CN102593583A

CN102593583A - 平面式双频天线

Info

Publication number: CN102593583A
Application number: CN2011100204880A
Authority: CN
Inventors: 薛宗文
Original assignee: Primax Electronics Ltd
Current assignee: Primax Electronics Ltd
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明提供一种平面式双频天线。该平面式双频天线呈G型且包括第一辐射部以及第二辐射部。第一辐射部包括第一辐射纵条、第一辐射横条、第二辐射纵条、第二辐射横条。第二辐射部包括第三辐射横条、第三辐射纵条以及第四辐射横条。第一辐射纵条具有连接点且该第一辐射纵条的一端为平面式双频天线的馈入点，第二辐射部连接该第一辐射纵条的该连接点，以形成具有双电流路径的平面式双频天线。本发明平面式双频天线结构简单、占用空间少且满足IEEE802.11a和IEEE802.11b/g协议的电磁波频段范围。

Description

平面式双频天线

技术领域

本发明关于一种天线，尤其关于一种可于双频操作的单极天线。

背景技术

近年来，由于无线通信的蓬勃发展，各类相关无线通信产品不断推陈出新，并广泛运用于各种场所，例如：家庭、学校、办公室等，而天线则是在无线通信产品中不可或缺的元件之一。

在无线通信协议中主要包括IEEE802.11a和IEEE802.11b/g两种标准，其中IEEE802.11a的工作频段涵盖5.15～5.875GHz，而IEEE802.11b/g的主要工作频段为2.4～2.5GHz。众多厂商为了使无线通信产品能够同时兼容IEEE802.11a以及IEEE802.11b/g两种标准的工作频段，而于无线通信产品中装设有双频或多频天线，例如中国专利公告第2600925号所揭露的平面式双频天线，如图1所示。已知平面式双频天线1的辐射部11(包括相连的辐射片111～118)、第一连接部12、接地部10以及馈线13形成一个平面式倒F型天线，用以接收或者发送较低频的信号，而该平面式双频天线1的内芯导线14、辐射片111、辐射片112、辐射片113、辐射片114、第二连接部15、接地部10以及金属编织层16则形成一个环形天线，用以发射或接收较高频的信号。利用结合两种不同的天线结构，双频天线1的工作频段可调整的范围较大，且可同时覆盖IEEE802.11a以及IEEE802.11b/g的工作频段范围。

然而，上述平面式双频天线设计复杂且占用较大空间，由于天线的频带宽度、增益值及辐射效率皆与天线体积成正比，所以如果将无线通信产品中的天线缩小体积，该平面式双频天线所提供的工作频带的带宽往往无法同时覆盖IEEE802.11a以及IEEE802.11b/g的工作频段范围，如此一来，便不利于电子产品朝向小型化发展的趋势，故需要一种小型化的平面式双频天线。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种小型化的平面式双频天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种平面式双频天线，包括第一辐射部与第二辐射部，其中：

该第一辐射部具有起始端以及末端，该第一辐射部包括：

第一辐射纵条，具有连接点且该第一辐射纵条的一端为该起始端；其中，该起始端为该平面式双频天线的馈入点；

第一辐射横条，自该第一辐射纵条的另一端垂直延伸出；

第二辐射纵条，自该第一辐射横条的一端垂直延伸出；

第二辐射横条，自该第二辐射纵条的一端伸出，垂直于该第二辐射纵条且接近该第一辐射纵条，且该第二辐射横条接近该第一辐射纵条的一端为该末端；

该第二辐射部连接该第一辐射纵条的该连接点，并包括：

第三辐射横条，自该连接点伸出并垂直于该第一辐射纵条；

第三辐射纵条，自该第三辐射横条的一端伸出，垂直于该第三辐射横条且接近该第一辐射横条；以及

第四辐射横条，自该第三辐射纵条的一端延伸出，垂直于该第三辐射纵条并接近该第一辐射纵条。

该平面式双频天线还包括基板；其中该第一辐射部与该第二辐射部设置于该基板的表面，且该基板为玻璃纤维强化环氧树脂(FR4)所制成。

该起始端、该第一辐射纵条、该第一辐射横条、该第二辐射纵条以及该第二辐射横条形成第一操作频带的第一电流路径；其中，该第一操作频带是低频频带且该第一电流路径的路径长度接近或者为该第一操作频带的1/4波长。

该起始端、该连接点、该第三辐射横条、该第三辐射纵条以及该第四辐射横条形成第二操作频带的第二电流路径；其中，该第二操作频带是高频频带且该第二电流路径的路径长度接近接近或者为该第二操作频带的1/4波长。

该第一辐射纵条、该第一辐射横条、该第二辐射纵条、该第二辐射横条、该第三辐射横条、该第三辐射纵条以及该第四辐射横条的宽度相同且介于1.2～1.8mm之间。

该第三辐射纵条接近该第一辐射横条的该端与该第一辐射横条的距离介于0.7～1.3mm之间。

该末端与该第三辐射纵条的距离介于0.7～1.3mm之间。

该第一辐射纵条的长度介于12.6～11.4mm之间。

该第一辐射横条的长度介于10.6～9.4mm之间。

该第二辐射纵条的长度介于6.8～5.6mm之间。

该第二辐射横条的长度介于3.6～2.4mm之间。

本发明平面式双频天线通过第一辐射部以及第二辐射部形成第一电流路径以及第二电流路径来收发2.4～2.5GHz频段和5.1～6GHz频段的电磁波信号，且同时达到了结构简单、占用空间少以及满足IEEE802.11a和IEEE802.11b/g协议的电磁波频段范围的效果。

附图说明

图1为已知双频天线的示意图。

图2为本发明平面式双频天线的一较佳实施例的示意图。

图3为本发明平面式双频天线的一较佳实施例的电流路径示意图。

图4为本发明平面式双频天线的一较佳实施例于实测时的返回损失曲线图。

具体实施方式

请参阅图2，其为本发明平面式双频天线的一较佳实施例的示意图。其中，该平面式双频天线2呈G型，由第一辐射部21以及第二辐射部22所组成。第一辐射部21与第二辐射部22为相连接的金属带线并设置于基板23。基板23由玻璃纤维强化环氧树脂(fiberglass reinforced epoxy resin)所制成。

如图2所示，第一辐射部21包括第一辐射纵条211、第一辐射横条212、第二辐射纵条213以及第二辐射横条214。第一辐射纵条211具有连接点2111，用以连接第二辐射部22，且第一辐射纵条211的一端为第一辐射部21的起始端215，该起始端215为本发明平面式双频天线2信号的馈入点，而该第一辐射纵条211的另一端连接第一辐射横条212。第一辐射横条212自第一辐射纵条211的另一端垂直延伸出，该第二辐射纵条213自第一辐射横条212的一端垂直延伸出，而该第二辐射横条214自该第二辐射纵条213的一端垂直延伸出，并且接近该第一辐射纵条211，该第二辐射横条214接近该第一辐射纵条211的一端为第一辐射部21的末端216。第二辐射部22包括第三辐射横条221、第三辐射纵条222以及第四辐射横条223，该第三辐射横条221自第一辐射纵条211的连接点2111伸出并垂直于该第一辐射纵条211，该第三辐射纵条222自该第三辐射横条221的一端垂直延伸出，并且接近该第一辐射横条212，该第四辐射横条223自该第三辐射纵条222的一端垂直延伸出，并且接近该第一辐射纵条211。另外，需特别说明的是，起始端215连接馈入部24，馈入部24呈长条状且馈入部24的两侧设有相对称的两个接地面25。

请一并参阅图2、图3，图3为本发明平面式双频天线的一较佳实施例的电流路径示意图。如图所示，从起始端215、第一辐射纵条211、第一辐射横条212、第二辐射纵条213、第二辐射横条214至末端216形成第一电流路径26，信号S是由起始端215馈入第一电流路径26并激发第一电流路径26以产生可操作于本发明平面式双频天线2的第一操作频带。而从起始端215、连接点2111、第三辐射横条221、第三辐射纵条222以及第四辐射横条223形成第二电流路径27，信号S是由起始端215馈入第二电流路径27并激发第二电流路径27以产生可操作于本发明平面式双频天线2的第二操作频带。如图3所示，该第一电流路径26的长度明显大于第二电流路径27，因此，该第一操作频带是操作于低频频带，该第二操作频带是操作于高频频带。

需特别说明的是，本发明的平面式双频天线2为单极天线，单极天线主要是利用接地面25的映像效应(Image effect)产生类似偶极天线的电流分布，但单极天线的天线长度只需偶极天线的一半，偶极天线的天线长度为操作频带的1/2波长，故，本发明的平面式双频天线2的第一电流路径26的路径长度接近或者为该第一操作频带的1/4波长，而第二电流路径27的路径长度接近或者为该第二操作频带的1/4波长。

请参阅图4，其为本发明平面式双频天线2的一较佳实施例于实测时的返回损失曲线图。横轴为平面式双频天线2的操作频率(单位为GHz)，纵轴为平面式双频天线2的返回损失(单位为dB)。请参阅图2，于实测时本发明平面式双频天线2采用的各项参数分别为：第一辐射纵条211的长度为12mm、第一辐射横条212的长度为10mm、第二辐射纵条213的长度为6.2mm、第二辐射横条214的长度为3mm，各个辐射横条与辐射纵条的宽度皆为1.5mm，第三辐射纵条222接近该第一辐射横条212的一端与该第一辐射横条212的距离为1mm、该末端216与该第三辐射纵条222的距离为1mm。

由图4可知，本发明平面式双频天线2于实做量测时的第一操作频带41(以9dB反射损耗的基准下)所能收发的频段为2.4～2.5GHz，并且峰值约为2.4GHz，而第二操作频带42(以5dB反射损耗的基准下)所能收发的频段约为5.1～6GHz，并且峰值约为5.5GHz；其中，第一操作频带41以及第二操作频带42的频宽分别为100MHz以及900MHz，足以满足现今无线局域网络系统于协议802.11b/g与802.11a中操作频带2.4GHz～2.5GHz与5.15GHz～5.875GHz的需求。另外，本发明平面式双频天线2的天线增益仿真结果(使用电磁仿真软件ID3E)，于第一操作频带41与第二操作频带42的峰值增益分别为0.5dBi与2dBi。

再者，本发明平面式双频天线2于实际实施时，根据各种通信产品的空间运用，可微调下述的各项参数以获得类似的天线收发效果，包括：

(1)第一辐射纵条211、第一辐射横条212、第二辐射纵条213、第二辐射横条214、第三辐射横条221、第三辐射纵条222以及第四辐射横条223的宽度可介于1.2～1.8mm之间。

(2)第三辐射纵条222接近第一辐射横条212的一端与第一辐射横条212的距离可介于0.7～1.3mm之间。

(3)末端216与第三辐射纵条222的距离可介于0.7～1.3mm之间。

(4)第一辐射纵条211的长度可介于12.6～11.4mm之间。

(5)第一辐射横条212的长度可介于10.6～9.4mm之间。

(6)第二辐射纵条213的长度可介于6.8～5.6mm之间。

(7)第二辐射横条214的长度可介于3.6～2.4mm之间。

综合以上所述，本发明平面式双频天线2藉由第一辐射部21以及第二辐射部22形成第一电流路径26以及第二电流路径27来收发2.4～2.5GHz频段和5.1～6GHz频段的电磁波信号，且同时达到结构简单、占用空间少，以及满足IEEE802.11a以及IEEE802.11b/g协议的电磁波频段范围的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的范围内。

Claims

1.一种平面式双频天线，其特征在于：包括第一辐射部与第二辐射部，其中：

该第一辐射部具有起始端以及末端，该第一辐射部包括：

第一辐射横条，自该第一辐射纵条的另一端垂直延伸出；

第二辐射纵条，自该第一辐射横条的一端垂直延伸出；以及

该第二辐射部连接该第一辐射纵条的该连接点，并包括：

第三辐射横条，自该连接点伸出并垂直于该第一辐射纵条；

2.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：还包括基板；其中该第一辐射部与该第二辐射部设置于该基板的表面，且该基板为玻璃纤维强化环氧树脂所制成。

3.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该起始端、该第一辐射纵条、该第一辐射横条、该第二辐射纵条以及该第二辐射横条形成第一操作频带的第一电流路径；其中，该第一操作频带是低频频带且该第一电流路径的路径长度接近或者为该第一操作频带的1/4波长。

4.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该起始端、该连接点、该第三辐射横条、该第三辐射纵条以及该第四辐射横条形成第二操作频带的第二电流路径；其中，该第二操作频带是高频频带且该第二电流路径的路径长度接近或者为该第二操作频带的1/4波长。

5.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该第一辐射纵条、该第一辐射横条、该第二辐射纵条、该第二辐射横条、该第三辐射横条、该第三辐射纵条以及该第四辐射横条的宽度相同且介于1.2～1.8mm之间。

6.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该第三辐射纵条接近该第一辐射横条的该端与该第一辐射横条的距离介于0.7～1.3mm之间。

7.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该末端与该第三辐射纵条的距离介于0.7～1.3mm之间。

8.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该第一辐射纵条的长度介于12.6～11.4mm之间。

9.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该第一辐射横条的长度介于10.6～9.4mm之间。

10.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该第二辐射纵条的长度介于6.8～5.6mm之间。

11.如权利要求1所述的平面式双频天线，其特征在于：该第二辐射横条的长度介于3.6～2.4mm之间。