CN102570011A

CN102570011A - 多频偶极天线

Info

Publication number: CN102570011A
Application number: CN2010105826503A
Authority: CN
Inventors: 邱建评; 翁丰仁; 颜一平; 吴晓薇
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-07-11

Abstract

一种多频偶极天线，包含一基板、一第一辐射部、一第二辐射部、一第一镜射辐射部、一平衡非平衡转换器及一第二镜射辐射部。第一辐射部设置于基板并具有一第一接地端及一由第一接地端向一第一方向延伸的第一导体臂。第二辐射部与该第一辐射部相间隔地设置于基板并具有一第二接地端及一由第二接地端向一第二方向延伸的第二导体臂。第一镜射辐射部具有一邻近第一接地端的馈入端。平衡非平衡转换器具有一本体、一电连接于第一镜射导体臂的第一连接端及一第三接地端。第二镜射辐射部具有一电连接于平衡非平衡转换器的本体的第二连接端。

Description

多频偶极天线

技术领域

本发明是有关于一种天线，特别是指一种适用于多个频段的偶极天线。

背景技术

偶极天线由于结构简单且全向性高，目前已被广泛地运用于无线传输系统当中。然而近来随着无线传输技术的蓬勃发展，产生许多分布于不同频段的通讯协议，以往仅适用于单一频段的偶极天线无法支持多种频段的无线传输。于是，如何构思一种适用于多种频段的偶极天线，遂成为本发明要进一步改进的主题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在于提供一种适用于多种频段的多频偶极天线。

于是，本发明多频偶极天线，包含一基板、一第一辐射部、一第二辐射部、一第一镜射辐射部、一平衡非平衡转换器及一第二镜射辐射部。该第一辐射部设置于该基板并具有一第一接地端及一由该第一接地端向一第一方向延伸的第一导体臂。该第二辐射部与该第一辐射部相间隔地设置于该基板并具有一第二接地端及一由该第二接地端向一第二方向延伸的第二导体臂。该第一镜射辐射部与该第一辐射部等长且相间隔地对称设置于该基板上，该第一镜射辐射部具有一邻近该第一接地端的馈入端，及一由该馈入端朝该第一方向的镜射方向延伸的第一镜射导体臂，该第一辐射部与该第一镜射辐射部相配合可共振于一第一频段。该平衡非平衡转换器设置于该基板并具有一本体，及分别位于该本体两相反端的一第一连接端与一第三接地端，该第一连接端与该第一镜射导体臂电连接。该第二镜射辐射部设置于该基板并具有一电连接于该平衡非平衡转换器的本体的第二连接端，及一由该第二连接端朝该第二方向的镜射方向延伸的第二镜射导体臂，该第二辐射部与该第二镜射辐射部相配合可共振于一第二频段。

本发明的功效在于通过工作模式为偶极天线的第一辐射部与第一镜射辐射部，以及工作模式近似耦极天线的第二辐射部与第二镜射辐射部，使得本发明可共振于第一频段及第二频段。

附图说明

图1是一本发明多频耦极天线的构造示意图；

图2是一本实施例的尺寸图；

图3显示本实施例的电压驻波比图；

图4是一本实施例操作在836.6MHz的辐射场型图；

图5是一本实施例操作在897.4MHz的辐射场型图；

图6是一本实施例操作在1747.8MHz的辐射场型图；

图7是一本实施例操作在1880MHz的辐射场型图；及

图8是一本实施例操作在1950MHz的辐射场型图。

[主要元件标号说明]

1基板 2第一辐射部

21第一接地端 22第一导体臂

221第一辐射段 222第二辐射段

223第三辐射段 3第二辐射部

31第二接地端 32第二导体臂

4第一镜射辐射部 41馈入端

42第一镜射导体臂 421第一镜射辐射段

422第二镜射辐射段 423第三镜射辐射段

5平衡非平衡转换器 51本体

52第一连接端 53第三接地端

6第二镜射辐射部 61第二连接端

62第二镜射导体臂 7第三辐射部

8同轴传输线 81外导体

82内导体 G耦合间距

θ张角

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

参阅图1，本发明多频偶极天线的较佳实施例包含一基板1、一第一辐射部2、一第二辐射部3、一第一镜射辐射部4、一平衡非平衡转换器5、一第二镜射辐射部6、一第三辐射部7及一同轴传输线8。在本实施例中，基板1为一微波基板。

第一辐射部2，设置于基板1并具有一第一接地端21及一由第一接地端21向一第一方向延伸的第一导体臂22。第一导体臂22包括一连接于第一接地端21的第一辐射段221、一由第一辐射段221远离第一接地端21的一端向外延伸的第二辐射段222，及一由第二辐射段222远离第一辐射段221的一端向外延伸的第三辐射段223。在本实施例中，第一辐射段221呈横向设置并朝基板1的左侧缘延伸，第二辐射段222呈斜向设置并与第一辐射段221夹一张角θ，第三辐射段223呈纵向设置并朝基板1的底侧缘延伸。通过弯折第一导体臂22形成第一辐射段221、第二辐射段222及第三辐射段223可降低本实施例的面积。

第二辐射部3设置于基板1并具有一第二接地端31及一由第二接地端31向一第二方向延伸的第二导体臂32。在本实施例中，第二方向概与第一方向同向，即第二导体臂32亦朝基板1的左侧缘延伸，且第二导体臂32与第一导体臂22的第一辐射段221平行并相间隔设置。

第一镜射辐射部4与第一辐射部2等长且相间隔地对称设置于基板1上，第一镜射辐射部4具有一邻近第一接地端21的馈入端41，及一由馈入端41朝第一方向的镜射方向延伸的第一镜射导体臂42。第一镜射导体臂42包括一连接于馈入端41的第一镜射辐射段421、一由第一镜射辐射段421远离馈入端41的一端向外延伸的第二镜射辐射段422，及一由第二镜射辐射段422远离第一镜射辐射段421的一端向外延伸的第三镜射辐射段423，其中第一辐射段221及第一镜射辐射段421位于同一直线上。第一辐射部2与第一镜射辐射部4相配合可共振于一第一频段。

平衡非平衡转换器5设置于基板1并具有一本体51，及分别位于本体51两相反端的一第一连接端52与一第三接地端53，第一连接端52与第一镜射导体臂42电连接。在本实施例中，平衡非平衡转换器5的本体51呈纵向设置且第一连接端52邻近馈入端41。

第二镜射辐射部6与该第一辐射部2相间隔地设置于基板1并具有一电连接于平衡非平衡转换器5的本体51的第二连接端61，及一由第二连接端61朝第二方向的镜射方向延伸的第二镜射导体臂62。在本实施例中，第二导体臂32及第二镜射导体臂62位于同一直线上，且第二连接端61设置于邻近平衡非平衡转换器5的本体51的中心位置。第二辐射部3与第二镜射辐射部6相配合可共振于一第二频段。

第三辐射部7设置于基板1并与第一辐射段221及第一镜射辐射段421平行地位于第一辐射段221及第一镜射辐射段421上方，从而概与第一辐射部2及第一镜射辐射部4平行，第三辐射部7与第一辐射段221、第一镜射辐射段421具有一耦合间距G，使得第三辐射部7与第一辐射部2及第一镜射辐射部4相配合可共振于一第三频段。

同轴传输线8设置于基板1并具有一外导体81及一内导体82，外导体81与第一接地端21、第二接地端31及第三接地端53电连接，内导体82与馈入端41电连接。在本实施例中，同轴传输线8与平衡非平衡转换器5平行并间隔设置，且同轴传输线8与平衡非平衡转换器5位于第二辐射部3与第二镜射辐射部6之间。

参阅图2，是本实施例的详细尺寸(单位为mm)，其中，耦合间距G为1mm，张角θ为130度。改变第一辐射部2、第一镜射辐射部4的宽度可调整第一频段的频宽，改变第二辐射部3、第二镜射辐射部6的宽度可调整第二频段的频宽，改变第三辐射部7、第三镜射辐射部的宽度可调整第三频段的频宽。此外，改变耦合间距G也可调整第三频段的阻抗匹配与频宽。在本实施例中，第一频段为一低频频段，其中心频率约为900MHz，第二频段为一高频频段，其中心频率约为1800MHz，第三频段为另一高频频段，其中心频率约为2100MHz。本实施例适用GSM 850(824～894MHz)、GSM 900(880～960MHz)、DCS(1710～1880MHz)、PCS(1850～1990MHz)及WCDMA Band I(1920～2170MHz)共五个频段。

参阅图3是本实施例的电压驻波比(VSWR)，由图中所示，第一频段均小于3∶1，第二频段及第三频段皆小于2∶1。且如下表1及表2所示，第一频段的辐射效率均大于50％，第二频段与第三频段均大于65％。

表1

表2

参阅图4至图8是本实施例的辐射场型图，如图中所示本发明在E1平面上的全向性相当高，且在GSM 850、GSM 900、DCS、PCS及WCDMA Band I五个频段内皆维持相当稳定的特性。

综上所述，本发明多频偶极天线通过工作模式为偶极天线的第一辐射部与第一镜射辐射部4、工作模式近似耦极天线的第二辐射部3与第二镜射辐射部6，以及可与第一辐射部2和第一镜射辐射部4耦合共振的第三辐射部7，使得本发明可共振于第一频段、第二频段及第三频段，并涵盖了五个手机通讯频段，且所述频段的辐射场型相当一致。此外，本发明多频偶极天线的全向性高，利于信号传送与接收，并且结构简单，可降地成本且易于设计及最佳化，故确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求涵盖的范围内。

Claims

1.一种多频偶极天线，包含：

一基板；

一第一辐射部，设置于该基板，该第一辐射部具有一第一接地端及一由该第一接地端向一第一方向延伸的第一导体臂；

一第二辐射部，与该第一辐射部相间隔地设置于该基板，该第二辐射部具有一第二接地端及一由该第二接地端向一第二方向延伸的第二导体臂；

一第一镜射辐射部，与该第一辐射部等长且相间隔地对称设置于该基板上，该第一镜射辐射部具有一邻近该第一接地端的馈入端，及一由该馈入端朝该第一方向的镜射方向延伸的第一镜射导体臂，该第一辐射部与该第一镜射辐射部相配合可共振于一第一频段；

一平衡非平衡转换器，设置于该基板并具有一本体，及分别位于该本体两相反端的一第一连接端与一第三接地端，该第一连接端与该第一镜射导体臂电连接；及

一第二镜射辐射部，设置于该基板并具有一电连接于该平衡非平衡转换器的本体的第二连接端，及一由该第二连接端朝该第二方向的镜射方向延伸的第二镜射导体臂，该第二辐射部与该第二镜射辐射部相配合可共振于一第二频段。

2.根据权利要求1所述的多频偶极天线，还包含一设置于该基板并概与该第一幅射部及该第一镜射辐射部平行的第三辐射部，该第三辐射部与该第一辐射部及该第一镜射辐射部相配合可共振于一第三频段。

3.根据权利要求2所述的多频偶极天线，其中，该第一导体臂包括一连接于该第一接地端的第一辐射段、一由该第一辐射段远离该第一接地端的一端向外延伸的第二辐射段，及一由该第二辐射段远离该第一辐射段的一端向外延伸的第三辐射段，该第一镜射导体臂包括一连接于该馈入端的第一镜射辐射段、一由该第一镜射辐射段远离该馈入端的一端向外延伸的第二镜射辐射段，及一由该第二镜射辐射段远离该第一镜射辐射段的一端向外延伸的第三镜射辐射段。

4.根据权利要求1所述的多频偶极天线，其中，该第二镜射辐射部的第二连接端设置于邻近该平衡非平衡转换器的本体的中心位置。

5.根据权利要求3所述的多频偶极天线，其中，该第一辐射段及第一镜射辐射段位于同一直线上。

6.根据权利要求5所述的多频偶极天线，其中，该第三辐射部与该第一辐射段、第一镜射辐射段具有一耦合间距，改变该耦合间距可调整第三频段的阻抗匹配与频宽。

7.根据权利要求1所述的多频偶极天线，还包含一设置于该基板的同轴传输线，该同轴传输线具有一外导体及一内导体，该外导体与该第一接地端、第二接地端及第三接地端电连接，该内导体与该馈入端电连接。

8.根据权利要求1所述的多频偶极天线，其中，该基板为一微波基板。

9.根据权利要求1所述的多频偶极天线，其中，该第二导体臂及第二镜射导体臂位于同一直线上。

10.根据权利要求2所述的多频偶极天线，其中，改变该第一辐射部、第一镜射辐射部的宽度可调整第一频段的频宽，改变该第二辐射部、第二镜射辐射部的宽度可调整第二频段的频宽，改变该第三辐射部、第三镜射辐射部的宽度可调整第三频段的频宽。