸部形成一第一段部以及一第二段部，该第一段部连接该第一连接部。第二辐射元件设在该第二表面上并电性连接该接地线，该第二辐射元件具有一第二连接部。
应用本发明的实施例，可缩减偶极天线在铅直方向上的尺寸，因此可将本发明实施例的偶极天线埋设在可携式电脑的壳体内部，避免偶极天线凸出于可携式电脑的壳体的表面而影响外观。
附图说明
图1a示出传统的偶极天线；
图1b示出传统的偶极天线的外观；
图2a示出本发明第一实施例的偶极天线；
图2b示出第一实施例的第一辐射元件的细部结构；
第2c图示出第一实施例的第二辐射元件的细部结构；
第3a图示出本发明第二实施例的偶极天线；
图3b示出第二实施例的第一辐射元件的细部结构；
图3c示出第二实施例的第二辐射元件的细部结构；
图4示出本发明第二实施例的电流路径LT；
图5示出改变电流路径长度LT所造成的阻抗变化(Smith Chart)；
图6a示出第二实施例的偶极天线的电压驻波比；
图6b示出第二实施例的偶极天线的X-Y平面辐射场形图；
图7示出第二实施例的寄生元件的长度Lp对于阻抗匹配效果的影响；
图8示出本发明第三实施例的偶极天线100”；
图9示出本发明第三实施例的偶极天线的电压驻波比；
图10示出本发明实施例的可携式电脑。
主要元件符号说明
1～偶极天线
10～第一臂
20～第二臂
31～信号线
32～接地线
100、100’、100”～偶极天线
101～信号线
102～接地线
110～第一辐射元件
111～第一连接部
112～第一延伸部
113～第一段部
114～第二段部
115～第一转折部
120～第二辐射元件
121～第二连接部
122～第二延伸部
123～第三段部
124～第四段部
125～第二转折部
130～基板
131～第一表面
132～第二表面
141～第三延伸元件
142、142’～短路元件
143～介层孔
144～沟槽
150～寄生元件
160～无源元件
200～可携式电脑
210～显示器
220～本体
23～壳体
具体实施方式
参照图2a、图2b以及图2c，其为显示本发明第一实施例的偶极天线100，包括一信号线101、一接地线102、一基板130、一第一辐射元件110、一第二辐射元件120、一第三连接部141以及一短路元件142。该基板130具有一第一表面131以及一第二表面132，该第一表面131相反于该第二表面132。第三连接部141以及短路元件142均设在该第一表面131上。
第一辐射元件110设在该第一表面131上并电性连接该信号线101，该第一辐射元件110具有一第一连接部111以及一第一延伸部112，，该第一延伸部112具有一第一转折部115，该第一转折部115将该第一延伸部112形成一第一段部113以及一第二段部114，该第一段部113连接该第一连接部111，该第二段部114朝一第一方向(X)延伸。
第二辐射元件120设在该第二表面132上并电性连接该接地线102，该第二辐射元件120具有一第二连接部121以及一第二延伸部122，该第二延伸部122具有一第二转折部125，该第二转折部125将该第二延伸部122形成一第三段部123以及一第四段部124，该第三段部123连接该第二连接部121，该第四段部124朝一第二方向(-X)延伸，该第二方向(-X)相反于该第一方向(X)。该第一段部的延伸方向(Z)相反于该第三段部的延伸方向(-Z)。
第一辐射元件110为U形，形成一第一开口方向(第一方向X)；该第二辐射元件为U形，形成一第二开口方向(第二方向-X)，且该第一开口方向与该第二开口方向相反。
短路元件142连接该第一连接部111以及该第三连接部141，该第三连接部141平行对应该第二连接部121，该第三连接部141通过介层孔143导通该第二连接部121，该接地线102连接该第三连接部141，其中，一沟槽144形成在该第三连接部141与该短路元件142之间。
在此实施例中，该第一延伸部112的形状与该第二延伸部122的形状大致相同。该第二延伸部122在X-Z平面上的方位，相当于该第一延伸部112旋转180度。在其他实施例中，该第一延伸部112的形状亦可不同于该第二延伸部122的形状，借此以调整该偶极天线100的阻抗匹配以及频宽。
该第一段部113的线宽大于该第二段部114的线宽。该第三段部123的线宽大于该第四段部124的线宽。
该第一连接部111平行于该第二段部114，该第一连接部111朝该第二方向(-X)延伸，该第二连接部121平行于该第四段部124，该第二延伸121部朝该第一方向(X)延伸。
再参照图2a，应用本发明的实施例，可缩减偶极天线在于Z轴方向(铅直方向)上的尺寸，因此可将本发明实施例的偶极天线埋设在可携式电脑的壳体内部，避免偶极天线凸出于可携式电脑的壳体的表面而影响外观。
参照图3a、图3b以及图3c，其为显示本发明第二实施例的偶极天线100’。其特点在于，偶极天线100’还包括一寄生元件150，该寄生元件连接该第二连接部121，并朝该第二方向(-X)延伸。寄生元件150作为高频谐振路径，以使偶极天线100’产生高低频两种模态，其长度短于λhigh/4，在此λhigh代表偶极天线100’所传输的高频信号的波长，同时，寄生元件150并提供阻抗匹配的效果。
参照图4，沟槽144形成在该第三连接部141与该短路元件142之间。一电流路径沿沟槽144的边缘行进，该电流路径具有一电流路径长度LT，电流路径长度LT等于长度L1、长度L2、长度L3以及长度L4的总和。通过调整该电流路径长度LT可调整短路元件142的阻抗匹配效果。参照图5，其为显示改变电流路径长度LT所造成的阻抗变化(Smith Chart)，在此实施例中，当该电流路径长度LT为15.4毫米时，谐振点落在50Ω，此时偶极天线100’具有最佳的阻抗匹配效果。在本发明的实施例中，通过将一凹陷部145形成在该短路元件142上并位于该沟槽144的一边缘，可调整电流路径长度LT。在此实施例中，短路元件边缘具有一斜边，以形成该凹陷部145，该凹陷部145呈三角形。应用本发明，第三连接部141与短路元件142之间的沟槽形状可以任意变化，借以调整电流路径长度而改变阻抗匹配效果。
参照图6a，其为显示偶极天线100’的电压驻波比，本发明实施例的偶极天线100’的传输频段涵盖2.4GHz～2.45GHz(低频信号)以及4.8GHz～5.8GHz(高频信号)等频段。然，上述传输频段并未限制本发明，本发明的传输频段可视需要进行调整。参照图6b，其为显示偶极天线100’的X-Y平面辐射场形图，由图6b中可知，本发明实施例的偶极天线可提供全向性的辐射场形。
参照图7，其为显示寄生元件150的长度Lp对于阻抗匹配效果的影响，通过调整寄生元件150的长度，可改善偶极天线100’的信号传输效果。
参照图8，其为显示本发明第三实施例的偶极天线100”。其特点在于，偶极天线100”具有一无源元件160。该无源元件160电性连接到该第三连接部141与该短路元件142’之间，借此，可通过选择无源元件160以调整其阻抗匹配效果。在此实施例中，该无源元件160为电感。图9示出偶极天线100”的电压驻波比。
参照图10，其为显示本发明实施例的可携式电脑200，其具有一显示器210、一(主机)本体220以及一壳体230。偶极天线100埋设在壳体230之中。显示器210位于偶极天线100与本体220之间。
虽然本发明已以具体的优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (24)

1.一种偶极天线，包括：
一信号线；
一接地线；
一基板，具有一第一表面以及一第二表面，该第一表面相反于该第二表面；
一第一辐射元件，设在该第一表面上并电性连接该信号线，该第一辐射元件具有一第一连接部以及一第一延伸部，该第一延伸部具有一第一转折部，该第一转折部将该第一延伸部形成一第一段部以及一第二段部，该第一段部连接该第一连接部；以及
一第二辐射元件，设在该第二表面上并电性连接该接地线，该第二辐射元件具有一第二连接部。
2.根据权利要求1所述的偶极天线，其中，该基板具有一介层孔，且该第一连接部以及该第二连接部通过该介层孔而电性连接。
3.根据权利要求1所述的偶极天线，其中，该第二辐射元件具有一第二延伸部，该第二延伸部具有一第二转折部，该第二转折部将该第二延伸部形成一第三段部以及一第四段部，该第三段部连接该第二连接部，该第二段部与该第四段部大致平行。
4.根据权利要求3所述的偶极天线，其中，该第一辐射元件为U形，形成一第一开口方向；该第二辐射元件为U形，形成一第二开口方向，且该第一开口方向与该第二开口方向相反。
5.根据权利要求4所述的偶极天线，其中，该第一连接部平行于该第二连接部。
6.根据权利要求4所述的偶极天线，其中，该第一段部平行该第三段部。
7.根据权利要求4所述的偶极天线，其中，该第一延伸部的形状与该第二延伸部的形状大致相同。
8.根据权利要求4所述的偶极天线，其中，该第一段部的线宽大于该第二段部的线宽，该第三段部的线宽大于该第四段部的线宽。
9.根据权利要求4所述的偶极天线，其中，该接地线通过至少一介层孔电性连接该第二连接部。
10.根据权利要求9所述的偶极天线，其还包括一短路元件以及一第三连接部，该短路元件与该第三连接部位于该第一表面，该短路元件连接该第一连接部以及该第三连接部，该第三连接部对应该第二连接部，该第三连接部通过该介层孔导通该第二连接部，该接地线连接该第三连接部，其中，一沟槽形成在该第三连接部与该短路元件之间。
11.根据权利要求10所述的偶极天线，其中，一凹陷部形成在该短路元件上并位于该沟槽的一边缘。
12.根据权利要求11所述的偶极天线，其中，该短路元件边缘具有一斜边，形成该凹陷部。
13.根据权利要求10所述的偶极天线，其还包括一寄生元件，该寄生元件位于该第二表面，连接该第二连接部。
14.根据权利要求9所述的偶极天线，其还包括一短路元件、一无源元件以及一第三连接部，该短路元件、该无源元件以及该第三连接部位于该第一表面，该短路元件连接该第一连接部，该无源元件连接到该短路元件与该第三连接部之间，该第三连接部对应该第二连接部，该第三连接部通过该介层孔导通该第二连接部，该接地线连接该第三连接部。
15.根据权利要求14所述的偶极天线，其中，一沟槽形成在该第三连接部与该短路元件之间。
16.根据权利要求14所述的偶极天线，其中，该无源元件为电感。
17.一可携式电脑，包括
一显示器；
一本体；以及
一偶极天线，其中，该显示器设置在该本体以及该天线之间，该偶极天线包括：
一信号线；
一接地线；
一基板，具有一第一表面以及一第二表面，该第一表面相反于该第二表面；
一第一辐射元件，设在该第一表面上并电性连接该信号线，该第一辐射元件具有一第一连接部以及一第一延伸部，该第一延伸部具有一第一转折部，该第一转折部将该第一延伸部形成一第一段部以及一第二段部，该第一段部连接该第一连接部；以及
一第二辐射元件，设在该第二表面上并电性连接该接地线，该第二辐射元件具有一第二连接部。
18.根据权利要求17所述的可携式电脑，其中，该第二辐射元件具有一第二延伸部，该第二延伸部具有一第二转折部，该第二转折部将该第二延伸部形成一第三段部以及一第四段部，该第三段部连接该第二连接部，该第二段部与该第四段部大致平行。
19.根据权利要求18所述的偶极天线，其中，该第一辐射元件为U形，形成一第一开口方向；该第二辐射元件为U形，形成一第二开口方向，且该第一开口方向与该第二开口方向相反。
20.根据权利要求19所述的可携式电脑，其中，该偶极天线还包括一短路元件以及一第三连接部，该接地线通过至少一介层孔电性连接该第二连接部，该短路元件与该第三连接部位于该第一表面，该短路元件连接该第一连接部以及该第三连接部，该第三连接部对应该第二连接部，该第三连接部通过该介层孔导通该第二连接部，该接地线连接该第三连接部，其中，一沟槽形成在该第三连接部与该短路元件之间。
21.根据权利要求20所述的可携式电脑，其中，一凹陷部形成在该短路元件上并位于该沟槽的一边缘。
22.根据权利要求21所述的可携式电脑，其中，该凹陷部呈三角形。
23.根据权利要求19所述的可携式电脑，其中，该偶极天线其还包括一短路元件、一无源元件以及一第三连接部，该接地线通过至少一介层孔电性连接该第二连接部，该短路元件、该无源元件以及该第三连接部位于该第一表面，该短路元件连接该第一连接部，该无源元件连接到该短路元件与该第三连接部之间，该第三连接部对应该第二连接部，该第三连接部通过该介层孔导通该第二连接部，该接地线连接该第三连接部。
24.根据权利要求23所述的可携式电脑，其中，一沟槽形成在该第三连接部与该短路元件之间，该无源元件为电感。
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