CN102868016A - 天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天线。所述天线可用一均匀截面的导体绕折形成一连接部分、一第一辐射连接部分及一第二辐射连接部分。其中，连接部分用来接收一讯号馈入/馈出，其一第一端与地面相隔一第一距离。该第一辐射连接部分，连接于该连接部分的一第二端，其系于一至少一折弯处中折弯一至少一分段，且该分段与该连接部分相隔一第二距离。该第二辐射连接部分，连接于该连接部分的一第三端，且该第二辐射连接部分系于一至少一折弯处中所折弯一至少一分段与该连接部分相互平行。而第一辐连接部分及第二辐连接部分所折弯而的分段则可使本发明天线的体积得以缩减。
Description
技术领域
本发明关于小型化的多频天线，特别是指一种具有立体绕折架构并能在不同频段的辐射部分实现2.4GHz～2.5GHz WIFi LAN的多频天线。
背景技术
随着无线通讯技术的成熟，衍生许多新的信息及产品，各种无线通讯网路已经成为社会大众交换语音会文字讯息、数据、资料、影音档案的最重要途径之一。存取这些以电磁波携带信息的无线通讯需要利用天线。
因此，可以说，天线是影响通讯品质最重要的元件之一，综观目前所有行动通讯产品及其技术发展至今，无论技术怎么进步、零元件模块如何整合、工业设计如何改变，天线设计仍然是最重要的关键技术之一，同时良好的高性能天线设计更是可以有效提升通讯品质。较佳的天线设计应能以单一天线涵盖不同无线通讯网路所要求的各种频带。另外，为了实现更小体积、使用者随身携带的无线通讯装置(如手机、个人数字助理器)。
先前技术的天线，如图1所示，是以平面倒F天线(planarinverted-F antennas，PIFA)来作为无线通讯网路存取的天线。不过，当此种天线要作为多频天线应用时，其平面幅射部需要占用大尺寸的面积，而幅射平面与基板平面的距离与天线频率/频宽有关，故也不能任意调整。
天线在通讯系统中，需要提供较大的功率以完成传递功能，但需要较大的空间。故，此种先前技术的天线架构所占用的体积无法有效缩减。
发明内容
为克服习知天线架构所占用的体积无法有效缩的缺失，本发明目地之一，就是要提出一种较佳的天线/天线架构，其可有效缩减天线体积，并可在单一天线中整合多种不同无线通讯网路所使用的各种频带，实现出较佳的小型化的多频天线。
附图说明
图1为先前技术以平面倒F天线(planar inverted-F antennas，PIFA)来作为无线通讯网路存取的天线的示意图；
图2为本发明天线一实施例的示意图；
第3图是说明本发明能产生2.4GHz及2.5GH频率的特定驻波的频率特性图标；
第4图示意本发明天线安装于一电路板的情形；
图5显示跟据本发明第一实施例在2.4～2.5GHz下工作的多频带平面天线在X-Y平面，Y-Z平面及X-Z平面上的辐射场型图；以及
图6为本发明天线的另一实施态样的结构示意图。
主要元件符号说明
2：天线
21：连接部分
210：第一端
211：第二端
212：第三端
CP：馈入点
22：第一辐射连接部分
220：折弯处
221：分段
23：第二辐射连接部分
231：折弯处
232：分段
24：卡勾
25：接地端
6：天线
61：讯号馈送部分
611：第一极点
62：第一频率调整部分
621：第一延伸部分
611：第二端
620：折弯处
622：第二延伸部分
63：耦接部分
631：底端
632：第二极点
D1：第一距离
D2：第二距离
P：电路板
1A：路径
具体实施方式
第一实施例
而在制作天线前，必须先确定所需的规格，如使用的通讯频段、场型方向性、增益大小和希望天线尺寸大小等，选择符合此规格下的天线结构，以及此环境下所适合的馈入方式。然后，初步地设计天线应有的形状、尺寸等参数。
习用PIFA虽然具有低姿态，体积轻巧，制作简单，还可以用于多频操作，但是有一个缺点，就是频宽过于窄。而基本上提升频宽的方法，本发明系以针对PIFA金属板和接地面之间的高度，以及对PIFA的一馈入点位置及其与PIFA的一幅射本体(radiation portion)位置的一相隔距离作为缩小化的实施态样。
请参阅图2，该图为本案天线的平面示意图。本发明天线2可为一单极天线，以一均匀截面的导体绕折形成三个部分。其设有一连接部分21、一第一辐射连接部分22及一第二辐射连接部分23。设置于该连接部分21的下缘一馈入点CP，用来接收及发射一讯号，其一第一端210与地面相隔一第一距离D1(较佳地选择为：大于等于1mm)。该第一辐射连接部分22，连接于该连接部分21的一第二端211，该第一辐射连接部分22系于一至少一折弯处220中折弯一至少一分段221，且该分段221与该连接部分21相隔一第二距离D2(较佳地选择为：大于等于1mm)。该第二辐射连接部分23，连接于该连接部分21的一第三端212，且该第二辐射连接部分23系于一至少一折弯处231中所折弯一至少一分段232与该连接部分21相互平行。
而对于这些辐射连接部分所形成折弯的外形结构较详细地说明，在该第一辐射连接部分22的该折弯处220及经折弯而形成的该分段221及该第二辐射连接部分23的折弯处231形成的每一折弯角度皆呈一直角。
透过这种天线2结构，从该连接部分21的该馈入点CP至该第一辐射连接部分22的该分段221的长度形成一共振结构(图中2以虚线所绘示的路径1A)，以充当四分之一波长的单极天线，其中，路径1A的长度被设计等于2.4GHz频率的λ/4，以便产生2.4GHz频率的特定驻波。结果，所述的本发明天线能够在中心频率2.4GHz及2.5GH的两个频带下工作。
请参考图3，图3是说明本发明能产生2.4GHz及2.5GH频率的特定驻波的频率特性图标。图3的横轴为频率，纵轴为频域特性的大小。譬如说，纵轴可以是电压驻波比VSWR(Voltage standing waveratio)。如熟知技术人士可知，电压驻波比在频域的局部低点(localminimum)可代表一天线的可用频段。(尤其是在频域的幅射性)。
由于本发明天线的小体积与高频宽支持度，本发明天线可广泛运用于各种可携式的通讯装置，像手机、个人数字助理器(即PDA，Personal Digital Assistant)或是笔记型计算机等等。图4示意本发明天线2安装于一电路板P的情形。请注意，一并参阅图2及图4，本发明该天线2的该第二辐射连接部分23的一下缘处设有一卡勾24，使该天线2透过该卡勾24得以嵌入的方式安装于该电路板P。
再者，由于电波穿行于天线系统不同部分(电台、馈线、天线、自由空间)是会遇到阻抗差异。因此，于本发明天线2的该第二辐射连接部分23的该已折弯的分段232及在该第二辐射连接部分23的该下缘处的该卡勾24之间设有一接地端25，用于阻抗匹配。
此外，图5(a)、图5(b)及图5(c)分别地显示根据本发明第一实施例在2.4～2.5GHz下工作的多频带平面天线在X-Y平面，Y-Z平面及X-Z平面上的辐射场型图。所有这些辐射场型图都近似于全向辐射。
第二实施例
进一步地推及根据本发明的图2的结构示意图，于另一实施态样说明，如图6所示，该图为本发明天线6的另一实施态样的结构示意图。在图2的该连接部分21在图6则称之为一讯号馈送部分61(具有一第一极点611，即馈入点CP)，用来接收及发射一讯号。及在图2中的该第一辐射连接部分22在图6中则称之为一第一频率调整部分62，其中，该第一频率调整部分62系连接于该讯号馈送部分61，且该第一频率调整部分62包含：一第一延伸部分621(以图6中，从该讯号馈送部分61的一第二端611至该第一频率调整部分61的一折弯处620所界定出的第一延伸部分621)；以及一第二延伸部分622，系为自该第一延伸部分621延伸的一折弯部，且指向该讯号馈送部分61，其中该第二延伸部分622与该讯号馈送部分61相隔一第一距离D1为大于等于1mm。以及在图2中的该第二辐射连接部分23在图6中则称之为一耦接部分63，系能耦接于一电子通讯装置，且具有一底端631，其中该底端631具一第二极点632，其中该第一极点611与该第二极点632相隔一第二距离D2，其中该第二距离为大于等于1mm。
综合上述所言，本发明单极天线系在空间中绕折出立体架构的低频/高频连接部分以有效缩小整个天线所占用的体积，并且能在低频/高频辐射连接部分建立可操控的相互耦合，以利用此相互耦合来增进天线的整体特性与性能(譬如说是增加本发明天线在高频频段的可用频宽)，使本发明能用单一的小小型化天线来广泛支持多种高低不同频段的无线通讯需求。
本发明已以并入细节的特定实施例说明如上，以便利对本发明的结构及作业原理的了解。特定实施例的细节及参考无意限制本发明申请专利范围的范畴。对精于此技艺人士甚为明显，实施例中可作修改以供说明目的，而不致有悖本发明的精神与范围。
Claims (12)
1.一种天线，其包括：
一连接部分，用来接收及发射一讯号，其一第一端与地面相隔一第一距离；
一第一辐射连接部分，连接于该连接部分的一第二端，该第一辐射连接部分系于一至少一折弯处中折弯一至少一分段，且该分段与该连接部分相隔一第二距离；以及
一第二辐射连接部分，连接于该连接部分的一第三端，且该第二辐射连接部分系于一至少一折弯处中所折弯一至少一分段与该连接部分相互平行。
2.如权利要求1所述的天线，其中，于该第一辐射连接部分之该折弯处、该第二辐射连接部分之该折弯处及于该第一辐射连接部分中该已折弯分段的所形成的每一折弯角度皆呈一直角。
3.如权利要求1所述的天线，其中该第二辐射连接部分之一下缘处设有一卡勾，使该天线得以嵌入的方式安装于一电路板。
4.如权利要求3所述的天线，其中该第二辐射连接部分所形成的该折弯处及在该第二辐射连接部分之该下缘处之该卡勾之间设有一接地端，用于阻抗匹配。
5.如权利要求1所述的天线，其中从该连接部分之该第一端至该第一辐射连接部分之该分段的长度设计为操作频率之λ/4。
6.如权利要求1所述的天线，其中该连接部分之该第一端与地面所相隔的该第一距离为大于等于1mm，而该第一辐射连接部分之该分段与该连接部分所相隔的该第二距离为大于等于1mm。
7.如权利要求1所述的天线，其中该连接部分、该第一辐射连接部分及该第二辐射连接部分系一体成型。
8.如权利要求1所述的天线，其中该天线之操作频宽为2.4GHz～2.5GHz。
9.一种天线，其包括：
一连接部分，用来接收及发射一讯号，其第一端与地面相隔一第一距离；
一第一辐射连接部分，连接于该连接部分的一第二端，该第一辐连接部分系于至少一折弯处中折弯一至少一分段，且该分段与该连接部分相隔一第二距离；以及
一第二辐射连接部分，连接于该连接部分的第三端。
10.一种天线，其包括：
一连接部分，用来接收及发射一讯号，其一第一端与地面相隔一第一距离；
一第一辐射连接部分，连接于该连接部分的一第二端，其中该第一辐射连接部分之一端朝该连接部分方向向内弯折以形成一弯折部；以及
一第二辐射连接部分，连接于该连接部分的一第三端。
11.一种天线，其包括：
一讯号馈送部分，用来接收及发射一讯号；以及
一第一频率调整部分，连接于该讯号馈送部分，且包含：
一第一延伸部分；以及
一第二延伸部分，自该第一延伸部分延伸，且指向该讯号馈送部分。
12.一种天线，其包括：
一讯号馈送部分，用来接收及发射一讯号，且具一馈送端，其中该馈送端具一第一极点；以及
一耦接部分，耦接于一电子通讯装置，且具有一底端，其中该底端具一第二极点，其中该第一极点与该第二极点相隔一距离，其中该距离为大于等于1mm。
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